KR20220092327A

KR20220092327A - 필름 절단 장치

Info

Publication number: KR20220092327A
Application number: KR1020210006279A
Authority: KR
Inventors: 배성호
Original assignee: (주)엔피에스; 배성호
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-07-01
Also published as: KR102472143B1

Abstract

본 발명은, 복수의 필름층들을 포함하는 다층 구조를 갖고 상기 필름층들 중 일측 최외층에 이형 필름층이 위치하는 필름 원단을 절단하기 위한 필름 절단 장치에 관한 것으로서, 상기 필름층들 중 상기 이형 필름층이 제외된 일부의 필름층들을 포함하도록 미리 정해진 제1 필름군에 선택적으로 레이저빔을 조사하여 상기 제1 필름군을 절단함으로써, 상기 제1 필름군에 제1 커팅 라인을 형성하는 레이저 헤드를 구비하는 레이저 유닛; 및 상기 필름층들 중 상기 이형 필름층이 적어도 포함된 일부의 필름층들을 포함하도록 미리 정해진 제2 필름군을 커팅날을 이용해 절단함으로써, 상기 제2 필름군에 제2 커팅 라인을 제1 커팅 라인과 합치되어 단일의 커팅 라인을 이루도록 형성하는 커터를 구비하는 커터 유닛을 포함한다.

Description

필름 절단 장치{FILM CUTTING APPARATUS}

본 발명은 필름을 절단 가공하기 위한 필름 절단 장치에 관한 것이다.

종래 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보단말기기 등의 모니터에 주로 이용되어 오고 있으나, CRT 자체의 큰 무게나 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.

이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화의 장점을 갖고 있는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 그 수요가 점차 증가하고 있다.

이러한 액정표시장치의 화상구현원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로서, 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 이방성과 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열의 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 각 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러가지 화상을 표시한다.

이때, 상기 액정패널의 상부 및 하부에 각각 액정표시장치의 액정 배향변화를 가시화하는 편광 필름이 배치되는데, 편광 필름은 투과측과 일치하는 편광성분의 빛을 투과시키므로, 두 개의 편광 필름의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과정도를 결정하게 된다.

도 1은 일반적인 편광 필름의 레이저 절단면을 나타내는 도면이다.

일반적으로 편광 필름의 일측 단부에는 보호 필름층(P/F)이 적층되고, 상기 일측 단부와 반대되는 편광 필름의 타측 단부에는 이형 필름층(R/F)이 적층된다. 특히, 이형 필름층(R/F)은 투과도 향상층(TAC)에 점착제를 도포하여 형성한 점착제층(PSA)에 박리 가능하게 점착된다.

일반적으로, 이러한 편광 필름을 레이저 절단하면, 편광 필름이 레이저빔으로부터 인가된 열에 의해 열변형됨으로써, 편광 필름의 양측 단부에 위치한 보호 필름층(P/F)의 열영향부 및 이형 필름층(R/F)의 열영향부에는 숄더(shoulder)(St, Sb)가 돌출 형성되고, 편광 필름의 절단면은 소정의 테이퍼폭(Wt)을 갖는 테이퍼면(taper face)(T)을 이루게 된다.

