KR101512142B1

KR101512142B1 - 필름 제조 장치

Info

Publication number: KR101512142B1
Application number: KR20130168654A
Authority: KR
Inventors: 이세용; 배성호; 신기봉
Original assignee: (주)엔에스
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-04-14

Abstract

본 발명은 필름 제조 장치에 관한 것으로서, 연속적으로 공급되는 복수의 필름을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 필름 적층 유닛, 및 필름 원단에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 문자 패턴을 마킹하여, 복수의 문자 패턴으로 이루어지는 적어도 하나의 문자를 포함하는 문자 정보를 표시할 수 있는 문자 마킹 유닛을 포함하며, 필름 재단 공정 중에 불량 마트 검출 유닛으로부터 불량 마크로 오인되지 않으면서도 시인성을 가질 수 있는 문자 정보를 필름 원단에 표시할 수 있다.

Description

필름 제조 장치{Apparatus manufacturing film}

본 발명은 필름 제조 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 위치되는데, 상기 편광 필름은 투과측과 일치하는 편광성분의 빛을 투과시키게 되는데, 두 개의 편광 필름의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과정도를 결정하게 된다.

상기 편광 필름은, 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성되며 편광자인 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 제작되는 편광층과, 상기 편광층의 양측면에 형성되어 상기 편광층을 보호 및 지지하는 제1, 제2 TAC 필름(tri-acetatecellulose film), 상기 제1 TAC 필름의 일측에 형성되어 편광판의 표면손상을 방지하는 보호필름과, 상기 제2 TAC 필름의 일측에 점착제를 매개로 형성된 이형필름으로 이루어져 있다.

이러한 편광 필름은 필름 제조 장치를 이용하여 PVA 필름과 TAC 필름(제1 TAC필름과 제2 TAC 필름)과 보호필름과 이형필름이 각각 감긴 원료 롤을 준비한 후, 상기 원료 롤을 세정조에서 세정하고 건조 오븐에서 건조하는 전처리 과정을 거친 다음, PVA 필름의 양측에 제1 TAC 필름과 제2 TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하여 중간 롤을 형성한 후, 상기 제1 TAC 필름의 표면에 보호필름을 적층하는 한편 상기 제2 TAC 필름의 표면에 점착제를 개재하여 이형필름을 적층하여 편광 필름 원단을 형성한 다음, 목형 재단장치나 레이저 재단장치를 이용하여 편광 필름 원단을 미리 정해진 사이즈를 가지는 다수의 편광 필름으로 재단(절단)한 후, 검사 및 포장하는 공정으로 제조 완료하였다.

한편, 편광 필름 원단의 제조 공정 중에 편광 필름 원단에 눌림, 스크러치, 찍힘 등 불량이 발생한 경우에는, 잉크젯 프린터를 이용하여 편광 필름 원단의 불량 영역에 미리 정해진 크기의 복수의 불량 패턴들로 이루어진 불량 마크를 프린팅한다. 이러한 불량 마크는 편광 필름 원단의 재단 공정 중에 불량 마크 검출기를 이용하여 검출할 수 있으며, 편광 필름 원단으로부터 재단된 편광 필름들 중 불량 마크가 프린팅된 불량 필름은 폐기하고 있다.

불량 마크 검출기는 편광 필름 원단의 폭 방향으로 이동하면서 편광 필름 원단을 촬영할 수 있는 카메라를 구비하며, 카메라로부터 촬영된 촬영 이미지를 복수의 가상의 영역들로 쪼갠 후에 각 영역별로 불량 마크의 불량 패턴의 밀도를 측정하여 불량 마크의 불량 패턴의 밀도가 미리 정해진 밀도 이상인 영역을 불량 영역으로 판단하고 있다.

