KR20240039053A - 배리어 종이를 엠보싱하는 방법 및 공구 - Google Patents
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Abstract
배리어 종이를 엠보싱하는 방법을 제공하며, 배리어 종이는, 종이 및 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층을 포함한다. 이 방법은 제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템을 제공하여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계; 제 1엠보싱 공구에 패트릭스 구조를 제공하는 단계; 및 제 2엠보싱 공구에 매트릭스 구조를 제공하는 단계를 포함하며, 매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 한다. 이 방법은 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 패트릭스 및 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 보호층을 갖는 면과 반대쪽 배리어 종이의 면인 종이의 면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 더 포함하며, 보호층이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지한다.
Description
본 발명은 배리어 종이를 엠보싱하는 방법 및 공구에 관한 것으로, 배리어 종이는 그의 양면 중 하나에 보호 배리어 영역을 포함한다.
국제특허공개공보 WO2013156256에 공지된 바와 같은 기술에 따라 포장재를 엠보싱하는 것이 공지되어 있다. 이러한 포장재는, 예를 들어 티핑 종이, 궐련 종이, 내부 라이너 또는 내부 프레임 종이, 하이브리드 종이, 합성 포일, 식품 또는 의약품뿐만 아니라 담배 제품 포장용 판지 또는 카드지일 수 있다. 개시된 기술은 물리적으로 종속하는 관계로 먼저 수형 롤러를 성형한 다음 암형 롤러를 성형하는 것이 아니라, 한 세트의 롤러의 표면 구조를 서로 독립적으로 성형하는 것으로 이루어진다. 개시된 기술은 암형 구조가 역 합동(inversely congruent)이 아닌, 즉 관련된 수형 구조와 정확하게 일치하지 않는 사실로 인해, 수형 및 암형 롤러를 개별적으로 제조하는 것이 횡방향 장력의 감소를 달성할 수 있게 해 준다. 예를 들어, 톱니 같은 수형 구조의 치수 및 형상이 암형 롤러에서 압흔의 치수 및 형상과 정확하게 일치하지 않으므로, 엠보싱 품질이 향상될 뿐만 아니라, 엠보싱 포일에서 횡방향 장력의 충분한 감소가 달성된다. 개시된 수형-암형 롤러의 경우, 이는 상대적으로 좁은 티핑 웹의 엠보싱에만 적용되는 것이 아니라, 보다 일반적으로 여러 줄로 배열된 엠보싱 구조에도 적용된다. 이 기술은, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 4 내지 6㎜의 종방향 대각선 및 1,5㎜ 내지 3㎜의 횡방향 대각선을 갖는 마름모를 엠보싱할 수 있게 해 준다. 국제공개특허공보는 서로 독립적으로 제조된 수형 및 암형 구조에 의해 접히는 주름을 생성하기 위한 영역을 갖는 롤러 쌍의 변형예도 개시한다. 이러한 주름은 온라인 포장 공정을 방해하지 않고 담배 제품 같은 물품 주위에 포일을 감싸는 것이 어려운 경우에 유리하다. 게다가, 밀봉된 패키지에 기밀적으로 사용하는 바와 같이, 롤러 쌍을 사용하여 종이 기반 포장재에 역 합동이 아닌 특징부를 엠보싱하는 것은 밀봉 공정 이후에 발생할 수 있는 밀봉된 패키지의 어떤 형상 변형을 크게 줄이는 장점이 있다. 다시 말해서, 이러한 유형의 엠보싱은 밀봉된 패키지의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지할 수 있다.
추가로, 마이크로 구조, 즉 10㎛ 내지 150㎛ 범위의 높이의 엠보싱 구조를 지닌 포장재의 엠보싱 장치가 공지되어 있다. 일 예로, 국제공개특허공보 WO2017108516A1은 수형/암형 (패트릭스/매트릭스) 유형의 엠보싱 롤 세트로 포장재를 미세하게 엠보싱하는 장치에 관한 것이다. 이 공보에서는 마이크로 구조를 "광 산란 요소"로도 지정한다. WO2017108516A1의 도 4A, 5A, 6A 및 7A는 엠보싱될 마이크로 구조의 사용 예를 도시하며, 이들 마이크로 구조는 패트릭스 구조의 상부나 (WO2017108516A1의 도 4A), 매트릭스 구조의 바닥에 (WO2017108516A1의 도 5A), 또는 매트릭스 구조의 패트릭스 구조를 둘러쌀 수 있는 엠보싱 공구의 중간 표면(mean surface)에 각각 위치된다(WO2017108516A1의 도 6A 및 7A). 각각의 예에서, 대응하는 반대편 엠보싱 공구 상의 대응하는 매끄러운 표면(모든 참조 도면에서 직선으로 나타냄)은 엠보싱할 때, 포장재를 마이크로 구조에 대고 가압하는 데 사용한다.
여러 공지된 공정을 적용하여 마이크로 구조를 생성할 수 있다. 이들 공정 중 하나는 위에서 설명하고 있고, 그의 도 9에 도시된 국제공개특허공보 WO2013156256에 공지되어 있다. 따라서, 여기서는 추가적인 설명을 제공하지 않기로 한다.
포장재 산업은 현재, 금속 및 특정 유형의 플라스틱을 금지하려는 목적의 환경적인 변화를 겪고 있다. 수년 동안, 재활용이 안되는 폴리에틸렌으로 코팅되어 다층으로 적층된 플렉시블 재료와 알루미늄 포일이 부패하기 쉬운 제품을 포장하는 주요 옵션이었지만, 상황이 바뀌었다. 따라서, 이미 존재하는 인프라를 이용해서 재활용할 수 있는 종이 기반 포장 포일에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나, 종이가 금속 및/또는 플라스틱 함유 포장재와 유사한 차폐 또는 보호 특성을 가지려면, 종이는 그의 양면 중 하나에 보호층, 예를 들어, 수(水)계 또는 용매계 재료의 보호층이나 임의의 다른 보호층을 구비해야 하는 것을 밝혀냈다. 이러한 해결방안의 환경적인 장점은 기존 재활용 스트림에 계속 투입할 수 있는 보호층을 포함하는 배리어 종이를 가질 수 있는 사실로부터 얻어진다.
따라서, 본 발명의 목적은 종이를 손상시키지 않고, 특히 보호 배리어 영역의 특성을 보존하면서, 보호 배리어 영역을 갖는 새로운 유형의 배리어 종이를 엠보싱하는 방법 및 적합한 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 추가 목적은 그의 보호 특성을 향상시키기 위해, 엠보싱할 때 보호 배리어 영역의 파라미터를 수정하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
정의 및 용어
참조를 위해, 설명 전체에 걸쳐서 그리고 청구범위에서 사용하는 다음의 특정 용어를 소개하고 정의한다.
종이(Paper): 첨가제 및/또는 래커를 포함할 수 있는 셀룰로오스 섬유계 시트재로, 래커는 차단 특성 이외의 목적으로 사용할 수 있음;
배리어(Barrier): 수분 통과 중지 또는 감속, 수증기/산소 전달 속도 감소, 열 전달 감소, 예를 들어 해당 식품 또는 담배를 포장하는 데 사용하는 경우 향기 보존 중에서 어느 한가지 또는 여러 가지를 수행하는 개체(entity)의 층 또는 영역;
배리어 종이(Barrier paper): 수분, 산소, 열, 향기 등의 차단 효과를 제공하기 위해, 바람직하게는, 그의 표면에 가령, 래커, 바니시 또는 수계, 용매계, 진공 증착 또는 핫멜트 코팅 같은 또 다른 재료의 보호층을 적어도 포함하는 종이 기반 포장 시트재.
전형적인 배리어 종이의 필수적인 특성을 다음과 같이 나열할 수 있다:
(i) 대략 40g/㎡ 내지 100g/㎡의 평량(grammage);
(ii) 대략 50㎛ 내지 150㎛의 두께;
(iii) 1g/(㎡×일) 내지 250g/(㎡×일) 범위의 수증기 투과율(water vapor transmission rates, WVTR); 및
(iv) 사용한 보호 필름의 유형과 두께, 및 외부 대기 조건, 가령 온도, 상대 습도에 따라, 1㎤/(㎡×일) 내지 100㎤/(㎡×일) 범위의 산소 투과율(oxygen transmission rates, OTR).
비교를 위해, 9㎛의 순수 알루미늄 필름은 대략 0.01g/(㎡×일)의 WVTR 값 및 0.01㎤/(㎡×일) 미만의 OTR 값을 나타낸다.
