CZ294612B6 - Žebrovitý plošný materiál z polymerních vláken - Google Patents

Abstract

Žebrovitý plošný materiál (52) z polymerních vláken, projevuje elastické chování alespoň podél jedné své osy (68), obsahující alespoň jednu první oblast (64) a jednu druhou oblast (66), které mají stejné složení materiálu a mají každá svou nenapjatou délku. Zatímco první oblast (64) při natahování ve směru rovnoběžném s osou (68) prochází vratnou deformací na molekulární úrovni, tak druhá oblast (66) při stejném natahování prochází nejprve vratnou viditelnou tvarovou deformací, přičemž první oblast (64) a druhá oblast (66) jsou vratné do své nenapjaté délky.ŕ

Description

Vynález se týká žebrovitého plošného materiálu z polymerních vláken, projevujícího elastické chování podél jedné své osy v reakci na působící a následně uvolněné, tj. cyklické natahování.

Vynález se dále týká plošných materiálů, u nichž mohou být upravovány vnitřní vlastnosti tohoto materiálu, například odporová síla vyvíjená plošným materiálem proti působícímu natahování. Navíc, v plošných materiálech podle vynálezu mohou být modifikovány a/nebo zajištěny podle potřeby odstupňované odporové síly, příčná kontrakce a/nebo směr elastického chování běžných plošných materiálů.

Dosavadní stav techniky

Plošné materiály podle vynálezu mají široké rozpětí potenciálního užití jak v trvanlivých, tak jednorázových výrobcích, ale hodí se zvláště dobře k použití v jednorázových absorpčních výrobcích, jako jsou hygienické vložky, obvazy, kalhotkové vložky, jednorázové pleny, kalhotky při inkontinenci a podobně.

Absorpční výrobky jako jsou hygienické vložky, kalhotkové vložky, jednorázové pleny, kalhotky při inkontinenci a obvazy, jsou navrhovány tak, aby absorbovaly a zadržovaly tekutiny a ostatní výměšky lidského těla a zabraňovaly znečišťování těla a ošacení. Typicky je většina jednorázových absorpčních výrobků vyráběna z materiálů, které jsou nesnadno roztažné působením sil, kterým je absorpční výrobek normálně při nošení vystaven. Neschopnost materiálů, obsahujících absorpční výrobek, roztahovat se působením normálních sil při nošení zapříčiňuje, že tento výrobek má jisté nedostatky. Jedním z nedostatků je, že je nedostatečně pohodlný pro svého nositele. Ideálně by měl být nositel schopen pozorovat rozdíl mezi absorpčním výrobkem, který se roztahuje, aby se přizpůsobil tělu nositele při jeho pohybech, a absorpčním výrobkem, který se neroztahuje. Například, tradiční hygienická vložka podle předchozího stavu techniky se nepohybuje se součástkami nositelova prádla, což působí posunutí vložky, které může způsobit nositeli určitou míru nepohodlí. Možnost, aby se při normálních podmínkách nošení a s tím spojených silách celá hygienická vložka nebo její části roztahovaly, umožňuje lepší přizpůsobení hygienické vložky nositelovu spodnímu prádlu a její setrvání na místě, i když se nositel pohybuje.

Bylo provedeno několik pokusů vyrobit jednu nebo více součástí absorpčních výrobků, které by byly roztažné v reakci na poměrně malé síly při nošení. Typická řešení podle předchozího stavu techniky se spoléhají na přidání tradičních pružných materiálů jako je přírodní nebo syntetická pryž. Například, tradiční pružné materiály byly upevňovány k částem lícové vrstvy a/nebo rubové vrstvy absorpčních výrobků, jako je pasová část jednorázové pleny, k zajištění lepšího posazení a celkového pohodlí nositele. Nicméně, tradiční pružné materiály jsou nákladné a vyžadují při sestavování jistou úroveň zacházení a zpracování. Zatímco tradiční pružné materiály opravdu poskytují určitý stupeň roztažnosti absorpčních výrobků, materiály, k nimž jsou tradiční pružné materiály připevněny, se běžně za pružné anebo roztažné nepovažují. Tudíž, přidané tradiční pružné materiály musí být před upevněním k danému materiálu předepjaty nebo tento materiál musí být podroben mechanickému zpracování, například, prstencovému válcování pro trvalé prodloužení materiálu, aby se roztáhl přes svoji původní nenapjatou délku a umožnil účinek přidaného tradičního pružného materiálu. Jinak daný materiál brání přidanému tradičnímu pružnému materiálu v jeho účinku. Příklad absorpčního výrobku s plošným materiálem, který byl podroben dodatečné úpravě umožňující jeho snadnější prodlužování s přidaným tradičním pružným dílem, je uveden v patentu US 5 151 092, uděleném Buellovi a spol, dne 29. září 1992 a je zde zahrnut odkazem. Buellův patent popisuje operaci, která předpíná rubovou vrstvu tak, že

-1 CZ 294612 B6 rubová vrstva je mechanickým natahováním trvale prodloužena a nevrací se plně do svého původního nezdeformovaného stavu. Podle Buella je pro funkčnost vynálezu nutné, aby k předpínané rubové vrstvě byl přidán tradiční pružný díl. Buell ale rovněž uvádí, že předpínaná rubová vrstva zlepšuje roztažení a tepelné smrštění přidaného tradičního pružného dílu.

Podle toho je cílem vynálezu zajistit plošné materiály, které projevují elastické chování ve směru působícího natahování, bez použití přidaného tradičního pružného materiálu. Jak se zde užívá pojem elastický, popisuje chování plošných materiálů, které při vystavení působícímu natahování, se roztahují ve směru působícího natahování a když se působící natahování uvolní, navracejí se tyto plošné materiály, do značné míry, do svého nenapjatého stavu. Ačkoliv mají tyto plošné materiály projevující elastické chování široké pole použitelnosti, např. jako trvalé součásti odívání, jednorázové součásti odívání, potahové materiály jako čalounění, obalové materiály pro složité tvary a podobně, jsou zvláště vhodné k použití jako lícová vrstva, rubová vrstva a/nebo absorpční jádro v absorpčním výrobku.

Podstata vynálezu

Vynález přináší žebrovitý plošný materiál z polymemích vláken, projevující elastické chování alespoň podél jedné své osy, obsahující alespoň jednu první oblast a jednu druhou oblast, které mají stejné složení materiálu a mají každá svou nenapjatou délku, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že zatímco první oblast při natahování ve směru rovnoběžném s osou prochází vratnou deformací na molekulární úrovni, tak druhá oblast při stejném natahování prochází nejprve vratnou viditelnou tvarovou deformací přičemž první oblast a druhá oblast jsou vratné do své nenapjaté délky.

Vynález je též možno provést tak, že druhá oblast obsahuje množinu vyvýšených žebrovitých prvků.

Vynález je též možno provést tak, že plošný materiál vykazuje elastické chování podél dvou nebo více os.

Vynález je též možno provést tak, že plošný materiál vykazuje alespoň dvě význačně rozdílná stadia charakteristiky odporových sil proti působícímu natahování v závislosti na natažení podél alespoň jedné osy, když je podroben působícímu natahování ve směru rovnoběžném s danou osou, první oblast bude projevovat odporovou sílu v odezvě na působící osové natahování ve směru rovnoběžném s osou předtím, než podstatná část druhé oblasti vyvine významnou odporovou sílu vůči působícímu osovému natahování, přičemž plošný materiál projevuje první odporovou sílu vůči působícímu natahování, dokud není protažení plošného materiálu dostatečně velké, aby způsobilo vstoupení podstatné části druhé oblasti mající větší délku povrchu do roviny působícího osového natahování, načež plošný materiál projevuje druhou odporovou sílu vůči dalšímu působícímu osovému natahování, přičemž plošný materiál vykazuje celkovou odporovou sílu větší, než je odporová síla první oblasti.

Vynález je též možno provést tak, že dvě nebo více prvních oblastí mají v podstatě stejnou šířku.

Vynález je též možno provést tak, že dvě nebo více prvních oblastí má rozdílnou šířku.

Vynález je též možno provést tak, že první oblast a druhá oblast obsahují alespoň jednu vrstvu fóliového materiálu.

Vynález je též možno provést tak, že fóliový materiál obsahuje polyethylen anebo jeho směsi.

-2CZ 294612 B6

Vynález je též možno provést tak, že plošný materiál je tvořen laminátem ze dvou anebo více materiálů.

Vynález je též možno provést tak, že plošný materiál tvoří alespoň část spodní vrstvy jednorázového absorpčního produktu.

Je možno vynález též provést tak, že plošný materiál tvoří alespoň část horní vrstvy jednorázového absorpčního produktu.

Vynález se týká zejména plošného materiálu, který projevuje elastické chování v reakci na působící a následně uvolněné natahování, bez přidání tradičních pružných materiálů jako je přírodní anebo syntetická pryž.

Další elastické chování, které může plošný materiál podle vynálezu projevovat, je počáteční protažení a částečný návrat do původního stavu, výsledkem čehož je plošný materiál, který se nenavrací do své nenapjaté délky, tj. plošný materiál již prošel určitým stupněm trvalého přetvoření a má novou, delší nenapjatou délku. Plošný materiál může projevovat elastické chování v reakci na následná natahování plošného materiálu přes novou, delší nenapjatou délku.

Další možný projev elastického chování je protažení a návrat k původnímu stavu, s konkrétním a náhlým zvýšením odporové síly proti natahování, kde toto konkrétní a náhlé zvýšení odporové síly omezuje další protažení vzhledem k poměrně malým tahovým silám. Toto konkrétní a náhlé zvýšení síly odporu proti protažení se nazývá silovým válem. Tak jak se zde užívá, pojem silový val odpovídá chování odporové síly plošného materiálu během protahování, přičemž v určitém bodě protažení, odlišném od nenapjatého nebo výchozího bodu, se odporová síla proti působícímu natahování náhle zvyšuje. Po dosažení silového válu je dalšího protažení plošného materiálu dosaženo jenom zvýšením tahové síly k překonání větší odporové síly plošného materiálu.

Plošný materiál podle vynálezu obsahuje deformovatelnou síť s alespoň dvěma vizuálně patrnými a odlišnými oblastmi, obsahujícími materiál o stejném složení. První oblast je orientována v podstatě rovnoběžně s osou protažení tak, že prochází deformací na molekulární úrovni, nerozeznatelnou pouhým okem, při osovém natahování ve směru v podstatě rovnoběžném s danou osou před tím, než bude jakékoli podstatné deformaci na molekulární úrovni podrobena podstatná část druhé oblasti. Výraz v podstatě rovnoběžný, tak, jak je zde používán, se týká orientace mezi dvěma osami, přičemž ohraničující úhel tvořený těmito dvěma osami anebo jejich průběhem je menší než 45°. V případě zakřiveného prvku může být vhodnější použít lineární osu, která představuje průměrný směr křivočarého prvku. Druhé oblasti procházejí na počátku v podstatě geometrickou deformací v reakci na působící natahování ve směru v podstatě rovnoběžném s danou osou.

Druhá oblast je složena z množiny vyvýšených žebrových prvků. Výraz žebrový prvek, tak, jak je zde používán, se týká vypouklého profilu, vtlačeného profilu nebo jejich kombinace, které má hlavní osu a vedlejší osu. Přednostně je hlavní osa alespoň stejně dlouhá jako vedlejší. Hlavní osy žebrových prvků jsou přednostně orientovány v podstatě kolmo k ose působícího natahování. Hlavní a vedlejší osy žebrových prvků mohou být každá lineární, křivočará nebo jejich kombinace. Výraz v podstatě kolmý, tak, jak je zde používán, se týká orientace mezi dvěma osami, přičemž ohraničující úhel tvořený těmito dvěma osami anebo jejich průběhem je větší než 45°. V případě zakřiveného prvku může být vhodnější použít lineární osu, která představuje průměrný směr křivočarého prvku.

Žebrové prvky umožňují, aby druhá oblast procházela v podstatě geometrickou deformací, která vede k výrazně nižším silám odporu proti působícímu natahování, než jakými se projevuje deformace na molekulární úrovni první oblasti. Výraz deformace na molekulární úrovni, tak,

-3 CZ 294612 B6 jak je zde používán, se týká deformace, která nastává na úrovni molekul a není rozeznatelná pouhým okem. To znamená, že i když člověk může rozeznat účinek deformace na molekulární úrovni, např. prodloužení plošného materiálu, nedokáže rozpoznat deformaci, která to umožňuje anebo způsobuje. Naproti tomu viditelná tvarová deformace je deformací geometrickou, k níž dochází tehdy, je-li plošný materiál nebo výrobky ho obsahující podroben natahování přesahujícímu mez pružnosti materiálu. Typy geometrické deformace zahrnují, ale nejsou omezeny na ohýbání, rozvinování a otáčení.

Další elastické chování, kterým se může projevovat plošný materiál podle vynálezu je protažení a návrat do původního stavu s průchodem dvěma nebo více výrazně rozdílnými silovými vály. K tomuto typu elastického chování by došlo kdyby, například po dosažení prvního silového válu, působila tahová síla dostačující k překonání prvního silového válu a pokračování v prodlužování plošného materiálu až k dosažení druhého silového válu.