따라서, 편광 필름 원단에 불량 마크의 불량 패턴이 아니 다른 패턴이 마킹된 경우에도 불량 패턴으로 오인되어 정상 영역이 불량 영역으로 판단될 우려가 있다. 그 결과, 종래의 필름 제조 장치는 편광 필름 원단에는 불량 마크를 제외하고는 다른 정보를 마킹할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필름 원단의 재단 공정 중에 불량 마크 검출 유닛에 의하여 불량 마크로 오인되지 않는 형태로 문자 정보를 필름 원단에 마킹할 수 있도록 구조를 개선한 필름 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치는, 연속적으로 공급되는 복수의 필름을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 필름 적층 유닛, 및 필름 원단에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 문자 패턴을 마킹하여, 복수의 문자 패턴으로 이루어지는 적어도 하나의 문자를 포함하는 문자 정보를 표시할 수 있는 문자 마킹 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 복수의 문자 패턴은 미리 정해진 직경을 가지는 도트 패턴, 및 필름 원단의 일 방향으로 연장 형성되며 미리 정해진 폭과 길이를 가지는 가로줄 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 필름 원단의 제조 길이를 측정할 수 있는 길이 측정 유닛을 더 포함하며, 문자 정보는 길이 측정 유닛에 의하여 측정된 제조 길이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 길이 측정 유닛은, 필름 원단을 이송할 수 있는 이송 롤러, 및 이송 롤러의 회전축에 장착되며, 이송 롤러가 미리 정해진 각도만큼 회전할 때마다 엔코더 펄스를 생성할 수 있는 엔코더를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 문자 정보는 필름 원단의 로트(lot) 번호, 제조 일자, 및 가공 설비 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 필름 원단의 불량 여부를 검사하는 불량 검사 유닛, 및 불량 검사 유닛에 의해 필름 원단의 불량이 검출된 경우에, 필름 원단의 불량 영역에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 불량 패턴을 마킹하여, 복수의 불량 패턴으로 이뤄진 불량 마크를 표시할 수 있는 불량 마킹 유닛을 더 포함하며, 문자 패턴은 불량 패턴보다 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 불량 검사 유닛은, 미리 정해진 촬영 영역을 각각 촬영할 수 있는 적어도 하나의 카메라, 카메라를 필름 원단의 폭 방향으로 왕복 이송할 수 있는 카메라 이송부, 및 카메라로부터 필름 원단의 촬영 이미지를 전달받아 필름 원단의 불량 여부를 판단할 수 있는 이미지 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 불량 마킹 유닛은, 필름 원단에 잉크를 토출할 수 있는 복수의 노즐을 구비하는 잉크젯 프린터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 필름 제조 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 필름 원단에 미세한 크기를 가지는 복수의 문자 패턴을 레이저 마킹하여, 복수의 문자 패턴으로 이루어진 적어도 하나의 문자로 구성되는 문자 정보를 표시함으로써, 필름 재단 공정 중에 불량 마트 검출 유닛으로부터 불량 마크로 오인되지 않으면서도 시인성을 가질 수 있는 문자 정보를 필름 원단에 표시할 수 있다.

둘째, 필름 원단에 표시된 문자 정보로부터 필름 원단의 제조 길이, 로트 번호, 제조 일자, 가공 설비 다양한 제조 정보를 습득할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 필름 제조 장치에 의하여 제조된 편광 필름 원단의 적층 구조를 설명하기 위한 필름 원단의 단면도.
도 3은 도 1의 불량 마킹 유닛을 이용하여 편광 필름 원단에 불량 마크를 프린팅하는 양상을 설명하기 위한 편광 필름 원단의 평면도.
도 4는 도 1의 필름 제조 장치의 불량 검사 유닛의 사시도.
도 5는 도 1의 길이 측정 유닛과 문자 마킹 유닛의 사시도.
도 6은 도 1의 문자 마킹 유닛을 이용하여 편광 필름 원단에 문자 정보를 마킹하는 양상을 설명하기 위한 편광 필름 원단의 평면도.
도 7a는 도 6의 문자 정보의 문자가 복수의 도트 패턴으로 이루어진 양상을 설명하기 위한 문자의 부분 확대도.
도 7b는 도 6의 문자 정보의 문자가 복수의 가로줄 패턴으로 이루어진 양상을 설명하기 위한 문자의 확대도.
도 8은 도 6의 편광 필름 원단의 촬영 이미지로부터 불량 마크를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면.

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.

본 발명에 따른 필름 제조 장치는, 필름 원단에 복수의 미세 패턴을 레이저 마킹하여, 복수의 미세 패턴으로 이루어진 문자들로 구성된 문자 정보를 필름 원단에 표시함으로써, 필름 원단의 재단 공정 중에 문자 정보가 불량 마크로 오인되는 현상을 방지할 수 있는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 필름 제조 장치를 이용하여 제조 가능한 필름의 종류는 특별히 한정되지는 않으며, 편광 필름, 3D 필름 등 다양한 종류의 필름을 제조할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 문자 정보가 마킹된 편광 필름 원단을 제조하는 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 필름 제조 장치에 의하여 제조된 편광 필름 원단의 적층 구조를 설명하기 위한 필름 원단의 단면도이며, 도 3은 도 1의 불량 마킹 유닛를 이용하여 편광 필름 원단에 불량 마크를 프린팅하는 양상을 설명하기 위한 편광 필름 원단의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치(1)는, 제어부, 필름 적층 유닛(10), 불량 검사 유닛(20), 불량 마킹 유닛(30), 길이 측정 유닛(40), 및 문자 마킹 유닛(50) 등을 포함할 수 있다.

