CZ2004646A3

CZ2004646A3 - Netkané rouno s vysokou objemností a nízkou hustotou, vytvořené z tvarovaných vláken a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ2004646A3
Application number: CZ2004646A
Authority: CZ
Inventors: Braulio A. Polanco; Christopher Dale Fenwick; Darryl Franklin Clark; Bryan David Haynes; Kurtis Lee Brown; Chad Michael Freese
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-11-10
Also published as: US20040198124A1; CN100445452C; BR0214790B1; WO2003056089A1; CN1599818A; AU2002351352B2; KR20040073455A; KR100947397B1; JP4881544B2; ZA200404470B; US20030118816A1; AU2002351352A1; US20050098256A1; US7291239B2; EP1456454B1; JP2005514528A; EP1456454A1; MXPA04005295A; BR0214790A; AR037921A1

Description

NETKANÉ ROUNO S VYSOKOU OBJEMNOSTÍ A NÍZKOU HUSTOTOU,

VYTVOŘENÉ Z TVAROVANÝCH VLÁKEN, A ZPŮSOB JEHO VÝROBY f

[

Oblast techniky j Předložený vynález se týká netkaného plošného materiálu [ s vysokou objemností a nízkou hustotou vytvořeného z v podstatě nekonečných vláken, jehož objemnost je docílená tím, že vlákna obsažená v rounu vykazují orientaci ve směru Z, která je výsledkem zlepšeného zpracovávání a výsledného zkadeření. Tyto materiály jsou použitelné v širokém rozsahu aplikací zahrnujícím zejména, aniž by dále uvedený výčet možnosti jejich použití jakkoli omezoval, použití jako vyrovnávací vrstvy pro produkty osobní hygieny, akustická a tepelná izolace, balicí materiál, výplňový materiál, absorpční materiály, a filtrační a čisticí materiály.

Dosavadní stav techniky

Vlákna, ze kterých jsou netkaná rouna vytvořená, jsou obvykle orientovaná tak, že se nacházejí v rovině X-Y rouna a získané rouno, respektive netkaný plošný materiál je poměrně tenký, neboli, jinak řečeno, nemá dostatečnou objemnost nebo nevykazuje podstatně velkou tloušťku.

Objemnost, respektive objemová tloušťka netkaného rouna použitelného pro absorpční výrobky osobní hygieny poskytuje uživateli takových výrobků odpovídající komfort (měkkost) a podporuje vyrovnávání rázového působení a distribuování tekutiny do přilehlých vrstev. Za účelem docílení objemnosti nebo určité tloušťky netkaného rouna, je obvykle žádoucí, aby byla alespoň část vláken v rounu obsažených orientovaná ve směru Z. Obvykle se objemovaná netkaná rouna vyrábí za použití staplových vláken. Viz například patent' US 4 837 067, ve kterém je popsané netkané tepelně izolační rouno obsahující strukturální staplová vlákna, která jsou navzájem spletená a uspořádaná v podstatě kolmo na povrchy plstě a v oblastech čelních ploch v podstatě paralelně s povrchy plstě, nebo patent US 4 590 114,. ve kterém je popsané rouno obsahující větší procentuální podíl termomechanických vláken technické celulózy stabilizovaných menším procentuálním podílem termoplastických vláken zahrnujících termoplastická vlákna staplové délky. Jinak,. v dalších případech, se běžně používané postupy zpracování pro docílení vysoké objemnosti opírají o technologie, které zahrnují předběžné tvarovací postupy, například tvarování vláken na zploštěném drátu nebo bubnu, a následné dokončovací tvarovací postupy, jako například krepování nebo plisování vytvořeného rouna.

Další tvůrci činní v této oblasti techniky se snažili vytvořit objemované materiály tak, že nejprve prováděli tvarování běžného netkaného rouna a poté plisování nebo zvlňování tohoto rouna jeho skládáním a překládáním přes sebe. Vlákna v takto vytvořených rounech však stále ještě zůstávají v rovině rouna, to je pouze v rovině rouna, která byla podrobena deformování.'

Řešení týkající se tohoto problému, tedy vláken se skutečnou orientací ve směru Z vně mimo rovinu rouna, například řešení,- která jsou popsaná v patentových přihláškách US 09/538 744 a US 09/559 155, a podle kterých se poskytuje objemovaný materiál s vlákny základního materiálu, vykazujícími • ·

- 3 záhyby, které tvoří vlákna orientovaná ve směru Z ,a které jsou vytvořené prostřednictvím použití různých rychlostí tvarovacích drátů.

Přesto však ve stávajícím stavu techniky stále existuje potřeba dalších alternativních textilních materiálů s vysokou objemností a nízkou hustotou, které jsou schopné vykazovat jak spolehlivou vyváženost rychlého nasákávání a zpracovávání rázově působící tekutiny, nízkou míru zpětného toku a vysokou míru horizontálního rozvádění tekutiny, tak i vyhovující morfologii rouna a další shora zmiňované vlastnosti, zahrnující izolační, těsnicí a podobné vlastnosti.

Podstata vynálezu

Vzhledem ke shora uvedeným potřebám stavu techniky se podle ·předloženého vynálezu poskytují netkaná rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou, při jejichž výrobě se využívá přirozená tvarovatelnost některých typů dvousložkových, v podstatě nekonečných, termoplastických vláken A/B s morfologickým uspořádáním . vedle sebe. Ačkoli je typ vláken této jakosti jako takový ze stavu techniky známý, jsou za účelem získání výchozích vláken velké délky vhodných ke zpracování na textilie s vysokou objemností a nízkou hustotou podle předloženého vynálezu aplikované specifické výrobní parametry. Poté se takto vytvořená .dlouhá vlákna za použití nových technologických postupů tvarují na textilie s vysokou objemností a nízkou hustotou. Navíc byly vyvinuty nové technologické postupy, jejichž účelem je zajistit po zpracování dlouhých vláken tvarováním odpovídající stabilitu výsledných textilií s vysokou objemností a nízkou hustotou.

• · ·· · ··· ····· ···· · ·· ··· ·· ·

- 4 Podle jednoho . aspektu předloženého vynálezu mohou nové textilie zahrnovat netkané rouno s vysokou objemností a nízkou hustotou, kteréžto rouno je zhotovené z v podstatě nekonečných, pod tryskou pojených (spunbond), spirálovitě tvarovaných dvousložkových vláken A/B s morfologickým uspořádáním vedle sebe. V tomto rounu jsou vlákna, z důvodu docílení vytvoření objemovaného materiálu s heterogenní, náhodnou orientací vláken a nepravidelně mezi tvarovanými vlákny rozloženými otvory, tvarovaná nepravidelně. Pro ilustraci, objemované rouno podle předloženého vynálezu může vykazovat plošnou hmotnost přibližně od 0,3 osy do 25 osy (cca 10,2 až 847,8 g/m²) s hustotou přibližně od 0,002 g/cm³ do 0,05 g/cm³ a objemovou výškou (tloušťkou) od 0,02 palce do 1,5 palce (cca 0,50 mm až 38,1 mm). Tak například rouno s plošnou.hmotností 0,5 osy (cca 16,95 g/m²) může při hustotě pohybující se v rozmezí od

0,022 g/cm³ do 0,002 g/cm³ vykazovat objemovou výšku (tloušťku) přibližně od 0,03 palce do 0,3 palce (cca 0,762 mm až 7,62 mm). Podle dalšího příkladu může rouno s plošnou hmotností 3,0 osy (cca. 101,7 g/m²) při hustotě pohybující se v rozmezí od 0,04 g/cm³ do 0, 003 g/cm³vykazovat objemovou výšku (tloušťku) od 0,1 palce do 1,5 palce (cca 2,54 mm až,38,1 mm).

