KR20130071424A - 프로파일화된 압출 복제 - Google Patents

Abstract

(a) 용융된 재료를 적어도 하나의 프로파일화된 다이 립을 갖는 압출 다이를 통해 압출하여, 제1 및 제2 주 압출물 표면들을 가지며 제1 주 압출물 표면 내의 제1 구조적 특징부를 가진 용융된 압출물을 형성하는 단계; (b) 용융된 압출물을 하나 이상의 제2 구조적 특징부를 포함하는 공구 표면과 접촉시켜서, 제1 주 압출물 표면 내의 제1 구조적 특징부의 일부분이 공구 표면 상의 하나 이상의 제2 구조적 특징부와 접촉하게 하는 단계; 및 (c) 용융된 압출물을 냉각시켜서 구조화된 필름을 제공하는 단계를 포함하는, 프로파일화된 압출 복제 공정이 개시된다. 구조화된 필름 및 구조화된 필름을 제조하기 위한 장치가 또한 개시된다.

Description

프로파일화된 압출 복제{PROFILED EXTRUSION REPLICATION}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 그 개시 내용이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2010년 3월 30일자로 출원된 가특허 출원 제61/319,012호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 프로파일화된(profiled) 압출 복제(extrusion replication)를 위한 방법, 압출 복제된 필름, 및 프로파일화된 압출 복제를 위한 장치에 관한 것이다.

압출 복제는, 수지가 압출기 내에서 용융되고, 다이 내에서 용융된 질량체(mass)(예컨대, 시트)로 형상화되고, 이어서 2개의 롤 또는 2개의 벨트와 같은 2개의 표면들 사이에서 캐스팅되거나(cast) 압착되어(pressed) 필름을 형성하는, 통상적으로 사용되는 공정이다.

롤이 사용될 때, 하나의 롤은 전형적으로 매끄러운 표면을 갖고, 제2 롤은 흔히 구조화된 표면을 갖는다. 2개의 롤들 사이의 높은 닙 하중(nip load)은 용융된 수지를 구조화된 표면 내의 오목한 영역 내로 가압한다. 생성된 필름은 구조화된 롤의 표면 상의 이미지의 음화(negative)를 갖게 된다. 그러한 필름 상의 복제된 구조물들은 압출 공정 동안 사용되는 다수의 인자에 의존하는 변화하는 수준의 정밀도를 갖는다. 정밀도 수준에 영향을 미치는 중요한 변수는, 예를 들어 수지의 점도를 비롯하여, 용융된 수지 및 2개의 롤의 온도, 재료가 롤들 사이로 통과할 때 재료에 가해지는 닙 힘, 및 롤 및 용융된 수지 둘 모두의 재료 특성을 포함한다.

압출 복제는 흔히 한 면 또는 양 면 상에 이산된 특징부들을 갖는 필름을 제조하는 것에 관련된다. 전형적으로, 필름은, 그렇지 않을 경우 실질적으로 일정한 캘리퍼(caliper)를 갖고서 실질적으로 평탄하다. 캘리퍼가 평균 기부 두께에 비해 큰 정밀하게 형상화된 특징부들을 가진 필름을 제조하는 것은 어렵다. 필름의 평균 기부 두께에 비해 큰 돌출하는 구조적 특징부들을 가진 압출 복제된 필름은, 큰 특징부의 형성 동안 복제 공구 표면 내로의 수지의 불완전한 유동에 기인할 수도 있는, 흔히 구조적 특징부의 그것에 대향되는 필름의 면 내에 함몰부와 같은 결함을 포함한다.

정밀하게 형상화된 특징부들을 가진 필름의 제조를 가능하게 하는 추가의 방법에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 구조화된 필름을 제조하기 위한 방법은 (a) 용융된 재료를 적어도 하나의 프로파일화된 다이 립(die lip)을 갖는 압출 다이를 통해 압출하여, 제1 및 제2 주 압출물 표면들을 가지며 제1 주 압출물 표면 내의 제1 구조적 특징부를 가진 용융된 압출물을 형성하는 단계; (b) 용융된 압출물을 하나 이상의 제2 구조적 특징부를 포함하는 공구 표면과 접촉시켜서, 제1 주 압출물 표면 내의 제1 구조적 특징부의 일부분이 공구 표면 상의 하나 이상의 제2 구조적 특징부와 접촉하게 하는 단계; 및 (c) 용융된 압출물을 냉각시켜서 구조화된 필름을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가의 실시예에서, 적어도 하나의 프로파일화된 다이 립을 갖는 프로파일화된 압출 다이를 구비한 압출기; 및 프로파일화된 압출 다이로부터 용융된 압출물을 수용하도록 위치되는 구조화된 표면을 갖는 공구를 포함하는, 압출 복제를 위한 장치가 기술된다.

용어 "포함하는" 및 그의 변형은 이들 용어가 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 특허청구범위에서 나타날 경우 제한적인 의미를 갖지 않는다.

단어 "바람직한" 및 "바람직하게는"은 소정의 환경 하에서 소정의 이득을 제공할 수 있는 본 발명의 실시예를 지칭한다. 그러나, 동일한 또는 다른 상황 하에서 다른 실시예가 또한 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 실시예의 언급은 다른 실시예가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시예를 배제하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태, "적어도 하나" 및 "하나 이상"은 상호교환가능하게 사용된다. 따라서, 예를 들어, "하나의" 구조적 특징부를 포함하는 압출물은 압출물이 "하나 이상의" 구조적 특징부를 포함함을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 일반적으로 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다. 용어 "및/또는"은 열거된 요소들 중 하나 또는 전부, 또는 열거된 요소들 중 임의의 둘 이상의 조합을 의미한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 모든 수는 용어 "약"에 의해, 그리고 바람직하게는 용어 "정확히"에 의해 수식되는 것으로 가정된다. 본 발명의 넓은 범주를 기술하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 예에 기재된 수치 값은 가능한 한 정확하게 기록된다. 그러나, 모든 수치 값은 본래 이들 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로 인해 필연적으로 생기는 소정의 오차를 포함한다.

또한, 본 명세서에서, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 설명은 그 범위 이내에 포함된 모든 수를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함함). 또한, 소정 값"까지"를 포함하는 수치 범위는 그 값을 포함한다.

전술한 개요는 본 발명의 모든 가능한 실시예 또는 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 당업자는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 비제한적 예 및 첨부된 특허청구범위를 비롯한 본 명세서의 나머지 부분들을 검토할 때 본 발명에 대해 이해하게 될 것이다.

