KR20080034486A - 다공성 필름을 결합시키는 플록 물품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공성 필름을 포함하는 플록 물품 및 그러한 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
다공성 필름, 플록 섬유, 플록 물품, 릴리스 접착제, 영구적 접착제, 열 트랜스퍼
Description
본 발명은 일반적으로 플록 물품(flocked article), 특히 플록 그래픽(flocked graphics)에 관한 것이다.
플록 물품은 매우 다양한 응용 분야에서 사용된다. 플록 물품은 직물 장식 및 성형 물품용으로 사용되고 있다. 플록은 천, 고무, 필름 또는 종이 표면의 벨벳과 같은 코팅을 생성하는 데 사용되는, 짧게 정밀 절단되거나 분쇄된 천연 또는 합성 섬유이다. 플록은 일반적으로 약 0.010 내지 0.250 인치(0.25mm 내지 6.25mm)의 길이를 갖는다.
플록 물품을 생성하는 데에는 두 가지 방법이 사용된다. 직접 플록킹으로 알려져 있는 하나의 방법에서, 플록 섬유는 접착성 코팅 기재(substrate) 상에 정전기 방식으로 적층된다. 기재는 전형적으로 직물이지만, 고무, 폴리카보네이트 등과 같은 임의 형태의 재료로 되어 있을 수 있다. 다른 하나의 방법은 플록 트랜스퍼(flocked transfer)로 알려져 있는 방법으로, 플록 섬유는 먼저 정전기 방식으로 종이나 폴리머계(폴리에스테르) 필름과 같은 일시적 또는 릴리스(release) 접착제 코팅된 희생 캐리어(sacrificial carrier) 상에 적층된다. 플록 섬유의 자유 표면에 영구적 접착제(permanent adhesive)가 적용된다. 얻어지는 물품은 트랜스퍼로서 알려져 있다. 플록 섬유를 직물과 같은 원하는 기재에 적용하기 위해서, 영구적 접착제를 기재에 접촉시키고, 접착제를 기재에 결합시키기 위해 열이 인가된다. 이어서, 캐리어 및 접착된 릴리스 접착제는 제거되어 자유 플록 표면을 드러낸다.
플록 물품을 형성하는 데에는 몇 가지 고려 사항이 있다. 먼저, 상기 경우와 같은 기재 또는 캐리어는 전도성이어야 하고, 전장 라인(electric field line)의 배향에 대해 최소의 충격을 주어야 한다. 전기 절연 기재에 의해 전장 라인이 변경되면, 플록 섬유는 기재 또는 캐리어의 평면에 대해 직교하지 않으며, 따라서 오배향(misorientation)된다. 그러한 섬유 오배향에 의해 물품의 촉감 및 플러쉬니스(plushness)뿐 아니라 물품의 수명도 악영향을 받을 수 있다. 둘째로, 캐리어를 제거한 후 실질적인 양의 릴리스 접착제가 섬유 표면에 잔류하지 않도록 방지하기 위해, 릴리스 접착제는 섬유보다 더 강하게 캐리어에 접착해야 한다. 그러한 잔류 접착제는 노출된 플록 표면에 대한 원하는 촉감을 제공하도록 제거될 필요가 있고, 그에 따라 제조비가 증가된다. 이 문제를 해결하기 위해, 제조자는 일반적으로 릴리스 접착제의 다층을 사용하는데, 이를 적용하는 데 비용이 많이 들 수 있다. 캐리어는 사용 후 폐기될 것이기 때문에 토양에 친화적이어야 한다. 그러나, 대부분의 캐리어는 석유계 마감 처리(petroleum-based finish)를 사용하며, 이는 캐리어 비용을 증가시킬 뿐 아니라 폐기되었을 때 환경에 대해 유해하다. 마지막으로, 캐리어는 수계(water-based) 접착제의 사용을 허용하도록 내수성이어야 한 다. 그러한 접착제는 용매계 접착체에 비해 일반적으로 독성이 훨씬 적으며, 사용하기에 더 안전하다. 문제는 저가이면서도 내수성인 캐리어를 이제까지 제조자가 찾을 수 없었다는 점이다. 가장 자주 사용되는 종이 캐리어는 내수성이 아니므로 용매계 접착제의 사용이 요구된다.
이러한 요구를 포함하여 그 밖의 요구는 본 발명의 다양한 실시예 및 구성에 의해 충족된다. 본 발명은 다공성 필름을 포함하는 플록 물품 및 그래픽에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 플록 물품 또는 그래픽은, 바람직하게는 미세다공도(microporosity) 및/또는 마크로다공도(macroporosity)를 가진 필름인 다공성 필름을 포함한다. 상기 필름은, 다공성이고 바람직하게는 가스(공기) 투과 가능한 임의의 필름 또는 기재일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 다공성 필름은 하나 이상의 유기 폴리머 및 금속 산화물 입자상 충전재(particulate filler)를 포함한다. 예시적인 충전재는 보통의 모래이다. 다양한 플록 물품 및 그래픽에 있어서, 상기 필름은 희생 캐리어, 플록 기재, 다른 경우에는 비상용성(incompatible)이거나 약하게 상용성인 재료를 위한 바인더로서, 또는 상기 물품 또는 그래픽에 원하는 성질을 제공하는 중간층으로서 사용될 수 있다.
바람직한 필름은 다음을 포함하는 몇 가지 매우 유익한 성질을 가질 수 있다:
(i) 아크릴계(라텍스) 접착제 코팅과 같은 수계 접착제, 용매계 접착제, 예비 성형된 자체-지지형(self-supporting) 열경화성 및 열가소성 열-활성화 접착제를 위한 높은 기계적 접착 잠재력(mechanical adhesion potential);
(ii) 필름이 수계 접착제에 있는 수분에 의해 비교적 영향을 받지 않도록 하는 높은 내수성;
(ⅲ) 라미네이트에 대해 고도의 투명도를 부가하면서 2개의 상이한 재료를 양면에 고정하는 타이-코트(tie-coat)로서 사용되기에 충분히 높은 인장 강도;
(iv) 정상적으로 플록킹에서 사용되는 적어도 대부분의 정전기장이 기재 표면에 실질적으로 수직인 방향으로 기재를 통과하여 기재 표면 상에 매우 양호한 플록 배향 및 밀도가 얻어지도록 하는 반도전성 또는 고도로 전도성인 성질;
(v) 재료가 일체성을 잃지 않고 약 3% 이하의 수축률로 열에 의한 처리를 견딜 수 있게 하는 고도의 내열성;
(vi) 환경적으로 상용성인 성분들(예; 모래)로 주로 구성됨; 및/또는
(ⅶ) 고주파 에너지에 의해 제2 필름 조각 및/또는 다른 상용성 재료에 결합될 수 있는 능력.
릴리스 및 영구적 접착제에 대한 필름의 고도의 접착은 다공도의 효과에 기인하는 것으로 믿어진다. 어떠한 이론에도 제한되기를 원하는 것은 아니지만, 다공성 표면에 의해 생성되는 조도(roughness)는 실질적으로 접착성을 증가시킨다.
필름의 내수성은, 합성형이고 실질적으로 실리카 분말(예; 모래)과 같은 금속 산화물로 충전된 다공성 필름으로부터 유래한다. 필름은 수계 접착제로 코팅될 수 있으며, 주름지거나 수축되지 않고, 강한 기계적 접착성을 가지고 종이처럼 신속히 건조된다. 내수성은 용매계 화학적 접착제를 사용할 필요성(및 그러한 접착제에 수반되는 독성)을 배제할 수 있고, 기계적 접착에 대한 높은 잠재성은 종래의 합성 필름 기재에 화학적 접착을 가능하게 하는 특수 코팅을 적용할 필요성을 배제한다.
