KR102484659B1

KR102484659B1 - 무기포 필름 연결 장치

Info

Publication number: KR102484659B1
Application number: KR1020210123025A
Authority: KR
Inventors: 윤중식
Original assignee: 주식회사제이에스텍
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-01-04

Abstract

본 발명에 따른 무기포 필름 연결 장치는 소진이 임박한 기존필름의 뒷단과 새로 사용될 신규필름의 앞단 간 무겹침 경계부위를 형성한 후, 상하측 접착테이프를 상기 기존필름 및 신규필름의 상하면에 각각 접착함으로써 상기 경계부위를 연결한다. 그리고 상기 무기포 필름 연결 장치는, 상기 상측 접착테이프를 흡착하는 흡착면을 구비하고, 흡착한 상측 접착테이프로 상기 경계부위를 1차로 연결하는 상측 흡기롤; 및 상기 하측 접착테이프를 흡착하는 흡착면을 구비하고, 흡착한 하측 접착테이프로 상기 경계부위를 2차로 연결하는 하측 흡기롤;을 포함한다. 또한, 상기 상하측 흡기롤의 외면에는 상기 흡착면에 형성된 흡기공들의 크기보다 작은 크기의 미세 망눈들을 가진 메시망이 상기 흡착면을 덮도록 고정되어 있다.

Description

무기포 필름 연결 장치{APPARATUS FOR CONNETING FILMS WITHOUT BUBBLE}

본 발명은 기존필름의 단부와 신규필름의 단부를 접착테이프로 연결하는 필름 연결 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기포 없이 상기 접착테이프를 상기 기존필름의 단부 및 신규필름의 단부에 접착할 수 있는 무기포 필름 연결 장치에 관한 것이다.

롤투롤(Roll-to-Roll) 공정은 연성을 갖는 원단(예컨대, 종이, 고분자 수지 필름, 금속 박판 등)을 연속적으로 이송시키면서 상기 원단에 필요한 작업을 가하는 공정으로서, 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 롤투롤 공정에서는 원단이 언와인딩 롤로부터 풀리면서 연속적으로 진행하게 되는데, 이때, 이미 풀리며 진행하고 있는 기존원단의 소진이 임박하면 새로 사용될 신규원단을 위 기존원단과 연결하기 위해 원단 연결 장치가 사용되고 있다.

위 롤투롤 공정의 원단이 필름인 경우 위 원단 연결 장치로 필름 연결 장치가 사용되는데, 이러한 필름 연결 장치의 일 예가 공개특허공보 제10-2018-0043564호(필름 연결 장치)에 개시되어 있다.

위 공개특허공보에서는 기존필름의 후단과 신규필름의 앞단 간 경계부위가 형성되고, 한 쌍의 접착테이프 중 어느 하나인 상측 접착테이프는 위 경계부위를 덮으면서 기존필름 및 신규필름의 상면에 접착되고 나머지 하나인 하측 접착테이프는 위 경계부위를 덮으면서 기존필름 및 신규필름의 하면에 접착된다. 이때, 상하측 접착테이프는 한 쌍의 흡기롤의 표면에 흡착되어 있다가 흡기롤이 회전을 하는 동안 접착되는데, 이로써 상하측 접착테이프의 접착면에 기포가 생기는 것이 방지될 수 있다.

공개특허공보 제10-2018-0043564호(필름 연결 장치)

위 공개특허공보에서는 접착테이프를 기존필름 및 신규필름에 접착시킬 때 상하측 접착테이프를 흡착하고 있는 흡기롤들로 접착테이프들을 가압함으로써 접착테이프들의 접착면에 기포가 생기는 것을 방지하고 있다. 그러나 접착테이프들을 흡착하고 있는 흡기롤들의 흡착면에는 흡기홀들이 형성되어 있고, 흡기홀들은 접착테이프들을 가압하지 못하는바, 상하측 접착테이프의 접착면에는 기포가 생길 수밖에 없다.

위 공개특허공보에서는 경계부위의 형성 시 커터가 사용되고, 기존필름 및 신규필름의 하면을 지지하고 있는 흡착블록에 위 커터가 지나가기 위한 슬릿이 형성되어 있으며, 상측 접착테이프를 흡착하고 있는 흡기롤은 이 슬릿을 지나가면서 상측 접착테이프를 가압한다. 그러나 이 경우에는 흡기롤이 상측 접착테이프에 가하는 가압력을 슬릿이 지지하지 못하는바, 상측 접착테이프의 접착면에는 이러한 이유 때문에도 기포가 생길 수밖에 없다.