Podle dalšího aspektu předloženého vynálezu mohou nové textilie zahrnovat netkané rouno s vysokou objemností a nízkou hustotou, kteréžto rouno je zhotovené z ve velkém rozsahu v podélném strojním směru orientovaných, v podstatě pod tryskou pojených (spunbond), spirálovitě dvousložkových vláken A/B s morfologickým uspořádáním vedle sebe. V tomto rounu jsou vlákna, z důvodu docílení vytvoření objemovaného. materiálu s velmi vysokou objemností a nepravidelně mezi tvarovanými, vlákny rozloženými otvory, tvarovaná nepravidelně prostřednictvím vyvolání vyboulení nánosových vrstev s orientací vyboulení ve směru Z, nekonečných, tvarovaných

-5-.

kterážto vyboulení tvoří požadovanou objemnost rouna.

Technologie výroby netkaných roun s vysokou objemností a nízkou hustotou podle předloženého vynálezu může zahrnovat výchozí vytváření dvousložkových dlouhých vláken uskutečňované namísto jednotky pro tažení vláken (FDU), jejíž použití pro tento účel ve stávajícím stavu techniky převládající, v jednotce FDU bez ohřevu. Poté se takto vytvořená vlákna ukládají na tvarovací drát a podrobují ohřevu za účelem zeslabení vazeb polymerních řetězců a iniciace tvarování. Bezprostředně po tomto ohřevu se rouno ochladí tak, aby nedošlo k vazebnímu spojení vláken a zůstala zachována volná pohyblivost vláken, což ve svém důsledku -umožňuje tvarování vláken v požadovaném rozsahu. Řízeným ovládáním dalších parametrů zpracování,' například podtlaku působícího v oblasti pod tvarovacím drátem, je možné bez přerušení zajistit pokračování tvarování vláken. Po tomto tvarování se vytvoří textilní materiál s vysokou objemností a nízkou hustotou. Poté se aplikuje dodatečný ohřev, jehož účelem je ustálení rouna. V konečné fázi ohřevu je možné parametry zpracování řízeně ovládat buď tak, aby bylo zajištěno udržení rouna ve výchozím stavu vysoké objemnosti a nízké hustoty, nebo tak, že je během této fáze možné hustotu a objemnost rouna přizpůsobovat na požadovanou velikost.

Přehled obrázků na výkresech

Tyto a další cíle, předměty a charakteristické znaky předloženého vynálezu budou blíže vysvětlené v následujícím podrobném popisu příkladů jeho konkrétních provedení ve spojení s připojeným výkresy, ve kterých představuje:

obr. 1

- 6 blokové schéma způsobu a ·zařízení pro výrobu objemovaného netkaného materiálu podle jednoho

provedení ]	předloženého	vynálezu;
fotografický snímek	netkaného	rouna	s vysokou
obj emností	a nízkou	hustotou	v pohledu	z boku,
respektive	jeho příčného průřezu vedeného osou
podélného	strojního	směru, majícího složky ve
směru Z,	vytvořeného	s nízkou	mírou	orientace
v podélném	strojním	směru a	za použití pojení
profukováním vzduchem;
fotografický snímek	netkaného	rouna	s vysokou
obj emností	a nízkou	hustotou	v pohledu	z boku,

respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, vytvořeného s nízkou mírou orientace v podélném strojním směru a za použití pojení stálým působením vzduchu;

fotografický snímek netkaného rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou v pohledu z boku, respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, vytvořeného s vysokou mírou orientace v podélném strojním směru a za použití pojení profukováním vzduchem;

fotografický snímek netkaného rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou v pohledu z boku, respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, vytvořené s vysokou mírou orientace

- 7 v podélném strojním směru a za použití pojení stálým působením vzduchu;

obr. 6 fotografický snímek vláken vyráběných za použití ze stavu techniky známé ohřívané jednotky . FDU, vykazujících typické těsné tvarování; a obr. 7 fotografický snímek vláken vyráběných jednotky FDU bez ohřevu pracovního vykazujících uvolněné tvarování.

za použití prostředí,

Definice (výklad pojmů)

Výrazem netkané rouno . nebo netkaný materiál, používaným v tomto popisu, se míní rouno se vykazující strukturu samostatných, vazebně nespojených krátkých vláken, dlouhých vláken nebo příze, na sobě navrstvených, nikoli však pravidelně uspořádaným nebo identifikovatelným způsobem, například tak jako vlákna v pletenině nebo ve fóliích po jejich zvláknění. Netkaná rouna nebo netkané materiály se zhotovují pomocí řady technologických postupů, například technologických postupů zvlákňování z taveniny a pojení proudem vzduchu,, technologických postupů tažení a pojení pod tryskou (spunbond), a technologických postupů pojení rouna mykáním. Plošná hmotnost netkaných roun nebo netkaných materiálů se obvykle vyjadřuje v uncích na čtverečný yard (osy) nebo v gramech na čtverečný metr (gsm), a průměr vláken se obvykle vyjadřuje v mikronech. (Poznámka: při přepočtu (osy) na (gsm) je třeba hodnotu (osy) násobit koeficientem 33,91.)

Výraz směr Z, používaný v tomto popisu, se týká vláken uspořádaných mimo rovinu orientace rouna. V souvislosti s touto

- 8 definicí se za rouno považuje takové rouno, jehož osa X leží v podélném strojním směru, osa Y v příčném strojním směru a osa Z ve směru tloušťky (objemnosti), přičemž jeho hlavní roviny, nebo povrchy, se nacházejí v paralelním uspořádání s rovinou X-Y. Výrazem ve směru Z uspořádaná vlákna. se míní vlákna, jejichž orientace . ve směru Z sé dociluje během formování netkaného rouna a slouží k odlišení těchto vláken od vláken se složkou ve směru Z, která se dociluje při následném tvarovacím zpracovávání netkaného rouna, například mechanického tvarování, krepování nebo jiného tvarovacího deformování netkaných roun.

Výrazem v podstatě nekonečná vlákna, používaným v tomto popisu, se míní vlákna, která se před jejich zpracováváním do netkaného rouna, nebo netkaného materiálu nestříhají, takže jejich výchozí délka zůstává zachována. Průměrné délky uvedených v podstatě nekonečná vlákna se mohou pohybovat v rozmezí přibližně od více než 15 centimetrů do více než jeden metr až do délky shodující se s délkou vytvářeného rouna nebo textilního materiálu. Definice v podstatě nekonečná vlákna zahrnuje vlákna, která se před jejich zpracováváním nestříhají do netkaného rouna nebo netkaného textilního materiálu, ale která, se stříhají teprve až při konečném stříhání netkaného rouna nebo netkaného textilního materiálu, a vlákna, která jsou v podstatě přímá (netvarovaná) nebo tvarovaná.

Výrazem pojení profukováním vzduchem respektive TAB, používaným v tomto popisu, se míní proces pojení netkaného, například z dvousložkových vláken vytvořeného rouna, při kterém je vzduch, dostatečně ohřátý tak, aby došlo k tavení jednoho z polymerů, ze kterých jsou vlákna· pro vytvoření rouna zhotovená, nuceně profukovaný skrze rouno.