Když má plošný materiál podle vynálezu vícenásobné nebo stupňovité silové vály, žebrové prvky v jedné nebo více druhých oblastech dosahují svoji mez geometrické deformace a přecházejí v podstatě do stejné roviny s materiálem v první oblasti, což způsobí, že plošný materiál projeví první silový val. Další protažení plošného materiálu deformuje na molekulární úrovni žebrové prvky, které již dosáhly svou mez geometrické deformace a současně geometricky deformuje žebrové prvky ve zbývajících druhých oblastech, dokud nedosáhnou své meze geometrické deformace, čímž způsobí, že plošný materiál projeví druhý silový val.

Plošný materiál podle vynálezu projevuje alespoň dva výrazně odlišné stavy odporové síly proti působícímu natahování podél alespoň jedné osy, když je podroben působícímu natahování ve směru v podstatě rovnoběžném s danou osou. Plošný materiál obsahuje deformovatelnou síť, obsahující alespoň dvě vizuálně odlišné oblasti. Jedna z oblastí je uspořádána tak, že bude projevovat síly odporu v reakci na působící natahování ve směru v podstatě rovnoběžném s osou předtím, než podstatná část druhé z oblastí vyvine jakoukoli významnou sílu odporu proti působícímu natahování. Alespoň jedna z daných oblastí má povrchovou délku, která je větší než povrchová délka druhé z oblastí, měřené v podstatě rovnoběžně s osou při nenapjatém stavu materiálu. Oblast s delší povrchovou délkou obsahuje jeden nebo více žebrových prvků, které přesahují rovinu druhé z oblastí. Plošný materiál projevuje první síly odporu proti působícímu natahování, dokud není protažení plošného materiálu dostatečné, aby způsobilo, že podstatná část oblasti mající delší povrchovou délku vstoupí do roviny působícího natahování, na základě čehož plošný materiál projevuje druhé síly odporu proti dalšímu natahování. Celková odporová síla proti natahování je vyšší než první odporová síla proti natahování zajišťovaná první oblastí.

Přednostně má první oblast první povrchovou délku LI, měřeno v podstatě rovnoběžně s osou natahování, když je plošný materiál v nenapjatém stavu. Druhá oblast má druhou povrchovou délku L2, měřeno v podstatě rovnoběžně s osou natahování, když je plošný materiál v nenapjatém stavu. První povrchová délka LI, je menší než druhá povrchová délka L2. První oblast má přednostně modul pružnosti El, a průřezovou plochu AI. První oblast produkuje sama odporovou sílu Pl, v důsledku deformace na molekulární úrovni v reakci na působící osové natahování D. Druhá oblast má přednostně modul pružnosti E2, a průřezovou plochu A2. Druhá oblast produkuje odporovou sílu. P2, v důsledku geometrické deformace v reakci na působící osové natahování D. Odporová síla Pl, je značně větší, než odporová síla P2, pokud je (Ll+D) menší než L2.

Přednostně, když (Ll+D) je menší než L2, první oblast zajišťuje počáteční odporovou sílu Pl v reakci na působící osové natahování D, která v podstatě vyhovuje rovnici Pl - (AI x El x D)/L1. Když je (Ll+D) větší než L2, první a druhá oblast poskytují celkovou odporovou sílu. PT proti působícímu osovému natahování D, vyhovující rovnici:

-4 CZ 294612 B6 (AlxElxD) (A2xE2x|Ll+D-L2|)

PT =------------+------------------LI L2

V dalším přednostním provedení projevuje plošný materiál Poissonův efekt příčné kontrakce menší než přibližně 0,4 při 20 % protažení, měřeno kolmo k ose protažení. Výraz Poissonův efekt příčné kontrakce, tak, jak je zde používán, popisuje chování příčné kontrakce materiálu, který je podroben působícímu natahování. Přednostně plošný materiál projevuje Poissonův efekt příčné kontrakce menší než 0,4 při 60 % protažení, měřeno kolmo k ose protažení.

Přednostně je povrchová délka druhé oblasti přibližně alespoň o 15 % větší, než povrchová délka první oblasti, měřeno rovnoběžně s osou protažení zatímco je plošný materiál v nenapjatém stavu. Přednostněji je povrchová délka druhé oblasti přibližně alespoň o 30 % větší, než povrchová délka první oblasti, měřeno rovnoběžně s osou protažení zatímco je plošný materiál v nenapjatém stavu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude snáze pochopen z následujícího popisu ve spojení s připojenými výkresy, na nichž stejné vztahové značky označují stejné prvky a kde:

obr. 1 představuje zjednodušený půdorys hygienické vložky podle předchozího stavu techniky s odříznutými částmi pro jasnější znázornění její konstrukce, obr. 2 představuje zjednodušený půdorys jednorázové pleny podle předchozího stavu techniky s odříznutými částmi pro jasnější znázornění její konstrukce, obr. 3 představuje půdorysnou fotografii hluboce prolisovaného polymerového plošného materiálu podle předchozího stavu techniky s prolisy směřujícími od pozorovatele, obr. 4 představuje graf odporové síly v závislosti na procentním protažení pro hluboce prolisovaný plošný materiál z obr. 3, obr. 5 představuje půdorysnou fotografii přednostního provedení polymerového plošného materiálu s první oblastí a druhou oblastí podle vynálezu s žebrovými prvky druhé oblasti směřujícími k pozorovateli, obr. 5A představuje perspektivní pohled na část polymerového plošného materiálu z obr. 5 v nenapjatém stavu, obr. 5B představuje perspektivní pohled na část polymerového plošného materiálu z obr. 5 v napjatém stavu, odpovídajícímu fázi I na křivce síly v závislosti na protažení z obr. 6, obr. 5C představuje perspektivní pohled na část polymerového plošného materiálu z obr. 5 v napjatém stavu, odpovídajícímu fázi II na křivce síly v závislosti na protažení z obr. 6, obr. 6 představuje graf odporové síly v závislosti na procentním protažení porovnávající chování plošného materiálu podle vynálezu z obr. 5, vytvořeného z fólie Clopay 1401, s chováním základního plošného materiálu stejného složení,

-5 CZ 294612 B6 obr. 7 představuje graf elastického hysterezního chování plošného materiálu podle vynálezu, který je graficky představován křivkou 720 na obr. 6, když je plošný materiál podroben testu hystereze při 60 % protažení, obr. 8 představuje graf odporové síly v závislosti na procentním protažení porovnávající chování plošného materiálu podle vynálezu, vytvořeného ze vzorku Tredegar P-8863/XB323, s chováním základního plošného materiálu stejného složení, obr. 9 představuje graf elastického hysterezního chování plošného materiálu podle vynálezu, který je graficky představován křivkou 750 na obr. 8, když je plošný materiál podroben testu hystereze při 60 % protažení, obr. 10 představuje graf odporové síly v závislosti na procentním protažení porovnávající chování dalšího plošného materiálu podle vynálezu, vytvořeného ze vzorku Tredegar X-8998, s chováním základního plošného materiálu stejného složení, obr. 11 představuje graf elastického hysterezního chování plošného materiálu podle vynálezu, který je graficky představován křivkou 780 na obr. 10, když je plošný materiál podroben testu hystereze při 60 % protažení, obr. 12 představuje graf odporové síly v závislosti na procentním protažení porovnávající chování dalšího plošného materiálu podle vynálezu, vytvořeného z pěnové vrstvy Volara 2A, s chováním základního plošného materiálu stejného složení, obr. 13 představuje graf elastického hysterezního chování plošného materiálu podle vynálezu, který je graficky představován křivkou 810 na obr. 12, když je plošný materiál podroben testu hystereze při 60 % protažení, obr. 14 představuje graf odporové síly v závislosti na procentním protažení porovnávající chování dalšího plošného materiálu podle vynálezu, vytvořeného z laminátu složeného z vrstvy fólie Clopay 1401, lepidla Findley 2301 a netkané vrstvy Veratec P-ll, s chováním základního plošného materiálu stejného složení, obr. 15 představuje graf elastického hysterezního chování plošného materiálu podle vynálezu, graficky představovaného křivkou 840 na obr. 14, když je plošný materiál podroben testu hystereze při 60 % protažení, obr. 16 až 29 znázorňují další přednostní provedení plošných materiálů podle vynálezu, obr. 30 představuje půdorysný pohled na rubovou vrstvu jednorázové pleny podle vynálezu, obr. 31 představuje půdorysný pohled na rubovou vrstvu hygienické vložky podle vynálezu, obr. 32 představuje zjednodušený boční pohled na přednostní zařízení používané k tvarování plošných materiálů podle vynálezu, obr. 33 představuje půdorysný pohled na protilehlé zabírající desky zařízení z obr. 32 položené vedle sebe, s vystavenými jejich zabírajícími plochami, obr. 34 představuje zjednodušený boční pohled na statický lis užívaný k tvarování plošných materiálů podle vynálezu, obr. 35 představuje zjednodušený boční pohled na kontinuální dynamický lis používaný k tvarování plošných materiálů podle vynálezu,

-6CZ 294612 B6 obr. 36 představuje zjednodušený boční pohled na další zařízení užívané k tvarování plošných materiálů podle vynálezu, obr. 37 představuje zjednodušené zobrazení ještě dalšího zařízení používaného k tvarování plošných materiálů podle vynálezu, a konečně obr. 38 představuje mikrofotografii pohledu na okraj druhé oblasti, užívané k určení povrchové délky L2.

Příklady provedení vynálezu

Výraz absorpční výrobek, tak, jak je zde používán, se týká těch prostředků, které absorbují a zadržují různé tělové výpotky a konkrétněji, se týká prostředků, které jsou umístěny na tělo nositele nebo do jeho blízkosti pro absorpci a zadržení různých výpotků jeho tělem vylučovaných. Pojem absorpční výrobek je zamýšlen jako týkající se plen, menstruačních vložek, hygienických vložek, kalhotkových vložek kalhotek při inkontinenci, obvazů a podobně. Výraz jednorázový je v tomto materiálu používán k popisu absorpčních výrobků, u nichž se nepředpokládá, že budou prány nebo jinak navraceny do původního stavu, či opakovaně používány jako absorpční výrobek (tj. uvažuje se, že budou po jednom použití odhozeny a přednostně recyklovány, užity do kompostu, či jinak likvidovány způsobem slučitelným s ochranou životního prostředí). V důsledku jejich jednorázové povahy, jsou u těchto absorpčních výrobků vysoce žádoucí nenákladné materiály a způsoby jejich výroby.

Obr. 1 je půdorysný pohled na hygienickou vložku 20, jejíž části jsou odříznuty pro jasnější znázornění konstrukce hygienické vložky 20 a s částí hygienické vložky 20, která směřuje od nositele, tj. vnějším povrchem obráceným k pozorovateli. Výraz hygienická vložka, tak, jak je zde používán, se týká absorpčního výrobku nošeného ženami a přiléhajícího k pudendální oblasti, obecně vně urogenitální oblasti a který je určen k absorpci a zadržování menstruačních tekutin ajiných vaginálních výměšků (tj. krve, menstruace a moči). Jak je znázorněno na obr. 1, hygienická vložka 20 obsahuje pro kapaliny propustnou lícovou vrstvu 24, pro kapaliny nepropustnou rubovou vrstvu 26, spojenou s lícovou vrstvou 24, a absorpční jádro 28, umístěné mezi lícovou vrstvou 24 a rubovou vrstvou 26.

Zatímco lícová vrstva, rubová vrstva a absorpční jádro mohou být sestaveny v množství známých uspořádání (včetně tzv. trubkových výrobků nebo výrobků s bočními klopami), přednostní uspořádání hygienických vložek jsou obecně popsána v patentu US 4 950 264, uděleném Osbornovi dne 21. srpna 1990, v patentu US 4 425 130, uděleném DesMaraisovi dne 10. ledna 1984, v patentu US 4 321 924, uděleném Ahrovi dne 30. března 1982, a v patentu US 4 589 876, uděleném Van Tilburgovi dne 28. srpna 1987. Každý z těchto patentů je zde tímto zahrnut odkazem.

Obr. 2 je půdorysný pohled na jednorázovou plenu 30 podle předchozího stavu techniky v jejím vyrovnaném, nestaženém stavu (tj., s vyloučením pružného, indukovaného stažení, s výjimkou bočních dílů, v nichž je příslušný pružný materiál ponechán ve svém uvolněném stavu), s odříznutými částmi, pro jasnější znázornění konstrukce pleny 30 a s částí pleny 30, která směřuje od nositele, tj. vnějším povrchem, obrácenou k pozorovateli. Výraz plena, tak, jak je zde používán, se týká absorpčního výrobku obecně nošeného kojenci a inkontinentními osobami, který je nošen okolo dolní části trupu nositele. Jak je znázorněno na obr. 2, plena 30 obsahuje pro kapaliny propustnou lícovou vrstvu 34, pro kapaliny nepropustnou rubovou vrstvu 36, spojenou s lícovou vrstvou 34, absorpční jádro 38 umístěn mezi lícovou vrstvou 34 a rubovou vrstvou 36, elastizované boční díly 40, elastizované nožní manžety 42, pružnou pasovou úpravu 44 a upevňovací systém obecně vícenásobně označený jako 46.

