KR102484579B1 - 구배 변형 패턴을 가진 필름 및 백 - Google Patents

구배 변형 패턴을 가진 필름 및 백 Download PDF

Info

Publication number
KR102484579B1
KR102484579B1 KR1020227001643A KR20227001643A KR102484579B1 KR 102484579 B1 KR102484579 B1 KR 102484579B1 KR 1020227001643 A KR1020227001643 A KR 1020227001643A KR 20227001643 A KR20227001643 A KR 20227001643A KR 102484579 B1 KR102484579 B1 KR 102484579B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoplastic
film
bag
thermoplastic film
variant
Prior art date
Application number
KR1020227001643A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220024648A (ko
Inventor
에드워드 비 터커
로버트 티 도르시
란이 주
씨어도어 코리 파이츠
젤리코 비도빅
마이클 지 보차트
제이슨 알 맥스웰
숀 티 브로어링
다니엘 씨 펙
Original Assignee
더 글래드 프로덕츠 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 글래드 프로덕츠 컴파니 filed Critical 더 글래드 프로덕츠 컴파니
Publication of KR20220024648A publication Critical patent/KR20220024648A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102484579B1 publication Critical patent/KR102484579B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D33/00—Details of, or accessories for, sacks or bags
    • B65D33/02—Local reinforcements or stiffening inserts, e.g. wires, strings, strips or frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/18—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets by squeezing between surfaces, e.g. rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B32B7/14—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties applied in spaced arrangements, e.g. in stripes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D33/00—Details of, or accessories for, sacks or bags
    • B65D33/16—End- or aperture-closing arrangements or devices
    • B65D33/28—Strings or strip-like closures, i.e. draw closures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65F—GATHERING OR REMOVAL OF DOMESTIC OR LIKE REFUSE
    • B65F1/00—Refuse receptacles; Accessories therefor
    • B65F1/0006—Flexible refuse receptables, e.g. bags, sacks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7128—Bags, sacks, sachets
    • B29L2031/7129—Bags, sacks, sachets open
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/02—Open containers
    • B32B2439/06—Bags, sacks, sachets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Bag Frames (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

열가소성 필름 및 백은 형성 후 변형의 구배 패턴을 포함한다. 형성 후 변형의 구배 패턴은 강도의 의미를 제공할 수 있다. 추가적으로, 형성 후 변형의 구배 패턴은 인열 저항, 천공 저항, 탄성 등과 같은 물리적 특성이 다른 필름 또는 백의 다른 영역을 제공할 수 있다.

Description

구배 변형 패턴을 가진 필름 및 백
교차-참조
본 출원은 2019년 7월 18일에 출원된 미국 가출원 번호 62/875,633의 혜택 및 우선권을 주장한다. 개시는 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
본 출원은 일반적으로 열가소성 필름 및 그로부터 형성된 구조물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 구배 패턴을 가진 열가소성 필름 및 백(bag)에 관한 것이다.
열가소성 필름은 다양한 상업 및 소비자 제품에서 통상적인 구성 요소이다. 예를 들어, 식료품 백, 쓰레기 백, 자루(sack) 및 포장 재료는 통상적으로 열가소성 필름으로 만들어진 제품이다. 추가적으로, 여성 위생 용품, 아기 기저귀, 성인용 요실금 제품 및 기타 여러 제품은 열가소성 필름을 어느 정도 포함한다.
열가소성 필름을 포함한 제품을 생산하기 위한 비용은 열가소성 필름의 비용과 직접적으로 관련된다. 최근 열가소성 재료의 비용이 상승하였다. 이에 대응하여 많은 제조자는 주어진 제품에서 열가소성 재료의 양을 감소시킴으로써 제조 비용을 통제하려고 시도한다.
제조자가 생산 비용을 줄이기 위해 시도할 수 있는 한 가지 방법은 더 얇은 필름을 사용하거나 열가소성 필름을 연신하여, 표면적을 늘리고 주어진 크기의 제품을 생산하는데 필요한 열가소성 필름의 양을 줄이는 것이다. 연신의 통상적인 방향은 "기계 방향" 및 "가로 방향" 연신을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "기계 방향(machine direction)" 또는 "MD"는 필름의 길이를 따른 방향, 또는 다르게 말하면 압출 및/또는 코팅 동안 필름이 형성될 때, 필름의 방향을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "가로 방향(transverse direction)" 또는 "TD"는 필름을 가로지르는 또는 기계 방향에 수직인 방향을 지칭한다.
기계 방향으로 필름을 연신하는 통상적인 방법은 기계 방향 배향("MDO", machine direction orientation) 및 증분(incremental) 연신을 포함한다. MDO는 활면 롤러(smooth roller) 쌍 사이에서 필름을 연신하는 것을 포함한다. 통상적으로, MDO는 활면 롤러의 순차적 쌍의 닙(nip)을 통해 필름을 움직이는 것을 포함한다. 첫 번째 롤러 쌍은 두 번째 롤러 쌍의 속도보다 느린 속도에서 회전한다. 롤러 쌍의 회전 속도의 차이가 롤러 쌍 사이의 필름이 연신되게 할 수 있다. 롤러 속도의 비율은 필름이 연신되는 양을 대략적으로 결정할 것이다. MDO는 필름을 기계 방향으로 연속적으로 연신하며, 배향된 필름을 만드는데 종종 사용된다.
한편, 열가소성 필름의 증분 연신은 전형적으로 홈이 있는 롤러 또는 톱니가 있는 롤러 사이에서 필름을 움직이는 것을 포함한다. 롤러의 홈이나 톱니는 필름이 롤러 사이를 통과함에 따라 필름을 맞물리고 연신한다. 증분 연신은 필름 전체에 균일한 간격으로 많은 작은 증분으로 필름을 연신할 수 있다. 맞물리는 톱니가 관여하는 깊이는 연신 정도를 통제할 수 있다.
불행히도, 연신되거나 얇아진 열가소성 필름은 바람직하지 않은 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 더 얇은 열가소성 필름은 전형적으로 더 투명하거나 반투명하다. 추가적으로, 소비자는 통상적으로 더 얇은 필름을 약함과 연관시킨다. 이러한 소비자는 더 얇은 필름을 가진 제품을 구매할 때 그들의 돈에 비해 덜한 가치를 받는다고 느낄 수 있고, 따라서 더 얇은 열가소성 필름을 구입하도록 설득되지 않을 수 있다. 이로써, 제조자는 잠재적인 재료 절약에도 불구하고 필름을 연신하지 않거나 더 얇은 필름을 사용하도록 설득되지 않을 수 있다.
따라서, 열가소성 필름 및 제조 방법에 있어서 여러가지 고려사항이 있다.
본 개시의 하나 이상의 구현예는 구배 변형 패턴을 포함하는 열가소성 필름 및/또는 백으로 당업계의 하나 이상의 문제를 해결한다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예에서, 열가소성 필름은 구배 패턴으로 배열된 반복 단위 또는 형태로 배열된 복수의 변형을 포함한다. 구배 변형 패턴은 열가소성 필름에 강화된 외관을 제공할 수 있다. 열가소성 필름에 강화된 외관을 부여함으로써, 본원에 설명된 하나 이상의 구현예는 열가소성 필름을 더 두껍거나 더 강하게 보이게 만든다. 이러한 강화된 외관은 소비자들이 더 얇은 필름을 가진 제품을 구매하더라도 더 두꺼운 제품을 받는다고 느끼게 할 수 있다.
또한, 변형은 열가소성 필름에 증가된 탄성 또는 강도를 제공할 수 있다. 변형의 구배 패턴 또는 배열은 열가소성 필름을 따라 하나 이상의 방향으로 증가하거나 감소하는 탄성 또는 강도를 필름에 제공할 수 있다. 예를 들어, 한 백 구현예에서, 백의 바닥에서 백의 상단으로 크기가 증가하는 변형의 구배 패턴은 백의 상단에 증가된 탄성을 제공하여 백이 과도하게 채워지거나 백이 쓰레기통 주위에 연신되게 할 수 있다. 따라서, 변형의 구배 패턴은 시각적 및 물리적 혜택 둘 다를 제공할 수 있다.
더욱이, 형성 후 변형(post-formation deformation)을 포함하는 열가소성 필름의 한 구현예는 제 1 형태 및 제 1 크기를 포함하는 제 1 변형 반복 단위를 포함하는 복수의 제 1 변형; 제 1 형태 및 제 2 크기를 포함하는 제 2 변형 반복 단위를 포함하는 복수의 제 2 변형으로, 제 2 크기는 제 1 크기보다 작은 것인 복수의 제 2 변형; 및 제 1 형태 및 제 3 크기를 포함하는 제 3 변형 반복 단위를 포함하는 복수의 제 3 변형으로, 제 3 크기는 제 2 크기보다 작은 것인 복수의 제 3 변형을 포함한다. 더욱이, 제 1 변형, 제 2 변형 및 제 3 변형은 제 1, 제 2 및 제 3 변형 반복 단위가 구배 패턴을 형성하도록 열가소성 필름에 배열된다.
추가로, 형성 후 변형을 포함하는 열가소성 백의 구현예는, 제 1 측면 에지, 제 2 측면 에지, 및 바닥 에지를 따라 함께 접합된 제 1 측벽 및 제 2 측벽을 포함한다. 열가소성 백은 바닥 에지에 대향하는 개구부를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 측벽은 제 1 측벽 및 제 2 측벽에 형성된 복수의 변형을 포함한다. 복수의 변형은 돌출부의 변형 반복 단위의 크기가 열가소성 백의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함한다.
전술한 것 이외에, 형성 후 변형을 가진 열가소성 필름을 제조하는 방법의 구현예는, 돌출부의 변형 반복 단위의 크기가 제 1 맞물림 롤러 및 제 2 맞물림 롤러 사이에 열가소성 필름을 통과시킴으로써 열가소성 필름의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함하는 열가소성 필름에서 복수의 변형을 형성하는 단계를 포함한다. 제 1 맞물림 롤러는 돌출부의 반복 단위의 크기가 제 1 맞물림 롤러의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열된 돌출부의 반복 단위를 포함한다. 방법은 복수의 변형을 가진 열가소성 필름을 열가소성 백으로 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
추가적인 특징 및 이점은 이어지는 설명에서 개시될 것이고, 부분적으로는 설명으로부터 명백하거나, 또는 이러한 예시적인 구현예의 실행에 의해 학습될 수 있다. 이러한 구현예의 특징 및 이점은 첨부된 청구범위에서 특히 지적된 도구 및 조합에 의해 실현되고 획득될 수 있다. 이들 및 기타 특징은 이어지는 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전히 명백해질 것이며, 또는 이하에서 개시되는 바와 같은 예시적인 구현예의 실행에 의해 학습될 수 있다.
본원에 포함되어 있다.
본 개시의 상기 인용된 이점 및 특징과 다른 이점 및 특징이 획득될 수 있는 방식을 설명하기 위해, 위에서 간략하게 설명된 본 개시의 보다 구체적인 설명은 첨부된 도면에 예시된 그의 특정 구현예를 참조하여 제공될 것이다. 도면은 축척에 맞춰 그려진 것이 아니며, 유사한 구조 또는 기능의 요소는 일반적으로 도면 전체에 걸쳐 예시 목적으로 유사한 참조 번호로 표시된다는 점에 유의해야 한다. 이들 도면은 본 개시의 전형적인 구현예만을 도시하고, 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해하고, 본 개시는 첨부된 도면의 사용을 통해 추가적인 구체성 및 상세사항이 기술되고 설명될 것이다.
도 1a 내지 1c는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 다양한 수의 하위층을 가진 열가소성 필름의 부분 측단면도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 필름에서 변형의 패턴(예: 융기된 리브(rib)형 요소)을 형성하는데 사용되는 구조적 탄성 유사 필름(SELF, structural elastic like film) 롤러 쌍의 사시도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 SELF화된(SELF'ed) 필름의 사시도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 구현예예에 따라 다층 구조적 탄성 유사 필름화된 필름의 사시도를 도시한다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 필름에서 변형의 패턴(예: 더 두꺼운 리브 및 더 얇고 연신된 웹)을 형성하는데 사용되는 링 롤러 쌍의 사시도를 도시한다.
도 5b는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 도 5a에 도시된 링 롤러를 통과하는 필름의 부분 측면도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 필름에서 변형의 패턴(예: 필름으로 압착된 형성물)을 형성하기 위해 사용된 엠보싱 롤러 쌍의 사시도를 도시한다.
도 7a는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 사시도를 도시한다.
도 7b는 도 7a의 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 7c는 도 7a의 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 배면도를 도시한다.
도 7d는 도 7a의 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 측면도를 도시한다.
도 7e는 도 7a의 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 평면도를 도시한다.
도 7f는 도 7a의 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 저면도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 다른 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 또 다른 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 폭에 걸쳐 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 폭 및 높이에 걸쳐 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 높이에 걸쳐 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 폭에 걸쳐 증가 및 그 후 감소하는 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 14a 내지 14f는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 변형 반복 단위의 패턴을 도시한다.
도 15는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 종횡비에 비례하는 종횡비를 가진 변형 반복 단위를 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 16은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 폭에 비례하는 폭을 가진 변형 반복 단위를 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 17은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 높이에 비례하는 높이를 가진 변형 반복 단위를 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 18은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 변형 영역의 종횡비에 비례하는 종횡비를 가진 변형 반복 단위를 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 19는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 변형 영역의 폭에 비례하는 폭을 가진 변형 반복 단위를 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 20은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따른 열가소성 백의 변형 영역의 높이에 비례하는 높이를 가진 변형 반복 단위를 가진 열가소성 백의 정면도를 도시한다.
도 21은 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백을 제조하기 위한 공정의 개략도를 예시한다.
도 22는 본 개시의 하나 이상의 구현예에 따라 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 열가소성 백을 제조하기 위한 공정의 개략도를 예시한다.
본 발명의 하나 이상의 구현예는 구배 패턴으로 배열된 변형을 가진 단일 또는 다층 열가소성 필름을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예에서, 열가소성 필름은 구배 패턴으로 배열된 반복 단위 또는 형태로 배열된 복수의 변형을 포함한다. 특히, 복수의 변형은 열가소성 필름의 하나 이상의 방향에 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상인 변형 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변형 반복 단위는 열가소성 필름의 길이 및/또는 폭을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작을 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 변형은 열가소성 필름으로 형성된 구조를 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, "변형"은 열가소성 필름의 변화, 왜곡, 얇아짐 또는 연신을 지칭한다. 예를 들어, 아래에 설명된 SELF화(구조적 탄성 유사 필름화, SELE'ing)와 관련하여, 변형은 SELF화 맞물림 롤러에 의해 형성된 Z 방향으로 연장하는 융기된 리브(rib)-형 요소일 수 있다. 또한, 링 롤링과 관련하여, 변형은 더 얇게 연신된 웹에 의해 한정된 두꺼운 리브일 수 있다. 다른 예에서, 후술되는 엠보싱과 관련하여, 변형은 엠보싱 롤러에 의해 생성된 음각 형성물일 수 있다. 형성 후 변형은, 필름의 형성 동안 형성되는 압출된 리브와 같은 형성 변형과 달리, 필름이 형성된 후에 필름으로 형성된 변형이다.