• · · φ φ φ » φφφ · φφ ··

- 9 Výrazem vlákna s uspořádáním vedle sebe, používaným v tomto popisu, se míní dvousložková nebo konjugovaná vlákna. Dvousložkovými vlákny jsou vlákna vytvořená z alespoň dvou různých polymerů vytlačováním, přičemž se pro každý polymer použije samostatný protlačovací lis, a následným spředením do společného celku za vytvoření jediného vlákna. Dvousložková vlákna mohou být někdy označená také jako konjugovaná vlákna nebo vícesložková vlákna. Příklady dvousložkových vláken jsou popsané například v patentu US 5 382 400/ původce Pike a kol. Co se týče konjugovaných vláken, pro jejich vytváření se obvykle používají různé typy polymerů, nicméně, v některých případech mohou být konjugovaná vlákna vytvořená z jediného typu polymeru jako jednosložková vlákna. Příklady konjugovaných vláken jsou popsané například v patentu US 5 108 820, původce

Kaneko a kol., v patentu US 4 7 95 668, původce Krueger a kol., nebo v patentu US 5 336 552, původce Straek a kol. Konjugovaná vlákna je možné použít pro výrobu samotvarovacích vláken, při jejichž tvarování se .využívá rozdílu vzájemného poměru rozpínavosti a smrštění dvou (případně více) typů použitých polymerů.

Výrazy typu přibližně, v podstatě a podobně jsou v tomto popisu použitá ve smyslu těsně u, nebo v blízkosti všude tam, kde jsou předem stanovené základní výrobní a materiálové tolerance za uvedených poměrů a podmínek neodmyslitelné a za účelem zabránit nečestnému využívání výhod vyjevených podrobností předloženého vynálezu, ve kterém jsou přesná nebo absolutní čísla uvedená jako prostředek pro objasnění jeho podstaty, bezohledným porušovatelem.

Výrazem podélný strojní směr respektive MD, požívaným v tomto popisu, se míní délka vytvářeného textilního materiálu, respektive směr, ve kterém se tento materiál vyrábí. Naproti

- 10 tomu výrazem příčný strojní směr respektive CD, používaným v tomto popisu, se zase míní šířka vytvářeného textilního materiálu, respektive směr obecně kolmý na podélný strojní směr

MD.

«99 9 '« « 9 9 ♦ 9 · 9 9 • 9 9 · · · · 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9999

9 « - 9 9 9 9 »

Uvedené částice mohou struktury, j akýkoliv,

Výrazy částice, částečky, zrna a podobně, použitými v tomto popisu, se míní materiál, který je obecně ve formě diskrétních, nespojitých útvarů.

zahrnovat granule, pudry, prášky nebo kulovité Vzhledem k tomu mohou tyto částice vykazovat libovolně požadovaný tvar, například kubický tvar, lamelovitý nebo tyčovitý tvar, tvar mnohostěnu, kulovitý nebo polokulovitý tvar, zaoblený nebo částečně zaoblený tvar, tvar s ostrými hranami, nepravidelný tvar a podobně. Pro účely předloženého vynálezu je rovněž tak možné použít částice vykazující tvary a velkým poměrem největší rozměr/nejmenší rozměr, například částice ve tvaru jehlic, vloček a vláken. Výrazy částice nebo zrna je rovněž tak možné použít ve spojení se shlukem nebo aglomerátem zahrnujícím více než jednu částici, částečku, zrno nebo podobně.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněné, základní blokové schéma příkladně ilustrující technologický postup a zařízení pro výrobu netkaných materiálů s vysokou objemností a nízkou hustotou podle předloženého vynálezu, spočívající ve vytváření tvarovatelných dvousložkových, vedle sebe uspořádaných, / v podstatě nekonečných vláken a jejich zpracovávání tvarováním ve volném prostředí.

Jak může být z obr. 1 seznatelné, dva polymery A a B se ·· ··«· 9 9 99 9 9 9 9 9 • · · 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 999 9999

9 9 9 9 9 9.9

9999 9 99 999 99 9 pojí pod tryskou (spunbond) za použití ze stávajícího stavu techniky známého zvlákňovacího zařízení 21 pro výrobu termoplastických vláken za vytváření dvousložkových vláken 23 A/B s morfologickým uspořádáním vedle sebe. Poté vlákna 23 prochází skrze jednotku 25 pro tažení vláken (FDU). Podle jednoho provedení předloženého vynálezu se, na rozdíl od ve stávajícím stavu techniky obvyklé praxe, použije jednotka FDU bez ohřevu pracovního prostředí, jehož teplota' se takto rovná teplotě okolí. Vlákna 23 se ponechají ve v podstatě spojitém stavu (v podstatě nekonečná vlákna) a ukládají se na pohybující se tvarovací drát 27. Ukládání vláken je podporováno působením podtlaku v oblasti pod tvarovacím drátem, dodávaného podtlakovou jednotkou, nebo zajišťovaného odsáváním 29 uspořádaným pod tvarovacím drátem.

Následně se vlákna 23 podrobují ohřevu průchode skrze buď horkovzdušný nůž 31 nebo horkovzdušný difuzére 33, kterážto zařízení jsou sice obě na citovaném obrázku znázorněná, pro účely dalšího popisu však musí být zřejmé, že se jedná o alternativu a že za obvyklých podmínek bude použité vždy pouze jedno z nich. Běžně používaný horkovzdušný nůž zahrnuje hubici se štěrbinou, prostřednictvím které se na povrch netkaného rouna dmýchá proud horkého vzduchu. Horkovzdušné nože tohoto typu jsou popsané například v patentu US 5 7 07 4 68, původce Arnold a. kol. Horkovzdušný difuzér 33, který je alternativou horkovzdušného nože, je činný v podstatě stejným způsobem až na to, že pracuje s nižší rychlostí proudu vzduchu, působí na větší plochu povrchu rouna a, v souvislosti s tím, používá nižší teploty vzduchu. Soubor, respektive vrstva, vláken může během průchodu skrze první ohřívací zónu prodělávat určité povrchové natavení nebo, v zanedbatelné míře, tvoření nefunkčních vazeb. Výrazem nefunkčně pojený, nefunkční vazba se ve spojení se způsobem výroby podle předloženého vynálezu

4

- 12 míní vazby nebo spojení postačující pouze pro udržování vláken v určitém umístění, které jsou však z hlediska jejich pevnosti tak nestálé, že se v případě mechanické manipulace rozpadají.

Tyto vazby se mohou vyskytovat buď nahodile, nébo, pokud je to žádoucí, je možné zcela vyloučit.

Vlákna se pak převádí z prvního ohřívací zóny horkovzdušného nože 31 nebo horkovzdušného difuzéru 33 na druhý drát 35, kde pokračuje ochlazování vláken a v jehož spodní oblasti není tak, aby docházelo k ničím nerušenému tvarování, uspořádané odsávání 29. Během ochlazování vláken dochází k jejich tvarování ve směru Z, neboli vně mimo rovinu rouna, za vytváření netkaného rouna 37 s vysokou objemností a nízkou hustotou. Za tohoto stavu se rouno 37 převádí do jednotky 39 pro pojení profukováním vzduchem (TAB), ve které dochází k ustálení nebo zafixování rouna na požadovaném rozsahu objemnosti a hustoty. Alternativně může být jednotka 39 pro pojení profukováním vzduchem (TAB) rozdělená na jednotlivé zóny tak, že zahrnuje, v uvedeném sledu, .první ohřívací zónu nacházející se v oblasti umístění horkovzdušného nože 31 nebo a druhou ohřívací Uvedeným způsobem horkovzdušného difuzéru 33, chladicí zónu, zónu, která slouží k zafixování rouna, zpracované a fixováním ustálené rouno 41 se pak, pro účely pozdějšího použití, může navíjet na navíjecí buben 43 nebo podobně.

