WO2015147493A1 - 롤투롤 공정 장치 - Google Patents

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WO2015147493A1
WO2015147493A1 PCT/KR2015/002786 KR2015002786W WO2015147493A1 WO 2015147493 A1 WO2015147493 A1 WO 2015147493A1 KR 2015002786 W KR2015002786 W KR 2015002786W WO 2015147493 A1 WO2015147493 A1 WO 2015147493A1
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WO
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film
unit
roll
unwinder
tension
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PCT/KR2015/002786
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English (en)
French (fr)
Inventor
최동권
김옥진
이장환
Original Assignee
성안기계 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/14—Details
    • B41F15/16—Printing tables
    • B41F15/18—Supports for workpieces
    • B41F15/26—Supports for workpieces for articles with flat surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/08—Machines
    • B41F15/0881—Machines for printing on polyhedral articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/44—Moving, forwarding, guiding material
    • B65H2301/449—Features of movement or transforming movement of handled material
    • B65H2301/4491—Features of movement or transforming movement of handled material transforming movement from continuous to intermittent or vice versa

Definitions

  • the present invention relates to a roll-to-roll processing apparatus, and more particularly to a roll-to-roll processing apparatus that can improve the quality of the film produced in the roll-to-roll process with a simpler structure.
  • a roll-to-roll processing apparatus performs various kinds of processes on a film or web (hereinafter, referred to herein as a film) in a roll form.
  • the roll-to-roll processing apparatus includes an unwinder for releasing the rolled-up film, a stage for performing the process on the film, and a rewinder for rewinding the film in a roll form. It may have a structure having a roller.
  • the roll-to-roll printing apparatus which forms various patterns on the surface of the film which is a to-be-processed object is mentioned.
  • the recent roll-to-roll printing apparatus is a development of printed electronics technology that can significantly improve the technology of manufacturing various electronic components such as electronic circuits, sensors, and flexible displays by using printing technology. With the spotlight.
  • the roll-to-roll processing apparatus needs to perform a process on a film having a flexible material, deterioration in production quality is likely to occur due to deformation due to external conditions such as heat and humidity due to the characteristics of the film to be processed. Therefore, the roll-to-roll processing apparatus requires a lot of effort to improve the production quality, in particular, it is essential to accurately control the tension on the film to perform the process and to control the tension of the entire apparatus based on this.
  • the tension measurement for the film uses a load cell, which is installed between the transfer rollers for transferring the film to measure the tension.
  • the conventional roll-to-roll processing apparatus has a problem that the position of the load cell installed for measuring the tension of the film is far from the position at which the process is actually performed, thus making it difficult to accurately measure and control the tension at the process position.
  • the present invention has been invented to improve the above problems, the problem to be solved by the present invention, while maintaining the constant transfer of the film in the film control unit provided at the front and rear ends of the film processing unit by measuring the tension of the film By adjusting the tension of the film to be transferred, to provide a roll-to-roll processing apparatus that can improve the quality of the film produced in the roll-to-roll process with a simpler structure.
  • the unwinder unit for continuously releasing the film (Film), and is located adjacent to the unwinder unit, from the unwinder
  • a film processing unit for performing a process on the supplied film
  • a rewinder unit which is positioned adjacent to the film processing unit, and winds the film continuously after finishing the process in the film processing unit, and the unwinder unit
  • the first film control unit for maintaining a constant feed of the film supplied from the unwinder unit, and measuring the tension of the film located between the unwinder unit and the film process unit
  • the roll-to-roll processing apparatus by maintaining the conveyance of the film in the film control unit provided at the front and rear ends of the film processing unit at the same time by measuring the tension of the film by adjusting the tension of the film to be transported
  • the simpler structure can improve the quality of the film produced in the roll-to-roll process.
  • the roll-to-roll processing apparatus by integrating the structure to maintain the constant transfer of the film and the structure for measuring the tension of the film, the overall structure of the roll-to-roll processing apparatus to reduce the cost Reduce and increase the film production rate.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a front view schematically showing the structure of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a state when performing a process for the film in the film processing unit of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a state after finishing the process for the film in the film processing unit of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a state when the first film control unit and the second film control unit of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first attenuator and a second attenuator, respectively.
  • FIG. 6 is a view showing various examples of the first attenuator provided in the first film control unit of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the structure of a roll-to-roll printing apparatus of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view schematically showing the structure of a roll-to-roll printing apparatus of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a state when performing a printing process for the film in the film processing unit of the roll-to-roll printing apparatus of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a state after finishing the printing process for the film in the film processing unit of the roll-to-roll printing apparatus of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front view schematically showing the structure of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the roll-to-roll processing apparatus 1 is largely unwinder unit 100, film processing unit 200, rewinder unit 300, the first It may be configured to include a film control unit 400 and the second film control unit 500.
  • the unwinder unit 100 may supply the film F, which is a workpiece, while continuously unloading it.
  • the unwinder unit 100 is disposed at the rear end of the conveying direction of the film F in which the process is performed, and a pair of feed rollers 110 which feed and feed the film F while supporting both sides of the film F are provided. 120).
  • at least one of the pair of feed rollers 110 and 120 may be connected to a feed roller driver (not shown) that provides a rotational driving force to the pair of feed rollers 110 and 120.
  • the unwinder unit 100 may continuously supply and unwind the film F at a constant feed rate V1 during the process.
  • the film processing unit 200 may be positioned adjacent to the unwinder unit 100, and a process may be performed on the film F supplied from the unwinder unit 100. Although not shown in detail in FIG. 1 and FIG. 2, the film processing unit 200 may be implemented in various structures so as to perform various processes such as a printing process on the film F to be processed.
  • the film processing unit 200 performs a process for the film F, the film F is supplied from the unwinder unit 100 at a process speed V2 and transported, and after the process for the film F is finished, The film F can be transferred to the rewinder unit 300 at a feed rate V3.
  • the process speed V2 of the film F is slower than the feed rate V1 of the film F, the feed rate V3 of the film F, and when necessary, the process speed of the film F is The conveyance may be stopped, that is, the process speed V2 of the film F may be set to zero.
  • a specific embodiment of the film processing unit 200 will be described in detail later with reference to FIGS. 7 to 10.
  • the rewinder unit 300 may be positioned adjacent to the film processing unit 200, and may continuously wind the film F that is supplied after the process is completed in the film processing unit 200.
  • the unwinder part 100 is disposed at the front end of the conveying direction of the film F in which the process is performed, and is a pair for winding and conveying the film F while supporting both sides of the film F. It may be composed of winding rollers (310, 320). Although not shown, at least one of the pair of winding rollers 310 and 320 may be connected to a winding roller driver (not shown) that provides a rotational driving force to the pair of winding rollers 310 and 320. As shown in FIG. 2, the unwinder unit 100 may continuously wind the film F at a constant winding speed V4 during the process.