본원에서 사용되는 바와 같이 변형 반복 단위는 형태를 형성하는 변형의 그룹화 또는 패턴으로 반복되는 형태의 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변형 반복 단위는 육각형, 다이아몬드형, 원형 또는 기타 형태를 형성하는 변형을 복수로 포함할 수 있다. 또 다른 구현예들에서, 변형 반복 단위는 제 1 형태를 형성하는 변형들의 제 1 그룹화 및 제 2 형태를 형성하는 변형들의 제 2 그룹화를 포함할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 복수의 변형은 열가소성 필름의 하나 이상의 방향을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상인 변형 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변형 반복 단위는 크기별로 필름의 하나 이상의 방향에 걸쳐 정렬된 복수의 상이한 크기를 포함한다. 예를 들어, 변형 반복 단위는 필름 하단에서 작게 시작하여 필름 높이를 따라 크기가 증가할 수 있다.
아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 구현예는 구조적 탄성 유사 필름(SELF) 공정, 링 롤링 또는 엠보싱 중 하나 이상을 사용하여 필름으로 변형을 형성하는 것을 포함한다. 변형의 패턴의 배열은 위에서 언급된 구배 패턴을 제공한다. 구배 패턴을 제공하는 것 외에도, 변형은 증가된 필름 특성(인열 저항, 탄성 등)을 제공할 수 있다. 더욱이 변형은 텍스쳐 및/또는 증가된 로프트/게이지를 제공할 수 있으며, 이는 필름에 강도를 내포하거나 제공할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 구현예의 구조물은 함께 비-연속적으로 적층되는 다중 열가소성 필름(예: 둘 이상)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예는 동일한 공정을 사용하여 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 층을 적층하여 단일 단계(예: 링 롤링, 구조적 탄성 유사 필름 공정, 또는 엠보싱을 통해)에서 변형을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 층은 접착제, 초음파 결합, 또는 다른 기술을 통해 결합될 수 있다.
비-연속적 결합은 변형의 구배 패턴을 나타내는 열가소성 필름의 강도 및 기타 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 하나 이상의 구현예는, 비-연속적으로 적층된 구조물에 작용하는 힘이 비-연속적으로 적층된 구조물의 필름이 찢어지거나 또는 달리 파손(failure)을 야기하는 것보다 또는 그 전에, 결합을 파괴함에 의해 먼저 흡수되도록, 비교적 가벼운 비-연속적으로 적층된 구조물의 인접한 필름 사이에 결합을 형성하는 것을 제공한다. 이러한 구현예는 그럼에도 불구하고 강도 매개변수를 유지하거나 증가시킨 감소된 양의 원료를 사용하여 전체적으로 더 얇은 구조물을 제공할 수 있다. 대안적으로, 이러한 구현예는 주어진 양의 원료를 사용하고 증가된 강도 매개변수를 가진 구조물을 제공할 수 있다.
특히, 하나 이상의 구현예에 따라 비-연속적으로 적층된 구조물의 인접한 필름의 가벼운 결합 또는 결합된 영역은 동일한 힘이 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 개별 필름의 파손을 야기하도록 허용하기 전에 결합의 파괴를 통해 먼저 힘을 흡수하도록 작용할 수 있다. 이러한 작용은 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물에 증가된 강도를 제공할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 가벼운 결합 또는 결합된 영역은 결합이 필름의 파손 이전에 파손되도록 유리하게는 개별 필름 각각의 가장 약한 인열 저항보다 낮은 결합 강도를 포함한다. 실제로, 하나 이상의 구현예는 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 층의 임의의 국부적 인열 직전에 해제되는 결합을 포함한다.
따라서, 하나 이상의 구현예에서, 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 가벼운 결합 또는 결합된 영역은 개별 층 중 하나가 분자 수준 변형을 겪기 전에 파손될 수 있다. 예를 들어, 적용된 응력(strain)은 개별 필름의 임의의 분자 수준 변형(연신, 인열, 구멍 뚫기 등) 전에 가벼운 결합 또는 결합된 영역을 잡아 찢을 수 있다. 다시 말하면, 가벼운 결합 또는 결합된 영역은 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 임의의 층의 분자 수준 변형보다 적용된 응력에 더 적은 저항력을 제공할 수 있다. 본 발명자들은 놀랍게도 이러한 가벼운 결합의 구성이 동일한 두께의 단층 필름 또는 복수의 필름이 함께 단단하게 결합되거나 연속적으로 결합된(예: 공압출된) 비-연속적으로 적층된 구조물과 비교하여, 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물에 증가된 강도 특성을 제공할 수 있음을 발견하였다.
하나 이상의 구현예는 가벼운 결합 및 연관된 증가된 강도를 보장하기 위해 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 층 사이의 결합 또는 결합된 영역을 맞춤화(tailoring)하는 것을 제공한다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예는 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 인접한 층 사이의 결합 강도, 결합 밀도, 결합 패턴 또는 결합 크기 중 하나 이상을 조정하거나 맞춤화하여 개별 필름의 강도 특성의 합보다 우수하거나 같은 강도 특성을 가진 구조물을 전달하는 것을 포함한다. 이러한 결합 맞춤화는 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물이 더 낮은 기본 중량(원료의 양)에서 더 높은 기본 중량 단일층 또는 공압출된 필름과 동일하거나 더 우수하게 성능을 발휘하게 할 수 있다. 결합은 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물을 포함하는 제품의 정상적인 사용과 일치하는 힘 및 조건에 종속될 때 파손되도록 맞춤화될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물이 쓰레기 백으로 형성될 때, 비-연속적으로 적층된 구조물의 층 사이의 결합은 쓰레기 백이 컨테이너(예: 쓰레기통)에서 제거되는 것과 일치하거나, 쓰레기 백이 한 위치에서 다른 위치로 운반되는 것과 일치하는, 쓰레기 백에 넣는 물체와 일치하는 힘에 종속될 때 파손되도록 맞춤화될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "적층(lamination)", "적층체(laminate)" 및 "적층된 필름"은 필름 또는 기타 재료의 2개 이상의 층을 함께 결합함으로써 이루어지는 공정 및 생성된 제품을 지칭한다. 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 다중 필름의 결합과 관련하여 사용될 때, 용어 "결합"은 층의 "적층"과 상호교환적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 구현예의 방법에 따르면, 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 인접한 필름은 서로 적층되거나 결합된다. 결합은 구조물의 가장 약한 층의 강도보다 낮은 결합 강도를 가진 층 사이에 의도적으로 상대적으로 약한 결합을 초래한다. 이것은 층이 파손되기 전에 적층 결합이, 따라서 구조물이 파손되게 허용한다.
동사로 "적층하다"는 2개 이상의 개별적으로 만들어진 필름 물품을 서로 (예를 들어, 접착 결합, 압력 결합, 초음파 결합, 코로나 적층, 열 적층 등을 통해) 부착하거나 접착하여 다층 구조물을 형성하는 것을 의미한다. 명사로 "적층체"는 방금 설명한 부착하거나 접착하여 만든 제품을 의미한다.
하나 이상의 구현예에서, 열가소성 필름의 비-연속적으로 적층된 구조물의 필름 사이의 가벼운 적층 또는 결합은 비-연속적(즉, 불연속적 또는 부분적 불연속적)일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "불연속적 결합" 또는 "불연속적 적층"은 적층이 기계 방향으로 연속적이지 않고 가로 방향으로 연속적이지 않은 2개 이상의 층의 적층을 지칭한다. 보다 구체적으로, 불연속적 적층은 필름의 기계 방향 및 가로 방향 모두에서 미-결합된 면적을 반복함으로써 분리된 반복 결합 패턴을 가진 2개 이상의 층의 적층을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "부분적으로 불연속적 결합" 또는 "부분적으로 불연속적 적층"은 적층이 기계 방향 또는 가로 방향으로 실질적으로 연속적이지만 기계 방향 또는 가로 방향의 다른 방향으로는 연속적이지 않은 2개 이상의 층의 적층을 지칭한다. 대안적으로, 부분적으로 불연속적 적층은 적층이 물품의 폭에서 실질적으로 연속적이지만 물품의 높이에서 연속적이지 않거나, 물품의 높이에서 실질적으로 연속적이지만 물품의 폭에서 연속적이지 않은 2개 이상의 층의 적층을 지칭한다. 보다 구체적으로, 부분적으로 불연속적 적층은 기계 방향, 가로 방향 또는 둘 모두에서 미결합된 면적을 반복함으로써 분리된 반복 결합 패턴을 가진 2개 이상의 층의 적층을 지칭한다. 부분적으로 불연속적인 것과 불연속적인 것은 모두 비-연속적 결합의 유형이다(즉, 두 표면 사이에 완전하고 연속적이지 않은 결합).
비-연속적인 결합 이외에, 하나 이상의 구현예는 3차원 효과를 나타내는 하나 이상의 필름을 증분으로 연신하는 것을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예는 MD 링 롤링, TD 링 롤링, 대각선 방향 링 롤링, 변형가능한 네트워크의 형성, 또는 이들의 조합을 사용하여 필름을 증분으로 연신하는 것을 포함한다. 본원에 기재된 방법을 사용하여 필름을 증분으로 연신하는 것은 필름에 리브 또는 기타 구조물을 부여할 수 있고 필름의 인장 강도, 인열 저항, 내충격성 또는 탄성 중 하나 이상을 증가시키거나 다르게 변경할 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 구현예는 주변 또는 냉간(가열되지 않은) 조건으로 연신 공정을 포함한다. 이것은 가열된 조건 하에서 필름을 연신하는 대부분의 기존 공정과 현저하게 다르다. 하나 이상의 구현예에 따라 주변 또는 냉간 조건 하에서 연신은 필름에서 분자를 구속하여, 가열된 조건하에서만큼 쉽게 배향되지 않도록 할 수 있다. 이러한 냉간 증분 연신은 게이지에서 감소에도 불구하고 열가소성 필름의 강도를 유지하거나 증가시키는 예상치 못한 결과를 제공하는데 도움이 될 수 있다.
상대적으로 약한 결합과 연신은 하나 이상의 적절한 기술을 통해 동시에 달성될 수 있다. 예를 들어, 결합 및 연신은 압력(예를 들어 MD 링 롤링, TD 링 롤링, 나선형 또는 DD 링 롤링, 변형가능한 네트워크 적층, 또는 엠보싱)에 의해 또는 열과 압력의 조합으로 달성될 수 있다. 대안적으로, 제조자는 먼저 필름을 연신한 다음 하나 이상의 결합 기술을 사용하여 필름을 결합할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예는 필름을 가볍게 적층하기 위한 초음파 결합을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 접착제는 필름을 적층할 수 있다. 코로나 방전으로 처리는 임의의 위의 방법을 향상시킬 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 접촉 표면/층은 적층을 용이하게 하기 위해 점착성 재료를 포함할 수 있다. 적층 전에 별도의 필름은 필름일 수 있거나 연신, 슬리팅(slitting), 코팅 및 프린팅, 코로나 처리와 같은 별도의 공정을 거칠 수 있다.
전술한 것 이외에, 하나 이상의 구현예는 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 필름을 백으로 형성하는 것을 제공한다. 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 필름으로 백을 형성함으로써, 하나 이상의 구현예는 소비자에게 더 두꺼운 백의 인상을 줄 수 있다. 위에서 언급했듯이, 비록 더 두꺼운 백이 더 얇은 백보다 더 나은 성능 품질을 나타내지 않을 수 있지만, 소비자는 종종 더 두꺼운 백을 더 큰 가치와 연관시킨다.
필름 재료
초기 문제로서, 본 개시의 하나 이상의 구현예의 필름의 열가소성 재료는, 폴리에틸렌 및 그의 공중합체 및 폴리프로필렌 및 그의 공중합체를 포함하는, 열가소성 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 올레핀계 중합체는 에틸렌 또는 프로필렌계 중합체, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 공중합체 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트(EMA) 및 에틸렌 아크릴산(EAA), 또는 이러한 폴리올레핀의 블렌드를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 필름으로 사용하기에 적합한 중합체의 다른 예는 탄성 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 탄성 중합체는 또한 생분해성(예: 폴리하이드록시부티레이트 및 폴리락트산)이거나 환경적으로 분해성일 수 있다. 필름에 적합한 탄성 중합체는 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐), 폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌), 폴리(에스테르-에테르), 폴리(에테르-아미드), 폴리(에틸렌-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-아크릴산), 배향된 폴리(에틸렌-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌-부틸아크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리(에틸렌-프로필렌-디엔), 에틸렌-프로필렌 고무, 나일론 등을 포함한다.
본원에서 후술되는 예 및 설명 중 일부는 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 형성된 필름에 관한 것이다. 본원에 사용된 용어 "선형 저밀도 폴리에틸렌"(LLDPE)은 약 0.910 내지 약 0.930의 밀도 및 약 0.5 내지 약 10의 용융 지수(MI)를 가진 에틸렌 및 소량의 4 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 올레핀의 공중합체를 의미하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 본원에서 일부 예는 옥텐 공단량체, 용액상 LLDPE(MI=1.1; ρ=0.920)를 사용한다. 추가로, 다른 예는 슬립/AB(MI=1.0; ρ=0.920)로 제형화된 헥센 기상 LLDPE인 기상 LLDPE를 사용한다. 또 다른 예는 슬립/AB(MI=1.0; ρ=0.926)로 제형화된 헥센 기상 LLDPE인 기상 LLDPE를 사용한다. 본 개시가 LLDPE에 제한되지 않고 "고밀도 폴리에틸렌"(HDPE), "저밀도 폴리에틸렌"(LDPE), 및 "초저밀도 폴리에틸렌"(VLDPE)을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 실제로, 임의의 전술한 열가소성 재료 또는 이들의 조합으로 제조된 필름이 본 개시과 함께 사용하기에 적합할 수 있다.
본 개시의 일부 구현예는 웹 또는 필름으로 형성되거나 인발될 수 있는 임의의 가요성 또는 유연성(pliable) 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 재료는 단일 층 또는 다중 층을 포함할 수 있다. 열가소성 재료는 불투명, 투명, 반투명 또는 착색될 수 있다. 또한, 열가소성 재료는 기체 투과성 또는 불투과성일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "가요성(flexible)"은 외부에서 가해진 힘에 반응하여 유연하고 굴복할 수 있도록, 특히 반복적으로, 구부러지거나 접힐 수 있는 재료를 지칭한다. 따라서 "가요성"은 완강한(inflexible), 경직된(rigid) 또는 탄성이 없는(unyielding)이라는 용어와 의미가 실질적으로 반대이다. 따라서 가요성인 재료와 구조는 외력을 수용하고 무결성을 잃지 않고 접촉하는 물체의 형태를 따르도록 형태와 구조가 변경될 수 있다. 추가의 선행 기술 재료에 따르면, 부가된 전통적인 탄성 재료를 사용하지 않고 적용된 응력의 방향으로 "탄성 유사" 거동을 나타내는 웹(web) 재료가 제공된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "탄성 유사"는 적용된 응력을 받을 때 웹 재료가 적용된 응력의 방향으로 확장되고 적용된 응력이 해제될 때 웹 재료가 어느 정도 응력을 받기 전 상태로 되돌아가는 웹 재료의 거동을 설명한다.
