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KR102616738B1 - 필름 주름 제거용 롤러 - Google Patents

필름 주름 제거용 롤러 Download PDF

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KR102616738B1
KR102616738B1 KR1020180056454A KR20180056454A KR102616738B1 KR 102616738 B1 KR102616738 B1 KR 102616738B1 KR 1020180056454 A KR1020180056454 A KR 1020180056454A KR 20180056454 A KR20180056454 A KR 20180056454A KR 102616738 B1 KR102616738 B1 KR 102616738B1
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film
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 필름 주름 제거용 롤러에 관한 것으로 보다 상세하게는, 테프론으로 구성되는 원통형 롤의 양단에 고무소재로 코팅된 패턴롤이 위치되고, 다공성 필름이 롤 및 패턴롤을 접함으로써 필름의 주름 발생이 방지될 수 있고, 롤의 표면과 필름의 마찰에 따른 필름표면의 마모 현상이 방지될 수 있는 필름 주름 제거용 롤러에 관한 것이다.

Description

필름 주름 제거용 롤러{ROLLER FOR REMOVING WRINKLES OF FILM}
본 발명은 필름 주름 제거용 롤러에 관한 것으로 보다 상세하게는, 테프론으로 구성되는 원통형 롤의 양단에 고무 소재로 코팅된 패턴롤이 위치되고, 다공성 필름이 롤 및 패턴롤을 접함으로써 필름의 주름 발생이 방지될 수 있고, 롤의 표면과 필름의 마찰에 따른 필름표면의 마모 현상이 방지될 수 있는 필름 주름 제거용 롤러에 관한 것이다.
다공성 필름은 이차전지 분리막 및 연료전지 강화막에 사용되는 다공성 강화 기재로 응용되고 있고, 이러한 응용분야에 사용되는 다공성 필름은 polyethylene(PE), polypropylene(PP), polytetrafluoroethylene(PTFE), polyethylene terephthalate (PET) 등이 있다.
여기서, 다공성 필름을 생산 공정할 때 필름을 이송하기 위해 다수의 롤이 사용될 수 있는데 이러한 롤은 사용 목적 및 특성에 따라 다양한 재질로 제작될 수 있다.
일반적으로 다공성 필름은 Roll to roll 필름 주행 공정으로 생산될 수 있는데, 이때 얇은 두께의 다공성 필름의 주행에 있어 필름의 이동 방향으로 장력이 작용하기 때문에 주름에 발생될 수 있다.
따라서, 필름의 주름을 제거하는 공정이 필름의 생산 공정 중 중요한 요소로 인식되고 이에 필름의 주름을 개선시킬 수 있는 산업용 롤이 개발되고 있다.
이에 종래의 필름 주름 개선용 롤의 경우, 일정한 패턴을 가지는 원통형의 롤을 구성하고, 필름원단을 롤에 통과시켜 필름에 형성되는 주름을 개선시키도록 하였다.
그러나, 이러한 종래의 필름 주름 개선용 롤의 경우, 고무 및 금속 소재로 구성된 패턴롤이 구성되고, 얇은 두께의 필름이 상기 패턴롤을 통과하면서 필름 표면과 고무 패턴롤 사이에 마찰력이 커져 필름에 손상이 발생한다는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 이러한 종래의 필름 주름 개선용 고무 롤의 경우, 고무 소재인 패턴롤 하나로만 구성되어 있어 필름이 패턴롤을 통과하면서 필름 표면에 패턴 잔상이 형성된다는 문제점을 가지고 있었고, 이로 인해 필름 코팅 시 필름 표면에 코팅이 균일하지 않게 된다는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 이러한 종래의 필름 주름 개선용 롤의 경우, 원통형의 롤 전면이 모두 고무 소재로만 구성되어 필름과 롤 사이 마찰력에 의한 필름 주행 저하가 발생한다는 문제점을 가지고 있었고, 이로 인해 필름의 생산성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있었다.
