KR102342508B1 - 인쇄된 3차원 탄성 적층체 - Google Patents

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옴만 피. 토마스
사이먼 케이. 포루쑤르
찰스 모렐
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

3차원 특징을 갖는 심미적으로 만족스러운 탄성 필름이 제공된다. 일 실시예에서, 2차원 잉크 구조체는, 필름의 하나 이상의 외부 표면 상의 2차원 잉크 구조체를 3차원 구조체로 전환시키는, 예를 들면, 열에 의해 나중에 활성화되는 탄성 필름 상에 인쇄된다. 적용된 잉크의 위치와 양이 선택적으로 제어됨으로써 필름의 탄성 특성을 희생하지 않고 필름이 원하는 손 느낌을 가질 수 있다. 또한 잉크의 인쇄와 활성화를 제어해서 필름의 인열 저항을 증대시키거나 역으로 요구에 따라 원하는 위치에서 필름이 찢어지거나 떼어낼 수 있게 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 탄성 필름이 페이싱에 적층되어서 적층체를 형성하며, 이때 페이싱과 접촉하지 않는 필름의 외부 표면은 3차원 잉크 구조체들을 함유한다.

Description

인쇄된 3차원 탄성 적층체{PRINTED 3D-ELASTIC LAMINATES}
관련 출원
본 출원은 2013년 11월 27일에 출원된 미국 출원 일련번호 14/091,432에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원은 본원에 그것의 전체 내용이 참조로 포함된다.
본 발명은 인쇄된 3차원 탄성 적층체에 관한 것이다.
탄성 필름은 용품에 신축성을 제공하는 수단으로서 다양한 용품에서 활용되어 왔다. 일례로서, 탄성 필름은 기저귀 및 실금 의복과 같은 흡수 용품, 보호복 및 다른 용품에서 활용되어 왔다. 탄성 필름은 통상적으로 이러한 용품들에서 사용되어, 그것이 신체의 윤곽에 더 잘 맞도록 하는 능력을 개선한다. 이와 같이, 필름이 착용자에게 편안하도록 충분히 신축하면서, 동시에 너무 많이 신축하지 않도록 신축량을 제어하는 것이 바람직하며, 이는 필름이 사용되는 용품의 핏에 악영향을 줄 수 있다.
그러나, 원하는 신축 기능을 제공하는 것 이외에, 이들 용품은 종종 착용되거나 다루어지기 때문에, 용품이 만족스러운 촉감, 느낌, 또는 “손(hand)”을 갖는 것이 또한 바람직하다. 이와 같이, 부직포 페이싱(facing)이 탄성 필름의 일면 또는 양면에 부착되어, 필름이 의류 또는 다른 의류 직물과 유사한 외관, 드레이프(drape), 및 느낌을 갖게 할 수 있다. 그러나, 필름 표면 전체를 덮는 이러한 부직포 페이싱은 고가이고 제조하는 데에 시간이 걸린다. 또한, 이러한 부직포 페이싱은 추가적인 접착제 및 적층 단계를 필요로 할 수 있어, 비용을 더욱 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 제어된 신축 특성을 나타내면서, 마찬가지로 양호한 드레이프 및 손을 갖는 비용 효율적인 탄성 필름을 제공하는 것이 도전과제인 것으로 입증되었다. 따라서, 우수한 기계적 특성도 나타내고 유지하는 개선된 시각 및/또는 촉각 특성을 갖는 경제적으로 제조되는 필름에 대한 필요성이 존재한다.
또한, 탄성 필름은 보관을 위해 롤에 감겨 있을 때에 종종 차단하거나 또는 끈적거리게 되고 서로에게 융합/접착되어, 추가 처리에 의해 필름을 다양한 제품으로 변환시킬 때에 이러한 필름을 취급하는 것이 도전과제로 될 수 있다. 또한, 종종 도전과제이지만, 탄성 필름이 신축하는 위치 및 과도한 신축 시에 탄성 필름을 의도적으로 찢거나 의도적으로 떼어내는 위치를 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 롤에 감겨 있을 때에 덜 차단하지만 바람직한 신축 특성을 유지하는 심미적으로 만족스러운 탄성 필름에 대한 필요성이 현재 존재한다. 의도한 위치에서 떼어내거나 신축하며 전체 인열 저항(tear resistance)이 개선된 필름을 설계하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기계 방향 및 교차 기계 방향을 갖는 탄성 필름이 개시된다. 상기 필름은 제1 외부-대향 표면, 제2 외부-대향 표면, 및 3차원 잉크 구조체들을 포함하고, 여기서, 각각의 3차원 잉크 구조체들은 우세한 방향으로 연장되는 패턴으로 제1 외부-대향 표면 상에 존재하며, 여기서 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 연속식 갭이 존재하고, 또한 여기서 상기 필름은 3차원 잉크 구조체들이 연장되는 우세한 방향에 대략 수직인 방향으로 연속식 갭을 따라 신축할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 패턴은 개별 선, 선들의 그룹, S-형상들의 그룹, 이산 점들의 그룹, 반복하는 기하학적 형상들의 그룹, 또는 이들의 조합을 포함한다.
추가 실시예에서, 3차원 잉크 구조체는 약 0.25mm 내지 약 25mm 범위의 기계 방향 또는 교차 기계 방향으로의 폭을 갖고, 여기서 상기 폭은 패턴의 우세한 방향에 수직이다. 또 다른 실시예에서, 연속식 갭은 약 0.5mm 내지 약 20mm 범위의 기계 방향 또는 교차 기계 방향으로의 거리에 걸쳐 있고, 여기서 상기 거리는 패턴의 우세한 방향에 수직이다.
다른 실시예에서, 패턴의 우세한 방향은 필름의 기계 방향을 따라 진행한다. 또한, 이러한 실시예에서, 연속식 갭은 또한 필름의 기계 방향을 따라 진행한다. 또한, 이러한 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들은 약 0.25mm 내지 약 25mm 범위의 교차 기계 방향으로의 폭을 가질 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, 연속식 갭은 약 0.5mm 내지 약 20mm 범위의 교차 기계 방향으로의 거리에 걸쳐 있을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 패턴의 우세한 방향은 필름의 교차 기계 방향을 따라 진행한다. 이러한 실시예에서, 연속식 갭은 필름의 교차 기계 방향을 따라 진행한다. 또한, 이러한 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들은 약 0.25mm 내지 약 25mm 범위의 기계 방향으로의 폭을 가질 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, 연속식 갭은 약 0.5mm 내지 약 20mm 범위의 기계 방향으로의 거리에 걸쳐 있을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 3차원 잉크 구조체는 약 0.01mm 내지 약 5mm 범위의 z-방향으로의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명에서 설명되는 필름은 흡수성 개인 위생 용품의 구성요소일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 청구항 1의 필름은 부직포 페이싱 층을 또한 포함하는 적층체의 일부일 수 있고, 여기서 부직포 페이싱 층은 필름의 제2 외부-대향 표면에 부착된다.
또 다른 실시예에서, 필름은 대향하는 제1 및 제2 스킨층 사이에 위치하는 코어층을 포함할 수 있다. 코어층은 프로필렌계 탄성중합체, 폴리에틸렌계 탄성중합체, 스티렌 블록 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 한편, 제1 및 제2 스킨층은 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 패턴의 우세한 방향은 필름의 교차 기계 방향에 대하여 약 15° 내지 약 90° 범위에 있는 각도로 존재할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기계 방향 및 교차 기계 방향을 갖는 탄성 필름을 제조하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 탄성 필름을 압출하는 단계, 필름의 제1 외부-대향 표면 상에 2차원 잉크를 패턴으로 인쇄하는 단계, 및 2차원 잉크를 활성화해서 필름의 외부-대향 표면 상에 3차원 잉크 구조체들을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 3차원 잉크 구조체들은 우세한 방향으로 연장되고, 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 연속식 갭이 존재하며, 상기 필름은 3차원 잉크 구조체가 연장되는 우세한 방향에 대략 수직인 방향으로 갭을 따라 신축할 수 있다.
추가 실시예에서, 상기 필름은 제1 스킨층과 제2 스킨층 사이에 위치하는 코어층을 포함하며, 여기서 잉크가 제2 스킨층의 외부-대향 표면 상에 인쇄된다.
또 다른 실시예에서, 상기 필름은 이 필름의 외부-대향 표면 상에 2차원 잉크를 인쇄하기 전에 코로나 처리 또는 플라즈마 처리로 처리될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 2차원 잉크는 약 50℃ 내지 약 200℃ 범위의 온도로 필름을 가열함으로써 활성화된다.
또 다른 실시예에서, 패턴의 우세한 방향은 필름의 기계 방향을 따라 진행할 수 있는 한편, 다른 실시예에서는 패턴의 우세한 방향이 필름의 교차 기계 방향을 따라 진행할 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 부직포 페이싱이 필름의 제2 외부-대향 표면에 적층되어 적층체를 형성할 수 있다. 또한, 적층체에는 부직포 페이싱을 분리함으로써 또는 적층체를 홈 롤(grooved roll) 위로 지나가게 함으로써 탄성의 활성화가 부여될 수 있다. 예를 들면, 부직포 페이싱에는 기계 방향으로 홈이 형성되어 적층체에 교차 기계 방향으로의 신축을 제공할 수 있다. 한편, 부직포 페이싱에는 교차 기계 방향으로 홈이 형성되어 적층체에 기계 방향으로의 신축을 제공할 수 있다. 또한, 부직포 페이싱 내의 홈 형성은 z(깊이) 방향으로의 연속식 갭에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 부직포 페이싱에는 기계 방향 및 교차 기계 방향으로 홈이 형성되어 적층체에 이축 신축(biaxial stretch)을 제공할 수 있다. 이러한 실시예에서, 잉크의 패턴은 이산 점들을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기계 방향 및 교차 기계 방향을 갖는 필름이 개시된다. 상기 필름은 제1 외부-대향 표면, 제2 외부-대향 표면, 및 3차원 잉크 구조체들을 포함한다. 각각의 3차원 잉크 구조체들은 우세한 방향으로 연장되는 패턴으로 제1 외부-대향 표면 상에 존재하며, 여기서 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 연속식 갭이 존재한다. 하나의 특정 실시예에서, 상기 필름은 탄성일 수 있는 한편, 다른 특정 실시예에서는, 상기 필름이 비탄성일 수 있다.
본 발명의 다른 특징들과 측면들은 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
통상의 기술자를 위한 본 발명의 최상의 모드를 포함한 본 발명의 모든 가능한 개시 내용을, 첨부 도면이 참조되는 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 기재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 필름 및 선택적인 적층체를 형성하기 위한 방법을 개략적으로 도시하고 있고;
도 2a는 잉크가 2차원일 때 활성화 전에 본 발명의 탄성 필름의 외부 표면에 적용될 수 있는 잉크 패턴의 일 실시예를 도시하고 있고;
도 2b는 잉크가 3차원으로 된 후에 본 발명의 탄성 필름의 외부 표면에 적용될 수 있는 잉크 패턴의 일 실시예를 도시하고 있고;
도 3은 잉크가 3차원으로 된 후에 본 발명의 탄성 필름의 외부 표면에 적용될 수 있는 잉크 패턴의 다른 실시예를 도시하고 있고;
도 4는 잉크가 3차원으로 된 후에 본 발명의 탄성 필름의 외부 표면에 적용될 수 있는 잉크 패턴의 또 다른 실시예를 도시하고 있고;
도 5는 잉크가 3차원으로 된 후에 잉크 패턴이 기계 방향으로 적용되어 있는 본 발명의 탄성 필름의 일 실시예의 평면도를 도시하고 있고;
도 6은 잉크가 3차원으로 된 후에 본 발명의 일 실시예에 의해 고려되는 바와 같이, 적어도 한 표면에 적용되는 잉크를 갖는 탄성 적층체를 도시하는 단면도이고;
도 7은 잉크가 3차원으로 된 후에 잉크 패턴이 적용되어 있는 본 발명의 탄성 필름의 다른 실시예의 평면도를 도시하고 있고;
도 8은 잉크가 3차원으로 된 후에 잉크 패턴이 적용되어 있는 본 발명의 탄성 필름의 다른 실시예의 평면도를 도시하고 있고;
도 9는 잉크가 3차원으로 된 후에 잉크 패턴이 적용되어 있는 본 발명의 탄성 필름의 다른 실시예의 평면도를 도시하고 있고;
도 10a 내지 도 10p는 잉크가 3차원으로 된 후에 잉크 패턴이 적용되어 있는 본 발명의 탄성 필름의 다양한 평면도를 도시하고 있고;
도 11은 잉크가 3차원으로 된 후에 잉크 패턴이 교차 기계 방향으로 적용되어 있는 본 발명의 탄성 필름의 일 실시예의 평면도를 도시하고 있다.
본원에서의 참조 문자의 반복 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특징부 또는 요소를 표현하고자 하는 것이다.
정의
용어 “기계 방향(machine direction)” 또는 “MD”는 일반적으로 물질이 생산되는 방향을 의미한다. 용어 “교차 기계 방향(cross-machine direction)” 또는 “CD”는 상기 기계 방향에 수직인 방향을 의미한다. 교차 기계 방향(CD)으로 측정된 치수는 "폭" 치수라고 지칭하는 한편, 기계 방향(MD)으로 측정된 치수는 "길이" 치수라고 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "탄성중합체" 및 "탄성"은 신축력의 적용 시에 적어도 한 방향(예를 들면 CD 방향)으로 신축할 수 있으며, 신축력의 해제 시에 원래 치수로 수축/복귀하는 물질을 지칭한다. 예를 들어, 신축된 물질은 그의 이완된 미신축된 길이 보다 적어도 50% 큰 신축된 길이를 가질 수 있고, 이는 신축력의 해제 시에 그의 신축된 길이의 적어도 50% 이내로 복귀할 것이다. 가상의 예는 적어도 1.50 인치까지 신축할 수 있으며, 신축력의 해제 시에 적어도 1.25 인치의 길이로 복귀하게 될 물질의 1 인치 샘플일 것이다. 바람직하게는, 물질은 적어도 50%, 더욱 바람직하게는 신축된 길이의 적어도 80% 수축 또는 복귀한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "부직포 웹"은, 편물에서처럼 식별가능한 방식은 아니지만 상호 연결된(interlaid) 개별적인 섬유들이나 실들의 구조를 갖는 웹을 가리킨다. 적절한 부직포 직물 혹은 웹의 예로는 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹, 수력 엉킴된 웹 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본원에서 사용된 것과 같이, 용어 “멜트블로운” 웹 또는 페이싱은 일반적으로 용융된 열가소성 물질이 용융 섬유로서 다수의 미세한, 대개는 원형의 다이 모세관을 통해 압출되어 용융된 열가소성 물질의 섬유를 감쇄시켜서 그것의 직경을 감소시키는 수렴하는 고속 가스(예컨대 공기)로 압출되는 공정에 의해 형성되는 부직포 웹을 말한다. 그런 다음 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 위에 쌓여서 무작위 분산된 멜트블로운 섬유 웹이 형성된다. 이러한 공정은 예컨대, 모든 목적을 위해 본원에서 참고 문헌으로 그 전문이 본원에 원용되는, Butin 등에 의한 미국특허 제3,849,241호에 개시되어 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "스펀본드 웹 또는 페이싱"은 일반적으로 작은 직경의 실질적으로 연속식 섬유를 함유하는 웹을 지칭한다. 섬유들은, 복수의 미세하고 일반적으로 원형인 방적돌기(spinnerette)의 모세관들로부터 용융된 열가소성 물질을 압출한 후 압출된 섬유들의 직경이 예를 들어 추출성 연신 및/또는 기타 공지되어 있는 스펀본딩 기구에 의해 급격히 감소됨으로써 형성된다. 스펀본드 웹의 제조는 예컨대, Kinney의 제3,338,992호, Kinney의 제3,341,394호, Levy의 제3,502,538호, Hartman의 제3,502,763호, Dobo 등의 제 3,542,615호, Dorschner 등의 제3,692,618호, Matsuki 등의 제3,802,817호, Appel 등의 제4,340,563호 및 Pike 등의 미국특허 제5,382,400호에 기술 및 도시되어 있으며, 이들은 그 전문이 모든 목적을 위해 참고 문헌으로 본원에서 원용된다. 스펀본드 섬유는 이들이 수집 표면 상에 침착될 때, 일반적으로 점착성이 아니며, 약 10 내지 약 20μm의 직경을 가질 수 있다.
발명의 상세한 설명
이제, 하나 이상의 예가 후술되어 있는 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 참조할 것이다. 각각의 예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 설명을 위해서 제공된다. 실제로, 본 발명의 사상이나 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에 있어서 다양한 수정과 변형을 행할 수 있다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예에 일부로서 예시하거나 설명하는 특징들을 다른 하나의 실시예에 사용하여 추가적인 실시예를 얻을 수 있다. 이 출원을 위해, 유사한 특징들은 도면들 간에 유사한 번호로 표현될 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 수정과 변경을 커버하려는 것이다.
일반적으로, 본 발명은 필름에 원하는 심미적인 느낌(표면 형태) 신축, 의도적인(요구에 따른) 떼어냄/찢음, 및 차단 방지 특성을 부여하기 위해서 3차원 구조체들로 활성화될 수 있는 하나 이상의 2차원 잉크 구조체로 인쇄된 탄성 필름에 관한 것이다. 필름에 사용되는 물질, 예를 들어 3차원 잉크 구조체들 및 필름 구성요소들의 소정의 파라미터들에 대한 선택적인 제어를 통해, 본 발명자들은 제어된 신축 특성을 갖는 탄성 필름 및 적층체가 형성될 수 있음을 발견하였다. 또한, 본 발명에 따라 형성된 적층체들은 신축하고 주름지게 해서 탄성 필름 및/또는 추가 페이싱 층들을 활성화하는 것을 필요로 하지 않는다.
