KR20130061852A

KR20130061852A - 필름의 열처리 장치

Info

Publication number: KR20130061852A
Application number: KR1020110128118A
Authority: KR
Inventors: 김재경
Original assignee: (주)인터플렉스
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-12

Abstract

본 발명은 필름이 수직으로 배치된 상태에서 열처리가 이루어질 수 있도록 구성된 필름의 열처리 장치에 대한 것으로서, 챔버 내에서 필름이 수직으로 세워진 상태에서 열처리가 진행됨에 따라 필름의 투입 및 취출이 용이하고, 필름의 이동이 용이할 뿐만 아니라 챔버 내에 수용되는 필름의 길이가 길어짐에 따라 필름의 열처리 효율을 높일 수 있는 필름의 열처리 장치에 대한 것이다.

Description

필름의 열처리 장치{SYSTEM FOR ANNEALING FILM}

본 발명은 필름의 열처리 장치에 대한 것으로,서 설치 공간을 줄일 수 있으면서도 필름의 열처리 속도를 향상시킬 수 있는 필름의 열처리 장치에 대한 것이다.

최근 전자기기의 소형화와 디자인의 다양화 등에 따라 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 대한 수요가 매우 크다.

연성 인쇄회로기판(FPCB)은 연성(flexible)을 갖는 기판에 도전성 패턴을 형성한 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 일종으로서, 두께가 얇고, 자유로운 굴곡구현이 가능할 뿐만 아니라 무게가 가볍다는 특징이 있다. 이러한 연성회로기판을 이용할 경우 부품을 협소한 공간에 효율적인 배열할 수 있고, 소형, 경량화 설계가 가능할 뿐만 아니라 디자인의 자유도가 매우 높기 때문에 전자제품의 경박화 및 디지털화에 따라 그 수요가 매년 증가하고 있다.

상기와 같은 연성인쇄회로기판은 주로 연성을 갖는 필름을 기판으로 사용하는데 일러한 연성을 갖는 필름(flexible film)으로서 고분자필름(polymer film)이 사용된다. 상기와 같이 연성을 갖는 고분자 필름에 투명도전성 물질을 코팅 또는 증착 및 열처리한 후 이를 패터닝하고, 여기에 금속배선패턴을 인쇄한 후, 이를 열처리 등을 통해 경화시켜 연성인쇄회로기판이 제조된다.

상기 연성인쇄회로기판(FPCB)을 제조하는 과정에서 상기 고분자필름에 투명도전성 물질을 코팅 또는 증착 및 패터닝하고 이를 열처리하는 과정을 거친다.

도 1에는 투명 도전성 물질이 증착된 고분자 필름을 열처리하는 장치 및 열처리 공정이 개시되어 있다.

도 1에서 보면, 종래 고분자필름의 열처리장치는, 챔버(20)를 사이에 두고 일정한 거리로 이격되어 배치된 권취롤러(40)와 인출롤러(30)를 포함한다. 상기 인출롤러(30)에서 인출된 필름(10)은, 챔버에서 열처리된 후 권취롤러(40)에 권취된다.

여기서, 상기 필름(10)은 인출 보조롤러(31)와 권취 보조롤러(41)에서 수평이 유지된 상태에서 이송되면서 챔버 내에서 열처리 된다.

이때, 필름이 인출롤러에서 인출되어 권취롤러에 권취되도록, 필름을 당겨서 필름에 장력이 발생하도록 하는 역할은 일반적으로 권취롤러(40)가 하게 된다. 또한, 상기 인출롤러(30)는 상기 필름(10)이 이송되는 과정에서 중력에 의해 쳐지는 것을 방지하기 위하여 일정한 텐션을 유지할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 필름은 챔버 내에서 처짐을 방지하기 위하여 컨베이어 벨트(60)에 안착된 채 수평으로 이송된다. 상기 컨베이어 벨트(60)는 컨베이어 벨트 롤러(61, 62)에 의해 구동된다. 아울러, 상기 필름의 진행경로의 상부 및 하부에는 한 쌍의 히터(71, 72)가 구비되어 필름에 열을 공급함으로써 필름이 열처리 되도록 한다. 한편 열처리된 필름(10)을 냉각하기 위하여 냉각수단(50)을 더 구비할 수도 있다.