<도 1>
도 1은 압출 복제를 위한 장치의 개략도.
<도 2>
도 2는 개시된 장치에 사용되는 것과 같은 다이 인서트(die insert)를 갖는 다이의 절결 사시도.
<도 3>
도 3은 다이 인서트 출구로부터 본, 개시된 장치에 따라 필름을 형성하기 위해 사용되는 다이 인서트의 사시도.
<도 4>
도 4는 홈형(grooved) 특징부를 도시하는, 구조화된 롤의 사시도.
<도 5>
도 5는 제1 주 압출물 표면 상의 구조적 특징부를 도시하는, 본 발명의 용융된 압출물의 부분 평면 사시도.
<도 6>
도 6은 도 5에 도시된 배열의 부분 저면 사시도.
<도 7>
도 7은 대체로 도 5의 선 7-7을 따라 취한 단면도.
<도 8>
도 8은 본 발명의 용융된 압출물의 대안적인 실시예의 단면도.
<도 9>
도 9는 본 발명의 용융된 압출물의 다른 대안적인 실시예의 단면도.
<도 10a 및 도 10b>
도 10a 및 도 10b는 얇은 필름 내의 큰 특징부의 압출 복제의 종래 기술을 도시하는 개략도.
<도 11a 및 도 11b>
도 11a 및 도 11b는 공구 표면 상의 구조적 특징부와 압출물 상의 구조적 특징부의 정합을 도시하는 개략도.
<도 12a 내지 도 12d>
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 복제 공정의 일 실시예를 도시하는 도면.
<도 13a 내지 도 13c>
도 13a 내지 도 13c는 사인곡선형 홈을 갖는, 본 발명의 물품의 일 실시예를 도시하는 도면.
<도 14>
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨브 내의 사인곡선형 홈 패턴의 평면도.
<도 15>
도 15는 본 발명에 따른 프로파일화된 다이 립의 부분도.
다양한 도면에서, 도면 부호가 기술된 실시예의 요소들을 식별하기 위해 사용되고, 동일한 도면 부호는 전형적으로 동일 요소를 가리킨다. 달리 지시되지 않는 한, 본 명세서의 그림 및 도면은 축척대로 도시된 것이 아니라, 오로지 본 발명의 상이한 실시예들을 예시하는 목적을 위해 제공된다. 특히, 다양한 구성요소의 치수는 단지 설명적인 관점에서 도시되며, 다양한 구성요소들의 치수들 사이의 관계는, 그렇게 지시되지 않는 한 도면으로부터 추론되어서는 안 된다. "상단", "하단", "상부", "하부", "아래", "위", "전방", "후방", "외향", "내향", "상방" 및 "하방"과, "제1" 및 "제2"와 같은 용어가 본 개시 내용에 사용될 수 있지만, 이들 용어는 달리 언급되지 않는 한 오직 그들의 상대적 의미로만 사용되는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 몇몇 실시예에서, 소정의 구성요소가 상호교환가능한 및/또는 동일한 다수(예컨대, 쌍)로 존재할 수 있다. 이들 구성요소에 대해, "제1" 및 "제2"의 명칭은 본 명세서에 언급되는 바와 같은 사용 순서에 적용될 수 있다(그것은 구성요소들 중 어느 구성요소가 먼저 사용되도록 선택되는지에 관해 무관함).

본 명세서의 다양한 실시예를 기술하기 위해 채용되는 용어는 당업자에 의해 그 용법과 일치하는 의미를 갖도록 의도된다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 소정의 용어는 본 명세서에 열거되는 특정 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다.

"구조화된 표면"이라는 것은 압출된 재료("압출물")의 표면과 공구의 표면을 비롯한 물품의 표면이 실질적으로 평탄한 또는 매끄러운 표면으로부터 벗어나는 것을 의미한다. 공구를 기술할 때, 구조화된 표면은 홈, 리지(ridge), 기하학적 형상부, 다른 구조물 등과 같은 특징부를 포함할 수 있다. 압출된 재료를 기술하는 데 사용될 때, 구조화된 표면은 제1 및 제2 영역을 갖는 압출물과 같은 상이한 두께의 이산된 영역들의 존재에 의해 지시될 수 있으며, 여기서 제1 영역은 제2 영역보다 두껍거나 그 반대의 경우도 가능하다. 일부 실시예에서, 구조화된 표면은 적어도 하나의 두꺼운 영역 및 적어도 하나의 얇은 영역을 갖는 것으로 기술될 수 있으며, 두꺼운 영역 및 얇은 영역은 압출물의 표면에 걸쳐 산재될 수 있다.

"용융된"은 본 명세서에서, 그의 연화점 초과의 온도에 있는 그리고 압력 하에서 유동하기에 충분히 낮은 점도를 갖는 재료를 기술하기 위해 사용된다.

이하에서는 (a) 용융된 재료를 프로파일화된 다이를 통해 압출하는 단계, (b) 용융된 압출물을 하나 이상의 구조적 특징부를 포함하는 공구 표면과 접촉시키는 단계, 및 (c) 압출물을 냉각시켜서 구조화된 필름을 생성하는 단계를 조합한 공정의 다양한 실시예가 기술된다. 예시적인 실시예는 공구 표면 상의 하나 이상의 구조적 특징부와 압출물의 주 표면 내의 구조적 특징부의 정렬을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 압출 복제 공정을 수행하기 위한 장치(10)의 일 실시예의 개략도를 도시한다. 장치(10)는 용융된 수지가 그를 통해 용융된 압출물(13)로서 압출되는 압출기(11) 및 프로파일화된 다이(12)를 포함한다. 다이(12)로부터, 용융된 압출물(13)은 압출물이 제1 방향(화살표 A₁로 표시된 바와 같음)으로 회전하는 닙 롤(nip roll)(14)과 반대 방향(화살표 A₂로 표시된 바와 같음)으로 회전하는 공구 롤(15) 사이로 통과하는 지점 P_A로 전진한다. 지점 P_A에서, 닙 롤(14)은 용융된 압출물(13)의 일부분을 공구 롤(15)의 외부 표면(16) 상의 하나 이상의 구조적 특징부(도시 안됨)와 접촉하도록 가압한다. 본 실시예에서, 닙 롤(14)의 외부 표면(17)은 매끄럽고, 일부 실시예에서는 순응성 재료(예컨대, 실리콘 또는 EPDM)로 코팅된다. 닙 롤(14) 및 공구 롤(15)이 회전함에 따라, 닙 롤(14)의 외부 표면(17)은 용융된 압출물(13) 내로 그리고 이어서 그로부터 멀리 회전식으로 전진한다. 압출물(13)이 닙을 지나 전진함에 따라, 그것은 경화되기 시작한다(예컨대, 대략 지점 P_B에서). 대략 지점 P_C를 지나면서, 용융된 압출물(13)은 이것이 이어서 화살표 A₃로 표시된 바와 같은 방향으로 회전하는 컨베이어 롤(conveyer roll)(18)과 접촉함에 따라 실질적으로 경화된다. 지점 P_D에서, 실질적으로 경화된 용융된 압출물(13)은 공구 롤(15)의 공구 롤 표면(16)으로부터 분리되고, 컨베이어 롤(18)의 외부 표면(19)을 따라 화살표 A₄로 표시된 바와 같은 방향으로 진행한다. 경화된 압출물은 이제 하나 이상의 구조적 특징부(21)를 가진 구조화된 필름(20)의 연속 웨브이다. 필름(20)은 당업자에게 공지된 방식으로 추가로 처리될 수 있다.