한국공개특허 10-2005-0023340호
본 발명의 목적은, 테프론 소재로 구성된 원통형 롤의 양단에 고무 소재로 코팅된 한 쌍의 패턴롤이 구성되고, 얇은 두께의 다공성 필름이 롤 및 패턴롤을 접함으로써 패턴형상에 의해 필름 표면에 패턴 잔상이 생기는 마모현상이 방지될 수 있고, 필름 코팅 시 필름 표면에 코팅이 균일하게 될 수 있도록 하는 필름 주름 제거용 롤러를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 일 실시예에 따른 본 발명의 목적은, 필름 원단의 유효 폭에 접하는 원통형의 롤이 마찰력이 작은 테프론 소재로 구성됨으로써 롤을 통과하는 필름이 양 끝단의 고무 패턴롤에 의해 폭 방향으로 주름이 펴지며 필름의 주행이 주름 없이 원활하게 될 수 있고, 이로 인해 필름의 생산성이 향상될 수 있도록 하는 필름 주름 제거용 롤러를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 필름 주름 제거용 롤러는, 원통형으로 형성되는 롤, 상기 롤 양단에 위치되고 패턴이 형성되는 한 쌍의 패턴롤 및 상기 롤 및 상기 패턴롤의 위치를 고정시키는 롤고정부를 포함하고, 상기 롤 및 상기 패턴롤은, 각각 분리가 가능하며, 마찰력이 서로 다른 소재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 롤은, 금속소재로 형성되고, 상기 롤의 전면(全面)에는, 일정한 두께의 테프론이 코팅되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 롤은, 테프론 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 패턴롤은, 금속소재로 형성되고, 상기 패턴롤의 전면에는, 일정한 두께의 고무소재가 코팅되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 패턴롤은, 상기 롤의 양단에 각각 배치되는 제1 및 2 패턴롤을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 2 패턴롤은, 각각의 패턴이 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 테프론 소재로 구성된 원통형 롤의 양단에 고무소재로 코팅된 한 쌍의 패턴롤이 구성되고, 얇은 두께의 다공성 필름이 롤 및 패턴롤을 접함으로써 필름 표면에 패턴 잔상이 생기는 마모현상이 방지될 수 있고, 필름 코팅 시 필름 표면에 코팅이 균일하게 될 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 원통형의 롤은 마찰력이 작은 테프론 소재로 구성됨으로써 롤을 통과하는 필름이 양 끝단의 고무 패턴롤에 의해 폭 방향으로 주름이 펴지며 필름의 주행이 주름 없이 원활하게 될 수 있고, 이로 인해 필름의 생산성이 향상될 수 있도록 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러(100)에 필름이 접하는 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3(b)는 비교예의 필름 주름 개선용 롤러의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러를 통과한 필름과 비교예의 주름 개선용 롤러를 통과한 필름을 비교하여 나타낸 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기제가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함 할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
<필름 주름 제거용 롤러>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러(100)에 필름이 접하는 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러(100)는 원통형으로 형성되는 롤(10), 패턴이 형성되는 한 쌍의 패턴롤(20), 롤(10) 및 패턴롤(20)의 위치를 고정시키는 롤고정부(30)를 포함할 수 있다.
먼저, 롤(10)은 원통형으로 형성되고, 롤(10)의 전면은 패턴이 없는 민무늬의 형태로 제공될 수 있다.
롤(10)은 알루미늄, 구리 및 아연과 같은 금속 소재로 형성되어 금속 소재로 형성된 롤(10)의 전면(全面)에 테프론(Teflon, PTFE)이 코팅될 수 있거나 혹은 롤(10) 전체가 테프론 소재로 형성될 수 있다.
예를 들어, 원통형의 롤(10)은 알루미늄으로 형성되어 알루미늄 롤(10)의 전면에 테프론 소재가 일정한 두께로 코팅된 후 테프론의 경화온도에서 경화시킴으로써 롤(10)의 표면 마찰력이 최소화될 수 있다.
특히, 원통형의 롤(10)은 다공성 필름(도시되지 않음)과 접할 수 있고, 이때, 다공성 필름은 이차전지 분리막 및 연료전지 강화막에 사용될 수 있으며, 다공성 필름으로 polyethylene(PE), polypropylene(PP), polytetrafluoroethylene(PTFE) 및 polyethylene terephthalate (PET) 등이 적용될 수 있다.
테프론 소재로 구성된 롤(10)과 다공성 필름이 접하게 되면 다공성 필름과 롤(10) 사이의 마찰력이 최소화됨으로써 다공성 필름 원단의 주행이 용이하게 될 수 있고, 이로 인해 다공성 필름의 생산성이 향상될 수 있다.
이때, 롤(10)의 길이는 롤(10)과 접하는 다공성 필름의 유효면적의 폭 길이와 동일하게 제공될 수 있고, 이로 인해 다공성 필름 표면의 유효면적 상에 발생하는 손상이 방지될 수 있고, 필름 찢어짐 현상도 방지될 수 있다.
또한, 롤(10)에는 다공성 필름의 유효면적 직경과 동일한 직경으로 테프론 소재가 코팅됨으로써 다공성 필름이 롤(10)을 통과할 때 다공성 필름 표면의 기공 구조가 변형되는 현상이 방지될 수 있다.
