KR20150117977A - 필름 절단 장치 - Google Patents

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KR20150117977A
KR20150117977A KR1020140043844A KR20140043844A KR20150117977A KR 20150117977 A KR20150117977 A KR 20150117977A KR 1020140043844 A KR1020140043844 A KR 1020140043844A KR 20140043844 A KR20140043844 A KR 20140043844A KR 20150117977 A KR20150117977 A KR 20150117977A
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film
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laser beam
ellipse
cutting apparatus
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KR1020140043844A
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이세용
배성호
신기봉
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(주)엔에스
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Abstract

본 발명은 필름 절단 장치에 관한 것으로서, 연속적으로 공급되는 필름 원단을 미리 설정된 길이로 재단하는 필름 절단 장치에 있어서, 필름 원단이 안착되는 메인 프레임; 원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔을 발진하는 발진 유닛; 발진 유닛으로부터 발진된 레이저빔을 평행광으로 만드는 콜리메이터 유닛; 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하되 타원의 장축 방향이 필름 원단의 폭 방향과 평행하도록 집속하여 필름 원단에 조사하는 조사 유닛; 및 조사 유닛을 필름 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 드라이빙 유닛을 포함하며, 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 정형하되, 타원의 장축 방향과 필름 원단의 절단 방향이 평행하도록 레이저빔을 정형하여 필름 원단의 가공면에 조사함으로써, 서로 인접하는 레이저빔의 빔스팟들이 타원의 장축 방향으로 중첩되어 빔스팟들이 중첩되는 면적이 증가되므로, 빔스팟의 중첩을 높일 수 있다.

Description

필름 절단 장치{Film cutting apparatus}
본 발명은 필름 원단을 미리 설정된 길이로 재단하거나 미리 설정된 폭으로 슬리팅할 수 있는 필름 절단 장치에 관한 것이다.
필름 절단 장치는 연속적으로 공급되는 필름 원단을 절단하는 장치로서, 필름 원단을 미리 정해진 길이를 갖도록 필름 원단의 폭 방향으로 절단하는 재단 공정을 수행하거나 혹은 필름 원단을 미리 정해진 폭을 갖도록 필름 원단의 길이 방향을 따라 절단하는 슬리팅 공정을 수행할 수 있는 장치이다. 이러한 필름 절단 장치는 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 예를 들어 디스플레이 패널을 제작하기 위한 박막 필름의 가공 분야에서 적용될 수 있다.
일반적으로 필름 절단 장치는, 목형(칼 금형)을 이용하여 필름 원단을 절단할 수 있는 목형 절단 방식이나 혹은 레이저빔을 이용하여 필름 원단을 절단할 수 있는 레이저 절단 방식을 채용하고 있다. 레이저빔의 우수한 특징으로 성질로 인하여 레이저 절단 방식을 채용한 필름 절단 장치의 사용량이 점차 증가하고 있다.
도 1을 참조하면, 레이저 절단 방식을 채용한 종래의 필름 절단 장치(3)는, 필름 원단(F)이 안착되는 메인 프레임(210), 필름 원단(F)이 릴 상태로 권취된 권취 롤러(미도시)로부터 공급된 필름 원단(F)을 메인 프레임(210)으로 이송하는 필름 이송 유닛(220), 원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔(B)을 생성하여 발진하는 발진 유닛(230), 발진 유닛(230)으로부터 발진된 레이저빔(B)의 경로를 변경하는 적어도 하나의 반사판(240), 반사판(240)으로부터 전달된 레이저빔(B)을 집속하여 필름 원단(F)의 가공면에 조사하는 조사 유닛(250), 및 조사 유닛(250)을 필름 원단(F)의 폭 방향으로 왕복 이송하는 드라이빙 유닛(60) 등을 포함한다.
필름 원단(F)에 대한 재단 공정을 수행하는 경우를 기준으로 종래의 필름 절단 장치(3)를 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 발진 유닛(230)으로부터 발진된 레이저빔(B)을 조사 유닛(250)을 이용해 집속하여 필름 원단(F)의 가공면에 조사함과 동시에 드라이빙 유닛(260)을 구동하여 서로 인접하는 레이저빔(B)의 빔스팟(BS)들이 중첩되도록 조사 유닛(250)을 필름 원단(F)의 재단 방향 즉, 필름 원단(F)의 폭 방향으로 이동시킴으로써 필름 원단(F)을 재단할 수 있다.
그런데, 레이저빔(B)을 이용하여 필름 원단(F)에 대한 절단 가공 작업을 수행하면 레이저빔(B)으로 인해 필름 원단(F)의 절단면에 열변형이 발생하게 된다. 따라서, 도 3a에 도시된 바와 같이 레이저빔(B)의 빔스팟(Ba)의 크기를 줄여줌으로써 절단면의 열변형을 줄일 수 있으나, 빔스팟(Ba)의 줄어든 크기만큼 빔스팟(Ba)의 중첩률이 떨어져 재단 공정이 불안정해질 수 있다.
또한, 드라이빙 유닛(260)의 이동 속도를 높여 재단 공정의 작업 속도를 증가시키는 경우에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 서로 인접하는 레이저빔(B)의 빔스팟(Bb)들 사이의 멀어진 간격이 멀어지게 되므로, 빔스팟(Bb)의 중첩률이 떨어져 재단 공정이 불안정해질 수 있다.
또한, 필름 원단(F)의 레이저빔(B) 흡수율이 떨어지는 등 필름 원단(F)이 높은 빔스팟(BS)의 중첩률을 필요로 하는 특수한 물리적인 성질을 갖는 경우에는, 빔스팟(BS)의 중첩률을 필요한 수준만큼 높여 주어야 재단 공정을 원활하게 수행할 수 있다.