-7 CZ 294612 B6

Ačkoliv plena 30 může být sestavena v množství známých uspořádání, přednostní uspořádání plen jsou obecně popsána v patentu US 3 860 003, uděleném Kennethu B. Buellovi dne 14. ledna 1975, a v patentu US 5 151 092, uděleném Kennethu B. Buellovi dne 29. září 1992. Každý z těchto patentuje zde tímto začleněn odkazem.

Ačkoliv tento vynález bude popisován ve spojení se zajištěním plošného materiálu, který projevuje elastické chování v reakci na působící a následně uvolněné natahování, který je zejména vhodný pro užití jako rubová vrstva, lícová vrstva a/nebo absorpční jádro anebo jejich část na jednorázovém absorpčním výrobku, jako je např. jednorázová plena, hygienická vložka anebo obvaz, tento vynález není nikterak omezen jen na tyto aplikace. Může být použit v téměř jakékoliv aplikaci, kde je vyžadován relativně levný elastický plošný materiál, např., trvanlivé součásti oblečení jako cvičební obleky, jednorázové součásti oblečení, čalounické nebo obalové materiály k pokrývání složitě tvarovaných výrobků a podobně. Výraz plošný materiál, tak, jak je zde používán se týká vrstvovitého materiálu, např. horní vrstvy, dolní vrstvy nebo absorpčního jádra jednorázového absorpčního výrobku, kompozitu nebo laminátu dvou nebo více vrstvovitých materiálů a podobně. Vynález může být použit s velkou výhodou v mnoha situacích, kde je žádoucí produkovat plošný materiál, který projevuje elastické chování na působící a následně uvolněné natahování podél alespoň jedné osy. Podrobný popis přednostní struktury a jejího užití jako rubové vrstvy hygienické vložky nebo jednorázové pleny umožní odborníkovi v oboru, aby snadno přizpůsobil vynález dalším aplikacím.

Obr. 3 je půdorysná fotografie hluboce prolisovaného polymerového plošného materiálu 47 podle předchozího stavu techniky, který byl použit jako rubová vrstva absorpčních výrobků podle předchozího stavu techniky. Konkrétně, hluboce prolisovaný plošný materiál 47 dostupný od Tredegar Film Products, Terra Haute, Indiana, pod označením ULAB X-X430. Hluboce prolisovaný plošný materiál 47 obsahuje vzor prolisů 48. Obr. 4 představuje křivku 700 odporové síly v závislosti na protažení hluboce prolisovaného polymerového plošného materiálu 47 z obr. 3. Způsob vytvoření křivky 700 odporové síly v závislosti na protažení může být nalezen v oddíle Testovací způsoby, uvedeném v následujících částech tohoto popisu. Jak je zřejmé z obr. 4, hluboce prolisovaný plošný materiál 47 má křivku 700 odporové síly v závislosti na protažení, která je v podstatě stejného tvaru jako křivka 710 odporové síly v závislosti na protažení, uvedená na obr. 6, typického neprolisovaného plošného materiálu podobného složení, tj. křivka 700 odporové síly v závislosti na protažení sleduje v podstatě jednofázovou, spojitou křivku v níž se síla zvyšuje strmě a v podstatě stejnoměrnou rychlostí dokud nezačne kluž. Je tedy jasné, že tento vzor prolisů 48 v hluboce prolisovaném plošném materiálu 47 nemění výrazně charakteristiku závislosti odporové síly na protažení hluboce prolisovaného plošného materiálu 47, ve srovnání s neprolisovaným základním plošným materiálem stejného složení.

Přes široké užívání hluboce prolisovaného polymerového plošného materiálu 47 podle předchozího stavu techniky jako rubové vrstvy jednorázových absorpčních výrobků, hluboce prolisovaný plošný materiál nenabízí žádné funkčně zdokonalené vlastnosti ve srovnání s neprolisovaným základním plošným materiálem, tj. zlepšenou přizpůsobivost, chování při roztahování a/nebo oděvní součástce podobné sezení. Má se za to, že je to důsledkem skutečnosti, že charakteristiky odporové síly v závislosti na protažení hluboce prolisovaného plošného materiálu nejsou významně rozdílné od charakteristik jinak identického rovinného, základního plošného materiálu, tj. oba plošné materiály projevují v podstatě jednofázovou křivku vyšší odporové síly v závislosti na protažení, typu obecně znázorněného na obr. 4.

Na obr. 5, je znázorněno přednostní provedení polymerového plošného materiálu 52 podle vynálezu. Plošný materiál 52 je znázorněn na obr. 5, ve svém v podstatě nenapjatém stavu. Plošný materiál 52 je zvláště dobře uzpůsoben k použití jako rubová vrstva absorpčního výrobku jako je hygienická vložka 20 na obr. 1 nebo jednorázová plena 30 na obr. 2. Plošný materiál 52

-8CZ 294612 B6 má dvě osy, podélnou osu, na níž se také odkazuje jako na osu 1 a příčnou osu, na níž se také odkazuje jako na osu t. Příčná osa t je obecně kolmá k podélné ose 1.

Na obr. 5 a 5A, plošný materiál 52 obsahuje deformovatelnou síť z rozdílných oblastí. Výraz deformovatelná síť, tak, jak je zde používán, se týká vzájemně propojené a vzájemně závislé skupiny oblastí, které mají schopnost být roztaženy do určitého užitečného stupně v předem určeném směru, přičemž poskytují plošnému materiálu 52 elastické chování v reakci na působící a následně uvolněné natahování. Deformovatelná síť obsahuje alespoň jednu první oblast 64a jednu druhou oblast 66. Plošný materiál 52 obsahuje přechodovou oblast 65, která je rozhraním mezi první oblastí 64 a druhou oblastí 66. Přechodová oblast 65 projevuje složité kombinace chování jak první, tak druhé oblasti. Je zjištěno, že každé provedení vynálezu bude mít přechodovou oblast, avšak vynález je definován chováním plošného materiálu 52 v první oblasti 64 a druhé oblasti 66. Tudíž, následující popis vynálezu se týká chování plošného materiálu v prvních a druhých oblastech 64, 66, protože to není závislé na složitém chování plošného materiálu 52 v přechodových oblastech 65.

Plošný materiál 52 má první povrch 52a a protilehlý druhý povrch 52b. V přednostních provedeních na obr. 5 a 5A deformovatelná síť obsahuje množinu prvních oblastí 64 a množinu druhých oblastí 66. První oblasti 64 mají první osu 68 a druhou osu 69, z nichž je první osa 68 přednostně delší než druhá osa 69. První osa 68 první oblasti 64 je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou 1 plošného materiálu 52, zatímco druhá osa 69 je v podstatě rovnoběžná s příčnou osou t plošného materiálu 52. Přednostně je druhá osa 69 v první oblasti 64, šířka první oblasti 64 je od přibližně 0,254 mm do přibližně 12,7 mm a výhodněji od přibližně 0,762 mm do přibližně 6,35 mm. Druhé oblasti 66 mají první osu 70 a druhou osu 71. První osa 70 je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou plošného materiálu 52, zatímco druhá osa 71 je v podstatě rovnoběžná s příčnou osou plošného materiálu 52. Přednostně je druhá osa druhé oblasti, šířka druhé oblasti je od přibližně 0,254 mm do přibližně 50,8 mm a výhodněji od přibližně 3,175 mm do přibližně 25,4 mm. V přednostním provedení na obr. 5, první oblasti 64 a druhé oblasti 66 jsou v podstatě lineární, probíhající kontinuálně ve směru v podstatě rovnoběžném s podélnou osou plošného materiálu 52.

První oblast 64 má modul pružnosti El a příčnou plochu Al. Druhá oblast 66 má modul pružnosti E2 a příčnou plochu A2.

Ve znázorněném provedení byl plošný materiál 52 vytvarován tak, že plošný materiál 52 projevuje odporovou sílu podél osy, která je v případě znázorněného provedení v podstatě rovnoběžná s podélnou osou plošného materiálu 52, když je podroben působícímu osovému natahování ve směru v podstatě rovnoběžném s podélnou osou. Výraz vytvarovaný, tak jak je zde používán, se týká vytvoření požadované struktury či geometrie plošného materiálu, který si bude v podstatě podržovat žádoucí strukturu nebo geometrii, když není podrobena žádným vnějším působícím natahováním nebo silám. Plošný materiál podle vynálezu je složen alespoň z první oblasti a druhé oblasti, přičemž první oblast je vizuálně odlišná od druhé oblasti. Výraz vizuálně odlišný, tak, jak je zde používán, se týká charakteristických rysu plošného materiálu, který je snadno rozeznatelný pouhým okem, když je plošný materiál nebo předměty obsahující plošný materiál, podroben normálnímu použití. Výraz povrchová délka, tak, jak je zde používán, se týká měření podél topografického povrchu předmětné oblasti ve směru v podstatě rovnoběžném s osou. Způsob určování povrchová délky příslušné oblasti je možno nalézt v části Testovací způsoby, uvedeném v následující části tohoto popisu.

Způsoby tvarování plošných materiálů podle vynálezu zahrnují prolisování do sebe zapadajícími deskami nebo válci, tepelné tvarování, hydraulické tváření vysokým tlakem, či litím, ale nejsou na tyto způsoby omezeny. Ačkoliv byla celá část plošného materiálu 52 podrobena tvarovací operaci, vynález může být rovněž uskutečněn tím, že je tvarování podrobena pouze část plošného materiálu, například část rubové vrstvy pleny, jak bude dále podrobněji popsáno.

-9CZ 294612 B6

V přednostním provedení znázorněném na obr. 5 a 5 A, první oblasti 64 jsou v podstatě rovinné. To jest, materiál uvnitř první oblasti 64 je v podstatě ve stejném stavu před a po tvarovacím kroku, kterým prošel plošný materiál 52. Druhé oblasti 66 obsahují množinu vyvýšených žebrových prvků 74. Zebrové prvky 74 mohou mít vypouklý profil, vtlačený profil anebo jejich kombinaci. Zebrové prvky 74 mají první nebo hlavní osu 76, která je v podstatě rovnoběžná s příčnou osou plošného materiálu 52 a druhou nebo vedlejší osu 77, která je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou plošného materiálu 52. První osa 76 žebrových prvků 74 je alespoň stejně dlouhá a přednostně je delší než druhá osa 77. Poměr první osy 76 k druhé ose 77 je přednostně alespoň přibližně 1:1 neboje větší, a výhodněji je přibližně alespoň 2:1 anebo větší.

Zebrové prvky 74 v druhé oblasti 66 mohou být odděleny jeden od druhého netvarovanými plochami. Přednostně jsou žebrové prvky 74 přilehlé jeden k druhému a odděleny netvarovanou plochou menší než 0,10 in (2,54 mm), měřeno kolmo k hlavní ose 76 žebrových prvků 74, a výhodněji žebrové prvky 74 následují jeden po druhém bez žádných netvarovaných ploch mezi nimi.

První 64 a druhá oblast 66 mají každá průmět povrchové délky. Výraz průmět povrchové délky, tak, jak je zde používán se týká délky stínu oblasti, který by byl vržen rovnoběžným světlem. Průmět povrchové délky první oblasti 64 a průmět povrchové délky druhé oblasti 66 jsou vzájemně stejné.

První oblast 64 má povrchovou délku, LI, menší než povrchovou délku, L2, druhé oblasti 66 jak měřeno topograficky ve směru rovnoběžném s podélnou osou plošného materiálu 52, zatímco je plošný materiál v nenapjatém stavu. Přednostně je povrchová délka druhé oblasti 66 přibližně alespoň o 15 % větší než u první oblasti 64, výhodněji přibližně alespoň o 30 % větší než u první oblasti, a nejvýhodněji přibližně alespoň o 70 % větší než u první oblasti. Obecně, čím větší je povrchová délka druhé oblasti, tím větší bude protažení plošného materiálu před dosažením určitého silového válu.

Plošný materiál 52 projevuje modifikovaný Poissonův efekt příčné kontrakce v podstatě menší než jinak identický základní plošný materiál stejného složení. Způsob určování Poissonova efektu příčné kontrakce materiálu se nachází v oddíle Testovací způsoby uvedeném v následující části tohoto popisu. Přednostně je Poissonův efekt příčné kontrakce plošného materiálu podle vynálezu menší než přibližně 0,4 při přibližně 20 % protažení plošného materiálu. Přednostně projevuje plošný materiál Poissonův efekt příčné kontrakce menší než přibližně 0,4 při přibližně 40, 50 nebo dokonce 60 % protažení plošného materiálu. Výhodněji je Poissonův efekt příčné kontrakce menší než přibližně 0,3 při přibližně 20, 40, 50 nebo 60 % protažení plošného materiálu. Poissonův efekt příčné kontrakce plošného materiálu podle vynálezu je určen podle množství plošného materiálu, který zabírá první a druhou oblast. Když se plocha plošného materiálu zabíraná první oblastí zvětšuje. Poissonův efekt příčné kontrakce se také zvětšuje. Naopak, když se plocha plošného materiálu zabíraná druhou oblastí zvětšuje. Poissonův efekt příčné kontrakce se snižuje. Přednostně je procento plochy plošného materiálu zabíraného první plochou od přibližně 2 % do přibližně 90 %, a výhodněji od přibližně 5 % do přibližně 50 %.