Podle jednoho upřednostňovaného provedení předloženého vynálezu jsou v podstatě nekonečnými vlákny dvousložková vlákna. Rouna podle předloženého vynálezu mohou obsahovat vlákna jediného titru (tj . vlákna jedné jakosti) nebo směs vláken různého titru (tj. množství vláken různé jakosti). Obzvláště vhodné polymery pro vytváření strukturálních složek dvousložkových vláken zahrnují polypropylen a kopolymery ··»· ··. ·9·· ·· * • « 9 « > · • » ··♦ · 9' 9 9 • 9 ··· · · · « · · 9 9 9

- 13, polypropylenu a ethylenu, zatímco obzvláště vhodné polymery pro vytváření adhezních složek dvousložkových vláken zahrnují polyethylen, konkrétně lineární polyethylen s nízkou hustotou a polyethylen s vysokou hustotou. . Adhezní složka může navíc obsahovat přísady pro zlepšení tvarovatelnosti a/nebo pro snížení teploty pojení vláken, jakož i pro zvýšení odolnosti proti otěru, pevnosti a měkkosti výsledných roun. Obzvláště vhodná dvousložková polyethylen/polypropylenová vlákna pro výrobu netkaných roun podle předloženého vynálezu jsou známá pod označením PRISM. Podrobný popis vláken PRISM je uvedený v patentu US 5 336 552, původce Straek a kol. Netkaná rouna vytvořená podle předloženého vynálezu mohou dále . obsahovat vlákna, obsahující jako alternativu PP/PE polymerní pryskyřice, například, aniž by. byl následující výčet jakkoli omezující, PET, kopoly-PP+3%PE, PLA, PTT, nylon, PBT a podobně. Vlákna mohou vykazovat příčné průřezy různých alternativních tvarů a symetrie, zahrnujících pětilaločný tvar, tvar tří T, tvar mezikruží, tvar mašle, tvary X, Y . a H, jakož i nesymetrické tvary.

. Polymery použitelné pro výrobu materiálů podle předloženého vynálezu mohou dále zahrnovat termoplastické polymery, například polyolefiny, polyestery a polyamidy. Dále je pro uvedený účel možné použít elastické polymery, které zahrnují blokové kopolymery, například polyurethany, kopolyether-estery, blokové kopolymery polyamid/polyether, ethylen-vinyl-acetáty (EVA), blokové kopolymery s obecným vzorcem A-B-A' nebo A-B, například kopoly(styren/ethylenbutylen), styren-poly(ethylen-propylen)-styren, styrenpoly(ethylen-butylen)-styren, (polystyren/poly(ethylenbutylen)/polystyren, póly(styren/ ethylen-butylen/styren) . a podobně.

- 14 Dále je pro uvedený účel možné použít polyolefiny obsahující jednoduché vazné katalyzátory. Pro výrobu vláken je k dispozici řada polyolefinů, například polyethyleny, přičemž pro tento účel vyhovujícími polymery jsou například lineární polyethylen s nízkou hustotou ASPUN7 6811A, lineární polyethylen s nízkou hustotou 2553, polyethylen s vysokou hustotou 25355 a polyethylen s vysokou hustotou 12350, výrobce Dow Chemical. Uvedené polyethyleny mají rychlost tečení v roztaveném stavu, v uvedeném pořadí, přibližně 26, 40, 25 a 12. Polypropyleny použitelné pro vytváření vláken zahrnují polypropylen 3155, výrobce Exxon Chemical Copany, a polypropylen PF-304, výrobce Montell Chemical Co. Kromě toho je možné použít i řadu dalších, komerčně dostupných polyolefinů.

Pro výrobu . vláken jsou dále použitelní biologicky odbouratelné polymery, přičemž pro tento účel vhodné polymery zahrnují poly-kyselinu mléčnou (PDA) a směs BIONOLLE®, kyseliny adipové a UNITHOX® (BAU). PLA není směs, ale čistý polymer podobný polypropylenu. BAU reprezentuje směs BIONOLLE®, kyseliny adipové a UNITHOX® obsažených v různých procentuálních poměrech. Směs pro staplová vlákna typicky obsahuje 44,1 procent BIONOLLE® 1020, 44,1 procent BIONOLLE® 3020, 9,8 procent kyseliny adipové a 2 procenta UNITHOX® 480, zatímco pod tryskou pojená (spunbond) vlákna BAU obsahují typicky asi 15 procent kyseliny adipové. BIONOLLE® 1020 je polybutylen sukcinát, BIONOLLE® 3020 je kopolymer polybutylen sukcinátu a adipátu, a UNITHOX® 480 je ethoxylovaný alkohol. BIONOLLE® je chráněné obchodní označení, jehož vlastníkem je Showa Highpolymer Co., Japan. UNITHOX® je chráněné obchodní označení, jehož vlastníkem je Baker Petrolité, pobočka Baker Hughes International. V souvislosti se . shora uvedený je třeba poznamenat, že biologicky odbouratelné polymery jsou hydrofilní a proto je lepší nepoužívat tyto materiály jako materiály pro se

31, ► · 9 9 9

9 • 999

- 15 vytváření povrchových nasákavacích struktur.

Podle shora uvedených skutečností dvousložková vlákna 'v horkovzdušném noži difuzéru 33 nebo v první ohřívací zóně na zóny rozdělené TAB jednotky (není znázorněná) podrobují ohřevu na teplotu, při které v krystalických oblastech polyethylenu začíná zeslabování vazeb orientovaných molekulárních řetězců a při které může být započato tavení polyethylenu. Typická teplota vzduchu, která vyvolává tvarování, se pohybuje v rozmezí přibližně od 110 do 260 stupňů F. Toto teplotní rozmezí představuje teploty pod bodem tavení, způsobující toliko zeslabování vazeb molekulárních řetězců, až po teploty tavení polymerů. Intenzita tepla proudu vzduchu dmýchaného z horkovzdušného nože 31 může být v důsledku úzké ohřívací zóny tohoto zařízení krátkodobé výdrže vláken v této zóně vyšší. Kromě toho působení tepla na orientované molekulární řetězce zvyšuje mobilita těchto molekulárních řetězců. Avšak spíše než k jejich orientaci dochází přednostně k nahodilému zeslabování vazeb těchto molekulárních řetězců. Uvedené řetězce se proto ohýbají a lomí, což ve svém důsledku způsobuje dodatečně tvarovatelná horkovzdušném a tím se při vláken smrštění vláken. Teplo se na rouno může aplikovat prostřednictvím horkého vzduchu, .IR (infračerveného) světelného zdroje, mikrovlnné trouby nebo jakéhokoliv dalšího tepelného zdroje, prostřednictvím kterého je možné polokrystalické oblasti polyethylenu za účelem zeslabení jejich vazeb podrobovat ohřevu,

Poté rouno prochází skrze chladicí zónu, ve které se snižuje teplota polymeru pod teplotu jeho krystalizace. Vzhledem k tomu, že polyethylen je holokrystalickým materiálem, jeho řetězce při ochlazování rekrystalizuj1 a způsobují tak smršťování polyethylenu. V důsledku tohoto smršťování se na

- 16 φ φ φφφ jedné straně dvousložkového vlákna s uspořádáním vedle sebe indukuje síla, která, v případě neexistence žádných dalších větších sil, které by bránily volnému přemísťování vláken v libovolném směru,, umožňuje tvarování nebo svinování vláken. Při použití studené jednotky FDU (bez ohřevu) se vlákna vytváří tak, že nedochází k jejich tvarování do těsného spirálovitého tvaru, který je běžný u vláken zpracovaných v ohřívané jednotce FDU. Tvarování takto vytvořených vláken je namísto toho mnohem volnější a nahodilejší, což ve svém důsledku vláknům poskytuje větší objemnost ve směru Z. S odvoláním na obr. 6 jsou znázorněná vlákna vytvořená za použití běžně používané ohřívané jednotky FDU, vykazující typicky těsné tvarování. Pro srovnání jsou na obr. 7 znázorněná vlákna zhotovená za použití jednotky FDU bez ohřevu pracovního prostředí, která vykazují makroskopické tvarování s mnohem větší volností, jejímž výsledkem je vysoká objemnost rouna.

