KR101308300B1 - 구조화된 필름의 제조 방법 - Google Patents

구조화된 필름의 제조 방법

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Abstract

흡음 특성을 갖는 구조화된 필름(10)이 개시된다. 구조화된 필름의 제조 및 사용 방법이 또한 개시된다.
흡음, 구조화, 필름, 압출, 돌기

Description

구조화된 필름의 제조 방법{METHODS OF MAKING STRUCTURED FILMS}
본 발명은 흡음 특성(acoustical absorbance properties)을 갖는 구조화된 필름(structured film)과, 그러한 구조화된 필름의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
당업계에서는 흡음 특성을 포함하는 음향(acoustical) 특성을 제공하는 용품을 계속적으로 필요로 하고 있다.
발명의 개요
본 발명은 흡음 특성을 포함하는 영역에 음향 특성을 제공할 수 있는 구조화된 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 일 실시 형태에 따르면, 구조화된 필름의 제조 방법은 다이로부터 용융 압출물의 시트를 압출하는 단계; 용융 압출물의 일부가 공구 외부 표면 상에 위치된 복수의 구멍 내로 진입할 수 있도록 용융 압출물을 공구와 접촉시켜, (i) 공구의 하나 이상의 구멍 내의 더 높은 공기압과 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차가 생기게 하고, (ii) 용융 압출물 표면을 따라 복수의 돌기가 형성되게 하는 단계; 공구의 하나 이상의 구멍 내의 공기를 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면을 향한 방향으로 이동시켜, (i) 공기 압력차를 감소시키고, (ii) 복수의 돌기들 중 하나 이상 내에 돌기 구멍을 형성하는 단계; 및 용융 압출물을 냉각하여 제1 주 표면 및 제2 주 표면과 적어도 제1 주 표면으로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 갖는 실질적으로 평평한 필름부를 포함하는 구조화된 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시 형태에서, 구조화된 필름의 제조 방법은 다이로부터 회전 닙 롤과 회전 공구 롤 사이에 형성된 닙 내로 용융 압출물을 압출하는 단계; 용융 압출물의 일부를 회전 공구 롤의 외부 표면에 위치된 복수의 구멍 내로 가압하여, (i) 회전 공구 롤의 하나 이상의 구멍 내의 더 높은 공기압과 회전 공구 롤에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차가 생기게 하고, (ii) 용융 압출물의 외부 표면을 따라 복수의 용융 압출물 돌기가 형성되게 하는 단계; 회전 공구 롤의 하나 이상의 구멍 내의 공기를 회전 공구 롤에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면을 향한 방향으로 이동시키도록 닙 롤 및 공구 롤을 회전시켜, 복수의 용융 압출물 돌기들 중 하나 이상 내에 돌기 구멍을 형성하는 단계; 및 용융 압출물을 용융 압출물의 연화 온도 미만의 온도로 냉각하여, 제1 주 표면 및 제2 주 표면과 적어도 제1 주 표면으로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 갖는 실질적으로 평평한 필름부를 포함하는 구조화된 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
종래의 천공된 필름 또는 시트 형성 방법과는 달리, 본 발명의 구조화된 필름의 제조 방법은 필름 형성후 돌기 형성 배향(post film-forming, projection-forming orientation)에 처해지지 않는 구조화된 필름을 형성할 수 있다. 다시 말 하면, 본 발명의 개시된 방법은 필름 형성 단계 후에 어떠한 돌기 형성 단계도 필요로 하지 않는다. 본 발명에 있어서, 실질적으로 평평한 필름부 및 실질적으로 평평한 필름부의 적어도 제1 주 표면으로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 포함하는 구조화된 필름이 단일 공정 단계로 형성된다.
본 발명은 또한 구조화된 필름을 포함하는 다층 용품의 제조 방법에 관한 것이다. 예시적인 일 실시 형태에서, 다층 용품의 제조 방법은 전술된 구조화된 필름 제조 방법들 중 하나에 의해 형성된 구조화된 필름을 제공하는 단계; 및 추가 층을 구조화된 필름에 부착하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 구조화된 필름 뿐만 아니라 구조화된 필름을 포함하는 다층 용품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 심지어 다양한 응용에서의 구조화된 필름 또는 다층 용품의 사용 방법에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 일 실시 형태에서, 구조화된 필름 또는 다층 용품의 사용 방법은 구조화된 필름 또는 구조화된 필름을 포함하는 다층 용품으로 소정 영역의 적어도 일부를 둘러싸는 단계를 포함하는 소정 영역에서의 흡음 방법을 포함한다.
본 발명의 이들 특징 및 다른 특징과 이점들이 하기 개시된 실시 형태들의 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위를 검토한 후에 명백해질 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 구조화된 필름을 도시하는 도면.
도 2A 내지 도 2F는 선 A-A를 따른 도 1의 예시적인 구조화된 필름의 실질적 으로 평평한 필름부 상의 예시적인 관형 돌기의 가능한 단면 형태를 도시하는 도면.
도 3은 추가 층에 부착된 본 발명의 예시적인 구조화된 필름의 측면도.
도 4는 추가 층에 부착된 본 발명의 다른 예시적인 구조화된 필름의 측면도.
도 5는 본 발명의 구조화된 필름을 형성하는 데 적합한 예시적인 장치의 개략도.
도 6은 본 발명의 예시적인 구조화된 필름에 있어서의 흡음 계수 대 주파수의 그래프.
도 7은 본 발명의 예시적인 구조화된 필름에 대한 임피던스 튜브 시험 데이터의 그래프.
본 발명은 에너지 소산, 반사성/지향성 또는 에너지 변환(예를 들어, 마찰로 인한 이동 입자의 동역학 에너지의 열 에너지로의 변환)을 포함하지만 이로 한정되는 것은 아닌 음향 특성을 제공할 수 있는 구조화된 필름에 관한 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "구조화된"이라는 용어는 필름의 토포그래픽 특징부(topographical feature), 즉 필름의 실질적으로 평평한 필름부의 적어도 하나의 주 외부 표면(major outer surface)을 따른 관형 돌기의 존재를 말한다. "구조화된"이라는 용어는 관형 돌기 및 필름의 실질적으로 평평한 필름부를 형성하는 데 사용된 재료(들)의 배향(orientation)을 기술하는 데 사용되는 것은 아니다.
구조화된 필름은 (1) 우수한 흡음 특성을 갖고, (2) 다양한 응용에서의 이들의 사용을 가능하게 하는 구조적 특징부를 가지며, (3) 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명은 또한 구조화된 필름의 제조 방법 뿐만 아니라 흡음 응용을 포함하는 다양한 응용에서의 구조화된 필름의 사용 방법에 관한 것이다.
본 발명의 예시적인 구조화된 필름이 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 예시적인 구조화된 필름(10)은 실질적으로 평평한 필름부(11)와, 실질적으로 평평한 필름부(11)의 제1 주 표면(major surface, 13) 위로 연장되는 복수의 관형 돌기(12)를 포함한다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 관형 돌기(12)는 제1 주 표면(13) 위의 제1 돌기 단부(16)로부터 실질적으로 평평한 필름부(11) 내로 또는 이를 통해 연장되는 구멍(15), 구멍(15)의 적어도 일부를 둘러싸는 돌기 측벽(18), 및 제1 돌기 단부(16)로부터 제1 주 표면(13)으로 소정 거리로 연장되는 돌기 길이(L)를 포함한다. 또한, 예시적인 구조화된 필름(10)은 후술되는 바와 같이 추가 층 및/또는 구성요소에 부착될 수 있다.
I. 3차원 구조화된 필름
도 1의 예시적인 구조화된 필름(10)에 의해 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원 구조화된 필름은 구조화된 필름이 다양한 응용에서 사용될 수 있게 하는 다수의 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 본 발명의 구조화된 필름은 주어진 기재(substrate) 및/또는 영역에 뛰어난 음향 특성을 제공할 수 있다. 본 발명의 구조화된 필름의 가능한 구성요소 뿐만 아니라 생성된 구조화된 필름의 특성의 설명이 하기에 제공된다.
A. 구조화된 필름 구성요소
본 발명의 구조화된 필름은 하기의 구성요소들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
1. 실질적으로 평평한 필름부
본 발명의 구조화된 필름은 도 1에 도시된 예시적인 구조화된 필름(10)의 실질적으로 평평한 필름부(11)와 같은 실질적으로 평평한 필름부를 포함한다. 실질적으로 평평한 필름부는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면으로부터 제2 주 표면으로 연장되는 평균 필름부 두께(t)를 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 평평한 필름부"라는 용어는 복수의 관형 돌기를 둘러싸고 이들을 서로로부터 분리하는, 본 발명의 구조화된 필름의 부분을 지칭하기 위해 사용된다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 실질적으로 평평한 필름부는 구조화된 필름의 전체 폭(w) 또는 길이(l)보다 실질적으로 작은 평균 필름부 두께(t)를 갖는 평평한 필름부를 갖는다.