Plošné materiály podle předchozího stavu techniky, které mají alespoň jednu vrstvu pružného materiálu, budou mít celkově velký Poissonův efekt příčné kontrakce, tj. budou se zužovat, když se budou protahovat v reakci na působící sílu. Plošné materiály podle vynálezu mohou být navrženy aby zmírnily, ne-li v podstatě vyloučily Poissonův efekt příčné kontrakce.

Pro plošný materiál 52 je směr působícího osového natahování, D, označený šípkami 80 na obr. 5, v podstatě kolmý k první ose 76 žebrových prvků 74. Žebrové prvky 74 mohou být narovnány nebo deformovány ve směru v podstatě kolmém k jejich první ose 76, aby umožnily roztažení v plošném materiálu 52.

-10CZ 294612 B6

Na obr. 6 je uveden graf křivky 720 odporové síly v závislosti na protažení plošného materiál obecně podobného plošnému materiálu 52 znázorněnému na obr. 5, spolu s křivkou 710 materiálu základní fólie stejného složení. Konkrétně jsou vzorky tvořeny polymerovými plošnými materiály obsahujícími v podstatě lineární polyethylen o nízké hustotě, přibližně o tloušťce 0,0254 mm, označeným jako vzorek 1401, od firmy Clopay, Cincinnati, Ohio. Způsob vytváření křivek odporové síly v závislosti na protažení může být nalezen v oddíle Testovací způsoby, uvedeném v následující části tohoto popisu. Na křivce 720 odporové síly v závislosti na protažení tvarovaného plošného materiálu, je počáteční v podstatě lineární, fáze I nižší síly v závislosti na protažení, označená 720a, přechodová zóna označená 720b, která indikuje dosažení silového válu, a v podstatě lineární fáze II, označená 720c, která zobrazuje v podstatně chování vyšší síly v závislosti na protažení.

Jak znázorňuje obr. 6, tvarovaný plošný materiál projevuje rozdílné protahovací chování ve dvou fázích, při podrobení působícímu natahování ve směru rovnoběžném s podélnou osou plošného materiálu. Odporová síla vyvíjená tvarovaným plošným materiálem proti působícímu natahování je výrazně menší v oblasti fáze I 720a než v oblasti fáze II 724c křivky 720. Navíc odporová síla vyvíjená tvarovaným plošným materiálem proti působícímu natahování jak je vyznačena ve fázi I 720a křivky 720 je značně menší než odporová síla vyvíjená základním plošným materiálem jak je popsáno křivkou 710 v mezích protažení fáze I. Když je tvarovaný plošný materiál podroben dalšímu působícímu natahování a vstupuje do fáze II 720c, odporová síla vyvíjená tvarovaným plošným materiálem se zvyšuje a přibližuje se odporové síle vyvíjené základním plošným materiálem. Odporová síla proti působícímu natahování pro oblast fáze I 720a tvarovaného plošného materiálu je zajištěna deformací první oblasti tvarovaného plošného materiálu na molekulární úrovni a geometrickou deformací její druhé oblasti. To je v protikladu k odporové síle proti působícímu natahování, která je poskytována základním plošným materiálem a popsaná křivkou 710 na obr. 6, která je výsledkem deformace celého plošného materiálu na molekulární úrovni. Plošné materiály podle vynálezu mohou být navrženy aby poskytovaly prakticky jakoukoli odporovou sílu ve fázi I, která je menši než odporová síla základního plošného materiálu, upravením procenta povrchu plošného materiálu, který je obsažen v prvních a druhých oblastech. Chování síly v závislosti na protažení ve fázi I může být ovládáno upravením šířky, plochy průřezu, rozmístěním první oblasti a složením základního plošného materiálu.

Podle obr. 5B, když je plošný materiál 52 podroben působícímu osovému natahování D, označenému šipkami 80 na obr. 5, první oblast 64 s kratší povrchovou délkou LI, poskytuje většinu počáteční odporové síly PÍ proti působícímu natahování, jako výsledek deformace na molekulární úrovni, která odpovídá fázi I. Zatímco ve fázi I, žebrové prvky 74 v druhé oblasti 66 procházejí geometrickou deformací, či napřimování a nabízejí minimální odpor proti působícímu natahování. V přechodové zóně 720 mezi fázemi I a II, se žebrové prvky dostávají do roviny s působícím natahováním. To znamená, druhá oblast projevuje změnu z geometrické deformace na deformaci na molekulární úrovni. To je začátek silového válu. Ve fázi II, jak je znázorněno na obr. 5C, žebrové prvky 74 v druhé oblasti 66 se v podstatě vyrovnaly do roviny působícího natahování, tj. druhá oblast již dosáhla své meze geometrické deformace, a začínají odolávat dalšímu natahování deformací na molekulární úrovni. Druhá oblast 66 nyní přispívá, jako výsledek deformace na molekulární úrovni, druhou odporovou silou P2, proti dalšímu působícímu natahování. Odporové síly proti natahování popsané ve fázi II jak deformací první oblasti 64 na molekulární úrovni, tak deformací druhé oblasti 66 na molekulární úrovni poskytují celkovou odporovou sílu PT, která je větší než odporová síla popsaná ve fázi I, která je zajištěna deformací první oblasti 64 na molekulární úrovni a geometrickou deformací druhé oblasti 66. Podle toho, je strmost křivky síly v závislosti na protažení ve fázi II výrazně větší než strmost křivky ve fázi I.

- 11 CZ 294612 B6

Odporová síla PÍ je v podstatě větší než odporová síla P2, když je (Ll+D) menší než L2. Když je (Ll+D) menší než L2, první oblast poskytuje počáteční odporovou sílu Pl, obecně splňující rovnici:

(Al xEl xD)

Pl =-----------LI

Když je (Ll+D) větší než L2, první a druhé oblasti poskytují spojenou celkovou odporovou sílu PT proti působícímu natahování D, obecně splňující rovnici:

(AlxElxD) (A2 x E2 x | L1+D-L2I)

PT =---------+ —-----------LI L2

Maximální protažení nastávající ve fázi I je využitelné roztažení tvarovaného plošného materiálu. Využitelné roztažení odpovídá vzdálenosti, v rozsahu které druhá oblast prochází geometrickou deformací. Využitelné roztažení může být účinně stanoveno prohlídkou křivky 720 síly v závislosti na protažení, jak je znázorněno na obr. 6. Přibližný bod, ve kterém je ohyb v přechodové zóně mezi fází I a fází II, představuje bod procentního protažení odpovídajícího použitelnému roztažení. Rozsah použitelného roztažení se může měnit od přibližně 10 % do 100% či více, tento rozsah je často předmětem zájmu u jednorázových absorpčních výrobků a může být široce ovládán rozsahem, ve kterém povrchová délka L2 druhé oblasti přesahuje povrchovou délku LI první oblasti a složením podkladové fólie. Výraz využitelné roztažení není zamýšlen jako vyjádření meze protažení, kterému může být podroben plošný materiál podle vynálezu, protože existují aplikace, kde je protažení za využitelné roztažení žádoucí.

Křivky 730 a 735 na obr. 7 znázorňují elastické hysterezní chování projevované plošným materiálem podle vynálezu, který je obecně shodný s plošným materiálem, který byl použit ke vytvoření křivky 720 na obr. 6. Tvarovaný plošný materiál byl zkoušen na elastické hysterezní chování při 60 % protažení. Křivka 730 představuje odezvu na působící a uvolněné natahování během prvního cyklu a křivka 735 představuje odezvu na působící a uvolněné natahování během druhého cyklu. Na obr. 7 je znázorněno uvolnění síly během prvního cyklu 731 a procentní trvalá deformace 732. Všimněte si, že významné vratné protažení, či užitečná pružnost se, projevuje při poměrně nízkých silách během vícenásobných cyklů, tj., plošný materiál se může do značného stupně snadno roztahovat a stahovat. Způsob vytvoření elastického hysterezního chování může být nalezen v oddíle Testovací způsoby, uvedeném v následující části tohoto popisu.

Obr. 8 znázorňuje chování síly v závislosti na protažení jak pro základní plošný materiál, zobrazené křivkou 740, tak pro tvarovaný plošný materiál podle vynálezu, zobrazené křivkou 750, kde oba plošné materiály obsahují fólii z lineárního polyethylenu o nízké hustotě, přibližně 0,0254 mm tlustou, dostupnou od firmy Tredegar lne., Terre Haute. Indiana, pod označením P-8863/XB323. Tento typ základní fólie byl úspěšně komerčně využit jako pro tekutiny nepropustná rubová vrstva v jednorázových plenách. Na křivce 750, je počáteční v podstatě lineární fáze I protažení nižší silou, označená 750a, přechodová zóna označená 750b, a v podstatě lineární fáze II, označená jako 750c. Všimněte si zřetelného dvoufázového chování s nižší silou ve zformované struktuře zajištěného nejprve ve fázi I kombinací deformace první oblasti na molekulární úrovni a geometrické deformace druhé oblasti, a pak ve fázi II pomocí deformace jak první, tak druhé oblasti na molekulární úrovni, jak vyznačuje křivka 750 ve srovnání s deformaci základního plošného materiálu na molekulární úrovni, vyznačenou křivkou 740. Křivky 760 a 765 na obr. 9 znázorňují elastické hysterezní chování tvarovaného plošného materiálu stejného s materiálem, který byl použit k vytvoření křivky 750 na obr. 8, při zkoumání při 60 % protažení. Křivka 760 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během prvního cyklu a křivka 765 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během druhého cyklu. Na obr. 9 je

- 12 CZ 294612 B6 znázorněno uvolnění síly během prvního cyklu 761 a procento deformace 762. Všimněte si, že je zde velmi výrazné elastické zotavení projevované daným vzorkem v sledovaném rozpětí roztažení během mnohonásobných cyklů.

Obr. 10 znázorňuje chování síly v závislosti na protažení, jak pro základní plošný materiál, znázorněné křivkou 770, tak pro tvarovaný plošný materiál podle vynálezu, znázorněné křivkou 780, kde oba plošné materiály obsahují tenkou polymerovou fólii přibližně 0,0254 mm tlustou, obsahující převážně lineární polyethylen o střední hustotě plus lineární polyethylen o nízké hustotě dostupné od firmy Tredegar lne., Terre Haute, Indiana, pod označením X-8998. Na křivce 780 je počáteční, v podstatě lineární, fáze I závislosti nižší síly na protažení označená 780a, přechodová zóna označená 780b, a v podstatě lineární fáze II vyšší síly v závislosti na protaženi, označená jako 780c. Všimněte si zřetelného dvoufázového chování s nižší silou ve tvarovaném plošném materiálu zajištěného nejprve ve fázi I kombinací deformace na molekulární úrovni první oblasti a geometrické deformace druhé oblasti, a pak ve fázi II deformací na molekulární úrovni jak první, tak druhé oblasti, jak znázorňuje křivka 770. Křivky 790 a 795 na obr. 11 znázorňují elastické hysterezní chování tvarovaného plošného materiálu shodného s materiálem, který byl užit k vytvoření křivky 750 na obr. 10, při zkoumání za 60 % protažení. Křivka 790 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během prvního cyklu a křivka 795 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během druhého cyklu. Uvolnění síly plošného materiálu během prvního cyklu je znázorněno pomocí 791 a stupeň deformace plošného materiálu po prvém cyklu je znázorněn pomocí 792. V tomto případě byl plošný materiál protahován do bodu, kde materiál v první oblasti, který procházel deformací na molekulární úrovni, byl trvale deformován (tj., podroben plastické deformaci) natahováním. Dále je zřejmé, že 60 % protažení které způsobilo trvalou deformaci plošného materiálu v první oblasti bylo nedostatečné, aby dosáhlo mezní hodnoty geometrické deformace druhé oblasti, tj., silového válu. To znamená, že mezní hodnoty geometrické deformace druhé oblasti byly vyšší, než meze pružné deformace na molekulární úrovni první oblasti. Avšak, tato trvalá deformace první oblasti neeliminovala užitečné elastické chování plošného materiálu, ale spíše vedla v pouhému posunutí nenapjatého bodu elastického chování plošného materiálu. To je ilustrováno křivkou 795, která znázorňuje chování plošného materiálu v druhém cyklu, po trvalé deformaci. Užitečný rozsah elastického chování zůstane, i po vyšších úrovních trvalé deformace typu ilustrovaného příkladem na obr. 11. Bylo zjištěno, že toto užitečné elastické chování se bude zmenšovat při extrémně vysokých úrovních protažení plošného materiálu a následné vysoké trvalé deformaci materiálu v prvních oblastech plošného materiálu.