  • the first film control unit 400 is located between the unwinder unit 100 and the film processing unit 200, and maintains a constant transfer of the film F supplied from the unwinder unit 100, and The tension of the film F positioned between the winder unit 100 and the film processing unit 200 may be measured.
  • the unwinder unit 100 supplies the film F to the film processing unit 200 at a constant feeding speed V1, and the film processing unit 200 performs the processing at the processing speed V2 and at the feeding speed V3. Since it is conveyed, it is necessary to keep the conveyance of the film F supplied from the unwinder part 100 and the tension of the film F constant according to the difference of the feed rate V1 and the process speed V2, or the feed rate V3.
  • the first film control unit 400 controls the transfer of the film F and the tension of the film F between the unwinder unit 100 and the film processing unit 200.
  • the first film control unit 400 may be composed of at least one first tension measuring unit 410 and a plurality of first guide rollers (420, 430).
  • the first tension measuring unit 410 is provided with at least one, the film is conveyed along the outer peripheral surface by pulling or slowing down or releasing the film (F) supplied from the unwinder unit 100 while reciprocating along the first direction
  • the tension in (F) can be measured.
  • a plurality of first guide rollers 420 and 430 may be provided and disposed between the unwinder unit 100 and the film processing unit 200 to move the at least one first tension measuring unit 410. The conveyance of the film F can be guided.
  • the first film adjusting part 400 is one first tension measuring part 410 reciprocating in a direction perpendicular to the conveying direction of the film F (up and down direction), and the first tension measurement.
  • the structure of the first film control unit 400 shown in FIGS. 1 and 2 is exemplary, and the number and arrangement of the first tension measuring unit 410 and the first guide rollers 420 and 430 may be known. You can change as much as you like. The operation of the first film control unit 400 will be described later in detail with reference to FIGS. 3 to 6.
  • the second film adjusting unit 500 is positioned between the film processing unit 200 and the rewinder unit 300, and maintains a constant transfer of the film F supplied to the rewinder unit 300, and the film processing unit The tension of the film F positioned between the 200 and the rewinder unit 300 may be measured.
  • the film processing unit 200 performs the process at the process speed V2 and is transferred at the feed rate V3, and the rewinder unit 300 winds the film F at a constant winding speed V4, so that the process speed V2 or the feed is performed. According to the difference between the speed V3 and the winding speed V4, it is necessary to keep the conveyance of the film F supplied to the rewinder part 300, and the tension of the film F constant.
  • the second film adjusting unit 500 uniformly transfers the film F and tensions the film F between the film processing unit 200 and the rewinder unit 300. It may be composed of at least one second tension measuring unit 510 and a plurality of second guide rollers (520, 530) to maintain.
  • At least one second tension measuring unit is provided with at least one, pulling and slowing or releasing the film (F) supplied to the rewinder unit 300 while reciprocating along the second direction, the tension of the film (F) transported along the outer peripheral surface Can be measured.
  • a plurality of second guide rollers 520 and 530 are provided, and are positioned between the film processing unit 200 and the rewinder unit 300, and thus the film according to the movement of the at least one second tension measuring unit 510. The transfer of (F) can be guided.
  • the second film adjusting unit 500 reciprocates in a direction (up and down direction) perpendicular to the conveying direction of the film F, and the second tension measuring unit 510 and the second tension measurement.
  • the structure of the second film adjusting unit 500 shown in FIGS. 1 and 2 is exemplary, and the number and arrangement of the second tension measuring unit 510 and the second guide rollers 520 and 530 may be known to those skilled in the art. You can change as much as you like.
  • the operation of the second film control unit 500 will be described later in detail with reference to FIGS. 3 to 6.
  • FIGS. 1 and 2 an example in which the first film control unit 400 and the second film control unit 500 are implemented in the same structure is illustrated. However, if necessary, the first film control unit 400 and the second film may be implemented.
  • the film control unit 500 may be implemented in different structures.
  • the roll-to-roll processing apparatus 1 for transferring the film (F) between the unwinder unit 100, the film processing unit 200 and the rewinder unit 300 It may include a plurality of feed rollers and idle rollers for guiding the transfer of the film (F).
  • the roll-to-roll processing apparatus 1 for transferring the film (F) between the unwinder unit 100, the film processing unit 200 and the rewinder unit 300 It may include a plurality of feed rollers and idle rollers for guiding the transfer of the film (F).
  • the unwinder part 100, the 1st film control part 400, the film process part 200, the 2nd film control part 500 of the rollout process apparatus and Although an example in which the rewinder unit 300 is arranged in a line in the left and right directions along the advancing direction of the film F is illustrated as an example, the present invention is not limited thereto, and the unwinder unit 100 and the first film control unit ( 400), the arrangement direction and shape of the film processing unit 200, the second film adjusting unit 500, and the rewinder unit 300 may be changed.
  • FIG 3 is a view showing a state when performing a process for the film in the film processing unit of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows the state after finishing a process with respect to the film in the film process part of the.
  • the first film adjusting unit 400 is at least one first tension measuring unit to maintain the tension of the film F and the transport of the film (F) supplied from the unwinder unit 100 410 and a plurality of first guide rollers 420 and 430.
  • the second film adjusting part 500 may include at least one second tension measuring part 510 and the feed of the film F supplied to the rewinder part 300 and maintain the tension of the film F at a constant level. It may be composed of a plurality of second guide rollers (520, 530).
  • the first tension measuring unit 410 of the first film adjusting unit 400 and the second tension measuring unit 510 of the second film adjusting unit 500 are respectively connected to the film F in the film processing unit 200.
  • the first tension measuring unit 410 moves from the unwinder unit 100 while moving in the first direction or in the opposite direction to the first direction.
  • the film F to be fed is pulled back and the at least one second tension measuring part 510 may release the film F supplied to the rewinder part 300 while moving in a second direction or a direction opposite to the second direction.
  • the at least one first tension measuring unit 410 moves in the first direction or in the opposite direction to the first direction, while the unwinder unit 100 Loosen the film (F) supplied from), the at least one second tension measuring unit 510 moves the film (F) supplied to the rewinder unit 300 while moving in the second direction or the opposite direction of the second direction. You can slow it down by pulling.
  • the process speed V2 of the film F transferred from the film processing unit 200 is the film supplied from the unwinder unit 100 ( It is generally slower than the feed rate V1 of F) and the winding-up speed V4 of the film F supplied to the rewinder part 300.
  • FIG. 3 when the process for the film F is performed in the film processing unit 200, the first tension measuring unit 410 of the first film adjusting unit 400 is an unwinder unit. A portion of the film F supplied from the 100 may be moved downward in a direction perpendicular to the conveying direction of the film F so as to be pulled and delayed without being sent to the film processing unit 200.
