KR20180099786A - 웨브를 위한 권취 코어 및 권취 코어 상의 롤 - Google Patents

Abstract

권취 코어가 (a) 외측 표면 및 종축을 갖는 원통형 튜브; 및 (b) 원통형 튜브의 외측 표면 상에 배치되는, 서로 반대편에 있는 내부 면 및 외부 면을 갖는 중합체 네팅을 포함하는 코어 커버링을 포함하고, 중합체 네팅은 각각의 중합체 리본이 1개 또는 2개의 인접한 중합체 스트랜드에 접합되고 각각의 중합체 스트랜드가 1개 또는 2개의 인접한 리본에 접합되는 상태로 시트 형태로 배열되는 복수의 중합체 리본 및 복수의 중합체 스트랜드의 어레이를 포함한다. 또한, 웨브 재료의 롤이 롤 형태로 그러한 코어 상에 권취된다.

Description

웨브를 위한 권취 코어 및 권취 코어 상의 롤

본 발명은 압흔가능한 웨브 재료(impressionable web material)(예컨대, 광학 필름)와 함께 사용하기 위한 권취 코어(winding core) 및 그러한 코어 상의 그러한 웨브 재료의 롤(roll)에 관한 것이다. 용어 "웨브"는 본 명세서에서 연속, 가요성 스트립(strip) 형태로 제조 또는 처리되는 얇은 재료를 기술하기 위해 사용된다.

광학 필름과 같은 중합체 필름이 흔히 웨브 형태로, 통상적으로 코어(때때로 "권취 코어"로 불림) 상에 권취되어 제조, 취급, 수송, 및 사용 중에 재료의 롤을 형성한다. 전형적으로, 웨브를 코어 상에 권취시키는 것을 시작하기 위해 절단 전달 공정(cut transfer process)이 사용된다. 절단 전달 공정에서, 웨브의 시작 단부(starting end)가 접착 테이프(예컨대, 단면 또는 양면)의 스트립 또는 다른 수단을 사용하여 코어에 접착되어 시작 단부를 코어에 고정시킨다. 이러한 부착 방식으로 인해, 웨브의 선단 에지가 권취된 웨브의 후속 층에 의해 중첩되어, 웨브의 후속 층이 그 위에 권취되는 코어 표면의 사실상의 불일치(effective disparity)를 초래하며, 이는 인접한 웨브 층 내의 응력을 증가시킬 수 있다. 또한, 융기된 범프(bump) 및 리지(ridge)와 같은 코어 표면 내의 결함이 또한 불일치를 야기하여 권취된 웨브 내에 압흔(impression)을 초래할 수 있다. 이러한 불일치는 압흔을 웨브의 몇몇 내지 수개의 인접한 층으로 전파시켜, 흔히 코어 압흔(core impression)으로 지칭되는 결함을 초래할 수 있다. 코어 압흔은 압흔 또는 스크래치와 같은 표면 결함일 수 있고, 또한 웨브 내의 원하지 않는 중단부(disruption)일 수 있다(예컨대, 사진 필름의 경우에 감광 층(light sensitive layer)(들)의 국소 감도상실(desensitization), 광학 필름의 광학 성능의 저하). 이들 코어 압흔은 각각의 롤 상의 권취된 웨브 재료의 초기 층들 중 많은 것에서 관찰될 수 있고, 흔히 이들 랩(wrap) 내의 웨브의 전체 부분은 폐기물(wasted product)로 간주된다. 권취된 웨브의 압흔 손상으로 인한 손실은 전형적으로 범위가 2 내지 10 퍼센트, 특히 고도로 민감한 또는 압흔가능한 재료의 경우에 때때로 훨씬 더 클 수 있다.

코어 상의 웨브의 제1 권취부가 선단 웨브 에지에 의해 초래되는 불규칙부(irregularity)를 수용하기 위해 변형될 필요가 없도록 선단 에지를 수용하도록 의도되는 탄성 또는 소성 변형가능한 재료의 커버링(covering)을 권취 코어에 제공하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이들 재료는 코어 표면에서 공기를 포집하는 경향이 있을 수 있으며, 이는 전형적으로 웨브 재료를 권취시키는 데 요구되는 최적 원통형 프로파일(즉, 원형 단면)의 국소화된 비틀림 또는 불일치를 초래한다. 그러한 불일치는 압흔 결함의 생성의 원인이 된다. 공기 포집은 코어와 코어 커버링 사이에서, 또는 코어 커버링과 제1 랩 사이에서 발생할 수 있다. 또한, 이들 재료 구성은 스플라이스 테이프(splice tape)의 사용 없이 플라잉 스플라이스(flying splice)를 파지하는 데 필요한 강도 및 점착성을 갖지 않을 수 있다. 본 출원인은 알려진 재료들 중 어느 것도 실제로 완전히 허용가능한 결과를 제공하지 못하는 것을 확인하였다.

도 1a는 종래 기술의 필름 롤 코어(film roll core)(100)의 예시적인 실시예의 단면 개략도를 도시한다. 도 1a에서, 종래 기술의 필름 롤 코어(100)는 내부 표면(112), 외부 표면(114) 및 회전 중심(115)을 갖는 원통형 튜브(110)를 포함한다. 내부 표면(112)은 전형적으로 필름 권취 장치(도시되지 않음)의 맨드릴(mandrel) 상에 장착된다. 웨브(120)의 시작 단부(또한 때때로 선단 단부로 지칭됨)(122)가 원통형 튜브(110)의 외부 표면(114) 상에 배치되고, 웨브(120)는 원통형 튜브(110) 주위에 권취된다. 웨브(120)의 제1 랩 중첩부(wrap overlap)(124)가 시작 단부(122) 위에 놓임에 따라 웨브(120)에 인가되는 장력 "T"에 의해, 필름(120) 내에서의 증가된 응력의 영역(130)이 생성된다. 증가된 응력의 영역(130)은 웨브에서의 가시적인 변형을 초래할 수 있다. 제1 랩 중첩부(124)는 일반적으로 제1 랩 중첩부가 그 위에 감기는 표면의 윤곽을 따르고, 시작 단부(122)는 중합체 필름의 두께 "t"에 대응하는, 원통형 튜브의 외부 표면(114)의 계단형 변화를 생성한다. 후속하는 제2 랩 중첩부(126)가 제1 랩 중첩부(124) 및 시작 단부(122) 위에 놓여, 역시 증가된 응력의 영역(130)에서 웨브(120)에서의 가시적인 변형을 초래한다. 필름의 압흔성(impressionability)에 따라, 후속 랩 중첩부가 유사한, 그렇지만 전형적으로 점진적으로 감소하는 양의 원하지 않는 코어 압흔 손상을 나타낼 수 있다.

도 1b는 종래 기술의 필름 롤 코어(101)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다. 도 1b에서, 종래 기술의 필름 롤 코어(101)는 내부 표면(112), 외부 표면(114) 및 회전 중심(115)을 갖는 원통형 튜브(110)를 포함한다. 내부 표면(112)은 전형적으로 필름 권취 장치(도시되지 않음)의 맨드릴 상에 장착된다. 웨브(120)의 시작 단부(122)가 원통형 튜브(110)의 외부 표면(114) 상에 배치되고, 웨브(120)는 원통형 튜브(110) 주위에 권취된다. 웨브(120)의 시작 단부(122)는 코어의 외부 표면(114) 상의 접착 테이프(123)를 사용하여 코어에 부착될 수 있다. 대안적으로(도시되지 않음), 접착제가 선단 에지(122) 아래에 사용되어 웨브(120)를 외부 표면(114)에 고정시킬 수 있다. 웨브(120)의 제1 랩 중첩부(124)가 시작 단부(122) 및 접착 테이프(123) 위에 놓임에 따라 웨브(120)에 인가되는 장력 "T"에 의해, 증가된 응력의 영역(130)이 생성된다. 증가된 응력의 영역(130)은 웨브에서의 가시적인 변형을 초래할 수 있다. 제1 랩 중첩부(124)는 일반적으로 제1 랩 중첩부가 그 위에 감기는 표면의 윤곽을 따르고, 시작 단부(122)는 중합체 필름의 두께 "t"에 대응하는, 원통형 튜브의 외부 표면(114)의 계단형 변화뿐만 아니라, 접착 테이프(123)의 두께에 대응하는 외측 표면의 제2 계단형 변화를 생성한다. 후속하는 제2 랩 중첩부(126)가 제1 랩 중첩부(124), 시작 단부(122), 및 접착 테이프(123) 위에 놓여, 역시 증가된 응력의 영역(130)에서 웨브(120)에서의 가시적인 변형을 초래한다.