Obr. 12 znázorňuje chování síly v závislosti na protažení jak pro základní plošný materiál znázorněné křivkou 800, tak pro tvarovaný plošný materiál podle vynálezu znázorněné křivkou 810, kde oba plošné materiály obsahují pěnovou polyethylenovou vrstvu, o tloušťce přibližně 2,03 mm, jako je Volara 2a od firmy Voltek Corp., Lawrence. Massachusetts. Na křivce 810 je počáteční v podstatě lineární fáze I závislosti nižší síly na protažení označená 810a, přechodová zóna je označená 810b, a v podstatě lineární fáze II, označená jako 810c. Všimněte si zřetelného dvoufázového chování tvarovaného plošného materiálu s nižší silou zajištěného nejprve ve fázi I 810 kombinací deformace první oblasti na molekulární úrovni a geometrické deformace druhé oblasti, a pak ve fázi II 810c pomocí deformace jak první, tak druhé oblasti na molekulární úrovni, jak je znázorněno křivkou 810 ve srovnání s deformací základního plošného materiálu na molekulární úrovni, jak uvedeno v křivce 810. Vzorek základní pěny se poruší při protažení menším než přibližně 150 % a tvarovaný plošný materiál se poruší při méně než přibližně 120 % protažení. Křivky 820 a 825 na obr. 13 znázorňují elastické hysterezní chování tvarovaného plošného materiálu stejného jako materiál použitý k vytvoření křivky 810 na obr. 12, při zkoumání za 60 % protažení. Křivka 820 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během prvního cyklu a křivka 825 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během druhého cyklu. Uvolnění síly plošného materiálu během prvního cyklu 821 a stupeň trvalé deformace plošného materiálu po prvém cyklu 822, jsou uvedeny na obr. 13. Všimněte si, že tento vzorek

- 13 CZ 294612 B6 projevuje velmi významné elastické zotavení v tomto rozsahu sledovaného protažení, což je potvrzeno malou plastickou deformací 822.

Obr. 14 znázorňuje chování síly v závislosti na protažení, jak pro základní plošný materiál znázorněné křivkou 830, tak pro tvarovaný plošný materiál podle vynálezu znázorněné křivkou 840, kde oba plošné materiály obsahují laminát s vrstvou polyethylenové směsné fólie Clopay 1401, přilepené pomocí teplotavného lepidla dostupného od firmy Findley Adhesives, Wauwatosa, Wisconsin, vzorek 2301, k netkané vrstvě vyrobené v podstatě z polypropylenu dostupného od firmy Veratec, Walpole, Massachusetts, označeného jako typ P-l 1. Na křivce 840 je počáteční v podstatě lineární fáze I nižší síly v závislosti na protažení, označená 840a, přechodová zóna označená 840b, a v podstatě lineární fáze II, označená jako 840c. Pokud jde o plošný materiál tvořeny laminátem, všimněte si zřetelného dvoufázového chování tvarovaného plošného materiálu s nižší silou zajištěného nejprve ve fázi I 840a kombinací deformace první oblasti na molekulární úrovni a geometrické deformace druhé oblasti, a pak ve fázi II 840c deformací jak první, tak druhé oblasti na molekulární úrovni, znázorněnou křivkou 840 ve srovnání s deformací základního plošného materiálu na molekulární úrovni, znázorněnou křivkou 830. Křivky 850 a 855 na obr. 15 znázorňují elastické hysterezní chování tvarovaného plošného materiálu shodného s materiálem použitým k vytvoření křivky 840 na obr. 14, při zkoumání za 60 % protažení. Křivka 850 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během prvního cyklu a křivka 855 představuje reakci na působící a uvolněné natahování během druhého cyklu. Na obr. 15 je znázorněno uvolnění síly plošného materiálu během prvního cyklu 851 a procento trvalé deformace plošného materiálu po prvním cyklu 852. Všimněte si, že tento laminátový plošný materiál projevuje velmi významné elastické zotavení ve sledovaném rozsahu protažení při mnohonásobných cyklech.

Když je plošný materiál podroben působícímu natahování, plošný materiál projevuje elastické chování, když se roztahuje ve směru působícího natahování a vrací se do v podstatě nenapjatého stavu, jakmile je působící natahování odstraněno, ledaže je plošný materiál roztažen za mez průtažnosti. Plošný materiál může projít mnohonásobnými cykly působícího natahování bez ztráty své schopnosti v podstatě se navracet k původnímu stavu. Podle toho, má plošný materiál schopnost navracet se do svého v podstatě nenapjatého stavu, jakmile je působící natahování odstraněno.

Zatímco plošný materiál může být snadno a vratně roztahován ve směru působícího osového natahování, ve směru v podstatě kolmém k první ose žebrových prvků, plošný materiál se nesnadno roztahuje ve směru v podstatě rovnoběžném s první osou žebrových prvků. Tvarování žebrových prvků umožňuje geometrickou deformaci žebrových prvků ve směru v podstatě kolmém k první nebo hlavní ose žebrových prvků, zatímco vyžaduje v podstatě deformaci na molekulární úrovni pro roztažení ve směru v podstatě rovnoběžném s první osou žebrových prvků.

Velikost působící síly potřebné k roztažení plošného materiálu je závislé na složení a ploše průřezu plošného materiálu a šířce a rozmístění prvních oblastí, s užšími a dále od sebe rozmístěnými prvními oblastmi vyžadujícími menší působící tahové síly k dosažení požadovaného protažení pro dané složení a plochu průřezu. První osa, tj. délka prvních oblastí je přednostně větší než druhá osa, tj. šířka prvních oblastí s přednostním poměrem délky k šířce od přibližně 5:1 nebo větším.

Hloubka a četnost žebrových prvků mohou být též měněny, pro ovládání využitelného roztažení plošného materiálu podle vynálezu. Využitelné roztažení se zvyšuje, jestliže při dané četnosti žebrových prvků je zvýšena výška či stupeň tvarování žebrových prvků. Podobně se zvyšuje využitelné roztažení, jestliže je pro danou výšku nebo stupeň tvarování zvýšena četnost žebrových prvků.

-14 CZ 294612 B6

Zatímco konkrétní plošný materiál 52 na obr. 5 je příkladem elastického plošného materiálu podle vynálezu, tento vynález není omezen na geometrické tvarování znázorněné na plošném materiálu 52. Obr. 16 až 28 znázorňují několik alternativních provedení plošných materiálů podle vynálezu.

Existuje několik funkčních vlastností, které mohou být ovládány použitím vynálezu. Funkčními vlastnostmi jsou odporová síla vyvíjená plošným materiálem proti působícímu natahování a využitelné roztažení plošného materiálu před dosažením určitého silového válu. Odporová síla, která je vyvíjena plošným materiálem proti působícímu natahování je funkcí materiálu, např. složení, molekulární struktury a orientace atd., a průřezové plochy a procenta průmětu povrchové plochy plošného materiálu, které je zabráno první oblastí. Čím je větší procento pokrytí plošného materiálu první oblastí, tím vyšší je odporová síla, kterou bude plošný materiál vyvíjet proti působícímu natahování pro dané složení materiálu a průřezovou plochu. Procento pokrytí plošného materiálu první oblastí je určeno částečně, ne-li zcela šířkami prvních oblastí a odstupy mezi přilehlými prvními oblastmi.

Využitelné roztažení plošného materiálu je určeno povrchovou délkou druhé oblasti. To je dáno alespoň částečně odstupy žebrových prvků, četností žebrových prvků a tvarování žebrových prvků, měřeno kolmo k rovině plošného materiálu. Obecně, čím je větší povrchová délka druhé oblasti, tím je větší využitelné roztažení plošného materiálu.

Na obr. 16 je znázorněn tvarovaný plošný materiál 52a podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64a a druhé oblasti 66a. Plošný materiál 52a rovněž obsahuje přechodové oblasti 65a umístěné mezi prvními 64a a druhými 66a oblastmi. Plošný materiál 52a projevuje elastické chování v reakci na působící cyklické natahování ve směru podél osy označené 1. Druhé oblasti 66a obsahují zakřivené žebrové prvky 74a. První nebo hlavní osa 76a zakřivených žebrových prvků 74a je lineární aproximace zakřiveného žebrového prvku 74a. Hlavní osa 76a definuje tu část žebrového prvku 74a, která v podstatě odpovídá na působící natahování geometrickou deformací. Na obr. 17 je znázorněn stejný plošný materiál z obr. 16 v napjatém stavu. Napětí v plošném materiálu, jako výsledek působícího natahování, označeného šipkami 80a, způsobuje geometrickou deformaci žebrových prvků 74a ve směru kolmém k první ose 76a v důsledku narovnání žebrových prvků 74a.

Obr. 18 znázorňuje tvarovaný plošný materiál 52b podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64b a druhé oblasti 66b. Plošný materiál 52b rovněž obsahuje přechodové oblasti 65b umístěné mezi prvními oblastmi 64b a druhými oblastmi 66b. Plošný materiál 52b projevuje elastické chování v reakci na působící cyklické natahování ve směru podél osy označené 1. Druhé oblasti 66b obsahují složitě tvarované žebrové prvky 74b. První či hlavní osa 76b žebrových prvků 74b je lineární aproximací žebrových prvků 74b. První nebo hlavní osa 76b definuje tu část žebrového prvku 74b, která v podstatě odpovídá na působící natahování geometrickou deformací. Na obr. 19 je znázorněn stejný plošný materiál z obr. 18 v napjatém stavu. Napětí v plošném materiálu ukazuje geometrickou deformaci žebrových prvků 74b kolmo k hlavní ose 76b v důsledku narovnání žebrových prvků 74b jako výsledek působícího natahování, označeného šipkami 80b.

Obr. 20 znázorňuje další podobu tvarovaného plošného materiálu 52c podle vynálezu v nenapjatém stavu. Plošný materiál 52c obsahuje první oblasti 64c a druhé oblasti 66c. Plošný materiál 52c rovněž obsahuje přechodové oblasti 65c umístěné mezi prvními oblastmi 64c a druhými oblastmi 66c. Plošný materiál 52c projevuje elastické chování v reakci na působící cyklické natahování ve směru podél osy označené 1. Druhé oblasti 66c obsahují žebrové prvky 74c. První oblasti 64c a druhé oblasti 66c jsou křivočaré. První oblasti 64c budou procházet v podstatě deformací na molekulární úrovni, zatímco druhé oblasti 66c budou na počátku procházet v podstatě geometrickou deformací, když bude tvarovaný plošný materiál 52c podroben působícímu natahování, označenému šipkami 80c.

- 15 CZ 294612 B6

Obr. 21 znázorňuje další podobu tvarovaného plošného materiálu 52d podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64d a druhé oblasti 66d. Plošný materiál 52d rovněž obsahuje přechodové oblasti 65d umístěné mezi prvními oblastmi 64d a druhými oblastmi 66d. Druhé oblasti 66d obsahují křivočaré žebrové prvky 74d. Hlavní osa 766d křivočarých žebrových prvků 74d je lineární aproximace žebrových prvků 74d. Hlavní osa 76d definuje tu část žebrových prvků 74d, která v podstatě odpovídá na působící natahování geometrickou deformací. Plošný materiál 52d projevuje elastické chování v reakci na působící cyklické natahování ve směru podél osy označené 1. První oblasti 64d procházejí v podstatě deformací na molekulární úrovni a druhé oblasti 66d procházejí nejprve v podstatě geometrickou deformací, když je tvarovaný plošný materiál 52d podroben působícímu natahování, označenému šipkami 80d.

Obr. 22 znázorňuje plošný materiál 52e podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64e a druhé oblasti 66e. Plošný materiál 52e rovněž obsahuje přechodové oblasti 65e umístěné mezi prvními oblastmi 64e a druhými oblastmi 66e. Druhé oblasti 66e obsahuji žebrové prvky 74e. První oblasti 64e jsou nespojité podél délky plošného materiálu. Plošný materiál 52e bude projevovat elastické chování v reakci na působící cyklické natahování, označené šipkami 80e ve směru v podstatě rovnoběžném s osou 1.

Obr. 23 znázorňuje plošný materiál 52f podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64f a druhé oblasti 66f. Plošný materiál 52f rovněž obsahuje přechodové oblasti 65f umístěné mezi prvními oblastmi 64f a druhými oblastmi 66f. Druhé oblasti 66f obsahují žebrové prvky 74f. První oblasti 64f se rozkládají spojitě podél délky plošného materiálu, zatímco druhé oblasti 66f jsou nespojité anebo přerušené. Plošný materiál 52f bude projevovat elastické chování v reakci na působící cyklické natahování, označené šipkami 80f ve směru v podstatě rovnoběžném s osou 1.

Obr. 24 znázorňuje tvarovaný plošný materiál 52g podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64g a druhé oblasti 66g. Plošný materiál 52g rovněž obsahuje přechodové oblasti 65g umístěné mezi prvními oblastmi 64g a druhými oblastmi 66g. Druhé oblasti 66g obsahují žebrové prvky 74g. Tvarovaný plošný materiál 52g projevuje elastické chování podél množiny os 11, 12 a 13. Osy 11, 12 a 13 probíhají v radiálním, vějířovém uspořádání, aby umožnily projevit elastické chování tvarovaného plošného materiálu 52g podél množiny os. Ačkoliv byl plošný materiál 52g znázorněn s osami probíhajícími ve vějířovém uspořádání, tento vynález není žádným způsoben vázán na takové uspořádání.

Mnohonásobné osy mohou být umístěny v různých úhlech vůči sobě, jako například 45°, 90°, 135° atd. Navíc, k orientaci v různých úhlech, mohou být samotné oblasti přímé, zakřivené anebo jejich kombinace.