따라서 본 발명은 접착테이프를 흡착하고 있는 흡기롤들을 사용하여 기존필름과 신규필름을 연결하더라도, 흡기홀들 및 슬릿으로 인해 접착테이프의 접착면에 기포가 생기는 문제를 해결할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.

상기 메시망은 상기 상하측 흡기롤의 외면에 양면테이프로 고정되고, 상기 양면테이프에는 상기 흡기공들과 연통하는 연통공들이 형성된다. 상기 양면테이프 및 상기 메시망은 상기 상하측 흡기롤의 외면 전체를 감쌀 수 있다.

상기 무기포 필름 연결 장치는, 커터가 상기 경계부위의 형성을 위해 서로 겹쳐진 기존필름 및 신규필름을 모두 절단할 때 상기 신규필름을 상면으로 지지하고, 상기 커터가 삽입되기 위한 슬릿을 상기 상면에 구비한 하측 흡기블록;을 포함한다. 그리고 상기 상측 흡기롤이 상기 상측 접착테이프로 상기 경계부위를 1차로 연결할 때, 상기 하측 흡기블록은 상기 슬릿이 상기 경계부위의 전방에 위치하도록 이동한 상태에서 상기 경계부위의 전후에 위치한 기존필름 및 신규필름을 상기 상면으로 지지한다.

본 발명에 의하면, 접착테이프의 흡착을 위해 흡착롤의 흡착면에 형성된 흡기공들이 메시망으로 덮이기 때문에, 위 접착테이프의 접착면에 위 흡기공들로 인해 기포가 생기는 문제가 발생하지 않는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명에 의하면, 커터의 삽입을 위한 슬릿이 두 필름 간 경계부위로부터 벗어난 상태에서 상측 접착테이프가 위 경계부위를 1차로 연결하기 때문에, 상측 접착테이프의 접착면에 위 슬릿으로 인해 기포가 생기는 문제가 발생하지 않는 효과도 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 무기포 필름 연결 장치를 개략적으로 도시한 것으로서, 기존필름 및 신규필름이 연결되기 직전의 상태를 나타낸다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 무기포 필름 연결 장치의 작동 과정을 순서대로 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 무기포 필름 연결 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 무기포 필름 연결 장치(100)는 후방에서 전방으로 진행하다가 소진이 임박해진 기존필름(10)을 새로 사용될 신규필름(20)과 상하측 접착테이프(32, 34)로 연결하기 위한 것으로서, 위 상하측 접착테이프(32, 34)의 접착면에 기포가 생기지 않게 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 무기포 필름 연결 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 기존필름(12)이 감진 기존필름용 언와인딩 롤(12)과, 기존필름용 언와인딩 롤(12)로부터 풀리면서 전방으로 진행하는 기존필름(12)을 지지하는 기존필름용 지지롤들(14, 16)을 포함한다. 위 기존필름용 언와인딩 롤(12) 및 지지롤들(14, 16)의 좌우단은 무기포 필름 연결 장치(100)의 전체적인 틀(이하, "프레임"이라 함)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

기존필름(10)이 진행하는 진행경로의 상측에는 이동블록(130)이 프레임에 의해 지지되어 있다. 이동블록(130)은 상하로 승강할 수 있고, 전후로 왕복할 수 있게 마련되어 있다.

이동블록(130)에는 전후로 떨어져 위치하는 상측 승강 흡기블록(120) 및 상측 고정 흡기블록(122)이 결합되어 있다. 상측 승강 흡기블록(120)은 이동블록(130)에 고정된 공압 실린더(120a)의 작동 시 상하로 승강한다. 따라서 상측 승강 흡기블록(120)은 이동블록(130)과 함께 이동할 수도 있고, 이동블록(130)에 대해 개별적으로 승강할 수도 있다. 상측 고정 흡기블록(122)은 상측 승강 흡기블록(120)의 전방에 위치하고, 이동블록(130)에 고정되어 있다. 따라서 상측 고정 흡기블록(122)은 이동블록과(130) 함께만 이동할 수 있다. 이러한 상측 승강 흡기블록(120) 및 상측 고정 흡기블록(122)은 그 하면을 흡기공들(미도시)을 구비한 흡착면으로 한다. 따라서 위 흡기블록들(120, 122)에서 흡기가 이루어지면 필름(10, 20)이 흡기블록들(120, 122)의 하면에 흡착된다.

위 상측 흡기블록들(120, 122) 사이에는 커터(124)가 위치하고, 커터(124)는 이동블록(130)과 좌우로 왕복할 수 있게 결합한 공압 실린더(124a)에 의해 지지되어 있다. 따라서 커터(124)는 이동블록(130)과 함께 이동할 수도 있고, 이동블록(130)에 대해 개별적으로 승강 및 좌우왕복을 할 수도 있다.