보호층(Protective layer): 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 가령 중합체 기반 층이며, 결정된 차단 특성, 즉 결정된 기능성을 제공함; 결정된 차단 특성, 즉 결정된 기능성을 갖도록 수정한 종이의 층 영역. 이 용어는 "배리어"라는 용어 대신에 사용할 수도 있다. 보호층은 밀봉층으로서 작용할 수도 있으며, 적절한 경우, 가령 열가소성 중합체가 그의 조성물에 포함된다;
전사(Transfer): 예를 들어, 고체편(solid piece)에 형성된 적어도 3차원 토포그래픽 요소를 기판에 성형, 인쇄, 주조, 제작(crafting), 프레싱 및 엠보싱하는 것 중에서 어느 하나;
공구(Tool): 적어도 하나의 표면에, 표면 구조를 갖는 재료 부품, 재료는 벌크 또는 층 형태의 금속, 세라믹이며, 그의 표면 구조를 또 다른 재료로 전달하는 것을 의미함;
롤러(Roller): 원통형 대칭, 및 치수, 예를 들어 5m 미만(<)의 길이와, 1m 미만(<)의 직경을 특징으로 하며, 그의 측면은 표면 구조로 프로파일링 됨;
엠보싱(Embossing): 적어도 하나의 롤러나 공구로부터의 특징부를 유체나 고체 기판 또는 또 다른 고체편으로 전사하는 공정;
패트릭스-매트릭스 엠보싱(Patrix-matrix embossing): 패트릭스 구조가 재료를 가압하여 매트릭스 구조 내부를 엠보싱하는 엠보싱 공정;
패트릭스 구조(Patrix structure): 패트릭스 엠보싱 공구의 중간 표면에서 나와 엠보싱하는 구조의 포지티브 투영(positive projection);
매트릭스 구조(Matrix structure): 패트릭스 엠보싱 공구에 상보적인 매트릭스 엠보싱 공구의 중간 표면에 들어가 대응하는 패트릭스 구조를 상보적으로 엠보싱하는 구조의 네거티브 투영(negative projection);
일치성(Congruency): 엠보싱할 특징부의 포지티브 투영과 네가티브 투영의 실질적인 동질성에 기반한 패트릭스 구조와 매트릭스 구조의 상보성.
마이크로 구조(들)(Microstructure(s)): 중간 표면, 예를 들어 엠보싱 공구의 중간 표면 또는 패트릭스 구조의 상부나 매트릭스 구조의 바닥 같은 엠보싱 공구에 위치된 매크로 구조의 중간 표면으로부터 돌출되는 표면 토포그래피 특징부(들)로, 결정된 측면 치수 및 1㎛ 내지 100㎛의 결정된 높이 크기를 가지며, 배리어 종이의 보호층으로 엠보싱되는 것을 의미함;
매끄러운 표면(Smooth surface): 어떤 마이크로 구조(들)도 포함하지 않는 표면으로, 판형 엠보싱 공구에서 보면 실질적으로 평탄한 것으로 간주할 수 있고, 롤러 유형 엠보싱 공구에서 보면 원통형 표면의 일부로 간주할 수 있다. 바람직하게는, 매끄러운 표면의 거칠기(Ra)는 250 ㎚ 미만이 된다.
퀵 교체 장치(Quick exchange device): 교체 가능한 유닛에 매우 정확하게 맞춰진 매우 정밀하게 조정된 시트를 지닌 마운트를 기반으로 하는 교체 가능한 유닛을 포함하는 엠보싱 시스템. 삽입된 상태, 즉 유지 요소의 결합면이 관련 시트에 삽입된 경우, 따라서 교체 가능한 유닛에 포함된 엠보싱 롤은 어떤 추가 조정 작업을 요하지 않고 그의 작동 위치에 배치된다.
제 1측면에서, 본 발명은 배리어 종이를 엠보싱하는 방법을 제공하며, 배리어 종이는, 종이 및 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층을 포함한다. 이 방법은 제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템을 제공하여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계; 제 1엠보싱 공구에 패트릭스 구조를 제공하는 단계; 및 제 2엠보싱 공구에 매트릭스 구조를 제공하는 단계를 포함하며, 매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 한다. 이 방법은 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 패트릭스 및 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 보호층을 갖는 면과 반대쪽 배리어 종이의 면인 종이면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 더 포함하며, 보호층이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지한다.
바람직한 실시예에서, 방법은 제 1엠보싱 공구 상에 매끄러운 표면 구조의 적어도 일부를 제공하는 단계; 엠보싱할 때 매끄러운 표면 구조에 대응하도록 구성된 제 2엠보싱 공구의 적어도 하나의 표면에, 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계; 및 매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 포함하며, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킨다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 제 1엠보싱 시스템을 통해 배리어 종이를 공급하기 전에, 제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템을 제공하는 단계; 제 3엠보싱 공구에 적어도 매끄러운 표면 구조를 제공하는 단계; 제 4엠보싱 공구에 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계; 제 3 및 제 4엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이를 엠보싱하는 단계, - 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킴 -; 및 엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하는 단계를 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 매끄러운 표면은 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 3 및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 제 4엠보싱 공구로부터 복수의 마이크로 구조를 UV 감응성 보호층으로 엠보싱하는 단계 및 UV 방사선을 사용하여 엠보싱된 마이크로 구조를 경화시키는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 보호층은 결정된 차단 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함한다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 기능성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경(R1)은 15㎛ 보다 크다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 기능성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 정상부에 제 1표면(S1)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조는, 매트릭스 구조의 바닥에 제 2표면(S2)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조에 가해지면, 패트릭스 구조 측에서 종이면과의 제 1국부 접촉 압력(F/S1)이 매트릭스 구조 측에서 보호층과의 제 2국부 접촉 압력(F/S)보다 큰 값을 갖도록 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 배리어 종이는 보호층의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만 상이하도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛보다 크다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조의 정상부와 배리어 종이의 두께보다 큰 매트릭스 구조의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭이 있어, 제 2엠보싱 시스템에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피할 수 있도록 패트릭스 구조와 매트릭스 구조를 구성하는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛이다.
제 2측면에서, 본 발명은 배리어 종이를 엠보싱하는 장치를 제공하며, 배리어 종이는, 종이 및 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층을 포함하고, 이 장치는 제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템; 제 1엠보싱 공구의 패트릭스 구조; 및 제 2엠보싱 공구의 매트릭스 구조를 포함하며, 매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 하고; 추가로, 제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 패트릭스와 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙이며, 보호층이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지한다.
바람직한 실시예에서, 장치는 제 1엠보싱 공구 상의 매끄러운 표면 구조의 적어도 일부; 및 엠보싱할 때 매끄러운 표면 구조에 대응하는 제 2엠보싱 공구의 적어도 하나의 표면에, 그 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 더 포함하며, 제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압하도록 추가로 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킨다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 장치는 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 장치는 제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템; 제 3엠보싱 공구의 적어도 매끄러운 표면; 및 제 4엠보싱 공구의 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 더 포함하며, 제 2엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 3 및 제 4엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 배리어 종이의 종이면에 평탄한 구조를 가압하도록 추가로 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키고, 추가로 제 2엠보싱 시스템은 엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 매끄러운 표면은 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 장치는 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 보호층은 결정된 차단 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함한다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경은 15㎛ 보다 크다.
추가의 바람직한 실시예에서, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 정상부에 제 1표면(S1)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조는, 매트릭스 구조의 바닥에 제 2표면(S2)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조에 가해지면, 패트릭스 구조 측에서 종이면과의 제 1국부 접촉 압력(F/S1)이 매트릭스 구조 측에서 보호층과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 큰 값을 갖도록 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 배리어 종이는 보호층의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만만큼 상이하도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛ 보다 크다.
추가의 바람직한 실시예에서, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는 제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조의 정상부와 배리어 종이의 두께보다 큰 매트릭스 구조의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭이 있도록 구성되어, 제 2엠보싱 시스템에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피할 수 있게 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛이다.
제 3측면에서, 본 발명은 배리어 종이를 엠보싱하는 방법을 제공하며, 배리어 종이는 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층을 포함하고, 이 방법은 제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템을 제공하여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계; 제 1엠보싱 공구에 패트릭스 구조를 제공하는 단계; 제 2엠보싱 공구에 매트릭스 구조를 제공하는 단계, - 이때 매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 함 -; 및 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 패트릭스 및 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 보호층을 갖는 배리어 종이의 면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 포함하며, 배리어 종이의 종이면이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지한다.
바람직한 실시예에서, 방법은 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부에 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계; 엠보싱할 때 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부에 대응하도록 구성된 제 2엠보싱 공구에 매끄러운 표면 구조를 제공하는 단계; 및 매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 포함하며, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킨다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 제 1엠보싱 시스템을 통해 배리어 종이를 공급하기 전에, 제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템을 제공하는 단계; 제 3엠보싱 공구에 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계; 제 4엠보싱 공구에 적어도 매끄러운 표면 구조를 제공하는 단계; 제 3 및 제 4엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이를 엠보싱하는 단계, - 이때 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킴 -; 및 엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하는 단계를 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 매끄러운 표면은 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 제 3엠보싱 공구로부터 복수의 마이크로 구조를 UV 감응성 보호층으로 엠보싱하는 단계 및 UV 방사선을 사용하여 엠보싱된 마이크로 구조를 경화시키는 단계를 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 보호층은 결정된 종이 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함한다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경(R1)은 15㎛보다 크다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 정상부에 제 3표면(S3)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조는, 매트릭스 구조의 바닥에 제 4표면(S4)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조에 가해지면, 패트릭스 구조 측에서 보호층과의 제 3국부 접촉 압력(F/S3)이 매트릭스 구조 측에서 종이면과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 작은 값을 갖도록 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 배리어 종이는 보호층(102)의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층(103)을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만 상이하도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛ 보다 크다.
