KR20110106090A - 시트 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

시트 제조 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시트 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요철 또는 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼 상에 롤러가 스탬퍼와 시트가 압착된 상태에서 롤러가 시트의 일단에서 타단으로 수평이동하여 시트 표면에 상기 스탬퍼의 요철 또는 패턴을 전사시켜 형성할 수 있는 시트 제조 장치 및 그 형성 방법에 관한 것이다.

Description

시트 제조 장치 및 그 제조 방법 {Apparatus For Manufacturing Sheet And Method Thereof}
본 발명은 시트 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요철 또는 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼 상에 롤러가 스탬퍼와 도광판이 압착된 상태에서 시트 일단에서 타단으로 롤러가 수평이동하여 시트 표면에 상기 스탬퍼의 요철 또는 패턴을 전사시켜 형성할 수 있는 시트 패턴 형성을 위한 시트 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 백라이트 유닛 등 광원으로부터 발생한 광을 효율적으로 외부로 출사시키기 위해 도광판, 광학 필름 등의 시트가 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 도광판의 경우 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 상부로 가이드하는 역할을 담당하고 도광판으로 출사된 광을 상부로 최대한 난반사시켜 광 효율을 높이기 위해 표면에 요철 또는 패턴을 형성한다.
상기와 같은 시트 표면에 요철 또는 패턴을 형성하기 위해 일반적으로 사용되는 방법으로 스탬퍼가 부착된 롤러를 이용하여 시트를 열에 의해 가압하여 스탬퍼에 형성된 요철 또는 패턴을 시트 표면에 전사시키는 방법이 활용되고 있다.
도 1은 종래의 롤러를 이용한 도광판 패턴 형성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 도광판 패턴 형성 장치는 가압롤러(210)의 외주면에 플레이트 형상으로 제조된 스탬퍼(110)를 감아서 끝단을 레이저 용접하여 진공흡착하거나 폴리이미드 등으로 접착하여 스탬퍼를 가압롤러에 고정한 후, 제자리에서 가압롤러가 회전하면서 도광판 표면에 스탬퍼의 패턴을 전사시키는 방법으로 도광판 표면에 패턴을 형성한다.
그러나, 종래의 도광판 패턴 형성 장치는 가압롤러(210) 외주에 판상으로 제조된 스탬퍼(110)를 감아서 고정하는 공정이 추가되어야 하므로 공정이 매우 번거로울뿐만 아니라, 패턴이 평면 상에서 제조된 후 스탬퍼가 가압롤러 외주면에 원형으로 감아지므로 패턴의 왜곡이 발생할 수 있으며, 이로 인해 도광판에 형성된 패턴이 스탬퍼의 패턴과 불일치하여 광학적 특성을 저하시키는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 시트 상에 플레이트 형상의 스탬퍼가 고정설치되고 상기 스탬퍼 상부에 롤러가 스탬퍼를 가압하면서 시트 일단에서 타단으로 수평이동하여 스탬퍼의 패턴을 시트에 전사시킴으로써 원형으로 형성된 스탬퍼에 의한 패턴의 왜곡 발생을 제거하여 패턴의 균일도를 높일 수 있는 시트 제조 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시트 제조 장치는 시트를 가압하여 패턴을 전사하는 시트 제조 장치로서, 일면에 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼를 구비하는 스탬퍼 부재와 상기 스탬퍼의 타면 상에 형성되고, 상기 스탬퍼의 타면을 수직으로 가압하고 회전하면서 수평 이동하는 롤러부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 스탬퍼 부재와 롤러부재는 패턴이 형성될 시트의 상면, 하면 중 적어도 하나의 면 상에 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 패턴이 시트의 상면, 하면 중 하나의 면 상에 형성될 경우 패턴이 형성되지 않는 면 상에는 패턴이 형성되지 않은 플레이트와 롤러부재가 형성되되, 상기 롤러부재는 고무 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스탬퍼 부재는 일면에 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼와 상기 스탬퍼를 양단에서 지지하는 탄성 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 탄성 지지부는 스프링 또는 리니어 가이드로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤러부재는 상기 스탬퍼를 가압하여 스탬퍼의 패턴을 시트에 전사시키는 롤러와 상기 롤러를 가압하여 수평 이동시키는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 가이드부는 가압을 위해 상기 롤러가 상기 스탬퍼가 시트에 접촉할때까지 수직 이동하는 가압부와 상기 스탬퍼를 가압하면서 스탬퍼를 따라 수평 이동하는 수평이동부 및 상기 가압부와 수평이동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 시트 제조 방법은 상기의 시트 제조 장치를 이용한 시트 