KR20070022136A - Mechanical interlocking die - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1면, 제2면, 복수개의 압출 피처(34) 및 복수개의 채널을 포함하는 기계적 연동 다이에 관한 것이다. 제1면 및 제2면 각각은 종방향으로 연장된다. 각각의 압출 피처는 제1면으로부터 횡단면에서 연장된 기재 부분 (여기서 횡단면은 종방향에 대하여 거의 수직임) 및 기재 부분으로부터 횡단면에서 소정 각도로 연장된 아암 부분을 포함한다. 각각의 채널은 제2면으로부터 종방향에 대하여 소정 각도로 연장되며, 한쌍의 압출 피처 사이에 배치된다.The present invention relates to a mechanical interlock die comprising a first side, a second side, a plurality of extruded features 34 and a plurality of channels. Each of the first and second surfaces extends in the longitudinal direction. Each extruded feature includes a substrate portion extending in cross section from the first side, where the cross section is substantially perpendicular to the longitudinal direction, and an arm portion extending at an angle in cross section from the substrate portion. Each channel extends at an angle relative to the longitudinal direction from the second face and is disposed between the pair of extruded features.
Description
본 발명은 압출 및 성형 시스템과 함께 사용하기 위한 압출 다이에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 압출된 중합체층을 기계적으로 연동시키는 압출 다이에 관한 것이다.The present invention relates to an extrusion die for use with an extrusion and molding system. More specifically, the present invention relates to an extrusion die for mechanically interlocking an extruded polymer layer.
복합 물품, 예컨대 다중층 필름 및 튜브는 통상적으로 압출 공정을 통하여 순차적 압출 또는 공압출에 의하여 제조된다. 압출 시스템 및 압출 다이(들)의 설계에 기초하여, 각종 기하 형상을 얻을 수 있다. 압출후, 복합 물품의 층은 탈리를 방지하기 위하여 적절한 정도의 층간 접착을 필요로 한다. 이는 특히 열가소성 소재가 상이한 경우, 상이한 열가소성 소재의 접합층을 갖는 복합 물품에 관한 것이다. 상이한 소재는 추가의 접합 수단을 사용하지 않고 낮은 정도의 층간 접착력을 나타내는 화학적 조성물을 갖는다. 상이한 소재의 예로는 플루오로중합체의 층 및 통상의 비-불소화 유기 중합체의 층을 들 수 있다. 이와 같은 층 조합은 연료 라인 튜브와 같은 각종의 공업적 적용예에 대하여 통상적이다.Composite articles, such as multilayer films and tubes, are typically produced by sequential extrusion or coextrusion through an extrusion process. Based on the design of the extrusion system and the extrusion die (s), various geometric shapes can be obtained. After extrusion, the layers of the composite article require a moderate degree of interlayer adhesion to prevent detachment. This relates in particular to composite articles having bonding layers of different thermoplastic materials, in particular when the thermoplastic materials are different. Different materials have chemical compositions that exhibit a low degree of interlayer adhesion without the use of additional bonding means. Examples of different materials include layers of fluoropolymers and layers of conventional non-fluorinated organic polymers. Such layer combinations are common for various industrial applications such as fuel line tubes.
타이층, 접합제 및 화학적 변형과 같은 화학적 방법을 사용하여 상이한 소재간의 층간 접착력을 개선시켜 왔다. 예를 들면, 타이층은 일반적으로 서로에 직접적으로 접합되는 경우 상이한 소재간의 접착력 정도보다 더 큰 상이한 소재 모두에 대한 접착력 정도를 나타내는 소재의 층이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 층간 접착력을 개선시키기 위한 수단은 통상적으로 공정의 복잡성, 복합 물품의 가격 및 복합 물품을 제조하는데 소요되는 시간 및 노동력 등을 증가시킨다. 또한, 이러한 층간 접착 수단은 복합 물품의 물리적 및 기계적 성질을 저하시킬 수 있어 바람직하지 못하다.Chemical methods such as tie layers, binders and chemical modifications have been used to improve the interlayer adhesion between different materials. For example, tie layers are generally layers of materials that, when directly bonded to each other, exhibit a degree of adhesion to all of the different materials that is greater than the degree of adhesion between the different materials. Nevertheless, the means for improving this interlayer adhesion typically increase the complexity of the process, the price of the composite article, the time and labor required to manufacture the composite article, and the like. In addition, such interlayer adhesion means are undesirable because they can degrade the physical and mechanical properties of the composite article.
화학적 접합 이외에, 기계적 파스너가 또한 층간 탈리를 방지하기 위하여 사용되어 왔었다. 그러나, 이와 같은 유형의 기계적 상호작용은 다중층 필름 압출 처리에 그들 자신을 이용하지 않는다. 그래서, 압출 공정에서의 유의적인 변화가 요구되고 있으며, 이는 제조 비용 및 시간을 증가시키게 된다.In addition to chemical bonding, mechanical fasteners have also been used to prevent delamination. However, this type of mechanical interaction does not use themselves in multilayer film extrusion processing. Thus, a significant change in the extrusion process is required, which increases manufacturing cost and time.
타이층, 접합제 또는 화학적 변형을 필요로 하지 않으며 효과적인 압출 공정을 제공하는 상이한 열가소성 소재의 증가된 층간 접착력을 위한 수단에 대한 지속적인 수요가 여전히 존재하고 있다.There is still a continuing need for means for increased interlayer adhesion of different thermoplastic materials that do not require tie layers, binders or chemical modifications and provide an effective extrusion process.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명은 기계적 연동층을 사용한 복합 물품을 제조할 수 있는 기계적 연동 다이에 관한 것이다. 기계적 연동 다이는 복수개의 압출 피처(extrusion feature) 및 복수개의 채널을 포함한다. 각각의 압출 피처는 제1면으로부터 횡단면에서 연장된 기재 부분 및, 기재 부분으로부터 횡단면에서 소정 각도로 연장된 아암 부분을 포함한다. 횡단면은 제1면의 종방향에 대하여 거의 수직이다. 각각의 채널은 제2면으로부터 종방향에 대하여 소정 각도로 연장되며, 한쌍의 압출 피처 사이에 배치된다. 또한, 제2면은 종방향으로 연장된다.The present invention relates to a mechanical interlock die capable of making a composite article using a mechanical interlock layer. The mechanical interlock die includes a plurality of extrusion features and a plurality of channels. Each extruded feature includes a substrate portion extending in a cross section from the first side and an arm portion extending at an angle in the cross section from the substrate portion. The cross section is almost perpendicular to the longitudinal direction of the first face. Each channel extends at an angle relative to the longitudinal direction from the second face and is disposed between the pair of extruded features. The second surface also extends in the longitudinal direction.
본 발명은 제1 중합체층을 압출시키기 위한 종방향으로 연장된 제1면 및, 제2 중합체층을 압출시키기 위한 종방향으로 연장된 제2면을 포함하는 기계적 연동 다이에 관한 것이다. 또한, 기계적 연동 다이는 복수개의 압출 피처 및 복수개의 채널을 포함한다. 각각의 압출 피처는 제1면으로부터 연장된 기재 부분 및, 기재 부분으로부터 소정 각도로 연장된 아암 부분을 포함한다. 각각의 채널은 제2면으로부터 종방향에 대하여 소정 각도로 연장되며, 한쌍의 압출 피처 사이에 배치된다. 압출 피처는 제1 중합체층을 따라 복수개의 리브를 종방향으로 생성한다. 채널은 제2 중합체층의 부분이 리브에 실질적으로 합치된다. 이는 기계적 연동층을 갖는 복합 물품을 생성한다.The present invention relates to a mechanical interlock die comprising a longitudinally extending first side for extruding a first polymer layer and a longitudinally extending second side for extruding a second polymer layer. The mechanical linkage die also includes a plurality of extruded features and a plurality of channels. Each extruded feature includes a substrate portion extending from the first face and an arm portion extending at an angle from the substrate portion. Each channel extends at an angle relative to the longitudinal direction from the second face and is disposed between the pair of extruded features. The extruded feature creates a plurality of ribs longitudinally along the first polymer layer. The channel is substantially conformed to the ribs with a portion of the second polymer layer. This creates a composite article having a mechanical interlocking layer.
본 발명은 기계적 연동 다이를 사용한 소재의 압출 방법에 관한 것으로서, 이러한 기계적 연동 다이는 복수개의 압출 피처 및 복수개의 채널을 포함한다. 각각의 압출 피처는 제1면으로부터 횡단면에서 연장된 기재 부분 및, 기재 부분으로부터 횡단면에서 소정 각도로 연장된 아암 부분을 포함한다. 횡단면은 제1면의 종방향에 대하여 거의 수직이다. 각각의 채널은 제2면으로부터 종방향에 대하여 소정 각도로 연장되며, 한쌍의 압출 피처 사이에 배치된다. 또한, 제2면은 종방향으로 연장된다.The present invention relates to a method of extruding a material using a mechanical interlock die, wherein the mechanical interlock die comprises a plurality of extruded features and a plurality of channels. Each extruded feature includes a substrate portion extending in a cross section from the first side and an arm portion extending at an angle in the cross section from the substrate portion. The cross section is almost perpendicular to the longitudinal direction of the first face. Each channel extends at an angle relative to the longitudinal direction from the second face and is disposed between the pair of extruded features. The second surface also extends in the longitudinal direction.
이러한 방법은 압출 피처를 통하여 제1 중합체층의 일부분을 압출시켜 복수개의 리브를 형성하고, 제2 중합체층의 일부분을 채널을 통하여 압출시키는 것을 포함한다. 이는 제1 중합체층을 제2 중합체층에 기계적으로 연동시키는 리브에 제2 소재를 실질적으로 합치시킨다.This method includes extruding a portion of the first polymer layer through an extrusion feature to form a plurality of ribs, and extruding a portion of the second polymer layer through the channel. This substantially conforms the second material to the rib that mechanically links the first polymer layer to the second polymer layer.
도면의 간단한 설명Brief description of the drawings
도 1은 본 발명의 기계적 연동 다이의 개략도를 도시한다.1 shows a schematic diagram of a mechanical interlock die of the present invention.
도 2a는 압출 시스템의 다이 헤드와 함께 사용한 본 발명의 기계적 연동 다이의 개략도를 도시한다.2A shows a schematic of the mechanical interlock die of the present invention used with a die head of an extrusion system.
도 2b는 도 2a에서의 섹션 2B-2B를 따라 취한 종방향 단면도를 도시한다.FIG. 2B shows a longitudinal cross section taken along
도 2c는 압출 시스템과 함께 사용한 본 발명의 기계적 연동 다이의 개략도를 도시한다.2C shows a schematic of the mechanical interlock die of the present invention used with an extrusion system.
도 3은 도 2c에서의 구역(3)을 확대한 개략도를 도시한다.FIG. 3 shows an enlarged schematic view of the
도 4는 본 발명의 기계적 연동 다이의 원위 단부를 확대한 개략도를 도시한다.4 shows an enlarged schematic view of the distal end of the mechanical interlock die of the present invention.
도 5는 본 발명의 기계적 연동 다이의 원위 단부의 부분을 추가로 확대한 전면도를 도시한다.Figure 5 shows an enlarged front view of a portion of the distal end of the mechanical interlock die of the present invention.
도 6은 예시를 위하여 일부분을 해체한, 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 제조한 복합 물품의 개략도를 도시한다.6 shows a schematic view of a composite article made using the mechanical interlock die of the present invention, with a portion dismantled for illustration.
도 7은 또다른 압출 피처를 도시하는, 본 발명의 제2 구체예의 기계적 연동 다이의 원위 단부의 개략도를 도시한다.7 shows a schematic view of the distal end of a mechanical interlock die of a second embodiment of the present invention, showing another extrusion feature.
도 8은 또다른 압출 피처를 도시하는, 본 발명의 제2 구체예의 기계적 연동 다이의 원위 단부의 일부의 확대 전면도를 도시한다.8 shows an enlarged front view of a portion of the distal end of the mechanical interlock die of the second embodiment of the present invention, showing another extrusion feature.