추가의 바람직한 실시예에서, 방법은 제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조의 정상부와 배리어 종이의 두께보다 큰 매트릭스 구조의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭이 있도록 구성되어, 제 2엠보싱 시스템에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피할 수 있게 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛이다.
제 4측면에서, 본 발명은 배리어 종이를 엠보싱하는 장치를 제공하며, 배리어 종이는 종이 및 그의 양면 중 하나에 보호층을 포함하고, 이 장치는 제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템; 제 1엠보싱 공구의 패트릭스 구조; 및 제 2엠보싱 공구의 매트릭스 구조를 포함하며, 매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 하고; 추가로, 제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 패트릭스와 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 보호층을 갖는 배리어 종이의 면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙이며, 배리어 종이의 종이면이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지한다.
바람직한 실시예에서, 장치는 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 갖는 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부; 및 엠보싱할 때 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부에 대응하는 제 2엠보싱 공구의 매끄러운 표면 구조를 더 포함하고, 제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압하도록 추가로 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킨다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 장치는 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 장치는 제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템; 제 3엠보싱 공구의 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조; 및 제 4엠보싱 공구의 매끄러운 표면 구조를 더 포함하며, 제 2엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 3및 제 4엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 배리어 종이의 종이면에 매끄러운 표면 구조를 가압하도록 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키고, 추가로 제 2엠보싱 시스템은 엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 매끄러운 표면은 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 장치는 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 보호층은 결정된 차단 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함한다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경은 15㎛보다 크다.
추가 바람직한 실시예에서, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 정상부에 제 3표면(S3)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조는, 매트릭스 구조의 바닥에 제 4표면(S4)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조에 가해지면, 패트릭스 구조 측에서 보호층과의 제 3국부 접촉 압력(F/S3)이 매트릭스 구조 측에서 종이면과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 작은 값을 갖도록 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 배리어 종이는 보호층의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는, 패트릭스 구조의 측면과 패트릭스 구조가 돌출되는 제 1엠보싱 공구의 제 1베이스 표면 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조의 측면과 매트릭스 구조가 만들어지는 제 2엠보싱 공구의 제 2베이스 표면 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만만큼 상이하도록 구성된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛보다 크다.
추가의 바람직한 실시예에서, 패트릭스 구조와 매트릭스 구조는 제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조의 정상부와 배리어 종이의 두께보다 큰 매트릭스 구조의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭이 있도록 구성되어, 제 2엠보싱 시스템에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피할 수 있게 한다.
추가의 바람직한 실시예에서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛이다.
도면을 참조하여 이루어지는 실시예의 바람직한 예에 대한 설명을 통해 본 발명을 더 잘 이해할 것이다.
도 1은 배리어 종이의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 엠보싱 장치 및 그에 의해 엠보싱된 배리어 종이를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 엠보싱 장치에서 사용하는 엠보싱 시스템을 개략적으로 나타내는 조립 및 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 용도에 따라 매크로 구조로 엠보싱된 배리어 종이의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 따라 엠보싱 후에 보호층의 기능을 보존하는 데 사용하는 협동 엠보싱 공구를 반경과 함께 개략적으로 나타낸다 (배리어 종이 및 보호층은 도시 생략).
도 6은 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 따라 엠보싱 후에 보호층의 기능을 보존하기 위해, 배리어 종이와 엠보싱 공구 사이의 국부 접촉 압력을 조절할 수 있는 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 엠보싱 장치 및 그에 의해 엠보싱된 배리어 종이를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 보호층의 마이크로 구조를 엠보싱하도록 구성된 엠보싱 시스템을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 2개의 엠보싱 시스템을 포함하는 엠보싱 장치 및 배리어 종이에 생성된 엠보싱 효과를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 패트릭스 구조와 매트릭스 구조 사이에 갭을 제공하는 것도 포함하는 엠보싱 방법의 개별 단계를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 의해 제조할 수 있는 다수의 엠보싱된 배리어 종이 제품을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 생성할 수 있는 배리어 종이의 엠보싱된 매크로 구조의 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 배리어 종이에 엠보싱한 주름의 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 엠보싱한 배리어 종이 형태의 포장재의 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 추가 바람직한 실시예에 의해 엠보싱한 배리어 종이 형태의 포장재의 추가적인 예를 나타낸다.
모든 도면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지정하기 위해 동일한 참조번호를 사용하기로 한다.
도 1은 배리어 종이의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 엠보싱 장치 및 그에 의해 엠보싱된 배리어 종이를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 엠보싱 장치에서 사용하는 엠보싱 시스템을 개략적으로 나타내는 조립 및 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 용도에 따라 매크로 구조로 엠보싱된 배리어 종이의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 따라 엠보싱 후에 보호층의 기능을 보존하는 데 사용하는 협동 엠보싱 공구를 반경과 함께 개략적으로 나타낸다 (배리어 종이 및 보호층은 도시 생략).
도 6은 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 따라 엠보싱 후에 보호층의 기능을 보존하기 위해, 배리어 종이와 엠보싱 공구 사이의 국부 접촉 압력을 조절할 수 있는 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 엠보싱 장치 및 그에 의해 엠보싱된 배리어 종이를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 보호층의 마이크로 구조를 엠보싱하도록 구성된 엠보싱 시스템을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 2개의 엠보싱 시스템을 포함하는 엠보싱 장치 및 배리어 종이에 생성된 엠보싱 효과를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 패트릭스 구조와 매트릭스 구조 사이에 갭을 제공하는 것도 포함하는 엠보싱 방법의 개별 단계를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 의해 제조할 수 있는 다수의 엠보싱된 배리어 종이 제품을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 생성할 수 있는 배리어 종이의 엠보싱된 매크로 구조의 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 배리어 종이에 엠보싱한 주름의 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 엠보싱한 배리어 종이 형태의 포장재의 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 추가 바람직한 실시예에 의해 엠보싱한 배리어 종이 형태의 포장재의 추가적인 예를 나타낸다.
모든 도면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지정하기 위해 동일한 참조번호를 사용하기로 한다.
전술한 종래 기술의 한 쌍의 엠보싱 롤러에 의해 배리어 종이에 결합된 엠보싱, 또는 전술한 종래 기술의 개별 엠보싱 시스템에서 배리어 종이의 연속적인 엠보싱 (마이크로 구조 및 매크로 구조)은 놀랍게도 새로운 시너지 효과를 나타내는, 즉 포장재의 향상된 접힘 가능성과 엠보싱 보호층의 향상된 특성을 달성하는 엠보싱 제품을 제공하는 것을 실험적으로 밝혀냈다.
본 발명은 엠보싱된 보호층(들)의 기능성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 향상된 배리어 종이의 접힘 가능성도 얻을 수 있는 그의 양면 중 어느 한 면 또는 그의 양면 모두에 보호 배리어 영역을 포함하는 배리어 종이를 엠보싱하는 방법을 제공한다. 본 발명은 추가로 해당 엠보싱 장치를 제공한다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 방법 및 장치에 의해 엠보싱할 수 있는 배리어 종이의 예를 나타낸다. 이러한 배리어 종이는 당업계에 주지되어 있는 제품으로, 지속적인 개발 및 개선도 이루어지고 있다. 배리어 종이와 그의 보호층에 대한 더 많은 정보는 위의 "정의 및 용어" 섹션에 주어져 있다. 도 1a는 종이(100) 및 종이(100)의 양면 중 하나에 보호층(101)을 포함하는 배리어 종이(104)의 예를 도시한다. 도 1b는 종이(100) 및 종이(100)의 양면에 보호층(102, 103)을 포함하는 배리어 종이(105)의 예를 도시한다. 보호층(102, 103)은 동일한 성질을 갖거나 갖지 않을 수 있고, 배리어 종이(105)의 의도된 용도에 따라 그 조성을 조정할 수도 있다.