어떠한 이론에도 제한되기를 원하는 것은 아니지만, 반도전성(semiconductivity) 또는 전도도(conductivity)는 적어도 부분적으로는 필름의 공기 투과성(permeability) 및/또는 다공도에 기인하는 것으로 믿어진다. 용이하게 이해되는 바와 같이, 필름의 전도도는 공기 투과성 및/또는 다공도에 직접 관계된다. 필름의 플록킹측에서의 전장의 비교적 높은 강도는, 플록킹 후 필름 상의 플록 섬유 중 통상적으로 약 80% 이상, 보다 통상적으로 약 90% 이상, 더욱 통상적으로 약 95% 이상, 보다 더 통상적으로는 약 98% 이상이 상기 필름 상의 릴리스 접착제/영구적 접착제 내에 몰입되게 하고, 동일한 퍼센트의 플록 섬유가 필름의 평면 및 접착성 표면에 대해 실질적으로 수직인 원하는 배향을 가지게 한다. 상기 표면 상 플록의 밀도도, 플라스틱 필름과 같은 다른 통상적인 캐리어에 사용되는 플록의 밀도보다 높은 것이 전형적이다.
다공성 필름은 반대측에서 다수의 다른 상용성 및 비상용성 재료에 양호하게 결합될 수 있으므로, 이른바 "타이 코트"층으로서 양호한 기능을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 필름은 앞에서 언급한 다양한 접착제에 결합된다. 접착제는 열가소성 분말, 자제-지지형 열-활성화 필름 또는 액체 코팅으로서 적용될 수 있다. 특히, 상기 필름은, 핫 멜트 접착제(들)을 포함하여, 열경화 및/또는 열가소성 접착제(들)의 예비-형성된, 자체 지지형 필름에 용이하게 적층될 수 있다. 또한, 본 발명은 다공성 필름이 고주파 에너지에 의해 제2 다공성 필름의 조각 및/또는 다른 상용성 재료에 결합될 수 있음을 확인했다. 이와 같이 하여, 본 명세서에서 더 충분히 설명되는 바와 같이, 다공성 필름을 사용하여 제조된 복수의 제품들은 다공성 필름의 연속적 시트에 잇따라 결합되어 복수의 트랜스퍼가 결합되어 있는 다공성 필름의 시트를 형성할 수 있다.
플록 접착, 배향 및 밀도는 유사하고, 몇몇 경우에는 셀룰로오스 기재(예; 종이) 및 비-수계 접착제를 사용하여 구현되는 것보다 양호하다. 종이와는 달리, 다공성 필름은 높은 기계적 접착성으로 수계 릴리스 접착제를 받아들일 수 있다(그 결과, 필름에 대한 릴리스 접착제의 훨씬 더 높은 접착력을 제공하여, 접착제에 박리력이 적용될 때, 합성 섬유일 경우 통상 매우 스무스한 측면을 가져서 릴리스 접착제로부터 자유롭고 깨끗하게 떼어질 수 있는 내장된 플록 섬유(embedded flock fiber)보다는 다공성 필름에 접착되는 것을 접착제는 "선호할(prefer)" 것이다). 상기 필름은 다공성, 전도성 및 공기 투과성이기 때문에, 높은 정전기 전압이 필름을 통과하며, 그에 따라 정전기 방지 코팅이 필요없게 하는 것으로 생각된다(높은 전압의 소실(dissipation) 또는 방전에 있어서, 전하는 필름 내에 축적되거나 증가되지 않으며, 그 결과 정전기장의 카운터 전위 강도를 감소시킨다). 따라서, 높은 카운터전위를 유지할 필요가 실질적으로 없어지고 필드에서의 비교적 직선적인 힘의 라인(line of force)을 갖기 때문에 정전기장은 필드 라인을 "간섭하는" 필름보다 훨씬 강할 것이다. 고전압 전하는 필름을 우회할 필요 없이 필름을 직선적으로 관통하여 진행할 수 있기 때문에, 지면까지, 정상적으로는 필름 시트 바로 밑의 금속 팔레트(palette)까지 직선적으로 진행할 수 있다.
다공성 필름은 그 자체로는 적당한 인장 강도를 갖지만, 하나 이상의 다른 재료와 결합될 때 인장 강도의 실질적인 향상이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 필름 자체는 종래의 종이 캐리어의 강도를 갖지 못하므로, 처음 볼 때에는 기계(웹) 기반 공정 및 내구성을 필요로 하는 제품에서의 용도에 대해 불량한 후보물인 것으로 보인다. 그러나, 수계 또는 용매계 릴리스 접착제로 코팅되면, 릴리스 접착제는 플록 섬유를 포착하여 유지하는 접착성 표면을 제공할 뿐 아니라, 접착제가 건조되어 경화된 후, 필름 강도의 실질적인 향상을 제공한다. 아직 습윤 상태이고 미세다공성(microporous) 필름 내로 물이 흘러내리는 동안, 이것은 또한 물의 높은 전기 전도도로 인해 높은 전압이 필름을 통해 아래로 내려가는 것을 보조하는 데 도움을 준다. 어떠한 이론에도 제한되기를 원하는 것은 아니지만, 릴리스 접착제는 필름의 다공도와 투과성의 합동 효과에 의해 필름 매트릭스 내로 운반되고, 건조 후 필름의 기공을 실질적으로 충전하여 원하는 강도 증강을 제공하는 것으로 생각된다. 릴리스 접착제와 필름의 다공도/투과성에 따른 상승 효과는 다공성 필름을, 웹형 인장력, 진공 세정, 기계적 브러싱(brushing), 베이킹 및 열 전달 응용 공정(예컨대, 열 프레싱, 냉각, 캐리어의 풀링(pulling) 및 섬유의 방출)과 같은 후속되는 처리 단계 동안 힘에 견디기에 충분히 강하게 만든다. 그럼에도 불구하고, 추가적 지지를 제공하기 위해 플록을 함유하는 측의 반대쪽 다공성 필름측에 부가적 지지 필름(들)이 부가될 수 있다.
다공성 필름은 연속적 및 비연속적 플록킹 공정에서 희생 캐리어로서 사용될 수 있을 뿐 아니라, 스티커(sticker), 패치(patch), 플라스틱 필름 등과 같은 플록 설계에서의 기재로서 사용될 수 있다. 플록 섬유로부터 다공성 필름의 반대측에 매개체(media)의 다른 작동부들(working parts)이 부착될 수 있다. 다공성 필름은 플록 트랜스퍼 캐리어 매개체와 플록 열 트랜스퍼 모두에서 사용될 수 있다. 하나의 매개체 구성에서, 종이 배킹(backing)으로부터 용이하게 벗겨져서 원하는 표면에 접착될 수 있는 스티커가 제공되어 있다. 다공성 필름의 고도의 유연성(pliability)은 다공성 필름을 이러한 응용 및 정전기 플록킹에 에 바로 적응할 수 있도록 만들 수 있다. 다공성 필름은 플록킹 공정을 트랜스퍼하고 인도하는 데, 그리고 플라스틱 장식품을 몰딩하는 데 사용되는 것과 같은 삼차원 삽입물(insert)에 사용될 수 있다. 성형물은 미국 특허 제6,929,771호 및 공동 계류중인 미국 특허 출원 제10/394,357호(출원일: 2003년 3월 21일)에 구체적으로 언급되어 있으며, 상기 특허 문헌 각각은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
다공성 필름은 다색(multicolor) 플록킹(여기서 플록은 플록킹이 일어나기 전에 염색됨) 및 승화 인쇄(sublimation printing)에 앞선 단색 플록킹과 함께 사용될 수 있다. 상기 필름의 온도 내구성은 특히 상기 필름을 잉크 젯 인쇄 및 승화 염료 전사 기술에 의한 승화 염료 열 전달 잉크를 사용하는 승화 인쇄에 적합하게 한다. 이러한 기술은 공동 계류중인 미국 특허 출원 제10/614,340호(출원일: 2003년 7월 3일), 제11/139,439호(출원일(2005년 5월 26일) 및 제11/036,887호(출원일: 2005년 1월 14일)에 구체적으로 언급되어 있으며, 상기 특허 문헌 각각은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
희생 캐리어로서 사용될 때, 상기 다공성 필름은 수계 접착제와 상용성이기 때문에 종이와 같은 다른 캐리어보다 훨씬 우수할 수 있다. 종이에 있어서, 수계 접착제가 셀룰로오스 섬유를 공격하여 팽윤시킴으로써 수분 존재 하에서 종이가 주름지고 수축될 위험성이 높다. 이러한 문제점의 결과로서, 용매계 접착제는 종이 캐리어와 함께 사용되었다. 용매계 접착제의 화학적 성질은 작업장에서의 유해한 화학물질의 사용을 필요로 한다. 그러한 화학물질은 인체에 잠재적으로 유해할 뿐 아니라 때때로 스파크를 방출할 수 있는 고전압 정전기장의 존재 하에서 폭발성인 증기를 생성한다. 플라스티솔(plastisol) 화학은 종이에서는 허용될 수 있지만, 겔 및 융해 단계를 통과하여 완전한 경화를 달성하기 위해 높은 온도를 필요로 한다. 나중에 접착제가 비교적 높은 열을 받을 경우에, 접착제는 열로부터 접착성으로 될 위험성을 갖게 되고, 이것은 플록 섬유 코팅을 점착성 플라스티솔 내에 깔 수 있다. 플라스티솔과 몇몇 용매계 접착제는 전기적으로 전도성이 아니거나 수계 접착제와 거의 동일하게 전도성이다. 마지막으로, 수계 접착제는 다른 화학물질보다 용이하고 편리하게 세정되며, 일반적으로 환경에 대해 유해성이 적으므로 사용하기에 더 바람직한 것으로 생각된다.