본원에 사용된 바와 같이, 주어진 매개변수, 특성 또는 조건과 관련하여 용어 "실질적으로"는 주어진 매개변수, 특성 또는 조건이 어느 정도 변동량(variance) 내에서, 예컨대 허용가능한 제조 공차(manufacturing tolerance) 내에서, 충족된다는 것을 당업자가 이해할 정도를 의미한다. 예를 들어, 실질적으로 충족되는 특정 매개변수, 특성 또는 조건에 따라 매개변수, 특성 또는 조건은 적어도 70.0% 충족, 적어도 80.0% 충족, 적어도 90% 충족, 적어도 95.0% 충족, 적어도 99.0% 충족, 또는 적어도 99.9% 충족될 수 있다.
하나 이상의 구현예에 포함될 수 있는 추가적인 첨가제는 슬립제, 블록방지제, 공극화제, 또는 점착부여제를 포함한다. 추가로, 본 개시의 하나 이상의 구현예는 공극화제가 없는 필름을 포함한다. 냄새 제어를 추가로 제공할 수 있는 무기 공극화제의 일부 예는 다음을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다: 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 황산 칼슘, 황산 마그네슘, 황산 바륨, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 티타늄, 산화 아연, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 활석, 점토, 실리카, 알루미나, 운모, 유리 분말, 전분, 목탄, 제올라이트, 이들의 임의의 조합 등. 주요 중합체 매트릭스에서 비혼화성 중합체인 유기 공극화제가 또한 사용된다. 예를 들어, 폴리스티렌은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 필름에서 공극화제로 사용될 수 있다.
당업자는 본 개시의 관점에서 제조자가 다양한 기술을 사용하여 본 개시와 함께 사용될 필름 또는 웹을 형성할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 제조자는 열가소성 재료와 하나 이상의 첨가제의 전구체 믹스를 형성할 수 있다. 그런 다음 제조자는 통상적인 평면 또는 캐스트 압출 또는 공압출을 사용하여 전구체 믹스로부터 필름(들)을 형성하여 단층, 이중층 또는 다층 필름을 생산할 수 있다. 대안적으로, 제조자는 블로운(blown) 필름 공정과 같은 적절한 공정을 사용하여 필름을 형성하여 단층, 이중층 또는 다층 필름을 생산할 수 있다. 주어진 최종 용도에 대해 원하는 경우 제조자는 갇힌 기포, 텐터프레임 또는 기타 적절한 공정을 통해 필름을 배향할 수 있다. 추가적으로, 제조자는 그 후에 필름을 선택적으로 어닐링할 수 있다.
필름 제조 공정의 선택적인 부분은 "배향(orientation)"으로 알려진 절차이다. 중합체의 배향은 분자 구성, 즉 서로에 대한 분자의 배향에 대한 참조이다. 유사하게, 배향의 공정은 필름에서 중합체 배열에 방향성(배향)이 부과되는 공정이다. 배향의 공정은 캐스트 필름을 더 단단하게 만드는 것(더 높은 인장 특성)을 포함하여 필름에 원하는 특성을 부여하는데 사용된다. 필름을 평면 필름으로 캐스팅하거나 관형 필름으로 블로잉하는지에 따라 배향 공정에 다른 절차가 필요할 수 있다. 이는 통상적인 필름 제조 공정(예: 캐스팅 및 블로잉)으로 제조된 필름이 가진 다양한 물리적 특성과 관련된다. 일반적으로 블로운 필름은 더 큰 강성과 인성을 가지는 경향이 있다. 대조적으로, 캐스트 필름은 보통 더 큰 필름 투명도와 두께 및 평탄도의 균일성의 이점을 가지며 일반적으로 더 넓은 범위의 중합체를 사용을 허용하고 더 높은 품질의 필름을 생산할 수 있다.
필름이 한 방향(단축 배향)으로 연신되면, 생성된 필름은 연신의 방향을 따라 강도와 강성을 나타낼 수 있지만, 다른 방향으로, 즉 연신을 가로질러, 약할 수 있으며, 구부리거나 또는 당겨질 때 종종 갈라진다. 이러한 제한을 극복하기 위해, 양-방향 또는 이축 배향이 사용되어 필름의 강도 품질을 두 방향으로 더 고르게 분포시킬 수 있다. 대부분의 이축 배향 공정은 필름을 한 방향으로 먼저 연신한 다음 다른 방향으로 순차적으로 연신하는 장치를 사용한다.
하나 이상의 구현예에서, 본 개시의 필름은 블로운 필름 또는 캐스트 필름이다. 블로운 필름과 캐스트 필름은 모두 압출에 의해 형성될 수 있다. 사용된 압출기는 원하는 게이지를 제공할 다이를 사용하는 통상적인 압출기일 수 있다. 일부 유용한 압출기는 미국 특허 4,814,135; 4,857,600; 5,076,988; 5,153,382에 개시되고; 이들 각각은 그 전체가 참조로 본원에 포함된다. 본 개시에 사용되는 필름을 제조하는데 사용될 수 있는 다양한 압출기의 예는 블로운 필름 다이, 에어 링 및 연속 테이크 오프 장비로 변형된 단축(single screw)형일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 제조자는 다중 압출기를 사용하여 상이한 용융 스트림을 공급할 수 있고, 공급 블록은 다중 채널 다이의 상이한 채널로 보낼 수 있다. 다중 압출기는 제조자가 다른 조성을 가진 층으로 필름을 형성하게 할 수 있다. 이러한 다층 필름은 나중에 변형의 구배 패턴이 제공되어 본 개시의 혜택을 제공할 수 있다.
예를 들어, 일 구현예에서, 다층 필름의 열가소성 필름 층은 상이한 색상을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 상이한 패턴 밀도 또는 결합 깊이를 가진 융기된 리브형 요소를 포함하는 구배 패턴이 제공될 때, 다층 필름 겹(ply)의 색상은 변형 패턴의 효과를 향상시킨다. 예를 들어, 다층 필름 겹의 색상은 시각적 대비를 더 많이 만들어냄으로써 변형 패턴의 효과를 향상시킨다.
블로운 필름 공정에서, 다이는 원형 개구부가 있는 직립 실린더일 수 있다. 롤러는 용융된 열가소성 재료를 다이에서 위쪽으로 잡아당길 수 있다. 공기 링은 필름이 위쪽으로 이동할 때 필름을 식힐 수 있다. 공기 배출구는 압축 공기를 압출된 원형 프로파일의 중심으로 밀어 넣어 기포를 생성할 수 있다. 공기는 다이 직경의 배수만큼 압출된 원형 단면을 확장할 수 있다. 이 비율을 "블로우-업(blow-up) 비율"이라고 한다. 블로운 필름 공정을 사용하는 경우, 제조자는 필름을 접을 수 있어 필름의 겹을 두 배로 늘릴 수 있다. 대안적으로, 제조자는 필름을 자르고 접거나, 필름을 잘라서 펼친 상태로 둘 수 있다.
어쨌든, 하나 이상의 구현예에서, 압출 공정은 블로운 필름의 중합체 사슬을 배향할 수 있다. 중합체의 "배향"은 분자 조직, 즉 서로에 대한 분자 또는 중합체 사슬의 배향에 대한 참조이다. 특히, 압출 공정은 블로운 필름의 중합체 사슬이 주로 기계 방향으로 배향되도록 할 수 있다. 중합체 사슬의 배향은 배향 방향으로 증가된 강도를 야기할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 특정 방향으로 우세하게 배향된다는 것은 중합체 사슬이 다른 방향보다 특정 방향으로 더 배향된다는 것을 의미한다. 그러나, 특정 방향으로 우세하게 배향된 필름은 여전히 특정 방향이 아닌 다른 방향으로 배향된 중합체 사슬도 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 하나 이상의 구현예에서 초기 또는 시작 필름(본원에 기재된 원리에 따라 연신되거나 결합되거나 적층되기 전의 필름)은 기계 방향으로 우세하게 배향되는 블로운 필름을 포함할 수 있다.
관형 스톡 또는 기포를 불어내는 공정은 블로운 필름의 중합체 사슬을 추가로 배향시킬 수 있다. 특히, 블로우-업 공정은 블로운 필름의 중합체 사슬이 이축으로 배향되도록 할 수 있다. 이축 배향에도 불구하고, 하나 이상의 구현예에서, 블로운 필름의 중합체 사슬은 우세하게 기계 방향으로 배향된다(즉, 가로 방향보다 기계 방향으로 더 배향된다).
본 개시의 하나 이상의 구현예의 필름은 약 0.1 mil 내지 약 20 mil, 적합하게는 약 0.2 mil 내지 약 4 mil, 적합하게는 약 0.3 mil 내지 약 2 mil, 적합하게는 약 0.6 mil 내지 약 1.25 mil, 적합하게는 약 0.9 mil 내지 약 1.1 mil, 적합하게는 약 0.3 mil 내지 약 0.7 mil, 및 적합하게는 약 0.4 mil 및 약 0.6 mil의 개시 게이지를 가질 수 있다. 추가적으로, 본 개시의 하나 이상의 구현예의 필름의 시작 게이지는 균일하지 않을 수 있다. 따라서, 본 개시의 하나 이상의 구현예의 필름의 시작 게이지는 필름의 길이 및/또는 폭을 따라 변할 수 있다.
본원에 기재된 필름의 하나 이상의 층은 열가소성 재료를 포함하고 웹 또는 필름으로 형성되거나 인발될 수 있는 임의의 가요성 또는 유연성 재료를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 필름은 열가소성 필름의 복수의 층을 포함한다. 각각의 개별적인 필름 층은 그 자체로 단일 층 또는 다중 층을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 다층 필름의 개별 층은 각각 그 자체가 복수의 적층된 층을 포함할 수 있다. 이러한 층은 완성된 다층 필름에서 의도적으로 약한 불연속적 결합에 의해 제공되는 결합보다 훨씬 더 단단히 함께 결합될 수 있다. 단단하고 상대적으로 약한 적층은 기계적 압력에 의한 층 접합, 접착제로 층 접합, 열 및 압력으로 접합, 스프레드 코팅, 압출 코팅, 초음파 결합, 정적 결합, 응집 결합 및 이들의 조합에 의해 달성될 수 있다. 개별 층의 인접한 하위-층이 공압출될 수 있다. 공압출은 결합 강도가 생성된 적층체의 인열 저항보다 크도록 단단한 결합을 초래한다(즉, 적층 결합의 파손을 통해 인접한 층이 벗겨지는 것을 허용하기보다, 필름이 찢어질 것이다).
변형의 구배 패턴을 가진 필름은 열가소성 재료의 1개, 2개, 3개 또는 그 이상의 층으로부터 형성된 단일 필름을 포함할 수 있다. 도 1a 내지 1c는 변형의 구배 패턴이 형성될 수 있는 다층 필름의 부분 단면도이다. 그 다음 이러한 필름은 사용되어 열가소성 백과 같은 제품을 형성할 수 있다. 일부 구현예들에서, 필름은 도 1a에 도시된 바와 같이 단일층(110)을 포함하는 단일층 필름(102a)을 포함할 수 있다. 다른 구현예들에서, 필름은 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 층(110) 및 제 2 층(112)을 포함하는 이층 필름(102b)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 층(110, 112)은 공압출될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제 1 및 제 2 층(110, 112)은 선택적으로 상이한 등급의 열가소성 재료를 포함할 수 있고/있거나 중합체 첨가제를 포함하는 상이한 첨가제를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 필름은 도 1c에 도시된 바와 같이 제 1 층(110), 제 2 층(112), 및 제 3 층(114)을 포함하는 삼층 필름(102c)이다. 또 다른 구현예들에서, 필름은 삼층보다 많은 층들을 포함할 수 있다. 삼층 필름(102c)은 A:B:C 구성을 포함할 수 있으며, 여기서 모든 삼층이 게이지, 조성, 색상, 투명도, 또는 기타 특성 중 하나 이상에서 변화를 준다. 대안적으로, 삼층 필름(102c)은 A:A:B 구조 또는 A:B:A 구조를 포함할 수 있으며, 여기서 2개의 층이 동일한 조성, 색상, 투명도 또는 기타 특성을 가진다. A:A:B 구조 또는 A:B:A 구조에서 A 층은 동일한 게이지 또는 다른 게이지를 포함할 수 있다. 예를 들어, A:A:B 구조 또는 A:B:A 구조에서, 필름 층은 20:20:60, 40:40:20, 15:70:15, 33:34:33, 20:60:20, 40:20:40 또는 기타 비율의 층 비율을 포함할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 하나 이상의 구현예는 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 필름을 포함한다. 변형의 구배 패턴을 구성하는 변형은 다양한 방식으로 형성되거나 제조될 수 있다. 예를 들어, 변형의 구배 패턴은 냉간 변형 처리에 의해 형성될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 냉간 변형 처리는 SELF화(SELFing), 링 롤링 또는 엠보싱 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 아래에서 더 자세히 설명된다.
도 2는 구배 패턴으로 변형가능한 네트워크(예: SELF화 변형)를 생성하기 위한 SELF화 맞물림 롤러 쌍(202, 204)(예: 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)의 일부 및 제 2 SELF화 맞물림 롤러(204)의 일부)를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)는 회전의 축에 직교하는 방향으로 대체로 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 릿지(206) 및 홈(208)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)의 릿지(206)는 릿지(206) 및 홈(208)을 릿지(212, 214)의 반복 단위로 쪼개는 복수의 노치(210)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)는 상이한 크기의 릿지(212, 214)의 반복 단위를 포함할 수 있다. 또한, 릿지(212, 214)의 반복 단위는 구배 패턴을 형성하기 위해 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작다. 특히, 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)는 제 1 크기의 릿지(212)의 육각형 반복 단위를 포함하는 제 1 섹션(216)을 포함한다. 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)는 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 릿지(214)의 육각형 반복 단위를 포함하는 제 2 섹션(218)을 포함한다. 따라서, 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)의 길이를 따라 릿지(212, 214)의 육각형 반복 단위의 크기가 증가한다. 도 2는 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)의 일부만을 도시한다. 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)의 다른 부분은 다른 크기(예: 제 3, 제 4, 및 제 5 크기)의 릿지의 육각형 반복 단위의 추가적인 섹션을 포함할 수 있다.
