KR100970405B1

KR100970405B1 - 필름 구조체 및 필름 구조체의 제조 방법

Info

Publication number: KR100970405B1
Application number: KR1020047008923A
Authority: KR
Inventors: 어센로날드더블유; 다모다런선더라벨; 한학-림; 헥달데빗더블유
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2010-07-15
Also published as: ATE337381T1; RU2004117918A; JP4620350B2; MXPA04005553A; TWI270464B; TW200302781A; EP1453929B2; JP2005511853A; US20030124291A1; DE60214226T2; AU2002364117A1; CN1246409C; DE60214226D1; WO2003050198A1; BR0214652A; EP1453929B1; KR20040074068A; US20030215611A1; ES2271370T3; EP1453929A1

Abstract

접촉 성질이 조절 가능한 입체 필름 구조체를 제조하는 방법은 필름 구조체의 상부에 분리성 표면 부재를 제조하는 단계와 필름 구조체를 연신시켜 분리성 표면 부재를 분리하여, 감압 접착제 성질과 같은 일부 접촉 성질을 전달하는 목적하는 표면 구조를 얻는 단계를 포함한다. 컷팅 필름 표면, 스템형 필름 또는 입자층을 사용하여 분리성 표면 부재를 제공한다.

Description

필름 구조체 및 필름 구조체의 제조 방법{FILM STRUCTURES AND METHODS OF MAKING FILM STRUCTURES}

본 발명은 포장, 결합, 고정, 밀봉, 표식 또는 화학물질 또는 약물과 같은 물질의 분배에 사용되는 단층 또는 다층 필름 구조체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 접착력과 같은 각종 표면 접촉 특성을 비롯하여 복수의 특징을 갖는 표면을 구비한 필름 구조체에 관한 것이다.

필름 구조체는, 각종 목적으로 다른 대상체와 표면 접촉시켜 널리 사용된다. 그러한 목적으로는 포장, 결합, 고정, 밀봉 및 화학제의 분배 등이 있다. 필름 구조체의 작용 표면은, 작용제와 표적 대상체의 표면이 서로 접촉할 때 표적 대상체에 미치는 일정한 작용 효과를 갖는 작용제를 보유할 수 있다. 그러한 필름 구조체의 가장 일반적인 예 중 하나는 접착제 작용제를 갖는 시이트재이다. 접착제면을 또 다른 대상체의 표면에 적용하면, 시이트재가 대상체의 접촉면에 접착되어, 결합을 형성한다. 또 다른 예는 화학물질 또는 약물을 함유하는 캐리어면을 갖는 시이트재이다. 캐리어면이 대상체의 표면과 접촉하면, 제제(화학물질 또는 약물)가 표적 표면에 분배되어 표면에 대한 효과를 나타낸다.

상기 개시된 용도에서, 사용자는 의도한 작용 효과가 적용되는 시기, 장소, 방법, 특정 필름 부분 및 그 정도를 조절하기를 희망할 경우가 흔히 있다. 전통적인 필름 구조체는 그러한 편리한 특징을 제공하지 못한다. 예를 들어, 테이프, 라벨, 그리고 감압 접착제(PSA)를 사용하여 접착제 코팅된 표면을 표적 표면에 부착하는 기타 물품 분야에 있어서, 영구 접착력이 문제를 일으킬 때가 있다. 즉, 접착제 코팅된 표면을 표적 표면 상에 적당하게 배치하기 전에, 접착제가 표적 표면과 의도하지 않게 접촉하여 하나 이상의 위치에서 조기 접착됨으로써, 적절히 배치할 수 없게 되는 경우가 있다. 또한, 동일한 접착제 코팅된 표면의 상이한 부분 사이에서 의도하지 않은 접촉이 문제를 유발하여 쓸 수 없게 될 수도 있다. (필름 또는 시이트와 같은 기재와 그 표면에 형성된 감압 접착제 층으로 구성된) 감압 접착제 시이트 구조체는, 예를 들어 표지판, 자동차, 건물 및 용기의 장식 및 표시 용도와 같은 각종 용도로 사용된다. 그러한 감압 접착제 층은 초기 접착 강도가 매우 높아서, 접착력을 조절하기가 매우 어렵다. 필름 구조체를 정확하게 배치해야 하는 경우, 해당 분야의 전문가들도 한번의 조작으로 목적하는 부위에 감압 접착제 층을 정확하게 접착시키는 데 곤란함을 경험했을 것이며, 목적 부위로부터 제거해야 하는 경우도 흔히 있다. 그러나, 전통적인 감압 접착제로는, 일단 초기 접촉이 이루어지면, 필름 구조체의 위치를 조정하는 것이 어렵다.

더 많은 이용자들이 조절하였으면 하는 또 다른 예는, 일반적으로 식품 포장에 사용되는 박막에서 찾을 수 있다. 대부분의 시판 랩은 랩을 빼낼 때 랩끼리 "달라붙어" 바람직하지 않다. 이러한 바람직하지 않은 성질은 필름의 사용을 조절하기 어렵게 한다.

사용자가 조절하기 어려운 상기 개시된 문제를 해결하기 위한 다른 시도가 있었다. 미국 특허 제5,965,235호(McGuire 등)는, 예컨대 이격된 입체 돌출부 다수가 밖으로 연장되어 있는 적용면을 갖는 입체 시이트재를 개시한다. 인접 돌출부 사이에 입체 공간의 상호연결망으로 돌출부가 분리되어 있다. McGuire 등의 상기 특허에 개시된 시이트 구조체는 서로 중첩된 층이 포개지는 것을 막도록 고안되어 있다. 포개짐을 방지하는 입체 시이트재는, 상호연결된 랜드(land)에 의해 분리되어 있는 이격된 입체 홈의 무정형 패턴을 포함하는 입체 형성 구조체를 이용하여 제조한다. 포개짐이 방지되는 입체 시이트재의 제조를 위해서, 성형가능한 재료의 시이트를 성형 구조체로 도입하고, 성형 구조체에 적합하도록 영구 변형시킨다.

PCT 특허 WO 97/25268호는 물질을 함유하기 위한 공간과 최외부 표면 특징을 갖는 입체 구조체를 포함하는 물질(예, 약물) 전달계를 개시한다. 물질이 외부면과 우연치 않게 접촉하는 것을 방지할 수 있도록, 이 물질을 최외부 표면 특징보다 아래에 위치시킨다. 입체 구조체가 실질적인 2차 구조체로 충분히 변형될 때까지 물질은 보호되어 있고, 노출되면 외부면의 컴플라이언스 없이 물질이 외부면과 접촉하게 된다. 입체 재료의 제조는 물질을 성형 표면 상에 코팅하는 단계, 물질의 피막을 성형 표면으로부터 재료 조각으로 전달하는 단계, 물질을 성형 표면과 접촉시키면서 재료 조각을 성형 표면 상의 입체 구조체로 형성하는 단계를 포함한다.

PCT 특허 WO 97/25268호의 입체 시이트 구조체와 유사한 입체 시이트 구조체는 PCT 특허 WO 98/55109호에 개시되어 있는데, 이 시이트 구조체는 물질(즉, 약물)을 표적 표면에 분배 및 분산시키기 위한 선택적 활성화 시이트재를 추가로 제 공한다. 시이트재의 적용 부위는 밖으로 연장되고 골에 의해 서로 분리되어 있는 중공 돌출부 다수를 포함하며, 대향면은 중공 제공에 상응하는 함몰부 다수를 포함한다. 물질은, 골 및/또는 함몰부를 포함하고 외부 접촉부로부터 보호된 위치에 부착하여 부분적으로 충진한다. 물질의 표적 표면으로의 전달을 위해 중공 진행을 변형시켜 시이트재를 선택적으로 활성화시킬 수 있다.

미국 특허 제5,240,761호(Calhoun 등)는 접착제 층을 연신시켜 접착제 층을 덮는 전기 전도성 입자의 조밀한 단층을 분리하는 방법을 개시한다. 생성된 필름은 분리가능한 이면층을 갖으며, 이면층이 분리되면 이를 사용하여 전기 전도성의 성분을 갖는 2개의 물질을 전기 접속시킬 수 있다.

조절 가능한 접촉 성질을 갖는 입체 필름 구조체는 중요하기 때문에, 그러한 필름 구조체를 제조할 수 있는 저렴하고 더욱 효과적인 방법을 개발하고 각종 용도에 적합한 대체 필름 구조체를 제공하는 것이 바람직하다.

발명의 개요

본 발명의 일 측면은 표면 접촉 성질을 조절할 수 있는 필름 구조체의 형성 및 적용 방법을 제공한다. 이 방법은 제1 및 제2 주면을 갖고, 내부에 작용제를 포함하는 다층 필름 구조체를 제공하는 단계[상기 작용제는 필름 구조체의 상부에 의해 필름 구조체의 제1 주면으로부터 이격되어 있고, 상부는 소정의 분리성 표면 부재에 의해 형성되며, 필름 구조체의 제1 주면은 분리성 표면 부재에 걸쳐있는 면에 의해 형성됨]; 다층 필름 구조체를 비탄성적으로 연신시켜 필름 구조체의 제1 주면에서 분리성 표면 부재를 분리하고, 인접하여 분리되어 있는 분리성 표면 부재 사이의 공간을 통해 작용제의 노출을 증가시키는 단계; 필름 구조체의 제1 주면을 기재 표면에 적용하는 단계; 및 필름의 제2 주면에 압력을 가하여 작용제를 기재의 구조체 표면과 접촉시키는 단계를 포함한다.

상기 방법의 일 구체예에서, 다층 필름 구조체의 상부는 입자층을 포함하며, 각 입자는 분리성 표면 부재 중 하나를 형성한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 상부 필름 층을 포함하는 데, 이 상부 필름 층은 상부 필름 층을 적어도 부분적으로 컷팅하여 형성된 분리성 표면 부재를 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 어셈블리는 필름 구조체의 연속 부분으로부터 연장되는 다수의 스템을 포함하며, 각 스템은 분리성 표면 부재 중 하나를 구성한다. 본 발명의 또 다른 구체예는 상기 방법에 의해 형성된 필름 구조체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 조절 가능한 표면 접촉 특성을 갖는 필름 구조체를 형성 및 적용하는 별법을 제공한다. 이 방법은 제1 주면, 제2 주면, 제1 주면 아래에 있고 다수의 입자를 포함하는 상부를 포함하는 필름 구조체를 제공하는 단계; 필름 구조체를 연신시켜 필름 구조체의 제1 주면에서 입자를 분리하고, 인접한 입자 사이의 공간을 통해 필름 구조체의 중간면의 노출을 증가시키는 단계; 연신된 필름 구조체의 제1 주면을 기재 표면에 적용하는 단계; 및 필름의 제2 주면에 압력을 가하여 중간면을 기재의 표면과 접촉시키는 단계를 포함한다.

상기 방법의 일 구체예에서, 필름 구조체는, 이의 중간면을 적어도 부분적으로 형성하는 작용제를 추가로 포함한다. 본 구체예의 일 측면에서, 작용제는 접착제를 포함한다. 본 구체예의 또 다른 측면에서, 연신 후에 노출된 작용제의 각 부분은 평균 두께를 갖는 층 형태로 존재하며, 노출된 작용제의 해당 부분의 평균 두께와 같거나 큰 평균 공간만큼 입자에 의해 필름 구조체의 제1 표면과 이격되어 있다.