이와 같이 빔스팟(BS)의 크기를 줄이거나 재단 공정의 작업 속도를 증가시키거나 필름 원단(F)이 높은 빔스팟(BS)의 중첩률을 필요로 하는 경우에는, 레이저빔(B)의 주파수를 증가시킴으로써 레이저빔(B)의 빔스팟(BS)의 중첩률을 일정하게 유지하거나 필요한 수준까지 높여줘 재단 공정을 원활하게 수행할 수 있다.
그러나, 기술적인 한계로 인해 레이저빔(B)의 주파수는 일정한 크기 이상으로 증가시킬 수 없으므로, 레이저빔(B)의 주파수를 높여 빔스팟(BS)의 중첩률을 높이는데에는 한계가 있다. 이로 인해 종래의 필름 절단 장치(3)는 빔스팟(BS)의 크기, 재단 공정의 작업 속도, 및 재단 가능한 필름 원단(F)의 종류에 한계가 있다는 문제점이 있었다.
한편, 재단 공정 시에 빔스팟(BS)의 중첩률을 증가시키기 위해서는 필름 원단(F)의 가공면에 조사되는 레이저빔(B)의 단면 형상이 필름 원단(F)의 재단 방향 즉, 필름 원단(F)의 폭 방향으로는 긴 길이를 갖고 필름 원단의 폭 방향과 수직을 이루는 방향 즉, 필름 원단(F)의 길이 방향으로는 짧은 길이를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 종래의 필름 절단 장치(3)는 필름 원단(F)에 조사되는 레이저빔(B)이 모든 방향으로 동일한 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 가져 빔스팟(BS)의 중첩률이 떨어질 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저빔의 주파수에 조정에 대한 기술적인 제약을 넘어서 레이저빔의 빔스팟의 중첩률을 높일 수 있도록 구조를 개선한 필름 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 레이저빔으로 인한 절단면의 열변형을 최소화시킬 수 있도록 구조를 개선한 필름 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 절단 공정의 속도를 높일 수 있도록 구조를 개선한 필름 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 레이저빔의 흡수율이 떨어지는 등 높은 빔스팟의 중첩률을 필요로 하는 특수한 물리적인 성질을 가진 필름 원단에 대하여도 절단 공정을 수행할 수 있도록 구조를 개선한 필름 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치는, 연속적으로 공급되는 필름 원단을 미리 설정된 길이로 재단하는 필름 절단 장치에 있어서, 필름 원단이 안착되는 메인 프레임; 원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔을 발진하는 발진 유닛; 발진 유닛으로부터 발진된 레이저빔을 평행광으로 만드는 콜리메이터 유닛; 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하되 타원의 장축 방향이 필름 원단의 폭 방향과 평행하도록 집속하여 필름 원단에 조사하는 조사 유닛; 및 조사 유닛을 필름 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 드라이빙 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 조사 유닛은, 필름 원단과 초점 거리만큼 이격되어 배치되며, 빔 확대 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 장축을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속하는 제1 원주 렌즈; 및 필름 원단과 초점 거리만큼 이격되어 배치되되 제1 원주 렌즈와 레이저빔의 중심축을 기준으로 수직을 이루게 제1 원주 렌즈와 필름 원단 사이에 배치되며, 제1 원주 렌즈를 통과한 레이저빔을 타원의 단축을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속하는 제2 원주 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 타원의 단축 지름에 대한 장축 지름의 비율은, 제2 원주 렌즈의 초점 거리에 대한 제1 원주 렌즈의 초점 거리의 비율과 동일한 비율을 가지며, 제2 원주 렌즈의 초점 거리에 대한 제1 원주 렌즈의 초점 거리의 비율을 변경하여 조정 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 타원의 장축 지름은 200 내지 600 ㎛이며, 타원의 단축 지름은 25 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 콜리메이터 유닛과 조사 유닛 사이에 설치되며, 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔의 직경을 확대하는 빔 확대 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 필름 원단을 길이 방향을 따라 이송하는 필름 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치는, 연속적으로 공급되는 필름 원단을 미리 설정된 폭으로 슬리팅하는 필름 절단 장치에 있어서, 필름 원단이 안착되는 메인 프레임; 필름 원단을 길이 방향을 따라 이송하는 필름 이송 유닛; 원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔을 발진하는 발진 유닛; 발진 유닛으로부터 발진된 레이저빔을 평행광으로 만드는 콜리메이터 유닛; 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하되 타원의 장축 방향이 필름 원단의 길이 방향과 평행하도록 집속하여 필름 원단에 조사하는 조사 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 조사 유닛은, 필름 원단과 초점 거리만큼 이격되어 배치되며, 빔 확대 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 장축을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속하는 제1 원주 렌즈; 및 필름 원단과 초점 거리만큼 이격되어 배치되되 제1 원주 렌즈와 레이저빔의 중심축을 기준으로 수직을 이루게 제1 원주 렌즈와 필름 원단 사이에 배치되며, 제1 원주 렌즈를 통과한 레이저빔을 타원의 단축을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속하는 제2 원주 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 타원의 단축 지름에 대한 장축 지름의 비율은, 제2 원주 렌즈의 초점 거리에 대한 제1 원주 렌즈의 초점 거리의 비율과 동일한 비율을 가지며, 제2 원주 렌즈의 초점 거리에 대한 제1 원주 렌즈의 초점 거리의 비율을 변경하여 조정 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 타원의 장축 지름은 200 내지 600 ㎛이며, 타원의 단축 지름은 25 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 콜리메이터 유닛과 조사 유닛 사이에 설치되며, 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔의 직경을 확대하는 빔 확대 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 조사 유닛을 필름 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 드라이빙 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름 절단 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 정형하되, 타원의 장축 방향과 필름 원단의 절단 방향이 평행하도록 레이저빔을 정형하여 필름 원단의 가공면에 조사함으로써, 서로 인접하는 레이저빔의 빔스팟들이 타원의 장축 방향으로 중첩되어 빔스팟들이 중첩되는 면적이 증가되므로, 빔스팟의 중첩을 높일 수 있다.