Faktory, které mohou mít vliv na rozsah a charakter tvarování zahrnují dobu působení tepla na rouno v první ohřívací zóně. Další faktory ovlivňující tvarování mohou představovat vlastnosti použitých materiálů, například titr vlákna, druh polymeru, tvar příčného průřezu vlákna a plošná hmotnost. Rozsah tvarování a tím také objemnost, respektive rozměrovou velikost ve směru Z, požadované pro dosažení vytvoření netkaného · rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou podle předloženého vynálezu bude také ovlivňovat omezení vláken podtlakem, dmýchaným vzduchem nebo jejich pojením. Proto se při vstupu vláken do a v chladicí zóně neaplikuje žádný podtlak pro udržování těchto vláken na tvarovacím drátu 27 nebo druhém drátu 35. Podobně se v chladicí zóně řízené na účelný nebo požadovaný rozsah ovládá nebo eliminuje působení dmýchacího vzduchu.

··

Podle jednoho aspektu předloženého vynálezu mohou být vlákna ukládána na tvarovací drát s vysokou mírou orientace v podélném strojním směru MD prostřednictvím řízeného ovládání velikosti pod tvarovacím drátem působícího podtlaku, tlaku v jednotce FDU, a pracovní výšky mezi jednotkou FDU a povrchem tvarovacího drátu. Vysokou míru orientace v podélném strojním směru MD je možné využít, jak bude objasněno dále, pro docílení velmi vysoké objemnosti rouna. Dále, v závislosti na určitém typu vláken a parametrech zpracovávání, bude tryskání vzduchu jednotky FDU vykazovat určitou frekvenci, která může napomáhat při vytváření určitých morfologických charakteristik objemovaného rouna, například efektu nánosování.

V souladu s příkladným provedením znázorněným na obr. 1, ve kterém jsou vlákna 23 podrobovaná ohřevu proudem horkého vzduchu v první ohřívací zóně a převáděná z tvarovacího drátu 27 na druhý drát 35, se předpokládá několik procesů tvarování, které se uskutečňují se během popsaného zpracovávání a které ve svém důsledku podporují objemování vláken, zahrnujících:

• odsávání v oblasti pod tvarovacím drátem bude způsobovat ochlazování rouna odtahováním okolního vzduchu skrze toto rouno, které ve svém důsledku zabraňuje pojení vláken, avšak omezuje tvorbu objemnosti;

• při převádění rouna ze zóny podtlaku na druhý drát přestává působení podtlaku a vazbami nepoutaná vlákna jsou volná pro tvarován;

• mechanicky, kdy .smršťování ve vysoké míře v podélném strojním směru MD orientované povrchové vrstvy může způsobovat vyboulování povrchových vláken;

·· ···♦

- 18 • indukování mechanického smyku v důsledku řasení ve vysoké míře v podélném strojním směru MD orientované povrchové vrstvy a pokračování smykového mechanismu u podpovrchových vláken v důsledku existence vazeb, čímž, v důsledku vyvolávání efektu nánosování, dochází k objemování vláken;

• mechanické vybulování, které se může vytvářet při určité frekvenci tryskání jednotky FDU a které bude vyvolávat objemové tvarování ohřívaných vláken stejné četnosti;

• mechanické síly vyvíjené během uvolňování se vláken od tvarovacího drátu při opouštění zóny , podtlaku a při. následném krátkodobém přitahování směrem k podtlakové jednotce; a • triboelektrický (třecí) statický náboj, vyvíjený na rounu, který způsobuje vzájemné odpuzování vláken od sebe a umožňuje tak další objemové tvarování uvnitř rouna.

Obr. 2 představuje fotografický snímek netkaného rouna 51 s vysokou objemností a nízkou hustotou v pohledu z boku, respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, kteréžto rouno je vytvořené z tvarovaných vláken podle předloženého vynálezu. Rouno je vytvořené s nízkou mírou orientace ukládání vláken na tvarovací drát v podélném strojním směru a za použití pojení profukováním vzduchem za účelem zafixování rouna. Tvarování, tvoří nepravidelnou, různorodou orientaci vláken ve směru Z. Jak může být ze snímku seznatelné, prázdné prostory mezi vlákny jsou také nahodile rozmístěné a tvoří nepravidelně rozložené otvory. Pojení profukováním vzduchem, které zahrnuje nucené profukování ohřátého vzduchu skrze rouno za účelem zafixování a ·· ···· • 4 · • · · » · · · φ «

9 9 9 999 9^999 • · 999 9999 9999

9 9 9 9 9 9 9 • 999 9 99 999 99 9

- 19 ustálení tohoto rouna ve vysoce objemovaném stavu, má za následek určitý pokles výchozí objemnosti rouna. Objemová výška (tloušťka) rouna je přibližně 0,25 palce (6,35 mm) .

Obr. 3 představuje fotografický snímek netkaného rouna 53 s velmi vysokou objemností a nízkou hustotou v pohledu z boku, respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, kteréžto rouno je vytvořené z tvarovaných vláken podle předloženého vynálezu.

Rouno je vytvořené s nízkou mírou orientace ukládání vláken na tvarovací drát v podélném strojním směru a za použití pojení stálým působením vzduchu, při kterém není struktura rouna za účelem jejího ustálení narušování protlačováním nebo profukováním vzduchu. Tvarování tvoří nepravidelnou, různorodou orientaci vláken ve směru Z. Jak může být ze snímku se znatelné, jsou prázdné prostory mezi vlákny také nahodile ~ rozmístěné a tvoří nepravidelně rozložené otvory. Pojení stálým působením vzduchu, které nezahrnuje žádné nucené profukování ohřátého vzduchu skrze rouno za účelem zafixování a ustálení tohoto rouna v jeho vysoce objemovaném stavu, má za následek pouze velmi malý až téměř žádný - pokles výchozí objemnosti rouna. Objemová výška (tloušťka) rouna je přibližné 0,5625 palce (14,2875 mm).

Obr. 4 představuje fotografický snímek netkaného rouna 55 s vysokou objemností a nízkou hustotou v pohledu z boku, respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, zahrnující nánosové vrstvy, souhrnně označené vztahovou značkou 57, vykazující ve směru Z vyboulení, například takové jako je vyboulení označené vztahovou značkou 59, jejichž četnost se v podstatě shoduje s vlastní frekvencí tryskání jednotky FDU, kteréžto rouno je vytvořené z tvarovaných vláken podle ·

·· ♦···

- 20 « ···· ·* ···· • · • ··· • · · • · *· ··· • 9 9 • · · • · ♦ · • · ····· • · · ·· · předloženého vynálezu.. Nánosové vrstvy a jejich vyboulení jsou sice ve skutečnosti uspořádané v podstatě nepravidelně nebo nahodile, přesto však' poskytují vyšší objemnost a větší volný prostor v objemu rouna. Rouno je vytvořené s vysokou mírou orientace ukládání vláken na tvarovací drát v podélném strojním směru a za použití pojení profukováním vzduchem. Tvarování tvoří nepravidelnou, různorodou orientaci vláken ve směru Z. Pojení profukování vzduchem, které zahrnuje nucené profukování ohřátého vzduchu skrze rouno za účelem zafixování a ustálení tohoto rouna v jeho vysoce objemovaném stavu, má za následek určitý pokles výchozí objemnosti rouna. Objemová výška (tloušťka) rouna je přibližně 0,3125 palce (7,9375 mm).