상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신은 비탄성 연신이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 복수의 입자는 전기적으로 비전도성이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 다층형이다. 이 구체예의 일 측면에서, 다층 필름 구조체는 공연신으로 형성된다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신 단계 전에 필름 구조체의 상층을 형성하는 복수의 입자를 꽉 차게 충전된 단층으로 배치한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신 단계는 필름 구조체를 이축 연신시키는 것을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 연신 단계는 필름 구조체를 동시에 이축 연신하는 것을 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예는 상기 방법으로 형성된 필름 구조체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 필름 구조체의 형성 방법을 제공한다. 이 방법은 제1 주면, 제2 주면 및 제1 주면 아래의 상부를 구비한 필름 구조체를 제공하는 단계; 필름 구조체의 상부를 컷팅하여 상부가 다수의 분리성 표면 부재를 형성하도록 하는 단계; 및 필름 구조체를 연신시켜 필름 구조체의 제1 주면에서 분리성 표면 부재를 분리하고 인접하여 분리되어 있는 분리성 표면 부재 사이의 공간을 통해 필름 구조체의 중간면의 노출을 증가시키는 단계를 포함한다.

상기 방법의 일 구체예에서, 중간면의 노출부는 다수의 홈을 형성하며, 각 홈은 제1 주면으로부터 이격된 홈면을 갖고 인접하여 분리되어 있는 표면 부재 사이의 공간 중 하나를 통해 노출된다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 필름 구조체의 중간면을 적어도 부분적으로 형성하는 작용제를 포함한다. 이 구체예의 일 측면에서, 작용제는 상층에 인접하여 그 아래에 있는 층 형태로 존재하며, 연신 필름 구조체의 제1 주면을 기재의 표면에 적용하는 경우, 연신된 필름 구조체의 제2 주면에서 기재의 표면 쪽으로 압력을 가하면 작용제의 기재의 표면과의 접촉이 현저히 증가한다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 컷팅 단계는 상부 필름 층을 통한 완전한 컷팅과 작용제 층을 통한 부분적 컷팅을 포함한다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 작용제는 접착제를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 상기 제공 단계는 접착제와 마스킹 재료를 공압출시키는 단계를 포함하며, 상기 마스킹 재료는 필름 구조체의 상부에 있다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 압력은 손가락에 의한 압력 또는 손에 의한 압력이다.

상기 방법의 또 다른 구체예에서, 컷팅 단계는 상층을 통한 완전한 컷팅을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 컷팅 단계는 하나 이상의 방향으로의 컷팅을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 분리성 표면 부재는 연신 전에 밀도가 제곱 인치당 400 부재 이상이다. 이 구체예의 일 측면에서, 분리성 표면 부재는 연신 전에 밀도가 제곱 인치당 2500 부재 이상이다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 분리성 표면 부재는 연신 전에 밀도가 제곱 인치당 10,000 부재 이상이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 다층형이다. 본 구체예의 또 다른 측면에서, 다층 필름 구조체를 공압출로 형성한다.

상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신 단계는 필름 구조체를 이축 연신시키는 것을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신 단계는 필름 구조체를 동시에 이축 연신시키는 것을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신은 비탄성 연신이다. 본 발명의 또 다른 구체예는 상기 방법으로 형성된 필름 구조체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 조절 가능한 표면 접촉 성질을 갖는 필름 구조체를 형성 및 적용하는 별법을 제공한다. 이 방법은 제1 주면과, 상부 및 제2 주면 사이의 중간층, 제2 주면, 제1 주면 아래의 상부를 갖는 필름 구조체를 제공하는 단계[상부는 분리성 부재를 각각 형성하는 다수의 스템을 포함함]; 필름 구조체를 비탄성 연신시켜 필름 구조체의 제1 주면에서 분리성 표면 부재를 분리하고, 인접하여 분리되어 있는 분리성 표면 부재 사이의 공간을 통해 필름 구조체의 중간층 표면의 노출을 증가시키는 단계; 필름 구조체의 제1 주면을 기재 표면에 적용하는 단계; 및 작용제가 기재의 구조 표면과 접촉하도록 필름의 제2 주면에 압력을 가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 구체예는, 구조체의 표면에 필름 구조체의 제1 주면을 적용하는 단계; 및 중간층이 기재의 표면과 접촉하도록 필름 구조체의 제2 주면에 압력을 가하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 중간층의 노출부는 다수의 홈을 형성하고, 각 홈은 제1 주면으로부터 이격되고, 인접하여 분리되어 있는 표면 부재 사이의 공간 중 하나를 통해 노출된 홈면을 갖는다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는, 적어도 부분적으로 필름 구조체의 중간면을 형성하는 작용제를 포함한다. 이 구체예의 일 측면에서, 작용제는 접착제를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 작용제는 접착제를 포함하며, 제공 단계는 접착제와 하층 재료를 공압출시켜 접착제 층과 연속 층을 형성하는 단계; 및 연속 층으로부터 연장되는 스템을 형성하는 단계를 포함한다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 공압출 단계에서 스템이 형성된다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 스템은 접착제 층 위로 연정되고, 스템의 상단부에는 접착제가 거의 없다.

상기 방법의 또 다른 구체예에서, 압력은 손가락에 의한 압력 또는 손에 의한 압력이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 필름 구조체의 제2 주면을 형성하는 연속 하부 필름 층을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 다층형이다. 이 구체예의 또 다른 측면에서, 다층 필름 구조체는 공압출로 형성된다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신 단계는 필름 구조체를 이축 연신시키는 것을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 연신 단계는 필름 구조체를 동시에 이축으로 연신시키는 것을 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예는 상기 방법으로 형성된 필름 구조체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 조절 가능한 표면 접촉 성질을 갖는 필름 구조체를 형성하는 또 다른 별법을 제공한다. 이 방법은 제1 주면과 제2 주면을 구비하고 내부에 작용제를 포함하는 다층 필름 구조체를 제공하는 단계[상기 작용제는 필름 구조체의 상부에 의해 필름 구조체의 제1 표면으로부터 이격되어 있고, 상부는 전기적으로 비전도성인 소정의 분리성 표면 부재에 의해 형성되어 있으며, 필름 구조체의 제1면은 분리성 표면 부재에 걸쳐있는 면에 의해 형성됨]; 및 다층 필름 구조체를 연신시켜 필름 구조체의 제1 주면에서 분리성 표면 부재를 분리하고 인접하여 분리되어 있는 분리성 표면 부재 사이의 공간을 통해 작용제의 노출을 증가시키는 단계를 포함한다.

상기 방법의 일 구체예는, 필름 구조체의 제1 주면을 기재 표면에 적용하는 단계; 및 작용제가 기재 표면과 접촉하도록 필름 구조체의 제2 주면에 압력을 가하는 단계를 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 작용제는 접착제를 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 다층 필름 구조체의 상부는 입자층을 포함하고, 각 입자는 분리성 표면 부재 중 하나를 형성한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 필름 구조체는 상부 필름 층을 구비하고, 상기 방법은 상부 필름 층을 적어도 부분적으로 컷팅하여 분리성 표면 부재를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법의 일 구체예에서, 상기 제공 단계는 필름 구조체의 연속부로부터 연장되는 다수의 스템을 형성하는 단계[각 스템은 분리성 표면 부재 중 하나를 구성함]를 포함하고; 연신 단계는 비탄성 연신을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 방법은 필름 구조체의 제1 주면을 기재 표면에 적용하는 단계; 및 작용제가 기재의 구조체 표면과 접촉하도록 필름의 제2 주면에 압력을 가하는 단계를 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예는 상기 방법에 의해 형성된 필름 구조체를 제공한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이며, 일부 도면에서 유사 부재는 유사 번호로 표시한다.

도 1은 필름 구조체가 연신되기 전에 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도이다.

도 2a는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도이다.

도 2b는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 제1 구체예에 따른 필름 구조체를 상부에서 본 개략도이다.

도 2c는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제1 구체예의 별법에 따른 필름 구조체(작용제 내부에 입자가 혼입되어 있음)의 측단면도이다.

도 3은 필름 구조체가 연신되기 전에 본 발명의 방법의 제2 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도이다.

도 4a는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제2 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도이다.

도 4b는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제2 구체예에 따른 필름 구조체를 상부에서 본 개략도이다.

도 5는 필름 구조체가 연신되기 전에 본 발명의 방법의 제3 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도이다.

도 6a는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제3 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도이다.

도 6b는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 제3 구체예에 따른 필름 구조체를 상부에서 본 개략도이다.

도 7은 필름 구조체가 연신되기 전에 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x50)이다.

도 8은 필름 구조체가 연신되기 전에 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x300)이다.

도 9는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x30)이다.

도 10은 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 필름 구조체의 측단면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x500)이다.

도 11은 필름 구조체가 연신되기 전에 본 발명의 방법의 제2 구체예에 따른 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x30)이다.

도 12는 필름 구조체가 연신된 후에 본 발명의 방법의 제2 구체예에 따른 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x30)이다.

도 13은 기재에 적용된 도 2a의 필름 구조체의 측단면도로서, 필름 구조체에 가해지는 압력을 나타낸다.

도 14는 기재에 적용된 도 4a의 필름 구조체의 측단면도로서, 필름 구조체에 가해지는 압력을 나타낸다.

도 15는 기재에 적용된 도 6a의 필름 구조체의 측단면도로서, 필름 구조체에 가해지는 압력을 나타낸다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 표면 접촉 성질을 조절할 수 있는 필름 구조체의 제조 방법과 그러한 필름 구조체에 관한 것이다. 그러한 필름을 제조하기 위해서, (통상적인 공압 출 또는 적층과 같은) 적절한 방법을 사용하여 다층 필름 어셈블리를 형성한다. 다층 필름 어셈블리는, 접착제와 같은 작용제를, 바람직하게는 층 형태로 포함할 수 있는 중간면을 갖는다. 다층 필름 어셈블리는 또한 하층을 포함할 수 있다. 또, 다층 필름 어셈블리는 중간면(과 여기에 작용제가 포함된 경우 작용제)을 적어도 부분적으로 마스킹하는 상부를 추가로 갖는다. 상부는 소정의 분리성 표면 부재를 다수 포함한다. 예를 들어, 상부는 분리된 입자의 단층, 베거나 컷팅한 연속 필름 층 또는 스템형 웨브와 같은 마스킹 층일 수 있다.

소정의 분리성 표면 부재를 다수 상부에 포함시키고, 분리된 표면 부재 사이의 틈, 홈 또는 랜드를 통해 중간면(과 여기에 작용제가 포함된 경우 작용제)을 적어도 부분적으로 노출시키고 및/또는 노출 정도를 증가시켜서, 생성되는 다층 필름 어셈블리가 활성화 가능한 표면 접촉 성질을 갖도록 하며, 따라서 다층 필름 어셈블리의 제1 주면을 기재의 표면에 적용하는 경우, 중간면 및/또는 이의 작용제의 기재의 표면과의 접촉력은 다층 필름 어셈블리가 활성화되기 전보다 활성화된 후에 현저히 더 크다.

본 발명에 의해 고려되는 적용 유형을 살펴보면, 활성화 가능한 표면 접촉 성질의 활성화는 압력, 예컨대 손가락 압력이나 손의 압력 또는 등가의 압력을 다층 필름 어셈블리의 제2 주면에 가하여 실현된다. 본 명세서 중에서, 손가락 압력 또는 손의 압력이란, 보통 사용자가 접착제 필름을 기재에 접착시키려고 할 때 손가락이나 손을 사용하여 통상적으로 적용하는 압력의 종류를 의미한다. 그러나, 활성화 가능한 표면 접착 성질을 성공적으로 활성화시키는 임의의 압력은 적합하다.