둘째, 빔스팟의 사이즈를 작게 조정하는 경우에도 일정 수준 이상으로 빔스팟의 중첩률을 유지할 수 있어 빔스팟의 사이즈를 작게 조정한 상태로도 필름 절단 작업을 안정할 수 있으므로, 레이저빔으로 인한 절단면의 열변형을 최소화시킬 수 있다.
셋째, 필름 절단 작업의 속도를 높여 서로 인접하는 빔스팟들 사이의 간격이 넓어지는 경우에도 일정 수준 이상으로 빔스팟의 중첩률을 유지할 수 있으므로, 필름 절단 작업의 속도를 높일 수 있다.
넷째, 빔스팟의 중첩률을 레이저빔의 주파수의 크기에 대한 기술적인 제약을 넘어서 높일 수 있으므로, 높은 빔스팟의 중첩률을 필요로 하는 특수한 물리적인 성질을 갖는 필름 원단을 대상으로도 필름 절단 작업을 원활하게 수행할 수 있다.
도 1은 종래의 필름 절단 장치의 사시도.
도 2는 종래의 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔의 빔스팟을 중첩시켜 필름 원단을 재단하는 양상을 설명하기 위한 필름 원단의 평면도.
도 3a는 종래의 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔의 빔스팟의 크기를 줄인 상태로 필름 원단을 재단하는 경우를 설명하기 위한 필름 원단의 평면도.
도 3b는 종래의 필름 절단 장치에 있어서, 재단 공정의 작업 속도를 높인 상태로 필름 원단의 재단하는 경우를 설명하기 위한 필름 원단의 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치를 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 개념도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔이 타원형으로 정형된 상태를 설명하기 위한 필름 원단의 평면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔의 빔스팟을 중첩시켜 필름 원단을 재단하는 양상을 설명하기 위한 필름 원단의 평면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 조사 유닛의 사시도.
도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 조사 유닛을 타원의 장축 방향에서 바라본 측면도.
도 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 조사 유닛을 타원의 단축 방향에서 바라본 측면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치를 이용하여 필름 원단의 재단하는 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 레이저빔의 단면 형상 변화를 나타내는 흐름도.
도 13은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 사시도.
도 15는 본 발명의 다름 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 개념도.
도 16은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔이 타원형으로 정형된 상태를 설명하기 위한 필름 원단의 평면도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치를 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔이 타원형으로 정형된 상태를 설명하기 위한 필름 원단의 평면도이며, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔의 빔스팟을 중첩시켜 필름 원단을 재단하는 양상을 설명하기 위한 필름 원단의 평면도이다.
도 4 내지 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)는 연속적으로 공급되는 필름 원단(F)을 미리 설정된 길이로 재단하며, 베이스(10), 메인 프레임(20), 필름 이송 유닛(30), 발진 유닛(40), 콜리메이터 유닛(50), 반사판(60), 빔 확대 유닛(70), 조사 유닛(80), 및 드라이빙 유닛(90) 등을 포함한다.
도 4를 참조하면, 베이스(10)는 필름 원단(F)에 대한 재단 공정을 수행하기 위한 가공 라인을 제공하며, 필름 원단(F)이 릴 상태로 권취되어 릴 상태로 권취된 필름 원단(F)을 연속적으로 풀어주면서 공급할 수 있는 권취 롤러(12), 권취 롤러(12)로부터 공급된 필름 원단(F)을 평판 상태로 펴는 댄싱 롤러(DR), 및 필름 원단(F)을 미리 설정된 길이 만큼 로딩하는 로딩기(LO), 필름 원단(F)이 미리 정해진 길이로 재단되어 형성된 복수의 필름 시트가 적층되어 저장되는 저장실(H) 등을 포함한다.
도 5를 참조하면, 메인 프레임(20)은 재단 공정을 수행하기 위한 필름 원단(F)이 안착되며, 필름 이송 유닛(30)은 로딩기(LO)에 의하여 로딩된 필름 원단(F)을 길이 방향을 이송하여 메인 프레임(20)에 안착시킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발진 유닛(40)은 메인 프레임(20)의 일측에 설치되며, 원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔(B1)을 생성하여 발진할 수 있다. 발진 유닛(40)은 일반적인 레이저 발진 유닛(40)과 동일한 구조를 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 콜리메이터 유닛(50)(collimator)은 발진 유닛(40)의 후방에 위치하도록 메인 프레임(20)의 일측에 설치되며, 발진 유닛(40)으로부터 발진된 레이저빔(B1)을 평행광으로 만들 수 있다.
레이저빔은 일반적인 빛에 비하여 강한 직진성을 갖지만, 기술적인 한계로 인해 일정한 수준 이상의 분산각을 가질 수밖에 없다. 이로 인해 발진 유닛(40)과 필단 원단의 가공면 사이의 거리에 따라 레이저빔의 빔스팟의 크기 및 형상이 달라지게 되어, 절단면의 품질이 일정하게 유지될 수 없다.