제어부는 본 발명에 따른 필름 제조 장치(1)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 따라서, 제어부는 필름 적층 유닛(10), 불량 검사 유닛(20), 불량 마킹 유닛(30), 길이 측정 유닛(40), 및 문자 마킹 유닛(50) 등을 제어할 수 있다.

필름 적층 유닛(10)은 편광 필름 원단(F)을 구성하는 다수의 필름들을 순차적으로 적층하여 편광 필름 원단(F)을 형성할 수 있으며, 제1 내지 제5 권취 롤러(11a~11e), 연신부(13), 제1 내지 제4 안내 롤러(15a~15d), 및 제1 내지 제4 부착 롤러(17a~17d) 등을 포함할 수 있다.

제1 권취 롤러(11a)는 미리 권취된 PVA 필름(Fa)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 연신부(13)는 제1 권취 롤러(11a)의 하류에 설치되어 PVA 필름(Fa)에 대한 연신을 수행한다.

제2 권취 롤러(11b)는 미리 권취된 제1 TAC 필름(Fb)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제1 안내 롤러(15a)는 제1 TAC 필름(Fb)을 제1 부착 롤러(17a)로 안내한다. 제1 부착 롤러(17a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 TAC 필름(Fb)을 PVA 필름(Fa)의 일면에 부착한다.

제3 권취 롤러(11c)는 미리 권취된 제2 TAC 필름(Fc)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제2 안내 롤러(15b)는 제2 TAC 필름(Fc)을 제2 부착 롤러(17b)로 안내한다. 제2 부착 롤러(17b)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 TAC 필름(Fc)을 PVA 필름(Fa)의 다른 일면에 부착한다.

제4 권취 롤러(11d)는 미리 권취된 보호 필름(Fd)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제3 안내 롤러(15c)는 보호 필름(Fd)을 제3 부착 롤러(17c)로 안내한다. 제3 부착 롤러(17c)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 보호 필름(Fd)을 제1 TAC 필름(Fb)의 일면에 부착한다.

제5 권취 롤러(11e)는 미리 권취된 이형 필름(Fe)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제4 안내 롤러(15d)는 이형 필름(Fe)을 제4 부착 롤러(17d)로 안내한다. 제4 부착 롤러(17d)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이형 필름(Fe)을 제2 TAC 필름(Fc)의 일면에 부착한다.

이와 같이 다수 필름이 순차적으로 적층되어 형성된 편광 필름 원단(F)은 주행 롤러에 의하여 길이 측정 유닛(40)으로 공급될 수 있다. 필름 적층 유닛(10)은 일반적인 필름 제조 장치(1)에 마련되는 필름 적층 유닛(10)과 동일한 구조를 가지므로, 필름 적층 유닛(10)의 구성에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

불량 검사 유닛(20)은 편광 필름 원단(F)의 불량 여부를 검사할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 불량 검사 유닛(20)은 필름 적층 유닛(10)의 하류에 설치되며, 필름 적층 유닛(10)을 통과한 편광 필름 원단(F)을 촬영하고, 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지를 이용하여 편광 필름 원단(F)의 불량 여부를 판단할 수 있다.

불량 마킹 유닛(30)은 불량 검사 유닛(20)에 의해 편광 필름 원단(F)의 불량이 검출된 경우에, 편광 필름 원단(F)의 불량 영역에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 불량 패턴(70a)을 마킹하여, 복수의 불량 패턴(70a)으로 이루어진 불량 마크(70)를 표시할 수 있다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 불량 마킹 유닛(30)은 불량 검사 유닛(20)의 하류에 설치되며, 편광 필름 원단(F)에 잉크를 토출할 수 있는 복수의 노즐을 구비하는 잉크젯 프린터로 구성될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 불량 마킹 유닛(30)은 편광 필름 원단(F)의 불량 영역에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 불량 패턴(70a)을 프린팅함으로써, 복수의 불량 패턴(70a)으로 이루어진 불량 마크(70)를 표시할 수 있다. 불량 패턴(70a)의 형상은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 불량 패턴(70a)은 약 2㎜ 정도의 직경을 가지는 도트 패턴(80a)의 형상을 가질 수 있다.