상기 다공성 필름의 부가적 이점은 저비용, 허용가능한 수준의 내열성 및 치수 안정성을 포함하며, 금속 산화물 충전재로 주로 구성되어 있을 때에는 그의 제조에서 석유 제품의 낮은 소비로 인해 매력적이다.
이러한 이점 및 그 밖의 이점은 여기에 기재되어 있는 본 발명의 개시로부터 명백할 것이다.
전술한 실시예 및 구성들은 완전하거나 모든 것을 망라한 것은 아니다. 이해할 수 있는 바와 같이, 앞에서 제시되거나 이하에서 구체적으로 기재되는 하나 이상의 특징을 단독으로 또는 조합하여 활용하는 본 발명의 다른 실시예들도 가능하다.
여기서 사용되는 "적어도 하나", "하나 이상" 및 "및/또는" 등의 용어는 오퍼레이션에서의 연접성임과 아울러 분리성인 제한 없는(open-ended) 표현이다. 예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나", "A, B 또는 C 중 적어도 하나", "A, B 및 C 중 하나 이상", 및 "A, B 또는 C 중 하나 이상", "A, B 및/또는 C"라는 표현은 각각 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 모두, A와 C 모두, B와 C 모두, 또는 A, B 및 C 모두를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 필름을 사용하여 제조된 장식성 매개체의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 필름을 사용하여 제조된 장식성 매개체의 측면도이다.
도 3은 비상용성 삽입물을 가진 플록 물품의 측면도이다.
도 4는 다공성 필름을 통과하는 전장을 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 1의 직접 플록 물품을 제조하는 단계를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 도 2의 열 트랜스퍼를 제조하는 단계를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 도 2에 예시된 형태의 복수의 열 트랜스퍼를 제조하는 단계를 나타내는 플로차트이다.
도 8은 도 2에 예시된 형태의 복수의 열 트랜스퍼를 제조하기 위한 어셈블리 라인을 나타내는 플로차트이다.
도 9는 복수의 트랜스퍼가 결합되어 있는 다공성 필름의 연속적 웹을 제조하는 단계를 나타내는 플로차트이다.
도 10은 복수의 트랜스퍼가 결합되어 있는 다공성 필름의 연속적 웹을 제조하기 위한 어셈블리 라인을 나타내는 플로차트이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 필름의 연속적 웹에 결합된 열 트랜스퍼의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 장식성 매개체의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 장식성 열 트랜스퍼의 측면도이다.
도 14는 도 13의 열 트랜스퍼의 평면도이다.
도 1~3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 장식성 매개체가 도시되어 있다. 매개체(1100, 1200, 1300) 각각은 플록층(1104) 및 다공성 필름(1112)을 포함한다. 매개체(1100)는 다공성 필름(1112)의 어느 한쪽에 제1 영구적 접착제(1108) 및 선택적인 제2 영구적 접착제(1116)를 추가로 포함한다. 매개체(1200)는 릴리스 접착제(1200) 및 선택적인 영구적 접착제층(1116)을 추가로 포함한다.
다공성 필름(1112)은 바람직하게는 작은 기공 크기와 제어된 구경을 가진 부 직의 미세다공성 재료이다. 부직 필름은 캘린더 처리되어 특정 형태의 플록킹 및 프린팅에 적합한 스무스한 표면을 제공할 수 있다. 상기 필름(1112)은 바람직하게는 실질적으로 수-불용성(water-insoluble)인 열가소성 유리 폴리머, 미세하게 분할된 실질적으로 수-불용성인 충전재 입자 및 실질적으로 상기 미세다공성 재료 전체를 통해 연통되는 상호연결된 기공의 네트워크로 이루어진 매트릭스를 포함한다.
충전재 입자는, 상기 매트릭스 전체에 걸쳐 분포되고 미세다공성 재료의 약 40 내지 약 90 중량%를 차지하는 다공성의 무기 충전재인 것이 바람직하다. 충전재 입자의 예는, 증가된 마이크로 다공도, 증가된 열 안정성, 고온에서의 유동에 대한 저항, 감소된 절연 내력(dielectric strength)(충전되지 않은 필름에 비해), 향상된 잉크 감수성(ink receptivity) 등과 같은 요망되는 특성을 부여하기 위한, 침전 실리카 또는 규조토를 포함한다. 한 가지 구성에서, 충전재 입자는 알루미나, 실리카 및 티타니아와 같은 금속 산화물이며, 이중 실리카가 바람직하다. 바람직하게는, 상기 입자의 50 중량% 이상이 비정질 침전 실리카 입자이다. 상기 입자는 바람직하게는 약 5㎛ 미만, 보다 바람직하게는 약 1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.1㎛ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 약 0.05㎛ 이하의 최대 치수를 가지며, 바람직하게는 1㎛ 미만, 보다 바람직하게는 약 0.1㎛ 이하의 평균 기공 크기를 가진다. 상기 기공은 바람직하게는 미세다공성 재료의 약 35 내지 약 95 체적%를 차지한다.
미세다공성 재료의 매트릭스는, 바람직하게는 초고분자량이고 수-불용성이며 열가소성인 유기 폴리머를 포함한다. 적합한 폴리머의 예로는, 폴리올레핀, 폴리 (할로-치환 올레핀), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리비닐 할라이드, 폴리(비닐리덴 할라이드), 폴리스티렌, 폴리비닐 에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에테르, 폴리설파이드, 폴리이미드, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴레이트, 및 폴리메틸아크릴레이트가 포함되고, 이중 폴리비닐 클로라이드, 비닐 클로라이드의 코폴리머, 및 이들의 혼합물이 바람직하고, 한 가지 구성에서, 상기 매트릭스 재료는, 단독으로 사용되거나 저분자량 폴리에틸렌 또는 폴리올레핀 코폴리머와의 블렌드로 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌이다. 다른 구성에서는 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 할로겐화 폴리머를 기재로 하는 또 다른 시스템이 사용된다. 매트릭스 재료는 가소제, 윤활제 및 산화방지제를 추가로 포함할 수 있다.
