KR102329266B1 - 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법 - Google Patents

마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 금형 롤러에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 정밀하게 검사하는 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법에 관한 것이다.

Description

마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법{MASK MANUFACTURING DEVICE CAPABLE OF INSPECTING MOLD COMPRESSION CONDITION AND NOSE PIECE INSERTION CONDITION OF MASK FABRIC AND INSPECTION METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 금형 롤러에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 정밀하게 검사하는 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법에 관한 것이다.
일회용 마스크는 일반적으로 보건 위생상 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위한 것으로, 통상적으로는 부직포와 필터지를 중첩시켜 초음파 용착하여 결합하여 본체를 이루고, 본체 양측에는 귀에 걸수 있는 착용밴드를 구성하여, 세균 등으로 오염된 환경 속에서나 오염 가능성이 있는 환경 속에서 개인 또는 타인의 위생을 위해 사용되고 있다.
한편, 황사로 대기가 오염되고, 이러한 황사는 해를 갈수록 심각해지고 있어 호흡기 계통의 질환은 물론이고 각종 알레르기성 증상을 호소하는 사람의 수가 매년 증가하고 있다. 특히, 최근 들어 코로나바이러스감염증의 확산으로 그 착용이 일상화되고 그 수요가 급증하고 있는 실정이다.
마스크 제조의 대량 생산에 따라 불량률도 높아지고 있고, 생산 과정에서 사람의 수작업에 의한 불량 검사가 이루어져 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제2181928호 대한민국 등록특허공보 제2194997호 대한민국 등록특허공보 제1764269호 대한민국 등록특허공보 제1291866호 대한민국 등록특허공보 제0968768호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 금형 롤러에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 정밀하게 검사하는 마스크 제조 디바이스 및 마스크 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태인 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스는, 마스크 원단이 두루마리 형태로 감겨져 있는 마스크 원단 모듈; 상기 마스크 원단 모듈에서 제공되는 마스크 원단의 일면에 코편을 삽입하는 코편 삽입 모듈; 상기 코편 삽입 모듈에 의하여 코편이 삽입된 마스크 원단의 지정된 위치에 금형 압착 및 초음파 접합을 행하는 금형 합착 모듈; 상기 금형 합착 모듈에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 검사 모듈; 및 상기 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단을 마스크 형상으로 절단하여 개별 마스크로 분리하는 절단 모듈;을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태인 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스는, 상기 코편 삽입 모듈 및 금형 합착 모듈 사이에 코편이 삽입된 마스크 원단의 진행 방향을 정렬하는 금형 압착 정렬용 가이드 롤러; 및 상기 금형 합착 모듈 및 절단 모듈 사이에 금형 압착 및 초음파 접합이 완료된 마스크 원단의 진행 방향을 정렬하는 절단 정렬용 가이드 롤러;을 더욱 포함하다.
여기서, 상기 금형 합착 모듈은 금형이 새겨져 있는 금형 롤러, 상기 마스크 원단이 금형 롤러를 통과한 후 마스크 원단을 초음파 합착하는 초음파 합착부를 구비한다.
상기 검사 모듈은 마스크 원단의 일면을 촬영하는 카메라부, 상기 마스크 원단에 광을 조사하는 광원부, 상기 카메라부와 무선 또는 유선으로 연결되는 제어부를 구비한다.
상기 마스크 원단의 진행하는 방향을 x축 방향, 상기 마스크 원단의 진행하는 방향과 수직인 방향을 y축 방향, 지면에 수직인 방향을 z축 방향으로 정의하고, 또한 마스크가 진행하는 z=0인 xy평면에 대하여, 마스크가 진행하는 xy평면의 상부 공간의 z를 (+)공간, 마스크가 진행하는 xy평면의 하부 공간의 z를 (-)공간으로 정의할 때, 상기 광원부는 xy평면의 하부 공간의 z가 (-)공간에 위치한다.
상기 카메라부는 상기 금형 롤러 및 절단 정렬용 가이드 롤러 사이에 위치하며, 복수의 이미지를 촬영하여 제어부로 송신하고, 상기 제어부는 상기 복수의 이미지를 조합하여 불량여부를 판단한다.