위 상측 고정 흡기블록(122)의 전방에는 상측 흡기롤(110)이 위치하고, 상측 흡기롤(110)은 이동블록(130)에 고정된 공압 실린더(110a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 따라서 상측 흡기롤(110)은 이동블록(130)과 함께 이동할 수도 있고, 이동블록(130)에 대해 개별적으로 승강할 수도 있으며, 좌우로 연장하는 회전축을 중심으로 회전할 수도 있다.

도 1의 확대도에서와 같이, 상측 흡기롤(110)의 외면 중 일 부위는 흡기공들(112)을 구비한 흡착면으로 구성된다. 그리고 상측 흡기롤(110)의 외면에는 메시망(170)이 흡착면을 덮도록 고정되어 있다. 메시망(170)을 고정하기 위한 수단은 특별히 한정되지 않으나, 양면테이프(160)가 가장 간편하다. 이 경우, 양면테이프(160)를 상측 흡기롤(110)의 외면에 접착한 후 양면테이프(160)에 흡기공들(112)과 연통하는 연통홀들(162)을 형성하고, 그 다음 양면테이프(160)에 메시망(170)을 접착한다. 양면테이프(160) 및 메시망(170)의 크기는 상측 흡기롤(110)의 흡착면을 덮을 수 있는 정도이면 되나, 메시망(170)의 고정이 견고하게 이루어질 수 있도록 상측 흡기롤(110)의 외면 전체를 감쌀 수 있는 정도인 것이 좋다.

메시망(170)으로는 흡기공들(112)의 크기보다 매우 작은 크기의 미세 망눈들(망에 형성된 구멍들)을 가진 것들 중 어느 하나가 사용된다. 일 예로 상기 메시망(170)으로는 1제곱인치 당 망눈의 개수가 135개인 #135 메시망이 사용될 수 있다. #135 메시망의 각 망눈의 크기는 88마이크로미터 정도이고 흡기공들(112)의 크기(직경)는 보통 2미리미터인 점을 고려하면, #135 메시망으로 구성된 메시망(170)의 망눈의 크기는 흡기공(112)의 크기 대비 약 1/23배 정도로 매우 작다.

위와 같은 상측 흡기롤(110)에서 흡기가 이루어지면, 상측 접착테이프(32)는 메시망(170)의 부위 중 흡착면을 덮는 부위에 그 접착면이 외측을 향하도록 흡착된다.

종래에는 상측 흡기롤(110)로 상측 접착테이프(32)를 가압할 때 흡기공들(112)이 있는 곳들에서는 가압이 이루어지지 않는 반면, 본 발명에서는 흡기공들(112)이 있는 곳들에서도 메시망(170)이 상측 접착테이프(32)를 가압하게 되는바, 본 발명에서는 상측 접착테이프(32)의 접착면에 종래보다 적은 양의 기포가 생기는 효과가 발생한다.

메시망(170)의 도입 의도가 위와 같은 점을 고려하면, 메시망(170)으로는 망눈의 크기가 흡기공(112)의 크기 대비 약 1/10 이하인 메시망이 사용될 수 있다. 바람직하게는 망눈의 크기가 흡기공(112)의 크기 대비 약 1/20 이하인 메시망이 위 메시망(170)으로 사용되는 것이 좋은데, 그러면 상측 접착테이프(23)의 접착면에 기포가 거의 생기지 않게 된다.

한편, 기존필름용 언와인딩 롤(12)의 하부에는 신규필름(20)이 감긴 신규필름용 언와인딩 롤(12)이 위치한다. 신규필름용 언와인딩 롤(12)은 프레임에 회전 가능하게 지지되어 있다.

기존필름용 지지롤들(14, 16) 중 어느 한 지지롤(14)의 하부에는 신규필름용 지지롤(24)이 위치한다. 신규필름용 지지롤(24)은 프레임에 고정된 공압 실린더(24a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 공압 실린더(24a)의 작동 시 승강한다.

기존필름용 지지롤들(14, 16) 중 나머지 한 지지롤(16)의 하부에는 하측 흡기롤(140)이 위치한다. 하측 흡기롤(140)은 프레임에 고정된 공압 실린더(140a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 공압 실린더(140a)의 작동 시 승강한다. 하측 흡기롤(140)은 상측 흡기롤(140)과 마찬가지로 양면테이프(160)로 고정된 메시망(170)을 갖는다. 하측 흡기롤(140)에서 흡기가 이루어지면, 하측 접착테이프(34)가 메시망(170)의 부위 중 흡착면을 덮는 부위에 그 접착면이 외측을 향하도록 흡착된다.