미세다공성 재료는 휘발성 액체 매개체(예컨대, 물 및/또는 비수계 용매) 및 상기 매개체 중에 용해되어 있거나 분산되어 있는 바인더를 포함하는, 실질적으로 비다공성(nonporous) 코팅 조성물로 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 상기 코팅은, 예를 들면, 강제 통풍 건조 오븐, 자외선 광, 전자빔 노출 등을 이용하여 건조되어 있는 형태인 것일 수 있다. 상기 바인더는, 바람직하게는 (a) 약 100,000 내지 3,000,000 범위의 바람직한 중량평균 분자량을 가진 수용성 폴리(에틸렌옥사이드) 및 (b) 수용성 또는 수-분산성 가교결합 가능한 우레탄-아크릴레이트 혼성 폴리머를 포함하는 필름-형성 유기 폴리머를 포함하고, 폴리(에틸렌옥사이드)에 부가적으로, 또는 그 대신에 상기 유기 폴리머는 수용성 셀룰로오스계 유기 폴리머, 수용성 비셀룰로오스계 유기 폴리머, 및/또는 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸 렌) 및 폴리(에틸렌옥사이드)와 같은 수-분산성 폴리머와 같은 부가적 유기 폴리머를 추가로 포함할 수 있다. 한 가지 구성에서, 상기 코팅은 아크릴계 폴리머, 스티렌-아크릴계 폴리머, 지방족 폴리우레탄 (폴리에테르 또는 폴리에스테르 골격 중 어느 하나를 가진 것), 폴리에스테르 수지, 및 플루오로폴리머를 포함한다. 한 가지 구성에서, 상기 폴리(에틸렌옥사이드)는 에틸렌옥사이드와 저급 알킬렌옥사이드의 코폴리머 및 에틸렌옥사이드의 호모폴리머를 포함한다. 바람직하게는, 상기 코팅의 유기 폴리머 성분은 약 20 내지 약 80 중량%의 우레탄-아크릴레이트 혼성 폴리머를 포함한다. 상기 코팅은 계면활성제 및 애주번트(adjuvant) 물질을 추가로 포함할 수 있다. 건조 및 가교결합이 이루어진 후, 상기 코팅과 미세다공성 재료 기재 사이의 박리 강도(peel strength)는 높다.
상기 코팅은 자외선 광에 노출되었을 때 황변에 대한 양호한 내성을 제공하도록 변형될 수 있다. 자외선 광 열화에 대한 내성은 공지되어 있는 UV 광 안정화제 화합물을 포뮬레이션에 첨가함으로써 증가될 수 있다. 그러한 안정화제의 예는, 힌더드 아민 광 안정화제, 벤조트리아졸, 포스파이트, 산화방지제 및 그 밖에 당업자에게 알려져 있는 첨가제를 포함한다.
상기 필름은 약 300g/25.4㎛보다 큰 바람직한 천공 강도(puncture strength), 1,000psi에서 약 2% 미만의 바람직한 인장 강도, 90℃에서 160분 경과 후 약 5% 미만의 수축률을 나타내는 바람직한 열적 능력을 가진다.
바람직한 다공성 필름은 미국 특허 제6,025,068호에 더 설명되어 있으며, 상기 특허는 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 특히 바람직한 다공성 필름은 PPG Industries Ltd.에 의해 상품명 TeslinTM(미세다공성의 고도로 충전된 폴리에틸렌 매트릭스 시트 재료)으로 판매된다. 전지 분리기 멤브레인을 사용할 수도 있다. 그 예로는, Daramic, Inc.에 의해 판매되는 Daramic Industrial CLTM(미세다공성의 고도로 충전된 폴리에틸렌 매트릭스 시트 재료), 네델란드의 DSM Solutech과 일본의 Teijin Fibers Limited에 의해 판매되는 SolufillTM 및 SoluporTM, E.I. du Pont de Nemours and Company에 의해 판매되는 TyvekTM(스펀 본드 폴리에틸렌 섬유), 및 Celgard 또는 Daramic, Inc.에 의해 상품명 ArtisynTM으로 판매되는 전지 분리기 멤브레인이 포함된다. ArtisynTM은 코팅되지 않은 단일층의 고도로 충전된 폴리올레핀 시트이다.
플록층(1104)에서의 플록 섬유는 천연물 또는 합성물을 불문하고 임의의 바람직한 재료일 수 있다. 바람직하게는, 상기 플록은 폴리에스테르(예컨대, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(사이클로헥실렌-디메틸렌 테레프탈레이트)), 비닐, 나일론, 레이온 등으로 구성된다.
다양한 영구적 접착제(1108, 1116)는 임의의 적합한 접착제일 수 있고, 그 중 수계 및 용매계 접착제, 예비성형된 필름 접착제가 바람직하다. 바람직한 영구적 접착제로는, 액체, 분말 또는 (예비성형된) 자체-지지형 필름일 수 있는, 열경화성 및 핫 멜트 열가소성 접착제가 포함된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 열경화 성 접착제는, 특정 온도 이상으로 가열되면 응고되고, 활성화 및/또는 비가역적으로 경화된다. 이러한 성질은 통상 열 또는 방사선에 의해 유도되는 분자 성분들의 가교결합 반응과 관련되어 있다. 열경화성 접착제는 유기 과산화물, 이소시아네이트, 또는 황과 같은 경화제를 포함할 수 있다. 열가소성 및 열경화성 접착제의 예는, 폴리에틸렌, 페놀류, 알키드, 아크릴류, 아미노 수지, 폴리에스테르, 에폭사이드, 폴리우레탄, 폴리아미드 및 실리콘을 포함한다.
릴리스 접착제(1200)는 수지 또는 코폴리머와 같은 임의의 일시적 접착제일 수 있고, 그 예를 들면, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 부티랄, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 셀룰로오스 유도체, 고무 유도체, 전분, 카제인, 덱스트린, 아라비아 검, 카르복시메틸 셀룰로오스, 로진, 실리콘, 또는 2종 이상의 이들 성분을 함유하는 조성물 등이다.
접착제(1108, 1116, 1200)는 충전재, 촉매, 착색제(염료 또는 안료) 및 광학 차단성(blocking)/반사성/흡수성 물질과 같은 첨가제를 함유할 수 있다. 바람직한 다공성 필름, 즉 TeslinTM 및 ArtisynTM은 자외선(UV) 방사에 대해 매우 민감할 수 있고, 직사광선에 노출되면 급속히 열화될 수 있다. 따라서, 상기 접착제는 광학적 투과율을 실질적으로 감소시키기 위해 광 차단성, 흡수성 및/또는 반사성 물질을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 상기 접착제는 다공성 필름의 광 접촉측 상에 위치해 있을 때, 약 75% 이상, 보다 바람직하게는 약 85% 이상, 더욱 바람직하게는 약 95% 이상의 UV 방사 스펙트럼을 차단한다. 그러한 광학적 차단성/반사성/흡수성 물질은 당업자에게 알려져 있다.
제1 제품 구성에서, 제품은 패치이다. 도 1을 참조하면, 패치는 플록층(1104), 제1 영구적 접착제층(1108) 및 다공성 필름(1112)을 포함한다. 전형적으로, 패치는 제2 영구적 접착제(1116)를 포함하지 않는다.
제2 제품 구성에서, 제품은 스티커로서, 플록층(1104), 제1 영구적 접착제층(1108), 다공성 필름(1112) 및 제2 영구적 접착제층(1116)을 포함한다. 제2 영구적 접착제층(1116)은 직물과 같은 원하는 기재에 부착된다.
제1 및 제2 제품 구성은 일반적으로 직접 플록킹 기법을 이용하여 플록킹된다.