Obr. 25 znázorňuje tvarovaný plošný materiál 52h podle vynálezu v nenapjatém stavu, který obsahuje první oblasti 64h a druhé oblasti 66h. Plošný materiál 52h rovněž obsahuje přechodové oblasti 65h umístěné mezi prvními oblastmi 64h a druhými oblastmi 66h. Druhé oblasti 66h obsahují množinu žebrových prvků 74h. Na obr. 25A je znázorněn řez druhou oblastí 66h, podél čáry řezu 25A-25A znázorňující amplitudy x a x' žebrových prvků 74h. Povrchová délka zóny I v druhé oblasti 66h bude v podstatě menší než povrchová délka zóny II v druhé oblasti 66h alespoň částečně v důsledku rozdílu v amplitudách x a x' žebrových prvků 74h v příslušných zónách. Když bude plošný materiál podroben působícímu natahování označeném šipkami 80h ve směru v podstatě rovnoběžném s osou 1, plošný materiál bude mít rozdílné zóny použitelného roztažení odpovídajícího zónám I a II v druhých oblastech 66h. Konkrétně, využitelné roztažení plošného materiálu 52h, odpovídající zóně I, bude menší než využitelné roztažení plošného materiálu odpovídající zóně II. Avšak, ačkoliv jsou použitelná roztažení pro zóny I a II navzájem rozdílná, plošný materiál 52h se nesetká se silovým válem dokud nebude dosaženo použitelného roztažení pro obě zóny I a II.

-16CZ 294612 B6

Obr. 26 znázorňuje tvarovaný plošný materiál 52i podle vynálezu, který obsahuje první oblasti 64i a druhé oblasti 66i. Plošný materiál 52i rovněž obsahuje přechodové oblasti 65i umístěné mezi prvními oblastmi 64i a druhými oblastmi 66i. Druhé oblasti 66i obsahují žebrové prvky 74i. Na obr. 26A je znázorněn řez druhou oblastí 66i, podél čáry řezu 26A-26A znázorňující četnosti y a y' žebrových prvků 74i. V důsledku rozdílu povrchových délek v zónách I a II bude plošný materiál 52i na obr. 26 a 26A reagovat na působící a uvolněné natahování stejně jako plošný materiál 52h, uvedený na obr. 25 a 25A.

Ačkoliv plošné materiály na obr. 25 a 26 zobrazují variace žebrových prvků uvnitř druhé oblasti, mohly by být rovněž měněny žebrové prvky mezi přilehlými oblastmi. Variace žebrových prvků v přilehlých druhých oblastech zajišťují různá použitelná roztažení v přilehlých druhých oblastech. Tím, že má rozdílná použitelná roztažení v přilehlých druhých oblastech, bude plošný materiál projevovat mnohonásobné silové vály v reakci na působící natahování, když se bude každá oblast blížit mezi své geometrické deformace.

Obr. 27 znázorňuje další provedení tvarovaného plošného materiálu 52i podle vynálezu, který obsahuje první oblasti 64j a druhé oblasti 66j. Plošný materiál 52j rovněž obsahuje přechodové oblasti 65j umístěné mezi prvními oblastmi 64i a druhými oblastmi 66j. Šířky prvních oblastí 64 se liší napříč plošného materiálu ve směru v podstatě rovnoběžném s osou t. Druhé oblasti 66i obsahují množinu žebrových prvků 74j. Když je plošný materiál 52j podroben působícímu natahování označenému šipkami 80i ve směru v podstatě rovnoběžném s osou 1, užší oblasti 64 budou nabízet menší odporovou sílu proti působícímu natahování, ve srovnání s vyšší odporovou silou nabízenou širšími prvními oblastmi 64j.

Obr. 28 znázorňuje další provedení tvarovaného plošného materiálu 52k podle vynálezu, který obsahuje první oblasti 64k a druhé oblasti 66k. Plošný materiál 52k rovněž obsahuje přechodové oblasti 65k umístěné mezi prvními oblastmi 64k a druhými oblastmi 66k. Druhé oblasti 66k obsahují žebrové prvky 74k. Šířky druhých oblastí 66k se liší napříč plošného materiálu ve směru v podstatě rovnoběžném s osou t. Když jsou podrobeny působícímu natahování označenému šipkami 80k ve směru v podstatě rovnoběžném s osou 1, části plošného materiálu 52k, mající širší druhé oblasti 64k, budou poskytovat menší odporovou sílu proti působícímu natahování, ve srovnání s částí plošného materiálu 52k s užšími druhými oblastmi 66k. Odborníkovi v oboru by mělo být zřejmé, že znaky plošných materiálů znázorněných na obr. 27 a 28, mohou být kombinovány v jednom plošném materiálu k zajištění různých odporových sil proti působícím natahováním.

Na obr. 29 je znázorněno další provedení tvarovaného plošného materiálu 521 podle vynálezu, který obsahuje první oblasti 641 a druhé oblasti 661. Plošný materiál 521 rovněž obsahuje přechodové oblasti 651 umístěné mezi prvními oblastmi 641 a druhými oblastmi 661. Druhé oblasti 661 obsahují žebrové prvky 741. Druhé oblasti 661 se rozkládají ve směru v podstatě rovnoběžném s osou Ί. Hlavní osa 761 žebrových prvků 741 probíhá v nepatrném úhlu k ose 1, ale je stále ještě v podstatě kolmá k ose 1. Když je plošný materiál 521 podroben působícímu natahování označenému šipkami 801 ve směru v podstatě rovnoběžném s osou 1, žebrové prvky 741 se budou geometricky deformovat alespoň částečné otáčením v reakci na působící natahování. Otáčení žebrových prvků 741 může způsobit, že se prvky 741 vyrovnají do osy v podstatě rovnoběžné s osou 1.

Ačkoliv může celý plošný materiál podle vynálezu obsahovat deformovatelnou síť prvních a druhých oblastí, vynález může být rovněž uskutečněn opatřením pouze specifických částí plošného materiálu deformovatelnou sítí, složenou z prvních a druhých oblastí. Na obr. 30 je znázorněno přednostní provedení rubové vrstvy 200 jednorázové pleny podle vynálezu, v níž rubová vrstva 200 obsahuje diskrétní, deformovatelné sítě 210, umístěné v pasové oblasti a bočních dílech rubové vrstvy jednorázové pleny. Odborníkovi v oboru bude zřejmé, že část rubové vrstvy na

- 17CZ 294612 B6 jednorázovém absorpčním výrobku může obsahovat deformovatelnou síť nebo sítě, obsahující první a druhé oblasti, k zajištění rubové vrstvy projevující elastické chování podél osy, když je podrobena působícímu cyklickému natahování.

Na obr. 31 je znázorněno provedení rubové vrstvy 220 hygienické vložky. Rubová vrstva 220 obsahuje množinu prvních oblastí 222 a druhých oblastí 224, protahujících se každá v několika různých směrech. Podle toho, rubová vrstva 220 může projevovat elastické chování v několika směrech vzhledem k působícím natahováním podél množiny os.

Ačkoliv byl plošný materiál s deformovatelnou sítí podle vynálezu popsán jako rubová vrstva nebo její část v nějakém absorpčním výrobku, v některých provedeních může být nezbytné opatřit touto deformovatelnou sítí lícovou vrstvu a absorpční jádro. Například v provedení zobrazeném na obr. 30 je nezbytné opatřit lícovou vrstvu deformovatelnou sítí v oblastech přilehlých oblastem 210 rubové vrstvy, pro umožnění roztahování oblasti 210 rubové vrstvy bez omezení přilehlými částmi lícové vrstvy.

Způsob výroby

Na obr. 32 je znázorněno zařízení 400 používané pro tvarování plošného materiálu 52, zobrazeného na obr. 5. Zařízení 400 obsahuje desky 401 a 402. Desky 401 a 402 obsahují množinu do sebe zapadajících zubů 403, 404. Desky 401 a 402 jsou k sobě přitlačovány a tvarují základní fólii 406.

Na obr. 33, je znázorněno, že desky 401 a 402 mají každá podélnou osu 1 a příčnou osu t, která je v podstatě kolmá k podélné ose 1. Deska 401 obsahuje oblasti 407 se zuby a oblasti 408 se žlábky, které obě probíhají v podstatě rovnoběžně s podélnou osou desky 401. Uvnitř oblastí 407 se zuby na desce 401 je množina zubů 403. Deska 402 obsahuje zuby 404. které zapadají mezi zuby 403 desky 401. Když je základní fólie 406 tvarována mezi deskami 401 a 402, části základní fólie 406, umístěné uvnitř drážkových oblastí 408 desky 401 a zuby 404 na desce 402 zůstávají nedeformované.

Tyto oblasti odpovídají prvním oblastem 64 plošného materiálu 52 znázorněného na obr. 5. Části základní fólie 406, umístěné mezi oblastmi 407 se zuby desky 401 a zuby 404 desky 402, jsou přírůstkově a plasticky tvarovány a vytvářejí žebrové prvky 74 v druhých oblastech 66 plošného materiálu 52.

Způsob tvarování může být uskutečněn ve statickém režimu, kde jev jednom okamžiku tvarována jedna samostatná část základní fólie. Příklad takového způsobu je znázorněn na obr. 34. Statický lis obecně označený 415 obsahuje osově pohyblivou desku nebo díl 420 a stacionární desku 422. Desky 401 a 402 jsou připevněny k dílům 420 a 422. Když jsou desky 401 a 402 odděleny, je mezi ně zavedena základní fólie 406. Desky 401 a 402 jsou stlačeny k sobě tlakem označeným obecně jako P. Horní deska 401 je pak osově zvednuta od desky 402 a umožňuje vyjmutí tvarovaného plošnému materiálu z prostoru mezi deskami 401 a 402.

Obr. 35 je příkladem spojitého, dynamického lisu pro přerušovaný dotyk s pohybujícím se plošným materiálem a tvarování základního materiálu 406 do tvarovaného plošného materiálu podle vynálezu. Polymerová fólie 406 je podávána mezi desky 401 a 402 ve směru obecně vyznačeném šipkou 430. Deska 401 je upevněna k páru otočně uložených ramen 432 a 434, která se pohybují ve směru hodinových ručiček, což pohybuje deskou 401 ve směru hodinových ručiček. Deska 402 je připojena k páru otočných ramen 436 a 438, která se pohybují ve směru proti hodinovým ručičkám, což pohybuje deskou 402 ve směru proti hodinovým ručičkám. Tudíž, když se plošný materiál 406 pohybuje mezi deskami 401 a 402 ve směru vyznačeném šipkou 430, je část základní fólie mezi deskami tvarována a pak uvolněna tak, aby desky 401 a 402 mohly přijít do styku a tvarovat další část základní fólie 406. Tento způsob má výhody v tom, že umožňuje

-18 CZ 294612 B6 tvarovat ve spojitém postupu jakýkoli vzor jakékoliv složitosti, např., jednosměrné, dvousměmé a vícesměrné vzory.

Dynamický lis z obr. 35 by mohl být použit na dokončený absorpční výrobek k tvarování deformovatelné sítě do konečného výrobku. Například by mohl být celý dokončený absorpční výrobek umístěn mezi desky 401 a 402 pro vytvoření deformovatelné sítě do všech vrstev daného absorpčního výrobku.

Další způsob tvarování základního materiálu do plošného materiálu podle vynálezu je vakuové tvarování. Příklad způsobu vakuového tvarování je popsán v patentu US 4 342 314, uděleném Radelovi a spol, dne 3. srpna 1982. Alternativně může být tvarovaný plošný materiál podle vynálezu tvarován hydraulicky v souladu se společně postoupeným patentem US 4 609 518, uděleným Currovi a spol, dne 2. září 1986. Každý z výše uvedených patentů je zde začleněn odkazem.

Na obr. 36 je znázorněno další zařízení jako celek označené 500 pro tvarování základní fólie do tvarovaného plošného materiálu podle vynálezu. Zařízení 500 obsahuje pár válců 502 a 504. Válec 502 obsahuje množinu ozubených oblastí 506 a množinu žlábkových oblastí 508, které se rozkládají v podstatě rovnoběžně s podélnou osou procházející středem válce 502. Ozubené oblasti 506 obsahují množinu zubů 507. Válec 504 obsahuje množinu zubů 510, které do sebe zapadají se zuby 506 na válci 502. Když prochází základní fólie mezi do sebe zapadajícími válci 502 a 504, žlábkové oblasti 508 nechávají část fólie netvarovanou a vytvářejí tak první oblasti plošného materiálu podle vynálezu. Části fólie procházející mezi ozubenými oblastmi 506 a zuby 510 budou tvarovány pomocí zubů 507 a 510 a budou vytvářet žebrové prvky v druhých oblastech plošného materiálu.

Alternativně může válec 504 obsahovat měkkou pryž. Při průchodu fólie mezi ozubeným válcem 502 a pryžovým válcem 504 je fólie mechanicky tvarována do vzoru zajištěného ozubeným válcem 502. Fólie uvnitř žlábkových oblastí 508 zůstane netvarovaná, zatímco fólie uvnitř ozubených oblastí 506 bude tvarovaná za tvorby žebrových prvků druhých oblastí.