이를 해결하기 위하여, 발진 유닛(40)의 후방에 콜리메이터 유닛(50)을 설치하여 발진 유닛(40)으로부터 발진된 레이저빔(B1)을 평행광으로 만들어 줄 수 있다. 콜리메이터 유닛(50)의 구조는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 적어도 1매 이상의 콜리메이터 렌즈로 이루어질 수 있다. 이와 같이 콜리메이터 유닛(50)이 설치됨에 따라, 발진 유닛(40)과 필름 원단(F)의 가공면 사이의 거리와 상관없이 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)의 크기와 형상을 일정하게 유지할 수 있으므로, 절단면의 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 반사판(60)은 콜리메이터 유닛(50)과 빔 확대 유닛(70) 사이에 설치되며, 콜리메이터 유닛(50)을 통과한 레이저빔(B2)의 경로를 변경하여 빔 확대 유닛(70)에 전달할 수 있다. 반사판(60)의 설치 개수는 특별히 한정되지는 않으며, 적어도 하나의 반사판(60)이 콜리메이터 유닛(50)과 빔 확대 유닛(70) 사이에 설치될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 빔 확대 유닛(70)(Beam Expander Telescope, BET)은 반사판(60)과 조사 유닛(80) 사이에 설치되며, 콜리메이터 유닛(50)을 통과한 레이저빔(B2)의 직경을 확대할 수 있다. 보다 구체적으로, 빔 확대 유닛(70)은 반사판(60)과 조사 유닛(80) 사이에 위치하도록 드라이빙 유닛(90)의 슬라이더(94)와 결합되어 슬라이더(94)와 함께 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 왕복 이송되는 헤드 하우징(96)의 내부에 설치될 수 있다.
레이저빔(B)을 이용하여 필름 원단(F)을 절단할 경우에는 필름 원단(F)의 절단면이 레이저빔(B)에 의하여 열변형될 수 있으므로, 절단면의 열변형을 줄이기 위하여 빔스팟의 크기를 최소화시키는 것이 바람직하다.
그런데, 레이저빔은 직경이 클수록 레이저빔을 집속하였을 때 피가공물의 가공면에 형성되는 빔스팟의 크기가 작아지는 성질을 갖는다. 따라서, 레이저빔(B2)의 직경을 빔 확대 유닛(70)의 통해 미리 정해진 비율로 확대한 후에 조사 유닛(80)에 전달함으로써 빔스팟(BS)의 크기를 줄일 수 있으므로, 필름 원단(F)의 절단면의 열변형을 최소화시킬 수 있다. 빔 확대 유닛(70)의 구조는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 빔 확대 유닛(70)은 반사판(60)으로부터 전달받은 레이저빔(B2)을 발산시킬 수 있는 오목 렌즈(72)와, 오목 렌즈(72)에 의하여 발산된 레이저빔(B2)을 다시 평행광으로 만들어 주는 볼록 렌즈(74)를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 빔 확대 유닛(70)은 반사판(60)과 조사 유닛(80) 사이에 설치되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 빔 확대 유닛(70)은 콜리메이터 유닛(50)과 반사판(60) 사이에 설치될 수 있으며, 이 경우에 반사판(60)은 빔 확대 유닛(70)에 의하여 직경이 확대된 레이저빔(B3)을 조사 유닛(80)으로 전달할 수 있다.
그런데, 빔 확대 유닛(70)이 콜리메이터 유닛(50)과 반사판(60) 사이에 설치되는 경우에는 레이저빔(B3)의 확대된 직경에 맞추어 반사판(60)의 크기를 증가시켜야 하므로, 이로 인해 반사판(60)의 설치비용이 증가될 수 있다. 따라서, 빔 확대 유닛(70)은 반사판(60)과 조사 유닛(80) 사이에 설치되는 것이 바람직하며, 이하에서는 빔 확대 유닛(70)이 반사판(60)과 조사 유닛(80) 사이에 설치되는 경우를 기준으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)에 대하여 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 조사 유닛(80)은 빔 확대 유닛(70)의 후방에 설치되며, 빔 확대 유닛(70)을 통과한 레이저빔(B3)을 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하여 필름 원단(F)의 가공면에 타원의 장축 방향을 따라 조사할 수 있다. 보다 구체적으로, 조사 유닛(80)은 빔 확대 유닛(70)의 후방에 위치하도록 빔 확대 유닛(70)과 함께 드라이빙 유닛(90)의 헤드 하우징(96) 내부에 설치될 수 있다.
일반적으로 레이저빔을 이용하여 원활한 절단 가공 작업을 수행하기 위해서는 레이저빔의 빔스팟의 중첩률이 일정한 수준 이상으로 유지되는 것이 바람직하다. 그런데, 빔스팟의 크기를 줄이거나 절단 가공 작업의 속도를 올리는 경우에는, 서로 인접하는 빔스팟들 사이의 간격이 멀어짐으로써 빔스팟의 중첩률이 떨어지게 된다. 또한, 필름 원단이 빔 흡수율을 낮은 등 높은 빔스팟의 중첩률을 필요로 하는 특수한 물리적인 성질을 갖는 경우에는 필요한 수준만큼 빔스팟의 중첩률을 높여 주어야 원활한 절단 가공 작업을 수행할 수 있다.
