KR20130136493A - 미세복제용 냉각 유닛 - Google Patents

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KR20130136493A
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유진 로젠바오움
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

예시적 일 실시예에 따르면, 미세복제용 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는, 저부 층(111), 복수 개의 측벽들(112) 및 중간 층(113)을 갖는 냉각 유닛(110)을 포함한다. 상기 저부층은 외부 둘레부를 가지며, 복수 개의 측벽들이 저부 층의 외부 둘레부를 둘러싼다. 중간 층은 저부 층과 측벽들의 상부 부분 사이에 위치된다. 중간 층은 복수 개의 개구(116, 117, 118)들을 포함할 수 있고, 이 개구들은 냉각제들을 분배하는 장치를 유지하거나 냉각제들의 방출을 위해 사용될 수 있다. 방법은 미세복제중 폴리머 필름의 가열 및 가압 후에 상기 장치를 이용한다.

Description

미세복제용 냉각 유닛 {COOLING UNIT FOR MICROREPLICATION}
본 출원은 2010년 11월 30일자로 출원된 미국 가출원 제 61/418,153 호를 우선권 주장하며, 그의 내용 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은 특별한 광학적 특징을 갖는 표면 토포그래피(topography)를 만들기 위해서 미세복제된 패턴들을 포함하는 필름들의 제조 분야에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 소정의 미세복제 프로세스들의 제조 효율들을 개선하는데 지향된다.
미세복제는, 연질화된 폴리머 필름 또는 압출된 재료가 가압 닙(pressure nip)과 접촉하게 되어, 압출물 또는 연질화된 필름이 그 위에 미세 패터닝(fine patterning) 또는 특별한 표면 토포그래피를 갖는 도구에 대하여 가압되는(pressed) 프로세스이다. 이 패턴 또는 토포그래피는 도구와 접촉하는 재료의 측면 상에 반대로 전사된다(transferred). 전술한 프로세스는 반사재(reflective material)들 또는 다른 광학 필름들과 같은 패턴화되거나 복제된 제품들을 생산하기 위해서 롤 대 롤(roll to roll) 제조 방법들에서 널리 사용된다.
전형적인 미세복제 프로세스는 필름 또는 압출물로서 제공될 수 있는 폴리머 재료를 연질화하기 위해 가열 수단을 포함하고, 그리고 이후 폴리머 재료 상에 패턴을 압입(impress)하기 위해서 열과 압력을 사용하는 수단, 및 이후 롤업되거나 시트화되거나 다른 방식으로 수집되기 이전에 패턴화된 폴리머를 냉각시키기 위해서 재료를 냉각하는 수단을 포함한다.
제조 속도는 가장 느린 프로세스에 의해 제한될 수 있는데, 이 프로세스는 전술한 단계(가열, 가압, 냉각)들 중 어느 하나에 의해 판정될 수 있다. 근적외선(NIR)과 같은 가열의 진보에 의해, 냉각 단계는 이후 병목현상(bottle neck)이 될 수 있는데, 즉 필름이 충분히 빠르게 냉각되지 않아, 필름을 추가로 냉각하기 위해 충분한 시간을 제공할 정도로 생산 속도가 낮아져야 한다. 현재, 냉각은 재순환 팬(recirculating fan)들, 송풍기(blower)들, 칠드 롤러들 등과 같은 냉각 공기의 채용을 통해 실행된다.