도 2는 본 설명의 프로파일화된 압출물을 형성하기 위한 방법에 사용되는 유형의 압출 다이(22)의 일 실시예를 개략적으로 예시한다. 일반적으로, 본 발명의 방법의 다양한 실시예는 초기 용융 스트림(23)을 도 3에 도시된 바와 같은 프로파일화된 압출 다이 인서트(24)를 통해 압출하는 것을 포함한다. 일부 예시적인 구성에서, 프로파일화된 압출 다이 인서트(24)는 다이 립 프로파일 특징부(36)를 갖는 적어도 하나의 프로파일화된 다이 립(35)을 갖는다. 프로파일화된 다이 출구 개구(37)는 비-직선형이며, 이는 출구 개구(37)가 전체적으로 직사각형 형상과는 다른 형태인 것을 의미하지만; 프로파일 다이 출구 개구(37)의 일부분은 직선형 형태일 수 있다. 프로파일화된 다이 립(35) 상의 특징부들(36)은 밀링(milling), 기계가공, 연삭(grinding), 전자 방전 기계가공(electron discharge machining) 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 다이 인서트(24)는 필요할 경우 제거되고 상이한 프로파일의 다이 인서트로 교체될 수 있다. 프로파일화된 다이 출구 개구(37)는 상이한 구성의 압출물 프로파일을 수용하기 위해 다양한 형상을 가질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 도 15를 참조하면, 다이 립(1500)의 일부분의 정면도가 도시되어 있다. 다이 립(1500)은 위에서 논의된 다이 립(35)과 유사하며, 여기서 다이 립(1500)은 비-직선형 부분(1510) 및 직선형 부분(1520)의 조합인 프로파일을 갖는다.

프로파일화된 다이 인서트가 위에서 논의된 실시예에서 다이 내에 위치되는 별개의 요소로서 도시되지만, 당업자는 프로파일화된 다이 인서트가 또한 이것이 기술된 프로파일 특징부를 갖는 한 이것이 내부에 위치되는 다이와 일체로 형성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

도 4는 외부 표면(46) 및 하나 이상의 구조적 특징부(48)를 갖는 공구 롤(15)의 일 실시예의 단부 부분의 개략도를 도시한다. 공구 롤 표면은 도시된 단순 홈과는 다른 구조적 특징부들(48)을 가질 수 있고, 홈, 리지 또는 기하학적 형상부와 같은 특징부들을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 공구 표면은 또한 하나 이상의 구조적 특징부(48)를 갖는 순환 벨트(endless belt) 또는 다른 연속 표면일 수 있는 것으로 이해될 것이다. 도시된 실시예에서, 공구 표면 내의 구조적 특징부들(48)은 구조화된 필름 내의 특징부들(21)을 형성하기 위해 제공된다.

필름 또는 물품을 압출하기 위한 방법은 당업계에 공지되어 있고, 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 공개 특허 출원 제2006/0147686호(아우젠(Ausen) 등) 및 미국 특허 제5,232,777호(시피넨(Sipinen) 등)에 추가로 기술되어 있다. 일반적으로, 본 설명의 프로파일화된 압출물을 형성하는 재료는 이것이 고온일 때 이것이 실질적으로 유연하고/하거나 성형가능하지만, 일단 냉각되면 이것이 선택된 구성을 유지하도록 형성된다. 본 설명의 수지 재료가 고온일 때 압출가능하기 때문에, 그것은 프로파일화된 압출 다이, 즉 선택된 구성을 갖는 출구를 가진 다이를 통해 압출되어 그를 통해 압출된 재료에 미리설정된 형상 또는 "프로파일"을 부여할 수 있다.

용융된 압출물(13)에 부여된 프로파일은 다이 립 내에 통합된 프로파일에 의해 부분적으로 결정된다. 프로파일은 일 표면 상에서 실질적으로 평탄할 수 있거나, 양 표면 상에 구조물들을 가질 수 있다. 어느 한 표면 상의 구조물은 압출물의 폭에 걸쳐 임의의 위치에 위치될 수 있다. 압출물 프로파일 상의 구조물들은 평탄한 표면 영역에 의해 분리되는 개별 구조물들을 가질 수 있거나, 압출물의 폭에 걸쳐 아주 근접한 일련의 특징부를 가질 수 있다. 또한, 다수의 구조물이 서로 가까이 위치될 수 있고, 일부 실시예의 경우 단일의 보다 큰 구조물로서 고려될 수 있다. 구조물들은 그것이 다이 프로파일을 통한 수지 재료의 유동에 의해 형성되는 것에 도움이 되는 한 임의의 원하는 기하학적 형상 및 크기를 가질 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 용융된 압출물의 비제한적인 실시예의 다양한 도면을 예시한다. 도 5를 참조하면, 도면 부호 51은 용융된 압출물을 전반적으로 가리킨다. 용융된 압출물(51)은, 실질적으로 평탄한 그리고 평균 기부 두께 h_B와 각각 제1 및 제2 주 압출물 표면들(53, 54)을 갖는 압출물 기부(52)를 포함하는 특정 구조로 구성된다. 도시된 실시예에서, 용융된 압출물(51)은 단일 구성을 갖는데; 즉, 그것은 단일편으로 형성되고, 내부에 어떠한 구멍들 또는 개구들의 패턴도 포함하지 않는다. 압출물(51)의 다른 실시예는 후술될 공압출 공정으로부터 형성되는, 재료의 하나 초과의 층을 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 7에 도시된 실시예의 경우, 제1 주 압출물 표면(53)은 복수의 제1 구조적 특징부 또는 두꺼운 구역(55)을 포함한다. 제1 구조적 특징부들(55)은 실질적으로 연속적인 얇은 구역들 또는 영역들(56)에 의해 서로로부터 이격된다. 얇은 구역들(56)은 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예에서 용융된 압출물의 평균 기부 두께 h_B와 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 두꺼운 구역들(55) 및 얇은 구역들(56)은 용융된 압출물(51)의 폭에 걸쳐 산재된다. 두꺼운 구역들(55) 및 얇은 구역들(56)의 폭은, 예를 들어 필름(20)과 같은 구조화된 필름의 제1 주 표면을 따른 대응하는 구조적 특징부들(예컨대, 도 1의 특징부들(21))의 형성을 가능하게 하도록 미리설정된다.