상기 마스크 원단의 진행 방향은 금형 압착 정렬용 가이드 롤러, 금형 롤러, 절단 정렬용 가이드 롤러의 회전 방향과 수직이며, 또한 상기 마스크 원단 중의 개별 마스크 절단 지정 영역 상의 코편의 길이 방향과 평행한 방향을 코편 형성 방향으로 정의하면, 상기 코편 형성 방향은 상기 마스크 원단의 진행 방향과 수직인 것을 사용한다.
상기 금형 롤러의 반경을 R1이라 하고, 상기 개별 마스크 절단 지정 영역의 폭을 w라 정의하면, 하기 관계식을 만족한다.
2π*R1 = w (식 1)
상기 금형 롤러와 절단 정렬용 가이드 롤러의 중심 사이의 거리를 L, 상기 금형 롤러의 반경을 R1, 상기 절단 정렬용 가이드 롤러의 반경을 R2, 상기 개별 마스크 절단 지정 영역의 폭을 w으로 정의하면, 상기 카메라부의 촬영 횟수 n(여기서 n은 양의 정수)은 하기 관계식을 만족한다.
n-1 < w/(L-R1-R2) < n (식 2)
본 발명의 일 실시형태의 마스크의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 방법은, 두루마리 형태로 감겨진 마스크 원단을 마스크 원단 모듈에서 감겨진 상태에서 풀려진 상태로 제공하는 제1 단계; 상기 마스크 원단의 일면에 코편 삽입 모듈에서 코편을 삽입하는 제2 단계; 상기 코편이 삽입된 마스크 원단의 지정된 위치에 금형 롤로 모듈에서 금형 압착 및 초음파 접합하는 제3 단계; 상기 코편이 삽입된 상태 및 금형 압착과 접합 상태를 검사 모듈에서 검사하는 제4 단계; 및 상기 검사가 완료된 마스크 원단을 절단 모듈에서 마스크 형상으로 분리하는 제5 단계;를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 카메라부, 상기 마스크 원단에 광을 조사하는 광원부, 상기 카메라부와 무선 또는 유선으로 연결되는 제어부를 구비하여 마스크를 제조하는 단계에서 정상 마스크와 불량 마스크를 자동으로 판별하게 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 마스크 제조 디바이스의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 금형 롤러와 카메라를 포함하는 마스크 제조 디바이스의 상세도를 나타낸다.
도 3(a)는 정상 마스크, 도 3(b) 및 도 3(c)는 불량 마스크의 개략도를 나타낸다.
도 4는 마스크의 제조 전체 공정의 상부 개략도를 나타낸다.
도 5는 코편 가공 후 금형 가공을 하기 위한 마스크 제조 디바이스의 개략도를 나타낸다.
도 6은 금형 금형 가공 후 마스크 상태 검사와 절단을 하기 위한 마스크 제조 디바이스의 개략도를 나타낸다.
도 7(a)는 마스크의 제조 전체 공정의 측면 개략도를 나타내고, 도 7(b)는 마스크 원단의 일부 검사 부위의 개략도를 나타내고, 도 7(c)는 마스크 원단의 검사 부위의 편집하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 8은 마스크 원단의 검사를 하기 위한 카메라부와 광원부를 구비하는 마스크 제조 디바이스의 측면 개략도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 검사 단계를 포함하는 마스크 제조 디바이스 제조방법의 플로우 차트를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 검사 단계의 상세 공정인 마스크의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 방법의 플로우 차트를 나타낸다.
하기에 나타난 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 자동 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스(100)에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 마스크 원단(300)의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스는, 마스크 원단(300)이 두루마리 형태로 감겨져 있는 마스크 원단 모듈(10); 상기 마스크 원단 모듈(10)에서 제공되는 마스크 원단(300)의 일면에 코편을 삽입하는 코편 삽입 모듈(20); 상기 코편 삽입 모듈(20)에 의하여 코편이 삽입된 마스크 원단(300)의 지정된 위치에 금형 압착 및 초음파 접합을 행하는 금형 합착 모듈(30); 상기 금형 합착 모듈(30)에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단(300)의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 검사 모듈(40); 및 상기 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단(300)을 마스크 형상으로 절단하여 개별 마스크로 분리하는 절단 모듈(50);을 포함한다.
상기 마스크 원단 모듈은 다수개의 롤러가 초기 상태의 두루마리 형태의 마스크 원단(300)을 감겨진 상태에서 풀려진 상태를 제공한다. 마스크 원단(300)은 부직포 및 필터를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포 등의 부직포 재료를 적절하게 사용할 수 있다.