Obr. 5 představuje fotografický snímek netkaného rouna 61 s velmi vysokou objemností a nízkou hustotou v pohledu z boku, respektive jeho příčného průřezu vedeného osou podélného strojního směru, majícího složky ve směru Z, zahrnující nánosové vrstvy 57 vykazující ve směru Z vyboulení 59, jejichž četnost se v podstatě shoduje s vlastní frekvencí tryskání jednotky FDU, kteréžto rouno je vytvořené z tvarovaných vláken podle předloženého vynálezu. Nánosové vrstvy a jejich vyboulení jsou sice ve skutečnosti uspořádané v podstatě nepravidelně nebo nahodile, přesto však poskytují vyšší objemnost a větší volný prostor v objemu rouna. Rouno je vytvořené s vysokou mírou orientace ukládání vláken na tvarovací drát v podélném strojním směru a za použití pojení stálým působením vzduchu za účelem fixování a ustálení rouna v konfiguraci výchozího tvarování. Tvarování tvoří nepravidelnou, různorodou orientaci vláken ve směru Z. Pojení stálým působením vzduchu, které nezahrnuje žádné nucené profukování ' ohřátého vzduchu skrze rouno za účelem zafixování a ustálení tohoto rouna v jeho vysoce objemovaném stavu, má za následek pouze velmi malý až téměř žádný pokles výchozí objemnosti rouna. Objemová výška

- 21 (tloušťka) rouna je přibližně 1,0 palec (25,4 mm).

Netkané rouno s vysokou objemností a nízkou hustotou bylo zhotoveno z vláken PRISM s titrem 4,5 tak, že vykazovalo objemovou výšku asi 0,14 palce (cca 3,56 mm), plošnou hmotnost asi 2,9 osy (cca 98, 34 g/m²) a hustotu 0, 027 g/cm³, a testováno na propustnost, charakteristiky nasákavosti a zpětného toku, filtrační účinnost, a nasákavost v horizontálním. směru. Zjištěné výsledky byly v každé kategorii obecně kvalitnější než u ze stavu techniky známého vysoce kapilárního, mykáním pojeného rouna s plošnou hmotností 2,9 osy, objemovou výškou (tloušťkou) 0,12 palce (3,048 mm), a hustotou 0,032 g/cm³. Účinnost rouna podle předloženého vynálezu, zjišťovaná na základě penetračního testování za použití zařízení TSI, byla obecně přes 55 procent nebo menší. Konkrétní hodnoty rouna podle předloženého vynálezu, zjištěné při testování, byly: propustnost 3.500 darcy, doba nasákávání 6 sekund a hmotnost tekutiny v důsledku zpětného toku 14 gramů; a, pro srovnání, hodnoty 2.500,darcy, . 10 sekund a 20 gramů týchž veličin mykáním pojeného rouna.

Metody a materiály použité pro testování

Plošná hmotnost

Plošná hmotnost se zjišťuje následujícím způsobem: z testovaného materiálu se vystřihne vzorek kruhového tvaru o průměru 3 palce (7,6 mm) a zváží na vahách. Naměřená hmotnost v gramech se zaznamená. Poté se hmotnost vzorku se vydělí obsahem plochy vzorku. Celkem se změří pět vzorků a ze zjištěných hodnoty se vypočte průměr.

- 22 Objemová výška (tloušťka) materiálu

Objemová výška materiálu je rozměrová míra materiálu ve směru osy Z, měří se při tlaku 0,05 psi (3,5 g/cm²) na testovacím zařízení typu STARRET® a uvádí se v milimetrech. Pro testování se používají vzorky nastříhané na čtverce o rozměrech 4 palce x 4 palce (10,2 cm x 10,2 cm), testuje se celkem pět vzorků a- ze zjištěných hodnot se vypočte průměr.

Hustota

Hustota materiálů se zjišťuje, výpočtem, při kterém se hmotnost vzorku v gramech na jednotku plochy na metr čtvereční vydělí objemovou výškou (tloušťkou) materiálu (g/m ) v milimetrech (mm), shora, měřit při

Objemová výška by se měla, jak je uvedeno tlaku 0,05 psi (3,5 g/cm²). Výsledek se z důvodu přepočtu na jednotky gram na, centimetr krychlový (g/cm³) vynásobí koeficientem 0,001. Celkem by se mělo vyhodnotit pět vzorků, přičemž výsledné hodnoty hustoty se získají zprůměrňováním jednotlivých zjištěných a naměřených hodnot.

Propustnost materiálu

Propustnost se zjišťuje na základě měření odporu materiálu vůči průtoku tekutiny. Při testování tekutina známé viskozity nucené protéká skrze materiál dané tloušťky konstantní průtokovou rychlostí a monitoruje se odpor materiálu vůči průtoku této tekutiny, měřený jako pokles tlaku. Pro stanovení, propustnosti materiálu se použije Darcyho zákon a to následujícím způsobem:

- 23 Propustnost materiálu = [průtoková rychlost x tloušťka x viskozita / pokles tlaku] [Rovnice 1] kde se jednotlivé veličiny uvádí:

propustnost v [cm²] nebo v [Darcy], přičemž 1 Darcy = 9,87 χ 10“⁹ cm² průtoková rychlost v [cm/sec] viskozita v [pascal.sec] pokles tlaku v [pascal]

Zařízení použité k testování tvoří sestava píst/válec, jejíž píst, uspořádaný uvnitř válce, nuceně protlačuje tekutinu skrze testování· podrobovaný vzorek. Testovaný vzorek se sevře mezi dva hliníkové válce uspořádané s vertikální orientací. Oba dva válce vykazují vnější průměr 3,5 palce (88,9 mm), vnitřní průměr 2,5 palce (63,5 mm) a délku asi 6 palců (152,4 mm). Vzorek rouna o průměru 3 palce (76,2 mm) je v příslušném umístěný udržovaný za jeho vnější okraje a je tudíž zcela obsažený v zařízení. Ve spodním válci je uspořádaný píst, který se v tomto válci může pohybovat konstantní rychlostí ve vertikálním směru a který je spojený s tlakovým převodníkem, který je uzpůsobený k monitorování tlaku vyvíjeného sloupcem tímto pístem dopravované tekutiny. Tlakový převodník je uspořádaný pro společný pohyb s pístem tak, aby nedocházelo k vytváření žádného měřitelného přídavného tlaku až do té doby, dokud sloupec tekutiny nedosáhne kontakt s testovaným vzorkem a nedojde k protlačování tekutiny skrze něj. V tomto okamžiku se začne měřit přídavný tlak, který je způsobený odporem materiálu vůči průtoku tekutiny protlačované skrze tento materiál. Píst se do pohybu uvádí pomocí kluzného uložení, poháněného krokovým elektromotorem. Testování začíná posuvem pístu konstantní rychlostí až do doby, ve které začne protlačování pístem dopravované tekutiny skrze vzorek. V tomto okamžiku se posuv • 0

0 0 0 0 0 · · ····

0 · · 0 0 0 · · 0 0 0 0 · 0 0 0 • 0 0 · · 0 0® 09000 • 0 0 · 0000

0000 0 00 000 0« 0

- 24 pístu přeruší a zaznamená se základní tlak. Účelem tohoto kroku je korigovat účinky vztlaku a pružnosti vzorku. Poté posuv pístu pokračuje po dobu dostatečnou pro změření nového tlaku. Rozdíl mezi dvěma naměřenými tlaky je tlak způsobený odporem materiálu vůči průtoku tekutiny a představuje pokles tlaku, který se použije pro výpočet podle Rovnice (1) .. Rychlost posuvu pístu se rovná průtokové rychlosti tekutiny. Pro testování je možné použít jakoukoliv libovolnou tekutinu se známou viskozitou, ačkoli se pro tento účel upřednostňuje tekutina, která smáčí testovaný materiál, protože díky takové tekutině se zajistí docílení saturovaného průtoku. Příslušná měření byla provedena za použití pístu s rychlostí posuvu 20 cm/min, minerálního oleje (olej typu Peneteck Technical Minerál Oil,. vyráběný a dodávaný na trh firmou Penreco, Los Angeles, California, US) s viskozitou 6 centipoise.