일 실시예에서, 탄성 필름은 하나 이상의 열가소성 층들(스킨층들)에 인접하거나 이들 사이에 위치하는 탄성층(코어층)을 포함하는 다층 구성을 가질 수 있다. 상기 필름은 이 필름의 표면들 중 적어도 하나의 표면 상에 인쇄된 후에 3차원으로 될 수 있는 활성화된 2차원 잉크의 존재로 인해 부드러운 손 또는 느낌을 갖는다. 또한, 상기 필름은 심미적으로 만족스러우면서도 그의 신축 특성을 유지한다. 또한, 상기 필름 또는 적층체의 적어도 하나의 외부 표면 상에 존재하는 3차원 잉크에 의해 부여된 질감은 롤 상에 보관 시 또는 필름의 양면 상의 외부 페이싱들에 대한 필요 시에 필름 또는 적층체의 차단을 방지한다.
구체적으로, 잉크는, 필름의 하나 이상의 외부 표면 상의 2차원 잉크 구조체를 3차원 구조체로 “퍼프(puff)”하거나 전환시키는, 예를 들면, 열, 자외선 노출 등에 의해 나중에 활성화되는 탄성 필름 상에 인쇄될 수 있다. 또한, 인쇄 및 잉크 활성화는, 필름 또는 적층체의 인열 저항을 증가시켜서 필름 또는 적층체를 반대로 약화시키도록 하는 그러한 방식으로 수행되어, 요구에 따라 원하는 장소에서 의도적으로 떼어내거나 찢을 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이 본 발명은 부직포 페이싱과 유사한 천과 같은 느낌을 생성하도록 3차원 잉크 구조체들이 배치되는 탄성 필름을 고려하고 있지만, 일부 실시예에서는, 상기 필름을, 천과 같은 느낌을 생성하도록 3차원 잉크 구조체들이 배치되는 비탄성 필름으로 하는 것이 바람직할 수 있음이 또한 이해되어야 한다. 임의의 경우에서, 3차원 잉크 구조체들은 부직포 페이싱과 유사한 느낌을 가질 수 있고, 다양한 적용예에서, 예를 들어 흡수 용품 적용예에서 부직포 페이싱을 대체하는 데에 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 이제 본 발명의 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명할 것이다.
I. 탄성 필름
본 발명의 탄성 필름은 용융-가공 가능한, 즉 열가소성인 중합체들의 하나 이상의 층으로부터 형성된다. 예를 들면, 하나의 특정 실시예에서, 탄성 필름은 단층(monolayer) 필름일 수 있다. 다른 실시예에서, 탄성 필름은 2개, 3개, 4개, 5개, 또는 6개의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 탄성 필름은 2개의 스킨층 사이에 삽입된 코어층을 포함하는 3층 필름이다. 그러나, 하나 이상의 층이 동일한 또는 상이한 물질로부터 형성되는 임의의 수의 층들이 존재할 수 있음이 이해되어야 한다.
a. 코어층
본 발명에서는 다양한 열가소성 탄성중합체 또는 플라스토머 중합체들 중 임의의 것, 예를 들어, 탄성중합체 폴리에스테르, 탄성중합체 폴리우레탄, 탄성중합체 폴리아미드, 탄성중합체 공중합체, 탄성중합체 폴리올레핀 등이 일반적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서는, 예를 들면, 모노알케닐 아렌 및 포화된 공액 디엔(saturated conjugated diene)의 블록들을 포함하는 실질적으로 비정질의 블록 공중합체가 사용될 수 있다. 이러한 블록 공중합체들은 그들의 높은 탄성도에 의해 본 발명에서 특히 유용하다.
모노알케닐 아렌 블록(들)은 스티렌 및 그의 유사체 및 동족체, 예를 들어 o-메틸 스티렌; p-메틸 스티렌; p-tert-부틸 스티렌; 1,3 디메틸 스티렌 p-메틸 스티렌 등, 또한 다른 모노알케닐 다환 방향족 화합물, 예를 들어 비닐 나프탈렌; 비닐 안트리센(vinyl anthrycene) 등을 포함할 수 있다. 바람직한 모노알케닐 아렌은 스티렌 및 p-메틸 스티렌이다. 공액 디엔 블록(들)은 공액 디엔 단량체의 동종중합체, 2개 이상의 공액 디엔의 공중합체, 및 블록들이 주로 공액 디엔 단위인 다른 단량체를 갖는 디엔들 중 하나 이상의 공중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 공액 디엔은 4개 내지 8개의 탄소 원자, 예를 들어 1,3 부타디엔(부타디엔); 2-메틸-1,3 부타디엔; 이소프렌; 2,3 디메틸-1,3 부타디엔; 1,3 펜타디엔(피페릴렌); 1,3 헥사디엔 등을 포함한다. 모노알케닐 아렌(예를 들어, 폴리스티렌) 블록의 양은 가변될 수 있지만, 통상적으로 공중합체의 약 8 중량% 내지 약 55 중량%, 일부 실시예에서는 약 10 중량% 내지 약 35 중량%, 일부 실시예에서는 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 구성한다. 적절한 블록 공중합체는 약 5,000 내지 약 35,000의 수 평균 분자량을 갖는 모노알케닐 아렌 엔드블록 및 약 20,000 내지 약 170,000의 수 평균 분자량을 갖는 포화된 공액 디엔 미드블록을 포함할 수 있다. 블록 중합체의 총 수 평균 분자량은 약 30,000 내지 약 250,000일 수 있다.
특히 적절한 열가소성 탄성중합체 공중합체는 텍사스주 휴스톤의 Kraton Polymers LLC로부터 상표명 KRATON®으로 입수 가능하다. KRATON® 중합체는 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 같은, 스티렌-디엔 블록 공중합체를 포함한다. KRATON® 중합체는 스티렌-디엔 블록 공중합체의 선택적 수소 첨가 반응에 의해 형성된 스티렌-올레핀 블록 공중합체를 포함한다. 이러한 스티렌-올레핀 블록 공중합체의 예로는 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌), 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌), 및 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌을 포함한다. 이러한 스티렌계 블록 공중합체는 선형, 방사형 또는 별 모양 분자 구성을 가질 수도 있다. 특정한 KRATONTM 블록 공중합체는 상표명 G 1652, G 1657, G 1730, MD6673 및 MD6973 하에 판매되는 것을 포함한다. 다양한 적절한 스티렌계 블록 공중합체는 Wisneski 등의 제4,663,220호, DesMarais의 제4,323,534호, Kielpikowski 등의 제4,834,738호, Himes의 제5,093,422호, Himes의 미국특허 제5,304,599호에 기술되어 있으며, 이들은 그 전문이 모든 목적을 위해 참고 문헌으로 본원에서 원용된다. 다른 상업적으로 입수 가능한 블록 공중합체는 일본 오카야마의 Kuraray Company, Ltd.로부터 상표명 SEPTONTM으로 입수 가능한 S-EP-S 탄성중합체 공중합체를 포함한다. 또 다른 적절한 공중합체는 상표명 VECTORTM으로 텍사스주 휴스턴의 Dexco Polymers 또는 대만TSRC Company에서 입수할 수 있는, S-I-S와 S-B-S 탄성 공중합체를 포함한다. Taylor 등의 미국특허 제5,332,613호에 논의되어 있는 A-B-A-B 사중블록 공중합체로 구성된 중합체 또한 적절하며, 이 문헌은 그 전문이 모든 목적을 위해 참고 문헌으로 본원에서 원용된다. 이러한 사중블록 공중합체의 예는 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)("S-EP-S-EP") 블록 공중합체이다.
물론, 다른 열가소성 탄성 중합체는 단독으로 또는 블록 공중합체와 조합해서, 필름을 형성하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 실질적으로 규칙적인 구조를 갖거나 나타낼 수 있는 반결정 폴리올레핀이 사용될 수도 있다. 예시적인 반결정 올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그들의 배합물 및 공중합체를 포함한다. 구체적인 일 실시예에서는, 에틸렌과 α-올레핀, 예컨대 C3-C20 α-올레핀 또는 C3-C12 α-올레핀의 공중합체인 폴리에틸렌을 채택한다. 적절한 α-올레핀은 선형이거나 분지형(예를 들어, 하나 이상의 C1-C3 알킬 분지, 또는 하나의 아릴기)일 수 있다. 특정한 예로는, 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸, 또는 디메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌이 있다. 특히 바람직한 α-올레핀 코모노머는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 그런 공중합체의 에틸렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99 몰%, 일부 실시예에서는 약 80 몰% 내지 약 98.5 몰% 및 일부 실시예에서는 약 87 몰% 내지 약 97.5 몰%일 수 있다. α-올레핀 함량은 마찬가지로 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시예에서는 약 1.5 몰% 내지 약 15 몰% 및 일부 실시예에서는 약 2.5 몰% 내지 약 13 몰% 범위일 수 있다.
특히 적절한 폴리에틸렌 공중합체는 "선형" 또는 "실질적으로 선형"인 것들이다. "실질적으로 선형"인이라는 용어는 코모노머 혼입에 기인할 수 있는 단쇄 분지 이외에, 에틸렌 중합체가 중합체 골격에 장쇄 분지를 포함하고 있음을 의미한다. "장쇄 분지"는 적어도 6 개의 탄소의 사슬 길이를 말한다. 각각의 장쇄 분지는 중합체 골격과 동일한 코모노머 분포를 가질 수도 있고 부착되는 중합체 골격 만큼 길 수도 있다. 바람직한 실질적으로 선형인 중합체는 1000 개의 탄소 당 0.01 개의 장쇄 분지 내지 1000 개의 탄소 당 1 개의 장쇄 분지로 치환되고, 일부 실시예에서는 1000 개의 탄소 당 0.05 개의 장쇄 분지 내지 1000 개의 탄소 당 1 개의 장쇄 분지로 치환된다. "실질적으로 선형"이라는 용어와 대조적으로, 용어 "선형"이란 중합체가 측정가능하거나 입증가능한 장쇄 분지가 부족하다는 것을 의미한다. 즉, 상기 중합체는 1000 개의 탄소 당 0.01 개 미만의 평균 장쇄 분지로 치환된다.
선형 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 밀도는 α-올레핀의 길이 및 양 모두의 함수이다. 즉, α-올레핀의 길이가 길수록 그리고 존재하는 α-올레핀의 양이 많을수록, 공중합체의 밀도가 낮아진다. 반드시 필요하지는 않지만, 선형 폴리에틸렌 “플라스토머”는 α-올레핀 단쇄 분지 함유물의 함량이 에틸렌 공중합체가 플라스틱 및 탄성중합체 특징 모두 즉, “플라스토머”를 나타내도록 하고 있다는 점에서 특히 바람직하다. α-올레핀 코모노머와의 중합화가 결정성 및 밀도를 감소시키기 때문에, 얻어진 플라스토머는 보통 폴리에틸렌 열가소성 중합체 (예, LLDPE)의 밀도보다 낮은 밀도를 가지는데, 이는 통상적으로 약 0.90g/cm3 내지 약 0.94g/cm3의 밀도(비중)를 갖지만, 탄성중합체의 밀도에 접근 및/또는 중첩하는데, 이는 통상적으로 약 0.85g/cm3 내지 약 0.90g/cm3, 바람직하게는 0.86 내지 0.89의 밀도를 갖는다. 예를 들어, 폴리에틸렌 플라스토머의 밀도는 0.91g/cm3 이하, 일부 실시예에서는 약 0.85g/cm3 내지 약 0.90g/cm3, 일부 실시예에서는 0.85g/cm3 내지 0.88g/cm3, 및 일부 실시예에서는 0.85g/cm3 내지 0.87g/cm3일 수도 있다. 탄성중합체에 유사한 밀도를 가짐에도 불구하고, 플라스토머는 일반적으로 고도의 결정성을 나타내며, 비교적 비점착성이며, 비접착형이면서 비교적 자유롭게 유동하는 펠릿으로 형성될 수도 있다. 또한 플라스토머는, 예를 들면, 스티렌계 블록 중합체보다 높은 자기이력/에너지 손실을 나타낸다.
본 발명에서 사용하기 위한 바람직한 폴리에틸렌은 텍사스주 휴스톤의 ExxonMobil Chemical Company로부터 상표명 EXACT™ 하에 입수 가능한 에틸렌계 공중합체 플라스토머(plastomer)이다. 다른 적합한 폴리에틸렌 플라스토머는 미시간주 미드랜드에 소재하는 Dow Chemical Company에 의해 시판되는 ENGAGETM 및 AFFINITYTM이다. 또 다른 적합한 에틸렌 중합체는, 상표명 DOWLEXTM(선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)) 및 ATTANETM(초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE)) 하에 Dow Chemical Company에 의해 시판중이다. 다른 적합한 에틸렌 중합체는, 텍사스주 휴스톤의 Westlake Chemical Company로부터 시판중이다. 다른 적합한 에틸렌 중합체는, Ewen 등의 미국 특허 제4,937,299호, Tsutsui 등의 미국 특허 제5,218,071호, Lai 등의 미국 특허 제5,272,236호, Lai 등의 미국 특허 제5,278,272호에 개시되어 있으며, 이들의 전문은 모든 면에서 본 명세서에 참고로 원용된다.
물론, 본 발명은 결코 에틸렌 중합체의 사용에만 한정되지 않는다. 예를 들어, 프로필렌 플라스토머 또한 필름에 사용하기에 적합할 수도 있다. 적합한 플라스토머 프로필렌 중합체는, 예를 들어, 프로필렌의 공중합체나 삼중합체, 에틸렌, 1-부텐, 2-부텐, 다양한 펜텐 이성질체, 1-헥센, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-유니데센, 1-도데센, 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 비닐시클로헥센, 스티렌 등의, α-올레핀(예, C3-C20)과 프로필렌의 공중합체를 포함할 수 있다. 프로필렌 중합체의 코모노머 함량은, 약 35중량% 이하, 일부 실시예에서는 약 1중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시예에서는 약 2중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 바람직하게는, 폴리프로필렌(예, 프로필렌/α-올레핀 공중합체)의 밀도는 0.91g/cm3 이하, 일부 실시예에서는 0.85g/cm3 내지 0.88g/cm3, 일부 실시예에서는, 0.85g/cm3 내지 0.87g/cm3일 수도 있다. 적합한 프로필렌 중합체는 텍사스주 휴스턴 소재 ExxonMobil Chemical Co.로부터 명칭 VISTAMAXX™(예, 6102), 프로필렌계 탄성중합체; 벨기에 Feluy의 Atofina Chemicals로부터 FINA™(예, 8573); Mitsui Petrochemical Industries로부터 입수가능한 TAFMER™; 및 미시간주 미드랜드 소재 Dow Chemical Co.로부터 입수가능한 VERSIFY™ 하에 시판중이다. 적합한 프로필렌 중합체의 다른 예들은, Yang 등의 미국 특허 제5,539,056호, Resconi 등의 미국 특허 제5,596,052호, Datta 등의 미국 특허 제6,500,563호에 개시되어 있으며, 이들의 전문은 모든 면에서 본 명세서에 참고로 원용된다.
일반적으로 공지되어 있는 다양한 기술들 중 임의의 기술을 채택하여 반결정 폴리올레핀을 형성할 수 있다. 예를 들어 올레핀 중합체는 유리 라디칼 또는 배위 촉매(예컨대 지글러-나타)를 사용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 올레핀 중합체는 단일-부위 배위 촉매, 예컨대 메탈로센 촉매로부터 형성된다. 그런 촉매 시스템은 공단량체가 분자 사슬 내에 무작위로 분포되고 상이한 분자량 단편들을 가로질러 균일하게 분포되는 에틸렌 공중합체를 유발한다. 메탈로센-촉매화 폴리올레핀은, 예를 들어, Lai 등의 미국 특허 제5,272,236호, Davis 등의 미국 특허 제5,322,728호, Obijeski 등의 미국 특허 제5,472,775호, McAlpin 등의 미국 특허 제5,571,619호, Wheat 등의 미국 특허 제6,090,325호에 개시되어 있으며, 이들의 전문은 모든 면에서 본 명세서에 참고로 원용된다. 메탈로센 촉매의 예시로는 비스(n-부틸사이클로펜타디에닐)티타늄 다이클로라이드, 비스(n-부틸사이클로펜타디에닐)지르코늄 다이클로라이드, 비스(사이클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 다이클로라이드, 비스(메틸사이크로펜타디에닐)티타늄 다이클로라이드, 비스(메틸사이클로펜타디에닐)지르코늄 다이클로라이드, 코발토센, 사이클로펜타디에닐티타늄 트라이클로라이드, 페로센, 하프노센 다이클로라이드, 아이소프로필(사이클로펜타디에닐-1-플루오레닐)지르코늄 다이클로라이드, 몰리브도센 다이클로라이드, 니켈로센, 니오보센 다이클로라이드, 루테노센, 티타노센 다이클로라이드, 지르코노센 클로라이드 하이드라이드, 지르코노센 다이클로라이드 등. 메탈로센 촉매를 사용하여 만들어진 중합체는 전형적으로 좁은 분자량 범위를 가진다. 예를 들어 메탈로센-촉매된 중합체는 4 아래의 다중분산성 수(Mw/Mn), 조절된 짧은 사슬 분지화 분포 및 조절된 동일배열성을 가질 수 있다.
