CN1262258C - 生产具有特里科类织物组织的多孔塑料膜的装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有许多凸条纹、许多从这些条纹延伸的倾斜侧壁和许多不规则微孔组的多孔塑料膜。其中的不规则微孔组由纤维状单体的网状组织确定,每个不规则微孔组至少在两个倾斜侧壁之间连接。该多孔膜还具有多列波动罗纹,这些罗纹具有与罗纹相对边连接的凸条纹网状组织,并自罗纹沿横切方向延伸。本发明的多孔膜通常用作需要具有吸收能力的产品,如尿布,创伤敷料和卫生巾的覆盖材料。
Description
背景技术
无纺织物得到种类繁多的应用至少已有50年的历史。无纺织物是由纤维网直接生产的纺织品类的原料,以便节省许多耗时的步骤。这些步骤涉及将原料长纤维转变成机织织物或针织织物。在制造无纺织物的一种方法中,纤维网,例如通过梳理或气流铺层技术,加以生产,然后,纤维网通过对其施加聚合粘接剂加以强化。在制造无纺织物的另一种方法中,纤维网受到用来缠绕纤维的液体力,因而使制成的材料具有强度。无纺织物原本是多孔的能渗透的,即它们因其组成纤维的重叠和相交而有孔隙。这些孔隙允许流体,例如空气和水或水溶液通过。此外,无纺织物可以制成有良好的柔软性、悬垂性和触感。由于它们具有所需要的特性,无纺织物已经用作有吸收能力的产品,如一次性尿布、卫生巾、失禁病人用的器件,创伤敷料等的面料。
最近,已经作出努力来生产用于有吸收能力的产品的多孔或可渗透液体的面料,其方法是用塑料膜作为原材料,例如,已知一种多孔塑料膜的生产是通过将加热的热塑片材放置在已构有图案的打孔表面上,然后进行真空处理,真空吸引已软化的片材通过穿孔,从而使膜拉断,并形成许多孔。
Thompson等的US.3,929,135专利公开了用于有吸收力的器件,如卫生巾,失禁病人用的衬垫、绷带等的上片材料。这些上片材料由不能透过液体的材料,如低密度聚乙烯构成,并有许多锥形的毛细管,在上片的平面内每个毛细管都有底面开口和远离上片平面的顶端开口。Thompson等公开的锥形毛细管最好有圆锥表面的截头体形状,并具有大约10°-60°的锥角。
Mullane的U.S.4,324,276号专利公开了具有大约小于0.030英寸(0.075cm)厚度的多孔成形膜,其一个开口面积至少为35%,多孔的面积至少为75%,并具有至少0.025英寸(0.064cm)的相等的液压直径(EHD)。由Mullane公开的多孔成形膜,用作为上述类型的一次性使用的有吸收力的产品是很有用的。
Curro等的U.S.4,839,216专利公开了一种具凹入图案并穿有孔的塑性材料,该材料是通过在形成穿孔的表面上提供初始膜,并向初始膜的上表面施加不受约束的液流。该液流有足够的力量并大量流动,使得初始膜朝成形表面变形,以致该材料得到实际上的三维结构,并在其中产生许多穿孔。
Kao有限公司的0304617号欧洲专利申请公开了卫生用品的覆盖层。该覆盖层包括遮光涂料,具有平台部分和凹窝的疏水膜,所说的凹窝形成有底部和侧壁。侧壁具有开口的倾斜部分,以致倾斜部分不被平台部分所覆盖。该专利述说,当向下看开口时,它总是露出来能看得见。
U.S.4,690,679公开一种多孔膜,它包括有第一聚合膜的第一层和第二聚合膜的第二层。多孔膜中孔的平均等同圆的直径范围大约为0.010英寸(0.0254cm)至大约0.030英寸(0.0762cm)。这种多孔膜用作有吸收力产品的覆盖材料是很有用的。
制作有吸收力产品的覆盖材料,与多孔膜和其方法以及装置有关的其它专利,包括Doviak等的U.S.3,632,269和Kelly的U.S.4,381,326。
特里科类纤维结构是耐用的,柔软的和有悬垂性的。该特里科纤维结构具有高质量感受,优良的美感和豪华感。
在当今的市场上没有类似于特里科针织织物外观和触感的多孔膜。特里科类膜可希望作为用于各种各样可一次性使用的有吸收力产品的覆盖材料。
发明内容
本发明涉及一种生产具有特里科织物组织的多孔膜的装置,该装置包括:
一个可转动的具有蜂窝纹结构的空心滚筒和,该空心滚筒带有以长圆柱形或套筒的形式放置在该空心滚筒外表面上的支持原件,所述支持原件具有圆柱形的侧壁和从所述侧壁的顶部表面伸延到底部表面的孔的图案,所述的顶部表面具有包括多个尖峰和谷底的外部构形,每个所述的孔被在所述侧壁中形成的尖峰和谷底群包围,所述的每个孔具有位于所述谷底紧下方的部分,该部分具有切去顶端的圆锥体的形状,由此在该部分顶部表面的孔直径大于该部分底部表面的孔直径,这些孔、尖峰和谷底的图案被适应于生产具有特里科织物组织的膜,并且所述支持原件包括多个第一种孔和多个第二种孔,所述多个第一种孔具有第一种尺寸以及所述多个第二种孔具有第二尺寸,该第二尺寸小于所述第一尺寸,其中各个所述多个第一种孔在空间关系上与相应的一个所述多个第二种孔交错排列,由此限定出所述尖峰和谷底群;
用来将可伸展的热塑聚合膜放在滚筒顶部表面上的尖峰顶点上的装置;
置于滚筒外面的装置,用来使相邻的液体流同时射向所述膜,然后射向所述尖峰,再通过所述孔进入所述滚筒;
在所述流体射向所述顶部表面的同时,转动所述滚筒的装置;
用来把流体从滚筒的表面上除掉的并置于滚筒内的装置;知
用来将所述的具有特里科织物组织的多孔膜从滚筒的顶部表面上移走的装置。
本发明针对具有特里科类结构的多孔塑料膜。本发明的多孔膜包括具有若干凸起条纹,若干自凸起条纹延伸的倾斜侧壁和由纤维状单元的网状组织确定的许多不规则微孔群的可延展的热塑聚合材料。每群不规则微孔被连接在至少两个倾斜侧壁之间。许多凸起条纹纵向地沿第一方向延伸,该方向横截于多列波动罗纹。多列波动罗纹具有与罗纹的相对两边连接的凸起条纹的网状组织。倾斜侧壁自凸起条纹在可变的深度处延伸。
本发明的多孔膜具有类似于出现在特里科针织织物中的外现和触感。该膜不脱绒毛并有良好的柔软性。它允许有效地运输流体,并适合于用作一次性使用的有吸收力产品的覆盖材料。
附图说明
图1是本发明的多孔特里科类塑料膜的部分透视图。
图2是本发明的多孔特里科类塑料膜的显微照相平面视图。
图3是用于生产本发明多孔膜的设备示意视图。
图4是初始塑料膜和具有外部构形的支承支持元件的分解透视图,在加工过程中初始膜放置在支持元件之上。
图5是用作生产本发明塑料膜的支持元件的一种孔的图案的简图。
图6是用图5的孔图案制造的具有外部构形的支承件的数字化图象。
图7是用来制造具有外部构形支承件的设备示意视图。
图8是用于制造具有外部构形支承件的孔图案的象素并列简图。
图9是用来生产本发明塑料膜的工艺步骤方框图。
图10是用于生产本发明多孔膜的一种类型的装置的简图。
图11是用于生产本发明多孔膜的最佳装置的简图。
图12是具有本发明多孔膜的卫生巾的透视图。
图13是沿图12的线13-13截取的部分剖视图。
现在参照附图,图1是根据本发明的具有特里科类结构的多孔塑料膜的透视图,而图2是图1所示多孔塑料膜的显微照相。
膜10有许多凸起条纹或隆脊12。隆脊12具有不规则微孔18的群16的隆脊延伸的倾斜侧壁14,其中不规则的微孔18由纤维状元素或原纤维20的网络来确定。微孔18的群16由原纤维20连接在至少两个倾斜侧壁14之间。原纤维20是在制造工艺过程中形成的膜被牵引或伸展的部分。在横截方向延伸的隆脊,是基本上没有孔的许多波动罗纹22。如能从图1和2中看到的那样,多排波动罗纹22具有从罗纹22相对两侧分出的隆脊12的网络。倾斜侧壁14从隆脊12在可变深度内延伸。此外,侧壁14的形状是不均一的。膜10也包括许多不规则地散布整个膜的大孔24。大孔24的面积基本上大于微孔18的面积。
在图1和2中示出的多孔特里科类塑料膜10,主要由四个平面构成。第一个平面包括有许多凸起条纹,第二个平面有倾斜侧壁14,第三个平面有不规则的孔组18,且在不规则孔18之间有原纤维20,第四个平面包括具有可变深度的多孔侧壁14。
图3是表示用来制造本发明的多孔塑料膜的装置的示意图。装置60包括可移动的输送皮带62和置于皮带62的顶面,同皮带一起移动的支持元件64。支持元件64有许多开口(图3中未示出),所述开口贯穿支持元件64的厚度,从其上表面65a直通到其下表面65b。支持元件具有预定的外部构形设计,该设计与孔的图案结合起来,在多孔膜中产生特里科类的特征。
放置在支持元件64顶部的是热塑聚合材料的薄的,连续的、不间断的初始膜67。该初始膜可以具有汽化渗透性或是汽化不渗透性;它可以加以压花或不压花;如果希望的话,可以在其一个或两个主要表面进行电晕放电处理,或不进行这种电晕放电处理。该可伸展的膜可以包括任何热塑聚合材料。举例说明,这类材料包括聚烯烃类,如聚乙烯(高线性低点或低密度)和聚丙烯;烯烃和乙烯基单体的共聚物,如乙烯和乙烯基醋酸盐或乙烯基氯化物的共聚物;聚酰胺;聚酯;聚乙烯醇及烯烃和丙烯酸盐单体的共聚物,如乙烯和乙烯丙烯酸盐和EMA(乙烯甲基丙烯酸盐)的共聚物。也可以使用包括两种或多种这类聚合材料的混合物的初始膜。机器方向(MD)和经钻孔的初始膜的横向(CM)延长率,根据ASTM试验No.D-882,在英斯特朗(Instron)试验机上进行,该机器以滑块速度为50英寸/分(127cm/分)进行,应当至少是确定值的100%。初始膜(即将钻孔膜)的厚度最好均一,并在大约0.5至3密耳(0.0013cm至0.076cm),或大约0.0005英寸(0.0013cm)至大约0.003英寸(0.076cm)范围内。共挤压成形膜可用作外层膜,这种膜已经过改良例如用表面活性剂处理。初始膜可用任何已知技术,如浇注、挤压或吹塑加以制造。最好是,密耳微压花膜,该膜包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物。
在初始膜67之上具有一集流管69,用来向所述膜的初始膜(被支承在支持元件64上)的上表面67a施加流体63,最好是水。支持元件64同输送带62一起移动。可以不同的压力来施加水。在输送带的下方放置有真空导管70a,用来当水在集流管69的下面通过时,去掉直接施加到初始膜67上表面67a上的水。
在操作时,初始膜67放置在支持元件64上,初始膜和支持元件在集流管69的下面来回通过若干次,直到生产出要求的多孔膜。
集流管69有许多孔,其数目范围是每直线英寸约30个至每直线英寸约100个。集流管69中的孔数范围最好为每直线英寸大约35个至每直线英寸大约50个。这些孔最好为圆形,且直径范围大约为0.003英寸(0.0076cm)至大约0.01英寸(0.0254cm),最好为0.005英寸(0.0127cm)至0.007英寸(0.018cm)。在初始膜和支持元件在集流管69的下面通过多次之后,停止施加水,但继续施加真空,以便帮助本发明的最后所得到的多孔膜脱水。将多孔膜从支持件移走,并用任何合宜的技术,如对多孔膜施加暖空气流或用靠溶剂萃取使多孔膜干燥。
图4是初始膜67的任一部分及具有外部构形的支承件或支持件64的分解透视图,在此之前已结合图3加以说明,如前面提及的那样,初始膜67包括热塑聚合材料,或两种或多种这种聚合材料的混合物,如图4中图解的那样,初始膜可以是压花的或不压花的。具有压花76的初始膜67的75部分和未压花的膜67的77部分,表示在图4的上面部分。
支持件或外部构形支承元件64包括具有顶面66和底面67的主体65。横过顶面66由谷底69将一系列尖峰分开配置成预定的图案。通过支承元件延伸的许多排放孔70配置成用数字64指示的图案。在该实施例中,每个排放孔70由一组六个尖峰68和六个谷底69包围。
排放孔70是锥形的或是钟口形的,支承元件顶面的直径大于底部的直径。线条71是画成在顶面66下面的一个孔半径处的壁72上相对点的切线。由线条71构成的角73必须相对于支承元件64的厚度74加以控制。以便产生预期的结果。适合的角可在无过度的实验情况下确定。例如,如果该角太大,孔70将太小而不能充分地进行排水。如果该角太小,将只有非常少的尖峰和谷底,或者没有尖峰和谷底。
重复的图案中的相邻孔间的中心距具有同样的重要性,尖峰68和谷底69由略带锥度的圆锥孔70间的相交而产生。如果这些孔中心距大于在顶面66处的孔70的大直径,其结果是不相交,所形成的构件是遍布许多圆锥孔呈光滑、平坦的顶面。当相邻孔间的中心距小于沿心线间测量的孔径时,圆锥面相交形成谷底。
图5是表示用作具有外部构形支承元件的排放孔70的一种图案的例子的简图。在该作为例子的实施例中,有两种尺寸的开口,这些开口用来形成在横向上成排、成对的孔。这些成对的孔,在机器方向(MD)上交错排列。这些成对的孔,由具有尺寸A的孔列和具有尺寸B的孔列形成。其中A大于B。成对A和B排列之间的间距C,较A和B排列间的间距D要大。
图6是在图4中表示出的形成元件64的数字化图象,这是由图5的孔图案制造好的元件。尺寸A和B的孔用它们的尖峰至谷底高的各个尺寸和尖峰至尖峰的间距表示。
用于生产图4的具有外部构形支承元件的较好的装置表示在图7中。用作支承元件的初始材料可以是任何希望的形状或成分。具有外部构形的支承元件最好包含有乙缩醛;丙烯酸的也具有满意的性能。此外,初始材料的最可取形状是薄壁圆筒,最好是无缝管,该管已释放了剩余的内部应力。如将在后面说明的那样。圆筒形状能适应生产本发明多孔膜的优选的装置。
至今制造的用于形成支承元件的管材,其直径为0.6096-1.829m(2至6英尺),且长度范围为0.6096-4.877m(2至16英尺)。公称壁厚度为0.635cm(1/4英寸),这些尺寸是设计选择的要素。
初始管状工件毛坯80安装在适当的心轴或与其成圆筒形配合的滚筒81上,并允许绕其轴承82的纵向轴转动。转动装置83使滚筒81以可控的速率转动。转动脉冲发生器84连接到滚筒81上,并监测滚筒81的转动,以致任何时候都可知道滚筒的精确径向位置。
平行并安装在滚筒摆动范围之外的是一个或多个导轨85。导轨85允许托架86沿滚筒81的整个长度来回移动,而与套管80的顶面9保持固定不变的间隙。托架驱动装置93使托架沿导轨85移动,同时托架脉冲发生器94记录托架相对于支承元件80的横向位置。在托架上安装有聚焦架87。该聚焦架安装在聚焦导轨88中,允许其沿垂直于托架86的运动方向移动,从而形成一使透镜89相对套管80的顶面进行聚焦的装置。设置聚焦驱动器92以使聚焦架87定位。并使透镜81进行聚焦。
固定在投射筒90中的透镜89固定在聚焦架87上。投射筒90具有用来将加压的气体导入投射筒90的装置91,以便冷却透镜89,并保持透镜的清洁度。
在托架86上还安放有终级折射镜95,用来使激光束96投射到聚焦透镜89上。激光器97放置在远处,光束折射镜98将光束投射到终级光束折射镜95上。尽管有可能将激光器97直接安装在托架86上,而省去光束折射镜,但受空间的限制和实用的各种连接到该激光器的连接方案,使上述远距离安装更为可取。
当激光器97开动时,发出的光束首先被光束折射镜95反射,然后被终级折射镜95反射而投射到透镜89。激光束96的轨道形状为:如果移去透镜89,激光束96将通过滚筒81的纵向中心线。
由于透镜89所处的位置,向下聚焦光束,但接近管子80的上表面9。聚焦在顶部表面以下的光束称之为相对管子表面“散焦”的激光束。
尽管本发明可采用各种激光器,但最好选用激光器是快流CO2激光器,它能够产生额定功率直到2500瓦特的光束。本工艺决不依靠如此高功率的激光器,因为支承表面已经足以用限制到50瓦特的慢流CO2激光器进行穿孔。
当光束96通过聚焦镜89后,能量被集中在光束中心附近。光线不弯曲地通过单个点,但是小直径的光斑。直径最小的点,叫做焦点或聚焦点。这个点产生在离开透镜的称为聚焦的距离处。在大于或小于该焦点的长度上测得的光斑尺寸将大于最小值。
聚焦位置的灵敏度与焦距成反比。最小光斑的大小与聚焦长度成正比。因此,焦距短的透镜能实现较小的光斑尺寸,但必须更精确地定位,而且显著地受表面散射的影响。焦距长的透镜对目标的定位不那么苛求,但反而获得较大光斑尺寸。因此,除了能量分布对钻孔锥形顶部产生影响外,表面下方的光束散焦也对锥形的角度和长度产生影响,因此也影响尖峰和谷底的形状和大小。
为了制造支承元件,必须进行初始的聚焦步骤。一但管状工件毛坯80在滚筒81上定位,激光器短暂地脉冲,而滚筒在脉冲之间略为转动,以加工出一系列小坑。然后聚焦架87相对滚筒中心线运动,以改变焦点的位置,从而加工出其它一系列的凹坑。典型的情况是,钻成20列,每列20个凹坑。用显微镜检查这些凹陷处,最小凹坑的圆柱部分应相同。这便建立起管状工件毛坯80的顶面9的基本直径,激光束在该工件上聚焦。
选择希望的图案,例如图5中示出的图案。检查该图案,以便确定覆盖工件的圆周,并完成整个表面不出现接缝所需的重复次数。类似地,每次重复都沿管状工件的纵向轴线进给运动,并建立重复的总次数。把这些数据输入操作激光穿孔机的计算机控制器。
在操作时,带有管状工件的滚筒(工件安装在滚筒上)在透镜的前面转动。托架被驱动,使第一孔位与透镜89的焦点一致。聚焦架向内驱动,以便将焦点放在被穿孔材料内部。然后使激光器以一定脉冲功率等级和宽度的组合脉冲,如图4中看见的那样,在顶表面66处孔70的直径,显著大于底表面67处孔的直径。为了实现希望的外部构形,需测量并控制两个因素。首先,透镜聚焦到工件内部的深度会增大圆锥角73。第二,增加功率等级或脉冲宽度会增大深度和直径。一旦获得具有适当直径和锥度的孔,转动驱动装置和托架驱动装置可进行分度,使支承元件重新定位,以致下一个要钻的孔位与焦点对正。然后,重复这个过程,直到钻出整个图案。该技术称为“冲击”钻孔。
如果选择的激光器具有足够的功率,滚筒和托架在激光脉冲期间不需要停下来。该脉冲可以具有如此短的持续时间,以致在钻孔过程期间,工件的任何移动是不连贯的。这在本行业中称为“飞行闪光”(fire-on-the-fly)穿孔。
如果激光器能足够快地恢复,则工件能以固定的速度转动,且激光器为产生每个孔脉冲一次。在如图5所示的图案中,激光器将以正规方式脉冲来加工一完整的孔列,然后托架分度至下一个孔列位置,并对下一系列孔发出脉冲光束。
由于材料的类似和孔样的密度原因,可能发生的一个问题是,有大量的热引入成形表面的小范围。可能的结果是,导致全部变形和丧失图案形状。在某种情况下,会出现零件主要尺寸的改变导致表面既不是圆柱形,也没有正确的尺寸。在极端情况下,管可能破裂。
在本发明的最佳实施例中,使用叫做散焦的光栅扫描钻削工艺可以消除这个问题。
在该方法中,把图案减至如图8中描绘的最小矩形的重复单元41。该重复单元包含生产图5中图案所需的全部信息。当如砖那样使用,端对端和侧边对侧边的放置起来,就能得到全部图案。
将这种重复单元进一步分解成众多更小矩形单元或“象素”42组成的格栅。虽然典型的是正方形,但为了某些目的,使用不同比例的象素则更加方便。
每一列象素表示通过激光聚焦位置的工作的一个通道。该列象素被重复所要求的多次,完成围绕支承元件80的一圈构形。激光要加工孔的地方,象素是黑色的,激光关闭的象素是白色的。
为了开始在图8所示第1列象素的顶部穿孔,尽管滚筒以恒定速度转动,激光器仍然接通,是维持在用于11个象素所需的恒定功率等级,然后关闭激光器。这些象素由图7中的转动脉冲发生器84来计数。紧接的14个象素,激光器保持断开的状态。在第一周内重复激光器断开/接通的顺序,然后滚筒返回到初始位置,托架驱动装置93重新定位托架的一个图素,且计算机准备制作象素列43a。
在制作列号43a的过程中,激光器具有较短的“接通时间(ontime)”(现在是9个单元)和较长的“断开时间(off time)”(现在是16个单元)。接通和断开的总数是一定值,这取决于图形的高度。
重复该过程,直到全部象素列都在每一个整周内被使用为止,在图8的情况下,滚筒有15次旋转。在这一时刻,加工过程返回到象素列43中的指令。
请注意,在该方法中,每次走刀在材料中产生出一许多狭窄切口,而不是大孔。因为这些切口是精确地并排排列并略有重叠,所以累积的结果仍是一孔。在图8的图案中,每个六角孔44实际上需要由完整的一周分开的7次走刀,将能量围绕管子分散开,从而减小局部过热。
在这种穿孔操作过程中,如果透镜聚焦在材料的顶表面,其结果是得不到有适当的平行壁的六边形孔。然而,光栅扫描穿孔与散焦的透镜方案的结合,便生产出图4的成形表面。
在本发明中,孔70十分小且数量大。典型的图案,其孔数范围为每平方英寸800个至1400个。
图9是表示用于生产本发明的新颖多孔膜的方法中每个步骤的方框简图。本方法的第一步是,将一步薄的热塑聚合材料的可伸展膜放置在支承元件上(方框1)。将在其上带有可伸展膜的支承元件通过高压流体喷嘴下方(方框2)。流体最好是水。最好是利用真空从支承件上移走用过的水(方框3)。将膜脱水,为此目的最好用抽吸方法(方框4)。将已脱水的多孔膜从支承件移走(方框5)。将剩余的水从多孔膜中去掉,也就是,通过对多孔膜施加空气流(方框6)。然后,该多孔膜卷起来,等待用作其它产品,如卫生巾、一次性尿布或创伤敷料的结构组成部分(方框6)。
图10是用来连续生产本发明多孔膜的装置的简图。该装置90包括以输送带91形式提供的支持件。如公知的那样,输送带91绕一对分离开的圆辊92、93沿逆时针方向连续运动。放置在输送带91之上的是流体供应集流管95,该管与多行喷管或多个喷管组96连接。每个喷管组96至少有一排直径非常小的孔,在每行中每英寸直线上有30个或更多的这种孔。集流管95装有压力计97和用来调节每行喷管或喷管组内流体压力的控制阀98。具有将高温水供入集水管95的装置(在附图中未示出)。在每行喷管或喷管组的正下方,安置在抽吸元件99,用来在处理过程中除去过量的水,防止打孔区被淹没。需要形成本发明多孔膜68的初始膜67被供入到有支持件的输送带。初始膜在喷管96下面通过,在此处受到自喷管喷出的柱状水流。自喷管组96喷出的水柱压力可用压力控制阀98调节到要求的压力。供入喷管组96的水压应当至少大约为3.447MPa(500磅/平方英寸),并且可以直到10.34MPa(1500磅/平方英寸),甚至更高。在制造本发明的多孔膜过程中,最好是各喷管组96喷出相同压力的水。尽管在图10中示出6个供应流体的喷管组,但这喷管组的数目不是关键,而是取决于初始膜的厚度、输送带的速度、所用的压力、每个喷管组96中喷管的行数等等。在多孔膜通过柱状水喷嘴和抽吸集流管99之间后,多孔膜68越过辅助的抽吸槽99a,以便从其上除去过量的处理水。有支持元件的输送带可以用相当刚硬的材料制成,并且可以有若干板条。每个板条延伸输送机的整个宽度,并且在一个侧边上有唇部,以及一个板条与相邻板条的唇部相接合,以便允许在相邻板条间移动,并允许这些相当刚硬的板条元件用于图10中示出的输送机构形中。可供选择的是,支持元件可以是布纹帘,它具有支承多孔膜的高点和在处理过程中多孔膜被移动进入的低点。
参照图11,此图示出了用来制造本发明多孔膜的优选备。设备100包括一可转动的圆筒101。圆筒具有峰窝纹结构,用作通过流体的通道,圆筒按逆时针方向转动,并带有以长圆柱形成套筒103的形式放置在其外表面上的支持元件。集流管105围绕圆筒的圆周部分放置。集流管105上连接有多个喷管带106,用来把水供到携带在套管103外表面上的可伸展热塑初始膜107上。每个喷管带有一列非常小的均匀的圆孔。孔的直径范围大约为0.005英寸(0.0127cm)至0.010英寸(0.0254cm)。在每英寸直线上有50个或60个孔,如果需要的话,可以更多。水在压力下直接通过这些孔,接触初始膜形成冲击其上表面的柱状水流,或者穿孔的区域在喷管带的下方。从喷管带到膜107上表面的距离大约为0.75英寸(1.90cm)。供给喷管带的水压,由压力控制阀109加以控制,该压力由压力计110指示。圆筒连接至泵112,将真空施加到泵112上,帮助把水除去,以防止穿孔区域被淹没。在操作时,初始膜107放置在支持元件103上,并逆时针方向在水喷射管带106之下通过。当膜107在喷管带的下面通过时,膜107就形成了本发明的多孔膜。
本发明的多孔特里科类塑料膜,其微孔尺寸在0.635mm(25密耳)之下相当于水的直径(EHD)并是等同圆的直径(ECD)。从图象分析器可得到ECD数据,并可按照下列公式加以计算:
式中A等于微孔的面积。EHD可由测得的面积和每个微孔的周长,根据公式:
计算,式中A等于微孔的面积,而P等于微孔的周长。平均的ECD范围大约为0.0508至0.1778mm(2至7密耳),而最佳平均值为0.127mm(5密耳)。ECD变异系数(COV)的范围为50%至70%。EHD COV至少为40%。COV由公式:
确定,式中SD为标准偏差,每6.452cm2(平方英寸)微孔数范围大约为4000至7000,最好每6.452cm2(平方英寸)约为6000。微孔的面积范围大约为0.02581-0.04516cm2(4000-7000平方密耳)。膜的开口面积可以小到1%。膜的厚度范围大约为0.254-0.508mm(10-20密耳),最好大部分为0.351mm(15密耳)。凸起的条纹数的范围为每6.452cm2(平方英寸)500至6000。纤维状单体的宽度范围为0.0254-0.254mm(1-10密耳),最好是0.0254-0.127mm(1-5密耳)。纤维状单体的长度范围大约为0.254-12.7mm(10-500密耳)。
具体实施方式
例1
本发明的多孔膜是由在图11的装置上处理初始膜制成。初始膜含有40∶60(重量%)市场上可买到的低密度聚乙烯和线状低密度聚乙烯的混合物。初始膜其厚度为0.02032mm(0.8密耳),并且是带有每2.54cm(英寸)165条线菱形图案的压花。在图11的装置中仅使用3个喷管带106。71.11℃(160°F)的水在9.308MPa(1350磅/英寸)的压力下供入这些喷管带。装置的线速度为45.72m/分(50码/分)。套筒103具有在图4中示出的外部构形。最终的多孔膜具有10%的开口面积。最终膜中微孔的平均ECD为0.127mm(5密耳)。微孔的ECD的COV为58%。多孔膜的弗雷泽(Fra Zier)空气渗透率为106.68m3/分/平方米膜(350立方英尺/分/平方英尺膜)。