상기 코편 삽입 모듈(20)은 마스크를 착용한 상태에서 마스크가 안면(顔面)에 보다 안정적으로 고정되기 위해서 철사로 이루어진 코편을 마스크의 일면, 바람직하게는 마스크 원단(300)의 안쪽면에 구비한다. 코편 삽입 모듈(20)은 코편을 삽입 위치에 고정하기 위한 금형 압착 및 초음파 접합을 행하는 코편 금형 압착부와 코편을 금형 압착 및 초음파 접합을 행해진 부분에 삽입하기 위한 코편 삽입부를 구비할 수 있다.
상기 금형 합착 모듈(30)은 코편 삽입 모듈에 의하여 코편이 삽입된 마스크 원단(300)의 지정된 위치에 금형 압착 및 초음파 접합을 행한다. 상기 금형 합착 모듈(30)은 금형이 새겨져 있는 금형 롤러(30R), 상기 마스크 원단(300)이 금형 롤러(30R)를 통과한 후 마스크 원단(300)을 초음파 합착하는 초음파 합착부를 구비한다. 금형 합착 모듈(30)은 회전하는 원통형의 금형 롤러(30R)에 금형 압착 형상이 새겨져 있어, 상기 금형 롤러(30R)의 회전에 의하여 마스크 원단(300)의 지정된 부분에 금형 압착을 행할 수 있다. 초음파 합착부는 초음파 융착을 사용하여 금형 압착을 형성한 마스크 원단(300)과 필터를 서로 접합하는 공정을 의미한다. 예를 들어, 10kHz 내지 100kHz의 초음파를 사용하여 겹쳐진 마스크 원단(300), 필터를 서로 융착하여 고정할 수 있다.
상기 검사 모듈(40)은 상기 금형 합착 모듈(30)에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단(300)의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사한다. 상기 검사 모듈(40)은 마스크 원단(300)의 일면을 촬영하는 카메라부(40A), 상기 마스크 원단(300)에 광을 조사하는 광원부(40B), 상기 카메라부(40A)와 무선 또는 유선으로 연결되는 제어부(40C)를 구비한다.
도 3(a)에 나타난 바와 같이, 정상 마스크는 코편의 삽입 상태와 마스크의 접합 부분에서 금형 압착은 정상적으로 행해지고 있다. 그러나, 도 3(b)에 나타난 바와 같이, 코편이 코편의 삽입 부분에서 일부 일탈하거나, 도 3(c)에 나타난 바와 같이, 마스크의 접합 부분에서 일부 금형이 되지 않아 마스크의 융착이 행해지지 않아 불량이 발생할 수 있다. 이와 같은, 코편의 불량 또는 금형 압착 불량을 검사 모듈(40)에 의하여 제조 공정에서 모니터링을 할 수 있다.
상기 절단 모듈(50)은 상기 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단(300)을 검사 후에 마스크 형상으로 절단하여 개별 마스크로 분리할 수 있다. 절단 모듈(50)은 원통형의 절단 롤러(50R)를 구비하여 롤러 사이를 통과하는 마스크 원단(300)을 커팅하여 개별 마스크와 상기 개별 마스크의 외곽 부분을 분리할 수 있다.
도 4는 본 발명의 마스크의 제조 전체 공정의 상부 개략도를 나타낸다. 도 4에 나타난 바와 같이, 마스크 원단(300)은 코편 삽입 모듈(20)을 통과한 후에 마스크 원단(300)의 일면의 코편용 금형 압착 부분에 코편(210)은 삽입되어 형성된다. 금형 합착 모듈(30)을 통과한 후에 개별 마스크 절단 지정영역(200A) 상에 내부 압착 영역(220A) 및 외곽 압착 영역(220B)을 형성하여 마스크의 합착이 이루어진다. 검사 모듈(40)의 카메라부(40A)를 통과하면서 촬영된 이미지를 얻을 수 있고, 상기 촬영된 이미지는 제어부(40C)를 통하여 이미지가 편집되어 마스크의 정상 및 불량 여부가 판별된다. 절단 모듈(50)을 통과한 후 마스크 원단(300)에서 개별 마스크(200)로 분리가 가능해 진다.
