KR20170089125A - 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치 - Google Patents

권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치에 관한 것이다.
본 발명은 광학필름이 롤 형태로 감겨지는 지관이 설치되는 권취수단과;
상기 권취수단을 향하여 수평상으로 설치되는 제1가이드 레일과;
상기 제1 가이드 레일에 안내되어 이동하는 프레임에 전후 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 절단수단이 상기 권취코어에 권취되는 필름을 절단하기 위해서 필름을 흡착하여 고정시키는 진공흡착수단과;
상기 가이드 레일에 안내되어 이동하는 프레임에 승강이동 가능하게 설치되면서, 상기 진공흡착수단에 의하여 고정된 광학필름을 절단할 수 있도록 수평상으로 이동 가능하게 설치되어 광학필름을 절단하는 절단수단을 포함하여서 되는 것으로, 권취코어에 감겨지는 필름을 자동적으로 절단하여 권취하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 또한 광학필름을 커팅하는 과정에서 발생하는 파쇄 잔여물을 진공흡착수단이 흡입 제거하여 권취되는 광학필름의 품질을 유지할 수 있게 된다.

Description

권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치{Automatic cutting and winding apparatus of an optical film to be wound around the winding core}
본 발명은 광학필름 권취장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 동력발생수단의 동력을 전달하는 동력전달수단에 의하여 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 고정되는 고정단으로부터 대칭상으로 형성되는 양쪽 단부에 권취코어가 형성되어 회전축에 회전 가능하게 고정되는 회전부재와, 상기 회전부재를 향하는 방향에 수평상으로 설치되는 가이드 레일과, 상기 가이드 레일 상에서 왕복 이동하며, 권취코어에 권취되는 광학필름을 절단하기 위해서 광학필름을 흡착하여 고정시키는 진공흡착수단과, 상기 진공흡착수단에 의하여 고정된 필름을 절단시키는 절단수단을 포함하여 필름 권취장치에서 권취코어에 감겨지는 필름을 자동적으로 절단하고, 필름이 새로 감겨지게 될 권취코어에 절단된 필름의 단부를 부착하여 연속적인 권취작업이 가능하게 되어 필름 권취작업의 생산성을 향상시킬 수 있는 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치에 관한 것이다.
편광필름, 위상차 필름 등과 같은 광학필름은 디스플레이용 백 라이트 유닛(Back Light Unit)의 후면 광을 집광 및 확산하여 백 라이트 유닛으로부터 발생하는 광의 손실을 최소화하고 광특성을 높이는 필름이다.
이러한 광학필름은 도프 용액을 지지체 상에 유연하여 시트를 제조하는 단계와; 상기 지지체로부터 박리된 시트의 양단을 텐터로 지지하며 이송 및 건조하여 필름을 제조하는 단계와; 상기 필름을 건조하여 용매를 제거하는 단계와; 상기 필름의 진행방향에 대해 수직 방향으로 좌우 또는 일정 각도로 왕복이송시키는 단계와; 상기 필름의 양단에 패턴을 형성하는 너링(knurling)단계와; 상기 필름의 엣지 부분을 제거하는 트리밍(trimming) 단계와; 상기 단계를 마치고 제조되는 완제품을 지관에 권취하는 단계를 포함하는 과정을 거쳐서 제조된다.
또한, 지관에 권취된 롤 형상의 광학필름을 권출(unwinding)하여 시트상 광학필름을 슬리터로 소정의 폭으로 분할한 각각의 슬롯필름을 롤 형상으로 다시 권취(rewinding)하게 돤다,
상기와 같이 광학필름을 지관에 권취하기 위한 장비로서 다양한 권취장치가 제안되었다.
고분자 수지로 된 광학필름은 이를 구성하는 고분자 수지의 재료적 특성으로 하여 표면 광택성, 기계적 물성, 내스크래치성 등 요구되는 모든 물성을 만족시키지는 못한다.
액정표시장치(LCD) 등을 구성하는 중요한 광학 부품으로, 표면 광택성, 기계적 물성, 내스크래치성 등을 욕구하게 되는데, 고분자 수지로 된 광학필름은 상기한 요구물성을 만족시키지 못한다. 이 광학필름이 적용되는 정보통신 및 영상기기의 불량률을 좌우하는 요소가 되기 때문에 제조 및 권취하는 과정에서 필름 표면의 손상을 방지하여 광택성을 유지하면서 스크래치가 발생하는 것을 방지하여야 함은 필수적이다.
권취장치는 광학필름을 절단하는 과정에서 발생하는 부스러기가 광학필름의 품질에 영향을 주게되므로, 광학필름이 절단되는 과정에서 발생하는 부스러기들이 권취되는 롤에 유입되지 않도록 제거하여야 한다.