도 1c는 미국 특허 출원 공개 제2013/0248643호(뉴하우스(Newhouse) 등)에 개시된 것과 같은, 종래 기술의 필름 롤 코어(102)의 다른 예시적인 실시예의 단면 개략도를 도시한다. 개방 갭(open gap) 필름 롤 코어(102)는 내부 표면(112), 외부 표면(114) 및 회전 중심(115)을 갖는 원통형 튜브(110)를 포함한다. 내부 표면(112)은 전형적으로 필름 권취 장치(도시되지 않음)의 맨드릴 상에 장착된다. 유연성 층(compliant layer)(140)이, 유연성 층(140)의 제1 에지(146)와 제2 에지(148) 사이에 갭(150)이 남도록 원통형 튜브(110)의 외부 표면(114) 상에 배치된다. 유연성 층(140)은 원통형 튜브(210)의 외부 표면(114)과 유연성 층(140)의 내측 유연성 표면(142) 사이의 접착제 층(도시되지 않음)에 의해 외부 표면(114)에 부착될 수 있다. 제2 접착제 층(도시되지 않음)이 유연성 층(140)의 외측 유연성 표면(144) 상에 배치될 수 있다(예컨대, 제1 에지(146)에 근접한 부분으로부터 전체 외측 유연성 표면(144)을 포함하여 그것까지). 그러한 발명에 따르면, 갭(150)은 필름의 웨브의 후속하여 권취되는 층이 선단 에지의 위치에 대응하는 영역에서 감소된 압흔을 겪도록 필름 코어 상에 권취될 웨브의 시작 단부를 수용하기 위해 사용된다. 웨브를 롤 상에 권취시키기 시작할 때, 선단 에지를 유연성 층의 개방 갭에 안착시키기 어려울 수 있다. 또한, 유연성 재료는 유연성 층과 코어 그리고 또한 유연성 층과 제1 랩 사이에서의 공기의 포집을 가능하게 한다. 이들 포집된 공기 포켓은 압흔 결함을 생성하는 것으로 알려져 있다.

본 출원인은 신규한 코어 커버(때때로 코어 랩(core wrap)으로 지칭됨)를 포함하는 웨브 롤을 위한 권취 코어를 발명하였다. 본 발명의 코어 커버는 여러 가지 이점을 제공하는 네팅 구조체(netting structure)로부터 제조된다. 우선, 네팅 구조체는 코어 커버가 수반되는 권취 압축을 겪을 때에도, 웨브 재료가 덮인 코어의 권취 중에 공기 배출(air bleed)을 가능하게 하여, 포집된 공기로부터의 압흔을 방지하는 다공성 특성을 갖는다. 또한, 네팅 구조체는 권취 압축 하에서 압축될 수 있도록 그리고 웨브의 선단 에지 위에의 권취부의 중첩부에서의 권취 응력이 코어 커버 내의 개방 갭의 사용 없이 달성될 수 있도록 하는 네팅 재료의 선택된 모듈러스(modulus)를 갖고서 구성된다. 네팅 구조체의 캘리퍼(caliper) 또는 두께는 전체 직경 감소로부터의 "스타링(starring)"과 같은 추가의 권취 문제를 생성함이 없이 권취 응력의 소산을 가능하게 하고, 네팅 면의 전체 표면적 및 네팅 재료의 점착성은 절단 전달의 선단 에지가 성공적으로 코어를 포획하고 코어 상에 감길 수 있게 한다. 본 발명은 또한 그러한 코어 커버를 포함하는 권취 코어 상에 롤 형태로 권취되는 웨브 재료의 롤을 제공한다.

간략한 요약으로, 본 발명의 권취 코어는 (a) 외측 표면 및 종축을 갖는 원통형 튜브; 및 (b) 원통형 튜브의 외측 표면 상에 배치되는, 서로 반대편에 있는 내부 면 및 외부 면을 갖는 중합체 네팅을 포함하는 코어 커버링을 포함하고, 중합체 네팅은 각각의 중합체 리본(ribbon)이 1개 또는 2개의 인접한 중합체 스트랜드(strand)에 접합되고 각각의 중합체 스트랜드가 1개 또는 2개의 인접한 리본에 접합되는 상태로 시트 형태로 배열되는 복수의 중합체 리본 및 복수의 중합체 스트랜드의 어레이를 포함하고,

(1) 각각의 중합체 리본은 길이가 폭 및 높이보다 길도록 하는 폭, 높이, 및 길이를 갖고, 종축을 한정하는 세장형 형태(elongate form)이고,

(2) 각각의 중합체 스트랜드는 길이가 폭 및 높이보다 길도록 하는 폭, 높이, 및 길이를 갖고, 1개 또는 2개의 인접한 중합체 리본에 다수회 단속적으로 접합되고,

중합체 네팅의 내부 면은 원통형 튜브의 외측 표면을 향한다. 중합체 네팅은 중합체 리본의 종축이 원통형 튜브의 종축에 실질적으로 평행하거나 수직하도록 배향될 수 있다.

간략히 요약하면, 본 발명의 권취된 롤은 (a) 본 명세서에 기술된 바와 같은 필름 권취 코어; 및 (b) 필름 권취 코어 주위에 권취되는 필름의 웨브를 포함한다.

본 발명은 도면을 참조하여 추가로 설명된다.
도 1a 내지 도 1c는 각각 사용 중인 종래 기술의 필름 롤 코어의 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 예시적인 코어 커버링의 일부분의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 코어 커버링의 일부분의 단면 개략도.
도 4는 본 발명의 예시적인 권취 코어의 단면 개략도.
도 5는 예의 평가에 사용되는 웨브 라인(web line)의 개략도인, 사용 중인 도 4에 도시된 권취 코어의 단면 개략도.
도 6은 본 발명의 코어 커버링의 예시적인 스트랜드의 단면 개략도.
이들 도면은 축척대로 도시되지 않으며, 제한이 아닌 단지 예시적인 것으로 의도된다.
하기 도면 부호가 사용된다:

핵심어 및 용어
하기 정의된 용어에 대해, 청구범위 또는 본 명세서의 다른 곳에 상이한 정의가 주어지지 않는 한, 이들 정의가 적용될 것이다.
용어 "중합체"는 중합체, 공중합체(예컨대, 2가지 이상의 상이한 단량체를 사용하여 형성된 중합체), 올리고머 및 이들의 조합뿐만 아니라, 예를 들어 에스테르 교환(transesterification)을 비롯한 반응 또는 공압출에 의해 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 중합체, 올리고머 또는 공중합체도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 달리 지시되지 않는 한, 블록 및 랜덤 공중합체 둘 모두가 포함된다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 양을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터는 본 발명의 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 최소한으로, 그리고 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범주를 기재하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 예에 기재된 수치 값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은, 그들 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 필연적으로 유발되는 소정 오차를 본질적으로 포함한다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다(예컨대, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 및 5를 포함함). 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는, 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "화합물"을 함유하는 조성물에 대한 언급은 2가지 이상의 화합물의 혼합물을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로, 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 그의 의미에 "및/또는"을 포함하는 것으로 채용된다.
용어 "다수" 및 "복수"는 하나 초과를 지칭한다.
용어 "네팅"은 리본과 스트랜드 사이에, 예를 들어 그들이 함께 접합되는 영역들 사이에 공간이 있기 때문에 본 명세서의 구성을 기술하는 데 사용된다. 그러한 공간은 네팅 내에 개방부를 제공한다.
용어 "탄성"은 연신 또는 변형으로부터의 복원을 나타내는 임의의 재료(예컨대, 0.002 밀리미터 내지 0.5 밀리미터 두께인 필름)를 지칭한다. 일부 실시예에서, 연신력의 인가 시에, 재료가 그의 초기 길이보다 적어도 약 25(일부 실시예에서, 50) 퍼센트만큼 큰 길이로 연신될 수 있고 연신력의 해제 시에 그의 연신의 적어도 40 퍼센트만큼 복원할 수 있으면, 그러한 재료는 탄성인 것으로 고려될 수 있다.
퍼센트의 관점으로 표현된 "연신율"은 {(연장된 길이 - 초기 길이) / 초기 길이} × 100을 지칭한다.
용어 "압흔가능한"은 소정 방식으로 포함되거나 구성되는 권취된 롤 구성에서 압력을 받을 때(예컨대, 웨브의 선단 에지와 같은 불연속부 위에서 압축되는 것과 같이) 오래 지속되는(즉, 하루 이상 지속되는) 또는 심지어 영구적인 변형을 발생시키는 필름의 특성을 지칭한다.
용어 "제1" 및 "제2"가 본 개시 내용에 사용된다. 달리 언급되지 않는 한, 이들 용어는 단지 그들의 상대적인 의미로만 사용되는 것이 이해될 것이다. 특히, 일부 실시예에서, 소정 구성요소는 상호교환가능한 그리고/또는 동일한 배수(예컨대, 쌍)로 존재할 수 있다. 이들 구성요소에 대해, "제1" 및 "제2"의 지정은 하나 이상의 실시예의 설명에서 단지 편의상 그러한 구성요소에 적용될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 에지가 기술될 때, 중합체 리본의 일부분에 대한 제1 에지는 각각 동일한 배향으로 있는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 중합체 네팅을 볼 때, 제1 에지는 중합체 네팅의 상부 표면을 한정하는 모든 에지일 수 있고, 제2 에지는 중합체 네팅의 하부 표면을 한정하는 모든 에지일 수 있거나, 그 반대의 경우도 가능하다.
본 명세서에 사용되는 약어는 센티미터(들)에 대한 "cm", 시간(들)에 대한 "hr", 킬로그램(들)에 대한 "㎏", 파운드(들) 중(pound(s) force)에 대한 "lb-f", 미터(들)에 대한 "m", 분(들)에 대한 "min", 밀리미터(들)에 대한 "mm", 뉴턴(들)에 대한 "N", 그리고 마이크로미터(들)에 대한 "μm"를 포함한다.