제 2 SELF화 맞물림 롤러(204)도 또한 회전의 축에 직교하는 방향으로 일반적으로 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 릿지(220) 및 홈(222)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 SELF화 맞물림 롤러(204)에는 복수의 릿지(220)를 쪼개는 노치가 없다. 결과적으로, 제 2 SELF화 맞물림 롤러(204)는 그 개시가 본원에 전체가 참조로 포함된 Broering 등의 미국 특허 제9,186,862호에 설명된 TD 맞물림 롤러와 같은 가로 방향("TD") 맞물림 롤러와 유사할 수 있다.
필름(102c)과 같은 필름을 SELF화 맞물림 롤러(202, 204)를 통해 통과시키면 변형가능한 네트워크가 구배 패턴을 가진 구조적 탄성 유사 공정에 의해 형성된 하나 이상의 변형가능한 네트워크를 가진 열가소성 필름을 생성할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "변형가능한 네트워크(strainable network)"는 사전결정된 방향으로 어느 정도 유용한 정도로 확장될 수 있는 영역의 상호연결되고 상호관련된 그룹을 지칭하며, 적용되고 후속적으로 웹 재료에 적용되고 이어서 해제된 신장에 반응하는 탄성 유사 거동을 제공한다.
특히, 열가소성 필름을 제 1 SELF화 맞물림 롤러(202)와 제 2 SELF화 맞물림 롤러(204) 사이에 통과시키는 것은, 돌출부의 변형 반복 단위의 크기가 열가소성 필름의 길이를 점진적으로 더 크거나 점점 더 작은 것 중 하나 이상이도록, 구배 패턴에 배열되는 변형 반복 단위를 포함하는 열가소성 필름에 복수의 변형(예: 융기된 리브형 요소)을 형성할 수 있다. 다시 말하면, SELF화 맞물림 롤러(202, 204)는 제 1 SELF화 맞물림 롤러의 릿지(212, 214)의 반복 단위로서 대응하는(예: 동일한 형태 및 크기를 가짐) 변형 반복 단위의 패턴을 형성할 수 있다.
도 3은 변형의 패턴(301)을 가진 열가소성 필름(300)의 일부를 도시한다. 필름(예: 다층 필름(102c))이 SELF화 맞물림 롤러(202, 204)를 통과할 때, 릿지(206)는 Z 방향으로 필름의 일부를 영구 변형시키기 위해 필름에 의해 한정된 평면 밖으로 필름의 일부를 누를 수 있다. 예를 들어, 톱니(206)는 Z 방향으로 필름(102c)의 일부를 간헐적으로 연신시킬 수 있다. 릿지(206)의 노치된 영역(210) 사이를 통과하는 필름(102c)의 부분은 Z 방향으로 실질적으로 형성되지 않은 채로 남을 것이다. 전술한 결과, 패턴(301)을 가진 열가소성 필름(300)은 복수의 격리되고 변형되고 융기된 리브형 요소(304a, 304b) 및 적어도 하나의 미-변형된 부분(또는 웹 영역)(302)(예: 상대적으로 평평한 지역)을 포함한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 리브형 요소(304a, 304b)의 길이 및 폭은 릿지(206)의 길이 및 폭, 및 맞물림 롤러(202, 204)의 관여(engagement)의 속도 및 깊이에 의존한다. 리브형 요소(304a, 304b) 및 미-변형된 웹 영역(302)은 변형가능한 네트워크를 형성하고, 구배 패턴을 형성하는 변형 반복 단위로 함께 그룹화될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 필름(300)의 변형가능한 네트워크는 제 1 더 두꺼운 영역(306), 제 2 더 두꺼운 영역(308), 및 제 1 및 제 2 더 두꺼운 영역(306, 308)을 연결하는 연신되고 더 얇은 전이 영역(310)을 포함할 수 있다. 제 1 더 두꺼운 영역(306) 및 연신되고 더 얇은 영역(310)은 변형가능한 네트워크의 융기된 리브형 요소(304a, 304b)를 형성할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 더 두꺼운 영역(306)은 Z 방향에서 가장 큰 변위를 가진 필름의 부분이다. 하나 이상의 구현예에서, 필름이 열가소성 필름의 주 표면에 수직인 방향으로 리브형 요소(304a, 304b)를 밀어서(이에 의해 영역(310)을 위쪽으로 연신함으로써) Z 방향으로 변위되기 때문에, 필름의 전체 길이 및 폭이 하나 이상의 구현예의 SELF화 공정에 들어갈 때 필름의 길이 및 폭은 실질적으로 변하지 않는다. 다시 말하면, 필름(102c)(SELF화 공정을 거치기 전의 필름)은 필름(300)이 SELF화 공정으로부터 필름(300)과 실질적으로 동일한 폭 및 길이를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 리브형 요소는 장축 및 단축을 가질 수 있다(즉, 리브형 요소는 폭보다 더 길도록 연장된다). 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 구현예에서, 리브형 요소의 장축은 기계 방향(즉, 필름이 압출된 방향)에 평행하다. 대안적인 구현예에서, 리브형 요소의 장축은 가로 방향에 평행하다. 또 다른 구현예에서, 리브형 요소의 장축은 기계 방향에 대해 1도 내지 89도의 각도로 배향된다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예에서, 리브형 요소의 장축은 기계 방향에 대해 45도 각도에 있다. 하나 이상의 구현예에서, 장축은 선형(즉, 직선으로)이고, 대안적인 구현예에서 장축은 곡선이거나 그렇지 않으면 비선형 형태를 가진다.
리브형 요소(304a, 304b)는 "분자 수준 변형" 이전에 실질적으로 "기하학적 변형"을 겪을 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "분자 수준 변형"은 분자 수준에서 발생하여 정상적인 육안으로 식별할 수 없는 변형을 의미한다. 즉, 비록 분자 수준 변형의 효과(예: 필름의 연신 또는 찢어짐)를 식별할 수는 있지만 이를 허용하거나 유발하는 변형을 식별할 수 없다. 이는 용어 "기하학적 변형"과 대조되며, 이는 SELF화된 필름 또는 그러한 필름을 구현하는 물품이 적용된 하중 또는 힘을 받을 때 정상적인 육안으로 일반적으로 식별할 수 있는 변형을 지칭한다. 기하학적 변형의 유형에는 굽힘, 펴기 및 회전이 포함되지만 이에 국한되지는 않다.
따라서, 힘이 가해지면 리브형 요소(304a, 304b)는 분자 수준 변형을 겪기 전에 기하학적 변형을 겪을 수 있다. 예를 들어, 리브형 요소(304a, 304b)의 장축에 수직으로 필름(300)에 가해진 응력은 리브형 요소(304a, 304b)의 임의의 분자 수준 변형 이전에 웹 영역(302)과 평면으로 다시 리브형 요소(304a, 304b)를 당길 수 있다. 기하학적 변형은 분자 수준 변형에 의해 나타나는 것보다 적용된 응력에 대한 저항력이 훨씬 더 적을 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 리브형 요소(304a, 304b) 및 웹 영역(302)은 변형 의 구배 패턴 반복 단위를 생성하도록 크기 및 위치가 지정될 수 있다. 구배 패턴은 본원에서 논의된 이점 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 변형 반복 단위는 웹 영역(302)과 시각적으로 구별된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시각적으로 구별되는"은 웹 재료 또는 웹 재료를 구현하는 객체는 일반적인 사용될 때 정상적인 육안으로 쉽게 구별되는 웹 재료의 특징을 지칭한다.
위에서 언급한 바와 같이, 리브형 요소(304a, 304b)는 증가된 탄성을 가진 필름(300)을 제공할 수 있다. 특히, 리브형 요소(304a, 304b)는 웹 영역(302) 또는 리브형 요소(304a, 304b) 자체를 연신시키기 전에 펴지고 구부러질 수 있다. 이와 같이, 더 큰 리브형 요소(304a, 304b) 및 더 많은 리브형 요소(304a, 304b)를 가진 필름의 영역은 더 큰 탄성을 가질 수 있고 분자 변형 전에 더 큰 길이로 확장될 수 있다. 이와 같이, 열가소성 필름의 부분은 리브형 요소(304a, 304b)의 크기/밀도에 기초하여 원하는 강도 및 탄성을 갖도록 맞춰질 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 구배 패턴에서 변형을 가진 필름은 2개 이상의 별개의 열가소성 필름(즉, 별도로 압출된 2개의 필름)을 포함할 수 있다. 별개의 열가소성 필름은 서로 비-연속적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예에서 2개의 필름 층이 SELF화 롤러 쌍을 통해 함께 통과되어 도 4에 도시된 바와 같이 다층의 약하게 결합된 적층체 필름(300a)을 생성할 수 있다. 다층의 약하게 결합된 적층체 필름(300a)은 제 2 열가소성 필름(404)에 부분적으로 불연속적으로 결합된 제 1 열가소성 필름(402)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 열가소성 필름(402)과 제 2 열가소성 필름(404) 사이의 결합은 제 1 더 두꺼운 영역(306)과 배열되고 융기된 리브형 요소(304a, 304b)를 변위시키는 SELF화 롤러의 압력에 의해 형성된다. 따라서, 결합은 융기된 리브형 요소(304a, 304b)에 평행할 수 있고 제 1 열가소성 필름(402) 및 제 2 열가소성 필름(404)의 융기된 리브형 요소(304a, 304b) 사이에 위치될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 제 1 및 제 2 필름(402, 404)은, 이의 개시는 본원에서 그 전체가 참조로 포함된, 미국 특허 제8,603,609호에 기재된 바와 같이 필름을 함께 결합하는 방법 중 하나 이상을 통해 불연속적으로 함께 결합될 수 있다. 특히, 제 1 및 제 2 필름(402, 404)은 MD 롤링, TD 롤링, DD 링 롤링, SELF화, 압력 결합, 코로나 적층, 접착제, 또는 이들의 조합 중 하나 이상을 통해 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 제 1 및 제 2 필름(402, 404)은 결합된 영역이 제 1 및 제 2 필름(402, 404) 중 가장 약한 필름의 강도 미만의 결합 강도를 갖도록 결합될 수 있다. 다르게 말하면, 결합된 영역은 제 1 또는 제 2 필름(402, 404)이 파손되기 전에 분리될 수 있다(예: 깨져서 떨어질 수 있다). 그 결과, 제 1 및 제 2 필름(402, 404)을 불연속적으로 결합하는 것은 또한 필름의 인장 강도, 인열 저항, 내충격성, 또는 탄성 중 하나 이상을 증가시키거나 달리 변경할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 필름(402, 404) 사이의 결합된 영역은 추가적인 강도를 제공할 수 있다. 이러한 결합된 영역은 필름의 찢어짐을 초래하는 이러한 힘보다는 오히려 힘을 흡수하기 위해 분리될 수 있다.
게다가, 미국 특허 제8,603,609호에 설명된 임의의 압력 기술(즉, 결합 기술)은 다층 적층체 필름의 가장 약한 층의 강도 미만으로 결합 강도를 유지하면서 결합된 영역의 강도를 추가로 증가시키기 위해 다른 기술과 조합될 수 있다. 예를 들어, 열, 압력, 초음파 결합, 코로나 처리 또는 접착제로 코팅(예: 프린팅)이 사용될 수 있다. 코로나 방전으로의 처리는, 더 강하지만 개별 층의 인열 저항보다 여전히 약한 적층 결합을 제공하기 위해 필름 표면의 점착성을 증가시킴으로써 위의 방법 중 어느 하나를 향상시킬 수 있다.
제 1 및 제 2 필름(402, 404)을 함께 불연속적으로 결합하면 제 1 및 제 2 필름(402, 404) 사이에 미-결합된 영역 및 결합된 영역이 생성된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 필름(402, 404)은 미국 특허 제9,637,278호에 기재된 바와 같이 미-결합된 영역 및 결합된 영역을 생성하며, 그 개시는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
전술한 것 이외에, 제 1 및 제 2 필름(402, 404)은 상이한 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 구현예에서, 제 1 필름(402)은 연하게 착색된(예: 연한 청색, 연한 녹색) 반투명 또는 투명 필름인 반면, 제 2 필름(404)은 제 1 필름(404)보다 불투명하거나 덜 투명하다. 하나 이상의 구현예에서, 제 2 필름(404)은 백색을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 필름(402, 404)의 대비되는 색상은 필름(402, 404)의 결합된 영역과 미-결합된 영역 사이에 시각적 구별을 생성할 수 있으며, 이는 차례로 변형 및 구배 패턴을 보다 쉽게 볼 수 있도록 한다(예: 시각적으로 더 뚜렷함).
언급한 바와 같이, 변형 및/또는 결합의 패턴은 SELF화 외에 링 롤링을 통해 형성될 수 있다. 도 5a 내지 5b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 기계 방향(MD) 링 롤링에 의해 변형을 형성하는 추가 공정을 도시한다. 특히, 도 5a 내지 5b는 필름(500)을 기계 방향(MD)으로, 또는 달리 말하면, MD 맞물림 롤러 쌍(502, 504)(예: 제 1 롤러(502) 및 제 2 롤러(504))을 통해 필름(500)을 통과시킴으로써 압출되었던 방향으로 간헐적으로 연신하는 MD 링 롤링을 예시한다. 증분 연신은 더 얇고 연신된 웹에 의해 분리된 리브의 형태에서 분리된 변형을 초래한다. 예를 들어, 공정은 Borchardt에게 허여된 미국 특허출원 제13/289,829호에 설명된 바와 같이 필름을 간헐적으로 연신시키는 임의의 압연 공정을 포함할 수 있으며, 그 개시는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
도 5a 내지 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 롤러(502) 및 제 2 롤러(504) 각각은 일반적로 원통형 형태를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, MD 맞물림 롤러(502, 504)는 예를 들어 강철, 알루미늄, 또는 임의의 다른 적절한 재료와 같은 캐스트 및/또는 기계가공된 금속을 포함할 수 있다. 작동시, MD 맞물림 롤러(502, 504)는 평행한 회전의 축에 대해 반대 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 롤러(502)는 반시계 방향(508)으로 제 1 회전 축(506)을 중심으로 회전할 수 있다. 도 5a는 또한 제 2 롤러(504)가 시계 방향(512)으로 제 2 회전 축(510)을 중심으로 회전할 수 있음을 예시한다. 회전 축(506, 510)은 가로 방향(TD)에 평행하고 기계 방향(MD)에 수직일 수 있다.
맞물림 롤러(502, 504)는 미세 피치 평 기어(fine pitch spur gear)와 매우 유사할 수 있다. 특히, MD 맞물림 롤러(502, 504)는 맞물림 롤러(502, 504)의 회전축(506, 510)으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 돌출부 릿지(514, 516)를 포함할 수 있다. 릿지(514, 516)는 인접한 릿지(514, 516) 사이의 홈(518, 520)에 의해 한정될 수 있다. 예를 들어, 홈(518, 520)은 인접한 릿지(514, 516)를 분리할 수 있다. 릿지(514, 516)는 회전축(506, 510)에 일반적으로 평행하고 MD 맞물림 롤러(502, 504)를 통과하는 필름(500)의 기계 방향에 수직인 방향으로 MD 맞물림 롤러(502, 504)를 따라 연장할 수 있다. 릿지(514, 516)는 팁을 포함할 수 있고, 릿지(514, 516)의 팁은 다양한 상이한 형태 및 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 릿지(514, 516)의 팁은 도 5b에 도시된 바와 같이 둥근 형태를 가질 수 있다. 대안적인 구현예에서, 릿지(514, 516)의 팁은 예리한 각진 에지를 가질 수 있다.