도 5는 코편 가공 후 금형 가공을 하기 전에 금형 압착 정렬용 가이드 모듈(30A)를 구비하는 마스크 제조 디바이스의 개략도를 나타내고, 도 6은 금형 가공과 마스크 상태 검사 후 마스크 원단(300)을 절단하기 전에 절단 정렬용 가이드 롤러 모듈(50A)을 구비하는 마스크 제조 디바이스의 개략도를 나타낸다.
도 5에 나타난 바와 같이, 금형 롤러의 앞단에 금형 압착 정렬용 가이드 모듈(30A)를 구비함으로써, 마스크 원단(300)은 지정된 위치에 금형 합착 모듈(30)로 삽입하게 된다. 이러한 금형 압착 정렬용 가이드 모듈(30A)를 구비하지 않는 경우에 마스크 원단(300)의 진행 과정에서 위치가 조금 틀어지는 경우 제조된 마스크 원단(300)의 금형 압착 위치가 틀어져 불량이 발생하기 쉽기 때문에, 금형 합착 모듈(30)로 삽입되기 전에 마스크 원단(300)의 진행 위치를 조정하기 위해서 금형 압착 정렬용 가이드 모듈(30A)를 사용하는 것이 바람직하다. 금형 압착 정렬용 가이드 모듈(30A)은 금형 압착 정렬용 가이드 롤러(30AR)를 구비할 수 있고, 금형 합착 모듈(30)은 금형 롤러(30R)을 구비할 수 있다. 금형 압착 정렬용 가이드 모듈(30A)은 금형 압착 가이드 모듈용 위치 조절 레버(35A)를 구비하여 압착 압력 또는 간격을 조절할 수 있다.
도 6에 나타난 바와 같이, 마스크 원단(300)은 절단 모듈(50)로 삽입되기 전에 절단 정렬용 가이드 모듈(50A)를 구비함으로써, 마스크 원단(300)은 지정된 위치에 절단 모듈(50)로 삽입하게 된다. 이러한 절단 정렬용 가이드 모듈(50A)를 구비하지 않는 경우에 마스크 원단(300)의 진행 과정에서 위치가 조금 틀어지는 경우 제조된 마스크 원단(300)의 절단 위치가 틀어져 불량이 발생하기 쉽기 때문에, 절단 모듈(50)로 삽입되기 전에 마스크 원단(300)의 진행 위치를 조정하기 위해서 절단 정렬용 가이드 모듈(50A)를 사용하는 것이 바람직하다. 마스크 원단(300)은 절단 모듈(50)은 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)를 구비할 수 있고, 절단 모듈(50)은 절단 롤러(50R)를 구비할 수 있다. 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)은 절단 가이드 모듈용 위치 조절 레버(55A)를 구비하여 압착 압력 또는 간격을 조절할 수 있다.
도 7(a)는 마스크의 제조 전체 공정의 측면 개략도를 나타내고, 도 7(b)는 마스크 원단(300)의 일부 검사 부위의 개략도를 나타내고, 도 7(c)는 마스크 원단(300)의 검사 부위의 편집하기 위한 개략도를 나타낸다.
본 발명의 카메라부(40A)는 상기 금형 롤러(30R) 및 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR) 사이에 위치하는게 바람직하다. 상기 카메라부(40A)가 마스크 원단(300)의 일정 부분을 촬영해야 하므로 마스크 원단(300)의 상부에서 일정 공간을 확보해야 한다. 한편, 절단 롤러(50R)로 삽입되기 전에 마스크 원단(300)의 진행 위치를 조정하기 위해서 절단 롤러(50R)와 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)는 가급적 가깝게 위치하는게 바람직하므로 절단 롤러(50R)와 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR) 사이에 카메라부(40A)를 설치하게 되면, 마스크 원단(300)의 촬영 공간 확보가 어렵다. 따라서, 카메라부(40A)는 상기 금형 롤러(30R) 및 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR) 사이에 위치하여 일정 공간을 확보한 상태로 마스크 원단(300)의 상부에서 마스크 형성 부분을 촬영하는게 바람직하다.
상기 마스크 원단(300)의 진행 방향은 금형 압착 정렬용 가이드 롤러(30AR), 금형 롤러(30R), 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)의 회전 방향과 수직으로 진행할 수 있다. 여기서, 상기 마스크 원단(300) 중의 개별 마스크 절단 지정 영역(200A) 상의 코편의 길이 방향과 평행한 방향을 코편 형성 방향으로 정의하면, 상기 코편 형성 방향은 상기 마스크 원단(300)의 진행 방향과 평행하게 진행할 수 있다.
