KR100375669B1

KR100375669B1 - 물질운반장치및시트재료의제조방법

Info

Publication number: KR100375669B1
Application number: KR10-2000-7000499A
Authority: KR
Inventors: 해밀턴피터워싱턴; 맥과이어케네스스티븐
Original assignee: 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2003-03-10
Also published as: EP1021254A1; US6099940A; AU8390798A; EG21911A; HUP0002565A2; HUP0002565A3; NO20000207D0; ID28310A; TR200000319T2; JP4361209B2; MA24797A1; DE69814893T2; KR20010021934A; TW359641B; AR016339A1; JP2001510101A; AU741155B2; BR9811713A; CA2296453A1; ATE240791T1

Abstract

본 발명은 물질(16)을 대상면에 운반하기 위한 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료(10)를 제공한다. 상기 시트 재료는 제 1 측면(13) 및 제 2 측면(11)을 포함하는 3차원 시트의 재료를 포함한다. 제 1 측면은 그로부터 외측으로 연장되고 그리고 골에 의해 서로 분리된 다수의 중공형 돌출부(14)를 구비하는 반면, 제 2 측면은 중공형 돌출부와 대응하는 다수의 함몰부를 구비한다. 물질(16)은 골 및/또는 함몰부를 포함하는 외부 접촉으로부터 보호되는 위치에 고착되어 그것을 부분적으로 채운다. 시트 재료는 물질을 대상면에 운반하기 위해 중공형 돌출부를 변형시키는 것에 의해서 선택적으로 활성화될 수도 있다. 3차원 구조체(10)는 중공형 돌출부(14)를 포함하며, 상기 중공형 돌출부는 다수의 개별 단계로 점진적으로 활성화되어 물질을 대상면에 다단계로 점진적으로 운반한다. 또한, 본 발명은 각 중공형 돌출부의 기하학적 형상을 적절히 조정하는 것에 의해 압축력 레벨의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화되기에 적합한 3차원 구조체를 포함하는 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료를 제공한다. 또한, 본 발명은 각 중공형 돌출부의 기하학적 형상을 적절히 조절하는 것에 의해 변형 레벨의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화되기에 적합한 3차원 구조체를 포함하는 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료를 제공한다.

Description

물질 운반 장치 및 시트 재료의 제조방법{SELECTIVELY-ACTIVATIBLE THREE-DIMENSIONAL SHEET MATERIAL HAVING MULTI-STAGE PROGRESSIVE ACTIVATION TO DELIVER A SUBSTANCE TO A TARGET SURFACE}

용품이 대상면(target surface)과 접촉하는 경우에 이용되도록 의도되는 유용한 물질로 피복되거나 그러한 물질이 주입된 용품이 개발되었다. 그러한 용품의 표면상에 또는 표면에 근접하게 존재하는 물질을 구비함에 따라 이점이 있는 반면에, 유용한 물질이 보호되지 않고 또 의도된 사용전에 부주의하게 접촉하는 단점이 종종 발생된다. 그러한 물품의 하나의 넓은 범주는 테이프 및 라벨의 분야를 포함한다.

접착제 피복면을 대상면에 고착시키기 위해 감압형 접착제를 이용하는 테이프, 라벨 및 기타 용품의 기술분야에 있어서, 대상면에 너무 이르게 고착되는 문제점이 인식되어 왔다. 다시 말해서, 접착제 피복면이 대상면 위에 적절히 위치 설정되기 전에, 접착제와 대상면의 부주의한 접촉은 하나 또는 그 이상의 위치에서 너무 이른 고착을 유발하여 적절한 위치설정을 방해할 수 있다. 또한, 너무 이른 고착은 대상면에서 최종적으로 위치설정하기 전에 접착제의 오염 또는 기능저하를 유발할 수도 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 개발된 하나의 접근법은 그 사이에 접착제 요소가 배치되는 재료의 표면상에 3차원 비 변형 격리부(standoffs)를 갖는 재료를 제공하는 것이다. 상기 격리부는 접착면이 노출되어 다른 표면과 접촉하기 전에 1차로 접촉되는 접착면으로부터 외부로 연장된 임의의 수단을 포함한다. 이러한 접근법은 소정의 용도에는 적절한 것으로 입증되었지만, 그러한 재료는 돌출부의 전부는 아니더라도 다수가 균일한 높이와 간격으로 배치된 상태로 설계되는 것이 통상적이다. 따라서, 그러한 재료의 결합 및 전개는 결합 정도에 대한 통제를 달성하기가 어렵기 때문에 "전부 또는 무(all or nothing)"의 것으로 되는 경향이 있다.

다른 접근법은 물질을 대상면에 이동시키기 위해 실질적으로 2차원 상태로 변형되는 변형가능한 3차원 격리부를 갖는 시트 재료의 사용을 포함한다. 이러한 접근법도 마찬가지로 소정의 용도에 적합한 것으로 입증되었고 그리고 그것의 3차원에서 2차원으로의 기능으로 인해 강성 격리부 보다 넓은 범위의 용도에 적합한 것으로 입증되었지만, 돌출부의 전부는 아니더라도 다수가 균일한 높이와 간격으로 제공되는 것이 통상적이다. 따라서, 그러한 재료의 결합 및 전개는 결합 정도에 대한 제어를 달성하기가 어렵기 때문에 "전부 또는 무(all or nothing)"의 것으로 되는 경향이 있다.

따라서, 사용자에 의해 활성화되는 동안 물질을 대상면에 점진적인 단계로 운반하기 위해 실질적으로 2차원 상태로 변형 가능한 돌출부를 갖는 3차원 시트 재료를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 물질을 대상면에 운반하기 위한 다수의 개별 활성화 레벨을 제공하는 재료를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 다수의 물질을 대상면에 점진적으로 운반하기 위해 다수의 개별 활성화 레벨을 공급하는 그러한 재료를 제공하는 것이 바람직하다.

발명의 요약

본 발명은 물질을 대상면에 운반하기 위해 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료를 제공한다. 상기 시트 재료는 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 3차원 시트 재료를 포함한다. 상기 제 1 측면은 그로부터 외측으로 연장되고 그리고 골(valley)에 의해 서로 분리되는 다수의 중공형 돌출부를 갖는 반면, 제 2 측면은 중공형 돌출부와 대응하는 다수의 함몰부를 갖는다. 물질은 골 및/또는 함몰부를 포함하는 외부 접촉으로부터 보호되는 위치에 고착되어 그곳을 부분적으로 채운다. 시트 재료는 물질을 대상면에 운반하기 위해 중공형 돌출부를 변형시키는 것에 의해 선택적으로 활성화될 수도 있다. 3차원 구조체는 물질을 대상면에 다단계로 점진적으로 운반하기 위해 다수의 개별 단계로 점진적으로 활성화하도록 조정된 중공형 돌출부를 구비한다.

또한, 본 발명은 각 중공형 돌출부의 기하학적 형상의 조정을 통해 압축력 증가에 반응하여 점진적으로 활성화하기에 적합한 3차원 구조체를 구비한 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료를 제공한다. 또한, 본 발명은 각 중공형 돌출부의 기하학적 형상의 조정을 통해 변형 레벨의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화하기에 적합한 3차원 구조체를 구비한 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료를 제공한다.

본 명세서는 본 발명을 상세하게 지적하고 구별되게 청구하는 청구범위로 종결되지만, 본 발명은 첨부 도면과 연계하여 바람직한 실시예의 하기의 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다. 도면에 있어서, 동일한 참조 번호는 동일 요소를 나타낸다.