이와 같이 빔스팟의 크기를 줄이거나 절단 가공 작업의 속도를 올리거나 필름 원단이 높은 빔스팟의 중첩률을 필요로 하는 경우에는, 레이저빔의 주파수를 높여 줌으로써 빔스팟의 중첩률을 일정한 수준으로 유지하거나 원하는 수준까지 높여줄 수 있다. 그러나, 레이저빔의 주파수는 기술적인 제약으로 인해 일정한 크기 이상까지 높일 수 없으므로, 레이저빔의 주파수를 높이는 방법만으로는 빔스팟의 중첩률을 원하는 높이로 조정하는데 한계가 있다.
그러므로, 레이저빔의 빔스팟의 중첩률을 높이기 위한 다른 방법으로서 레이저빔의 단면 형상을 변화시키는 방법을 고려해 볼 수 있다. 레이저빔의 단면이 피가공물의 절단 방향으로는 긴 길이를 갖고 피가공물의 절단 방향과 수직을 이루는 방향으로는 짧은 길이를 가지면, 서로 인접하는 빔스팟들이 중첩되는 면적이 넓어지면서 빔스팟의 중첩률이 높아지게 된다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)는 빔 확대 유닛(70)의 후방에 레이저빔(B3)을 단축 지름(b)에 비하여 장축 지름(a)이 상대적으로 긴 길이를 갖는 타원형으로 정형할 수 있는 조사 유닛(80)을 마련한다. 그 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 조사 유닛(80)을 통과하여 필름 원단(F)의 가공면에 조사된 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)은 단축 지름(b)에 비하여 장축 지름(a)이 상대적으로 긴 길이를 갖는 타원 형상을 갖는다.
또한, 조사 유닛(80)은 드라이빙 유닛(90)의 슬라이더(94)에 의하여 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 왕복 이동하면서 필름 원단(F)에 대한 재단 작업을 수행하므로, 타원의 장축 방향이 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하도록 조사 유닛(80)을 설치할 수 있다. 이와 같이 조사 유닛(80)이 설치된 상태에서, 드라이빙 유닛(90)을 통해 조사 유닛(80)을 필름 원단(F)의 폭 방향으로 이송함과 동시에 타원형으로 정형된 레이저빔(B5)을 필름 원단(F)의 가공면에 조사할 수 있다. 그러면, 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 인접하는 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)들이 타원의 장축 방향 즉, 필름 원단(F)의 폭 방향으로 중첩되면서 필름 원단(F)을 폭 방향으로 절단하여, 필름 원단(F)을 미리 설정된 길이로 재단할 수 있다.
이와 같이 서로 인접하는 빔스팟(BS)들이 타원의 장축 방향으로 중첩됨으로써, 레이저빔이 원형의 단면 형상을 갖는 경우에 비해 서로 인접하는 빔스팟(BS)들이 중첩되는 면적이 증가되어 빔스팟(BS)의 중첩률을 높일 수 있다. 그 결과, 레이저빔(B)의 주파수 크기에 대한 기술적인 제약을 넘어서, 빔스팟(BS)의 크기, 보다 구체적으로, 단축 방향에 대한 빔스팟(BS)의 지름(b)을 줄여 절단면의 열변형을 최소화시킬 수 있고, 드라이빙 유닛(90)의 슬라이더(94)의 이동 속도를 증가시켜 재단 공정의 작업 속도를 증가시킬 수 있으며, 높은 빔스팟(BS)의 중첩률을 필요로 하는 필름 원단(F)을 대상으로도 재단 공정을 원활하게 수행할 수 있다.
조사 유닛(80)의 구조는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 도 6에 도시된 바과 같이, 2 매의 원주 렌즈(Cylindrical Lens)를 포함하여 이루어질 수 있다. 조사 유닛(80)의 구조에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
도 5를 참조하면, 드라이빙 유닛(90)은 빔 확대 유닛(70)과 조사 유닛(80)을 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 이동시킬 수 있으며, 유닛 프레임(92). 슬라이더(94), 헤드 하우징(96) 등을 포함할 수 있다.
유닛 프레임(92)은 필름 원단(F)을 폭 방향으로 가로지르도록 메인 프레임(20)에 설치되며, 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 일측면에 형성되어 슬라이더(94)의 이동을 안내하는 슬릿, 및 슬라이더(94)를 이송하기 위한 구동력을 제공하는 구동 모터(미도시) 등을 포함할 수 있다. 슬라이더(94)는 유닛 프레임(92)의 슬릿에 결합되어 구동 모터에 의하여 슬릿을 따라 필름 원단(F)을 폭 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 헤드 하우징(96)은 슬라이더(94)의 하측에 결합되며, 내부에는 빔 확대 유닛(70)과 조사 유닛(80)이 각각 설치될 수 있다. 따라서, 헤드 하우징(96)의 내부에 설치된 빔 확대 유닛(70)과 조사 유닛(80)은 슬라이더(94)에 의하여 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 왕복 이동할 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 조사 유닛의 사시도이며, 도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 조사 유닛을 타원의 장축 방향에서 바라본 측면도이며, 도 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 조사 유닛을 타원의 단축 방향에서 바라본 측면도이다.
도 9 내지 도 10b를 참조하면, 조사 유닛(80)은 빔 확대 유닛(70)을 통과하여 직경이 확대된 레이저빔(B3)을 전달받아 레이저빔(B3)이 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하여 필름 원단(F)의 가공면에 조사할 수 있으며, 제1 원주 렌즈(82), 및 제2 원주 렌즈(84) 등을 포함할 수 있다.