한편, 편광 필름을 액정 패널의 사이즈에 맞춰 레이저 절단하여 제조한 편광 필름 제품을 액정 패널에 부착할 경우에는, 비젼 검사를 통해 이형 필름층(R/F)의 에지를 검출한 후 이형 필름층(R/F)의 에지의 위치를 기준으로 편광 필름 제품의 정렬한 상태에서, 이형 필름층(R/F)이 박리되어 외부로 노출된 점착제층(PSA)을 이용해 편광 필름 제품을 액정 패널에 부착한다. 이에, 편광 필름을 레이저 절단하여 제조한 편광 필름 제품을 액정 패널에 부착할 경우에는, 숄더(Sb) 및 테이퍼면(T)으로 인해 이형 필름층(R/F)의 에지 검사 결과에 오류가 빈번하게 발생됨으로써, 편광 필름 제품을 액정 패널의 정위치에 부착하기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이형 필름층에 숄더가 발생하지 않도록 개선한 필름 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가, 본 발명은, 테이퍼면의 테이퍼폭이 최소화될 수 있도록 개선한 필름 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 복수의 필름층들을 포함하는 다층 구조를 갖고 상기 필름층들 중 일측 최외층에 이형 필름층이 위치하는 필름 원단을 절단하기 위한 필름 절단 장치에 있어서, 상기 필름층들 중 상기 이형 필름층이 제외된 일부의 필름층들을 포함하도록 미리 정해진 제1 필름군에 선택적으로 레이저빔을 조사하여 상기 제1 필름군을 절단함으로써, 상기 제1 필름군에 제1 커팅 라인을 형성하는 레이저 헤드를 구비하는 레이저 유닛; 및 상기 필름층들 중 상기 이형 필름층이 적어도 포함된 일부의 필름층들을 포함하도록 미리 정해진 제2 필름군을 커팅날을 이용해 절단함으로써, 상기 제2 필름군에 제2 커팅 라인을 제1 커팅 라인과 합치되어 단일의 커팅 라인을 이루도록 형성하는 커터를 구비하는 커터 유닛을 포함한다.

바람직하게, 상기 제1 필름군과 상기 제2 필름군은, 상기 필름층들 중 적어도 하나의 필름층을 함께 포함한다.

바람직하게, 상기 필름 원단을 미리 정해진 이송 방향을 따라 이송하는 이송 유닛을 더 포함하고, 상기 레이저 헤드는, 상기 이송 유닛에 의해 미리 정해진 제1 절단 지점을 통과하는 필름 원단의 상기 제1 필름군에 레이저빔을 조사하여 상기 제1 커팅 라인을 상기 이송 방향을 따라 형성하며, 상기 커터는, 상기 이송 유닛에 의해 미리 정해진 제2 절단 지점을 통과하는 필름 원단의 상기 제2 필름군에 상기 커팅날을 접촉시켜 상기 제2 커팅 라인을 상기 이송 방향을 따라 형성한다.

바람직하게, 상기 제2 절단 지점은 상기 제1 절단 지점으로부터 상기 이송 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되도록 정해진다.

바람직하게, 상기 커터는 외주면에 상기 커팅날이 형성된 원판 구조를 갖고, 상기 커터 유닛은, 상기 커터의 회전축과 축 결합되어 상기 커터를 회전 구동하는 구동 모터를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 커터 유닛은, 상기 제2 절단 지점을 통과하는 필름 원단을 지지하는 아이들 롤러를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 커팅 라인은, 당해 커팅 라인에 의해, 상기 필름 원단이 미리 정해진 폭을 갖도록 슬리팅된 가공 원단과, 상기 필름 원단을 슬리팅하고 남은 잔여물인 스크랩으로 분할되도록 형성된다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필른 절단 장치는, 복수의 필름층들을 포함하는 다층 필름을 절단하기 위한 필름 절단 장치에 관한 것으로서, 상기 필름층들 중 어느 일부의 필름층들을 포함하는 제1 필름군에 레이저빔을 조사하여 상기 제1 필름군을 절단함으로써, 상기 제1 필름군에 제1 커팅 라인을 형성하는 레이저 헤드를 구비하는 레이저 유닛; 및 상기 필름층들 중 다른 일부의 필름층들을 포함하는 제2 필름군을 커팅날을 이용해 절단함으로써, 상기 제2 필름군에 제2 커팅 라인을 상기 제1 커팅 라인과 합치되어 단일의 커팅 라인을 이루도록 형성하는 커터를 구비하는 커터 유닛을 포함한다.