도 9는 본 발명의 제3 구체예의 기계적 연동 다이의 개략도를 도시한다.9 shows a schematic diagram of a mechanical interlock die of a third embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제3 구체예의 기계적 연동 다이의 후면 측면도를 도시한다.10 shows a rear side view of a mechanical interlock die of a third embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제3 구체예의 기계적 연동 다이의 원위 단부의 일부를 확대한 전면도를 도시한다.Figure 11 shows an enlarged front view of a portion of the distal end of a mechanical interlock die of a third embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제4 구체예의 기계적 연동 다이의 개략도를 도시한다.12 shows a schematic diagram of a mechanical interlock die of a fourth embodiment of the present invention.
상기에서 설명한 도면은 본 발명의 여러 구체예를 설명하고 있으며, 논의하는 바와 같이 기타의 구체예도 본 발명에 포함시키고자 한다. 모든 경우에서, 본 발명의 개시는 예시를 위하여 제시하는 것이며, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 원리의 범위 및 정신에 포함되는 다수의 기타의 변형예 및 구체예는 당업자에 의하여 발명될 수 있다. 도면에는 축척을 표기하지 않을 수 있다. 도면에서 유사한 도면 부호는 유사 부분을 나타내기 위하여 사용하였다.The drawings described above illustrate several embodiments of the invention and, as discussed, intend to include other embodiments in the invention. In all cases, the disclosure of the present invention is presented for purposes of illustration and not limitation. Numerous other variations and embodiments may be devised by those skilled in the art, which fall within the scope and spirit of the principles of the invention. Scales may not be shown in the drawings. In the drawings, like reference numerals are used to indicate like parts.
상세한 설명details
도 1은 기계적 연동층을 갖는 복합 물품을 제조할 수 있는, 본 발명의 기계적 연동 다이(20)의 개략도를 도시한다. 기계적 연동 다이(20)는 압출 시스템과 함께 사용하기 위한 환상 압출 다이(즉, 웨지 링)이며, 피처 부분(22), 원추형 부분(24), 지지 부분(26), 근위 단부(28) 및 원위 단부(30)를 포함한다. 피처 부분(22)은 기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)에 배치되며, 원추형 부분(24)에 연결된다. 피처 부분(22) 및 원추형 부분(24)은 외부면 부분(32a, 32b, 32c)에 의하여 도시한 외부면(32)을 구획한다. 원추형 부분(24)은 지지 부분(26)과 축상에서 추가로 교차되며, 여기서 지지 부분(26)은 기계적 연동 다이(20)의 근위 단부(28)에 배치된다. 피처 부분(22)은 기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)에서 피처 부분(22) 주위에서 원주 방향으로 교호하는 복수개의 압출 피처(34) 및 복수개의 채널(36)을 포함한다. 압출 피처(34) 및 채널(36)은 기계적 연동 다이(20)와 함께 압출된 중합체층의 기계적 연동을 구획하고 촉진하는 역할을 한다. 기계적 연동 다이(20)에 의하여 제공되는 기계적 연동으로 제조된 복합 물품은 타이층, 접합제 또는 화학적 변형 없이 층간 접착력이 우수하다.1 shows a schematic diagram of a mechanical interlock die 20 of the present invention, which can produce a composite article having a mechanical interlock layer. The mechanical interlock die 20 is an annular extrusion die (ie, wedge ring) for use with the extrusion system and includes a
도 2a 내지 도 2c에서 추가로 도시한 바와 같이, 기계적 연동 다이(20)는 유의적인 변경을 필요로 하지 않으면서 압출 시스템, 사출 성형 시스템 및 취입 성형 시스템을 비롯한 각종의 시스템으로 장착될 수 있다. 도 2a는 압출 시스템의 다이 헤드(38) 및 압출 핀(40)과 함께 사용되는 기계적 연동 다이(20)를 도시한다. 다이 헤드(38)는 압출 시스템(도시하지 않음)의 나머지 부분과 맞물리는 통상의 3층 다이 헤드이다. 다이 헤드(38)는 기계적 연동 다이(20)의 배치를 명확하게 하기 위하여 단면도로 도시하였다. 도 2b는 도 2a에서의 섹션 2B-2B를 따라 취한 종방향 단면도이다(그리고 압출 시스템의 일부를 추가로 도시한다). 도 2c는 도 2a에서와 같이 다이 헤드(38)와 함께 사용하는 기계적 연동 다이(20)(압출 핀(40)을 사용하지 않음)를 도시하며, 여기서 기계적 연동 다이(20)는 단면을 도시하였다.As further shown in FIGS. 2A-2C, the mechanical interlock die 20 may be mounted in a variety of systems, including extrusion systems, injection molding systems, and blow molding systems, without requiring significant changes. 2A shows a mechanical interlock die 20 used with a
기계적 연동 다이(20)는 다이 헤드(38)내에서 지지 부분(26)에 의하여 지지된다. 지지 부분(26)은, 외부면 부분(32a, 32b, 32c)이 다이 헤드(38)와 접촉하지 않도록 기계적 연동 다이(20)를 배치하는 통상의 방법으로 다이 헤드(38)에 삽입된다. 따라서, 다이 헤드(38) 및 외부면 부분(32a, 32b, 32c)은 제1 층을 압출시키기 위하여 외부면 부분(32a, 32b, 32c) 주위에서 원주 방향으로 연장되는 제1 환상 경로(42)를 구획한다. 제1 환상 경로(42)에 연결되는 다이 헤드(38)내의 환상 유입구(44)로부터 제1 환상 경로(42)에 중합체 소재를 공급한다.The mechanical linkage die 20 is supported by the
도 2b에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 기계적 연동 다이(20)는 압출 핀(40)에 이웃하게 배치된 내부면(48)을 더 포함한다. 압출 핀(40)은 직선형 압출 핀으로서, 이는 종축(50)을 따라 기계적 연동 다이(20)를 통하여 연장된다. 압출 핀(40)은 압출 시스템의 소켓(52)에 고정된 제1 단부(40a) 및, 기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)를 통하여 연장된 제2 단부(40b)를 포함한다. 압출 핀(40)은 압출 핀(40)이 기계적 연동 다이(20)의 내부면(48)과 접촉하지 않도록 소켓(52)에 의하여 지지된다. 소켓(52)은 환상 벽(54)을 포함하며, 이는 일반적으로 기계적 연동 다이(20)의 지지 부분(26)에 이웃하게 배치된다. 기계적 연동 다이(20)의 환상 벽(54), 압출 핀(40) 및 내부면(48)은 제2 환상 경로(56)를 구획하며, 이는 제2 층의 압출을 위한 압출 핀(40) 및 환상 벽(54)의 주위에서 원주 방향으로 연장된다. 중합체 소재는 제2 환상 경로(56)에 연결된 환상 유입구(58)로부터 제2 환상 경로(56)로 공급된다.As shown in detail in FIG. 2B, the mechanical linkage die 20 further includes an
공압출 공정중에, 상이한 중합체 소재는 제1 환상 경로(42) 및 제2 환상 경로(56)를 통하여 기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)로 유동되어 각각 제1 및 제2 층을 생성할 수 있다. 중합체 소재의 적절한 예는 "복합 물품 및 이의 제조 방법"(대리인 정리 번호 59620US002) 및 "타이층을 갖는 복합 물품 및 이의 제조 방법"(대리인 정리 번호 59652US002)이라는 명칭으로 동시 출원된 출원에 기재되어 있다. 제1 및 제2 층이 압출되면, 피처 부분(22)의 압출 피처(34) 및 채널(36)은 제1 및 제2 층을 기계적으로 연동시킨다. 제1 및 제2 층의 기계적 연동은 층간 접착력을 증가시키며, 이에 따라 복합 물품의 탈리를 감소 내지는 잠재적으로는 배제시키게 된다. 이는 특히 층간 접착력이 불량한, 상이한 열가소성 소재를 압출시키는 경우 유용하다.During the coextrusion process, different polymeric materials flow through the first
도 2a 내지 도 2c는 제3 층을 압출시키기 위한 임의의 제3 환상 경로(60) 및 환상 유입구(61)를 도시한다. 제1 환상 경로(42) 및 제3 환상 경로(60)는 일반적으로 교차점(62)에서 만난다. 제3 층은 제2 층과 상호작용하는 표면으로부터 제1 층의 대향면에 접합될 수 있다. 중합체 소재를 환상 유입구(61)로부터 제3 환상 경로(60)에 공급한다.2A-2C show any third
도 2c에서 상세히 도시한 바와 같이, 내부면(48)은 내부면 부분(48a, 48b)으로 나뉘어 있다. 내부면 부분(48a)은 원추형 부분(24) 및 지지 부분(26)내에서 원주 방향으로 연장되어 있으며, 일반적으로 제2 환상 경로(56)에 대한 평활한 표면을 제공한다. 내부면 부분(48b)은 피처 부분(22)내에서 원주 방향으로 연장된다.As shown in detail in FIG. 2C, the
도 3은 도 2c의 구역(3)을 확대한 개략도를 도시한다. 도시한 바와 같이, 내부면 부분(48b)은 압출 피처(34)에 의하여 분리된 복수개의 벽 세그먼트(68)를 포함한다. 벽 세그먼트(68) 및 압출 피처(34)은 종축(50) 방향으로 내부면 부분(48b)을 따라 연장된다.3 shows an enlarged schematic view of the
내부면 부분(48a, 48b)의 교차점(70)에서, 벽 세그먼트(68)는 내부면 부분(48a)으로부터 "올라가게 된다". 이와 같이 "올라간다" 또는 환상 숄더부는 내부면 부분(48a)의 내경에 비하여 내부면 부분(48b)의 내경이 감소되며, 일반적으로 벽 세그먼트(68)의 주위에서 유동되는 제2 환상 경로(56)에서의 제2 층을 향한다. 그러나, 압출 피처(34)는 교차점(70)에서 제2 환상 경로(56)에 노출된다. 제2 층은 벽 세그먼트(68) 부근에서 유동되며, 또한, 제2 층의 부분은 압출 피처(34)를 통하여 유동된다. 이는 제2 층의 표면을 따라 연장되는 복수개의 리브를 생성하며, 여기서 리브는 압출 피처(34)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타낸다. 용어 "횡단면", "횡단 방향" 등은 본 명세서에서 기계적 연동 다이(20)의 종축(50)에 수직인 평면으로서 구획된다.At the
기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)를 확대한 개략도인 도 4에서 도시한 바와 같이, 압출 피처(34)는 압출 피처(34) 및 채널(36)이 피처 부분(22) 부근에서 원주 방향으로 교호하도록 채널(36)의 각 면에 배치된다. 피처 부분(22)의 부근에 배치된 압출 피처(34) 및 채널(36)의 수는 각각이 필요로 하는 만큼 변경될 수 있다. 각각의 압출 피처(34) 및 채널(36)에 적절한 수는 약 4 내지 약 50이고, 특히 약 5 내지 약 20이 적절하다. 한 구체예에서, 압출 피처(34)는 피처 부분(22) 부근에서 균일하게 이격되어 복합 물품의 기계적 연동을 최대로 한다.As shown in FIG. 4, which is an enlarged schematic view of the
제2 층이 제2 환상 경로(56)를 통하여 압출되는 동안, 제1 층은 기계적 연동 다이(20)의 외부면 부분(32b, 32c)을 따라 원위 단부(30)를 향하여 제1 환상 경로(42)(일반적으로 도 4에서 화살표(42)로 나타냄)를 통하여 압출된다. 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 도 5는 원위 단부(30)의 추가로 확대된 전면도를 도시하며, 제1 환상 경로(42)는 제1 층의 제1 부분이 압출 피처(34)의 상면(72)으로 유동되고, 제2 부분은 채널(36)로 유동된다. 상면(72)은 원위 단부(30)에서 압출 피처(34)로 연장된 외부면(32a)의 부분이다. 채널(36)은 압출 피처(34) 사이에 원주 방향으로 배치된 외부면(32a)의 부분이다. 각각의 채널(36)은 외부면(32b)에 이웃한 원주 방향으로 좁은 부분(36a)을 포함한다. 채널(36)이 원위 단부(30)를 향하여 종축(50)의 방향으로 외부면(32a)을 따라 연장되므로, 각각의 채널(36)은 원주 방향으로 넓어진다. 원위 단부(30)에서, 각각의 채널(36)은 포인트(36b)에서 이웃한 압출 피처(34) 아래로 연장된다. 채널(36)로 유동하는 제1 층의 제2 부분은 채널(36)의 넓어지는 치수로 이를 따라 확대되며, 추가로 포인트(36b)에서 압출 피처(34) 아래로 확대된다. 그리하여, 채널(36)은 제1 층의 부분이 제2 층의 부분의 사이로 (즉, 압출 피처(34)에서의 제2 층의 면 및 제2 층의 부분 사이로) 유동되도록 한다. 제1 및 제2 층이 원위 단부(30)에서 기계적 연동 다이(20)를 빠져나가면, 제1 층은 리브(압출 피처(34)에 의하여 형성됨) 및 제2 층의 면로 실질적으로 합치된다. 본 명세서에서, 용어 "~에 실질적으로 합치된다", "~에 실질적으로 합치되는" 등은 75% 이상의 리브 및 제2 층의 면이 긴밀하게 접하면서 구획된다. 냉각시, 제1 및 제2 층은 복합 물품을 형성하며, 여기서 제2 층의 리브는 제1 층으로 연장된다. 이는 제1 및 제2 층의 기계적 연동을 제공하며, 이는 복합 물품의 층간 접착력을 증가시킨다.While the second layer is extruded through the second
기계적 연동 다이(20)의 압출 피처[예, 압출 피처(34)]은 제2 층의 리브의 단면 형상을 구획하는 다양한 단면 형상을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 압출 피처는 기타의 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처와는 상이한 단면 형상을 나타낼 수 있다. 그러나, 적절한 기계적 연동을 제공하기 위하여, 기계적 연동 다이(20)의 각각의 압출 피처는 기재 부분 및, 기재 부분으로부터 횡단면에서 소정 각도로 연장된 1 이상의 아암 부분을 포함한다.The extrusion feature (eg, extrusion feature 34) of the mechanical interlock die 20 may include various cross-sectional shapes that define the cross-sectional shape of the ribs of the second layer. In addition, each extruded feature may exhibit a different cross-sectional shape than the extruded features of other mechanical interlock dies 20. However, to provide proper mechanical linkage, each extruded feature of the mechanical linkage die 20 includes a substrate portion and one or more arm portions extending at an angle in cross section from the substrate portion.