제3 제품 구성에서, 제품은 열 트랜스퍼이다. 도 2를 참조하면, 열 트랜스퍼는 다공성 필름(1112)(캐리어로서 작용함), 릴리스 접착제층(1200), 플록층(1104) 및 영구적 접착제층(1116)을 포함한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 릴리스 접착제층(1200) 및 다공성 필름 캐리어(1108)는 열 전달 기법을 이용하여 직물과 같은 원하는 기재에 제품이 적용된 후에 제거된다. 이 제품에 대한 추가적 설명은 미국 특허 제4,810,549호; 제5,047,103호; 제5,207,851호; 제5,346,746호; 제5,597,637호; 제5,858,156호; 제6,010,764호; 제6,083,332호; 및 제6,110,560호; 및 공동 계류중인 미국 특허출원 제10/265,206호(출원일: 2002년 10월 4일); 제10/613,981호(출원일: 2003년 7월 3일); 제10/613,982호(출원일: 2003년 7월 3일); 제10/614,399호(출원일: 2003년 7월 3일); 제10/961,821호(출원일: 2004년 10월 7 일); 제09/621,830호(출원일: 2000년 7월 24일); 제09/735,721호(출원일: 2000년 12월 13일); 제10/455,575호(출원일: 2003년 6월 4일); 제10/670,091호(출원일: 2003년 9월 23일); 제10/455,541호(출원일: 2003년 6월 4일); 및 제11/000,672호(출원일: 2004년 11월 30일)에 기재되어 있으며, 이들 특허문헌은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
제4 제품 구성에서, 제품은 비상용성 삽입물(1304)을 포함한다. 비상용성 삽입물(1304)은 플록을 제외한 임의 형태의 매개체일 수 있고, 예를 들면 반사성 재료, 홀로그램, 광택 장신구(glitter), 직물, 금속 또는 금속화 필름, 비금속 필름, 유리 입자(예컨대, 시퀸(sequin)) 등이 포함된다. 상기 제품은 선택적인 제2 접착제층(1116)을 포함한다.
제5 제품 구성에서, 제품은 또한 비상용성 삽입물(1904)을 포함한다. 도 12를 참조하면, 장식성 다중매개체 열 트랜스퍼(1900)가 도시되어 있다. 열 트랜스퍼(1900)는 다공성 필름(1112), 릴리스 접착제(1200), 플록층(1104), 논플록 매개체(nonflock media)(1904), 및 영구적 접착제(1108)를 포함한다. 논플록 매개체(1904)는 임의의 디자인 매개체일 수 있고, 비즈(도시되어 있음), 광택 장신구, 직물, 금속 또는 금속화 필름, 비금속 필름, 유리 입자(예컨대, 시퀸) 등이 포함된다. 영구적 접착제(1108)는 플록층(1104)과 논플록 매개체(1904) 모두에 적용되어, 상기 접착제를 원하는 표적 기재에 접촉시켜 열을 가하면, 플록 및 논플록 매개체는 모두 기재에 영구적으로 접착된다. 그런 다음, 다공성 필름/릴리스 접착제 캐리어가 제거되어 장식성 매개체를 드러낸다.
도 13 및 14는 또 다른 다중매개체 열 트랜스퍼(2000)를 나타낸다. 상기 트랜스퍼(2000)는 다공성 필름(1112), 릴리스 접착제(1200), 플록층(1104), 영구적 접착제(1108), 및 열 전달 잉크층(2004)을 포함한다. 도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 층(2004)은 다수의 상이하게 착색된 밴드(2100a-g)를 가지며, 각각의 밴드(2100a-g)는 상이한 색을 가진다. 영구적 접착제 및 릴리스 접착제는 플록층(1104)과 공통 경계형(coterminous) 또는 동일 외연형(coextensive)이고, 열 전달 잉크층(2004)에 의해 점유된 영역을 포함하지 않는다.
열 전달 잉크층(2004)은 임의의 적합한 열 민감성 잉크-함유 조성물일 수 있고, 그중 플라스티솔이 바람직하다. 승화 전사 잉크 인쇄에서 이해될 수 있는 바와 같이, 특수한 열 민감성 염료가 캐리어 종이 또는 필름 상에 적용된다. 종이 또는 트랜스퍼는 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄(rotograviere printing), 헬리오그래픽(heliographic) 또는 플렉소그래픽(flexographic) 인쇄, 또는 평판 또는 회전판에 의한 세리그래픽(serigraphic) 인쇄와 같은 적합한 기술에 의해 인쇄되어 염료가 캐리어 상에 적용된 다음 건조된다. 원하는 기재에 잉크를 전사하는 공정은, 일반적으로 핫 롤 또는 드럼의 보조와 함께 조절된 압력 및 소정의 온도 하에서, 일반적으로 약 5초 내지 약 1분의 지속 시간 동안, 트랜스퍼를 표적 기재 표면과 접촉하도록 설치함으로써 이루어진다. 핫 드럼은, 포맷으로 인쇄할 경우에, 수평판을 구비한 핫 프레스, 또는 인쇄된 종이 및 인쇄될 합성 재료의 롤로부터 연속적으로 인쇄하는 경우에, 장력 하에 회전하는 벨트와 결합된 회전형 가열 실린더를 포함할 수 있다. 승화 잉크 인쇄의 일부로서, 표적 기재는 열 과 압력을 받아 전사되는 승화 염료 잉크를 열적 고정시킨다. 열과 압력을 적용하는 동안, 플록층(1104)은 잉크와 함께 표적 기재에 적용되어 삼차원 패턴을 형성할 것이다. 접착제(1108)는 열에 의해 활성화된다. 플록층(1104)이 표적 기재에 적용된 후, 필름(1112) 및 릴리스 접착제(1200)는 플록으로부터 제거되어 플록층이 노출된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 플록층(1104)은 단색 또는 다색으로 착색될 수 있다.
도 1의 물품을 제조하는 공정을 도 5에 나타낸다.
단계(500)에서, 영구적 접착제를 원하는 패턴으로 기재 상에 인쇄한다.
단계(504)에서, 플록 섬유를, 바람직하게는 정전기 플록킹 기법에 의해 영구적 접착제 상에 적층한다.
그런 다음, 플록 물품(508)을 원하는 기재에 적용할 수 있다.
이제 도 13 및 14의 열 트랜스퍼를 제조하는 공정을 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
단계(2200)에서, 열 전달 잉크층(2004)은 원하는 영역에서 필름(1112) 상에 인쇄된다. 상기 층(2004)이 적용되는 영역은 접착제를 포함하지 않는다. 각각의 잉크 색에 있어서, 잉크층은 색이 적용된 후에 플래쉬(flash)된다. 따라서, 잉크층(2004)은 제1 색에 대해 인쇄된 다음 플래쉬되고, 제2 색에 대해 인쇄된 다음 플래쉬되는 방식으로 다양한 색이 적용될 때까지 진행된다. 도 14의 예에서, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 색(2100a-g)을 함유하는 각각의 영역이 인쇄되고, 상이한 시점에서 플래쉬된다.
단계(2204)에서, 플록킹할 영역(들)에 릴리스 접착제(1200)(예를 들면, 스크린 인쇄에 의해)가 적용된다. 릴리스 접착제(1200)는 잉크층(2004)이 점유하고 있는 영역(들)에는 적용되지 않는다.
단계(2208)에서, 릴리스 접착제(1200)는 플록킹되어 플록킹 표면 영역을 형성한다.
단계(2212)에서, 영구적 접착제(1108)가 상기 플록에 적용되지만, 잉크층(2004)이 점유하고 있는 영역(들)에는 적용되지 않는다. 트랜스퍼(2000)에 대해서 건조, 세정 및 접착제 경화와 같은 추가적 처리가 행해질 수 있다.
트랜스퍼가 원하는 표적 기재에 적용되면, 트랜스퍼는 유동하여 잉크 입자를 기재에 전달하고 접착제(1108)가 연화되기에 충분한 온도로 가열된다. 접착제를 기재에 견고하게 접착시키도록 압력이 트랜스퍼(2000)에 인가된다. 열이 제거된 후, 필름(1112) 및 릴리스 접착제(1200)는 제거되어 잉크에 의해 착색된 플록킹되지 않은 영역과 잉크에 의해 착색되지 않은 플록킹된 영역을 가진 삼차원 디자인이 제공된다. 고온 분할(hot split)이 이용될 수 있다. 고온 분할에서, 잉크의 일부는 필름(1112) 표면에 잔류하고, 잉크의 또 다른 부분은 기재에 전달된다. 따라서, 필름(1112)이 제거되었을 때, 잉크층(2004)은 "분할"된다.