제1 원주 렌즈(82)는 필름 원단(F)의 가공면으로부터 제1 원주 렌즈(82)의 초점 거리(f1)만큼 이격되어 설치되며, 빔 확대 유닛(70)을 통과한 레이저빔(B3)을 타원의 장축을 중심으로 미리 정해진 비율로 접속할 수 있다. 제2 원주 렌즈(84)는 제1 원주 렌즈(82)와 레이저빔(B)의 중심축(O)을 기준으로 수직을 이루도록 제1 원주 렌즈(82)와 필름 원단(F)의 가공면 사이에 설치되되, 필름 원단(F)의 가공면으로부터 제2 원주 렌즈(84)의 초점 거리(f2)만큼 이격되어 설치되며, 제1 원주 렌즈(82)를 통과한 레이저빔(B4)을 타원의 단축을 중심으로 미리 정해진 비율로 접속할 수 있다.
제1 원주 렌즈(82)와 제2 원주 렌즈(84)는 각각, 앞뒤의 면이 서로 평행한 모선을 가진 원주면인 렌즈 즉, 원주 렌즈(Cylindrical Lens)로 구성된다. 원주 렌즈는 모선 방향을 포함한 면내에서는 굴절 작용이 없지만 모선에 수직인 면내에서는 굴절 작용을 일으키며, 이로 인해 원주 렌즈를 통과한 레이저빔의 상은 모선과 평행한 직선이 된다. 즉, 원주 렌즈는, 윗면은 원통의 일부를 원통의 길이 방향으로 잘라 놓은 것과 유사한 원주면으로 이루어지며, 아랫면은 평평한 면으로 이루어진다. 따라서, 원주 렌즈를 통과한 레이저빔은 원주 렌즈의 아랫면과 평행을 이루며, 레이저빔의 중심축이 그 중심부를 수직으로 관통하는 원주면의 중심선을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속된다.
따라서, 도 9 및 10a에 도시된 바와 같이, 제1 원주 렌즈(82)를 통과한 레이저빔(B4)은 제1 원주 렌즈(82)의 원주면(82a)의 중심선(82b)을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속되며, 도 9 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제2 원주 렌즈(84)를 통과한 레이저빔(B5)은 제2 원주 렌즈(84)의 원주면(84a)의 중심선(84b)을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속된다.
제1 원주 렌즈(82)와 제2 원주 렌즈(84)는 필름 원단(F)의 가공면으로부터 렌즈의 초점 거리(f1)(f2)만큼 각각 이격되어 설치되는데, 제1 원주 렌즈(82)가 제2 원주 렌즈(84)보다 큰 초점 거리를 가져 제2 원주 렌즈(84)보다 필름 원단(F)으로부터 더 멀리 이격되어 설치된다.
따라서, 제1 원주 렌즈(82)와 제2 원주 렌즈(84)를 순차적으로 통과한 레이저빔(B5)은, 제2 원주 렌즈(84)에 비하여 제1 원주 렌즈(82)에 의하여 더 큰 비율로 집속된다. 따라서, 제1 원주 렌즈(82)와 제2 원주 렌즈(84)를 순차적으로 통과하여 필름 원단(F)의 가공면에 조사된 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)은, 제2 원주 렌즈(84)의 중심선(54b)과 평행한 단축에 비해 제1 원주 렌즈(82)의 중심선(52a)과 평행한 장축이 상대적으로 더 큰 지름을 갖는 타원 형상을 갖는다.
여기서, 타원의 단축 지름(b)에 대한 장축 지름(a)의 비율은, 제2 원주 렌즈(84)의 초점 거리(f2)에 대한 제1 원주 렌즈(82)의 초점 거리(f1)의 비율과 동일한 비율을 갖게 된다. 따라서, 제2 원주 렌즈(84)의 초점 거리(f2)에 대한 제1 원주 거리에 대한 초점 거리(f1)의 비율을 조정함으로써, 타원의 단축 지름(b)에 대한 장축 지름(a)의 비율 즉, 타원의 형상을 조정할 수 있다.
또한, 빔 확대 유닛(70)의 배율과, 제1 원주 렌즈(82)와 제2 원주 렌즈(84)의 집속 비율을 각각 조정하여 타원의 장축 지름과 단축 지름 즉, 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)의 크기를 조정할 수 있다. 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)의 크기는, 예를 들어 타원의 장축 지름은 200 내지 600 ㎛이며, 타원의 단축 지름은 25 내지 200 ㎛인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그런데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)는 필름 원단(F)을 폭 방향으로 절단하여 필름 원단(F)을 미리 설정된 길이로 재단하므로, 레이저빔(B3)을 타원의 장축 방향이 필름 원단(F)의 재단 방향 즉, 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하도록 집속하여야 한다. 따라서, 제1 원주 렌즈(82)는 원주면(82a)의 중심선(82b)이 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하도록 설치되어야하며, 제2 원주 렌즈(84)는 원주면(84a)의 중심선(84b)이 필름 원단(F)의 폭 방향과 수직을 이루는 방향 즉, 필름 원단(F)의 길이 방향과 평행하도록 설치되어야 한다.
이와 같이 제1 원주 렌즈(82)와 제2 원주 렌즈(84)를 포함하는 조사 유닛(80)을 설치함에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 타원의 장축 방향이 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하도록 타원형으로 정형된 레이저빔(B5)을 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 필름 원단(F)의 가공면에 조사할 수 있으므로, 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)의 중첩률을 높여 필름 원단(F)에 대한 재단 공정을 원활하게 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치를 이용하여 필름 원단의 재단하는 과정을 설명하기 위한 순서도이며, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 레이저빔의 단면 형상 변화를 나타내는 흐름도이다.