본 발명은, 필름 절단 장치에 관한 것으로서, 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은, 레이저빔과 커터를 복합적으로 이용해 필름 원단에 포함된 전체 필름층들 중 이형 필름층을 제외한 다른 필름층들을 절단하되, 커터만을 선택적으로 이용해 이형 필름층을 절단하도록 마련된다. 이러한, 본 발명에 의하면, 숄더와 테이퍼면으로 인해 이형 필름층의 에지 위치 검출 결과에 오류가 발생하는 것을 방지하여, 필름 원단으로부터 제조한 편광 필름 제품을 액정 패널의 정위치에 부착할 수 있다.

둘째, 본 발명은, 레이저빔의 출력을 조절하여 필름 원단의 절단 부위를 일정 깊이까지만 하프 커팅한 후, 커터를 이용해 상기 하프 커팅된 절단 부위를 커팅 완료할 수 있도록 마련된다. 이러한 본 발명에 의하면, 레이저빔으로 인한 필름 원단의 열변형을 방지함과 함께, 필름 원단이 미절단 또는 불완전 절단되어 필름 원단의 절단 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 편광 필름의 레이저 절단면을 나타내는 도면.
도 2는 필름 원단의 다층 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 4는 필름 원단이 레이저빔 및 커터에 의해 절단되는 양상을 -Y 방향에서 바라본 도면.
도 5는 필름 원단의 평면도.
도 6은 레이저빔에 의해 필름 원단이 1차 절단되는 양상을 -X 방향에서 바라본 도면.
도 7은 레이저빔에 의해 제1 커팅 라인이 필름 원단에 형성된 상태를 -X 방향에서 바라본 도면.
도 8은 커터에 의해 필름 원단이 2차 절단되는 양상을 -X 방향에서 바라본 도면.
도 9는 커터에 의해 제2 커팅 라인이 필름 원단에 형성된 상태를 -X 방향에서 바라본 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 필름 원단(F)의 다층 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)는, 다층 구조를 갖는 필름 원단(F)을 절단하기 위한 장치이다. 필름 절단 장치(1)에 이용해 절단 가능한 필름 원단(F)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 필름 원단(F)은 액정 패널에 적용하기 위한 편광 필름 원단일 수 있다.

필름 원단(F)이 편광 필름 원단인 경우에, 필름 원단(F)은, 액티브층(PVA), 투과도 향상층(TAC), 보호 필름층(P/F), 이형 필름층(R/F) 등을 포함할 수 있다.

액티브층(PVA)은, 빛의 편광 특성을 변화시키기 위한 필름층이다. 액티브층(PVA)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 액티브층(PVA)은 폴리비닐 알콜(Polyvinyl alcohol)을 적어도 포함하도록 구성될 수 있다.

투과도 향상층(TAC)은, 광원을 디스플레이 앞쪽으로 최대한 많이 투과시키기기 위한 필름층이다. 투과도 향상층(TAC)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 투과도 향상층(TAC)은, 트리아세틸 셀룰로우즈(Triacetyl Cellulose)을 적어도 포함하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 투과도 향상층(TAC)은 액티브층(PVA)의 하면에 적층되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보호 필름층(P/F)은 편광 필름의 표면 손상을 방지하기 위한 필름층이다. 보호 필름층(P/F)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 보호 필름층(P/F)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리에틸렌(PE) 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 보호 필름층(P/F)은, 필름 원단(F)에 포함된 필름층들 중 필름 원단(F)의 일측 최외층에 위치하도록, 당해 보호 필름층(P/F)과 액티브층(PVA) 사이에 PET층이(PET)이 개재된 상태로 액티브층(PVA)의 상면에 적층될 수 있다.

이형 필름층(R/F)은 편광 필름을 액정 패널에 부착하기 위한 점착층을 오염물로부터 격리하기 위한 필름층이다. 이형 필름층(R/F)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 이형 필름층(R/F)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리에틸렌(PE) 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 이형 필름층(R/F)은, 필름 원단(F)에 포함된 필름층들 중 상기 일측 최외층과 반대되는 타측 최외층에 위치하도록, 투과도 향상층(TAC)의 하면에 점착제가 도포되어 형성된 점착층(PSA)에 박리하게 가능하게 점착될 수 있다. 점착제는 감압 점착제(Pressure sensitive adhesive)인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 필름 원단(F)을 절단하여 형성한 편광 필름 제품을 액정 패널에 부착할 때에는, 점착층(R/F)이 외부로 노출되도록 이형 필름층(R/F)을 점착층(R/F)으로부터 박리한 후, 점착층(R/F)을 이용해 편광 필름 제품을 액정 필름에 부착할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치(1)의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 필름 원단(F)이 레이저빔(LB) 및 커터(22)에 의해 절단되는 양상을 -Y 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 필름 원단(F)의 평면도이다.

도 6은 레이저빔(LB)에 의해 필름 원단(F)이 1차 절단되는 양상을 -X 방향에서 바라본 도면이고, 도 7은 레이저빔(LB)에 의해 제1 커팅 라인(C1)이 필름 원단(F)에 형성된 상태를 -X 방향에서 바라본 도면이며, 도 8은 커터(22)에 의해 필름 원단(F)이 2차 절단되는 양상을 -X 방향에서 바라본 도면이고, 도 9는 커터(22)에 의해 제2 커팅 라인(C2)이 필름 원단(F)에 형성된 상태를 -X 방향에서 바라본 도면이다.

도 3을 참조하면, 필름 원단(F)은, 당해 필름 원단(F)이 롤 상태로 미리 권취된 공급 롤(미도시)로부터 권출되어 공급되며, 이송 롤러들(32)을 포함하는 이송 유닛(30)에 의해 미리 정해진 롤 패스를 따라 당해 필름 원단(F)의 미리 정해진 이송 방향으로 이송되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 필름 원단(F)은 당해 필름 원단(F)의 길이 방향(이하, 'X 방향'이라고 함)으로 이송되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 필름 절단 장치(1)는, 레이저빔(LB)을 이용해 필름 원단(F)의 전체 필름층들 중 미리 정해진 제1 필름군을 X 방향으로 절단하는 레이저 유닛(10)과, 커터(22)를 이용해 필름 원단(F)의 전체 필름층들 중 미리 정해진 제2 필름군을 상기 X 방향으로 절단하는 커터 유닛(20) 등을 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 유닛(10)은, 레이저빔(LB)을 생성하여 발진하는 레이저 발진기(미도시)와, 필름 원단(F)의 제1 필름군을 선택적으로 레이저 절단할 수 있도록 레이저 발진기로부터 절단된 레이저빔(LB)을 필름 원단(F)에 조사하는 레이저 헤드(12)와, 레이저 헤드(12)를 X 방향 및 X 방향과 수직을 이루는 필름 원단(F)의 폭 방향(이하, 'Y 방향'이라고 함) 중 적어도 일방향으로 이송하는 헤드 드라이버(16) 등을 구비할 수 있다. 또한, 레이저 발진기와 레이저 헤드(12) 사이에는, 레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔(LB)을 반사하여 레이저 헤드(12)에 전달하기 위한 적어도 하나의 반사 미러(14)가 설치될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 헤드(12)는 필름 원단(F)의 상면에 레이저빔(LB)을 조사할 수 있도록 필름 원단(F)의 상면으로부터 필름 원단(F)의 두께 방향(이하, 'Z 방향'이라고 함)으로 미리 정해진 간격만큼 이격되게 설치된다.

제1 필름군에는, 필름 원단(F)의 전체 필름층들 중 이형 필름층(R/F)을 제외한 일부의 필름층들이 포함될 수 있다. 즉, 이형 필름층(R/F)은 레이저빔(LB)에 의해 절단되지 않도록, 제1 필름군이 정해지는 것이다. 예를 들어, 제1 필름군에는, 보호 필름층(P/F), PET층(PET), 액티브층(PVA), 투과도 향상층(TAC), 점착층(R/F)이 포함될 수 있다. 이 경우에, 필름 원단(F)의 상면 즉, 보호 필름층(P/F)의 상면을 통해 입사된 레이저빔(LB)이 보호 필름층(P/F)에서 점착층(R/F)까지 레이저 절단할 수 있도록, 레이저 발진기의 출력 및 레이저 헤드(12)와 보호 필름층(P/F)의 상면 사이의 거리 등 제1 필름군의 레이저 절단 양상을 조절하기 위한 레이저 유닛(10)의 구동 팩터들이 조절될 수 있다.

레이저 헤드(12)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 필름 원단(F)에 한 쌍의 커팅 라인들(C)을 X 방향을 따라 형성할 수 있도록, 한 쌍의 레이저 헤드들(12)이 설치될 수 있다. 이 경우에, 헤드 드라이버(16)는, 레이저 헤드들(12)을 미리 정해진 제1 절단 지점(X1)에 도달된 필름 원단(F)에 레이저빔(LB)을 조사할 수 있도록 배치하되, 필름 원단(F)을 절단하여 제조하고자 하는 편광 필름 제품의 세로 폭(W)만큼 서로 이격되도록 배치할 수 있다.

이러한 레이저 헤드(12)를 배치한 상태에서, 이송 유닛(30)을 이용해 필름 원단(F)을 X 방향으로 이송함과 동시에 레이저 발진기를 구동하면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 헤드들(12)은 각각 당해 레이저 헤드(12)와 대면하도록 제1 절단 지점(X1)을 통과하는 필름 원단(F)의 상면의 가공점에 레이저빔(LB)을 조사하여, 제1 필름군을 X 방향을 따라 선택적으로 절단한다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 필름군에는, 한 쌍의 제1 커팅 라인들(C1)이 편광 필름 제품의 세로 폭(W)만큼 Y 방향으로 서로 이격된 상태로 X 방향을 따라 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 커터 유닛(20)은, 구동 모터(21)와, 구동 모터(21)에 의해 회전 구동되는 커터(22)와, 구동 모터(21) 및 구동 모터(21)에 결합된 커터(22)를 X 방향, Y 방향 및 Z 방향 중 적어도 일방향으로 이송하는 커터 드라이버(23) 등을 구비할 수 있다.

커터(22)는 미리 정해진 직경을 갖는 원판 형상으로 구성될 수 있다. 이러한 커터(22)는, 구동 모터(21)와 축 결합되는 회전축(24)과, 필름 원단(F)의 제2 필름군을 선택적으로 절단할 수 있도록 외주면에 형성되는 커팅날(25) 등을 가질 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 커터(22)는, 커팅날(25)이 제2 필름군의 두께에 대응하는 깊이만큼 필름 원단(F)의 내측으로 +Z 방향으로 삽입되면서 제2 필름군을 선택적으로 절단할 수 있도록, 커팅날(25)이 필름 원단(F)의 하면 즉, 이형 필름층(R/F)의 하면과 접촉되게 설치된다.

제2 필름군에는, 필름 원단(F)의 전체 필름층들 중 이형 필름층(R/F)을 적어도 포함하는 일부의 필름층들이 포함될 수 있다. 여기서, 제1 필름군과 제2 필름군은, 필름 원단(F)의 전체 필름층들 중 이형 필름층(R/F)은 커터(22)에 의해서만 절단되되, 이형 필름층(R/F)을 제외한 적어도 하나의 필름층은 레이저빔(LB)과 커터(22)에 의해 중복적으로 절단될 수 있도록, 상기 적어도 하나의 필름층을 함께 포함하도록 정해지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 필름군에 포함된 필름층들 중 이형 필름층(R/F)과 가장 인접하게 위치한 점착층(R/F)이 레이저빔(LB)과 커터(22)에 의해 중복적으로 절단될 수 있도록, 제2 필름군은 이형 필름층(R/F), 점착층(R/F)을 포함할 수 있다. 이 경우에, 도 4에 도시된 바와 같이, 커터 드라이버(23)는 커팅날(25)이 점착층(R/F)에 미리 정해진 깊이까지만 삽입되도록 커터(22)를 배치하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

커터(22)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 커팅 라인들(C)을 X 방향을 따라 형성할 수 있도록, 한 쌍의 커터들(22)이 설치될 수 있다. 이 경우에, 커터 드라이버(23)는, 커터들(22)을 미리 정해진 제2 절단 지점(X2)에 도달된 필름 원단(F)의 제2 필름군을 절단할 수 있도록 배치한다. 또한, 커터 드라이버(23)는, 커터들(22)을 필름 원단(F)의 세로 폭(W)만큼 서로 이격되도록 배치하되, 커터들(22)의 Y 좌표(Y1, Y2)와 레이저 헤드들(12)의 Y 좌표(Y1, Y2)가 서로 동일하도록 배치한다. 즉, 커터들(22)은 각각 레이저 헤드들(12) 중 어느 하나와 Y 좌표가 동일하도록 배치되는 것이다. 여기서, 제2 절단 지점(X2)은 제1 필름군을 통과한 레이저빔(LB)이 커터(22)와 만나지 않도록 제1 절단 지점(X1)에 비해 +X 방향으로 미리 정해진 거리(L)만큼 이격되도록 설정되는 것이 바람직하다.

이처럼 커터들(22)을 배치한 상태에서, 이송 유닛(30)을 이용해 필름 원단(F)을 +X 방향으로 이송함과 동시에 커터들(22)을 회전 구동하면, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 커터들(22)은 각각 당해 커터(22)의 커팅날(25)과 대면하도록 제2 절단 지점(X2)을 통과하는 필름 원단(F)을 제2 필름군의 두께에 대응하는 깊이만큼만 X 방향을 따라 선택적으로 절단한다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 필름군에는, 한 쌍의 제2 커팅 라인들(C2)이 편광 필름 제품의 세로 폭(W)만큼 Y 방향으로 서로 이격된 상태로 X 방향을 따라 형성될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 커터 유닛(20)은, 커터들(22)에 의해 제2 필름군이 절단될 때, 필름 원단(F)이 진동되지 않도록 제2 절단 지점(X2)을 통과하는 필름 원단(F)의 일영역을 지지하는 적어도 하나의 아이들 롤러(idle roller)(26)를 더 구비할 수 있다. 아이들 롤러(26)를 필름 원단(F)의 기준으로 커터들(22)의 반대쪽에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 커터들(22)이 상기 필름 원단(F)의 일영역의 하면과 접촉되도록 설치되는 경우에, 아이들 롤러(26)는 필름 원단(F)의 일영역의 상면을 가압하여 지지하도록 설치될 수 있다. 이러한 아이들 롤러(26)는, 커터들(22)을 간섭하지 않도록, 커터들(22)로부터 Y 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되도록 설치되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 레이저 헤드들(12)과 커터들(22)은 Y 좌표가 동일하도록 배치되고, 제1 필름군과 제2 필름군은 제2 점작층을 공통적으로 포함하도록 설정된다. 이에, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 커팅 라인(C1)과 제2 커팅 라인(C2)은 Z 방향으로 서로 합치됨으로써, 필름 원단(F)을 X 방향으로 양단하는 커팅 라인(C)을 구성하게 된다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 필름 원단(F)에는 한 쌍의 커팅 라인들(C)이 편광 필름 제품의 세로 폭(W)만큼 Y 방향으로 서로 이격된 상태로 X 방향을 따라 형성되고, 이러한 커팅 라인들(C)에 의해 필름 원단(F)은 편광 필름 제품의 세로 폭(W)에 대응하는 폭을 갖도록 슬리팅 가공된 가공 원단(F1)과, 필름 원단(F)을 슬리팅 가공하고 남은 잔여물인 스크랩들(S)로 분할될 수 있다.

일반적으로 커팅날을 구비한 커터를 이용해 절단 대상물을 절단하면, 레이저빔을 이용해 절단 대상물을 절단하는 경우에 비해 절단 대상물에 인가되는 열이 감소되는 바, 절단 대상물의 절단면 즉, 테이퍼면의 테이퍼폭이 감소되고, 절단 대상물의 절단면과 인접한 영역에 절단 대상물의 열변형에 따른 숄더(shoulder)가 형성되지 않는다.

그런데, 필름 절단 장치(1)는, 레이저빔(LB)과 커터(22)를 복합적으로 이용해 필름 원단(F)에 포함된 전체 필름층들 중 이형 필름층(R/F)이 적어도 제외된 제1 필름군을 절단하되, 커터(22)를 이용해 이형 필름층(R/F)이 적어도 포함된 제2 필름군을 절단하도록 마련된다. 이러한 필름 절단 장치(1)에 의하면, 필름 원단(F)에 포함된 대부분의 필름층은 우수한 물리적인 특성을 갖는 레이저빔(LB)을 이용해 절단하되, 이형 필름층(R/F)은 절단면과 인접한 영역에 열변형으로 인한 숄더가 형성되지 않도록 커터(22)를 이용해 절단할 수 있다. 또한, 커터(22)를 이용해 이형 필름층(R/F)을 선택적으로 절단하면, 레이저빔(LB)만 이용해 필름 원단(F)의 전체 필름층들을 절단하는 경우에 비해 필름 원단(F)의 절단면 즉, 테이퍼면(taper face)(T)의 테이퍼폭(Wt)을 줄일 수 있다. 이에, 필름 절단 장치(1)에 의하면, 비젼(카메라)를 이용한 이형 필름층(R/F)의 에지 위치(절단면의 위치)를 검출할 때, 숄더와 테이퍼면(T)으로 인해 검출 결과에 오류가 발생하는 것을 방지하여, 필름 원단(F)으로부터 제조한 편광 필름 제품을 액정 패널의 정위치에 부착할 수 있다.

일반적으로 레이저빔(LB)은 당해 레이저빔(LB)이 입사되는 입사점이 위치한 필름층에서 멀리 이격된 필름층으로 갈수록 레이저빔(LB)으로부터 인가되는 에너지가 줄어드는 특성을 갖는다. 이로 인해, 레이저빔(LB)만으로 필름 원단(F)을 절단하는 경우에는, 입사점으로부터 멀리 이격된 필름층까지 에너지가 충분히 공급될 수 있도록 레이저빔(LB)의 출력을 높이면 입사점에 근접하게 위치한 필름층들에 과도한 에너지가 인가되어 열변형이 발생할 수 있고, 입사점에 근접하게 위치한 필름층들의 열변형을 방지하기 위한 레이저빔(LB)의 출력을 낮추면 입사점으로부터 멀리 이격된 필름층들이 미절단 내지는 불완전 전달됨으로써 필름 원단(F)의 절단 품질이 저하될 수 있다. 그런데, 필름 절단 장치(1)는, 레이저빔(LB)의 출력을 조절하여 필름 원단(F)의 절단 부위를 일정 깊이까지만 하프 커팅한 후, 커터(22)를 이용해 상기 하프 커팅된 절단 부위를 커팅 완료할 수 있도록 마련된다. 이러한 필름 절단 장치(1)에 의하면, 레이저빔(LB)으로 인한 필름 원단(F)의 열변형을 방지함과 함께, 필름 원단(F)이 미절단 또는 불완전 절단됨으로 인해 필름 원단(F)의 절단 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 롤 패스를 따라 이송되는 필름 원단(F)을 레이저 유닛(10)과 커터 유닛(20)을 이용해 2단계에 걸쳐 절단하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 복수의 필름층들을 포함하는 다층 필름의 절단이 필요한 다양한 경우에 적용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 필름 절단 장치
10 : 레이저 유닛
12 : 레이저 헤드
14 : 반사 미러
16 : 헤드 드라이버
20 : 커터 유닛
21 : 구동 모터
22 : 커터
23 : 커터 드라이버
24 : 회전축
25 : 커팅날
26 : 아이들 롤러
30 : 이송 유닛
F : 필름 원단
PVA : 액티브층
TAC : 투과도 향상층
P/F : 보호 필름층
R/F : 이형 필름층
PET : PET층
R/F : 점착층
F1 : 가공 원단
S : 스크랩
LB : 레이저빔
C : 커팅 라인
C1 : 제1 커팅 라인
C2 : 제2 커팅 라인

Claims

복수의 필름층들을 포함하는 다층 구조를 갖고 상기 필름층들 중 일측 최외층에 이형 필름층이 위치하는 필름 원단을 절단하기 위한 필름 절단 장치에 있어서,
상기 필름층들 중 상기 이형 필름층이 제외된 일부의 필름층들을 포함하도록 미리 정해진 제1 필름군에 선택적으로 레이저빔을 조사하여 상기 제1 필름군을 절단함으로써, 상기 제1 필름군에 제1 커팅 라인을 형성하는 레이저 헤드를 구비하는 레이저 유닛; 및
상기 필름층들 중 상기 이형 필름층이 적어도 포함된 일부의 필름층들을 포함하도록 미리 정해진 제2 필름군을 커팅날을 이용해 절단함으로써, 상기 제2 필름군에 제2 커팅 라인을 제1 커팅 라인과 합치되어 단일의 커팅 라인을 이루도록 형성하는 커터를 구비하는 커터 유닛을 포함하는, 필름 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 필름군과 상기 제2 필름군은, 상기 필름층들 중 적어도 하나의 필름층을 함께 포함하는, 필름 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 필름 원단을 미리 정해진 이송 방향을 따라 이송하는 이송 유닛을 더 포함하고,
상기 레이저 헤드는, 상기 이송 유닛에 의해 미리 정해진 제1 절단 지점을 통과하는 필름 원단의 상기 제1 필름군에 레이저빔을 조사하여 상기 제1 커팅 라인을 상기 이송 방향을 따라 형성하며,
상기 커터는, 상기 이송 유닛에 의해 미리 정해진 제2 절단 지점을 통과하는 필름 원단의 상기 제2 필름군에 상기 커팅날을 접촉시켜 상기 제2 커팅 라인을 상기 이송 방향을 따라 형성하는, 필름 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 절단 지점은 상기 제1 절단 지점으로부터 상기 이송 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되도록 정해지는, 필름 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 커터는 외주면에 상기 커팅날이 형성된 원판 구조를 갖고,
상기 커터 유닛은, 상기 커터의 회전축과 축 결합되어 상기 커터를 회전 구동하는 구동 모터를 더 구비하는, 필름 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 커터 유닛은, 상기 제2 절단 지점을 통과하는 필름 원단을 지지하는 아이들 롤러를 더 구비하는, 필름 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 커팅 라인은, 당해 커팅 라인에 의해, 상기 필름 원단이 미리 정해진 폭을 갖도록 슬리팅된 가공 원단과, 상기 필름 원단을 슬리팅하고 남은 잔여물인 스크랩으로 분할되도록 형성되는, 필름 절단 장치.
복수의 필름층들을 포함하는 다층 필름을 절단하기 위한 필름 절단 장치에 있어서,
상기 필름층들 중 어느 일부의 필름층들을 포함하는 제1 필름군에 레이저빔을 조사하여 상기 제1 필름군을 절단함으로써, 상기 제1 필름군에 제1 커팅 라인을 형성하는 레이저 헤드를 구비하는 레이저 유닛; 및
상기 필름층들 중 다른 일부의 필름층들을 포함하는 제2 필름군을 커팅날을 이용해 절단함으로써, 상기 제2 필름군에 제2 커팅 라인을 상기 제1 커팅 라인과 합치되어 단일의 커팅 라인을 이루도록 형성하는 커터를 구비하는 커터 유닛을 포함한, 필름 절단 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 필름군과 상기 제2 필름군은, 상기 필름층들 중 적어도 하나의 필름층을 함께 포함하는, 필름 절단 장치.