제조 방법으로서, (a) 롤러부재가 패턴이 형성될 시트의 일단 상의 스탬퍼 부분이 시트에 접촉하도록 수직 이동하여 가압하는 단계와 (b) 상기 스탬퍼 부분이 시트에 가압 접촉한 상태에서 수평이동부가 상기 시트의 타단으로 수평 이동하여 시트에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 (b) 단계를 통해 시트에 패턴이 완성된 이후 상기 롤러부재를 시트의 타단 상에서 수직 이동하여 가압을 해제하고, 수평이동하여 원위치인 시트의 일단 상으로 복귀하는 단계와 새로운 시트에 대하여 상기 (a) 및 (b) 단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 (b) 단계를 통해 시트에 패턴이 완성된 이후 상기 롤러부재를 수직 이동하여 가압을 해제하는 단계와 새로운 시트에 대하여 상기 롤러부재를 시트의 타단에서 일단 방향으로 상기 (a) 및 (b) 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하여; 시트마다 롤러부재가 일단에서 타단으로 수평 왕복 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 롤러가 판 상의 스탬퍼와 시트를 가압한 상태에서 시트 상을 이동하면서 스탬퍼의 패턴을 시트에 전사시킴으로써 패턴의 왜곡에 의한 패턴의 불균일 없이 시트 상에 균일한 패턴을 형성할 수 있으므로 시트의 광학적 특성을 최적화할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 종래의 롤러를 이용한 도광판 패턴 형성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시트 제조 장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2의 탄성지지부가 리니어 가이드로 구성된 것을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 일면에만 패턴이 형성되는 경우에 대한 배치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시트 상/하면에 패턴이 형성되기 위한 시트 제조 장치의 주요부분을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조 방법의 주요 동작에 대한 동작 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시트 제조 장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시트 제조 장치는 일면에 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼를 구비하는 스탬퍼 부재(10)와 상기 스탬퍼의 타면 상에 형성되고, 상기 스탬퍼의 타면을 따라 가압 이동하여 시트(30)에 패턴을 형성하는 롤러부재(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 시트(30)는 도광판, 광학 필름 등 광학적인 목적으로 사용되는 모든 수단을 포함하여 정의하기로 하고, 상기 패턴은 요철, 프리즘, 마이크로 렌즈 등 시트 표면에 형성되는 미세 구조를 포괄하여 정의하기로 한다.
상기 스탬퍼 부재(10)는 일면에 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼(110)와 상기 스탬퍼를 양단에서 지지하는 탄성 지지부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스탬퍼(110)는 패턴이 형성된 금형에 의해 사출 제작될 수 있으며, 상기 탄성지지부(120)는 상기 스탬퍼를 고정하되, 양단의 탄성력에 의해 위치가 변형될 수 있도록 구성된다.
상기 탄성지지부(120)는 상기 스탬퍼를 양단에서 고정하는 스프링으로 구성된 탄성부재로 형성될 수 있으며, 도 3과 같이 리니어 가이드로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 탄성지지부(120)가 상기 리니어 가이드로 구성될 경우 속빈 고정부(121) 내에 스프링 등의 탄성부재(122)가 장착되고, 상기 고정부 측면에 가이드 홈(121a)이 형성되고, 연결부(123)가 상기 탄성부재와 스탬퍼 양단에 연결되어 상기 이동 홈(121a)을 따라 외부 탄성력에 의해 스탬퍼가 상하로 이동하는 구조를 가질 수 있다.
그리고 롤러 부재(20)는 상기 스탬퍼를 가압하여 스탬퍼의 패턴을 도광판에 전사시키는 롤러(210)와 상기 롤러를 가압하여 이동시키는 가이드부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 가이드부(220)는 상기 롤러가 상기 스탬퍼가 도광판에 접촉할때 까지 수직 이동하는 가압부(221)와 상기 스탬퍼를 가압하면서 스탬퍼를 따라 수평 이동하는 수평이동부(222) 및 상기 가압부와 수평이동부의 동작을 제어하는 제어부(223)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가압부(221)는 길이가 상하로 조절되는 바 형태로 구성될 수 있으며, 가압시 하부로 신장되고, 가압이 해제된 경우 다시 상부로 축소되는 구조로 형성될 수 있다.
그리고 상기 수평 이동부(222)는 벨트 또는 레일 구조로 형성되어 좌우로 수평 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 제 1 실시예는 시트의 상면에 패턴이 형성되는 경우에 대한 것으로 시트 하면은 도 2와 같이 고정 스테이지로 구성될 수 있으나, 도 4와 같이 시트 하면에 상기 시트를 고정하는 플레이트와 상기 플레이트 하부에 고무 등의 탄성재질의 롤러를 포함하여 구성될 수 있다.