본 발명에 의해 고려되는 적용 유형을 살펴보면, 분리된 표면 부재는 외력의 보조 없이 유효 기간(예, 수 시간 이상) 동안 상대적인 분리 및 틈을 적어도 부분적으로 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 분리된 표면 부재는 필름 구조체가 연신되기 전에 분리된 표면 부재를 본래 위치로 재결합시키지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 바와 같이, 연신 공정의 주 기능은 조절 가능한 표면 접촉 성질을 갖는 목적하는 표면 특징을 생성하는 것이다. 이를 실현하기 위해서, 다수의 분리성 표면 부재를 포함하는 상부가 사용된다. 그 다음 필름 어셈블리를 연신시켜 분리성 표면 부재를 분리하여 소정의 형태 패턴을 실현할 수 있다. 이 방법으로 최종 필름 생성물의 표면 특징을 예측할 수 있으며, 쉽게 조절할 수 있게 된다.

통상적으로, 필름 어셈블리를 2개의 상호 수직 방향을 따라 동일하게 연신시켜(즉, 이축 연신시켜) 필름면에서 표면 부재를 분리시킨다. 그러나, 최종 필름 구조체에서 목적하는 특정 성능에 따라, 필름 어셈블리를 한 방향 또는 2 이상의 방향으로, 각 방향에서 동일하지 않은 정도로 연신시킬 수 있다. 하나 이상의 방향으로 연신시키는 경우, 다른 방향에서의 연신을 동시에 또는 순차적으로 실시할 수 있다. 또한, 필름 어셈블리를 점철된 조작으로 연신시킬 수 있다. 예를 들어, 필름을 하나 이상의 방향으로 연신시키고, 목적하는 처리(예, 가열, 어닐링 또는 단순 대기)를 실시한 다음, 동일한 방향 또는 상이한 방향으로 다시 연신시킬 수 있다. 본질적으로, 본 명세서에 개시된 바와 같이 분리성 표면 부재의 바람직한 분리에 도움이 된다면, 어떤 연신 방법을 사용해도 좋다. 일반적으로, 적어도 1:1.05의 연 신비가 예상된다. 본 명세서에서, 1:X의 연신비는 특정 방향에서의 연신량을 나타내는 것이며, 그 방향에서의 최종 필름 길이는 동일한 방향에서의 본래 길이의 "X"배이다.

유사한 형태의 특징을 갖는 접착제 필름을 산출하기 위한 종래 시도는, 1) 텍스쳐 필름(textured film)의 홈으로의 접착제 코팅, 2) 접착제 필름 상의 비접착제 돌기의 엠보싱 또는 프린팅, 및 3) 변형에 의한 얇은 분쇄성 상층의 무작위 파단을 토대로 하는 방법을 포함한다(예, Groeger의 미국 특허 제5,948,493호 참조).

상기 언급된 종래 방법 중에서, 코팅법은 2단계 공정이라는 단점이 있고, 접착제의 레올로지 조절을 추가로 포함한다. 프린팅법도 2단계 공정이라는 단점이 있다. 제3 방법에서는 특징 크기 및 표면 기하형태가 조절되지 않으며(즉, 떨어져 나온 표면 부재의 크기 및 기하형태는 특성이 무작위적이며), 일반적으로 상부는 매우 얇아야 하기 때문에 상부에 의한 형태 릴리프가 제한된다.

비교하여, 분리성 표면 부재를 갖는 필름 어셈블리를 연신시키는 본 발명의 방법은 하기에 개시된 바와 같은 몇가지 장점을 갖는다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연신 공정의 주 기능은 일부 조절 가능한 표면 접촉 성질을 얻는 방법을 제공하는 것이다. 그러나, 연신 공정은 일부 추가의 장점을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 방법에 따른 연신 공정은 종래의 필름 제조 장치와 직렬로 실시되며, 따라서 일체형 공정으로 실시되어 박막 성능을 제공할 수 있다. 얇은 웨브는 일반적으로 (예컨대, 캐스팅에 의한) 제조가 곤란하므로, 먼저 두꺼운 웨브를 형성한 다음, 두꺼운 웨브를 연신시키고 목적하는 최종 필름 두께로 가늘게 하는 것이 더욱 효과적이다. 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 두께가 2 mil(0.0508 mm) 미만이지만, 여전히 목적하는 표면 접촉 특징을 갖는 필름을 제조할 수 있다. 또한 두께가 0.5 mil(0.0127 mm) 미만이지만, 여전히 목적하는 표면 접촉 특징을 갖는 필름도 제조가능하다.

이 방법을 필름 라인에 직접 연결하여 도입할 때의 추가의 장점은 제조 단가가 낮아진다는 것이다. 본 발명에 따라 사용되는 필름 제조 라인은 통상적인 웨브 캐스팅 및 성형 조작보다 실질적으로 빠를 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 필름 제조 라인은 대부분의 캐스트 공정보다 출력 롤이 더 넓을 수 있다.

또한, 표준 필름 제조 장치를 이용하여 이축 필름 연신을 실시할 수 있다. 이러한 목적으로 캐스트 텐터링 공정과 블로운 필름 공정을 이용할 수 있다. 캐스트-텐터링 필름을 (종방향으로 연신시킨 다음 텐터에서 횡방향으로 연신시켜) 순차적으로 제조하거나, 또는 (동시 텐터를 이용하여) 동시에 제조할 수 있다. 이러한 목적으로 기계 또는 전기기계 텐터가 사용될 수 있다.

용매 캐스팅, 적층 또는 공압출과 같은 당업계에 공지된 각종 방법을 사용하여 다층 구성물을 형성할 수 있다. 공압출 및/또는 열에 의한 적층으로 다층 구성물을 제조한 경우, 개별 층은 용융 상태로 처리되어야 한다.

본 명세서에서, 작용제로서 접착제를 갖는 필름 구조체를 예시를 위한 주요 예로서 사용한다. 일반 감압 접착제를 비롯하여 당업계에 공지된 각종 유형의 접착제를 사용할 수 있다.

그러나, 본 명세서에 개시된 발명을 화학물질, 약물 또는 심지어 마이크로전 자 소자와 같은 기타 작용제를 함유하는 필름 구조체에 동등하게 적용할 수 있다. 적절한 작용제의 비제한적인 예로는, 세정제, 의약제, 연화제, 윤활제, 착색제, 보존제, 예방 보호제, 조미료, 향료, 발한억제제 및 탈취제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 최종 필름 구조체에서 적용되는 바와 같은 작용제는 연속 층 형태, 상호연결된 패치 또는 별도의 조각으로 존재할 수 있다. 또한, 작용제 중 1 이상의 유형을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 화학물질과 같은 비접착성 작용제를 접착제 상부에 배치할 수 있다. 또 다른 형태의 조합은, 2 이상의 작용제를 함께 혼합하여 얻을 수 있다.

접착제 이외의 작용제를 사용하는 것 외에도, 일부 용도로 본 발명의 방법을 이용하여 작용제가 없는 텍스쳐 필름을 제조할 수 있다. 예를 들어, 표면 상에 연신되고 텍스쳐링된 홈을 갖는 필름을, 접착력은 없지만 홈을 통해 적당히 공기가 통하도록 하여 동결소를 방지할 수 있는 식품용 랩으로서 사용할 수 있다. 그러한 필름을 제조하기 위해서, 단층이나 다층 전구체 웨브를 목적하는 텍스쳐를 위한 적절한 깊이로 베거나 컷팅할 수 있다. 렙에 의해 덮힌 내용물 또는 틈 내부 또는 외부로, 공기/수분 등을 일부 제한적으로 또는 조절하여 통과시키는 보호성 랩에 대한 다른 용도도, 본 발명의 필름 구조체를 사용하여 가능하다.

사용된 분리성 표면 부재와 그 제조 방법을 기초로 하여, 3가지 바람직한 유형의 필름 제조 방법 구체예가 개시되어 있다. 얇은 분쇄성 상층이 변형에 의해 무작위적으로 깨지는 미국 특허 제5,948,493호(Groeger)와 대조적으로, 본 발명에 따른 3가지 가장 바람직한 유형의 구체예에서는, 미리 결정되어 있고, 소정의 경계를 따라서 분리가능하며, 이후 연신에 의해 분리되는 분리성 표면 부재를 포함한다.

마지막으로, 당업계에 공지된 것을 비롯하여 각종 유형의 분리성 표면 부재를 상부에서 사용할 수 있다. 따라서, 당업계에 공지된 분리성 표면 부재의 각종 제조 방법을 사용할 수 있다. 본 명세서의 모든 교시 내용을 이용하고, 제조 비용, 장치 및 생성 필름의 목적하는 용도 유형과 같은 인자에 따라서 제조 방법을 선택할 수 있다.

제1 구체예

제1 구체예에서, 분리성 표면 부재는 입자를 포함한다. 제1 구체예는 도 1, 2a, 2b, 2c 및 7 내지 10을 참조하여 예시된다.

도 1은 본 발명의 방법의 제1 구체예에 따른 연신 전의 필름 구조체(2)의 측단면도이다. 필름 구조체(2)는 제1 치수(폭- 도 1의 면에 대해 수직으로 연장됨), 제2 치수(길이- 도 1에서 L에 의해 예시됨) 및 제3 치수(두께- 도 1에서 T에 의해 예시됨)를 가지며, 제1 및 제2 치수는 제3 치수보다 휠씬 큰 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 특정 필름 구조체(2)는 (작용제로서 작용하는) 접착제 층(4)을 갖는다. 일 구체예에서, 필름 구조체(2)는 또한 연신가능한 하부 필름(6)을 포함할 수 있다. 다수의 비접착제 입자(8)를 노출된 중간면(9)(도시된 바와 같이 접착제 층(4)의 상면)에 배치한 다음, 접착제 층(4)의 접착제 성질을 이용하여 부착시킨다. 연신에 의한 입자(8)의 분리에 대한 조절을 최대화하기 위해서, 입자(8)는 서로 치밀하게 충전 배열되는 것이 바람직하지만, 반드시 그럴 필요는 없다.

용어 "입자"는 분말, 섬유 또는 과립 형태의 재료를 포함한다. 사용된 입자 의 크기 또는 형상에 특별한 제약이 있는 것은 아니지만, 일반적으로 최종 필름의 조작층 표면 위에 형성하기에 충분한 크기여야 한다. 처리 과정에서의 온도와 최종 필름의 목적하는 성능에 따라 비환형 입자, 섬유 유사(신장) 입자, 고체 또는 중공 입자, 금속, 무기, 유기, 세라믹, 유기 또는 중합체 입자를 사용할 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같은 입자(8)는 실질적으로 구형이고, 크기가 균일하며(직경 D₁), 표면(9) 상에 고르게 분포되어 단층(8a)을 형성하지만, 그러한 입자(8)의 선택 및 분포가 필요한 것은 아니다. 어떤 형상의 입자도, 필름 구조체(2)의 두께 방향 T에 필요한 치수(높이) D₁을 갖는 한 사용될 수 있다. 평균 크기가 상이한 입자군의 혼합물 또는 일정한 입자 크기 분포를 갖는 군의 혼합물을 사용하여 최종 필름에서 특정 성능을 얻을 수 있다. 각종 입자군의 복수 용도를 가질 수 있다. 예를 들어, 거대 입자군을 먼저 적용하여 단층을 형성한 후에, 작은 입자군을 적용하여 초기 입자 층의 틈을 충전하면, 양 입자군이 일관되고 대등하게 배열된다. 그러한 방법은 적절한 크기의 입자와 점철된 연신 조작을 이용하여 복수회 실시될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는, 바람직하게는 폭 및 길이를 따라 필름의 제1 및 제2 치수에서 필름 구조체(2)를 연신시켜 형성된 필름 구조체(12)를 도시한다(한 방향만으로의 연신이면 충분할 수 있지만, 2 이상의 방향으로의 연신이 일부 경우에서는 바람직할 수 있다).