그런데 상기와 같이 필름을 수평방향으로 이송하면서 열처리하는 경우, 이송과정에서 열처리장비 내의 오염원에 의하여 필름이 오염될 수 있으며, 권취롤러에 의해 인가되는 장력으로 인해 필름 내에 스트레스가 지속적으로 존재하게 되어, 열처리 후 제품의 구조 및 특성이 변하게 되는 문제가 발생할 수 있다. 특히 컨베이어 벨트(60)의 사용으로 인해 미세 스크래치가 발생할 수 있으며, 상기 컨베이어 벨트의 표면에 형성된 주름 등의 패턴이 열처리 과정에서 필름의 표면에 전사되어 필름에 덴트(dent)가 발생할 수도 있다.

특히, 수평이송식 열처리 장치는 필름이 수평으로 놓여진 채 이송되기 때문에 필름이 단층으로 배치되어 챔버내에 수용되는 필름의 길이가 한정되어 있다. 그런데 필름이 필름이 열처리 되기 위해서는 소정의 온도에서 소정의 시간동안 열이 인가되어야 한다. 예컨대 필름은 챔버 내에에 30분 이상, 많게는 같은 2~3시간 이상 머물러야 한다.

예를 들어 필름의 열처리 시간이 1시간이라고 하면, 필름은 챔버 내에서 1시간 머물러야 한다. 그런데 만약 챔버의 길이가 1m라면, 필름이 수평으로 배치된 상태라면, 1시간 동안 1m 길이의 필름만을 열처리할 수 있게 된다. 이 경우 챔버에서의 필름의 이송속도는 매우 늦어지고 필름의 열처리 효율은 매우 낮게된다. 또한 챔버를 한시간 동안 가열하여 필름을 1m밖에 열처리할 수 없다면 에너지 소모 대비 열처리 효율도 매우 떨어지게 된다.

이를 방지하기 위하여 챔버를 크게 제작하는 방법도 있으나, 챔버가 커지면 챔버 제조비용이 증가하고 챔버를 가열하는 에너지도 크게 된다. 또한 챔버를 크게 제작하여 챔버의 수평길이가 2m가 된다고 하더라도, 상기 챔버를 이용하여 1시간 열처리 할 수 있는 필름의 길이는 2m밖에 되지 않게 된다.

이와 같이 종래 수평 이송식 열처리 장치를 사용할 경우, 필름의 열처리 속도가 늦고, 열처리 효율이 떨어지며, 열처리에 소요되는 에너지도 크게 된다.

상기 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 필름이 수직방향으로 세워진 채 열처리가 진행될 수 있도록 하는 필름의 열처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 중력에 의해 필름이 처지는 것을 방지할 수 있고, 오염물에 의한 오염의 문제를 방지할 수 있는 필름의 열처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 필름의 열처리 속도를 높여 에너지 소비를 줄일 수 있는 필름의 열처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 상기 열처리 장치를 이용하는 필름의 열처리 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 챔버 내에서 필름이 수직으로 세워진 상태에서 열처리가 진행되는 필름의 열처리 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 필름의 열처리 장치는, 챔버; 상기 챔버의 상부에 배치된 하나 이상의 상부 롤러; 상기 상부 롤러와 이격되도록 상기 챔버의 하부에 배치된 하나 이상의 하부 롤러; 상기 챔버에 열을 가할 수 있도록 배치된 열공급수단; 상기 챔버의 일측 외부에 배치된 필름 인출롤러; 및 상기 챔버의 타측 외부에 배치된 필름 권취롤러;를 포함하여, 인출롤러에서 인출된 필름이 상기 하나 이상의 하부롤러와 상기 하나 이상의 상부롤러를 거쳐 이송되면서 열처리가 이루어진다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 상부롤러와 하부롤러는, 수직면을 기준으로 서로 교차되게 배치되도록 한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 열공급 수단은, 챔버의 상부면, 하부면 및 측벽들 중 적어도 2군데 이상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 하나 이상의 상부롤러 각각 또는 상기 하나 이상의 하부롤러 각각에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력감지 수단이 배치될 수 있다. 또한, 상기 하나 이상의 상부롤러 각각 또는 상기 하나 이상의 하부롤러 각각에는 상부롤러 또는 하부롤러의 높낮이를 조절하는 롤러 변위수단이 배치될 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 하나 이상의 상부롤러는 챔버의 상부벽에 고정된 상부롤러 지지수단에 의하여 지지되며, 상기 상부롤러 지지수단에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력 감지수단 및 상부롤러의 높낮이를 조절하기 위한 상부롤러 변위수단이 구비될 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치는 챔버의 외부에 배치된 제어수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은 상기 장력 감지수단에서 감지된 장력을 인식하여 상기 상부롤러 변위수단을 제어하여 상부롤러의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 챔버의 온도는 100℃~180℃의 범위로 조정된다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 챔버의 외부에는 진공펌프가 배치될 수 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 필름의 열처리가 진행되는 동안 상기 챔버 내부의 압력은 10Pa~10⁴Pa의 범위로 조정될 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 열처리가 진행되는 동안 상기 필름의 이동속도는 1m/분~5m/분의 범위로 조정할 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치에 의하여 열처리되는 필름은 투명 고분자 필름인 것이 가능하다. 본 발명의 일례에 따르면 상기 투명 고분자 필름에는 전극용 투명물질이 배치되어 있다. 여기서 상기 전극용 투명물질은 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)인 것이 가능하다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)의 예로서 ITO, IZO, AZO 및 GZO를 포함한다.