길이 측정 유닛(40)은 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(82)를 측정할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 길이 측정 유닛(40)은 불량 마킹 유닛(30)의 하류에 설치되며, 불량 마킹 유닛(30)을 통과한 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(82)를 측정할 수 있다.

문자 마킹 유닛(50)은 편광 필름 원단(F)에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 문자 패턴을 레이저 마킹하여, 복수의 문자 패턴으로 이루어지는 적어도 하나의 문자를 포함하는 문자 정보(80)를 표시할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 문자 마킹 유닛(50)은 길이 측정 유닛(40)의 하류에 설치되며, 길이 측정 유닛(40)을 통과한 편광 필름 원단(F)에 레이저를 조사할 수 있는 레이저 마킹 장치로 구성될 수 있다. 따라서, 문자 마킹 유닛(50)은 편광 필름 원단(F)에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 문자 패턴을 마킹함으로써, 복수의 문자 패턴으로 이루어진 적어도 하나의 문자로 구성된 문자 정보(80)를 마킹할 수 있다. 문자 패턴은 불량 마크(70)보다 상대적으로 작은 크기로 형성되어 필름 제조 공정 중에 불량 마크 검출 유닛으로부터 불량 마크(70)의 불량 패턴(70a)으로 오인되는 것이 방지된다. 문자 마킹 유닛(50)의 구성에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

문자 마킹 유닛(50)을 통과한 편광 필름 원단(F)은 회수 롤러(60)에 의해 롤 형태로 권취되어 회수되며, 필름 재단 장치에 의하여 미리 정해진 폭과 길이를 가지는 다수의 편광 필름으로 재단된 후에 패널에 부착되어 사용될 수 있다.

도 4는 도 1의 필름 제조 장치의 불량 검사 유닛의 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 불량 검사 유닛(20)은 편광 필름 원단(F)의 불량을 검출하기 위하여, 카메라(21), 카메라 이송부, 및 이미지 처리부 등을 구비할 수 있다.

카메라(21)는 카메라 이송부에 설치되어, 미리 정해진 촬영 영역을 각각 촬영할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b) 등 2대의 카메라(21)가 카메라 이송부에 이동 가능하게 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 한대 또는 3대 이상의 카메라(21)가 카메라 이송부에 설치될 수도 있다. 설명의 편의를 위하여, 2대의 카메라(21)가 카메라 이송부에 설치된 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.

제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)는 카메라 이송부에 의해 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 미리 정해진 구간 내에서 개별적으로 왕복 이동할 수 있다. 즉, 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)는 서로 다른 시야를 가지며, 이로 인해 서로 다른 촬영 영역을 각각 촬영하여 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지를 생성할 수 있다. 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)에 의해 촬영된 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지는 이미지 처리부로 전달되어 편광 필름 원단(F)의 불량 여부를 판단하기 위한 정보를 제공할 수 있다.

카메라 이송부는 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)를 편광 필름 원단(F)의 폭 방향으로 개별적으로 왕복 이송할 수 있으며, 검사 유닛 프레임(22), 가이드 레일(23), 슬라이더(24), 슬라이더 이동수단, 위치 검출수단 등을 구비할 수 있다.

검사 유닛 프레임(22)은 이송 프레임(20a)에 설치되며, 카메라 이송부의 본체를 형성할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 검사 유닛 프레임(22)은 필름 적층 유닛(10)의 하류에 마련되는 이송 프레임(20a)에 편광 필름 원단(F)을 폭 방향으로 가로지르도록 설치되며, 편광 필름 원단(F)이 하부로 통과할 수 있도록 게이트 형태를 가진다.

가이드 레일(23)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 검사 유닛 프레임(22)에 설치되며, 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)의 이동을 안내할 수 있다. 슬라이더(24)는 가이드 레일(23)에 이동 가능하게 설치되며, 제1 카메라(21a) 및 제2 카메라(21b)와 결합될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(23)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 검사 유닛 프레임(22)에 상하로 한 쌍이 설치된다. 슬라이더(24)는 한 쌍이 마련되어 각각 제1 카메라(21a) 및 제2 카메라(21b)와 결합되며, 가이드 레일(23)에 이동 가능하게 설치된다. 슬라이더(24)와 가이드 레일(23) 사이에는 마찰력을 감소시키는 롤러가 설치될 수 있다.

슬라이더 이동수단은 슬라이더(24)에 가이드 레일(23)을 따라 이동할 수 있는 구동력을 제공하며, 고정자(25) 및 이동자(26) 등을 구비할 수 있다.