반결정 폴리올레핀의 용융 흐름 지수(MI)는, 일반적으로 가변될 수 있지만, 통상적으로는, 190℃에서 결정되는, 약 0.1그램/10분 내지 약 100그램/10분, 일부 실시예에서는 약 0.5그램/10분 내지 약 30그램/10분, 일부 실시예에서는 약 1그램/10분 내지 약 10그램/10분일 수 있다. 용융 흐름 지수는, 190℃에서 10분에 5000그램의 힘을 받는 경우 압출 유량계 오리피스(0.0825인치 직경)를 강제로 통과할 수 있으며 ASTM 시험 방법 D1238-E에 따라 결정될 수 있는 중합체의 중량(그램 단위)이다.
본 발명은 또한 필름의 코어층의 성분으로서 열가소성 폴리우레탄의 용도에 대해 고안하고 있다. 열가소성 폴리우레탄은 일반적으로 폴리올, 유기 디이소시아네이트(organic diisocyanate), 및 선택적으로 사슬 연장제(chain extender)로부터 합성된다. 그러한 용융-가공 가능한 폴리우레탄 탄성중합체의 합성은, 당 업계에 공지되고 Meisert 등의 미국 특허 제3,963,656호, Lee 등의 미국 특허 제5,605,961호, Kalbe 등의 미국 특허 제6,008,276호, Kirchmeyer 등의 미국 특허 제6,417,313호, Lawrey 등의 미국 특허 제7,045,650호 뿐만 아니라, Peerlings 등의 미국 특허출원공개 제2006/0135728호, Brauer 등의 미국 특허출원공개 제2007/0049719호에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 단계적으로 (예, 예비중합체 분배 공정) 또는 단일 단계에서 모든 성분을 동시에 반응시킴으로써(예, 원샷 분배 공정) 진행할 수도 있다.
열가소성 폴리우레탄은 통상적으로 약 75℃ 내지 약 250℃, 일부 실시예에서는 약 100℃ 내지 약 240℃, 일부 실시예에서는 약 120℃ 내지 약 220℃의 융점을 갖는다. 열가소성 폴리우레탄의 유리 전이 온도("Tg")는, 약 -150℃ 내지 약 0℃, 일부 실시예에서는 약 -100℃ 내지 약 -10℃, 일부 실시예에서는 약 -85℃ 내지 약 -20℃와 같이 비교적 낮을 수 있다. 용융 온도 및 유리 전이 온도는 ASTM D-3417에 따라 시차 주사 열량측정법(differential scanning calorimetry; “DSC”)을 이용하여 결정될 수 있다. 이러한 열가소성 폴리우레탄의 예는 Bayer MaterialScience로부터의 상표명 DESMOPANTM 및 Lubrizol로부터의 상표명 ESTANETM으로 입수 가능하다. DESMOPANTM DP 9370A는, 예를 들면, 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜) 및 4,4-메틸렌비스(페닐이소시아네이트)(“MDI”)로부터 형성된 방향족 폴리에테르계 폴리우레탄이고, 약 -70℃의 유리 전이 온도 및 약 188℃ 내지 약 199℃의 용융 온도를 갖는다. ESTANETM 58245도 마찬가지로 약 -37℃의 유리 전이 온도 및 약 135℃ 내지 약 159℃의 용융 온도를 갖는 방향족 폴리에테르계 폴리우레탄이다.
본 발명은 또한 열가소성 에스테르 탄성중합체와 열가소성 에테르 탄성중합체의 용도에 대해 고안하고 있다. 물론, 탄성 중합체 외에, 적층체의 탄성에 악영향을 미치지 않는한 일반적으로 비탄성 열가소성 중합체도 또한 사용할 수도 있다. 예를 들면, 코어층의 열가소성 조성물은 다른 폴리올레핀(예, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등)을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 열가소성 조성물은 동종폴리프로필렌 또는 프로필렌의 공중합체와 같은 추가적인 프로필렌 중합체를 함유할 수도 있다. 추가적인 프로필렌 중합체는, 예를 들어, 실질적으로 동일배열 폴리프로필렌 동종중합체 또는 약 10중량% 이하의 다른 단량체, 즉, 적어도 약 90중량%의 프로필렌을 포함하는 공중합체로부터 형성될 수 있다. 이러한 폴리프로필렌은 그래프트, 무작위 또는 블록 공중합체의 형태로 존재할 수도 있으며, 약 110℃ 위, 일부 실시예에서는 약 115℃ 위, 일부 실시예에서는 약 130℃ 위의 예리한 융점을 갖는다는 점에서 결정질이 우세할 수도 있다. 이러한 추가적인 폴리프로필렌의 예는 Datta 등의 미국 특허 제6,992,159호에 기재되어 있으며, 이는 그 전문이 모든 목적을 위해 본원에 참조 문헌으로 원용된다.
b. 스킨층
상기한 바와 같이, 본 발명의 탄성 필름은 단층형 또는 다층형일 수 있음이 이해되어야 한다. 다층 필름은 공압출 또는 임의의 다른 종래의 층 형성 기술에 의해 제조될 수 있다. 사용 시, 다층 필름은 통상적으로 적어도 하나의 열가소성 스킨층 및 적어도 하나의 탄성 코어층(상기한 바와 같이)을 포함한다. 예를 들면, 열가소성 스킨층(들)은 결과적인 필름에 강도 및 무결성을 제공하는 데에 사용될 수 있는 한편, 탄성 코어층은 다층 필름에 탄성을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 상기 필름은 적어도 2개의 열가소성 스킨층 사이에 위치하는 적어도 하나의 탄성 코어층을 포함한다. 이러한 실시예에서, 코어층은 다층 필름에 원하는 탄성도를 제공할 수 있다. 필름에 원하는 탄성을 부여하기 위해서, 탄성중합체는 코어층을 형성하는 데에 사용되는 탄성중합체 조성물의 중합체 함량의 약 55 중량% 이상, 일부 실시예에서는 약 60 중량% 이상, 일부 실시예에서는 약 65 중량% 내지 약 100 중량%를 구성할 수 있다. 실제로, 소정의 실시예에서, 코어층은 비탄성인 중합체가 대략 없을 수 있다. 예를 들면, 이러한 비탄성 중합체는 탄성중합체 조성물의 중합체 함량의 약 15 중량% 이하, 일부 실시예에서는 약 10 중량% 이하, 일부 실시예에서는 약 5 중량% 이하를 포함할 수 있다.
한편, 표피(열가소성)층(들)은 어느 정도의 탄성도를 가질 수 있고, 일부 실시예에서는 상기한 물질들 중 임의의 것으로부터 형성될 수 있으며, 일부 실시예에서는 이러한 층들이 탄성층(들)보다 적은 열가소성 조성물로 형성되어 필름의 강도가 충분히 향상되는 것을 보장할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 탄성층은 주로 실질적으로 비정질 탄성중합체(예를 들어, 스티렌-올레핀 공중합체)로부터 형성될 수 있고, 하나 이상의 열가소성 층은 상기에서 더욱 상세히 설명되어 있는 폴리올레핀 플라스토머(예를 들어, 단일-부위 촉매화 에틸렌 또는 프로필렌 공중합체)로부터 형성될 수 있다. 이러한 폴리올레핀은 어느 정도 탄성을 갖지만, 일반적으로 실질적으로 비정질 탄성중합체보다도 탄성이 적다. 물론, 열가소성 층(들)은 일반적으로 비탄성 중합체, 예를 들어 종래의 폴리올레핀, 예컨대, 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 지글러-나타 촉매화 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등), 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE), 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예컨대, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예컨대, 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알코올; 폴리우레탄; 폴리락트산; 이들의 공중합체 및 혼합물 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스킨층은 미국 미시간주 미드랜드의 Dow Chemical Co.로부터 상표명 ATTANETM, 예를 들어 ATTANETM 4407, 또는 DOWLEXTM, 예를 들어 DOWLEXTM 2047, 2107, 또는 2517로 입수 가능한 하나 이상의 초저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌으로부터 형성될 수 있다. 적절한 폴리에틸렌은 또한 텍사스주 휴스톤의 Westlake Chemical Corp.로부터도 입수 가능하다. 소정의 실시예에서는, 폴리올레핀(예를 들어, 종래의 것 및/또는 플라스토머)이 사용될 수 있고, 열가소성 층(들)을 형성하는 데에 사용되는 열가소성 조성물의 중합체 함량의 약 55 중량% 이상, 일부 실시예에서는 약 60 중량% 이상, 일부 실시예에서는 약 65 중량% 내지 100 중량%를 구성할 수 있다. 스킨층을 형성하는 데에 사용되는 구성요소에 상관 없이, 스킨층은 일반적으로 약 300%를 초과하는 파단 신장율을 갖는다.
코어(탄성)층 및 표피(열가소성)층의 두께는 일반적으로 필름 탄성과 인장/인열 강도 간의 적절한 균형을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 탄성층의 두께는, 약 20 내지 약 200μm, 일부 실시예들에서는 약 25 내지 약 175μm, 일부 실시예들에서는 약 30 내지 약 150μm의 두께일 수 있다. 탄성층(들)은 또한 필름의 총 두께의 약 70% 내지 약 99.5%, 일부 실시예들에서는 필름의 총 두께의 약 80% 내지 약 99%, 일부 실시예들에서는 필름의 총 두께의 약 85% 내지 약 95%를 구성할 수도 있다. 반면에, 열가소성 층(들)의 두께는 통상적으로, 약 0.5 내지 약 20μm, 일부 실시예들에서는 약 1 내지 약 15μm, 일부 실시예들에서는 약 2 내지 약 12μm의 범위를 가질 수도 있다. 열가소성 층(들)은 또한 필름의 총 두께의 약 0.5% 내지 약 30%, 일부 실시예들에서는 필름의 총 두께의 약 1% 내지 약 20%, 일부 실시예들에서는 필름의 총 두께의 약 5% 내지 약 15%를 구성할 수도 있다. 한 특정 실시예에서, 탄성 코어층은 2개의 열가소성 스킨층 사이에 협지될 수 있으며, 이때 스킨층의 각각의 두께는 동일하다. 예를 들어, 일 실시예에서, 필름은 필름의 총 두께의 90%를 구성하는 코어층을 포함할 수 있는 한편, 스킨층 각각은 필름의 총 두께의 5%를 구성한다. 필름은 또한 약 20 내지 약 250μm, 일부 실시예에서는 약 25 내지 약 225μm, 일부 실시예에서는 약 30 내지 약 200μm의 총 두께를 가질 수도 있다.
c. 기타 필름 성분들
또한, 본 발명의 필름의 다양한 층은 당 업계에 알려진 바와 같이 다른 성분을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 예를 들면, 필름 층의 하나 이상은 충전제를 포함할 수 있다. 충전제는, 필름 중합체 압출 배합물에 첨가될 수 있으며 압출된 필름을 화학적으로 간섭하지 않지만 그 층에 전반적으로 균일하게 분산될 수 있는 미립자 또는 재료의 다른 형태이다. 충전제는, 필름 불투명성 및/또는 통기성(즉, 증기는 투과시키지만 실질적으로 액체는 투과시키지 않음)을 향상시키는 것을 포함한 다양한 목적에 사용될 수 있다. 예를 들어, 충전된 필름은 신장에 의해 통기성을 갖출 수 있고, 이는 중합체가 충전제로부터 파단되어 미소공성 통로를 생성하게 한다. 통기성 미소공성 탄성 필름은 예를 들어, Morman 등의 미국 특허 제5,932,497호, McCormack 등의 제5,997,981호, 제6,015,764호 및 제6,111,163호, 및 Taylor 등의 제6,461,457호에 기재되어 있으며, 이는 그 전문이 모든 목적을 위해 이에 참고로 본원에 원용된다. 적절한 충전제의 예로는, 탄산칼슘, 다양한 종류의 점토, 실리칸, 알루미늄, 탄산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 활석, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 이산화티타늄, 제올라이트, 셀룰로오스형 분말, 카오린, 미카, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로오스 유도체, 키틴, 및 키틴 유도체가 있지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 소정의 경우에, 필름의 충전제 함량은 약 0.1중량% 내지 약 30중량%, 일부 실시예에서는 약 0.5중량% 내지 약 25중량%, 일부 실시예에서는 약 1중량% 내지 약 20중량% 범위일 수도 있다.
다른 첨가제도 필름에 통합될 수 있는데, 예를 들어, 용융 안정화제, 가교 촉매, 예비-방사선 가교 첨가제, 처리 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 항산화제, 열 노화 안정화제, 미백제, 블록방지제, 접합제, 점착 부여제, 점도 조절제 등이 있다. 적절한 점착 부여제 수지의 예로는, 예를 들어, 수소화 탄화수소 수지가 있다. REGALREZ™ 탄화수소 수지는 이러한 수소화 탄화수소 수지의 예이며, Eastman Chemical로부터 입수가능하다. 다른 점착 부여제는, ESCOREZ™라는 상표명으로 ExxonMobil로부터 입수가능하다. 점도 조절제도 채택될 수 있는데, 예를 들어, 폴리에틸렌 왁스(예를 들어, Eastman Chemical로부터의 EPOLENE™ C-10)가 있다. 아인산염 안정화제 (예, 뉴욕주 태리타운의 Ciba Specialty Chemicals에서 예전에 입수 가능했고 뉴저지주 플로람 파크의 BASF Corporation에서 현재 입수 가능한 IRGAFOSTM; 및 오하이오주 도버의 Dover Chemical Corp.에서 입수 가능한 DOVERPHOSTM)가 예시적인 용융 안정화제이다. 또한, 힌더드(hindered) 아민 안정화제(예, Ciba Specialty Chemicals로부터 입수가능한 CHIMASSORBTM)는 예시적인 열 및 광 안정화제다. 또한, 힌더드 페놀은 필름의 제조시 산화 방지제로서 흔히 사용된다. 일부 적절한 힌더드 페놀은, IRGANOXTM 1076, 1010 또는 E 201 등의 IRGANOXTM라는 상표명으로 Ciba Specialty Chemicals로부터 입수가능한 것을 포함한다. 또한, 접합제를 필름에 첨가하여 필름을 추가 재료(예를 들어, 부직포 페이싱)에 접합하는 것을 용이하게 할 수 있다. 이러한 첨가제(예를 들어, 점착 부여제, 항산화제, 안정화제 등)는, 필름의 약 0.001중량% 내지 약 25중량%의 양, 일부 실시예에서는 약 0.005중량% 내지 약 20중량%의 양, 및 일부 실시예에서는 약 0.01중량% 내지 약 15중량%의 양으로 존재할 수 있다.
특정한 필름 함량에 상관 없이, 필름 및/또는 이 필름을 형성하는 데에 사용되는 물질에는 하나 이상의 추가 처리 단계가 실시될 수도 있다. 일 실시예에서, 예를 들면, 필름에서 사용되는 탄성 중합체는 부직포 페이싱으로의 적층 전, 후, 및/또는 동안에 가교되어, 향상된 탄성 특징을 갖는 필름을 제공할 수 있다. 가교는 중합체를 전자기 방사, 예를 들어 자외광, 전자 빔 조사, 천연 및 인공 방사성 동위 원소(예컨대, α, β, 및 γ 선), x-선, 중성자 빔, 양전하 빔, 레이저 빔 등으로 처리함으로써 유도될 수 있다. 전자기 방사의 파장(“λ”)은 약 1000nm 이하, 일부 실시예에서는 약 100nm 이하, 일부 실시예에서는 1nm 이하일 수 있다. 전자 빔 방사는, 예를 들면 통상적으로 약 1nm 이하의 파장을 갖는다. 사용되는 총 노출량(dosage)(하나 또는 다수의 단계에서)은 마찬가지로 약 1 Mrad(megarad) 내지 약 30 Mrad, 일부 실시예에서는 약 3 Mrad 내지 25 Mrad, 일부 실시예에서는 약 5 Mrad 내지 약 15 Mrad의 범위일 수 있다. 또한, 에너지 수준은 약 0.05 Mev(megaelectron volts) 내지 약 600 Mev의 범위일 수 있다. 가교 시, 기계 방향, 교차 기계 방향, 또는 양쪽으로 추가 탄성을 갖는 물질을 제공하는 3차원 가교망이 형성될 수 있다.
II. 3차원 잉크 구조체들
본 발명의 필름 내의 층들의 수에 상관 없이, 그리고 필름이 이하에서 더욱 상세히 기재되는 바와 같이 페이싱에 적층되는지의 여부에 상관 없이, 필름의 적어도 하나의 표면에, 증가된 두께/높이, 길이, 및/또는 폭 치수를 갖는 3차원 잉크 구조체들로 활성화되어 필름에 원하는 특성을 부여할 수 있는 하나 이상의 2차원 잉크 구조체가 인쇄될 수 있다. 예를 들면, 다층 필름이 페이싱에 적층된 때, 2차원 잉크 구조체들은 페이싱에 인접하지 않은 필름의 외부 표면, 예를 들어 페이싱에 인접하게 위치하지 않은 스킨층 상에 인쇄될 수 있다. 한편, 다층 필름이 페이싱에 적층되지 않은 때, 잉크가 존재하는 경우, 잉크는 다층 필름의 하나 이상의 외부 표면, 예를 들어 한쪽 또는 양쪽 표피(열가소성)층 상에 인쇄될 수 있다.