본 발명은 또한, 상기 필름의 열처리 장치를 이용하여 필름을 열처리하는 방법을 제공한다. 상기 필름의 열처리 장치를 이용한 필름의 열처리 방법은, 열처리될 필름이 감겨있는 인출롤러를 준비하는 단계; 상기 인출롤러에서 상기 열처리될 필름을 인출하여 챔버로 유입한 후, 상기 필름이 상기 하나 이상의 하부롤러와 상기 하나 이상의 상부롤러에 교대로 걸쳐져서 수직으로 배열된 상태에서 상부롤러와 하부롤러를 지나도록 하는 단계; 및 상기 상부롤러와 하부롤러를 지나 챔버에서 유출되는 필름을 권취롤러에서 권취하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안 상기 챔버의 온도는 100℃~180℃의 범위로 조정할 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안 상기 챔버 내부의 압력은 10Pa ~104Pa의 범위가 되도록 할 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안의 이동속도는 1m/분~5m/분의 범위가 되도록 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 필름의 열처리 장치에 의하여 열처리되는 필름은 투명 고분자 필름인 것이 가능하다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 고분자 필름에는 전극용 투명물질이 배치될 수 있다. 여기서 상기 전극용 투명물질은 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)인 것이 가능하다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)의 예로서, ITO, IZO, AZO 및 GZO를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 필름의 열처리 장치는 상기 하나 이상의 상부롤러를 챔버의 상부벽에 고정하는 상부롤러 지지수단을 포함하며, 상기 상부롤러 지지수단에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력 감지수단 및 상부롤러의 높낮이를 조절하기 위한 상부롤러 변위수단이 구비되어 있고, 상기 챔버의 외부에는 제어수단이 배치되어, 상기 제어수단이 상기 장력 감지수단에서 감지된 장력을 인식하는 단계; 및 상기 제어수단이 상기 상부롤러 변위수단을 제어하여 상부롤러의 높낮이를 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 필름을 수직으로 세운 상태에서 상부 롤러와 하부 롤러를 이송하면서 열처리를 진행함으로써, 종래 수평방향 열처리 방식에 비하여 이물에 의한 오염을 방지할 수 있고, 수평 반송벨트에 의한 덴트(dent) 및 스크레치의 발생을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 수평상태의 장력인가에 의한 필름의 스트레스 및 주름 발생을 감소시킬 수 있다.

또한 필름이 수직으로 배치되어 장비 소요 면적을 줄일 수 있으며, 챔버 내에서 필름이 수직으로 세워진 상태에서 열처리가 진행됨에 따라 필름의 투입 및 취출이 용이하고, 이동이 용이할 뿐만 아니라 챔버 내에 수용되는 필름의 길이가 길어짐에 따라 필름의 열처리 효율이 높다. 또한, 본 발명에 따른 열처리 장치는 2개의 챔버를 연결하여 사용하는 듀얼타입 공정에 적용할 수 있기 때문에, 벤트(vent) 없이 연속공정 적용이 가능하다.