본 발명은 물질을 수용하기 위한 공간을 갖는 3차원 표면 형상부를 구비하도록 형성된 시트형 재료에 관한 것으로, 특히 표면 형상부상에 가해지는 힘이 상기 표면 형상부를 변형시켜 실질적으로 2차원이 될 때까지는 상기 표면 형상부가 외부 표면에 물질이 접촉하는 것을 방지하는 시트형 재료에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 시트형 재료의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 절두원추형 돌출부를 구비한 3차원 시트 재료를 도시하는, 본 발명의 바람직한 실시예의 평면도,

도 2는 돌출부의 배열을 도시하는, 도 1의 재료의 부분 확대 평면도,

도 3은 도 2의 3-3 선을 따라 절취한 단면도로서, 시트 재료의 3차원 구조와 중공형 돌출부내의 물질의 위치를 도시한 도면,

도 4는 도 3과 유사한 단면도로서, 대상면에 대해 시트 재료를 압축시킴으로써, 돌출부중 일부가 실질적으로 반전 및/또는 압착에 의해 변형되어 돌출부내의 물질이 대상면과 접촉하는 것의 영향을 도시한 도면,

도 5는 도 4와 유사한 단면도로서, 시트 재료의 변형을 증대시킴으로써, 추가의 돌출부가 변형하여 상기 돌출부내의 물질이 대상면과 접촉하는 것의 영향을 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 시트 재료의 다른 실시예의 단면도,

도 7은 도 4와 유사한 도면으로서, 대상면에 대해 도 6의 시트 재료를 압축시킴으로써, 돌출부가 실질적으로 반전 및/또는 압착에 의해 변형되어 돌출부중 일부 내부의 물질이 대상면과 접촉하는 것의 영향을 도시한 도면,

도 8은 본 발명에 따른 시트 재료의 또다른 실시예의 단면도,

도 9는 도 7과 유사한 도면으로서, 대상면에 대해 도 8의 시트 재료를 압축시킴으로써, 돌출부가 실질적으로 반전 및/또는 압착에 의해 변형되어 돌출부중 일부 내부의 물질이 대상면과 접촉하는 것의 영향을 도시한 도면,

도 10은 본 발명에 따른 시트 재료의 또다른 실시예의 단면도,

도 11은 도 9와 유사한 단면도로서, 대상면에 대해 도 10의 시트 재료를 압축시킴으로써, 돌출부가 실질적으로 반전 및/또는 압착에 의해 변형되어 돌출부중 일부 내부의 물질이 대상면과 접촉하는 것의 영향을 도시한 도면,

도 12는 2개의 활성 측면을 갖는 본 발명에 따른 시트 재료의 또다른 실시예의 단면도,

도 13은 본 발명에 따른 시트 재료의 제조에 적합한 바람직한 방법 및 장치의 단순화된 개략도.

본원에 사용되는 용어 "선택적으로 활성화 가능한"은 사용자가 약간의 작용을 가하여 재료를 "활성화"시켜 물질을 노출 및 이동시킬 때까지 대상면과 접촉하는 경우 실질적으로 비활성 특성을 나타내는 재료를 의미한다. 따라서, 선택적 활성화 가능한 특성은 물질을 영구 전개 배향으로 유지하거나 라이너 재료(전형적으로는, 실리콘 피복 종이 스트립) 또는 포장지의 제거에 의존하여 강성 박스 또는 저장용기와 같은 보호된 공간으로부터 제거하거나 사용하기 위해 물질을 노출시키는 재료의 영구 활성화 스트립과는 다르다.

그러한 재료의 선택적 활성화에 의해, 물질의 오염 가능성을 최소화시키는 것 뿐만 아니라사용자가 활성화가 달성되기 전에 대향 표면을 적절히 위치 설정하도록 할 수 있다. 이러한 특성은 별도의 박리 시트, 라이너, 스페이서 등을 필요로 함이 없이 물질이 시트 재료와 조속히 접촉하거나 시트 재료 또는 대상면의 다른 부분에 너무 이르게 접촉하는 어려움에 직면하지 않고 재료를 소망의 형태로 조작하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 재료는 2개의 활성 측면 또는 표면을 구비할 수도 있으나, 본 발명에 따라 특별한 용도에 소망되는 경우, 그러한 재료에 단 하나의 활성 측면과 하나의 비활성 또는 불활성 측면을 제공하는 것이 바람직하다. 일부 경우에 있어서는, 활성 측면상에 간헐적 또는 비 연속 물질 층을 형성하도록 시트 재료를 설계하는 것이 허용 가능하거나 바람직할 수도 있는 반면, 다른 경우에 있어서는 시트 재료의 활성 측면상에 연속 물질 층을 나타내도록 설계하는 것이 바람직할 수도 있다. 일부 적용에 대해서는, 별도의 비 연속 셀 또는 영역에 배치된 재료의 단일 측면상에 다수의 제품[예를 들면, 여 분산 에폭시(co-dispensing epoxies), 촉진 반응제 등]을 제공하는 것이 바람직할 수도 있다.

압축에 의한 기계적 활성화, 인장력에 의한 기계적 활성화 및 열적 활성화 등과 같은 각종 활성화 수단을 본 발명의 범위내에서 가정할 수 있다. 그러나, 본원에 기술하는 바와 같이 기능 수행이 가능한 재료의 활성화를 시작하는 다른 활성화 수단이 존재하거나 또는 개발될 수도 있는 것으로 생각된다. 바람직한 실시예에 있어서, 활성화 측면은 시트 재료상에 작용하는 외력에 의해 활성화 가능하다. 이러한 외력은 시트 재료에 거의 수직 방향으로 작용하는 외부 압축력일 수도 있고 시트 재료에 거의 평행한 방향으로 작용하는 외부 인장력일 수도 있으며 그들의 조합일 수도 있다.

본 발명에 따라 사용하기 위한 하나의 그러한 재료는 기부 재료의 3차원 표면 지형에 의해 외부 접촉이 방지되는 적어도 하나의 표면상의 활성 요소를 구비한 변형 가능한 3차원 웨브를 포함한다. 활성화 후에, 그러한 재료는 물질을 대상면에 운반하는 물질 운반 시스템을 형성한다. 그러한 재료는 격리부가 구조체를 보다 2차원으로 만들도록 변형될 때까지 그들 사이에 또는 그 내부에서 물질이 외부 표면에 접촉하는 것을 방지하기 위해 격리부로서 작용하는 적어도 하나의 표면상의 융기된 "딤플(dimple)" 패턴을 형성하도록 엠보싱/디보싱(embossed/debossed) 가공된 중합체 또는 기타 시트 재료를 포함한다. 대표적인 구조체는 1996년 1월 10일자 해밀턴(Hamilton) 및 맥가이어(McGuire)의 명의로 "압축시에 대상면에 대해 제거가능하게 밀봉가능한 복합 재료 및 그 제조방법"이라는 명칭으로 출원된 동시 계류중인 미국 특허 출원 제 08/584,638 호와, 1996년 11월 8일자 해밀턴 및 맥가이어의 명의로 "변형가능한 격리부에 의해 보호되는 물질을 구비한 재료 및 그 제조방법"이라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제 08/744,850 호와, 1996년 11월 8일자 맥가이어, 트웨델(Tweddell) 및 해밀턴의 명의로 "3차원 중첩 방지 시트 재료와, 그 제조방법 및 장치"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제 08/745,339 호와, 1996년 11월 8일자 해밀턴 및 맥가이어의 명의로 "개선된 저장 포장 재료"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제 08/745,340 호와, 1997년 6월 6일자 해밀턴, 맥가이어, 트웨델 및 오튼(Otten)의 명의로 "물질을 대상면상에 분배하고 분산시키기 위해 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료"라는 명칭으로 출원된 변리사 처리 번호 제 6719 호에 개시된 것을 포함한다. 상기 특허 출원의 각각의 개시 내용은 본원에 참고로 인용된다.

3차원 구조체는 골에 의해 분리된 다수의 중공형 돌출부를 구비하도록 형성된 제 1 측면을 갖는 변형가능한 재료를 포함한다. 다수의 중공형 돌출부는 최외측 단부를 갖는다. 상기 재료는 제 2 측면을 가지며, 이것은 제 1 측면상의 다수의 중공형 돌출부에 대응하는 다수의 함몰부를 구비한다. 바람직하게는, 다수의 돌출부는 반전, 압착 및 연신으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 형식에 의해 변형된다.

일 실시형태에 있어서, 물질은 재료의 제 2 측면의 함몰부에 고착하고 그것을 부분적으로 채운다. 제한 상황에 있어서, 물질은 특히 메니스커스(meniscus)가 형성되는 경우 함몰부의 최외측 연부 또는 그보다 약간 아래의 지점까지 함몰부를 채운다. 물질은 다수의 함몰부의 최외측 연부 아래에 표면을 구비하며, 그에 따라 변형가능한 재료의 제 2 측면의 일부가 대상면에 대해 배치되는 경우, 다수의 함몰부는 상기 일부분이 대상면에서 변형될 때까지 물질과 대상면 사이의 접촉을 방지한다.