  • the second tension measuring unit 510 of the second film adjusting unit 500 is configured to compensate for the film F which is not supplied from the film processing unit 200.
  • the film F, which is pulled down by the tension measuring unit 510, may be released and moved upwardly perpendicular to the conveying direction of the film F to supply the rewinder unit 300.
  • the feed rate V3 of the film F transferred in the film processing unit 200 is the film supplied from the unwinder unit 100 ( It is common that the feed rate V1 of F) is larger than or equal to the winding speed V4 of the film F supplied to the rewinder part 300.
  • the film F may be pulled and released to move to the upper direction perpendicular to the conveying direction of the film F to supply the film process unit 200.
  • the second tension measuring unit 510 of the second film adjusting unit 500 transfers the film F to slow down by pulling a part of the film F supplied from the film processing unit 200 without sending it to the rewinder. Can move downward in a direction perpendicular to the direction.
  • the first tension measuring unit 410 of the first film adjusting unit 400 and the second tension measuring unit 510 of the second film adjusting unit 500 respectively, the film supplied from the unwinder unit 100 ( F) and the tension applied to the film (F) supplied to the rewinder unit 300 can be measured.
  • the unwinder unit 100 and the rewinder unit 300 may be provided to the film process unit 200 according to the tension measurement results of the first tension measuring unit 410 and the second tension measuring unit 510, respectively.
  • the release rate of F) or the winding rate of the film F supplied from the film processing unit 200 may be adjusted.
  • the first tension measuring unit 410 and the second tension measuring unit 510 may use a load cell. Since the structure and operation of the load cell are well known, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first film control unit 400 and the second film control unit 500 of the roll-to-roll processing apparatus 1 may further include.
  • FIG. 5 is a view showing a state when the first film control unit and the second film control unit of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first attenuator and a second attenuator, respectively
  • FIG. 4 is a diagram illustrating various examples of a first attenuator provided in a first film control part of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the first film adjusting unit 400 is connected to the first tension measuring unit 410, and the first attenuating unit absorbs vibration caused by the reciprocating movement of the first tension measuring unit 410.
  • the second film adjusting unit 500 is further connected to the second tension measuring unit 510, and the second attenuation unit absorbs vibration caused by the reciprocating movement of the second tension measuring unit 510.
  • 540 may further include.
  • the first attenuator 440 and the second attenuator 540 are inertia generated when the first tension measurer 410 and the second tension measurer 510 reciprocate in the first direction or the second direction, respectively.
  • the first damping portion 440 and the second damping portion 540 may be implemented using an elastic member such as a compression or tension spring, or actuators such as a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.
  • FIG. 6A illustrates an example in which the compression spring 441 is used as the first damping unit 440 connected to the first tension measuring unit 410.
  • FIG. 6B the first damping unit ( An example using the pneumatic cylinder 442 as 440 is shown.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the structure of a roll-to-roll printing apparatus of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 is a roll-to-roll printing apparatus of a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 9 is a front view schematically illustrating a structure
  • FIG. 9 is a view illustrating a state when a printing process is performed on a film in a film processing unit of a roll-to-roll printing apparatus in a roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 10 is a view showing a state after the printing process for the film in the film processing unit of the roll-to-roll printing apparatus of the roll-to-roll processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the roll-to-roll printing apparatus 1 of the roll-to-roll processing apparatus 1 includes an unwinder unit 100, a film process unit 200, and a rewinder.
  • the unit 300 may include a first film control unit 400 and a second film control unit 500.
  • the unwinder unit 100, the rewinder unit 300, the first film control unit 400, and the second film control unit 500 have been described with reference to FIGS. 1 to 4, the rolls Only the film process part 200 of the two-roll printing apparatus 1 is demonstrated concretely.
  • the film processing unit 200 performing the printing process for the film F may include a printing roller 210, a screen 220, and a squeegee. 230 and scraper 240.
  • the printing roller 210 supports one surface of the film F supplied from the first film adjusting part 400, and guides the transfer of the film F supplied to the second film adjusting part 500 after finishing the process. can do.
  • the screen 220 may be spaced apart from the printing roller 210, and a pattern for performing a printing process may be formed on the film F supported by the printing roller 210.
  • the squeegee 230 (Squeegee) is disposed to be movable to be in contact with or spaced apart from the screen 220, it is possible to apply the ink to the screen 220 and perform a printing process.
  • the scraper 240 (Scrapper) is located adjacent to the squeegee 230 so as to be movable to abut or spaced apart from the screen 220, it is possible to remove the ink on the screen 220 after the printing process. .
  • the printing roller 210 supports and transports the lower surface of the film F which is fed and transported in the horizontal direction, and the screen 220 is disposed on the upper portion of the film F, and the squeegee 230 and the scraper are provided.
  • 240 is an example of performing a printing process while moving on the upper portion of the screen 220
  • the number, position, and arrangement of the printing roller 210, screen 220, squeegee 230 and scraper 240 Etc. can be changed as many as those skilled in the art.
  • the shape of the screen 220 is flat as an example in FIGS. 7 and 8, a rotary screen may be used.
  • the film processing unit 200 is connected to the screen 220 and the screen 220 driving unit for driving the screen 220 reciprocating on the film (F) supported by the printing roller 210 And a film connected to the squeegee 230 and the scraper 240, respectively, to drive the squeegee 230 or the scraper 240 to be in contact with or spaced apart from the screen 220 and supported by the printing roller 210.
  • (F) may further include at least one of a print driver for reciprocating the image.
  • the printing roller 210 stops rotating and the screen 220 moves in the conveying direction of the film F. It can be transported in reverse. At this time, the process speed V2 of the film in the film process part 200 is zero.
  • the squeegee 230 may move downward to abut on the screen 220 and the scraper 240 may move away from the screen 200. The squeegee 230 may move along the upper surface of the screen 220 to apply ink to the screen 220 and perform a printing process.
  • the first tension measuring unit 410 of the first film adjusting unit 400 may include an unwinder unit ( A portion of the film F supplied from 100 is moved downward in a direction perpendicular to the conveying direction of the film F so as to be pulled and delayed without being sent to the film processing unit 200, and the second film adjusting unit 500 2
  • the tension measuring unit 510 is pulled down by the second tension measuring unit 510 of the second film adjusting unit 500 to compensate for the film F which is not supplied from the film processing unit 200.
  • In order to release the supply to the rewinder unit 300 may be moved in a vertical direction perpendicular to the conveying direction of the film (F).
  • the printing roller 210 is rotated to supply the film F to the rewinder unit 300 (FIG. 10 rotates clockwise) and the screen 220 may be conveyed in the same direction as the conveying direction of the film (F).