본 발명에 있어서, 실질적으로 평평한 필름부의 (t로 나타낸) "평균 필름부 두께"는 필름부 두께들의 총 개수인 x가 얻어지게 하는 인접한 관형 돌기들 사이의 많은 위치에서 실질적으로 평평한 필름부의 두께를 측정하고, x개의 필름부 두께들의 평균 필름부 두께를 계산함으로써 결정된다. 전형적으로, x는 약 3보다 크고, 바람직하게는 약 3 내지 약 10의 범위이다. 바람직하게는, 각각의 측정은 측정에 대한 관형 돌기의 어떠한 영향도 최소화하기 위해 인접한 관형 돌기들 사이의 대략 중간의 위치에서 취해진다.
구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부는 구조화된 필름의 특정 최종 사용에 따라 변하는 평균 필름부 두께를 갖는다. 전형적으로, 실질적으로 평평한 필름부는 약 508 마이크로미터(㎛)(20 밀(mil)) 미만의 평균 필름부 두께를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부는 약 50.8 ㎛ (2.0 밀) 내지 약 508 ㎛ (20 밀)의 평균 필름부 두께를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부는 약 101.6 ㎛ (4.0 밀) 내지 약 254 ㎛ (10 밀)의 평균 필름부 두께를 갖는다. 또 다른 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부는 약 101.6 ㎛ (4.0 밀) 내지 약 152.4 ㎛ (6.0 밀)의 평균 필름부 두께를 갖는다.
구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부는 하나 이상의 중합체 재료를 포함할 수 있다. 적합한 중합체 재료에는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀; 올레핀 공중합체 (예를 들어, 비닐 아세테이트와의 공중합체); 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르; 폴리아미드 (나일론-6 및 나일론-6,6); 폴리우레탄; 폴리부텐; 폴리락트산; 폴리비닐 알코올; 폴리페닐렌 설파이드; 폴리설폰; 폴리카르보네이트; 폴리스티렌; 액정성 중합체(liquid crystalline polymers); 폴리에틸렌-코-비닐아세테이트; 폴리아크릴로니트릴; 사이클릭 폴리올레핀; 또는 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지는 않는다. 예시적인 일 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 이들의 블렌드와 같은 폴리올레핀을 포함한다.
실질적으로 평평한 필름부는 하기에 설명되는 바와 같은 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 존재할 때, 실질적으로 평평한 필름부는 전형적으로 적어도 75 중량 퍼센트의 전술된 중합체 재료들 중 임의의 하나와 최대 약 25 중량 퍼센트의 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 바람직하게는, 실질적으로 평평한 필름부는 적어도 80 중량 퍼센트, 더 바람직하게는 적어도 85 중량 퍼센트, 적어도 90 중량 퍼센트, 적어도 95 중량 퍼센트, 및 100 중량 퍼센트 정도로 많은 전술된 중합체 재료들 중 임의의 하나를 포함하는데, 여기서 모든 중량은 실질적으로 평평한 필름부의 총 중량을 기준으로 한다.
다양한 첨가제가 전술된 중합체들 중 하나 이상으로 형성된 중합체 용융물에 첨가되고 압출되어, 첨가제가 실질적으로 평평한 필름부에 혼입될 수 있다. 전형적으로, 첨가제의 양은 구조화된 필름의 총 중량을 기준으로, 약 25 중량％ 미만, 바람직하게는 최대 약 5.0 중량％이다. 적합한 첨가제는 충전제, 안정제, 가소제, 점착성 부여제(tackifiers), 유동 조절제(flow control agent), 경화 속도 지연제, 점착 촉진제(예를 들어, 실란 및 티타네이트), 보조제, 충격 보강제(impact modifier), 팽창성 미소구체, 열전도성 입자, 전기전도성 입자, 실리카, 유리, 점도, 활석, 안료, 착색제, 유리 비드 또는 버블, 산화방지제, 형광증백제(optical brightener), 항미생물제, 계면활성제, 난연제(fire retardant), 및 플루오로중합체를 포함하지만 이로 한정되지는 않는다. 전술된 첨가제들 중 하나 이상은 생성된 실질적으로 평평한 필름부의 중량 및/또는 비용을 감소시키거나, 점도를 조절하거나, 실질적으로 평평한 필름부의 열 특성을 변경하거나, 전기적, 광학적, 밀도-관련, 액체 장벽 또는 접착제 점착 관련 특성을 포함한 첨가제의 물리적 특성 활성으로부터 유래되는 소정 범위의 물리적 특성을 부여하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 일 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 형성하고 전술된 평균 필름부 두께를 갖는, 열성형성 재료의 단일층을 포함하는데, 여기서 열성형성 재료는 전술된 중합체들 중 하나 이상 및 선택적인 첨가제를 포함한다. 본 발명의 추가의 예시적인 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 형성하고 전술된 평균 필름부 두께를 갖는, 열성형성 재료의 단일층을 포함하는데, 여기서 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 원하는 기재에 위치설정될 수 있고/있거나 부착될 수 있도록 노출된다(예를 들어, 덮이지 않음).
2. 관형 돌기
본 발명의 구조화된 필름은 도 1에 도시된 예시적인 구조화된 필름(10)의 관형 돌기(12)와 같은, 실질적으로 평평한 필름부의 제1 주 표면 위로 연장되는 복수의 관형 돌기를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 관형 돌기는 전술된 실질적으로 평평한 필름부를 형성하는 데 사용된 것과 동일한 열성형성 조성물로 형성된다. 바람직한 일 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부 및 복수의 관형 돌기는 전술된 중합체들 중 하나 이상 및 선택적인 첨가제를 포함하는 단일의 열성형성 조성물로 형성된 연속적인 열성형된 구조체를 포함한다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 실질적으로 평평한 필름부 및 복수의 관형 돌기는 (i) 단일의 열성형성 조성물로 형성된 연속적인 열성형된 구조체를 포함하고, (ii) 필름 형성후 돌기 형성 배향(post film-forming, projection-forming orientation)에 처해지지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "필름 형성후 돌기 형성 배향"이라는 용어는 필름에 돌기 및/또는 개구를 형성하는 데 사용된 통상의 공정을 설명하기 위해 사용된다. 그러한 통상의 공정은 (예를 들어, 용융된 필름 압출물이 아닌) 미리 고화된 필름 구조체에서 돌기를 형성하는 데 사용되는 열성형 단계, 니들-펀칭(needle-punching) 단계, 또는 다른 필름 펀칭 단계를 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
복수의 관형 돌기는 실질적으로 평평한 필름부의 제1 주 표면에 걸쳐 균일하게 분포되거나 제1 주 표면에 걸쳐 무작위로 분포될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 복수의 관형 돌기는 실질적으로 평평한 필름부의 제1 주 표면 (및 선택적으로 제2 주 표면의 대응 부분)에 걸쳐 균일하게 분포된다.
예시적인 일 실시 형태에서, 본 발명의 구조화된 필름은 실질적으로 평평한 필름부로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 포함하며, 여기서 하나 이상의 관형 돌기는 (i) 제1 주 표면 위의 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 구멍, (ii) 구멍의 적어도 일부를 둘러싸고, 외부 돌기 측벽 표면, 내부 돌기 측벽 표면, 및 돌기 측벽 두께를 갖는 돌기 측벽, 및 (iii) 제1 돌기 단부로부터 제1 주 표면으로 소정 거리로 연장되는 돌기 길이(L)를 포함하는데, 여기서 평균 필름부 두께(t)에 대한 돌기 길이(L)의 비는 적어도 약 3.5이다. 다른 실시 형태에서, 평균 필름부 두께(t)에 대한 돌기 길이(L)의 비는 적어도 약 4.0이다. 또 다른 실시 형태에서, 평균 필름부 두께(t)에 대한 돌기 길이(L)의 비는 약 4.0 내지 약 10.0이다. 관형 돌기는 주어진 구조화된 필름의 궁극적인 최종 용도에 따라 필름마다 변하는 실질적으로 유사한 돌기 길이를 가질 수도 있다. 전형적으로, 관형 돌기는 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 1.27 ㎝ (500 밀), 더 바람직하게는 약 50.8 ㎛ (2 밀) 내지 약 2.54 ㎜ (100 밀), 더욱 더 바람직하게는 약 508 ㎛ (20 밀) 내지 약 1.02 ㎜ (40 밀)의 범위의 돌기 길이(L)를 갖는다.
관형 돌기는 이들의 돌기 구멍 길이, 돌기 구멍 직경, 및 돌기 측벽 두께의 견지에서 추가로 설명될 수 있는데, 이들의 각각의 치수는 주어진 구조화된 필름의 궁극적인 최종 용도에 따라 변할 수 있다. 전형적으로, 관형 돌기는 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 1.32 ㎝ (520 밀), 더 전형적으로는 약 50.8 ㎛ (2 밀) 내지 약 2.79 ㎜ (110 밀), 더욱 더 전형적으로는 약 508 ㎛ (20 밀) 내지 약 1.14 ㎜ (45 밀)의 범위의 돌기 구멍 길이; 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 6.35 ㎜ (250 밀), 더 전형적으로는 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 2.54 ㎜ (100 밀), 더욱 더 전형적으로는 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 254 ㎛ (10 밀)의 범위의 돌기 구멍 직경; 및 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 508 ㎛ (20 밀), 더 전형적으로는 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 254 ㎛ (10 밀), 더욱 더 전형적으로는 약 25.4 ㎛ (1 밀) 내지 약 127 ㎛ (5 밀)의 범위의 돌기 측벽 두께를 갖는다.