제 1 롤러(502) 상의 릿지(514)는 제 2 롤러(504) 상의 릿지(516)에 대해 오프셋되거나 엇갈릴 수 있다. 따라서, MD 맞물림 롤러(502, 504)가 맞물림에 따라 제 1 롤러(502)의 홈(518)은 제 2 롤러(504)의 릿지(516)를 수용할 수 있다. 유사하게, 제 2 롤러(504)의 홈(520)은 제 1 롤러(502)의 릿지(514)를 수용할 수 있다.
여기에서 본 개시의 관점에서, 릿지(514, 516) 및 홈(518, 520)의 구성이 맞물림 동안 릿지(514, 516) 사이의 접촉을 방지하여 작동 중에 회전 토크가 전달되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 릿지(514, 516) 및 홈(518, 520)의 구성은 필름이 MD 맞물림 롤러(502, 504)를 통과할 때 간헐적 연신의 양에 영향을 미칠 수 있다.
구체적으로 도 5b를 참조하면, 릿지(514, 516) 및 홈(518, 520)의 다양한 특징부가 더 상세하게 도시된다. 릿지(514, 516)의 관여(engagement)의 피치 및 깊이는 MD 맞물림 롤러(502, 504)에 의해 야기되는 증분 연신의 양을 적어도 부분적으로 결정할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 피치(522)는 동일한 롤러 상의 2개의 인접한 릿지의 팁 사이의 거리이다. "관여의 깊이(depth of engagement)"("DOE")(524)는 맞물리는 동안 서로 다른 MD 맞물림 롤러(502, 504)의 릿지(514, 516) 사이의 중첩량이다. 일 구현예에 따르면, 임의의 링 롤링 작업에 의해 제공되는 DOE 대 피치의 비는 약 1.1:1 미만, 적합하게는 약 1.0:1 미만, 적합하게는 약 0.5:1 내지 약 1.0:1, 또는 적합하게는 약 0.8:1 내지 약 0.9:1이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, MD 맞물림 롤러(502, 504)를 통한 필름(500)의 이동 방향은 기계 방향에 평행하고 가로 방향에 수직이다. 필름(500)이 MD 맞물림 롤러(502, 504) 사이를 통과함에 따라, 릿지(514, 516)는 기계 방향으로 필름(500)을 간헐적으로 연신시킬 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 필름(500)을 기계 방향으로 연신하는 것은 필름의 게이지를 감소시키고 필름(500)의 길이를 증가시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 필름(500)은 필름(500)의 게이지가 감소하지 않도록 연신 후 재결합될 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 구현예에서, 필름(500)을 기계 방향으로 연신시키는 것은 필름(500)의 폭을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 필름(500)이 기계 방향으로 연장됨에 따라, 필름의 길이는 가로 방향으로 감소될 수 있다.
특히, 필름(500)이 MD 맞물림 롤러(502, 504) 사이에서 진행함에 따라, 제 1 롤러(502)의 릿지(514)는 필름(500)을 제 2 롤러(504)의 홈(520) 내로 밀 수 있고 그 반대도 마찬가지이다. 릿지(514, 516)에 의한 필름(500)의 당김은 필름(500)을 연신시킬 수 있다. MD 맞물림 롤러(502, 504)는 필름(500)을 그 길이를 따라 균일하게 연신시키지 않을 수 있다. 구체적으로, MD 맞물림 롤러(502, 504)는 릿지(514, 516)와 접촉하는 필름(500)의 부분보다 릿지(514, 516) 사이의 필름(500) 부분을 연신시킬 수 있다. 따라서, MD 맞물림 롤러(502, 504)는 또는 일반적으로 줄무늬 패턴(526)을 필름(500)에 부여하거나 형성할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "부여하다" 및 "형성하다"는 필름을 연신할 때 필름에 원하는 구조 또는 기하구조를 생성하여 필름이 더 이상 응력이나 외부에서 가해지는 힘에 종속되지 않을 때 원하는 구조 또는 기하구조를 적어도 부분적으로 유지하는 것을 지칭한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 연신 시, 연신된 다층 필름은 줄무늬 패턴(526)을 포함할 수 있다. 줄무늬 패턴(526)은 일련의 교대하는 변형을 포함할 수 있다. 특히, 줄무늬 패턴(526)은 연신된(또는 더 많이 연신된) 영역 또는 더 두꺼운 영역(또는 덜 연신된) 또는 리브(530)에 인접한 더 얇은 웹(528)을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 5b는 MD 맞물림 롤러 및 MD 증분 연신된 필름을 예시하지만, 다른 구현예는 TD 증분 연신되거나 나선형 증분 연신된 필름 및 관련된 변형을 생성하기 위해 TD 맞물림 롤러 또는 나선형 맞물림 롤러를 포함할 수 있다. 나선형 맞물림 롤러는 나선형 맞물림 롤러의 회전 축에 대해 1도와 89도 사이에서 배향된 톱니를 가질 수 있다. 또 다른 구현예는 MD 및 TD 증분 연신된 필름을 포함한다.
언급한 바와 같이, 변형의 패턴은 SELF화 및 링 롤링 외에도 엠보싱을 통해 형성될 수 있다. 도 6은 3차원 효과를 생성하는 필름 재료에서 변형의 패턴을 형성하기 위한 엠보싱 롤러 쌍(602, 604)을 예시한다. 구체적으로, 엠보싱 롤러 쌍(602, 604)은 제 1 엠보싱 롤러(602) 및 제 2 엠보싱 롤러(604)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604) 각각은 원통형일 수 있고 서로 평행한 종축을 가질 수 있다. 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604)는 필름 재료가 엠보싱되도록 통과할 수 있는 통로(606)를 그 사이에 한정할 수 있다.
일부 구현예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 엠보싱 롤러(602)는 그 위에 형성된 엠보싱 패턴(608)을 가질 수 있고, 제 2 엠보싱 롤러(604)는 그 위에 (예: 내부에 음각된) 상관(예: 매칭) 수용 엠보싱 패턴(610)을 가질 수 있다. 제 1 엠보싱 롤러(602)의 엠보싱 패턴(608)은 약 10.0 mil 내지 약 40.0 mil의 높이를 가질 수 있고, 제 2 엠보싱 롤러(604)의 수용 엠보싱 패턴(610)은 약 10.0 mil 내지 약 40.0 mil의 깊이를 가질 수 있다. 도 6은 엠보싱 패턴(608) 및 수용 엠보싱 패턴(610)이 복수의 무작위 다각형 형태의 돌출부 및 복수의 일치하는 무작위 다각형 형태의 오목부를 포함하는 것을 예시하지만, 엠보싱 패턴은 3차원 효과를 생성하는 변형의 패턴을 생성하도록 다양한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 엠보싱 패턴은 도 6은 설명의 편의를 위한 비제한적인 예이다.
일부 구현예에서, 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604) 중 하나는 비교적 단단한 재료(예: 강철, 에보나이트 또는 기타 적절한 단단한 재료)로 형성될 수 있고, 다른 하나는 더 부드러운 재료(예: 고무 또는 다른 적절한 부드러운 재료)로 형성될 수 있다. 다르게 말하면, 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604)는 강철-대-고무 엠보서를 포함할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604) 모두는 비교적 단단한 재료(예: 강철)로 형성될 수 있다. 다르게 말하면, 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604)는 강철-대-강철 엠보서를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604)가 강철-고무 엠보서 또는 강철-대-강철 엠보서를 포함하는지 여부에 관계없이, 일부 구현예에서, 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604) 중 하나 이상은 전기적으로 가열된 강철 롤(예: 가열의 수단)을 포함할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 제 1 및 제 2 엠보싱 롤러(602, 604) 중 어느 것도 가열되지 않는다.
SELF화, 링 롤링, 엠보싱 또는 이들의 조합으로 생성되었는지 여부에 관계없이, 변형은 구배 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 7a는 본 개시의 구현예예에 따른 변형의 구배 패턴(790)을 가진 열가소성 백(700)의 사시도이다. 도 7b 내지 7e는 구배 패턴(790)으로 변형된 열가소성 백(700)의 정면도, 배면도, 측면도, 평면도 및 저면도이다. 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)은 제 1 측벽(702) 및 제 2 측벽(704)을 포함한다. 제 1 및 제 2 측벽(702, 704) 각각은 제 1 측면 에지(706), 제 2 대향 측면 에지(708), 제 1 및 제 2 측면 에지(706, 708) 사이에서 연장되는 바닥 에지(710), 및 바닥 에지(710)에 대향하는 제 1 및 제 2 측면 사이에서 연장하는 상부 에지(711)를 포함한다. 일부 구현예들에서, 제 1 측벽(702) 및 제 2 측벽(704)은 제 1 측면 에지(706), 제 2 대향 측면 에지(708), 및 바닥 에지(710)를 따라 함께 접합된다. 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)은 예를 들어 열 밀봉과 같은 임의의 적절한 공정에 의해 제 1 및 제 2 측면 에지(706, 708) 및 바닥 에지(710)를 따라 접합될 수 있다. 예를 들어, 도 7a는 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)이 제 1 및 제 2 측면 에지(706, 708)에서 열 밀봉(713, 715)에 의해 접합되는 것을 예시한다. 대안적인 구현예에서, 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)은 측면 에지를 따라 접합되지 않을 수 있다. 오히려, 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)은 단일한 균일편일 수 있다. 다시 말하면, 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)은 슬리브 또는 풍선 구조를 형성할 수 있다.
일부 구현예들에서, 바닥 에지(710) 또는 측면 에지(706, 708) 중 하나 이상은 접힘부를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)은 단일 통합편을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)의 상부 에지(711)는 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)의 내부에 대한 개구부(712)를 한정할 수 있다. 다시 말하면, 개구부(712)는 변형의 구배 패턴으로 열가소성 백(700)의 바닥 에지(710)에 대향하여 배향될 수 있다. 또한, 쓰레기 용기에 배치될 때, 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)의 상부 에지(711)는 용기의 테두리 위로 접힐 수 있다.
일부 구현예에서, 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)은, 적어도 실질적으로 완전히-밀폐된 용기 또는 그릇을 형성하기 위해, 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)의 상단을 밀봉하기 위해 상부 에지(711)에 인접하여 위치된 폐쇄 메커니즘(714)을 선택적으로 포함할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 폐쇄 메커니즘(714)은 드로우 테이프(716), 제 1 단(718), 및 제 2 단(720)을 포함한다. 특히, 제 1 측벽(702)의 제 1 상부 에지(711)는 내부 체적으로 다시 접혀서 제 1 단(718)을 형성하는 제 1 측벽(702)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 유사하게, 제 2 측벽(704)의 제 2 상부 에지(711)는 내부 체적으로 다시 접혀서 제 2 단(718)을 형성하는 제 2 측벽(704)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 드로우 테이프(716)는 제 1 및 제 2 상부 에지(711)를 따라 제 1 및 제 2 단(718, 720)을 통해 연장된다. 제 1 단(718)은 제 1 단(718)을 통해 연장되고, 드로우 테이프(716)의 한 부분을 노출시키는 제 1 구멍(722)(예: 노치)을 포함한다. 유사하게, 제 2 단(720)은 제 2 단(720)을 통해 연장되고 드로우 테이프(716)의 다른 부분을 노출시키는 제 2 구멍(724)을 포함한다. 사용 동안, 제 1 및 제 2 구멍(722, 724)을 통해 드로우 테이프(716)를 당기는 것은 제 1 및 제 2 상부 에지(711)가 수축하게 만들 것이다. 그 결과, 제 1 및 제 2 개구부(722, 724)를 통해 드로우 테이프(716)를 당기는 것은 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백의 개구부(712)가 적어도 부분적으로 닫히거나 크기가 감소될 것이다. 드로우 테이프 폐쇄 메커니즘(714)은 본원에서 설명된 강화된 열가소성 백의 임의의 구현예과 함께 사용될 수 있다.
변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)은 드로우 테이프 폐쇄 메커니즘(714)을 포함하는 것으로 본원에서 설명되지만, 당업자는 다른 폐쇄 메커니즘(714)이 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)으로 구현될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 폐쇄 메커니즘(714)은 플랩, 접착 테이프, 턱(tuck) 및 접힘 폐쇄, 연동 폐쇄, 슬라이더 폐쇄, 지퍼 폐쇄, 또는 백을 닫기 위해 당업자에게 알려진 임의의 다른 폐쇄 구조 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)은 변형이 없는 영역 또는 구역을 포함할 수 있다. 특히, 도 7a는 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)이 변형이 없는 단(718, 720)에 인접한 상부 구역(726)을 포함할 수 있음을 예시한다. 유사하게, 도 7a는 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700)이 변형이 없는 바닥 에지(710)에 인접한 바닥 구역(728)을 포함할 수 있음을 예시한다.
제 1 및 제 2 측벽(702, 704)은 변형을 가진 단일 필름(예: 필름(300)) 또는 다층의 약하게 결합된 적층체 필름(예: 필름(300a))을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 필름(300, 300a)은 단일층, 이층 또는 삼층 필름(예: 필름(102a, 102b 또는 102c))일 수 있다. 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)이 다층의 가볍게 결합된 적층체 필름인 구현예에서, 구배 패턴(790)의 변형을 가진 열가소성 백(700)은 백-인-백(bag-in-bag) 구성을 포함할 수 있다. 특히, 구배 패턴(790)에서 변형을 가진 열가소성 백(700)은 제 1 열가소성 백을 포함할 수 있다. 제 1 열가소성 백은 제 1 측면 에지(706), 대향하는 제 2 측면 에지(708), 및 폐쇄된 바닥 에지(710)를 따라 함께 접합된 제 1 및 제 2 대향 측벽(예: 다층 적층체(300a)의 제 1 열가소성 필름(402))을 포함할 수 있다. 구배 패턴(790)에서 변형을 가진 열가소성 백(700)은 제 1 열가소성 백 내에 위치된 제 2 열가소성 백을 포함할 수 있다. 제 2 열가소성 백은 제 1 측면 에지(706), 대향하는 제 2 측면 에지(708), 및 폐쇄된 바닥 에지(710)를 따라 함께 접합된 제 3 및 제 4 대향 측벽(예: 다층 적층체(300a)의 제 2 열가소성 필름(404))을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 열가소성 백은 전술한 바와 같이 돌출부와 배열된 결합에 의해 함께 가볍게 결합될 수 있다.