도 5 내지 도 7의 실시예의 제1 구조적 특징부들(55)의 형상은 반-타원형 또는 반-원형 배열에 대응하여 대체로 둥글게 도시되는 것에 주목하여야 한다. 다양한 형상이 이용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 도 8에, 두꺼운 영역들(85)이 대체로 정사각형 단면을 갖고 얇은 구역들(86)에 의해 분리되는 실시예의 단면이 예시되어 있다. 도 7 및 도 8의 비교로부터, 다양한 단면 형상이 제공될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 도시된 단면의 각각의 유형은 특정 응용에 대해 이점을 가질 수 있다.

도 9에서, 구조적 특징부들(95)이 기부(92)로부터 양 방향(여기서는, 위와 아래로 도시됨)으로 돌출한다는 점에서, 이전 도면과 현저히 상이한 용융된 압출물의 실시예가 도시되어 있다. 기부의 양 면으로부터 돌출하는 특징부들은 서로 정렬되거나 정렬되지 않을 수 있거나, 크기, 기하학적 형상, 위치, 개수 또는 다른 인자의 면에서 임의의 관계를 가질 수 있다. 그러한 배열은 일부 상황에서, 예를 들어 향상된 강성과 같은 특성이 바람직할 수 있는 구조화된 필름에 대해 바람직할 수 있다.

도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예의 경우, 주어진 실시예의 모든 구조적 특징부들은 실질적으로 동일한 단면적을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러한 것이 필수적인 것은 아니며, 상이한 단면적을 갖는 두꺼운 영역들 및 실제로 상이한 전체적인 형상들이 제공될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 용융된 압출물의 폭에 걸쳐 두꺼운 영역들의 다양한 두께의 조합이 구조화된 필름 내의 필름 강성도의 향상된 미세 제어를 가능하게 할 수 있다.

넓은 범위의 평균 기부 두께가 사용될 수 있으며, 예를 들어 50 ㎛ 내지 400 ㎛ 및 100 ㎛ 내지 200 ㎛의 범위를 비롯한, 25 ㎛ 내지 600 ㎛의 비제한적 범위의 평균 기부 두께가 사용될 수 있다.

구조적 특징부들의 높이는 50 ㎛ 내지 500 ㎛ 및 100 ㎛ 내지 250 ㎛의 범위를 비롯한, 25 ㎛ 내지 2000 ㎛의 비제한적 범위에 있을 수 있다.

구조적 특징부들의 높이 대 평균 기부 두께의 비는 0.5:1 내지 2:1 및 1:1 내지 1.5:1의 비를 비롯한, 0.1:1 내지 5:1의 비제한적 범위에 있을 수 있다.

프로파일의 기하학적 형상은 공구 롤 내의 프로파일의 기하학적 형상과 밀접하게 정합될 수 있거나, 현저히 상이할 수 있다. 공구 롤(예컨대, 도 1의 공구 롤(15))과 접촉하는 압출물 프로파일의 정밀한 기하학적 형상은, 특히 재료 유동성(rheology), 공정 조건, 예컨대 압출기 처리율(throughput) 및 압출물이 다이로부터 인발되는 속도를 비롯한 다수의 인자에 의해 영향을 받을 것이다. 그것은 또한 다이 개구 내의 프로파일의 기하학적 형상에 의해 영향을 받을 것이다. 특히, 다이 개구로부터의 배출시 압출물의 팽창, 및 직선형 프로파일에서와 같은 날카로운 특징부의 라운딩(rounding)이 있을 수 있다.

수지가 단축(single screw) 또는 2축(twin screw) 압출기일 수 있는 압출기(도시 안됨)에 의해 프로파일화된 다이(12) 내로 공급될 수 있다. 단일 유형의 수지가 프로파일화된 다이(12)를 통해 압출될 수 있거나, 대안적으로, 2가지 이상의 유형의 수지가 다수의 층을 가진 압출물을 형성하도록 공압출될 수 있다. 공압출된 중합체 재료를 생성하기 위한 공정은 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,489,003호(레빗(Levitt) 등)에 기술되어 있다. 공압출은 상이한 용융 스트림을 상이한 압출기로부터 (1) 다중 슬롯형 피드 블록(multiple slotted feed block) 내로 그리고 이어서 단일 층 필름 다이 또는 (2) 다중 매니폴드 다이(multiple manifold die) 내로 통과시킴으로써 일어날 수 있다. 다중 슬롯형 피드 블록 기술에서, 적어도 2가지의 상이한 재료가 상이한 압출기로부터 피드 블록 내의 상이한 슬롯(보통 2개 내지 200개 초과) 내로 공급된다. 개별 스트림은 피드 블록 내에서 합류되고, 재료가 다이를 떠남에 따라 층상(layered) 시트로 유출되는 층상 스택으로서 다이로 들어간다. 다중 매니폴드 다이는 상이한 압출기로부터의 상이한 용융된 스트림을 다이 립에서 조합한다. 이러한 방법은 보통 층의 수가 증가됨에 따라 증가된 복잡성으로 인해 2층 내지 3층 필름으로 제한된다.

공압출의 경우에, 층간 접착은 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,489,003호(레빗 등)에 기술된 바와 같이, 계면에 반응성 타이(reactive tie) 층을 생성하기 위해 또는 두 주요 층들에 대한 친화성을 갖는 별개의 층을 구성물 내에 통합시킴으로써 층 내에 하나 이상의 반응성 화학종을 포함하는 것으로부터 이익을 얻을 수 있다.