바람직하게는, 하나보다도 많은 3차원 잉크 구조체가 필름의 표면 상에 존재할 때, 3차원 잉크 구조체들은 일반적으로 우세한 방향으로, 예를 들어 기계 방향, 교차 기계 방향으로, 또는 기계 방향 또는 교차 기계 방향에 관하여 대각 방향으로 연장되어, 잉크 구조체들이 존재하지 않는 대략 연속하는 선형 또는 곡선형 경로 또는 갭이 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에서 연장된다. 즉, 연속하는 단방향의 미인쇄 공간이 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이, 예를 들어 선형 또는 곡선형 라인 또는 갭에 존재하여, (필름의 신축성에 상당히 영향을 미치는 인쇄 특징부 없이) 필름의 단방향 신축을 허용한다 3차원 잉크 구조체들이 연장되는 우세한 방향을 변경함으로써, 3차원 잉크 구조체들이 인쇄되는 필름의 신축이 제어될 수 있다. 통상적으로, 필름은 3차원 잉크 구조체들의 우세한 방향에 대략 수직인 방향으로 신축할 수 있다. 예를 들면, 3차원 잉크 구조체들이 주로 기계 방향으로 연장되는 패턴을 가질 때, 필름은 3차원 잉크 구조체들이 존재하지 않는 선형 또는 곡선형 경로 또는 갭에서 교차 기계 방향 신축을 갖도록 제공될 수 있다. 한편, 3차원 잉크 구조체들이 주로 교차 기계 방향으로 연장되는 패턴을 가질 때, 필름은 3차원 잉크 구조체들이 존재하는 선형 또는 곡선형 경로 또는 갭에서 기계 방향 신축을 갖도록 제공될 수 있다.
3차원이거나, 또는 2차원이며 3차원으로 되도록 활성화되거나 처리될 수 있는 임의의 잉크가 다양한 3차원 잉크 구조체 패턴으로 상기한 필름들에 적용될 수 있다. 필름 상에 존재하는 하나 이상의 3차원 잉크 구조체는 원하는 대로 액체 투과성, 반투과성, 또는 액체 불투과성일 수 있고, 흡수성 또는 비흡수성일 수 있다. 또한, 3차원 잉크 구조체들이 2차원 잉크 구조체들과 비교했을 때 높이(예컨대, z-방향) 및 길이 및 폭 방향(예컨대, 기계 방향 또는 교차 기계 방향)으로 팽창하지만, 활성화 또는 팽창 후에도, 인접하는 2차원 잉크 구조체들 사이의 원래 공간은 연속하는 갭 또는 경로가 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 존재하도록 한다.
하나의 특정 실시예에서는, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 대략 선형인 우세한 방향으로 연장되는, 도 2a의 특정 실시예에서는 기계 방향으로 연장되는 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)이 인쇄된다. 교차 기계 방향으로 폭 W를 갖는 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)은, 도 2a의 특정 실시예에서는 기계 방향인 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)의 우세한 방향을 일반적으로 추종하는 교차 기계 방향으로 거리 D에 걸쳐 있는 대략 연속하는 선형 경로 또는 갭(53)에 의해 각각 분리될 수 있다. 이와 같이, 필름의 신축 방향은 갭(53)에서 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)의 우세한 방향(즉, 일반적으로 교차 기계 방향)에 대략 수직일 수 있다. 도 2a에 나타낸 바와 같이, 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b) 각각은 갭에 의해 각각 분리되는 반복하는 기하학적 형상의 3개의 행과 같은 개별적인 이산 형상(여기서는, 직사각형 A, B, 및 C)을 포함할 수 있고, 여기서 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)이 도 2b에 나타낸 바와 같이 3차원 잉크 구조체들(50a 및 50b)로 활성화되면 이러한 갭은 폐쇄되어 인지될 수 없게 된다.
2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)은, 열, 자외선 처리, 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 활성화되면, 도 2b에 나타낸 바와 같이 3차원 잉크 구조체들(50a 및 50b)로 될 수 있다. 도 2a의 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)은 임의의 개별 구성요소들이 인지될 수 없도록 팽창되고 충진될 수 있지만, 일부 실시예에서는, 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)의 개별 구성요소들(예, 직사각형들)이 활성화 후에도 여전히 인지될 수 있음이 이해되어야 한다. 교차 기계 방향으로 폭 W1을 갖는 도 2b의 3차원 잉크 구조체들(50, 50a, 및 50b)은, 도 2a의 특정 실시예에서는 기계 방향인, 일반적으로 3차원 잉크 구조체들(50, 50a, 및 50b)의 우세한 방향을 추종하는 교차 기계 방향으로 거리 D1에 걸쳐 있는 대략 연속하는 경로 또는 갭(55)에 의해 각각 분리될 수 있다. 이와 같이, 필름의 신축 방향은 일반적으로 갭(55)의 방향에 수직일 수 있어 신축 방향은 일반적으로 교차 기계 방향일 수 있다. 활성화 시의 팽창 때문에, 도 2b의 3차원 잉크 구조체들(50, 50a, 및 50b)의 폭 W1 및 이들에 의해 걸쳐 있는 거리 D1은 도 2a의 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b)의 폭 W 및 거리 D에 비해서 증가될 수 있다.
도 2a 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b) 및 3차원 잉크 구조체들(50, 50a, 및 50b)은 임의의 적절한 패턴, 예를 들어 연속 또는 불연속 패턴 형태를 취할 수 있고, 존재하는 경우, 필름의 외부 표면, 예를 들어 스킨층(10a) 상의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 2a 내지 도 5 및 도 7에서, 3차원 잉크 구조체들(50)은 다수의 연속하는 분절된 선들 또는 스트립들 형태인 한편, 도 8에서, 3차원 잉크 구조체들(50)은 개별적인 이산 점들 형태이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 3차원 잉크 구조체들은 x-방향(교차 기계 방향)으로의 폭 W1 및 y-방향(기계 방향)으로의 길이 L1에 의해 정의될 수 있다. 또한, 3차원 잉크 구조체들은 거리 D1만큼 x-방향(교차 기계 방향)으로 그리고 거리 D2만큼 y-방향(기계 방향)으로 분리될 수 있다. 이들 치수는 3차원 구조체들이 배치되는 결과적인 탄성 필름의 원하는 신축 특성, 떼어냄 또는 인열 특성, 및 심미 특성에 따라 가변될 수 있다. 참조예로서 도 8의 패턴을 사용하면, 일 실시예에서, 3차원 잉크 구조체(50)의 x-방향(교차 기계 방향)으로의 폭 W1은 약 0.25mm 내지 약 25mm, 예를 들어 약 0.5mm 내지 약 20mm, 예를 들어 약 0.75mm 내지 약 15mm의 범위일 수 있다. 또한, 각각의 3차원 잉크 구조체들(50) 사이의 x-방향(교차 기계 방향) 거리 D1은 약 0.5mm 내지 약 20mm, 예를 들어 약 0.75mm 내지 약 15mm, 예를 들어 약 1mm 내지 약 10mm의 범위일 수 있다. 한편, 3차원 잉크 구조체(50)의 y-방향(기계 방향)으로의 길이 L1은 약 0.5mm 내지 약 20mm, 예를 들어 약 0.75mm 내지 약 15mm, 예를 들어 약 1mm 내지 약 10mm의 범위일 수 있다. 또한, 각각의 3차원 잉크 구조체들(50) 사이의 y-방향(기계 방향) 거리 D2는 약 0.5mm 내지 약 20mm, 예를 들어 약 0.75mm 내지 약 15mm, 예를 들어 약 1mm 내지 약 10mm의 범위일 수 있다. 도 8을 참조하여 상기에서 설명하였지만, 이러한 공간 및 치수는 도 2a 내지 도 7, 도 9, 도 10a 내지 도 10p, 및 도 11 중 임의의 것에 적용될 수 있음이 또한 이해되어야 한다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 이산 점들의 패턴이 사용된 때, 3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 y-방향(기계 방향)으로 정렬되는 우세한 방향(54)으로 연장될 수 있고, 여기서 3차원 잉크 구조체들(50)은 또한 일반적으로 y-방향(기계 방향)을 추종하는 경로 또는 갭(55)에 의해 분리된다. 한편, 3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 x-방향(교차 기계 방향)으로 정렬되는 우세한 방향(59)으로 연장될 수 있다고도 말할 수 있으며, 여기서 3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 x-방향(교차 기계 방향)을 추종하는 경로 또는 갭(56)에 의해 분리된다. 한편, 3차원 잉크 구조체들(50)은 y-방향(기계 방향) 또는 x-방향(교차 기계 방향)으로부터 대각 방향인 우세한 방향(61)으로 연장될 수 있다고도 말할 수 있으며, 여기서 3차원 잉크 구조체들(50)은 y-방향(기계 방향) 또는 x-방향(교차 기계 방향)과 직교하는 경로 또는 갭(57)에 의해 분리된다. 임의의 경우에, 점들의 패턴이 경로 또는 갭(55, 56, 및 57) 내의 필름의 신축을 촉진하도록 배열될 수 있다.
또한, 3차원 잉크 구조체들(50)은, 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이 연속 선들 또는 스트립들 형태로 있을 때, 필름의 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 다양한 각도로 배향될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 3차원 잉크 구조체들(50)은 필름의 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여, 대략 수직이거나 90° 각도로 위치해서, 인접하는 3차원 잉크 구조체들(50) 사이에 갭(55)을 두고서 우세한 방향(54)으로 필름의 y-방향(기계 방향)과 일반적으로 정렬될 수 있다. 한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 다른 실시예들에서는, 3차원 잉크(50)가 인접하는 3차원 잉크 구조체들(50) 사이에 갭(57)을 두고서 우세한 방향(61)으로 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 약 45°인 각도로 위치할 수 있다. 일반적으로, 3차원 잉크(50)가 필름의 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 위치하는 각도 α는 약 15° 내지 약 90°, 예를 들어 약 20° 내지 약 85°, 예를 들어 약 25° 내지 약 75°의 범위일 수 있다. 3차원 구조체들 및 그들의 적용예의 패턴의 배열에 따라, 필름 또는 적층체의 찢음 또는 떼어냄이 소정의 원하는 위치에서는 방지될 수 있는 한편 필름 또는 적층체 상의 소정의 다른 원하는 위치에서는 촉진될 수 있다.
한편, 도 2b, 도 3, 도 4, 및 도 5에 나타낸 바와 같이, x-방향(교차 기계 방향)으로의 3차원 잉크 구조체들(50)의 폭 W1은 일부 실시예에서 약 3mm일 수 있다. 또한, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 제1 3차원 잉크 구조체(50a)와 제2 3차원 잉크 구조체(50b) 사이의 거리 D1은 일부 실시예에서 약 1mm일 수 있다. 또한, 도 3은 제1 3차원 잉크 구조체(50a)와 제2 3차원 잉크 구조체(50b) 사이의 거리 D1이 약 2mm인 것을 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 다른 실시예에서, 제1 3차원 잉크 구조체(50a)와 제2 3차원 잉크 구조체(50b) 사이의 거리 D1은 약 3mm일 수 있다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 3차원 잉크 구조체(50a)와 제2 3차원 잉크 구조체(50b) 사이의 거리 D1은 약 4mm일 수 있다. 제1 3차원 잉크 구조체(50a)와 제2 3차원 잉크 구조체(50b) 사이의 거리 D1에 상관 없이, 상기 거리는, 2차원 잉크의 활성화에 따른 3차원 잉크 구조체들(50a 및 50b)의 팽창 시, 3차원 잉크 구조체들(50a 및 50b) 사이에 충분히 큰 갭(55)이 존재해서 3차원 잉크 구조체들(50a 및 50b)에 의해 필름의 신축성이 악영향을 받지 않도록 충분히 커야만 한다. 또한, 3차원 잉크 구조체들(50)은, 이러한 구조체들이 인쇄되는 필름 또는 적층체가 사용되는 용품의 크기에 따라 달라질 수 있는 임의의 길이만큼 y-방향(기계 방향)으로 연장될 수 있다. 또한, 3차원 잉크 구조체들(50)이 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되어 일반적으로 연속하는 선형 경로 또는 갭(55)이 y-방향(기계 방향)으로 인접하는 3차원 잉크 구조체들(50) 사이에 존재하게 해서, 필름이 갭(55)에서 노출되어 3차원 잉크 구조체들(50)의 우세한 방향(54)에 대략 수직일 수 있는 방향으로 필름의 신축성을 향상시키는 것임이 이해되어야 한다.
3차원 잉크 구조체들에 대한 추가 구성 또는 패턴이 도 10a 내지 도 10p에 도시되어 있고 이하에서 더욱 상세히 설명되지만, 3차원 잉크 구조체들의 패턴은 실제 축척대로 도시되지 않았음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 도 10a는 다수의 3mm 넓이의 3차원 잉크 구조체들이 이들 사이에 2mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되는 평행선 형태로 있는 것을 나타내고 있다. 한편, 도 10b는 다수의 3mm 넓이의 3차원 잉크 구조체들이 이들 사이에 4mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(라벨 표시되지 않았지만 도 10a와 동일함)으로 연장되는 평행선 형태로 있는 것을 나타내고 있고, 도 10c는 다수의 3mm 넓이의 3차원 잉크 구조체들이 이들 사이에 6mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(라벨 표시되지 않았지만 도 10a와 동일함)으로 연장되는 평행선 형태로 있는 것을 나타내고 있다.
또한, 도 10d는 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되는 3차원 잉크 구조체들의 5개의 그룹을 나타내고 있고, 각 그룹은 각각의 그룹들 내의 각 선 사이에 2mm의 거리와 3차원 잉크 구조체들의 그룹들 사이에 5mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 45°로 회전된 2mm 넓이의 선들을 포함한다.
한편, 도 10e는 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되는 3차원 잉크 구조체들의 8개의 그룹을 나타내고 있고, 각 그룹은 각각의 그룹들 내의 각각의 직사각형들 사이에 3mm의 y-방향(기계 방향) 거리와 3차원 잉크 구조체들의 그룹들 사이에 3mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 4mm 넓이(x-방향) x 5mm 높이(y-방향)의 직사각형들을 포함한다.
또한, 도 10f는 3mm 직경의 원형 점들이 이들 사이에 4mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리와 8mm의 y-방향(기계 방향) 거리를 두고 있는 것을 나타내고 있다. 나타낸 바와 같이, 점들의 우세한 방향(54)은 일반적으로 y-방향(기계 방향)으로 연장될 수 있지만, 점들의 우세한 방향은 또한 x-방향(교차 기계 방향)으로 또는 y-방향(기계 방향) 또는 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 대각 방향으로 연장될 수도 있음이 이해되어야 한다. 또한, y-방향(기계 방향)으로의 점들의 두 열마다 한 열씩 y-방향(기계 방향)으로 4mm만큼 상하로 천이되어 스태거 패턴을 생성한다.
또한, 도 10g는, 다수의 각진 S 형상의 3차원 잉크 구조체들이 y-방향(기계 방향)으로의 각 S의 길이가 9mm로 되고 x-방향(교차 기계 방향)으로의 각 S의 전체 폭이 4mm로 되도록 2mm의 폭을 갖는 선들로부터 형성된 3차원 잉크 구조체들의 12개의 그룹을 나타내고 있다. 각각의 그룹들의 우세한 방향(54)은 일반적으로 나타낸 바와 같이 y-방향(기계 방향)으로 연장될 수 있고, 또한 S 형상의 구조체들의 정렬에 기초하여 교차 기계 방향으로도 연장될 수 있다. 또한, S 형상의 3차원 잉크 구조체들의 각 그룹 사이의 x-방향(교차 기계 방향) 거리는 5mm이고, 각각의 그룹들 내의 각 S 사이의 y-방향(기계 방향) 거리는 3mm이다.
마찬가지로, 도 10h는, 다수의 각진 S 형상의 3차원 잉크 구조체들이 y-방향(기계 방향)으로의 각 S의 길이가 9mm로 되고 x-방향(교차 기계 방향)으로의 각 S의 전체 폭이 4mm로 되도록 2mm의 폭을 갖는 선들로부터 형성된 3차원 잉크 구조체들의 12개의 그룹을 나타내고 있다. 각각의 그룹들의 우세한 방향(54)은 일반적으로 나타낸 바와 같이 y-방향(기계 방향)으로 연장되고, 또한 S 형상의 구조체들의 정렬에 기초하여 교차 기계 방향으로부터 대각 방향으로도 연장될 수 있다. 또한, 각 S 사이의 x-방향(교차 기계 방향) 거리는 10mm이고, 각 S 사이의 y-방향(기계 방향) 거리는 3mm이다. 또한, S들의 두 열마다 한 열씩 y-방향(기계 방향)으로 3mm만큼 상하로 천이되거나 스태거된다.
도 10i는 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되는 3차원 잉크 구조체들의 9개의 그룹을 나타내고 있고, 각 그룹은 각각의 그룹들 내의 각각의 직사각형들 사이에 6mm의 y-방향(기계 방향) 거리와 3차원 잉크 구조체들의 그룹들 사이에 6mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고 있는 4mm 넓이(x-방향) x 5mm 높이(y-방향)의 직사각형을 포함한다.
도 10j는 2mm 직경의 원형 점들이 이들 사이에 4mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리와 그들 사이에 상하로 8mm의 y-방향(기계 방향) 거리를 두고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, y-방향(기계 방향)으로의 점들의 두 열마다 한 열씩 y-방향(기계 방향)으로 4mm만큼 상하로 천이되어 스태거 패턴을 생성한다. 나타낸 바와 같이, 점들의 우세한 방향(54)은 일반적으로 y-방향(기계 방향)으로 연장될 수 있지만, 점들의 우세한 방향은 또한 x-방향(교차 기계 방향)으로 또는 y-방향(기계 방향) 또는 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 대각 방향으로 연장될 수도 있음이 이해되어야 한다. 한편, 도 10k는 1mm 직경의 원형 점들이 이들 사이에 2mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리와 이들 사이에 상하로 4mm의 y-방향(기계 방향) 거리를 두고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, y-방향(기계 방향)으로의 점들의 모든 다른 열이 2mm만큼 상하로 천이되어 스태거 패턴을 생성한다. 나타낸 바와 같이, 점들의 우세한 방향(54)은 일반적으로 y-방향(기계 방향)으로 연장될 수 있지만, 점들의 우세한 방향은 또한 x-방향(교차 기계 방향)으로 또는 y-방향(기계 방향) 또는 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 대각 방향으로 연장될 수도 있음이 이해되어야 한다.
