CZ286099A3 - Pórovitý elastomerní materiál odolný proti roztržení - Google Patents

Abstract

Pórovitý elastomerní trojrozměrnýmateriál zahrnuje nepřerušovaný první povrch (90) a přerušovaný druhý povrch (85), umístěné v rovnoběžných rovinách od sebe vzdálených. Elastomerní materiál má elastomerní propojovací prvky (91, 92,93,94,95) s příčnýmřezemve tvaru výdutě orientované směremnahoru, které oddělují aplikované napětí v prvním povrchu (90) od druhého povrchu (85). Propojovací prvky (91,92,93,94,95) definují alespoňjeden primární otvor (71), který zahrnuje propojené části bočních stěn (83), vystupujících ve směru druhého povrchu (85). Propojovací části bočních stěn (83) vytváří alespoň jeden sekundární otvor (72), s místy počátku vytváření trhlin v druhémpovrchu (85) elastomemího materiálu tak, že napětí vzniklá roztažením elastomerní vrstvyjsou odpojena od míst počátku vytváření trhlin ve zmíněných sekundárních otvorech (72), a to alespoň do okamžiku, kdyjiž druhý povrch (85) není od roviny prvního povrchu (90) vzdálenje-li materiál zatížen napětím.

Description

Pórovitá roztažiíelna tkanma odolna-proti roztrženi

Oblast techniky

Vynález se týká pórovitých roztažitelných polymerních tkanin. Tento vynález se zvláště týká polymerních tkanin s makroskopicky roztažitelnými (expandovatelnými) ΐ „ , .

trojrozměrnými otvory.

i

Dosavadní stav techniky

V oboru absorpčních výrobků najedno použití je již dlouho známo, že je záhodné vytvářet absorbující výrobky, například pleny na jedno použití, hygienické ubrousky, plenkové kalhotky, obinadla, obvazy a pod., které zahrnují pružné prvky, kterými lze zlepšit rozsah velikosti, snadnost pohybu a rovněž udržet pocit pohodlí. Je rovněž dobře známo, že se dává přednost tomu, zvláště u výrobků určených k nošení za tepla a vlka, aby poskytovaly přiměřenou pórovitost ve všech částech výrobku při nepřiměřeném uzavření pórů, které by u citlivé pokožky mohlo způsobit její zčervenání. Vlivem povahy mnohých výrobků najedno použití se může vyskytovat podráždění pokožky, a to vlivem působení vlhkosti a tělesných tekutin mezi pružnou částí výrobku a pokožkou uživatele. Odpružené části výrobků na jedno použití mají tendenci vyvolat podráždění pokožky, jelikož těsně přiléhají k tělu a často na dlouhou dobu uzavírají póry na velké ploše pokožky. V oboru existuje mnoho způsobů Jak polymerním filmům dodat pružnost, stejně tak pórovitost, přičemž existuje potřeba existence polymerního filmu s oběma vlastnostmi, který by se dal uzpůsobit pro trvanlivý výrobek s prodlouženou životností, zvláště u výrobků na jedno použití.

V oboru jsou známé pleny najedno použití a jiné absorpční výrobky, které mají pružné manžetami v oblasti stehen, nebo odpružené pásy v pase uživatele, které jsou pohodlné a dobře se přizpůsobují tělu uživatele, a rovněž umožňují lepší ovládání

- prosakování tekutin. Často se pružnosti dosáhne tepelnou úpravou polymerních materiálů, která způsobuje řasení a shlukování části pleny. Jeden takový způsob úpravy je uveden v U.S. patentu 4,681,580 vydaném na jméno Reising a spol., dne 21. července 1987, který je zde uveden pro porovnání.

Zlepšený způsob sekvenčního roztahování tkaniny s „nulovým roztažením“, za účelem dodání pružnosti, je popsán v U.S. patentu 5,143679 vydaným na jméno Weber a spol., dne 1. září 1992 , který je rovněž zařazen pro porovnání. Weber uvádí způsob použití

-2• ·

roztaženého laminátového materiálu vytvořeného z alespoň dvou vrstev, z nichž jedna je roztažitelná a elastomerní, zatímco druhá se dá sice prodloužit, ale nemusí být nutně elastomerní. Vrstvy jsou střídavě, nebo v podstatě plynule, spolu spojeny, a to alespoň podél části k sobě přiléhajících povrchů, kdy jsou obě vrstvy v neroztaženém („nulovém roztažení“). Weber dále uvádí zlepšený způsob a zařízení pro sekvenční roztahování částí laminátu tkaniny s „nulovým roztažením, používaný ve zmíněném roztahovacím procesu, při kterém se laminátu poskytuje pružnost ve směru roztahování, aniž by docházelo k roztržení laminátové tkaniny. Další zlepšení jsou uvedena v U.S. patentu 5,156,793 vydaném na jméno Buell a spol., dne 20.října 1992, a dále v U.S. patentu 5,167,897 vydaném na jméno Weber a Spol., dne 1.prosince 1992. Oba patenty uvádíme pro porovnání.

Odpružené polymerní tkaniny se mohou rovněž vyrábět z elastomemích materiálů známých v oboru, například z laminátů polymerních materiálu,které jsou uvedeny v U.S. patentu 5,501,679 vydaném na jméno Krueger a spol., dne 26.března 1996. Lamináty tohoto typu se obecně připravují společným protlačováním elastomerní ch materiálu a nepružných vrstev přicházejících do styku s pokožkou, následným natahováním laminátu za hranici pružnosti zmíněné vrstvy dotýkající se pokožky a uvolnění materiálu do původního stavu. Elastomerní tkaniny a filmy podobné již popsaným materiálům se mohou použít u částí prádla, které svírají tělo uživatele po celém obvodu, to znamená například u pružných pásů umístěných v pase uživatele nebo u steheních manžet, přičemž tyto materiály nejsou obecně dosti pórovité, aby při delším nošení zabránily nechtěnému podráždění pokožky.

V oboru existuje mnoho způsobu jak upravit odpružené rovinné polymerní tak, aby byly dostatečně pórovité, například propichováním při lisování, vytvořením štěrbin a děrováním za tepla. Pokud se vyjmenované techniky použijí u termoplastických polymerních filmů, je zvýšení pórovitosti doprovázeno snížením spolehlivé pružnosti. Tak například v případě kruhových otvorů v rovinném filmu je známo, že při aplikaci napětí Si sé vytváří výsledné místní napětí S₂, kolmé k aplikovanému napětí okolo otvorů. Toto místní napětí S₂ je větší než Si a blíží se k trojnásobné hodnotě aplikovaného napětí. U nekruhových otvorů může být koncentrace napětí dokonce větší. Výsledkem je, že se otvory stávají zdrojem míst ve kterých dochází k roztržení okrajů otvorů, jelikož okraje materiálu tvoří okraje otvorů v rovině aplikovaného napětí. U termoplastických pružných filmů takové otvory ulehčují vzniku trhlin, které se mohou značně rozšířit, a tím po jisté době způsobit zničení celého filmu. Pokud se použijí u odpružených částí absorpčních výrobků najedno použití, může taková chyba znamenat ztrátu důležitých pružných charakteristik, včetně ztráty pocitu pohodlí, a tím i možnosti takový výrobek použít.

-3Struktury tkanin podle dosavadního stavu techniky, které mají odpovídající stupeň pórovitosti, a tím jsou vhodné jako povrch určený pro styk s pokožkou na absorpčních výrobcích najedno použití, zahrnují dvě základní variety, to znamená přirozeně vůči tekutinám propustné materiály, například vláknité netkané látky, a nepropustné materiály,, například polymerní tkaniny, kterým byl poskytnut jistý stupeň propustnosti vytvořením otvorů, které tekutině a vlhkosti umožňují tkaninou procházet. Žádná z variet není charakteristickým způsobem pružná, a proto se obě používají v oblastech absorpčního výrobku, které vyžadují propustnost, ale nikoliv výraznou, například u vrstvy menstruační vložky, která je ve styku s pokožkou.

U.S.. patent 3,929,135 vydaný na jméno Thompson dne 30.prosince 1975, a který je zde uvedený pro porovnání, uvádí pórovitou polymerní tkaninu absorpčního výrobku vhodnou pro styk s pokožkou. Thompson uvádí makroskopicky zvětšenou trojrozměrnou vrstvu zhotovenou z nepropustného polymerního materiálu. Polymemí materiál je vytvořen tak, aby zahrnoval kuželovité kapiláry, které mají základnu otvorů v rovině horní vrstvy a vrcholy otvorů v dotyku s absorpční vložkou používanou u absorpčního obinadla na jedno použití. Polymerní materiál podle Thompsona není obecně elastomemím materiálem, ale závisí na nepružných vlastnostech jednotlivých za tepla formovaných vrstev,které tvoří požadovanou trojrozměrnou strukturu.

V U.S. patentu 4,342,314 vydaném na jméno Radel a spol, dne 3.srpna 1982 je uveden materiál používaný jako kontaktní povrchový materiál absorpčního výrobku najedno použití. Patent uvádí zlepšenou makroskopicky expandovanou trojrozměrnou plastickou tkaninu, která zahrnuje regulované kontinuum kapilárních sítí, které vychází z jednoho povrchu tkaniny a končí jako otvory v protilehlém povrchu tkaniny. U provedení, kterému se dává přednost, mají kapilární sítě zmenšující se velikost, a to ve směru přenosu tekutiny.

Makroskopicky expandovaná, trojrozměrná plastická tkanina popsaného typu, v uvedených patentech Radela a Thompsona, byla úspěšná v poskytování odpovídající propustnosti, a to vlivem pórovitosti získané zmíněnými otvory. Vlivem materiálových omezení, nedosahují tyto tkaniny požadovanou pružnost, která by tkanině poskytla významnější elastomemí vlastnosti. Tento nedostatek podstatně omezuje použití těchto tkanin v pružných částech absorpčního výrobku.

V souladu s uvedeným by bylo žádoucí poskytnout děrovanou elastomerní tkaninu, která by byla určena k odloučení vlivů aplikovaného napětí tkaniny od okrajů otvorů, čímž by zbrzdila nebo zabránila začátku vzniku trhlin.

-4Konkrétněji, u provedení, kterému se dává přednost, by bylo žádoucí poskytnout makroskopicky expandovanou, trojrozměrnou a děrovanou elastomemí tkaninu, která by byla schopná kdykoliv obnovit svůj trojrozměrný tvar po tom, co byla podrobena působení napětí, které vedlo k roztažení tkaniny na hodnotu až 400% a více.

Podstata vynálezu

U provedení, kterému se dává přednost, se vynález týká makroskopicky expandované trojrozměrné elastomemí tkaniny, která je vhodná k použití u odpružených částí absorpčních výrobků na jedno použití, například u pružných obinadel, plenek a plenkových kalhotek. U provedení, kterému se dává přednost, má tkanina nepřerušovaný první povrch a přerušovaný druhý povrch, který je od prvního povrchu poněkud vzdálen. Elastomemí tkanina, podle tohoto vynálezu, zahrnuje vytvořený film, který zahrnuje alespoň dvě polymerní vrstvy, přičemž alespoň jedna vrstva je elastomerem a alespoň jedna vrstva je v podstatě méně elastomemí vrstvou dotýkající se pokožky. U provedení, kterému se dává přednost, elastomemí vrstva má v prvním povrchu tkaniny množství primárních otvorů, přičemž primární otvory jsou v rovině prvního povrchu definovány nepřerušovanou sítí propojovacích prvků, kdy každý takový prvek má, podél své délky, směrem nahoru orientovaný příčný řez vydutého tvaru. U provedení, kterému se dává přednost, má každý propojující prvek, podél části své délky, příčný řez ve tvaru písmene U, kdy zmíněný příčný řez zahrnuje základní část, obecně v rovině prvního povrchu tkaniny, a boční části spojené s okrajem základní části a propojené s ostatními bočními částmi. Vzájemně propojené boční části končí souběžně s ostatními a tvoří sekundární otvory v rovině druhého povrchu tkaniny.