이하에서는 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)를 이용한 필름 원단(F)의 재단 공정에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 발진 유닛(40)으로부터 원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔(B1)이 생성되어 발진된다(S 10). 발진 유닛(40)으로부터 발진된 레이저빔(B1)은 미소한 각도로 발산되면서 콜리메이터 유닛(50)에 전달된다.
다음으로, 콜리메이터 유닛(50)에 전달된 레이저빔(B1)은 콜리메이터 유닛(50)에 의하여 평행광으로 정형된다(S 20). 평행광으로 정형된 레이저빔(B2)은 반사판(60)에 의하여 광로가 변경되어 빔 확대 유닛(70)으로 전달된다.
이후에, 빔 확대 유닛(70)으로부터 전달된 레이저빔(B2)은 빔 확대 유닛(70)에 의하여 직경이 확대된다(S 30). 빔 확대 유닛(70)에 의하여 직경이 확대된 레이저빔(B3)은 조사 유닛(80)의 제1 원주 렌즈(82)로 전달된다.
다음으로, 조사 유닛(80)의 제1 원주 렌즈(82)에 전달된 레이저빔(B3)은 제1 원주 렌즈(82)에 의하여 타원의 장축을 중심으로 집속된다(S 40). 여기서, 제1 원주 렌즈(82)는 원주면(82a)의 중심선(82b)이 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하도록 배치되며, 이에 따라 제1 원주 렌즈(82)를 통과한 레이저빔(B4)은 타원의 장축 방향과 필름 원단(F)의 폭 방향이 평행하도록 정형된다. 조사 유닛(80)의 제1 원주 렌즈(82)를 통과한 레이저빔(B4)은 타원의 장축을 중심으로 집속되면서 조사 유닛(80)의 제2 원주 렌즈(84)에 전달된다.
이후에, 조사 유닛(80)의 제2 원주 렌즈(84)에 전달된 레이저빔(B4)은 제2 원주 렌즈(84)에 의하여 타원의 단축을 중심으로 집속된다(S 50). 여기서, 제2 원주 렌즈(84)는 원주면(84a)의 중심선(84b)이 필름 원단(F)의 길이 방향과 평행하도록 배치되며, 이에 따라 제2 원주 렌즈(84)를 통과한 레이저빔(B5)은 타원의 단축 방향과 필름 원단(F)의 길이 방향이 평행하도록 정형된다. 조사 유닛(80)의 제2 원주 렌즈(84)를 통과한 레이저빔(B5)은 타원의 장축을 중심으로 계속적으로 집속됨과 동시에 타원의 단축을 중심으로도 집속된다.
그러므로, 도 12에 도시된 바와 같이, 레이저빔(B5)의 빔스팟(BS)은 타원의 장축 방향이 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하고 타원의 단축 방향이 필름 원단(F)의 길이 방향과 평행한 타원 형상을 갖는다. 따라서, 필름 원단(F)의 가공면에 타원형으로 정형된 레이저빔(B5)을 조사함과 동시에 드라이빙 유닛(90)을 통해 조사 유닛(80)을 필름 원단(F)의 폭 방향으로 이송함으로써, 서로 인접하는 빔스팟(BS)들을 타원의 장축 방향으로 중첩시키는 방식으로 필름 원단(F)을 절단하여 필름 원단(F)을 미리 정해진 길이로 재단할 수 있다(S 60). 필름 원단(F)을 미리 정해진 길이로 재단하여 형성된 복수의 필름 시트는 저장실(H)로 이송되어 저장실(H)에 적층 저장될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 14는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 사시도이다.
또한, 도 15는 본 발명의 다름 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 개념도이며, 도 16은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 레이저빔이 타원형으로 정형된 상태를 설명하기 위한 필름 원단의 평면도이다.
도 13 내지 16을 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(2)는 연속적으로 공급되는 필름 원단(F)을 미리 설정된 폭으로 슬리팅하며, 베이스(110), 메인 프레임(120), 필름 이송 유닛(130), 발진 유닛(140), 콜리메이터 유닛(150), 반사판(160), 빔 확대 유닛(170), 조사 유닛(180), 및 드라이빙 유닛(190) 등을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(2)는 필름 원단(F)에 대한 슬리팅 공정을 수행할 수 있다는 점에서, 필름 원단(F)에 대한 재단 공정을 수행할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)와 차이점을 가진다. 이하에서는, 이러한 차이점을 중심으로 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(2)에 대하여 설명하고, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하거나 간략하게 언급하기로 한다.
도 13을 참조하면, 베이스(110)는 필름 원단(F)에 대한 슬리팅 공정을 수행하기 위한 가공 라인을 제공하며, 필름 원단(F)이 릴 상태로 권취되어 릴 상태로 권취된 필름 원단(F)을 연속적으로 풀어주면서 공급할 수 있는 권취 롤러(112), 미리 설정된 폭으로 슬리팅된 필름 원단(F)이 권취되어 저장되는 저장 롤러(114) 등을 포함한다.
도 14를 참조하면, 메인 프레임(120)을 슬리팅 공정을 수행하기 위한 필름 원단(F)이 안착되며, 필름 이송 유닛(130)은 권취 롤러(112)로부터 공급된 필름 원단(F)을 길이 방향을 따라 이송하여 메인 프레임(120)에 안착시키거나 혹은 메인 프레임(120)에 안착된 필름 원단(F)을 길이 방향을 따라 이송할 수 있다.