또한, 도 10l은 다수의 각진 S 형상의 3차원 잉크 구조체가 y-방향(기계 방향)으로의 각 S의 높이가 9mm로 되고 x-방향(교차 기계 방향)으로의 각 S의 전체 폭이 4mm로 되도록 2mm의 폭을 갖는 선들로부터 형성된 3차원 잉크 구조체들의 12개의 그룹을 나타내고 있다. 각각의 그룹들의 우세한 방향(54)은 일반적으로 나타낸 바와 같이 y-방향(기계 방향)으로 연장되고, 또한 S 형상의 구조체들의 정렬에 기초하여 교차 기계 방향으로부터 대각 방향으로도 연장될 수 있다. 또한, 각 S 사이의 x-방향(교차 기계 방향) 거리는 5mm이고, 각 S 사이의 y-방향(기계 방향) 거리는 9mm이다. 또한, S들의 두 열마다 한 열씩 y-방향(기계 방향)으로 4.5mm만큼 상하로 천이되거나 스태거된다.
또한, 도 10m은 다수의 6mm 넓이의 3차원 잉크 구조체가 이들 사이에 2mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되는 평행선 형태로 있는 것을 나타내고 있고, 도 10n은 다수의 9mm 넓이의 3차원 잉크 구조체들이 이들 사이에 2mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(라벨 표시되지 않았지만 도 10m과 동일함)으로 연장되는 평행선 형태로 있는 것을 나타내고 있고, 도 10o는 다수의 12mm 넓이의 3차원 잉크 구조체들이 이들 사이에 2mm 공간의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(라벨 표시되지 않았지만 도 10m과 동일함)으로 연장되는 평행선 형태로 있는 것을 나타내고 있다.
도 10p는 y-방향(기계 방향)으로의 우세한 방향(54)으로 연장되는 3차원 잉크 구조체들의 5개의 그룹을 나타내고 있고, 각 그룹은 각각의 그룹들 내의 각 선 사이에 3mm의 거리와 3차원 잉크 구조체들의 그룹들 사이에 5mm의 x-방향(교차 기계 방향) 거리를 두고서 x-방향(교차 기계 방향)에 대하여 45° 각도로 회전된 2mm 넓이의 선들을 포함한다.
또한, 3차원 잉크 구조체들(50)이 일반적으로 필름의 y-방향(기계 방향)을 따라 연장되는 우세한 방향(54)을 갖도록 인쇄되는 것을 상기에서 나타내고 설명했지만, 3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 필름의 교차 기계 방향을 따라 인쇄될 수 있음이 또한 이해되어야 한다. 예를 들면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 필름의 x-방향(교차 기계 방향)을 따라 연장되는 우세한 방향(56)을 갖도록 인쇄되는 것으로 도시되어 있고, 여기서 3차원 잉크 구조체들(50)은 또한 일반적으로 x-방향(교차 기계 방향)을 추종하는 경로 또는 갭(56)에 의해 분리된다. 3차원 잉크 구조체들(50)이 교차 기계 방향으로 우세적으로 연장되는 패턴을 갖기 때문에, 필름은 3차원 잉크 구조체들이 존재하지 않는 선형 경로 또는 갭(56)에서 기계 방향 신축을 갖도록 제공될 수 있다.
3차원 잉크 구조체들(50)의 적절한 물질은 열 활성화 팽창성 잉크, 예를 들어 MW 4319, MW 4404, MW 4870, 및 12.1A를 비롯한, Polytex Environmental Inks(미국 뉴욕 브롱크스)로부터 입수 가능한 AQUAPUFFTM 잉크를 포함한다. 이러한 잉크는 청색, 녹색, 및 백색을 포함하는 다수의 색으로 사용 가능하다. 본 발명의 일부 실시예에서는, 예를 들면, 백색 퍼프 잉크가 필름 표면 상에 인쇄되어 부직포 페이싱이 인쇄된 잉크가 아닌 필름 표면 상에 존재하는 환영(illusion)을 생성할 수 있다. 다른 상업적으로 입수 가능한 잉크는 Eastern Color and Chemical Company(미국 사우스캐롤라이나주 그린빌), International Coatings Company(미국 캘리포니아주 세리토스), Dongguan City Haiya Printing Material Company(중국), Atlas Screen Supply Company(미국 일리노이주 실러 파크), NEHOC Australia Pty, Limited(호주), 및 INX International Ink Corporation(미국 일리노이주 샴버그)으로부터 입수 가능하다. 이러한 잉크는, 잉크가 3차원 구조체로 팽창 또는 “퍼프”하게 하는 반응을 하도록 열에 노출되었을 때에 반응하는 팽창성 잉크이다. 잉크는 당 기술분야에서 발포제로서 알려진 첨가제를 포함할 수 있고, 가열에 대하여 물리 또는 화학 변화를 겪게 되어 기체 생성물을 형성하는 화학물질을 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 EXPANCELTM 461 DU Microsphere(Expancel 공급), Unicell OH(OMYA 공급), 및 Genitron LE(Acrol 공급) 또는 다른 기체-캡슐화 열가소성 미소구체를 포함한다. 이러한 잉크의 인쇄는 변환 공정에서의 다수의 단계에서, 예를 들어 오프-라인 인쇄 단계, 또는 제품 조립 공정 동안의 온-라인 상에서 일어날 수 있다. 또한, 잉크는 하나의 공정 단계에서 인쇄될 수 있고, 하류 단계에서 열 활성화에 의해 팽창될 수 있다.
일부 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들(50)은 선택적인 양의 수분 흡수 중합체를 포함할 수 있다. 중합체는 원하는 만큼의 양으로 3차원 구조체들(50) 내에 존재할 수 있다. 예를 들어, 일부 측면에서, 3차원 구조체들(50)은, 최대 약 1중량%, 예컨대, 최대 약 5중량%, 또는 심지어 최대 약 10중량% 또는 그 이상의 수분 흡수 중합체를 함유하여 개선된 이점을 제공할 수 있다. 적합한 수분 흡수 중합체의 예로는, 폴리에틸렌 산화물, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 피리딘, 또는 이들의 조합이 있지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.
일부 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들(50)은 선택적인 탄성 중합체를 포함할 수 있다. 탄성 중합체는 수증기에 대해 투과성을 가져서 수분 흡수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 탄성 중합체는 3차원 잉크 구조체들(50)에 탄성과 유연성을 첨가할 수도 있다. 탄성 중합체 성분은 소망하는 치수 변화 특성을 달성하는 데 효과적인 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 3차원 잉크 구조체들(50)은 최대 약 1중량%, 예컨대, 최대 약 5중량%, 또는 심지어 최대 약 10중량% 또는 그 이상의 탄성 중합체를 함유하여 개선된 이점을 제공할 수 있다. 적합한 탄성 중합체의 예로는, 열가소성 폴리우레탄, 폴리(에테르-아미드) 블록 공중합체, 열가소성 고무, 예컨대 비가교 폴리올레핀, 스티렌-부타디엔 공중합체, 실리콘 고무, 합성 고무, 예컨대 니트릴 고무, 스티렌 이소프렌 공중합체, 스티렌 에틸렌 부틸렌 공중합체, 부틸 고무, 나일론 공중합체, 세그먼트화 폴리우레탄을 포함하는 스판덱스 섬유, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.
또한, 접착 촉진제가 3차원 잉크 구조체들(50)에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 미국 오하이오주 클리블랜드의 Noveon, Inc.로부터 입수 가능한 Carboset 514H는 깨끗한 방수성 비점착성 열가소성 필름으로 건조시킬 수 있는 암모니아수 내에 공급된 아크릴 콜로이드 분산 중합체이다.
또한, 3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 착색제(예컨대, 안료 또는 염료), 용매 및 임의의 다른 원하는 성분을 함유할 수 있다. 통상적으로, 안료는 물 또는 용매로 용해되지 않는 무기 또는 유기 입자 기반의 착색제를 지칭한다. 일반적으로 안료는 물 속에 에멀젼 또는 현탁액을 형성한다. 한편, 염료는 일반적으로 물 또는 용매로 용해 가능한 착색제를 지칭한다.
3차원 잉크(50) 내의 안료 또는 염료는 탄성 필름(10)에 적용되면 효과적으로 보여질 수 있는 양으로 존재할 수 있다. 예를 들면, 안료 또는 염료는 건조 중량 기준으로 약 0.25% 내지 약 40% 사이, 바람직하게는 약 1% 이상과 약 10% 이하 사이의 농도로 잉크 조성물 내에 존재할 수 있다.
적절한 유기 안료는, 데어리라이드 옐로우(dairylide yellow) AAOT(예를 들면, Pigment Yellow 14 CI No. 21 095), 데어리라이드 옐로우 AAOA(예를 들면, Pigment Yellow 12 CI No. 21090), 한사 옐로우(Hansa Yellow), CI 피그먼트 옐로우 74(CI Pigment Yellow 74), 프탈로시아닌 블루(Phthalocyanine Blue)(예를 들면, Pigment Blue 15), 리톨 레드(lithol red)(예를 들면, Pigment Red 52:1 CI No. 15860:1), 톨루이딘 레드(toluidine red)(예를 들면, Pigment Red 22 CI No. 12315), 디옥사진 바이올렛(dioxazine violet)(예를 들면, Pigment Violet 23 CI No. 51319), 프탈로시아닌 그린(phthalocyanine green)(예를 들면, Pigment Green 7 CI No. 74260), 프탈로시아닌 블루(phthalocyanine blue)(예를 들면, Pigment Blue 15 CI No. 74160), 나프토산 레드(naphthoic acid red)(예를 들면, Pigment Red 48:2 CI No. 15865:2)를 포함한다. 무기 안료는 이산화티타늄(예를 들면, Pigment White 6 CI No. 77891), 카본 블랙(예를 들면, Pigment Black 7 CI No. 77266), 산화철(예를 들면, 적색, 황색, 및 갈색), 페릭 옥사이드 블랙(ferric oxide black)(예를 들면, Pigment Black 11 CI No. 77499), 산화크롬(예를 들면, 녹색), 페릭 암모늄 페로시아나이드(ferric ammonium ferrocyanide)(예를 들면, 청색) 등을 포함한다.
사용될 수 있는 적절한 염료는, 예를 들면 산성 염료, 및 직접 염료를 비롯한 황산화 염료를 포함한다. 다른 적절한 안료는 아조(azo) 염료(예컨대, Solvent Yellow 14, Dispersed Yellow 23, 및 Metanil Yellow), 안트라퀴논(anthraquinone) 염료(예컨대, Solvent Red 111, Dispersed Violet 1, Solvent Blue 56, 및 Solvent Orange 3), 크산텐(xanthene) 염료(예컨대, Solvent Green 4, Acid Red 52, Basic Red 1, 및 Solvent Orange 63), 아진(azine) 염료(예컨대, Jet Black) 등을 포함한다.
3차원 잉크 구조체들(50)은 일반적으로 저점도 담체로 분산되거나 용해되는 필름(10)의 외부 표면에 적용될 수 있다. 예시적인 용매는 일반적인 바인더 유형, 예를 들어 폴리아미드, 셸락, 니트로-셀룰로오스, 및 스티렌-말레익을 갖는 지방족 탄화수소이다. 일반적으로, 용매 기반 처리제는, 일반적으로 전통적인 플렉소그래픽 바인더, 예를 들어 스티렌-말레익, 로진-말레익, 및 아크릴 용액 이상의 우수한 내구성을 보여주는 비촉매성 블록 우레탄 수지를 포함한다. 원하는 용매 블렌드는 다양한 아세테이트, 예를 들어 에틸 아세테이트, N-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, N-부틸 아세테이트, 및 이들의 블렌드; 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 보통 프로필 알코올, 및 이들의 블렌드를 비롯한 다양한 알코올; 및 미국 테네시주 킹스포트의 Eastman Chemical로부터 얻을 수 있는 EKTASOLVETM, EP(에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르), EB(에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르), DM(디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르), DP(디에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르), 및 PM (프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르)를 비롯한 글리콜 에테르를 포함한다. 또한 사용될 수 있는 다른 글리콜은 미국 미시간주 미드랜즈의 Dow Chemical로부터 얻을 수 있는 DOWANOLTM이다. 원하는 용매 블렌드는 약 50% 내지 약 75%의 글리콜 에테르, 약 25% 내지 약 35%의 N-프로필 아세테이트, 및 약 15% 내지 약 25%의 N-부틸 아세테이트의 블렌드일 수 있다.
사용될 수 있는 적절한 물 기반 3차원 잉크 구조체들(50)은 물-암모니아로 안정화될 수 있고 공동용매(co-solvent)로서 알코올, 글리콜, 또는 글리콜 에테르를 더 포함할 수 있는 에멀젼을 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 유기 용매(약 7 중량% 이하)는 물 기반 처리제에 첨가될 수 있다: 알코올, 예를 들면 프로판-2-올이, 글리콜, 예를 들면, 건조를 늦추는 모노 프로필렌 글리콜, 글리콜 에테르, 예를 들면 필름 형성을 보조하는 디프로필 글리콜 모노 메틸 에테르의 건조를 가속하고 습윤성을 보조하기 위해 첨가될 수 있다. 이러한 용매는 다양한 회사로부터 상업적으로 입수 가능한 유용한 화학물질일 수 있다. 일반적으로, 물 기반 처리제는 전통적인 비가교 바인더, 예를 들어 아크릴 용액 및 분산 공중합체 이상의 우수한 내구성을 보여줄 수 있는 자기-가교 아크릴 공중합체 에멀젼을 포함한다. 용매 및 안료 이외에, 열활성화 팽창성 처리제는 바인더를 포함할 수 있다. 바인더는 필름 상의 안료를 안정화하는 것을 보조한다. 일반적으로, 안료 대 바인더 비는 통상적으로 1:20 내지 1:2이다.
왁스가 3차원 잉크 구조체들(50) 내에 또한 포함되어 슬립을 증가시키고 구조체들의 내마찰성을 개선할 수 있다. 왁스의 일반적인 분류는 동물(예를 들면, 밀랍 및 라놀린), 식물(예를 들면, 카나우바 및 칸델릴리아), 광물(예를 들면, 파라핀 및 미정질), 및 합성물(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 글리콜, 및 TEFLONTM)을 포함한다. 일 실시예에서, 왁스는 3차원 잉크 구조체 제제(formulation)의 총 중량 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
추가, 또는 다수의 3차원 잉크 구조체들은 각각 동일한 물질을 포함할 수 있거나, 그들이 상이한 물질을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 이러한 잉크는 다양한 색으로 입수 가능하며, 일부 실시예에서 잉크는 제품에 대하여 시각적으로 구별되는 다색 패턴 또는 외관을 추가적으로 제공하는 데에 사용될 수 있다. 이들 패턴 및 색에 대한 변경은 잉크 및 인쇄판, 예를 들어 플렉소그래픽 인쇄에서 사용되는 인쇄판을 변경할 정도로 용이할 수 있다.
건조 후 또는 건조와 동시에, 2차원 잉크 구조체들(49)은 충분한 열 또는 자외선 처리제를 구조체들에 인가 시에 원하는 형상 및 그들 사이에 공간을 갖는 3차원 잉크 구조체들(50)로 활성화될 수 있다. 예를 들면, 3차원 잉크 구조체들(50)은 열에 노출 시 소정의 크기로 팽창하거나 성장할 것이다. 열의 인가는, 예를 들면, 고온 표면, 예컨대 스팀 캔, 철 등과 접촉하는 열 터널을 통과하는 고온 기류에 의한 처리, 적외선 방사에 의한 처리, 마이크로파에 의한 처리, 자외선 처리 등과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 일어날 수 있다.
적절하게는, 3차원 잉크 구조체들은 부피가 약 1000% 초과, 또는 약 2000% 초과, 또는 약 3000% 초과하여 팽창할 수 있다. 또 다른 예로서, 3차원 잉크 구조체들은 부피가 약 100% 내지 약 6000%, 또는 약 500% 내지 약 5000%, 또는 약 1000% 내지 약 4500% 팽창할 수 있다.
열이 3차원 잉크 구조체들에 인가된 때, 3차원 잉크 구조체들은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 인접하는 3차원 잉크 구조체들(50) 사이에 갭 D1을 두고서, 부피가 팽창해서 z-방향으로의 높이/두께 H 및 x-방향(교차 기계 방향)으로의 폭 W1까지 상승한다. 갭 D1이 2차원 잉크의 3차원 잉크 구조체로의 활성화 시에 수축하기 때문에, 원하는 잉크 배치 및 활성화 후에 원하는 갭 크기를 선택할 때에 이러한 갭 수축을 고려해야 함이 이해되어야 한다. 높이 H는 원하는 대로 가변될 것이고, 다양한 구조체 디자인으로 가변될 것이다. 예를 들면, 주어진 3차원 잉크 구조체(50)가 팽창할 높이 H는 적어도 약 0.01mm, 예를 들어 적어도 약 0.025mm, 예를 들어 적어도 약 0.05mm 이상이어서, 개선된 이점들을 제공할 수 있다. 또 다른 예로서, 3차원 잉크 구조체들(50)은 약 0.01mm 내지 약 5mm, 예를 들어 약 0.025mm 내지 약 4mm, 예를 들어 약 0.05mm 내지 약 3mm의 높이 또는 두께를 가질 수 있다. 팽창 거리는, 3차원 잉크 구조체들의 팽창 능력, 도달 온도, 및 물질이 가열되는 시간의 양 등을 포함하는 수개의 요인에 따라 원하는 대로 변경될 수 있다. 일 측면에서, 필름에 적용된 상이한 3차원 잉크 구조체들은 상이한 팽창성 물질로 구성되어 가변하는 높이의 3차원 잉크 구조체들을 생성할 수 있다.