상부에 형성되는 가압 롤러는 금속의 경질 재료로 구성되므로 하부에 형성되는 롤러를 탄성재질의 롤러를 사용할 경우 상부의 가압롤러에서 가압된 힘을 하부의 롤러가 완충시키면서 시트에 대한 패턴의 전사효과 높일 수 있다.
그리고 시트 하면에 패턴이 형성되는 경우는 상기 제 1 실시예의 시트 상면 상의 구성과 하면 상의 구성을 전환하여 달성될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시트 상/하면에 패턴이 형성되기 위한 시트 제조 장치의 주요부분을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발의 제 2 실시예에 따른 시트 제조 장치는 스탬퍼 부재와 롤러부재가 시트 상/하면에 쌍으로 배치된다.
보다 구체적으로, 시트 상면에 패턴을 형성하기 위해 상기 제 1 실시예의 롤러부재와 스탬퍼 부재에 대응되는 제 1 롤러부재(20)와 제 1 스탬퍼 부재(10)가 배치되고, 시트 하면에 패턴을 형성하기 위해 제 2 롤러부재(50)와 제 2 스탬퍼 부재(40)가 배치될 수 있다.
상기 제 1, 2 롤러부재와 제 1, 2 스탬퍼 부재의 구체적인 구성은 제 1 실시예의 롤러부재와 스탬퍼 부재와 동일하므로 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
이하의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시트의 상/하면에 패턴에 형성되는 경우에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조 방법의 주요 동작에 대한 동작 예시도이다.
도 6을 참조하면, 제조된 시트가 본 발명에 따른 패턴 형성 스테이지에 이송되면 시트 일단 상에 배치된 제 1 롤러부재의 가압부가 하부로 수직이동하여 하부의 제 1 스탬퍼와 시트 상면이 맞닿아서 가압된다. 또한, 시트 하면 상에 배치된 제 2 롤러부재의 가압부가 상부로 수직이동하여 상부의 제 2 스탬퍼와 시트가 맞닿아서 가압된다.(도 6a) 여기서, 본 발명에 따른 패턴 형성 스테이지로 시트의 이송은 컨베이어 벨트 또는 로봇 팔 등 통상의 이송 수단에 의해 수행될 수 있으며, 그립퍼, 클램퍼, 지그 등의 좌우로 이동가능한 고정수단이 시트 내부 방향으로 이동하여 시트의 양단 또는 일단을 고정한 상태에서 상기 제 1 및 2 롤러부재가 가압하여 시트 일단이 고정되면 상기 고정수단이 시트 외부 방향으로 이동하여 제거되도록 구성될 수 있다.
그리고 시트 상, 하면에 패턴 전사를 위해 자외선 경화 수지가 도포된 상태로 상기 패턴 형성 스테이지로 이송된 후 본 발명에 따라 패턴이 전사된 후에 자외선 조사를 통해 경화될 수 있다. 여기서, 상기 자외선 경화 수지 도포 및 경화 과정은 본 발명의 특징에서 벗어날 뿐만 아니라 본 발명의 기술분야에서 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 시트 하면에 배치된 제 2 롤러부재와 제 2 스탬퍼는 상기 시트 상면에 배치된 제 1 롤러부재와 제 1 스탬퍼와 동일하게 동작되므로 이하의 설명에서는 제 2 롤러부재와 제 2 스탬퍼의 동작의 설명은 생략하기로 한다.
도 6a는 롤러부재와 스탬퍼 부재가 시트의 오른쪽 단 상에 배치되는 구성에 대한 것이지만, 상기 롤러부재와 스탬퍼 부재는 시트의 왼쪽 단 상에 배치되도록 구성될 수 있다.
이어서, 상기 제 1 롤러부재의 제 1 롤러가 제 1 스탬퍼와 시트에 가압된 상태에서 수평 이동부에 의해 시트의 타단 쪽으로 수평 이동하면서 제 1 스탬퍼에 형성된 패턴이 시트 상면에 전사된다.(도 6b)
여기서, 상기 제 1 스탬퍼는 양단이 탄성지지부에 의해 고정되므로 제 1 롤러가 수평으로 이동함에 따라 양단의 탄성력에 변화가 발생하여 제 1 스탬퍼에 변형이 생기면서 제 1 롤러 하부에 위치한 제 1 스탬퍼 부분에 최대 압력이 작용하여 패턴이 시트에 전사되게 된다.
또한, 롤러 내부에는 가열 장치(미도시)가 내장되어 전사되는 온도가 조절될 수 있으며, 가압부에 작용하는 압력과 롤러가 이동하는 회전 속도를 조절하여 전체 전사 온도, 전사 압력 및 전사 속도가 조절될 수 있다.
상기 전사온도, 전사 압력 및 전사 속도는 전사되는 시트의 크기와 재료 및 광학적 특성에 따라 다르게 설정될 수 있으므로 구체적인 값에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 시트의 타단 까지 수평이동하여 시트 상면 상에 패턴이 전사되면(도 6c), 시트에 대한 패턴 형성이 종료되어 다른 스테이지로 시트가 이송되고, 패턴이 형성될 새로운 시트가 현재의 스테이지로 이송된다.
이때, 상기 제 1 롤러는 원위치인 시트 일단으로 복귀할 수도 있지만, 이 경우 불필요한 구동력이 낭비될 수 있으므로 현재 위치인 시트 타단 상에서 이전과 반대방향인 시트 일단 방향으로 수평이동하면서 시트 상에 패턴을 형성할 수 있다.
상기 시트에 패턴이 형성되는 과정에서 시트는 고정된 상태에서 롤러만이 이동하여 시트에 패턴이 전사될 수 있으며, 시트와 롤러가 동시에 이동하면서 시트에 패턴이 전사될 수 있다.
시트와 롤러가 동시에 이동하는 경우 시트와 롤러는 서로 반대 방향으로 이동하게 되고 이로 인해 패턴 형성하는 시간을 단축하여 공정의 효율성을 높일 수 있다. 다만, 시트와 롤러가 동시에 이동하는 경우 하나의 시트에 대한 패턴이 완성된 후 롤러가 원위치인 시트의 일단으로 복귀하는 동작이 수행되어야 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 스탬퍼 부제 110 : 스탬퍼
120 : 탄성지지부 20 : 롤러 부재
210 : 롤러 220 : 가이드부
30 : 시트