도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이, 변형의 구배 패턴(790)은 제 1 및 제 2 측벽(702, 704)을 형성하는 열가소성 필름의 길이에 걸쳐 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작도록 배열된 상이한 크기의 변형 반복 단위(732, 742, 752, 762, 772)를 포함할 수 있다. 특히, 도 7a 내지 7c는 변형 반복 단위(732, 742, 752, 762, 772)가 바닥 에지(710)에서 상부 에지(711)까지 열가소성 백의 높이(즉, TD 방향)를 따라 점점 더 커지는 것을 예시한다.
보다 구체적으로, 도 7a 내지 7c는 열가소성 백(700)이 제 1 변형 반복 단위(732)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 1 복수의 변형을 포함하는 제 1 섹션(730)을 포함하는 것을 예시한다. 제 1 변형 반복 단위(732)는 제 1 크기 및 제 1 형태(즉, 육각형 형태)를 가진다. 유사하게, 열가소성 백(700)은 제 2 변형 반복 단위(742)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 2 복수의 변형을 포함하는 제 2 섹션(740)을 포함한다. 제 2 변형 반복 단위(742)는 제 1 크기보다 작은 제 2 크기 및 제 1 형태를 가진다. 게다가, 열가소성 백(700)은 제 3 변형 반복 단위(752)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 3 복수의 변형을 포함하는 제 3 섹션(750)을 포함한다. 제 3 변형 반복 단위(752)는 제 2 크기보다 작은 제 3 크기 및 제 1 형태를 가진다. 또한, 열가소성 백(700)은 제 4 변형 반복 단위(762)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 4 복수의 변형을 포함하는 제 4 섹션(760)을 포함한다. 제 4 변형 반복 단위(762)는 제 3 크기보다 작은 제 4 크기 및 제 1 형태를 가진다. 추가적으로, 열가소성 백(700)은 제 5 변형 반복 단위(772)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 5 복수의 변형을 포함하는 제 5 섹션(770)을 포함한다. 제 5 변형 반복 단위(772)는 제 4 크기보다 작은 제 5 크기 및 제 1 형태를 가진다. 대안적인 구현예에서, 변형의 구배 패턴(790)은 5개보다 많거나 적은 크기의 변형 반복 단위를 포함할 수 있다.
도 7a 내지 7c는 변형의 구배 패턴(790)이 단일 방향(예: 백(700)의 높이 또는 TD 방향을 따라)으로 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 변형 반복 단위를 포함하는 것을 예시한다. 이로써, 변형 반복 단위는 백의 폭 또는 MD 방향을 따라 일정한 크기를 유지한다. 특히, 제 1 섹션(730)(예: 제 1 측면 에지(706)에서 제 2 측면 에지(708)까지 TD 방향으로 제 1 거리만큼 연장되는 섹션)은 동일한 크기의 변형 반복 단위(732)를 포함한다. 이러한 방식으로, 제 1 섹션(730)은 변형 반복 단위에 의해 제공되는 일관된 물리적 파라미터(예: 일관된 탄성 또는 인열 저항)를 가진다. 유사하게, 다른 섹션(740, 750, 760, 770)은 또한 각각의 섹션에 일관된 물리적 파라미터를 제공하는 일관된 크기의 변형 반복 단위를 가질 수 있다.
도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이, 각 섹션(730, 740, 750, 760, 770)은 변형 반복 단위의 다중 열을 포함할 수 있다. 특히, 제 1 섹션(730)은 제 1 변형 반복 단위(732)의 4행, 제 2 섹션(740)은 제 2 변형 반복 단위(742)의 6행, 제 3 섹션(750)은 제 3 변형 반복 단위(752)의 9행, 제 4 섹션(760)은 제 4 변형 반복 단위(762)의 10행, 및 제 5 섹션(770)은 제 5 변형 반복 단위(772)의 18.5행을 포함한다.
도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이, 섹션(730, 740, 750, 760, 770)은 변형이 없는 전이 구역 또는 영역에 의해 각각 분리된다. 본 명세서의 개시에 비추어 볼 때, 다른 구현예가 전이 구역에 의해 분리되지 않은 변형 반복 단위의 섹션(730, 740, 750, 760, 770)을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도 8은 비록 변형 반복 단위의 섹션(730, 740, 750, 760, 770)이 서로 인접하지만 도 7a 내지 7f의 열가소성 백(700)과 유사한 열가소성 백(700a)을 예시한다.
도 7a 내지 8에 도시된 변형 및 반복 단위는 본원에 논의된 임의의 다양한 유형의 변형(예: 엠보싱, 링 롤링, SELF화)을 나타내도록 일반화된다. 다른 한편으로, 도 9는 TD SELF화 변형이 있긴 하지만 열가소성 백(700a)과 유사한 열가소성 백(700b)을 도시한다. 특히, 제 1 변형 반복 단위(732, 742, 752, 762, 772) 각각은 육각형 형태를 생성하는 다양한 길이의 복수의 TD SELF화 변형(예: MD 방향으로 연장되는 융기된 리브형 요소)을 포함한다.
앞서 언급한 바와 같이, 본원에 설명된 하나 이상의 구현예는 변형 반복 단위의 크기가 열가소성 백의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함한다. 위에 도시되고 설명된 열가소성 백(700-700b)은 반복 단위가 높이 또는 TD 방향을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 하나 이상인 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴을 포함한다. 다른 한편으로, 도 10은 열가소성 백(700)과 유사하지만, 폭 또는 MD 방향을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상인 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴을 가진 열가소성 백(700c)을 도시한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 변형의 구배 패턴은 제 1 및 제 2 측벽을 형성하는 열가소성 필름의 폭에 걸쳐 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작도록 배열된 상이한 크기의 변형 반복 단위(732a, 742a, 752a, 762a, 772a)를 포함할 수 있다. 특히, 도 10은 변형 반복 단위(732a, 742a, 752a, 762a, 772a)가 제 1 측면 에지(706)에서 제 2 측면 에지(708)까지 열가소성 백의 폭(즉, MD 방향)을 따라 점점 더 작아지는 것을 예시한다.
보다 구체적으로, 도 10은 열가소성 백(700c)을 제 1 변형 반복 단위(732a)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 1 복수의 변형을 포함하는 제 1 섹션(730a)을 포함하는 것을 예시한다. 제 1 변형 반복 단위(732a)는 제 1 크기 및 제 1 형태(즉, 정사각형)를 가진다. 유사하게, 열가소성 백(700c)은 제 2 변형 반복 단위(742a)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 2 복수의 변형을 포함하는 제 2 섹션(740a)을 포함한다. 제 2 변형 반복 단위(742a)는 제 1 크기보다 작은 제 2 크기 및 제 1 형태를 가진다. 게다가, 열가소성 백(700c)은 제 3 변형 반복 단위(752a)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 3 복수의 변형을 포함하는 제 3 섹션(750a)을 포함한다. 제 3 변형 반복 단위(752a)는 제 2 크기보다 작은 제 3 크기 및 제 1 형태를 가진다. 또한, 열가소성 백(700c)은 제 4 변형 반복 단위(762a)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 4 복수의 변형을 포함하는 제 4 섹션(760a)을 포함한다. 제 4 변형 반복 단위(762a)는 제 3 크기보다 작은 제 4 크기 및 제 1 형태를 가진다. 추가적으로, 열가소성 백(700c)은 제 5 변형 반복 단위(772a)을 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 5 복수의 변형을 포함하는 제 5 섹션(770a)을 포함한다. 제 5 변형 반복 단위(772a)는 제 4 크기보다 작은 제 5 크기 및 제 1 형태를 가진다. 대안적인 구현예에서, 변형의 구배 패턴은 5개보다 많거나 적은 크기의 변형 반복 단위를 포함할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본원에 설명된 하나 이상의 구현예는 변형 반복 단위의 크기가 열가소성 백/필름의 하나 이상의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함한다. 위에 도시되고 설명된 열가소성 백(700-700c)은 반복 단위가 단일 방향을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상인 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴을 포함한다. 한편, 도 11은 열가소성 백(700b)과 유사한 열가소성 백(700d)을 도시하지만, 두 방향(예: 백의 폭과 높이, 또는 백(700c)의 측벽을 형성하는 열가소성 필름의 MD 및 TD 방향)을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상인 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴을 가진다.
도 11에 도시된 바와 같이, 변형의 구배 패턴은 제 1 및 제 2 측벽을 형성하는 열가소성 필름의 폭 및 높이에 걸쳐 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작도록 배열된 다양한 크기의 변형 반복 단위(732b, 742b, 752b, 762b, 772b)를 포함할 수 있다. 특히, 도 11은 변형 반복 단위(732b, 742b, 752b, 762b, 772b)가 제 1 측면 에지(706)에서 제 2 측면 에지(708)까지 열가소성 백의 폭(즉, MD 방향)을 따라 점점 더 작아지고, 상부 에지(711)에서 하부 에지(710)까지 열가소성 백의 높이(즉, TD 방향)를 따라 점점 더 작아지는 것을 예시한다.
보다 구체적으로, 도 11은 열가소성 백(700d)이 제 1 변형 반복 단위(732b)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 1 복수의 변형을 포함하는 제 1 섹션(730b)을 포함하는 것을 예시한다. 제 1 변형 반복 단위(732b)는 제 1 크기 및 제 1 형태(즉, 정사각형)를 가진다. 유사하게, 열가소성 백(700d)은 제 2 변형 반복 단위(742b)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 2 복수의 변형을 포함하는 제 2 섹션(740b)을 포함한다. 제 2 변형 반복 단위(742b)는 제 1 크기보다 작은 제 2 크기 및 제 1 형태를 가진다. 게다가, 열가소성 백(700d)은 제 3 변형 반복 단위(752b)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 3 복수의 변형을 포함하는 제 3 섹션(750b)을 포함한다. 제 3 변형 반복 단위(752b)는 제 2 크기보다 작은 제 3 크기 및 제 1 형태를 가진다. 또한, 열가소성 백(700d)은 제 4 변형 반복 단위(762b)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 4 복수의 변형을 포함하는 제 4 섹션(760b)을 포함한다. 제 4 변형 반복 단위(762b)는 제 3 크기보다 작은 제 4 크기 및 제 1 형태를 가진다. 추가적으로, 열가소성 백(700d)은 제 5 변형 반복 단위(772b)를 형성하도록 그룹화되거나 배열된 제 5 복수의 변형을 포함하는 제 5 섹션(770b)을 포함한다. 제 5 변형 반복 단위(772b)는 제 4 크기보다 작은 제 5 크기 및 제 1 형태를 가진다. 대안적인 구현예에서, 변형의 구배 패턴은 5개보다 많거나 적은 크기의 변형 반복 단위를 포함할 수 있다. 변형의 섹션(730b, 740b, 750b, 760b, 770b)은 대각선 방향(예: MD 또는 TD 방향에 평행하지 않은 방향)을 따라 배향된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본원에 설명된 하나 이상의 구현예는 변형 반복 단위의 크기가 열가소성 백의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이 되도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함한다. 위에 도시되고 설명된 열가소성 백(700-700b)은 백의 상단에서 백의 하단을 향해 점진적으로 더 작아지는 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴을 포함한다. 한편, 도 12는 열가소성 백(700-700c)과 유사한 열가소성 백(700e)을 도시하지만, 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴이 백(700e)의 상부로부터 백(700e)의 바닥을 향해 점진적으로 더 크다.
도 12에 도시된 바와 같이, 변형의 구배 패턴은 바닥 에지(710)로부터 상부 에지(711)로 제 1 및 제 2 측벽을 형성하는 열가소성 필름의 높이에 걸쳐 점진적으로 더 작도록 배열된 상이한 크기의 변형 반복 단위(732c, 742c, 752c, 762c, 772c)를 포함할 수 있다. 다른 백과 유사하게, 변형 반복 단위(732c, 742c, 752c, 762c, 772c)는 섹션(730c, 740c, 750c, 760c 및 770c)에 배열된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본원에 설명된 하나 이상의 구현예는 변형 반복 단위의 크기가 열가소성 백의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함한다. 위에서 도시되고 설명된 열가소성 백(700-700b)은 반복 단위가 열가소성 필름/백의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 변형의 구배 패턴을 포함한다. 다른 한편으로, 도 13은 열가소성 백(700-700c)과 유사한 열가소성 백(700f)을 도시하지만, 점진적으로 더 크고 그 다음 점진적으로 더 작은 반복 단위를 가진 변형의 구배 패턴을 가진다.
도 13에 도시된 바와 같이, 변형의 구배 패턴은 열가소성 필름의 폭에 걸쳐 점진적으로 더 크고 점차적으로 더 작도록 배열된 다양한 크기의 변형 반복 단위(732d, 742d, 752d, 762d, 772d)를 포함할 수 있다. 특히, 구배 패턴은 제 1 측면 에지(706)로부터 제 2 측면 에지(708)까지, 변형 반복 단위(772d), 변형 반복 단위(762d), 변형 반복 단위(752d), 변형 반복 단위(742d), 변형 반복 단위(732d), 변형 반복 단위(742d), 변형 반복 단위(752d), 변형 반복 단위(762d), 및 변형 반복 단위(772d)를 포함할 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 하나 이상의 구현예에서, 구배 패턴은 변형 반복 단위의 다중 열(row)을 포함할 수 있다. 그러한 구현예에서, 구배의 방향을 따라 서로 바로 옆에 동일한 크기의 변형 반복 단위가 있다. 대안적인 구현예에서, 구배 패턴은 동일한 크기의 변형 반복 단위가 구배의 방향을 따라 서로 바로 옆에 있지 않도록 변형 반복 단위의 단일 열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 14a는 각각 단일 열(1406, 1408, 1410)에서 변형 반복 단위(1400, 1402, 1404)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 구배의 방향을 따라 변형 반복 단위의 치수는 각 반복 단위에 따라 변한다. 한편 도 14b는 변형 반복 단위의 치수가 다른 반복 단위마다 변하는 구현예를 도시한다. 특히, 변형 반복 단위(1406a, 1408a, 1410a)의 두 번째 열이 있다.
도 14a 및 14b는 변형 반복 단위(1400, 1402, 1404)가 서로 정비례하는 크기를 가질 수 있음을 도시한다. 예를 들어, 변형 반복 단위(1404)는 변형 반복 단위(1402)의 길이 및 폭의 정비례하여 절반인 길이 및 폭을 가진다. 유사하게, 변형 반복 단위(1404)는 변형 반복 단위(1400)의 길이 및 폭의 1/4인 길이 및 폭을 가진다.
상기 도시되고 설명된 변형 반복 단위는 각각 단일 형태를 포함한다. 대안적인 구현예는 여러 하위-형태를 가진 변형 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 14c는 3개의 하위-형태 또는 하위-반복 단위를 포함하는 변형 반복 단위(1420, 1422, 1424)를 예시한다. 특히, 변형 반복 단위(1420, 1422, 1424) 각각은 하위-형태 또는 하위-반복 단위(1412, 1414, 1416)를 포함한다. 보다 구체적으로, 변형 반복 단위(1420, 1422, 1424)는 상이한 크기의 직사각형을 포함한다. 변형 반복 단위(1420, 1422, 1424) 각각은 하위-형태 사각형 반복 단위(1412), 하위-형태 원형 반복 단위(1414) 및 하위-형태 삼각형 반복 단위(1416)를 포함한다.