변형 형태에 있어서, 물질은 다수의 중공형 돌출부 사이의 골에 고착하고 그것을 부분적으로 채운다. 제한 상황에 있어서, 특히 메니스커스가 형성되고 물질의 두께가 돌출부의 표면으로부터의 거리를 증가시킴에 따라 감소되는 경우, 물질은 돌출부의 최고점 또는 그보다 약간 아래의 지점까지 골을 채운다. 물질은 다수의 중공형 돌출부의 최외측 단부 아래에 표면을 구비하며, 그에 따라 변형가능한 재료의 제 1 측면의 일부분이 대상면에 대해 배치되는 경우, 상기 일부분이 대상면에서 변형될 때까지 다수의 중공형 돌출부가 물질과 대상면 사이의 접촉을 방지하도록 한다.

도 1 내지 도 5는 3차원 시트형 구조체를 포함하는 본 발명에 따른 재료(10)의 바람직한 실시예를 도시한 것이다. 상기 재료(10)는 재료의 제 2 측면(11)으로부터 외부로 연장된 중공형 돌출부(14)를 갖는 변형된 재료(12)와, 재료의 제 1 측면(13)상의 중공형 돌출부(14)내에 형성된 함몰부내에 배치된 물질 층(16)을 포함한다. 돌출부(14)는 절두원추형 또는 돔형 최외측 단부(18)를 갖는 원추형상인 것이 바람직하다. 도 1 내지 도 5의 바람직한 실시예에 있어서, 돌출부(14)는 재료의 동일 측면으로부터 연장된 등변 삼각형 패턴으로 균등하게 이격된다. 바람직하게는, 돌출부(14)의 높이는 그의 직경보다 작으며, 그에 따라 돌출부가 변형되는 경우 그들은 재료의 평면에 거의 직교하는 축을 따라 실질적인 반전 및/또는 압착에 의해 변형된다. 이러한 돌출부의 형상 및 변형 방식은 돌출부(14)가 재료의 평면에 평행한 방향으로 중첩되는 것을 방지하여, 돌출부는 그 내부의 물질이 대상면과 접촉하는 것을 차단하지 못한다.

시트 재료(10)는 전술한 해밀턴 등의 특허 출원의 원리에 따라 구성되는 것이 일반적이지만, 본 발명의 특징은 도 3을 참조하면 특히 명확해진다. 본 발명의 모든 실시예에 있어서, 시트 재료는 최외측 표면 형상부와, 상기 최외측 표면 형상부 내부의 소정 높이를 갖는 물질을 수납하기 위한 상기 최외측 표면 형상부 사이의 및/또는 내부의 공간을 갖는 3차원 구조체를 포함함으로써 물질이 외부 표면과 부주의하게 접촉하는 것을 방지한다. 최외측 표면 형상부는 시트 재료의 제 2 측면상에 대응 함몰부를 갖는 시트 재료의 제 1 측면으로부터 외부로 연장된 다수의 중공형 돌출부를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 최외측 표면 형상부는 물질을 대상면에 다단계로 점진적으로 이동시키도록 다수의 개별 단계로 점진적으로 활성화하기에 적합하다.

본 발명의 시트 재료는 점진적 활성화를 달성하기 위해 많은 상이한 방법으로 적합하게 조정될 수도 있다. 예를 들면, 시트 재료는 그 내부에 또는 그들 사이에 유사한 높이의 물질을 가질 수도 있는 각각의 중공형 돌출부의 기하학적 형상을 적절히 조정하는 것을 통해 압축력 레벨의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화하기에 적합한 3차원 구조체를 구비할 수도 있다. 또한, 시트 재료는 상이한 높이의 돌출부를 제공하고 및/또는 그 내부에 또는 그들 사이에 상이한 물질 레벨을 구비하는 것과 같은, 각 중공형 돌출부의 기하학적 형상의 적절한 조정을 통해 변형 레벨 또는 정도의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화하기에 적합한 3차원 구조체를 구비할 수도 있다.

도 3은 물질(16)을 대상면으로 이동시키기 위해 다단계의 점진적 활성화를 제공하는 돌출부(14)의 차등 3차원 구조를 도시한 것이다. 도 3의 시트 재료(10)는 돌출부의 기부를 형성하는 시트 재료(12)의 제 2 표면(11)으로부터 측정한 다수(2 또는 그 이상)의 상이한 기하학적 3차원 높이를 갖는 다수의 돌출부(14)를 구비한다. 도 3에 도시된 바와 같이, "A"로 표시된 돌출부는 시트 재료(12)의 평면내에 있는 공통 돌출부 기부로부터 측정한 돌출부 높이 "A1"을 갖는다. "B"로 표시된 돌출부는 상기 높이 "A1" 보다 낮은 돌출부 높이 "B1"을 가지며, "C"로 표시된 돌출부는 상기 높이 "B1" 보다 낮은 돌출부 높이 "C1"를 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 물질(16)은 불균일한 깊이를 갖는 함몰부의 입구로부터 거의 균일한 거리에 배치되는 것이 바람직하다. 시트 재료(10)는 열과 행으로 배열되거나 서로 혼합되거나 또는 서로간에 소정 패턴 또는 비 패턴형 배향으로 배열될 수도 있는 돌출부(A, B, C)와 유사한 치수를 갖는 다수의 돌출부를 구비할 수도 있다.

도 4는 평탄하지만 소정의 표면 형상을 가질 수도 있는 대상면(20)이 도 3의 시트 재료(10)의 제 1 표면과 접촉하여 배치된 상태를 도시한 것이다. 대향 표면(25)은 시트 재료의 제 2 표면과 접촉한 상태로 배치되고, 제 2 표면은 다수의 돌출부(14)의 말단부(18)를 포함한다. 본 발명에 따른 대상면은 이동될 물질을 도포하는 것이 소망되는 임의의 표면을 포함한다. 대향 표면은 대상면의 대향 측면상에서 시트 재료에 접촉하는 소정의 표면을 포함하며, 단일의 활성화 측면을 갖는 시트 재료의 경우에는, 상기 표면은 시트 재료의 비활성 측면에 접촉한다. 도 4는 높이(A1)를 갖는 돌출부(A)가 대향 표면(25)에 의해 재료(12)의 비 물질 측면에 힘(F)으로 표시된 바와 같이 가해진 압력하에서 부분적으로 변형된 후에 대상면(20)이 물질 층(16)에 접촉한 상태를 도시한 것이다. 대상면과 대향 표면 사이의 거리는, 높이(A1)를 갖는 돌출부와의 최초의 접촉점으로부터, 대향 표면을 높이(B1)를 갖는 돌출부(B)의 최외측 단부(18)에 접촉시킬 정도로 돌출부(A)가 충분히 변형되는 지점까지 감소된다. 이 지점에서, 돌출부(A)내의 물질(16)은 대상면(20)으로 이동한다. 물질의 물리적 특성에 따라, 물질은 돌출부의 높이의 감소, 돌출부의 높이 감소에 수반된 체적의 감소, 또는 시트 재료의 3차원성의 감소에 의해 수반되는 소정의 다른 인과 관계에 의해 전개될 수도 있다.

도 5는 시트 재료(10)의 추가의 변형을 도시한 것으로, 대상면(20)과 대향 표면(25) 사이의 거리는, 대향 표면을 높이(C1)를 갖는 돌출부(C)의 최외측 단부(18)에 접촉시킬 정도로 돌출부(B)가 충분히 변형된 지점까지 감소되었다. 이 지점에서, 돌출부(B)내의 물질(16)은 돌출부(A)내의 물질(16)이 대상면(20)으로 이동된 후에 대상면으로 이동되었다. 대상면과 대향 표면의 연속적 접근에 의해 야기된 압축력에 반응하는 시트 재료의 연속적인 점진적 변형은, 시트 재료를 계속해서 점진적으로 활성화시킬 것이고 그리고 돌출부(C) 및 그보다 작은 돌출부 높이를 갖는 후속 돌출부(존재하는 경우)내의 물질을 이동시킬 것이다.