전술된 바와 같이, 간략한 요약으로, 본 발명의 권취 코어는 (a) 외측 표면 및 종축을 갖는 원통형 튜브; 및 (b) 원통형 튜브의 외측 표면 상에 배치되는, 서로 반대편에 있는 내부 면 및 외부 면을 갖는 중합체 네팅을 포함하는 코어 커버링을 포함하고, 중합체 네팅은 각각의 중합체 리본이 1개 또는 2개의 인접한 중합체 스트랜드에 접합되고 각각의 중합체 스트랜드가 1개 또는 2개의 인접한 리본에 접합되는 상태로 시트 형태로 배열되는 복수의 중합체 리본 및 복수의 중합체 스트랜드의 어레이를 포함하고,

(1) 각각의 중합체 리본은 길이가 폭 및 높이보다 길도록 하는 폭, 높이, 및 길이를 갖고, 종축을 한정하는 세장형 형태이고,

(2) 각각의 중합체 스트랜드는 길이가 폭 및 높이보다 길도록 하는 폭, 높이, 및 길이를 갖고, 1개 또는 2개의 인접한 중합체 리본에 다수회 단속적으로 접합되고,

(3) 중합체 네팅의 내부 면은 원통형 튜브의 외측 표면을 향한다.

중합체 리본 및 중합체 스트랜드는 각각 폭, 길이 및 두께를 갖고, 형태가 세장형이다(즉, 길이가 폭 및 두께보다 크다).

일부 실시예에서, 코어 상에 장착될 때, 중합체 네팅은 중합체 리본의 종축이 원통형 튜브의 종축에 실질적으로 평행하거나 수직하도록 배향된다. 다른 실시예에서, 그것은 다른 상대 각도로 배향될 수 있다.

논의의 용이함을 위해, 이러한 설명은 도 2 및 도 3에 지시된 바와 같은 축의 x-y-z 세트로 본 발명의 코어 커버링의 구성요소의 배향을 언급할 것이다. 이러한 관점에서, 리본은 각각 y 방향으로 종축 또는 길이를 갖고, 리본 및 스트랜드는 각각 x 방향으로 폭을 가지며, 리본 및 스트랜드는 각각 z 방향으로 두께를 갖는다(즉, 조립될 때 권취 코어의 회전축으로부터 반경방향으로 연장됨). 스트랜드는 각각 그의 길이(y 치수)를 따라 진행하는 x 방향으로의 비교적 파형(wavy) 또는 요동(oscillating) 형상을 갖고, 따라서 코어 커버링 내의 스트랜드의 서로 반대편에 있는 면들 상에서 인접한 리본에 단속적으로 접합된다.

도 2는 본 발명의 코어 커버링(40)의 예시적인 실시예의 일부분의 평면도이다. 코어 커버링(40)은 복수의 중합체 리본(42) 및 중합체 스트랜드(44)의 어레이를 포함한다. 도 3은 도 2에 도시된 코어 커버링(40)의 단면도이다. 도 2 및 도 3에서, 코어 커버링(40)의 부분은 평평한 구성으로 도시된다.

본 발명에 따르면, 코어 커버링 네팅의 중요한 양태는 그의 압축 능력, 그의 전체 캘리퍼, 및 공기 유동을 허용하고 공기 포집을 방지하기 위한 구조의 개방성(openness)을 포함한다. 또한, 웨브의 내측 랩과 직접 접촉하는 코어 커버링의 외측 표면 상의 유효 표면적 및 그의 웨브에 대한 점착성 또는 접착성의 정도가 본 발명의 웨브 및 코어와의 플라잉 스플라이스 맞물림의 사용을 가능하게 하는 데 중요하다. 이는 코어 커버링 외측 표면(48)이 (1) 리본(42)의 상부 부분, (2) 스트랜드(44)의 상부 부분, 및 (3) 코어 커버링(40)의 상부 또는 외측 표면(48)으로부터 저부 또는 내측 표면(46)까지 연결하는 개방부(43)로 구성되는 것이 도시된 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 명확하게 이해될 수 있다. 전형적인 실시예에서, 개방부(43)는 코어 커버링의 사용 중에 공기 배출을 용이하게 하기 위해 코어 커버링(40)의 주 면의 총 면적의 적어도 약 5% 이상을 구성한다.

전형적으로, 웨브를 커버링 상에 권취시키는 중에 커버링 내부로부터의 공기 배출을 용이하게 하기 위해 중합체 리본의 종축이 원통형 튜브의 종축에 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 배향에서, 코어 커버링의 양 측부의 실질적으로 전체 에지가 개방되어(즉, 도 3에 도시된 도면에 대응함), 웨브가 롤 상에 권취될 때 구성하는 리본과 스트랜드 사이의 다양한 채널이 공기가 자유롭게 유동하도록 허용하여 공기 포집을 감소시킨다.

리본(42)은 z-축 중심점(42_Center)을 갖고, 스트랜드(44)는 z-축 중심점(44_Center)을 갖는다. 리본 중심점(42_Center)이 공통 평면 내에(즉, 각각 내측 표면(46)으로부터 다른 중심점과 동일한 거리를 두고, 그리고 각각 외측 표면(48)으로부터 다른 중심점과 동일한 거리를 두고) 있는 것이 전형적으로 바람직하다. 스트랜드 중심점(44_Center)이 공통 평면 내에(즉, 각각 내측 표면(46)으로부터 다른 중심점과 동일한 거리를 두고, 그리고 각각 외측 표면(48)으로부터 다른 중심점과 동일한 거리를 두고) 있는 것이 전형적으로 바람직하다. 그러한 공통 평면 내에 있으면, 리본 중심점(42_Center)은 스트랜드 중심점(44_Center)과 동일한 공통 평면 내에 또는 상이한 공통 평면 내에 있을 수 있다.

리본(42) 및 스트랜드(44)의 높이(즉, 그들의 z 방향으로의 치수)는 동일하거나 상이할 수 있다. 상이하다면, 내측 표면(46) 및 외측 표면(48) 중 하나 또는 둘 모두에서, 각각 리본 및 스트랜드의 저부 에지 또는 상부 에지에 의해 한정되는 공통 평면 사이의 높이의 차이가 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, 내측 표면(46)(리본 및 스트랜드의 저부 에지에 대응함)에서 높이 차이 D₁이 있고, 또한 외측 표면(48)(리본 및 스트랜드의 상부 에지에 대응함)에서 높이 차이 D₂가 있다. 전형적으로, 권취 중에 공기 포집을 감소시키기 위해 코어 커버링의 내측 표면(46) 및 외측 표면(48) 중 적어도 하나에서, 때때로 바람직하게는 둘 모두에서, 리본 및 스트랜드의 각각의 에지들 사이의 높이의 차이가 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 스트랜드(43)의 상부 에지는 리본(44)의 상부 에지에 비해 거리 D₂만큼 상대적으로 상승된 위치에 있다. 플라잉 스플라이스 접근법을 통한 코어 커버링과의 웨브의 맞물림을 용이하게 하기 위해 상대적으로 상승된 부재의 상부 에지가 의도된 웨브에 대해 비교적 점착성인 것을 제공하는 것이 흔히 바람직하다.

코어 커버링의 원하는 캘리퍼(즉, z 치수로의 두께)는 원하는 압축량, 웨브의 두께, 및 웨브의 강성과 같은 인자를 포함하여, 부분적으로 특정 응용에 의존할 것이다. 일부 예시적인 실시예에서, 네팅의 전체 캘리퍼는 약 0.1 밀리미터 내지 약 3 밀리미터이다. 이해될 바와 같이, 요구되는 경우, 이러한 범위 밖의 두께가 사용될 수 있다. 선택된 캘리퍼가 너무 낮으면, 코어 커버링이 웨브 내의 압흔을 최소화시키기 위해 웨브 선단 에지 중첩부에서 응력을 완화시키기에 충분히 변형될 수 없을 수 있다. 선택된 캘리퍼가 너무 두꺼우면, 그것은 다루기 어렵고 코어 커버링 내의 내부 불안정성 및 불균일한 압축 특성을 겪는 경향이 있을 수 있으며, 이는 웨브의 손상을 초래한다.