고정자(25)는 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 검사 유닛 프레임(22)에 고정 설치되며, 자기력을 제공할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 고정자(25)는 미리 정해진 간격을 두고 연속적으로 배열되는 복수의 자석을 구비하며, 이로 인해 자기력을 제공할 수 있다. 여기서, 자석은 영구 자석 또는 전자석으로 구성될 수 있다.

이동자(26)는 슬라이더(24)에 결합되며, 자기력을 제공할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이동자(26)는 한 쌍이 마련되어 한 쌍의 슬라이더(24)에 각각 결합될 수 있으며, 고정자(25)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공할 수 있다. 따라서, 고정자(25)와 이동자(26) 사이에는 서로 밀어내는 척력이 발생한다. 여기서, 이동자(26)는 고정자(25)가 영구 자석으로 구성될 경우에는 전자석으로 구성되며, 이와 반대로 고정자(25)가 전자석으로 구성될 경우에는 영구 자석으로 구성되어 고정자(25)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공할 수 있다. 즉, 슬라이더 이동수단은 이동자(26)와 고정자(25)가 서로 다른 극성을 제공함으로써 발생하는 척력을 이용하여 슬라이더(24)를 이동시키는 리니어 모터 시스템으로 구성될 수 있다.

위치 검출수단은 슬라이더(24)의 이동 위치를 확인하여 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)의 촬영 위치를 검출할 수 있으며, 리니어 스케일(27) 및 스케일 헤드(28) 등을 구비할 수 있다.

리니어 스케일(27)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 검사 유닛 프레임(22)에 설치되며, 슬라이더(24)의 이동위치를 나타낼 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 리니어 스케일(27)은 유리재 또는 금속재로 구성되며, 미리 정해진 간격을 두고 눈금이 마련될 수 있다. 예를 들어, 눈금은 10㎛ 또는 20㎛ 간격으로 마련되어 슬라이더(24)의 이동 위치를 정밀하게 나타낼 수 있다.

스케일 헤드(28)는 슬라이더(24)에 설치되며, 슬라이더(24)와 함께 이동하면서 리니어 스케일(27)의 눈금을 감지하여 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)의 촬영 위치를 검출할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스케일 헤드(28)는 한 쌍이 마련되어 각각의 슬라이더(24)에 설치되며, 리니어 스케일(27)의 눈금을 지나가면서 ㎜ 당 50 내지 2500 펄스 또는 그 이상의 펄스를 읽어드려 슬라이더(24)의 이동 위치를 확인할 수 있다. 즉, 스케일 헤드(28)는 각각의 슬라이더(24)의 위치를 확인할 수 있으며, 이를 이용하여 제1 카메라(21a)와 제2 카메라(21b)의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.

이미지 처리부는 카메라(21)로부터 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지를 전달받아 편광 필름 원단(F)의 불량 여부를 판단할 수 있다.

이미지 처리부는 제1 카메라(21a) 및 제2 카메라(21b)로부터 전달된 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지를 전달받아 미리 저장된 기준 이미지와 비교하여, 편광 필름 원단(F)에 불량이 존재하는지 여부를 판단하고, 편광 필름 원단(F)의 불량 영역을 특정할 수 있다. 따라서, 불량 마킹 유닛(30)은 이미지 처리부에 의해 불량 영역으로 판단된 영역에 잉크를 토출하여 복수의 불량 패턴(70a)으로 이루어진 불량 마크(70)를 프리팅할 수 있다.

도 5는 도 1의 길이 측정 유닛과 문자 마킹 유닛의 사시도이며, 도 6은 도 1의 문자 마킹 유닛을 이용하여 편광 필름 원단에 문자 정보를 마킹하는 양상을 설명하기 위한 편광 필름 원단의 평면도이다.

또한, 도 7a 도 6의 문자 정보의 문자가 복수의 도트 패턴으로 이루어진 양상을 설명하기 위한 문자의 부분 확대도이며, 도 7b 도 6의 문자 정보의 문자가 복수의 가로줄 패턴으로 이루어진 양상을 설명하기 위한 문자의 확대도이다.

길이 측정 유닛(40)은 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(82)를 측정하기 위하여, 이송 롤러(42) 및 엔코더(44) 등을 구비할 수 있다.