필름들 또는 웨브(web)들의 냉각을 개선하기 위한 다수의 종래 방법들이 존재한다. 이러한 일례는 필름으로부터 열을 제거하기 위해서 열전도를 사용하는 것이다. 열전도의 열전달계수가 (공기에 의한)열대류의 열전달계수보다 10배(the order of magnitude) 더 높은 것으로 잘 알려져 있다. 열 전도에 의한 냉각은 통상적으로, 연속 냉각 벨트에 의해 단일 또는 이중으로 성취된다. 이러한 유형의 장비는 제약 및 식품 산업들에서 폭넓게 구현되는 것으로 발견되고 있다. 전형적으로, 이러한 얇은 금속 벨트(스테인리스강 또는 황동)는 폐쇄 루프를 형성하도록 벨트의 단부들에서 연결된다. 벨트는 냉각을 필요로하는 표면 반대쪽의 벨트 측 상에 냉수(chilled water) 또는 다른 냉각제를 분무함으로써 계속해서 냉각된다. 금속을 통한 높은 열전달에 기인하여, 열이 고온 표면으로부터 효과적으로 제거된다. 이러한 프로세스에서, 고온 표면과 저온 표면 사이에 양호한 접촉을 보장하는 것이 중요하다. 냉각 벨트와 냉각될 필름의 표면들 사이의 공기 갭이 존재하는 경우에, 열전달 계수는 극적으로 강하하며, 냉각은 충분하지 않게 된다. 이러한 냉각 장비의 예시적 제조사들은 샌드빅(Sandvik) 및 BBA를 포함한다.
따라서, 특히 표면 토포그래피를 갖는 패턴 제품의 생산을 용이하게 하기 위해서 냉각 단계의 개선에 대한 요구가 존재한다.
하기에 설명되는 본 발명의 실시예들은, 후속하는 상세한 설명에 개시된 정확한 형태들로 본 발명을 철저하게 하거나 제한하고자 의도되지는 않는다. 오히려, 본 실시예들은 당업자가 본 발명의 원리들 및 실시들을 인식 및 이해할 수 있도록 선택 및 설명된다. 예시적 일 실시예에 따르면, 미세복제용 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는, 저부 층, 복수 개의 측벽들 및 중간 층을 갖는 냉각 유닛을 포함한다. 상기 저부층은 외부 둘레부를 가지며, 복수 개의 측벽들이 저부 층의 외부 둘레부를 둘러싼다. 중간 층은 저부 층과 측벽들의 상부 부분 사이에 위치된다. 중간 층은 복수 개의 개구들을 포함할 수 있고, 이 개구들은 냉각제들을 분배하는 장치를 유지하거나 냉각제들의 방출을 위해 사용될 수 있다. 방법은 미세복제중 폴리머 필름의 가열 및 가압 후에 상기 장치를 이용한다.
본 발명의 목적은, 롤러들의 제 1 세트 둘레에 루프를 형성하는 벨트, 상기 벨트 및 필름을 지지하는 롤러들의 제 2 세트, 및 하나 이상의 냉각제를 이송하기 위한 하나 이상의 노즐을 포함하며, 상기 하나 이상의 노즐은 상기 벨트와 상기 필름 아래에 위치되는, 미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 벨트 및 필름을 지지하는 롤러들의 제 1 세트 둘레에 루프를 형성하는 벨트, 및 하나 이상의 냉각제를 이송하기 위한 하나 이상의 노즐을 포함하며, 상기 하나 이상의 노즐은 상기 벨트와 상기 필름 아래에 위치되는, 미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 후속하는 상세한 설명으로부터 당업자에게 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시예들 및 특정 예시들의 상세한 설명, 게다가 바람직한 것을 나타내는 다른 실시예들은 예시를 위한 것이지 제한을 위해 부여된 것은 아니라는 것이 이해된다. 본 발명의 범주 내에 있는 많은 변형예들 및 수정예들이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있으며, 본 발명은 이러한 수정예들을 모두 포함한다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적들 및 이점들은, 첨부 도면들과 관련하여 본 발명의 후속하는 본원의 바람직한 예시적 실시예들의 보다 상세한 설명을 참조함으로써 보다 완벽하게 이해 및 인식될 것이다.
도 1은 냉각 유닛의 개략적 예시이다.
도 2a 및 도 2b는 냉각 유닛의 설계의 개략적 예시들이다.
도 3은 냉각 셋업의 개략도이다.
도 4는 미세복제 셋업의 예시도를 도시한다.