Uveden je i způsob výroby elastomemí tkaniny podle tohoto vynálezu, zahrnující poskytnutí elastomerního filmu, který podporuje film na formovací struktuře, a který přes tloušťku vícevrstvého filmu aplikuje rozdíl tlaku tekutiny. Rozdíl tlaku tekutiny je dostatečně velký k tomu, aby se vícevrstvý film přizpůsobil podpůrné struktuře, a roztrhl se alespoň v částech vytvářeného filmu.

Pokud se použije jako roztažitelný pórovitý prvek v absorpčním prvku, potom elastomemí vrstva, podle tohoto vynálezu, umožní propojovacím prvkům roztáhnout se v rovině prvního povrchu. Trojrozměrná podstata tkaniny umísťuje sekundární otvory do roviny druhého povrchu, vzdáleného od roviny druhého povrchu, kde na počátku odstraňuje napětí v tkanině z míst vzniku trhlin na okrajích sekundárních otvorů. Jelikož se napětí v tkanině

-5zvyšuje, boční části propojujících prvků, nacházejících se mezi prvním a druhým povrchem, jsou namáhány, a to na počátku přibližování se k rovině prvního povrchu. Nakonec se působením adekvátního napětí v tkanině rovina druhého povrchu přibližuje k rovině prvního povrchu, a tím jsou i okraje sekundárních otvoru v tkanině namáhány.

Proto trojrozměrná podstata tkaniny dovoluje, aby se napětí na propojovacích prvcích v rovině prvního povrchu oddělilo od napětí u sekundárních otvorů v sekundárním povrchu a tím se odpojilo od potencionálního, vyvolaného deformačního napětí u míst iniciace trhlin. Toto odpojení deformačního napětí tkaniny od deformačního napětí u sekundárních otvorů významně zvyšuje spolehlivost tkaniny tím, že umožňuje opakované roztažení sO hodnotou až 400% a více, aniž by přitom došlo k poškození tkaniny vlivem iniciace trhlin u otvorů.

Přehled obrázků na výkrese

Jelikož specifikace vynálezu je zakončena nároky, které zřetelně nárokují předmět tohoto vynálezu, věříme, že tento vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu a přiložených výkresů, na kterých referenční znaky identifikují stejné prvky, a kde.

obr. 1 znázorňuje zvětšený, částečně segmentovaný obraz polymerní tkaniny, podle dosavadního stavu techniky, a to typu, který byl obecně uveden U.S. patentu 4,342,314, obr.2 znázorňuje zvětšený, částečně segmentovaný perspektivní pohled na elastomerní tkaninu podle tohoto vynálezu, a které se dává přednost, a která zahrnuje dvě vrstvy polymerního filmu, z nichž alespoň jedna je elastomerní vrstvou, obr.3 dále znázorňuje zvětšený částečný pohled na tkaninu typu, který je obecně znázorněn na obr.2, ale zobrazuje mnohem podrobněji konstrukci alternativní elastomerní tkaniny podle toto vynálezu, obr.4 znázorňuje zvětšený pohled na vícevrstvý film podle tohoto vynálezu, kterému se dává přednost, a který zahrnuje elastomerní vrstvu vloženou mezi dvě vrstvy dotýkající se pokožky, obr. 5 znázorňuje půdorys tvarů otvorů promítnutých do roviny prvního povrchu alternativní elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu, obr.6 znázorňuje zvětšený příčný řez propojovacím prvkem, vedený podél čáry 6-6 z obr . 5,

-6• · · 9« 9 9 9· obr.7 znázorňuje další zvětšený příčný řez propojovacím prvkem, vedený podél čáry 7-7 z obr.5, obr.8A-8C schematicky znázorňují příčné řezy otvorů elastomerní látky podle tohoto vynálezu, a to při různých stavech napětí, obr.9 znázorňuje zvětšený optický fotomikrograf zobrazující první povrch elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu, který má požadovaný tvar otvorů o ploše přibližně 1 mm², obr. 1.0 znázorňuje zvětšený fotomikrograf pořízený elektronovým mikroskopem, který zobrazuje perspektivní pohled na druhý povrch elastomerní tkaniny z obr.9, a to v neroztažené poloze, obr. 11 znázorňuje zvětšený fotomikrograf pořízený elektronovým mikroskopem, který zobrazuje perspektivní pohled na druhý povrch elastomerní tkaniny, která je roztažena na hodnotu 100%, obr. 12 znázorňuje zvětšený fotomikrograf pořízený elektronovým mikroskopem, který zobrazuje otvor elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu, u kterého se projevuje jistá vrásčitost po tom, co byla tkanina roztažena a vrácena do původního neroztaženého stavu, obr. 13 znázorňuje částečně segmentovaný perspektivní pohled na výrobek najedno použití, který zahrnuje elastomerní tkaninu podle tohoto vynálezu, obr. 14 znázorňuje zjednodušený, částečně segmentovaný pohled na první provedení bočních panelů výrobku na jedno použití, obr. 15 znázorňuje zjednodušený perspektivní pohled na částečně zvýrazněnou laminátovou strukturu , která se obecně používá k vytvoření struktury tkaniny z obr.2, obr. 16 znázorňuje perspektivní pohled na trubkovitý prvek vytvořený válcováním rovinné laminátové struktury typu, který je znázorněn na obr. 15, a to na stanovený poloměr zakřivení, přičemž dochází ke spojení volných konců struktury s jinou strukturou, obr. 17 znázorňuje zjednodušené schematické zobrazení způsobu a zařízení k navíjení a děrování elastomerního filmu v souladu s tímto vynálezem, obr. 18 znázorňuje zvětšené, částečně segmentované perspektivní zobrazení alternativní elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu, obr. 19 znázorňuje zvětšený příčný řez tkaniny z obr. 18, vedený podél čáry řezu 1919.

• · o

-7• · fl fl· flfl flflfl · ·

Příklady provedeni vynálezu

Obr. 1 znázorňuje zvětšený, částečně segmentovaný perspektivní pohled na makroskopicky expandovanou, trojrozměrnou a propustnou polymerní tkaninu 40, zhotovenou podle dosavadního stavu techniky, která se podobá vláknité tkanině, která se ukázala být velmi vhodná pro použití jako horní vrstva pro absorpční výrobek na jedno použití, například pro plenky a hygienické vložky. Tato tkanina odpovídá popisu uvedenému v U.S. patentu 4,342,314 vydanému na jméno Radel a spol., dne 3. srpna 1982, a který je zde zahrnut pro porovnání. Propustná tkanina 40 zahrnuje množství otvorů, například otvory 41, které jsou vytvořeny množstvím propojujících prvků podobných vláknitým prvkům 42, 43,

45,46, které jsou navzájem spojeny v prvním povrchu 50 tkaniny. Každý prvek zahrnuje základní část 51 umístěnou v rovině 52 prvního povrchu 50. Každá základní část zahrnuje části bočních stěn 53, připojených ke každému konci základní části. Části bočních stěn vystupují obecně ve směru k druhému povrchu 55 tkaniny. Různoběžné části bočních stěn prvku jsou navzájem propojeny mezi prvním a druhým povrchem tkaniny a končí v podstatě souběžně v rovině 56 druhého povrchu 55.

U provedení,kterému se dává přednost, základní část 51 zahrnuje mikroskopický vzor povrchových aberací 58 , které jsou uvedeny v U.S. patentu 4,463,045 vydanému na jméno Ahr a spol, dne 31.července 1984. Mikroskopický vzorek povrchových aberací 58 poskytuje, při náhodném dopadu světla, nelesklý viditelný povrch.

U alternativního provedení může tkanina , podle dosavadního stavu techniky, zahrnovat množství mnohem menších kapilárních sítí (nejsou znázorněny) v prvním povrchu 50 tkaniny, tak jak je to uvedeno v U.S. patentu 4,637,819 vydanému na jméno Ouelette a spol, dne 20.1edna 1987. Dodatečně poskytnutá pórovitost malými kapilárními sítěmi, které manipulují s tekutinou, může tkanině, podle tohoto vynálezu, umožnit mnohem efektivnější fungování, pokud se použije jako roztažitelný, pórovitý díl absorpčního výrobku na jedno použití.

Použitý výraz „propojovací prvky“ se týká některých, nebo všech prvků elastomerní tkaniny, jejíž části slouží k definování primárních otvorů pomocí nepřerušované sítě. Reprezentativní propojovací prvky zahrnují (ale nejsou tím omezovány) prvky podobné vláknitým prvkům již zmíněného patentu Rádel a spol a patentu U.S. 5,514,105 vydaného na jméno Goodman, Jr., a spol., dne 7.května 1996, přičemž všechny zmíněné patenty jsou zde zahrnuty pro porovnání. Z následujícího popisu a výkresů vyplývá, že propojovací prvky jsou

·· * 9 9

vnitřně nepřerušované, se styčnými propojovacími prvky, které se navzájem mísí pomocí vzájemně sousedících přenosových částí.

Jednotlivé propojovací prvky lze snadněji popsat pomocí obr.l, kde části elastomerní tkaniny, umístěné mezi dvěma přilehlými primárními otvory, mají počátek v prvním povrchu 50 a vystupují směrem do druhého povrchu 55. Propojovací prvky na prvním povrchu tkaniny společně vytváří nepřerušovanou síť nebo vzorek, přičemž tato síť propojovacího prvku definuje primární otvory, a kde propojovací boční stěny propojovacích prvků na druhém povrchu společně vytváří přerušovaný vzor sekundárních otvorů.

Použitý výraz „nepřerušovaný “ pokud se používá k popisu prvního povrchu elastomerní tkaniny, se týká nepřerušovaného charakteru prvního povrchu, a to obecně v rovině prvního povrchu. Tím lze každého místa na prvním povrchu dosáhnout z každého libovolného místa na prvním povrchu. Podobně použitý výraz „přerušovaný“, pokud se používá k popisu druhého povrchu elastomerní tkaniny, se týká přerušovaného charakteru druhého povrchu, a to obecně v rovině druhého povrchu. Tím jakékoliv místa na druhém povrchu nelze z libovolného jiného místa na druhém povrchu dosáhnout, a to bez opuštění druhého povrchu v rovině druhého povrchu.

Obecně platí, že použitý výraz „makroskopický“ se týká strukturálních znaků nebo prvků, které lze snadno vidět pouhým okem, jestliže se kolmá vzdálenost mezi okem a rovinou tkaniny rovná 30,5 cm. Opačně platí, že výraz „mikroskopický“ se týká strukturálních znaků nebo prvků, které nejsou pouhým okem viditelné při vzdálenosti oka od látky okolo 30,5 cm.

Použitý výraz „makroskopicky expandovaný“, pokud se používá k popisu trojrozměrné elastomerní tkaniny, pásů a filmů, se týká elastomerní tkaniny, pásů a filmů, které byly nuceny přilehnout k povrchu trojrozměrné formovací struktury tak, že oba povrchy vykazují trojrozměrné vzory formovací struktury. Tím jsou makroskopicky expandované tkaniny, pásy a filmy nuceny přilnout k povrchu formovací struktury pomocí vytvořených reliéfu (to znamená, že struktura má vzorek se samčími výčnělky), pomocí odstraňování výčnělků (jestliže struktura zahrnuje vzorek se samičími kapilárními sítěmi) nebo protlačováním pryskyřičné taveniny na povrch struktury obojího typu.