도 14a 내지 14c에 도시된 변형 반복 단위가 열으로 정렬되지만, 대안적인 구현예에서 변형 반복 단위는 중첩되고 그렇지 않으면 선형 열에 있지 않다. 예를 들어, 도 14d는 중첩 영역을 포함하는 3개의 육각형 형태의 변형 반복 단위(1432)를 예시한다. 특히, 도시된 바와 같이, 외부 직사각형 아웃라인(1430a, 1430b) 내의 육각형 변형 반복 단위는 외부 직사각형 아웃라인(1430a, 1430b)이 중첩되는 인접 에지를 포함한다. 육각형 형태의 변형 반복 단위(1432)가 열로 정렬되는 반면, 다른 구현예에서 변형 반복 단위는 행 또는 열로 정렬되지 않도록 배열될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 변형 반복 단위는 임의의 형태 또는 형태들을 가질 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 변형 반복 단위는 외부 직사각형 아웃라인에 의해 한정되고, 다각형, 포물선, 원, 육각형, 다이아몬드, 별, 비대칭 복합 형태, 또는 다른 형태를 포함한다. 예를 들어, 도 14e는 원형을 가지는 변형 반복 단위(1442)를 도시한다. 특히, 변형 반복 단위(1442)는 원을 한정하는 상이한 길이를 가진 복수의 대각선 돌출부를 포함한다. 도 14f는 복잡한 형태를 가진 변형 반복 단위(1452)를 도시한다. 특히, 변형 반복 단위(1452)는 복잡한 형태를 한정하는 상이한 길이를 가진 복수의 대각선 돌출부를 포함한다. 또한, 변형 반복 단위(1442, 1452)는 외부 직사각형 아웃라인(1440, 1450)에 의해 한정된다.
전술한 것에 더하여, 변형 반복 단위는 이들이 형성되는 백의 하나 이상의 치수에 기초하여 하나 이상의 치수를 선택적으로 가질 수 있다. 예를 들어, 변형 반복 단위의 길이, 폭, 면적 및/또는 종횡비는 그들이 형성되는 백의 길이, 폭, 면적 및/또는 종횡비에 대응할 수 있다(즉, 정비례할 수 있음). 변형 반복 단위와 백의 대응은 백의 전체적인 외관을 조화시킬 수 있다. 특히, 결과적인 백 디자인은 확장가능하고 인식가능하며 변형 반복 단위와 미학적으로 조화되기 때문에 대응은 백의 외관을 조화시킬 수 있다. 추가적으로, 변형 반복 단위와 백 간의 대응은 백의 기능을 조화시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 해당 대응은 전체 백 치수 내에서 변형 반복 단위의 디자인, 크기 및 빈도를 기반으로 기계적 성능을 제공함으로써 백의 기능을 조화시킬 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 열가소성 백(1500)의 하나 이상의 치수에 대응하는 하나 이상의 치수를 가진 변형 반복 단위(1502)를 포함하는 열가소성 백(1500)이 도시된다. 도 15는 예시의 편의를 위해 단일의 확대된 변형 반복 단위(1502)를 예시한다. 열가소성 백(1500)이 패턴(예: 구배 패턴)으로 열가소성 백(1500)에 걸쳐 반복하는 복수의 변형 반복 단위(1502)를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 열가소성 백(1500)은 제 1 측면 에지(1502) 및 대향하는 제 2 측면 에지(1504)를 가질 수 있다. 제 1 측면 에지(1502)와 제 2 측면 에지(1504) 사이의 거리는 열가소성 백(1500)의 폭(1510)을 한정할 수 있다. 추가적으로, 열가소성 백(1500)은 상부 에지(1506) 및 대향하는 하부 에지(1508)를 포함한다. 상부 에지(1506)와 하부 에지(1508) 사이의 거리는 열가소성 백(1500)의 높이(1512)를 한정할 수 있다. 변형 반복 단위(1502)는 또한 폭(1514) 및 높이(1516)를 포함한다. 백의 폭와 높이는 함께 백의 종횡비(예: 폭를 높이로 나눈 값)를 한정할 수 있다. 유사하게, 변형 반복 단위(1502)의 폭 및 높이는 변형 반복 단위(1502)의 종횡비를 한정할 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 변형 반복 단위(1502)의 종횡비는 열가소성 백(1500)의 종횡비에 대응할 수 있다. 즉, 변형 반복 단위(1502)의 폭/높이의 비율은 열가소성 백(1500)의 폭/높이의 비율과 동일하다.
대안적인 구현예에서, 변형 반복 단위의 폭은 열가소성 백의 폭에 대응하지만 높이는 그렇지 않다. 예를 들어, 도 16은 변형 반복 단위(1502a)가 열가소성 백(1500a)의 폭(1510)에 대응하는 폭(1514a)을 가진 열가소성 백(1500a)을 예시한다. 즉, 변형 반복 단위(1502a)의 폭(1514a)은 열가소성 백(1500a)의 폭(1510)의 정확한 배수이다. 특히, 폭(1514a)은 열가소성 백(1500a)의 폭(1510)의 1/6이다. 도 16은 열가소성 백(1500a)의 폭(1510)에 대응하는 폭을 가진 변형 반복 단위의 다른 예를 추가로 예시한다. 특히, 변형 반복 단위(1502b)는 열가소성 백(1500a)의 폭(1510)의 1/2인 폭(1514b)을 가진다.
대안적인 구현예에서, 변형 반복 단위의 높이는 열가소성 백의 높이에 대응하지만 폭은 그렇지 않다. 예를 들어, 도 17은 변형 반복 단위(1502c)가 열가소성 백(1500b)의 높이(1512)에 대응하는 높이(1516c)를 가진 열가소성 백(1500b)을 예시한다. 즉, 변형 반복 단위(1502c)의 높이(1516c)는 열가소성 백(1500b)의 높이(1512)의 정확한 배수이다. 특히, 높이(1516c)는 열가소성 백(1500b)의 높이(1512)의 1/5이다. 도 17은 열가소성 백(1500b)의 높이(1512)에 대응하는 높이를 가진 변형 반복 단위(1502d)의 다른 예를 추가로 예시한다. 특히, 변형 반복 단위(1502d)는 열가소성 백(1500b)의 높이(1512)의 1/2인 높이(1516d)를 가진다.
전술한 것에 더하여, 변형 반복 단위는 열가소성 백의 변형 영역의 하나 이상의 치수에 기초하여 하나 이상의 치수를 선택적으로 가질 수 있다. 예를 들어, 변형 반복 단위의 길이, 폭, 면적 및/또는 종횡비는 이들이 형성되는 백의 변형 영역의 길이, 폭, 면적 및/또는 종횡비에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 18은 높이(1520) 및 폭(1530)을 가진 변형 영역(즉, 변형이 포함되고 변형에 의해 한정되는 영역)을 포함하는 열가소성 백(1500c)을 예시한다. 열가소성 백(1500c)은 또한 폭(1514d) 및 높이(1516d)를 가진 변형 반복 단위(1502e)를 포함한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 변형 반복 단위(1502e)의 종횡비는 변형 영역의 종횡비에 대응할 수 있다. 즉, 변형 반복 단위(1502e)의 폭/높이의 비율은 열가소성 백(1500c)의 변형 영역의 폭/높이의 비율과 동일하다.
대안적인 구현예에서, 변형 반복 단위의 폭은 변형 영역의 폭에 대응하지만 높이는 그렇지 않다. 예를 들어, 도 19는 변형 반복 단위(1502e)가 열가소성 백(1500d)의 변형 영역의 폭(1530)에 대응하는 폭(1514e)을 가진 열가소성 백(1500d)을 예시한다. 즉, 변형 반복 단위(1502e)의 폭(1514e)은 변형 영역의 폭(1530)의 정확한 배수이다. 특히, 폭(1514e)은 변형 영역의 폭(1530)의 1/6이다. 도 19는 변형 영역의 폭(1530)에 대응하는 폭을 가진 변형 반복 단위의 다른 예를 추가로 예시한다. 특히, 변형 반복 단위(1502f)는 변형 영역의 폭(1530)의 1/2인 폭(1514f)을 가진다.
대안적인 구현예에서, 변형 반복 단위의 높이는 변형 영역의 높이에 대응하지만 폭은 그렇지 않다. 예를 들어, 도 20은 변형 반복 단위(1502g)가 열가소성 백(1500e)의 변형 영역의 높이(1520)에 대응하는 높이(1516g)를 가진 열가소성 백(1500e)을 예시한다. 즉, 변형 반복 단위(1502g)의 높이(1516g)는 변형 영역의 높이(1520)의 정확한 배수이다. 특히, 높이(1516g)는 열가소성 백(1500e)의 높이(1520)의 1/6이다. 도 20은 변형 영역의 높이(1520)에 대응하는 높이를 가진 변형 반복 단위(1502h)의 다른 예를 추가로 예시한다. 특히, 변형 반복 단위(1502h)는 열가소성 백(1500e)의 변형 영역의 높이(1520)의 1/2인 높이(1516h)를 가진다.
설명된 바와 같이 변형의 구배 패턴을 가진 백을 생산하기 위해, 열가소성 재료의 연속 웹이 도 21에 예시된 것과 같은 고속 제조 환경을 통해 처리될 수 있다. 예시된 공정(2100)에서, 롤(2104)로부터 열가소성 시트 재료의 제 1 연속 웹 또는 필름(2180)을 풀고 웹을 기계 방향(2106)을 따라 전진시킴으로써 생산이 시작될 수 있다. 풀린 웹(2180)은 제 1 에지(2110)와 대향하는 제 2 에지(2112) 사이에서 측정될 때 기계 방향(2106)에 수직일 수 있는 폭(2108)을 가질 수 있다. 풀린 웹(2180)은 제 1 표면(2116)과 제 2 표면(2118) 사이에서 측정된 초기 평균 두께(2160)를 가질 수 있다. 다른 제조 환경에서, 웹(2180)은 다른 형태로 제공되거나 열가소성 형성 공정으로부터 직접 압출될 수도 있다. 완성된 백의 제 1 및 제 2 측벽을 제공하기 위해, 웹(2180)은 접는 작업(2120)에 의해 기계 방향(2106)에 대해 전반부(2122) 및 대향하는 후반부(2124)로 접힐 수 있다. 그렇게 접힐 때, 제 1 에지(2110)는 웹의 제 2 에지(2112)에 인접하게 이동될 수 있다. 따라서, 접는 작업(2120) 후에 기계 방향(2106)으로 진행하는 웹(2180)의 폭은 초기 폭(2108)의 절반일 수 있는 폭(2128)일 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 풀린 웹(2180)의 중간 폭 부분은 접힌 웹의 외부 에지(2126)가 될 수 있다. 여하튼, 단은 인접한 제 1 및 제 2 에지(2110, 2112)를 따라 형성될 수 있고 드로우 테이프(2132)는 단 및 드로우 테이프 작업(2130) 동안 삽입될 수 있다.
변형(2168)의 구배 패턴을 형성하기 위해, 공정 장비는 위에서 설명된 것과 같은 링 롤링, SELF화 또는 엠보싱 맞물림 롤러(2142, 2143)를 포함할 수 있다. 도 21을 참조하면, 접힌 웹(2180)은 결과적인 패턴(2168)을 부여하기 위해 반대 회전 방향으로 회전하도록 설정될 수 있는 맞물림 롤러(2142, 2143) 사이의 기계 방향(2106)을 따라 전진될 수 있다. 웹(2180)의 패터닝을 용이하게 하기 위해, 제 1 롤러(2142) 및 제 2 롤러(2143)는 예를 들어 유압 액추에이터에 의해 서로에 대해 강제되거나 지향될 수 있다. 롤러가 함께 가압되는 압력은 30 PSI(2.04 atm) 내지 100 PSI(6.8 atm)의 제 1 범위, 60 PSI(4.08 atm) 내지 90 PSI(6.12 atm)의 제 2 범위, 및 75 PSI(5.10 atm)에서 85 PSI(5.78 atm)의 제 3 범위일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 압력은 약 80 PSI(5.44 atm)일 수 있다.
예시된 구현예에서, 패턴(2168) 맞물림 롤러(2142, 2143)는 그들이 접힌 웹(2180)의 폭(2108)과 공동 확장되거나 더 넓도록 배열될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 패턴(2168) 맞물림 롤러(2142, 2143)는 근접한 접힌 에지(2126)로부터 인접한 에지(2110, 2112)로 확장할 수 있다. 드로우 테이프(2132)를 포함하는 웹의 부분 상에 패턴(2168)을 부여하는 것을 방지하기 위해, 롤러(2142, 2143)의 대응하는 단부(2149)는 매끄럽고, 릿지와 홈이 없을 수 있다. 따라서, 인접한 에지(2110, 2112) 및 롤러(2142, 2143)의 매끄러운 단부(2149) 사이를 통과하는 이들 에지에 근접한 웹의 대응 부분은 패턴(2168)이 부여되지 않을 수 있다. 도 21은 단일한 맞물림 롤러 쌍을 예시하지만, 하나 이상의 구현예는 원하는 수의 변형의 패턴을 생성할 수 있도록 맞물림 롤러의 다중 쌍을 포함할 수 있다.
공정 장비는 웹(2180)의 폭(2158)을 수용하기 위해 핀치 롤러(2162, 2164)를 포함할 수 있다. 완성된 백을 생산하기 위해, 공정 장비는 패턴으로 접힌 웹을 추가로 처리할 수 있다. 예를 들어, 완성된 백의 평행한 측면 에지를 형성하기 위해 웹은 접힌 에지(2126)와 인접한 에지(2110, 2112) 사이에 열 밀봉(2172)이 형성될 수 있는 밀봉 작업(2170)을 진행할 수 있다. 열 밀봉은 접힌 웹의 인접한 절반부(2122, 2124)와 함께 융합될 수 있다. 열 밀봉부(2172)는 접힌 웹을 따라 이격될 수 있고 접힌 외부 에지(2126)와 함께 개별 백을 한정할 수 있다. 열 밀봉은 가열된 칼과 같은 가열 장치로 만들 수 있다. 천공 작업(2181)은 개별 백(2184)가 웹으로부터 분리될 수 있도록 천공 나이프와 같은 천공 장치로 열 밀봉부(2172)를 천공(2182)할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 접힌 웹이 천공 작업을 통해 안내될 수 있기 전에 웹이 1회 이상 접힐 수 있다. 백(2184)을 구현하는 웹(2180)은 포장 및 유통을 위해 롤(2186)로 권취될 수 있다. 예를 들어, 롤(2186)은 고객에게 판매하기 위해 상자나 백에 넣을 수 있다.