프로파일화된 다이(12)로부터 나오는 용융된 압출물(13)은 닙으로 통과된다. 일부 예시적인 구성에서, 닙은 매끄러운 압착 롤 및 그 표면 상에 구조물을 갖는 구조화된 롤을 포함하거나, 압착 롤 및 공구 롤 둘 모두가 그 표면 상에 구조물을 가질 수 있다. 대안적으로, 니핑(nipping) 표면의 하나 또는 둘 모두가 순환 벨트 또는 다른 연속적인 표면 구성물 상에 있을 수 있다. 순환 벨트를 사용하여 필름을 생성하기 위한 공정의 일례가 미국 특허 제5,204,037호(후지이(Fujii))에 기술되어 있다. 프로파일화된 다이(12)로부터 나오는 용융된 압출물(13)은 닙에서 롤 상에 존재하는 구조물들 내의 공간을 채우기에 충분히 용융되는 동시에, 또한 압출물이 닙 내로 통과할 때까지 프로파일화된 다이를 통한 압출에 의해 생성되는 단면 프로파일을 실질적으로 유지시키기에 충분한 용융 강도 또는 모듈러스를 갖는다.

압착 롤(14)은 금속, 예컨대 스테인레스강과 같은 강철, 또는 알루미늄, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 압착 롤(14)은, 예를 들어 약 20 ㎝ 이하에서 약 60 ㎝ 이상까지의 직경을 가질 수 있다. 압착 롤(14)은, 예컨대 크롬, 구리, 니켈, 니켈-인 도금, 또는 임의의 다른 사용가능 도금으로 형성되는 도금된 표면(17)을 가질 수 있거나, 압착 롤은 순응성 표면 층(예컨대, 실리콘 또는 EPDM)을 가질 수 있다. 압착 롤(14) 상의 외부 표면(17)은 경면 마무리(mirror finish)를 가질 수 있거나, 구조화된 표면을 가질 수 있다. 롤은 전형적으로 물 또는 다른 유체로 냉각된다.

일부 실시예에서, 압착 롤(14)의 외부 표면(17)은 구조화된 필름(20)이 양 주 표면 상에 특징부들을 갖도록 구조적 특징부들(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 이러한 공정에 의해 제조될 수 있는 단면의 유형의 일례가 도 9에 도시된 것이다.

공구 롤(15)은 금속, 예컨대 스테인레스강과 같은 강철, 또는 알루미늄, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 공구 롤(15)은, 예를 들어 약 20 ㎝ 이하에서 약 60 ㎝ 이상까지의 직경을 가질 수 있다. 공구 롤(15)은, 예컨대 크롬, 구리, 니켈, 니켈-인 도금, 또는 임의의 다른 사용가능 도금으로 형성되는 도금된 표면을 가질 수 있다. 본 명세서에 기술되는 다양한 실시예에서, 공구 롤(15)에는 전형적으로 구조화된 표면이 제공된다. 공구 롤(15)은 구조화된 필름(20)이 공구 롤(15)의 그것에 상보적인 표면 프로파일을 갖도록 그의 구조화된 표면 프로파일을 구조화된 필름(20)으로 전사할 수 있다. 공구 롤은 복제될 구조적 특징부들을 포함하는 금속 슬리브 또는 적층된 코팅과 같은 외부 층을 가질 수 있다.

다양한 공지된 방법이 구조화된 표면(16)을 공구 롤(15) 상에 제공하기 위해 사용될 수 있으며, 인그레이빙(engraving), 다이아몬드 선삭 및 당업계에 공지된 다른 기술의 다양한 조합을 포함한다.

구조화된 롤(15) 상의 구조적 특징부들은 레일(rail), 프리즘(prism), 웨지(wedge), 렌즈(lense), 웰(well), 포스트(post)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 기하학적 형상을 갖는 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 구조화된 롤 상의 특징부들이 웨브 하류(down-web) 차원으로 배향되는 것이 일반적으로 바람직하지만, 이들은 구조화된 특징부들이 웨브 하류 차원으로 배향된 사인곡선형 패턴을 갖는 도 13a 및 도 14의 실시예에 도시된 바와 같이 선형일 필요는 없다. 웨브 횡단(cross-web) 차원으로 배향된 일부 부분을 갖는 특징부들이 또한 있을 수 있다.

일부 실시예에서, 공구 롤(15) 내의 구조적 특징부들은 압출물 특징부들의 고정적인 체적에 정합하는 공구 표면 특징부들 내로의 수지의 고정적인 소비가 있도록 웨브 하류 차원으로 연속적인, 중단되지 않는 특징부들이다. 다른 실시예에서, 불연속적 공구 표면 특징부들이 공구 롤(15)의 표면(16) 상에 제공될 수 있다. 불연속적 구조물들은, 예를 들어 구조화된 필름(20)의 완성된 표면을 따라 소형 돌출부들을 형성하는 개별 웰을 포함할 수 있다.

수지 재료로서 사용하기에 적합한 재료는 일반적으로 유동가능 용융물로 가열되고 필름으로 재고화될 수 있는 다양한 재료 중 임의의 것을 포함한다. 하기가 수지 재료의 예이다: 열가소성 중합체, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메틸렌옥사이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 공중합체, 예컨대 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌 (메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌 말레산 무수물 공중합체, 유핵(nucleated) 반-결정질 폴리에스테르, 폴리에틸렌나프탈레이트의 공중합체, 폴리이미드 공중합체, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 옥사이드 및 아크릴로니트릴, 부타디엔, 및 스티렌의 공중합체 및 이들 재료의 서로 그리고 다른 수지와의 블렌드.

일부 실시예에서, 용융된 수지는 대략 섭씨 250도의 온도에서 또는 약 섭씨 200도 내지 약 300도 범위 내의 온도에서 압출될 수 있다. 압출물의 실제 온도는 그 특정 수지에 적절하도록 선택된다.

수지는 분말, 예컨대 건식 실리카, 활석 또는 점토; 자성, 전기 전도성, 열 전도성, 전기 및 열 전도성, 또는 비전도성 미립자; 섬유; 유리 또는 중합체 중공 미소구체, 유리 또는 중합체 중실 미소구체, 팽창가능한 중합체 미소구체, 정전기방지제, 윤활제, 습윤제, 유동 조절제, 점착부여 수지, 계면활성제, 안료, 염료, 착색제, 결합제, 가소제 및 산화방지제; 광 확산제, UV 흡수제, 열 안정제, 충전제 및 정전기방지제와 같은 첨가제를 이에 제한됨이 없이 함유할 수 있다.