도 5에는 동일하며 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처(34)의 예가 되는 이웃하는 압출 피처(34a, 34b)가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 예에서, 압출 피처(34)는 "Y"형 단면을 나타낸다. 압출 피처(34a)에 의하여 예시된 바와 같이, 각각의 압출 피처(34)는 기재 부분(76) 및, 기재 부분(76)으로부터 소정 각도로 연장된 아암 부분(78, 80)을 포함한다. 각각의 압출 피처(34)의 경우, 기재 부분(76) 및 아암 부분(78, 80)의 단면 형상은 압출 피처(34)를 따라 종축(50)의 방향으로 교차점(70)에 보유된다(도 3에 도시됨). 압출 피처(34a)를 통하여 유동되는 제2 층의 일부는 기재 부분(76) 및 아암 부분(78, 80)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타내는 리브를 생성한다.5, neighboring extruded features 34a and 34b are shown which are the same and are examples of the extruded features 34 of the mechanical interlock die 20. In the example shown in FIG. 5, the extruded
기재 부분(76)은 내부면 부분(48b)의 한쌍의 벽 세그먼트(68)[즉, 벽 세그먼트(68a, 68b)] 사이에 연장된 개구부이다. 기재 부분(76)은 면(82, 84)에 의하여 일반적으로 구획되며, 횡단면에서 각각 벽 세그먼트(68a, 68b)로부터 외부를 향하여 연장된다. 면(82, 84)은 벽 세그먼트(68a, 68b)에 대하여 거의 수직인 방향으로 연장된 것으로 도 5에 도시되어 있으며, 면(82, 84)은 또한 횡단면에서 벽 세그먼트(68a, 68b)로부터 기타의 각도(예, 45°)로 연장될 수 있다.The
아암 부분(78)은 횡단면에서 기재 부분(76)으로부터 소정 각도로 연장된 개구부이며, 일반적으로 하부면(86) 및 상부면(88)에 의하여 구획된다. 하부면(86)은 면(82) 및 하부면(86)의 교차점(92)으로부터의 면(82)에 대하여 각도 α로 연장된다. 면(82)에 대하여 적절한 각도 α의 예로는 약 30° 내지 약 180° 미만이다(여기서 180°는 면(82)에 대하여 평행하다). 면(82)에 대하여 특히 적절한 각도 α의 예로는 약 90° 내지 약 135°이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 각도 α는 면(82)으로부터 약 120°이다.The
또한, 아암 부분(80)은 횡단면에서 기재 부분(76)으로부터의 각도로 연장된 개구부이며, 일반적으로 하부면(94) 및 상부면(96)에 의하여 구획된다. 하부면(94)은 면(84)과 하부면(94)의 교차점(100)으로부터 면(84)에 대하여 각도 β로 연장된다. 면(84)에 대하여 적절한 각도 β의 예로는 약 30° 내지 약 180° 미만이다(여기서 180°는 면(84)에 대하여 평행하다). 면(84)에 대하여 특히 적절한 각도 β의 예로는 약 90° 내지 약 135°이다. 각도 β는 도 5에서 면(84)으로부터 약 120°로 도시되어 있다.In addition, the
각도 α, β는 각각 면(82, 84)으로부터 약 120°이기 때문에, 압출 피처(34)은 횡단 "Y" 형상을 나타낸다. 그러나, 각도 α는 각각의 필요에 따라 각도 β와는 상이한 값을 가질 수 있음에 유의한다. 따라서, 상이한 각도 α, β는 기재 부분(76)으로부터 상이한 각도로 연장된 아암 부분(78, 80)을 생성한다.Since the angles α and β are about 120 ° from the
기계적 연동 다이(20)의 각각의 압출 피처[예, 압출 피처(34)]는 기재 부분[예, 기재 부분(76)]의 높이 및 총 아암 길이를 포함하며, 여기서 총 아암 길이는 아암 부분[예, 아암 부분(78, 80)]의 각각의 길이의 합이다. 제1 및 제2 층을 기계적으로 연동시키는 경우, 1 이상의 압출 피처(34)는 총 아암 길이가 해당 기재 부분(76)의 높이보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 기계적 연동은 대부분의 압출 피처(34)는 총 아암 길이가 해당 기재 부분(76)의 높이보다 큰 경우 개선된다.Each extruded feature (eg, extruded feature 34) of the mechanical interlock die 20 includes a height and a total arm length of a substrate portion (eg, substrate portion 76), where the total arm length is the arm portion [ Eg, the sum of the lengths of each of the
본 명세서에서 사용한 바와 같이, "총 아암 길이"는 도 5에 제시된 것을 참조하여 하기와 같은 방법에 의하여 계산될 수 있다: 우선, 종축(50)에 대하여 수직인 피처 부분(22)을 통한 평면 단면을 택한다(도 3에 상세히 도시되어 있음). 이는 도 5에 도시된 유형의 단면을 제공한다. 그 다음, 아암 부분(78)을 참조하여 면(82)에 대하여 각도 α로 교차점(92)으로부터 연장된 라인(102)을 제공한다. 그리하여, 라인(102)은 하부면(86)에 대하여 평행하다. 그 다음, 교차점(92)으로부터 연장되고, 라인(102)에 대하여 수직인 라인(104)을 제공한다.As used herein, the “total arm length” can be calculated by the following method with reference to what is shown in FIG. 5: First, the planar cross section through the
그 다음, 라인(104)으로부터 (그리고 라인(102)에 대하여 평행한) 배치한 포인트까지 수직으로 연장된 라인에 대한 최대 길이를 제공하는 아암 부분(78)의 면[예, 하부면(86) 및 상부면(88)]을 따른 포인트를 배치한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 아암 부분(78)은 아암 부분(78)의 면 및 라인(104) 사이의 라인[즉, 라인(108)]에 대한 최대 길이를 제공하는 포인트(106)를 가지며, 여기서 라인(108)은 라인(104)에 대하여 수직이다. 배치한 포인트(106) 및 라인(104) 사이의 라인(108) 길이를 "아암 부분(78)의 길이"로 정의한다.Next, the face of the
유사하게, 아암 부분(80)의 경우, 면(84)에 대하여 각도 β 로 교차점(100)으로부터 연장된 라인(112)을 제공한다. 그리하여, 라인(112)은 아암 부분(80)의 하부면(94)에 대하여 평행하다. 그 다음, 교차점(100)으로부터 연장되고, 라인(112)에 대하여 수직인 라인(114)을 제공한다.Similarly, for
그 다음, 라인(114)으로부터 (및 라인(112)에 대하여 평행한) 배치한 포인트까지 수직으로 연장된 라인에 대한 최대 길이를 제공하는 아암 부분(80)의 면[즉, 하부면(94) 및 상부면(96)]을 따라 포인트를 배치한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 아암 부분(80)은 아암 부분(80)의 면과 라인(114) 사이에서 라인[즉, 라인(118)]에 대한 최대 길이를 제공하는 포인트(116)를 가지며, 여기서 라인(118)은 라인(114)에 대하여 수직이다. 배치한 포인트(116) 및 라인(114) 사이의 라인(118)의 길이를 "아암 부분(80)의 길이"로 정의한다.Then, the face of the arm portion 80 (ie, the bottom face 94) that provides the maximum length for the line extending vertically from the line 114 (and parallel to the line 112) to the point at which it is placed. And top surface 96]. As shown in FIG. 5,
그후, 압출 피처(34a)에 대한 "총 아암 길이"는 아암 부분(78)의 길이 및 아암 부분(80)이 길이의 합이다. 압출 피처(34a)가 단일 아암 부분만을 포함할 경우, 압출 피처(34a)의 총 아암 길이는 단일 아암 부분의 길이이다. 또는, 압출 피처(34a)가 2 초과의 아암 부분을 포함하는 경우, 압출 피처(34a)의 총 아암 길이는 압출 피처(34a)의 모든 아암 부분의 길이의 합이다.The "total arm length" for the
압출 피처(34b)는 압출 피처(34a)를 동일하게 참고하며, 기재 부분(76)의 높이를 계산하기 위하여 참고로 제공한다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 기재 부분(76)의 높이는 하기와 같은 방법으로 계산한다: 우선, 총 아암 길이 계산에 대하여 유도된 평면 단면을 이용하여 포인트(122, 124)에 의하여 구획된 할선(120)을 제공하며, 여기서 포인트(122)는 면(82) 및 벽 세그먼트(68b)의 교차점에 배치하며, 포인트(124)는 면(84) 및 벽 세그먼트(68c)의 교차점에 배치한다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "수직", "수직으로" 등은 할선(120)에 대하여 수직이고 압출 피처(34b)로 향하는 방향을 지칭하는 것이며, 용어 "수평", "수평으로" 등은 할선(120)에 대하여 평행한 방향을 지칭한다.Extruded features 34b equally refer to extruded
그 다음, 포인트(122, 124) 사이에서 수평인 할선(120)으로부터 배치한 포인트(면에서의 또다른 포인트와 교차하지 않음)까지 수직으로 연장된 라인의 최대 길이를 제공하는 압출 피처(34b)의 면(즉, 면(82, 84), 하부면(86, 94) 및 상부면(88, 96)을 따라)을 따라 포인트를 배치한다. 할선(120)으로부터의 수직선은 일반적으로 각각 제1 교차면(82, 84) 없이 하부면(86, 94)과 교차하지 않는다. 도 5에서 도시한 바와 같이, 압출 피처(34b)는 포인트(122, 124) 사이에 위치하는 2 개의 포인트(126)를 가지며, 압출 피처(34b)의 면과 할선(120)의 사이에서 수직선[즉, 라인(128)]에 대한 최대 길이를 제공한다. 압출 피처(34b)의 대칭 형상으로 인하여 도 5에서는 2 개의 포인트(126)를 얻는다. 포인트(126) 및 할선(120) 사이의 라인(128) 중 하나의 길이를 "기재 부분(76)의 높이"로 정의한다.An
상기에서 제공한 바와 같이, 아암 부분(78, 80)에 대한 총 아암 길이 및 기재 부분(76)의 높이의 계산은 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처에 대한 다양한 단면 형상으로 적용 가능한 일반적인 방법이다. 예를 들면, 기재 부분(76)의 면(82, 84)이 45° 각도로 횡단면에서 벽 세그먼트(68a, 68b)로부터 연장될 경우, 할선(120)으로부터 연장된 수직선은 상부면(88, 96)이 아닌 면(82) 또는 면(84)과 교차할 수 있다. 그래서, 기재 부분의 높이는 기재 부분(76)의 면(82) 또는 면(84)상에서 할선으로부터 배치한 포인트까지만 연장된다. As provided above, the calculation of the total arm length for the
도 6은 압출 피처(34) 및 채널(36)(도 5에 도시함)을 갖는 기계적 연동 다이(20)과 함께 공압출된 복합 물품(132)의 개략도를 도시한다. 복합 물품(132)은 제1 층(134)(제1 환상 경로(42)로부터) 및 제2 층(136)(제2 환상 경로(56)로부터)을 포함한다. 제1 층(134)은 계면(138)에서 제2 층(136)의 면(136a)과 맞물리는 면(134a)을 갖는다. 제2 층(136)은 면(136a)으로부터 제1 층(134)으로 연장된 복수개의 리브(140)를 더 포함한다. 각각의 리브(140)는 벽 부분(142) 및 돌출 부분(144, 146)을 포함한다. 하기에서 논의한 바와 같이, 리브(140)는 압출 피처(34)의 횡단 "Y" 형상이 아닌 횡단 "T" 형상을 나타낸다.FIG. 6 shows a schematic diagram of a
각각의 리브(140)의 경우, 벽 부분(142)은 높이를 나타내고, 돌출 부분(144, 146)은 각각 돌출 폭을 나타낸다. "복합 물품 및 이의 제조 방법"(대리인 정리 번호 59620US002) 및 "타이층을 갖는 복합 물품 및 이의 제조 방법"(대리인 정리 번호 59652US002)의 명칭으로 동시 출원된 출원은 기계적 연동 다이(20)를 사용하여 제조 가능한 복합 물품뿐 아니라, 돌출 폭 및 벽 부분(142)의 높이를 계산하는 방법을 제공한다. 동시에 출원된 출원에서 논의한 바와 같이, 돌출 부분(144, 146)의 1 이상의 돌출 폭은 벽 부분(142)의 높이보다 큰 것이 바람직하다.For each