Výraz „rovinný“, pokud se používá k popisu plastické tkaniny, pásů a filmů, se týká všeobecného stavu tkaniny pásu a filmu, pokud se pozoruje pouhým okem v makroskopickém měřítku. Například, bez otvorů protlačovaný film , nebo protlačovaný film s otvory, který nevykazuje významnější makroskopické deformace směrem od roviny filmu, se popisuje jako rovinný. U rovinné tkaniny s otvory, se okraj materiálu u otvorů nachází v podstatě v rovině

9

-99 9 9 9 * 9 9 ·

9 9 9

999 999 • 9 tkaniny, čímž způsobuje napětí v rovině tkaniny, které se mají přímo připojit k místům inicializace trhlin u otvorů. Pokud je makroskopicky expandován, je vícevrstvý film elastomerní tkaniny, podle tohoto vynálezu, formován do trojrozměrných propojovacích prvků, které lze popsat jako prvky podobné kanálkům. Dvourozměrný příčný řez lze rovněž popsat jako řez ve tvaru U, tak jak je to uvedeno v patentu Radel a spol., nebo obecněji, jako„vydutý směrem nahoru orientovaný tvar“, tak jak je to uvedeno v patentu Goodman, Jr., a spol. Vydutý a směrem nahoru orientovaný tvar popisuje orientaci kanálku podobného tvaru vůči povrchům elastomerní vrstvy, se základnou v prvním povrchu a výstupky kanálků, které vystupují ze základny směrem k druhému povrchu a s otvorem kanálku, který se nachází v druhém povrchu. Tak jak to bude dále popsáno s odvoláním se na obr.5, u roviny táhnoucí se tkaninou kolmo k rovině prvního povrchu a protínající kterékoliv dva přilehlé primární otvory, bude mít výsledný příčný řez propojovacím prvkem, umístěným mezi zmíněnými otvory, směrem nahoru orientovaný vydutý tvar ve tvaru písmene U. Nevýhoda makroskopicky expandovaných trojrozměrných a propustných polymerních tkanin, podle dosavadního stavu techniky, spočívá v tom, že přes výbornou prodyšnost a schopnost dobře zadržovat tekutinu, nejsou pro použití u absorpčních výrobků najedno použití dostatečně pružné. Rovinné odpružené výrobky bez otvorů však vykazují rovněž nedostatky. Rovinné odpružené polymerní tkaniny bez otvorů nemají pro absorpční výrobky, které přichází do styku s tělem uživatele, dostatečnou pórovitost.

Několik prostředků, které by byly schopné rovinným odpruženým tkaninám bez otvorů poskytnout větší pórovitost, jsou v oboru známé, patří sem například děrování při lisování, vytvoření štěrbin, a vytváření otvorů horkými jehlami. Pokud se zmíněné techniky použijí u termoplastických elastomerní ch filmů, je zvýšení pórovitosti doprovázeno poklesem spolehlivé pružnosti. Perforacemi obvyklými metodami se okraje otvorů stávají zdrojem míst počátku trhlin, jelikož na tkaninu působí síly ležící v rovině působícího napětí. U běžných termoplastických pružných filmů toto napětí způsobuje trhliny u otvorů, což časem vede ke katastrofickému selhání filmu. Jestliže tvar otvorů není kulatý, je například pravoúhlý, trojúhelníkový a jiného mnohoúhelníkového tvaru, potom se možnost vzniku trhlin vlivem koncentrace napětí v místech vrcholů úhlů, zvyšuje.

Žadatel zjistil, že kdyby se rovinná elastomerní tkanina mohla formovat do makroskopicky expandované trojrozměrné a nepropustné tkaniny, obecně v souladu se závěry patentu ’ 314 Radel a spol., potom by výsledná trojrozměrná tkanina vykazovala vysokou pórovitost, vysokou pružnost, spolehlivost a vysokou odolnost. Žadatel toho chce, pomocí tohoto vynálezu, dosáhnout, a to použitím vícevrstvé polymerní tkaniny zahrnující

-10·· ·» ♦ *· ·· ·· »··· ···« «·*· • · ·· · · · · · « · • · · · · · · · · ··· ·· · · · · ♦ · · · · ·· ·· ··· ·· ·» ·· elastomerní vrstvu v kombinaci s alespoň jednou vrstvou dotýkající se pokožky, a dále přetvořením vícevrstvé tkaniny na makroskopicky expandovanou trojrozměrnou tkaninu.

Použitý výraz „elastomer“ se týká jakéhokoliv materiálu, kterýje schopný být zpracován na vrstvu filmu, a který vykazuje elastomerní vlastnosti. „Elastomerní“ zde znamená, že materiál po roztažení v podstatě znovu získá svůj původní tvar a přitom po deformaci a po uvolnění vykáže pouze malé trvalé přetvoření. Přednost se dává tomu, aby elastomerní vrstva byla schopna podstoupit prodloužení v rozmezí 50% až 1200% při pokojové teplotě, jestliže nezahrnuje otvory a má rovinný tvar. Elastomerem mohou být čisté elastomery, nebo směs s elastomerní fází nebo obsahem, která ještě vykazuje podstatné elastomerní vlastnosti při teplotě okolí, včetně tělesné teploty.

Použitý výraz „ vrstva dotýkající se pokožky (skin layer)“ se týká jakéhokoliv polokrystalického nebo amorfního polymeru, kterýje méně pružný než elastomerní vrstva. Zmíněná vrstva je podle tohoto vynálezu tenčí a v podstatě méně pružná než elastomerní vrstva, a může být v krajním případě obecně nepružná. Podle tohoto vynálezu se může v souvislosti s elastomerní vrstvou vyskytovat více jak jedna vrstva dotýkající se pokožky, přičemž tato vrstva (vrstvy) modifikuje pružnost elastomeru. Pokud se použije více jak jedna vrstva dotýkající se pokožky, potom tyto vrstvy mohou mít stejné, nebo i rozdílné materiálové vlastnosti. Bez závislosti na teorii lze konstatovat, že vrstvy dotýkající se pokožky slouží k udržení trojrozměrné struktury vytvářené elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu.

Obr.2 znázorňuje zvětšené, částečně segmentované perspektivní zobrazení makroskopicky expandovaného, trojrozměrného provedení elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu, označené referenční číslicí 80. Geometrické uspořádání propustné elastomerní tkaniny 80 je podobné jako u tkaniny 40_dosavadního stavu techniky z obr. 1 a odpovídá závěrům zmíněného patentu 314 Radel a spol. Ostatní vhodná uspořádání jsou popsána v U.S. patentu 3,929,135 vydanému na jméno Thompson , dne 30.prosince 1975, v U.S. patentu 4,32914,246 vydanému na jméno Mullane spol., dne 13 .dubna 1982 a v U.S. patentu 5,006,394 vydOanému na jméno Baird , dne 9.dubna 1991. Zmíněné patenty jsou zařazeny pro porovnání.

Provedení elastomerní tkaniny 80 podle tohoto vynálezu, kterému se dává přednost, zahrnuje množství primárních otvorů 71, které jsou vytvořeny v rovině 102 prvního povrchu 90 nepřerušovanou sítí navzájem spojených propojovacích prvků 91, 92, 93,94 a 95. Tvar primárních otvorů 71 na rovině prvního povrchu 90 má podobu mnohoúhelníku, například čtverce, šestiúhelníku apod., v daném nebo náhodném vzoru. U provedení, kterému se dává přednost, každý propojovací prvek zahrnuje základní část 81 umístěnou v rovině 102, která • · »·

-11• ta ta· • · · • · · ·· ·· • ta ta ·· «ta ·· ·*· · ♦ ·· · • ta · · ta · · ta · ·· ··· ··· • · · · · ta»· ·· ·· ·· má boční stěny 83 připojené ke každému okraji základní části. Boční stěny 83 vystupují ve směru druhého povrchu 85 tkaniny a jsou souběžné s bočními stěnami sousedních propojovacích prvků. Souběžné boční stěny jsou navzájem spojeny mezi prvním a druhým povrchem tkaniny a končí navzájem souběžně tak,, že vytváří v rovině 106 druhého povrchu 85 sekundární otvory 72 .

Obr.3 znázorňuje zvětšený částečný pohled na tkaninu, která je podobná tkanině 80 z obr.2, ale zobrazuje alternativní provedení tkaniny podle tohoto vynálezu. Vícevrstvý polymerní film 120 tkaniny 80 zahrnuje alespoň jednu elastomerní vrstvu 101 a alespoň jednu vrstvu obrácenou k pokožce 103. Zatímco je na obr.3 znázorněno provedení se dvěma vrstvami a vrstvou 103 umístěnou blíže k prvnímu povrchu 90, domníváme, se, že pořadí umístění vrstev u filmu 120 není nijak omezeno. Současně se dává přednost provedení z obr.3, kde polymerní vrstvy končí souběžně v rovině druhého povrchu, ale nedomníváme se, že je to podstatné, například jedna nebo více vrstev se může, na rozdíl od dalších vrstev, rozprostírat dále směrem k druhému povrchu.

Vícevrstvý polymerní film 120 tkaniny 80, kterému se dává nejvíce přednost, je znázorněn v příčném řezu na obr.4, který zobrazuje elastomerní vrstvu 101 vloženou mezi dvě vrstvy 103. Elastomerní vrstva 101 zahrnuje termoplastický elastomer, který sestává z nepřerušované amorfní matrice se skelným nebo krystalickými doménami roztroušenými v matrici, přičemž tyto domény působí jako účinné fyzické křížové spoje,čímž materiálu umožňují mít pružnou paměť, pokud jsou vystaveny napětí a následnému uvolnění. Elastomerní materiály, kterým se dává přednost, zahrnují blok kopolymerů a jejich směsi, například styren-butadien-styren a jiný obvyklý styrenový blok kopolymerů, které jsou k dispozici u spol. Shell pod obchodním názvem „KRATON“. Podobně, polyolefinové materiály, například polyethylen a polypropylen s hustotou pod 0,9 g/cm³ mohou vykazovat nutnou termoplastickou vlastnost a výsledné pružné chování. Vrstvy se stykem s pokožkou zahrnují termoplastický polymer, konkrétně polyolefinové polymery, například polyethylen a polypropylen s obecně vyšší hustotou jak 0,9 g/cm³, které se mohou termoplasticky zpracovat na tenké filmy. Vrstva se stykem s pokožkou by měla mít takovou dostačenou přilnavost k elastomerní vrstvě, aby u ní před a nebo po natažení nedocházelo k delaminaci. Způsobem výroby vícevrstvého polymerního filmu 120, kterému s dává přednost, je společné protlačování.

Obr. 5 znázorňuje půdorys alternativního primárního tvaru otvorů, které se nachází v rovině prvního povrchu alternativní elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu. Zatímco se dává přednost opakovanému vzoru jednotného tvaru, může mít tvar primárních otvorů 71 • 1 ·· • 0 0 · • 0 *0 • · 4 0 0 · 0 »

00

-120 00 00 00 00 · 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 00« 000

0 0 0 ·

000 00 00 0<

podobu kruhu, mnohoúhelníků, může mít kombinovaný tvar, který může být sestaven do pravidelného nebo náhodného vzoru. Ačkoliv to není znázorněno je zřejmé, že zmíněný tvar může mít podobu elipsy, podobu slzy a jinou podobu, což znamená, že podle tohoto vynálezu existuje jistá nezávislost na tvaru otvoru.