Nasákavost v horizontálním směru

Tímto testováním se zjišťuje, do jaké vzdálenosti tekutina v materiálu postoupí v případě, kdy je pouze jeden z konců tohoto materiálu ponořený do tekutiny a tento materiál se nachází v horizontálním uspořádání. Vzorky pro testování se připraví nastříháním testovaného materiálu na proužky o velikosti 1 palec (cca 25 mm) krát 8 palců (cca 203 mm) v podélném strojním směru. Tento vzorek se zváží a ve vzdálenosti každých 0,5 palce (cca 13 mm) ve směru délky se označí. Poté se vzorek umístí na horizontálně uspořádanou drátěnou mřížku a opatrně se tak, aby na uvedené drátěné mřížce zůstal rovinný, zváží. Následně se jeden konec vzorku o délce půl palce (cca 13 mm) ponoří do nádržky 0,5 palce (cca 13 mm) hluboké, 0,5 palce (cca 13 mm) široké a 5 palců (127 mm) dlouhé, ve které je obsaženo 10 ml obarveného fyziologického »· 4444 44 4444 44 ·

4 444 · 4 4

4 4 4444 4 444 • 4 · · 4 4 4 4 4 4444 ► 4 4 4 4 4 4 4 • 44 4 4 4 444 4* ·

- 25 roztoku o koncentraci 8,5 g/1. Konec vzorku ponořený do nádržky se v příslušném umístěni udržuje pomocí skleněné válcovité míchací tyčinky o délce 1,5 palce (cca 38 mm) a průměru 5/16 palce (7,9 mm), která je rovněž ponořená do fyziologického roztoku. Vzorek, ponořený svým jedním koncem v nádržce, se ponechá v klidu po dobu 20 minut, načež se opatrně, v horizontálním směru, vytáhne z nádržky, v místě každé z ve vzdálenosti 0,5 palce (cca 13 mm) od sebe opatřených značek odstřihne a každý takto odstřižený díl se zváží.

Poté se od hmotnosti mokrého, tekutinou nasáklého vzorku odečte hmotnost vzorku v suchém stavu za získání hmotnosti nasáklé tekutiny v gramech/ přičemž díl vzorku, který byl ponořený v nádržce, se při těchto výpočtech neuvažuje. Celková délka nasáknutí se spolu s celkovou hmotností nasáklé tekutiny v gramech se zaznamenají.

NaCl účinnost (filtrační účinnost)

Všechny údaje týkající se filtrační účinnosti se zjišťují na základě testování NaCl účinnosti. NaCl účinnost představuje míru schopnosti materiálu nebo rouna potlačit průchod malých částic skrze ně. Obecně je více žádoucí vyšší účinnost, která signalizuje větší schopnost propouštět částice. Testování NaCl účinnosti, která se uvádí v procentech, se provádí podle provozního manuálu automatizovaného testovacího zařízení pro testování filtrační účinnosti firmy TSI lne., model 8310, při průtokové rychlosti 32.litrů za minutu za použití částic NaCl o velikosti 0,1 mikronu (Fm) , a zaznamenává se jako průměr údajů tří vzorků. Uvedený provozní manuál poskytuje buď přímo firma TSI lne., Particle Instrument Division, se sídlem na adrese 500 Cardigan Rd, Shoreview, Minnesota 55126, US, nebo je k dispozici na internetu na adrese www.tsi.com. Na základě

- 26 «'φ tohoto testování je rovněž tak možné, za použití částic stejné velikosti a stejné průtokové rychlosti vzduchu, zjišťovat rozdíl v objemu materiálu.

Charakteristiky nasávání a zpětného toku tekutiny

Vyhodnocování charakteristik nasákavosti a zpětného toku tekutiny (FIFE) se provádí za účelem určení nasávacího potenciálu kompozitních materiálů. Vyhodnocování FIFE spočívá v rázovém působení na strukturu materiálu a . provádí se naléváním stanoveného množství 0,9 procentního fyziologického roztoku do válcové kolony umístěné vertikálně na vrchním povrchu struktury, přičemž se zjišťuje a zaznamenává doba, která je nutná k nasáknutí tekutiny touto strukturou. Testovaný vzorek se umístí na plochý povrch a testovací zařízení pro vyhodnocování FIFE se umístí na vrchní povrch vzorku. Testovací zařízení pro vyhodnocování FIFE sestává z obdélníkového kusu plexiskla o rozměrech 35,3 cm krát 20,3 cm, na kterém je vystředěně umístěná válcová kolona s vnitřním průměrem 30 mm. Plochý obdélníkový kus je opatřený otvorem o průměru 38 mm, jehož umístění koresponduje s umístěním válcové kolony tak, aby působící tekutina mohla skrze ní procházet do testovaného vzorku. Válcová kolona se vystředěně umístí do polohy 2 palce (50,8 mm) od horního nebo předního okraje absorpčního jádra dětské zavinovací pleny, uspořádaného v oblasti rozkroku. Hmotnost testovacího zařízení pro vyhodnocování FIFE byla 517 g.

Doby nasákávání se typicky zaznamenávají v sekundách.

Vzorky pro testování, vytvořené nastříháním testovaného materiálu na tampony o velikosti 2,5 palce (cca 63,5 mm) krát 7 palců (cca 178 mm), byly jako vyrovnávací vrstva pro vyrovnávání rázového působení tekutiny vloženy do komerčně

F

5=:

- 27 -i

·) dostupné dětské zavinovací pleny· typu STEP 4 HUGGIES ULTRATRIM (TM). Poté bylo na tyto vzorky aplikováno trojí rázové působení tekutiny, vždy v množství 100 ml tekutiny na jedno rázové působení s dobou prodlevy 15 minut mezi okamžikem úplného pohlcení tekutiny a následným rázovým působením.

Po aplikaci třetího (a posledního) rázového působení tekutiny byly vzorky testovaného materiálu, s listem savého papíru na jejich vrchním povrchu, umístěny do vakuboxu s vnitřním tlakem 0,5 psi (3,5 g/cm²). Hmotnost savého papíru byla 110 lb. Použitým savým papírem byl papír vyráběný firmou Fort James Corporation o velikosti 3,5 palce (cca 89 mm) krát 12 palců (cca 305 mm). Savý papír byl zvážen před a po testování a výsledný rozdíl byl zaznamenán jako hodnota zpětného toku, představující hmotnost desorbované tekutiny v gramech.

týče pro s průměrnými odbornými je za účelem vytváření

Netkaná rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou podle předloženého vynálezu jsou považovaná za materiály, které jsou schopné zajistit vynikající charakteristiky co se zpracovávání působící tekutiny, vyžadované například filtrační prostředky, nebo pro rozváděči a absorpční vrstvy absorpčních výrobků, a které mohou být rovněž tak vhodné pro široký výběr textilních materiálů izolačního typu. Osoba obeznámená se stavem techniky, znalostmi, z uvedeného rozpozná, že širokého rozsahu morfologií s vysokou objemností a nízkou hustotou možné přizpůsobovat řadu charakteristik tohoto rouna, zahrnující, aniž by byl následně uvedený výčet vyčerpávající, titr vlákna, rychlost ukládání vláken, rychlosti ohřevu a ochlazování, a velikost sil aplikovaných za účelem .potlačení tvarování ve shora uvedeném smyslu.