일부 예시적인 실시예에서, 네팅의 압축은 약 10 내지 약 90%이다. 최적의 원하는 압축 정도는 부분적으로 웨브의 모듈러스 및 상대 강성, 코어 커버링의 두께, 및 사용되는 권취 장력에 의존할 것이다. 코어 커버링이 너무 적은 압축을 나타내면, 그것은 웨브의 선단 에지 부분의 위치를 테이퍼링하는(taper) 데 실패함으로써 선단 에지 중첩부에서 원하는 형상 완화(configuration relief)를 제공하는 데 실패할 수 있다. 코어 커버링이 너무 많은 압축을 나타내면(즉, 압축이 너무 용이함), 그것은 코어 커버링의 전체 주연부 주위로 실질적으로 완전히 압축될 수 있어서, 웨브의 선단 에지 부분의 위치의 테이퍼링이 달성되지 않는다.

이해될 바와 같이, 본 발명의 코어 커버링은 상이한 실시예에서 비교적 상이한 두께 및 강성의 필름 내의 코어 압흔을 제거하는 데 유용할 광범위한 특성을 갖도록 제조될 수 있다. 또한, 이러한 광범위한 특성은 또한 상이한 권취 시스템 및 권취 장력을 수용하여 코어 압흔을 감소시키거나 제거할 수 있을 것이다. 본 발명의 코어 커버링은 오리피스(orifice) 높이를 변화시키고, 발포제를 첨가하고, 리본, 스트랜드, 및 개방부의 폭의 비례 치수를 변경하기 위해 심(shim)들 사이의 간격을 변화시키고, 내측 표면 및 외측 표면 중 하나 또는 둘 모두에서 리본 및 스트랜드의 상대 공통 평면의 차이의 비례 치수를 변경하기 위해 심들 사이의 간격을 변화시키고, 상이한 압축 특성을 가진 상이한 기본 중합체를 선택함으로써 광범위한 압축 특성을 제공하도록 제조될 수 있다.

도 4는 본 발명의 권취 코어(41)의 단면도이다. 본 발명에 따르면, 권취 코어(41)는 (a) 회전 중심(115), 내측 표면(112), 및 외측 표면(114)을 갖는 원통형 튜브(110)를 포함하고, (b) 외측 표면 상에 코어 커버링(40)이 배치된다. 코어 커버링(40)의 내측 표면(42)이 원통형 튜브(110)의 외측 표면(114)을 향한다. 코어 커버링(40)의 외측 표면(44)이 외향으로 향하여, 권취 코어(41) 상에 권취될 웨브(도시되지 않음)와 맞물리도록 제공된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 권취 코어(41)는 흔히 바람직한 바와 같이 중공형 튜브 구성을 갖는다.

일부 실시예에서, 권취 코어(41)는 코어 커버링(40)의 내측 표면(42)과 튜브(110)의 외측 표면(114) 사이에 중간 접착제, 후크 및 루프 체결구(hook and loop fastener), 또는 다른 부착 수단(도시되지 않음)을 추가로 포함할 것이다.

사용 시에, 튜브(110)의 내부 표면(112)이 전형적으로 필름 권취 장치의 맨드릴(도시되지 않음)과 맞물리거나 그 상에 장착된다. 전형적인 실시예에서, 본 발명의 권취 코어의 원통형 튜브는 2개의 개방 단부를 가진 중공형 튜브이다. 그러나, 이해될 바와 같이, 요구되는 경우 일부 실시예에서, 원통형 튜브는 일 단부 또는 양 단부에 권취 또는 다른 취급 장치와의 맞물림을 위한 개방부 또는 다른 특징부가 있거나 없이 중실형일 수 있다.

본 개시 내용에 사용되는 x-y-z 배향 명명법에서, 코어 커버링(40)은 x 치수로 굽혀져 원통형 튜브(110) 주위에 감긴다. 바람직한 실시예에서, 코어 커버링(40)의 인접한 단부(45a, 45b)가 실질적으로 그들 사이의 갭 없이 맞닿는다.

사용 시에, 도 5에 도시된 바와 같이, 웨브(120)가 코어 커버링(40)을 갖는 권취 코어(41) 상에 권취될 때, 선단 단부(122)가 코어 커버링(40) 내로 압축되어, 단부(122) 위의 웨브(120)의 후속 층 또는 권취부가 그렇지 않을 경우보다 적은 정도로 응력을 받도록 하여, 압흔 응력 영역(130)의 치수를 감소시킨다. 따라서, 웨브(120)가 단지 감소된 정도로만 압흔의 형성을 겪을 것이다.

다른 방법이 유용할 수 있지만, 본 명세서의 실시예들 중 임의의 것에서 본 명세서에 개시된 바와 같은 코어 커버링으로서 유용한 중합체 네팅이 편리하게는 국제 특허 출원 공개 WO2015/130942호(레가트(Legatt) 등)에 기술된 바와 같이 압출 다이에 의해 제조될 수 있다. 본 개시 내용에 따른 압출 다이는 다이 내의 공동(cavity)으로부터 분배 오리피스까지의 다양한 통로를 갖는다. 분배 오리피스는 각각 특정 중합체 리본 또는 중합체 스트랜드의 폭에 대응하는 치수인 폭, 및 생성되는 압출된 어레이의 두께 및 특정 중합체 리본 또는 중합체 스트랜드의 높이에 대응하는 치수인 높이를 갖는다. 분배 오리피스의 높이는 또한 분배 오리피스의 상부 에지와 저부 에지 사이의 거리로 고려될 수 있다.

중합체 리본의 제1 주 표면이 중합체 스트랜드에 단속적으로 결합된다고 할 때, 중합체 스트랜드가 중합체 리본과, 중합체 스트랜드의 반대편 면 상의 네팅의 다른 부분에 대한 접합 사이에서 요동하는 것을 알 수 있다.

본 발명의 중합체 네팅 어레이를 제조하는 압출 다이 및 방법에서, 압출 다이는 적어도 하나의 공동, 분배 표면, 및 적어도 하나의 공동과 분배 표면 사이의 유체 통로를 갖는다. 분배 표면은 별개의, 실질적으로 수직하게 정렬된 제2 분배 오리피스의 어레이가 사이에 배치된 제1 및 제3 분배 오리피스의 어레이를 갖는다. 이는, 임의의 2개의 제1 및/또는 제3 분배 오리피스에 대해, 이들 사이에 적어도 하나의 제2 분배 오리피스가 있음을 의미한다. 그러나, 임의의 2개의 제1 및/또는 제3 분배 오리피스에 대해, 이들 사이에 하나 초과의 제2 분배 오리피스가 있고, 이들 사이에 제2 분배 오리피스 이외의 분배 오리피스가 있을 수 있는 것이 가능하다. 제1 분배 오리피스의 어레이는 제3 분배 오리피스의 어레이로부터 수직 및 수평으로 오프셋(offset)된다.

유체 통로는 유체 통로가 분배 오리피스에 진입할 때까지 중합체를 적어도 하나의 공동(예컨대, 제1 및 제2 공동, 및 선택적으로 압출 다이 내의 임의의 추가의 다이 공동)으로부터 물리적으로 분리시킬 수 있다. 다이 내의 상이한 통로의 형상은 동일하거나 상이할 수 있다. 통로 단면 형상의 예는 원형, 정사각형, 및 직사각형 형상을 포함한다. 이들 단면 형상, 중합체 재료의 선택, 및 다이 스웰(die swell)은 리본 및 스트랜드의 단면 형상에 영향을 미칠 수 있다.

많은 실시예에서, 압출 다이는 적어도 제1 및 제2 공동을, 제1 공동과 제1 분배 오리피스 사이의 제1 유체 통로 및 제2 공동과 제2 분배 오리피스 사이의 제2 유체 통로와 함께 포함한다. 압출 다이는 또한 제1 공동 또는 제3 공동과 제3 분배 오리피스 사이에 제3 유체 통로를 가질 수 있다. 예시된 실시예에서, 압출 다이는 제3 공동을 갖고, 제3 유체 통로는 제3 공동과 제3 분배 오리피스 사이에 있다. 제1 분배 오리피스 또는 제3 분배 오리피스 중 적어도 하나는 적어도 3:1의 높이-대-폭 종횡비를 갖고(일부 실시예에서, 적어도 5:1, 8:1, 10:1, 11:1, 15:1, 20:1, 30:1, 또는 40:1), 제1 및 제3 분배 오리피스들 중 적어도 하나의 높이는 전형적으로 제2 분배 오리피스의 높이보다 크다. 일부 실시예에서, 제1 분배 오리피스 또는 제3 분배 오리피스 중 적어도 하나의 높이는 제2 분배 오리피스의 높이보다 크다(일부 실시예에서, 적어도 2, 2.5, 3, 5, 10, 또는 20배 더 큼).