신규필름용 지지롤(24)과 하측 흡기롤(140) 사이에는 하측 흡기블록(150)이 위치한다. 하측 흡기블록(150)은 그 상면을 흡기공들(미도시)이 형성된 흡착면으로 한다. 그리고, 하측 흡기블록(150)의 상면에는 슬릿(152)이 좌우로 연장하는 홈 형태로 형성되어 있다. 커터(124)가 하강한 상태에서 좌우로 이동할 때 커터(124)의 하단은 위 슬릿(152)에 삽입된다. 이러한 하측 흡기블록(150)은 승강 및 전후왕복이 가능하도록 프레임에 의해 지지되어 있다.

이하, 상기 무기포 필름 연결 장치(100)의 작동과정을 도 2 내지 도 5를 더 참조하여 설명한다.

우선, 도 1과 같이 기존필름(10)이 전방으로 진행하는 도중 그 소진이 임박하면 기존필름(10)이 정지된다. 그리고 신규필름(20)이 수작업으로 약간 풀린 후 하측 흡기블록(150)의 상면에 흡착된다. 이때, 슬릿(152)은 신규필름(20)으로 덮인다. 또한, 상측 접착테이프(32)는 상측 흡기롤(110)의 흡착면에 흡착되고, 하측 접착테이프(34)는 하측 흡기롤(140)의 흡착면에 흡착된다.

위와 같은 과정이 완료되면, 도 2에 도시된 바와 같이 이동블록(130)이 하강하고, 이와 동시에 하측 흡기블록(150)이 상승하며, 이로써 기존필름(10)과 신규필름(20)은 상측 흡기블록들(120, 122)과 하측 흡기블록(150) 사이에 킨 상태로 겹쳐진다. 한편, 상기 하측 흡기블록(150)이 상승할 때 신규필름용 지지롤(24)도 상승한다. 기존필름(10)과 신규필름(20)이 위와 같이 겹쳐지면, 커터(124)가 필름(10, 20)의 좌측(또는 우측)에서 하강한 후 우측(또는 좌측)으로 이동하여 기존필름(10) 및 신규필름(20)을 모두 절단하고, 이때 커터(124)의 하단은 슬릿(152)에 삽입된 상태로 이동한다.

이후에는, 도 3에 도시된 바와 같이 절단을 완료한 커터(124)가 상승하고, 상측 승강 흡기블록(120)이 약간 상승하며, 기존필름용 언와인딩 롤(12)이 역회전을 하여 절단된 기존필름(10)을 후방으로 회수한다. 기존필름(10)이 후방으로 회수되는 동안 상측 승강 흡기블록(120)은 다시 하강하여 신규필름(20)을 가압한다. 이 상태에서 상측 고정 흡기블록(122)은 기존필름(10)을 흡착하고, 상측 승강 흡기블록(120)은 신규필름(20)을 흡착하며, 하측 흡기블록(150)에서는 흡기가 중단된다.

이후에는, 도 4에 도시된 바와 같이 흡기가 중단된 하측 흡기블록(150)이 약간 하강하여 전진한 다음 다시 직전 높이로 상승하고, 이 상태에서 하측 흡기블록(150)에서는 다시 흡기가 이루어지고, 상측 흡기블록들(120, 122)에서는 흡기가 중단된다. 따라서 기존필름(10)의 뒷부분 및 신규필름(20)의 앞부분은 하측 흡기블록(150)에만 단차 없이 흡착되고, 절단된 신규필름(20)의 조각도 하측 흡기블록(150)에만 흡착되며, 슬릿(152)은 기존필름(10)의 뒷단과 신규필름(20)의 앞단 간 경계부위(40)의 전방에 위치하게 된다. 이 상태에서 이동블록(130)은 상승한 후 후진하다가 일시 정지하고, 그러면 상측 흡기롤(110)이 하강하여 기존필름(10)의 뒷부분을 가압한다. 그 다음 이동블록(130)이 다시 후진하는데, 그러면 상측 흡기롤(110)이 회전하고, 이 회전이 이루어지는 동안 상측 흡기롤(110)에서는 흡기가 중단되고 상측 접착테이프(32)는 기존필름(10) 및 신규필름(20)의 상면에 접착되면서 경계부위(40)를 1차로 연결한다.