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 층의 부분(134)은 제2 층(136)의 면(136a) 및 벽 부분(142)에 이웃한 돌출 부분(144, 146)의 아래에 배치된다. 압출 피처(34) 및 채널(36)은 제1 층(134)이 리브(140) 및 면(136a)에 실질적으로 합치되도록 한다. 특히, 압출 피처(34)의 기재 부분(76)은 리브(140)의 벽 부분(142)을 형성하며, 이는 면(136a)으로부터의 해당 돌출 부분(144, 146)을 오프셋시킨다. 이는 더 많은 양의 제1 층(134)이 돌출 부분(144, 146)의 아래에 배치되도록 한다. 기계적 연동 다이(20)의 채널(36)은 제1 층(134)의 부분이 돌출 부분(144, 146)의 아래에서 용이하게 유동되도록 하며, 그리하여 리브(140) 및 면(136a)에 실질적으로 합치된다. 또한, 압출 피처의 아암 부분(78, 80)은 상당한 총 아암 길이를 나타낸다(이는 해당 기재 부분(76)의 높이보다 큰 것이 바람직하다). 이는 돌출 부분(144, 146)의 아래에 배치된 제1 층(134)의 부분이 갇히도록 상당한 돌출 폭을 나타내는 돌출 부분(144, 146)을 생성한다. 그래서, 기계적 연동 다이(20)는 제1 층(134)과 제2 층(136) 사이에서 기계적 연동을 생성하며, 이는 복합 물품(132)의 탈리 가능성을 감소시킨다.As shown in FIG. 6, the
도 5 및 도 6을 비교하면, 압출 피처(34)에 의하여 생성된 리브(140)는 압출 피처(34)의 횡단 "Y" 형상과는 상이한 횡단 "T" 형상을 나타내는 것에 유의한다. 제1 층(134)이 리브(140) 및 제2 층(136)의 면(136a)에 실질적으로 합치하는 경우, 돌출 부분(144, 146)의 일반적인 하강에 의하여 야기되는 것으로 밝혀졌다. 압출 피처(34)의 상면(72)에서 유동되는 제1 층의 부분(134)은 일반적으로 아암 부분(78, 80)의 각진 위치로부터 도 6에서 제공된 단면 형상까지 (즉, "Y" 형상으로부터 "T" 형상으로) 압출된 돌출 부분(144, 146)을 가압하게 된다. 그래서, 압출 피처(34)의 횡단 "Y" 형상은 돌출 부분(144, 146)의 돌출 폭을 최대로 하는데 이롭다. 또한, 제1 층은 제2 층(136)의 면(136a)을 향한 벽 부분(142)을 압착시킬 수 있다. 이는 기재 부분(76)의 높이에 대한 벽 부분(142)의 높이를 감소시킨다. 각종의 요인은 돌출 부분(144, 146)이 하강되는 정도 및 벽 부분(142)을 압착시키는 정도, 예컨대 층 조성, 유속, 점도, 온도, 선 속도 및 이의 조합 등에 영향을 미칠 수 있다.5 and 6, it is noted that the
도 7은 압출 피처(148)로 지칭되는 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처에 대한 또다른 단면 형상을 예시하는, 기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)의 개략도를 도시한다. 상기에서 논의한 바와 같이, 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처는 각각의 압출 피처가 기재 부분 및, 기재 부분으로부터 소정 각도로 연장된 1 이상의 아암 부분을 포함하는 한, 다양한 단면 형상을 포함할 수 있다. 도 7에서 도시한 바와 같이, 압출 피처(148)는 압출 피처(34)의 횡단 "Y" 형상 대신에 횡단 "T" 형상을 나타낸다. 복수개의 압출 피처(148)는 벽 세그먼트(68)를 분리시키며, 여기서 벽 세그먼트(68) 및 압출 피처(148)는 종축(50)의 방향으로 내부면 부분(48b)을 따라 연장된다. 각각의 압출 피처(148)의 경우, 횡단 "T" 형상은 압출 피처(148)를 따라 교차점(70)(일반적으로 도 3에 도시함)으로 보유된다. 압출 피처(148)는 교차점(70)에서 제2 환상 경로(56)에 노출되어 제2 층의 부분이 압출 피처(148)를 통하여 유동되도록 한다. 이는 제2 층이 압출됨에 따라 제2 층을 따라 방사상 외부쪽으로 연장되는 복수개의 리브가 생성되며, 여기서 리브는 압출 피처(148)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타낸다.7 shows a schematic view of the
압출 피처(148)는, 압출 피처(148) 및 채널(36)이 피처 부분(22)의 주위에서 원주 방향으로 교호되도록 채널(36)의 각 면에 배치된다. 제1 및 제2 층은 압출 피처(34)에 대하여 상기에서 설명된 것과 유사한 방법으로 채널(36) 및 압출 피처(148)와 상호작용한다. 제1 환상 경로(42)는 제1 층의 제1 부분을 압출 피처(148)의 상면(72)으로 유동되도록 하며, 제2 부분은 채널(36)로 유동되도록 한다. 상면(72)은 원위 단부(30)에서 압출 피처(148)로 연장되는 외부면(32a)의 부분이다. 채널(36)은 압출 피처(148) 사이에서 원주 방향으로 배치된 외부면(32a)의 부분이다. 각각의 채널(36)은 외부면(32b)에 이웃한 원주 방향으로 좁은 부분(36a)을 포함한다. 채널(36)이 원위 단부(30)를 향하여 종축(50)의 방향으로 외부면(32a)을 따라 연장되므로, 각각의 채널(36)은 원주 방향으로 확대된다. 원위 단부(30)에서 채널(36)은 포인트(36b)에서 압출 피처(148)의 아래에서 연장된다. 채널(36)로 유동되는 제1 층의 제2 부분은 채널(36)의 확대되는 치수에 따라 확대되며, 추가로 포인트(36b)에서 압출 피처(148)의 아래에서 확대된다.Extruded features 148 are disposed on each side of
제1 및 제2 층이 원위 단부(30)에서 기계적 연동 다이(20)를 빠져나가기 때문에, 채널(36)은 제1 층이 리브(압출 피처(148)에 의하여 형성됨) 및 제2 층의 면에 실질적으로 합치되도록 돕는다. 이는 제1 층으로 연장되는 제2 층의 리브가 생성되며, 그리하여 제1 및 제2 층을 함께 기계적으로 연동시킨다.As the first and second layers exit the mechanical linkage die 20 at the
도 8은 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처(148)의 예이며 동일한 압출 피처(148a, 148b)를 예시하는, 기계적 연동 다이(20)의 원위 단부(30)의 부분의 확대된 전면도를 도시한다. 압출 피처(148a)에 의하여 예시된 바와 같이, 각각의 압출 피처(148)는 기재 부분(150)으로부터 소정 각도로 연장된 아암 부분(152, 154) 및 기재 부분(150)을 포함한다. 압출 피처(148)에 의하여 생성된 리브는 제2 층의 면을 따라 연장되며, 기재 부분(150) 및 아암 부분(152, 154)에 의하여 구획된 단면 형상을 갖는다.8 is an enlarged front view of a portion of the
기재 부분(150)은 내부면 부분(48b)의 벽 세그먼트(68a, 68b) 사이에서 연장된 개구부이며, 일반적으로 횡단면에서 각각 벽 세그먼트(68a, 68b)으로부터 외부를 향하여 연장된 면(156, 158)에 의하여 구획된다. 아암 부분(152)은 횡단면에서 기재 부분(150)으로부터의 소정의 각도로 연장된 개구부이며, 일반적으로 하부면(160), 단부면(162) 및 상부면(164)에 의하여 구획된다. 압출 피처(34)에 대하여 상기에서 설명한 바와 같이, 하부면(160)은 면(156)과 하부면(160)의 교차점(168)으로부터의 면(156)에 대하여 각도 α로 연장된다. 유사하게, 아암 부분(154)은 또한 횡단면에서 기재 부분(150)으로부터 소정의 각도로 연장되는 개구부이며, 일반적으로 하부면(170), 단부면(172) 및 상부면(174)에 의하여 구획된다. 하부면(170)은 면(170)으로부터의 면(158)과 하부면(170)의 교차점(178)에 대하여 각도 β로 연장된다.The
면(156)에 대하여 적절한 각도 α의 예로는 약 30° 내지 약 180° 미만이다(여기서 180°는 면(156)에 대하여 평행하다). 면(156)에 대하여 특히 적절한 각도 α의 예로는 약 90° 내지 약 135°이다. 면(158)에 대하여 적절한 각도 β의 예로는 약 30° 내지 약 180° 미만이다(여기서 180°는 면(158)에 대하여 평행하다). 면(158)에 대하여 특히 적절한 각도 β의 예로는 약 90° 내지 약 135°이다. 도 8에서의 압출 피처(148a)는 아암 부분(152, 154)이 각각 연장되는 교호하는 각도 α, β의 예를 제공한다. 도시한 바와 같이, 각도 α, β는 각각 면(156, 158)에 대하여 약 90°이다. 이는 압출 피처(148a)의 횡단 "T" 형상을 생성한다.Examples of suitable angles α with respect to face 156 are from about 30 ° to less than about 180 °, where 180 ° is parallel to face 156. Examples of particularly suitable angles a with respect to face 156 are from about 90 ° to about 135 °. Examples of suitable angles β with respect to face 158 are from about 30 ° to less than about 180 °, where 180 ° is parallel to face 158. Examples of particularly suitable angles β with respect to face 158 are from about 90 ° to about 135 °. The extruded features 148a in FIG. 8 provide examples of alternating angles α, β with the
압출 피처(34)와 유사하게, 각각의 압출 피처(148)는 기재 부분[예, 기재 부분(150)]의 높이 및 총 아암 길이를 포함하며, 여기서 총 아암 길이는 아암 부분[예, 아암 부분(152, 154)]의 각각의 길이의 합이다. 총 아암 길이 및 기재 부분(150)의 높이는 도 5에 설명된 방법을 사용하여 계산한다. 우선, 종축(50)에 대하여 수직인 피처 부분(22)을 통한 평면 단면을 취한다(도 3에 상세하게 도시되어 있음). 이는 도 8에 도시된 유형의 단면을 제공한다. 그 다음, 압출 피처(148a)에서의 아암 부분(152)을 참조하면, 면(156)에 대하여 각도 α로 교차점(168)으로부터 연장된 라인(179)을 제공한다. 그리하여, 라인(179)은 하부면(160)에 대하여 평행하다. 그 다음, 교차점(168)으로부터 연장되고 라인(179)에 대하여 수직인 라인(180)을 제공한다.Similar to the extruded features 34, each
그 다음, 라인(180)(및 라인(179)에 대하여 평행함)으로부터 배치한 포인트로 수직으로 연장된 라인의 최대 길이를 제공하는 아암 부분(152)의 면[예, 하부면(160), 단부면(162), 및 상부면(164)]을 따라 포인트를 배치한다. 도 8에서 도시한 바와 같이, 단부면(162)은 라인(180)에 대하여 평행하기 때문에, 단부면(162)을 따른 임의의 포인트는 상기 라인(라인(182)에 의하여 무작위로 도시됨)의 최대 길이를 제공한다. 그리하여, 단부면(162) 및 라인(180) 사이의 라인(182)의 길이를 "아암 부분(152)의 길이"로 정의한다.Next, the face of the arm portion 152 (eg, the
유사하게, 아암 부분(154)의 경우, 면(158)에 대하여 각도 β로 교차점(178)으로부터 연장된 라인(183)을 제공한다. 그리하여, 라인(183)은 하부면(170)에 대하여 평행하다. 그 다음, 교차점(178)으로부터 연장되고, 라인(183)에 대하여 수직인 라인(184)을 제공한다.Similarly, for
그 다음, 라인(184)으로부터 배치한 포인트로 수직으로 (및 라인 (176)에 평행함) 연장된 라인의 최대 길이를 제공하는 아암 부분(154)의 면[즉, 하부면(170), 단부면(172) 및 상부면(174)]을 따라 포인트를 배치한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 단부면(172)이 라인(184)에 평행하기 때문에, 단부면(172)을 따른 임의의 포인트는 라인(라인(186)에 의하여 무작위로 도시함)의 최대 길이를 제공한다. 단부면(172) 및 라인(184) 사이의 라인(186)의 길이를 "아암 부분(154)이 길이"로 정의한다. 그후, 압출 피처(148a)에 대한 총 아암 길이는 아암 부분(152)의 길이와 아암 부분(154)의 길이의 합이다.Next, the face of the arm portion 154 (i.e., the
기재 부분(150)(압출 피처(148b)로 지칭함)의 높이를 계산하기 위하여 우선 총 아암 길이 계산을 위하여 생성된 평면 단면적을 사용하여 포인트(190, 192)에 의하여 구획된 할선(188)을 제공하며, 여기서 포인트(190)는 면(156)과 벽 세그먼트(68b)의 교차점에 배치되며, 포인트(192)는 면(158)과 벽 세그먼트(68c)의 교차점에 배치된다. 그 다음, 포인트(190, 192) 사이에서 수평의 할선(188)으로부터 배치한 포인트까지 (면에서의 또다른 포인트는 교차하지 않음) 수직으로 연장된 라인의 최대 길이를 제공하는 압출 피처(148)의 면을 따라 (즉, 면(156, 158), 하부면(160, 170), 단부면(162, 172) 및 상부면(164, 174)을 따라) 포인트를 배치한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 포인트(190, 192) 사이에서 수평인 상부면(164, 174)을 따른 임의의 포인트는 수직선(라인(194)에 의하여 무작위로 도시됨)의 최대 길이를 제공한다. 상부면[즉, 상부면(164, 174)] 및 할선(188) 사이의 라인(194)의 길이를 "기재 부분(150)의 높이"로 정의한다.In order to calculate the height of the substrate portion 150 (referred to as