상기 금형 롤러의 반경을 R1이라 하고, 마스크 원단에서 마스크 형상으로 절단하기 전에 마스크 원단에서 마스크가 절단되는 영역인, 마스크 원단 상의 개별 마스크 절단 지정 영역(200A)의 폭을 w라 정의하면, 하기 관계식을 만족할 수 있다.
2π*R1 = w (식 1)
금형 롤러가 1회전 하는 동안에 개별 마스크 절단 지정 영역(200A)에 금형 압착이 행해지게 할 수 있다.
한편, (식 1)과 같이 하게 되면 마스크 원단 상의 개별 마스크 절단 지정 영역 사이의 간격도 w이 되어야 연속적으로 개별 마스크 절단 지정 영역의 같은 위치에 금형이 새겨지게 된다. 따라서, 마스크 원단(300)의 불필요하게 버려지는 부분을 줄이기 위해서 하기 관계식을 만족하는게 더욱 바람직하다.
상기 금형 롤러의 반경을 R1이라 하고, 상기 개별 마스크 절단 지정 영역의 폭을 w, 마스크 원단 상의 개별 마스크 절단 지정 영역 사이의 간격을 k로 정의하면, 하기 관계식을 만족할 수 있다.
2π*R1 = w + k (식 1-2)
금형 롤러가 1회전 하는 동안에 개별 마스크 절단 지정 영역에 금형 압착이 행해지고, 마스크 원단 상의 개별 마스크 절단 지정 영역 사이의 간격도 이동이 가능하다. 여기서, 마스크 원단(300)의 불필요하게 버려지는 부분을 최소화 하기 위해서 k를 금형 롤러 원주(2π*R1)의 10% 내지 20% 사이에서 제어하는 하기 관계식을 만족하는 것이 바람직하다.
0.1*2π*R1 < k < 0.2*2π*R1 (식 1-3)
본 발명의 카메라부(40A)는 상기 금형 롤러 및 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR) 사이에 위치하며, 도 7 (b)에 나타난 바와 같이, 카메라부(40A)는 마스크 원단(300)의 상부에서 마스크 형상의 일부(S)를 연속적으로 촬영하여 복수의 이미지를 얻을 수 있다. 복수의 이미지를 제어부(40C)에서 편집을 통하여 조합하여 불량 여부를 판별할 수 있다. 카메라부(40A)는 영상을 촬영하는 것보다 적은 메모리를 사용하고, 영상 보다는 이미지를 처리하는게 보다 빠른 처리 속도로 행해질 수 있다. 상기 금형 롤러(30R) 및 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR) 사이의 간격은 개별 마스크 절단 지정 영역(200A)의 폭 w보다 짧게 하여 작업 공간을 줄일 수 있는 장점을 갖는다. 다만, 하나의 마스크의 영상을 얻기 위해서 얻어진 이미지 데이터의 편집이 필요하다. 도 7 (c)에 나타난 바와 같이, 마스크 원단(300)을 가공하는 동안에 카메라부(40A)는 마스크 원단(300)의 상부에서 마스크 형상의 일부를 연속적으로 촬영하여 복수의 이미지(S1,S2,S3,S4)를 얻고, 제어부(40C)에서 상기 복수의 이미지(S1,S2,S3,S4)를 하나의 이미지(Stotal=S1+S2+S3+S4)로 편집하여 마스크의 불량 여부를 판별할 수 있다.
상기 복수의 이미지(S1,S2,S3,S4)를 통하여 하나의 이미지로 편집하기 위하여 카메라부(40A)의 촬영 횟수와 금형 롤러(30R), 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)의 일정 관계를 만족해야 한다. 따라서, 상기 금형 롤러(30R)와 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)의 중심 사이의 거리를 L, 상기 금형 롤러(30R)의 반경을 R1, 상기 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)의 반경을 R2, 마스크 원단 상의 개별 마스크 절단 지정 영역(200A)의 폭을 w로 정의하면, 상기 카메라부(40A)의 촬영 횟수 n(여기서 n은 양의 정수)은 하기 관계식을 만족하는 것이 바람직하다.
n-1 < w/(L-R1-R2) < n (식 2)
예를 들어, 개별 마스크 절단 지정 영역(200A)의 폭인 w가 20cm, 금형 롤러와 절단 정렬용 가이드 롤러(50AR)의 최근접 거리인 L(15cm)-R1(5cm)-R2(5cm)가 5cm인 경우, w/(L-R1-R2)는 4가 되고, n-1 < 4 < n의 관계식을 만족하는 n은 5가 된다. 즉, 카메라부(40A)의 촬영 횟수는 5회가 필요하다.