하층(6)을 하층(16)으로 연신시킨다. 입자(8)는 연신에 의해 서로 분리되지 만 단층(18a)으로서 여전히 유효하므로, 입자(18) 사이에 틈, 홈 또는 랜드(10)가 형성된다. 도 1의 접착제 층(4)을 도 2a 및 도 2b의 접착제 층(14)으로 연신시킨다. 따라서 중간면(19)(도시된 바와 같이 접착제 층(14)의 상면)의 일부가 틈(10)을 통해 노출된다.

입자(18)의 단층(18a) 상부를 지나는 평면 P₁(도 2a)은 필름 구조체(12)의 제1 주면을 형성한다. 입자(18)의 크기가 다른 경우, 제1 주면의 평면 P₁은 일부 최대 입자(18)의 상부를 지나는 평면에 의해 대략적으로 형성된다. 제1 주면 P₁은 통상적으로 필름 구조체(12)의 적용면이며, 이것은 필름 구조체(12)의 상기 주면을 표적 대상체의 표면에 적용하여 접착력과 같은 목적하는 효과를 얻는다는 것을 의미한다.

연신 후에, 접착제 층(14)의 노출부는 평균 두께가 d₂이다(도 2a). 필름 구조체(2,12)의 연신은, 입자(8/18)의 성질과 연신이 실시되는 온도에 따라서 입자(8/18)의 크기 및 형상에 영향을 미칠 수도, 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 플라스틱 입자는 특히 고온의 연신 과정에서 변형될 우려가 있다. 입자(8/18) 변형의 발생 여부 또는 변형 정도와 관련 없이, 연신 후의 입자(18)의 크기를 기준으로 필름 구조체(12)를 고안하여 연신된 필름 구조체(12)에서 접착제(14)의 적어도 일부가 입자(18)의 존재로 인해 생긴 유효 거리만큼 필름 구조체(12)의 제1 주면 P₁으로부터 이격되어 있도록 한다. 예를 들면, 도 2a에서 접착제(14)는 입자(18) 의 직경(높이) D₂[입자(18)가 균일하지 않은 크기를 갖는 경우에 D₂가 이용가능함]와 대략 동일한 거리만큼 필름 구조체(12)의 제1 주면 P₁으로부터 이격되어 있다. 입자(18)가 비구형인 경우, D₂는 필름 구조체(12)의 두께 방향으로의 입자(18)의 높이와 같다. 그러나, 입자(18)가 접착제(14)로 가라앉을 수 있으므로, 일 구체예에서 최대 입자(18)의 적어도 일부의 높이 D₂는 연신 후에 접착제 층(14)의 노출부의 평균 두께 d₂보다 크다. 이로 인해서, 입자(18)가 접착제 층(14)에 매립되는 경우에도, 접착제(14)의 노출부는 최대 입자(18)의 적어도 일부의 존재로 인해 생긴 유효 거리만큼 필름 구조체(12)의 제1 주면 P₁으로부터 이격될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 최대 입자(18)의 적어도 일부의 높이 D₂는 연신 후에 접착제 층(14)의 노출부의 평균 두께 d₂의 2배 이상이다. 이로 인해서, 입자(18)가 접착제 층(14)에 매립되는 경우에도, 접착제(14)의 노출부는 최대 입자(18)의 적어도 일부의 존재로 인해 접착제 층(14)의 노출부의 평균 두께 d₂ 이상의 거리만큼 필름 구조체(12)의 제1 주면 P₁으로부터 이격될 수 있다.

탄성 또는 비탄성 방식으로 연신을 실시할 수 있다. 필름 구조체로부터 연신력을 제거하고 분리를 보조하는 다른 외력이 존재하지 않은 이후에 분리된 표면 부재(입자 18) 사이의 일정 분리도를 적어도 부분적으로 유지하기 위해서 비탄성 연신시키는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 비탄성 연신이란, 필름 구조체를 하나 이상의 방향으로 초기 상태로부터 5% 이상(1:1.05) 연신시키는 것을 말하며, 연신된 필름의 최종 치수(들)는 적어도 5% 이상(1:1.05)의 영구 변형 내지 부가된 연신의 최대 50% 이상(1:1.025)의 영구 변형을 나타낸다. 연신은 실온에서 실시할 수 있다. 또는 필름을 가열하여 변형을 촉진할 수 있다.

생성된 필름 구조체(12)는 적용면(입자 보유면) 상의 제1 주면 P₁을 표적 대상체의 표면에 적용할 때 조절 가능한 표면 접촉 성질을 나타낸다. 작용제가 접착제(접착제 층 14)인 경우, 필름 구조체(12)는 압력하에 점착성을 나타낸다. 구체적으로, 필름 구조체(12)는 입자(18)의 존재로 인해 그 자체(및/또는 표적 표면)에 조기 부착되는 경향이 감소되지만, 도 13에 도시되는 바와 같이, 손가락 압력 또는 손 압력과 같은 적절한 압력이 표적 표면과 거의 수직 방향으로 필름 구조체(12)의 제2 주면(20)에 가해질 때 접착력의 증가를 나타낸다. 제2 주면(20)은 (예컨대, 하층(16)의 표면(20) 위의) 필름 구조체(12)의 이면이다.

필름 구조체(12)는 부패되기 쉬운 식품 포장 용도로 특히 적합하여, 식품을 싸기 위해 현재 시판되는 (엉키는 경향이 높은) 표준 "밀착(cling)" 필름과 비교하여 장점을 제공한다. 압력 하의 점착성 특징 외에도, 본 발명의 필름 구조체의 접착력 성능 특성은 입자(8) 사이의 공간, 입자(8) 크기, 접착제의 유지력, 접착제의 두께와, 하층의 두께 및 강성(또는 하층을 포함할 수 있는 추가의 층 및 재료) 을 기준으로 하여 조정할 수 있다.

연신 공정 전에 (예컨대, 유동화된 상 코팅기를 사용하여) 입자를 플러드(flood) 코팅함으로써 접착제 표면에 입자(8)를 적용할 수 있다. 과량의 입 자(8)를 필름 웨브로부터 불어 날려버리거나, 또는 웨브를 털어내어 일관된 방식으로 접착제(4) 위에 입자(8)의 단층을 얻을 수 있다. 길이 배향기, 텐터 등과 같이 당업계에 공지된 표준 필름 연신 장치를 사용하여 연신된 필름(12)을 생성할 수 있다.

제1 구체예의 대안 형태에서, 입자(8)를 작용제 층(4)에 혼합한 다음 다층 필름(2)을 제조하여 입자(8)를 작용제 층(4)(예, 접착제 층(4))에 도입할 수 있다. 접착제 층(4)의 경우에, 예를 들어, 입자(8)를 접착제에 혼합한 다음 하층 재료 상에 혼합물을 공압출 또는 코팅하여 입자(8)를 접착제(4)에 도입할 수 있다. 이 경우, 압출 공정 동안 입자 형상을 유지하기 위해서는 용융 온도가 높은 재료로 만든 입자가 필요할 수 있다.

이러한 제1 구체예의 대안 형태에서, 공압출 필름을 연신시켜 전술한 바와 같은 유사한 필름 구성물(13)을 얻을 수 있다(도 2c). 상기 대안의 제1 구체예(도 2c)에서, 작용제 층(14)은 입자(18)를 싸는 경향이 있지만, 일반적으로 최종 (연신된) 필름 내의 작용제 층(14)의 유효 또는 평균 두께 d₃가 입자(18)의 크기보다 작으면 작용제 층은 상부 표면(17) 위에서 입자(18)를 감지할 수 있을 정도로 얇게 만들어질 것이다. 접착제(작용제) 층(14)의 경우에, 입자(18) 위의 접착제 층은 얇아서 접착제 유지력을 무시할 수 있으며, 최종 필름(13)을 재배치할 수 있게 된다. 이것은 별도의 입자 코팅 조작을 갖는 공정보다 제조 측면에서 더욱 효과적인 공정을 가능하게 한다.

접착제 표면을 탈점착화시키는 비접착제 입자를 사용하는 개념은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, Ochi의 미국 특허 제4,556,595호는 접착제 층의 표면 위에 무작위하지만 균일하게 분포된 감압성 접착제 층과 비접착제 고형 입자로 구성된 재배치가능한 성질을 갖는 감압성 접착제 시이트 구조체를 개시한다. 그러나, Ochi 특허는 본 명세서에 개시된 바와 같은 방식으로 입자를 분리하거나 이격시키는 방법은 교시하고 있지 않다.

종래, 입자를 이격시키는 문제를 몇가지 방법으로 해결하여 왔다. 그 방법으로는 1) 접착제 상에 입자를 분무/흡인하는 방법; 2) 액매로부터 입자를 침착시킨 다음 건조 공정을 실시하는 방법; 및 2) 입자를 패턴화된 라이너에 간접 적용한 다음 라이너를 접착제에 적층시키는 방법을 포함한다. 종래 공정들은 비용이 많이 들고, 특수 장비를 필요로 하며, 일관된 최종 제품을 얻는 방식으로 관리하기가 어렵다.

본 발명에 따른 방법은, 필름(2)에 부가된 연신도에 의해 인접 입자(8) 사이의 틈을 조절하기 때문에 종래 방법보다 유리하다. 필름 제조 공정과 입자 코팅 공정을 통합하여, 고 생산성 및 저 비용을 실현할 수 있다.

본 발명에 포함되는 유형의 용도의 경우, 입자(8/18)를 전기적 전도성 물질로 만들 필요가 없다. 실제로, 일부 용도에서 입자(8/18)는 전기적 비전도성 물질로 만들어져야 하거나, 또는 그런 경우가 바람직하다. 한편, 입자(8/18)의 다른 기계적 성질이 다른 용도에 적절할 수 있으므로, 기계적 성질은 입자(8/18)를 제작하기 위한 재료를 선택하는 데 있어서 고려되어야 할 중요한 인자이다.

도 7 내지 도 10은 연신 전후에 필름 구조체의 바람직한 제1 구체예를 예시 한다. 도 7은 필름 구조체가 연신되기 전에 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x50)이다. 도 8은 필름 구조체가 연신되기 전에 필름 구조체의 측단면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x300)이다. 도 9는 필름 구조체가 연신된 후에 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x30)이다. 도 10은 필름 구조체가 연신된 후에 필름 구조체의 측단면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x500)이다.

제2 구체예

제2 구체예에서, 분리성 표면 부재를 포함하는 상부는 벤자국을 내거나 컷팅한 마스킹 층을 포함한다. 벤 자국이란 임의의 약한 분리선을 의미한다. 제2 구체예는 도 3, 4a, 4b, 11 및 12를 참조하여 예시된다.