또한, 3차원 잉크 구조체들(50)의 원하는 높이 또는 두께가 증가함에 따라, 도 2a 및 도 b에 나타낸 바와 같이, 원래의 2차원 잉크 구조체들(49a 및 49b) 사이의 사전 활성화 갭(53)도 증가되어야 해서 활성화되면 갭(55)이 3차원 잉크 구조체들(50a 및 50b) 사이에 여전히 존재할 것임이 이해되어야 한다. 또한, 일부 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들(50)은, 경로(55)를 따라 거리 D1로 표시된 바와 같이, 이들 사이에 연속하는 갭을 갖도록 이격되어 있더라도, 연속하는 부드러운 페이싱 물질의 느낌을 가질 수 있어, 접촉에 대하여, 3차원 잉크 구조체들 및 분리 갭들이 연속하는 부직포 페이싱 물질의 느낌으로부터 인지될 수 없어 마찬가지로 수행한다.
일부 실시예에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 탄성 필름의 제1 스킨층(10a)의 외부-대향 표면은 3차원 잉크 구조체들(50)로 인쇄될 수 있고, 코어층(10c)은 제1 스킨층(10a)과 제2 스킨층(10b) 사이에 삽입될 수 있다. 또한, 부직포 페이싱이 제2 스킨층(10b)의 외부-대향 표면 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 인쇄된 2차원 잉크 구조체들은 약 40℃ 초과, 또는 약 60℃ 초과 또는 약 80℃ 초과의 온도로 구조체들을 가열함으로써 3차원 잉크 구조체들로 팽창된다. 또 다른 예로서, 3차원 잉크 구조체들은 약 50℃ 내지 약 200℃, 예를 들어 약 60℃ 내지 약 180℃, 예를 들어 약 80℃ 내지 약 95℃의 온도로 구조체들을 가열함으로써 팽창될 수 있다. 그러나, 가열 또는 다른 활성화 방법은 바람직하게는 아래에 놓인 필름의 특성에 영향을 미치지 않아야 함이 이해되어야 한다.
일반적으로, 일부 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들은 약 0.5초 초과, 예를 들어 약 1.0초 초과, 예를 들어 약 1.5초 초과의 시간 동안 원하는 온도에서 구조체들을 유지함으로써 팽창될 수 있다. 다른 실시예에서, 3차원 잉크 구조체들은 약 0.5초 내지 약 180초, 또는 약 1초 내지 약 90초, 또는 약 2초 내지 약 60초의 시간 동안 원하는 온도에서 구조체들을 유지시킴으로써 팽창될 수 있다.
필름의 하나 이상의 외부 표면 상에 3차원 잉크 구조체들을 인쇄하기 위해서, 필름에 대하여, 처음에 코로나 처리, 플라스마 처리, 또는 필름에 대한 잉크 접착을 개선할 수 있는 임의의 다른 처리가 실시될 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 필름의 기술분야에서 알려져 있는 코로나 처리는, 고전압 전류로부터 대기압 하에서 얻어진 일반적으로 2개의 좁게 이격된 전극들 사이의 방전을 적용하는 공정을 설명하고 있다. 전극들에 의해 발생된 전계는 기체 분자들(공기)을 여기시키고 이들 분자 중 일부를 해리시켜 이온, 라디칼, 준안정 원자 및 광자의 고 에너지 종들의 글로(glow)를 발생시킨다. 중합체 기재가 2개의 전극 사이를 통과하여 활성종들의 글로에 노출된 때, 중합체 기재의 표면에 변화가 생기며, 이는 일반적으로 표면 산화 또는 중합체 기재의 표면 상에 극성 작용기의 추가를 초래한다. 이러한 극성 작용기는 모두 처리 조성물뿐만 아니라 잉크 조성물에서도 극성 화학물질에 강한 화학 친화력을 가지며, 이는 접착성을 개선시킨다. 마찬가지로, 더 많은 극성 중합체 기재의 표면이 개선된 습윤성과 상관되는 증가된 표면 에너지를 초래한다. 예를 들면, 코로나 처리는 약 2-50 와트/제곱피트/분(watts per square foot per minute), 바람직하게는 약 15-40 와트/제곱피트/분, 보다 바람직하게는 약 8-12 와트/제곱피트/분의 수준으로 적용될 수 있다.
필름을 처리하는 다른 방법들이 사용될 수도 있는데, 예를 들면, 저압 또는 대기 조건 하 및 다양한 화학 환경, 예를 들어 헬륨, 아르곤, 질소, 산소, 이산화탄소, 암모니아, 아세틸렌 등, 및 이들의 임의의 혼합 또는 조합 하에서의 플라스마 기술이 사용될 수도 있다. 플라스마 처리는, 다양한 기체가 글로 방전(glow discharge)으로 주입되어 보다 넓은 범위의 작용기로 중합체 기재를 개질할 수 있는 것을 제외하는 기계론적으로 코로나 처리와 매우 유사하다. 필름은 약 1-25 와트/제곱피트/분, 바람직하게는 약 2-20 와트/제곱피트/분, 보다 바람직하게는 약 3-10 와트/제곱피트/분의 수준으로 플라스마 처리되어, 약 5 다인/cm 내지 약 100 다인/cm, 예를 들어 약 10 다인/cm 내지 약 75 다인/cm, 예를 들어 약 15 다인/cm 내지 약 60 다인/cm의 표면 에너지를 달성할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 필름은 3.2 와트 밀도로 플라스마 처리되어 약 50 다인/cm의 표면 에너지를 달성할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 예를 들어 필름의 스킨층들 또는 코어층이 폴리에스테르와 같은 중합체 물질로부터 형성된 때에는, 코로나 또는 플라스마 처리가 필요하지 않을 수 있음이 이해되어야 한다.
필름을 처리하는 데에 사용되는 방법에 상관 없이, 필름이 처리된 후, 2차원 잉크 구조체들이 임의의 적절한 방법에 의해 필름 상에 적용되거나 인쇄되고 나서 3차원 잉크 구조체들로 활성화될 수 있다. 예를 들면, 2차원 잉크 구조체들은 직접 또는 간접(오프셋)으로 로토그라비아(rotogravure) 또는 그라비아(gravure) 인쇄를 이용해서 적용될 수 있다. 그라비아 인쇄는 여러 가지의 잘 알려진 조각(engraving) 기술, 예를 들어 기계 조각, 산 식각 조각, 전자 조각 및 세라믹 레이저 조각을 망라한다. 이러한 인쇄 기술은 조성물 분포 및 이송 속도의 우수한 제어를 제공한다. 그라비아 인쇄는 예를 들어, 표면의 선형 인치 당 약 10 내지 약 1000 증착 또는 약 100 내지 약 1,000,000 증착을 제공할 수도 있다. 각각의 증착은 인쇄 롤 상의 개별 셀에 기인함으로써 증착물의 밀도는 세포의 밀도에 대응한다. 적절한 예는 표면의 선형 인치 당 약 200 증착, 또는 평방 인치 당 약 40,000 증착을 초래한다. 다수의 이렇게 작은 증착물을 제공함으로써, 증착물 분포의 균일성이 향상될 수도 있다. 적절한 그라비아 인쇄 기술은 Garvey 등의 미국 특허 제6,231,719호에 기재되어 있고, 이 특허는 모든 목적을 위해 그 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 발명에서 활용될 수 있는 또 다른 적절한 접촉 인쇄 기술은 “스크린 인쇄”이다. 스크린 인쇄는 수동으로 또는 사진 제판법으로 수행된다. 스크린은, 예를 들면 직선 센티미터(lineal centimeter)당 약 40 내지 120개의 개구를 갖는 실크 또는 나일론 직물 메쉬를 포함할 수 있다. 스크린 물질은 프레임에 부착되고, 평활한 표면을 제공하도록 신축된다. 스텐실이 스크린의 바닥면, 즉 유체 채널이 인쇄되어야 하는 기재와 접촉하는 면에 적용된다. 잉크가 스크린 상에 칠해지고, 스퀴지(squeegee)로 스크린(기재와 접촉하고 있는)을 문질러서 전사된다.
잉크젯 인쇄 기술이 또한 본 발명에서 사용될 수도 있다. 잉크젯 기술은 아주 작은 노즐(또는 일련의 노즐)을 통해 잉크를 강제해서 기재를 향해 유도되는 액적을 형성하는 것을 포함하는 비접촉 인쇄 기술이다. 2가지의 기술, 즉 "DOD"(Drop-On-Demand) 또는 "연속(continuous)" 잉크젯 인쇄가 일반적으로 활용된다. 연속 시스템에서, 잉크는 적어도 하나의 오리피스 또는 노즐을 통해 압력 하에서 연속 스트림으로 방출된다. 스트림이 가압 액추에이터에 의해 교란되어 오리피스로부터 일정 거리를 두고서 스트림을 액적으로 나눈다. 한편, DOD 시스템은 각 오리피스에서 가압 액추에이터를 사용하여 잉크를 액적으로 나눈다. 각 시스템에서의 가압 액추에이터는 압전 결정, 음향 장치, 열 장치 등일 수 있다. 잉크젯 시스템의 유형 선택은 인쇄 헤드로부터 인쇄될 물질의 유형에 따라 달라진다. 예를 들면, 액적이 정전기적으로 편향되기 때문에 때로는 도전성 물질이 연속 시스템에서 요구된다. 따라서, 샘플 채널이 유전성 물질로부터 형성된 때에는, DOD 인쇄 기술이 더욱 바람직할 수 있다.
상기한 인쇄 기술 이외에, 임의의 다른 적용 기술이 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 다른 적절한 인쇄 기술은 레이저 인쇄, 열 리본 인쇄, 피스톤 인쇄, 스프레이 인쇄 등을 포함할 수 있다. 또 다른 적절한 적용 기술은 바, 롤, 나이프, 커튼, 스프레이, 슬롯-다이, 딥-코팅, 드롭-코팅, 압출, 스텐실 적용 등을 포함할 수 있다. 이러한 기술은 당 기술분야에 숙련된 자에게 잘 알려져 있다.
하나의 특정 실시예에서, 인쇄는 고볼륨 애닐록스 롤(high volume anilox rolls)을 통한 플렉소그래픽 공정에 의해 수행될 수 있고, 그 후에 잉크가 온기로 인라인 건조될 수 있다. 그런 다음, 인쇄된 잉크가 약 40℃ 내지 250℃, 예를 들어 약 60℃ 내지 약 230℃, 예를 들어 약 80℃ 내지 약 200℃ 범위의 온도로 기재를 가열함으로써, 또는 상기한 바와 같이 임의의 다른 적절한 수단에 의해 활성화되어, “퍼프된(puffed)” 외관을 갖는 3차원 잉크 구조체를 생성할 수 있다. 상기한 “퍼핑” 또는 활성화는 건조 및 퍼핑 단계를 동일한 공정 내에 조합함으로써 인쇄에 의해 인라인으로 수행될 수 있음이 또한 이해되어야 한다.
3차원 잉크 구조체들(50) 형태의 잉크 커버리지가 임의의 원하는 그래픽을 얻기 위해 조정될 수 있지만, 일부 실시예에서, 그래픽은 제어된 위치에서 찢어짐을 촉진하기 위해서, 도 5, 도 7, 도 8에 나타낸 바와 같이, 서로 인접하게 배치된 연속하는 이산적인 작은 선 부위들뿐만 아니라 이산 점들을 포함한다. 또한, 나타낸 바와 같이 이러한 그래픽 및 공간은 “퍼프된” 3차원 잉크 구조체들로 인한 신장율에 대한 임의의 제한을 감소시키는 것을 보조한다. 대안적으로, 도 9 및 도 10a 내지 도 10p에 나타낸 그래픽 중 어느 하나가 활용될 수 있다. 도 9의 깍지형 패턴이 연속선으로 필름의 찢음 또는 떼어냄을 방지하는 데에 사용될 수 있는 한편, 도 5의 패턴은, 일반적으로 우세한 방향(54)으로 연장되는 3차원 잉크 구조체들(50)에 평행한 선형 경로(55)를 따라 연속선으로 필름의 의도적인 찢음 또는 떼어냄을 촉진하는 데에 사용될 수 있다.
또한, 잉크의 활성화 또는 퍼핑의 정도는 잉크 첨가 수준에 의해 제어될 수 있고, 이에 따라 물질의 손 느낌을 제어함에 있어 한 요인일 수 있다. 일반적으로, 3차원 잉크 구조체들은, ASTM D1894-11 표준 시험 방법의 약간 변형된 버전에 의해 결정한 바, 바람직한 손, 느낌, 또는 유연성을 제공하기 위해서, 약 0.15와 약 0.3 사이, 예를 들어 약 0.2 내지 약 0.25의 동마찰 계수(kinetic coefficient of friction)를 나타낸다. 사용된 마찰 시험판은 1 마이크로인치 피니쉬를 갖는 연마된 스테인리스 스틸 #316이었다. 시험할 물질을 200 그램중의 중량을 갖는 마찰 계수(COF) 슬레드에 부착하였다. 슬레드 핀을 자동 데이터 취득 능력이 구비된 MTS 전기기계 시험 프레임의 로드 셀 마운트 내에 위치시켰다. 시험 프레임의 크로스헤드를 10 인치/분의 정속도로 이동시켰다. 취득한 하중 및 변위 데이터로부터, 동마찰 계수를 평균 10회의 측정으로 계산하였다.
또한, 일부 실시예에서, 필름에 대한 잉크 첨가 수준은 필름의 총 중량 기준으로 약 1 중량% 내지 약 75 중량%, 예를 들어 약 2.5 중량% 내지 약 65 중량%, 예를 들어 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 범위일 수 있다. 또한, 3차원 잉크 구조체들은 필름의 외부 표면, 예를 들어 스킨층(10a)의 표면적의 약 5% 내지 약 95%, 예를 들어 약 10% 내지 약 90%, 예를 들어 약 15% 내지 약 85%, 예를 들어 약 20% 내지 약 60%를 덮을 수 있다. 그래픽 이외에, 질감, 외관, 및 3차원 잉크 구조체들의 느낌뿐만 아니라, 물질의 탄성 성능도 잉크의 적절한 제제에 의해 변경될 수 있다. 첨가 수준 및 그래픽은 본 발명의 필름 또는 적층체가 가변하는 손 느낌 및 유연성을 갖도록 적절하게 디자인될 수 있다.
III. 페이싱
본 명세서에서 설명되는 3차원 잉크 구조체들이 탄성 필름의 일면 또는 양면 상의 페이싱을 대체할 수 있지만, 일부 실시예에서는, 본 발명의 탄성 필름의 일면만이 페이싱, 예를 들어 부직포 페이싱에 부착되거나, 달리 적층되어 적층체를 형성할 수 있다. 임의의 적절한 페이싱이 사용될 수 있지만, 일 실시예에서, 페이싱은 경량이고 교차 기계 방향(“CD”)으로 낮은 강도를 갖는 부직포 페이싱일 수 있고, 이는 탄성 필름/부직포 페이싱 적층체의 가요성을 증가시킬 수 있고 그의 제조 시에 상당한 비용 절감도 제공한다. 보다 구체적으로, 평량은 약 45 gsm 이하, 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 30 gsm, 일부 실시예에서는 약 2 내지 20 gsm의 범위일 수 있다. 마찬가지로, 부직포 페이싱은 약 350 그램중/인치(폭) 이하, 일부 실시예에서는 약 300 그램중/인치 이하, 일부 실시예에서는 약 50 내지 약 300 그램중/인치, 일부 실시예에서는 약 60 내지 약 250 그램중/인치, 일부 실시예에서는 약 75 내지 약 200 그램중/인치의 교차 기계 방향으로의 피크 하중을 가질 수 있다. 원하는 경우, 부직포 페이싱은 또한 기계 방향(“MD”)으로의 낮은 강도, 예를 들어 약 3000 그램중/인치(폭) 이하, 일부 실시예에서는 약 2500 그램중/인치 이하, 일부 실시예에서는 약 50 내지 약 2000 그램중/인치, 일부 실시예에서는 약 100 내지 약 1500 그램중/인치의 기계 방향으로의 피크 하중을 가질 수도 있다.
부직포 페이싱은 다양한 공지된 공정으로부터 형성될 수 있고, 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 습식 웹(wetlaid web), 에어레이드 웹, 코폼 웹 등뿐만 아니라, 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 예를 들면, 부직포 페이싱은, 섬유들이 약 15㎛ 이하의 평균 크기, 일부 실시예에서는 약 0.01 내지 약 10㎛, 일부 실시예에서는 약 0.1 내지 약 5㎛의 평균 크기를 갖는다는 점에서 “미세섬유들”을 포함하는 멜트블로운 페이싱이다.
부직포 페이싱은, 형성되는 방식에 상관 없이, 통상적으로 비교적 높은 Vicat 연화 온도(ASTM D-1525), 예를 들어 약 100℃ 내지 약 300℃, 일부 실시예에서는 약 120℃ 내지 약 250℃, 일부 실시예에서는 약 130℃ 내지 약 200℃를 갖는 중합체로부터 형성될 수 있다. 부직포 페이싱을 형성하는 데에 사용하기 위한 예시적인 고-연화 온도 중합체는, 예를 들면, 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예를 들어 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알코올; 폴리우레탄; 폴리락트산; 그들의 공중합체 등을 포함할 수 있다. 중합체(들)는 또한 다른 첨가제, 예를 들어 섬유에 바람직한 특성을 부여하는 공정 보조제 또는 처리 조성물, 잔량의 용매, 안료 또는 착색제 등을 포함할 수 있음을 유의해야 한다.