  • the squeegee 230 may move in a state spaced apart from the screen 220 and the scraper 240 may move in a lowered state to contact the screen 200.
  • the scraper 240 may move along the upper surface of the screen 220 to remove ink on the screen 220 after the printing process is completed.
  • the first tension measuring unit 410 of the first film adjusting unit 400 is connected to the film F.
  • FIG. 10 When the process is performed, the film F, which is pulled down and released, is moved upward in a direction perpendicular to the conveying direction of the film F to be supplied to the film processing part 200, and the second film adjusting part 500
  • the tension measuring unit 510 may move downward in a direction perpendicular to the conveying direction of the film F in order to pull and slow down a part of the film F supplied from the film processing unit 200 to the rewinder.
  • the film F in the film F control unit provided at the front and rear ends of the film processing unit 200 is constant
  • the tension of the film (F) By maintaining the pressure and by adjusting the tension of the film (F) by measuring the tension of the film (F), it is possible to improve the quality of the film (F) produced in the roll-to-roll process with a simpler structure.
  • the overall structure of the roll-to-roll processing apparatus (1) can be miniaturized to reduce the cost and the film (F) Can increase the production rate.
  • the roll-to-roll printing apparatus 1 performing a printing process for the film F of the roll-to-roll processing apparatus 1 is described as an example, but the scope of application of the present invention is not limited thereto.
  • the invention can be applied to any of various processes and technical fields as long as the device performs the roll-to-roll process.
  • the present invention relates to a roll-to-roll processing apparatus, and more particularly, to a roll-to-roll processing apparatus to improve the quality of the film produced in the roll-to-roll process with a simpler structure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

본 발명은 롤투롤 공정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치는, 필름(Film)을 연속적으로 풀어주는 언와인더부와, 언와인더부와 인접하게 위치하며, 언와인더로부터 공급된 필름에 대한 공정이 수행되는 필름 공정부와, 필름 공정부와 인접하게 위치하며, 필름 공정부에서 공정을 마친 후 공급되는 필름을 연속적으로 감아주는 리와인더부와, 언와인더부와 필름 공정부의 사이에 위치하며, 언와인더부로부터 공급되는 필름의 이송을 일정하게 유지하고, 언와인더부와 필름 공정부 사이에 위치하는 필름의 장력을 측정하는 제1 필름 조절부 및 필름 공정부와 리와인더부의 사이에 위치하며, 리와인더부로 공급되는 필름의 이송을 일정하게 유지하고, 필름 공정부와 리와인더부 사이에 위치하는 필름의 장력을 측정하는 제2 필름 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

롤투롤 공정 장치
본 발명은 롤투롤 공정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 간단한 구조로 롤투롤 공정에서 생산된 필름의 품질을 향상시킬 수 있는 롤투롤 공정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정 장치는 롤(Roll) 형태의 필름(Film) 또는 웹(Web)(이하, 본 발명에서는 필름이라 통칭하기로 한다.)에 다양한 종류의 공정을 수행하는 장치를 의미한다. 롤투롤 공정 장치는 롤 형태로 권취된 필름을 풀어주는 언와인더, 필름에 공정을 수행하는 스테이지 및 필름을 다시 롤 형태로 감아주는 리와인더를 포함하며, 이들 사이에 필름의 이송을 위한 여러 개의 이송 롤러를 구비하는 구조를 가질 수 있다.
롤투롤 공정 장치의 일 예로, 피공정물인 필름의 표면에 다양한 패턴을 형성하는 롤투롤 인쇄 장치를 들 수 있다. 특히, 최근의 롤투롤 인쇄 장치는 인쇄 기술을 활용하여 전자 회로, 센서, 플렉서블 디스플레이(flexible display) 등의 다양한 전자 부품을 제조하는 기술을 획기적으로 개선할 수 있는 인쇄 전자(Printed electronics) 기술의 발전과 함께 더욱 각광받고 있다.
이와 같은 롤투롤 공정 장치는 유연한 재질을 가지는 필름을 대상으로 공정을 수행해야 하기 때문에 피공정물인 필름의 특성상 열, 습도 등의 외부 조건에 의한 변형 때문에 생산 품질의 저하가 발생하기 쉽다. 따라서, 롤투롤 공정 장치는 생산 품질의 향상을 위해 많은 노력이 필요한데, 특히 공정을 수행하는 필름에 걸리는 장력을 정확하게 측정하고 이를 기반으로 장치 전체의 장력을 조절하도록 제어하는 것이 필수적이다.
일반적으로 롤투롤 공정 장치에서는 필름에 대한 장력 측정은 로드 셀(Load cell)을 사용하는데, 이러한 로드 셀은 필름을 이송시키기 위한 이송 롤러들 사이에 설치되어 장력을 측정하게 된다. 그러나, 종래의 롤투롤 공정 장치는 필름의 장력 측정을 위해 설치되는 로드 셀의 위치는 실제로 공정이 이루어지는 위치에서 떨어져 있어 공정 위치에서의 정확한 장력 측정 및 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.
따라서, 보다 간단한 구조로 롤투롤 공정에서 생산된 필름의 품질을 향상시킬 수 있는 롤투롤 공정 장치가 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 필름 공정부의 전후단에 구비된 필름 조절부에서 필름의 이송을 일정하게 유지함과 동시에 필름의 장력을 측정하여 이송되는 필름의 장력을 조절함으로써, 보다 간단한 구조로 롤투롤 공정에서 생산된 필름의 품질을 향상시킬 수 있는 롤투롤 공정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치는, 필름(Film)을 연속적으로 풀어주는 언와인더부와, 상기 언와인더부와 인접하게 위치하며, 상기 언와인더로부터 공급된 필름에 대한 공정이 수행되는 필름 공정부와, 상기 필름 공정부와 인접하게 위치하며, 상기 필름 공정부에서 공정을 마친 후 공급되는 필름을 연속적으로 감아주는 리와인더부와, 상기 언와인더부와 상기 필름 공정부의 사이에 위치하며, 상기 언와인더부로부터 공급되는 필름의 이송을 일정하게 유지하고, 상기 언와인더부와 상기 필름 공정부 사이에 위치하는 필름의 장력을 측정하는 제1 필름 조절부 및 상기 필름 공정부와 상기 리와인더부의 사이에 위치하며, 상기 리와인더부로 공급되는 필름의 이송을 일정하게 유지하고, 상기 필름 공정부와 상기 리와인더부 사이에 위치하는 필름의 장력을 측정하는 제2 필름 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치에 따르면, 필름 공정부의 전후단에 구비된 필름 조절부에서 필름의 이송을 일정하게 유지함과 동시에 필름의 장력을 측정하여 이송되는 필름의 장력을 조절함으로써, 보다 간단한 구조로 롤투롤 공정에서 생산된 필름의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치에 따르면, 필름의 이송을 일정하게 유지하는 구조와 필름의 장력을 측정하는 구조를 일체화함으로써, 롤투롤 공정 장치의 전체 구조를 소형화하여 비용을 절감하고 필름 생산율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 공정을 수행할 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 공정을 마친 후의 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 제1 필름 조절부 및 제2 필름 조절부가 각각 제1 감쇄부 및 제2 감쇄부를 포함할 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 제1 필름 조절부에 구비된 제1 감쇄부의 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 인쇄 공정을 수행할 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 인쇄 공정을 마친 후의 모습을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 롤투롤 공정 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치(1)는 크게 언와인더부(100), 필름 공정부(200), 리와인더부(300), 제1 필름 조절부(400) 및 제2 필름 조절부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
언와인더부(100)(Unwinder)는 피공정물인 필름(F)을 연속적으로 풀어주며 공급할 수 있다. 언와인더부(100)는 공정이 수행되는 필름(F)의 이송 방향의 후단에 배치되며, 필름(F)의 양면을 지지하면서 필름(F)을 이송시켜 공급하는 한 쌍의 공급 롤러(110, 120)로 구성될 수 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 한 쌍의 공급 롤러(110, 120) 중 적어도 하나에는 한 쌍의 공급 롤러(110, 120)에 회전 구동력을 제공하는 공급 롤러 구동부(도시되지 않음)가 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 언와인더부(100)는 공정을 수행하는 동안 일정한 공급 속도 V1으로 필름(F)을 연속적으로 풀어주며 공급할 수 있다.