제1 및 제2 층을 기계적으로 연동시키기 위하여, 1 이상의 압출 피처(148)는 해당 기재 부분(150)의 높이보다 더 큰 총 아암 길이를 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 기계적 연동은 대부분의 압출 피처(148)가 해당 기재 부분(150)의 높이보다 더 큰 총 아암 길이를 나타낼 경우 개선된다. 도 6과 관련하여 일반적으로 논의된 바와 같이, 압출 피처(148)에 의하여 생성된 리브(140)는 아암 부분(152, 154)의 위치로부터 돌출 부분(144, 146)의 일반적인 하강을 나타낼 수 있다. 리브(140)는 제1 및 제2 층(134, 136)을 기계적으로 연동시키기 위한 제1 층의 부분(134)을 갇히도록 하는 화살표 머리와 유사한 단면 형상을 나타낼 수 있다.In order to mechanically interlock the first and second layers, the one or more extruded features 148 preferably exhibit a total arm length that is greater than the height of the
상기에서 설명한 바와 같이, 기계적 연동 다이(20)는 기계적 연동층을 갖는 복합 물품을 제조할 수 있는 본 발명의 기계적 연동 다이의 일례이다. 그러나, 기계적 연동 다이(20)를 특정의 치수로 한정하고자 하는 의도는 아니다. 현존하는 압출 시스템의 다양한 디자인으로 인하여, 요구되는 압출 다이 치수는 압출 시스템에 따라 달라질 수 있다. 그리하여, 기계적 연동 다이(20)의 다양한 구체예는 현존하는 압출 시스템과의 상용성을 위하여 여러 가지의 치수를 나타낼 수 있다. 특히, 원추형 부분(24) 및 지지 부분(26)은 특정의 압출 시스템과 함께 사용하기 위하여 필요하지 않을 경우 임의의 성분이 될 수 있다. 종축(50)의 방향으로 기계적 연동 다이(20)에 적절한 길이의 예는 약 4.6 ㎝의 피처 부분(22)의 길이, 약 4.1 ㎝의 원추형 부분(24)의 길이 및 약 1.6 ㎝의 지지 부분(26)의 길이 등이 있다.As described above, the mechanical interlock die 20 is an example of the mechanical interlock die of the present invention capable of producing a composite article having a mechanical interlock layer. However, it is not intended to limit the mechanical interlock die 20 to specific dimensions. Due to the various designs of existing extrusion systems, the required extrusion die dimensions may vary depending on the extrusion system. Thus, various embodiments of the mechanical interlock die 20 may exhibit various dimensions for compatibility with existing extrusion systems. In particular, the
횡단면에서(즉, 종축(50)에 대하여 방사상 방향으로) 기계적 연동 다이(20)에 적절한 외경의 예로는 약 2.3 ㎝에서 약 2.7 ㎝로 원위에서 근위로 증가하는 피처 부분(22)의 외경, 약 2.7 ㎝에서 약 5.4 ㎝로 원위에서 근위로 증가하는 원추형 부분(24)의 외경, 약 8.2 ㎝의 지지 부분(26)의 외경 등이 있다. 횡단면에서의 기계적 연동 다이(20)에 적절한 내경의 예로는 약 1.9 ㎝의 내부면(48b)에서의 피처 부분(22)의 내경 및, 약 2.3 ㎝에서 약 4.8 ㎝로 원위에서 근위로 증가하는 내부면(48a)에서 원추형 부분(24) 및 지지 부분(26)의 내경 등이 있다.Examples of suitable outer diameters for the mechanical linkage die 20 in the cross section (ie, in the radial direction with respect to the longitudinal axis 50) include an outer diameter of the
도 9는 기계적 연동 다이(20)에 대한 본 발명의 또다른 구체예를 도시하는, 기계적 연동 다이(200)의 개략도를 도시한다. 기계적 연동 다이(200)는 복합 물품이 복합 튜브형 물품이 아닌 평면 필름인 것을 제외하고, 기계적 연동 다이(20)와 동일한 방법으로 기계적 연동층을 갖는 복합 물품을 제조한다. 도시한 바와 같이, 기계적 연동 다이(200)는 제1 피처 부분(202), 제2 피처 부분(204), 지지 부분(206), 근위 단부(208) 및 원위 단부(210)를 포함하는 3층 압출 다이이다. 제1 피처 부분(202) 및 제2 피처 부분(204)은 기계적 연동 다이(200)의 근위 단부(208)에서 지지 부분(206)과 연결되며, 일반적으로 원위 단부(210)에서 평행하다. 제1 피처 부분(202)은 외부면(212) 및 내부면(214)을 포함하며, 제2 피처 부분(204)은 외부면(216) 및 내부면(218)을 포함한다.9 shows a schematic diagram of a mechanical interlock die 200, showing another embodiment of the present invention for a mechanical interlock die 20. The mechanical interlock die 200 produces a composite article having a mechanical interlocking layer in the same manner as the mechanical interlock die 20, except that the composite article is a flat film rather than a composite tubular article. As shown, the mechanical interlock die 200 includes a three layer comprising a
제1 피처 부분(202)은 복수개의 압출 피처(220) 및 복수개의 채널(222)을 더 포함한다. 압출 피처(220) 및 채널(222)은 횡축(224)의 방향으로 기계적 연동 다이(200)의 원위 단부(210)에서 제1 피처 부분(202)을 가로질러 교호한다. 도시한 바와 같이, 횡축(224)은 종축(226)에 대하여 수직이며, 여기서 종축(226)은 기계적 연동 다이(200)의 근위 단부(208) 및 원위 단부(210)를 비롯한 방향으로 연장되며, 일반적으로 제1 피처 부분(202) 및 제2 피처 부분(204)을 통해 중합체 소재의 유동 방향을 나타난다. 제2 피처 부분(204)은 복수개의 압출 피처(228) 및 복수개의 채널(230)을 더 포함한다. 압출 피처(228) 및 채널(230)은 횡축(224)의 방향으로 기계적 연동 다이(200)의 원위 단부(210)에서 제2 피처 부분(204)을 가로질러 교호한다.The
압출 피처(220, 228) 및 채널(222, 230)은 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처(148)와 유사한 방법으로 기계적 연동 다이(200)를 사용하여 압출시킨 중합체층을 기계적으로 연동시킨다. 기계적 연동 다이(200)에 의하여 제공되는 기계적 연동을 사용하여 제조된 평면 복합 물품은 타이층, 접합제 또는 화학적 변형을 필요로 하지 않으면서 층간 접착력이 우수한 것으로 나타났다.Extrusion features 220, 228 and
제1 피처 부분(202)을 따라 배치된 압출 피처(220) 및 채널(222)의 수는 각각이 필요한 만큼 변경될 수 있다. 압출 피처(220) 및 채널(222)에 적절한 수는 각각 약 4 내지 약 50이며, 특히 적절하게는 약 5 내지 약 20이다. 한 구체예에서, 압출 피처(220)는 복합 물품의 기계적 연동을 최대로 하기 위하여 제1 피처 부분(202)을 따라 균일하게 이격된다. 유사하게, 제2 피처 부분(204)을 따라 배치된 압출 피처(228) 및 채널(230)의 수는 필요한 만큼 변경될 수 있다. 압출 피처(228) 및 채널(230)에 적절한 수는 각각 약 4 내지 약 50이고, 특히 적절한 수는 약 5 내지 약 20이다. 한 구체예에서, 압출 피처(228)는 복합 물품의 기계적 연동을 최대로 하기 위하여 제2 피처 부분(204)을 따라 균일하게 이격된다. 압출 피처(220, 228)는 서로에게 직접 배치되거나(도 9에 도시되어 있음), 엇갈리게 배치되거나 또는 비대칭으로 배치될 수 있다.The number of
또한, 기계적 연동 다이(200)는 상당한 변경을 필요로 하지 않고서도 압출 시스템, 사출 성형 시스템, 및 취입 성형 시스템을 비롯한 각종 시스템을 사용하여 설치할 수 있다. 제1 피처 부분(202)의 외부면(212)은 원위 단부(210)를 향하여 제1 층을 압출시키기 위한 제1 경로(232)(화살표(232)로 도시함)를 부분적으로 구획한다. 내부면(214, 218)은 원위 단부(210)를 향하여 제2 층(즉, 코어 층)을 압출시키기 위한 제2 경로(234)(화살표(234)로 도시함)를 구획한다. 제2 피처 부분(204)의 외부면(216)은 원위 단부(210)를 향하여 제3 층을 압출시키기 위한 제3 경로(236)(화살표(236)로 도시함)를 부분적으로 구획한다.In addition, the mechanical interlock die 200 can be installed using a variety of systems, including extrusion systems, injection molding systems, and blow molding systems, without requiring significant modifications. The
공압출 공정중에, 각종 중합체 소재는 원위 단부(210)를 향하여 제1 경로(232), 제2 경로(234) 및 제3 경로(236)를 통하여 유동되어 제1, 제2 및 제3 층을 각각 생성할 수 있다. 적절한 중합체 소재의 예는 "복합 물품 및 이의 제조 방법"(대리인 정리 번호 59620US002) 및 "타이층을 갖는 복합 물품 및 이의 제조 방법"(대리인 정리 번호 59652US002)이라는 명칭으로 동시 출원된 출원에 기재되어 있다. 제1 및 제2 층이 압출되면, 제1 피처 부분(202)의 압출 피처(220) 및 채널(222)은 제1 및 제2 층을 기계적으로 연동시킨다. 유사하게, 제3 층이 제2 층과 함께 압출될 경우, 압출 피처(228) 및, 제2 피처 부분(204)의 채널(230)은 제2 및 제3 층을 기계적으로 연동시킨다. 층의 기계적 연동은 기계적 연동 다이(20)에 대하여 상기에서 설명한 것과 동일한 방법으로 실시한다. 이는 층간 접착력을 증가시키며, 이에 따라 복합 물품의 탈리를 감소시키고, 잠재적으로는 배제시킨다.During the coextrusion process, various polymeric materials flow through the
도 10은 내부면(214, 218)을 도시하는 기계적 연동 다이(200)의 후면도를 도시한다. 내부면(214)은 내부면 부분(214a, 214b)으로 나뉘며, 내부면(218)은 내부면 부분(218a, 218b)으로 나뉜다. 내부면 부분(214a, 218a)은 근위 단부(208)(도시하지 않음)와 원위 단부(210) 사이에 배치되며, 제2 경로(234)에 대하여 일반적으로 부드러운 면을 제공한다. 내부면 부분(214b, 218b)은 원위 단부(210) 부근에 배치된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 내부면 부분(214b)은 내부면 부분(214a, 214b)의 교차점 또는 숄더부(238)에서 "상승되며", 내부면 부분(218b)은 내부면 부분(218a, 218b)의 교차점 또는 숄더부(240)에서 "상승된다". 이와 같은 "상승된다"라는 것은 도 3에 도시된 기계적 연동 다이(20)의 내부면 부분(48a, 48b) 사이에서 구획된 "상승된" 또는 환상 숄더부에 해당한다. 각각의 "상승된다"는 내부면(214, 218) 사이에서의 거리를 감소시킨다. 따라서, 이는 제2 경로(234)의 치수를 감소시키며, 일반적으로 제2 경로(234)에서의 제2 층이 내부면 부분(214b, 218b) 주위에서 유동되도록 한다.FIG. 10 shows a rear view of the mechanical interlock die 200 showing the
도시한 바와 같이, 압출 피처(220)는 교차점(238)에서의 제2 경로(234)에 노출된다. 제2 층은 내부면 부분(214b) 주위에서 유동되며, 제2 층의 부분은 또한 압출 피처(220)를 통하여 유동된다. 이는 제2 층의 면(제1 층에 대면함)을 따라 연장되는 제1 리브 세트를 생성하며, 여기서 제1 리브 세트는 압출 피처(220)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타낸다. 또한, 압출 피처(228)는 교차점(240)에서 제2 경로(234)에 노출된다. 제2 층은 내부면 부분(218b) 주위로 유동되며, 제2 층의 부분은 또한 압출 피처(228)를 통하여 우동된다. 이는 제2 층의 면(제3 층에 대면함)을 따라 연장된 제2 리브 세트를 생성하며, 여기서 제2 리브 세트는 압출 피처(228)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타낸다.As shown, the