관형 돌기는 전술된 평균 필름부 두께(t)와 관련하여 돌기 측벽 두께의 견지에서 추가로 설명될 수 있다. 예시적인 일 실시 형태에서, 관형 돌기의 적어도 일부는 실질적으로 평평한 필름부의 평균 필름부 두께(t)와 같거나 그보다 큰 돌기 측벽 두께를 갖는다.
도 2A 내지 도 2F에 도시된 바와 같이, 관형 돌기는 다양한 형상 및 단면 형태를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 관형 돌기는 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면 아래에 위치된 제2 돌기 단부를 갖는다. 이들 실시 형태에서, 본 발명의 구조화된 필름은 실질적으로 평평한 필름부로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 포함하며, 여기서 하나 이상의 관형 돌기는 (i) 제1 주 표면 상의 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 구멍, (ii) 구멍의 적어도 일부를 둘러싸고, 외부 돌기 측벽 표면, 내부 돌기 측벽 표면, 및 돌기 측벽 두께를 갖는 돌기 측벽, 및 (iii) 제1 돌기 단부로부터 제2 주 표면 아래의 제2 돌기 단부로 소정 거리로 연장되는 단부간(end-to-end) 돌기 길이를 포함한다. 예를 들어, 도 2A 및 도 2C 내지 도 2F에 도시된 바와 같이, 예시적인 관형 돌기(12)는 실질적으로 평평한 필름부(11)의 제2 주 표면(14) 아래에 위치된 제2 단부(17)를 포함한다.
하나 이상의 관형 돌기가 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면 아래에서 제2 단부를 갖는 일부 실시 형태에서, 하나 이상의 관형 돌기는 바람직하게는 제1 돌기 단부로부터 제1 주 표면으로 소정 거리로 연장되는 상부 돌기 길이를 갖는데, 여기서 평균 필름부 두께(t)에 대한 상부 돌기 길이(예를 들어, 돌기 길이(L))의 비는 적어도 약 3.5이다. 더 바람직하게는, 평균 필름부 두께(t)에 대한 상부 돌기 길이(예를 들어, 돌기 길이(L))의 비는 약 4.0 내지 약 10.0이다.
관형 돌기는 돌기 길이(예를 들어, 돌기 길이(L) 또는 단부간 돌기 길이)를 따라 변하는 돌기 측벽 두께를 가질 수 있다. 도 2A 내지 도 2F에 도시된 바와 같이, 예시적인 관형 돌기(12)는 돌기 길이를 따라 실질적으로 일정하게 유지되는 돌기 측벽 두께(예를 들어, 도 2B 참조), 또는 돌기 길이를 따라 변하는 돌기 측벽 두께(예를 들어, 도 2A 및 도 2C 내지 도 2F 참조)를 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시 형태에서, 하나 이상의 관형 돌기는 제1 주 표면에 근접하여 위치된 돌기 기부에서의 제1 벽 두께, 제1 돌기 단부에서의 제2 벽 두께, 및 돌기 기부와 제1 돌기 단부 사이에 위치된 돌기 중간부에서의 제3 벽 두께를 갖는데, 여기서 제1 벽 두께 및 제2 벽 두께는 제3 벽 두께보다 크다(예를 들어, 도 2F 참조). 다른 예시적인 실시 형태에서, 하나 이상의 관형 돌기는 제1 주 표면에 근접하여 위치된 돌기 기부에서의 제1 벽 두께, 제1 돌기 단부에서의 제2 벽 두께, 및 돌기 기부와 제1 돌기 단부 사이에 위치된 돌기 중간부에서의 제3 벽 두께를 갖는데, 여기서 제1 벽 두께 및 제2 벽 두께는 제3 벽 두께보다 작다(예를 들어, 도 2E 참조).
본 발명의 추가의 실시 형태에서, 하나 이상의 관형 돌기는 실질적으로 평평한 필름부의 제1 주 표면 위에서의 제1 단면적, 실질적으로 평평한 필름부 내에서의 제2 단면적, 및 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면 아래에서의 제3 단면적을 갖는데, 여기서 제1 단면적은 제2 단면적 및 제3 단면적보다 작다(예를 들어, 도 2C 참조). 일부 실시 형태에서, 하나 이상의 관형 돌기는 관형 돌기를 통해 연장되는 구멍(예를 들어, 구멍(15))과 유체 연통하는 기포부(bubble portion)(예를 들어, 도 2C에 도시된 기포부(19))를 갖는다. 이들 실시 형태에서, 기포부는 (i) 실질적으로 평평한 필름부 내에, (ii) 제2 주 표면 아래에, 또는 (iii) (i) 및 (ii) 둘다에(예를 들어, 도 2C 참조) 존재할 수 있다. 일부 추가의 실시 형태에서, 기포부의 하부 부분이 제거되어, 제1 돌기 단부로부터 제2 돌기 단부로 구조화된 필름을 통해 연장되는 개구를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 2C에 도시된 관형 돌기(12)의 제2 단부(17)를 따른 기포부(19)의 일부는 도 2C에 도시된 점선 B-B를 따라 기포부(19)를 절단함으로써 제거될 수 있다.
관형 돌기가 관형 돌기를 형성하는 데 사용되는 공구의 유형 및 원하는 단면 형태에 따라 변하는 외부 관형 돌기 단면 형태를 가질 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 관형 돌기는 원, 타원, 다각형, 정사각형, 삼각형, 육각형, 다엽형(mulit-lobed shape), 또는 이들의 임의의 조합의 형태의 외부 관형 돌기 단면 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에서, 하나 이상의 관형 돌기는 (전술된 바와 같이 관형 돌기의 일부를 제거할 필요성을 갖거나 갖지 않고서) 실질적으로 평평한 필름부를 통해 완전히 연장되는 구멍(예를 들어, 구멍(15))을 갖는다. 도 2A 내지 도 2B 및 도 2D 내지 도 2F에 도시된 바와 같이, 예시적인 관형 돌기(12)는 제1 돌기 단부(16)로부터 제2 돌기 단부(17)로 돌기 길이를 따라 연장되는 구멍(15)을 포함한다. 도 2A 내지 도 2B 및 도 2D 내지 도 2F에 도시된 바와 같이, 구멍(15)의 단면적은 제1 돌기 단부(16)로부터 제2 돌기 단부(17)로 돌기 길이를 따라 변하거나(예를 들어, 도 2A 및 도 2D 내지 도 2F 참조) 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다(예를 들어, 도 2B 참조).
바람직한 일 실시 형태에서, 구조화된 필름은 실질적으로 평평한 필름부로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 포함하며, 여기서 관형 돌기의 적어도 일부는 (i) 제1 주 표면 위의 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부를 통해 실질적으로 평평한 필름부 아래의 제2 단부로 연장되어, 구조화된 필름을 관통한 개구를 제공하는 구멍, (ii) 구멍의 적어도 일부를 둘러싸고, 외부 돌기 측벽 표면, 내부 돌기 측벽 표면, 및 돌기 측벽 두께를 갖는 돌기 측벽, 및 (iii) 제1 돌기 단부로부터 제2 돌기 단부로 소정 거리로 연장되는 단부간 돌기 길이를 포함한다.
전형적으로, 관형 돌기는 도 2A 내지 도 2F에 도시된 바와 같이 실질적으로 평평한 필름부에 실질적으로 수직으로 연장되지만, 실질적으로 평평한 필름부에 대한 관형 돌기의 다른 배향이 본 발명의 범주 내에 있다.
관형 돌기는 원하는 관형 돌기 밀도, 및 구조화된 필름의 최종 용도에 따라 변하는 관형 돌기 밀도로 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부의 하나 또는 2개의 주 표면을 따라 존재할 수 있다. 예시적인 일 실시 형태에서, 관형 돌기는 실질적으로 평평한 필름부의 외부 표면적의 ㎠ 당 최대 약 1000개의 돌기인 관형 돌기 밀도로 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부의 하나 또는 2개의 주 표면을 따라 존재한다. 전형적으로, 관형 돌기는 실질적으로 평평한 필름부의 외부 표면적의 ㎠ 당 약 10개의 돌기 내지 ㎠ 당 약 300개의 돌기인 관형 돌기 밀도로 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부의 하나 또는 2개의 주 표면을 따라 존재한다.
3. 선택적인 추가 층
본 발명의 구조화된 필름은 전술된 구조화된 필름 구성요소와 조합되는 하나 이상의 선택적인 층을 포함할 수 있다. 하나 이상의 추가 층은 (i) 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부의 제1 주 표면 위로 연장되는 관형 돌기 단부(예를 들어, 제1 돌기 단부(16)) 상에 및/또는 이와 접촉하여, (ii) 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면 아래로 연장되는 관형 돌기 단부(예를 들어, 제2 돌기 단부(17)) 상에 및/또는 이와 접촉하여, (iii) 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면(예를 들어, 제2 주 표면(14)) 상에 및/또는 이와 접촉하여, (iv) (i) 및 (ii) 둘다에, 또는 (v) (i) 및 (iii) 둘다에 존재할 수 있다.