필름 공정부(200)는 언와인더부(100)와 인접하게 위치하며, 언와인더부(100)로부터 공급된 필름(F)에 대한 공정이 수행될 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 자세히 도시되지 않았으나, 필름 공정부(200)는 피공정물인 필름(F) 상에 인쇄 공정 등의 다양한 공정을 수행할 수 있도록 다양한 구조로 구현될 수 있다. 필름 공정부(200)는 필름(F)에 대한 공정을 수행할 때에는 언와인더부(100)로부터 필름(F)을 공정 속도 V2로 공급 받아 이송시키고, 필름(F)에 대한 공정을 마친 후에는 필름(F)을 이송 속도 V3로 리와인더부(300)로 이송시킬 수 있다. 일반적으로 필름(F)의 공정 속도 V2는 필름(F)의 공급 속도 V1, 필름(F)의 이송 속도 V3보다는 느리고, 필요에 따라 필름(F)에 대한 공정을 수행할 때에는 필름(F)의 이송을 정지, 즉, 필름(F)의 공정 속도 V2를 0으로 설정할 수도 있다. 필름 공정부(200)의 구체적인 구현 예에 대해서는 추후 도 7 내지 도 10을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
리와인더부(300)(Rewinder)는 필름 공정부(200)와 인접하게 위치하며, 필름 공정부(200)에서 공정을 마친 후 공급되는 필름(F)을 연속적으로 감아줄 수 있다. 언와인더부(100)는 공정이 수행되는 필름(F)의 이송 방향의 전단에 배치되며, 필름(F)의 양면을 지지하면서 필름(F)을 이송시켜 권취(捲取, rewind)하는 한 쌍의 권취 롤러(310, 320)로 구성될 수 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 한 쌍의 권취 롤러(310, 320) 중 적어도 하나에는 한 쌍의 권취 롤러(310, 320)에 회전 구동력을 제공하는 권취 롤러 구동부(도시되지 않음)가 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 언와인더부(100)는 공정을 수행하는 동안 일정한 권취 속도 V4로 필름(F)을 연속적으로 감아줄 수 있다.
제1 필름 조절부(400)는 언와인더부(100)와 필름 공정부(200)의 사이에 위치하며, 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 이송을 일정하게 유지하고, 언와인더부(100)와 필름 공정부(200) 사이에 위치하는 필름(F)의 장력을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 언와인더부(100)는 필름(F)을 일정한 공급 속도 V1으로 필름 공정부(200)로 공급하고 필름 공정부(200)는 공정 속도 V2로 공정을 수행하고 이송 속도 V3로 이송되므로, 공급 속도 V1과 공정 속도 V2 또는 이송 속도 V3의 차이에 따라 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 이송 및 필름(F)의 장력을 일정하게 유지할 필요가 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 필름 조절부(400)는 언와인더부(100)와 필름 공정부(200)의 사이에서 필름(F)의 이송 및 필름(F)의 장력을 일정하게 유지하기 위해 적어도 하나의 제1 장력 측정부(410)와 복수의 제1 가이드 롤러(420, 430)로 구성될 수 있다.
제1 장력 측정부(410)는 적어도 하나 이상이 구비되고, 제1 방향을 따라 왕복 이동하면서 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)을 당겨서 늦추거나 풀어주며, 외주면을 따라 이송되는 필름(F)의 장력을 측정할 수 있다. 또한, 제1 가이드 롤러(420, 430)는 복수개가 구비되고, 언와인더부(100)와 필름 공정부(200)의 사이에 위치하여 적어도 하나의 제1 장력 측정부(410)의 이동에 따른 필름(F)의 이송을 안내할 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 제1 필름 조절부(400)가 필름(F)의 이송 방향과 수직한 방향(상하 방향)으로 왕복 이동하는 하나의 제1 장력 측정부(410)와, 제1 장력 측정부(410)를 기준으로 필름(F)의 이송 방향을 따라 양 측에 각각 하나씩 제1 가이드 롤러(420, 430)를 포함하는 예를 도시하고 있다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 제1 필름 조절부(400)의 구조는 예시적인 것으로서, 제1 장력 측정부(410) 및 제1 가이드 롤러(420, 430)의 개수 및 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 이와 같은 제1 필름 조절부(400)의 동작에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
제2 필름 조절부(500)는 필름 공정부(200)와 리와인더부(300)의 사이에 위치하며, 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)의 이송을 일정하게 유지하고, 필름 공정부(200)와 리와인더부(300) 사이에 위치하는 필름(F)의 장력을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 필름 공정부(200)는 공정 속도 V2로 공정을 수행하고 이송 속도 V3로 이송되며 리와인더부(300)는 필름(F)을 일정한 권취 속도 V4로 감아 주므로, 공정 속도 V2 또는 이송 속도 V3와 권취 속도 V4의 차이에 따라 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)의 이송 및 필름(F)의 장력을 일정하게 유지할 필요가 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 필름 조절부(500)는 필름 공정부(200)와 리와인더부(300)의 사이에서 필름(F)의 이송 및 필름(F)의 장력을 일정하게 유지하기 위해 적어도 하나의 제2 장력 측정부(510)와 복수의 제2 가이드 롤러(520, 530)로 구성될 수 있다.