달리 나타내지 않는 한, 상기 도면들의 예시들은 반드시 축적대로 그려질 필요는 없다.
본원에 개시된 장치들 및 방법들은 예시들에 의해 그리고 도면들을 참조하여 상세히 설명된다. 달리 특정하지 않는 한, 도면들의 동일 숫자들은 도면들 전체를 통해 동일하고, 유사하며 또는 대응하는 요소들에 대한 참조들을 나타낸다. 개시되고 설명된 예시들, 배열체들, 구성들, 구성요소들, 요소들, 장치들, 방법들, 재료들 등에 대한 수정예들이 특정 적용분야를 위해서 만들어질 수 있으며 요망될 수 있음이 상정될 것이다. 본 명세서에서, 특정 형상들, 재료들, 기술들, 배열체들 등의 임의의 식별은 제공된 특정 예시에 관련되거나 이러한 형상, 재료, 기술, 배열체 등의 단지 일반적인 설명이다. 특정 상세들 또는 예시들의 식별들은 그 자체로 구체적으로 지정되지 않는 한 강제적이거나 제한적인 것으로 해석되는 의도는 아니며, 그리고 해석되어서는 안된다. 이하, 장치들 및 방법들의 선택된 예시들은 도면들을 참조하여 상세히 개시 및 설명된다.
미세복제의 냉각 방법이 개시되어 있다. 이 냉각 방법은 엠보싱처리된 폴리머 필름 냉각시 열 전도를 채용한다.
도 1은 냉각 유닛(110)의 예시를 제공한다. 냉각 유닛(110)은 탱크(106) 및 노즐(104)들의 세트를 포함한다. 탱크(106)는 2 개의 측면 부분(106-1)들 및 1 개의 저부 부분(106-2)을 갖는다. 노즐(104)들의 세트는 공급관(105)에 의해 연결되며 이 공급관은 노즐(104)들의 세트를 공통의 소스로부터 또는 별개로 어느 하나를 공급할 수 있다.
가열 후에, 엠보싱처리된 폴리머 필름, 또는 웨브(102)가 냉각 유닛(110) 상에서 화살표(M)로 나타내는 바와 같이 증가식으로(incrementally) 전방으로 인덱싱된다. 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)은 후방측(103) 및 전방측(101)을 갖는다. 전방측(101)은 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 가열 및 가압으로부터 엠보싱처리된 패턴을 포함하고, 냉각 유닛(110)과는 접촉하지 않지만, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 후방측(103)은 냉각 유닛(110)과 접촉하게 된다.
엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 냉각시, 노즐(104)들 세트는 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 후방측(103) 상에 냉각제를 직접 분무하고, 노즐(104)들로부터 냉각제들이 배출된다면 탱크(106)는 재생 또는 폐기 중 어느 하나가 될 냉각제들을 수집하는데 사용된다. 또한, 펌핑 및 칠링(chilling) 시스템이 냉각제들의 이송을 위해서 사용될 수 있다.
냉각제는, 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 물, 냉수, 글리콜이 혼합된 물, 글리콜 또는 공기가 혼합된 물을 포함할 수 있다.
각각의 노즐(104)은 공급관(105)에 의해 냉각제들의 공급장치(supply)에 연결된다. 공급관(105)은 수 개의 독립적인 공급장치들로부터 또는 하나의 공급장치 중 어느 하나로부터 냉각제들을 제공할 수 있다. 공급관(105)이 냉각제들의 독립적인 공급장치들로부터 노즐(104)들에 공급되면, 상이한 유형들의 냉각제들이 한번에 제공될 수 있다. 게다가, 노즐(104)들에는 사용될 하나의 유형의 냉각제를 허용하는 반면, 다른 냉각제들을 사용하지 않는 제어 밸브들이 장비될 수 있다. 제어 밸브들이 각각의 노즐(104)에, 또는 노즐들의 각각의 롤에, 또는 특정 영역을 위한 노즐들에 추가될 수 있다.