도 1은 종래 필름의 열처리 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 필름의 열처리 장치의 일례에 대한 개략도이다.
도 3은 상부롤러에 배치된 장력감지수단(221), 롤러 변위수단(231) 및 제어수단의 일례를 보여주는 개략도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2에는 본 발명에 필름의 열처리 장치의 일례를 개략적으로 도시하고 있다.

도 2에 개시된 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치의 일례는, 챔버(100), 상기 챔버의 상부에 배치된 하나 이상의 상부 롤러(201, 202, 203), 상기 상부 롤러와 이격되도록 상기 챔버의 하부에 배치된 하나 이상의 하부 롤러(301, 302, 303, 304), 상기 챔버에 열을 가할 수 있도록 배치된 열공급수단(700), 상기 챔버의 일측 외부에 배치된 필름 인출롤러(410), 및 상기 챔버의 타측 외부에 배치된 필름 권취롤러(510)를 포함한다.

도 2에서 상기 필름 인출롤러(410)는 필름 인출부(400)에 배치되어 있다. 상기 필름 인출부(400)에는 필름인출용 보조롤러(420)이 배치되어 있다. 열처리가 될 공정대상 필름은 필름 인출롤러(410)에 권취된 상태로 필름 인출부에 배치된다.

필름(10)은 필름 인출롤러(410)에서 인출되어 필름인출용 보조롤러(420)를 거쳐 챔버로 유입된다. 상기 필름 인출롤러(410)에서 인출된 필름(10)은 하부롤러(301, 302, 303, 304)와 상부롤러(201, 202, 203)를 거쳐 이송되는 과정에서 열처리가 이루어진다.

한편 도 2에서 보면, 상기 필름 권취롤러(510)는 필름 권취부(500)에 배치되어 있다. 챔버에서 열처리가 이루어진 필름(10)은 상기 필름 권취부(500)로 이송되어 필름권취용 보조롤러(522, 521)을 거쳐 필름 권취롤러(510)에 권취된다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 상부롤러와 하부롤러들은 수직면을 기준으로 서로 교차되게 배치되어 있다. 즉, 챔버의 수직단면을 기준으로, 하부롤러 301과 302 사이에 상부롤러 201이 배치되며, 상부롤러 201과 202 사이에 하부롤러 302가 배치되고, 마찬가지로, 하부롤러 302와 303 사이에 상부롤러 202가 배치되는 구조를 가진다.

이러한 배치구조를 가짐에 따라, 필름(10)이 순차적으로 하부롤러 301, 상부롤러 201, 하부롤러 302, 상부롤러 202에 배치되면서 이송되는 동안 상기 필름(10)은 중력에 대하여 수직인 상태가 유지되는 것이다.

상기 상부롤러와 하부롤러에 걸려서 배치된 필름이 이송될 수 있도록 하기 위해서는 상부롤러와 하부롤러 중 적어도 어느 한쪽은 구동력을 가진다. 상기 롤러가 가지는 구동력에 의하여 필름이 이송되는 것이다.

본 발명에 따른 필름의 구동장치에서, 상부롤러들(201, 202, 203)이 구동력을 가질 수도 있고, 하부롤러들(301, 302, 303, 304)이 구동력을 가질 수도 있다. 상부롤러들과 하부롤러들이 모두 구동력을 가질 수 있음은 물론이다. 도면에 도시되지는 않았지만 상부롤러들 또는 하부롤러들이 구동력을 가지기 위해서 별도의 구동을 더 구비할 수 있다.

도 2에서는 상부롤러들(201, 202, 203)만 구동력을 가진 예를 중심으로 설명한다. 이때 상부롤러들은 구동롤러(Drive Roller)가 된다. 한편 하부롤러들(301, 302, 303, 304)은 구동력을 가지지 않은 바, 필름을 거치하는 작용만을 하는 로딩롤러(Loading Roller)가 된다.