제 2 장력 측정부는 적어도 하나 이상이 구비되고, 제2 방향을 따라 왕복 이동하면서 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)을 당겨서 늦추거나 풀어주며, 외주면을 따라 이송되는 필름(F)의 장력을 측정할 수 있다. 또한, 제2 가이드 롤러(520, 530)는 복수개가 구비되고, 필름 공정부(200)와 리와인더부(300)의 사이에 위치하여 적어도 하나의 제2 장력 측정부(510)의 이동에 따른 필름(F)의 이송을 안내할 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 제2 필름 조절부(500)가 필름(F)의 이송 방향과 수직한 방향(상하 방향)으로 왕복 이동하는 하나의 제2 장력 측정부(510)와, 제2 장력 측정부(510)를 기준으로 필름(F)의 이송 방향을 따라 양 측에 각각 하나씩 제2 가이드 롤러(520, 530)를 포함하는 예를 도시하고 있다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 제2 필름 조절부(500)의 구조는 예시적인 것으로서, 제2 장력 측정부(510) 및 제2 가이드 롤러(520, 530)의 개수 및 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 이와 같은 제2 필름 조절부(500)의 동작에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 제1 필름 조절부(400)와 제2 필름 조절부(500)가 동일한 구조로 구현된 예를 들고 있으나, 필요에 따라 제1 필름 조절부(400)와 제2 필름 조절부(500)는 서로 다른 구조로 구현될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 도시되지는 않았으나, 롤투롤 공정 장치(1)는 언와인더부(100), 필름 공정부(200) 및 리와인더부(300) 사이에 필름(F)을 이송하기 위한 복수의 이송 롤러와 필름(F)의 이송을 안내하기 위한 아이들 롤러를 포함할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, 설명의 편의상, 롤루톨 공정 장치의 언와인더부(100), 제1 필름 조절부(400), 필름 공정부(200), 제2 필름 조절부(500) 및 리와인더부(300)가 필름(F)의 진행 방향을 따라 좌우 방향으로 일렬로 배치된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고 언와인더부(100), 제1 필름 조절부(400), 필름 공정부(200), 제2 필름 조절부(500) 및 리와인더부(300)의 배치 방향 및 형태는 얼마든지 변경 가능하다.
이하 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치(1)의 구조 및 동작에 대해서 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 공정을 수행할 때의 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 공정을 마친 후의 모습을 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이, 제1 필름 조절부(400)는 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 이송 및 필름(F)의 장력을 일정하게 유지하기 위해 적어도 하나의 제1 장력 측정부(410) 및 복수의 제1 가이드 롤러(420, 430)로 구성될 수 있다. 또한, 제2 필름 조절부(500)는 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)의 이송 및 필름(F)의 장력을 일정하게 유지하기 위해 적어도 하나의 제2 장력 측정부(510) 및 복수의 제2 가이드 롤러(520, 530)로 구성될 수 있다.
제1 필름 조절부(400)의 제1 장력 측정부(410)와 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)는 각각, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정이 수행되는지 여부에 따라 제1 방향 및 제2 방향을 따라 왕복 이동하면서 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F) 및 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)을 당겨서 늦추거나 풀어줄 수 있다.
즉, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정이 수행될 때에는, 제1 장력 측정부(410)는 제1 방향 또는 제1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)을 당겨서 늦추고, 적어도 하나의 제2 장력 측정부(510)는 제2 방향 또는 제2 방향의 반대 방향으로 이동하면서 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)을 풀어줄 수 있다. 또한, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정을 마쳤을 때에는, 적어도 하나의 제1 장력 측정부(410)는 제1 방향 또는 제1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)을 풀어주고, 적어도 하나의 제2 장력 측정부(510)는 제2 방향 또는 제2 방향의 반대 방향으로 이동하면서 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)을 당겨서 늦출 수 있다.
먼저, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정이 수행될 때에는, 필름 공정부(200)에서 이송되는 필름(F)의 공정 속도 V2는 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 공급 속도 V1와 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)의 권취 속도 V4보다 느린 것이 일반적이다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정이 수행될 때에는, 제1 필름 조절부(400)의 제1 장력 측정부(410)는 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 일부를 필름 공정부(200)로 보내지 않고 당겨서 늦추기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 아래 방향으로 이동할 수 있다. 이와 동시에, 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)는 필름 공정부(200)로부터 공급되지 않는 필름(F)을 보상하기 위해 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)에 당겨서 늦춰진 필름(F)을 풀어 리와인더부(300)로 공급하기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 위 방향으로 이동할 수 있다.
반대로, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정을 마친 후에는, 필름 공정부(200)에서 이송되는 필름(F)의 이송 속도 V3는 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 공급 속도 V1와 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)의 권취 속도 V4보다 크거나 동일한 것이 일반적이다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정을 마친 후에는, 제1 필름 조절부(400)의 제1 장력 측정부(410)는 필름(F)에 대한 공정이 수행될 때에 당겨서 늦춰진 필름(F)을 풀어 필름 공정부(200)로 공급하기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 위 방향으로 이동할 수 있다. 이와 동시에, 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)는 필름 공정부(200)로부터 공급되는 필름(F)의 일부를 리와인더로 보내지 않고 당겨서 늦추기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 아래 방향으로 이동할 수 있다.
한편, 제1 필름 조절부(400)의 제1 장력 측정부(410)와 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)는 각각 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)과 리와인더부(300)로 공급되는 필름(F)에 걸리는 장력을 측정할 수 있다. 또한, 언와인더부(100)와 리와인더부(300)는 각각 제1 장력 측정부(410) 및 제2 장력 측정부(510)의 장력 측정 결과에 따라 필름 공정부(200)로 공급되는 필름(F)의 풀어주는 속도 또는 필름 공정부(200)로부터 공급되는 필름(F)의 감아주는 속도를 조절할 수 있다. 바람직하게는, 제1 장력 측정부(410) 및 제2 장력 측정부(510)는 로드 셀(Load cell)을 사용할 수 있다. 로드 셀의 구조와 동작에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치(1)의 제1 필름 조절부(400) 및 제2 필름 조절부(500)는 각각 제1 감쇄부(440)와 제2 감쇄부(540)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 제1 필름 조절부 및 제2 필름 조절부가 각각 제1 감쇄부 및 제2 감쇄부를 포함할 때의 모습을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치의 제1 필름 조절부에 구비된 제1 감쇄부의 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 필름 조절부(400)는 제1 장력 측정부(410)에 연결되며, 제1 장력 측정부(410)의 왕복 이동에 따른 진동을 흡수하는 제1 감쇄부(440)를 더 포함하고, 제2 필름 조절부(500)는 제2 장력 측정부(510)에 연결되며, 제2 장력 측정부(510)의 왕복 이동에 따른 진동을 흡수하는 제2 감쇄부(540)를 더 포함할 수 있다. 제1 감쇄부(440)와 제2 감쇄부(540)는 제1 장력 측정부(410)와 제2 장력 측정부(510)가 각각 제1 방향 또는 제2 방향으로 왕복 이동할 때에 발생하는 관성의 영향을 최소화하여, 제1 장력 측정부(410)와 제2 장력 측정부(510)에 걸려 있는 필름(F)의 장력을 보다 정확하게 측정하고 제어할 수 있다.