대한민국 특허 10-1143777
본 발명의 목적은 광학필름 권취장치에서 권취코어에 설치되는 지관에 광학필름을 자동적으로 권취하고 커팅하는 과정에서 광학필름을 정확하게 절단할 수 있도록 광학필름을 고정시킬 수 있는 광학 필름의 자동 절단 및 권취 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 필름 권취코어에 감겨지는 광학필름을 자동적으로 절단하여 권취하면서 광학필름을 커팅하는 과정에서 발생하는 파쇄 잔여물을 제거하여 권취되는 광학필름의 품질을 유지할 수 있는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필름 권취코어에 감겨지는 광학필름을 자동적으로 절단하여 권취하면서, 광학필름을 커팅하는 과정에서 다양한 커팅수단을 적용할 수 있는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은 앞서 언급한 목적에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적과 아래의 기재로부터 유추될 수 있는 다른 목적들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 사람에 의하여 인식될 수 있을 것이다.
본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은:
광학필름이 롤 형태로 감겨지는 지관이 설치되는 권취수단과;
상기 권취수단을 향하여 수평상으로 설치되는 제1가이드 레일과;
상기 제1 가이드 레일에 안내되어 이동하는 프레임에 전후 상하로 이동 가능하게 설치되어 절단수단이 상기 권취코어에 권취되는 필름을 절단하기 위해서 필름을 흡착하여 고정시키는 진공흡착수단과;
상기 가이드 레일에 안내되어 이동하는 프레임에 승강이동 가능하게 설치되면서, 상기 진공흡착수단에 의하여 고정된 광학필름을 절단할 수 있도록 수평상으로 이동 가능하게 설치되어 광학필름을 절단하는 절단수단을 포함하여 구성되는 것이다.
권취수단은 동력발생수단의 동력을 전달하는 동력전달수단에 의하여 회전하는 회전축에 고정되는 고정단으로부터 대칭상으로 형성되는 회전 아암의 양쪽 단부에 형성되어 회전축을 중심으로 하여 양쪽의 권취코어가 광학필름을 지관에 권취하는 위치와, 광학필름의 단부를 지관에 고정하는 위치로 회전된다.
가이드 레일은 권취코어를 향하여 수평상으로 설치되면서 진공흡착수단과 절단수단이 설치되어 제1공압실린더에 의하여 전후진하는 프레임을 안내함으로써 진공흡착수단과 절단수단을 작업위치로 이동시킨다.
진공흡착수단은 진공흡착구를 구비하여 프레임에 가로방향으로 고정되는 제3가이드레일에 안내되어 제3공압실린더에 의하여 전후방향으로 이동할 수 있게 되면서, 제4가이드레일에 안내되어 제4공압실린더에 의하여 상하방향으로 이동할 수 있게 된다.
절단수단은 프레임에 수직으로 고정되는 제4가이드 레일에 승강이동 가능하게 설치되어 서보모터의 동력을 전달받아서 승강이동을 하게 되고, 광학필름을 절단할 수 있도록 칼날과 같은 커터, 열선, 또는 고주파 절단기구로부터 선택되는 어느 하나의 절단장치가 수평상으로 이동 가능하게 설치된다.
이와 같은 본 발명에 의하면 권취코어에 감겨지는 필름을 자동적으로 절단하여 권취하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 또한 광학필름을 커팅하는 과정에서 발생하는 파쇄 잔여물을 진공흡착수단이 흡입 제거하여 권취되는 광학필름의 품질을 유지할 수 있게 된다.
도 1은 광학필름이 권취되는 상태를 나타낸 도면
도 2는 절단수단이 상승된 상태의 도면
도 3은 광학필름이 절단되는 상태를 나타낸 도면
도 4는 광학필름이 절단 완료된 상태를 나타내는 도면
도 5는 절단된 광학필름을 지관에 부착하는 상태를 나타낸 도면
본 발명의 특징과 장점들은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 여러 실시예 들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향, 예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)"등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항 들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
또한, 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 해석하여야만 한다.
그리고, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
다음에서 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명은 권취수단(1), 제1가이드레일(2), 진공흡착수단(3) 및 절단수단(4)을 포함하여 구성된다.
권취수단(1)은 한 쌍의 모터(10, 10a), 회전축(11), 회전 아암(12), 그리고 상기 회전 아암(12)의 양쪽 단부에 형성되는 권취코어(14, 14a)로 구성된다.
모터(10, 10a)는 각각 회전축(11)과 벨트전동기구(12, 12a)로 동력전달이 가능하게 연결되어 각각 정방향과 역방향으로 구동하여 회전 아암(13)을 선택적으로 회전시킴으로써 권취코어(14, 14a)를 광학필름을 권취하는 위치와 절단된 권취필름을 부착시키기 위한 위치로 로테이션시킨다.