게다가, 냉각제를 공급하는 유속(flow rate)은 변화될 수 있다. 즉, 냉각 유닛(110)에서의 냉각 속도(cooling rate)들을 증가 또는 감소시킬 필요가 있음에 따라 온도가 수정될 수 있도록 동일한 유속 또는 상이한 유속들 중 어느 하나로, 2 개 또는 그 초과의 냉각제들의 유형들이 노즐(104)들의 세트로부터 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 후방측(103)으로 공급될 수 있다. 냉각제들을 별개로 공급함으로써, 상이한 냉각제들이 하나의 제조 프로세스 또는 상이한 제조 프로세스들 또는 재료들에 의해 사용될 수 있다. 상이한 제조 프로세스들에 추가의 냉각제들이 사용될 수 있게 함으로써, 상이한 처리 적용분야들에 대한 재료들 또는 요구조건들의 변경(changeover)이 존재할 때, 전체 시스템이 정화(purge)될 필요는 없다.
냉각제들을 각각 공급하는 것의 다른 이점은, 냉각제들의 온도가 냉각에 사용되는 재료의 유형에 따라 변경될 수 있다는 것이다. 예컨대, 냉각제로서 사용되는 물은, 약 45℉ 내지 약 55℉의 범위일 수 있지만, 냉각제로서 글리콜이 사용될 때 글리콜은 약 45℉의 온도 범위를 가질 수 있다. 공급관(105)은 제조 작업의 요구조건들, 크기 및 속도에 따라 하나 또는 그 초과의 탱크들로부터 냉각제를 인출할 수 있다.
부여된 노즐(104)들의 세트를 위한 냉각 효율은 노즐(104)들과 엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 사이의 거리 또는 노즐(104)들이 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)을 향해 지향되는 각도를 조정함으로써 추가로 개선될 수 있다.
냉각 유닛(110)은 방수 밀봉(water proof sealing)을 사용한 미세복제(microreplication) 장치에 부착될 것이다. 게다가, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)상에 남아 있는 임의의 잔류 냉각제를 건조시키고 제거하기 위해서, 공기 건조 유닛 또는 에어 나이프(air knife)가 냉각 유닛의 하류에 배열될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 냉각 유닛의 설계의 예시들을 제공한다. 도 2a는 냉각 유닛(110)의 사시도를 나타낸다. 냉각 유닛(110)은 저부층(111), 상부 부분 및 하부 부분 양자를 갖는 복수 개의 측벽(112)들을 갖는다. 저부층(111)은 외부 둘레부에 의해 둘러싸이는 특정 영역을 갖는데, 여기서, 저부층(111)은 상부면 및 저부면을 갖는다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 저부층(111)의 외부 둘레부는 직사각형 형상이다. 저부층(111)이 직사각형이면, 이후, 저부층(111)의 외부 둘레부를 둘러싸는 4 개의 측벽들이 존재한다. 저부층(111)의 직사각형 형상 이외에, 정사각형 또는 육각형과 같은 냉각 유닛(110)을 위해서 다른 기하학적 형상들이 사용될 수 있다.
또한, 냉각 유닛은 중간 층, 또는 캐리어 트레이(113)를 포함한다. 중간 층(113)은 상부측(115), 저부측(114) 및 외부 중간 층 둘레부를 갖는다. 수개의 구멍(116, 117, 118)들이 중간 층(113) 상에 위치된다. 구멍(116, 117, 118)들은 다양한 크기의 노즐(104)들(도 1)이 냉각제들의 이송을 허용하기 위해 다양한 크기들을 갖는다. 중간 층(113)은 냉각 유닛(110)의 측벽(112)들의 상부 부분 아래와 저부 층(111) 사이 공간에 위치된다. 중간 층(113)은 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)과 접촉하지 않는다. 중간 층(113)은 저부 층(111)과 접촉하지 않아, 중간 층(113)과 저부 층(111)에 의해 규정된 공간 내에 배관(tubing) 또는 도관(conduit)들이 배열되는 것을 허용한다.