종래에는 경계부위(40)의 1차 연결이 상측 접착테이프(32)에 의해 이루어질 때 슬릿(152)이 경계부위(40)의 하부에 위치하였기 때문에 상측 흡기롤(110)이 상측 접착테이프(32)에 가하는 가압력을 슬릿(152)이 지지하지 못하였고, 이는 상측 접착테이프(32)의 접착면에 기포가 생기는 원인이 되었다.

그러나 본 발명에서는 위와 같이 경계부위(40)의 1차 연결이 상측 접착테이프(32)에 의해 이루어질 때 슬릿(152)이 경계부위(40)로부터 벗어난 상태에서 이루어지기 때문에, 슬릿(152)으로 인해 기포가 상측 접착테이프(32)의 접착면에 생기는 종래의 문제가 전혀 발생하지 않는다.

경계부위(40)의 1차 연결이 완료되면, 도 5에 도시된 바와 같이 이동블록(130)이 초기 위치로 복귀하고, 하측 흡기블록(150)은 흡기가 중단된 상태로 초기 위치로 복귀하며, 그러는 동안 정지해 있던 기존필름(10)이 신규필름(20)을 이끌며 전방으로 진행한다. 기존필름(10) 및 신규필름(20)의 진행은 도중에 잠시 중단되고, 이때 하측 흡기롤(140)이 상승하여 기존필름(10)의 뒷부분을 가압한다. 이후, 기존필름(10) 및 신규필름(20)이 다시 진행하는데, 그러면 하측 흡기롤(140)이 회전하고, 이 회전이 이루어지는 동안 하측 흡기롤(140)에서는 흡기가 중단되고 하측 접착테이프(34)는 기존필름(10) 및 신규필름(20)의 하면에 접착되면서 경계부위(40)를 2차로 연결한다.

이상과 같이, 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 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.

100 : 무기포 필름 연결 장치 110 : 상측 흡기롤
120 : 상측 승강 흡기블록 122 : 상측 고정 흡기블록
124 : 커터 130 : 이동블록
140 : 하측 흡기롤 112, 142 : 흡기공
150 : 하측 흡기블록 152 : 슬릿
160 : 양면테이프 162 : 연통공
170 : 메시
24a, 110a, 120a, 122a, 124a, 140a : 공압 실린더
10 : 기존필름 12 : 기존필름용 언와인딩 롤
14, 16 : 기존필름용 지지롤 20 : 신규필름
22 : 신규필름용 언와인딩 롤 24 : 신규필름용 지지롤
32 : 상측 접착테이프 34 : 하측 접착테이프
40 : 경계부위

Claims

소진이 임박한 기존필름의 뒷단과 새로 사용될 신규필름의 앞단 간 무겹침 경계부위를 형성한 후, 상하측 접착테이프를 상기 기존필름 및 신규필름의 상하면에 각각 접착함으로써 상기 경계부위를 연결하는 무기포 필름 연결 장치로서,
상기 상측 접착테이프를 흡착하는 흡착면을 구비하고, 흡착한 상측 접착테이프로 상기 경계부위를 1차로 연결하는 상측 흡기롤;
상기 하측 접착테이프를 흡착하는 흡착면을 구비하고, 흡착한 하측 접착테이프로 상기 경계부위를 2차로 연결하는 하측 흡기롤; 및
커터가 상기 경계부위의 형성을 위해 서로 겹쳐진 기존필름 및 신규필름을 모두 절단할 때 상기 신규필름을 상면으로 지지하고, 상기 커터가 삽입되기 위한 슬릿을 상기 상면에 구비한 하측 흡기블록;을 포함하되,
상기 상하측 흡기롤의 외면에는 상기 흡착면에 형성된 흡기공들의 크기보다 작은 크기의 미세 망눈들을 가진 메시망이 상기 흡착면을 덮도록 고정되어 있고,
상기 상측 흡기롤이 상기 상측 접착테이프로 상기 경계부위를 1차로 연결할 때, 상기 하측 흡기블록은 상기 슬릿이 상기 경계부위의 전방에 위치하도록 이동한 상태에서 상기 경계부위의 전후에 위치한 기존필름 및 신규필름을 상기 상면으로 지지하는 무기포 필름 연결 장치.
제1항에 있어서,
상기 메시망은 상기 상하측 흡기롤의 외면에 양면테이프로 고정되고, 상기 양면테이프에는 상기 흡기공들과 연통하는 연통공들이 형성된 무기포 필름 연결 장치.
제2항에 있어서,
상기 양면테이프 및 상기 메시망은 상기 상하측 흡기롤의 외면 전체를 감싸는 무기포 필름 연결 장치.
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