적합한 추가 층은 천(fabric) 층 (예를 들어, 직조, 부직, 및 편직 천); 종이 층; 색 함유 층 (예를 들어, 인쇄 층); 그 요지가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 출원 제60/728,230호에 개시된 것들과 같은 서브-미크론 섬유 층; 폼(foam); 입자의 층; 포일(foil) 층; 필름; 장식용 천 층; 막 (즉, 투석 막, 역삼투 막 등과 같이 제어된 투과성을 가지는 필름); 망상체(netting); 메쉬; 와이어링(wiring) 및 튜빙(tubing) 네트워크 (즉, 가열 블랭킷(heating blanket)용 와이어링 네트워크 및 냉각 블랭킷을 통한 냉각제 유동용 튜빙 네트워크와 같이, 전기를 전달하는 와이어의 층 또는 다양한 유체를 전달하는 튜브/파이프의 군); 또는 그 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
예시적인 일 실시 형태에서, 제1 추가 층은 본 발명의 구조화된 필름의 관형 돌기의 제1 돌기 단부 위에 위치되어 그에 부착된다. 그러한 복합 용품이 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 추가 층(20)의 하부 외부 표면(21)은 예시적인 구조화된 필름(10)의 제1 돌기 단부(16) 위에 위치되어 이와 접촉한다. 이러한 예시적인 실시 형태에서, 제1 추가 층(20)은 예를 들어 색 함유 층, 부직 천, 직조 천, 편직 천, 폼 층, 필름, 종이 층, 입자의 층, 포일 층, 장식용 천 층, 막, 망상체, 메쉬, 와이어링 또는 튜빙 네트워크; 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
추가의 예시적인 실시 형태에서, 제2 추가 층은 본 발명의 구조화된 필름의 제2 주 표면 또는 관형 돌기의 제2 돌기 단부 위에 위치되어 그에 부착될 수 있다. 그러한 복합 용품이 도 3 내지 도 4에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 추가 층(30)의 상부 외부 표면(31)은 예시적인 구조화된 필름(10)의 제2 돌기 단부(17) 상에 위치되어 이와 접촉한다. 이러한 예시적인 실시 형태에서, 제2 추가 층은 예를 들어 색 함유 층, 부직 천, 직조 천, 편직 천, 폼 층, 필름, 종이 층, 입자의 층, 포일 층, 장식용 천 층, 막, 망상체, 메쉬, 와이어링 또는 튜빙 네트워크; 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 추가 층(20)의 하부 외부 표면(21)은 예시적인 구조화된 필름(10)의 제1 돌기 단부(16) 상에 위치하여 이와 접촉하고, 제2 추가 층(30)의 상부 외부 표면(31)은 예시적인 구조화된 필름(10)의 제2 주 표면(14) 상에 위치하여 이와 접촉한다.
4. 부착구(Attachment Device)
본 발명의 구조화된 필름(또는 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품)은 구조화된 필름(또는 복합 용품)이 기재에 부착될 수 있게 하는 하나 이상의 부착구를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착제는 구조화된 필름(또는 복합 용품)을 주어진 기재에 부착하는 데 사용될 수 있다. 적합한 접착제는 감압 접착제(PSA), 열 활성화성 접착제 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다. 접착제 외에, 다른 부착구를 사용할 수 있다. 적합한 부착구는 나사, 못, 클립, 스테이플, 스티칭, 스레드(thread), 후크 및 루프 재료 등과 같은 임의의 기계적인 체결구를 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
하나 이상의 부착구가 다양한 기재에 구조화된 필름(또는 복합 용품)을 부착하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 기재는 차량 구성요소; 차량 내부(즉, 객실, 동력실, 트렁크 등); 건물의 벽(즉, 내부 벽면 또는 외부 벽면); 건물의 천정(즉, 내부 천정 표면 또는 외부 천정 표면); 건물의 벽 또는 천정을 형성하기 위한 건축재(예를 들어, 천정 타일, 목재 구성요소, 석고 보드 등); 실내 격벽; 금속 시트; 유리 기재; 문; 창문; 기계 장치의 구성요소; 기구 구성요소(appliance component)(즉, 기구 내부 표면 또는 기구 외부 표면); 파이프 또는 호스의 표면; 컴퓨터 또는 전자 구성요소; 녹음 또는 재생 장치; 기구용 하우징 또는 케이스, 컴퓨터 등을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
II. 다층 용품의 제조 방법
본 발명은 또한 전술된 구조화된 필름 및 이를 포함하는 복합 용품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 구조화된 필름의 제조 방법은 다이로부터 용융 압출물의 시트를 압출하는 단계; 용융 압출물의 일부가 공구 외부 표면 상에 위치된 복수의 구멍 내로 진입할 수 있도록 용융 압출물을 공구와 접촉시켜, (i) 공구의 하나 이상의 구멍 내의 더 높은 공기압과 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차가 생기게 하고, (ii) 용융 압출물 표면을 따라 복수의 돌기가 형성되게 하는 단계; 공구의 하나 이상의 구멍 내의 공기를 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면을 향한 방향으로 이동시켜, (i) 공기 압력차를 감소시키고, (ii) 복수의 돌기들 중 하나 이상 내에 돌기 구멍을 형성하는 단계; 및 용융 압출물 및 복수의 돌기를 냉각하여 제1 주 표면 및 제2 주 표면과 적어도 제1 주 표면으로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 갖는 실질적으로 평평한 필름부를 포함하는 구조화된 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 예시적인 구조화된 필름 제조 방법에서, 용융 압출물을 공구와 접촉시키는 단계는 공구 롤을 포함하는 공구와 닙 롤(nip roll) 사이에서 용융 압출물을 니핑(nipping)하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 공기를 이동시키는 단계는 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 위에 닙 롤이 위치되지 않도록 공구 롤과 닙 롤을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 임의의 예시적인 구조화된 필름 제조 방법에서, 하나 이상의 공정 파라미터가 조절되어, 상기 공기를 이동시키는 단계가 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 돌기 구멍을 관형 돌기들 중 하나 이상 내에 생성할 수 있도록 한다. 조절될 수 있는 공정 파라미터는 압출물 조성, 압출물 온도, 공구 온도, 공구 속도, 공구 구멍 깊이, 용융 압출물 시트 두께, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
다른 예시적인 구조화된 필름 제조 방법에서, 하나 이상의 공정 파라미터가 조절되어, 상기 공기를 이동시키는 단계가 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 돌기 구멍을 하나 이상의 관형 돌기 내에 생성하여 돌기 구멍과 유체 연통하는 기포부를 형성하도록 할 수 있게 한다. 이 실시 형태에서, 기포부는 (i) 실질적으로 평평한 필름부 내에, (ii) 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면 아래에, 또는 (iii) (i) 및 (ii) 둘다에 위치될 수 있다. 기포부를 형성하기 위해 조절될 수 있는 공정 파라미터는 압출물 조성, 압출물 온도, 공구 온도, 공구 속도, 공구 구멍 깊이, 용융 압출물 시트 두께, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
기포부가 하나 이상의 관형 돌기 내에 형성되는 일부 실시 형태에서, 구조화된 필름의 제조 방법은 관형 돌기들 중 하나 이상을 통해 완전히 연장되는 개구를 제공하기 위해 기포부를 개방하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 기포부를 개방하는 단계는 기포부의 팁을 제거하는 단계 (예를 들어, 기포부의 하부면으로부터 팁을 절단함), (예를 들어, 니들 또는 다른 날카로운 물체로) 기포부를 천공하는 단계, 돌기 구멍을 가압하는 단계, 기포부의 팁을 가열하는 단계, 또는 전술된 개방 단계들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
다른 예시적인 구조화된 필름 제조 방법에서, 하나 이상의 공정 파라미터가 조절되어, 상기 공기를 이동시키는 단계가 (예를 들어, 전술된 개방 단계에 대한 필요성 없이) 하나 이상의 관형 돌기를 통해 연장되는 개구를 제공하도록 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부를 통해 연장되는 돌기 구멍을 하나 이상의 관형 돌기 내에 생성하게 한다. 또한, 하나 이상의 관형 돌기를 통해 완전히 연장되는 개구를 형성하기 위해 조절될 수 있는 공정 파라미터는 압출물 조성, 압출물 온도, 공구 온도, 공구 속도, 공구 구멍 깊이, 용융 압출물 시트 두께, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
또 다른 예시적인 구조화된 필름 제조 방법에서, 전술된 공정 파라미터들 중 하나 이상이 조절되어, 상기 공기를 이동시키는 단계가 구조화된 필름의 제1 주 표면의 위로부터 구조화된 필름의 제2 주 표면의 아래로 연장되는 하나 이상의 관형 돌기를 생성하게 한다. 이 실시 형태에서, 상기 방법은 냉각 단계 후에, 필요하다면 구조화된 필름의 제2 외부 표면 아래의 열성형된 재료의 적어도 일부를 제거하여 제1 주 표면 위의 제1 돌기 단부로부터 제2 주 표면 아래의 제2 돌기 단부로 구조화된 필름의 하나 이상의 관형 돌기를 통해 완전히 연장되는 개구를 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 실시 형태에서, 상기 방법은 구조화된 필름의 제2 주 표면 아래에 위치된 실질적으로 모든 열성형된 재료를 제거하여 구조화된 필름이 구조화된 필름의 제1 주 표면만을 따라 복수의 관형 돌기를 포함하게 하는 단계를 또한 선택적으로 포함할 수 있다.