도 2a, 2b 및 2c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 엠보싱 장치(200) 및 그에 의해 엠보싱되는 배리어 종이(104)를 개략적으로 나타낸다. 도 2a는 엠보싱 롤러로 구현된 제 1엠보싱 공구(201) 및 역시 엠보싱 롤러로 구현되고 제 1엠보싱 공구(201)와 협동하도록 구성된 제 2엠보싱 공구(202)를 포함하는 엠보싱 장치(200)를 나타낸다. 물론, 제 1엠보싱 공구(201) 및 제 2엠보싱 공구(202)는 더 쉬운 가독성을 위해 여기에는 도시하지 않은 프레임, 카세트, 및 압력 인가 수단을 포함할 수 있는 엠보싱 시스템의 일부이다. 도 2b의 확대도에 단면이 도시된 배리어 종이(104)는 엠보싱 시스템에 공급되어 제 1엠보싱 공구(201)와 제 2엠보싱 공구(202) 사이에서 엠보싱될 수 있다. 도 2c는 제 1엠보싱 공구(201)와 제 2엠보싱 공구(202)에 의해 엠보싱되는 배리어 종이(104)의 확대도이다. 보다 정확하게는, 제 1엠보싱 공구(201)는 패트릭스 구조(203)를 구비한다. 패트릭스 구조(203)는 본원에서 매트릭스 구조와 함께 위의 "정의 및 용어" 섹션에서 설명하였다. 이와 같이, 패트릭스 구조(203)는 패트릭스 엠보싱 공구(201)의 중간 표면(204)에서 나와 엠보싱하는 구조의 포지티브 투영이며, 제 1엠보싱 공구(201)는 패트릭스 엠보싱 공구이다. 매트릭스 엠보싱 공구인 제 2엠보싱 공구(202)는 매트릭스 구조(205)를 구비하며, 이는 제 2엠보싱 공구(202)의 중간 표면(206)으로 들어가고 패트릭스 구조(203)에 상보적이다. 바람직한 실시예에서, 매트릭스 구조(205)와 패트릭스 구조(203)는 본원의 상기 종래 기술에서 설명한 바와 같이 비합동(non-congruent)이다. 매트릭스 구조(205)는 패트릭스 구조(203)에 대응함으로써, 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때 보호층(101)의 기능성이 보존되도록, 즉 엠보싱 영향으로 인해 발생하는 보호층(101)의 기능 저하가 발생하지 않도록 한다. 배리어 종이(104)는 보호층(101)을 갖는 면과 반대쪽 배리어 종이(104)의 면인 종이(100) 면에 패트릭스 구조(203)를 가압함으로써 엠보싱된다. 이는 배리어 종이(104)를 매트릭스 구조(205)에 밀어붙여, 보호층(101)이 매트릭스 구조(205)와 대향하도록 한다. 이는 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이(104) 내 종이(100)의 섬유 구조를 수정할 수 있고; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지한다.
도 3a 및 도 3b는 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 엠보싱 장치 및 방법에서 사용하는 엠보싱 시스템(300)을 개략적으로 나타낸다. 도 3a는 엠보싱되는 배리어 종이(104)의 경로도 볼 수 있는 조립된 상태의 엠보싱 시스템(300)을 나타내는 한편, 도 3b는 마운트(301), 제 1엠보싱 공구(201)를 장착하기 위한 롤러(302)를 지지하는 대략 원통형의 슬리브, 및 마운트(301)에 제 2엠보싱 공구(202)를 장착하기 위한 포크(303)를 포함하는 엠보싱 시스템(300)의 다양한 구성요소를 포함하는 단순화한 분해 사시도를 제공한다.
엠보싱 시스템(300)은, 바람직하게는 위의 전용 정의 및 용어 섹션에서 정의한 바와 같이, 퀵 교체 장치로서 구성할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 패트릭스 엠보싱 공구(P)와 매트릭스 엠보싱 공구(M) 사이에서 매크로 구조로 엠보싱되는 배리어 종이(104)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 이들 공구는 도면에서 배리어 종이(104)의 각 면에 대해 단지 제안하였을 뿐 텍스처화하지는 않았다. 도 4a에 도시한 본 발명의 예시적인 용도에서, 배리어 종이(104)는 패트릭스 엠보싱 공구(P) 측에 보호층(101)을 갖는다. 즉, 패트릭스 구조(400)는 보호층(101)을 밀어붙인다. 도 4b에 도시한 본 발명의 예시적인 사용 예에서, 배리어 종이(104)는 매트릭스 엠보싱 공구(M) 측에 보호층(101)을 갖는다. 즉, 보호층(101)이 매트릭스 구조(401)와 대향하고 있는 동안 패트릭스 구조(400)는 종이(100)의 면을 밀어붙인다.
도 5는 협동하는 엠보싱 공구, 즉 패트릭스 엠보싱 공구(P) 및 매트릭스 엠보싱 공구(M)를 반경(R1, R2)과 함께 개략적으로 나타내며, 이들 공구는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엠보싱 후에 배리어 종이(104)의 보호층 (도 5에서 배리어 종이 및 보호층은 도시 생략)의 기능을 보존하는 데 사용한다. 바람직한 실시예에서, 배리어 종이는 일면에 보호층을 갖는다. 엠보싱할 배리어 종이(104)는, 예를 들어 30㎛보다 크지만 대체로 300㎛ 미만인 두께를 가질 수 있어, 보호층의 두께는 전형적으로 5 내지 50㎛ 범위이다. 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 엠보싱 공구(504)의 베이스 (중간) 표면(503) 사이의 연결부, 및 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)의 리세스가 엠보싱하는 동안 잠재적인 균열 영역이 되고 특별한 고려사항을 필요로 하는 엠보싱 공구(507)의 베이스 (중간) 표면(506) 사이의 연결부를 볼 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 보호층이 매트릭스 구조(500) (도 5에서 배리어 종이 및 보호층은 도시 생략)와 대향한 상태에서, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 엠보싱 공구(504)의 베이스 표면(503) 사이의 연결부는 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 엠보싱 공구(507)의 베이스 표면(506) 사이의 연결부는 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이다. 추가의 바람직한 실시예에서, R1은 15㎛보다 크고, 바람직하게는 25㎛보다 크다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에서, 보호층이 패트릭스 구조(501) (도 5에서 배리어 종이 및 보호층은 도시 생략)와 대향하고, 패트릭스 구조(501)의 포지티브 돌출부의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 엠보싱 공구(504)의 베이스 표면(503) 사이의 연결부는 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 네거티브 투영의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 엠보싱 공구(507)의 베이스 표면(506) 사이의 연결부는 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R1 > R2이다. 추가의 바람직한 실시예에서, R2는 15㎛보다 크고, 바람직하게는 25㎛보다 크다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에서, 예를 들어 도 1b의 배리어 종이(100)에는 도시하였으나 도 5에는 도시하지 않은 바와 같이, 엠보싱될 그의 양면에 보호층(102 및 103)을 갖는 종이(100)를 엠보싱할 때, 반경(R2)과 반경(R1)은 25% 미만 상이하다. 추가의 바람직한 실시예에서, 그의 양면에 보호층(102, 103)을 갖는 종이(100)를 엠보싱할 때, R1 및 R2는 25㎛보다 크고, 바람직하게는 40㎛보다 크다.
도 5에 도시한 비율과 치수는 단지 개략적인 것일 뿐 실제 측정값과 비율을 갖는 실제 사례를 나타내는 것은 아님을 이해해야 한다. R1과 R2 사이의 관계와 이전 단락에 나타낸 예시적인 값만 고려한다.
본원에서 설명한 바와 같은 최소값을 초과하는 반경을 갖는 연결부를 사용하면, 배리어 종이(104)가 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500) 사이에서 담금질됨에 따라 전단 응력을 감소시키는 장점이 있음을 실험을 통해 검증했다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따라 엠보싱 후에 보호층(101)의 기능을 보존하기 위해, 배리어 종이(104)와 엠보싱 공구, 즉 패트릭스 엠보싱 공구(P)와 매트릭스 엠보싱 공구(M) 사이의 국부적인 접촉 압력을 조절할 수 있는 방법을 나타낸다. 국부 접촉 압력의 감소는 배리어 종이(104)의 보호층(101)에 대한 엠보싱 전체에 걸쳐서 유리한 효과를 제공하며, 이것에 대해서는 각각 단일 패트릭스 구조(600, 602)와 단일 매트릭스 구조(601, 603)를 도시하는 도 6a 및 도 6b와, 이하에 주어지는 설명을 고려하여 이해할 수 있을 것이다.
배리어 종이(104)가, 매트릭스 구조(601)와 대향하는 보호층(101)과 패트릭스 구조(600)와 대향하는 종이(100) 면을 갖는 도 6a에 도시한 바와 같이, 엠보싱력(F)이 패트릭스 구조(600)에 가해진다. 엠보싱하려는 특징부에 대응하는 패트릭스 구조(600) 정상부의 표면(S1)은 배리어 종이(104)에 엠보싱하려는 특징부에 대응하는 매트릭스 구조(601) 바닥의 표면(S2)보다 작을 필요가 있음을 실험적으로 밝혀냈다.
따라서, 패트릭스 측, 즉 종이(100) 면의 제 1국부 접촉 압력(F/S1)은 매트릭스 측, 즉 보호층 면(101)의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 크다. 국부적인 접촉 압력이 클수록 보호층(101)을 붕괴시킬 가능성이 더 큰 것을 직접적으로 의미하므로, 매트릭스 구조(601)와 대향하는, 즉 더 작은 접촉 압력과 대향하는 보호층(101)을 지닌 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 데 따른 장점은 보호층(101)의 무결성을 보존하는 것이다.