외부 대상면 또는 접촉면은 탄성 또는 강성을 가질 수도 있고 평탄하거나 평탄하지 않을 수도 있다. 그러나, 본 발명의 이러한 관점에 따르면, 도 3 내지 도 5의 실시예는 실질적으로 강성인 대상면 및 대향 표면을 갖는 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 대상면과 대향 표면의 변형 저항성(강성)과 관련하여, 본 발명의 배경에서 이 용어는 통상적으로 직면하는 힘의 레벨하에서 평균 돌출부 높이보다 실질적으로 큰 곡률 반경을 유지하는 표면을 의미하기 위해 사용된다. 접촉면의 강성은 표면 재료 자체 뿐만아니라 소정의 보완 재료에 의해 영향을 받을 수도 있으며, 예컨데 강성 보완 재료와 전면부에서 결합된 가요성이 큰 재료는 가요성 재료 자체 보다 강성이 더 클 것이다.

다단계의 점진적 활성화를 제공하기 위해 돌출부 높이의 3차원적 차이에 대한 전술한 설명은 압축력 활성화의 배경에서 이루어진 것이지만, 본 발명의 원리는 열 및 인장 활성화와 같은 다른 활성화 방식에 적용될 수 있는 것으로 생각된다. 왜냐하면, 상이한 3차원 높이의 돌출부를 제공하는 것에 의해 이러한 활성화 방식에서 점진적인 다단계 활성화가 마찬가지로 제공되는 것으로 생각되기 때문이다. 예를 들면, 돌출부 높이의 차이는 물질을 운반하는데 필요한 변형량의 차이로 귀결되지만, 점진적 활성화는 압축 활성화에 대해 전술한 것과는 다른 의미에서 제공되는 것으로 생각된다. 예를 들면, 인장 또는 열 활성화의 경우에 있어서, 높이가 낮은 돌출부는 압축 활성화의 경우에 높이가 높은 돌출부보다 먼저 활성화되어 물질을 이동시키는 것으로 생각된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 6 및 도 7의 시트 재료(10)는 대체로 전술한 해밀턴 등의 특허의 원리에 따라 그와 유사하게 구성되며, 본 발명의 특징은 도 6을 참조하면 특히 명확해 진다.

도 6은 물질(16)을 대상면으로 이동시키기 위해 다단계의 점진적 활성화를 제공하는 돌출부(14)의 차등 3차원 구조를 도시한 것이다. 도 6의 시트 재료(10)는 돌출부의 기부를 형성하는 시트 재료(12)의 평면으로부터 측정한 실질적으로 균일한 기하학적 3차원 높이를 갖는 다수의 돌출부(14)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, "A"로 표시된 돌출부는 시트 재료(12)의 평면에서 함몰부의 입구로부터 측정한 물질 틈새 높이 "A1"을 갖는다. "B"로 표시된 돌출부는 높이 "A1" 보다 낮은 물질 틈새 높이 "B1"을 가지며, "C"로 표시된 돌출부는 높이 "B1" 보다 낮은 물질 틈새 높이 "C1"을 갖는다. 도 6에 도시된 바와 같이, 물질(16)은 자체적으로 거의 균일한 깊이를 갖는 함몰부의 입구로부터 실질적으로 불균일한 거리에 배치되는 것이 바람직하다. 시트 재료(10)는 행렬로 배열되거나 서로 혼합되거나 또는 서로 소정의 패턴 또는 비 패턴형 배향으로 배열될 수도 있는 돌출부(A, B, C)와 치수가 유사한 다수의 돌출부를 포함할 수도 있다.

도 7은 평탄하지만 소정의 표면 형상을 가질 수도 있는 대상면(20)이 도 6의 시트 재료(10)의 제 1 표면과 접촉한 상태로 배치된 것을 도시한 것이다. 대향 표면(25)은 시트 재료의 제 2 표면과 접촉 상태로 배치되고, 상기 제 2 표면은 다수의 돌출부(14)의 말단부(18)를 포함한다. 본 발명에 따른 대상면은 이동될 물질을 도포하는 것이 소망되는 임의의 표면을 포함한다. 도 7은 대향 표면(25)에 의해 힘(F)으로 표시된 바와 같이 시트 재료(12)의 비 물질 측면에 압력이 가해진 상태에서 높이(A1)를 갖는 돌출부(A)가 부분적으로 변형된 후에 대상면(20)이 물질 층(16)과 접촉한 것을 도시한 것이다. 대상면과 대향 표면 사이의 거리는, 물질 틈새 높이(A1)를 갖는 돌출부와의 최초 접촉 지점으로부터, 돌출부(B)가 거리(B1) 보다 작은 거리(B2)로 물질 틈새 높이를 감소시킬 정도로 충분히 변형되고 그리고 돌출부(C)가 거리(C1) 보다 작은 거리(C2)로 물질 틈새 높이를 감소시킬 정도로 충분히 변형되는 지점까지 감소된다. 이 지점에서, 돌출부(A)내의 물질(16)은 대상면(20)으로 이동된다. 물질의 물리적 특성에 따라서, 물질은 돌출부의 높이 감소, 돌출부의 높이 감소에 수반되는 체적 감소 또는 시트 재료의 3차원성의 감소에 수반되는 소정의 다른 인과 관계에 의해 전개될 수도 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 유사한 방법으로, 대상면과 대향 표면의 연속적 접근에 의해 야기되는 압축력에 반응하는 시트 재료의 연속적인 점진적 변형은 시트 재료를 계속해서 점진적으로 활성화시킬 것이고 그리고 돌출부(B, C)와 보다 큰 초기의 물질 틈새 높이를 갖는 후속 돌출부(존재하는 경우)내의 물질을 이동시킬 것이다.

외부 대상면 또는 접촉 표면은 탄성 또는 강성을 가질 수도 있고 또 평탄하거나 평탄하지 않을 수도 있다. 그러나, 본 발명의 이러한 관점에 따르면, 도 6 및 도 7의 실시예는 실질적으로 강성인 대상면 및 대향 표면을 갖는 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 대상면 및 대향 표면의 변형 저항성(강성)과 관련하여, 본 발명의 배경에서 이러한 용어는 통상적으로 직면하는 힘의 레벨하에서 평균 돌출부 높이보다 실질적으로 큰 곡률 반경을 유지하는 표면을 의미하기 위해 사용된다.

계획과는 달리, 대상면과 대향 표면 모두가 실질적으로 강성인(정합하지 않는) 경우에, 수렴 표면의 기하학적 이동 거리가 소정의 하나 또는 그 이상의 돌출부의 변형 저항성에 의해 더 이상 제한되지 않고 그리고 돌출부가 나란하게 배치된 원리가 상이할 수도 있다는 점에서 정합 대상면 및/또는 대향 표면을 갖는 그러한 시트 재료의 사용은 상이하다. 또한, 그러한 계획은 3차원 돌출부가 동시에 일어나기 보다는 개별적으로/순차적으로 변형되거나 활성화될 수도 있는 적용에 유용한 시트 재료의 설계를 개념화하는데 유용하다.

따라서, 도 8은 정합 대상면 및/또는 대향 표면을 갖는 형태로 사용하기에 적합한 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 것이다. 시트 재료(10)는, 중공형 돌출부(14)가 시트 재료의 평면으로부터 거의 유사한 높이를 갖는다는 점에서는 도 6에 도시된 것과 유사하지만, 물질(16)이 시트 재료의 제 2 측면으로부터 거의 일정한 거리에서 함몰부내에 배치된다는 점에서는 상이하다. 본 발명에 따르면, 각종 돌출부는 상이한 레벨의 변형 저항성을 갖는다. 도 8의 실시예에 있어서, "B"로 표시된 돌출부는 "A"로 표시된 돌출부 보다 큰 정도의 변형 저항성을 가지며, "C"로 표시된 돌출부는 "B"로 표시된 돌출부 보다 큰 정도의 변형 저항성을 갖는다. 각종 돌출부의 변형 저항성은 상이한 기하학적 단면 형상(시트 재료의 평면에 평행하거나 수직인 형상)이나, 상이한 재료, 상이한 돌출부 벽 두께, 상이한 돌출부 재료 열처리(풀림 등)의 돌출부를 선택하거나 또는 기술 분야에 공지된 다른 수단을 선택하는 것에 의해서 적절히 조절될 수도 있다.