Propojovací prvky jsou nepřerušované a navzájem spojené se sousedními prky, což vytváří vzájemně sousedící přenosové zóny nebo díly 87, znázorněné na obr.5. Obecně platí, že přenosové díly jsou definovány největší kružnicí, kterou lze vepsat tak, aby se dotýkala jakýchkoliv třech sousedních otvorů. Je zřejmé, že u jistých vzorů otvorů, se vepsaná kružnice přenosového dílu může dotýkat více jak třech sousedních otvorů. Z důvodu zobrazení lze propojovací prvky považovat za prvky začínající nebo končící ve středech přenosových dílů, například propojovací prvky 98 a 97. Podobně platí, že boční stěny propojovacích prvků mohou být popsány tak, jako by se spojovaly s bočními stěnami přilehlých propojovacích prvků v místech, která odpovídají místům dotyku, ve kterých se vepsaná kružnice přenosového dílu dotýká sousedního otvoru.

Přenosové zóny mají příčné řezy, vedené příčně ke středové čáře mezi počátkem a koncem propojovacího prvku, ve tvaru písmene U. Příčné řezy však nemusí mít jednotný tvar podél celé délce propojovacího prvku, přitom pro jistou konfiguraci otvorů nemusí být jednotný po většině délky. Jak může být například vyrozuměno z vyobrazeného řezu na obr.5, u propojovacího prvku 96 se může šířka 86 základní části 81 měnit v podstatě po celé délce propojovacího prvku. Konkrétně, v přenosových zónách nebo díly 87 se propojující prvky spojují do styčných propojovacích prvků, přičemž příčné řezy v přenosových zónách nemusí mít jednotný tvar U, nebo zřetelný tvar písmene U.

Žadatel věří, že tkanina podle tohoto vynálezu je mnohem spolehlivější (je rezistentní vůči katastrofickým závadám), je-li vystavena zatížení vlivem mechanismu schematicky zobrazenému v příčném řezu na obr.8A-8C a na fotomikrografech 9-11. Obr.8A znázorňuje primární otvor 71 v rovině 102 prvního povrchu 90, a dále sekundární otvor 72 v rovině 106 druhého povrchu 85, vzdáleného od roviny 106 prvního povrchu 90 tkaniny 80 v nezatíženém stavu. Jestliže se tkanina 80 roztáhne, primární otvor 71 se roztáhne podobným způsobem, a tím se deformuje. Obvod primárního otvoru 71 se tvaruje propojovacími prvky v prvním nepřerušovaném povrchu. Proto otvor 71 nemá „okraje“, které by vytvářely místa počátku trhlin a tím znehodnocovaly pružnost tkaniny. Okraje sekundárních otvorů 72 , které mohou vytvářet taková místa, nevykazují význačnější napětí, dokud tkanina není roztažena až k místu, kde rovina 102 již není vzdálená od roviny 106 prvního povrchu 90, tak jak je to znázorněno na obr.8C. V místě, ve kterém již zmíněné roviny nejsou od sebe vzdáleny, začíná . 13 - ·· ·. ··· ·· se tkanina 80 chovat jako rovinná děrovaná tkanina. Jako konstruktivní se jeví, u nezatížené elastomemí tkaniny, porovnávat poměr celkové hloubky tkaniny D na obr. 8A, k tloušťce filmu T na obr. 8A. Tento poměr D/T lze nazvat tahovým poměrem, jelikož se týká množství filmu vytaženého z roviny prvního povrchu, a to vlivem pracovního procesu podle tohoto vynálezu. Žadatel věří, že zvýšení tahového poměru slouží ke zvýšení odporu proti roztržení tím, že se druhý povrch umístí dále od prvního povrchu.

Žadatel věří, že když je tkanina 80 natažena, elastomerní vrstva 101. podle tohoto vynálezu, umožní, aby se základní část 81 propojovacího prvku vytvářející nepřerušovanou tkaninu v nepřerušovaném prvním povrchu 90, natahovala. Vrstva 103 pomáhá udržovat trojrozměrnost tkaniny i při aplikovaném napětí, přičemž tomuto napětí umožňuje, na nepřerušovaném prvním povrchu 90. a stejně tak výsledné deformaci primárních otvorů 71. alespoň částečně se odloučit od přerušovaného druhého povrchu, a přitom minimalizovat napětí na sekundárních otvorech 72. Napětí, vyvolané roztažením, na nepřerušovaném prvním povrchu tkaniny, je v podstatě odpojeno od potenciálního napětí,vyvolaného roztažením, v místech inicializujících trhliny na přerušovaném druhém povrchu, a to až do okamžiku, kdy sekundární otvory začínají vstupovat do roviny prvního povrchu. Toto podstatné odloučení, nebo odpojení napětí, způsobeného roztažením tkaniny, od napětí způsobeného roztažením u sekundárních otvorů tkaniny, výrazným způsobem zvyšuje spolehlivost tkaniny, a to tím, že umožňuje opakovaným roztahováním tkaniny až na hodnotu 400 % a více, aniž by docházelo k selhání tkaniny vlivem vzniku trhlin u otvorů.

Fotomikrografy na obr.9-11 zobrazují mechanismus popsaný na obr.8A-8C. Obr.9 je optickým fotomikrografem znázorňujícím první povrch a primární otvory v provedení podle tohoto vynálezu. Vytvořené nerozšířené konfigurace vytváří nepřerušovaný první povrch tkaniny, zobrazený na obr. 9, pravidelný vzor primárních otvorů o velikosti 1 mm² rozmístěných od sebe ve vzdálenosti lmm na všechny strany. Obr. 10 a 11 jsou fotomikrografy pořízené elektronovým mikroskopem, které zobrazují přerušovaný druhý povrch tkaniny z obr.9, ale v poněkud rozdílném měřítku. Obr. 10 znázorňuje druhý povrch elastomerní tkaniny v rovině, která je vzdálená od roviny prvního povrchu, je-li tkanina v neroztaženém stavu. Obr. 11 znázorňuje druhý povrch tkaniny roztažené o 100%. Jak je vidět na obr.l 1, okraje sekundárních otvorů zůstávají od roviny prvního povrchu vzdáleny. Ačkoliv došlo k jisté deformaci sekundárních otvorů, okraje zůstávají nezatížené. To co významně zvyšuje spolehlivost tkaniny je odpojení napětí, vyvolaného roztažením, od napětí u sekundárních otvorů.

Rozdílné pružné chování rovinného vícevrstvého filmu (nebo vláken), s relativně méně pružnou vrstvou dotýkající se pokožky a roztaženou za mez pružnosti, je v oboru známé a je popsáno v již zmíněném U.S. patentu vydanému na jméno Krueger a spol., stejně tak v U.S. patentu 5,376,430 vydanému na jméno Swenson a spol., dne 27.prosince 1994 a vU.S. patentu 5,352,518 vydanému na jméno Muramoto a spol., dne 4.října 1994. Tak jak to bylo uvedeno v části pojednávající o dosavadním stavu techniky, může tato vrstva po navrácení do původního stavu po tom, co byla vrstva dotýkající se pokožky roztažena za mez pružnosti, vytvořit mikroskopickou mikrotexturu s vrcholy a prohlubněmi, a to vlivem výsledného zvětšení plochy povrchu této zmíněné vrstvy ve srovnání s elastomerní vrstvou.

Podobně platí, že je-li tkanina podle tohoto vynálezu roztažena poprvé, může být roztahovaná část vrstvy dotýkající se pokožky napínána za mez pružnosti. Elastomerní vrstva tkanině dovoluje vrátit se do své nezatížené makroskopické trojrozměrné konfigurace, přičemž se části vrstvy dotýkající se pokožky, které byly zatížené za mez pružnosti, nemusí vrátit do stavu konfigurace před zatížením, a to vlivem nadbytečného materiálu, který se vytvoří v nepružné části. Po navrácení do původního stavu ,vrstva obrácená k pokožce vytváří mikroskopickou mikrotexturu s vrcholy a prohlubněmi, což se často popisuje jako příčně vystupující zvrásněnost, tak jak je to znázorněno v fotomikrografu na obr. 12. Zvrásněnost se vytváří na propojovacím prvku ve tvaru jednotného vzoru, a to obecně v příčném směru ke směru roztahování, a obecně radiálně okolo primárních otvorů. V závislosti na stupni roztažení tkaniny, může být zvrásněnost omezena na nepřerušovaný první povrch tkaniny, ale obecně se může táhnout nad celým povrchem propojovacích prvků.

Aniž bychom se příliš svazovali teorii, věříme, že příčně se šířící zvrásněnosti mají dobrý vliv na elastomerní tkaninu, a to alespoň ze dvou důvodů. Zaprvé, zvrásnění vytváří na elastomerní tkanině měkkou texturu. Zadruhé, zvrásnění orientované radiálně vůči primárním otvorům a šířící se směrem k sekundárním otvorům, může ulehčit manipulaci s tekutinou, pokud se použije jako tělo kontaktující tkanina absorpčního výrobku na jedno použití. Representativní provedení elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu , která se použije v absorpčním výrobku najedno použití ve formě plenky 400, je znázorněno na obr. 13.

Použitý výraz plenka se týká spodního prádla, které obecně nosí děti a osoby trpící inkontinencí okolo spodní části těla. Je zřejmé, že elastomerní tkaninu, podle tohoto vynálezu, lze použít i u ostatních absorpčních výrobků, například u inkontinenčních kalhotek, cvičebních kalhotek, hygienických vložek apod. Plenka 400 zobrazená na obr. 13 je zjednodušeným absorpčním výrobkem,který může představovat plenku ve stavu před umístěním na uživatele. Je zřejmé, že tento vynález se neomezuje pouze ria konkrétní typ .15- ·* ’· .....

nebo konfiguraci plenky z obr. 13. Reprezentativní provedení absorpčního výrobku najedno použití ve formě plenky, kterému se dává přednost, je uvedeno v U.S. patentu 5,151,092, vydanému na jméno Buell a spol., dne 29.září 1992, který je zde uveden pro porovnání..

Obr. 13 znázorňuje perspektivní pohled na plenku 400. která se nachází v nezatíženém stavu (to znamená s odstraněným pružným smrštěním) s odstraněnými částmi struktury, a to z důvodu lepšího pochopení konstrukce plenky 400. Část plenky 400 , která je v kontaktu s uživatelem je obrácená směrem k pozorovateli. Plenka 400 na obr. 13 zahrnuje propustnou horní vrstvu 404. nepropustnou spodní vrstvu 402 spojenou s horní vrstvou 404, a dále absorpční jádro 406 umístěné mezi horní vrstvu 404 a spodní vrstvu 402. Ostatní přídavné struktury, například stehenní manžety a upínací prostředky k upevnění plenky k určenému místu na uživateli, se mohou rovněž do sestavy zahrnout.

Zatímco se horní vrstva 404. spodní vrstva 402 a absorpční jádro 406 mohou sestavit do známých konfigurací mnoha způsoby, konfigurace, které se dává přednost, je popsána v U.S. patentu 3,860,003 vydanému na jméno Buell, dne 14.ledna 1975, a který je zde uvedený pro porovnání. Alternativní uspořádání plenek najedno použití je rovněž uvedeno v U.S. patentu 4,808,178, vydanému na jméno Aziz a spol., dne 28.února 1989, v U.S. patentu 4,695,278 vydanému na jméno Lawson, dne 22.září 1987, v U.S. patentu 4,816,025 vydanému na jméno Foreman, dne 28.března 1989, přičemž všechny uvedené patenty jsou zde uvedené pro porovnání.

Obr. 13 znázorňuje representativní provedení plenky 400. u které je horní vrstva 404 spodní vrstva 402 stejně rozsáhlá, přičemž obě mají délku a šířku obecně větší než absorpční jádro 406. Horní vrstva 404 se nachází nad spodní vrstvou 402 a je s ní spojená tak, že tvoří obvod plenky 400. Obvod zahrnuje koncové okraje 401 a podélné okraje 403.