일부 실시예에서, 제1 분배 오리피스, 제2 분배 오리피스, 제3 분배 오리피스, 및 임의의 다른 분배 오리피스가 분배 표면을 가로질러 하나씩(one-by-one) 배열된다. 즉, 이들 실시예에서, 다이의 폭 치수에서, 분배 오리피스는 이들 실시예에서의 분배 오리피스의 정렬에 무관하게 개별적으로(singly) 또는 하나씩 배열된다. 예를 들어, 분배 오리피스는 높이 방향으로 2개, 3개, 또는 그보다 많은 그룹으로 적층되지 않고, 하나의 제1 또는 제3 분배 오리피스가 임의의 2개의 인접한 제2 분배 오리피스들 사이에 배치된다. 또한, 일부 실시예에서, 하나의 제1 분배 오리피스는 임의의 2개의 인접한 제3 분배 오리피스들 사이에 배치되고, 하나의 제3 분배 오리피스가 임의의 2개의 인접한 제1 분배 오리피스들 사이에 배치된다. 다른 실시예에서, 높이 방향으로 적층되고 제1 및 제3 분배 오리피스들 사이에 배치된 하나 초과의(예컨대, 2개의) 제2 분배 오리피스가 있을 수 있다.

중합체 리본 및 중합체 스트랜드의 크기는 예를 들어 압출된 중합체의 조성, 압출된 스트랜드의 속도, 및/또는 오리피스 설계(예컨대, 단면적(예컨대, 오리피스의 높이 및/또는 폭))에 의해 조절될 수 있다. 국제 특허 출원 공개 WO 2013/028654호(아우젠(Ausen) 등)에 교시된 바와 같이, 면적이 제2 중합체 오리피스보다 3배 더 큰 제1 중합체 오리피스를 가진 분배 표면은 중합체 조성물의 아이덴티티(identity) 및 공동 내의 압력에 따라 중합체 스트랜드보다 큰 높이를 갖는 중합체 리본을 가진 어레이를 생성하지 않을 수 있다.

편리하게는, 본 개시 내용에 따른 그리고/또는 본 개시 내용을 실시하는 데 유용한 압출 다이는 복수의 심으로 구성될 수 있다. 복수의 심은 함께 적어도 하나의 공동, 분배 표면, 및 적어도 하나의 공동과 분배 표면 사이의 유체 통로를 한정한다. 일부 실시예에서, 복수의 심은 복수의 심의 시퀀스(sequence)를 포함하며, 여기서 각각의 시퀀스는 제1 분배 오리피스들 중 적어도 하나와 적어도 하나의 공동 사이에 제1 유체 통로를 제공하는 적어도 하나의 제1 심, 제2 분배 오리피스들 중 적어도 하나와 적어도 하나의 공동 사이에 제2 유체 통로를 제공하는 적어도 하나의 제2 심, 및 제3 분배 오리피스들 중 적어도 하나와 적어도 하나의 공동 사이에 제3 유체 통로를 제공하는 적어도 하나의 제3 심을 포함한다. 일부 실시예에서, 심은 함께 제1 공동 및 제2 공동을 한정하며, 압출 다이는 제1 공동과 유체 연통하는 복수의 제1 분배 오리피스, 제2 공동과 유체 연통하는 복수의 제2 분배 오리피스, 및 제1 공동 또는 제3 공동(일부 실시예에서, 제3 공동)과 유체 연통하는 복수의 제3 분배 오리피스를 갖는다.

일부 실시예에서, 심은 다양한 유형의 심의 시퀀스를 제공하는 계획에 따라 조립될 것이다. 상이한 응용은 상이한 요건을 가질 수 있기 때문에, 시퀀스는 다양한 수의 심을 가질 수 있다. 시퀀스는 특정 구역에서 특정 수의 반복으로 제한되지 않는 반복 시퀀스(repeating sequence)일 수 있다. 또는, 시퀀스는 규칙적으로 반복될 수 있는 것이 아니라, 심의 상이한 시퀀스가 사용될 수 있다.

본 발명의 어레이의 리본 및 스트랜드에 유용한 중합체 조성물은, 생성되는 부재가 원하는 구별되는 광학적 외양을 나타내는 한, 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 중합체 리본 및 중합체 스트랜드는 상이한 중합체 조성물을 포함한다. 이들 어레이는 예를 들어 제1, 제2, 및 선택적으로 제3 공동에 상이한 중합체 조성물을 사용함으로써 전술된 방법의 임의의 실시예를 사용하여 압출에 의해 제조될 수 있다. 중합체 리본 및 중합체 스트랜드 내의 상이한 중합체 조성물은 그들의 표면 특성 또는 그들의 벌크 특성(bulk property)(예컨대, 인장 강도, 탄성, 미세구조, 색, 굴절률 등)에 대해 선택될 수 있다. 또한, 중합체 조성물은 친수성/소수성, 탄성, 연성(softness), 경도, 강성, 굽힘성, 또는 색과 같은, 중합체 어레이에서의 특정 기능적 또는 미적 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 중합체 조성물의 관점에서의 용어 "상이한"은 또한 (a) 적어도 하나의 적외선 피크(infrared peak)에서의 적어도 2%의 차이, (b) 적어도 하나의 핵 자기 공명 피크(nuclear magnetic resonance peak)에서의 적어도 2%의 차이, (c) 수평균 분자량에서의 적어도 2%의 차이, 또는 (d) 다분산성(polydispersity)에서의 적어도 5%의 차이 중 적어도 하나를 지칭할 수 있다.

본 명세서에 개시된 방법의 임의의 실시예에서, 중합체 리본 및 중합체 스트랜드를 제조하는 데 사용되는 중합체는 중합체 리본과 중합체 스트랜드가 함께 접합되도록 서로 상용성이도록 선택된다. 접합은 일반적으로 용융-접합을 지칭하고, 중합체 스트랜드와 중합체 리본 사이의 접합부가 용융-접합되는 것으로 고려될 수 있다. 접합은 비교적 짧은 기간(전형적으로, 약 1초 미만) 내에 발생한다. 중합체 스트랜드뿐만 아니라 중합체 리본의 주 표면 상의 접합 영역은 전형적으로 공기 및 자연 대류 및/또는 복사를 통해 냉각된다. 중합체 리본 및 중합체 스트랜드를 위한 중합체의 선택에서, 일부 실시예에서, 쌍극자 상호작용(dipole interaction)(또는 H-결합) 또는 공유 결합을 갖는 접합 스트랜드의 중합체를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 중합체 리본과 스트랜드 사이의 접합은 중합체 리본 및 중합체 스트랜드가 용융되는 시간을 증가시켜 중합체들 사이의 더 많은 상호작용을 가능하게 함으로써 개선되는 것으로 관찰되었다. 중합체의 접합은 일반적으로 적어도 하나의 중합체의 분자량을 감소시킴으로써, 그리고 또는 중합체 상호작용을 개선하고/하거나 결정화의 속도 또는 양을 감소시키기 위해 추가의 공-단량체를 도입함으로써 개선되는 것으로 관찰되었다.

본 발명의 어레이가 제조될 수 있는 중합체 재료의 예는 열가소성 중합체를 포함한다. 중합체 어레이에 적합한 열가소성 중합체는 폴리올레핀 단일중합체, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 에틸렌, 프로필렌 및/또는 부틸렌의 공중합체; 에틸렌, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸렌 아크릴산을 함유하는 공중합체; 에틸렌 메타크릴산 또는 에틸렌 아크릴산의 나트륨 또는 아연 염에 기반한 이오노머; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌 및 폴리스티렌 공중합체(스티렌-말레산 무수물 공중합체, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체); 나일론; 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에틸렌 부티레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트; 폴리아미드, 예컨대 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드); 폴리우레탄; 폴리카르보네이트; 폴리(비닐 알코올); 케톤, 예컨대 폴리에테르에테르케톤; 폴리페닐렌 설파이드; 폴리아크릴레이트; 셀룰로오스; 플루오로플라스틱; 폴리설폰; 실리콘 중합체; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본 개시 내용에 따른 다이 및 방법은 또한 (예컨대, 열 또는 방사선에 의해) 가교결합될 수 있는 중합체 재료를 공압출하는 데 유용할 수 있다. 열 경화성 수지가 사용될 때, 다이는 중합체 재료의 점도 및/또는 대응하는 다이 공동 내의 압력을 조절하기 위해 경화를 시작하도록 가열될 수 있다. 일부 실시예에서, 중합체 리본 또는 중합체 스트랜드 중 적어도 하나는 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체, 부틸렌 공중합체, 및 이들 재료의 공중합체 및 블렌드)으로부터 제조된다.