도 3은 본 발명의 제2 구체예에 따른 연신 전의 필름 구조체(22)의 측단면도이다. 필름 구조체(22)는 제1 치수(폭- 도 3의 면과 수직으로 연장됨), 제2 치수(길이- 도 3에서 L에 의해 예시됨) 및 제3 치수(두께- 도 3에서 T에 의해 예시됨)를 가지며, 제1 및 제2 치수는 제3 치수보다 휠씬 큰 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 특정 필름 구조체(22)는 (작용제로서 작용하는) 접착제 층(24)을 갖는다. 일 구체예에서, 필름 구조체(22)는 또한 연신가능한 하층(26)을 포함할 수 있다. 마스킹 층(27)은 접착제 층(24)의 상면에 있으며, 따라서 제1 구조체(22)의 제1 주면(29)을 한정한다. 마스킹 층(27)은 실질적으로 균일한 두께 H를 갖고 있어서, 필름 구조체(22)의 제1 주면(29)으로부터 접착제 층(24)을 고르게 이격시키는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 제1 및 제2 치수를 따라 일련의 평행선(도시되지 않음)으로 마스킹 층(27)에 상부로부터 벤 자국을 내거나 또는 컷팅하여 벤 자국 또는 컷팅선(70)을 형성함으로써, 사각형, 다이아몬드, 직사각형 또는 마름모와 같은 사면을 갖는 단편 격자(28)로 마스킹 층(27)에 벤 자국을 내거나 컷팅선을 만들며, 이러한 단편은 그 인접 단편과 기계적으로 분리되어 있다. 따라서, 각 단편(28)은 분리성 표면 부재를 구성한다. 그런데, 컷팅으로 목적하는 분리성 표면 부재(28)가 마스킹 층(27) 위에 형성되는 한 어떤 특정 방식이나 형상으로 베거나 컷팅해야 하는 것은 아니지만, 다른 컷팅 방법으로 효율 또는 생산성을 달리할 수 있다. 본 발명에서는 칼날 컷팅기가 사용되었지만, 레이저 삭마 또는 엠보싱과 같은 임의의 종래 방법을 사용하여 마스킹 층을 분리성 표면 부재로 자를 수 있다. 또한, 최종 필름 구조체(연신된 필름)가 목적하는 표면 접촉 성질을 갖는 한 어떤 특정 형상이나 상대적 크기의 분리성 표면 부재(28)가 필요한 것은 아니다. 일반적으로, 컷팅으로부터 생긴 각각의 분리성 표면 부재(28)는 n면의 다각형 상면을 갖는다.

본 발명에서 고려되는 용도의 경우, 분리성 표면 부재(28)는 연신 전에 밀도가 제곱 인치당 100 부재(1 cm²당 15.5 부재) 이상, 바람직하게는 제곱 인치당 1000 부재(1 cm²당 155 부재) 이상, 더욱 바람직하게는 제곱 인치당 2500 부재(1 cm²당 388 부재) 이상, 더욱 더 바람직하게는 제곱 인치당 10,000 부재(1 cm²당 1550 부재) 이상인 것이 좋다. 연신 전에 분리성 표면 부재의 밀도가 제곱 인치당 40,000 부재(1 cm²당 6200 부재)로 높은 것도 이용 가능하다.

(도 3에 도시된 바와 같이) 바람직하게는, 마스킹 층(27)을 완전히 컷팅하고 접착제 층을 부분적으로 커팅할 수 있지만, 벤 자국을 약하게 내거나 또는 일정 방식으로 마스킹 층(27)의 두께를 부분적으로만 잘라 목적하는 분리 효과를 얻는 것도 충분할 수 있다. 연신가능한 하층(26)이 사용되는 구체예에서, 마스킹 층(27)의 컷팅 전에 다층 필름 구조체(22)를 형성하는 것이 바람직하다. 마스킹 층(27)을 단독으로 또는 작용제 층(접착제 층)(24)과 함께 먼저 베거나 또는 컷팅한 다음 하층(26)과 함께 적층하는 것도 가능하다.

제1 구체예(입자)와 달리 상기 상황에서는, 분리성 표면 부재(28)는, 입자의 경우에서와 같이 미리 형성된 별도의 조각으로서 필름 구조체에 도입되는 대신에 필름 구조체(22)의 연속부 상에 직접 형성된다. 여기서, "필름 구조체의 연속부"란 구체예에 따라 하층(26), 접착제 층(24)의 비컷팅부 또는 마스킹 층(27)의 비컷팅부 중 하나 이상을 의미한다.

도 4a 및 4b는, 바람직하게는 필름의 제1 및 제2 치수에서 필름 구조체(22)를 연신시켜 형성한 필름 구조체(32)를 도시한다. (또, 일부 경우에 한 방향만으로의 연신, 또는 2 이상의 방향으로의 연신이 바람직할 수 있다.) 도 4a의 하층(36)은 도 3의 하층(26)을 연신시켜 얻은 것이다. 접착제 층(34)은 도 3의 접착제 층(24)을 연신시켜 얻은 것이다. 마스킹 층(27, 37)의 단편(38)을 연신시키고, 연신에 의해 서로 분리시켜서, 단편(38) 사이에 틈, 홈 또는 랜드(30)를 형성하지만, 여전히 어느 정도 접착제 층(34)에 대한 마스킹 층(37)으로서 작용한다. 틈(홈 또 는 랜드)(30)은, 도시된 바와 같이 접착제 층(34)의 윗면의 일부인 중간면 일부(31)의 적어도 부분적 노출 또는 노출 증가를 촉진하지만, 작용제가 사용되지 않는 경우에는 홈(30)의 면만 있을 수 있다. 연신 결과 표면 단편의 두께가 감소될 수 있다.

마스킹 층(37)의 상부를 지나는 면 P₂(도 4a)는 필름 구조체(32)의 제1 주면을 형성한다. 접착제 층(34)의 노출된 중간면 부분(31)은 적어도 단편(38)의 두께와 동일한 거리로 단편(38)에 의해 면 P₂로부터 이격되어 있으며, 이는 본래 단편(28)의 두께 H와 같을 수도 그렇지 않을 수도 있다. 제1 주면은 통상 필름 구조체(32)의 적용면이며, 이것은 접착력과 같은 목적하는 효과를 얻기 위해서 필름 구조체(32)의 그 표면 또는 그 쪽을 표적 대상체의 표면에 적용한다는 것을 의미한다.

생성된 필름 구조체(32)는, 제1 구체예에서 예시된 필름 구조체(12)와 유사한 조절 가능한 표면 접촉 성질(예, 접착력 성능)을 갖는다. 필름 구조체(32)는 작용제(접착제 층(34))가 표적 표면과 조기 접촉되는 것을 방지하는 비접착제 돌출부(세그먼트(38)) 섬을 갖는다. 도 14에 예시된 바와 같이, 필름 구조체(32)의 이면(40) 상에 압력을 가하여 표적 표면에 대해 작용제를 접촉시킬 수 있다.

제1 구체예에서와 같이, 다른 종류의 작용제를 사용할 수 있다. 또한, 일부 용도를 위해 본 발명의 방법을 사용하여 작용제를 포함하지 않는 텍스쳐 필름을 제조할 수 있다. 예를 들어, 적용면 P₁ 상에서 연신되고 텍스쳐링된 홈(30)을 갖지만, 접착제(34)는 포함하지 않는 필름(32)은, 접착력은 없지만 홈을 통해 양호한 공기 흐름을 가능하게 하여 냉동소를 방지하는 식품용 랩으로서 사용할 수 있다.

마스킹 층(27)에 벤 자국을 내거나 컷팅하는 것을 당업자가 변형시킬 수 있을 것이다. 예를 들어, 각종 방법으로 컷팅을 실시할 수 있다. 전술한 바와 같이 컷팅기를 사용하는 대신에, 워터-젯, 레이저-빔, 로터리-다이 또는 엠보싱 롤과 같은 다른 컷팅 방법 또는 표면 약화 방법을 사용할 수 있다. 일반적으로, 워터-젯 및 레이저-빔을 사용하면 컷팅기보다 컷팅되는 구획이 넓다. 또한, 컷팅 방향이 종방향인 경우 워터-젯 및 레이저-빔이 최적이다. 레이저 빔의 장점 중 하나는, 경로를 레이저 스캐닝 장치로 프로그래밍하여 웨이브, 짧고 불규칙한 곡선, 소정의 윤곽 등과 같은 복잡한 패턴을 실현할 수 있다는 것이다. (예컨대 취성 상층을 사용한) 일부 상황에서는 엠보싱 롤을 사용하여 효과적으로 컷팅할 수 있다.

다이아몬드, 사각형, 직사각형 또는 임의의 일반적인 평행사변형과 같은 섬의 크기 및 기하형태는 각종 각도에서 다양한 컷팅 공간으로 하여 변화를 줄 수 있다. 웨브의 상대적 속도와 컷팅 장치의 속도로 공간을 조절할 수 있다. 하기 제2 구체예의 실시예에서의 재료를 사용하는 경우, 다이아몬드형의 양호한 분리를 산출하는 종방향의 최소 거리는 약 250 미크론(㎛)이었다. 더 가깝게 컷팅하면, 상부 폴리에틸렌 층이 접착제로부터 탈층된 후, 섬으로 분리되지 않고 대신에 탈층에 의해 다이아몬드형의 클러스터를 형성할 위험이 증가하였다. 접착제 층에 대한 고 접합 강도를 갖는 상층 재료를 사용하는 것과 같이, 대체 재료를 사용하여 더 조밀한 컷팅을 할 수 있다.

한 방향으로만 컷팅하여, 최종 필름에 늑골형 패턴을 형성할 수 있다. 평행 방향에서 1회만 컷팅할 때 가능한 것보다 더 좁은 컷팅 공간을 얻기 위해서 복수의 컷팅 스테이션을 사용하여 평행 방향으로 복수회 컷팅을 실시하는 텐덤 컷팅이 가능하다. 다수의 각으로 복수회 컷팅하면 삼각형 및 기타 다각형과 같은 다른 형상을 얻을 수 있다. 따라서, 형태 특징 또는 분리성 표면 부재의 형상 및 크기를 다양하게 조절하는 것도 가능하다.

도 11 및 도 12는 필름 구조체의 바람직한 제2 구체예를 예시한다. 도 11은 필름 구조체가 연신되기 전에 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x30)이다. 도 12는 필름 구조체가 연신된 후에 필름 구조체의 상면도를 나타내는 주사 전자 현미경사진(x30)이다.

제3 구체예

제3 구체예에서, 분리성 표면 부재를 포함하는 상부는 스템형 웨브 필름의 스템을 포함한다. 제3 구체예는 도 5, 6a 및 6b를 참조하여 예시한다.

도 5는 본 발명의 예시적인 제3 구체예에 따른 연신 전의 에칭 필름 구조체(42)의 측단면도를 도시한다. 필름 구조체(42)는 제1 치수(폭- 도 5의 면과 수직으로 연장됨), 제2 치수(길이- 도 5에서 L에 의해 예시됨) 및 제3 치수(두께- 도 5에서 T에 의해 예시됨)를 가지며, 제1 및 제2 치수는 제3 치수보다 휠씬 큰 것이 바람직하다.

필름 구조체(42)는 복수의 스템(48)이 연장되는 연신가능한 하층(46)을 갖는다. 스템(48)을 별도로 형성할 수 있지만, 하층(46)과 일체형으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하층(46)으로부터 연장되고 접착제 층(44) 위에 있는 스템(48)을 갖는 스템형 웨브 필름 구조체(42)는, 마이크로구조의 도구를 사용하여 접착제 층과 하층을 동시에 공압출시켜 캐스팅할 수 있다. 스템형 웨브 필름 구조체(42)를 압출하는 데 사용되는 한가지 적절한 방법은, 본 출원의 양도인이 공동 출원인으로 되어 있는 미국 특허 제6,106,922호에 상세히 설명되어 있으며, 이 특허는 참고로 인용된다. 스템(48)의 상단부(47)에는 접착제(44)가 실질적으로 없는 것이 좋다. 이를 위해서, 재료 레올로지와 기타 공정 조건을 긴밀하게 조절하여 스템(48) 형성 과정에서 접착제 층(44)을 통해 하층(46)에 천공을 형성한다. 일반적으로, 저 점도 하층 수지을 사용하면 접착제 층(44)을 통해 스템에 천공을 만드는 일이 양호해지며, 스템 선단(47)에는 접착제(44)가 거의 없거나, 또는 그 위에 접착제가 없다. 하층(46)으로서 사용될 때 용융 유속 지속(mfi)가 50보다 큰 물질이 바람직한 것으로 밝혀졌다.

스템(48)을 서로 분리하여 그 사이에 틈, 홈 또는 랜드(50)를 남겨두는 것이 바람직하다. 스템은 실리더형, 점감형, 원뿔형, 단면이 사각형인 것 등과 같이 임의의 목적하는 형상을 가질 수 있다. 작용제(44)는 틈(50)에서 중간면(49)(도시된 바와 같이 하층(46)의 비스템 상면) 상에 배치한다. 도 5에 도시된 특정 필름 구조체(42)는 (작용제로서 작용하는) 접착제 층(44)을 갖는다. 하나의 틈(50)에서 접착제 층(44)의 접착제는 또 다른 틈(50)에서 접착제로부터 분리될 수 있지만, 모든 접착제가 연결된 층으로서 하층(46)의 표면(49) 위에 배치되는 것이 바람직하다(따라서, 스템(48)은 접착제 층(44)의 섬과 같다).

필름 구조체(42)의 제1 주면은 도 5의 평면 P₃에 의해 예시되는 바와 같이 스템(48)의 상부에 의해 한정된다. 바람직하게는, 스템(48)은 접착제(44)의 두께보다 큰 거의 균일한 높이 H_O를 가지므로, 필름 구조체(42)의 제1 주면으로부터 접착제 층(44)이 고르게 이격되어 있다.

도 6a 및 6b는 필름 구조체의, 바람직하게는 필름의 제1 및 제2 치수의 비탄성 연신으로 형성된 필름 구조체(52)를 도시한다. 도 6a의 스템(58)은 도 5의 스템(48)을 연신시켜 얻어진다. 연신 결과, 스템(58)은 더 짧고 서로 더 멀리 떨어져서, 이들 사이의 틈, 홈 또는 랜드(60) 크기를 증가시킨다. 필요하지 않을 수도 있지만, 도 5의 접착제 층(44)은 (연신 후에 도 6a에서 하층(56)이 되는) 하층(46)을 따라 연신되는 것이 바람직하다. 도 6a의 접착제 층(54)은 도 5의 접착제 층(44)을 연신시켜 얻는다. 틈(홈 또는 랜드)(60)은, 도시된 바와 같은 접착제 층(54)의 상부 표면의 일부인 중간면(55)의 일부의 적어도 부분적 노출을 촉진하지만, 작용제가 사용되지 않은 경우에는 단지 홈(60)의 면이 될 수 있다. 필름 구조체(52)의 제1 주면은 도 6a의 평면 P₄에 의해 예시되는 바와 같이 스템(58)의 상부에 의해 한정된다. 또한, 연신에 의해 스템(58) 높이가 H_O로부터 H_F로 감소된다. H _F는 접착제 층(54)의 두께보다 커서, 접착제 층(54)이 필름 구조체(52)의 제1 주면으로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다.

스템(58)의 상부에 걸친 평면(평면 P₄)은 필름 구조체(52)의 제1 주면을 한정한다. 제1 주면은 통상 필름 구조체의 적용면이며, 이것은 접착력과 같은 목적하 는 효과를 얻기 위해서 필름 구조체(32)의 그 표면 또는 그 쪽을 표적 대상체의 표면에 적용한다는 것이다.

생성된 필름 구조체(52)는, 각각 제1 구체예 및 제2 구체예에 예시된 필름 구조체(12 및 32)와 유사한 조절 가능한 표면 접촉 성질(예, 접착력 성능)을 갖는다. 필름 구조체(52)는 작용제(접착제 층(54))가 표적 표면과 조기 접촉하는 것을 방지하는 비접착제 돌출부(스템(58))의 섬을 갖는다. 따라서, 도 15에 예시된 바와 같이, 손가락 압력 또는 손 압력과 같은 적절한 압력을 가하여 표적 표면에 대해 작용제를 선택적으로 접촉시킬 수 있다.

제2 구체예(필름 컷팅)에 개시된 바와 유사하게, 일부 용도를 위해 제3 구체예에 따른 방법을 이용하여 작용제를 포함하지 않는 텍스쳐 필름을 제조할 수 있다. 예를 들어, 적용면 P₄ 상에서 연신되고 텍스쳐링된 홈(60)을 갖지만 접착제(54)는 포함하지 않는 필름(52)을, 접착력은 없지만 홈을 통해 양호한 공기 흐름을 가능하게 하여 냉동소를 방지하는 식품용 랩으로서 사용할 수 있다.

도 13은 기재 표면(80)과 접촉하는 제1 구체예의 필름 구조체(12)를 예시한다. 필름 구조체(12)의 제1 주면 P₁은 기재의 제1면과 접촉한다. (도면의 우측에 화살표와 기호 P로 표시된) 압력을 필름 구조체(12)의 제2 주면(20)에 가하면, 작용제(접착제 층(4))가 기재(80) 표면과 접촉한다. 압력 P가 가해지면, 필름 구조체가 변형되어 작용제가 기재 표면과 접촉하게 된다. 압력 P가 가해지지 않은 경우(도면의 좌측)에는, 작용제가 기재(80)의 표면과 접촉하지 않는다. 입자(18)는, 압력이 가해져서 작용제(접착제 층(4))가 기재(80)와 접촉할 때까지, 작용제(접착제 층(4))가 기재로부터 떨어지거나 또는 기재와 접촉되지 않도록 한다.

도 14는 기재(80)의 표면과 접촉하는 제2 구체예의 필름 구조체(32)를 예시한다. 필름 구조체(32)의 제1 주면 P₂는 기재의 제1 표면과 접촉한다. (도면의 우측에 화살표와 기호 P로 표시된) 압력을 필름 구조체(32)의 제2 주면(40)에 가하면, 작용제(접착제 층(34))가 기재(80) 표면과 접촉한다. 압력 P가 가해지면, 필름 구조체(32)가 변형되어 작용제(접착제 층(34))가 기재 표면과 접촉하게 된다. 압력 P가 가해지지 않은 경우(도면의 좌측)에는, 작용제가 기재(80)의 표면과 접촉하지 않는다. 마스킹 층의 단편(38)은, 압력이 가해져서 작용제(접착제 층(34))가 기재(80)와 접촉할 때까지, 작용제(접착제 층(34))가 기재로부터 떨어지거나 또는 기재와 접촉되지 않도록 한다.

도 15는 기재(80)의 표면과 접촉하는 제3 구체예의 필름 구조체(52)를 예시한다. 필름 구조체(52)의 제1 주면 P₄는 기재의 제1 표면과 접촉한다. (도면의 우측에 화살표와 기호 P로 표시된) 압력을 필름 구조체(52)의 제2 주면에 가하면, 작용제(접착제 층(54))가 기재(80) 표면과 접촉한다. 압력 P가 가해지면, 필름 구조체(52)가 변형되어 작용제(접착제 층(54))가 기재 표면과 접촉하게 된다. 압력 P가 가해지지 않은 경우(도면의 좌측)에는, 작용제가 기재(80)의 표면과 접촉하지 않는다. 스템(58)은, 압력이 가해져서 작용제(접착제 층(54))가 기재(80)와 접촉할 때까지, 작용제(접착제 층(54))가 기재(80)로부터 떨어지거나 또는 기재(80)와 접 촉되지 않도록 한다.

구체예의 개요

3가지 모든 종류(제1, 제2 및 제3)의 구체예에서, 분리성 표면 부재는 소정의 조절 가능한 방식으로 제조한다. 제1 구체예에서, 예비성형된 별개의 입자로부터 분리성 표면 부재를 형성한다. 그러나, 제2 및 제3 구체예에서, 분리성 표면 부재를, 분리성 표면 부재로서 내부에 사전 성형된 별개의 대상체를 별도로 도입하지 않고 필름 어셈블리의 연속부 위에(제2 구체예) 또는 외부에(제3 구체예) 추가로 직접 형성한다.

연신도는 분리성 표면 부재의 분리를 의미한다. 하층 및 접착제 물질과 연신 조건(예, 온도 및 연신 속도나 연신비)의 각각의 선택 상황에 따라서, 연신비가 최적 범위가 될 것이다. 바람직한 연신비는 여러 인자 중 특히 하층(6, 16, 26, 36, 46 및 56)에 사용된 물질에 따라 달라진다.

분리 폭이 클수록 비접착제 돌출부(분리성 표면 부재)의 분리가 증가한다. 최적 연신비는 목적하는 성능과 돌출부의 높이에 따라서 선택할 수 있다.

이러한 용도를 위해 동시 이축 연신이 바람직하지만, 단축, 비대칭 이축, 순차 이축, 동시 이축 연신 등을 비롯한 기타 연신 방법으로 각종 성능 특성을 얻을 수 있다.

또, 상기 개시된 공정이 캐스트 연신 필름 공정에 대해 최적이지만, 블로운 필름 공정을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에 개시된 다층 웨브를 변형하여 추가의 성능 특성을 제공 할 수 있다. 예를 들어, 항블록 접착제를 갖는 추가의 층(들)을 포함시켜 하부 폴리에틸렌 층에서의 고유 점착성을 감소시킬 수 있다. 식품용 랩에 적용하기 위해서, 상층은 TiO₂와 같은 안료첨가된 층일 수 있으며, 잠재적으로는 화장료 및 시일 지시 성질을 제공할 수 있다.

제1 구체예에서, 입자를 부착시키는 데 접착제가 필요하지만, 접착제 외의 작용제를 접착제와 함께 사용할 수 있다. 또한, 제2 및 제3 종류의 구체예에서, 접착제 작용성이 없는 대안 구성물을 제조할 수 있다. 즉 접착제 대신에 비접착제 작용제를 사용할 수 있다.

또한, 목적하는 표면 부재의 강성을 이용하여 표면 접촉 성질을 조정할 수 있다. 표면 부재의 강성은 접힘이 가능한 정도부터 딱딱한 정도에 이르기까지 다양할 수 있다.

분리성 표면 부재(예, 입자, 컷팅 단편 및 스템) 사이의 공간(틈의 크기), 분리성 표면 부재의 크기, 접착제의 두께 및 접착력 성능 특성과 필름 하층의 강성 및 두께에 따라서, 각종 다른 접착력 성능을 얻을 수 있다.

본 명세서에 개시된 필름 구조체는, 사용된 작용제의 종류, 다층 구조, 분리성 표면 부재의 변형, 연신도를 비롯한 연신 방법 등에 따라서 각종 다른 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 개시된 필름 구조체의 신규 용도와 제조 방법은, 3엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니에게 공동양도된 "Tack-on-pressure Films for Temporary Surface Protection and Surface Modification"(미국 출원 제10/016,541호)이라는 표제의 미국 특허 출원에 개시되어 있다. 상기 참고 인용한 미국 특허 출원은 시이트재를 사용한 일시적인 표면 보호 또는 표면 변형 방법을 개시하는데, 여기서 선택적으로 활성화된 접착제는 치과용 비브(dental bib), 툴 트레이 라이너 등으로 사용하기 위해 적소에 시이트재를 유지하거나, 또는 시이트재가 접착된 표면에 목적하는 광학 효과를 제공하기 위해서 입체 시이트재의 한면에 제공된다.

본 발명의 작용은 하기 상세히 설명된 실시예를 참조하여 추가로 개시된다. 이들 실시예는 각종 구체적인 바람직한 양태들 및 방법들을 추가로 예시하기 위해 제공된다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다수의 변화 및 변형을 가할 수 있음을 이해해야 한다.

제1 구체예의 실시예

실시예 1

상기 제1 구체예의 실시예로서, (1) 압출 단계; (2) 적층 단계; (3) 플러드 코팅 단계; 및 (4) 연신 단계를 포함하는 공정으로 원형 필름 구조체를 제조하였다. 상기 방법의 세부 사항은 하기에 개시되어 있다.

1. 압출 단계:

하부 폴리에틸렌 층을 캐스팅하고, 캐스트된 시이트로부터 125 mm ×125 mm의 사각형 조각(쿠폰)을 컷팅하였다.

사용된 폴리에틸렌은 미국 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니로부터 입수한 Mxten CM 27057-F였다. 이 재료는 밀도가 0.910 g/cc(0.910 g/㎖) 이고 용융 유속 지수(mfi)가 2인 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지이다. 450℉(232.2℃)의 용융 온도에서 1.75 인치(44.5 mm) 스크류 HPM 압출기(미국 오하이오주 마우틴 길리드 소재의 HPM 코포레이션)에서 상기 수지를 압출시켰다. 용융된 시이트를 125℉(51.7℃)에서 냉각된 강철 롤로 캐스팅하였다. 캐스팅 롤의 하부를 물에 침지하여 캐스트 시이트로부터의 열을 전달하였다. 캐스트 시이트의 두께는 1250 미크론(㎛)이었다.

2. 적층 단계;

접착제 층을 쿠폰 상에 적층시켰다. 사용된 핫 멜트 접착제는 미국 미네소타주 세인트폴의 H.B. 풀러 캄파니가 제조한 시판용 블랜드였다(HL-2697PT). 0.75 인치(19.05 mm) 압출기를 사용하여 접착제를 400℉(204.4℃)에서 압출시켰으며, 2개의 실리콘 코팅된 종이 라이너 사이에 개재하였다. 접착제의 두께는 313 미크론(㎛)이었다. (라이너 사이에 개재된) 접착제를 101 mm ×101 mm의 사각형으로 컷팅하였다. 라이너 중 하나를 제거한 후에, 접착제를 쿠폰으로 옮겼다. 그 다음 제2 라이너를 제거하였다.

대안적으로, 상기 압출 단계 및 적층 단계는, 종래의 압출 방법을 사용하여 접착제 층과 하부 폴리에틸렌 층을 포함하는 2층 웨브를 공압출시키는 공압출 공정으로 대체할 수 있다.

3. 플러드 코팅 단계:

평균 직경이 29.6 미크론(㎛)인 비접착제 가교된 폴리스티렌 입자를 적층된 쿠폰의 접착제면에 수동으로 플러드 코팅하였다. 상기 과량의 입자를 접착제 표면 에 부었다. 쿠폰을 손으로 앞뒤로 기울여서 접착제의 전체 면적이 입자에 노출되도록 하였다. 고정량의 입자를 접착제에 부착하여, 실질적으로 입자 단층을 형성하였다. 쿠폰의 윗면이 아래로 가게 하고 시이트의 이면을 가볍게 두드려서 과량을 제거함으로써, 실질적으로 입자 단층이 일관된 자체 조절 방식으로 접착제 상에 유지되었다. 평균 0.15 g의 입자를 접착제에 부착시켰다. 과량의 입자(비접착된 입자)는 웨브를 진공 처리하거나 불어 날려서, 접착제 상의 입자 적재량을 일정하게 할 수 있다.

미국 특허 제5,238,736호에 개시된 바와 같은 제한된 합체 현탁액 중합 반응으로 입자를 제조하였다. 본 실시예에 사용된 구체적인 방법은 다음과 같다. 2139 g의 탈이온수, 15 g의 Ludox^TM-50 콜로이드 실리카(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀퐁), (촉진제로서) 1.04 g의 디에탄올아민-아디프산 축합물의 50% 용액 및 0.48 g의 디크롬산칼륨의 수성 혼합물을 교반하고, 10% 황산을 첨가하여 pH4로 조정하였다. 1440 g 스티렌의 단량체 용액(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니), 36 g의 디비닐 벤젠-HF(다우 케미칼 캄파니) 및 2.1 g의 VAZO 64 개시제(듀퐁)를 상기 수성 혼합물에 첨가하고, 잘 혼합하고, 1분 동안 약 1000 psi에서 Manton-Gaulin 균질기 모델 15번 MR(미국 매사츄세츠주 윌밍톤 소재의 APV 걸린 코포레이션)에 통과시키고, 3회 재순환시켰다. 균질화된 현탁액을, 기계적 교반기, 응축기 및 질소 유입구가 구비된 5 ℓ 스플릿 수지 플라스크에 넣었다. 질소 하에서 현탁액을 70℃로 가열하고 24시간 유지하여 중합을 완료하였다. 40 메쉬의 체를 통과시켜 중합된 현탁액을 스크리닝하고, 부흐너 깔때기 상에 54번 여과지를 이용 하여 여과한 다음, 물로 수회 세척하여 약 30 ㎛의 폴리에틸렌 입자를 포함하는 습식 케이트를 얻었다. 그 다음 상온에서 습식 케이크를 건조하여 자유 유동 분말을 얻었다.

4. 연신 단계:

회분식 연신기인 KARO IV 실험실용 연신기(독일 시그스도르프 브룩크너)에서 시이트를 연신시켰다. 연신 온도는 244.4℉(118℃)였다. 쿠폰을 70초간 가열한 다음, 초당 10%의 일정 속도로 쿠폰을 각 방향에서 최종 연신비 1:7로 연신하였다. 연신된 최종 필름에서, 폴리에틸렌 층의 두께는 약 22 미크론(㎛)이었고, 접착제 층의 두께는 약 5.5 미크론(㎛)이었다.

상기 방법에 따라 제조한 상기 시이트 원형으로부터 얻은 샘플에 대해 접착제 성능을 테스트하였다. 실시된 테스트는 하기와 같다.

접착제 대 접착제 테스트:

본 발명의 필름 샘플의 1.5 인치(38.1 mm) 폭 스트립의 비접착제면을, 2면 전달 접착제를 사용하여 슬립/박리 테스트기(미국 오하이오주 스트롱스빌 소재의 인스트루먼츠 인코포레이티드)의 테스트 압반에 부착하였다. 테스트기를 사용하여 고속 작용에 대한 박리력을 측정한다.

그 다음 샘플 필름의 1 인치(25.4 mm) 폭 스트립을 본 발명의 샘플 필름 1.5 인치(38.1 mm) 폭 스트립 위에 놓고(접착제면 대 접착제면), 200 g 롤러를 굴리거나 또는 손가락 압력을 적용하였다.

이어서 샘플을 슬립/박리 테스트기에서 테스트하여 박리력(90°및 분당 12 인치(0.3 m))을 정량하였다.

접착제 대 강철 테스트:

본 발명의 샘플 필름의 1 인치(25.4 mm) 폭 스트립을 깨끗한 스테인레스강 압반 위에 두고, 200 g 롤러를 굴리거나 손가락 압력을 적용한 다음, 슬립/박리 테스트기로 테스트하였다.

본 발명의 필름 외에, 비교용으로서 탈착성 사무용 테이프(Clear Scotch(등록상표) Tape 811, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3엠에서 입수가능)도 테스트하였다. 비교 필름(3M Clear Scotch(등록상표) Tape 811)을 테스트하는 데 사용된 방법은, 테스트에 사용된 샘플 3M 탈착성 사무용 테이프의 폭이 1 인치(25.4 mm)가 아니라 0.75 인치(19.05 mm)라는 것 외에는 본 발명의 필름을 테스트하는 데 사용된 방법과 동일하였다. 따라서, 탈착성 사무용 테이프 샘플에 대한 접착제 대 접착제 테스트에서 사용된 전달 필름의 폭은 또한 1 인치(25.4 mm)가 아니라 0.75(19.05 mm)였다. 시험 결과는 하기에 제시되어 있다.

박리력 테스트 결과

1) 입자 코팅된 필름(1 인치), 2개 표본의 평균(g):

롤러	접착제 대 접착제			접착제 대 강철
롤러	평균	고	저	평균	고	저
200 g 롤러	9	20	6	2	3	2
손가락 압력	210	343	162	26	63	4

2) 3M Clear Scotch(등록상표) Tape 811(0.75 인치), 3개 표본의 평균(g):

롤러	접착제 대 접착제			접착제 대 강철
롤러	평균	고	저	평균	고	저
200 g 롤러	153	164	114	65	81	61
손가락 압력	295	343	285	103	114	81

상기 표에 제시된 바와 같이, 샘플 접착제 필름은 가볍게 대는 것으로는 실질적인 접착력이 부족하지만, 적량의 압력을 가하여 접착제를 활성화시키면 접착제 유지력이 생긴다. 그러한 활성화 가능한 접착력 또는 압력 하의 점착력 성질이 접착제 대 접착제의 접촉과 접착제 대 비접착제의 접촉에서 모두 존재한다. 일반적으로, 필름이 자체에 부착되는 경우(접착제면 대 접착제면)에는, 필름이 다른 면(예, 유리, 금속 등)에 부착되는 경우보다 박리력이 크다. 본 발명의 필름은 여러가지 다양한 용도를 갖는다. 예를 들어, 활성화 압력으로서 손가락 압력을 이용하여 상기 필름을 엉키지 않는 식품용 랩으로서 사용할 수 있다.

실시예 2

접착제 대 접착제의 접착력 성능이 높고 접착제 대 비접착제의 접착력 성능은 낮은 필름 구조체의 일례로서, 상기 개시된 제1 구체예에 따라 입자 코팅된 필름 구조체의 대안예를 제조하였다. 하기에 달리 언급한 것을 제외하고, 대안예를 제조하는 데 사용된 재료는 제1 구체예와 관련하여 상기 개시된 실시예에서와 동일하였다.

하부 시이트의 두께는 1500 미크론(㎛)이며, 접착제의 두께는 625 미크론(㎛)이었다. 가교된 폴리스티렌 입자는 평균 직경이 80 미크론(㎛)이었다. 이전 실 시예와 동일한 조건 하에 KARO 연신기에서 1:3.8의 연신비로 양 방향으로 입자 코팅된 쿠폰을 연신시켰다. 대안예에서 200 g 롤러 대신에 4.5 lb 롤러를 사용한 것 외에는 이전 실시예와 동일한 조건 하에 생성된 필름을 테스트하였다. 비교를 위해, 샘플 3M Scotch(등록상표) Box Sealing Tape 355도 동일한 조건 하에 테스트하였다. 테스트 결과는 하기와 같다.