도 11은 압출 피처(220, 228) 및 채널(222, 230)을 예시하는 기계적 연동 다이(200)의 원위 단부(210)의 부분의 확대된 전면도를 도시한다. 도시한 바와 같이, 압출 피처(220, 228)는 횡단 "T" 형상을 나타내며, 이는 도 8에서 설명한 압출 피처(148)에 해당한다. 그러나, 압출 피처(220, 228)는 단면 형상을 균일하게 나타낼 필요는 없다. 예를 들면, 압출 피처(220)는 횡단 "T" 형상을 나타낼 수 있으며, 압출 피처(228)는 횡단 "Y" 형상을 나타낼 수 있다. 또한, 제1 피처 부분(202)을 따라 연장된 각각의 압출 피처(220)는 각각 여러 가지의 단면 형상을 나타낼 수 있다(이는 압출 피처(228)에도 적용됨).FIG. 11 shows an enlarged front view of a portion of the
기계적 연동 다이(20)의 압출 피처(148) 및 채널(36)에 대하여 도 7 및 도 8로 상기에서 설명한 것과 유사한 방법으로, 제1 및 제2 층은 압출 피처(220) 및 채널(222)과 상호작용하며, 제2 및 제3 층은 압출 피처(228) 및 채널(230)과 상호작용한다. 이는 제1 층과 제2 층의 사이에서 그리고 제2 층과 제3 층의 사이에서 기계적 연동을 나타내는 평면 복합 물품을 생성한다.In a manner similar to that described above in FIGS. 7 and 8 with respect to the
도 11에서 도시한 바와 같이, 압출 피처(220) 및 채널(222)이 제1 피처 부분(202)을 따라 측면에서 교호하도록 압출 피처(220)는 채널(222)의 각면에 배치된다. 제2 층이 제2 경로(234)를 통하여 압출되며, 제1 층은 원위 단부(210)를 향하여 외부면(212)을 따라 제1 경로(232)를 통하여 압출된다. 제1 경로(232)는 제1 층의 제1 부분을 압출 피처(220)의 상면(242)으로 유동시키며, 제2 부분은 채널(222)로 유동된다. 상면(242)은 원위 단부(210)에서 압출 피처(220)로 연장된 외부면(212)의 부분이다. 채널(222)은 압출 피처(220) 사이에서 측면 배치된 외부면(212)의 부분이다. 각각의 채널(222)은 원위 단부(210)로부터 가장 멀리 있는 위치에서 측면 방향으로 좁은 부분(222a)을 포함한다. 채널(222)이 원위 단부(210)를 향하여 종축(226)의 방향으로 외부면(212)을 따라 연장되면, 각각의 채널(222)은 측면 방향으로 확대된다. 원위 단부(210)에서, 채널(222)은 포인트(222b)에서의 압출 피처(220) 아래로 연장된다.As shown in FIG. 11, the extruded features 220 are disposed on each side of the
채널(222)로 유동되는 제1 층의 제2 부분은 채널(222)의 확대된 치수를 따라 확대되며, 포인트(222b)에서 압출 피처(220) 아래로 추가로 확대된다. 그리하여, 채널(222)은 제1 층의 부분이 제2 층의 부분 사이로(즉, 압출 피처(220)에서의 제2 층의 면 및 제2 층의 부분 사이로) 유동되도록 한다.The second portion of the first layer flowing into the
또한, 압출 피처(228)는 압출 피처(228) 및 채널(230)이 제2 피처 부분(204)을 따라 측면 방향으로 교호하도록 채널(230)의 각 면에 배치된다. 제2 층은 제2 경로(234)를 통하여 압출되며, 제3 층은 원위 단부(210)를 향하여 외부면(216)을 따라 제3 경로(236)를 통하여 압출된다. 제3 경로(236)는 제3 층의 제1 부분이 압출 피처(228)의 상면(244)으로 유동되도록 하며, 제2 부분은 채널(230)로 유동되도록 한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 압출 피처(228) 및 채널(230)은 압출 피처(220) 및 채널(222)에 대하여 역 방향이다. 그러나, 일관성을 위하여, 방향에 대한 동일한 용어 정의는 이들 모두에 적용한다(예, "~상에서", "~ 아래에서, 등). 상면(244)은 원위 단부(210)에서 압출 피처(228)로 연장되는 외부면(216)의 부분이다. 채널(230)은 압출 피처(228) 사이에서 측방향으로 배치된 외부면(216)의 부분이다. 각각의 채널(230)은 원위 단부(210)로부터 가장 원위의 위치에서 측방향으로 좁은 부분(230a)을 포함한다. 채널(230)이 원위 단부(210)를 향하여 종축(226)의 방향으로 외부면(216)을 따라 연장되면, 각각의 채널(230)은 측방향으로 확대된다. 원위 단부(210)에서 채널(230)은 포인트(230b)에서의 압출 피처(228)의 아래로 연장된다.In addition, extruded features 228 are disposed on each side of
채널(230)로 유동되는 제3 층의 제2 부분은 채널(230)의 확대되는 치수에 다라 확대되며, 포인트(230b)에서의 압출 피처(228)의 아래로 더욱 확대된다. 그리하여, 채널(230)은 제3 층의 부분이 제2 층의 부분 사이에서(즉, 압출 피처(228)에서의 제2 층의 면과 제2 층의 부분 사이에서) 유동되도록 한다.The second portion of the third layer flowing into the
제1 층, 제2 층 및 제3 층이 원위 단부(210)에서 기계적 연동 다이(200)를 빠져 나가면, 제1 층은 제1 리브 세트(압출 피처(220)에 의하여 형성됨) 및 제2 층의 면에 실질적으로 합치되며, 제3 층은 제2 리브 세트(압출 피처(228)에 의하여 형성됨) 및 제2 층의 대향면에 실질적으로 합치된다. 냉각시, 제1 층, 제2 층 및 제3 층은 평면 복합 물품을 형성하며, 여기서 제1 리브 세트는 제1 층으로 연장되며, 제2 리브 세트는 제3 층으로 연장된다. 이는 제1 층 및 제2 층의 기계적 연동 및, 제2 층 및 제3 층의 기계적 연동을 제공하며, 이는 복합 물품의 층간 접착력을 증가시킨다.When the first, second and third layers exit the mechanical interlock die 200 at the
기계적 연동 다이(200)의 압출 피처[예, 압출 피처(220, 228)]은 제1 리브 세트 및 제2 리브 세트의 단면 형상을 구획하는 다양한 단면 형상을 포함할 수 있다. 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처와 관련하여, 기계적 연동 다이(200)의 각각의 압출 피처는 기재 부분 및, 기재 부분으로부터 소정 각도로 연장된 1 이상의 아암 부분을 포함한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 압출 피처(220, 228)는 도 7 및 도 8에서 논의한 바와 같이 기계적 연동 다이(20)의 압출 피처(148)와 동일하다. 각각의 압출 피처(220)는 기재 부분(246) 및, 기재 부분(246)으로부터 소정 각도로 연장된 아암 부분(248, 250)을 포함한다. 각각의 압출 피처(220)의 경우, 기재 부분(246) 및 아암 부분(248, 250)의 단면 형상은 압출 피처(220)를 따라 종축(226)의 방향으로 교차점(238)으로 유지된다(도 10에 도시함). 압출 피처(220)을 통하여 유동되는 제2 층의 부분은 기재 부분(246) 및 아암 부분(248, 250)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타내는 제1 리브 세트를 생성한다.The extruded features of the mechanical interlock die 200 (eg, extruded features 220, 228) may include various cross-sectional shapes that define the cross-sectional shapes of the first rib set and the second rib set. With respect to the extruded features of the mechanical interlock die 20, each extruded feature of the mechanical interlock die 200 includes a substrate portion and one or more arm portions extending at an angle from the substrate portion. As shown in FIG. 11, the extrusion features 220, 228 are the same as the extrusion features 148 of the mechanical linkage die 20 as discussed in FIGS. 7 and 8. Each
유사하게, 각각의 압출 피처(228)는 기재 부분(252) 및, 기재 부분(252)으로부터 소정의 각도로 연장된 아암 부분(254, 256)을 포함한다. 각각의 압출 피처(228)의 경우, 기재 부분(252) 및 아암 부분(254, 256)의 단면 형상은 압출 피처(228)를 따라 종축(226)의 방향으로 교차점(240)으로 보유된다(도 10에 도시함). 압출 피처(228)를 통하여 유동되는 제2 층의 부분은 기재 부분(252) 및 아암 부분(254, 256)에 의하여 구획된 단면 형상을 나타내는 제2 리브 세트를 생성한다.Similarly, each
기계적 연동 다이(200)의 각각의 압출 피처는 기재 부분의 높이 및 총 아암 길이를 포함하며, 여기서 총 아암 길이는 아암 부분의 각각의 길이의 합이다. 압출 피처(220, 228)의 경우, 총 아암 길이 및 기재 부분의 높이는 도 5에서 설명한 방법을 사용하여 계산하며, 도 8에서 압출 피처(148)에 대하여 논의한 바와 같은 결과를 갖는다. 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 기계적으로 연동시키는 경우, 1 이상의 압출 피처(220)는 총 아암 길이가 해당 기재 부분(246)의 높이보다 더 큰 것이 바람직하며, 1 이상의 압출 피처(228)는 총 아암 길이가 해당 기재 부분(252)의 높이보다 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 기계적 연동은 대부분의 압출 피처(220)는 해당 기재 부분(246)의 높이보다 더 큰 총 아암 길이를 나타내며, 그리고, 대부분의 압출 피처(228)는 해당 기재 부분(252)의 높이보다 더 큰 총 아암 길이를 나타내는 경우 개선된다.Each extruded feature of the mechanical linkage die 200 includes the height of the substrate portion and the total arm length, where the total arm length is the sum of the respective lengths of the arm portions. For the extruded features 220, 228, the total arm length and the height of the substrate portion are calculated using the method described in FIG. 5, with the results as discussed for the
도 12에 도시한 기계적 연동 다이(200)의 또다른 구체예에서, 압출 피처 및 채널은 그 피처 부분중 1 개[즉, 제1 피처 부분(202)]에만 존재할 수 있다. 이와 같은 구체예에서, 제2 피처 부분(204)은 표면이 평활하며, 임의의 압출 피처 또는 채널을 포함하지 않는다. 이는 2 개의 층만이 압출되는 경우 또는 기계적 연동이 제2 층과 제3 층 사이에서 요구되지 않을 경우 유용하다. 제3 층은 제1 층과 상호작용하는 면으로부터 제2층의 대향면에 화학적으로 접합될 수 있다.In another embodiment of the mechanical interlock die 200 shown in FIG. 12, the extruded features and channels may be present in only one of the feature portions (ie, the first feature portion 202). In such embodiments, the
본 발명의 기계적 연동 다이는 압출된 다중층 물품에 대하여 각종의 형상을 생성할 수 있다. 상기에서 설명한 구체예[즉, 튜브형 복합 물품의 경우 기계적 연동 다이(20) 및 평면 복합 물품의 경우 기계적 연동 다이(200)] 이외에, 압출 형상의 적절한 예로는 압출 가능한 "L"-형상의 필름, 아치형 필름, "U"-형상형 필름, 불규칙 형상의 필름, 파동형 필름, 원통형 복합 물품, 직사각형 형상의 필름 및 기타의 기하학적 형상의 복합 물품 등이 있다.The mechanical interlock die of the present invention can produce various shapes for extruded multilayer articles. In addition to the embodiments described above (ie mechanical interlock die 20 for tubular composite articles and mechanical interlock die 200 for flat composite articles), suitable examples of extrusion shapes include extruded " L " -shaped films, Arcuate films, “U” -shaped films, irregularly shaped films, wavelike films, cylindrical composite articles, rectangular shaped films and other geometrically shaped composite articles, and the like.