제4 제품 구성에서, 제품은 패치이다. 제품은 다공성 필름(1112)(캐리어로서 작용함), 릴리스 접착제층(1200) 및 플록층(1104)을 포함하고, 영구적 접착제층(1116)은 포함하지 않는다.
하나의 직접 플록킹된 제품인 "패치" 변형에서, 도 13 및 14의 제품은 트랜 스퍼로서 구성되어 있지 않다. 따라서, 릴리스 접착제(1200)는 없고, 영구적 접착제(1108)로 대체되어 있다. 영구적 접착제(1108)는 상부 플록 표면(2008)으로부터 부재이다. 잉크층(2004)은 전형적으로 열 트랜스퍼로서 구성되어 있지 않고 전사된 층으로서 구성되어 있다. 따라서, 잉크층(2004)은 최종적 장식층이기 때문에 승화 잉크 직접 인쇄 포함 잉크젯 또는 스크린 승화 잉크 인쇄에 의해 적용될 수 있다. 그 디자인은 필름(1112)으로부터 절단되어 패치로서 사용된다.
제3 제품 구성은 일반적으로 열 전달 잉크층(2004)의 부재 상태에서 릴리스 접착제 상에 플록 섬유를 플록킹함으로써 제조된다. 다시 말하면, 제3 제품 구성은 미세다공성 필름(1104) 상에 릴리스 접착제(1200)를 원하는 패턴으로 적층한 후, 바람직하게는 정전기 플록킹 기법을 이용하여 릴리스 접착제 상에 플록을 적층하고, 최종적으로 플록의 노출된 단부에 영구적 접착제층(1116)을 적용하는 단계에 의해 형성된다.
도 3의 제4 제품 구성은, 플록킹을 실행하기 전에 삽입물(1304)을 영구적 접착제(1108) 상에 위치시키는 것을 제외하고는, 도 5의 단계에 의해 형성된다. 삽입물(1304)은 마스크로서 작용하며, 삽입물(1304)이 커버하고 있는 영역에서 플록 섬유가 영구적 접착제(1108)에 접착할 수 없게 방지한다.
도 4를 참조하면, 바람직한 다공성 필름을 플록킹에 사용하는 것의 인지된 이점이 예시되어 있다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 정전기장(1000)은 전장 강도를 별로 감소시키지 않고 다공성 필름(1112)을 용이하게 통과한다. 필드 라인(1000)은 또한 릴리스 접착제(1200)의 표면(1104)에 대한 실질적인 수직 배향을 유지한다. 필름의 전도도는 그것이 갖는 공기 투과성(바람직하게는 약 1 내지 약 25(MacMullin #), 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 15, 더욱 바람직하게는 약 2.5 내지 약 11 범위인) 및 수분 함량으로부터 얻어지는 것으로 생각된다. 필름은 바람직하게 약 0.5 내지 약 10 중량%, 보다 바람직하게는 약 2 내지 약 5 중량% 범위의 수분 함량을 가진다.
도 2에 도시된 형태의 복수 개의 열 트랜스퍼를 제조하는 공정의 실시예가 추가로 도 7 및 8에 예시되어 있다. 그 후, 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 제조된 열 트랜스퍼는 고주파 에너지에 의해 다공성 필름의 연속적 웹에 결합되어, 이하에서 구체적으로 설명하는 바와 같이 복수 개의 열 트랜스퍼가 결합되어 있는 다공성 필름의 웹을 형성한다.
복수의 개별적 열 트랜스퍼를 제조하는 공정의 단계(2300)에서, 다공성 필름(2404)의 연속적 웹이 제공된다. 전형적으로, 다공성 필름(2404)의 연속적 웹은 롤(2402) 상에 제공되고, 풀린다.
단계(2302)에서, 다공성 필름(2404)의 연속적 웹은 분무, 롤러 또는 나이프와 같은 임의의 적합한 구조체 또는 방법에 의해, 원하는 패턴으로 릴리스 접착제(1200)로 코팅된다.
단계(2304)에서, 다공성 필름(2404)의 연속적 웹은 플록킹되는데, 바람직하게는 임의의 적합한 구조체 또는 방법, 그중에서도 바람직하게는 정전기 플록킹에 의해 릴리스 접착제(1200) 상에 직접 클록킹되어, 플록킹된 다공성 필름(2405)의 연속적 웹을 제공한다. 플록의 제1 단부는 릴리스 접착제(1200)에 접촉하여 플 록(1104)을 정위치에서 다공성 필름(1112)에 고정시킨다. 플록(1104)은 단색의 플록 섬유를 복수 개 포함할 수 있고, 또는 상이한 색의 플록 섬유를 복수 개 포함할 수 있다. 다색 플록킹은 플록킹 휠 또는 임의의 다른 적합한 구조체에 의해 달성될 수 있다.
단계(2306)에서, 릴리스 접착제(1200)는 플록킹된 다공성 필름(2405)의 연속적 웹을 열풍 건조기 또는 임의의 다른 적합한 구조체에 통과시킴으로써 건조된다. 이와는 달리, 플록킹된 다공성 필름(2405)의 연속적 웹 상의 릴리스 접착제는 접촉 가열에 의해, 예를 들면 롤을 가열된 드럼 위로 운반함으로써 건조될 수 있다. 또 다른 방식으로, 연속적 웹 상의 릴리스 접착제를 통풍 건조할 수 있다.
단계(2308)에서, 과량의 플록은 플록킹된 다공성 필름(2405)의 연속적 웹으로부터 제거될 수 있다. 전형적으로, 롤은 예를 들어 진동 또는 태핑(tapping)에 의해 교반되어 롤의 측면의 상부로부터 과량의 플록이 제거되고, 및/또는 과량의 플록은 진공에 의해 제거된다.
단계(2310)에서, 플록킹된 다공성 필름(2405)의 연속적 웹 상에 있는 플록의 자유단(free end)은, 영구적 접착제가 제1 단부로부터 상기 플록(1104)의 반대쪽의 제2 단부에 물리적으로 접촉하도록 영구적 접착제(1116)와 접촉된다. 영구적 접착제(1116)는 예를 들어 열가소성 또는 열경화성 접착제와 같은 임의의 적합한 접착제일 수 있다. 바람직하게는, 영구적 접착제는 롤(2408)로부터 운반된 열경화성 접착제의 웹이다. 또한 바람직하게는, 열경화성 접착제는 예비-성형된, 연속적, 고체상, 및 자제-지지형 시트의 형태로 제공된다. 일 실시예에서, 열경화성 접착 제(2406)의 웹은 롤(2408)로부터 풀려, 도시된 바와 같이 플록킹된 다공성 필름(2405)의 웹의 플록(1104)의 제2 단부에 연속적으로 접촉된다. 모든 희생 종이 라이너와 같은 제거가능한 캐리어 필름(도시되지 않음)도 열경화성 필름 상에 제공될 수 있다. 종이 라이너는 접착제 필름의 자유 표면 상에 위치한다. 이와는 달리, 영구적 접착제는 플록의 자유단 상에 분무될 수 있다.
단계(2312)에서, 연속적인 플록킹된 다공성 필름(2405)의 웹 및 열경화성 접착제(2406)의 웹은 압력만을 이용하여(옵션으로서 추후에 열을 가하여 접착제를 활성화시킴), 열만을 이용하여, 또는 열과 압력을 이용하여 라미네이션되어 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)이 형성된다. 그후, 캐리어 필름은, 제공되는 경우에, 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)으로부터 제거될 수 있다.