회전 아암(13)은 양쪽 단부에 광학필름(P)이 권취되는 지관(15, 15a)이 고정되는 권취코어(14, 14a)가 형성되어 회전축(11)에 고정된다.
제1가이드레일(2)은 상기 권취수단(1)을 향하여 수평상으로 설치된다.
제1가이드레일(2) 위에는 프레임(30)이 제1공압실린더(20)에 의하여 권취수단(1)을 향하여 이동 가능하게 설치된다.
상기 프레임(30)에는 진공흡착수단(3)과 절단수단(4) 및 상기 절단수단(4)을 상하로 이동시키기 위한 서보모터(40)가 설치된다.
진공흡착수단(3)은 권취코어(14, 14a)에 권취되는 광학필름(P)을 절단하기 위하여서 광학필름을 흡착하여 고정시키는 진공흡착구(31)와 가압구(36)를 구비하여 프레임(30)에 가로방향으로 고정되는 제2가이드레일(32)에 안내되어 제2공압실린더(33)에 의하여 전후방향으로 이동할 수 있게 되면서, 제4가이드레일(34)에 안내되어 제3공압실린더(35)에 의하여 상하방향으로 이동할 수 있게 된다.
절단수단(4)은 서보모터(40), 제4가이드레일(41), 제5가이드레일(42), 승강대(43), 제5공압실린더(44), 커터(46) 및 진공흡입기(45)로 구성되어 상기 진공흡착수단(3)에 의하여 고정된 필름을 절단시킬 수 있게 된다.
서보모터(40)는 프레임(30) 상부에 고정되어 설치된다.
제4가이드레일(41)은 프레임(30)에 수직으로 고정되어 승강대(43)가 서보모터(40)의 동력을 전달받아서 상하로 이동할 수 있게 설치된다.
승강대(43)에는 제5가이드레일(42)과 제5공압실린더(44)가 수평상으로 설치되고, 제5가이드레일(42)에는 이동대(47)가 제5공압실린더(44)에 의하여 왕복이동할 수 있게 설치된다.
이동대(47)에는 진공흡입기(45)와 커터(46)가 설치된다.
진공흡입기(45)는 커터(46)를 구동하여, 진공흡착수단(3)에 의하여 고정된 광학필름이 절단될 때 발생하는 부스러기를 흡입하여 제거한다.
한편, 광학필름(P)은 공급부(도시되지 아니 함)로부터 가이드 롤러(50, 51, 52, 53)에 안내되어 권취코어(14, 14a)에 선택적으로 고정되는 지관(15)에 권취된다.
가이드 롤러(50, 51, 53)는 고정된 위치에서 광학필름을 안내하고, 다른 하나의 가이드(52)는 승강대(43)에 설치되어 절단수단(4)과 함께 승하강된다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이, 도시되지 아니한 공급부로부터 공급되는 광학필름(P)의 단부가 회전 아암(13)의 한쪽편에 있는 권취코어(14)에 고정된 지관(60)에 고정된 상태에서 가이드 롤러(50, 51, 52, 53)에 안내되게 된다.
이러한 상태에서 지관(60)이 회전함에 따라 광학필름(P)이 지관에 권취되고, 적정한 권취량에 도달한 것이 감지되면, 제어부에 의하여 회전하는 지관을 정지시킨다.
그 다음, 도 2에서 보는 바와 같이 서보모터(40)가 구동하여 절단수단(4)의 승강대(43)가 제4가이드 레일(41)에 안내되어 상승하게 됨에 따라 절단수단(4)과 가이드 롤러(52)가 동반 상승하여 가이드 롤러(52)는 광학필름을 진공흡착수단(3) 전면에 수직으로 위치시키고, 진공흡착구(31)와 커터(46)가 광학필름을 향하여 대향하는 위치에 도달하게 된다.
커터(46)는 칼날, 열선, 또는 고주파 절단기구와 같은 다양한 절단장치로부터 어느 하나의 장치가 선택되어 적용될 수 있다.
그 다음, 도 3에서 보는 바와 같이 제2공압실린더(33)가 구동하여 제3가이드 레일(32)에 안내되는 진공흡착구(31)가 전진하여 수직 방향으로 위치되어 있는 광학필름에 도달하게 되면, 진공흡입장치가 구동되어 진공흡착구(31)가 광학필름을 흡입하여 고정시키고, 이와 동시에 제5공압실린더(44)가 구동하여 가이드 레일(42)에 안내되어 이동하는 이동대(47)에 설치된 커터(46)가 광학필름을 절단시키게 된다.