추가의 바람직한 실시예에서, 배리어 종이(104)의 엠보싱은 도 6b에 도시한 바와 같이, 패트릭스 구조(602)와 대향하는 보호층(101)과 함께 이루어진다. 이 경우, 패트릭스 구조(602) 정상부의 표면(S3)은 배리어 종이(104)에 엠보싱하려는 특징부에 대응하는 매트릭스 구조(603) 바닥의 표면(S4)보다 크거나 최대한 같도록 선택해야 한다.
S3 및 S4의 선택시, 패트릭스 측의 제 3국부 접촉 압력(F/S3)은 매트릭스 측의 제 4국부 접촉 압력(F/S4)보다 작다. 국부적인 접촉 압력이 클수록 보호층(101)을 붕괴시킬 가능성이 더 큰 것을 직접적으로 의미하므로, 조정된 패트릭스 구조(602)와 대향하는, 즉 더 작은 접촉 압력과 대향하는 보호층(101)을 지닌 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 데 따른 장점은 보호층(101)의 무결성을 보존하는 것이다.
도 7a, 7b, 7c 및 7d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 엠보싱 장치(708) 및 그에 의해 엠보싱된 배리어 종이(104, 105)를 개략적으로 나타낸다. 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에서, 배리어 종이(104) 상에 미세한 엠보싱 특징부(700, 701)와 매크로 엠보싱 특징부(702, 703, 704, 705)의 중첩을 생성하기 위해, 미세한 구조(microscopic)(700, 701)와 매크로 구조(702, 703, 704, 705)는 보호층(101)과 대향하는 패트릭스 롤러(P) 및 매트릭스 롤러(M) 중 적어도 하나에 결합된다. 또한, 도 7b에서, 엠보싱하는 동안 매트릭스 롤러(M)의 매트릭스 구조(705)와 엠보싱된 배리어 종이(104)의 종이(100) 사이에는 공간(720)이 생기는데, 그 이유는 패트릭스 구조(704)가 매트릭스 구조(705)와 비합동으로 선택되고 도 7a에 있는 패트릭스 구조(702)와 비교해 짧은 높이를 갖기 때문이다. 도 7c에 도시한 바와 같은 특정 실시예에서, 양면에 보호층(102, 103)을 갖는 배리어 종이(105)는 그의 양면 모두에 마이크로 구조(706, 707)가 엠보싱되며, 즉 패트릭스 롤러(P)와 매트릭스 롤러(M) 모두 마이크로 구조(706, 707)를 지닌다.
도 7d에 도시한 바와 같이, 엠보싱을 수행하도록 구성된 엠보싱 장치(708)는 패트릭스 롤러(709/P) 및 매트릭스 롤러(710/M)를 포함하며, 이들은 모두 패트릭스 롤러(709/P)와 매트릭스 롤러(710/M) 사이에 힘(도 7d에는 도시 생략)이 가해질 수 있도록 설계된 엠보싱 장치(708)의 카세트(도 7d에는 도시 생략)에 장착된다. 카세트 및 힘 발생 장치(도 7d에는 도시 생략), 예를 들어 공압 실린더는 프레임(711)에 구현되어, 본 발명의 예에 따른 엠보싱 장치(708)를 구축한다.
바람직하게는, 엠보싱 장치(708)는 배리어 종이(104, 105)의 보호층(들)(101, 102, 103)의 소성 변형 및 그에 따라 보호층(들)(101) 내로 마이크로 구조(700, 701, 706, 707)의 엠보싱을 촉진하기 위해, 패트릭스 롤러(709/P)와 매트릭스 롤러(710/M) 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이(104, 105)의 보호층(들)(101, 102, 103)을 가열하는 가열 수단(도 7d에는 도시 생략)을 포함한다. 온도는 40℃초과, 바람직하게는 70℃가 적합하며, 온도가 특정 한계, 가령 150℃를 초과하면, 배리어 종이를 손상시키게 된다.
각각 패트릭스 구조(704, 712)를 갖는 도 7b 및 7c에 도시한 사용 사례에 대한 패트릭스 롤러(709/P)의 경우, 마이크로 구조(701, 707)는 바람직하게는, 엠보싱된 매크로 특징부 (특징부는 도 7b 및 도 7c 와는 상이한 형상을 가짐)에 대응하는 패트릭스 구조(704, 712)의 정상부에서 상부면(713, 714)에 갖춰지며, 매트릭스 롤러(710/M), 즉 매트릭스 구조(703)를 갖는 도 7a에 도시된 사용 사례의 경우, 마이크로 구조는 바람직하게는, 매트릭스 구조(703)를 둘러싸는 매트릭스 롤러(710/M)의 베이스 중간 표면(715)에 갖춰지는 한편, 패트릭스 롤러(P)의 대응하는 표면, 즉 엠보싱할 때에 배리어 종이(104)의 타측에서 마이크로 구조(700)와 반대인 표면은 매끄러운 표면이다.
경우에 따라, 즉 배리어 종이(104, 105)의 보호층(101, 102, 103)이 마이크로 구조(700, 701, 706, 707)를 지니며 출력물이 마이크로 구조 보호층(101, 102, 103)을 갖는 매크로 엠보싱 배리어 종이(104, 105)인 경우, 패트릭스 롤러(709) 및/또는 매트릭스 롤러(710)와 대향하도록 해서 배리어 종이(104, 105)를 엠보싱 장치(708)에 공급한다.
도 8a, 8b, 8c 및 8d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 보호층(101)에 마이크로 구조(802)를 엠보싱하도록 구성된 엠보싱 시스템(800, 801)을 나타낸다. 각 엠보싱 시스템(800, 801)은 서로 협동하여 배리어 종이(104)를 엠보싱하도록 구성된 제 3엠보싱 공구(804) 및 제 4엠보싱 공구(803)를 포함한다. 제 3엠보싱 공구(804)는 적어도 매끄러운 표면 구조(805)를 구비하며, 이는 본원에서 논의한 모든 도면에서 엠보싱 공구(804)의 전체 원통형 표면을 덮는다. 제 4엠보싱 공구(803)는 엠보싱 공구(803)의 표면(806)으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조(802)를 구비한다. 도 8a에서 마이크로 구조(802)는 제 4엠보싱 공구(803)의 원통형 표면에서 링형 표면(807)을 차지하는 한편, 도 8b에서 마이크로 구조(802)는 엠보싱 공구(803)의 원통형 표면 전체를 덮고 있다. 도 8a 및 도 8b는 단지 예시일 뿐이며, 마이크로 구조(802)의 다른 분포가 가능하다. 도 8c에서 마이크로 구조(802)는 교차선으로 표시되어 있다. 도 8d의 확대도에서, 마이크로 구조(802)는 보호층(101)에 근접하게 도시되어 있으며, 이는 마이크로 구조(802)가 보호층(101)에 막 엠보싱될 것임을 암시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 마이크로 구조는 복수의 반-구체, 원뿔, 규칙적이거나 랜덤한 형상의 표면 토포그래피 특징부 같은 (예를 들어 엠보싱 롤러 공구(803) 같은) 롤러의 표면에 (도 8a, 8b, 8c 및 8d에서와 같이) 새겨져 있다. 추가 실시예에서, 마이크로 구조는 엠보싱될 매크로 특징부에 대응하는 패트릭스 롤러의 패트릭스 구조의 표면 또는 매트릭스 롤러의 베이스 표면의 면에 새겨질 수 있다.
복수의 표면 마이크로 구조(들)은 주기적 배열을 갖고 규칙적으로 분포된 특징부의 배열을 의미할 수 있고, 다양한 유형의 구조의 집합(들)을 의미할 수 있거나, 랜덤하게 분포된 구조를 의미할 수 있다.
이러한 개별 미세 표면 구조의 측면 치수는 1 내지 100㎛의 범위에서 변할 수 있는 반면, 인접한 두 미세 표면 구조 사이의 거리는 2 내지 200㎛의 범위에서 변할 수 있다.
미세한 표면 구조의 최대 높이는 엠보싱될 배리어 종이의 보호층의 두께에 의해 제한되는데, 이는 미세한 표면 특징부를 엠보싱할 때, 배리어 종이의 무결성이 보존되어야 하기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 이 높이는 배리어 영역의 보호층 두께의 80%를 초과해서는 안 된다.
미세한 표면 특징부의 높이에 대한 특별한 기술적인 최소한의 제한은 없다. 이는 배리어 영역의 고유 표면 거칠기보다 커야 하며, 전형적으로 1㎛보다 클 수 있다.