본 명세서에 기술되는 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예는 구조화된 공구 롤의 표면 상의 특징부들을 채우기에 충분한 재료를 포함하는 용융된 프로파일화된 구성을 갖는 압출물을 제공하는 프로파일화된 다이를 이용한다. 전형적으로, 용융된 압출물은 평탄하지도 않고 서로 평행하지도 않은 대향하는 주 표면들을 포함한다. 도 10a를 참조하면, 용융된 압출물의 주 표면들이 실질적으로 평평하거나 서로 거의 평행한 것으로 간주될 수 있도록 용융된 압출물(100)이 실질적으로 평탄한 대향하는 주 표면들(101, 102)을 갖는 표준적인 종래 기술의 압출 복제 상황이 예시되어 있다. 용융된 압출물(100)은 구조적 특징부들(105)을 포함하는 공구 표면(104)을 갖는 구조화된 공구(103)에 근접하게 도시되어 있다. 도 10b는 실질적으로 평평한 압출물(100)이 구조화된 공구(103)와 접촉하도록 압착된 때 잠재적으로 일어날 수 있는 것을 예시한다. 압출물(100) 내의 불충분한 재료로 인해, 압출물(100)의 주 표면(102)과 생성된 완성된 필름은 공구 표면 상의 특징부들(105) 내로의 용융된 압출물(100)의 유동에 기인하는 함몰부들(106)을 포함한다. 구조적 특징부들(105)의 크기가 실질적으로 평평한 용융된 압출물(100)의 두께에 비해 작을 때, 구조적 특징부들(105)을 채우기 위한 용융된 압출물의 유동은 단지 근소한 함몰부들(106)을 형성할 수 있다. 이러한 효과는 아주 얕은 구조적 특징부들을 갖는 공구 표면을 이용하는 공정에서 어느 정도 덜 두드러진다.

다른 실시예(도시 안됨)에서, 용융된 압출물은 적어도 하나의 구조화된 공구 표면을 포함하는 닙으로의 입구에서 용융된 재료의 "풀(pool)"을 형성하도록 허용된다. 그러한 실시예에서, "풀" 내의 용융된 재료의 양은 풀이 너무 낮게 형성되어 구조화된 공구 표면 내의 함몰부를 불충분하게 채우는 것을 방지하기 위해 미리설정된 체적 또는 질량으로 유지된다.

본 명세서에 기술되는 방법은 구조화된 롤 표면 상의 특징부들을 채우는 동안 압출물(13) 내의 유동을 최소화시키는 것이 도움이 되는 다양한 복제된 필름(20)을 제조하는 데 유용하다. 적어도 하나의 구조화된 롤(15) 상의 구조화된 표면과 웨브 횡단 정렬된 특징부들을 갖는 프로파일화된 압출 다이(22)를 제공함으로써, 웨브 횡단 차원을 따라 한정된 캘리퍼 변동성을 갖는 프로파일화된 압출물이 얻어질 수 있으며, 여기서 이러한 한정된 캘리퍼 변동성은 구조화된 표면 상의 특징부들의 한정된 웨브 횡단 변동성에 맞춰 조절된다. 구조화된 롤 상의 구조화된 표면과 압출물 캘리퍼의 웨브 횡단 정렬은 실질적으로 평평한 압출물을 구조화된 표면에 적용하는 것으로부터 발생할 유동과는 대조적으로, 압출물 재료가 함몰부 내로 유입되거나 리지로부터 유출될 필요성을 최소화할 수 있다. 압출물의 웨브 횡단 캘리퍼를 맞춤으로써, 복제된 필름 물품의 웨브 횡단 캘리퍼의 개선된 제어가 얻어질 수 있다.

도 11a는 용융된 압출물(110)이 제1 주 압출물 표면(111) 및 제2 주 압출물 표면(112)을 갖고, 제1 주 압출물 표면(111)은 제1 구조적 특징부들(116)을 갖는 본 발명의 실시예를 도시한다. 용융된 압출물(110)은 하나 이상의 제2 구조적 특징부(115)를 포함하는 공구 표면(114)을 갖는 구조화된 공구(113)에 근접하게 위치된다. 도 11b에서, 용융된 압출물(110)은 제1 구조적 특징부(116)의 일부분이 공구 표면 상의 제2 구조적 특징부(115)와 접촉하게 하도록 공구 표면(114)과 접촉된 이후로 도시되어 있다. 후속 단계(도시 안됨)에서, 용융된 압출물(110)은 냉각되고, 구조화된 공구(113)로부터 제거되어 구조화된 필름(20)을 제공할 수 있다.

도 11a에서, 구조적 특징부들(115, 116) 각각은 90도 모서리들을 갖는 직선형인 것으로 도시되어 있지만; 구조적 특징부들은 정렬된 다음에 복제 단계 동안 함께 압착되거나 니핑될 수 있고 후속하여 해제될 수 있는 다양한 기하학적 형상을 포함하기 위해 직선형으로부터 벗어날 수 있다. 예를 들어, 구조적 특징부들(115, 116)은 약간 둥근 모서리들을 가질 수 있다.

전형적으로, 단지 하나의 주 표면 상에만 구조적 특징부들을 갖는 압출물과 실질적으로 매끄러운 표면을 갖는 압착 롤 및 그 표면 상에 특징부들을 갖는 공구 롤과의 닙에 대해, 압출물 특징부들의 단면적이 그것이 정렬되는 공구 특징부 또는 특징부들의 단면적과 반드시 동일하지는 않지만 유사한 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 도 12a 내지 도 12c에서와 같이, 구조물들을 갖는 제1 표면 및 실질적으로 평탄한 제2 표면을 가진 필름이 형성될 것이다.

도 12a는 용융된 압출물(120)이 주 표면들(121, 122)을 갖고, 도 7에 주어진 예와 유사한, 그리고 여기서, 프로파일로 여기에 도시된 그리고 공구 표면(126) 내의 구조적 특징부들을 한정하는 표면들(127, 128, 129)을 갖는 공구(125) 내의 구조적 특징부들과 용융된 압출물의 두꺼운 구역(123)을 정렬시키도록 배향되는 프로파일을 갖는 본 발명의 실시예를 도시한다. 용융된 압출물(120)은 도 12c에 도시된 바와 같이, 주 압출물 표면(122) 상의 구조적 특징부들(123)의 일부분이 공구 표면 내의 구조적 특징부들과 접촉하게 하도록 공구 표면과 접촉된다. 용융된 압출물(120)은 도 12d에 도시된 바와 같이, 표면(137, 138, 139)에 의해 한정되는 구조적 특징부들(130)을 갖는 구조화된 필름(200)을 제공하기 위해 냉각된 다음에 공구 표면으로부터 제거된다. 공구 롤(15)과 같은 공구 상에 있을 수 있는 공구 표면(126)이 "얇은 구역"(122)에서 구조화된 필름에 추가의 보다 작은 특징부들을 제공하는 데 유용할 수 있는 추가의 보다 작은 특징부들(도시 안됨)을 포함할 수 있는 것으로 이해될 것이다.