이와 같이 상부롤러와 하부롤러에 의하여 필름이 이송되고, 특히 하부롤러가 필름의 이송을 안내하는 역할도 할 수 있기 때문에 종래 수평방향의 열처리 장치에서 요구되던 별도의 아이들 롤러가 필요하지 않게 된다. 또한 반송벨트나 일정한 장력을 필름에 공급하는 장력공급 수단이 필요하지도 않아 장치의 구성이 간소화될 수 있다.

또한, 상기 상부롤러와 하부롤러에 의하여 필름이 수직으로 배치된 상태에서 열처리가 이루어지기 때문에 종래의 수평이송 방식의 열처리장비에서 발생하는 중력에 의한 필름의 쳐짐 현상이나 이물의 부착문제, 열처리로 인해 이송벨트에 의해 발생하는 덴트의 문제 등이 발생하지 않게 된다.

필름의 열처리를 위해서는 상기 챔버에 열이 가해져야 한다. 본 발명에 의한 필름의 열처리 장치는 챔버에 열을 가하는 있도록 열공급수단(700)을 포함한다. 상기 열공급 수단(700)은 챔버 내부의 온도가 필름의 열처리에 필요한 온도가 되도록 한다. 상기 열공급 수단(700)은 챔버(100)의 내부 또는 외부의 적어도 한 곳 이상에 배치된다.

도 2에서는 열공급 수단(700)이 챔버(100)의 하부에 배치된 일례를 표현하고 있다.

본 발명의 다른 일례에 따르면, 상기 열공급 수단(700)은, 챔버의 상부면, 하부면 및 측벽들 중 적어도 2군데 이상에 배치될 수 있다. 챔버 내부 온도의 적정화 및 필름 가열의 적정화를 위하여, 당업자라면 필요한 곳에 적절한 수의 열공급 수단을 더 배치할 수 있을 것이다.

또한, 상기 열공급 수단(700)은, 챔버의 일부분에 고정되어 배치되는 것이 아니라, 상기 필름에 열을 효율적으로 공급하기 위하여 그 위치를 조정할 수 있도록 설치될 수도 있다. 상기 열공급 수단(700)이 안정적으로 고정되도록 하고 또한 그 이동성을 구비하기 위하여 지그유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 아울러 상기 지그유닛을 변위시키기 위한 구동유닛(미도시)을 더 포함할 수도 있다.

상기 챔버의 온도는 필름의 열처리 조건에 따라 달라진다. 상기 열공급 수단(700)을 적절히 제어하여 챔버 내부의 온도를 필름의 열처리에 필요한 온도로 맞출 수 있다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 필름은 투명전극용 물질이 배치되는 필름일 수 있는데, 이러한 필름은 120 내지 150℃ 정도의 온도에서 열처리되는 경우가 많다. 필름의 종류에 따라 상기 온도외에 100℃ 정도 또는 180℃ 정도에서 열처리되는 경우도 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치에 의하여 열처리될 수 있는 필름으로는, 예를 들면, 터치센서 패널용 투명필름, 가요성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board; FPCB)용 투명필름 등이 있다. 이러한 필름들은 통상 100℃~180℃ 정도의 온도에서 열처리될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치에서 상기 챔버의 온도는 100℃~180℃의 범위가 되도록 할 수 있다.

도 2에 개시된 본 발명의 일례에 따르면, 상기 상부롤러(201, 202, 203)는 챔버의 상부벽에 고정된 상부롤러 지지수단(211, 212, 213)에 의하여 지지되며, 상기 상부롤러 지지수단에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력 감지수단(221, 222, 231)이 구비되어 있다. 한편 도 3에서 보면 상부롤러 지지수단(211, 212, 213)에는 상부롤러의 높낮이를 조절하기 위한 상부롤러 변위수단(231, 232, 233)이 구비되어 있다.

또한 도 3에서 보면, 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치는 챔버의 외부에 배치된 제어수단(800)을 더 포함한다. 상기 제어수단(800)은 상기 장력 감지수단(221, 222, 231)에서 감지된 장력을 인식하여 상기 상부롤러 변위수단(231, 232, 233)을 제어하여 상부롤러의 높낮이를 조절한다.