이때, 광학필름이 절단되면서 발생하는 부스러기는 진공흡착수단(3)에 형성된 진공흡착구(31)와 절단수단(4)에 마련된 진공흡입기(45)에 의하여 흡수된다.
절단이 완료되면, 도 4에서 보는 바와 같이 가이드 롤러(52)와 함께 절단수단(4)이 하강하고, 권취코어(14)가 다시 회전하여 절단된 잔여 길이의 미권취 광학필름이 지관(60)에 완전히 권취된다.
광학필름이 완전히 권취된 지관(60)은 권취코어(14)에 분리시키고, 권취코어(14a)에는 광학필름을 부착시키기 위한 양면 테이프(61a)가 마련된 새로운 지관(15a)이 설치된다.
그 다음, 도 5에서 보는 바와 같이 제1공압실린더(20)가 작동하여 제1가이드레일(20)에 안내되는 진공흡착수단(3)이 전전하면서 절단된 상태에서 진공흡착구(31)에 의하여 고정되어 있는 광학필름의 절단부를 가압구(36)가 지관(14a)의 양면테이프에 밀착시켜서 부착된다.
그리고, 아암(11)이 회전하여 양쪽의 권취코어(14, 14a)의 위치가 바뀌게 되된다.
즉, 모터(10)를 구동시키면 회전축(11)을 중심으로 회전 아암(13)이 회전하여 양쪽 권취코어(14, 14a)의 위치가 바뀌게 되면서, 앞서 절단된 광학필름이 부착된 권취코어(14a)의 지관(15a)이 광학필름을 인출하여 도 1과 같은 위치에 도달하여 연속적인 권취작업을 할 수 있게 된다.
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들 들을 중심으로 살펴보았다.
본발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명이 본발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예 들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다.
본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 권취수단 2 : 제1가이드레일
3 : 진공흡착수단 4 : 절단수단
10, 10a : 모터 11 : 회전축
12, 12a : 벨트전동기구 13 : 회전 아암
14, 14a : 권취코어 15, 15a : 지관
30 : 프레임 20 : 제1공압실린더
31 : 진공흡착구 32 : 제3가이드 레일
33 : 제2공압실린더 34 : 제4가이드레일
35 : 제3공압실린더 36 : 가압구
40 : 서보모터 41 : 제4가이드레일
42 : 제5가이드레일 43 : 승강대
44 : 제5공압실린더 45 : 진공흡입기
46 : 커터 47 : 이동대

Claims (5)

  1. 광학필름이 롤 형태로 감겨지는 지관이 설치되는 권취수단과;
    상기 권취수단을 향하여 수평상으로 설치되는 제1가이드 레일과;
    상기 제1 가이드 레일에 안내되어 이동하는 프레임에 전후 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 절단수단이 상기 권취코어에 권취되는 필름을 절단하기 위해서 필름을 흡착하여 고정시키는 진공흡착수단과;
    상기 가이드 레일에 안내되어 이동하는 프레임에 승강이동 가능하게 설치되면서, 상기 진공흡착수단에 의하여 고정된 광학필름을 절단할 수 있도록 수평상으로 이동 가능하게 설치되어 광학필름을 절단하는 절단수단을 포함하는 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 권취수단은 동력발생수단의 동력을 전달하는 동력전달수단에 의하여 회전하는 회전축에 고정되는 고정단으로부터 대칭상으로 형성되는 회전 아암의 양쪽 단부에 형성되어 회전축을 중심으로 하여 양쪽의 권취코어가 광학필름을 지관에 권취하는 위치와, 광학필름의 단부를 지관에 고정하는 위치로 회전되는 것을 포함하는 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 가이드 레일은 권취코어를 향하여 수평상으로 설치되면서 진공흡착수단과 절단수단이 설치되어 제1공압실린더에 의하여 전후진하는 프레임을 안내함으로써 진공흡착수단과 절단수단을 작업위치로 이동시키는 것을 포함하는 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 진공흡착수단은 진공흡착구를 구비하여 프레임에 가로방향으로 고정되는 제3가이드레일에 안내되어 제3공압실린더에 의하여 전후방향으로 이동할 수 있게 되면서, 제4가이드레일에 안내되어 제4공압실린더에 의하여 상하방향으로 이동할 수 있게 되는 것을 포함하는 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 절단수단은 프레임에 수직으로 고정되는 제4가이드 레일에 승강이동 가능하게 설치되어 서보모터의 동력을 전달받아서 승강이동을 하게 되고, 광학필름을 절단하기 위한 커터, 열선, 또는 고주파 절단기구가 수평상으로 이동 가능하게 설치되는 것을 포함하는 권취코어에 감겨지는 광학필름의 자동 절단 및 권취 장치.
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