단일성분 및/또는 다성분 섬유가 부직포 페이싱을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 단일성분 섬유는 일반적으로 단일 압출기로부터 압출된 중합체 또는 중합체들의 배합물로부터 형성된다. 다성분 섬유는 일반적으로 별도의 압출기들로부터 압출된 2개 이상의 중합체(예를 들면, 2성분 섬유)로부터 형성된다. 중합체는 섬유의 단면에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 위치하는 별개의 구역 내에 배열될 수 있다. 성분은 임의의 바람직한 구성, 예를 들어 시스-코어형(sheath-core), 사이드-바이-사이드형(side-by-side), 파이형(pie), 해중도형(island-in-the-sea), 쓰리 아일랜드형(three island), 불스 아이형(bull's eye), 또는 당 기술분야에 공지된 다양한 다른 배열로 배열될 수 있다. 다성분 섬유를 형성하기 위한 다양한 방법은 Taniguchi 등의 미국 특허 제4,789,592호, Kruege 등의 제4,795,668호, Kaneko 등의 미국 특허 제5,108,820호, Strack 등의 제5,336,552호, Pike 등의 제5,382,400호, Marmon 등의 제6,200,669호에 기재되어 있으며, 이들은 그 전문이 모든 목적을 위해 이에 참고로 본원에 원용된다. 또한 다양한 불규칙 형상의 다성분 섬유는 Largman 등의 미국 특허 제5,057,368호, Largman 등의 제5,069,970호, Hills의 미국 특허 제5,162,074호, Hogle 등의 제5,277,976호, Hills의 제5,466,410호에 기재되어 있으며, 이들은 그 전문이 모든 목적을 위해 이에 참고로 본원에 원용된다.
부직포 페이싱을 형성하는 데 사용되는 섬유들의 원하는 데니어는 원하는 응용예에 따라 가변될 수 있다. 통상적으로, 섬유들은, 6 미만, 일부 실시예들에서는 약 3 미만, 일부 실시예들에서는 약 0.5 내지 약 3의 필라멘트당 데니어(즉, 섬유의 9000미터당 그램 질량과 같은 선형 밀도의 단위)를 갖도록 형성된다.
요구되지는 않지만, 부직포 페이싱은 임의의 종래 기법을 사용하여, 예컨대 압출 주조 공정에 의해서, 접착제 또는 자가(예컨대 외부 접착제의 적용 없이 섬유의 융합 및/또는 자체-접착) 선택적으로 접합될 수 있다. 적합한 자가 접합 기법은 초음파 접합, 열 접합, 통기 접합, 캘린더 접합 등을 포함할 수 있다. 필요한 온도 및 압력은 많은 요인, 이를테면 그것들에 한정되는 것은 아니지만 패턴 접합 면적, 중합체 특성, 섬유 특성 및 부직포 특성에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 페이싱은 2개의 롤 사이에 형성된 닙을 통과할 수 있고, 이들 롤 모두는 통상적으로 패턴되지 않고, 즉 평활하다. 이러한 방식으로, 소량의 압력만이 물질 상에 인가되어 그들을 함께 약하게 접합시킨다. 이론에 의해 제한하려는 의도 없이, 이러한 약하게 접합된 물질은 보다 높은 신장성을 보유할 수 있고 이에 따라 결과적인 적층체의 탄성 및 신장성을 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 닙 압력은 약 0.1 내지 약 20 pli(pounds per linear inch), 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 15 pli, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 10 pli의 범위일 수 있다. 마찬가지로, 롤들 중 하나 이상은 약 15℃ 내지 약 60℃, 일부 실시예에서는 약 20℃ 내지 약 50℃, 일부 실시예에서는 약 25℃ 내지 약 40℃의 표면 온도를 가질 수 있다.
부직포 페이싱은 또한 본 발명의 탄성 필름에 적층 전 또는 후에 기계 및/또는 교차 기계 방향으로 신축될 수도 있다. 적절한 신축 기술은 네킹(necking), 텐터링(tentering), 홈 롤 신축(groove roll stretching) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 페이싱은 예를 들어 Morman에 의한 미국 특허 제4,981,747호, 제4,965,122호, 제5,226,992호, 및 제5,336,545호뿐만 아니라, Morman 등에 의한 미국 특허출원공개 제2004/0121687호에 설명되어 있는 바와 같이 네킹될 수 있다. 대안적으로, 부직포 페이싱은 필름에 적층 전에 적어도 하나의 방향으로 비교적 비신축성으로 잔류할 수 있다. 이러한 실시예에서, 부직포 페이싱은 필름의 적층에 이어서 하나 이상의 방향으로 선택적으로 신축되거나, 분리되거나, 또는 홈 형성(점진적으로 신축)될 수 있다. 페이싱은 또한 다른 공지된 처리 단계, 예를 들어 천공, 열 처리 등이 실시될 수도 있다.
원하는 경우, 본 발명에 의해 고려되는 적층체는 또한 당 기술분야에 공지된 바와 같이 다른 페이싱, 예를 들면 필름, 발포체 등을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 적층체는 추가 부직포 페이싱, 예를 들어 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 습식, 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹 등뿐만 아니라, 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 추가 페이싱은 본디드 카디드 페이싱일 수 있다. 임의의 원하는 길이의 섬유, 예를 들어 스테이플 섬유, 연속 섬유 등이 본디드 카디드 페이싱에서 사용될 수 있다. 임의의 바람직한 길이의 섬유, 예를 들어 스테이플(staple) 섬유, 연속 섬유 등이 사용될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 예를 들면, 약 1 내지 약 150mm, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 50mm, 일부 실시예에서는 약 10 내지 약 40mm, 일부 실시예에서는 약 10 내지 약 25mm 범위의 섬유 길이를 갖는 스테이플 섬유가 사용될 수 있다.
요구되지는 않지만, 추가 페이싱은 경량이면서 저강도의 것일 수도 있다. 예를 들면, 페이싱의 평량은 약 1 내지 약 45 gsm(grams per square meter), 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 30 gsm, 일부 실시예에서는 약 3 내지 약 20 gsm의 범위일 수 있다. 페이싱은 또한 약 350 그램중/인치(폭) 이하, 일부 실시예에서는 약 300 그램중/인치 이하, 일부 실시예에서는 약 50 내지 약 300 그램중/인치, 일부 실시예에서는 약 60 내지 약 250 그램중/인치, 일부 실시예에서는 약 75 내지 약 200 그램중/인치의 교차 기계 방향(“CD”)으로의 피크 하중을 가질 수도 있다. 원하는 경우, 부직포 페이싱은 또한 기계 방향(“MD”)으로의 낮은 강도, 예를 들어 약 3000 그램중/인치(폭) 이하, 일부 실시예에서는 약 2500 그램중/인치 이하, 일부 실시예에서는 약 50 내지 약 2000 그램중/인치, 일부 실시예에서는 약 100 내지 약 1500 그램중/인치의 기계 방향으로의 피크 하중을 가질 수도 있다.
상술한 바와 같이, 추가 부직포 페이싱은 또한 본 발명의 필름에 적층하기 전에 기계 및/또는 교차 기계 방향으로 신축될 수도 있을 뿐만 아니라, 다른 공지된 처리 단계, 예를 들어 천공, 열 처리 등이 실시될 수 있다.
IV. 필름-형성 및 선택적인 적층 기술
본 발명의 필름은 피드 블록(feed block)을 사용하는 압출과 같은 임의의 적절한 방법을 통해 형성될 수 있다. 압출에 의해 필름을 형성하는 하나의 방법이 도 1을 참조하여 이하에서 설명된다. 또한, 적층체가 필름의 일면에 페이싱을 추가함으로써 형성되는 경우, 여기서 3차원 잉크 구조체들이 필름의 타면 상에 존재하는 경우이면, 일 실시예에서, 필름은 통상적으로 도 1에 나타낸 바와 같이 부직포 페이싱의 표면 상에 필름을 직접 압출함으로써 페이싱에 적층될 수 있다. 원하는 경우, 적층은 다양한 기술, 예를 들어, 접착제, 흡입력 등의 사용을 통해 용이하게 될 수 있다.
사용된 적층 기술에 상관 없이, 적절한 접합 온도의 선택이 필름의 열가소성 중합체(들)을 용융시키고 부드럽게 하는 것을 보조할 수 있어, 열가소성 중합체가 흘러서 부직포 페이싱에 융합되어, 일체화 적층체를 형성할 수 있다. 또한, 열가소성 중합체(들)가 접합 부위로서 섬유에 물리적으로 포획되거나 부착될 수 있기 때문에, 적절한 접합 형성은 부직포 페이싱을 형성하는 데에 사용되는 중합체(들)의 상당한 연화를 요구하지 않으면서 달성될 수 있다. 물론, 부직포 페이싱의 온도가 소정의 실시예에서 그의 연화점 이상일 수 있음이 이해되어야 한다. 필름과 부직포 페이싱 사이에 원하는 접합 형성 정도를 달성하기 위해서, 탄성중합체 조성물이 압출되는 온도는 통상적으로 약 50℃ 내지 약 300℃, 일부 실시예에서는 약 60℃ 내지 약 275℃, 일부 실시예에서는 약 70℃ 내지 약 260℃이다.
이제 본 발명의 필름 형성 및 선택적인 적층 기술의 다양한 실시예가 더욱 상세히 설명될 것이다. 도 1은 다층 필름 및 이 다층 필름 및 페이싱을 포함하는 적층체를 형성하기 위한 공정을 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 필름(10)이 인라인 또는 오프라인일 수 있는 주조 또는 블로운 유닛과 같은 필름 공압출 장치(40)로부터 형성된다. 통상적으로, 장치(40)는 2개 또는 3개의 압출기(41)를 포함할 것이다. 코어층을 형성하기 위해서, 중합체 매트릭스 물질을 포함하는 충진 수지가 믹서(도시하지 않음) 내에 준비되고 압출기(41)로 유도된다. 각 스킨층을 형성하기 위해서, 중합체 성분이 코어층의 일면 또는 양면 상에 압출된다. 그런 다음, 다층 필름(10)이 칠 롤러(chill roller)(42) 상에서 냉각될 수 있다. 진공 박스(43)가 칠 롤러의 표면에 가깝게 필름을 유지하는 것을 보조할 수 있다. 에어 나이프(air kinves) 또는 정전 피너(electrostatic pinners)(44)가 또한 필름(10)을 롤러 표면에 대하여 가압한다.
필름 압출 장치(40) 또는 공급된 오프라인 롤로부터, 다층 필름(10)이 선택적으로, 필름의 주행 방향인 기계 방향으로 필름을 점진적으로 신축하고 얇게 하는 복수의 신축 롤러(46a-e)를 갖는 필름 신축 유닛(47)으로 유도될 수 있다. 롤러(46a-e)는 가열될 수 있고 소정 양의 응력을 인가할 수 있으며 다층 필름(10)을 신축된 길이만큼 점진적으로 신축시킬 수 있다. 롤러의 수는 원하는 신축 수준 및 각 쌍의 롤러들 간의 신축량에 따라 증감될 수 있다. 최적의 신축 온도는 필름(10)에서 사용되는 코어층 및 스킨층 중합체에 따라 가변되고, 일반적으로 코어층 내의 매트릭스 중합체의 용융 온도 이하이다.
또한, 요구되지는 않지만, 다층 필름(10)은 당 기술분야에 공지된 종래의 접착제 접합 또는 열 접합 기술을 이용하여, 하나 이상의 기재, 예를 들어 부직포 페이싱에 적층될 수 있다. 기재 및 접합의 유형은 특정의 최종 사용 적용예에 따라 달라질 것이다. 재차 도 1을 참조하면, 필름(10)은 이 필름이 신축된 직후에 부직포 페이싱(30)에 적층될 수 있다. 일 실시예에서는, 스펀본드 웹 또는 멜트블로운 웹일 수 있는 부직포 페이싱(30)이 공급 롤(62)로부터 풀린다. 그런 다음, 부직포 페이싱 물질(30)이 롤러(68-70)의 적층에 의해 형성된 S-롤 배열부(66)의 닙(64)을 통과한다. 그런 다음, 부직포 페이싱 물질(30)이 이 부직포 페이싱(30)의 표면 상에 다이 헤드(die head)(74)를 통해 접착제(73)를 분무하는 스프레이 장비(72) 아래로 지나갈 수 있다. 그런 다음, 접착제 처리가 있거나 없이, 부직포 페이싱(30)이 다층 필름(10)에 결합되고, 필요한 경우 가열될 수 있는 캘린더 롤러들(58) 사이에서 접합될 수 있다. 결과적인 적층체(32)가 공급 롤(60) 상에 감겨서 보관될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 적층체(32)는 공급 롤(60)에 감겨서 보관되기 전에 홈을 형성하여 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 신축성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 탄성 필름이 상기에서 상세히 설명한 바와 같이 부직포 웹과 같은 페이싱에 부착된 때에, 2차원 잉크는 필름을 부직포 페이싱에 부착하기 전 또는 그 후에 부직포 페이싱에 부착되지 않은 필름의 외부 표면 상에 인쇄될 수 있음이 이해되어야 한다. 필름 상에 2차원 잉크를 인쇄하는 데에 사용될 수 있는 특정 공정들이 상기에서 더욱 상세히 설명되어 있다.
당 기술분야에 공지된 다양한 잠재적인 추가 처리 및/또는 마무리 단계, 예를 들어 슬릿팅, 신축 등이 적층체를 활성화시키도록 수행되어, 적층체가 본 발명의 범주 및 사상을 이탈하지 않고서 탄성적으로 활성화된다. 일 실시예에서는, 부직포 페이싱 및/또는 스킨층이 분리되어 원래 물질이 탄성을 갖게 할 수 있다. 대안적으로, 적층체는 선택적으로 교차 기계 방향 및/또는 기계 방향으로 기계적으로 신축되어 신장성을 향상시키고 적층체의 탄성 성분을 활성화시킬 수 있다. 예를 들면, 적층체는 원하는 신축 방향에 따라 적층체를 CD 및/또는 MD 방향으로 점진적으로 신축시키는 CD 및/또는 MD 방향으로의 홈들을 갖는 2개 이상의 롤을 통해 진행될 수 있다. 예를 들면, 3차원 잉크 구조체들(50)이 도 5에서와 같이 기계 방향을 따라 일반적으로 연속하는 선형 경로(54) 내에 인쇄되는 경우, 부직포 페이싱 내의 홈들이 또한 기계 방향으로 형성될 수 있고, 여기서 홈들은 3차원 잉크 구조체들(50)의 별도의 연속하는 경로(들)(54) 사이의 갭(55) 내에 형성될 수 있다. 그런 다음, 이러한 홈 형성이 기계 방향에 대략 수직인 신축을 제공하여, 적층체가 교차 기계 방향으로 신축 가능할 것이다. 한편, 3차원 잉크 구조체들이 일반적으로 도 11에서와 같이 교차 기계 방향을 따라 선형 경로 내에 연속하는 경우, 부직포 페이싱 내의 홈들이 또한 교차 기계 방향으로 형성될 수 있고, 여기서 홈들은 3차원 잉크 구조체들의 별도의 일반적으로 선형인 연속하는 경로(들)(54) 사이의 갭(55) 내에 형성될 수 있다. 그런 다음, 이러한 홈 형성이 교차 기계 방향에 대략 수직인 신축을 제공하여, 적층체가 기계 방향으로 신축 가능할 것이다. 한편, 다른 실시예에서는, 예를 들어 도 8 또는 도 10e, 도 10f, 도 10g, 도 10h, 도 10i, 도 10j, 도 10k, 또는 도 10l에서, 부직포 페이싱의 홈 형성은 적층체의 교차 기계 방향 및 기계 방향 양쪽으로 수행되어, 교차 기계 방향 및 기계 방향 양쪽으로 적층체의 이축 신축을 촉진시킬 수 있다. 또한, 일부 실시예에서는, 갭이 필름의 신축성을 더욱 향상시킬 수 있어 다른 실시예에서는 바람직할 수 있지만, 홈 형성이 연속하는 갭의 부재시에도 신축을 촉진할 수 있기 때문에, 부직포 페이싱 및 필름의 형성이 3차원 인쇄 구조체들(50) 사이의 연속하는 갭(예컨대, 도 2b, 도 3, 도 4, 도 5, 도 7, 도 8, 및 도 11에서의 참조 번호 55, 56, 및 57)의 필요성을 제거할 수 있음이 또한 이해되어야 한다.
이러한 홈 형성 부속/앤빌 롤 배열은 Rhim 등에 의한 미국 특허출원공개 제2004/0110442호 및 Gerndt 등에 의한 미국 특허출원공개 제2006/0151914호에 설명되어 있고, 이들 문헌의 전체 내용이 모든 목적을 위해 참조로 본 명세서에 포함된다. 홈 롤은 스틸 또는 다른 경질 물질(예를 들어 경질 고무)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 다층 필름은 달성된 물질의 신장율이 탄성 코어층 및 열가소성 스킨층의 산출 신장율을 넘는 깊이로 홈 형성함으로써 활성화될 수 있다. 상술한 홈 형성은 적층체를 신축시켜서 탄성적으로 회복시킬 수 있는 방식으로 적층체의 페이싱 성분을 나눌 수 있다.