도 9는 정합 대향 표면(25) 및 실질적으로 강성인 대상면(20)에 의해 압축력을 받는 경우의 도 8의 시트 재료(8)의 거동을 도시한 것이다. "A"로 표시된 돌출부는 그 내부에 위치된 물질(16)을 대상면(20)과 접촉한 상태로 배치할 정도로 충분히 변형된 반면, "B"로 표시된 돌출부는 그 내부의 물질(16)을 활성화시키거나 또는 전개하기에 불충분한 낮은 정도의 변형을 나타내며, "C"로 표시된 돌출부는 아직 변형이 시작되지 않았다.

중공형 돌출부(14)에 의해 규정된 함몰부내에 배치된 불연속 물질(16)를 도시한 도 8 및 도 9와는 달리, 도 10의 실시예는 도 8과 기능이 유사하지만 시트 재료(10)의 제 1 측면상의 돌출부(14) 사이의 골에 배치된 물질(16)의 상호 연결된 연속 층을 사용하는 시트 재료(10)를 도시한 것이다. 본 발명에 따르면, 각종 돌출부는 상이한 레벨의 변형 저항성을 나타낸다. 도 10의 실시예에 있어서, "B"로 표시된 돌출부는 "A"로 표시된 돌출부 보다 큰 정도의 변형 저항성을 나타내고, "C"로 표시된 돌출부는 "B"로 표시된 돌출부보다 큰 정도의 변형 저항성을 나타낸다. 각종 돌출부의 변형 저항성은 상이한 기하학적 단면 형상(시트 재료의 평면에 평행하거나 수직인 형상)이나, 상이한 재료, 상이한 돌출부 벽 두께, 상이한 돌출부 재료 열처리(풀림 등)의 돌출부를 선택하거나 또는 기술 분야에 공지된 다른 수단을 선택하는 것에 의해서 적절히 조절될 수도 있다.

도 11은 정합 대상면(20)과 실질적으로 강성인 대향 표면(25)에 의해 압축력을 받는 경우의 도 10의 시트 재료(10)의 거동을 도시한 것이다. "A"로 표시된 돌출부는 그 근처에 위치된 물질(16)을 대상면(20)과 접촉한 상태로 배치할 정도로 충분히 변형된 반면, "B"로 표시된 돌출부는 그 근처의 물질(16)을 활성화시키거나 또는 전개하기에 불충분한 낮은 정도의 변형을 나타내며, "C"로 표시된 돌출부는 아직 변형이 시작되지 않았다.

전술한 설명중 많은 부분은 단일의 활성 측면 및 다른 비활성 측면을 갖는 시트 재료에 초점을 맞추었지만, 본 발명은 2개의 활성 측면을 갖는 시트 재료의 제조에 사용될 수도 있다. 도 12는 2개의 활성 측면을 갖는 시트 재료(10)의 대표적 실시예를 도시한 것이다. 도 12의 실시예에 있어서, 물질(16)은 제 2 표면(11)상에 연속 패턴으로 분산되고 제 1 표면(13)의 함몰부(14)내에 비 연속적으로 분산된다. 도 12의 실시예는 도 8 내지 도 11에 대해 전술한 바와 같이 상이한 레벨의 변형 저항성을 나타내는 각종 돌출부를 갖는 시트 재료(10)를 도시한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 활성화 단계 사이에 하나 이상의 차별 모드를 포함할 수도 있다. 예를 들면, (도 3에 도시된 바와 같이) 기하학적 높이를 통해 상이한 활성화 단계를 제공하도록 기하학적으로 적절히 조절된 돌출부는 (도 8에 대해 개시하고 설명한 단면 형상의 적절한 조절과 같은) 변형 저항성을 조절하는 다른 수단을 포함할 수도 있다. 활성화 특성의 그러한 적절한 조절의 일예는, 최초로 변형되는 것(도 3에 "A"로 표시된 것) 보다 큰 변형 저항성으로 변형시키기 위한 후속 돌출부(도 3에 "C"로 표시된 것)를 제공하여, 순차적 활성화 단계 사이의 경계를 가로지르는데 필요한 증가된 활성력을 통해 사용자에게 명확한 신호가 전달되도록 하는 것이다.

단위 면적당 돌출부의 수가 많을수록, 소정의 변형력에 저항하기 위해 재료와 돌출부의 벽은 더 얇아질 수 있다. 돌출부의 사이즈 및 간격은 돌출부를 둘러싼 연속 물질 경로(도 10의 실시예에 도시된 바와 같이)를 제공하도록 선택할 수도 있으며, 그에 따라 물질의 연속 패턴이 대상면에 제공됨과 아울러 선택적 활성화를 위한 격리부의 최적 패턴을 제공할 수도 있다.

운반 재료로서 이용되는 시트 재료는 균질 수지 또는 그의 혼합물을 포함하는 필름으로 제조될 수도 있다. 동시 압출, 압출 피복, 적층 또는 다른 공지된 수단에 의한 조합의 여부에 관계없이 필름 구조체내의 단일 또는 다수의 층을 가정할 수 있다. 시트 재료의 중요한 특성은 돌출부와 골을 생성하도록 성형가능하여야 한다는 것이다. 유용한 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PET, PVC, PVDC, 라텍스 구조체, 나일론 등을 포함한다. 폴리올레핀은 비용이 저렴하고 성형이 용이하기 때문에 대체로 바람직하다. 다른 적절한 재료는 알루미늄 호일, 피복된(왁스 등) 종이 및 비 피복된 종이, 피복된 부직포 및 비 피복된 부직포, 스크림, 메시, 직물, 부직포 및 천공된 필름 또는 유공성 필름 및 그의 조합체를 포함한다.

선택적으로 활성화 가능한 시트 재료의 상이한 용도는 그와 함께 사용되는 물질의 선택 뿐만아니라 돌출부의 이상적 사이즈 및 밀도를 규정할 것이다. 돌출부의 사이즈, 형상 및 간격과, 굽힘 계수, 재료의 강도, 재료의 두께, 경도, 휨 온도와 같은 웨브 재료의 특성 뿐만아니라 성형 공정이 돌출부의 강도를 결정하는 것으로 생각된다. 중력, 또는 운반시의 진동, 오 취급, 떨어뜨림 등에 의해 야기되는 힘과 같은 기타 힘에 기인하는 시트 재료의 너무 이른 활성화를 방지하기 위해 "한계(threshold)" 돌출부 강도가 필요하다.

돌출부의 반전은 돌출부의 스프링 백(spring back)을 최소화하여 시트 재료의 활성화가 적은 힘에 의해 또는 연속적으로 가해지지 않는 힘에 의해 자체로 지지될 수도 있도록 한다. 예컨대, 활성화가 영구적인 것으로 의도되는 경우에, 공격적인 접착제가 스프링 백을 극복하는 경우에, 또는 활성화가 순간적인 것으로 의도되는 경우에는 탄성 돌출부를 사용할 수 있다. 또한, 재료의 반복 사용이 의도되는 경우에 탄성 돌출부가 바람직할 수도 있다.

또한, 돌출부의 형상은 시트 재료의 적층 또는 재료 웨브의 롤내로의 롤링에 영향을 미치는 것으로 발견되었다. 동일한 돌출부의 형상이 동일 간격으로 여러번 반복된다면, 예컨대 적층체내의 인접 재료 시트 또는 롤내의 인접 층은 함께 중첩되는 경향이 있고, 그에 따라 격리부 내부의 물질의 보호에 있어서 격리부의 이점을 무효화 한다. 중첩이 문제가 되는 경우에, 불균일한 형상 또는 사이즈를 갖거나 불균일하게 이격된 돌출부가 원추형 돌출부의 규칙적 패턴 보다 이로울 수도 있다. 불균일한 형상 또는 사이즈를 갖거나 불균일하게로 이격된 돌출부는 전술한 맥가이어 등의 특허 출원에 개시되어 있다.

본 발명에 있어서, "물질(substance)"이라는 용어는 대상면으로 이동시키기 전에 실질적으로 유동하지 않는 유동성 물질을 의미할 수 있다. 또한, "물질"은 섬유질 또는 기타 인터로킹된 재료와 같이 전혀 유동하지 않는 재료를 의미할 수 있다. "물질"은 유체 또는 고체를 의미할 수도 있다. "물질"은 본 발명에 있어서 3차원 구조체의 개방된 골 및/또는 함몰부내에 유지될 수 있는 소정의 재료로 규정된다. 예컨대, 접착제, 정전기, 기계식 인터로킹, 모세관 흡인, 표면 흡착, 반 데르 발스(van der Waals) 힘 및 마찰을 사용하여 물질을 골 및/또는 함몰부내에 유지할 수도 있다. 물질은 골 및/또는 함몰부내에 영구적으로 유지되거나 또는 물질은 외부 표면과 접촉하도록 노출될 때 또는 3차원 구조체가 변형되거나, 가열되거나 또는 다른 방법으로 활성화될 때 그로부터 분리되도록 의도될 수도 있다. 본 발명에 있어서 중요한 것은 겔, 페이스트, 포움, 분말, 집적된 입자, 프릴(prills), 미세 캡슐에 넣은 액체, 왁스, 현탁액, 액체 및 그의 조합체를 포함한다.

본 발명의 3차원 구조체내의 공간은 보통 개방되어 있으므로, 물질이 적소에 유지되도록 하며 활성화 단계 없이 구조체의 외부로 이동하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 활성화 단계는 압축에 의해 3차원 구조체를 변형시키는 단계인 것이 바람직하다. 그러나, 물질을 유동시키는 활성화 단계는 재료를 실온으로 가열시키거나 또는 재료를 실온 이하로 냉각시킬 수 있다. 또는, 상기 활성화 단계는 중력을 초과하는 힘을 제공하는 것을 포함한다. 또한, 그것은 인장력 및 이러한 활성화 현상의 조합과 같은 다른 변형력을 포함할 수 있다.

"변형가능한 재료"라는 용어는 호일, 중합체 시트, 직물, 직포 또는 부직포, 종이, 셀룰로스 파이버 시트, 공유 압출물, 적층체 및 그의 조합체를 포함하도록 의도된다. 선택된 변형가능한 재료의 특성은, 한정되는 것은 아니지만, 다공성, 비 다공성, 미공성, 기체 또는 액체 투과성, 비 투과성, 친수성, 소수성, 친습성(hydroscopic), 친유성(oleophilic), 소유성(oleophobic), 고 임계 표면 장력, 저 임계 표면 장력, 표면 예비 감촉(pre-textured), 탄성 항복성, 소성 항복성, 전기 전도성 및 전기 비 전도성을 포함할 수 있다.

변형가능한 재료와 조합하여 이용되는 물질은 3차원 구조체내에서 그의 보호된 배향으로부터 분배되는 것과 대상면에 가해지는 것을 가능하게 하는 물리적 특성의 선택을 나타낼 수도 있다. 그러한 분배는 사실상 부분적으로, 실질적으로 또는 전체적으로 완료될 수도 있다. 변형예로, 물질은 대상면과 접촉하도록 전개되는 동안 시트 재료와 결합된 상태로 유지되도록 선택될 수도 있다. 시트 재료와 결합된 상태로 유지되도록 의도되는 물질의 일예는 미국 미네소타주 바드나이스 하이츠 소재의 에이치 비 풀러 캄파니(H. B. Fuller Co.)에 의해 제조된 사양 번호 Fuller HL-2115X 인 고온 용융 접착제의 층이다. 재료 적용의 필요성에 적합한 소정의 접착제를 사용할 수 있다. 접착제는 재 고정 가능하거나, 분리 가능하거나 영구적일 수도 있다.

활성화시에 시트 재료로부터 방출되도록 의도되는 물질의 분배를 용이하게 하기 위해서, 중요한 것으로 생각되는 물질의 특성은 대상면에 대한 물질의 상대 친화력 대 변형 가능한 재료에 대한 물질의 상대 친화력과, 3차원 구조체의 활성화 후의 물질의 겉보기 점도 또는 유동성을 포함한다. 물질은 변형가능한 재료에 대해서 보다 큰 정도로 및/또는 물질 자체의 다른 부분에 대해서 보다 큰 정도로 대상면에 우선적으로 고착되어야 하는 것으로 생각된다. 달리 설명하면, 물질은 그 자체에 대해서 및/또는 변형 가능한 시트 재료에 대해서 보다는 대상면에 대해서 더 큰 친화력을 갖는다.

방출되도록 의도되는 물질은 시트 재료 내부의 보호된 위치로부터의 방출을 가능하게 하는 점도 및 유동 특성을 본래 지닐 수 있거나, 또는 방출 및 분산을 가능하게 하기 위해 점도의 수정을 필요로 할 수도 있다. 점도의 수정은 선택된 활성화 모드에 반응하여 점도 변화가 발생하는 물질의 선택에 의해 달성될 수도 있다. 예를 들면, 압축력과 같은 기계적 활성화에 대해서는, "전단-희박성(稀薄性)(shear thinning)"[의사 소성(pseudoplastic)] 물질로 통상 언급되는 물질을 사용하는 것이 소망되며 바람직할 수도 있다. 그러한 물질의 예는 중합체 용액과, 덴트리피스(dentrifice) 및 바디크림, 페인트, 교질화 목재 스테인 등과 같은 많은 겔 및 페이스트를 포함한다. 다른 재료는 소정의 한계 전단 응력(항복 응력)에 도달되거나 초과된 후에만 전단-희박성 재료로서 거동한다. 그러한 재료는 통상 빙엄(Bingham) 소성 재료로 불려지며, 그러한 거동을 나타내는 물질의 하나의 통상적인 예는 케첩으로 공지된 양념류이다.

대상면에 대한 물질의 점착 또는 친화력에 영향을 미치는 것으로 생각되는 일부 요인은, 정전기 또는 전하; 수소 결합, 공유 결합, 이온 결합, 부분적 이온 결합(부분적 2극성 흡인), 반 데르 발스 힘, 삼투압 등에 의한 화학적 결합; 모세관압(흡입); 흡착; 흡수; 진공/흡입 등을 포함한다. 다른 중요한 요인은 대상면상의 물질의 접촉각에 의해 영향을 받는 경우에 대상면상의 물질의 습윤성을 포함한다.

대상면상의 물질의 확산 또는 분산을 용이하게 하기 위해서, 특히 변형가능한 물질상에 국부적 배향을 부여하는 국부적 분배 패턴으로 물질이 유지되는 경향을 없애기 위해서, 대상면상에 습윤 가능하도록 적절히 조절된 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 대상면상에서의 물질의 확산 또는 분배를 지원할 수도 있는 다른 요인은, 활성화 후에 그러나 대상면으로부터 변형가능한 재료를 제거하기 전에 측방향의 기계적 이동을 부여하기 위해서 복합 시트 재료의 사용자에 의해 제공되는 기계적 확산 작용 뿐만아니라 전단-희박 거동을 나타내는 물질의 사용을 포함한다. 또한, 그러한 측방향의 기계적 작용은 전단-희박성 물질에 대해서와 같은 물질과의 추가의 상호작용을 제공할 수도 있고, 거품칠, 포움 발생, 문지르기/연마 작용 등과 같은 추가의 이점을 제공할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 원리에 따라 사용하기 위한 다양한 물질을 선택할 수도 있다. 설명을 위한 대표적인 물질은 비누 및 세제와 같은 세척제, 로션과 같은 피부 연화제, 연고, 염증방지 크림 등과 같은 약제, 발한 방지제, 방취제, 화장품, 방향제 등을 포함하는 건강 및 미용 용품 등을 포함한다. 그러한 시트 재료에 대한 기타 다수의 다양한 적용은 윤활유, 색소, 오일 및 왁스와 같은 예방 보호제, 접착제, 방부제 등과 같은 자동차 및 가정 용품용 애플리케이터 뿐만아니라 양념(겨자, 케첩 등)과 같은 식품 적용을 포함한다.

또한, 부주의한 접촉이 방지될 뿐만아니라 초기에 (시트 재료의 동일 측면상에서 또는 반대 측면상에서)서로 분리되는 다수의 물질이 사용될 수도 있으며, 활성화 공정중에 또는 후속 분산 및/또는 확산 동작중에 혼합될 수도 있다. 그러한 구조체는 서로 및/또는 대상면에 추가의 기능을 제공하기 위해 서로 상호 작용하는 것이 이로운 물질(예컨대, 여 분산 에폭시, 촉매 반응제 등)에 특히 유용할 수도 있다. 대상면에 대해 상이한 정도의 친화력을 갖는 유사한 물질을 사용할 수도 있다. 그러한 물질은, 예를 들면 상이한 레벨의 접착성을 갖는 감압형 접착제이다.