구체적으로, 만약 상기 장력 감지수단(221, 222, 231)에서 감지된 장력이 소정의 기준장력보다 크면 상기 상부롤러 변위수단(231, 232, 233)을 제어하여 상기 상부롤러의 높이가 낮춤으로써 필름에 인가되는 장력을 줄일 수 있다.

반면, 만약 상기 장력 감지수단(221, 222, 231)에서 감지된 장력이 소정의 기준장력보다 작으면 상기 상부롤러 변위수단(231, 232, 233)을 제어하여 상기 상부롤러의 높이가 높임으로써 필름에 인가되는 장력을 크게 할 수 있다.

도 2에 도시된 챔버(100)에는 진공펌프(600)가 배치될 수 있다. 상기 진공펌프는 상기 챔버(100)의 외부에 배치될 수 있을 것이다.

본 발명에서 상기 필름의 열처리는 진공에서 진행될 수 있는데, 진공에서 열처리가 진행될 경우 외부 오염원에 의한 필름의 오염을 방지할 수 있는 등의 장점이 있다.

상기 챔버 내부의 진공 정도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉 챔버 내부의 압력이 특별한 범위로 한정되지 않는 다는 것이다. 따라서, 상업적으로 시판되는 통상적인 진공펌프를 이용하여 챔버 내부를 진공으로 만들 수 있다. 상기 진공의 수준은 사용되는 필름의 종류 및 용도에 따라 달라질 수 있다. 높은 정도의 청결도(purity)가 요구되는 경우에는 진공 정도가 높아 챔버 내부의 압력이 매우 낮은 상태로 조정될 것이며, 그렇지 않은 경우에는 진공 정도가 높지 않아도 되기 때문에 챔버 내부의 압력이 매우 낮을 필요까지는 없을 것이다. 챔버 내부의 압력이 낮도록 유지하기 위해서는 높은 수준까지 진공펌프의 가동해야 하기 때문에 제조비용의 증가를 초래할 수 있을 것이다.

상기와 같은 점을 고려할 때, 상기 챔버에서 열처리가 진행되는 동안 상기 챔버 내부의 압력은 10Pa~10⁴Pa의 범위로 조정할 수 있을 것이다. 상기 챔버 내부의 압력이 상기 범위로 한정되는 것은 아님은 당연하다.

한편, 상기 제어수단(800)은 롤러 구동수단(미도시)을 제어하여 롤러의 구동속도를 조절함으로써 필름의 이송속도를 조절할 수도 있다.

필름이 열처리 되기 위해서는 소정의 온도에서 소정의 시간동안 열을 받아야한다. 이를 위해 필름은 챔버에 30분 이상, 많게는 같은 2~3시간 이상 머물러야 한다. 본 발명에 의한 필름의 열처리 장치에서는 필름이 상부롤러와 하부롤러에 교대로 걸쳐서 겹쳐진 상태와 같이 배치되기 때문에 챔버 내에 수용될 수 있는 필름의 길이가 길어진다. 그에 따라 종래의 수평 이송형 열처리 장치와 비교하여 챔버에 수용되는 필름의 길이가 길어진 만큼, 필름의 특정 부위가 챔버 내에 머무는 시간도 역시 길어진다. 그 결과, 필름의 이동속도를 상승시켜도 필름이 챔버 내에 머무는 시간이 길어지기 때문에 충분한 열처리가 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치를 이용할 경우 필름의 열처리 속도를 증가시킬 수 있게 되어, 필름의 열처리 효율이 향상된다.

상기 필름의 이동속도는 필름의 열처리에 필요한 시간에 따라 달라지며, 챔버의 크기에 따라서도 달라진다. 즉, 필름의 열처리에 필요한 시간과 상기 챔버에 수용될 수 있는 필름의 길이를 고려하여 챔버의 이동속도를 조정한다. 본 발명에 의한 챔버를 이용하는 경우 챔버내에서 필름이 여러 번 겹쳐져서 열처리가 되기 때문에 상기 필름의 이동속도는 1m/분~5m/분의 범위로 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 필름의 열처리 장치에 의하여 열처리되는 필름은 투명 고분자 필름인 것이 가능하다.