Velikost spodní vrstvy 402 je dána velikostí absorpčního jádra 406 a konstrukcí vybraného provedení. U provedení, kterému se dává přednost, má spodní vrstva 402 modifikovaný tvar hodinového sklíčka a rozšiřuje se za absorpční jádro 406 v minimální vzdálenosti s hodnotou alespoň 1,3 cm až 2,5 cm, a to téměř okolo celého obvodu plenky.

Horní vrstva 404 a spodní vrstva 402 jsou navzájem spojené jakýmkoliv vhodným způsobem. Výraz „spojené“ zahrnuje konfigurace, u kterých je horní vrstva 404 přímo spojená se spodní vrstvou 402 , a to uchycením horní vrstvy 404 přímo na spodní vrstvu 402, a dále zahrnuje konfigurace, u kterých je horní vrstva 404 přímo spojená se spodní vrstvou 402 tak, že se homí vrstva uchytí na mezilehlý prvek, který je spojen se spodní vrstvou 402. U provedení, kterému se dává přednost, jsou homí vrstva 404 a spodní vrstva 402 přímo spojeny po obvodu pomocí upevňovacích prostředků (nejsou zde znázorněny), například lepidlem

-16• ·

nebo jiným prostředkem známým v oboru. Může se například použít nepřerušovaná vrstva lepidla, vrstva lepidla upravená do vzoru, nebo do seskupení oddělených čar, nebo bodů lepidla.

Koncové okraje 401 vytváří oblast pasu, která u provedení, kterému se dává přednost, zahrnuje pár elastomemích panelů 420 , které z koncových okrajů 401 plenky 400 v roztaženém stavu, vystupují v příčném směru. U provedení, kterému se dává přednost, boční panely 420 zahrnují elastomemí tkaninu podle tohoto vynálezu. U provedení, kterému se zvláště dává přednost, pokud se používá jako elastomerní boční panel, je tkanina, podle tohoto vynálezu, dále zpracovávána tak, aby vytvářela složený laminát tím, že se nalepí na jednu nebo obě strany, přičemž zahrnuje vláknitý netkaný materiál, který vytváří měkký, povolný a odpružený prvek, při použití způsobů spojení známých v oboru, například lepení.

Vláknité netkané materiály určené pro ložené lamináty, podle tohoto vynálezu, zahrnují netkané látky vytvořené ze syntetických vláken (polypropylenu, polyesteru, polyethylenu), přírodních vláken (dřevitých, bavlněných, umělého hedvábí) a z kombinací přírodních a syntetických vláken. Vhodné netkané materiály se mohou vyrábět různými výrobními procesy, například mykáním, spřádáním, vodním spřádáním a jinými známými procesy v oboru netkaných látek. V současné době je nejpreferovanějším materiálem mykaný polypropylen, který je k dispozici u spol. Fiberweb of Simpsonville, S.C.

Vláknité netkané materiály se s elastomerní tkaninou mohou spojit různými způsoby známými v oboru. Vhodné způsoby zahrnují lepení, například pomocí plynulé vrstvy lepidla, lepidla naneseného ve formě vzorů, seskupení oddělených čar lepidla, spirál lepidla a jednotlivých bodů lepidla, nebo jinými způsoby, například spojením pomocí tepla, tlakovým spojením, spojením ultrazvukem, dynamicko mechanickým spojením a jinými vhodnými způsoby a jejich kombinací, které jsou v oboru známé. Reprezentativní způsoby spojování jsou rovněž popsány v PTC patentové přihlášce WO 93/09741 „Absorpční výrobky s netkaného a děrovaného filmu horní vrstvy“, publikované 27.května 1993 jménem vynálezce Aziz a spol., přičemž tato přihláška je zde uvedena pro porovnání.

Po přilepení k vláknitému netkanému matriálu může mít složená tkanina tendenci stát se méně elastomerní, a to vlivem relativní nepružnosti nalepené netkané látky. Aby se netkaná látka stala pružnější, a tím složenému laminátu vrátila jeho pružnost, podrobuje se tato složená látka dalšímu zpracování, a to různými postupy a na různých zařízení, které se používají pro odpružení laminátů s „nulovým zatížením“ pomocí přírůstkového namáhání (roztahování), tak jak je to uvedeno v již uvedené patentu Ό92 vydaném na jméno Buell a spol., a v patentu ’679 vydaném na jméno Weber a spol., v patentu v patentu '894,, vydaném

rovněž na jméno Weber a spol., v patentu '793 , vydaném na jméno Buell a spol., a v patentu ’679, vydaném na jméno Weber a spol. Výsledná odpružená složená tkaniny s „nulovým zatíženním“ je měkká a je vhodná pro použití v absorpčních výrobcích.

Boční panely 420 mohou bát k plence připojeny jakýmkoliv vhodným způsobem známým v oboru. Například na obr. 13 znázorněné boční panely 420 mohou být přímo spojeny se spodní vrstvou 402 pomocí upevňovacích prostředků známých v oboru. Zvláště preferovaná konfigurace bočních panelů 420 je znázorněna na obr. 14, přičemž je mnohem podrobněji popsána v U.S. patentové přihlášce S.N. 08/707,346, podané jménem La Von a spol., dne 3.září 1996, a dále v S.N. 08/155,048, podané dne 19.listopadu 1993, obě jsou zde uvedeny pro porovnání.

Jak je to znázorněno na obr. 14, zahrnuje boční panel 420 dvě tkaniny, nebo pruhy, 421 a 422. Pruhy 421,422 mohou být nespojitými pruhy, nebo mohou být alternativně zhotoveny ohnutím jednoho pruhu u hlavního okraje 424 a přesazením dvou výsledných délek pruhů tak, aby nebyly rovnoběžné. Jestliže se použijí dva nespojitém pruhy, mohou se přilepit k pásce poutka 423. Boční panel 420 se může přilepit ke spodní vrstvě 402 ve spodní části 425. a to jakýmkoliv způsobem, nebo tak, jak je to uvedeno v patentové přihlášce ’346 La Von a spol. Přičemž není nutné, aby pár bočních panelů byl identický, přednost se však dává tomu, aby se vyskytovaly jen malé rozdíly.

Páskové upínače, například páska poutka 423. se použijí u alespoň jednoho páru elastomerních bočních panelů 420 , kde slouží k udržení plenky na těle uživatele. Páskovými upínací mohou být jakékoliv páskové upínače známé v oboru, například páskové upínače uvedené v patentu Buell Ό92, a v U.S. patentu 3,848,594, vydaném na jméno Buell, dne 19.1istopadu 1974, přičemž oba patenty jsou zde zařazeny pro porovnání.

Ostatní pružné prvky (nejsou zobrazeny), podle tohoto vynálezu, se mohou nacházet těsně u obvodu plenky 400. Pružné prvky se umisťují podél každého podélného okraje 403 tak, že mají snahu táhnout a držet plenku 400 proti stehnům uživatele. Kromě toho mohou být pružné prvky umístěny v blízkosti jednoho, nebo obou, koncových okrajů 401 plenky 400, kde vytváří pasovku a stehenní manžety. Vhodná pasovka je například uvedená v U.S. patentu 4,515,595, vydanému na jméno Kievit a spol., dne 7.května 1985. Kromě toho je způsob a zařízení vhodné k výrobě plenky najedno použití, s pružně smrštitelným pružným prvkem, popsáno v U.S. patentu 4,081,301 vydaném u na jméno Buell a spol., dne 28.března 1978, přičemž oba posledně jmenované patenty jsou zde zařazeny pro porovnání.

Pružné prvky jsou k plence 400 připevněny v pružně smrštitelném stavu, takže v běžném nezatíženém stavu tyto pružné prvky účinným způsobem zmíněnou plenku 400

smršťují a shrnují. Pružný prvek se může, v pružně smrštitelném stavu, připojit alespoň dvěma způsoby. Pružný prvek se může například natáhnout a připojit k plence, která není ve smrštěném stavu. Kromě toho může být plenka smrštěna, například splétáním, a pružné prvky v klidové a nenatažené poloze se k plence mohou připojit. Pružné prvky se mohou táhnout podél části délky plenky 400. Pružný prvek se může alternativně táhnou po celé délce plenky 400, nebo po jakékoliv délce vhodné k vytvoření pružně smrštitelné linie. Délka pružného prvku je dána tvarem plenky.

Pružné prvky se mohou vyskytovat v různém uspořádání. Tak se může například měnit šířka pružného prvku v rozmezí od 0,25 mm do 25 mm a více, přitom může pružný prvek zahrnovat jeden pramen pružného materiálu, nebo může zahrnovat několik rovnoběžných, ale i mimoběžných pramenů z pružného materiálu, přičemž pružný prvek může mít pravoúhlý, ale i zakřivený tvar. Pružný prvek může být k plence připojen mnoha různými způsoby známými v oboru. Pružný prvek může být plence 400 například připojen ultrazvukovým svarem, tepelným nebo tlakovým svarem, který může mít různé vzory, ale může být k plence 400 prostě a jednoduše přilepen.

Na obr. 113 znázorněné absorpční jádro zahrnuje prvek rozvodu tekutiny 408. U provedení, kterému se dává přednost (obr. 13), absorpční jádro dále zahrnuje sběrnou vrstvu (nebo prvek) 440, která je prostřednictvím tekutiny ve spojení s prvkem rozvodu tekutiny 408, a je umístěná mezi prvkem rozvodu tekutiny 408 a horní vrstvou 404. Sběrná vrstva 410 se může skládat z několika různých materiálů, včetně netkaných nebo tkaných látek ze syntetických vláken, například z polyesteru, polypropylenu, přírodních vláken včetně bavlny, celulózy, směsí takových vláken, nebo ekvivalentních materiálů a jejich kombinací.

Uživatel plenku 400 použije tak, že zadní oblast pasovky umístí pod záda a zbytek plenky 400 protáhne mezi nohami tak, aby přední^oblast pasovky byla umístěna přes přední část těla uživatele. Elastomerní boční panely se potom natáhnou tak, aby plenka dobře seděla a poskytovala pohodlí. Páskové poutko, nebo jiný upínač, se upevní nejlépe k upínacím plochám plenky 400, které směřují směrem ven. Tím, že boční panely 420 zahrnují elastomerní tkaninu, podle tohoto vynálezu, mohou se plenky uzpůsobit pro různě velké děti tak, že dobře sedí a jsou přitom prodyšné.

Plenka na jedno použití je znázorněna v provedení, kterému se dává přednost, a které žahrnuje elastomerní tkaninu podle tohoto vynálezu, což ale neznamená, že je provedení omezeno pouze na plenku najedno použití. Jiné výrobky najedno použití mohou rovněž zahrnovat elastomerní tkaninu podle tohoto vynálezu, a to v různých částech tak, aby poskytovaly pohodlí, aby dobře seděly a byly prodyšné. Dokonce i trvanlivé výrobky,

- 19• 4 · 4 4 4 • · 4 · · · 4 4 4 · 444 444 • 4 4 • 4 ·4 44 například spodní prádlo a plavky mohou těžit z trvanlivosti, pórovitosti a pružnosti elastomerní ch tkanin podle tohoto vynálezu.

Vícevrstvý film 120,podle tohoto vynálezu, se může vyrábět obvyklými postupy vhodnými pro výrobu vícevrstvých filmů, a to na obvyklých protlačovacích zařízeních. Polymery se mohou zpracovávat za tepla buďto litím, nebo protlačováním , přičemž oba způsoby jsou popsány v „Plastic Extrusion Technology“, druhé vydání, autor Allan A. GrifF (Van Nosttrand Reihold-1976). Litý film je protlačován formou s lineární štěrbinou. Plochá tkanina se chladí na velkém pohybujícím se leštěném válci. Tkanina se rychle ochlazuje, odlupuje se od prvního válce, prochází přes jeden nebo několik pomocných válců, dále prochází sestavou pryží potažených tažných nebo napínacích válců, a nakonec se dostává do navíječe.