한편, 상기 복수의 이미지(S1,S2,S3,S4) 중에서 개별 이미지의 중첩되는 면적은 개별 이미지 면적의 10% 이상 20% 이하인 것이 바람직하다. 10% 미만이면 이미지 결합에서 정확한 위치의 특정에 오류가 발생할 수 있고, 20%를 초과하면 불필요한 중복으로 인하여 효율이 떨어지는 단점이 있다.
도 8은 마스크 원단(300)의 검사를 하기 위한 카메라부(40A)와 광원부(40B)를 구비하는 마스크 제조 디바이스의 측면 개략도를 나타낸다. 상기 마스크 원단(300)의 진행하는 방향을 x축 방향, 상기 마스크 원단(300)의 진행하는 방향과 수직인 방향을 y축 방향, 지면에 수직인 방향을 z축 방향으로 정의하고, 또한 마스크가 진행하는 z=0인 xy평면에 대하여, 마스크가 진행하는 xy평면의 상부 공간을 z가 (+)인 공간, 마스크가 진행하는 xy평면의 하부 공간을 z가 (-)인 공간으로 정의할 때, 상기 광원부(40B)는 카메라부의 하부에 위치하며, 또한 xy평면의 하부 공간의 z가 (-)공간에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 광원부(40B)는 xy평면의 상부 공간의 z가 (+)공간에 위치하게 되면, 마스크 원단(300)의 상부에서 광원을 비추게 되고, 마스크 원단(300)에서 빛이 반사되어 정확한 이미지를 얻기 어려워진다. 광원부(40B)는 단색광을 사용할 수 있고, 다색광을 사용하여 여러 단색광을 순차적으로 조사하여 단색광원을 사용하는 경우보다 보다 많은 이미지 데이터를 확보하여 불량 여부를 판별할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 마스크의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 검사 단계를 포함하는 마스크 제조 디바이스 제조방법의 플로우 차트를 나타낸다. 도 9에 나타난 바와 같이, 마스크의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 방법은 두루마리 형태로 감겨진 마스크 원단(300)을 마스크 원단 모듈(10)에서 감겨진 상태에서 풀려진 상태로 제공하는 제1 단계; 상기 마스크 원단(300)의 일면에 코편 삽입 모듈(20)에서 코편을 삽입하는 제2 단계; 상기 코편이 삽입된 마스크 원단(300)의 지정된 위치에 금형 롤러 모듈에서 금형 압착 및 초음파 접합하는 제3 단계; 상기 코편이 삽입된 상태 및 금형 압착과 접합 상태를 검사 모듈(40)에서 검사하는 제4 단계; 상기 검사가 완료된 마스크 원단(300)을 절단 모듈(50)에서 마스크 형상으로 분리하는 제5 단계;를 포함한다.