이송 롤러(42)는 편광 필름 원단(F)을 이송할 수 있으며, 엔코더(44)는 이송 롤러(42)의 회전축에 장착되며, 이송 롤러(42)가 미리 정해진 각도만큼 회전할 때마다 엔코더 펄스를 생성할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이송 롤러(42)는 불량 마킹 유닛(30)의 하류에 위치하는 이송 프레임(50a)에 설치되며, 편광 필름 원단(F)을 문자 마킹 유닛(50)으로 이송할 수 있다. 엔코더(44)는 이송 롤러(42)의 회전축에 설치되며, 이송 롤러(42)가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전할 때마다 엔코더 펄스를 생성하여 제어부에 전달할 수 있다. 엔코더의 종류는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 회전각을 펄스 신호로 변화하는 로터리 엔코더가 사용될 수 있다.

제어부는 엔코더(44)로부터 이송 롤러(42)의 회전각을 산출할 수 있으며, 이송 롤러(42)의 회전각과 미리 저장된 이송 롤러(42)의 직경을 곱해줌으로써 이송 롤러(42)에 의해 이송된 편광 필름 원단(F)의 이송 거리를 산출할 수 있다. 그런데, 이송 롤러(42)는 편광 필름 원단(F)을 일 방향으로 이송하므로, 결국 이송 롤러(42)의 이송 거리는 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(82)와 동일하다. 따라서, 제어부는 편광 필름 원단(F)의 이송 거리를 산출함으로써 편광 필름 원단(F)의 제조 거리를 산출할 수 있다.

문자 마킹 유닛(50)은 편광 필름 원단(F)에 복수의 문자 패턴으로 이루어진 적어도 하나의 문자로 구성된 문자 정보(80)를 표시하기 위하여 레이저 발생기(51), 스캔헤드(52), 및 스캔헤드 이송부 등을 구비할 수 있다.

레이저 발생기(51)는 스캔헤드 이송부의 마킹 유닛 프레임(53)에 설치되며, 편광 필름 원단(F)에 조사하기 위한 레이저를 발생할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 발생기(51)는 스캔헤드 이송부의 마킹 유닛 프레임(53)의 상면에 설치되며, 레이저 발생기(51)로부터 방출된 레이저는 레이저 발생기(51)의 일측에 마련된 리플럭터(51a)에 의해 반사되어 스캔헤드(52)로 공급될 수 있다.

스캔헤드(52)는 스캔헤드 이송부의 마킹 유닛 프레임(53)에 설치되며, 편광 필름 원단(F)에 레이저를 조사하여 복수의 문자 패턴으로 이루어진 문자로 구성된 문자 정보(80)를 표시할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔 헤드 등 2대의 스캔헤드(52)가 마킹 유닛 프레임(53)에 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 1대 또는 3대 이상의 스캔헤드(52)가 스캔헤드 이송부에 설치될 수도 있다. 설명의 편의를 위하여, 2대의 스캔헤드(52)가 스캔헤드 이송부에 설치된 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.

제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)는 스캔헤드 이송부에 의해 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 미리 정해진 구간 내에서 왕복 이동할 수 있다. 따라서, 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)는 각각 서로 상이한 마킹 영역에 대하여 문자 정보(80)를 마킹할 수 있다.

또한, 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)는 각각 보호 필름(Fd)에만 문자 정보(80)를 선택적으로 마킹할 수 있다. PVA 필름(Fa), 제1 TAC 필름(Fb), 및 제2 TAC 필름(Fc) 등 편광 필름의 핵심적인 기능을 수행하는 필름들에까지 레이저 마킹이 이루어질 경우에는 편광 필름의 기능이 손상될 수 있다. 따라서, 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)는 보호 필름(Fd)에만 선택적으로 레이저 마킹을 실시하여 레이저 마킹으로 인한 기능 손상을 방지할 수 있다.

스캔헤드 이송부는 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)를 편광 필름 원단(F)의 폭 방향으로 왕복 이송할 수 있으며, 마킹 유닛 프레임(53), 크로스 레일(54), 슬라이더(55), 및 슬라이더 이동수단 등을 포함할 수 있다.

마킹 유닛 프레임(53)은 문자 마킹 유닛(50)의 본체를 형성할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 마킹 유닛 프레임(53)은 길이 측정 유닛(40)의 하류에 마련되는 이송 프레임(50a)에 편광 필름 원단(F)을 폭 방향으로 가로지르도록 설치되며, 편광 필름 원단(F)이 하부로 통과할 수 있는 판 형상을 가질 수 있다.