- 28 9.9 9 9 9 9 9 « 999

9 9 9 . 9 999 9 9999

9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9.9 99* «9 9Ačkoli byla v předcházejícím popisu popsaná určitá upřednostňovaná provedení předloženého vynálezu a pro účely ilustrace vyjeveno množství detailních podrobností, musí být osobám obeznámeným se stavem techniky zřejmé, že je, aniž by došlo k odchýlení se od základní podstaty a nárokovaného rozsahu předloženého vynálezu, možné vytvořit jak jeho další odlišná provedení, tak i podstatně obměnit určité shora popsané detailní podrobnosti.

Claims

1. Způsob výroby netkaného- rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou, vykazujícího rozměry X, Y a Z, kde rozměrem X je rozměr v podélném strojním směru, rozměrem Y je rozměr v příčném strojním směru, a rozměrem Z je rozměr ve směru objemové výšky, vyznačující se tím, že zahrnuje:

a) vytvoření souboru tvarovatelných, v podstatě nekonečných, pod tryskou pojených (spunbond), dvousložkových vláken A/B s morfologickým uspořádáním vedle sebe v jednotce FDU bez ohřevu a ukládání tohoto souboru vláken na tvarovací drát;

b) první ohřev vláken po dobu a na teplotu postačující pro vyvolání uvolnění molekulární orientace na jedné straně vlákna;

c) ochlazování, po uvedeném prvním ohřevu, souboru vláken pod teplotu, při které dochází k vzájemnému vazebnímu pojení vláken, a tím vyvolání tvarování vláken; a

d) řízené ovládání nebo minimalizování sil, které, při provádění kroků b) a c) , mají tendenci potlačovat tvarování vláken, a tím umožnění tvarování vláken ve směru Z.

2. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje opětný ohřev souboru vláken za účelem vyvolání vzájemného vazebního pojení vláken pro vytvoření stabilního netkaného rouna s vysokou objemností a nízkou hustotou.

3. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje opětný ohřev souboru vláken působením tepla nebo

- 30 proudem vzduchu, nebo obou, postačující pro udržení výchozí objemové výšky souboru vláken.

4. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 3, vyznačující se tím, že teplota opětného ohřevu je menší než nebo rovná přibližně 450 stupňů F. ,

5. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 3, vyznačující se tím, že během opětného ohřevu nepůsobí žádné proudění vzduchu.

6. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že soubor vláken prochází skrze zónu opětného ohřevu rychlostí větší než nebo rovnou přibližně 25 fpm.

7. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje opětný ohřev souboru vláken působením tepla nebo proudem vzduchu, nebo obou, postačující pro redukci výchozí objemové výšky souboru vláken po kroku b) a c).

8. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje, před prvním ohřevem, nefunkční vazební pojení souboru vláken.

9. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje aplikování podtlaku pod tvarovací drát, na kterýžto tvarovací drát se vlákna ukládají.

• ···

- 31

10. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále zahrnuje eliminaci nebo snížení podtlaku pod tvarovacím drátem po prvním ohřevu.

·♦« • · » ♦ · I

11. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje eliminaci nebo snížení působení dmýchacího vzduchu během kroků b) a c).

12. Způsob výroby netkaného rouna s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje ukládání vláken na tvarovací drát s vysokou mírou orientace v podélném strojním směru.

13. Akusticky izolační materiál zahrnující netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 1.

14. Tepelně izolační materiál zahrnující netkané rouno s

vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 1. 15. Akusticky izolační materiál podle nároku 13, vyznačující se tím, že dále zahrnuje částice obsažené v rounu. 16. Tepelně izolační materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že dále zahrnuje částice obsažené

v rounu.

17. Netkané rouno vykazující vysokou načechranost a nízkou hustotu vyrobené způsobem podle nároku 1.

- 32 ·· ·

18. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že plošná hmotnost rouna se pohybuje v rozmezí přibližně 0,3 osy až 25 osy (cca 10,2 až 847,8 g/m²).

19. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že hustota rouna se pohybuje v rozmezí přibližně 0,002 g/cm³ až 0,05 g/cm³.

20. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že objemová výška se pohybuje v rozmezí přibližně 0,02 palce až 1,50 palce (cca 0,50 mm až 38,1 mm).

21. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že plošná hmotnost rouna je přibližně 0,5 osy (cca 16,95 g/m²), objemová výška se pohybuje v rozmezí přibližně 0,03 palce do 0,3 palce (cca 0, 762 mm až 7,62 mm) , a hustota rouna se pohybuje v rozmezí přibližně 0,022 g/cm³ až 0,002 g/cm³.

22. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že plošná hmotnost rouna je přibližně 3,0 osy (cca 101,7 g/m²), objemová výška se pohybuje v rozmezí přibližně . 0,1 palce až 1,5 palce (cca 2,54 mm až 38,1 mm), a hustota rouna se pohybuje v rozmezí přibližně 0,04 g/cm³ až 0,003 g/cm³.

23. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna na prvním hlavním povrchu rouna vykazují v podstatě pravidelné

I

- 33 • · 9 9 9 9 9 9 < 9 9 9 9 99 9

9 9 9 9 9' 9 9 » 9

9 9 9 9 999 9. 9 9 «

9 9 *9 9 999 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 «999 · 99 *9* 99 9/

zvlnění. 24. Netkané rouno s vysokou načechraností a .nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna vykazuj í ve směru Z vyboulení s v podstatě konstantní četností. 25. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna

zahrnují polymery polypropylenu a polyethylenu.

26. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna zahrnuj í polymery vybrané ze skupiny, zahrnující PET, kopoly- PP+3%PE, PLA, PTT, Nylon, a PBT. 27 . Netkané rouno s . vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna vykazují v příčném průřezu tvary vybrané ze skupiny zahrnuj ící

pětilaločný tvar, tvar tří T, tvar mezikruží, tvar mašle, tvary X, Y a H, a nesymetrické tvary.

28. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna v rounu jsou navzájem integrálně pojená.

29. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna se nahodile tvarují za účelem vytváření objemovaného materiálu s různorodou orientací vláken, zahrnující v podstatě různorodou orientaci ve směru Z a nánosové vrstvy s vyboulením ve směru Z orientovaných zón zajišťující docílení objemnosti rouna.

9999 ·· ·· ···· ·· · • · · · ♦ · · • · · · · · · · · · • · · · · 9 9 99 9

9 9 9 9 9 9

99 999 9'9 9·

- 34 30. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou podle nároku 17, vyznačující se tím, že vlákna se nahodile tvarují za účelem vytváření objemovaného materiálu s různorodou orientací vláken, zahrnující různorodou orientaci ve směru Z zajišťující docílení objemnosti rouna a nepravidelně mezi tvarovanými vlákny rozložené 'otvory.

31. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 2. 32. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 3. 33. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 4. 34. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 5. 35. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 6. 36. Netkané •rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 7. 37 . Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 8. 38 . Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 9. 39. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 10.

• ··«

40. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 11. 41. Netkané rouno s vysokou načechraností a nízkou hustotou vyrobené způsobem podle nároku 12.

Zastupuj e: