KR102482287B1 - 향상된 파지를 위한 미세구조 패키징 표면 - Google Patents

Abstract

미세구조 영역을 갖는 베이스 층; 미세구조 영역에 배치되는 제1, 제2 및 제3 세트의 미세구조를 갖는 복합 미세구조; 리프트 테스트에 따른 7 파운드보다 큰 복합 미세구조에 기인하는 건조 리프트력; 리프트 테스트에 따른 7 파운드보다 큰 복합 미세구조에 기인하는 습윤 리프트력; 라벨을 용기에 부착하기 위해 베이스 층에 부착되는 접착제 층; 및 이에 의한 용기에 부착될 수 있는, 향상된 파지 물리적 특성을 갖는 미세구조 라벨을 제공하는 것을 포함하는, 향상된 물리적 특성을 갖는 라벨.

Description

향상된 파지를 위한 미세구조 패키징 표면

본 국제출원은 2006년 6월 27일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/355,081호로부터의 우선권을 주장한다. 본 출원은 또한 2006년 2월 3일자로 출원된 미국 출원 제15/424,627호의 일부 계속 출원이며, 이는 다시 2006년 2월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/291,833호에 대한 우선권을 주장하고, 이들은 모두 본원에 참조로 통합된다.

1) 발명의 분야

본 발명은 사람의 손 또는 손가락에 접촉할 수 있는 컵, 병, 클로저(closure), 캔, 볼(bowl), 트레이, 용기, 박스, 행 태그(hang tag) 및 기타 물체를 포함하는 물품에 부착되거나, 달라붙거나 또는 일체화될 수 있는 라벨, 표면 및 기타 특징물에 관한 것이다. 라벨, 표면 또는 기타 특징물은 사람이 물품의 향상된 파지를 가질 수 있게 한다.

2) 관련 기술의 설명

위에 나열된 것과 같은 물품, 용기 및 기타 물체는 차가워서, 표면이 이슬점 미만의 온도를 가지게 하고, 외부 표면에 물이 형성될 수 있게 하는 액체를 수용할 수 있다. 표면이 이러한 응축물을 가지면, 표면은 미끄러워져서 물체를 보유하는 것을 더 어렵게 만든다. 또한, 세제, 샴푸, 선탠 로션 및 유사 품목과 같은 유체를 갖는 용기는 외부 표면 상에 그 내용물을 가짐으로써 표면이 미끄러워질 수 있다. 이는 사용자의 파지 능력을 저하시킬 수 있다.

일부 용기는 사용자의 파지 능력을 증가시키기 위해 다양한 용기 배향, 오목부 등을 포함할 수 있다. 다른 용기는 용기와 사용자의 손 사이의 마찰 계수를 증가시킬 수 있는 코팅 또는 접착제를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 라벨, 물체 또는 접촉 표면과 손 사이의 향상된 마찰과 감소된 파지 강도 요건과 같은 향상된 마찰 및 파지 특성을 제공하는 라벨, 물체 또는 기타 접촉 표면을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 향상된 물리적 특성을 제공하면서 육안으로 볼 수 없거나 거의 볼 수 없는 미세구조를 제공하는 것이다. 이들 미세구조는 주어진 라벨, 물체 또는 접촉 표면의 미학에 영향을 주지 않으면서 향상된 품질을 제공할 수 있다.

본 개시 내용의 일부 목적은, 특히 물체가 외부 표면에 응축물 또는 다른 액체를 갖는 경우, 사용자가 물체를 더 안정적으로 파지할 수 있게 하여 미끄러짐의 위험을 감소시키는 라벨을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 목적은, 미세구조 영역을 갖는 베이스 층; 80μm 내지 120μm의 제1 직경(또는 폭)을 갖는 제1 미세-피처(micro-feature)를 갖는 제1 세트의 미세구조, 제1 직경의 25% 내지 41%의 제2 직경(또는 폭)을 갖는 제2 미세-피처를 갖는 제2 세트의 미세구조, 및 제1 직경의 3% 내지 6%의 제3 직경(또는 폭)을 갖는 제3 미세-피처를 갖는 제3 세트의 미세구조를 포함하는 미세구조 영역에 배치되는 복합 미세구조; 및 베이스 층을 물체에 부착하도록 구성되는 베이스 층에 부착되는 접착제 층을 포함하는, 향상된 물리적 특성을 갖는 라벨, 물체 또는 접촉 표면을 제공함으로써 본 개시내용에 따라 달성될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 접착제 층은 아교 같은 전통적인 접착제를 포함할 수 있다. 그러나, 통상의 기술자는 접착제 층은 본 발명의 신규한 범위 내에서 물체에 베이스 층을 부착하는데 적합한 임의의 다른 재료를 포함할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

일 실시예에서, 물체를 위한 접촉 표면은, 미세구조 영역을 갖는 베이스 층, 베이스 층에 배치되는 제1 세트의 미세구조; 베이스 층에 배치되는 제1 부분 및 제1 세트의 미세구조에 배치되는 제2 부분을 갖는 제2 세트의 미세구조; 및 베이스 층에 배치되는 제1 부분, 제1 세트의 미세구조에 배치되는 제2 부분, 제2 세트의 미세구조에 배치되는 제3 부분을 갖는 제3 세트의 미세구조를 포함하는 미세구조 영역에 배치되는 복합 미세구조, 및 베이스 층을 물체에 부착하도록 구성되는 베이스 층에 부착되는 접착제 층을 포함할 수 있다.

추가의 예에서, 물체를 위한 접촉 표면은 15μm 내지 3000μm의 범위의 직경, 30μm 내지 1500μm의 범위의 깊이, 및 100μm 내지 3000μm의 범위의 피치를 갖는 제1 미세-피처, 및 제1 미세-피처 직경보다 25% 내지 41% 작은 직경을 갖는 제2 미세-피처를 포함하는, 표면에 배치되는 한 세트의 미세구조를 포함할 수 있으며, 한 세트의 미세구조에 기인하는 한 세트의 미세구조와 표면을 파지하는 사람의 피부 사이의 접촉 백분율은 1% 내지 25%의 범위이다.

본 발명은 한 세트의 제1 미세-피처가 베이스 층 상에 피크 및 밸리를 형성하도록 제1 세트의 미세-피처가 변형된 에지를 갖는 경우를 포함할 수 있다. 복합 미세구조는 30μm 내지 100μm의 범위의 높이를 가질 수 있고, 피부에 대한 복합 미세구조의 접촉 백분율은 1% 내지 7%의 범위이다. 제1 미세구조 세트는 원형, 정사각형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 바아 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 단면을 가질 수 있다. 베이스 층 및 접착제 층은 반투명하거나 투명할 수 있다.

제1 세트의 미세구조는 260μm 내지 300μm의 범위의 피치를 가질 수 있고, 제2 세트의 미세구조는 제1 세트의 미세-피처의 피치의 24% 미만의 피치를 가질 수 있으며, 제3 세트의 미세구조는 제1 세트의 미세-피처의 피치의 15% 미만의 피치를 가질 수 있다. 제1, 제2 및 제3 세트의 미세구조는 정합되거나(register) 정합되지 않을 수 있다.

본 발명은, 미세구조 영역을 갖는 베이스 층; 15μm 내지 3000μm의 범위의 직경, 30μm 내지 1500μm의 범위의 깊이, 및 100μm 내지 3000μm의 범위의 피치를 갖는 미세-피처를 갖는 미세구조 영역에 배치되는 한 세트의 미세구조; 리프트 테스트(lift testing)에 따른 7 파운드보다 큰 한 세트의 미세구조에 기인하는 건조 리프트력; 리프트 테스트에 따른 8 파운드보다 큰 한 세트의 미세구조에 기인하는 습윤 리프트력; 0.5% 내지 30%의 범위의, 한 세트의 미세구조에 기인하는 한 세트의 미세구조와 피부 사이의 접촉 백분율; 이에 의한 용기에 부착될 수 있는 향상된 파지 물리적 특성을 갖는 미세구조 라벨을 제공하는 것을 포함하는, 향상된 물리적 특성을 갖는 바벨, 물체, 또는 접촉 표면을 포함할 수 있다.

본 발명은, 15μm 내지 3000μm의 범위의 직경, 30μm 내지 1500μm의 범위의 깊이 및 100μm 내지 3000μm의 범위의 피치를 갖는 미세-피처를 갖는 표면에 배치되는 한 세트의 미세구조; 리프트 테스트에 따른 7 파운드보다 큰 한 세트의 미세구조에 기인하는 건조 리프트력; 리프트 테스트에 따른 8 파운드보다 큰 한 세트의 미세구조에 기인하는 습윤 리프트력; 0.5% 내지 30%의 범위의, 한 세트의 미세구조에 기인하는 한 세트의 미세구조와 피부 사이의 접촉 백분율; 및 이에 의한 용기에 부착될 수 있는 향상된 파지 물리적 특성을 갖는 미세구조 라벨을 제공하는 것을 포함하는 향상된 물리적 특성을 갖는 라벨, 물체, 또는 접촉 표면을 포함할 수 있다. 표면은 용기의 외부 표면 또는 베이스 층일 수 있다.

이하, 본 발명을 실행하도록 설계된 구성을 그 다른 특징과 함께 설명한다. 본 발명은 이하의 명세서를 읽고 그 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조함으로써 더 쉽게 이해될 것이며, 도면에는 본 발명의 예가 도시되어 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시형태의 다양한 양태의 정면도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 실시예의 다양한 양태의 다른 정면도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 실시예의 몇몇 물리적 양태를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시내용의 실시예의 몇몇 물리적 양태를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시내용의 실시예의 몇몇 물리적 양태를 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 실시예의 양태의 사시도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시예의 양태의 사시도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시예의 양태의 사시도이다.
도 9a는 본 개시내용의 실시예의 양태의 측단면도이다.
도 9b는 본 개시내용의 실시예의 양태의 평면도이다.
도 10은 본 개시내용의 실시예의 양태의 측면 사시도를 도시한다.
도 11은 다양한 조건하에서 패턴을 테스트한 실험 결과의 차트를 도시한다.
통상의 기술자는 본 발명의 하나 이상의 양태가 소정의 목적을 충족시킬 수 있는 한편, 하나 이상의 다른 양태가 소정의 다른 목적을 충족시킬 수 있다는 것을 이해할 것이다. 각 목적은 그 모든 면에서 본 발명의 양태마다 동일하게 적용되지 않을 수 있다. 이와 같이, 선행 목적은 본 개시내용의 어느 하나의 양태에 대한 대안으로 간주될 수 있다. 본 개시내용의 이들 및 다른 목적 및 특징은 첨부 도면 및 예와 함께 이하의 상세한 설명을 읽을 때 더 완전하게 명백해질 것이다. 그러나, 전술한 개요 및 이하의 상세한 설명은 모두 바람직한 실시예이며 제한적인 것으로서 간주되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 특히, 본 개시내용은 다수의 특정 실시예에 대한 참조를 포함하지만, 설명은 단지 예시적인 것이라는 것을 인식할 것이다. 첨부된 청구항에 의해 기재되는 바와 같이, 본 개시내용의 사상 및 범위 내에서 통상의 기술자에게 다양한 변형 및 응용이 떠오를 수 있다. 마찬가지로, 본 개시내용의 다른 목적, 특징, 이점 및 장점은 이 개요 및 후술되는 소정의 실시예로부터 명백해질 것이며, 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있을 것이다. 이러한 목적, 특징, 이점 및 장점은 단독으로 또는 본원에 통합된 참조를 고려하여 첨부된 예, 데이터, 도면 및 그로부터 도출되는 모든 합리적인 추론과 함께 상기로부터 명백할 것이다.

달리 규정되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 현재 개시된 주제가 속하는 통상의 기술자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 설명된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법, 장치 및 재료가 현재 개시된 주제의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 본원에서는 대표적인 방법, 장치 및 재료가 설명된다.

도 1은 전방 라벨(12) 및 후방 라벨(14)을 갖는 음료 용기(10)를 도시한다. 하나 이상의 미세구조가 전방 및 후방 라벨 상에 부착되거나 제조될 수 있다. 라벨은 용기의 대향측에 배치될 수 있고 용기의 양측에서 보유자의 손과 접촉하도록 구성될 수 있다. 미세구조는 라벨 전체 또는 라벨의 일부에 배치될 수 있다. 전방 라벨(12)은 전방 미세구조 영역(16)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전방 미세구조 영역(16)은 용기를 통상적으로 보유하고 있을 때 보유자의 엄지손가락 또는 손바닥 영역에 결합되도록 설계된 수평 배향 스트립일 수 있다. 이로서, 전방 미세구조 영역(16)은 전방 라벨(12)의 상부 측을 향해 위치될 수 있다. 후방 라벨은 후방 미세구조 영역(18)을 포함할 수 있다. 후방 미세구조 영역(18)은 용기를 통상적으로 보유하고 있을 때 보유자의 손가락에 결합되도록 구성될 수 있다. 이로서, 후방 미세구조 영역(18)은 전방 미세구조 영역(16)보다 클 수 있으며, 그리고/또는 더 멀리 연장되거나 전방 미세구조 영역(16)의 높이 이하에 위치될 수 있다. 전방 및 후방 라벨은 하나 이상의 미세구조로 제조될 수 있고 그 후 용기에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 단일 라벨이 용기를 둘러쌀 수 있고 전방 미세구조 영역(16) 및 후방 미세구조 영역(18)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 라벨은 투명하거나 부분적으로 투명할 수 있다.

일 실시예에서, 미세구조 자체는 50 내지 1000 미크론의 범위의 폭을 갖는 미세구조 피처(들)를 갖는 상태에서 25 내지 1500 미크론의 범위의 높이를 가질 수 있다. 피처 사이의 간격은 200 미크론 내지 5000 미크론의 범위일 수 있다. 미세구조 피처는 원형, 정사각형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 또는 선형 리지, 바아, 또는 다른 기하학적 형상 또는 이들의 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 오버헤드(overhead) 2D 형상을 갖는 기둥을 포함할 수 있다. 미세구조 피처로 덮이는 미세구조 영역의 백분율은 밀도로 0.25 내지 25%의 범위일 수 있다. 기둥과 같은 미세구조 피처의 측면의 경사각은 45도 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 경사각은 60도보다 크다. 미세구조 피처의 높이 대 미세구조 피처의 폭으로 정의되는 종횡비는 0.5 내지 5의 범위일 수 있다.

육안으로 오버헤드 배향으로부터 보았을 때 미세구조 피처 폭은 100 미크론 이하일 수 있다. 따라서, 미세구조 피처는 육안으로 쉽게 볼 수 없거나 인지할 수 없으므로, 미세구조 피처는 일반적으로 보이지 않거나 드러나지 않는 미세구조이다. 이들 미세구조 피처는 위에서 볼 때 20 내지 2000 미크론의 범위의 폭을 가질 수 있다. 100 미크론보다 큰 미세구조 피처는 육안으로 볼 수 있다.

본원에 기술된 미세구조는 보유자의 피부(습윤 또는 건조)와 접촉할 때의 파지에 대한 높은 마찰, 낮은 생산 비용, 및 큰 표면적의 미세구조 없이 달성되는 높은 파지를 갖는, 육안으로는 보이지 않는 물리적 특성을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 미세구조의 미세-피처는 보일 수 있고 높은 파지 특성을 갖는 한편 또한 용기의 표면의 낮은 피복 백분율을 갖는다. 경사각은 60도보다 클 수 있고, 소수의 대형 피처 대신에 미세구조 피처의 배열이 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 라벨, 물체, 또는 접촉면은 라벨 인쇄 후에 투명한 중합체를 인쇄함으로써(잉크 젯, 열 전사, 급속 프로토타이핑 인쇄 등) 보이지 않거나 보이는 피처를 포함할 수 있으며, 그림이 라벨 위에 인쇄된다(종이, 플라스틱, 또는 기타). 일부 예에서, e-빔, 캐스트 앤 큐어(cast n cure), 플렉소그래피, 그라비어, 스크린, 엠보싱 등과 같은 다른 실행가능한 인쇄 공정이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 라벨이 내측 표면에 인쇄된 후에 수축 랩(shrink wrap) 또는 투명 플라스틱 라벨의 반대측을 엠보싱함으로써 보이지 않거나 보이는 피처가 부가될 수 있다.

도 2를 참조하면, 미세구조는 용기 자체 상에 제조될 수 있으며, 구성은 도 1에 도시된 라벨의 배치와 유사할 수 있다. 용기는 전방 미세구조 영역(16) 및 후방 미세구조 영역(18)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 미세구조는 70μm 내지 1000μm의 높이를 갖는 미세구조 피처를 포함할 수 있다. 0.5% 내지 25%의 범위의 라벨 또는 용기 상의 미세-피처 밀도를 갖는 미세구조는 뜨거운 표면(예를 들어, 외벽)으로부터, 뜨거운 표면으로부터 멀어지는 방향을 향하는 미세 피처의 외측 단부에 놓이는 제2 표면(예를 들어, 손)으로의 열 전달을 감소시킬 수 있다. 미세구조 피처는 균일하게 분포될 수 있거나 무자위적 패턴의 배열로 분포될 수 있다.

도 3은 본 개시내용의 실시예에 포함될 수 있는 몇몇 미소-피처 패턴을 도시한다. 패턴은 패턴(300(미세구조 없음), 302, 304, 306, 308 및 310)으로서 도시된다. 패턴(302, 308 및 310)은 일반적으로 타원형이고 둥근 에지를 포함할 수 있는 단면을 갖는 미세-피처를 포함한다. 미세-미처의 장축이 인접하는 미세-피처에 대해 약 180도로 교번하거나 교번적인 직교 패턴이 되도록 다양한 미세-피처가 배열될 수 있다. 패턴(304)은 대체로 원형이고 대체로 편평하거나 둥근 팁을 가질 수 있는 단면을 포함한다. 미세-피처는 수직 열이 인접하는 수직 열에 대해 오프셋되도록 오프셋된 선형 형태로 배열될 수 있다. 패턴(306)은 대체로 평행한 형태로 기판 표면을 따라 연장되는 융기부를 포함한다. 패턴(308)은 일반적으로 위에서 보았을 때 타원형인 단면을 갖는 미세-피처를 포함한다. 미세-미처의 장축이 인접하는 미세-피처에 대해 약 180도로 교번하거나 교번적인 직교 패턴이 되도록 다양한 미세-피처가 배열될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 대체로 둥근 단면을 갖는 미세-피처를 도시하는 사시도이다. 미세구조 피처(402)는 기둥, 지주, 또는 원통일 수 있으며 현재의 열 위 및 아래의 열에 관하여 교번 패턴으로 배열될 수 있다. 또한, 피처(402)는 편평한 상부, 만곡된 상부, 뾰족한 상부, 또는 임의의 다른 형상을 포함할 수 있다. 도 4a 및 4b는 편평한 상부를 갖는 피처(402)를 도시한다.

도 5a 및 5b는 대체적 타원형 단면의 미세구조 피처(502)를 도시한다. 미세구조 피처(502)는 미세-피처의 장축이 인접하는 미세-피처에 관하여 약 180도로 교번하거나 교번적인 직교 패턴이 되도록 배열될 수 있다. 도 5b는 하향 사시도를 도시한다.

도 6은 기둥 형상 미세구조(602)가 라벨, 클로저 또는 용기에 배열되는 본 개시내용의 실시예의 패턴을 도시한다. 미세구조(602)는 각 지주(604)의 상부에 더 작은 스케일의 제2 미세구조(606)를 갖는 지주(604)를 포함할 수 있다.

지주(604) 자체는, 정사각형 단면, 원형 단면, 사다리꼴 단면, 다각형 단면, 비대칭 단면 또는 임의의 다른 형상의 단면을 가질 수 있다. 각각의 지주(604)에 둥근 필레트형 베이스(filleted base)가 포함될 수 있다. 라벨 또는 용기의 접촉 표면 또는 기판 상의 미세구조는 복수의 지주(604)를 가질 수 있고, 지주(604)는 63 cm2/100 cm2 내지 242 cm2/100 cm2의 면적을 갖는다.

작동 중에, 본 개시내용의 피처는 고통 또는 마모를 일으키지 않으면서 용기 및 보유자의 손이 습윤하거나 건조한 지에 관계없이 용기에 대한 파지를 (직접적으로 또는 용기의 라벨을 통해) 증가시킬 수 있다. 본 발명의 용례는 고무, 플라스틱, 금속, 종이 또는 다른 재료인 물체에 대한 것일 수 있으며, 병, 라벨, 스포츠 장비, 도구 및 사용자에 의해 보유되는 다른 물체와 같은 물품을 포함할 수 있다.

도 7은 도시된 바와 같이 랜드(land) 및 그루브(groove) 또는 피크(peak) 및 트로프(trough) 구조를 포함할 수 있는 미세구조 피처를 갖는 예시적인 패턴(700)을 도시한다. 도 7은 예시적인 피크(702) 및 트로프(704)를 도시한다.

도 8은 미세구조 피처(802)가 반전되어 기판(800) 안으로 하강하는 다른 예시적인 패턴을 도시한다.

도 9a 및 9b는 다양한 미세구조가 서로의 위에 적층될 수 있는 방법을 도시한다. 일부 실시예에서, 미세구조는 서로 중첩되는 다양한 층을 포함할 수 있다. 이들 층은 집합적으로 복합 미세구조를 형성할 수 있다. 제1 층(902)은 라벨 또는 용기의 표면과 같은 기판 또는 표면(904)에 적용될 수 있다. 제1 층(902)은 80μm 내지 120μm의 범위의 직경, 260μm 내지 300μm의 피치 및 30μm 내지 50μm의 깊이를 각각 가질 수 있는 제1 세트의 제1 미세구조(906)를 포함할 수 있다. 제2 층(908)은 제1 층(902)에 적용될 수 있고, 10μm 내지 50μm의 범위의 직경, 40μm 내지 80μm의 피치 및 30μm 내지 50μm의 깊이를 각각 가질 수 있는 제2 세트의 미세구조(910)를 포함할 수 있다. 제2 층(908)이 제1 층(902) 상에 배치될 때, 제1 층의 충실도는 90% 이상으로 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 층(908)의 적용은 제1 층(902)의 개개의 미세구조(906)의 휨을 감소시킬 수 있다. 제3 세트의 미세구조(914)를 갖는 제3 층(912)은 제1 및/또는 제2 층 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 세트의 미세구조(914)는 약 10μm의 직경, 20μm의 피치 및 20μm의 깊이를 갖는다. 일부 예에서, 하나 이상의 세트의 미세구조는 약 100μm의 직경, 약 200μm의 피치 및 약 200μm의 깊이를 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 제2 층(908) 및/또는 제3 층(912)은 수평 영역(916) 상에서 제1 세트의 미세구조(906)의 상부 상의 표면(904)에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 수평 영역(918) 상에서 제2 세트의 미세구조(908)의 상부 상에 제3 층(914)이 배치될 수 있다. 제3 층(912)의 적용은 제1 및/또는 제2 층을 변형시킬 수 있다. 제3 층(912)이 제1 층(902) 상에 배치될 때, 제1 층(902)의 충실도는 90% 이상의 충실도를 유지할 수 있다. 제3 층(912)이 제2 층(908) 상에 배치될 때, 제2 층(908)의 충실도는 90% 이상의 충실도를 유지할 수 있다.

일 실시예에서, 미세구조는 베이스 층(920)에 적용될 수 있다. 각 세트의 미세구조는 베이스 층(920)의 제1 측에 부착될 수 있다. 베이스 층(920)의 다른 측은 접착층(922)에 부착될 수 있다. 접착층(922)은 물품의 표면(924)에 부착될 수 있다. 접착층(922)은 물품(924)의 표면에 제거가능하게 부착될 수 있다. 물품(924)의 표면은 직선형 외부 표면, 만곡된 외부 표면 또는 다른 형상일 수 있다.

도 9b는 제2 또는 제3 세트의 미세구조의 추가에 의해 에지(934)와 같은 변형된 에지를 포함할 수 있는 제1 세트의 미세구조(932)를 갖는 예시적인 미세구조 패턴(930)을 도시한다. 제1 세트의 미세구조(932)의 변형은 대체로 260μm 내지 300μm 간격으로 기판을 따라 배치되는 피크의 패턴을 초래할 수 있다. 피크는 미세구조 세트의 각 미세구조의 정점으로부터 아래로 완만하게 경사진 형상을 형성하는 둥근 에지를 포함할 수 있다. 제2 층의 미세구조(936)는 제1 및 제2 층을 정렬할 필요 없이 제1 층(932)에 배치될 수 있으며, 이에 따라 2개의 층의 정합(registration)에 대한 필요성이 제거된다. 제3 층(도시되지 않음)이 또한 임의의 정렬 또는 정합에 대한 필요 없이 제1 또는 제2 층에 배치될 수 있다.

도 10은 본 개시내용의 실시예의 예시적인 측면 사시도를 도시한다. 예를 들어, 도 10은 베이스 층 또는 기판(1006)에 결합되거나 부착되는 복합 미세구조(1002)를 도시한다. 또한, 복합 미세구조는 사람의 피부(1004)와 접촉한다. 일부 예에서, 접촉량은 1-7 %의 범위일 수 있다.

본 발명의 물리적 특성, 구체적으로는 미세구조 표면의 다양한 조건하에서 달성되는 인간 피부에 대한 마찰을 결정하기 위해서, 리프트 테스트가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 리프트 테스트의 목적은 건조 및 윤활 조건의 양자 모두에서 인간 피부에 대한 성형 폴리프로필렌 플라크(plaque)의 파지 성능을 평가하는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "파지"는 피부와 접촉할 때 표면의 측방향의 미끄러짐에 대한 저항의 정량화일 수 있다. 파지는 단방향 또는 양방향일 수 있다. 미끄러짐에 대한 저항의 크기는 적용된 압력에 비례할 수 있다. 일부 실시예 및 리프트 테스트에서, 복합 미세구조 표면의 피부에 대한 접촉 백분율은 1% 내지 7%의 범위일 수 있다. 미세구조의 단일 층 및 다중 층 배열을 포함하는 특정 미세구조 배열의 경우, 접촉 백분율은 미세구조 또는 복합 미세구조 표면 자체의 상위 대부분의 총 면적에 대한 미세구조 또는 복합 미세구조의 상위 대부분의 상부의 면적의 비로서 계산될 수 있다. 예를 들어, 미세구조의 상부 표면은 접촉 백분율이 10%가 되도록 100μm2의 면적에 대해 10μm2를 덮을 수 있다.

일 실시예에서, 피부와 접촉하는 미세구조는 30μm 내지 100μm의 범위의 높이 또는 상대 높이를 갖는다. 상대 높이는 제1 세트의 미세구조 위의 제2 세트의 미세구조의 높이, 제2 또는 제1 세트 위의 제3 미세구조 세트의 높이, 또는 최외측 미세구조 세트의 상부로부터 다음으로 가장 높은 것, 3번째로 높은 것까지의 또는 베이스 층으로부터의 높이일 수 있다. 미세구조 높이가 100μm를 초과하는 경우, 테스트 대상자의 신경 말단과의 부정적인 상호작용으로 인해 테스트 대상자에게 불편함이 있을 수 있다. 미세구조 또는 복합 미세구조 높이가 30μm 미만인 경우, 충분한 파지를 제공하기에는 테스트 대상자와의 접촉이 충분하지 않을 수 있다.

테스트 대상자가 미세구조 또는 미세구조 라벨을 갖는 용기를 파지할 때, 용기를 파지하는데 필요한 힘은 병, 캔 또는 일반적으로 라벨을 포함하는 다른 휴대용 제품과 같은 소비재의 표준 작동 범위 이내이다. 이것은 테스트 대상자에 의해 가해지는 힘이 용기를 비정상적으로 변형시키거나 용기를 들어 올리는데 비정상적인 힘이 필요하지 않다는 것을 의미한다. 몇 개의 2인치 × 2인치 × 2mm 샘플이 표준 사출 등급 랜덤 코-폴리머(RCP) 폴리프로필렌으로부터 제조되었다. 샘플을 반으로 자르고, 샘플의 양면에 미세구조가 존재하도록 각각의 절반을 함께 접착시켰다. 나중에 장력계에 부착하기 위해 각 샘플의 단부에 구멍을 뚫었다. 지향성 패턴에 대해서, 최고 수준의 파지를 제공하기 위해 적절한 배향에서의 테스트를 수행하였다. 미세구조 샘플을 무작위로 선택하여 테스트 대상자에게 제공했다. 테스트 대상자에게는 미세구조 자체에 대한 어떠한 정보도 제공하지 않았다. 테스트 대상자는 샘플을 시력과 느낌으로 설명하도록 요청 받았다.

예 1 - 건식 테스트

미세구조 샘플을 장력계(한 번에, 15lb)에 부착하였고, 힘 판독값은 테스트 대상자로부터 멀어지는 방향을 향했다. 미세구조 샘플은 병과 같은 작은 용기를 집어들 때 사용되는 것과 대략 동일한 양의 압력으로 파지되었다. 샘플을 들어올렸고 리프트력을 기록했다.

예 2 - 윤활식 테스트

미세구조 샘플을 65% 식기용 세제(Dawn®) 및 35% 물의 용액에 침지시켰고 과잉 액체가 흘러내리도록 30초 동안 수직으로 유지시켰다. 건식 테스트 절차를 반복하였다. 윤활된 샘플은 테스트자의 손가락의 프러닝(pruning)을 감소시키기 위해 연속적으로 진행되었다.

하기 표 1은 테스트된 미세구조 샘플에 대한 건조 및 윤활 조건 양자 모두에서의 테스트 결과를 요약한 것이다:

표 1
미세구조	건조 리프트력(lbs)	습윤 리프트력 (lbs)
H000 (Smooth Control)	7	0
H003	12	10
H079	7	8
H049	11	13
H120	10	10
H021	10	10
H089	15	10
H088	12	10
H009	10	11
H122	11	11
H034	10	9
H111	11	8.5
H160	10	10

위에서 언급된 결과는 값 플러스 및 마이너스 2 파운드를 가질 수 있다. 테스트 대상자는 또한 샘플 미세구조의 촉각 특성을 분석하고 "매끄럽고 부드러운" 대 "고통스럽고 따금거리는" 같은 편안함의 관점에서 촉각 감각을 평가하도록 요청 받았다. 위의 미세구조 중, 4개는 물리적 파지 및 촉각 성능에 대해 수용가능한 것으로 간주되었다:H003, H049, H079 및 H160.

일 실시예에서, 위에 나타낸 미세구조는 표 2에 도시된 이하의 대표적인 치수를 가질 수 있다.

표 2
패턴	지표	크기	형상	피치	격자	깊이
	깊이 변동	μm		μm (달리 언급되지 않는경우)		μm (달리 언급되지 않는경우)
H003	A	50x25	타원	100	직사각형	70
H079	A	300	원들	300	삼각형	150
H049	A	50	선들	200	선형	75
H120	A	3 mm	사인곡선	3 mm	삼각형	1.5 mm
H021	B	100	정사각형	350	삼각형	150
H089	A	750	원들	750	삼각형	500
H088	A	600	원들	600	삼각형	400
H009	A	100	원	200	삼각형	200
H122	A	500	원들	1 mm	삼각형	500
H034	A	30	원	85	직사각형	40
H111	A	500	원들	1 mm	삼각형	1 mm
H160	A	10+100	원	20+200	삼각형	20+200
H043	A	100	원	280	직사각형	40
H035	A	30	원	60	직사각형	40
H053	A	6	원	6	직사각형	2

미세구조 H003에 대해서는, 크기 아래의 첫 번째 치수는 길이를 따른 치수를 나타내고, 크기 아래의 두 번째 치수는 미세구조에 포함된 미세-피처의 폭을 따른 치수를 나타낸다. 미세구조 H160에 대해서는, 크기 아래의 첫 번째 치수는 제1 세트의 미세구조를 나타내고, 크기 아래의 두 번째 치수는 제2 세트의 미세구조를 나타내며, 피치 아래의 첫 번째 치수는 제1 세트의 미세구조의 피치를 나타내며, 피치 아래의 두 번째 치수는 제2 세트의 미세구조의 피치를 나타낸다. 일 실시예에서, 크기 치수는 각각의 치수 또는 그 임의의 범위의 플러스 또는 마이너스 20%의 범위일 수 있다. 한 세트의 미세구조의 각각의 미세구조는 원, 타원, 선, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 사인곡선, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 표면 또는 기판 상에의 개별 미세구조의 배치에 의해 정의되는 격자는 직사각형, 삼각형, 오프셋 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 배열일 수 있다. 피치 치수는 각각의 치수 또는 그 임의의 범위의 플러스 또는 마이너스 20%의 범위일 수 있다. 깊이는 각각의 치수 또는 그 임의의 범위의 플러스 또는 마이너스 20%의 범위일 수 있다. 이들 미세구조 패턴은 단일 패턴일 수 있거나 동일한 기판 또는 표면 상에 다수의 유사한 또는 상이한 미세구조 세트를 포함하는 복합 패턴일 수 있다. 복합 미세구조는 서로에 대해 각각 정렬되거나(정합되거나) 또는 서로에 대해 정렬되지 않는(정합되지 않는) 층을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 사용자에 의해 잡히는 다른 물품에 부가될 수 있는 라벨, 스티커, 랩 등을 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도구, 스포츠 장비 및 의료 기기가 추가 용도에 포함될 수 있다. 많은 경우에, 물품은 사용자에 의해 파지될 필요가 있으며, 사용자가 안정된 파지를 유지하는 능력을 감소시킬 수 있는 유체에 노출될 수 있다. 스포츠 장비는 비와 같은 기상으로부터 유체에 노출될 수 있다(예를 들어, 야구 배트 및 골프 클럽). 도구는 차량으로부터의 오일 및 기타 유체와 같은 작업 환경 자체의 기상, 조경 도구로 작업할 때의 비, 및 수영장, 연못 등에서의 수영으로부터의 물로부터의 습윤 환경에서 사용될 수 있다. 라벨, 스티커 또는 랩은 물품에 부착될 수 있으며, 사용자가 습윤하거나 건조한 물품을 파지하는 능력을 증가시킬 수 있다.

예 3 - 추가 테스트

미세구조 샘플을 건조한 상태, 수분이 있는 상태, 타이드(Tide)가 있는 상태, 다우니(Downy)가 있는 상태, 모터 오일(Motor Oil)이 있는 상태, 카놀라 액 오일(Canola Liquid Oil)이 있는 상태, 및 로션이 있는 상태를 포함하는 다양한 조건 하에서 테스트하였다. 하기 표 3은 테스트된 미세구조 샘플에 대한 건조 및 윤활 조건 양자 모두 하에서의 테스트 결과를 요약한 것이다:

각 패턴에 대해 파지력(뉴턴)을 나타낸다. 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 패턴화된 구조는 "블랭크" 샘플보다 양호한 성능을 나타내어 사용자가 증가된 파지를 가질 수 있게 한다. 도 11은 각 패턴의 성능을 보여주는 차트를 도시한다.

특별히 언급하지 않는 한, 이 문서에서 사용된 용어 및 어구와 그 변형은 달리 명시되지 않는 한 제한이 아니라 개방형으로 해석되어야 한다. 마찬가지로, 접속사 "및"과 연관된 항목의 그룹은 해당 항목의 각각의 하나 하나가 그룹에 존재할 것을 요구하는 것으로 읽히지 않아야 하며, 오히려 달리 명시하지 않는 한 "및/또는"으로서 읽혀야 한다. 유사하게, 접속사 "또는"과 연관된 항목의 그룹은 해당 그룹 간에 상호 배타성을 요구하는 것으로서 읽히지 않아야 하며, 오히려 달리 명시되지 않는 한 역시 "및/또는"으로서 읽혀야 한다.

또한, 본 개시내용의 항목, 요소 또는 구성요소는 단수로 기술되거나 청구될 수 있지만, 단수로의 제한이 명시적으로 기술되지 않는 한, 복수가 그 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 어떤 경우에는 "하나 이상", "적어도", "그러나 이에 한정되지 않는" 또는 기타 유사한 어구와 같은 확장 단어 및 어구의 존재는, 이러한 확장 어구가 부재할 수 있는 경우에 더 좁은 경우가 의도되거나 요구되는 것을 의미하는 것으로 읽혀서는 안된다.

본 주제는 그 특정한 예시적인 실시예 및 방법에 관하여 상세하게 설명되었지만, 통상의 기술자는 상기 내용의 이해를 얻으면 이러한 실시예에 대한 변경, 변형 및 등가물을 용이하게 만들어 낼 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 개시내용의 범위는 제한이라기보다는 예이며, 주제의 개시내용은 본원에 개시된 교시를 이용하여 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있는 바와 같은 본 주제의 변경, 변형 및/또는 추가의 포함을 배제하지 않는다.

Claims (22)

1. 물체를 위한 접촉 표면으로서,
   미세구조 영역을 갖는 평평한 베이스 층; 및
   미세구조 영역에 배치되는 복합 미세구조
   를 포함하고, 상기 복합 미세구조는,
   80μm 내지 120μm의 제1 폭을 갖는 제1 미세-피처를 가지며, 상기 평평한 베이스 층에 배치되는 제1 세트의 미세구조; 및
   제1 폭보다 작은 제2 폭을 갖는 제2 미세-피처를 가지며, 상기 평평한 베이스 층 상에 배치된 제1 부분과 상기 제1 세트의 미세구조 상에 배치된 제2 부분을 포함하는 제2 세트의 미세구조
   를 포함하되,
   상기 복합 미세구조는 접촉 표면과 접촉하는 손의 피부에 대한 상기 복합 미세구조의 접촉 백분율이 1% 내지 25%의 범위인 것을 특징으로 하는,
   접촉 표면.
2. 제1항에 있어서, 평평한 베이스 층을 물체에 부착하도록 구성되는, 상기 평평한 베이스 층에 부착되는 접착제 층을 더 포함하는 접촉 표면.
3. 제1항에 있어서, 제2 폭은 제1 폭의 25% 내지 41%인 접촉 표면.
4. 제2항에 있어서, 복합 미세구조는 제1 폭의 3% 내지 6%의 제3 폭을 갖는 제3 미세 피처를 갖는 제3 세트의 미세구조를 더 포함하는 접촉 표면.
5. 제1항에 있어서, 제1 미세-피처는 제1 세트의 미세구조가 베이스 층 상에 피크 및 밸리를 제공하도록 변형된 에지를 포함하는 접촉 표면.
6. 제1항에 있어서, 복합 미세구조는 30μm 내지 100μm의 범위의 높이를 갖는 접촉 표면.
7. 제1항에 있어서, 상기 접촉 백분율이 1% 내지 7% 범위에 있는 접촉 표면.
8. 제1항에 있어서, 제1 미세-피처는 원형, 정사각형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 바아 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 단면을 갖는, 접촉 표면.
9. 제2항에 있어서, 복합 미세구조, 베이스 층 및 접착제 층은 반투명인 접촉 표면.
10. 제1항에 있어서, 제1 세트의 미세구조는 260μm 내지 300μm 범위의 제1 피치를 갖는 접촉 표면.
11. 제10항에 있어서, 제2 세트의 미세구조는 제1 피치의 24% 미만의 제2 피치를 갖는 접촉 표면.
12. 제10항에 있어서, 복합 미세구조는 제1 피치의 15% 미만의 제3 피치를 갖는 제3 세트의 미세구조를 더 포함하는 접촉 표면.
13. 제1항에 있어서, 제1 세트의 미세구조 및 제2 세트의 미세구조는 정합되지 않는 접촉 표면.
14. 물체를 위한 접촉 표면으로서,
    미세구조 영역을 갖는 베이스 층;
    미세구조 영역에 배치되는 복합 미세구조로서,
    베이스 층에 배치되는 제1 세트의 미세구조;
    베이스 층에 배치되는 제1 부분 및 제1 세트의 미세구조에 배치되는 제2 부분을 갖는 제2 세트의 미세구조; 및
    베이스 층에 배치되는 제1 부분, 제1 세트의 미세구조에 배치되는 제2 부분, 및 제2 세트의 미세구조에 배치되는 제3 부분을 갖는 제3 세트의 미세구조
    를 포함하는 복합 미세구조; 및
    상기 베이스 층을 물체에 부착하도록 구성되는, 베이스 층에 부착되는 접착제 층
    을 포함하는, 접촉 표면.
15. 제14항에 있어서, 제2 세트의 미세구조는 제1 세트의 미세구조의 제1 미세-피처보다 25% 내지 41% 작은 폭을 갖는 제2 미세-피처를 갖는 접촉 표면.
16. 제14항에 있어서, 제2 세트의 미세구조는, 복합 미세구조가 베이스 층 상에 피크 및 밸리를 형성하도록 변형된 에지를 갖는 제2 미세-피처를 갖는 접촉 표면.
17. 제14항에 있어서, 제1 세트의 미세구조, 제2 세트의 미세구조, 및 제3 세트의 미세구조는 정합되지 않는 접촉 표면.
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