공정의 하나 이상의 구현예에서, 절단 작업(2188)은 천공 작업(2181)을 대체할 수 있다. 웹은 포장 및 유통을 위해 롤(2194)에 감기기 전에 위치(2190)에서 개별 백(2192)으로 웹을 절단하는 절단 작업(2188)을 통해 안내된다. 예를 들어, 롤(2194)은 고객에게 판매하기 위해 상자나 백에 넣어질 수 있다. 백은 롤(2194)로 감기 전에 인터리빙될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 접힌 웹이 개별 백으로 절단되기 전에 웹이 1회 이상 접힐 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 백(2192)는 롤(2194)이 아니라 상자 또는 백에 위치될 수 있다.
도 22는 롤(2102)로부터 열가소성 시트 재료의 제 2 연속 웹 또는 필름(2182)을 푸는 단계 및 기계 방향(2106)을 따라 웹을 전진시키는 단계를 포함하는 변경된 고속 제조(2100a)를 예시한다. 제 2 필름(2182)은 제 1 필름(2180)과 유사하거나 동일한 폭, 및/또는 두께를 가진 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 대안적인 하나 이상의 구현예에서, 열가소성 재료, 제 2 필름(2182)의 폭 및/또는 두께 중 하나 이상은 제 1 필름(2180)의 것과 상이할 수 있다. 필름(2180, 2182)은 폴딩 작업(2120) 동안 함께 접혀서 맞물림 롤러(2142, 2143)를 함께 통과하여 패턴 및 결과적인 다층 백을 형성할 수 있다.
본 개시는 그 취지 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않으면서 다른 구체적인 형태로 구체화될 수 있다. 예를 들어, 예시되고 설명된 구현예는 약한 결합을 제공하기 위해 비-연속적(즉, 불연속적 또는 부분적으로 불연속적인 적층)을 포함한다. 대안적인 구현예에서, 적층은 연속적일 수 있다. 예를 들어, 층이 위에서 설명한 것과 유사한 이점을 제공하기 위해, 필름 파손 전에 박리를 제공하는 결합 강도를 갖도록 다중 필름 층은 공압출될 수 있다. 따라서, 설명된 구현예는 모든 면에서 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적인 것은 아닙니다. 따라서, 본 개시의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 표시된다. 청구 범위의 동등성의 의미 및 범위 내에서 발생하는 모든 변경은 해당 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (20)

  1. 형성 후 변형(post-formation deformation)을 포함하는 열가소성 필름으로서, 열가소성 필름은
    제 1 크기를 포함하는 제 1 변형 반복 단위를 포함하는 복수의 제 1 변형으로, 제 1 변형은 리브형 요소를 포함하는 것인 복수의 제 1 변형;
    제 2 크기를 포함하는 제 2 변형 반복 단위를 포함하는 복수의 제 2 변형으로, 제 2 크기는 제 1 크기보다 작고, 제 2 변형은 리브형 요소를 포함하는 것인 복수의 제 2 변형; 및
    제 3 크기를 포함하는 제 3 변형 반복 단위를 포함하는 복수의 제 3 변형으로서, 제 3 크기는 제 2 크기보다 작고, 제 3 변형은 리브형 요소를 포함하는 것인 복수의 제 3 변형
    을 포함하고;
    제 1 변형, 제 2 변형 및 제 3 변형은, 제 1, 제 2 및 제 3 변형 반복 단위가 열가소성 필름의 상단으로부터 열가소성 필름의 바닥으로 감소하는 탄성을 열가소성 필름에 제공하는 열가소성 필름의 상단에서 열가소성 필름의 바닥으로 구배 패턴을 형성하도록 열가소성 필름에 배열되는 것인 열가소성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1, 제 2 및 제 3 변형 반복 단위는 동일한 형태를 가진 것인 열가소성 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 변형, 제 2 변형, 및 제 3 변형은 구배 패턴이 열가소성 필름의 기계 방향을 가로질러 일정한 크기인 변형 반복 단위를 포함하도록 열가소성 필름에 배열되는 것인 열가소성 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 변형, 제 2 변형, 및 제 3 변형은 구배 패턴이 열가소성 필름의 가로 방향을 가로질러 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상인 변형 반복 단위를 포함하도록 열가소성 필름에 배열되는 것인 열가소성 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 변형, 제 2 변형 및 제 3 변형은 제 1 섹션이 제 1 변형의 제 1 숫자의 열을 포함하고, 제 2 섹션이 제 2 변형의 제 2 숫자의 열을 포함하고, 제 3 섹션이 제 3 변형의 제 3 숫자의 열을 포함하고, 제 1 숫자의 열은 제 2 숫자의 열보다 적고, 제 2 숫자의 열은 제 3 숫자의 열보다 적도록 열가소성 필름에 배열되는 것인 열가소성 필름.
  6. 제 4 항에 있어서,
    제 1 변형, 제 2 변형 및 제 3 변형은 구배 패턴이 제 3 변형 반복 단위의 다중 열에 인접한 제 2 변형 반복 단위의 다중 열에 인접한 제 1 변형 반복 단위의 다중 열을 포함하도록 열가소성 필름에 배열되는 것인 열가소성 필름.
  7. 제 2 항에 있어서,
    형태는 육각형을 포함하는 것인 열가소성 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 1 변형, 제 2 변형 및 제 3 변형은 가로 방향 SELF화(SELFing) 변형을 포함하는 것인 열가소성 필름.
  9. 형성 후 변형(post-formation deformation)을 포함하는 열가소성 백(bag)으로서, 열가소성 백은
    제 1 측면 에지, 제 2 측면 에지, 및 바닥 에지를 따라 함께 접합된 제 1 측벽 및 제 2 측벽;
    바닥 에지에 대향하는 개구부; 및
    제 1 측벽 및 제 2 측벽에 형성된 복수의 변형으로서, 변형은 변형 반복 단위의 크기가 백의 바닥에서 백의 상단으로 증가하며, 백의 상단에 증가된 탄성을 제공하여 백이 과도하게 채워지거나 백이 쓰레기통 주위에 연신되도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함하는 것인 복수의 변형
    을 포함하는 것인 열가소성 백(bag).
  10. 제 9 항에 있어서,
    변형 반복 단위는 열가소성 백의 폭에 비례하는 폭, 열가소성 백의 높이에 비례하는 높이, 또는 열가소성 백의 종횡비에 비례하는 종횡비 중의 하나 이상을 포함하는 것인 열가소성 백.
  11. 제 9 항에 있어서,
    복수의 변형은 제 1 측벽 및 제 2 측벽의 변형 영역 내에 포함되고, 변형 영역은 열가소성 백의 폭에 비례하는 폭, 및 열가소성 백의 높이에 비례하는 높이 또는 열가소성 백의 종횡비에 비례하는 종횡비 중의 하나 이상을 포함하는 것인 열가소성 백.
  12. 제 9 항에 있어서,
    제 1 측벽 및 제 2 측벽은 각각 복수의 결합에 의해 외부 열가소성 필름에 증분적으로 고정된 내부 열가소성 필름을 포함하는 것인 열가소성 백.
  13. 제 12 항에 있어서,
    복수의 결합이 복수의 변형과 정렬되는 것인 열가소성 백.
  14. 제 12 항에 있어서,
    내부 열가소성 필름은 백색이고 외부 열가소성 필름은 비-백색인 열가소성 백.
  15. 제 9 항에 있어서,
    복수의 변형은 변형 반복 단위가 열가소성 백의 폭을 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 제 1 측벽 및 제 2 측벽에 배열되는 것인 열가소성 백.
  16. 제 9 항에 있어서,
    복수의 변형은 변형 반복 단위가 열가소성 백의 높이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 제 1 측벽 및 제 2 측벽에 배열되는 것인 열가소성 백.
  17. 제 16 항에 있어서,
    복수의 변형은 변형 반복 단위가 열가소성 백의 폭을 따라 일정한 크기를 유지하도록 제 1 측벽 및 제 2 측벽에 배열되는 것인 열가소성 백.
  18. 제 16 항에 있어서,
    복수의 변형은 구배 패턴이 제 3 크기의 제 3 변형 반복 단위의 다중 열에 인접한 제 2 크기의 제 2 변형 반복 단위의 다중 열에 인접한 제 1 크기의 제 1 변형 반복 단위의 다중 열을 포함하도록 제 1 측벽 및 제 2 측벽에 배열되는 것인 열가소성 백.
  19. 제 18 항에 있어서,
    복수의 변형은 SELF화(SELFing) 변형을 포함하고; 및
    제 1 변형 반복 단위의 다중 열은 제 2 변형 반복 단위 및 제 3 변형 반복 단위의 다중 열을 각각 포함하는 열가소성 백의 제 2 및 제 3 부분보다 더 큰 탄성을 가진 열가소성 백의 제 1 부분을 제공하는 것인 열가소성 백.
  20. 형성 후 변형(post-formation deformation)이 있는 열가소성 백의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    돌출부의 변형 반복 단위의 크기가 제 1 맞물림 롤러 및 제 2 맞물림 롤러 사이의 열가소성 필름을 통과시킴으로써 열가소성 필름의 길이보다 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나 이상이도록 구배 패턴으로 배열되는 변형 반복 단위를 포함하는 열가소성 필름에서 복수의 변형을 형성하는 단계로, 여기서 제 1 맞물림 롤러는 릿지의 반복 단위의 크기가 제 1 맞물림 롤러의 길이를 따라 점진적으로 더 크거나 점진적으로 더 작은 것 중 하나이도록 구배 패턴에서 배열된 릿지의 반복 단위를 포함하는 것인 단계; 및
    복수의 변형이 백의 바닥에서 백의 상단으로 크기가 증가하고, 백이 과도하게 채워지거나 백이 쓰레기통 주위로 연신되게 하는 증가된 탄성을 백의 상단에 제공하도록 복수의 변형을 가진 열가소성 필름을 열가소성 백으로 형성하는 단계를 포함하는 것인 방법.
KR1020227001643A 2019-07-18 2020-07-13 구배 변형 패턴을 가진 필름 및 백 KR102484579B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962875633P 2019-07-18 2019-07-18
US62/875,633 2019-07-18
PCT/US2020/041826 WO2021011483A1 (en) 2019-07-18 2020-07-13 Films and bags having gradient deformation patterns

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220024648A KR20220024648A (ko) 2022-03-03
KR102484579B1 true KR102484579B1 (ko) 2023-01-09

Family

ID=74211263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227001643A KR102484579B1 (ko) 2019-07-18 2020-07-13 구배 변형 패턴을 가진 필름 및 백

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11891214B2 (ko)
KR (1) KR102484579B1 (ko)
CN (1) CN114127199A (ko)
AU (1) AU2020313911B2 (ko)
CA (1) CA3147097C (ko)
WO (1) WO2021011483A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101273272B1 (ko) 2012-11-16 2013-06-11 주식회사 세코닉스 높이 단차를 갖는 육각 셀 병합 패턴이 구비된 광학 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 광학 필름

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4859519A (en) * 1987-09-03 1989-08-22 Cabe Jr Alex W Method and apparatus for preparing textured apertured film
US6394652B2 (en) * 1999-06-18 2002-05-28 The Procter & Gamble Company Flexible bags having stretch-to-fit conformity to closely accommodate contents in use
US6394651B2 (en) * 1999-06-18 2002-05-28 The Procter & Gamble Company Flexible bags having enhanced capacity and enhanced stability in use
US6150647A (en) * 1999-06-18 2000-11-21 The Procter & Gamble Company Flexible, cushioned, high surface area food storage and preparation bags
US20060025739A1 (en) * 2003-12-30 2006-02-02 Dipalma Joseph Wrapper component for personal care articles having a sensory cue for opening
KR100573738B1 (ko) * 2003-08-14 2006-04-25 (주)씨에스씨 2중 돌기가 형성된 진공포장용 필름의 제조방법
US7687134B2 (en) * 2004-11-25 2010-03-30 International Consolidated Business Pty Ltd. Tear resistant film
KR100941590B1 (ko) * 2007-03-09 2010-02-11 주식회사 엘지화학 음각 인쇄에 의한 미세패턴 인쇄방법
US9637278B2 (en) * 2008-10-20 2017-05-02 The Glad Products Company Non-continuously laminated multi-layered bags with ribbed patterns and methods of forming the same
US8876382B2 (en) * 2009-09-03 2014-11-04 The Glad Products Company Embossed draw tape bag
US20110044566A1 (en) * 2009-02-20 2011-02-24 The Glad Products Company Bag
EP2501768A4 (en) 2009-11-16 2013-05-15 Glad Products Co FILM LAMINATED DISCONTINUOUSLY
US9546277B2 (en) * 2013-10-24 2017-01-17 Poly-America, L.P. Thermoplastic films and bags
US10336535B2 (en) * 2015-03-12 2019-07-02 Poly-America, L.P. Polymeric bags and method of forming polymeric bags
USD850283S1 (en) * 2017-11-02 2019-06-04 Poly-America, L.P. Trash bag
USD850926S1 (en) * 2017-11-02 2019-06-11 Poly-America, L.P. Trash bag
CN111526982B (zh) * 2017-11-08 2022-10-18 格拉德产品公司 具有复杂拉伸图案的热塑性膜和袋及其制作方法
CN208558471U (zh) * 2018-01-15 2019-03-01 南昌欧菲光学技术有限公司 装饰膜及包括该装饰膜的盖板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101273272B1 (ko) 2012-11-16 2013-06-11 주식회사 세코닉스 높이 단차를 갖는 육각 셀 병합 패턴이 구비된 광학 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 광학 필름

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220024648A (ko) 2022-03-03
CA3147097C (en) 2023-02-21
AU2020313911A1 (en) 2022-02-17
CA3147097A1 (en) 2021-01-21
US11891214B2 (en) 2024-02-06
US20220204217A1 (en) 2022-06-30
AU2020313911B2 (en) 2022-08-04
CN114127199A (zh) 2022-03-01
WO2021011483A1 (en) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9862177B2 (en) Incrementally-stretched adhesively-laminated films and methods for making the same
US9637278B2 (en) Non-continuously laminated multi-layered bags with ribbed patterns and methods of forming the same
AU2016203267B2 (en) Incrementally-stretched thermoplastic films with enhanced look and feel and methods for making the same
US10787293B2 (en) Multi-layer thermoplastic films and bags with enhanced light transmittance and methods for making the same
US10293981B2 (en) Non-continuously laminated structures of thermoplastic films with differing material compositions and functional material properties
US9486977B2 (en) Multi-ply puckered films formed by discontinuous lamination of films having different rebound ratios
AU2018365773B2 (en) Films and bags having low-force extension patterns
KR102484579B1 (ko) 구배 변형 패턴을 가진 필름 및 백
US11897238B2 (en) Films and bags having three dimensional patterns
US20230031779A1 (en) Thermoplastic bags with drawtapes having ribbed deformation patterns for reduced friction and methods of making the same

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right