선택적으로, 열가소성 접착제와 같은 부가적 접착제를, 바람직하게는 예비-성형된, 고체상, 및 자체-지지형 시트의 형태로, 라미네이션에 의해 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)의 열경화성 접착제에 접촉시켜 접착시킬 수 있다.
선택적 단계(2314)에서, 복수 개의 원하는 열 트랜스퍼 제품(2412)은 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)으로부터 원하는 크기와 형태로 절단된다. 절단은 다이 및/또는 레이저에 의한 것과 같은 임의의 적합한 방법에 의해 이루어질 수 있다. 절단된 개별적 열 트랜스퍼(2412)는, 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)의 나머지 부분이 연속적으로 운반되는 동안, 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410) 하부의 용기에 포집될 수 있다.
이와는 달리, 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)의 잡초와 같은 부위(weeded portion)는 제품이 라인을 따라 이동할 때 다시 감겨, 예를 들면 라인의 말단에서 포집되도록 이동중인 벨트 상에 절단된 조각을 남긴다.
일 실시예에서, 플록킹된 트랜스퍼 웹(2410)은 2개 이상의 더 좁은 리본으로 분할되고, 대량의 개별적 열 트랜스퍼 단위의 제조가 용이하도록 앞서 설명한 바와 같이 절단될 수 있다.
복수 개의 개별적으로 절단된 열 트랜스퍼는 유망한 구매자에게 대량으로 판매될 수 있다. 복수 개의 개별적 열 트랜스퍼를 용이하게 이동할 수 있고 열 트랜스퍼의 더욱 자동화된 처리, 즉 후속되는 기재에 대한 열 트랜스퍼의 접착에 사용될 수 있는 형태로 제공하기 위해서, 본 발명은 제조된 열 트랜스퍼와 같은 복수 개의 이격된 제품을 표면에 가지는 재료의 연속적 롤을 제조하는 방법을 추가로 포함한다.
또 다른 실시예에서, 접착제 또는 열을 필요로 하지 않고 고주파 에너지에 의해 다공성 필름이 또 다른 다공성 필름(또는 임의의 다른 상용성 재료)의 조각에 결합될 수 있는 능력을 특별히 이용하는 방법이 제공된다.
도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 복수 개의 이격된 제품이 결합되어 있는 재료의 연속적 롤을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 제품은 열 트랜스퍼, 패치, 스티커 등을 포함하여, 본 명세서에 기재된 다공성 필름을 가진 장식성 매개체의 실시예 중 임의의 것일 수 있다. 이와는 달리, 상기 제품은 다공성 필름을 포함하는 외부 표면을 가진 임의의 다른 제품일 수 있다.
또한, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 단계(2500)에서, 롤(2602) 상의 다공 성 필름(2600)의 연속적 웹이 제공되어 운반된다. 다공성 필름(2600)의 연속적 웹은 상기 방법의 자동화를 가능하게 한다. 대안적으로, 트랜스퍼가 결합되는 다공성 필름은 고체상, 예비-성형되고, 자체-지지형 시트의 형태로 제공될 수 있고, 상기 방법의 각 단계는 수동식으로 실행될 수 있다.
단계(2502)에서, 다공성 필름(2600)의 연속적 웹의 상부 표면(2604)이 각각의 열 트랜스퍼(2412)의 캐리어 시트(즉, 다공성 필름(1112) 표면)에 접촉하도록, 복수 개의 제품들, 예를 들면 열 트랜스퍼(2412)(영구적 접착제 필름(1116)을 구비한 것) 또는 직접 플록 물품(1100)(영구적 접착제(1116)를 구비하거나 구비하지 않은 것)을 다공성 필름(2600)의 연속적 웹의 상부 표면(2604) 상에, 바람직하게는 잇따라서 올려 놓는다. 이해할 수 있는 바와 같이, 트랜스퍼(2412) 상의 접착제 또는 다른 중간재는 다공성 필름에 직접 결합될 수 있다. 열 트랜스퍼(2412)(또는 물품들(1100))는, 바람직하게는 도시된 바와 같이 상기 필름이 임의의 두 개의 열 트랜스퍼(2412) 사이에서 절단될 수 있는 거리 만큼 서로 이격되어 있는 다공성 필름의 웹 상에 놓이는 것이 전형적이다. 예를 들어, 열 트랜스퍼(2412)는, 임의의 방향으로 인접한 열 트랜스퍼로부터 약 2 내지 12인치 만큼, 바람직하게는 약 6 내지 10인치 만큼 떨어져 있을 수 있다.
단계(2504)에서, 열 트랜스퍼(2412)(또는 물품(1100))는 고주파 에너지 소스(2608)를 이용한 고주파 에너지에 의해 미세다공성 필름(2604)에 결합된다. 전형적으로, 열 트랜스퍼(2412)는, 단계(2502)에서 열 트랜스퍼가 놓인 위치 근방에서 다공성 필름의 연속적 웹에 결합된다. 고주파 진동 에너지를 바람직하게는 압 력과 함께 사용함으로써 열 트랜스퍼의 다공성 필름과 연속적 웹의 다공성 필름 사이에서 결합 및/또는 용접(weld)이 형성된다. 고주파 에너지를 전달하는 데에는 임의의 적합한 고주파 에너지 소스가 사용될 수 있다. 고주파 에너지 소스는 임의의 적합한 소스일 수 있다. 다공성 필름의 웹은 고주파 에너지 소스(2608)을 통과하여 운반되기 때문에, 상기 소스는 열과 접착제를 사용하지 않고도 열 트랜스퍼의 다공성 필름 표면과 연속적 웹의 다공성 필름이 서로 결합 및/또는 용접될 수 있게 한다. 상기 소스는 상부측에서 열 트랜스퍼에 접촉하거나, 다공성 필름의 웹의 저면측에 접촉하거나, 또는 양측 모두에 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 고주파 에너지는 열 트랜스퍼와 다공성 필름의 웹 사이에서 컨택트의 적어도 하나의 지점, 및 바람직하게는 적어도 2개의 지점에 인가되어 컨택트의 지점들에서 용접을 형성한다. 일 실시예에서, 고주파 에너지는 열 트랜스퍼의 4개 코너에 인가되어, 열 트랜스퍼의 4개 코너에서 열 트랜스퍼와 다공성 필름의 웹 사이에 용접을 형성한다.
열 및 접착제를 제조 공정에서 배제하는 것은 여러 가지 안전 문제를 악화시킬 뿐 아니라, 눋거나 이질적인 접착제로 인해 제조된 제품을 폐기할 수 없게 한다. 원하는 제품이 웹에 결합되면, 웹은 절단되고 다시 권취되어 복수 개의 제품이 결합된 다공성 필름의 웹이 제공된다.
도 11은 다공성 필름(2600)의 웹에 결합된 열 트랜스퍼(2412)의 단면을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 열 트랜스퍼는 영구적 접착제(1116), 플록층(1104), 릴리스 접착제의 층(1200) 및 캐리어(즉, 다공성 필름의 층(1112)을 가진다. 캐리어 시트의 저부 표면(2700)은 다공성 필름(2600)의 웹의 상부 표면(2702)에 접촉한다. 도시된 바와 같이, 열 트랜스퍼(2412)는 접촉점(2704a, 2704b)에서 다공성 필름의 웹에 결합 및/또는 용접된다. 다공성 필름(2600)의 웹은 결합되어 있는 복수 개의 열 트랜스퍼(2412)를 포함할 수 있고, 그렇지 않으면 다공성 필름의 외부 표면을 가진 임의의 다른 제품 또는 임의의 복수 개의 다른 제품들 또는 다공성 필름과 상용성인 다른 재료를 포함할 수 있다.