상기 투명 고분자 필름에는 전극용 투명물질이 배치될 수 있다. 여기서 상기 전극용 투명물질은 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)인 것이 가능하다. 상기 투명 도전성 산화물의 예로서 ITO, IZO, AZO 및 GZO를 포함한다. 이러한 투명 도전성 산화물의 대표적인 예로서 ITO가 있다. 상기 ITO는 투명전극 재료로서 널리 사용되는데, 상기 ITO가 배치된 필름을 ITO 필름이라고도 한다.

본 발명에 따른 필름의 열처리 장치에 의하여 열처리될 수 있는 필름으로는, 예를 들면, 터치센서 패널용 투명필름, 가요성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board; FPCB)용 투명필름 등이 있다. 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치는 상기와 같은 필름 외에 다른 필름들을 열처리하는데 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 또한, 상기 필름의 열처리 장치를 이용하여 필름을 열처리하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 필름의 열처리 방법은, 열처리될 필름(10)이 감겨있는 인출롤러(410)를 준비하는 단계; 상기 인출롤러(410)에서 상기 열처리될 필름을 인출하여 챔버(100)로 유입한 후, 상기 필름이 상기 하나 이상의 하부롤러(301, 302, 303, 304)와 상기 하나 이상의 상부롤러(201, 202, 203)에 교대로 걸쳐져서 수직으로 배열된 상태에서 상부롤러와 하부롤러를 지나도록 하는 단계; 및 상기 상부롤러와 하부롤러를 지나 챔버에서 유출되는 필름(10)을 권취롤러(510)에서 권취하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 일례에서는, 상기 필름이 상부롤러(201, 202, 203)와 하부롤러(301, 302, 303, 304)를 지나는 동안 상기 챔버의 온도는 100℃~180℃의 범위로 조정한다. 이때 챔버 내부의 온도는 열공급 수단(700)에 의하여 조정될 수 있다.

또한 상기 필름(10)이 상부롤러(201, 202, 203)와 하부롤러(301, 302, 303, 304)를 지나는 동안 상기 챔버 내부의 압력은 10Pa~10⁴Pa의 범위가 되도록 한다. 여기서 상기 챔버의 압력은 진공펌프(600)에 의하여 조정될 수 있다.

또한, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안의 이동속도는 1m/분~5m/분의 범위가 되도록 할 수 있다. 상기 필름의 이동속도는 롤러 구동수단(미도시)를 조정하여 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 필름의 열처리 장치에 의하여 열처리되는 필름은 투명 고분자 필름인 것이 가능하다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 고분자 필름에는 전극용 투명물질이 배치될 수 있다. 여기서 상기 전극용 투명물질은 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)인 것이 가능하다. 상기 투명 도전성 산화물의 예로서, ITO, IZO, AZO 및 GZO를 포함한다.

한편 도 2와 도 3에서 보면, 본 발명에 따른 필름의 열처리 장치는 상기 상부롤러를 챔버의 상부벽에 고정하는 상부롤러 지지수단을 포함하며, 상기 상부롤러 지지수단에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력 감지수단 및 상부롤러의 높낮이를 조절하기 위한 상부롤러 변위수단이 구비되어 있으며, 상기 챔버의 외부에는 제어수단이 배치되어 있다. 따라서, 본 발명에 따른 필름의 열처리 방법은, 상기 제어수단(800)이 상기 장력 감지수단 (221, 222, 231)에서 감지된 장력을 인식하는 단계 및 상기 제어수단(800)이 상기 상부롤러 변위수단 (231, 232, 233)을 제어하여 상부롤러의 높낮이를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기에서 구체적인 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였다. 상기 실시예외에 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

100: 챔버
201, 202, 203: 상부 롤러
211, 212, 213: 상부롤러 지지수단
221, 222, 231: 장력 감지수단
231, 232, 233: 상부롤러 변위수단
301, 302, 303, 304: 하부 롤러
400: 필름 인출부
410: 필름 인출롤러 420: 필름인출용 보조롤러
500: 필름 권취부
510: 필름 권취롤러 521, 522: 필름권취용 보조롤러
600: 진공펌프
700: 열공급수단
800: 제어수단