Na obr. 37 je znázorněno alternativní zařízení, jako celek označené 550, pro tvarování základní fólie do tvarovaného plošného materiálu v souladu s tímto vynálezem. Zařízení 550 obsahuje pár válců 552 a 554. Každý z válců 552 a 554 obsahuje množinu ozubených oblastí 556 a žlábkových oblastí 558 rozkládajících se po obvodu válců 552 a 554. Při průchodu základní fólie mezi válci 552 a 554, žlábkové oblasti 558 nechávají části fólie netvarované, zatímco části fólie procházející mezi ozubenými oblastmi 556 budou tvarovány za tvorby žebrových prvků v druhých oblastech.

Plošné materiály podle vynálezu mohou obsahovat polyolefíny jako polyethyleny, včetně lineárního polyethylenu s nízkou hustotou (LLDPE), polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE), polyethylenu s velmi nízkou hustotou (CJLDPE), polyethylenu s vysokou hustotou (HDPE), či polypropylenu a jejich směsi s výše uvedenými a jinými materiály. Příklady vhodných polymerových materiálů, které mohou být též užity zahrnují, ale nejsou omezeny na polyester, polyuretany, kompostovatelné nebo biodegradovatelné polymery, teplem smrštitelné polymery, termoplastické elastomery, na metalocenovém katalyzátoru založené polymery (např., INSITE® dostupný od Dow Chemical Company a Exxact® dostupný od Exxonu) a prodyšné polymery. Plošný materiál může rovněž obsahovat syntetickou tkanou, syntetickou pletenou, netkanou, děrovanou fólii, makroskopicky expandovanou trojrozměrnou fólii, absorpční nebo vláknitý absorpční materiál, plněné směsi a/nebo jejich kombinaci. Netkané materiály mohou být vyrobeny, ale nejsou omezeny, na kterýkoliv z následujících způsobů: prošíváním, propojováním v podobě rouna, foukáním taveniny, mykáním a/nebo spojováním vzduchem nebo v kalandru, přičemž přednostní je provedení prošíváním s volně spojovanými vlákny.

- 19CZ 294612 B6

Ačkoliv byl tento vynález popsán, jako poskytující plošný materiál z jediné vrstvy základní fólie, tento vynález může být použit stejně dobře pro jiné materiály. Ačkoliv může být tekutinami nepropustná fólie projevující elastické chování ve směru působícího natahování vhodná k užití jako rubová vrstva na jednorázovou plenu nebo hygienickou vložku, tento plošný materiál nebude dobře fungovat jako lícová vrstva absorpčního výrobku. Příklady jiných základních materiálů, z nichž může být vyráběn plošný materiál podle vynálezu a fungovat efektivně jako pro tekutiny propustná lícová vrstva na absorpčním výrobku, zahrnují dvourozměrné děrované fólie a makroskopicky expandované, trojrozměrné děrované tvarované fólie. Příklady makroskopicky expandovaných, trojrozměrných děrovaných fólií, jsou popsány v patentu US 3 929 135, uděleném Thomsonovi dne 30. prosince 1975, v patentu US 4 324 246, uděleném Mullanemu a spol, dne 14. dubna 1982, v patentu US 4 342 314, uděleném Radelovi a spol, dne 3. srpna 1982, v patentu US 4 463 045, uděleném Ahrovi a spol, dne 31. července 1984 a v patentu US 5 006 394, vydaném Bairdovi a spol, dne 9. dubna 1991. Každý z těchto patentů je zde začleněn odkazem.

Plošné materiály podle vynálezu mohou obsahovat lamináty z výše uvedených materiálů. Lamináty mohou být kombinovány pomocí jakéhokoli množství spojovacích způsobů známých odborníkovi v oboru. Tyto spojovací způsoby zahrnují, ale nejsou omezeny na, tepelné spojování, spojování lepením (užitím jakéhokoli počtu lepidel zahrnujících, ale ne omezených na stříkací lepidla, teplotavná lepidla, lepidla založená na latexu a podobně), sonické spojování a extruzní laminování při kterém je polymerová fólie lita přímo na podklad a zatímco je stále ještě v částečně roztaveném stavu, spojí se s jednou stranou podkladu, nebo nanesením z taveniny foukaných vláken netkaného materiálu přímo na podklad.

Následují dva příklady specifického provedení podle vynálezu:

Příklad I

Dvě tuhé desky podobné deskám na obr. 32 a 33 vyrobené litím hliníkem plněného epoxidového materiálu do opracované kovové formy. Vnější rozměry desky jsou 127 mm x 304,8 mm x 19,05 mm. Na jedné ploše každé desky jsou řady zubů, které mají v podstatě trojúhelníkový průřez a měří 1,524 mm při své základně a zužují se do vrcholku s poloměrem na vršku 0,203 mm. Středové osy zubů jsou rozmístěny rovnoměrně v přírůstcích po 1,524 mm. Desky jdou opatřeny otvory procházejícími jejich tloušťkou a do nich zapadajícími odpovídajícími čepy k zajištění souhlasného vyrovnání desek, když na sebe dosedají. Na ozubené straně jedné desky je vyříznuta řada žlábků, které jsou navzájem rovnoběžné a kolmé k pravidelně rozmístěným zubům. Tyto žlábky měří 1,651 mm na šířku a jsou spojité po celé délce desky a jsou rozmístěny se středy ve vzdálenosti 12,7 mm. Tyto žlábky odpovídají nedeformovaným oblastem deformovaného polymerového plošného materiálu.

Jednoduchá tloušťka 0,0254 mm polymerové fólie, v podstatě obsahující lineární polyethylen s nízkou hustotou, která byla vyrobena způsobem lití taveniny, je umístěna mezi dvě desky, jedna se žlábky, druhá jen s jedním zubem. Desky s mezi nimi vloženou fólií jsou umístěny do hydraulického lisu s tlačnými deskami většími než jsou desky, a to k zajištění rovnoměrného rozložení tlaku na desky. Na okrajích desek jsou rozpěrky, které mohou mít proměnnou tloušťku, k zajištění velikosti proniknutí nebo zapadnutí zubů. Desky jsou stlačeny mezi tlačnými deskami lisu silou alespoň 18160 N, což způsobí vytvarování oblastí fólie mezi odpovídajícími zuby desek. Fólie je ponechána netvarovaná v oblastech odpovídajících žlábkům vyříznutým v jedné z desek. Tlak je z desek uvolněn a tvarovaný plošný materiál vyjmut.

-20CZ 294612 B6

Příklad II

Desky popsané v Příkladu I jsou použity jak je popsáno výše. Materiál k deformaci je vyroben z jedné vrstvy mykaného, kalandrem spojeného polypropylenového netkaného materiálu, který je laminován s použitím stříkaného lepidla jako je 3M Super 77 Spray Adhesive, přičemž by mohl být rovněž použit jakýkoli počet teplotavných nebo samolepicích lepidel, na litou polyethylenovou fólii o tloušťce 0,0254 mm. Netkaný materiál se velmi snadno tvaruje v příčném směru. Laminát je umístěn mezi dvě tvarovací desky tak, že příčný směr netkaného materiálu je rovnoběžný se žlábky vyříznutými v desce se vzorem. Výsledný materiál má zlepšený vzhled v důsledku toho, že chybí nakrčení při uvolnění působícího napětí, jako to, které je vidět na materiálu z příkladu I.

Testovací způsoby

Povrchová délka

Měření povrchové délky oblastí tvarovaného materiálu mají být určována výběrem a přípravou reprezentativních vzorků každé charakteristické oblasti a analýzou těchto vzorků pomocí způsobů analýzy mikroskopického zobrazení.

Vzorky mají být zvoleny tak, aby byly reprezentativní pro geometrii povrchu každé oblasti. Obecně by měly být vynechány přechodové oblasti, protože normálně obsahují rysy jak prvních, tak druhých oblastí. Vzorky pro měření jsou odříznuty a odděleny ze zkoumané oblastí. Měřený okraj má být odříznut rovnoběžně s určenou osou protažení. Obvykle je tato osa rovnoběžná se tvarovanou primární osou buď první, nebo druhé oblasti. Nenapjatý vzorek o délce 12,7 mm má být opatřen kontrolními značkami kolmo k měřenému okraji, zatímco je připojen k plošnému materiálu, a pak přesně odříznut a odejmut z plošného materiálu.

Měřené vzorky jsou pak upevněny na dlouhý okraj mikroskopického podložního sklíčka. Měřený okraj má nepatrně vystupovat, přibližně 1 mm, směrem ven od okraje podložního sklíčka. Na čelní okraj sklíčka je nanesena tenká vrstva samolepicího lepidla k zajištění vhodného prostředku pro upevnění vzorku. Bylo zjištěno, že u vysoce tvarované oblasti vzorku je žádoucí vzorek současně jemně protáhnout v jeho osovém směru bez použití významnější síly pro usnadnění dotyku a připevnění vzorku k okraji podložního sklíčka. To umožňuje zlepšené určení okraje během analýzy zobrazení a zabraňuje možnému zmačkání okrajových částí, které vyžadují dodatečnou interpretační analýzu.

Zobrazení každého vzorku mají být získána jako pohledy na měřený okraj, snímané podpůrným sklíčkem s okrajem nahoru použitím vhodných mikroskopických měřicích prostředků dostatečné kvality a zvětšení. Obr. 38 znázorňuje typický pohled na část druhé oblasti vzorku 900, majícího první boční okraj 901 a druhý boční okraj 902 použité ke stanovení povrchová délky. Údaje zde prezentované byly získány s použitím následujícího vybavení: videojednotka Keynce VH-6100 s dvacetinásobným zvětšením, se snímky videozobrazení zhotovenými jednotkou Sony Video printer Mavigraph. Videosnímky videa byly skenovány skenerem Hewlett Packard ScanJet IIP. Analýza zobrazení byla prováděna na počítači Macintosh IICí, používajícím software NIH MAC Image, verze 1,45.

S použitím tohoto vybavení se z počátku pořídí kalibrační zobrazení stupnicové mřížky o délce 12,7 mm se značkami po přírůstcích 0,127 mm pro použití pro kalibrační nastavení programu počítačové analýzy zobrazení. Ze všech vzorků, které mají být měřeny se pořídí videozobrazení, která jsou pak vytisknuta. Dále jsou všechna vytištěná videozobrazení skenována při 100 dpi (256ti úrovňové měřítko šedi) do vhodného video souboru formátu Mac. Nakonec je každý video soubor, včetně kalibračního, analyzován použitím počítačového programu Mac Image 1,45. Všechny vzorky jsou měřeny vybraným volným délkovým měřidlem. Vzorky jsou měřeny na

-21 CZ 294612 B6 obou bočních okrajích a délky zaznamenány. Jednoduché fóliové vzorky, tenké a stálé tloušťky, vyžadují měření okraje jen na jedné straně. Laminátové vzorky a vzorky tlustých pěn jsou měřeny na obou bočních okrajích. Měření délky sledováním mají být prováděna podél celé měřené délky odříznutého vzorku.

V případech vysoce zdeformovaných vzorků, mohou být pro pokrytí celého odříznutého vzorku vyžadována mnohonásobná, částečně se překrývající zobrazení. V těchto případech se vyberou charakteristické znaky společné překrývajícím se zobrazením a použijí jako značkovače k umožnění čtení délek zobrazení, které spolu sousedí, ale nepřekrývají se.

Konečné určení povrchové délky pro každou oblast je získáno z průměru délek pěti oddělených měřených vzorků o rozměru 1,27 mm každé oblasti. Povrchová délka každého měřeného vzorku má být průměrem povrchových délek obou bočních okrajů.

Ačkoliv je výše popsaný způsob testu užitečný pro mnoho plošných materiálů podle vynálezu, bylo zjištěno, že způsob testu bude muset být možná upraven pro jeho přizpůsobení složitějším plošným materiálům v rozsahu tohoto vynálezu.

Poissonův efekt příčné kontrakce

Poissonův efekt příčné kontrakce se měří na zařízení Instron, model 1122, dostupném od firmy Instron Corporation z Cantonu. Massachusetts, které je propojeno s počítačem Gateway 2000 486/33Hz dostupným od firmy Gateway 2000 z N. Sioux City. Jižní Dakota, používající software TestWorks™, dostupné od firmy Sintech, lne, z Research Triangle Park. Severní Carolina. Všechny podstatné parametry potřebné pro testování jsou pro každý test vstupem do software TestWorks™. Sběr údajů je prováděn kombinací manuálního měření šířek a měření protažení prováděných v rámci TestWorks™.

Vzorky užité pro tento test jsou 2,54 cm široké a 10,15 cm dlouhé, s dlouhou osou řezaného vzorku rovnoběžnou se směrem první oblasti vzorku. Vzorek by měl být uříznut ostrým nožem nebo vhodně ostrým řezacím zařízením konstruovaným pro řezání vzorku o přesné šířce 2,54 cm. Je důležité, aby reprezentativní vzorek byl uříznut tak, aby reprezentoval symetrii celkového vzoru deformované oblasti. V některých případech, v důsledku variací buď velikostí deformované části, nebo vzájemných geometrií prvních oblastí a druhých oblastí, bude nutné uříznout buď větší, nebo menší vzorky, než se zde doporučuje. V tom případě je velmi důležité zaznamenat spolu se všemi hlášenými údaji velikost daného vzorku, z jaké plochy deformované oblasti byl odebrán a přednostně přiložit schéma reprezentativní oblasti užité pro vzorek. Jestliže je to možné, má být dodržen poměr stran 2:1 pro současnou roztaženou tahovou část (11 : wl). Testuje se pět vzorků.

Upínadla Instronu jsou vzduchem ovládaná upínadla, navržená ke koncentraci celé upínací síly podél jediné linie kolmé ke směru testovaného protažení, s jedním plochým povrchem a protilehlou stranou, ze které vystupuje polooblá příčka. Mezi vzorkem a upínadly by nemělo být umožněno žádné klouzání. Vzdálenost mezi liniemi upínací síly by měla být 5,08 cm, měřeno ocelovým měřítkem drženým vedle upínadel. Tato vzdálenost bude dále nazývána měřená délka. Vzorek je upevněn v upínadlech se svou dlouhou osou kolmo ke směru působícího natahování. Plocha reprezentativní pro celkovou geometrii vzoru by měla být symetricky vystředěna mezi upínadly. Rychlost křížové hlavy je nastavena na 25,4 cm/min. Křížová hlava se pohybuje do předepsaného napětí, přičemž měření jsou prováděna jak při 20 %, tak při 60 % protažení. Šířka vzorku v jeho nejužším bodě w2 je měřena na nejbližších 0,508 mm s použitím ocelového měřítka. Protažení ve směru působícího natahování se zaznamenává na nejbližších 0,508 mm do software TestWorks™. Poissonův efekt příčné kontrakce (PLCE) se vypočítá s použitím následujícího vzorce:

-22CZ 294612 B6 (w2-wl) wl PLCE =-----(12-11) 11 kde: w2 = šířka vzorku při působícím podélném natahování, wl = původní šířka vzorku, = délka vzorku při působícím podélném natahování, a = původní délka vzorku (měřená délka).

Měření jsou prováděna při 20 a 60 % protažení s použitím pěti různých vzorků pro každé dané protažení. PLCE v daném procentním protažení je průměrem pěti měření.

Ačkoliv je výše popsaný způsob testu užitečný pro mnoho z plošných materiálů podle vynálezu, bylo zjištěno, že způsob testu bude možná muset být upraven pro přizpůsobení složitějším plošným materiálům v rámci tohoto vynálezu.

Test hystereze

Test hystereze se používá k měření procentní trvalé deformace a procentního uvolnění síly nějakého materiálu. Testy jsou prováděny na zařízení Instron, model 1122, dostupném od firmy Instron Corporation z Cantonu, Massachusetts, které je propojeno s počítačem Gateway 2000 486/33Hz od Gateway 2000 z N. Sioux City, Jižní Dakota 57049, používající software TestWorks™ od Sintech, lne. z Research Triangle Park, Severní Carolina 27709. Všechny podstatné parametry potřebné pro testování jsou pro každý test vstupem do software TestWorks™, tj., rychlost křížové hlavy, bod maximálního procentního prodloužení a časy držení. Rovněž sběr všech údajů, jejich analýza a přenesení do grafu je prováděno použitím software TestWorks™.

Vzorky užité k tomuto testu jsou 2,54 cm široké a 10,15 cm dlouhé, s dlouhou osou uříznutého vzorku rovnoběžnou se směrem maximální roztažitelnosti vzorku. Vzorek by měl být uříznut ostrým exacto nožem nebo nějakým vhodně ostrým řezacím zařízením, navrženým k uříznutí vzorku přesné šíře 2,54 cm, a jestliže existuje více než jeden směr protahování materiálu, vzorky by měly být odebírány rovnoběžně s reprezentačním směrem protahování. Vzorek by měl být vyříznut tak, aby reprezentoval symetrii celkového vzoru deformované oblasti. V některých případech, v důsledku variací buď velikostí deformované části, či vzájemných geometrií prvních a druhých oblastí, bude nutné uříznout větší nebo menší vzorky, než se zde doporučuje. V tom případě je velmi důležité zaznamenat spolu se všemi hlášenými údaji i velikost daného vzorku, z jaké plochy deformované oblasti byl odebrán a přednostně přiložit schéma reprezentativní plochy užité pro vzorek. Pro každý materiál jsou měřeny tři samostatné testy při 20, 60 a 100 % napětí. Při každém procentním prodloužení jsou testovány tři vzorky daného materiálu.

Upínadla Instronu jsou vzduchem aktivovaná upínadla, navržená ke koncentraci celé upínací síly podél jediné linie kolmé ke směru testovaného zatížení, s jedním plochým povrchem a protilehlou stranou, ze které vystupuje polooblá příčka pro minimalizaci klouzání vzorku. Vzdálenost mezi liniemi upínací síly by měla být 5,08 cm měřeno ocelovým měřítkem drženým vedle upínadel. Tato vzdálenost bude dále nazývána měřená délka. Vzorek je upevněn v upínadlech se svou dlouhou osou kolmo ke směru působícího procentního protažení. Rychlost křížové hlavy je stanovena na 25,4 cm/min. Křížová hlava se pohybuje do předepsaného maximálního procenta protažení a udržuje vzorek v této procentní elongaci po dobu 30 vteřin. Po třiceti vteřinách se

-23 CZ 294612 B6 křížová hlava navrací do své původní polohy, tj. bez protažení, a zůstává v ní po 60 vteřin. Pak se křížová hlava navrací do stejného maximálního procenta protažení jaké bylo použito v prvním cyklu, zůstává v něm po třicet vteřin a pak se opět navrací k nule.

Je vytvořen graf dvou cyklů. Reprezentativní graf je znázorněn na obr. 7. Procentní uvolnění síly je stanoveno následujícím výpočtem z dat síly z prvního cyklu:

síla při max. % prodl.-síla po prodlevě 30 s x 100 ---------------------------------------------------= % uvolnění síly síla při max. % prodl. (cyklus 1)

Procentní trvalá deformace je procentní prodloužení vzorku z druhého cyklu, kde daný vzorek začíná odolávat protažení. Procentní trvalá deformace a procentní uvolnění síly jsou znázorněny graficky rovněž na obr. 7, 9, 11, 13 a 15. Pro každou testovanou hodnotu maximálního procenta protažení jsou uváděny průměrné hodnoty procentního uvolnění síly a procentní trvalé deformace ze tří vzorků.

Ačkoliv je výše popsaný způsob testu užitečný pro mnoho plošných materiálů podle vynálezu, bylo zjištěno, že způsob testu možná bude muset být upraven k přizpůsobení se složitějším plošným materiálům v rámci tohoto vynálezu.

Tahový test

Tahový test se používá pro měření průběhu síly v závislosti na procentním protažení a procentního využitelného roztažení materiálu. Testy jsou prováděny na zařízení Instron, model 1122, dostupném od firmy Instron Corporation z Cantonu, Massachusetts, který je propojen s počítačem Gateway 2000 486/33Hz dostupném od Gateway 2000 z N. Sioux City, Jižní Dakota, používající software TestWorks™ dostupné od Sintech, lne. z Research Triangle Park, Severní Carolina. Všechny podstatné parametry potřebné pro testování jsou pro každý test vstupem do software TestWorks™. Rovněž sběr všech údajů, jejich analýza a přenesení do grafu je prováděno použitím software TestWorks™.

Vzorky užité k tomuto testu jsou 2,54 cm široké a 10,15 cm dlouhé, s dlouhou osou uříznutého vzorku rovnoběžnou se směrem maximální roztažitelnosti vzorku. Vzorek by měl být uříznut ostrým exacto nožem nebo nějakým vhodně ostrým řezacím zařízením, konstruovaným pro řezání vzorku přesné šíře 2,54 cm. Jestliže existuje více než jeden směr protažitelnosti materiálu, vzorky by měly být odebírány rovnoběžně s reprezentačním směrem protahování. Vzorek by měl být vyříznut tak, aby reprezentoval symetrii celkového vzoru deformované oblasti. V některých případech, v důsledku variací buď velikostí deformované části, nebo vzájemných geometrií prvních a druhých oblastí, bude nutné uříznout buď větší, nebo menší vzorky, než se zde doporučuje. V tom případě je velmi důležité zaznamenat spolu se všemi hlášenými údaji velikost daného vzorku, z jaké plochy deformované oblasti byl odebrán a přednostně přiložit schéma reprezentativní plochy užité pro vzorek. Jsou testovány tři vzorky daného materiálu.

Upínadla Instronu jsou vzduchem aktivovaná upínadla, navržená ke koncentraci celé upínací síly podél jediné linie kolmé ke směru testovaného zatížení, s jedním plochým povrchem a protilehlou stranou, ze které vystupuje polooblá příčka pro minimalizaci klouzání vzorku. Vzdálenost mezi liniemi upínací síly by měla být 5,08 cm, měřeno ocelovým měřítkem drženým vedle upínadel. Tato vzdálenost bude nazývána dále měřená délka. Vzorek je upevněn v upínadlech se svou dlouhou osou kolmo ke směru působícího procentního protažení. Rychlost křížové hlavy je stanovena na 25,4 cm/min. Křížová hlava protahuje vzorek dokud nepraskne, v tomto bodě se křížová hlava zastaví a navrací do své původní pozice, tj. bez protažení.

-24CZ 294612 B6

Tahové grafy jsou znázorněny na obr. 6, 8, 10, 12 a 14. Procento použitelného roztažení je představováno bodem obratu, na křivce síly v závislosti na prodloužení, za tímto bodem nastává rychlé zvýšení velikostí síly potřebné k dalšímu protažení daného vzorku. Tento bod je graficky znázorněn na obr. 6, 8, 10, 12 a 14. Zaznamenává se průměr procentního použitelného roztažení za tři vzorky.

Ačkoliv je výše popsaný způsob testu užitečný pro mnoho plošných materiálů podle vynálezu, bylo zjištěno, že způsob testu možná bude muset být upraven k přizpůsobení se složitějším plošným materiálům v rámci tohoto vynálezu.

Zatímco byla znázorněna a popsána uvedená provedení vynálezu, odborníkovi v oboru je zřejmé, že je možno provést různé další změny a úpravy, aniž by se vybočilo ze základní myšlenky a z rozsahu vynálezu. Připojenými patentovými nároky je tudíž zamýšleno pokrýt všechny takové změny a modifikace, které patří do rámce tohoto vynálezu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (11)

1. Zebrovitý plošný materiál (52) z polymerních vláken, projevující elastické chování alespoň podél jedné své osy (68), obsahující alespoň jednu první oblast (64) a jednu druhou oblast (66), které mají stejné složení materiálu a mají každá svou nenapjatou délku, vyznačující se t í m, že zatímco první oblast (64) při natahování ve směru rovnoběžném s osou (68) prochází vratnou deformací na molekulární úrovni, tak druhá oblast (66) při stejném natahování prochází nejprve vratnou viditelnou tvarovou deformací, přičemž první oblast (64) a druhá oblast (66) jsou vratné do své nenapjaté délky.

2. Plošný materiál (52) podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhá oblast (66) obsahuje množinu vyvýšených žebrovitých prvků (74).

3. Plošný materiál (52) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vykazuje elastické chování podél dvou nebo více os.

4. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se t í m , že vykazuje alespoň dvě význačně rozdílná stadia charakteristiky odporových sil proti působícímu natahování v závislosti na natažení podél alespoň jedné osy (68), když je podroben působícímu natahování ve směru rovnoběžném s danou osou (68), první oblast (64) bude projevovat odporovou sílu v odezvě na působící osové natahování ve směru rovnoběžném s osou (68) předtím, než podstatná část druhé oblasti (66) vyvine významnou odporovou sílu vůči působícímu osovému natahování, přičemž plošný materiál (52) projevuje první odporovou sílu vůči působícímu natahování, dokud není protažení plošného materiálu (52) dostatečně velké, aby způsobilo vstoupení podstatné části druhé oblasti (66) mající větší délku povrchu do roviny působícího osového natahování, načež plošný materiál (52) projevuje druhou odporovou sílu vůči dalšímu působícímu osovému natahování, přičemž plošný materiál (52) vykazuje celkovou odporovou sílu větší, než je odporová síla první oblasti (64).

5. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se t í m , že dvě nebo více prvních oblastí (64) mají v podstatě stejnou šířku.

6. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 5, vyznačující se t í m , že dvě nebo více prvních oblastí (64) má rozdílnou šířku.

-25 CZ 294612 B6

7. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že první oblast (64) a druhá oblast (66) obsahují alespoň jednu vrstvu fóliového materiálu.

8. Plošný materiál (52) podle nároku 7, vyznačující se tím, že fóliový materiál obsahuje polyethylen anebo jeho směsi.

9. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 8, vyznačující se t í m , že je tvořen laminátem ze dvou anebo více materiálů.

10. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 9, vyznačující se t í m , že tvoří alespoň část spodní vrstvy jednorázového absorpčního produktu.

11. Plošný materiál (52) podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 10, vyznačující se t i m , že tvoří alespoň část horní vrstvy jednorázového absorpčního produktu.