바람직하게는, 제1 감쇄부(440) 및 제2 감쇄부(540)는 압축 또는 인장 스프링과 같은 탄성 부재나 공압 실린더 또는 유압 실린더와 같은 액츄에이터들을 이용하여 구현할 수 있다. 도 6의 (a)에서는 제1 장력 측정부(410)에 연결된 제1 감쇄부(440)로 압축 스프링(441)을 사용한 예를 도시하고 있고, 도 6의 (b)에서는 제1 감쇄부(440)로 공압 실린더(442)를 사용한 예를 도시하고 있다.
이하 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치(1)의 일 예로서, 롤투롤 인쇄 장치(1)의 구조 및 동작에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 인쇄 공정을 수행할 때의 모습을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치 중 롤투롤 인쇄 장치의 필름 공정부에서 필름에 대한 인쇄 공정을 마친 후의 모습을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치(1) 중 롤투롤 인쇄 장치(1)는 언와인더부(100), 필름 공정부(200), 리와인더부(300), 제1 필름 조절부(400) 및 제2 필름 조절부(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 중, 언와인더부(100), 리와인더부(300), 제1 필름 조절부(400) 및 제2 필름 조절부(500)의 구조 및 동작은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하였으므로, 롤투롤 인쇄 장치(1)의 필름 공정부(200)에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 롤투롤 인쇄 장치(1)에서 필름(F)에 대한 인쇄 공정을 수행하는 필름 공정부(200)는, 인쇄 롤러(210), 스크린(220), 스퀴지(230) 및 스크레이퍼(240)를 포함할 수 있다.
인쇄 롤러(210)는 제1 필름 조절부(400)로부터 공급되는 필름(F)의 일면을 지지하고, 공정을 마친 후 제2 필름 조절부(500)로 공급되는 필름(F)의 이송을 안내할 수 있다. 또한, 스크린(220)은 인쇄 롤러(210)로부터 이격되어 배치되며, 인쇄 롤러(210)에 의해 지지되는 필름(F) 상에 인쇄 공정을 수행하기 위한 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 스퀴지(230)(Squeegee)는 스크린(220)에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 이동 가능하게 배치되며, 스크린(220)에 잉크를 도포하며 인쇄 공정을 수행할 수 있다. 또한, 스크레이퍼(240)(Scrapper)는 스크린(220)에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 이동 가능하게 스퀴지(230)와 인접하여 위치하며, 인쇄 공정을 마친 스크린(220) 상의 잉크를 제거할 수 있다.
도 7 및 도 8에서는 인쇄 롤러(210)가 수평 방향으로 공급 이송되는 필름(F)의 하부면을 지지하여 이송하고 스크린(220)이 필름(F)의 상부에 배치되며 스퀴지(230)와 스크레이퍼(240)가 스크린(220)의 상부에서 이동하면서 인쇄 공정을 수행하는 예를 들고 있으나, 인쇄 롤러(210), 스크린(220), 스퀴지(230) 및 스크레이퍼(240)의 개수, 위치, 배치 형태 등은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 또한, 도 7 및 도 8에서는 스크린(220)의 형태가 평판형인 것을 예로 들고 있으나, 로터리형 스크린을 사용할 수 도 있다.
비록 도시되지는 않았으나, 필름 공정부(200)는, 스크린(220)에 연결되며, 스크린(220)을 인쇄 롤러(210)에 의해 지지되는 필름(F) 상을 왕복 구동시키는 스크린(220) 구동부와, 스퀴지(230) 및 스크레이퍼(240)에 각각 연결되며, 스퀴지(230) 또는 스크레이퍼(240)를 스크린(220)에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 구동시키고 인쇄 롤러(210)에 의해 지지되는 필름(F) 상을 왕복 구동시키는 인쇄 구동부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 인쇄 공정이 수행될 때에는, 인쇄 롤러(210)는 회전을 중단하고 스크린(220)은 필름(F)의 이송 방향과 반대로 이송될 수 있다. 이 때에, 필름 공정부(200)에서의 필름의 공정 속도 V2는 0이다. 이와 동시에, 스퀴지(230)는 스크린(220)에 맞닿도록 하강한 상태로 이동하고 스크레이퍼(240)는 스크린(200)으로부터 이격된 상태로 이동할 수 있다. 스퀴지(230)는 스크린(220)의 상부면을 따라 이동하면서 스크린(220)에 잉크를 도포하며 인쇄 공정을 수행할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 인쇄 공정이 수행될 때에는, 제1 필름 조절부(400)의 제1 장력 측정부(410)는 언와인더부(100)로부터 공급되는 필름(F)의 일부를 필름 공정부(200)로 보내지 않고 당겨서 늦추기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 아래 방향으로 이동하고, 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)는 필름 공정부(200)로부터 공급되지 않는 필름(F)을 보상하기 위해 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)에 당겨서 늦춰진 필름(F)을 풀어 리와인더부(300)로 공급하기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 위 방향으로 이동할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 인쇄 공정을 마친 후에는, 인쇄 롤러(210)는 필름(F)을 리와인더부(300)로 공급하도록 회전(도 10에서는 시계 방향으로 회전)을 시작하고 스크린(220)은 필름(F)의 이송 방향과 동일한 방향으로 이송될 수 있다. 이와 동시에, 스퀴지(230)는 스크린(220)으로부터 이격된 상태로 이동하고 스크레이퍼(240)는 스크린(200)에 맞닿도록 하강한 상태로 이동할 수 있다. 스크레이퍼(240)는 스크린(220)의 상부면을 따라 이동하면서 인쇄 공정을 마친 스크린(220) 상의 잉크를 제거할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 필름 공정부(200)에서 필름(F)에 대한 공정을 마친 후에는, 제1 필름 조절부(400)의 제1 장력 측정부(410)는 필름(F)에 대한 공정이 수행될 때에 당겨서 늦춰진 필름(F)을 풀어 필름 공정부(200)로 공급하기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 위 방향으로 이동하고, 제2 필름 조절부(500)의 제2 장력 측정부(510)는 필름 공정부(200)로부터 공급되는 필름(F)의 일부를 리와인더로 보내지 않고 당겨서 늦추기 위해 필름(F)의 이송 방향과 수직한 아래 방향으로 이동할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 공정 장치(1)에 따르면, 필름 공정부(200)의 전후단에 구비된 필름(F) 조절부에서 필름(F)의 이송을 일정하게 유지함과 동시에 필름(F)의 장력을 측정하여 이송되는 필름(F)의 장력을 조절함으로써, 보다 간단한 구조로 롤투롤 공정에서 생산된 필름(F)의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 필름(F)의 이송을 일정하게 유지하는 구조와 필름(F)의 장력을 측정하는 구조를 일체화함으로써, 롤투롤 공정 장치(1)의 전체 구조를 소형화하여 비용을 절감하고 필름(F) 생산율을 증대시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 롤투롤 공정 장치(1) 중 필름(F)에 대한 인쇄 공정을 수행하는 롤투롤 인쇄 장치(1)를 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 적용 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 롤투롤 공정을 수행하는 장치라면 얼마든지 다양한 공정 및 기술 분야에도 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명은 롤투롤 공정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 간단한 구조로 롤투롤 공정에서 생산된 필름의 품질을 향상시킬 수 있도록 롤투롤 공정 장치에 적용된다.