바람직한 일 실시 형태에서, 구조화된 필름 제조 방법은 다이로부터 회전 공구 롤과 회전 닙 롤 사이에 형성된 닙 내로 용융 압출물을 압출하는 단계; 용융 압출물의 일부를 회전 공구 롤 내에 위치된 복수의 구멍 내로 가압하여, (i) 회전 공구 롤의 하나 이상의 구멍 내의 더 높은 공기압과 회전 공구 롤에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차가 생기게 하고, (ii) 용융 압출물 표면을 따라 복수의 돌기를 형성하는 단계; 회전 공구 롤의 하나 이상의 구멍 내의 공기를 회전 공구 롤에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면을 향한 방향으로 이동시키도록 공구 롤 및 닙 롤을 회전시켜, 복수의 돌기들 중 하나 이상 내에 돌기 구멍을 형성하는 단계; 및 용융 압출물 및 복수의 돌기를 용융 압출물 및 복수의 돌기의 연화 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계를 포함한다. 이러한 예시적인 방법은 도 5에 도시된 예시적인 장치(50)와 같은 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 예시적인 장치(50)는 용융 압출물(52)이 빠져나오는 다이 조립체(51)를 포함한다. 용융 압출물(52)은 점(PA)으로 진행하는데, 여기서 용융 압출물(52)은 화살표(A1)로 지시된 바와 같이 제1 방향으로 회전하는 닙 롤(53)과 화살표(A2)로 지시된 바와 같이 반대 방향으로 회전하는 공구 롤(54) 사이를 통과한다. 점(PA)에서, 닙 롤(53)은 용융 압출물(52)의 일부를 공구 롤(54)의 외부 표면(59) 내의 (도시되지 않은) 구멍 내로 가압한다. 닙 롤(53)의 외부 표면(58)은 전형적으로 매끄럽고, 선택적으로 (예를 들어, 실리콘 또는 PTFE와 같은) 이형재(release material)로 코팅된다. 용융 압출물(52)이 닙 롤(53)의 외부 표면(58)에 의한 힘으로 인해 공구 롤(54)의 외부 표면(59) 내의 (도시되지 않은) 구멍을 충전함에 따라, (도시하지 않은) 개별 구멍 내의 공기압이 증가하여, (도시하지 않은) 개별 구멍 내의 더 높은 공기압과 공구 롤(54)에 대향하는 용융 압출물(52)의 외부 표면(56) 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차를 형성한다.
닙 롤(53) 및 공구 롤(54)이 회전함에 따라, 닙 롤(53)의 외부 표면(58)은 용융 압출물(52)의 외부 표면(56)으로부터 변위되고, 이는 (도시되지 않은) 개별 구멍 내의 공기를 (도시되지 않은) 개별 구멍 내의 용융 압출물을 통해 용융 압출물(52)의 외부 표면(56)을 향해 (즉, 더 낮은 공기압을 향해) 이동되게 한다. 점(PB) 부근에서, 공구 롤(54)의 외부 표면(59)의 (도시되지 않은) 개별 구멍 내의 용융 압출물이 경화하기 시작한다. 공구 롤(54)의 외부 표면(59) 및 개별 구멍 측벽 표면에 인접한 용융 압출물은 개별 구멍의 중심 위치에서의 용융 압출물의 중심부에 앞서 경화하는 것으로 여겨진다. 용융 압출물(52)이 공구 롤(54)의 외부 표면(59)을 따라 점(PB)으로부터 점(PC)으로 이동함에 따라, 전술된 공기 이동은 구멍이 용융 압출물 내에 발현하게 하고, 이는 용융 압출물(52)의 외부 표면(56)을 향해 신속하게 이동한다. 전술된 바와 같이, 공기 이동은 (i) 용융 압출물(52)의 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 구멍, (ii) 용융 압출물(52)의 실질적으로 평평한 필름부 내에 및/또는 그 아래에 형성된 기포, (iii) 용융 압출물(52)의 실질적으로 평평한 필름부를 통해 완전히 연장되는 구멍, (iv) 용융 압출물(52)의 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면 아래의 제2 돌기 단부, 또는 (v) (i) 내지 (iv)의 임의의 조합을 생성할 수 있다.
점(PC) 부근에서, 용융 압출물(52) 및 그 내부에 형성된 관형 돌기(12)가 실질적으로 경화된다. 관형 돌기(12)를 내부에 갖는 용융 압출물(52)이 공구 롤(54)의 외부 표면(59)을 따라 이동함에 따라, 실질적으로 경화된 용융 압출물(52)의 외부 표면(56)은 화살표(A3)로 지시된 바와 같은 방향으로 회전하는 테이크-오프 롤(take-off roll, 55)의 외부 표면(60)과 접촉하게 된다. 점(PD)에서, 실질적으로 경화된 용융 압출물(52)은 공구 롤(54)의 외부 표면(59)으로부터 분리되고 테이크-오프 롤(55)의 외부 표면(60)을 따라 화살표(A4)로 지시된 바와 같은 방향으로 진행하여, 관형 돌기(12)를 내부에 갖는 구조화된 필름(57)이 생성된다.
본 발명의 개시된 예시적인 구조화된 필름 제조 방법은 전술된 중합체 재료들 중 임의의 것 및 선택적인 첨가제를 포함하는 구조화된 필름을 형성하는 데 사용될 수 있다. 전형적으로, 열성형 방법 단계는 약 120℃ 내지 약 370℃ 범위의 용융 압출 온도에서 필름 형성 열성형성 재료를 용융 압출하는 단계를 포함한다.
통상의 천공된 필름 제조 방법에 비한 본 발명의 개시된 구조화된 필름 제조 방법의 주요 이점은 얇고 실질적으로 평평한 필름부를 유지하면서 비교적 큰 구멍 깊이 및 관형 돌기 길이를 갖는 구조화된 필름을 제조하는 능력이다. 실질적으로 평평한 필름부의 두께로부터 구멍 깊이 및 관형 돌기 길이를 분리할 수 있는 것은 다양한 응용을 위한 구조화된 필름의 새로운 생성을 발생시키는 능력을 제공한다. 예를 들어, 증가된 구멍 깊이는 음파가 구멍을 통해 전달될 때 관형 돌기를 통한 공기 질량 및 마찰 항력(friction drag)의 증가와 같은 이점을 제공한다. 실질적으로 평평한 필름부의 두께로부터 구멍 길이 및 관형 돌기 길이를 분리하는 것은 또한 필름의 굽힘 강성과는 무관하게 증가된 음향 질량 저항을 갖는 제품을 개발하는 데 있어서 추가된 자유도를 허용한다.
본 발명의 개시된 구조화된 필름 제조 방법은 또한 본 발명에 앞선 저비용의 제조 작업에서는 달성할 수 없었던 비교적 큰 구멍 깊이/구멍 직경비를 갖는 구조화된 필름을 제조하기 위한 기회를 제공한다. 예로서, 예시적인 일 실시 형태에서, 개시된 방법은 관형 돌기의 적어도 일부가 적어도 약 1:1의 돌기 구멍 길이 대 돌기 구멍 직경비를 갖는 구조화된 필름을 제조할 수 있다. 다른 예시적인 실시 형태에서, 개시된 방법은 관형 돌기의 적어도 일부가 적어도 약 3:1 그리고 5:1 이상 정도로 큰 돌기 구멍 길이 대 돌기 구멍 직경비를 갖는 구조화된 필름을 제조할 수 있다.
또한, 비교적 얇은 실질적으로 평평한 필름부를 제공하는 능력은 더 낮은 평량(basis weight)의 필름을 허용하는데, 이는 중량을 의식하는 응용에서 유리할 수 있다. 본 발명의 구조화된 필름의 더 낮은 평량은 또한 더 낮은 원료 사용 및 더 낮은 제조 비용으로 이어진다. 개시된 방법은 관형 돌기의 적어도 일부가 적어도 약 1.1:1의 돌기 구멍 길이 대 평균 필름부 두께비, 그리고 일부 실시 형태에서는 적어도 약 5:1의 돌기 구멍 길이 대 평균 필름부 두께비, 그리고 일부 실시 형태에서는 적어도 약 10:1 이상의 돌기 구멍 길이 대 평균 필름부 두께비를 갖는 구조화된 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 개시된 구조화된 필름 제조 방법은 전술된 바와 같이 돌기 길이(L)를 갖는 관형 돌기를 제조하기 위해 공구를 이용할 수 있다. 예를 들어, 적합한 공구는 공구의 외부 표면에서 복수의 구멍을 포함하는데, 여기서 구멍은 최대 약 1.5 ㎝ (588 밀)의 평균 공구 구멍 깊이를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 적합한 공구는 약 27.9 ㎛ (1.1 밀) 내지 약 3.0 ㎜ (117 밀)의 평균 공구 구멍 깊이, 그리고 다른 실시 형태에서는 약 747 ㎛ (29.4 밀) 내지 약 1.5 ㎜ (58.8 밀)의 평균 공구 구멍 깊이를 갖는 구멍을 포함할 수 있다.