이와는 달리, 다공성 필름의 외부층을 가진 복수 개의 제품은 임의의 다른 상용성 재료에 결합될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제품들은 다공성 필름의 연속적 웹에 결합되지 않아도 된다. 다공성 필름 표면을 가진 제품 또는 물품이 고주파 에너지에 의해 결합될 수 있는 다른 상용성 재료로는, 제한되지는 않지만, 직물 및 플라스틱, 예를 들면 열가소성 플라스틱, PVC(폴리비닐 클로라이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴류, 나일론, 폴리카보네이트 및 아세테이트가 포함된다. 일 실시예에서, 상용성 재료는 약 50% 이상의 합성 물질을 포함한다.
본 발명의 여러 가지 변경 및 변형이 사용될 수 있다. 다른 것들을 제공하지 않고 본 발명의 몇 가지 특징을 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 실시예에서, 실질적으로 본 명세서에 묘사되고 설명된 구성 요소, 방법, 공정, 시스템 및/또는 장치를 포함하고, 여기에는 다양한 실시예, 하부 조합 및 이들의 서브셋이 포함된다. 당업자는 본 개시 내용을 이해한 연후 본 발명을 구현하고 이용하는 방법을 이해할 것이다. 본 발명은 다양한 실시예에 서, 본 명세서 또는 본 명세서의 다양한 실시예에서 묘사 및/또는 설명되지 않은 아이템의 부재 하에 제공하는 장치 및 공정을 포함하며, 여기에는, 예를 들면 성능의 향상을 위해 종래의 장치나 공정에서 사용되었을 수 있는 아이템의 부재 하에 구현의 용이성 및/또는 비용의 감소를 달성하는 것이 포함된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시 및 설명을 위해 제시되었다. 전술한 내용은 본 발명을 여기에 개시된 형태 또는 형태들에 한정하려는 것은 아니다. 예를 들어, 전술한 상세한 설명에서, 원활한 개시를 위해 본 발명의 다양한 특징들을 하나 이상의 실시예에 함께 묶어 놓았다. 이러한 개시 방법은 청구된 본 발명이 각각의 청구항에 명시적으로 열거된 것보다 많은 특징들을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이하의 청구 범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 태양은 이상과 같이 개시된 하나의 실시예의 모든 특징들보다 적은 것에 있다. 따라서, 이하의 청구 범위는 이로써 본 명세서의 상세한 설명 내에 포함되며, 각각의 청구항은 그 자체로 본 발명의 분리된 바람직한 실시예를 토대로 한다.
또한, 본 발명의 설명이 하나 이상의 실시예에 대한 설명 및 특정한 변경 및 변형을 포함하였지만, 본 개시 내용을 이해한 후에는, 예를 들면 당업자의 기술과 지식의 범위 내일 수 있는, 다른 변경 및 변형은 본 발명의 범위에 포함된다. 청구된 것에 대한 대안적, 상호교환 가능한 및/또는 동등한 구조체, 기능, 범위 또는 단계를 포함하여, 그러한 대안적, 상호교환 가능한 및/또는 동등한 구조체, 기능, 범위 또는 단계가 본 명세서에 개시되어 있는지 여부에 관계없이, 또한 어떠한 특허성 있는 내용을 공공연히 전념하지 않고도, 허용되는 범위까지 대안적인 실시예 들을 포함하는 권리를 취득하고자 한다.
Claims (21)
- (a) 다공성 필름에 접착제를 적용하는 단계; 및(b) 상기 접착제를 정전기 방식으로 플록킹(flocking)하여 상기 필름 상에 플록층(flock layer)을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 접착제는 릴리스 접착제(release adhesive)이고, 상기 릴리스 접착제는 상기 다공성 필름과 플록 사이에 위치하며,(c) 상기 플록의 자유 표면에 영구적 접착제(permanent adhesive)를 적용하는 단계를 추가로 포함하고,상기 플록은 상기 영구적 접착제와 상기 릴리스 접착제 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 접착제는 상기 필름과 플록 사이에 위치하는 영구적 접착제인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 다공성 필름은 미세다공성(microporous) 필름이고, 상기 미세다공성 필름은 무기 충전재를 포함하며, 상기 미세다공성 필름은 내수성이고 적어도 반도전성(semiconductive)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,(c) 접착제가 사이에 위치하지 않은 상태로 상기 다공성 필름을 원하는 기재(substrate)에 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 다공성 필름은 실질적으로 물에 불용성인 열가소성 유기 폴리머 및 충전재 입자의 매트릭스를 포함하고, 가스에 대해서는 투과성이지만 물에 대해서는 불투과성인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서,상기 다공성 필름은 실질적으로 비다공성 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 필름 형성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,(c) 비상용성 삽입물(incompatible insert)을 상기 다공성 필름에 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 다공성 필름은, 상기 다공성 필름과 상기 릴리스 접착제 사이에 위치하는 열 전달 잉크층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,(c) 복수 개의 플록킹된 필름을 웹 재료(web material)에 결합시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 웹 재료는 다공성 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항의 단계들에 의해 제조되는 플록 물품(flocked article).
- 복수 개의 트랜스퍼(transfer)가 결합되어 있는 미세다공성 필름의 롤을 제조하는 방법으로서,미세다공성 필름의 연속적 시트를 제공하는 단계;미세다공성 필름의 외부 표면을 가진 복수 개의 제품을 상기 미세다공성 필름의 연속적 시트에 접촉시키는 단계; 및고주파 에너지를 사용하여, 상기 제품들 중 하나 이상의 상기 미세다공성 필름의 외부 표면의 적어도 일부를 상기 미세다공성 필름의 연속적 시트의 적어도 일부에 결합시키는 단계를 포함하는 제조 방법.
- 제12항에 있어서,상기 제품들의 상기 미세다공성 필름을 상기 미세다공성 필름의 시트에 직접 결합시키는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- (a) 원하는 패턴으로, 릴리스 접착제를 미세다공성 필름에 적용하는 단계;(b) 상기 릴리스 접착제를 정전기 방식으로 플록킹하여, 상기 릴리스 접착제와 접촉 상태에 있는 제1 표면 및 제2 표면을 가진 플록층을 형성하는 단계; 및(c) 영구적 접착제를 상기 플록층의 상기 제2 표면에 적용하는 단계를 포함하는 방법으로서,상기 플록층은 상기 영구적 접착제와 상기 릴리스 접착제 사이에 위치하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 다공성 필름은 미세다공성 필름이고, 상기 미세다공성 필름은 입자상 충전재(particulate filler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서,상기 충전재는 상기 다공성 필름의 약 40 중량% 내지 약 90 중량% 범위이고, 상기 충전재 입자는 약 5㎛ 미만의 최대 치수를 가지며, 상기 다공성 필름의 기 공(pore)은 상기 다공성 필름의 약 35 체적% 내지 약 95 체적% 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제16항에 있어서,상기 충전재는 금속 산화물이고, 상기 다공성 필름은 실질적으로 비다공성 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 필름-형성 폴리머이며, 상기 바인더는 약 100,000 내지 약 300,000 범위의 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
- (a) 원하는 패턴으로, 영구적 접착제를 미세다공성 필름에 적용하는 단계; 및(b) 상기 영구적 접착제를 정전기 방식으로 플록킹하여, 상기 영구적 접착제와 접촉 상태에 있는 제1 표면 및 제2 표면을 가진 플록층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
- 제18항에 있어서,상기 다공성 필름은 미세다공성 필름이고, 상기 미세다공성 필름은 입자상 충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제19항에 있어서,상기 충전재는 상기 다공성 필름의 약 40 중량% 내지 약 90 중량% 범위이고, 상기 충전재 입자는 약 5㎛ 미만의 최대 치수를 가지며, 상기 다공성 필름의 기공은 상기 다공성 필름의 약 35 체적% 내지 약 95 체적% 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제20항에 있어서,상기 충전재는 금속 산화물이고, 상기 다공성 필름은 실질적으로 비다공성 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 필름-형성 폴리머이며, 상기 바인더는 약 100,000 내지 약 300,000 범위의 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
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