도 9a, 9b, 9c 및 9d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 2개의 엠보싱 시스템을 포함하는 엠보싱 장치(902, 903), 및 배리어 종이(104)에 생성된 엠보싱 효과를 나타낸다. 도 9a, 9b, 9c, 9d에 도시된 바람직한 실시예에서, 배리어 종이(104)에 엠보싱해서 엠보싱된 마이크로 구조(들)(900) 및 엠보싱된 매크로 구조(들)(901)의 중첩을 생성함으로써, 배리어 종이(104)의 보호층(101)에 마이크로 구조(900)를 엠보싱하기 위해, 2개의 엠보싱 장치(902, 903)를 결합하였다. 따라서, 제 2엠보싱 장치(902)에 의해 주로 엠보싱된 배리어 종이(104)는 이것이 매크로 엠보싱(901)을 수행하고, 추가로 사전에 엠보싱된 마이크로 구조(900)를 가압(평탄화)하지 않고 매크로 엠보싱을 수행하도록 설계된 제 1엠보싱 장치(903)에 공급될 때, 보호층(101)은 이미 엠보싱된 마이크로 구조를 지니고 있다.
마이크로 구조(900)의 엠보싱을 수행하는 제 2엠보싱 장치(902)는, 바람직하게는 전술한 바와 같은 마이크로 구조를 갖는 표면 구조화된 롤러(904)와 매끄러운 표면 카운터 롤러(905)를 포함하며, 이들 모두는 표면 구조화된 롤러(904)와 매끄러운 표면 카운터 롤러(905) 사이에 힘이 가해질 수 있도록 설계된 카세트(도 9a에는 도시 생략)에 장착된다. 카세트 및 힘 발생 장치(도 9a에는 도시 생략), 가령 공압 실린더는 프레임(908)으로 구현되어, 본 발명에 따른 마이크로 구조 엠보싱을 위한 제 1엠보싱 장치(902)를 구축한다.
바람직하게는, 마이크로 구조(900)의 엠보싱을 수행하는 제 2엠보싱 장치(902)는 보호층(101)의 소성 변형 및 그에 따라 보호층(101)내로의 배리어 종이(104)의 마이크로 구조 엠보싱을 촉진하기 위해, 표면 구조화된 롤러(904) 및/또는 보호층(101)을 가열하는 가열 수단(도 9a에는 도시 생략)을 포함한다. 온도는 40℃ 초과, 바람직하게는 70℃ 초과가 적합하며, 온도가 특정 한계, 가령 150℃를 초과하면, 배리어 종이를 손상시키게 된다.
대안으로, 마이크로 구조(들)(900)은 표면 구조화된 롤러(904)로부터 UV 감응성 보호층(도면에는 도시 생략)으로 전사되고, 이는 전사 후에 UV 경화되어 배리어 종이(104)에 마이크로 구조화된 보호층(101)을 구성한다.
매크로 구조(901)의 엠보싱을 수행하는 제 1엠보싱 장치(903)는 패트릭스 롤러(907) 및 매트릭스 롤러(906)를 포함하며, 이들 모두는 패트릭스 롤러(907)와 매트릭스 롤러(906) 사이에 힘이 가해질 수 있도록 설계된 카세트(도 9a에는 도시 생략)에 장착된다. 카세트 및 힘 발생 장치(도 9a에는 도시 생략), 가령 공압 실린더는 프레임(909)에 구현되어, 본 발명에 따른 매크로 구조 엠보싱을 위한 제 2엠보싱 장치(903)를 구축한다.
도 10a, 10b 및 10c에 도시된 본 발명의 특정 실시예에서, 제 1엠보싱 장치(903) 내 패트릭스 롤러(1002)의 패트릭스 구조(1001)와 매트릭스 롤러(1004)의 대응하는 매트릭스 구조(1003) 사이에 있는 갭(1000)은 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때, 배리어 종이(104)의 두께, 즉 보호층(101)의 두께에 추가된 종이(100)의 두께보다 크게 구성되도록 선택하며, 이는 적어도 하나의 구간에서, 바람직하게는 5㎛ 내지 50㎛이다. 패트릭스 구조(1001)와 매트릭스 구조(1003) 사이의 갭(1000)에 의해 생성된 국부적으로 확대된 거리는 제 2엠보싱 장치(902)에 의해 사전에 엠보싱되어 배리어 종이(104)의 보호층(101)에 존재하는 마이크로 구조(900)를 가압(평탄화)하지 않고도 배리어 종이(104)의 매크로 엠보싱을 수행할 수 있게 한다.
배리어 종이(104)의 보호층(101)이 표면 마이크로 구조화된 롤러(904)와 대향하고 종이(100) 면이 매끄러운 표면 카운터 롤러(905)와 대향하도록 해서, 배리어 종이(104)를 마이크로 구조 엠보싱 장치(902)에 공급한다.
마이크로 구조 엠보싱 장치(902)의 출력물인 엠보싱된 배리어 종이(104), 즉 마이크로 구조 보호층(101)을 갖는 배리어 종이(104)를 이어서 매크로 구조 엠보싱 장치(903)에 공급한다.
매크로 구조 엠보싱 장치(903)의 출력물인 엠보싱된 배리어 종이(104)는 그의 표면에 엠보싱된 마이크로 구조(들)(900)을 지닌 보호층(101)을 갖는 매크로 엠보싱된 배리어 종이(104)이다. 마이크로 구조(들)(900)은 배리어 종이(104)의 차단 특성을 향상시킬 수 있으며, 매크로 엠보싱으로 인해 발생할 가능성이 있는 기능성 손실을 보상할 수 있다.
도 11a 내지 11e는 본 발명의 예시적인 실시예에 의해 제조할 수 있는 다수의 엠보싱된 배리어 종이 제품을 나타낸다. 도 11a 내지 11c의 배리어 종이는, 도 11a에서 규칙적인 간격을 두고 분포된 패턴인 벌집 형상으로, 도 11b에서는 삼각형으로, 도 11c에서는 원으로 전체적으로 엠보싱되어 있으며, 이는 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지하는 장점이 있다. 패턴은 본 문서에서 설명한 바와 같이 매크로 구조 엠보싱에 의해 얻어진다. 각 제품은 본 문서에서 설명한 바와 같이 마이크로 구조를 사용하여 추가로 엠보싱할 수 있다. 도 11d에 있는 제품은 매크로 엠보싱을 적용하여 몇 개의 주름선을 얻은 배리어 종이의 시트로, 이는 쉽게 접기 위해 결정된 선에 특권을 부여하는 장점이 있다. 물론, 이 제품은 본 문서에서 설명한 바와 같이 마이크로 구조를 사용하여 추가로 엠보싱할 수 있다. 도 11e에 있는 제품은 본 문서에서 주어진 설명에 따라 매크로 엠보싱, 마이크로 엠보싱 또는 심지어 두 가지 유형의 조합을 사용하여 로고 패턴 (본 예에서는 "LOGO"라는 용어로 표시함)의 엠보싱이 만들어지는 도 11d의 제품을 기반으로 한다.
도 12a 내지 12c는 엠보싱 시스템(1200)을 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 생성할 수 있는 배리어 종이(104)에서 엠보싱된 매크로 구조 패턴의 예를 나타낸다. 이 엠보싱 시스템은 패트릭스 엠보싱 공구(1201) 및 도 12c의 확대도에 도시한 바와 같이 협동하도록 구성된 대응하는 매트릭스 엠보싱 공구(1202)를 포함한다. 보호층(101) (도 12에는 도시 생략)은 매트릭스 엠보싱 공구(1202)와 대향한다. 패트릭스 엠보싱 공구(1201)와 매트릭스 엠보싱 공구(1202)는 도 12c에 도시한 바와 같이 패트릭스 구조(1203) 및 대응하는 비합동 매트릭스 구조(1204)를 포함한다. 이들은 패트릭스 엠보싱 공구(1201)와 매트릭스 엠보싱 공구(1202)의 양 표면에 걸쳐서 분포되어 도 12b에 도시된 엠보싱 패턴을 생성한다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해, 즉 적어도 매크로 구조(도 13a 및 13b에는 도시 생략)에 의해 배리어 종이(104)에 엠보싱된 주름선(1300)의 예를 나타내며, 패트릭스 구조는 P로 표시한 면에서 사용하여 배리어 종이(104)의 종이(100) 면을 가압하였고, 보호층(101)은 M으로 표시한 대응하는 매트릭스 구조와 대향하고 있었다. 도 13a에 있는 제품은 단일 주름선을 포함하는 한편, 도 13b에 있는 제품은 연속된 3개의 주름선을 포함한다.
도 14a 내지 14c는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 엠보싱한 배리어 종이 형태인 포장재의 예를 나타낸다. 보다 구체적으로, 도 14b에 있는 배리어 종이는 거시적으로 엠보싱되어 도 14a의 담배갑 내부에서 내부 라이너로 사용할 수 있게 이들 선을 따라 배리어 종이를 접는 특권을 부여하도록 설계한 4개의 주름선을 얻었다. 도 14c는 도 14b의 주름선들 중 하나를 통해 확대한 단면도로, 주름선이 매크로 구조의 엠보싱에 의해 얻어졌음을 나타낸다. 종이의 면이 패트릭스 구조 측에 있고, 보호층은 패트릭스 구조 측에 있는 것을 사용하여 배리어 종이를 엠보싱하였다 (패트릭스 및 매트릭스 구조는 도시 생략).