U protlačování foukaného filmu je tavenina protlačována směrem nahoru přes tenký prstencovitý otvor formy. Tento proces se rovněž nazývá protlačování filmu do tvaru trubice. Do středu formy se vhání vzduch, který trubici nafukuje a umožňuje jí expandovat. Pohyblivá bublina se formuje při zachování konstantní velikosti ovládané vnitřním tlakem vzduchu. Trubice filmu se chladí vzduchem foukaným přes jeden nebo více chladicích prstenců, obklopujících trubici. Trubice se dále vyfoukne zavedením do plochého rámu přes pár tažných válců, a dále je zavedena do navíječe.

Proces souběžného protlačování vyžaduje více jak jedno protlačovací zařízení a buďto plnicí blok, nebo vícenásobný systém forem, nebo alespoň kombinaci obou, aby se vytvořila vícevrstvá struktura filmu. Plnicí blok souběžného protlačování je uveden v U.S. patentu 4,152,387 a 4,197,069 , oba vydané na jméno Cloeren , dne 1.května 1979 a 8.dubna 1980, přičemž oba patenty jsou zde zahrnuty pro porovnání. K plnicímu blokuje připojeno mnoho protlačovacích zařízení, přičemž plnicí blok zahrnuje děliče toku, které slouží k proporcionálnímu měnění geometrie každého jednotlivého průtokového kanálu, a to v přímé závislosti na objemu polymeru, který zmíněnými průtokovými kanály prochází. Průtokové kanály jsou navrženy tak, že v místě soutoku materiály společně protékají stejnou rychlostí a stejným tlakem, eliminujícím meziplošné napětí a nestabilitu toku. Jakmile se setkají v plnicím bloku, tečou dále do jedné rozdělovači formy, a to ve tvaru složené (kompozitní) struktury. V tomto procesu je důležité, aby se viskozity tavenin a teploty tavenin materiálu od sebe příliš nelišily. Jinak by nestabilita toku ve formě mohla vést k nedostatečnému ovládání rozvrstvení tloušťky vrstvy ve vícevrstvém filmu.

Alternativní souběžné protlačování do plnicího bloku vícenásobné rozdělovači formy, je uvedeno v U.S. patentu 4,152,387, v U.S. patentu 4,197,069 a v patentu 4,533,308, • 9

-2099 99

9 9 9

9 9 9

999 999

9 ·9 podaném 6.srpna 1985, přičemž všechny byly vydány na jméno Cloeren a jsou zde zahrnuty pro porovnání. Zatímco se v systému plnicího bloku roztavené proud slévají dohromady směrem ven, před tím než vstoupí do tělesa formy, u vícenásobné rozdělovači formy, nebo lopatkové formy, má každý proud taveniny ve formě svoje rozdělovači potrubí, ve kterém se polymery šíří nezávisle v příslušných rozdělovačích toků. Proudy taveniny se spojují v blízkosti výstupu z formy, přičemž každý proud zabírá plnou šířku formy. Pohyblivé lopatky umožňují nastavení výstupu každého průtokového kanálu v přímém poměru k objemu materiálu, který kanálem proudí, přičemž je taveninám umožněno společně proudit stejnou lineární rychlostí při stejném tlaku a stanovené šířce.

Jelikož se vlastnosti proudění taveniny a teplota polymeru mění v širokém rozsahu, použití rozdělovači formy má mnoho výhod. Forma samotná směřuje k udržení tepelných izolačních vlastností, a proto 1 ze společně zpracovávat polymery, které mají velmi rozdílné teploty taveniny, dosahující hodnoty nad 175° C .

Každé rozdělovači potrubí v rozdělovači formě může být vyrobeno ha míru pro každý konkrétní polymer. Tím je proudění každého polymeru ovlivněno pouze konstrukcí rozdělovacího potrubí a nikoliv silami od jiných polymerů. Umožňuje to, aby byly materiály s velmi rozdílnými viskozitami taveniny protlačovány společně, a to za účelem vytvoření vícevrstvého filmu. Kromě toho, rozdělovači forma poskytuje možnost individuální úpravy rozdělovacího potrubí,takže vnitřní vrstva může být zcela obklopena vnější vrstvou bez přesahujících okrajů. Zmíněný patent rovněž uvádí možnost kombinovaného použití systému plnicího bloku a rozdělovačích forem, a to za účelem získání složitějších vícevrstvých struktur.

Vícevrstvé filmy, podle tohoto vynálezu, mohou zahrnovat dvě a více vrstev, přičemž alespoň jedna vrstva je elastomerní vrstvou. Ačkoliv je elastomerní vrstva obecně připojena k jedné nebo dvěma vrstvám se stykem s pokožkou uživatele, uvažuje se o tom, aby se používaly vícenásobné elastomerních vrstvy, přičemž každá elastomerní vrstva by byla připojena k jedné nebo dvěma vrstvám se stykem s pokožkou. Třívrstvé filmy, jako například vícevrstvý film 120 na obr.4, zahrnují střední elastomerní jádro 101, které může zabírat od 10 do 90 procent celkové tloušťky filmu. Vnější vrstvy se stykem s pokožkou 103 jsou (nikoliv nutně) stejné a mohou rovněž zabírat od 5 do 45 procent celkové tloušťky filmu. Spojovací vrstvy, pokud se používají, mohou zabírat od 5 do 10 procent celkové tloušťky filmu. U třívrstvého filmu vrstva jádra 101 zahrnuje první stranu a protilehlou druhou stranu, přičemž jedna strana je nepřerušovaně spojena s jednou stranou každé vnější vrstvy 103, a to ještě před zatížením tkaniny aplikovaným napětím.

-219'9· *9 * 99 99 99'

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 9φ9 9999

99 99 · 9 9 9 999 999

9999 999 9 9

99 999 99 99 99

Po souběžném protlačení vícevrstvého elastomerního filmu, dává se přednost tomu, aby byl film zaveden do tvářecí struktury, kde se realizuje děrování a chlazení, přičemž se vytváří makroskopicky expandovaná, třírozměrná a děrovaná elastomerní tkanina, zhotovená podle tohoto vynálezu. Obecně se film může vytvořit tažením proti formovacímu sítu, nebo jinému formovacímu zařízení, a to pomocí vakua a aplikací vzdušného nebo vodního proudu na vnější povrch filmu. Takové postupy jsou popsány v již zmíněném patentu Radel a spol., a v U.S. patentu 4,154,240, vydanému na jméno Lucas a spol. Oba patenty jsou zahrnuty pro porovnání. Třírozměrná elastomerní tkanina se může získat použitím proudu tekutiny s dostatečnou silou, aby se vytvořila tkanina způsobem popsaným v U.S. patentu 4,695,422 vydaném na jméno Curro a spol.j který je zde uveden pro porovnání. Alternativně se může film vytvořit podle U.S. patentu 4,552,709 vydanému na jméno Koger a spol., který je rovněž uveden pro porovnání. Přednost se dává tomu, aby elastomerní tkanina byla jednotně makroskopicky expandována a děrována způsobem, který se týká podpory formovací struktury, v zóně diferencující tlak tekutiny, stacionárním podpůrným prvkem, tak jak je to uvedeno v U.S. patentu4,878,825 a 4,741,877, oba vydané na jméno Mullane, Jr., přičemž oba patenty jsou uvedeny pro porovnání.

Ačkoliv to není zobrazeno, postup podle tohoto vynálezu, který používá formovací síto s tkanou drátěnou podpůrnou strukturou, rovněž vytváří tkaniny v rámci rozsahu tohoto vynálezu. Spoje síta z tkaného drátu vytváří makroskopicky expandovanou třírozměrnou tkaninu, která má na prvním povrchu vlnitý vzor , který odpovídá spojům síta. Zvlnění obecně zůstává v rovině prvního povrchu, vzdáleného od roviny druhého povrchu. Příčný řez propojovacími prvky zůstává obecně ve tvaru nahoru směřující výdutě s propojovacími bočními stěnami propojovacích prvků, které končí tak, aby mohly vytvářet sekundární otvory v rovině druhého povrchu.

Zvláště preferovaná formovací struktura zahrnuje fotomechanicky leptanou laminátovou strukturu z obr. 15, který zobrazuje zvětšený, částečně segmentovaný perspektivní pohled na fotomechanicky leptanou laminátovou strukturu typu, který se používá k vytváření plastické tkaniny zobrazené na obr.2. Laminátová struktura 30 je konstruována obecně v souladu se závěry uvedenými ve zmíněném patentu Radel a spol., a zahrnuje jednotlivé vrstvy 31, 32, 33. Srovnání elastomerní tkaniny 80 na obr.2 s obr.3, odhaluje jistou podobnost primárních otvorů 71 v rovině 102 elastomerní tkaniny 80 s otvorem 61 v nejhořejší rovině 62 fotomechanicky leptané laminátové struktuře 30. Podobně, děrovaný otvor 72, v rovině 106 elastomerní tkaniny 80, odpovídá otvoru 63 v nej spodnější rovině 64 fotomechanicky leptané laminátové struktuře 30.

·· 44 » 4 4 « b · ·♦

-22• 4 44 · Φ ·

Φ · Φ · • φφφ ·*| • · • Φ ΦΦ

Nejhořejší povrch fotomechanicky leptané laminátové struktury 30, nacházející se v nejhořejší rovině 62, může zahrnovat mikroskopický vzor výčnělků 48, aniž by došlo k překročení rozsahu tohoto vynálezu. Nejlépe se toho dosáhne aplikací odolného povlaku, který odpovídá mikroskopickému vzoru povrchových úchylek, na horní stranu rovinné fotomechanicky leptané vrstvy 31, a následnou aplikací druhého fotomechanického leptání. Druhý proces fotomechanického leptání .poskytuje vrstvu 31 s mikroskopickým vzorem výčnělků 48 na nejhořejším povrchu propojovacího prvku, definující pětiúhelníkový tvar otvorů 41.

Mikroskopický vzor výčnělků v postatě první povrch z roviny prvního povrchu neodstraní. První povrch je vnímán v makroskopickém měřítku, zatímco výčnělky jsou chápány v mikroskopickém měřítku. Konstrukce laminátové struktury zahrnující takový vzor výčnělků 48 na nejhořejší vrstvě je uvedena ve zmíněném patentu Ahr a spol.

Postupy konstrukce laminátových struktur typu, který je zobrazen na obr.2, je rovněž uveden v již zmíněném patentu Radel a spol. Fotomechanicky leptané laminátové struktury se pomocí běžných technik svinují do válcovitého prvku 520, tak jak je to zobrazeno na obr. 16, přičemž jejich protilehlé konce spojené v souladu s patentem Radel a spol., vytváří bezešvý válcovitý formovací prvek 520.

Nejvzdálenější povrch 524 válcovitého formovacího prvku 520 se využívá k vytváření vícevrstvé elastomerní tkaniny, která se s nim dostává do styku, zatímco nej vnitřnější povrch 522 válcovitého prvku se obecně plastické tkaniny při zpracování nedotýká. Válcovitý prvek se může, u provedení podle tohoto vynálezu, požít jako formovací povrch na perforující válec 555 , a to u procesu,, který je podrobněji popsán v již zmíněném patentu Lucas a spol. Zařízení 540 typu, kterému se dává největší přednost, je schematicky znázorněno na obr. 17 a zahrnuje perforující prostředek 543 a posouvající a navíjecí zařízení 545 filmu s konstantním napětím, které může být v podstatě identické, s identickou funkcí a s odpovídajícími díly zařízení,které je uvedeno v U.S. patentu 3,674,221 vydanému na jméno Riermersma, dne 4.července 1972, který je zde uveden pro porovnání. Rám, ložiska, podpěry apod., které musí existovat s ohledem na funkční prvky zařízení 540, zde nejsou zobrazeny, ani podrobněji popsány, a to z důvodu zjednodušení popisu tohoto vynálezu a za předpokladu, že odborníkům v oboru je jejich použití zřejmé.