크로스 레일(54)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 마킹 유닛 프레임(53)에 설치되며, 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)의 이동을 안내할 수 있다. 슬라이더(55)는 크로스 레일(54)에 이동 가능하게 설치되며, 제1 스캔헤드(52a) 및 제2 스캔헤드(52b)와 결합될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 크로스 레일(54)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 마킹 유닛 프레임(53)의 상면에 설치되며, 전면에는 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)를 이동시키기 위한 슬롯(54a)이 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 형성된다. 슬라이더(55)는 한 쌍이 마련되어 크로스 레일(54)의 내부에 이동 가능하게 설치되며, 슬롯(54a)을 통해 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)와 각각 결합된다.

슬라이더 이동수단은 슬라이더(55)에 크로스 레일(54)을 따라 이동할 수 있는 구동력을 제공하며, 리드 스크류(56) 및 구동 모터(57) 등을 구비할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 리드 스크류(56)는 크로스 레일(54)의 길이 방향으로 설치되어 각각의 슬라이더(55)와 결합되며, 구동 모터(57)는 리드 스크류(56)의 단부에 설치되어 리드 스크류(56)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 구동 모터(57)가 구동되면 리스 스크류가 회전하면서 각각의 슬라이더(55) 및 각각의 슬라이더(55)와 결합된 제1 스캔헤드(52a)와 제2 스캔헤드(52b)를 개별적으로 각각 왕복 이송할 수 있다. 한편, 슬라이더 이동수단은 리드 스크류(56) 및 구동 모터(57)로만 구성될 수 있는 것은 아니며, 리니어 모터 시스템으로 구성될 수도 있다.

이와 같이 문자 마킹 유닛(50)이 마련됨에 따라, 편광 필름 원단(F)에 복수의 문자 패턴으로 이루어진 적어도 하나의 문자로 구성된 문자 정보(80)를 표시할 수 있으며, 표시 가능한 문자 정보(80)는 특별히 한정되지는 않는다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 문자 정보(80)는 편광 필름 원단(F)에 길이 측정 유닛(40)에 의하여 측정된 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(82), 로트(lot) 번호(84a), 제조 일자(84b), 및 가공 설비(84c) 등을 포함할 수 있다. 즉, 문자 마킹 유닛(50)은 편광 필름 원단(F)에 대하여 레이저 마킹을 실시하여, 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(82)와 부가적인 제조 정보(84)를 편광 필름 원단(F)에 표시할 수 있다.

레이저는 방출량을 정밀하게 조절할 수 있는 특성을 가지므로, 레이저 마킹 선폭을 매우 미세한 크기로 조절할 수 있다. 따라서, 레이저를 이용하여 마킹되는 문자 패턴은 잉크를 이용하여 프린팅되는 불량 패턴(70a)보다 매우 작은 크기로 형성할 수 있으며, 형상 가능한 문자 패턴의 형상은 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이, 문자 패턴은 미리 정해진 직경을 가지는 도트 패턴(80a)일 수 있다. 즉, 문자 마킹 유닛(50)은 편광 필름 원단(F)에 불량 마크(70)의 불량 패턴(70a)보다 작은 크기를 가지는 복수의 도트 패턴(80a)을 레이저 마킹함으로써, 문자 정보(80)를 구성하는 적어도 하나의 문자를 복수의 도트 패턴(80a)을 이용하여 구현할 수 있다. 도트 패턴(80a)은 100 ㎛ 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 문자 패턴은 편광 필름 원단(F)의 일 방향으로 연장 형성되며 미리 정해진 폭과 길이를 가지는 가로줄 패턴(80b)일 수 있다. 즉, 문자 마킹 유닛(50)은 편광 필름 원단(F)에 불량 마크(70)의 불량 패턴(70a)보다 작은 크기를 가지는 복수의 가로줄 패턴(80b)을 레이저 마킹함으로써, 문자 정보(80)를 구성하는 적어도 하나의 문자를 복수의 가로줄 패턴(80b)을 이용하여 구현할 수 있다. 가로줄 패턴(80b)은, 도 7b에 도시된 바와 같이, 편광 필름 원단(F)의 폭 방향으로 연장 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 8는 도 1의 편광 필름 원단(F)의 불량 마크(70)를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로, 편광 필름 원단(F)을 재단할 수 있는 필름 재단 장치는 필름 제조 공정 중에 편광 필름 원단(F)에 미리 프린팅된 불량 마크(70)를 검출할 수 있는 불량 마크 검출 유닛을 가진다. 불량 마크 검출 유닛은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 왕복 이동할 수 있는 칼라 카메라 또는 흑백 카메라를 구비한다.

불량 마크 검출 유닛이 칼라 카메라를 구비하는 경우에는 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지를 복수의 가상 영역(V)으로 쪼갠 후에 각 영역별로 색감도를 측정하여 미리 정해진 색감도 이상을 가지는 영역을 불량 영역으로 판단하고 있다.