例2
除了初始膜的厚度为0.02413mm(0.95密耳)和供入3个喷管带的水是在8.274MPa(1200磅/平方英寸)之外,其他与例1相同。最终膜具有5%的开口面积。最终膜中微孔的平均ECD为0.0762mm(3密耳)。微孔的ECD的COV为62%。每6.452cm2(平方英寸)有6300个微孔,而且全部微孔都具有0.635mm(25密耳)以下的ECD。
在上面两个例子中生产的膜,是适合用作揩布或袋盖的不脱绒毛的膜。此外,这种膜结构没有缝隙来截留提供清洁/干燥性质的流体。这种膜具有良好的美感、纤维触感、有效地运输流体和柔软性。
本发明的多孔膜可以用作具有吸收能力的产品,如一次性尿布、卫生巾、创伤敷料、失禁病人用的器件等等的面料。
当用作卫生巾的覆盖材料时,最好是本发明的多孔热塑料膜的微孔有足够的数量,以便使开口面的范围大约为1-15%,较大尺寸孔的数目最好尽量小,最好至少50%的微孔含有膜的EHD范围在0.0127-0.635mm(0.5和25密耳)之间。微孔的EHD的COV最好至少为50%。最好75%的微孔的面积小于0.25804mm2(400平方密耳),且微孔面积的变异系数应当至少为100%。
参照图12和13,它们示出的卫生巾200含有木浆纤维的有吸收能力的芯部202,薄的、可渗透流体的栅栏膜204和覆盖材料206。覆盖材料206可以是本发明的任何多孔膜。最好是覆盖材料具有图1和2示出和参照它们描述的结构。包含例如聚乙烯薄膜的栅栏膜204,接触有吸收能力的芯部202的下表面,使部分通道从有吸收能力的芯部202纵向侧面上伸出。覆盖材料206的长度比有吸收力芯部的长度稍微长些,并且包住有吸收力的芯部和图13中示出的栅栏膜。覆盖材料的纵向边重叠,并以通常的方式在卫生巾下表面上封闭在一起。在图解的实施例中,覆盖材料在卫生巾的两端208、210处自己封闭起来。如图13中图示的那样,卫生巾200有一层用来把卫生巾粘接到使用者内衣上的粘接剂212。粘接剂212在使用前由可去掉的释放带214加以保护。
尽管在上文中对本发明的若干实施例和改型进行了详细的描述,显然,由于本发明的公开和教导,对本领域的技术人员来说,将提示许多其它可能的设计。
Claims (1)
1、一种生产具有特里科织物组织的多孔膜的装置,该装置包括:
一个可转动的具有蜂窝纹结构的空心滚筒和,该空心滚筒带有以长圆柱形或套筒的形式放置在该空心滚筒外表面上的支持原件,所述支持原件具有圆柱形的侧壁和从所述侧壁的顶部表面伸延到底部表面的孔的图案,所述的顶部表面具有包括多个尖峰和谷底的外部构形,每个所述的孔被在所述侧壁中形成的尖峰和谷底群包围,所述的每个孔具有位于所述谷底紧下方的部分,该部分具有切去顶端的圆锥体的形状,由此在该部分顶部表面的孔直径大于该部分底部表面的孔直径,这些孔、尖峰和谷底的图案被适应于生产具有特里科织物组织的膜,并且所述支持原件包括多个第一种孔和多个第二种孔,所述多个第一种孔具有第一种尺寸以及所述多个第二种孔具有第二尺寸,该第二尺寸小于所述第一尺寸,其中各个所述多个第一种孔在空间关系上与相应的一个所述多个第二种孔交错排列,由此限定出所述尖峰和谷底群;
用来将可伸展的热塑聚合膜放在滚筒顶部表面上的尖峰顶点上的装置;
置于滚筒外面的装置,用来使相邻的液体流同时射向所述膜,然后射向所述尖峰,再通过所述孔进入所述滚筒;
在所述流体射向所述顶部表面的同时,转动所述滚筒的装置;
用来把流体从滚筒的表面上除掉的并置于滚筒内的装置;和
用来将所述的具有特里科织物组织的多孔膜从滚筒的顶部表面上移走的装置。
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