일부 실시예에서, 제1 중합체 리본이 탄성이고 스트랜드는 그렇지 않거나, 중합체 스트랜드가 탄성이고 리본은 그렇지 않거나, 둘 모두 탄성이다. 예를 들어, 제2 중합체 조성물은 열가소성 탄성중합체, 예컨대 ABA 블록 공중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 폴리올레핀 탄성중합체(예컨대, 메탈로센 폴리올레핀 탄성중합체), 폴리아미드 탄성중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 탄성중합체, 폴리비닐 에테르, 아크릴, 특히 장쇄 알킬기를 갖는 것, 폴리-알파-올레핀, 아스팔트, 실리콘, 폴리에스테르 탄성중합체, 및 천연 고무를 포함할 수 있다. ABA 블록 공중합체 탄성중합체는 일반적으로 A 블록이 폴리스티렌계이고 B 블록이 공액 다이엔(예컨대, 저급 알킬렌 다이엔)인 것이다. A 블록은 일반적으로 약 4,000 내지 50,000 그램/몰의 평균 분자량을 갖는, 치환된(예컨대, 알킬화된) 또는 비치환된 스티렌계 모이어티(moiety)(예컨대, 폴리스티렌, 폴리(알파-메틸스티렌), 또는 폴리(t-부틸스티렌))로 주로 형성된다. B 블록(들)은 일반적으로 치환되거나 비치환될 수 있는 공액 다이엔(예컨대, 아이소프렌, 1,3-부타다이엔 또는 에틸렌-부틸렌 단량체)으로 주로 형성되고, 약 5,000 내지 500,000 그램/몰의 평균 분자량을 갖는다. A 블록 및 B 블록은, 예를 들어 선형, 방사형 또는 별형(star) 구성으로 구성될 수 있다. ABA 블록 공중합체는 다수의 A 블록 및/또는 B 블록을 함유할 수 있으며, 이들 블록은 동일하거나 상이한 단량체로부터 제조될 수 있다. 전형적인 블록 공중합체는 A 블록이 동일하거나 상이할 수 있는 선형 ABA 블록 공중합체, 또는 A 블록으로 주로 종결되는 3가지 초과의 블록을 갖는 블록 공중합체이다. 다중-블록 공중합체는, 예를 들어 더 점착성 있는 탄성중합체 필름 세그먼트를 형성하는 경향이 있는 소정 비율의 AB 이중블록 공중합체를 함유할 수 있다. 다른 탄성 중합체가 블록 공중합체 탄성중합체와 블렌딩될 수 있고, 다양한 탄성 중합체가 다양한 정도의 탄성 특성을 갖도록 블렌딩될 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 많은 유형의 열가소성 탄성중합체가 구매가능하다. 예시적인 예는 상표명 "스타이로플렉스(STYROFLEX)"로 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터의; 상표명 "크라톤(KRATON)"으로 크라톤 퍼포먼스 폴리머즈, 인크.(Kraton Performance Polymers, Inc.)로부터의; 상표명 "펠레탄(PELLETHANE)", "인게이지(ENGAGE)", "인퓨즈(INFUSE)", "버시파이(VERSIFY)", 또는 "노델(NORDEL)"로 다우 케미컬 컴퍼니(Dow Chemical Company)로부터의; 상표명 "아니텔(ARNITEL)"로 로얄 디에스엠 엔.브이.(Royal DSM N.V.)로부터의; 상표명 "하이트렐(HYTREL)"로 이.아이. 듀폰 드 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. duPont de Nemours and Company)로부터의; 상표명 "비스타맥스(VISTAMAXX)"로 엑손모빌(ExxonMobil)로부터의 것 등을 포함한다.

전술된 중합체들 중 임의의 것의 혼합물이 본 명세서에 개시된 어레이에 유용할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀이 중합체 조성물의 모듈러스를 낮추기 위해 탄성중합체성 중합체와 블렌딩될 수 있으며, 이는 소정 응용에 바람직할 수 있다. 그러한 블렌드는 탄성일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.

일부 실시예에서, 어레이가 제조될 수 있는 중합체 재료는 기능적 목적(예컨대, 광학 효과) 및/또는 미적 목적(예컨대, 각각이 상이한 색/음영을 가짐)을 위한 착색제(예컨대, 안료 및/또는 염료)를 포함한다. 적합한 착색제는 다양한 중합체 재료에 사용하기 위한, 당업계에 알려진 것이다. 착색제에 의해 부여되는 예시적인 색은 백색, 흑색, 적색, 분홍색, 주황색, 황색, 녹색, 청록색, 자주색 및 청색을 포함한다.

일부 실시예에서, 어레이 내의 중합체 스트랜드들 중 단일 스트랜드 또는 중합체 리본들 중 단일 리본이 상이한 중합체 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체 어레이 내의 중합체 스트랜드들 중 하나 이상이 하나의 중합체 조성물로 제조된 코어(core) 및 상이한 중합체 조성물의 시스(sheath)를 가질 수 있다. 그러한 어레이는 국제 특허 출원 공개 WO 2013/032683호(아우젠 등)에 기술된 바와 같이 압출될 수 있다. 서로 반대편에 있는 주 표면들이 상이한 중합체 조성물로부터 제조되는 어레이가 국제 출원 PCT/US2014/021494호에 기술된다.

일부 실시예에서, 스트랜드, 리본, 또는 둘 모두는 z-축으로 실질적으로 균일하다. 일부 다른 실시예에서, 스트랜드 및 리본 중 하나 또는 둘 모두가 최적 성능을 제공하도록 상이한 특성에 대해 선택되는 재료의 2개 또는 3개의 세그먼트로 구성된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 스트랜드(44)는 중심 세그먼트(52)와, (웨브(도시되지 않음)가 코어 상에 권취될 때 웨브를 향할) 외측 세그먼트(54) 및 (코어(도시되지 않음)를 향할) 내측 외측 세그먼트(56)로 구성되는, z-축으로 배열되는 3개의 세그먼트를 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 중심 세그먼트(52)는 생성되는 코어 커버에 보다 큰 가요성 및 변형성을 부여하여 사용 중에 개선된 완충 성능을 제공하도록 제형화되고 구성될 수 있는 한편, 외측 세그먼트(54) 및 내측 세그먼트(56)는 각각 웨브 재료(도시되지 않음) 및 코어(도시되지 않음)와의 원하는 상호작용 경향(예컨대, 비교적 점착성인 효과)을 부여하도록 제형화되고 구성된다. 이해될 바와 같이, 본 발명의 커버링 내의 스트랜드 및 리본은 단지 중심 세그먼트만으로, 중심 세그먼트와 외측 세그먼트 또는 내측 세그먼트 중 어느 하나, 또는 외측 세그먼트 및 내측 세그먼트 둘 모두로 구성될 수 있다. 외측 세그먼트 및 내측 세그먼트 둘 모두를 갖는 실시예에서, 2개의 세그먼트는 동일하거나 상이할 수 있다.

일부 실시예에서, 스트랜드, 리본, 또는 둘 모두의 부분은 생성되는 부재가 다공성이도록 발포제(예컨대, 클라리언트 코프.(Clariant Corp.)로부터의 하이드로세롤(HYDROCEROL)(등록상표) BIH-40-E)로 제조될 수 있다. 그러한 발포는 생성되는 부재가 보다 연성이게 하는 경향이 있어, 그것이 개선된 완충작용을 부여할 수 있도록 하고, 그럼으로써 웨브 재료 상에 압흔을 형성하는 경향을 감소시킨다. 또한, 그러한 실시예는 더욱 효과적인 공기 배출을 허용하는 경향이 있을 수 있다.

본 발명의 임의의 청구된 실시예가 반드시 본 명세서에 기술된 모든 실시예의 모든 특징을 포함하지는 않는 것이 이해될 것이다.

예

본 발명이 하기의 예시적인 예를 참조하여 추가로 이해될 수 있다.

예 1

국제 공개 WO2013/028654호(아우젠 등)의 예 13에 전반적으로 기술되고 도시된 공압출 다이 및 공정을 사용하여 하기의 예외 사항을 갖고서 하기의 코어 랩을 제조하였다.

공동 A 및 B에 공급하는 각각의 압출기에 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체(미국 오하이오주 벨프리 소재의 크라톤 코포레이션(Kraton Corporation)으로부터 상표명 "G1645"로 입수됨)를 로딩하였다.