테스트 프로토콜:

접착제 대 접착제: 4.5 lb 롤러를 사용하여 2개의 1" 폭 샘플을 함께 적층한 다음, 인스트론 힘 테스트기(미국 매사츄세츠주 칸톤의 인스트론 코포레이션으로부터 시판됨)를 사용하여 12"/분으로 90°에서 박리시켰다.

접착제 대 강철: 4.5 lb 롤러를 사용하여 1" 폭 샘플을 스테인레스강 평판에 적층한 다음, 인스트론 인코포레이티드의 테스트기를 사용하여 12"/분으로 90°에서 박리시켰다.

박리력 테스트 결과

3M Scotch(등록상표) Box Sealing Tape 355와 비교한 입자 코팅된 필름(g)

샘플 필름 종류	접착제 대 접착제			접착제 대 강철
샘플 필름 종류	평균	고	저	평균	고	저
입자 코팅된 필름 (1:3.8 연신비)	2767	2948	2495	5	21	4
3M Scotch(등록상표) Box Sealing Tape 355	1361	1451	1270	1650	1776	1590

표 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 또 다른 입자 코팅된 필름은 접착 제 대 접착제 박리 접착력 및 접착제 대 비접착제 (강철) 박리 접착력 사이에 현저한 차이를 나타내었다. 놀랍게도, 입자 코팅된 필름은 3M Scotch(등록상표) Box Sealing Tape 355보다 높은 접착제 대 접착제 박리 접착력을 나타내었다.

평평한 표면에 대한 접착력이 무시할 만하지만, 자체에 대한 접착력(접착제 대 접착제의 접착력)은 유의적인 필름을 본 발명의 방법에 따라 얻었다. 그러한 필름은 기계적 파스너와 유사한 저렴한 접착제로 볼 수 있다. 그러한 필름은 평활한 표면을 싸서 보호하기 위한 테이프를 제조하는 데 사용될 수 있는데, 최종 포장 과정에서 테이프 롤을 감아서 접착제 대 접착제의 접촉을 산출함으로써 강한 결합력을 얻는 장점이 있다.

제2 구체예의 실시예

상기 개시된 제2 구체예의 실시예로서, (1) 필름 웨브의 공압출 단계; (2) 컷팅 단계 및 (3) 연신 단계를 포함하는 공정으로 원형 필름 구조체를 제조하였다. 상기 공정의 상세한 설명은 하기에 개시되어 있다.

1. 공압출 단계:

7 인치(18 cm) 슬롯 다이에 부착된 3층 피드블록을 사용하여 상부 폴리에틸렌(PE) 마스킹 층, 접착제 층 및 폴리에틸렌(PE) 하층을 포함하는 3층 필름을 공압출시켰다. 연신 전에 상부 마스킹 층, 접착제 층 및 하층의 두께는 각각 1.5 mil(0.038 mm), 10 mil(0.254 mm) 및 25 mil(0.635 mm)이었다.

상부 및 하부 PE 수지는 미국 테네시주 킹스포트의 이스트만 케미칼스 캄파니로부터 입수한 Mxten CM 27057-F LLDPE였다. 접착제 블랜드는 미국 텍사스주 휴 스톤 소재의 크래톤 폴리머즈로부터 입수한 Kraton D 1107 및 H.B. 풀러 캄파니로부터 입수한 HL-2697 PT의 75∼25 중량% 블랜드였다. 이들은 핫멜트 감압 접착제(PSA) 배합물에서 사용되는 시판용 물질이다. Kraton D 1107은 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체이다. HL-2697 PT는 점착화된 블록-공중합체 조성물을 주성분으로 한다.

상부 PE층은, 470℉(243.3℃)의 게이트 온도와 33 RPM의 스크류 속도를 갖는 0.75 인치(19.05 mm) Killion 압출기를 사용하여 압출시켰다. 접착제 층은, 400℉(204.0℃)의 게이트 온도와 34 RPM의 스크류 속도를 갖는 1.25 인치(31.75 mm) Brabender 압출기(미국 뉴저지주 헤켄색 소재의 씨.더블유. 브라벤더)를 사용하여 압출시켰다. 하부 PE는, 470℉(243.3℃)의 게이트 온도와 35 RPM의 스크류 속도를 갖는 1.75 인치(44.45 mm) HPM 압출기를 사용하여 압출시켰다. 피드블록 및 다이를 470℉(243.3℃)에서 작동시켰다.

캐스팅 휠 온도를 125℉(51.7℃)에서 조절하고 하부 PE를 휠과 접촉시켰다. 필름 웨브를 공기로 피닝하고, 휠의 표면 속도는 1.7 m/분이었다.

2. 컷팅 단계:

일반적으로 웨브 표면에 수직 방향으로 웨브를 컷팅하였다. 일정한 웨브 두께로 웨브를 컷팅하여 웨브가 지지된 표면 상에 있도록 하였다. 컷팅 깊이는, 컷팅기의 위치에 대해 지지체를 이동시켜 조절하였다. 웨브의 종방향에 대해 22.5° 각도로 평행 컷팅된 조각 세트를 만들었다. 생성된 컷팅 조각을 약 10 mil(0.254 mm) 공간으로 서로에 대해 평행하게 하였다.

웨브를 45°돌리고 컷팅기에 다시 공급하여 본래 컷팅 방향에 대하여 45°의 각도로 또 다른 평행 컷팅 조각 세트를 얻었다.

양 컷팅 방향에서, 상부 PE 층은 완전히 컷팅되고 접착제 층은 그 두께의 50%가 컷팅되도록 컷팅의 깊이를 조정하였다. 현미경을 사용하여 모니터링하였다.

생성된 패턴은, 접착제의 연속 층에 부착된 상부 PE 층의 물리적으로 분리된 다이아몬드형으로 구성되었다.

3. 연신 단계:

3 인치 ×3 인치(7.6 cm ×7.6 cm) 샘플을 상기 컷팅된 웨브 밖에서 컷팅하고, 회분식 연신기로 연신시켰다. 각 샘플을 115℃에서 1초당 0.25 인치(6.35 mm) 속도로 동시에 양방향에서 1:5.5의 연신 비율로 5.5배 연신시켰다. 생성된 필름은 분리된 다이아몬드 형상의 섬에 의해 형성되는 표면 특징을 갖는다. 이들 섬은 필름의 제1 주면으로부터 접착제 층을 이격시킨다. 생성된 필름의 적절한 두께 프로필은 다음과 같다.

	다이아몬드			다이아몬드 사이
	상층	접착제 층	하층	접착제 층	하층
두께 (mil, 1 mil = 0.0254 mm)	1.0	1.2	1.2	0.3	1.1

하부 폴리에틸렌 층을 비교적 균일하게 연신시키고, 연신된 접착제 층은 다이아몬드 형상의 섬(도 4a의 단편(38))에 대한 근접도에 따라서 일부 형태 변화를 나타내었다. 이러한 특징으로 가압시 점착성이 나타난다.

제1 구체예의 샘플의 박리력 테스트에서와 동일한 조건 하에 샘플을 테스트하였다(표 1).

컷팅된 필름(1 인치, 25.4 mm), 2개 표본의 평균(g):

롤러	접착제 대 접착제			접착제 대 강철
롤러	평균	고	저	평균	고	저
200 g 롤러	26	52	9	23	34	13
손가락 압력	114	150	66	62	73	54

도 5에 도시된 바와 같이, 샘플 필름은 제1 구체예와 유사한 가압시 점착성을 나타내었다.

제3 구체예의 실시예

상기 개시된 제3 구체예의 실시예로서, (1) 필름 웨브의 공압출 단계 및 (2) 연신 단계를 포함하는 공정으로 원형 필름 구조체를 제조하였다. 상기 공정의 상세한 설명은 하기에 개시되어 있다.

1. 공압출 단계:

하층으로부터 연장되고 접착제 층 위에 있는 스템을 구비한 스템형 웨브는, 제곱 인치당 900 구멍(140 구멍/cm²)을 갖는 미세구조화된 툴을 사용하여 접착제 층과 하층을 동시에 공압출하여 캐스팅하였으며, 이 때 각 구멍은 몰딩 공정에서 스템(48)에 상응한다. 하층은, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니의 자회사인 유니온 카바이드가 제조한 폴리에틸렌-고무 공중합체 SRD7587이었다. 접착제 층은, 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 H.B. 풀러 캄파니가 시판한 HL-2697 PT(점착화된 블록 공중합체)로 제조되었다.

2. 연신 단계:

298℉(148℃)에서 각 방향으로 1:3.5의 연신비로 회분식 연신기에서 이축 연신시켰다. 변형 속도는 2.75 인치(70 mm) 게이지 길이를 기준으로 초당 12.5%였다. 연신 후에, 약 12 mil(0.3 mm)의 본래 높이(H₀)에서 약 4.2 mil(0.11 mm)의 최종 높이(H_f)로 스템의 높이가 감소되었다. 동시에, 스템 사이의 틈이 (인접 스템 사이에서 측정시) 20 mil(0.5 mm)에서 약 100 mil(2.5 mm)로 확장되었다. 연신 전에 스템형 웨브와 연신된 웨브의 적절한 기하형태를 하기와 같이 요약하였다.

	스템 높이	상층과 상층의 공간	하층 두께	접착제 두께
스템형 웨브 (mil, 1 mil = 0.0254 mm)	12	20	8	4
연신된 웨브(mil)	4.2	100	0.8	0.2

본 실험은 재료 성질 및 공정 조건을 최적으로 조합하여 다양한 최종 기하형태를 실현하여, 각종 필름 성능 특성을 나타낼 수 있다는 것을 예시한다.

상기 개시된 테스트 및 테스트 결과는 예측한 것이라기 보다는 예시적인 것이며, 상이한 결과를 산출하는 테스트 절차의 변화를 예상할 수 있다.

본 발명은 일부 구체예를 참조하여 개시되어 있다. 전술한 상세한 설명 및 실시예는 단지 이해를 명확하게 하기 위해 제공된 것이다. 불필요하게 제한하려는 것이 아님을 알 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 개시된 구체예들에 여러 변화를 가할 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위 는 본 명세서에 개시된 정확한 세부 사항 및 구조에 한정되는 것은 아니며, 그 보다는 특허청구범위에 개시된 구성 및 이들의 등가물에 의해 한정된다.

Claims

상층, 중간층, 하층을 포함하는 필름 구조체를 제공하는 단계로서, 필름 구조체는 제1 주면 및 제2 주면을 구비하고, 제1 주면은 필름 구조체의 적용면이고, 제2 주면은 필름 구조체의 이면인 것인 단계;

필름 구조체의 상층을 컷팅하여 다수의 분리성 표면 부재를 형성하는 단계; 및

필름 구조체를 연신시켜 필름 구조체의 제1 주면에 걸쳐있는 분리성 표면 부재를 분리하고, 인접하여 분리되어 있는 분리성 표면 부재들 사이의 공간을 통해 필름 구조체의 중간면의 노출을 증가시키는 단계

를 포함하는 필름 구조체의 형성 방법.
제1항에 있어서, 중간면의 노출부가 다수의 홈을 형성하고, 각 홈은 제1 주면으로부터 이격되고, 인접하여 분리되어 있는 표면 부재들 사이의 공간 중 하나를 통해 노출되는 홈의 면을 갖는 것인 필름 구조체의 형성 방법.
제1항에 있어서, 필름 구조체는 이의 중간면을 적어도 부분적으로 형성하는 작용제를 더 포함하는 것인 필름 구조체의 형성 방법.
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