필요하다면, 증가하는 신축의 인가 바로 전에 또는 도중에 적층체가 다소 이완되어 연장이 용이해지도록 적층체에 열을 가할 수 있다. 열은, 가열된 공기, 적외선 히터, 가열된 닙 롤, 또는 하나 이상의 가열된 롤이나 스팀 캐니스터 주위로의 적층체의 부분적 래핑 등의 당해 기술에 알려져 있는 임의의 적절한 방법에 의해 가해질 수 있다. 또한, 열을 홈 롤들 자체에 가할 수 있다. 또한, 서로 바로 인접하여 위치하는 두 개의 홈 롤 등의 다른 홈 롤 구성도 동등하게 적절하다는 점을 이해하기 바란다.
상술한 홈 롤 이외에, 다른 기술이 하나 이상의 방향으로 적층체를 기계적으로 신축시키거나 활성화시키는 데에 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 적층체는 이 적층체를 신축시키는 텐터 프레임을 통과할 수 있다. 이러한 텐터 프레임은 당 기술분야에 잘 알려져 있고, 예를 들면, Morman 등에 의한 미국 특허출원공개 제2004/0121687호에 설명되어 있다. 적층체는 또한 네킹될 수 있다. 적절한 네킹 기술은 Morman에 의한 미국 특허 제4,981,747호, 제4,965,122호, 제5,226,992호, 및 제5,336,545호뿐만 아니라, Morman 등에 의한 미국 특허출원공개 제2004/0121687호에 설명되어 있고, 이들 문헌의 전체 내용이 모든 목적을 위해 참조로 본 명세서에 포함된다. 적층체를 활성화시키기 위한 다른 접근법은 코어층이 탄성을 갖게 되도록 탄성 코어층으로부터 페이싱 및/또는 열가소성 스킨층(들)을 분리하는 것을 포함한다.
상기한 다양한 적층체 활성화 방법(분리, 홈 형성, 신축 등)이 잉크의 적용 전 또는 후에 수행될 수 있음이 이해되어야 한다. 놀랍게도, 본 발명자들은, 상술한 홈 형성 활성화 방법이 2차원 잉크 구조체들에 손상을 주지 않는 것을 발견하였고, 이는, 필름이 부직포 페이싱에 부착되기 전에 잉크가 필름 상에 인쇄될 수 있음을 의미하고, 또한 2차원 잉크 구조체들이 열 또는 임의의 다른 방법에 의해 3차원 잉크 구조체들로 활성화될 수 있고 필름이 홈 형성에 의해 동시에 그리고 더욱 효율적인 방식으로 활성화될 수 있음을 의미한다.
또한, 일부 실시예에서, 적층체의 필름 구성요소는 요구에 따라 원하는 위치에서, 예를 들어 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이의 갭에서 필름의 의도적인 찢음 또는 떼어냄을 촉진하는 수단으로서 초음파적으로 접합될 수 있다.
V. 용품
본 발명의 필름 또는 적층체는 다양한 적용예에서 사용될 수 있다. 생성된 필름 또는 적층체는 광범위한 개인 위생 흡수 용품 및 의료 용품에 사용될 수도 있다. “흡수 용품”은 일반적으로 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 임의의 용품을 말한다. 통상적으로, 흡수 용품은, 실질적으로 액체 불투과성 층(예를 들어, 외부 커버), 액체 투과성 층(예를 들어, 신체측 라이너, 서지(surge)층 등), 및 액체 불투과성 층과 액체 투과성 층 사이에 배치된 흡수성 코어를 포함한다. 흡수 용품은 한정하지 않고, 기저귀, 훈련 팬티, 수영복, 흡수성 속옷, 성인 요실금 제품, 여성 위생 제품 등을 포함한다. 의료 제품은 의료용 의류, 언더패드, 붕대, 드레이프, 의료용 와이프 등을 포함한다. 다른 흡수 용품의 예로는 수영복, 아기 와이프 등, 식품 서비스 와이퍼, 의류 용품 등을 포함한다. 이러한 흡수 용품들을 형성하는 데 적절한 재료와 공정은 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
하나의 특정 실시예에서, 본 발명의 필름 또는 적층체는 탄성 측면 패널을 포함하는 흡수성 개인 위생 용품의 성분일 수 있다. 필름이나 적층체는 탄성 측면 패널의 성분일 수 있고, 필름의 외부 표면의 3차원 잉크 구조체들은 일련의 선인 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 선들 사이의 간격은 흡수성 개인 위생 물품 용 풀림 영역으로서 사용될 수 있다. 또한, 측면 패널의 전체 탄성 필름 성분을 덮은 부직포 페이싱에서와 훨씬 동일한 방식이지만, 단지 탄성 필름 성분의 일부를 피복함으로써 보다 비용 효율적인 방식으로, 3차원 잉크 구조체들은 탄성 측면 패널에 원하는 손 또는 느낌을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 필름 또는 적층체는 탄성 허리, 다리 커프/가스켓, 신축성 귀, 신축성 외부 커버, 및 섀시 응용예들에서 사용될 수도 있다.
본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
시험 방법
인장 특성
MTS Test Works 데이터 취득 능력이 구비된 Sintech 1S 전자-기계 시험 프레임 상에서 인장 측정을 실시하였다. 사용된 크로스헤드 속도는 20 인치/분이었다. 3 인치 x 7 인치의 치수를 갖는 직사각형 시편을 3 인치의 게이지 길이에서 페임의 조들(jaws) 내에 로딩하였다. 하중-변위 데이터를 특정 시간 간격으로 수집하였다. 하중 및 변위의 지식으로부터, 파단 신장율 및 대응하는 파단 하중을 얻었다. 물질의 인성(toughness)을 하중-변위 곡선 아래에 있는 면적을 적분함으로써 계산하였다.
절취된 시편 예들의 경우, 샘플들을 샘플당 1회 사용하는 새로운 면도날을 사용하여 절취하였다. 0.5mm 노치를 적층체 물질의 미인쇄 부분뿐만 아니라 3차원 구조체들로 인쇄된 적층체 물질의 부분 내에 도입하였다. 모든 인장 시험 조건은 2 인치의 게이지 길이가 데이터를 수집하는 데에 사용한 것을 제외하고는 상술한 바와 동일하였다.
실시예 1
일면 상에 인쇄된 3차원 잉크 구조체들과 타면 상에 부직포 페이싱을 갖는 다층 필름을 포함하는 적층체를 형성하는 능력을 입증하였다. 3층 필름을 형성할 수 있도록 피드 블록 및 필름 다이로 끼워 맞춰진 단축 압출기가 구비된 필름 라인 상에서 3층 필름을 제조하였다. 3층 필름은 2개의 5 중량% 스킨층 사이에 위치하는 90 중량% 코어층을 포함한다. 코어층은 99 중량% VISTAMAXXTM 6102 플라스토머 및 1 중량% 이산화티타늄 안료인 한편, 각각의 스킨층은 65 중량% DOWLEXTM 2107 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 34 중량% DOWLEXTM 2517 LLDPE, 및 1 중량% 이산화티타늄 안료이었다. 후술하는 샘플 1-3에 대하여, 필름을 칠 롤 상에서 압출 주조하였고, 그런 다음 2개의 캘린더 롤의 닙으로 공급하였고, 여기서 15 gsm 폴리에틸렌 스펀본드 페이싱을 3층 필름의 일면에 압력 하에서 접착제로 부착하였다. 다음에, 결과적인 적층제를 3 와트/제곱피트/분의 밀도로 플라스마 처리해서 적층체의 필름 측면 상에 45 다인/cm보다도 큰 표면 에너지를 달성하였다. 그런 다음, 필름의 외부-대향 표면(즉, 스펀본드 페이싱에 인접하지 않은 표면)을 도 2a에 나타낸 패턴으로 30 bcm(billions of cubic microns)의 부피를 갖는 애닐록스 롤을 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 시스템을 통해 AQUAPUFFTM 청색 잉크로 인쇄하였다. 각각의 대략 선형인 연속하는 경로들 사이에 갭이 존재하도록 잉크를 기계 방향을 따라 대략 선형인 연속하는 경로 내에 인쇄하였다. 기재를 38℃로 유지함으로써 가열된 오븐을 통해 강제된 에어 드래프트(forced air draft)로 잉크를 인라인 건조하였다. 그런 다음, 기재를 1분 동안 110℃로 가열하여 잉크를 2차원 구조체로부터 3차원 구조체로 퍼프하였다.
한편, 샘플 4에 대하여, 샘플 1-3을 참조하여 상술한 것과 동일한 구성요소를 포함하는 3층 필름을 칠 롤 상에서 압출 주조하였고, 그런 다음 2개의 캘린더 롤의 닙 내로 공급하였고, 여기서 15 gsm 폴리에틸렌 스펀본드 페이싱을 3층 필름의 각 면에 압력 하에서 접착제로 부착하였다.
다음에, 샘플 1-4에 대하여 기계 시험을 수행하였다. 샘플 1은, 3차원 잉크 구조체들이 일면 상에 인쇄되어 있고, 샘플 내에 어떠한 노치도 없는 시험하는 타면 상에 15 gsm 폴리에틸렌 부직포 페이싱이 부착된 필름을 포함하는 적층체이었다. 샘플 2는, 3차원 퍼프된 잉크 구조체를 포함하는 적층체의 필름면의 부분 내에 5mm 노치가 형성된 샘플 1에서와 같이 형성된 적층체이었다. 샘플 3은, 필름만을 포함하고 3차원 퍼프된 잉크 구조체가 없는 적층체의 필름면의 부분 내에 5mm 노치가 형성된 샘플 1에서와 같이 형성된 적층체이었다. 샘플 4는, 2개의 15 gsm 폴리에틸렌 부직포 페이싱 사이에 위치하는 상술한 바와 같이 형성된 필름을 포함하는 적층체(어떠한 3차원 잉크 구조체도 존재하지 않음)이었다. 인장 시험 결과가 하기 표 1에 기재되어 있다.
샘플 파단 신장율 (%) 파단시 하중 (g-힘) 인성 (lb.in)
1 400 2600 50
2 130 1100 2
3 80 920 1
4 770 3100 84
표 1에 나타낸 바와 같이, 일면 상에 인쇄된 3차원 잉크 구조체들 및 타면 상에 스펀본드 페이싱을 갖는 탄성 필름을 포함하는 적층체(샘플 1)는 2개의 스펀본드 페이싱 사이에 배치된 탄성 필름을 포함하는 적층체(샘플 4)에 비해서 더 낮은 파단 하중 및 파단 신장율%를 나타냈지만, 샘플 1은 여전히 탄성 적층체에 대하여 허용 가능한 특성을 나타낸다.
또한 표 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 외부 표면 상에 3차원 잉크 구조체들을 포함하는 필름을 포함하는 적층체는, 샘플 2 및 3의 비교에 의해 입증된 바와 같이, 3차원 잉크 구조체들이 존재하지 않는 필름 내의 갭에서 처음에 파단하거나, 떼어내거나 또는 찢을 가능성이 더 높다. 예를 들면, 노치가 필름 상의 3차원 잉크 구조체 내에 형성되었을 때(샘플 2), 필름은 파단하기 전에 130%까지 신장할 수 있는 한편, 노치가 잉크 구조체를 포함하지 않는 필름 상의 갭 내에 형성되었을 때(샘플 3)에는, 필름이 파단하기 전에 80%까지만 신장할 수 있다. 따라서, 필름의 외부 표면 상에 인쇄된 3차원 잉크 구조체들의 위치를 제어함으로써, 필름의 의도적인(요구에 따른) 찢음 또는 떼어냄이 제어될 수 있다.
본 발명을 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명하였지만, 통상의 기술자라면, 전술한 바를 이해함에 따라, 이러한 실시예들에 대한 대체예, 변형예, 균등예를 쉽게 구상할 수 있다는 점을 알 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 청구범위 및 그 균등물로서 평가되어야 한다.

Claims (20)

  1. 기계 방향 및 교차 기계 방향을 갖는 탄성 필름으로, 상기 필름은 제1 외부-대향 표면, 제2 외부-대향 표면, 및 3차원 잉크 구조체들을 포함하고, 여기서 각각의 상기 3차원 잉크 구조체들은 패턴의 우세한 방향으로 연장되며 상기 제1 외부-대향 표면 상에 존재하고, 여기서 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 연속식 갭이 존재하고, 여기서 상기 필름은 상기 3차원 잉크 구조체들이 연장되는 상기 패턴의 우세한 방향에 수직인 방향으로 상기 연속식 갭을 따라 신축할 수 있으며, 여기서 상기 필름은 대향하는 제1 및 제2 스킨층 사이에 위치하는 코어층을 포함하고, 또한 여기서 상기 코어층은 프로필렌계 플라스토머 또는 에틸렌계 플라스토머를 포함하는, 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패턴은 개별 선, 선들의 그룹, S-형상들의 그룹, 이산 점들의 그룹, 반복하는 기하학적 형상들의 그룹, 또는 이들의 조합을 포함하는, 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패턴의 우세한 방향은 상기 필름의 기계 방향을 따라 진행하고, 또한 여기서 상기 연속식 갭은 상기 필름의 기계 방향을 따라 진행하는, 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패턴의 우세한 방향은 상기 필름의 교차 기계 방향을 따라 진행하고, 또한 여기서 상기 연속식 갭은 상기 필름의 교차 기계 방향을 따라 진행하는, 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 3차원 잉크 구조체들은 0.25mm 내지 25mm 범위의 기계 방향 또는 교차 기계 방향으로의 폭을 갖고, 여기서 상기 폭은 상기 패턴의 우세한 방향에 수직인, 필름.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연속식 갭은 0.5mm 내지 20mm 범위의 기계 방향 또는 교차 기계 방향으로의 거리에 걸쳐 있고, 여기서 상기 거리는 상기 패턴의 우세한 방향에 수직인, 필름.
  7. 제1항 또는 제2항의 필름을 포함하는 흡수성 개인 위생 용품.
  8. 제1항 또는 제2항의 필름 및 부직포 페이싱 층을 포함하는 적층체로, 여기서 상기 부직포 페이싱 층은 상기 제2 외부-대향 표면에 부착되는, 적층체.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스킨층은 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는, 필름.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패턴의 우세한 방향은 상기 필름의 교차 기계 방향에 대하여 15° 내지 90° 범위인 각도로 있는, 필름.
  11. 기계 방향 및 교차 기계 방향을 갖는 탄성 필름을 제조하는 방법으로, 상기 방법은,
    탄성 필름을 압출하는 단계로서, 여기서 상기 필름은 대향하는 제1 및 제2 스킨층 사이에 위치하는 코어층을 포함하고, 또한 여기서 상기 코어층은 프로필렌계 플라스토머 또는 에틸렌계 플라스토머를 포함하는, 단계;
    상기 필름의 제1 외부-대향 표면 상에 2차원 잉크를 패턴으로 인쇄하는 단계;
    상기 2차원 잉크를 활성화해서 상기 필름의 상기 외부-대향 표면 상에 3차원 잉크 구조체들을 형성하는 단계; 및
    부직포 페이싱을 상기 필름의 제2 외부-대향 표면에 적층해서 적층체를 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 적층체에는 상기 부직포 페이싱을 분리함으로써 또는 상기 적층체를 홈 롤 위로 지나가게 함으로써 탄성의 활성화를 부여하고,
    여기서 상기 3차원 잉크 구조체들은 패턴의 우세한 방향으로 연장되고, 여기서 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 연속식 갭이 존재하고, 또한 여기서 상기 필름은 상기 3차원 잉크 구조체가 연장되는 패턴의 우세한 방향에 수직인 방향으로 상기 갭을 따라 신축할 수 있는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 필름은 제1 스킨층과 제2 스킨층 사이에 위치하는 코어층을 포함하고, 여기서 상기 잉크는 상기 제2 스킨층의 외부-대향 표면 상에 인쇄되는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 필름은 상기 필름의 외부-대향 표면 상에 상기 2차원 잉크를 인쇄하기 전에 코로나 처리 또는 플라즈마 처리로 처리되는, 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 2차원 잉크는 50℃ 내지 200℃ 범위의 온도로 필름을 가열함으로써 활성화되는, 방법.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 패턴의 우세한 방향은 상기 필름의 기계 방향을 따라 진행하는, 방법.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 패턴의 우세한 방향은 상기 필름의 교차 기계 방향을 따라 진행하는, 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 부직포 페이싱에는 상기 기계 방향으로 홈이 형성되어 상기 적층체에 상기 교차 기계 방향으로의 신축을 제공하거나, 상기 교차 기계 방향은 상기 적층체에 상기 기계 방향으로의 신축을 제공하거나, 또는 상기 기계 방향 및 상기 교차 기계 방향은 상기 적층체에 이축 신축을 제공하는, 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 부직포 페이싱 내의 홈 형성은 z(깊이) 방향으로의 상기 연속식 갭과 대응하는 위치에 형성되는, 방법.
  19. 기계 방향 및 교차 기계 방향을 갖는 필름으로, 상기 필름은 제1 외부-대향 표면, 제2 외부-대향 표면, 및 3차원 잉크 구조체들을 포함하고, 여기서 각각의 상기 3차원 잉크 구조체들은 패턴의 우세한 방향으로 연장되며 상기 제1 외부-대향 표면 상에 존재하고, 여기서 인접하는 3차원 잉크 구조체들 사이에 연속식 갭이 존재하고, 여기서 상기 필름은 탄성 또는 비탄성이며, 여기서 상기 필름은 대향하는 제1 및 제2 스킨층 사이에 위치하는 코어층을 포함하고, 또한 여기서 상기 코어층은 프로필렌계 플라스토머 또는 에틸렌계 플라스토머를 포함하는, 필름.
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