Stručně řečeno, zařízení 540, které je schematicky znázorněno na obr . 17, zshrnyje prostředky pro plynulý příjem pásu termoplastického filmu 550 z protlačovacího zařízení 559, a k jeho přeměně na perforovaný film 551. Film 550 se podává přímo z protlačovacího zařízení, kdy má stále teplotu s hodnotou vyšší než je termoplastická teplota, takže může být

-23·· ·4 · ·· 4 9 4 9

4 4 4 44 4 4 4 4 4

4 94 4 4 4 4 9'4 4 • · · 9 4 4 4 4 4 44 4 44 4

4 4 4 4 4 4 4 4

44- 49 444 44 44 44 vakuově tvářen před tím, než je ochlazován. Alternativně může být film 550 zahříván nasměrováním horkého vzduchu proti povrchu filmu, zatímco na protilehlý povrch filmu působí vakuum. Aby se udržela dostateční kontrola nad filmem 550, a tím se zabránilo vrásnění a/nebo makroskopickému rozpínání filmu, zařízení 540 zahrnuje prostředek k udržení konstantního napětí ve filmu, ve směru pohybu zařízení, a to jak nad, tak i pod zónou kde je teplota větší, než je termoplastická teplota filmu, ale kde je nulové napětí jak ve směru zařízení, tak i v příčném směru zařízení nulové, což může vést k rozpínání filmu.

K uhlazení pásu termoplastického filmuje zapotřebí jistého napětí, přičemž existence zóny s nulovým napětím je výsledkem dostatečně vysoké teploty v zóně filmu, která je schopna odstranit výčnělky a děrovat film.

Jak je vidět na obr. 17, prostředek k odstranění výčnělků a k děrování filmu 543 zahrnuje otočně namontovaný válec 555. který má uzavřené konce 580, neotáčí vou trojnásobnou vakuovou rozdělovači sestavu 556. která zahrnuje tři rozdělovači potrubí 561. 562 a 563. Na obr 17 je rovněž znázorněn silou otáčený chladicí válec 566 a válec s měkkým povrchem 567 (neoprén s nízkou hustotou), který je poháněn zmíněným chladicím válcem. Stručně, poskytnutím prostředku (není zobrazen) pro nezávislé ovládání stupně vakua ve třech vakuových rozdělovačích potrubích, je termoplastický pás film, pohybující se po části obvodu válce 555, vystaven vakuu první úrovně v rozdělovacím potrubí 561. druhé úrovně v rozdělovacím potrubí 562 a třetí úrovni v rozdělovacím potrubí 563. Jak to bude později podrobněji popsáno, umožňuje vakuum, aplikované na film rozdělovacím potrubím 561, udržovat u filmu napětí ve směru proti pohybu zařízení, přičemž vakuum aplikované rozdělovacím potrubím 562 umožňuje děrování filmu a rozdělovači potrubí 563 chlazení filmu na teplotu nižší než je termoplastická teplota filmu, a zároveň ustavení napětí ve směru pohybu filmu. Pokud je to žádoucí, kontaktní povrch filmu válce 555 se může, před dosažením vakuového rozdělovacího potrubí 562 potrubí, předhřívat, a to pomocí prostředků známých v oboru (nejsou proto znázorněny), aby se tím plastickým filmům, složeným z polymerů odolných proti tečení, usnadnila přizpůsobivost potřebná během operace odstraňování výčnělků. Zaškrcení 570 mezi chladicím válcem 566 a válcem 567 s měkkým povrchem, je zavedeno pouze nominálně, jelikož vysoký tlak třírozměrné výčnělky, které se vytváří na filmu, vyžehlí již zmíněným způsobem. Stejný nominální tlak v zaškrcení 570 pomáhá vakuu, vytvořenému rozváděcím potrubím 563, izolovat napětí ve směru pohybu filmu (například navíjecí napětí válce) od děrovací a výčnělky odstraňující části válce 555, a dále umožnit, aby zaškrcení 570 mohlo odloupnout děrovaný a výčnělků zbavený film od válce 555. Navíc, okolní vzduch, vtahovaný vakuem, prochází filmem do rozdělovacího

-24*· ··

·· * ·· potrubí 563 , běžně chladí film na teplotu s hodnotou nižší, než je hodnota jeho termoplastické teploty, přičemž průchod chladivá chladicím válcem, na obr. 17 je znázorněn šipkami 573, 574, umožní, aby zařízení mohlo s tenčím filmem manipulovat při vyšších rychlostech.

Prostředky k odstraněním výčnělků a k děrování 543 zahrnují otočně namontovaný výčnělky odstraňující děrovací válec 555, a dále prostředky (nejsou zobrazeny) sloužící k otáčení válce 555 ovládanou obvodovou rychlostí, dále neotáčivou sestavu trojnásobného vakuového rozváděcího potrubí 556, která je umístěna uvnitř válce 555, dále prostředky (nejsou zobrazeny) k ovládání úrovně vakua uvnitř třech vakuových rozdělovačích potrubí 651, 652, 653. které zahrnují sestavu trojnásobného rozdělovacího potrubí 556 a nepovinné trysky horkého vzduchu (nejsou zobrazeny). Děrovací válec 555. odstraňující výčnělky, může být vytvořen podle zmíněného patentu Lucas a spol., ve kterém je trubkovitý laminátový formovací povrch, podle tohoto vynálezu, nahrazen děrovaným trubkovitým formovacím povrchem z uvedeného patentu.

Shrnuto, první vakuové rozdělovači potrubí 561 a třetí vakuové rozdělovači potrubí 563, obě umístěné uvnitř válce 555 , umožňují udržovat napětí ve směru proti pohybu a ve směru pohybu pásu filmu, zatímco střední část filmu v blízkosti druhého vakuového rozdělovacího potrubí 562 uvnitř válce 555 je pod vlivem napětí, které rozrušuje teplo a vakuum, čímž ovlivňuje odstraňování výčnělků a děrování filmu. Jelikož aplikace uvedených fotomechanicky leptaných laminátových struktur, kterým se dává přednost, je založena na operacích vytvářejících film při použití vakua, tak jak to bylo naznačeno ve zmíněném patentu Lucas a spol., předpokládá se, že fotomechanicky leptané a laminát vytvářející struktury, podle tohoto vynálezu, mohou využívat stejné zařízení k přímému vytváření trojrozměrných plastických struktur podle tohoto vynálezu. Takový postup zahrnuje použití ohřátého plastického matriálu, typicky by to mohla být termoplastická pryskyřice, přímo k vytvoření formovacího povrchu, a to při použití dostatečně velkého rozdílu pneumatického tlaku na zahřátý plastický materiál v tekutém stavu, a to proto, aby zmíněný zahřátý materiál odpovídal vzhledu perforovaného povrchu vytvářejícího laminát, a přitom umožnil tuhnutí tekutého materiálu a následné odstranění trojrozměrné plastické struktury od formovacího povrchu.

Zatímco provedení tkaniny zobrazené na obr.2 představuje konkrétní provedení, kterému se dává přednost, může se uvnitř struktury tkaniny (sekundární, terciární atd.) použít libovolné množství propojovacích prvků. Příklad takové struktury je znázorněn na obr. 18, který rovněž zobrazuje variantu směrem nahoru orientovaných příčných řezů vydutého tvaru

-2544 44 · 9· ·· 44 • •4 4 444 4 4 44 4

4444 44· 4444

4 · ·· ·· 44 444 ··· • 444 444 4 4

44 444 44 44 propojovacích prvků. Síť otvorů znázorněná na obr. 18 zahrnuje primární otvory 301 vytvořené množstvím primárních propojovacích prvků 302, 303. 304 a 305 navzájem propojených v nejhořejší rovině 307 tkaniny 300. přičemž zmíněné otvory se dále dělí na menší sekundární otvory 310 a 311. a to vlivem sekundárních propojovacích prvků 313 ve střední rovině 314. Primární otvor 310 se dále terciárním propojovacím prvkem 320 dělí na ještě menší sekundární otvory 321 a 322. a to ve spodní rovině 325 uvnitř tkaniny 300. Jak je to vidět na obr. 19, který znázorňuje řez vedený podél čáry 19-19 na obr. 18, jsou roviny 314 a 325 obecně rovnoběžné a jsou umístěny mezi nejhořejší rovinou 307 a nej spodnější rovinou 330.

U provedení tkaniny znázorněného na obr. 17 a 18, jsou primární a sekundární propojovací prvky dále připojeny k protínajícím terciárním propojovacím prvkům 320, které rovněž mají po celé délce a směrem nahoru orientovaný průřez vydutého tvaru . Protínající se primární, sekundární a terciární propojovací prvky končí souběžně v rovině 330 druhého povrchu 332. kde vytváří v druhém povrchu množství otvorů 370. 371. 372. Je jasné, že primární, sekundární a terciární propojovací prvky, umístěné mezi prvním a druhým povrchem tkaniny 300 , vytváří uzavřenou síť spojující každý z primárních otvorů 301 v prvním povrchu 301 tkaniny, s množstvím sekundárních otvorů 370, 371. 372, v druhém povrchu 332 tkaniny. Oceněna bude skutečnost, že obecně vzhůru orientované propojovací prvku ve vydutém tvaru, použité v tkanině podle tohoto vynálezu, mohou být přímé, a to po celé své délce. Alternativně mohou mít zakřivený tvar, mohou zahrnovat dva nebo více přímých segmentů, nebo mohou být v daném směru orientované i jinak, a to po celé své délce. Nepožaduje se, aby propojovací prvky byly naprosto stejné. Kromě toho se dříve uvedené tvary mohou různě kombinovat, aby vytvořily jakýkoliv určený vzor. Bez ohledu nato, jaký tvar se nakonec zvolí, směrem nahoru orientovaný příčný řez vydutého tvaru, který existuje podél příslušné délky propojených propojovacích prvků, pomáhá elastomerní tkanině, podle tohoto vynálezu, získat pružnost a trojrozměrný charakter.

Odborníkům v oboru bude zřejmé, že lze realizovat různé změny a modifikace, aniž by při tom došlo k vzdálení se od myšlenky a rozsahu tohoto vynálezu., Tak například v případě, že dojde k rozhodnutí vyrábět tkaniny podle tohoto vynálezu, kde předem určená část tkaniny je schopna zabránit přenosu tekutiny, je reálné provádět operaci odstraňování výčnělků bez toho, že by se tkanina v druhém povrchu trhala. V U.S. patentu 4,395,215 vydanému na jméno Bishop, dne 26.července 1983, v patentu 4,747,991vydanému na jméno Bishop, dne 31.května 1988, je uvedeno, jakým způsobem se mají konstruovat trubkovité formovací struktury, které by byly schopné produkovat trojrozměrné expandované filmy,

-26• · « > · · · > · ·· které jsou zbaveny výčnělků, ale které by byly děrovány pouze na předem stanovených plochách. Věříme, že zde uvedený popis umožní odborníkům v oboru realizovat tento vynález v různých formách. Nicméně předkládáme následující exemplární provedení a analytický způsob provedení, a to za účelem zobrazení užitečné pružné spolehlivosti konkrétní elastomerní tkaniny, které se podle tohoto vynálezu dává přednost.