도 15a 및 15b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 엠보싱한 배리어 종이 형태인 포장재의 추가 예를 나타낸다. 보다 구체적으로, 도 15a에 있는 배리어 종이는 초콜렛 바 포장지를 밀봉하기 위한 플랩으로 사용할 수 있게 거시적으로 엠보싱하여 주름선을 따라 배리어 종이를 접는 특권을 부여하도록 설계한 적어도 하나의 주름선을 얻었다. 도 15b는 도 15a의 주름선을 통한 확대 단면도로, 이는 (도시한 종이에 교차선으로 도시한 바와 같이) 주름선이 매크로 구조 및 마이크로 구조의 엠보싱에 의해 얻어졌음을 나타낸다. 종이의 면이 패트릭스 측에 있고 보호층이 매트릭스 엠보싱 공구 측에 있는 것을 사용하여 배리어 종이를 엠보싱하였다 (패트릭스 및 매트릭스 구조는 도시 생략). 마이크로 구조는 매트릭스 측면을 향해 보호층에 엠보싱된다.
Claims (62)
- 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 방법으로서, 배리어 종이(104)는 종이(100) 및 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층(101)을 포함하고,
제 1엠보싱 공구(201) 및 제 1엠보싱 공구(201)와 협동하여 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 제 2엠보싱 공구(202)를 갖는 제 1엠보싱 시스템(200)을 제공하는 단계;
제 1엠보싱 공구(201)에 패트릭스 구조(203)를 제공하는 단계;
제 2엠보싱 공구(202)에 매트릭스 구조(205)를 제공하는 단계,
- 매트릭스 구조(205)는 패트릭스 구조(203)에 대응함으로써 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때 보호층(101)의 기능이 보존되도록 함 -; 및
제 1 및 제 2엠보싱 공구(201, 202) 사이에 배리어 종이(104)를 삽입하고, 패트릭스 및 매트릭스 구조(203, 205) 사이에 압력을 가하여 배리어 종이(104)의 보호층(101)을 갖는 면과 반대쪽 배리어 종이(104)의 표면인 종이(100) 면에 패트릭스 구조(203)를 가압하고, 배리어 종이(104)를 매트릭스 구조(205)에 밀어붙여 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 단계를 포함하고, 보호층(101)이 매트릭스 구조(205)와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이(104) 내 종이(100)의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지하는 방법. - 제 1항에 있어서,
제 1엠보싱 공구(P)에 매끄러운 표면 구조의 적어도 일부를 제공하는 단계;
엠보싱할 때 매끄러운 표면 구조에 대응하도록 구성된 제 2엠보싱 공구(M)의 적어도 하나의 표면에, 표면(715)으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조(700)를 제공하는 단계; 및
매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조(700) 사이에 압력을 가하여 배리어 종이(104)의 종이(100)의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 단계를 포함하며, 보호층(101)이 마이크로 구조(700)와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이(104)의 결정된 차단 특성을 향상시키는 방법. - 제 2항에 있어서,
제 1 및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치(300)에 장착되는 방법. - 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1항에 있어서,
제 1엠보싱 시스템(903, 909)을 통해 배리어 종이를 공급하기 전에,
제 3엠보싱 공구(905) 및 제 3엠보싱 공구(905)와 협동하여 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구(904)를 갖는 제 2엠보싱 시스템(902, 908)을 제공하는 단계;
제 3엠보싱 공구(905)에 적어도 매끄러운 표면 구조를 제공하는 단계;
제 4엠보싱 공구에 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계;
제 3및 제 4엠보싱 공구(905, 904) 사이에 배리어 종이(104)를 삽입하고, 매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이(104)의 종이(100)의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이(104)를 엠보싱하는 단계, -이때 보호층(101)이 마이크로 구조(도 10b)와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이(104)의 결정된 차단 특성을 향상시킴 -; 및
엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템(도 10a, 10c)에 공급하는 단계를 포함하는 방법. - 제 5항에 있어서, 매끄러운 표면(805)은 제 3엠보싱 공구(804)의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조(802)는 제 4엠보싱 공구(803)의 작업 표면 전체에 제공되는 방법.
- 제 5항에 있어서,
배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 5항에 있어서,
제 4엠보싱 공구로부터 복수의 마이크로 구조를 UV 감응성 보호층으로 엠보싱하는 단계 및 UV 방사선을 사용하여 엠보싱된 마이크로 구조를 경화시키는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 1항에 있어서,
보호층은 결정된 차단 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함하는 방법. - 제 1항에 있어서,
보호층의 기능을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성되는 방법. - 제 10항에 있어서, 제 1반경(R1)은 15㎛보다 큰 방법.
- 제 1항 및 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
보호층의 기능을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(600)는, 패트릭스 구조(600)의 정상부에 제 1표면(S1)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조(601)는, 매트릭스 구조(601)의 바닥에 제 2표면(S2)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조(600)에 가해지면, 패트릭스 구조(600) 측에서 종이(100) 면과의 제 1국부 접촉 압력(F/S1)이 매트릭스 구조 측에서 보호층(101)과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 큰 값을 갖도록 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
배리어 종이는 보호층(102)의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층(103)을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만 상이하도록 구성되는 방법. - 제 13항에 있어서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛보다 큰 방법.
- 제 5항에 있어서,
제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조(1001)의 정상부와 배리어 종이(104)의 두께보다 큰 매트릭스 구조(1003)의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭(1000)이 있어, 제 2엠보싱 시스템(902)에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피하도록 패트릭스 구조(1001)와 매트릭스 구조(1003)를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 15항에 있어서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛인 방법.
- 배리어 종이를 엠보싱하는 장치로서, 배리어 종이는, 종이 및 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층을 포함하고,
제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템;
제 1엠보싱 공구의 패트릭스 구조; 및
제 2엠보싱 공구의 매트릭스 구조를 포함하며,
매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 하고;
추가로, 제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 패트릭스와 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이의 면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙이며, 보호층이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지하는 장치. - 제 17항에 있어서,
제 1엠보싱 공구 상의 매끄러운 표면 구조의 적어도 일부; 및
엠보싱할 때 매끄러운 표면 구조에 대응하는 제 2엠보싱 공구의 적어도 하나의 표면에, 그 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 더 포함하며,
제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이의 종이의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압하도록 추가로 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키는 장치. - 제 18항에 있어서,
제 1및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착되는 장치. - 제 18항에 있어서, 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함하는 장치.
- 제 17항에 있어서,
제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템;
제 3엠보싱 공구의 적어도 매끄러운 표면; 및
제 4엠보싱 공구의 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 더 포함하며,
제 2엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 3 및 제 4엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 배리어 종이의 종이의 면에 평탄한 구조를 가압하도록 추가로 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키고,
추가로 제 2엠보싱 시스템은 엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하도록 구성되는 장치. - 제 21항에 있어서, 매끄러운 표면은 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되는 장치.
- 제 21항에 있어서, 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함하는 장치.
- 제 17항에 있어서,
보호층은 결정된 차단 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함하는 장치. - 제 17항에 있어서,
보호층의 기능을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성되는 장치. - 제 25항에 있어서, 제 1반경은 15㎛보다 큰 장치.
- 제 17항 및 제 25항 중 어느 한 항에 있어서,
보호층의 기능을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(600)는, 패트릭스 구조(600)의 정상부에 제 1표면(S1)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조(601)는, 매트릭스 구조(601)의 바닥에 제 2표면(S2)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조(600)에 가해지면, 패트릭스 구조(600) 측에서 종이(100) 면과의 제 1국부 접촉 압력(F/S1)이 매트릭스 구조 측에서 보호층(101)과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 큰 값을 갖도록 하는 장치. - 제 17항에 있어서,
배리어 종이는 보호층(102)의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층(103)을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만 상이하도록 구성되는 장치. - 제 28항에 있어서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛보다 큰 장치.
- 제 21항에 있어서,
패트릭스 구조(1001)와 매트릭스 구조(1003)는 제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조(1001)의 정상부와 배리어 종이(104)의 두께보다 큰 매트릭스 구조(1003)의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭(1000)이 있도록 구성되어, 제 2엠보싱 시스템(902)에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피하도록 하는 장치. - 제 30항에 있어서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛인 장치.