Claims (10)

  1. 시트를 가압하여 패턴을 전사하는 시트 제조 장치로서,
    일면에 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼를 구비하는 스탬퍼 부재와;
    상기 스탬퍼의 타면 상에 형성되고, 상기 스탬퍼의 타면을 수직으로 가압하고 회전하면서 상기 시트의 일단에서 타단 방향으로 수평 이동하는 롤러부재를 포함하는 시트 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스탬퍼 부재와 롤러부재는
    패턴이 형성될 시트의 상면, 하면 중 적어도 하나의 면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 시트 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 패턴이 시트의 상면, 하면 중 하나의 면 상에 형성될 경우
    패턴이 형성되지 않는 면 상에는
    패턴이 형성되지 않은 플레이트와 롤러부재가 형성되되, 상기 롤러부재는 고무 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 시트 제조 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스탬퍼 부재는
    일면에 패턴이 형성된 판 상의 스탬퍼와;
    상기 스탬퍼를 양단에서 지지하는 탄성 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 제조 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 탄성 지지부는
    스프링 또는 리니어 가이드로 형성된 것을 특징으로 하는 시트 제조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 롤러부재는
    상기 스탬퍼를 가압하여 스탬퍼의 패턴을 시트에 전사시키는 롤러와;
    상기 롤러를 가압하여 수평 이동시키는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 제조 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가이드부는
    가압을 위해 상기 롤러가 상기 스탬퍼가 시트에 접촉할때 까지 수직 이동하는 가압부와;
    상기 스탬퍼를 가압하면서 스탬퍼를 따라 수평 이동하는 수평이동부 및;
    상기 가압부와 수평이동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 제조 장치.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 선택된 어느 하나의 시트 제조 장치를 이용한 시트 제조 방법으로서,
    (a) 롤러부재가 패턴이 형성될 시트의 일단 상의 스탬퍼 부분이 시트에 접촉하도록 수직 이동하여 가압하는 단계와;
    (b) 상기 스탬퍼 부분이 시트에 가압 접촉한 상태에서 수평이동부가 상기 시트의 타단으로 수평 이동하여 시트에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (b) 단계를 통해 시트에 패턴이 완성된 이후
    상기 롤러부재를 시트의 타단 상에서 수직 이동하여 가압을 해제하고, 수평이동하여 원위치인 시트의 일단 상으로 복귀하는 단계와;
    새로운 시트에 대하여 상기 (a) 및 (b) 단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (b) 단계를 통해 시트에 패턴이 완성된 이후
    상기 롤러부재를 수직 이동하여 가압을 해제하는 단계와;
    새로운 시트에 대하여 상기 롤러부재를 시트의 타단에서 일단 방향으로 상기 (a) 및 (b) 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하여;
    시트마다 롤러부재가 일단에서 타단으로 수평 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 시트 제조 방법.
KR1020100025318A 2010-03-22 2010-03-22 시트 제조 장치 KR101208898B1 (ko)

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KR20190046671A (ko) * 2017-10-25 2019-05-07 도시바 기카이 가부시키가이샤 전사 장치

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