다음으로, 한 쌍의 패턴롤(20)은 원통형의 롤(10)의 양단에 위치될 수 있고, 롤(10)의 양단에 각각 배치되는 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)를 포함할 수 있다.
여기서, 원통형의 롤(10) 및 한 쌍의 패턴롤(20)은 각각 분리가 가능할 수 있고, 마찰력이 서로 다른 소재로 구성될 수 있다.
패턴롤(20)은 알루미늄, 구리 및 아연과 같은 금속 소재로 형성되어 금속 소재로 형성된 패턴롤(20)의 전면에는 일정한 두께의 고무 소재가 코팅될 수 있다.
고무 소재로는 스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 니트릴 고무(NBR), 에틸렌-플로필렌 고무(EPDM), 클로로설폰화폴리에틸렌 고무(CSM), 아크릴 고무(ACM), 플루오르 고무(FPM) 등이 사용될 수 있다.
예를 들어, 원통형으로 각각 제공되는 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)은 알루미늄으로 형성될 수 있고, 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)의 전면에 고무 소재인 스틸렌-부타디엔 고무가 일정한 두께로 코팅된 후 패턴 가공을 통해 패턴롤(20)에 다양한 형태의 패턴이 형성될 수 있다.
패턴이 형성된 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)은 고무 소재의 경화온도에서 경화시킨 후 롤(10)의 양단에 각각 조립될 수 있다.
여기서 패턴롤(20)의 경화온도와 롤(10)의 경화온도는 서로 상이함으로써 롤(10) 및 패턴롤(20)은 서로 다른 경화온도에서 각각 가공된 후에 조립되어 일체화시킬 수 있다.
제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)은 각각의 패턴이 서로 대칭되게 형성될 수 있고, V자형 패턴(chevron), 헤링본 패턴(herringbone), 다이아몬드 패턴(diamond), 가로형 패턴(horizontal), 세로형 패턴(vertical) 및 사선형 패턴(diagonal)과 같은 다양한 형태의 패턴으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 패턴롤(20)에 사선형 패턴이 제공되면 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)에는 사선형의 홈 및 돌기가 대칭되게 형성될 수 있고, 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)의 사선형 돌기는 고무 소재로 구성되어 표면 마찰력 향상될 수 있다.
도 2를 참조하면, 패턴이 형성된 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)은 원통형의 롤(10)의 양단에 각각 배치되어 조립될 수 있고, 일체화된 롤(10)과 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)의 표면과 다공성 필름은 접하게 될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 테프론으로 구성된 롤(10)의 직경이 다공성 필름의 유효면적 직경과 동일하게 제공되고, 고무 소재인 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)이 롤(10)의 양단에 조립되어 일체화될 수 있으며, 다공성 필름은 일체화된 롤(10) 및 패턴롤(20)과 접할 수 있다.
이때 다공성 필름에서 테프론으로 구성된 롤(10)과 접하는 부분은 필름의 마모현상이 방지되는 필름의 유효면적이고, 다공성 필름에서 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)과 접하는 부분은 유효면적을 제외한 필름의 양쪽 모서리로써 후단 Edge trimming(slitting) 공정으로 잘라낼 수 있다.
또한, 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)의 패턴이 고무 소재로 제공되어 패턴롤(20)과 다공성 필름과의 마찰력이 생성될 수 있고, 이로 인해 제1 및 2 패턴롤(20a, 20b)은 다공성 필름을 필름의 폭 방향으로 당겨줌으로써 필름의 주행 방향으로 생성되는 주름이 제거될 수 있다.
고무 소재인 한 쌍의 패턴롤(20) 사이에 테프론 소재인 원통형의 롤(10)이 구성되고, 얇은 두께의 다공성 필름이 롤(10) 및 패턴롤(20)과 접하게 됨으로써 다공성 필름 표면에 패턴 잔상이 생기는 마모현상이 방지될 수 있고, 필름의 표면 기공 구조가 마모되는 현상이 방지되어 필름 코팅 시 필름 표면에 코팅이 균일하게 될 수 있다.
특히, 다공성 필름이 롤(10) 및 패턴롤(20)과 접하면서 필름의 주름 제거공정과 필름의 손상 방지공정이 동시에 진행됨으로써 다공성 필름의 주행 공정 시간이 단축될 수 있고, 다공성 필름의 생산효율이 향상될 수 있다.
다음으로, 롤고정부(30)는 조립된 롤(10) 및 패턴롤(20)의 내부로 삽입되는 형태로 제공될 수 있고, 이때 롤고정부(30)는 알루미늄, 구리 및 아연과 같은 금속 소재로 제공될 수 있다.
롤고정부(30)의 길이는 롤(10) 및 패턴롤(20)의 직경에 따라 달라질 수 있고, 롤(10) 및 패턴롤(20)의 직경이 커지면 롤고정부(30)의 길이도 커질 수 있다.