PŘIKLAD

Rovinný souběžně protlačovaný vícevrstvý film byl vyroben a následně formován do elastomerní tkaniny, podle tohoto vynálezu, způsobem, který byl již dříve uveden a je zobrazen na fotomikrograíu na obr. 9-1. Souběžně protlačovaný film zahrnoval tři vrstvy (obr.4) s elastomerní vrstvou zahrnující styrenový trojblok kopolymerů, a dále vrstvu se stykem s pokožkou zahrnující polyolefinový materiál. Celková výška činila přibližně 0,09 mm, přičemž elastomerní vrstva měla tloušťku o hodnotě 90% tloušťky před přetvořením na trojrozměrnou elastomerní tkaninu. Jelikož provádět přesné měření bylo obtížné, byl rozměr trojrozměrné elastomerní tkaniny, od prvního povrchu k druhému povrchu, změřen a zjištěna hodnota řádově 4 mm, při poměru roztažení kolem 1:10. V neroztaženém stavu vytvářel první povrch pravidelný vzor propustných otvorů s rozměrem 1 mm² a vzdálených od sebe 1 mm. Sekundární otvory byly o málo menší než primární otvory, čímž elastomerní tkanině poskytovaly otevřenou děrovanou plochu o velikosti přibližně 12-16%.

Exemplární elastomerní tkanina, podle tohoto vynálezu, vykazovala spolehlivou pružnost při opakovaném zatížení tkaniny až do hodnoty 400% a více, aniž by to mělo významnější vliv na její pružnost nebo pórovitost. Obecně, tkanina dosahovala vyššího modulu pružnosti při prvním roztažení, jelikož vrstvy dotýkající se pokožky byly vystaveny nepružnému zatížení. Proto je zřejmé, že mikroskopické zvrásnění, vytvořené na propojovacích prvcích v oblastech s nepružným zatížením vrstvy dotýkající se pokožky, mělo za následek nižší a obecně konstantní modul pružnosti tkaniny.

Při způsobu, kterému se dává přednost, a který charakterizuje žádoucí pružné chování exemplární elastomerní tkaniny, byla provedena zkouška vrubového zatížení, a to pomocí analytické metody za účelem stanovení práce podle charakteristik roztržení. Jedná se v podstatě o plochu pod zátěžovou křivkou při roztahování s hodnotou nula do hodnoty, při které dochází k roztržení. Tato analytická metoda, tak jak je uvedena níže, byla vybrána jako zvláště důležitá metoda k pochopení vrubové citlivosti exemplární elastomerní tkaniny, a dále pro její schopnosti odolávat katastrofickému selhání, vlivem šířícího se vzniku vrubů, při « · « 4

9 49

9 4 4

9 4 4

99

279 94 4 4 «» ·· · · 9 4 1*

4 4 9 4 4 4

44 444 441

4 4 44

444 44 44 44 roztahování. Exemplární vzorky tkaniny, podle tohoto vynálezu, vyžadují k roztržení práci větší jak 40kg-mm. Pomocí příkladu, kdy byly vzorky neděrovaných, rovinných a souběžně protlačovaných filmů, používaných k vytvoření trojrozměrné tkaniny, testovány stejným analytickým způsobem, se zjistilo, že k přetržení potřebovaly průměrnou práci okolo 8 kgmm.

Způsob analýzy

Další se týká representativního způsobu analýzy, který je vhodný ke zjištění výkonnosti pórovité elastomerní tkaniny podle tohoto vynálezu.

Zkouška vrubové houževnatosti v tahu

Způsob je založen na ASTM D882-83 a měří se při něm charakteristik potřebné práce k roztržení děrovaného filmu nebo tkaniny s vruby. Způsob se hodí pro široký rozsah polymerních filmů, tkanin a složených struktur.

Složky hardwaru

Elektronické testovací zařízení napětí v tahu: požaduje se kalibrovaná univerzální konstantní rychlost prodloužení v tahu . Zařízení musí být vybaveno vhodnou buňkou zatížení, která slouží k testování zatížení v tahu s hodnotou mezi 25% až 75% kapacity buňky zatížení, a která musí usnadňovat sběr dat. Zařízení musí být vybaveno svíracími čelistmi sloužícími k testování tkaniny tak, že neúspěch při testování tkaniny má příčinu uvnitř tkaniny a nikoliv v místě sevření tkaniny. Vhodné zařízení jev oboru známé, a lze ho dostat u Instron Engineering Corp., Canton MA, nebo u SINTECH-MTS Systems Corp., Eden Prairie, MN.

Složky softwaru

Výpočet práce potřebné k roztržení: software k výpočtu práce potřebné k roztržení je rovněž k dispozici. Software vypočítává plochu pod křivkou zatížení/roztažení výstupu testovacího zařízení různými způsoby známými v oboru. Například hodnota práce potřebné k roztržení se může vypočítat integrováním křivky zatížení/roztažení, získané testovacím zařízením. Alternativně může být práce vypočítána ručně známými způsoby známými v oboru, pro zjištění plochy pod geometrickou křivkou.

• 9 • · · · ·9 9

-28Příprava nástrojů a testovaného vzorku

Příčná rychlost: 51 cm/min.

Měřená délka : vzorky materiálu tkaniny se připravují v pruzích širokých 2,54 cm a dlouhých 5,8 cm.

Vrubování: každý vzorek materiálu tkaniny je vrubován novou žiletkou vytvořením 1,27 cm dlouhé štěrbiny přes otvory v blízkosti středu měřené délky.

Postup

Vzorek tkaniny opatřený vruby se vloží do čelistí kalibrovaného testovacího zařízení a zatíží se, aby se tím eliminovalo jakékoliv uvolnění vzorku. Vrubovaný vzorek se natahuje až do roztržení, přičemž se shromažďují záznamy dat ze zařízení, dat napčtí/roztažení a na jejich základě se nakonec provede výpočet potřebné práce k roztržení tkaniny.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Pórovitá, makroskopicky expandovaná, trojrozměrná tkanina, která zahrnuje nepřerušovaný první povrch a přerušovaný druhý povrch, kdy zmíněný první povrch a druhý povrch je umístěn v podstatě rovnoběžných rovinách, které jsou od sebe vzdáleny, přičemž zmíněná tkanina je charakteristická tím, že je elastomerní tkaninou a zahrnuje množství elastomemí ch propojovacích prvků s příčným řezem ve tvaru vyduté orientované směrem nahoru, jejichž úkolem je oddělit aplikované napětí ve zmíněném prvním povrchu vzniklé roztažením, od druhého povrchu, kde zmíněné propojovací prvky definují alespoň jeden primární otvor v prvním povrchu, který zahrnuje propojené části bočních stěn vystupujících ve směru druhého povrchu, kde zmíněné propojovací části bočních stěn končí tak, že vytváří alespoň jeden sekundární otvor s místy počátku vytváření trhlin v druhém povrchu elastomerní tkaniny, a to tak, že vyvolaná napětí roztažením elastomemí vrstvy jsou odpojena od míst počátku vytváření trhlin ve zmíněných druhých otvorech, a to alespoň do okamžiku, kdy druhý povrch již není od zmíněné roviny prvního povrchu vzdálen, jestliže je zmíněná tkanina zatížena zmíněným napětím.
2. 2. Tkanina podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněná tkanina zahrnuje vytvořený film, který zahrnuje alespoň jednu elastomerní vrstvu s první stranou a druhou stranou a alespoň jednu, lépe alespoň dvě méně elastomemí vrstvy dotýkající se pokožky, které jsou nepřerušovaně připojeny k elastomerní vrstvě, a to před zatížením tkaniny zmíněnými napětími.
3. 3. Tkanina podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zmíněná tkaniny zahrnuje alespoň jeden mezilehlý propojovací prvek v rovině mezi prvním a druhým povrchem, a to tak, že alespoň jeden ze zmíněných otvorů v prvním povrchu zmíněné tkaniny má prostřednictvím tekutiny spojení s alespoň dvěma sekundárními otvory v druhém povrchu tkaniny.
4. 4. Tkanina podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že propojovací prvky vykazují obecně příčně orientované zvrásnění.
5. 5. Tkanina podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zmíněná tkanina zahrnuje vláknitý netkaný materiál spojený s alespoň částí povrchu

   -30• · zmíněné tkaniny, a to tak, že zmíněná tkanina a zmíněný netkaný materiál vytváří složený laminát.
6. 6. Způsob výroby makroskopicky expandované, trojrozměrné elastomerní tkaniny s nepřerušovaným prvním povrchem a přerušovaným druhým povrchem, který je vzdálen od zmíněného prvního povrchu , kde zmíněný způsob je charakteristický tím, že zahrnuje kroky:

   a) poskytnutí vícevrstvého elastomemího filmu, který má jistou tloušťku a je zhotoven souběžným protlačováním, kdy zmíněný vícevrstvý film zahrnuje alespoň jednu elastomerní vrstvu a alespoň jednu vrstvu dotýkající se pokožky, lépe alespoň jednu elastomerní vrstvu umístěnou mezi alespoň dvěma vrstvami, které se dotýkají pokožky.

   b) uložení zmíněného filmu na formovací strukturu s nechráněnými povrchy, kdy formovací struktura zhmuje množství otvorů, které jsou prostřednictvím tekutiny ve styku s nechráněným povrchem, přičemž se zmíněná formovací struktura pohybuje ve směru rovnoběžném se směrem pohybu vícevrstvého filmu a tento film sebou unáší,

   c) aplikace tlaku kapaliny, diferenciálním způsobem, přes tloušťku zmíněného vícevrstvého filmu a podél zmíněného směru pohybu formovací struktury , kdy zmíněný diferenciální tlak kapaliny je dostatečně velký k tomu, aby se vícevrstvý film přizpůsobil formovací struktuře a roztrhl se alespoň v části těch ploch, které se shodují s otvory formovací struktury.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že zmíněný způsob dále zahrnuje po kroku c) další kroky:

   d) poskytnutí alespoň jednoho vláknitého netkaného materiálu,

   e) připojení zmíněného netkaného materiálu k elastomerní tkanině tak, že zmíněný netkaný materiál a zmíněná elastomerní tkanina vytvoří složený laminát,

   f) přírůstkové roztahování složeného laminátu k získání pružnosti složeného laminátu.

   • · • ·

   -31
8. 8. Prádlo s elastomerními díly je charakteristické tím, že zmíněné elastomemí díly zahrnují pórovitou, makroskopicky expandovanou trojrozměrnou elastomerní tkaninu, která zahrnuje nepřerušovaný první povrch a přerušovaný druhý povrch, kdy první povrch a druhý povrch je umístěn ve vzájemně rovnoběžných rovinách, které jsou od sebe vzdáleny, kdy zmíněná elastomerní tkanina zahrnuje množství elastomemích propojovacích prvků s příčným řezem vydutého tvaru, který je orientován směrem nahoru, a který odpojuje napětí ve zmíněném prvním povrchu způsobené roztažením, od zmíněného druhého povrchu, a kde propojující prvky definují alespoň jeden primární otvor v prvním povrchu, kdy zmíněný primární otvor zahrnuje propojené části boční stěny, které končí tak, že vytváří alespoň jeden sekundární otvor s místy vzniku trhlin ve zmíněných sekundárních otvorech, a to alespoň do doby, kdy zmíněný druhý povrch již není vzdálen od zmíněné roviny prvního povrchu, jestliže na zmíněnou tkaninu působí zmíněná napětí.
9. 9. Prádlo podle nároku 8, vyznačující se tím, že je prádlem najedno použití, a obvykle se používá ve formě pleny najedno použití.
10. 10. Prádlo podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že zahrnuje elastomerní boční panel, který zahrnuje zmíněnou elastomerní tkaninu ta ta · ·