- 배리어 종이를 엠보싱하는 방법으로서, 배리어 종이는 그의 양면 중 적어도 하나에 보호층을 포함하고,
제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템을 제공하여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계;
제 1엠보싱 공구에 패트릭스 구조를 제공하는 단계;
제 2엠보싱 공구에 매트릭스 구조를 제공하는 단계,
- 매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 함 -; 및
제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 패트릭스 및 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 보호층을 갖는 배리어 종이의 면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙여 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 포함하며, 배리어 종이의 종이의 면이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지하는 방법. - 제 32항에 있어서,
제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부에 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계;
엠보싱할 때 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부에 대응하도록 구성된 제 2엠보싱 공구에 매끄러운 표면 구조를 제공하는 단계; 및
매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이를 엠보싱하는 단계를 포함하며, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키는 방법. - 제 32항에 있어서,
제 1및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착되는 방법. - 제 32항에 있어서,
배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 33항에 있어서,
제 1엠보싱 시스템을 통해 배리어 종이를 공급하기 전에,
제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템을 제공하는 단계;
제 3엠보싱 공구에 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 제공하는 단계;
제 4엠보싱 공구에 적어도 매끄러운 표면 구조를 제공하는 단계;
제 3 및 제 4엠보싱 공구 사이에 배리어 종이를 삽입하고, 매끄러운 표면 구조와 마이크로 구조 사이에 압력을 가하여 배리어 종이의 종이의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압해서 배리어 종이를 엠보싱하는 단계, - 이때 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시킴 -; 및
엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하는 단계를 포함하는 방법. - 제 36항에 있어서, 매끄러운 표면은 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되는 방법.
- 제 36항에 있어서,
배리어 종이를 엠보싱하는 단계에서 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 36항에 있어서,
제 3엠보싱 공구로부터 복수의 마이크로 구조를 UV 감응성 보호층으로 엠보싱하는 단계 및 UV 방사선을 사용하여 엠보싱된 마이크로 구조를 경화시키는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 32항에 있어서,
보호층은 결정된 종이 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함하는 방법. - 제 32항에 있어서,
보호층의 기능을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성되는 방법. - 제 41항에 있어서, 제 1반경(R1)은 15㎛보다 큰 방법.
- 제 32항 및 제 41항 중 어느 한 항에 있어서,
보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(602)는, 패트릭스 구조(602)의 정상부에 제 3표면(S3)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조(603)는, 매트릭스 구조(603)의 바닥에 제 4표면(S4)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조(602)에 가해지면, 패트릭스 구조(602) 측에서 보호층(101)과의 제 3국부 접촉 압력(F/S3)이 매트릭스 구조 측에서 종이(100) 면과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 작은 값을 갖도록 하는 방법. - 제 32항에 있어서,
배리어 종이는 보호층(102)의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층(103)을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만 상이하도록 구성되는 방법. - 제 44항에 있어서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛보다 큰 방법.
- 제 36항에 있어서,
제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조(1001)의 정상부와 배리어 종이(104)의 두께보다 큰 매트릭스 구조(1003)의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭(1000)이 있어, 제 2엠보싱 시스템(902)에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피하도록 패트릭스 구조(1001)와 매트릭스 구조(1003)를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 46항에 있어서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛인 방법.
- 배리어 종이를 엠보싱하는 장치로서, 배리어 종이는 종이 및 그의 양면 중 하나에 보호층을 포함하고,
제 1엠보싱 공구 및 제 1엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 2엠보싱 공구를 갖는 제 1엠보싱 시스템;
제 1엠보싱 공구의 패트릭스 구조; 및
제 2엠보싱 공구의 매트릭스 구조를 포함하며,
매트릭스 구조는 패트릭스 구조에 대응함으로써 배리어 종이를 엠보싱할 때 보호층의 기능성이 보존되도록 하고;
추가로, 제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 1 및 제 2엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 패트릭스와 매트릭스 구조 사이에 압력을 가하여 보호층을 갖는 배리어 종이의 면에 패트릭스 구조를 가압하고, 배리어 종이를 매트릭스 구조에 밀어붙이며, 배리어 종이의 종이의 면이 매트릭스 구조와 대향함으로써, 종이 섬유의 브레이킹, 종이 섬유의 압축, 종이 섬유의 치밀화의 효과 중 적어도 하나에 의해 배리어 종이 내 종이의 섬유 구조를 수정해서; 배리어 종이의 수정된 접힘 거동을 가져오며 배리어 종이의 수명 동안 실질적으로 불변의 형상을 유지하는 장치. - 제 48항에 있어서,
표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조를 갖는 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부; 및
엠보싱할 때 제 1엠보싱 공구의 표면의 적어도 일부에 대응하는 제 2엠보싱 공구의 매끄러운 표면 구조를 더 포함하고,
제 1엠보싱 시스템은 배리어 종이의 종이의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압하도록 추가로 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키는 장치. - 제 49항에 있어서,
제 1및 제 2엠보싱 공구는 퀵 교체 장치에 장착되는 장치. - 제 49항에 있어서, 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 1 및 제 2엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함하는 장치.
- 제 48항에 있어서,
제 3엠보싱 공구 및 제 3엠보싱 공구와 협동하여 배리어 종이를 엠보싱하는 제 4엠보싱 공구를 갖는 제 2엠보싱 시스템;
제 3엠보싱 공구의 표면으로부터 돌출되는 복수의 마이크로 구조; 및
제 4엠보싱 공구의 매끄러운 표면 구조를 더 포함하며;
제 2엠보싱 시스템은 배리어 종이가 제 3및 제 4엠보싱 공구 사이에 삽입될 때 이를 수용하고, 배리어 종이의 종이의 면에 매끄러운 표면 구조를 가압하도록 구성되어, 보호층이 마이크로 구조와 대향함으로써, 보호층의 치밀화, 보호층의 소수성 특성 수정, 보호층에 접힘 특성 추가, 보호층의 광학 특성 수정, 보호층의 촉각 특성 수정의 효과 중 적어도 하나에 대해 배리어 종이의 결정된 차단 특성을 향상시키고,
추가로 제 2엠보싱 시스템은 엠보싱된 배리어 종이를 제 1엠보싱 시스템에 공급하도록 구성되는 장치. - 제 52항에 있어서, 매끄러운 표면은 제 4엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되고, 복수의 마이크로 구조는 제 3엠보싱 공구의 작업 표면 전체에 제공되는 장치.
- 제 52항에 있어서, 배리어 종이를 엠보싱할 때, 제 3및 제 4엠보싱 공구 중 적어도 하나, 및/또는 배리어 종이를 가열하는 가열 수단을 더 포함하는 장치.
- 제 48항에 있어서,
보호층은 결정된 차단 특성을 제공하도록 종이의 재료와는 상이한 재료의 추가 층, 또는 결정된 차단 특성을 제공하도록 수정된 종이의 층-영역을 포함하는 장치. - 제 48항에 있어서,
보호층의 기능을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, R2 > R1이 되도록 구성되는 장치. - 제 56항에 있어서, 제 1반경은 15㎛ 보다 큰 장치.
- 제 48항 및 제 56항 중 어느 한 항에 있어서,
보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(602)는, 패트릭스 구조(602)의 정상부에 제 3표면(S3)을 포함하도록 구성되고, 매트릭스 구조(603)는, 매트릭스 구조(603)의 바닥에 제 4표면(S4)을 포함하도록 구성되어, 제 1엠보싱력(F)이 패트릭스 구조(602)에 가해지면, 패트릭스 구조(602) 측에서 보호층(101)과의 제 3국부 접촉 압력(F/S3)이 매트릭스 구조 측에서 종이(100)의 면과의 제 2국부 접촉 압력(F/S2)보다 작은 값을 갖도록 하는 장치. - 제 48항에 있어서,
배리어 종이는 보호층(102)의 면과 반대쪽 배리어 종이의 면에 추가 보호층(103)을 포함하고, 보호층의 무결성을 보존하기 위해, 패트릭스 구조(501)와 매트릭스 구조(500)는, 패트릭스 구조(501)의 측면(502)과 패트릭스 구조(501)가 돌출되는 제 1엠보싱 공구(504)의 제 1베이스 표면(503) 사이의 제 1연결부가 실질적으로 제 1반경(R1)을 갖는 제 1원호이고, 매트릭스 구조(500)의 측면(505)과 매트릭스 구조(500)가 만들어지는 제 2엠보싱 공구(507)의 제 2베이스 표면(506) 사이의 제 2연결부가 실질적으로 제 2반경(R2)을 갖는 제 2원호이며, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 25% 미만 상이하도록 구성되는 장치. - 제 59항에 있어서, 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)은 각각 25㎛보다 큰 장치.
- 제 52항에 있어서,
패트릭스 구조(1001)와 매트릭스 구조(1003)는 제 1엠보싱 시스템에서 배리어 종이(104)를 엠보싱할 때, 패트릭스 구조(1001)의 정상부와 배리어 종이(104)의 두께보다 큰 매트릭스 구조(1003)의 바닥 사이에 국부적으로 확대된 거리를 생성하는 갭(1000)이 있도록 구성되어, 제 2엠보싱 시스템(902)에서 엠보싱된 마이크로 구조가 가압되는 것을 회피하도록 하는 장치. - 제 61항에 있어서, 갭의 크기는 5㎛ 내지 50㎛인 장치.
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