이처럼, 롤고정부(30)는 롤(10) 및 패턴롤(20)의 내부로 삽입되어 롤(10) 및 패턴롤(20)의 위치를 고정시킴으로써 다공성 필름의 주행 공정 중 롤(10)과 패턴롤(20)이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
<실시예>
알루미늄으로 구성된 원통형의 바디에 테프론(Teflon, PTFE)을 코팅시켜 롤을 제작했다. 또한, 알루미늄으로 구성된 한 쌍의 원통형 바디에 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)를 코팅시킨 뒤 사선형의 패턴을 각각 형성시켜 패턴롤을 제작했는데, 여기서 한 쌍의 패턴롤의 사선형 패턴은 서로 대칭되게 형성되었다. 제작된 롤의 양단에 한 쌍의 패턴롤을 각각 배치시키고, 롤 및 패턴롤의 내부에 롤고정부를 삽입한 뒤 롤과 패턴롤을 조립해 일체화시켜 필름 주름 제거용 롤러를 제작했다.
<비교예>
원통형의 바디 전체를 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)로 형성한 뒤 바디 전면에 V자형 패턴을 형성시켜 패턴롤으로만 주름 개선용 롤러를 제작했는데, 여기서 패턴롤의 V자형 패턴은 사선형 패턴이 서로 대칭된 형태로 제공되었다.
<실험예>
필름 주름 제거용 롤러를 접한 다공성 필름의 변화 측정
다공성 필름을 비교예 및 실시예에 접하도록 하였고, 이때 비교예 및 실시예와 접한 다공성 필름의 소재, 형태 및 크기는 동일한 것으로 소재가 polypropylene(PP)인 다공성 필름이 제공되었다.
이때, 비교예 및 실시예가 가동되는 온도와 비교예 및 실시예가 다공성 필름의 주행 장력의 크기는 모두 동일한 상태였다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3(b)는 비교예의 필름 주름 개선용 롤러의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필름 주름 제거용 롤러를 통과한 필름과 비교예의 주름 개선용 롤러를 통과한 필름을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 4(a)는 비교예를 접한 다공성 필름의 표면 사진과 필름 표면 기공의 SEM 사진이고, 도 4(b)는 본 발명의 실시예를 접한 다공성 필름의 표면 사진과 필름 표면 기공의 SEM 사진이다.
비교예를 접한 다공성 필름의 표면에는 고무 소재인 패턴롤의 V자형 패턴과 동일한 잔상이 형성되며 필름 표면에서 마모현상이 발생되었고, 이로 인해 필름 표면 기공의 구조가 변형되면서 기공이 막히는 현상이 발생되었다.
반면, 실시예를 접한 다공성 필름의 표면에는 고무 소재인 패턴롤의 사선형 패턴 잔상이 거의 나타나지 않았고, 다공성 필름 표면 기공의 구조가 변형되지 않고 그대로 유지되었다.
즉, 실시예를 접한 다공성 필름의 표면은 비교예를 접한 다공성 필름의 표면보다 손상이 적게 발생했고, 필름 표면의 마모현상이 방지되어 필름 표면 기공의 변형이 방지된 것을 알 수 있다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 필름 주름 제거용 롤러
10: 롤
20: 패턴롤
20a: 제1 패턴롤
20b: 제2 패턴롤
30: 롤고정부

Claims (6)

  1. 원통형으로 형성되는 롤;
    상기 롤 양단에 위치되고 패턴이 형성되는 한 쌍의 패턴롤; 및
    상기 롤 및 상기 패턴롤의 위치를 고정시키는 롤고정부;를 포함하고,
    상기 롤 및 상기 패턴롤은, 각각 분리가 가능하며, 마찰력이 서로 다른 소재로 구성되고,
    상기 롤은, 금속 소재 또는 테프론 소재로 형성되고,
    상기 금속 소재로 형성된 롤의 전면(全面)에는, 일정한 두께의 테프론이 코팅되고,
    상기 패턴롤은, 금속 소재로 형성되고,
    상기 금속 소재로 형성된 패턴롤의 전면에는, 일정한 두께의 고무 소재가 코팅되고,
    상기 롤의 길이는 상기 롤과 접하는 필름의 유효면적의 폭 길이와 동일한 것을 특징으로 하는,
    필름 주름 제거용 롤러.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴롤은, 상기 롤의 양단에 각각 배치되는 제1 및 2 패턴롤을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    필름 주름 제거용 롤러.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 2 패턴롤은, 각각의 패턴이 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    필름 주름 제거용 롤러.
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