불량 마크 검출 유닛이 흑백 카메라를 구비하는 경우에는 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지를 복수의 가상 영역(V)으로 쪼갠 후에 각 영역별로 음영감도를 측정하여 미리 정해진 음영감도 이상을 가지는 영역을 불량 영역으로 판단하고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치(1)는 편광 필름 원단(F)에 불량 마크(70)뿐만 아니라 문자 정보(80)도 함께 표시한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치(1)를 이용하여 제조한 편광 필름 원단(F)에 대한 필름 재단 공정을 수행하는 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 가상 영역(V)으로 쪼개진 편광 필름 원단(F)의 촬영 이미지상에 불량 마크(70)의 불량 패턴(70a)뿐만 아니라 문자 정보(80)의 문자 패턴도 함께 표시된다.

그런데, 문자 정보(80)의 문자 패턴은 불량 마크(70)의 불량 패턴(70a)에 비하여 매우 작은 크기를 가지므로, 가상 영역(V)에 복수의 문자 패턴이 표시되더라도 불량 패턴(70a)에 비하여 색감도 또는 음영감도에 미치는 영향이 매우 작다. 따라서, 문자 정보(80)는 불량 마크 검출 유닛으로부터 불량 마크(70)로 오인되지 않으며, 작업자의 시각을 통해서만 인식될 수 있다. 이를 이용하여, 제조 길이(82), 제조 정보(84) 등의 정보를 문자 정보(80)의 형태로 편광 필름 원단(F)에 표시함으로써, 별도의 자료를 수집할 필요없이 제조 길이(82), 제조 정보(84) 등의 정보를 편광 필름 원단(F)으로부터 직접 수집할 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: 필름 제조 장치 10 : 필름 적층 유닛
20 : 불량 검사 유닛 30 : 불량 마킹 유닛
40 : 길이 측정 유닛 50 : 문자 마킹 유닛
60 : 회수 롤러 70 : 불량 마크
70a : 불량 패턴 80 : 문자 정보
80a : 도트 패턴 80b : 가로줄 패턴
82 : 제조 길이 84 : 제조 정보

Claims

연속적으로 공급되는 복수의 필름을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 필름 적층 유닛; 및
상기 필름 원단에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 문자 패턴을 마킹하여, 상기 복수의 문자 패턴으로 이루어지는 적어도 하나의 문자를 포함하는 문자 정보를 표시할 수 있는 문자 마킹 유닛; 및
상기 필름 원단의 제조 길이를 측정할 수 있는 길이 측정 유닛을 포함하며;
상기 문자 정보는 상기 길이 측정 유닛에 의하여 측정된 상기 제조 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 문자 패턴은 미리 정해진 직경을 가지는 도트 패턴, 및 상기 필름 원단의 일 방향으로 연장 형성되며 미리 정해진 폭과 길이를 가지는 가로줄 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 길이 측정 유닛은:
상기 필름 원단을 이송할 수 있는 이송 롤러; 및
상기 이송 롤러의 회전축에 장착되며, 상기 이송 롤러가 미리 정해진 각도만큼 회전할 때마다 엔코더 펄스를 생성할 수 있는 엔코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 문자 정보는 상기 필름 원단의 로트(lot) 번호, 제조 일자, 및 가공 설비 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 필름 원단의 불량 여부를 검사하는 불량 검사 유닛; 및
상기 불량 검사 유닛에 의해 상기 필름 원단의 불량이 검출된 경우에, 상기 필름 원단의 불량 영역에 미리 정해진 크기를 가지는 복수의 불량 패턴을 마킹하여, 상기 복수의 불량 패턴으로 이뤄진 불량 마크를 표시할 수 있는 불량 마킹 유닛을 더 포함하며,
상기 문자 패턴은 상기 불량 패턴보다 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
제6항에 있어서,
상기 불량 검사 유닛은:
미리 정해진 촬영 영역을 각각 촬영할 수 있는 적어도 하나의 카메라;
상기 카메라를 상기 필름 원단의 폭 방향으로 왕복 이송할 수 있는 카메라 이송부; 및
상기 카메라로부터 상기 필름 원단의 촬영 이미지를 전달받아 상기 필름 원단의 불량 여부를 판단할 수 있는 이미지 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
제6항에 있어서,
상기 불량 마킹 유닛은:
상기 필름 원단에 잉크를 토출할 수 있는 복수의 노즐을 구비하는 잉크젯 프린터인 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.