한편, 발진 유닛(140), 콜리메이터 유닛(150), 반사판(160), 빔 확대 유닛(170), 드라이빙 유닛(190) 등은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)와 동일한 구조를 가진다. 다만, 조사 유닛(180)은 제1 원주 렌즈(182)와 제2 원주 렌즈(184)의 설치 방법에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)와 차이점을 가진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(2)는 필름 원단(F)을 길이 방향으로 절단하여 필름 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 슬리팅하므로, 타원형으로 정형된 레이저빔(B5)을 이용하여 빔스팟의 중첩률을 높이기 위해서는 타원의 장축 방향이 슬리팅 방향 즉, 필름 원단(F)의 길이 방향과 평행하도록 레이저빔(B5)을 집속하여야 한다.
그러므로, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 원주 렌즈(182)는 필름 원단(F)의 가공면으로부터 초점 거리(f1)만큼 이격되어 설치되되 원주면의 중심선이 필름 원단(F)의 길이 방향과 평행하도록 설치되어야 한다. 또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 원주 렌즈(184)는 레이저빔(B5)의 중심축(O)을 기준으로 제1 원주 렌즈(182)와 수직을 이루도록 필름 원단(F)으로부터 가공면으로부터 초점 거리(f2)만큼 이격되어 설치되되 원주면의 중심선이 필름 원단(F)의 길이 방향과 수직을 이루는 방향 즉, 필름 원단(F)의 폭 방향과 평행하도록 설치되어야 한다.
이와 같이 제1 원주 렌즈(182)와 제2 원주 렌즈(184)를 설치함에 따라, 도 16에 도시된 바와 같이, 빔 확대 유닛(170)으로부터 전달받은 레이저빔(B3)을 타원의 장축 방향이 필름 원단(F)의 길이 방향과 평행하도록 타원형으로 정형할 수 있다. 따라서, 타원형으로부터 정형된 레이저빔(B5)을 필름 원단(F)의 가공면에 조사함과 동시에 필름 이송 유닛(130)을 구동하여 필름 원단(F)을 길이 방향을 따라 이송하여 필름 원단(F)을 슬리팅할 수 있다. 그러면, 서로 인접하는 빔스팟(BS)들을 타원의 장축 방향으로 중첩시키는 방식으로 필름 원단(F)을 슬리팅할 수 있으므로, 빔스팟(BS)의 중첩률을 높여 필름 원단(F)에 대한 슬리팅 공정을 원활하게 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1,2 : 필름 절단 장치
10, 110 : 베이스 20, 120 : 메인 프레임
30, 130 : 필름 이송 유닛 40, 140 : 발진 유닛
50, 150 : 콜리메이터 유닛 60, 160 : 반사판
70, 170 : 빔 확대 유닛 80, 180 : 조사 유닛
82, 182 : 제1 원주 렌즈 84, 184 : 제2 원주 렌즈
90, 19O : 드라이빙 유닛

Claims (8)

  1. 연속적으로 공급되는 필름 원단을 미리 설정된 길이로 재단하는 필름 절단 장치에 있어서,
    상기 필름 원단이 안착되는 메인 프레임;
    원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔을 발진하는 발진 유닛;
    상기 발진 유닛으로부터 발진된 레이저빔을 평행광으로 만드는 콜리메이터 유닛;
    상기 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하되 상기 타원의 장축 방향이 상기 필름 원단의 폭 방향과 평행하도록 집속하여 상기 필름 원단에 조사하는 조사 유닛; 및
    상기 조사 유닛을 상기 필름 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 드라이빙 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  2. 연속적으로 공급되는 필름 원단을 미리 설정된 폭으로 슬리팅하는 필름 절단 장치에 있어서,
    상기 필름 원단이 안착되는 메인 프레임;
    상기 필름 원단을 길이 방향을 따라 이송하는 필름 이송 유닛;
    원형의 단면 형상을 갖는 레이저빔을 발진하는 발진 유닛;
    상기 발진 유닛으로부터 발진된 레이저빔을 평행광으로 만드는 콜리메이터 유닛;
    상기 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔을 타원의 단면 형상을 갖도록 집속하되 상기 타원의 장축 방향이 상기 필름 원단의 길이 방향과 평행하도록 집속하여 상기 필름 원단에 조사하는 조사 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조사 유닛은,
    상기 필름 원단과 초점 거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 빔 확대 유닛을 통과한 레이저빔을 상기 타원의 장축을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속하는 제1 원주 렌즈; 및
    상기 필름 원단과 초점 거리만큼 이격되어 배치되되 상기 제1 원주 렌즈와 레이저빔의 중심축을 기준으로 수직을 이루게 상기 제1 원주 렌즈와 상기 필름 원단 사이에 배치되며, 상기 제1 원주 렌즈를 통과한 레이저빔을 상기 타원의 단축을 중심으로 미리 정해진 비율로 집속하는 제2 원주 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 타원의 단축 지름에 대한 장축 지름의 비율은, 상기 제2 원주 렌즈의 초점 거리에 대한 상기 제1 원주 렌즈의 초점 거리의 비율과 동일한 비율을 가지며, 상기 제2 원주 렌즈의 초점 거리에 대한 상기 제1 원주 렌즈의 초점 거리의 비율을 변경하여 조정 가능한 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 타원의 장축 지름은 200 내지 600 ㎛이며, 상기 타원의 단축 지름은 25 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 콜리메이터 유닛과 상기 조사 유닛 사이에 설치되며, 상기 콜리메이터 유닛을 통과한 레이저빔의 직경을 확대하는 빔 확대 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필름 원단을 길이 방향을 따라 이송하는 필름 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 조사 유닛을 상기 필름 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 드라이빙 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단 장치.
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