Claims (10)

  1. 필름(Film)을 연속적으로 풀어주는 언와인더부;
    상기 언와인더부와 인접하게 위치하며, 상기 언와인더로부터 공급된 필름에 대한 공정이 수행되는 필름 공정부;
    상기 필름 공정부와 인접하게 위치하며, 상기 필름 공정부에서 공정을 마친 후 공급되는 필름을 연속적으로 감아주는 리와인더부;
    상기 언와인더부와 상기 필름 공정부의 사이에 위치하며, 상기 언와인더부로부터 공급되는 필름의 이송을 일정하게 유지하고, 상기 언와인더부와 상기 필름 공정부 사이에 위치하는 필름의 장력을 측정하는 제1 필름 조절부; 및
    상기 필름 공정부와 상기 리와인더부의 사이에 위치하며, 상기 리와인더부로 공급되는 필름의 이송을 일정하게 유지하고, 상기 필름 공정부와 상기 리와인더부 사이에 위치하는 필름의 장력을 측정하는 제2 필름 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 필름 조절부는,
    제1 방향을 따라 왕복 이동하면서 상기 언와인더부로부터 공급되는 필름을 당겨서 늦추거나 풀어주며, 외주면을 따라 이송되는 필름의 장력을 측정하는 적어도 하나의 제1 장력 측정부; 및
    상기 언와인더부와 상기 필름 공정부의 사이에 위치하며, 상기 적어도 하나의 제1 장력 측정부의 이동에 따른 필름의 이송을 안내하는 복수의 제1 가이드 롤러를 포함하고,
    상기 제2 필름 조절부는,
    제2 방향을 따라 왕복 이동하면서 상기 리와인더부로 공급되는 필름을 당겨서 늦추거나 풀어주며, 외주면을 따라 이송되는 필름의 장력을 측정하는 적어도 하나의 제2 장력 측정부; 및
    상기 필름 공정부와 상기 리와인더부의 사이에 위치하며, 상기 적어도 하나의 제2 장력 측정부의 이동에 따른 필름의 이송을 안내하는 복수의 제2 가이드 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 장력 측정부 및 상기 적어도 하나의 제2 장력 측정부는 각각,
    상기 필름 공정부에서 상기 필름에 대한 공정이 수행되는지 여부에 따라 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 왕복 이동하면서 상기 언와인더부로부터 공급되는 필름 및 상기 리와인더부로 공급되는 필름을 당겨서 늦추거나 풀어주는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필름 공정부에서 상기 필름에 대한 공정이 수행될 때에는, 상기 제1 장력 측정부는 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 상기 언와인더부로부터 공급되는 필름을 당겨서 늦추고, 상기 적어도 하나의 제2 장력 측정부는 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향의 반대 방향으로 이동하면서 상기 리와인더부로 공급되는 필름을 풀어주며,
    상기 필름 공정부에서 상기 필름에 대한 공정을 마쳤을 때에는, 상기 적어도 하나의 제1 장력 측정부는 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 상기 언와인더부로부터 공급되는 필름을 풀어주고, 상기 적어도 하나의 제2 장력 측정부는 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향의 반대 방향으로 이동하면서 상기 리와인더부로 공급되는 필름을 당겨서 늦추는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 언와인더부 및 상기 리와인더부는 각각 상기 제1 장력 측정부 및 상기 제2 장력 측정부의 장력 측정 결과에 따라 상기 필름 공정부로 공급되는 필름의 풀어주는 속도 또는 상기 필름 공정부로부터 공급되는 필름의 감아주는 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 장력 측정부 및 상기 제2 장력 측정부는 로드 셀(Load cell)을 사용하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 필름 조절부는,
    상기 적어도 하나의 제1 장력 측정부 각각에 연결되며, 상기 적어도 하나의 제1 장력 측정부 각각의 왕복 이동에 따른 진동을 흡수하는 제1 감쇄부를 더 포함하고,
    상기 제2 필름 조절부는,
    상기 적어도 하나의 제2 장력 측정부 각각에 연결되며, 상기 적어도 하나의 제2 장력 측정부 각각의 왕복 이동에 따른 진동을 흡수하는 제2 감쇄부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 감쇄부 및 상기 제2 감쇄부는 탄성 부재, 공압 실린더 및 유압 실린더 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 공정부는,
    상기 제1 필름 조절부로부터 공급되는 필름의 일면을 지지하고, 공정을 마친 후 상기 제2 필름 조절부로 공급되는 필름의 이송을 안내하는 인쇄 롤러;
    상기 인쇄 롤러로부터 이격되어 배치되며, 상기 인쇄 롤러에 의해 지지되는 필름 상에 인쇄 공정을 수행하기 위한 패턴이 형성된 스크린;
    상기 스크린에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 이동 가능하게 배치되며, 상기 스크린에 잉크를 도포하며 상기 인쇄 공정을 수행하는 스퀴지(Squeegee); 및
    상기 스크린에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 이동 가능하게 상기 스퀴지와 인접하여 위치하며, 상기 인쇄 공정을 마친 상기 스크린 상의 잉크를 제거하는 스크레이퍼(Scrapper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 필름 공정부는,
    상기 스크린에 연결되며, 상기 스크린을 상기 인쇄 롤러에 의해 지지되는 필름 상을 왕복 구동시키는 스크린 구동부; 및
    상기 스퀴지 및 상기 스크레이퍼에 각각 연결되며, 상기 스퀴지 또는 상기 스크레이퍼를 상기 스크린에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 구동시키고 상기 인쇄 롤러에 의해 지지되는 필름 상을 왕복 구동시키는 인쇄 구동부 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정 장치.
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