다른 공정 조건은 다음과 같았다:

제1 오리피스에 대한 오리피스 폭: 0.304 mm (스트랜드)

제1 오리피스에 대한 오리피스 높이: 1.524 mm (스트랜드)

제2 오리피스의 오리피스 폭: 0.812 mm (리본)

제2 오리피스의 오리피스 높이: 1.524 mm (리본)

오리피스들 사이의 랜드 간격(land spacing) 0.304 mm

제1 중합체의 유량 (스트랜드) 3.4 ㎏/hr.

제2 중합체의 유량 (리본) 3 ㎏/hr

압출 온도 246℃

급랭 롤 온도 15℃

급랭 취출 속도 0.76 m/min.

용융물 낙하 거리 3 cm

30X 배율의 광학 현미경을 사용하여, 생성되는 중합체 네트의 치수를 다음과 같이 측정하였다:

리본 높이 (총 캘리퍼) 1850 μm

스트랜드 높이 1400 μm

리본 및 스트랜드 높이의 차이로 인한 도 3에 도시된 생성되는 개방 면적 24%

면(face) 리본 폭 700 μm

리본 반복 길이 1750 μm

네팅의 면측(face side)의 생성되는 표면 접촉 면적 40%

도 2에 도시된 네팅 면측 방향의 개방 면적 15%

예 2

국제 공개 WO2013/028654호(아우젠 등)의 예 13에 전반적으로 기술되고 도시된 공압출 다이 및 공정을 사용하여 하기의 예외 사항을 갖고서 하기의 코어 랩을 제조하였다.

공동 A 및 B에 공급하는 각각의 압출기에 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다.

다른 공정 조건은 다음과 같았다:

제1 오리피스에 대한 오리피스 폭: 0.304 mm (스트랜드)

제1 오리피스에 대한 오리피스 높이: 0.762 mm (스트랜드)

제2 오리피스의 오리피스 폭: 0.812 mm (리본)

제2 오리피스의 오리피스 높이: 0.762 mm (리본)

오리피스들 사이의 랜드 간격 0.304 mm

제1 중합체의 유량 (스트랜드) 2 ㎏/hr

제2 중합체의 유량 (리본) 1.9 ㎏/hr

압출 온도 246℃

급랭 롤 온도 15℃

급랭 취출 속도 1.0 m/min.

용융물 낙하 거리 3 cm

30X 배율의 광학 현미경을 사용하여, 생성되는 중합체 네트의 치수를 다음과 같이 측정하였다:

리본 높이 (총 캘리퍼) 895 μm

스트랜드 높이 655 μm

리본 및 스트랜드 높이의 차이로 인한 도 3에 도시된 생성되는 개방 면적 26%

면 리본 폭 720 μm

리본 반복 길이 1600 μm

네팅의 면측의 생성되는 표면 접촉 면적 45%

도 2에 도시된 면측 방향의 개방 면적 16%

예 평가

예 1 및 예 2의 코어 커버링을 사용하여 평가를 수행하였다. 이들 샘플을 그들이 코어의 전체 외경을 덮도록 플라스틱 권취 코어 상에 설치하였다. 샘플을 접착제의 사용에 의해 권취 코어의 외경에 유지시켰다. 이를 권취 코어에 대한 샘플의 접합을 촉진하도록 행하였다.

이어서, 샘플을 웨브 라인의 권취기(winder) 상에 배치하였고, 여기서 500 선형 야드(lineal yard)의 2 밀(mil) PET 필름을 0.5 pli 장력으로 각각의 코어 상에 권취한 다음에 '스포킹(spoking)' 결함에 대해 분석하였다. 스포킹은 흔히 웨브 취급 및 권취 분야에서 권취 코어의 외경으로부터 반경방향으로 연장되는 선형 마킹(linear marking)으로 알려져 있다. 권취 장력을 측정하였고, 로드 셀(load cell)을 갖는 2개의 롤러의 사용 및 장력을 제어하는 데 도움을 주기 위한 라미네이터(laminator)의 사용에 의해 제어하였다.

이러한 평가로부터 관찰된 결과는 다음과 같았다:

예 3

미국 특허 출원 공개 제2016/0002838호(아우젠 등)로부터의 예 2에 전반적으로 기술되고 도시된 공압출 다이 및 공정을 사용하여 하기의 예외 사항을 갖고서 하기의 코어 랩을 제조하였다.

리본 스트랜드의 중심 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기(twin screw extruder)에 2 퍼센트 녹색 농축물(미국 미네소타주 미니애폴리스 소재의 클라리언트 코포레이션(Clariant Corporation)으로부터 상표명 PP64643536으로 입수됨)과 건식 블렌딩된(dry blended) 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 10 퍼센트 점착부여제(미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 토탈 크레이 밸리(Total Cray Valley)로부터 상표명 "윙택 플러스(WINGTACK PLUS)"로 입수됨)를 압출기 내에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

스트랜드의 중심 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 2 퍼센트 적색 농축물(클라리언트로부터 상표명 PP34643729로 입수됨)과 건식 블렌딩된 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 10 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기 내에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

스트랜드 및 리본의 상부 및 저부 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 10 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기 내에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

다른 공정 조건은 다음과 같았다:

제1 오리피스에 대한 오리피스 폭: 0.304 mm (스트랜드)

제1 오리피스에 대한 오리피스 높이: 0.762 mm (스트랜드)

제2 오리피스의 오리피스 폭: 0.812 mm (리본)

제2 오리피스의 오리피스 높이: 0.762 mm (리본)

제1 중합체의 유량 (스트랜드의 중심) 11.5 ㎏/hr.

제2 중합체의 유량 (리본의 중심) 11.5 ㎏/hr

상부 및 저부 층에 대한 유량 3.4 ㎏/hr.

압출 폭 61 cm

압출 온도 232℃

급랭 롤 온도 15℃

급랭 취출 속도 1.5 m/min.

용융물 낙하 거리 10 cm

30X 배율의 광학 현미경을 사용하여, 생성되는 중합체 네트의 치수를 다음과 같이 측정하였다:

리본 높이 (총 캘리퍼) 910 μm

스트랜드 높이 600 μm

리본 및 스트랜드 높이의 차이로 인한 도 3에 도시된 생성되는 개방 면적 34%

면 리본 폭 530 μm

리본 반복 길이 1780 μm

네팅의 면측의 생성되는 표면 접촉 면적 30%

도 2에 도시된 면측 방향의 개방 면적 35%

예 4

미국 특허 출원 공개 제2016/0002838호(아우젠 등)로부터의 예 2에 전반적으로 기술되고 도시된 공압출 다이 및 공정을 사용하여 하기의 예외 사항을 갖고서 하기의 코어 랩을 제조하였다.

리본 스트랜드의 중심 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 2 퍼센트 녹색 농축물(PP64643536)과 건식 블렌딩된 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 10 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기 내에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

스트랜드의 중심 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 2 퍼센트 적색 농축물(PP34643729)과 건식 블렌딩된 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 10 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기 내에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

스트랜드 및 리본의 상부 및 저부 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체(크라톤으로부터의 "크라톤 1119")를 로딩하였다.

다른 공정 조건은 다음과 같았다:

제1 오리피스에 대한 오리피스 폭: 0.304 mm (스트랜드)

제1 오리피스에 대한 오리피스 높이: 0.762 mm (스트랜드)

제2 오리피스의 오리피스 폭: 0.812 mm (리본)

제2 오리피스의 오리피스 높이: 0.762 mm (리본)

제1 중합체의 유량 (스트랜드의 중심) 24.6 ㎏/hr.

제2 중합체의 유량 (리본의 중심) 23.2 ㎏/hr

상부 및 저부 층에 대한 유량 3 ㎏/hr.

압출 폭 61 cm

압출 온도 232℃

급랭 롤 온도 15℃

급랭 취출 속도 3.3 m/min.

용융물 낙하 거리 10 cm

30X 배율의 광학 현미경을 사용하여, 생성되는 중합체 네트의 치수를 다음과 같이 측정하였다:

리본 높이 (총 캘리퍼) 875 μm

스트랜드 높이 535 μm

리본 및 스트랜드 높이의 차이로 인한 도 3에 도시된 생성되는 개방 면적 39%

면 리본 폭 470 μm

리본 반복 길이 1873 μm

네팅의 면측의 생성되는 표면 접촉 면적 25%

도 2에 도시된 면측 방향의 개방 면적 53%

예 5

미국 특허 출원 공개 제2016/0002838호(아우젠 등)로부터의 예 2에 전반적으로 기술되고 도시된 공압출 다이 및 공정을 사용하여 하기의 예외 사항을 갖고서 하기의 코어 랩을 제조하였다.