적합한 공구는 또한 그 내부에 구멍을 가질 수 있는데, 여기서 구멍은 원하는 단면 형상을 갖는 관형 돌기를 형성하기 위해 하나 이상의 구멍 단면 형상을 갖는다. 적합한 구멍 단면 형상은 원, 타원, 다각형, 정사각형, 삼각형, 육각형, 다엽형, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
게다가, 적합한 공구는 공구의 외부 표면을 따라(예를 들어, 공구 롤(54)의 외부 표면(59)에서) 임의의 원하는 구멍 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 공구는 공구의 외부 표면적의 ㎠ 당 최대 약 1000개의 구멍인 구멍 밀도를 가질 수 있다. 전형적으로, 공구는 공구의 외부 표면적의 ㎠ 당 약 10개의 구멍 내지 ㎠ 당 약 300개의 구멍의 범위인 구멍 밀도를 갖는다.
개시된 구조화된 필름 제조 방법은 구조화된 필름에 하나 이상의 추가 층을 부착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시 형태에서, 구조화된 필름의 제조 방법은, 전술된 냉각 단계에 앞서, 관형 돌기의 제1 돌기 단부, 관형 돌기의 제2 돌기 단부, 실질적으로 평평한 필름부의 제2 주 표면, 또는 이들의 조합을 적어도 하나의 추가 층과 접촉시키는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시 형태에서, 구조화된 필름의 제조 방법은 (예를 들어, 열 적층 공정 단계를 사용하여) 구조화된 필름의 형성 후에 구조화된 필름에 추가 층을 부착하는 단계를 포함한다. 전술된 바와 같이, 추가 층은 색 함유 층, 부직 천, 직조 천, 편직 천, 폼 층, 필름, 종이 층, 입자의 층, 포일 층, 장식용 천 층, 막, 망상체, 메쉬, 와이어링 또는 튜빙 네트워크; 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만 이로 한정되지는 않는다.
전술된 구조화된 필름 형성 단계에 부가하여, 개시된 구조화된 필름 제조 방법은 하기의 공정 단계들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
(1) 공정 경로를 따라 추가의 처리 작업을 향해 구조화된 필름을 전진시키는 단계;
(2) 하나 이상의 추가 층을 구조화된 필름의 외부 표면과 접촉시키는 단계;
(3) 구조화된 필름의 제2 주 표면 아래로 연장되는 하나 이상의 관형 돌기의 일부를 제거하여 관형 돌기의 전체 길이로 연장되는 개구를 형성하는 단계;
(4) 구조화된 필름의 제2 주 표면 아래로 연장되는 하나 이상의 관형 돌기의 임의의 부분을 제거하여 관형 돌기가 구조화된 필름의 제2 주 표면 아래로 연장되지 않도록 하는 단계;
(5) 구조화된 필름의 제1 주 표면 위에서 연장되는 하나 이상의 관형 돌기의 일부를 제거하는 단계;
(6) 구조화된 필름을 표면 처리물 또는 다른 조성물 (예를 들어, 난연제 조성물, 접착제 조성물, 또는 인쇄 층)로 코팅하는 단계;
(7) 구조화된 필름을 판지(cardboard) 또는 플라스틱 튜브에 부착하는 단계;
(8) 구조화된 필름을 롤의 형태로 권취하는 단계:
(9) 구조화된 필름을 슬리팅(slitting)하여 2개 이상의 분할된 롤을 형성하는 단계;
(10) 존재할 때, 노출된 감압 접착제 층 위에 이형 라이너를 적용하는 단계; 및
(11) 구조화된 필름을 접착제 또는 클립, 브래킷, 볼트/나사, 못 및 스트랩(strap)을 포함하지만 이로 한정되지는 않는 임의의 다른 부착구를 통해 다른 기재에 부착하는 단계.
III. 구조화된 필름의 사용 방법
본 발명의 구조화된 필름(및 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품)은 다양한 응용에서 사용될 수 있다. 구조화된 필름은 흡음 및 소리 장벽 응용과 같은 음향 응용에 특히 유용하다. 예시적인 일 실시 형태에서, 구조화된 필름의 사용 방법은 소정 영역에서의 흡음 방법을 포함하는데, 본 방법은 상기 영역의 적어도 일부를 구조화된 필름으로 둘러싸는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 전체 영역은 구조화된 필름만으로 또는 전술된 바와 같은 하나 이상의 선택적인 층과의 조합으로 둘러싸일 수 있다.
영역을 둘러싸는 단계는 상기 영역의 적어도 일부에 걸쳐 구조화된 필름을 위치설정하는 단계를 포함할 수 있는데, 여기서 구조화된 필름은 단독으로 또는 하나 이상의 추가 층과의 조합으로 전술된 구조화된 필름들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 둘러싸는 단계는 구조화된 필름 또는 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품을 상기 영역의 적어도 일부에 걸쳐 위치설정하는 단계를 포함할 수 있다. 둘러싸는 단계는 구조화된 필름(또는 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품)을 기재에 부착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 전술된 부착구들 중 임의의 것이 구조화된 필름(또는 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품)을 주어진 기재에 부착하는 데 사용될 수 있다. 적합한 기재는 건물의 벽, 건물의 천정, 건물의 벽 또는 천정을 형성하는 건축재, 금속 시트, 유리 기재, 문, 창문, 차량 구성요소, 기계 장치의 구성요소, 전자 장치(예를 들어, 프린터, 하드 드라이브 등), 또는 기구의 구성요소를 포함할 수 있지만 이로 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 구조화된 필름의 사용 방법은 소리-발생체와 소정 영역 사이에 소리 장벽을 제공하는 방법을 포함한다. 이러한 예시적인 방법에서, 본 방법은 소리-발생체와 상기 영역 사이에 구조화된 필름(또는 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품)을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 소리-발생체는 차량 동력원, 기계 장치의 일부, 기구의 모터 또는 다른 움직이는 구성요소, 텔레비전과 같은 전자 장치, 동물 등을 포함하지만 이로 한정되지는 않는 소리를 발생시키는 임의의 물체일 수 있다.
상기 예시적인 구조화된 필름(또는 구조화된 필름을 포함하는 복합 용품) 사용 방법들 중 어느 하나에서의 영역은 소리가 흡수되고/되거나 이로부터 제한되는 임의의 영역일 수 있다. 적합한 영역은 방의 내부; 차량의 내부; 기계 장치의 일부; 기구; 사무실 또는 산업 지대의 별도의 감음 영역; 녹음 또는 재생 영역; 극장 또는 콘서트 홀의 내부; 소리가 해로울 수 있는 무반향, 분석 또는 실험 장소 또는 챔버; 및 소음으로부터 귀를 단절시키고/시키거나 보호하기 위한 귀마개 또는 귀덮개를 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
본 발명의 구조화된 필름은 카펫 내의 저항막 층으로서 또한 사용될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 하나 이상의 천 층이 구조화된 필름의 각 면에 부착되어 라미네이트를 형성한다.
본 발명이 상기에 기재되며 실시예에 의해 하기에 추가로 설명되고, 실시예는 본 발명의 범주를 어떤 방식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 이와는 반대로, 다양한 다른 실시 형태, 변경 및 이의 등가물이 사용될 수 있으며, 당업자라면 본 명세서의 상세한 설명을 읽은 후에, 본 발명의 사상 및/또는 첨부된 청구의 범위의 범주로부터 벗어남이 없이 이것을 떠올릴 수 있음이 분명하게 이해되어야 한다.
실시예 1:
하기의 절차 및 도 5에 도시된 예시적인 장치(50)와 유사한 장치를 사용하여 도 2A 내지 도 2F에 도시된 예시적인 관형 돌기(12)의 것들과 유사한 관형 돌기 구성을 갖는 구조화된 필름을 제조하였다. 508 ㎛ (20 밀) 다이 간극을 갖는 25.4 ㎝ (10 in) PVC 주조 필름 압출 다이 내로 공급하는 6.35 ㎝ (2.5 in) 데이비스-스탠다드(Davis-Standard) 단축 압출기(single screw extruder)(데이비스-스탠다드, 엘엘씨(미국 코네티컷주 포캐턱 소재)로부터 입수 가능함)를 사용하여 중합체 용융물을 압출하였다. 드롭 다이 구성물을 수평의 2개의 롤 닙 내로 공급하였다. 공구 롤은 직경이 31.75 ㎝ (12.5 in)였고, 백업 강철제 롤은 직경이 30.48 ㎝ (12 in)였다. 공구는 외부 표면 내로 드릴링된 원통형 블라인드 구멍(blind hole)을 갖는 외부 알루미늄 쉘(shell)을 구비하는 롤로 이루어졌다. 구멍들은 직경이 398.8 ㎛ (15.7 밀)였고, 정사각형 어레이에서 중심간 간격이 1.70 ㎜ (67 밀)였다. 구멍 패턴은 공구 롤의 원주 둘레에서 폭이 20.3 ㎝ (8.0 in)였다. 구멍의 깊이는 공구 롤 둘레에서 변하였다. 공구 롤의 원주는 3개의 섹션으로 분할되었다. 제1 섹션은 762 ㎛ (30 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가진 반면에, 제2 섹션은 635 ㎛ (25 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가졌고, 제3 섹션은 508 ㎛ (20 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가졌다.