압출 피처[예, 압출 피처(34, 148, 220, 228)]에 대한 기재 부분의 높이는 필요에 따라 변경시킬 수 있다. 특히, 층 두께, 압출 피처의 갯수 및 복합 물품의 직경과 같은 변수는 필요한 높이를 결정할 수 있다. 그러나, 높이는 압출 피처에 의하여 형성된 리브가 제1 층을 통하여 통과하지 않도록 하기에 충분히 작은 것이 바람직하다. 기계적 연동 다이(20, 200)의 압출 피처를 위한 기재 부분의 적절한 높이의 예로는 높이가 약 25.0 ㎜ 미만이고, 특히 적절하게는 높이는 약 10.0 ㎜ 미만이다. 그러나, 매우 얇은 층과 함께 사용하기 위하여, 기재 부분의 높이는 0.5 ㎜ 미만일 수 있다. 해당 아암 부분은 총 아암 길이가 기재 부분의 높이보다 더 큰 것이 바람직하며, 압출 특징의 갯수 및 복합 물품의 직경과 같은 변수에 의하여 결정될 수 있다.The height of the substrate portion relative to the extruded features (eg, extruded features 34, 148, 220, 228) can be changed as needed. In particular, variables such as layer thickness, number of extruded features and diameter of the composite article can determine the required height. However, the height is preferably small enough so that the ribs formed by the extruded features do not pass through the first layer. An example of a suitable height of the substrate portion for the extrusion feature of the mechanical linkage dies 20, 200 is less than about 25.0 mm in height, particularly suitably less than about 10.0 mm in height. However, for use with very thin layers, the height of the substrate portion may be less than 0.5 mm. The arm portion preferably has a total arm length greater than the height of the substrate portion and can be determined by variables such as the number of extrusion features and the diameter of the composite article.
기계적 연동 다이(20, 200)는 일반적으로 15/5 스틸로부터 주조된다. 그후, 압출 피처는 압출 피처를 구획하도록 와이어 방전 가공(EDM)에 의하여 형성된다. 유사하게, 채널은 채널을 구획하는 싱커 EDM에 의하여 형성된다.Mechanical interlock dies 20 and 200 are generally cast from 15/5 steel. The extrusion feature is then formed by wire discharge machining (EDM) to partition the extrusion feature. Similarly, the channel is formed by a sinker EDM that partitions the channel.
튜브형 및 평면 복합 물품에 대하여 상기에서 설명한 바와 같이, 중합체층을 공압출시키는 것 이외에, 중합체층은 또한 별도의 단계(예, 순차적 압출 공정)로 제조될 수 있다. 제2 층은, 제2 층의 면으로부터 연장된 리브를 형성하도록 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용한 제1 단계에서 압출시킬 수 있으며, 여기서 리브는 기계적 연동 다이의 압출 피처에 의하여 구획된 단면 형상을 갖는다. 그후, 제2 단계에서, 제1 층(및 사용할 경우 제3 층)은 리브 및 제2 층의 면에 실질적으로 합치되도록 제2 층에 코팅된다. 코팅은 크로스헤드 다이를 통하여 프로파일 제2 층에 제1 층을 압출시키는 것과 같은 통상의 방법에 의하여 실시될 수 있다. 또한, 이는 제1 및 제2 층을 기계적으로 연동시킨다. 그러나, 공압출은 단일 단계 제조를 가능케 하며, 이는 라인의 개시 및 조절을 단순화하며, 또한 복합 물품에 대한 더 큰 품질 조절을 제공한다.As described above for tubular and planar composite articles, in addition to coextrusion of the polymer layer, the polymer layer may also be prepared in a separate step (eg, a sequential extrusion process). The second layer can be extruded in a first step using the mechanical linkage die of the present invention to form ribs extending from the face of the second layer, wherein the ribs are shaped in a cross-sectional shape partitioned by the extrusion feature of the mechanical linkage die. Have Then, in the second step, the first layer (and the third layer, if used) is coated on the second layer to substantially conform to the faces of the ribs and the second layer. Coating can be carried out by conventional methods such as extruding the first layer to the profile second layer through a crosshead die. It also mechanically interlocks the first and second layers. However, coextrusion allows for single step production, which simplifies the initiation and regulation of the line and also provides greater quality control for composite articles.
본 발명의 범위내의 다수의 변형예 및 수정예는 당업자에게 명백할 것이므로, 본 발명은 예로서만 제시하고자 하는 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 특별한 언급이 없는 한, 하기 실시예에서 언급한 모든 부, % 및 비율은 중량을 기준으로 한 것이며, 실시예에서 사용한 모든 시약은 하기에서 설명한 공급업자로부터 입수 가능하거나 또는 얻을 수 있거나 또는 통상의 방법에 의하여 합성될 수 있다.Since many variations and modifications within the scope of the invention will be apparent to those skilled in the art, the invention will be described in more detail in the following examples which are intended to be presented by way of example only. Unless otherwise noted, all parts, percentages and ratios mentioned in the examples below are by weight and all reagents used in the examples are available or obtainable from the suppliers described below or in conventional methods. Can be synthesized.
하기의 조성에 대한 약어를 하기 실시예에서 사용하였다.The abbreviations for the following compositions were used in the examples below.
"THV 500": 미국 미네소타주 오크데일에 소재하는 다이네온, 엘엘씨에서 상표명 "Dyneon THV 500 Fluorothermoplastic"으로 입수 가능한 불소화 삼원공중합체."THV 500": Fluorinated terpolymer available under the trade designation "Dyneon THV 500 Fluorothermoplastic" from Dyneon, L.C., Oakdale, Minnesota, USA.
"THV 815": 미국 미네소타주 오크데일에 소재하는 다이네온, 엘엘씨에서 상표명 "Dyneon THV 815 Fluorothermoplastic"으로 입수 가능한 플루오로열가소제."THV 815": A fluoroplasticizer available under the trade designation "Dyneon THV 815 Fluorothermoplastic" from Dyneon, L.C., Oakdale, Minnesota, USA.
"VFEPX 6815G": 미국 미네소타주 오크데일에 소재하는 다이네온, 엘엘씨에서 상표명 "Dyneon VFEPX 6815G Fluorothermoplastic"로 입수 가능한 플루오로열가소제."VFEPX 6815G": A fluoroplasticizer available under the trade designation "Dyneon VFEPX 6815G Fluorothermoplastic" from Dyneon, L.C., Oakdale, Minnesota, USA.
"Ultramid B3": 미국 뉴저지주 마운트 올리브에 소재하는 바스프 코포레이션에서 상표명 "Ultramid B3"으로 입수 가능한 폴리아미드 (나일론) 6."Ultramid B3": polyamide (nylon) available under the trade name "Ultramid B3" from BASF Corporation in Mount Olive, NJ, USA 6.
"EMS L25W40X": 미국 사우쓰 캐롤라이나주 섬터에 소재하는 EMS-케미 엔.에 이., 인코포레이티드에서 상표명 "Grilamid L25W40X"으로 입수 가능한 폴리아미드 (나일론) 12."EMS L25W40X": polyamide (nylon) available under the trade name "Grilamid L25W40X" from EMS-Kemi N., Inc., Sumter, SC, USA 12.
실시예 1Example 1
실시예 1은 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 공압출시킨 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다. 기계적 연동 다이는 기계적 연동 다이(20)에 대하여 상기에서 설명한 바와 같은 치수를 지니며, 압출 피처(34)에 대하여 상기에서 설명한 바와 같은 횡단 "Y" 형상을 나타내는 압출 피처를 포함한다.Example 1 relates to a three layer tubular composite article co-extruded using the mechanical interlock die of the present invention. The mechanical interlock die has dimensions as described above for the mechanical interlock die 20 and includes an extrusion feature that exhibits a transverse "Y" shape as described above for the
내부 튜브형 층은 THV 815로 이루어지며, 직경에 대한 길이의 비가 26이고, 온도 프로파일이 255/275/285℃이며, 미국 코네티컷주 이스트 노르웍에 소재하는 하렐, 인코포레이티드에서 시판하는 3.8 ㎝(1.5 in) Harrel 단일 스크류 압출기로부터 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 압출시켰다. 압출은 내부 튜브형 층을 따라 방사상으로 연장된 리브를 생성한다.The inner tubular layer consists of THV 815 with a ratio of length to diameter of 26 and a temperature profile of 255/275/285 ° C., 3.8 cm (available from Harrell, Incorporated, East Norwalk, Conn., USA). Extruded from a 1.5 in) Harrel single screw extruder using the mechanical interlock die of the present invention. The extrusion produces ribs extending radially along the inner tubular layer.
중간층은 EMS L25W40X로 이루어지며, 각각은 직경에 대한 길이의 비가 26이고, 온도 프로파일이 180/195/210℃이며, 미국 코네티컷주 이스트 노르웍에 소재하는 하렐, 인코포레이티드에서 시판하는 2.5 ㎝(1 in) Harrel 단일 스크류 압출기로부터 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 압출시켰다.The intermediate layer consists of EMS L25W40X, each with a length-to-diameter ratio of 26 and a temperature profile of 180/195/210 ° C., 2.5 cm (available from Harrell, Incorporated, East Norwalk, Conn., USA). Extruded from a 1 in) Harrel single screw extruder using the mechanical interlock die of the present invention.
외부 튜브형 층은 EMS L25W40X로 이루어지며, 각각은 직경에 대한 길이의 비가 26이고, 온도 프로파일이 180/195/210℃이며, 미국 코네티컷주 이스트 노르웍에 소재하는 하렐, 인코포레이티드에서 시판하는 5.1 ㎝(2 in) Harrel 단일 스크류 압출기로부터 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 압출시켰다. 외부 튜브형 층은 본 발명의 기계적 연동 다이와는 직접 상호작용하지 않는다. 중간 및 외부 튜브형 층은 동일한 중합체로 이루어졌기 때문에, 실시예 1의 튜브형 복합 물품은 2층 복합 물품으로서 효과적으로 작용한다.The outer tubular layer consists of EMS L25W40X, each with a length-to-diameter ratio of 26 and a temperature profile of 180/195/210 ° C., 5.1 available from Harrell, Incorporated, East Norwalk, Conn. Extruded from a 2 in. Harrel single screw extruder using the mechanical interlock die of the present invention. The outer tubular layer does not interact directly with the mechanical interlock die of the present invention. Since the middle and outer tubular layers are made of the same polymer, the tubular composite article of Example 1 effectively acts as a two layer composite article.
생성된 실시예 1의 튜브형 복합 물품을 수조내에서 냉각시키고, 웹 핸들링 장치를 통하여 공급하고, 3.4 m/분(11 ft/분)의 선속도로 권취시켰다.The resulting tubular composite article of Example 1 was cooled in a water bath, fed through a web handling device, and wound up at a linear speed of 3.4 m / min (11 ft / min).
실시예 2Example 2
실시예 2는 내부 튜브형 층이 THV 815 대신에 VFEPX 6815G로 이루어진 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 절차에 의하여 공압출시킨 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다.Example 2 relates to a three layer tubular composite article co-extruded by the procedure described in Example 1 except that the inner tubular layer consists of VFEPX 6815G instead of THV 815.
실시예 3Example 3
실시예 3은 선속도가 10.1 m/분(33 ft/분)인 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 절차에 의하여 공압출시킨 실시예 2의 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다.Example 3 relates to the three-layer tubular composite article of Example 2, coextruded according to the procedure described in Example 1 except that the linear velocity is 10.1 m / min (33 ft / min).
실시예 4Example 4
실시예 4는 선속도가 15.5 m/분(51 ft/분)인 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 절차에 의하여 공압출시킨 실시예 2 및 실시예 3의 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다.Example 4 relates to the three-layer tubular composite article of Examples 2 and 3 coextruded according to the procedure described in Example 1, except that the linear velocity is 15.5 m / min (51 ft / min).
실시예 5Example 5
실시예 5는 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 공압출시킨 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다. 기계적 연동 다이는 기계적 연동 다이(20)에 대하여 상기에서 설명한 바와 같은 치수를 지니며, 압출 피처(148)에 대하여 상기에서 설명 한 바와 같은 횡단 "T" 형상을 나타내는 압출 피처를 포함한다.Example 5 relates to a three layer tubular composite article co-extruded using the mechanical interlock die of the present invention. The mechanical interlock die has dimensions as described above for the mechanical interlock die 20 and includes an extrusion feature that exhibits a transverse "T" shape as described above for the
내부 튜브형 층은 THV 500으로 이루어지며, 직경에 대한 길이의 비가 26이고, 온도 프로파일이 255/275/285℃이며, 3.8 ㎝(1.5 in) Harrel 단일 스크류 압출기로부터 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 압출시켰다. 압출은 내부 튜브형 층을 따라 방사상으로 연장된 리브를 생성한다.The inner tubular layer consists of THV 500, has a ratio of length to diameter of 26, a temperature profile of 255/275/285 ° C., using a mechanical interlocking die of the present invention from a 1.5 in. Harrel single screw extruder. Extruded. The extrusion produces ribs extending radially along the inner tubular layer.
중간 및 외부 튜브형 층은 각각 Ultramid B3으로 이루어지며, 각각은 직경에 대한 길이의 비가 26이고, 온도 프로파일이 180/195/210℃이며, 5.1 ㎝(2 in) Harrel 단일 스크류 압출기로부터 본 발명의 기계적 연동 다이를 사용하여 압출시켰다. 외부 튜브형 층은 본 발명의 기계적 연동 다이와는 직접 상호작용하지 않는다. 중간 및 외부 튜브형 층은 동일한 중합체로 이루어졌기 때문에, 실시예 5의 튜브형 복합 물품은 2층 복합 물품으로서 효과적으로 작용한다.The intermediate and outer tubular layers each consist of Ultramid B3, each with a length-to-diameter ratio of 26, a temperature profile of 180/195/210 ° C., and the mechanical properties of the present invention from a 5.1 cm (2 in) Harrel single screw extruder. Extruded using a peristaltic die. The outer tubular layer does not interact directly with the mechanical interlock die of the present invention. Since the middle and outer tubular layers were made of the same polymer, the tubular composite article of Example 5 effectively acts as a two layer composite article.
생성된 실시예 5의 튜브형 복합 물품을 수조내에서 냉각시키고, 웹 핸들링 장치를 통하여 공급하고, 3.7 m/분(12 ft/분)의 선속도로 권취시켰다.The resulting tubular composite article of Example 5 was cooled in a water bath, fed through a web handling device, and wound up at a linear speed of 3.7 m / min (12 ft / min).
실시예 6Example 6
실시예 6은 선속도가 9.1 m/분(30 ft/분)인 것을 제외하고, 실시예 5에 기재된 절차에 의하여 공압출시킨 실시예 5의 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다.Example 6 relates to the three-layer tubular composite article of Example 5, coextruded by the procedure described in Example 5, except that the linear velocity is 9.1 m / min (30 ft / min).
실시예 7Example 7
실시예 7은 선속도가 12.2 m/분(40 ft/분)인 것을 제외하고, 실시예 5에 기재된 절차에 의하여 공압출시킨 실시예 5의 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다.Example 7 relates to the three-layer tubular composite article of Example 5, coextruded by the procedure described in Example 5, except that the linear velocity is 12.2 m / min (40 ft / min).
실시예 8Example 8
실시예 8은 선속도가 14.6 m/분(48 ft/분)인 것을 제외하고, 실시예 5에 기재된 절차에 의하여 공압출시킨 실시예 5의 3층 튜브형 복합 물품에 관한 것이다.Example 8 relates to the three-layer tubular composite article of Example 5, coextruded according to the procedure described in Example 5, except that the linear velocity is 14.6 m / min (48 ft / min).
실시예 1 내지 8에 대한 박리 강도 테스트Peel Strength Tests for Examples 1-8
실시예 1 내지 8의 복합 물품을 150 ㎜/분의 크로스헤드 속도로 Instron Model 5564상에서 ASTM D1876에 의한 박리 강도에 대하여 테스트하였다. Instron Model 5564는 미국 매사츄세츠주 캔턴에 소재하는 인스트론 코포레이션으로부터 입수 가능하다. 하기 표 1에는 실시예 1 내지 8의 박리 강도 결과를 제시한다.The composite articles of Examples 1-8 were tested for peel strength by ASTM D1876 on Instron Model 5564 at a crosshead speed of 150 mm / min. Instron Model 5564 is available from Instron Corporation, Canton, Massachusetts. Table 1 below shows the peel strength results of Examples 1-8.
실시예 1 내지 8의 복합 물품의 내부층은 플루오로중합체(즉, THV 815, VFEPX 6815G, 및 THV 500)으로 이루어진다. 반대로, 중간(및 외부)층은 나일론 중합체(즉, EMS L25W40X 및 Ultramid B3)로 이루어진다. 플루오로중합체 및 나일론 중합체는 일반적으로 층간 접착력이 불량한 상이한 소재이다. 보조물(예, 상이한 소재의 화학적 또는 기계적 연동)을 사용하지 않고, 상기 층을 갖는 복합 물품은 박리 강도가 무시할 정도이다. 그러나, 상기 표 1에서 제시한 바와 같이, 실시예 1 내지 8의 복합 물품은 박리 강도가 약 6.0 N/㎝ 내지 약 16 N/㎝이다. 이는 본 발명의 기계적 연동 다이에 의하여 형성된 리브의 기계적 연동에 의한 것이다.The inner layer of the composite article of Examples 1-8 consists of fluoropolymers (ie THV 815, VFEPX 6815G, and THV 500). In contrast, the middle (and outer) layer consists of a nylon polymer (ie EMS L25W40X and Ultramid B3). Fluoropolymers and nylon polymers are generally different materials with poor interlayer adhesion. Without using an auxiliary (eg, chemical or mechanical interlocking of different materials), composite articles with such layers have negligible peel strengths. However, as shown in Table 1 above, the composite articles of Examples 1-8 have a peel strength of about 6.0 N / cm to about 16 N / cm. This is due to the mechanical interlock of the ribs formed by the mechanical interlock die of the present invention.
도시한 바와 같이, 실시예 5 내지 8의 복합 물품은 일반적으로 실시예 1 내지 4의 복합 물품보다 박리 강도가 더 낮은 것으로 나타났다. 이는 실시예 5 내지 8의 복합 물품의 리브에서의 변형에 의한 것으로 밝혀졌다. "T" 형상은 실질적으로 압착되어 층 사이에서의 더 낮은 양의 기계적 연동을 산출한다. 그럼에도 불구하고, 실시예 5 내지 8의 복합 물품은 적절한 정도의 층간 접착력을 나타내며, 이는 여전히 기계적 연동을 사용하지 않은 유사한 복합 물품에 비하여 우수하다.As shown, the composite articles of Examples 5-8 generally showed lower peel strength than the composite articles of Examples 1-4. This was found to be due to deformation in the ribs of the composite articles of Examples 5-8. The “T” shape is substantially compressed to yield a lower amount of mechanical interlock between the layers. Nevertheless, the composite articles of Examples 5-8 exhibit moderate levels of interlayer adhesion, which is superior to similar composite articles that still do not use mechanical interlocks.
본 발명을 바람직한 구체예를 참조하여 설명하기는 하였으나, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 형태 및 상세한 설명에서의 변경이 가능할 수 있다는 것을 인지할 것이다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that changes may be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (31)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020077000302A KR20070022136A (en) | 2004-06-09 | 2005-04-08 | Mechanical interlocking die |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/864,839 | 2004-06-09 | ||
KR1020077000302A KR20070022136A (en) | 2004-06-09 | 2005-04-08 | Mechanical interlocking die |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070022136A true KR20070022136A (en) | 2007-02-23 |
Family
ID=43653927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020077000302A KR20070022136A (en) | 2004-06-09 | 2005-04-08 | Mechanical interlocking die |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20070022136A (en) |
-
2005
- 2005-04-08 KR KR1020077000302A patent/KR20070022136A/en not_active Application Discontinuation
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