리본 스트랜드의 중심 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 2 퍼센트 녹색 농축물(클라리언트 코포레이션으로부터의 PP64643536)과 건식 블렌딩된 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 20 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기 내에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

스트랜드의 중심 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 2 퍼센트 적색 농축물(클라리언트 코포레이션으로부터의 PP34643729)과 건식 블렌딩된 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 20 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

스트랜드 및 리본의 상부 및 저부 층을 위한 공동에 공급하는 이축 압출기에 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체("G1645")를 로딩하였다. 20 퍼센트 점착부여제("윙택 플러스")를 압출기에서 탄성중합체 내에 배합하였다.

다른 공정 조건은 다음과 같았다:

제1 오리피스에 대한 오리피스 폭: 0.304 mm (스트랜드)

제1 오리피스에 대한 오리피스 높이: 0.762 mm (스트랜드)

제2 오리피스의 오리피스 폭: 0.812 mm (리본)

제2 오리피스의 오리피스 높이: 0.762 mm (리본)

제1 중합체의 유량 (스트랜드의 중심) 23.2 ㎏/hr.

제2 중합체의 유량 (리본의 중심) 23.2 ㎏/hr

상부 및 저부 층에 대한 유량 3 ㎏/hr.

압출 폭 61 cm

압출 온도 204℃

급랭 롤 온도 15℃

급랭 취출 속도 3.3 m/min.

용융물 낙하 거리 10 cm

30X 배율의 광학 현미경을 사용하여, 생성되는 중합체 네트의 치수를 다음과 같이 측정하였다:

리본 높이 (총 캘리퍼) 979 μm

스트랜드 높이 614 μm

리본 및 스트랜드 높이의 차이로 인한 도 3에 도시된 생성되는 개방 면적 37%

면 리본 폭 460 μm

리본 반복 길이 1770 μm

네팅의 면측의 생성되는 표면 접촉 면적 26%

도 2에 도시된 면측 방향의 개방 면적 60%

박리 시험(Peel Testing)

예 3, 예 4, 및 예 5의 코어 커버 재료로부터 폴리에스테르 필름을 분리시키는 데 필요한 박리력을 하기의 조건 하에서 아이매스(IMass) SP-2000을 사용하여 측정하였다:

로드 셀 - 25 lb (111 N)

지연 - 1초

평균 시간 - 10초

속도 - 2.24 인치 (5.7 센티미터)의 총 이동 거리에 대해 12 인치/min (30.5)

코어 커버 재료를 7 인치 × 7 인치(18 × 18 센티미터) 정사각형으로서 제조하였고, 2 밀(50 마이크로미터) 폴리에스테르 필름의 1 인치(2.5 cm) 폭 스트립을 사용하였다. 필름을 스트랜드 및 리본의 종축에 수직한 코어 커버 네트 상에 배치하였고, 필름을 180\\MLK-DATP001\Projects\3M\3M1820202HQ\09. From Formatting\ko-KR\Extracted Graphics만큼 굽혀 로드 셀에 부착하기 전에 3 lb(1.4 킬로그램) 롤러를 전후로 3회(총 6회) 주행시켰다. 모든 샘플에 대해 이러한 절차를 따랐다. 결과는 다음과 같았다:

이들은 웨브와 접촉하는 코어 커버링의 부분 내의 점착부여제의 양이 그들 사이의 증가된 접착 강도를 제공하였음을 보여준다. 그러한 기술은 권취를 시작하기 위해 웨브 대 코어 맞물림의 "플라잉 스플라이스" 접근법을 용이하게 하기에 충분한 접착성 또는 "파지성(grab)"을 웨브에 제공하는 본 발명의 코어 커버링을 제조하기 위해 사용될 수 있다.

권취 압흔의 평가

약 11.5 인치(29 센티미터)의 외경을 갖는 권취 코어 상에 6.5 밀(165 마이크로미터) 폴리에스테르 필름을 권취시키기 위해 3개의 상이한 코어 커버링을 사용하여 평가를 완료하였다. 대조 재료(control material)는 양면 코팅된 테이프를 사용하여 테이프를 코어 주위에 나선형 패턴으로 적용한 것이었다. 평가된 네트 재료는 전술된 바와 같은 예3 및 예 4였다. 각각의 경우에, 2000 선형 야드(1929 m)를 약 1 pli(0.17 ㎏/cm)로 시험 코어 상에 권취시켰다. 4주 후에, 필름을 권취해제시켰고, 시각적 검사를 수행하였다. 대조 코어 랩을 갖는 코어 상에서, 270 선형 야드(247 미터)의 필름이 선단 에지에서 허용불가능한 시각적 결함을 발생시켰다. 반면에, 본 발명의 코어 커버를 갖는 코어 상에 권취된 필름은 예 3의 커버를 사용한 코어에 대해 82 선형 야드(75 미터)에서 그리고 예 4의 커버를 사용한 코어에 대해 83 선형 야드(76 미터)에서, 훨씬 더 낮은 정도로 허용불가능한 시각적 결함을 발생시켰다.

예 6

코어 커버링을 예 5에서와 같이 제조하였지만, 리본과 스트랜드 사이의 두께 차이가 55%만큼(즉, 예 5에서의 27.4 밀(696 마이크로미터)의 평균 리본 두께 및 34.2밀(869 마이크로미터)의 스트랜드 두께로부터 예 6에서의 약 21.4 밀(543 마이크로미터)의 평균 리본 두께 및 약 24.5밀(622 마이크로미터)의 평균 스트랜드 두께로) 감소되도록 평탄화하였다.

하기의 표는 1.5 pli 파운드/선형 인치(0.27 ㎏/선형 센티미터)의 선 장력(line tension) 하에서 권취된 0.97 밀 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 얻어진 압흔 결과를 보여준다:

이들 결과에 의해 제시되는 바와 같이, 코어 커버링의 구성 스트랜드와 리본 사이의 높이의 상대 차이를 감소시키는 것이 본 발명의 코어 커버링을 사용하여 코어 상에 권취될 때 압흔을 형성하는 고도로 압흔가능한 재료(예컨대, 비교적 얇은 재료, 고도로 유연한 재료 등)의 경향을 추가로 감소시킬 수 있다.

본 발명이 첨부 도면을 참조하여 그의 바람직한 실시예와 관련하여 완전하게 기술되었지만, 다양한 변경 및 변형이 당업자에게 명백할 것임에 유의하여야 한다. 그러한 변경 및 변형은, 그러한 변경 및 변형이 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않는 한, 그러한 범주 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 인용된 모든 특허, 특허 문헌, 및 공보의 전체 개시 내용이 참고로 포함된다. 전술한 상세한 설명 및 예는 단지 명확한 이해를 위해 제시되었다. 이로부터의 어떠한 불필요한 제한도 없음이 이해되어야 한다. 당업자에게 명백한 변형이 청구범위에 의해 한정되는 본 발명 내에 포함될 것이므로, 본 발명은 도시되고 기술된 정확한 상세 사항으로 제한되지 않는다.

Claims (4)

1. 필름 권취 코어(film winding core)로서,
   (a) 외측 표면 및 종축을 갖는 원통형 튜브; 및 (b) 원통형 튜브의 외측 표면 상에 배치되는, 서로 반대편에 있는 내부 면 및 외부 면을 갖는 중합체 네팅(polymeric netting)을 포함하는 코어 커버링(core covering)을 포함하고, 중합체 네팅은 각각의 중합체 리본(ribbon)이 1개 또는 2개의 인접한 중합체 스트랜드(strand)에 접합되고 각각의 중합체 스트랜드가 1개 또는 2개의 인접한 리본에 접합되는 상태로 시트 형태로 배열되는 복수의 중합체 리본 및 복수의 중합체 스트랜드의 어레이를 포함하고,
   (1) 각각의 중합체 리본은 길이가 폭 및 높이보다 길도록 하는 폭, 높이, 및 길이를 갖고, 종축을 한정하는 세장형 형태(elongate form)이고,
   (2) 각각의 중합체 스트랜드는 길이가 폭 및 높이보다 길도록 하는 폭, 높이, 및 길이를 갖고, 1개 또는 2개의 인접한 중합체 리본에 다수회 단속적으로 접합되고,
   (3) 중합체 네팅의 내부 면은 원통형 튜브의 외측 표면을 향하는, 필름 권취 코어.
2. 제1항에 있어서, 중합체 네팅은 중합체 리본의 종축이 원통형 튜브의 종축에 실질적으로 평행하거나 실질적으로 수직하도록 배향되는, 필름 권취 코어.
3. 제1항에 있어서, 중합체 네팅은 중간 접착제로 원통형 튜브의 외측 표면에 접합되는, 필름 권취 코어.
4. 필름의 롤(roll)로서,
   (a) 제1항의 필름 권취 코어; 및 (b) 필름 권취 코어 주위에 권취되는 필름의 웨브(web)를 포함하는, 필름의 롤.

Images