2개의 구매가능한 프로필렌/에틸렌 임팩트 공중합체, 즉 (헌츠만 폴리머스(Huntsman Polymers)(미국 텍사스주 우드랜즈 소재)로부터 구매가능한) 헌츠만 PP AP5165-HA (MFI 65), 및 헌츠만 PP 14S50V (MFI 50)를 사용하여 구조화된 필름을 형성하였다. 하기의 공정 조건을 사용하였다:
Figure 112008074253441-pct00001
얻어진 구조화된 필름 샘플의 다양한 구조적 특징부의 디지털 현미경 측정을 취하였다. 참고를 위해 도 2C 내지 도 2D를 참조하면, 이하의 표 2에 나타낸 바와 같이 하기의 측정을 취하였다. "-1" 샘플로서 지칭된 샘플을 762 ㎛ (30 밀)의 구멍 깊이를 사용하여 처리하였다. "-2" 샘플로서 지칭된 샘플을 635 ㎛ (25 밀)의 구멍 깊이를 사용하여 처리하였다. "-3" 샘플로서 지칭된 샘플을 508 ㎛ (20 밀)의 구멍 깊이를 사용하여 처리하였다.
Figure 112008074253441-pct00002
얻어진 구조화된 필름은 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부를 통해 연장되는 관통 구멍을 갖는 중공의 관형 돌기를 가졌다. 762 ㎛ (30 밀)의 구멍 깊이를 갖는 패턴 #1은 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부를 통해 연장되는 관통 구멍 및 가장 일관된 관형 돌기 특징부를 제공하였다. 다른 패턴은 때때로 관통 구멍을 생성하였고, 구조화된 필름의 제2 주 표면 상에 기포 또는 블리스터(blister)를 더 흔히 생성하였다.
샘플에 대해 흡음 시험을 수행하였다. 임피던스 튜브 시험기(64 ㎜ 튜브를 사용하는 브뤼엘 앤드 케아(Bruel & Kjaer) 모델 6205(미국 조지아주 노크로스 소재))를 사용하여 다양한 주파수에서의 흡음 계수를 결정하였다. 각각의 구조화된 필름 후방에 25 ㎜ 공간을 갖고 ASTM 1050을 사용하여 시험을 실행하였다. 본 발명의 예시적인 구조화된 필름(샘플 1-1 및 4-1)에 대한 임피던스 튜브 시험 결과가 도 6에 도시되어 있다.
실시예 2:
상기 실시예 1에 사용된 것과 유사한 절차 및 장치를 사용하여 도 2A 내지 도 2F에 도시된 예시적인 관형 돌기(12)의 것들과 유사한 관형 돌기 구성을 갖는 구조화된 필름을 제조하였다. 구매가능한 폴리프로필렌 열가소성 수지, 즉 65의 MFI를 갖는 헌츠만 PP AP5165-HA를 사용하여 구조화된 필름을 형성하였다. 하기의 공정 조건을 사용하였다:
Figure 112008074253441-pct00003
얻어진 구조화된 필름 샘플의 다양한 구조적 특징부의 디지털 현미경 측정을 실시예 1에 설명된 것과 같이 취하였다. 결과가 하기의 표 4에 나타나 있다. 실시예 1에서와 같이, "-1" 샘플로서 지칭된 샘플을 762 ㎛ (30 밀)의 구멍 깊이를 사용하여 처리하였고, "-2" 샘플로서 지칭된 샘플을 635 ㎛ (25 밀)의 구멍 깊이를 사용하여 처리하였고, "-3" 샘플로서 지칭된 샘플을 508 ㎛ (20 밀)의 구멍 깊이를 사용하여 처리하였다.
Figure 112008074253441-pct00004
얻어진 구조화된 필름은 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부를 통해 연장되는 관통 구멍을 갖는 중공의 관형 돌기를 가졌다. 패턴 #1, #2, 및 #3의 각각은 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부를 통해 연장되는 관통 구멍 및 일관된 관형 돌기 특징부를 제공하였다.
실시예 1에서 설명된 것과 같은 샘플에 대해 흡음 시험을 수행하였다. 본 발명의 예시적인 구조화된 필름(샘플 7-3, 8-1 및 9-3)에 대한 임피던스 튜브 시험 결과가 도 6에 도시되어 있다.
실시예 3
하기의 절차 및 도 5에 도시된 예시적인 장치(50)와 유사한 장치를 사용하여 도 2A 내지 도 2F에 도시된 예시적인 관형 돌기(12)의 것들과 유사한 관형 돌기 구성을 갖는 구조화된 필름을 제조하였다. 508 ㎛ (20 밀) 다이 간극을 갖는 30.5 ㎝ (12 in) 주조 필름 압출 다이 내로 공급하는 6.35 ㎝ (2.5 in) 데이비스-스탠다드(Davis-Standard) 단축 압출기(single screw extruder)(데이비스-스탠다드, 엘엘씨(미국 코네티컷주 포캐턱 소재)로부터 입수 가능함)를 사용하여 중합체 용융물을 압출하였다. 드롭 다이 구성물을 수평의 2개의 롤 닙 내로 공급하였다. 공구 롤은 직경이 31.75 ㎝ (12.5 in)였고, 백업 강철제 롤은 직경이 30.48 ㎝ (12 in)였다. 공구는 외부 표면 내로 드릴링된 원통형 블라인드 구멍(blind hole)을 갖는 외부 알루미늄 쉘(shell)을 구비하는 롤로 이루어졌다. 구멍들은 직경이 0.5 ㎜ (19.7 밀)였고, 정사각형 어레이에서 중심간 간격이 1.70 ㎜ (67 밀)였다. 구멍 패턴은 공구 롤의 원주 둘레에서 폭이 20.3 ㎝ (8.0 in)였다. 구멍의 깊이는 공구 롤 둘레에서 변하였다. 공구 롤의 원주는 4개의 섹션으로 분할되었다. 제1 섹션은 1.143 ㎜ (45 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가진 반면에, 제2 섹션은 965 ㎛ (38 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가졌고, 제3 섹션은 787 ㎛ (31 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가졌고, 제4 섹션은 330 ㎛ (13 밀)의 깊이로 드릴링된 구멍을 가졌다.
구매가능한 프로필렌/에틸렌 임팩트 공중합체, 즉 (미국 텍사스주 우드랜즈 소재의 헌츠만 폴리머스로부터 구매가능한) 헌츠만 PP AP5165-HA (MFI 65)를 사용하여 구조화된 필름을 형성하였다. 하기의 공정 조건을 사용하였다:
Figure 112008074253441-pct00005
표 5의 공정 조건은 965 ㎛ (38 밀)의 구멍 깊이에서 구멍 패턴 2에 대한 최적의 실행 조건이었다. 얻어진 구조화된 필름 샘플의 다양한 구조적 특징부의 디지털 현미경 측정을 취하였다. 참고를 위해 도 2C 내지 도 2D를 참조하면, 이하의 표 6에 나타낸 바와 같이 하기의 측정을 취하였다.
Figure 112008074253441-pct00006
얻어진 구조화된 필름은 구조화된 필름의 실질적으로 평평한 필름부를 통해 연장되는 관통 구멍을 갖는 중공의 관형 돌기를 가졌다.
샘플에 대해 흡음 시험을 수행하였다. 임피던스 튜브 시험기(64 ㎜ 튜브를 사용하는 브뤼엘 앤드 케아(Bruel & Kjaer) 모델 6205(미국 조지아주 노크로스 소재))를 사용하여 다양한 주파수에서의 흡음 계수를 결정하였다. 각각의 구조화된 필름 후방에 25 ㎜ 공간을 갖고 ASTM 1050을 사용하여 시험을 실행하였다. 본 발명의 예시적인 구조화된 필름(샘플 E060504-16)에 대한 임피던스 튜브 시험 결과가 도 7에 도시되어 있다.
본 명세서는 특정한 실시 형태에 대하여 상세히 설명하였으나, 당업자라면 전술한 내용을 이해한 때 이들 실시 형태의 변경, 변화, 및 등가물을 쉽게 안출해 낼 수 있음을 알아야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구의 범위 및 이의 임의의 등가물의 범주로 평가되어야 한다.

Claims (33)

  1. 다이로부터 용융 압출물의 시트를 압출하는 단계;
    용융 압출물의 일부가 공구 외부 표면 상에 위치된 복수의 구멍 내로 진입할 수 있도록 용융 압출물을 공구와 접촉시켜, (i) 공구의 하나 이상의 구멍 내의 더 높은 공기압과 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차가 생기게 하고, (ii) 용융 압출물 표면을 따라 복수의 돌기가 형성되게 하는 단계;
    공구의 하나 이상의 구멍 내의 공기를 공구에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면을 향한 방향으로 이동시켜, (i) 공기 압력차를 감소시키고, (ii) 복수의 돌기들 중 하나 이상 내에 돌기 구멍을 형성하는 단계; 및
    용융 압출물을 냉각하여 제1 주 표면 및 제2 주 표면과 적어도 제1 주 표면으로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 갖는 실질적으로 평평한 필름부를 포함하는 구조화된 필름을 형성하는 단계
    를 포함하는 구조화된 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용융 압출물을 공구와 접촉시키는 단계는 공구와 닙 롤 사이에서 용융 압출물을 니핑(nipping)하는 단계를 포함하고, 공구는 공구 롤을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 공정 파라미터를 조절하여, 상기 공기를 이동시키는 단계가 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 돌기 구멍이 하나 이상의 관형 돌기 내에 생성되게 하여 돌기 구멍과 유체 연통하는 기포부를 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 기포부는 (i) 실질적으로 평평한 필름부 내에, (ii) 제2 주 표면 아래에, 또는 (iii) (i) 및 (ii) 둘 다에 위치되고, 하나 이상의 공정 파라미터는 압출물 조성, 압출물 온도, 공구 온도, 공구 속도, 공구 구멍 깊이, 용융 압출물 시트 두께, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 관형 돌기들 중 하나 이상을 통해 완전히 연장되는 개구를 제공하기 위해 기포부를 개방하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 관형 돌기들 중 적어도 일부는 적어도 약 1.1:1의 돌기 구멍 길이 대 평균 필름부 두께비를 갖는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 관형 돌기들 중 적어도 일부는 적어도 약 1:1의 돌기 구멍 길이 대 돌기 구멍 직경비를 갖는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 관형 돌기는
    (i) 제1 주 표면 위의 제1 돌기 단부로부터 실질적으로 평평한 필름부 내로 또는 이를 통해 연장되는 구멍,
    (ii) 구멍의 적어도 일부를 둘러싸고, 외부 돌기 측벽 표면, 내부 돌기 측벽 표면 및 돌기 측벽 두께를 갖는 돌기 측벽, 및
    (iii) 제1 돌기 단부로부터 제1 주 표면으로 소정 거리 연장되는 돌기 길이를 포함하고,
    평균 필름부 두께에 대한 돌기 길이의 비는 적어도 약 3.5인 방법.