일부 실시예에서, 용융된 압출물은 도 12b에 도시된 압출물(1200) 내의 구조적 특징부들(1230)과 같은, 공구 표면 내의 하나 이상의 구조적 특징부의 기하학적 형상에 밀접하게 정합되는 프로파일을 가질 수 있다. 비제한적 실시예에서, 압출물(1200)은 주 압출물 표면들(1210, 1220)과, 여기서 둥근 모서리로 도시된 모서리들(1241, 1242)을 갖는 구조적 특징부들(1230)을 가진다. 다른 실시예에서, 이들 모서리(1241, 1242) 중 어느 하나 또는 둘 모두, 또는 압출물 표면 상의 다른 모서리들은 더 둥글거나 덜 둥글게 될 수 있거나, 모서리들은 일부 실시예에 바람직할 수 있는 바와 같이 날카로울 수 있다.

일부 실시예에서, 압출물 특징부들의 단면적이 공구 표면 특징부들의 단면적에 밀접하게 정합되는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 구조적 특징부의 웨브 횡단 단면적 대 제2 구조적 특징부의 웨브 횡단 단면적의 비는 약 1.0이다. 예를 들어, 도 12a는 공구(125)의 표면에서 표면(127, 128, 129)에 의해 한정되는 구조적 특징부의 웨브 횡단 단면적과 유사한 웨브 횡단 단면적을 가질 수 있는 제1 구조적 특징부(123)를 도시한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 압출물 특징부들의 단면적이 공구 표면 특징부(또는 특징부들)의 단면적보다 큰 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우 압출물 구조적 특징부의 일부분을 공구 표면 특징부(또는 특징부들)와 접촉시키는 것은 특정 웨브 횡단 영역 결과에서 보다 두꺼운 기부 캘리퍼를 갖는 필름을 형성한다. 이러한 유형의 실시예에서, 용융된 압출물의 유동이 공구 롤과 접촉하고 있는 표면에 대향되는 압출물의 실질적으로 평탄한 표면을 지나 돌출되도록 허용하기 위해, 압착 롤이 순응성 표면을 갖는 것이 바람직할 수 있다.

도 13a 및 도 13b에서, 그 주 표면 상에 홈(1312)을 갖는 구조화된 필름(1310)의 실시예가 도시되어 있다. 여기서 "홈"은 리지(1313) 및 밸리(valley)(1314)를 포함할 수 있다. 구조화된 필름(1310)의 일부 실시예에서, 그리고 도 13a에 도시된 바와 같이, 홈형 영역 및 "비홈형"(즉, 실질적으로 평평한) 영역(1315)의 조합이 있을 수 있다. 도 13a에서, 홈(1312)은 사인곡선형 패턴을 갖는다.

도 13b는 리지(1313) 및 리지(1313)의 양 측면 옆에 있는 밸리(1314a, 1314b)를 포함하는 적어도 하나의 홈(1312)과 바닥부 또는 기부(1316)를 도시한, 축(1330)에 수직한 부분 단면도를 도시한다. 밸리(1314a, 1314b)는 기부 두께 R₀ 및 폭 Y를 갖고, 리지(1313)는 높이 R_i 및 폭 X를 가지며, X는 도 13b에 도시된 바와 같이 Y의 폭의 약 2배이지만, 다른 비가 선택될 수 있다. 상대 치수 R₀, R_i, X 및 Y는 구조화된 필름(1310)에서 요구되는 특성에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 구조화된 필름(1310)이 Y의 폭의 약 2배이도록 X를 선택하는 것에 기인하는 강성도를 갖는 것이 바람직할 수 있다.

구조화된 필름(1310)이 제조될 수 있는 방법을 설명하기 위해, 웨브 횡단(CW) 및 웨브 하류(DW) 차원에 직교하는 시점에서 본 공구 표면(1400)의 도면을 개략적으로 도시한 도 14를 참조한다. 여기서 도 13a의 홈(1312)의 음화인 공구 표면 내의 함몰부를 나타내는 실선(1420)과 중첩되는 방식으로 일 세트의 사인곡선형 공구 표면 구조물(1420)과 접촉하는 압출물 영역(1410)이 도시된다. 도 14의 사인곡선형 파선(1450)은 선택적으로 공구 표면 내에 존재할 수 있는 보다 얕은 함몰부를 나타낸다. 압출물 영역(1410)은 프로파일화된 다이 립, 예를 들어 비-직선형 부분(1380) 및 직선형 부분(1390)을 갖는, 도 13c에 개략적으로 도시된 프로파일화된 다이 립에 걸친 압출에 의해 형성될 수 있다. 도면 부호 1380의 치수는 공구 표면 특징부들(1420)을 채우기에 충분한 폭 및 체적을 갖는 압출물 특징부를 형성하도록 선택될 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 다이 립 특징부(1380)는 에지(1430)로부터 에지(1440)까지 공구 표면과 접촉하는 압출물 특징부를 형성하기 위한 폭을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 다이 립 특징부(1380)는 지점(1415, 1416)에 개략적으로 도시된 바와 같이, 사인곡선형 공구 표면 함몰부(1421) 세트의 전체 폭보다 좁은 폭을 갖는 압출물 특징부(1411)를 생성하도록 선택될 수 있다.

예

추가의 실시예 및 그 특징이 하기의 비제한적인 예에 기재된다.