냉각제를 수집하기 위해서, 저부 층(111)은 중앙 방출 배관(central drainage tubing)에 연결되는 방출 구멍을 가질 수 있다. 중앙 방출 배관은 또한, 소비된 냉각제를 중앙 저장소(reservoir)에서 수집할 수 있다.
도 2b는 중간 층(113)의 간격 및 구멍(116)들의 구성을 제공한다. 나타낸 바와 같이, 구멍(116)들은 균일하게 이격 및 정렬된다. 구멍(116)들 이외에, 냉각 유닛(110)(도 2a)은, 냉각제가 노즐(104)들(도 1)을 통해 배출된 이후에 냉각제들을 수집하기 위한 수집 채널들 또는 수집 그루브들 또는 수집 로우(119)들을 포함할 수 있으며, 이 노즐들은 구멍(116)들에 위치된다. 도 2b에 의해 제안된 실시예 이외에, 구멍(116)들 및 수집 채널(119)들을 위한 많은 구성들이 균일한 냉각 패턴을 제공하기 위해서 중간 층(113) 상에 배열될 수 있다.
도 3은 예시적 냉각 벨트 시스템(130)을 나타낸다. 냉각 벨트 시스템(130)은 냉각 유닛(110), 얇은 금속 벨트(120), 롤러(121)들의 제 1 세트 및 롤러(125)들의 제 2 세트를 포함한다. 얇은 금속 벨트(120)는 롤러(121)들의 제 1 세트 및 롤러(125)들의 제 2 세트 둘레에 연속 루프를 형성한다. 얇은 금속 벨트(120)가 연속 루프를 이동함에 따라 롤러(121)들의 제 1 세트는 얇은 금속 벨트(120)를 지지한다. 롤러(125)들의 제 2 세트는 냉각 유닛(110) 내에 포함되고, 얇은 금속 벨트(120), 엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 및 냉각제 이송용 노즐(104)들의 세트를 지지한다.
얇은 금속 벨트(120)는 상부 측(123) 및 저부 측(122)을 갖는다. 얇은 금속 벨트(120)의 저부 측(122)은 냉각 벨트 시스템(130)과 접촉되며, 얇은 금속 벨트(120)의 상부 측(123)은 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)과 접촉된다.
얇은 금속 벨트(120)는 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)을 가열 및 가압한 후에 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)과 초기에 접촉하게 한다. 초기 접촉 이후에, 얇은 금속 벨트(120)는 롤러(121)들의 제 1 세트 및 롤러(125)들의 제 2 세트의 도움에 의해 화살표(F)로 나타내는 바와 같이 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)을 전방으로 이동시킨다.
엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 일부가 얇은 금속 벨트(120)의 상부에 있고, F 방향으로 전방으로 이동함에 따라, 공급관(105)에 의해 공급되는 노즐(104)들의 세트는 얇은 금속 벨트(120)의 저부 측(122) 상에 냉각제들을 분무한다.
엠보싱처리된 폴리머 필름(102)은, 바람직하게는, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 이동을 방해하지 않거나 그렇지 않으면 엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 상의 전방 측(101)(도 1)에 위치되는 엠보싱처리된 패턴 또는 토포그래피(topography)를 변형하도록 얇은 금속 벨트(120)에 접촉하거나 매우 근접 접촉한다. 얇은 금속 벨트(120)로부터 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)으로의 전도(conduction)를 통해, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)은 온도의 감소를 실행하고, 엠보싱처리된 패턴의 파괴없이 저온으로 엠보싱처리된 패턴이 감소되는 용융 상태로부터 냉각을 실행할 것이다. 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 적절한 냉각을 제공하기 위해서 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)과 얇은 금속 벨트(120) 사이에 양호한 열접촉을 보장하는 것이 중요하다.
얇은 금속 벨트(120)와 엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 사이에 에어 갭이 존재하는 경우에, 열전달 계수는 극적으로 강하하고 냉각은 충분하지 않게 된다.
증가적으로(incrementally), 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 부분은 얇은 금속 벨트(120), 롤러(121)들의 제1 세트, 및 롤러(125)들의 제 2 세트에 의해 F 방향으로 냉각 유닛(110)에 걸쳐 잡아당겨질 것이다. 노즐(104)들이 얇은 금속 벨트(120)에 분무를 계속함에 따라, 소비된 냉각제들은 탱크(106)에 의해 수집된다. 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)의 일부분이 냉각 유닛(110)의 일단부에 가깝게 도달하면, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)은 전방으로 연속하게 되며, 더이상 얇은 금속 벨트(120)에 접촉하지 않고 금속 벨트는 벨트의 연속 루프 내에 유지된다.
얇은 금속 벨트(120)가 설명되고 있지만, 예컨대, 열 블랭킷(thermal blanket), 폴리머릭(polymeric) 또는 재료로부터 열을 제거하거나 빼앗을 수 있는(wick away) 능력을 갖는 다른 재료가 금속 대신에 다른 재료들에 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
게다가, 이러한 실시예는, 냉각 벨트 시스템(130)에서 4 개의 노즐(104)들을 나타내고 있지만, 임의의 개수의 노즐(104)들이 냉각 벨트 시스템(130)으로 구성될 수 있다. 또한, 롤러들 또는 롤러들의 세트들의 수는 실시예로부터 벗어나지 않고 임의의 구성으로 제공될 수 있다.
선택적으로, 냉각 벨트 시스템(130)은, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)과 금속 벨트(120) 사이에 밀접한 열 접촉을 보장하도록 미세복제 도구 또는 벨트의 대향측 상에서 사용될 수 있다.
게다가, 냉각 벨트 시스템(130)은 엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 사이를 잇는 냉각 유닛(110) 위에 위치되는 롤러들의 제 3 세트를 포함할 수 있다. 롤러들의 제 3 세트는, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102)과 동일한 속도로 이동하고, 엠보싱처리된 폴리머 필름(102) 상에 압력을 부과한다.
도 4는 미세복제 냉각 벨트(140) 및 미세복제 벨트(141)를 가지며 미세복제 벨트(141)의 표면 상에 패턴들을 포함하는 미세복제 장치(131)의 개략도이다.
제 1 폴리머 필름(136)은 폴리머 필름(135)의 제 1 롤 상에 권취된다. 또한, 제 2 폴리머 필름(138)은 폴리머 필름(137)의 제 2 롤 상에 제공되어 권취될 수 있다. 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)은 미세복제 프로세스를 시작하기 위해서 가열된 롤(142)을 향해서 롤러(139)들의 세트에 의해 전방으로 당겨진다.
가열된 롤(142)은 하나 또는 그 초과의 닙 롤(134)들, 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)을 가열하기 위해 제공된다. 닙 롤(134)들이 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)과 상호작용함에 따라, 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)은 미세복제 벨트(141)를 따라 이동한다. 닙 롤(134)들은 이후 특별한 표면 토폴로지를 제공하는 압력을 제공한다. 롤러(139)들의 세트는 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)의 이동을 유지하고 충분한 장력을 유지하게 한다.
제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)이 고온 롤(142) 및 닙 롤(134)들을 따라 이동하면, 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)은 미세복제 냉각 벨트(140)를 따라 이동한다. 미세복제 냉각 벨트(140)는 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)을 냉각시키기 위해 제공된다.
미세복제 냉각 벨트(140)는 구리, 니켈, 알루미늄 또는 스테인리스강과 같은 금속으로 제조될 수 있고, 미세복제 냉각 벨트(140) 상에서 일관된 속도를 유지하기 위해서 폐쇄된 루프(143)를 형성하는 롤러(144)들의 세트를 포함한다. 미세복제 냉각 벨트(140)의 두께는, 약 5 mils 내지 약 25 mils, 바람직하게는 약 8 mils 내지 약 10 mils일 수 있다. 다중 스프레이 노즐(104)들은 미세복제 냉각 벨트(140)의 저부측 아래의 어레이에 배열될 수 있고 공급관(105)에 의해 공급된다.
제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)이 미세복제 냉각 벨트(140)를 따라 이동하면, 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)은 권취(wind up) 롤러(146)에서 권취된다.
제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138) 과 미세복제 냉각 벨트(140) 사이의 양호한 열접촉을 보장하기 위해서, 플레넘(145)이 미세복제 냉각 벨트(140)의 상부 측 상에 사용될 수 있다. 132 및 133과 같은 추가의 롤들이, 보호 캐리어 필름 또는 릴리즈 라이너(release liner)를 추가하기 위해서 셋업(set up)에 추가될 수 있어, 제조 라인 상에서 다층 라미네이션을 가능하게 한다.
미세복제 냉각 벨트(140)의 사용을 통해서, 미세복제 장치(131)로부터 제거될 때의 제 1 폴리머 필름(136) 및 제 2 폴리머 필름(138)의 박리(peel) 온도는, 폴리머 필름 수집시 더 양호한 안정성을 가능하게 하는 종래 기술의 미세복제 제조 프로세스에 비교하면, 감소될 수 있다.
또한, 냉각제들의 사용은 냉각제들과 동일측으로부터, 또는 냉각제들과 대향측으로부터 미세복제 장치(131)에 공냉(air cooling)이 조합될 수 있다. 공냉의 적용 및 냉각제들의 사용은 미세복제 프로세스의 동시적인, 실질적으로 동시적인 또는 상이한 작동 시간들에서 발생할 수 있다. 예컨대, 공냉은 냉각제들의 적용 이전 및 이후에 발생할 수 있으며 또는 이와 반대로 발생할 수 있다. 또한, 공냉은 전술한 바와 같은 채널들 내에서의 냉각제의 수집을 돕기 위해 적용될 수 있다.
전술한 실시예들 이외에, 단일 폴리머 필름들 또는 다중 폴리머 필름들이 사용될 수 있다.
전술한 설명 및 첨부 도면들은 본 발명의 실시(operation)의 원리들, 바람직한 실시예들 및 양태들을 예시한다. 그러나, 본 발명은 상기 논의된 특별한 실시예들로 제한되는 것으로서 해석되어서는 안된다. 상기 논의된 실시예들의 추가의 변경예들은 당업자에 의해 상정될 것이다.
따라서, 전술한 실시예들은 제한적이라기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 이에 따라, 후속 청구항들에 의해서 규정되는 바와 같이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 당업자에 의해 이러한 실시예들에 대한 변경예들이 만들어질 수 있음이 상정되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 미세복제된 필름들을 생산하기 위한 매우 유리한 프로세스가 제공되고 있음을 알 수 있다. 본 발명이 가장 실용적이며 바람직한 실시예로서 현재 고려되고 있는 것과 연관지어 설명되고는 있지만, 본 발명이 개시된 실시예로 제한되는 것은 아니며 많은 수정예들 및 등가의 배열체들이 본 발명의 범주 내에서 거기서부터 만들어 질 수 있고 이러한 범주는 모든 등가의 구조들 및 제품들을 포함하기 위해서 첨부된 청구항들의 가장 광범위한 해석에 일치하는 것임이 당업자에게 명백할 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 엠보싱처리된 폴리머 필름을 냉각하기 위한 매우 유리한 방법 및 장치가 제공되는 것을 알 수 있다. 본 발명이 가장 실용적이며 바람직한 실시예로서 현재 고려되고 있는 것과 연관지어 설명되고는 있지만, 본 발명이 개시된 실시예로 제한되는 것은 아니며 많은 수정예들 및 등가의 배열체들이 본 발명의 범주 내에서 거기서부터 만들어 질 수 있고 이러한 범주는 모든 등가의 구조들 및 제품들을 포함하기 위해서 첨부된 청구항들의 가장 광범위한 해석에 일치하는 것임이 당업자에게 명백할 것이다.
이에 의해, 본 발명자들은, 본 발명이 후속하는 청구항들에서 착수되는 바와 같이 본 발명의 문헌적 범주를 실질적으로 벗어나는 것이 아니라 문헌적 범주의 밖에 있는 임의의 장치, 시스템, 방법 또는 물품에 속함에 따라, 본 발명의 합리적으로 공평한 범주를 판정하고 평가하기 위해서 균등론에 따라 본 발명자들의 취지를 진술한다.

Claims (20)

  1. 미세복제용 냉각 장치로서,
    상기 냉각 장치는 저부 층, 복수 개의 측벽들 및 중간 층을 포함하며,
    상기 저부층은 외부 둘레부에 의해 둘러싸이는 영역을 포함하고 상부면 및 저부면을 가지며,
    상기 복수 개의 측벽들은 저부 층의 외부 둘레부를 둘러싸고, 각각의 측벽들은 상부 부분 및 하부 부분을 가지며, 상기 측벽의 하부 부분은 저부 층의 외부 둘레부에 부착되며,
    상기 중간 층은 외부 중간층 둘레부에 의해 둘러싸이는 영역을 가지며 상부측 및 저부측을 가지고, 상기 중간 층은 상기 측벽들의 각각의 저부 층과 상부 부분 사이에 위치되고, 상기 중간층의 바닥면과 상기 바닥층의 상부면 사이에 위치되는 복수 개의 개구들을 가지며 ,
    상기 복수 개의 개구들 중 하나 이상의 개구는 냉각제의 하나 이상의 유형을 제어하는 장치를 유지하는,
    미세복제용 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각제의 하나 이상의 유형을 제어하는 장치는 노즐인,
    미세복제용 냉각 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 개구들 중 일부는 하나 이상의 냉각제의 배출을 위해 사용되는,
    미세복제용 냉각 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 개구들 중 일부는 하나 이상의 냉각제의 재사용(recycling)을 위해 사용되는,
    미세복제용 냉각 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 냉각제는 글리콜인,
    미세복제용 냉각 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 냉각제는 글리콜이 혼합된 물인,
    미세복제용 냉각 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 냉각제는 공기가 혼합된 글리콜인,
    미세복제용 냉각 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 냉각제는 공기가 혼합된 물인,
    미세복제용 냉각 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    폴리머 필름은 상기 냉각 유닛의 측벽들의 상부 부분 상에 놓여지는,
    미세복제용 냉각 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    그루브(groove)들, 채널(channel)들 또는 로우(row)들을 더 포함하는,
    미세복제용 냉각 장치.
  11. 롤러들의 제 1 세트 둘레에 루프를 형성하는 벨트,
    상기 벨트 및 필름을 지지하는 롤러들의 제 2 세트, 및
    하나 이상의 냉각제를 이송하기 위한 하나 이상의 노즐을 포함하며,
    상기 하나 이상의 노즐은 상기 벨트와 상기 필름 아래에 위치되는,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 벨트는 금속인,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 벨트는 열 블랭킷(thermal blanket)인,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 필름은 폴리머 필름인,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 필름은 벨트와 접촉하는,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 벨트는 플리넘(plenum)과 접촉하는,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  17. 벨트 및 필름을 지지하는 롤러들의 세트 둘레에 루프를 형성하는 벨트, 및
    하나 이상의 냉각제를 이송하기 위한 하나 이상의 노즐을 포함하며,
    상기 하나 이상의 노즐은 상기 벨트와 상기 필름 아래에 위치되는,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 필름은 폴리머 필름인,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 벨트는 금속인,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 필름은 상기 벨트와 접촉하는,
    미세복제용 냉각 벨트를 갖는 시스템.
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