물질의 선택에 대한 하나의 예시적 접근은 특성이 상이한(공통 특성의 정도가 상이하거나 상이한 특성을 갖는) 복합 물질 및/또는 다수의 순차적 활성화 단계로 변형되는 돌출부내의 복합물을 제공하는 것이다. 예를 들면, 제 1 활성화 레벨에서 변형되어 보다 2차원이 되도록 설계된 돌출부는 제 1 물질을 포함하는(또는 제 1 물질로 포위되는) 반면, 제 2 활성화 레벨에서 변형되어 보다 2차원으로 되도록 설계된 돌출부는 제 2 물질 등을 포함할 수도 있다(제 2 물질로 포위될 수도 있다). 그러한 재료의 일예는 변형될 제 1 돌출부내에 또는 그 둘레에 약간 점착성이 있는 감압형 접착제와, 후속 활성화 단계에서 변형되도록 설계된 돌출부내에 또는 그 둘레에 보다 공격적인 감압형 접착제를 포함하는 시트 재료이다. 따라서, 그러한 재료는 후속 활성화 단계에서 보다 공격적인 (그리고 아마도 보다 영구적인) 접착제의 활성화 전에 적절한 위치설정을 위해 시트 재료를 대상면에 분리 가능하게 고정시키는 최초의 작은 부착력을 제공할 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 시트 재료의 바람직한 형성 방법을 도시한 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 변형 가능한 재료(100)는 연속적으로 공급되고 그리고 공급 롤(110)을 거쳐 정합 고무 지지 롤(120)상에 공급된다. 지지 롤(120)은 변형가능한 재료(100)를 지지 롤과 강성 패턴 롤(130) 사이의 닙 안으로 끌어당긴다. 물질을 수납한 다수의 돌출부를 갖는 시트 재료의 제조에 적합한 도시된 실시예에 있어서, 패턴 롤(130)은 다수의 요부(135)를 포함한다. 지지 롤이 패턴 롤 위에 놓인 변형가능한 재료상에 가하는 힘은 변형가능한 재료를 요부(135)내로 가압하여, 그에 따라 다수의 대응 중공형 돌출부를 형성한다. 패턴 롤은 소망의 3차원 시트 재료를 제조하도록 소망의 깊이 및 단면 형상의 요부를 형성하기 위해 캐스팅, 에칭, 도금, 기계적 조판 등을 포함하는 기술 분야에 공지된 임의의 수단으로 제조될 수도 있다.

물질(170)의 수반 풀을 갖는 닥터 블레이드 또는 고무 롤러(160)는 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 돌출부의 중공형 측면의 함몰부내로 물질을 계량한다. 정합 블레이드는 완성된 시트 재료내의 물질이 시트 재료의 최외측 표면 아래의 보호된 위치에 있게 하는 것을 보장하는 점에서 유용하다. 이러한 방법의 다른 변형예는 함몰부를 물질로 채우기 위해 고정 블레이드의 위치에 정합 롤을 이용하는 것이다. 물질은 윤곽 및/또는 다양한 정합형 닥터 블레이드 또는 닙 롤러를 이용하는 것에 의해 함몰부내에 상이한 레벨로 공급될 수 있다. 변형예로, 또는 소망하는 경우 추가로, "잉크 젯"형 물질 주입 운반 장치(180)(다수의 가압 노즐을 포함하는 가압 노즐 배열)를 이용하여 소량의 물질(190)을 각 중공형 돌출부의 함몰부 내로 배치할 수 있다. 물질 주입 장치(180)와 중공형 돌출부 사이에 정합이 필요하더라도, 상기 장치(180)는 패턴 롤(130)의 요부(135)로부터 직접 정합되어 돌출부의 위치를 규정한다. 상이한 레벨의 물질을 상이한 주입량으로 공급할 수 있다. 그 후, 형성된 재료(150)는 방출 아이들러 롤(140) 둘레로 방출된다.

도 10에 도시된 바와 같은 시트 재료를 형성하기 위해 수형(male-type) 패턴 롤이 그의 부속 요부를 갖는 도 13에 도시된 암형(female-type) 패턴 롤을 대체하는 다른 제조방법을 이용할 수 있다. 그러한 변형 공정은 전술한 1996년 11월 8일자 해밀턴 및 맥가이어의 명의로 출원된 미국 특허 출원 번호 제 08/744,850 호 "변형가능한 격리부로 보호된 물질을 갖는 재료 및 그 제조방법" 뿐만아니라 기계적 엠보싱의 대안으로서 유체(기체/액체) 압력차의 이용을 포함하는 기술 분야에 공지된 다른 방법에 보다 상세히 개시되어 있다.

이용되는 소정의 물질 및 시트 재료에 대해 만족스러운 결과를 제공하는 다른 적절한 제조방법을 사용할 수도 있다. 이러한 제조방법은 물질 및 시트 재료를 단일화하는 수동적 방법을 포함하지만, 여기에 한정되지는 않는다. 하나의 그러한 변형 방법은 도 13의 것과 유사한 방법이지만, 재료의 유입 시트는 재료의 웨브로서 미리 존재하기 보다는 지지 롤(120)상으로 압출된다. 다른 변형예는 3차원 구조체를 형성하기 위해 변형 가능한 재료상에 힘을 가하는 다른 수단을 포함한다. 이러한 수단은 가압 유체(액체 및 기체), 열 에너지 등을 포함한다.

변형 방식 및 힘은 보다 소망의 결과를 제공하기 위해 측벽 두께의 윤곽에 의해 영향을 받을 수 있다. 돌출부의 측벽은 돌출부의 최외측 부분을 돌출부의 기부의 외주부에 인접한 미 성형된 재료에 연결한다. 또한 한정된 측벽은 최외측 부분의 내부 영역보다 실질적으로 얇은 최외측 부분내의 실질적으로 외주 영역을 포함할 수도 있다. 측벽의 적어도 일부분이 기부 외주부에 인접한 미 변형된 재료보다 실질적으로 얇은 위치에 있는 돌출부가 사용자에 의해 변형되기에 바람직한 것으로 생각된다. 또한, 돌출부의 최외측 부분의 재료에 비해서 측벽의 적어도 일부분에서 실질적으로 얇은 측벽은 변형부를 바이어스시켜 측벽 구조체내에서 주로 발생되도록 하는 것이 유리하다.

고밀도의 돌출부 패턴에서 발견되는 비교적 작은 돌출부를 포함하는 구조체에 있어서, 그러한 얇은 측벽 게이지가 특히 유용할 수 있다.

제조방법은 성형 스크린 구멍을 규정하는 본질적으로는 직선형인 스크린 벽을 갖는 성형 스크린의 사용에서와 같이 측벽 두께 형상에 영향을 미칠 수 있다. 그러한 방법은 돌출부가 내부 백업 스크린과의 접촉점까지 기부 외주부로부터 성형 스크린 요부내로 자유롭게 끌어당겨지기 때문에 실질적으로 얇은 측벽 두께를 허용한다. 내부 백업 스크린의 사용 목적은 돌출부의 추가의 끌어당김을 방지하기 위한 것이다. 이러한 접근법은 측벽내에 보다 다양한 게이지 윤곽을 제공한다.

성형중에 재료의 마이크로 직조는, 예컨대 재료의 일 측면과 다른 측면 사이를 구별하는 경우에 유용할 수도 있다. 본 발명에 있어서 3차원 구조체의 최외측 표면 형상부의 마이크로 직조는, 예컨대 한편의 재료를 성형 스크린 요부내로 그리고 작은 구멍을 갖는 진공 드럼과 같은 마이크로 직조면에 대해 끌어당기는 것에 의해 달성될 수도 있다.