도 13a에 도시된 것과 유사한 표면 구조물을 갖는 구조화된 복제된 필름을 코폴리에스테르 중합체(미국 테네시주 킹즈포트 소재의 이스트만 케미칼 코.(Eastman Chemical Co.)로부터 입수되는 이스타(Eastar) PETG 6763) 및 하기의 절차를 사용하여 제조하였다. 32 ㎜ (24 L/D) 4 - 구역 단축 압출기(11 RPM)를 사용하여 PETG 중합체를 용융시켰고 2개의 제거가능 다이 립을 구비한 20 센티미터 폭의 종래의 코트-행어(coat-hanger) 필름 다이 내로 압출시켰다. 다이 립들 중 하나를 종래의 와이어 EDM(전자 방전 기계가공) 기술을 사용하여 도 13c에 도시된 것과 같은 프로파일을 갖도록 형상화시켰다. 압출기의 제1 구역을 대략 25℃에서 수냉시켰다. 압출기의 제2 구역을 210℃로 설정한 반면, 나머지 구역을 180℃로 설정하였다. 다이 온도를 170℃에서 유지하였다. 다이 내에서 중합체의 용융 온도는 246℃였다. 용융된 중합체를 프로파일화된 다이 립을 통해 그리고 수직 하향으로, 일측의 32 ㎝ 직경 온도 제어식 강철 공구 롤(52℃) 및 대향측의 32 ㎝ 직경 냉각(24℃) 롤(실리콘 고무 코팅을 가짐)로 구성된 닙 내로 압출하였다. 도 13a에 도시된 필름 표면의 표면 구조물에 상보적인 롤 주위의 일련의 사인곡선형 홈으로 기계가공된 구조화된 알루미늄 슬리브를 강철 롤에 설치하였다. 직선 1 ㎝당 3200 N의 닙 힘을 사용하였다. 프로파일화된 다이 립을, 압출물의 형상화된 면이 공구 롤의 표면 상의 홈과 접촉하도록 위치시켰고, 압출물 내의 프로파일을 공구 롤 내의 적합한 홈과 정렬시켰다. 압출물을 롤 상에 대략 180도 래핑(wrap)하기 위해 공구 롤과 접촉시켰다. 필름을 공구 롤 속도에 비해 약간 빠른(oversped) 피동 박리식(peel-off) 고무 코팅된 롤을 사용하여 5.5 미터/분으로 공구 롤로부터 떼어내었다.

본 명세서에 개시된 특정한 예시적인 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등이 다수의 실시예에서 변형 및/또는 조합될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러한 모든 변형 및 조합은 본 발명자에 의해 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 특정한 예시적인 구성으로 제한되어서는 안 되며, 오히려 특허청구범위의 언어에 의해 기술된 구조 및 이들 구조의 등가물에 의해 제한되어야 한다. 본 명세서와 본 명세서에 참고로 포함된 임의의 문헌의 개시 내용 간에 상충 또는 모순이 있는 경우에는, 본 명세서가 우선할 것이다.

Claims (23)

1. 구조화된 필름을 제조하기 위한 방법으로서,
   (a) 용융된 재료를 적어도 하나의 프로파일화된 다이 립(profiled die lip)을 갖는 압출 다이를 통해 압출하여, 제1 및 제2 주 압출물 표면들을 가지며 제1 주 압출물 표면 내의 제1 구조적 특징부를 가진 용융된 압출물을 형성하는 단계;
   (b) 용융된 압출물을 하나 이상의 제2 구조적 특징부를 포함하는 공구 표면과 접촉시켜서, 제1 주 압출물 표면 내의 제1 구조적 특징부의 일부분이 공구 표면 상의 제2 구조적 특징부들 중 적어도 하나와 접촉하게 하는 단계; 및
   (c) 용융된 압출물을 냉각시켜서 구조화된 필름을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 용융된 재료를 압출하는 단계는 용융된 재료를 수직 하향으로 그리고 공구 표면과 접촉하도록 압출하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 용융된 재료를 압출하는 단계는 폴리올레핀, 올레핀-함유 중합체, 및 이들 중 2가지 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 열성형가능 재료를 압출하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 용융된 재료를 압출하는 단계는 단축(single screw) 압출기를 사용하여 수행되는 방법.
5. 제1항에 있어서, 용융된 재료를 압출하는 단계는 2축(twin screw) 압출기를 사용하여 수행되는 방법.
6. 제1항에 있어서, 용융된 재료를 압출하는 단계는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메틸렌옥사이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌 (메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌 말레산 무수물 공중합체, 유핵(nucleated) 반-결정질 폴리에스테르, 폴리에틸렌나프탈레이트 공중합체, 폴리이미드 공중합체, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴-코-폴리부타디엔-코-폴리스티렌, 및 이들 중 2가지 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 중합체 재료를 압출하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 용융된 재료를 압출하는 단계는 환형 올레핀 공중합체, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리메틸펜텐, 스티렌 아크릴로니트릴, 및 이들 중 2가지 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터의 하나 이상의 중합체 재료를 압출하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 단계 b)에서 용융된 압출물을 공구 표면과 접촉시키는 단계는 용융된 압출물을 공구 표면과 닙 롤(nip roll) 사이에서 니핑(nipping)시키는 단계를 포함하며, 공구 표면은 공구 롤 상의 표면인 방법.
9. 제8항에 있어서, 닙 롤 또는 공구 롤 중 적어도 하나는 냉각되는 방법.
10. 제1항에 있어서, 단계 b)에서 용융된 압출물을 공구 표면과 접촉시키는 단계는 용융된 압출물을 공구 표면과 닙 롤 사이에서 니핑시키는 단계를 포함하며, 공구 표면은 순환 벨트(endless belt) 상의 표면인 방법.
11. 제1항에 있어서, 단계 b)에서 용융된 압출물을 공구 표면과 접촉시키는 단계는 용융된 압출물을 공구 표면과 닙 표면 사이에서 니핑시키는 단계를 포함하며, 닙 표면은 순환 벨트 상의 표면인 방법.
12. 제1항에 있어서, 단계 b)는 용융된 압출물의 유리 전이 온도 초과의 온도에서 일어나는 방법.
13. 제1항에 있어서, 제1 구조적 특징부의 일부분은 공구 표면 상에 위치되는 제2 구조적 특징부들 중 적어도 2개와 접촉하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 제1 구조적 특징부의 웨브 횡단 단면적 대 제2 구조적 특징부의 웨브 횡단 단면적의 비는 약 1.0인 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되는 구조화된 필름.
16. 압출 복제(extrusion replication)를 위한 장치로서,
    적어도 하나의 프로파일화된 다이 립을 갖는 프로파일화된 압출 다이를 구비한 압출기; 및
    프로파일화된 압출 다이로부터 용융된 압출물을 수용하도록 위치되는 구조화된 표면을 갖는 공구를 포함하는 장치.
17. 제16항에 있어서, 공구는 공구 롤을 포함하는 장치.
18. 제16항에 있어서, 공구는 순환 벨트를 포함하는 장치.
19. 제16항에 있어서, 압출기는 단축 압출기인 장치.
20. 제16항에 있어서, 압출기는 2축 압출기인 장치.
21. 제17항 또는 제18항에 있어서, 공구와 함께 닙을 형성하도록 닙 롤을 추가로 포함하는 장치.
22. 제21항에 있어서, 닙 롤은 구조화된 표면을 갖는 장치.
23. 제21항에 있어서, 닙 롤은 순응성(conformable) 표면을 갖는 장치.

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