도 10은 본 발명의 검사 단계의 상세 공정을 나타내는 마스크 제조 디바이스 제조방법의 플로우 차트를 나타낸다. 도 10에 나타난 바와 같이, 검사 단계는 복수의 이미지 촬영 단계, 상기 복수의 이미지 촬영 단계에서 촬영된 복수의 이미지를 제어부(40C)에서 편집하여 하나의 이미지로 구성하는 단계, 상기 하나의 이미지로 구성된 마스크 형상으로부터 불량 여부를 판별하는 단계, 불량으로 판별되는 경우 관리자의 단말 또는 마스크 제조 디바이스에 구비된 경고 모듈에 불량 신호를 송신하여 경고음 또는 경고 불빛을 발생하는 단계, 불량이 기 지정된 개수를 연속적으로 초과하는 경우 마스크 제조 디바이스의 운전 정지 모듈에 운전 정지 신호를 송신하여 마스크 제조 디바이스의 설비를 정지하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 절단 후의 마스크가 연속적으로 3회 이상 불량 판정된 경우 설비를 자동 정지 할 수 있다. 여기서, 마스크의 불량이 간헐적으로 발행하는 경우에는 경고 장치에 불량 신호를 송신하고, 마스크의 불량이 연속적으로 발행하는 경우 운전을 정지하는 것을 나누어 설정함으로써 단발적인 불량에 마스크 제조 디바이스가 정지하지 않도록 하여 설비의 운영 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 마스크 제조 디바이스 제조방법의 상기 제1 단계 내지 제5 단계에서, 마스크 원단 모듈, 코편 삽입 모듈, 금형 합착 모듈, 검사 모듈, 절단 모듈에 의한 방법은 상술한 마스크 제조 디바이스에서 설명한 것과 동일하므로 구체적인 방법의 설명은 생략된다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 마스크 원단 모듈
20 코편 삽입 모듈
30 금형 합착 모듈
30R 금형 롤러
30A 금형 압착 정렬용 가이드 롤러 모듈
30AR 금형 압착 정렬용 가이드 롤러
40 검사 모듈
40A 카메라부
40B 광원부
40C 제어부
50A 절단 정렬용 가이드 롤러 모듈
50AR 절단 정렬용 가이드 롤러
50 절단 모듈
50R 절단 롤러
100 마스크 제조 디바이스
200 마스크
200A 개별 마스크 절단 지정 영역
200B 개별 마스크 절단 영역
210 코편
220A 내부 압착 영역
220B 외곽 압착 영역
300 마스크 원단

Claims (8)

  1. 두루마리 형태의 마스크 원단을 감긴 상태에서 풀린 상태로 제공하는 마스크 원단 모듈;
    상기 마스크 원단 모듈에서 제공되는 마스크 원단의 일면에 코편을 삽입하는 코편 삽입 모듈;
    상기 코편 삽입 모듈에 의하여 코편이 삽입된 마스크 원단의 지정된 위치에 금형 압착 및 초음파 접합을 행하는 금형 합착 모듈;
    상기 금형 합착 모듈에 의하여 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태를 검사하는 검사 모듈; 및
    상기 금형 압착 및 초음파 접합이 행해진 마스크 원단을 마스크 형상으로 절단하여 개별 마스크로 분리하는 절단 모듈;을 포함하며,
    상기 코편 삽입 모듈 및 금형 합착 모듈 사이에 마스크 원단의 진행 방향을 정렬하는 금형 압착 정렬용 가이드 롤러;
    상기 금형 합착 모듈 및 절단 모듈 사이에 금형 압착 및 초음파 접합이 완료된 마스크 원단의 진행 방향을 정렬하는 절단 정렬용 가이드 롤러;을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 금형 합착 모듈은 금형이 새겨져 있는 금형 롤러, 상기 마스크 원단이 금형 롤러를 통과한 후 마스크 원단을 초음파 합착하는 초음파 합착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 검사 모듈은 마스크 원단의 일면을 촬영하는 카메라부, 상기 마스크 원단에 광을 조사하는 광원부, 상기 카메라부와 무선 또는 유선으로 연결되는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 마스크 원단의 진행하는 방향을 x축 방향, 상기 마스크 원단의 진행하는 방향과 수직인 방향을 y축 방향, 지면에 수직인 방향을 z축 방향으로 정의하고, 또한 마스크가 진행하는 z=0인 xy평면에 대하여, 마스크가 진행하는 xy평면의 상부 공간의 z를 (+)공간, 마스크가 진행하는 xy평면의 하부 공간의 z를 (-)공간으로 정의할 때, 상기 광원부는 xy평면의 하부 공간의 z가 (-)공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 카메라부는 상기 금형 롤러 및 절단 정렬용 가이드 롤러 사이에 위치하며, 복수의 이미지를 촬영하여 제어부로 송신하고, 상기 제어부는 상기 복수의 이미지를 조합하여 불량여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 마스크 원단의 진행 방향은 금형 압착 정렬용 가이드 롤러, 금형 롤러, 절단 정렬용 가이드 롤러의 회전 방향과 수직이며, 상기 마스크 원단 중의 개별 마스크 절단 지정 영역 상의 코편의 길이 방향과 평행한 방향을 코편 형성 방향으로 정의하면, 상기 코편 형성 방향은 상기 마스크 원단의 진행 방향과 평행인 것을 것을 특징으로 하는 마스크 원단의 금형 압착 상태와 코편 삽입 상태의 검사가 가능한 마스크 제조 디바이스.
  8. 삭제
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