  8. 다이로부터 회전 닙 롤과 회전 공구 롤 사이에 형성된 닙 내로 용융 압출물을 압출하는 단계;
    용융 압출물의 일부를 회전 공구 롤의 외부 표면에 위치된 복수의 구멍 내로 가압하여, (i) 회전 공구 롤의 하나 이상의 구멍 내의 더 높은 공기압과 회전 공구 롤에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면 상의 더 낮은 공기압 사이에 공기 압력차가 생기게 하고, (ii) 용융 압출물의 외부 표면을 따라 복수의 용융 압출물 돌기가 형성되게 하는 단계;
    회전 공구 롤의 하나 이상의 구멍 내의 공기를 회전 공구 롤에 대향하는 용융 압출물의 외부 표면을 향한 방향으로 이동시키도록 닙 롤 및 공구 롤을 회전시켜, 복수의 용융 압출물 돌기들 중 하나 이상 내에 돌기 구멍을 형성하는 단계; 및
    용융 압출물을 용융 압출물의 연화 온도 미만의 온도로 냉각하여, 제1 주 표면 및 제2 주 표면과 적어도 제1 주 표면으로부터 연장되는 복수의 관형 돌기를 갖는 실질적으로 평평한 필름부를 포함하는 구조화된 필름을 형성하는 단계
    를 포함하는 구조화된 필름의 제조 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2307627B1 (en) * 2008-05-05 2017-09-27 3M Innovative Properties Company Acoustic composite
TWI506070B (zh) 2009-12-14 2015-11-01 3M Innovative Properties Co 微穿孔聚合物薄膜及其製造方法與用途
CN102235036A (zh) * 2010-04-20 2011-11-09 台力龙企业股份有限公司 一种防漏板及其制造方法
US20130309439A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Fibrous Nonwoven Web with Uniform, Directionally-Oriented Projections and a Process and Apparatus for Making the Same
EP3896686B1 (en) * 2016-02-04 2023-12-27 Mitsubishi Chemical Corporation Sound insulation structure using a sound insulation sheet member
KR101880399B1 (ko) 2017-08-22 2018-07-20 김호칠 포장시트의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627133B1 (en) 1998-06-29 2003-09-30 Gottlieb Binder Gmbh & Co. Method of manufacturing an adhesive fastener
US20050186392A1 (en) 2000-03-20 2005-08-25 Marc Fontaine Flexible sheet materials for tensioned structures, a method of making such materials, and tensioned false ceilings comprising such materials

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3092439A (en) * 1961-03-21 1963-06-04 Grace W R & Co Method for producing a reinforced edge aperture in heat shrinkable material
US3231454A (en) * 1961-04-14 1966-01-25 Cadillac Products Cushioning material
US3649430A (en) * 1965-10-21 1972-03-14 American Cyanamid Co Vibration damping laminates
US3517410A (en) * 1967-02-17 1970-06-30 Paul Rapisarda Apparatus for producing reinforced apertures in plastic materials
US3917772A (en) * 1972-02-10 1975-11-04 Grace W R & Co Method for producing battery separator sheet
IL44790A (en) * 1973-05-29 1977-02-28 Ici Ltd A process for cold stretching of plastic sheets and products made by him
US3929135A (en) * 1974-12-20 1975-12-30 Procter & Gamble Absorptive structure having tapered capillaries
DE2806402C3 (de) * 1978-02-15 1980-11-27 Unilever N.V., Rotterdam (Niederlande) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer feuchtigkeitsdurchlässigen Folie aus thermoplastischem Kunststoff
US4794028A (en) * 1984-04-16 1988-12-27 Velcro Industries B.V. Method for continuously producing a multi-hook fastner member and product of the method
US4627819A (en) * 1985-01-23 1986-12-09 Price/Stern/Sloan Publishers, Inc. Teaching or amusement apparatus
US4629643A (en) * 1985-05-31 1986-12-16 The Procter & Gamble Company Microapertured polymeric web exhibiting soft and silky tactile impression
US4591523A (en) * 1985-05-31 1986-05-27 The Procter & Gamble Company Apertured macroscopically expanded three-dimensional polymeric web exhibiting breatheability and resistance to fluid transmission
US4669416A (en) * 1986-06-25 1987-06-02 Metoramic Sciences, Inc. Composite carrier plate
EP0294507A1 (de) * 1987-06-12 1988-12-14 AGRU ALOIS GRUBER & SOHN OHG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Noppenplatten, nach diesem Verfahren hergestellte Noppenplatte und deren Verwendung
DE3723404A1 (de) * 1987-07-15 1989-01-26 Aoe Plastic Gmbh Fluessigkeitsdurchlaessige folie, insbesondere als deckfolie fuer saugstoff, sowie verfahren zu deren herstellung
US5180620A (en) * 1989-07-18 1993-01-19 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Nonwoven fabric comprising meltblown fibers having projections extending from the fabric base
US5233767A (en) * 1990-02-09 1993-08-10 Hy Kramer Article of footwear having improved midsole
JP2811344B2 (ja) * 1990-02-19 1998-10-15 チッソ株式会社 塩化ビニールシートの製造方法
CA2071960C (en) * 1990-02-20 1994-08-23 Hugh Ansley Thompson Open capillary channel structures, improved process for making capillary channel structures, and extrusion die for use therein
ES2102857T3 (es) * 1993-06-11 1997-08-01 Minnesota Mining & Mfg Utensilio de reproduccion maquinado por laser.
US5635275A (en) * 1994-08-05 1997-06-03 Tredegar Industries, Inc. Lamination of non-apertured three-dimensional films to apertured three-dimensional films and articles produced therefrom
US5614283A (en) * 1994-12-22 1997-03-25 Tredegar Industries Absorbent composite with three-dimensional film surface for use in absorbent disposable products
JP3614979B2 (ja) * 1996-05-27 2005-01-26 古河電気工業株式会社 エンボスシートの製造方法およびこれを用いたパイプカバー
DE19646318A1 (de) * 1996-11-09 1998-05-14 Binder Gottlieb Gmbh & Co Rationelles Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlußteils aus thermoplatischem Kunststoff
JPH10211232A (ja) * 1997-01-31 1998-08-11 Uni Charm Corp 使い捨て体液吸収性着用物品の表面シートおよびその製造方法
JP3119192B2 (ja) * 1997-03-07 2000-12-18 日産自動車株式会社 遮音板構造
US6617002B2 (en) * 1998-07-24 2003-09-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microperforated polymeric film for sound absorption and sound absorber using same
US6627791B1 (en) * 1999-04-01 2003-09-30 The Procter & Gamble Company Resilient, three dimensional polymeric film comprising open and closed capillaries, and absorbent article with improved backsheet comprising the film
DE10038216C2 (de) * 2000-08-04 2002-11-14 Head Sport Ag Schuhinnensohle, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
JP4840895B2 (ja) * 2001-02-20 2011-12-21 株式会社日本吸収体技術研究所 液体分配ユニットとそれを備えた吸収体製品
US20020133132A1 (en) * 2001-02-21 2002-09-19 Copat Marcelo S. Absorbent article with a response surface
US6898901B2 (en) * 2001-02-22 2005-05-31 The Xlo Group Of Companies, Inc. Sound-absorbing composites and shield devices employing same
WO2004058121A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Tredegar Film Products Corporation Apertured material for use in absorbent articles and method of making same
US7337875B2 (en) * 2004-06-28 2008-03-04 United Technologies Corporation High admittance acoustic liner
JP5623737B2 (ja) * 2006-04-27 2014-11-12 スリーエム イノベイティブプロパティズカンパニー 音響吸収性を有する構造化膜

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627133B1 (en) 1998-06-29 2003-09-30 Gottlieb Binder Gmbh & Co. Method of manufacturing an adhesive fastener
US20050186392A1 (en) 2000-03-20 2005-08-25 Marc Fontaine Flexible sheet materials for tensioned structures, a method of making such materials, and tensioned false ceilings comprising such materials

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Publication number Publication date
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