일반적으로, 본 발명은 물질이 외부 표면과 부주의하게 접촉하는 것을 방지하도록 유지하기 위한 3차원 구조체이다. 상기 구조체는 압축력을 가하는 것에 의해 실질적으로 2차원 구조체로 변환가능하며 그에 따라 구조체가 붕괴되어 물질을 방출 또는 노출시켜 외부 표면(들)과 접촉하게 된다. 그러나, 본 발명의 범위는 또한 물질이 부주의하게 접촉하지 않도록 하는 3차원 구조체에도 적용되며, 상기 3차원 구조체는 압축 이외의 수단에 의해서 실질적으로 2차원 구조체로 변환된다. 예를 들면, 본 발명자들은 동일한 3차원 구조체에 가해지는 인장력이 그것을 종방향으로 소성 변형시키고 그에 따라 캘리퍼 또는 두께를 수축시켜 마찬가지로 물질을 노출 또는 방출시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 충분한 인장 상태에서, 돌출부 사이의 재료는 재료의 평면내의 힘에 반응하여 변형되어 그 돌출부들은 동일 방향으로 신장되는 것으로 생각된다. 돌출부가 신장되면, 그 높이가 감소된다. 돌출부는 그 사이의, 그 내부의 물질 또는 이들 양자의 물질이 노출되는 정도까지 충분한 신장에 의해 높이가 감소된다.

3차원 구조체내에서 그로부터 물질을 노출시키기 위해서 압축력 및 인장력의 조합력이 본 발명의 재료에 가해질 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 물질을 외부 표면에 노출시키기 위해 상기 3차원 구조체의 충분한 변형을 달성하는데 필요한 인장력은 동일한 결과를 달성하기 위해 압축력 보다 상당히 크지만, 특정한 평면 방향으로 작용하는 인장력에 의해 보다 용이하게 변형되는 구조체를 설계할 수도 있다. 예를 들면, 구조체는 돌출부 대신 평행한 파형부(wave)를 구비할 수도 있으며, 상기 파형부는 구조체를 파형부에 수직으로 그 평면내에서 신장시키는 것에 의해 용이하게 평탄하게 될 수도 있다. 다른 적절한 인장 반응 구조체는 본원에 참고로 인용되는 차펠(Chappell) 등의 미국 특허 제 5,518,801 호에 개시되어 있다.

다른 실시예에 있어서, 열을 가하여 수축성 필름으로 제조된 동일한 구조체의 두께를 감소시킴으로써 유사하게 물질을 방출 또는 노출시킬 수 있다.

본 발명의 3차원 구조체의 사용예는 테이프, 라벨 및 저장 랩 이외에도, 로션 주입형 안면 티슈, 미세 캡슐에 넣은 향수를 함유한 향수 스트립, 접착제 주입형 선반 및 벽지, 치료용 패치, 표면으로의 패턴화된 조미료 운반체, 2성분 접착제, 세탁 예비 처리 화학약품, 연마제 운반 장치, 및 일부 작용이 일어날 때까지 기재내에 유지된 물질과의 접촉이 방지되는 것이 소망되는 다른 용도를 포함한다.

본 명세서에 설명한 바와 같이, 상이한 물질을 성형 재료의 대향면상에 배치할 수 있다. 다수의 물질을 서로 기하학적으로 이격시키거나 혼합된 재료의 동일면상에 배치할 수 있다. 물질은 부분적으로 층을 이룰 수 있다. 일예는 재료의 표면에 인접한 접착제의 층이며, 상기 접착제 층의 노출된 측면에 고체 입자가 고착되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이, (시트 재료의 동일면 또는 대향면상에서) 최초로 분리된 다수의 물질을 활성화 공정중에 또는 후속 분산 및/또는 확산 동작중에 혼합할 수도 있다.

돌출부의 패턴은 보다 큰 다른 돌출부의 상부에 배치된 단일 또는 다수의 '마이크로 돌출부' 패턴과 같은 유사한 치수 스케일 또는 상이한 치수 스케일로 중첩될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들을 도시하고 설명하였지만, 당업자에게는 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수도 있음이 명백히 이해될 것이며, 본 발명의 범위내에 속하는 그러한 모든 수정을 첨부된 청구범위 내에 포함시키도록 의도하는 바이다.

Claims

(a) 최외측 표면 형상부와 물질을 담기 위한 상기 최외측 형상부 사이의 공간을 구비한 3차원 구조체로서, 상기 물질은 상기 최외측 표면 형상부 내부의 레벨을 가짐으로써 외부 표면과의 부주의한 접촉으로부터 보호되는, 상기 3차원 구조체와;

(b) 대상면으로 운반되기 전에 유동에 대한 저항성을 가지며, 상기 3차원 구조체의 공간을 차지하는 물질로서, 상기 3차원 구조체가 2차원 구조체로 충분히 변형될 때까지는 상기 물질이 보호된 상태로 유지되며, 필요한 경우 외부 표면의 순응 없이 노출되어 외부 표면에 접촉하는, 상기 물질을 포함하는 물질 운반 장치에 있어서,

상기 3차원 구조체는 다수의 개별 단계로 점진적으로 활성화되어 물질을 상기 대상면에 다단계로 점진적으로 이동시키는 최외측 표면 형상부를 구비하는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공간은 상호 연결된 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공간은 분리되어 있는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최외측 표면 형상부는 압축력 레벨의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화되는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최외측 표면 형상부는 변형 레벨의 증가에 반응하여 점진적으로 활성화되는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최외측 표면 형상부는 골에 의해 분리된 중공형 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최외측 표면 형상부는 상이한 기하학적 높이를 갖는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공간은 다수의 각종 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최외측 표면 형상부는 상이한 기하학적 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 물질은 상기 공간을 상이한 깊이로 점유하는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 3차원 구조체는 상기 3차원 구조체에 의해 규정된 평면에 수직으로 작용하는 압축력에 의해 변형가능하며, 상기 3차원 구조체의 최외측 표면 형상부는 상기 평면에 수직인 방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 3차원 구조체는 상기 3차원 구조체에 의해 규정된 평면에 평행한 방향으로 작용하는 인장력에 의해 변형가능하며, 상기 3차원 구조체의 최외측 표면 형상부는 상기 평면에 수직인 방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는

물질 운반 장치.
(a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 3차원 시트의 재료로서, 상기 제 1 측면은 그로부터 외부로 연장되고 그리고 골에 의해 서로 분리된 다수의 중공형 돌출부를 가지며, 상기 제 2 측면은 상기 다수의 중공형 돌출부와 대응하는 다수의 함몰부를 갖는, 상기 3차원 시트의 재료와;

(b) 상기 골과 상기 함몰부중 적어도 하나를 포함하는 외부 접촉으로부터 보호되는 위치에 고착되어 그것을 부분적으로 채우며, 그에 따라 상기 중공형 돌출부를 변형시켜 물질을 대상면으로 운반하는 것에 의해 상기 시트 재료가 선택적으로 활성화되도록 하는 물질을 포함하는, 물질을 대상면상으로 운반하기 위한 선택적으로 활성화 가능한 시트 재료에 있어서,

상기 중공형 돌출부는 다수의 개별 단계로 점진적으로 활성화되어 상기 물질을 대상면으로 다단계로 점진적으로 운반하는 것을 특징으로 하는

선택적으로 활성화 가능한 시트 재료.
물질을 대상면상에 운반하기 위한 시트 재료의 제조방법에 있어서,

(a) 변형가능한 시트 재료를 제공하는 단계와;

(b) 상기 시트 재료를 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 3차원 시트 재료로 형성하는 단계로서, 상기 제 1 측면은 그로부터 외부로 연장되고 그리고 골에 의해 서로 분리된 다수의 중공형 돌출부를 구비하며, 상기 제 2 측면은 상기 다수의 중공형 돌출부와 대응하는 다수의 함몰부를 구비하고 있고, 상기 돌출부는 다수의 개별 단계로 점진적으로 활성화되는, 상기 형성 단계와;

(c) 상기 골과 상기 함몰부 중 적어도 하나를 포함하는 외부 접촉으로부터 보호되는 위치에 고착되어 그것을 부분적으로 채우는 물질을 공급하여, 상기 시트 재료는, 상기 중공형 돌출부를 변형시켜 상기 물질을 대상면에 운반하는 것에 의해 선택적으로 활성화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 물질은 상기 함몰부내에 균일한 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 물질은 상기 함몰부내에 가변 레벨로 배치되는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 형성 단계는 기계적 엠보싱가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 형성 단계는 상기 재료를 가로질러 유체 압력차를 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 중공형 돌출부는 상이한 기하학적 높이를 갖는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 중공형 돌출부는 상이한 기하학적 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는

시트 재료의 제조방법.