Claims

챔버;
상기 챔버의 상부에 배치된 하나 이상의 상부 롤러;
상기 상부 롤러와 이격되도록 상기 챔버의 하부에 배치된 하나 이상의 하부 롤러;
상기 챔버에 열을 가할 수 있도록 배치된 열공급수단;
상기 챔버의 일측 외부에 배치된 필름 인출롤러; 및
상기 챔버의 타측 외부에 배치된 필름 권취롤러;를 포함하여,
인출롤러에서 인출된 필름이 상기 하나 이상의 하부롤러와 상기 하나 이상의 상부롤러를 거쳐 이송되면서 열처리 되도록 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 상부롤러와 하부롤러는, 수직면을 기준으로 서로 교차되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 열공급 수단은, 챔버의 상부면, 하부면 및 측벽들 중 적어도 2군데 이상에 배치되는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 상부롤러 각각 또는 상기 하나 이상의 하부롤러 각각에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력감지 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 상부롤러 각각 또는 상기 하나 이상의 하부롤러 각각에는 상부롤러 또는 하부롤러의 높낮이를 조절하는 롤러 변위수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 상부롤러는 챔버의 상부벽에 고정된 상부롤러 지지수단에 의하여 지지되며, 상기 상부롤러 지지수단에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력 감지수단 및 상부롤러의 높낮이를 조절하기 위한 상부롤러 변위수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 6항에 있어서, 챔버의 외부에 배치된 제어수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은 상기 장력 감지수단에서 감지된 장력을 인식하여 상기 상부롤러 변위수단을 제어하여 상부롤러의 높낮이를 조절하는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 챔버의 온도는 100℃~180℃의 범위인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 챔버의 외부에 배치된 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 챔버 내부의 압력은 10Pa~10⁴Pa의 범위인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 필름의 이동속도는 1m/분~1m/분의 범위인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 필름은 투명 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 12항에 있어서, 상기 투명 고분자 필름에는 전극용 투명물질이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 13항에 있어서, 상기 전극용 투명물질은 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 14항에 있어서, 상기 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)은 ITO, IZO, AZO 및 GZO를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 장치.
제 1항에 의한 필름의 열처리 장치를 이용하여 필름을 열처리하는 방법으로서,
열처리될 필름이 감겨있는 인출롤러를 준비하는 단계;
상기 인출롤러에서 상기 열처리될 필름을 인출하여 챔버로 유입한 후, 상기 필름이 상기 하나 이상의 하부롤러와 상기 하나 이상의 상부롤러에 교대로 걸쳐져서 수직으로 배열된 상태에서 상부롤러와 하부롤러를 지나도록 하는 단계; 및
상기 상부롤러와 하부롤러를 지나 챔버에서 유출되는 필름을 권취롤러에서 권취하는 단계;
를 포함하는 필름의 열처리 방법.
제 16항에 있어서, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안 상기 챔버의 온도는 100℃~180℃의 범위인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 16항에 있어서, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안 상기 챔버 내부의 압력은 10Pa~10⁴Pa의 범위인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 16항에 있어서, 상기 필름이 상부롤러와 하부롤러를 지나는 동안의 이동속도는 1m/분~5m/분의 범위인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 16항에 있어서, 상기 필름은 투명 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 20항에 있어서, 상기 투명 고분자 필름에는 전극용 투명물질이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 전극용 투명물질은 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)인 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 22항에 있어서, 상기 투명 도전성 산화물(transparent conducting oxide; TCO)은 ITO, IZO, AZO 및 GZO를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.
제 16항에 있어서, 필름의 열처리 장치는 상기 하나 이상의 상부롤러를 챔버의 상부벽에 고정하는 상부롤러 지지수단을 포함하며, 상기 상부롤러 지지수단에는 필름의 장력을 감지하기 위한 장력 감지수단 및 상부롤러의 높낮이를 조절하기 위한 상부롤러 변위수단이 구비되어 있고, 상기 챔버의 외부에는 제어수단이 배치되어,
상기 제어수단이 상기 장력 감지수단에서 감지된 장력을 인식하는 단계; 및 상기 제어수단이 상기 상부롤러 변위수단을 제어하여 상부롤러의 높낮이를 조절하는 단계;를 더 포함하는 특징으로 하는 필름의 열처리 방법.