CZ295677B6 - Způsob vytváření děrovaného podkladového členu pro výrobu rovinné děrované fólie - Google Patents

Abstract

Způsob vytváření děrovaného podkladového členu (2) pro výrobu rovinné děrované fólie zahrnuje kroky opatření obrobku, nasměrování laserového paprsku (36) směrem k tomuto obrobku, zaostření laserového paprsku (36) tak, že ohnisko je na horní ploše (3) obrobku, a pohybování laserového paprsku (36) v sérii rastrových přejíždění podél plochy povrchu (3) obrobku, přičemž každé rastrové přejíždění zahrnuje průchod laserového paprsku (36) přes plochu obrobku pro vyvrtávání s pomocí tohoto laserového paprsku (36) předem stanového vzoru otvorů (7) v obrobku, přičemž během každého přejíždění se laser (37) zapíná v předem stanovených intervalech dostatečného času a intenzity pro vyvrtávání jedné nebo více samostatných částí každého z otvorů (7), přičemž otvory (7) se vytvářejí ve vzájemném odstupu od sebe na ploše obrobku pro vytváření hladkého povrchu, obklopujícího každý otvor (7) na horní ploše výsledného podkladového členu (2).ŕ

Description

Způsob vytváření děrovaného podkladového členu pro výrobu rovinné děrované fólie

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu vytváření děrovaného podkladového členu pro výronu rovinné děrované fólie.

Dosavadní stav techniky

Netkané textilní materiály jsou po celá dlouhá léta velmi dobře známé.

U jednoho známého postupu výroby netkaných textilních materiálů je vláknité rouno zpracováváno vodnímu proudy, které způsobují, že se vlákna vzájemně zapřádají, čímž se zvyšuje jejich pevnost v rounu. V tomto smyslu bylo vyvinuto mnoho způsobů a metod pro zpracovávání vláknitého rouna, a to s cílem napodobit fyzikální vlastnosti a vzhled tkaných textilních materiálů.

V patentových spisech US 5 098 764 a US 5 244 711 jsou popsány podkladové členy pro podkládání vláknitého rouna během výroby netkaných textilních materiálů.

Podkladové členy, popsané v patentovém spise US 5 098 764, mají předem stanovenou topografii, stejně jako mají předem stanovený vzor otvorů v rámci této topografie. U jednoho výhodného provedení je podkladový člen trojrozměrný a zahrnuje větší množství pyramid, rozmístěných ve vzoru na jednom povrch podkladového členu. Tento specifický podkladový člen dále zahrnuje množství otvorů, které jsou rozmístěny v určitých vzdálenostech, nazývaných zde „prohlubněmi“, mezi shora uvedenými pyramidami.

U tohoto způsobu je výchozí rouno nebo vláknitý materiál uložen na topografický podkladový člen. Tento podkladový člen společně s vláknitým rounem poté prochází pod tryskami s vysokotlakou kapalinou, kterou bývá obvykle voda. Tryskající proudy vody způsobují, že se vlákna spolu zájemně splétají a zapřádají do příslušného vzoru, který vyplývá z topografického uspořádání podkladového členu.

Vzor topografických znaků a otvorů podkladového členu je přesně stejný, jako je struktura výsledného netkaného textilního materiálu. A navíc pak tento podkladový člen musí mít dostatečnou strukturální celistvost a pevnost, aby mohl nésti vláknité rouno tehdy, kdy tryskající proudy tekutiny přeskupují jednotlivá vlákna a zapřádají je do jejich nového uspořádání za účelem vytvoření stabilního textilního materiálu. Podkladový člen tedy nesmí v důsledku silového působení tryskajících proudů tekutiny podléhat žádným výrazným deformacím.

Podkladový člen musí být rovněž opatřen prostředky pro odvádění relativně vysokých objemů pracovní kapaliny, a to za tím účelem, aby se zamezilo „zaplavení“ vláknitého rouna, což by mohlo narušovat jeho efektivní splétání a zapřádání.

Je typické, že podkladový člen zpravidla obsahuje odvodňovací drenážní otvory, které musejí mít dostatečně malé rozměry za účelem udržování celistvosti vláknitého rouna, a rovněž za tím účelem, aby bylo zabráněno případným ztrátám vláken, které by unikala skrze vytvářející se povrch.

A navíc musí být podkladový člen v podstatě prostý veškerých otřepů, ozubů nebo podobných nepravidelností, které mohou představovat rušivé elementy při odebrání zapředeného textilního materiálu. Současně musí být podkladový člen vytvořeno tak, aby vytvářená vlákna nebo vytváření vláknité rouno nebylo příliš převlečeno působením tryskových proudů kapaliny.

-1 CZ 295677 B6

Pokud je pro výrobu takového topografického podkladového členu použito běžného třískového obrábění, je takový způsob výroby mimořádně finančně nákladný, přičemž velmi často rovněž vede k vytváření shora uvedených otřepů, ozubů nebo jiných nepravidelností. Takže vzniká potřeba vyvinout takový způsob výroby topografického podkladového členu, kterýžto způsob bude mnohem levnější a současně při něm bude snížen počet vytvářených otřepů, ozubů nebo jiných nepravidelností.

Podtlakově perforované plastické fólie jsou zcela běžně známý a jsou po dlouhá léta používány například jako krycí držadla pro zdravotnické ubrousky, pleny, ručníky a různé další vstřebávací a absorpční výroby, například jako obvazové materiály pro ošetřování zranění a podobně.

Příkladný způsob a zařízení pro podtlakové perforování neperforované termoplastické fólie, například polyetylenové fólie, je popsán v patentovém spise US 4 806 303, jehož celý obsah je zde uváděn ve formě odkazu.

Perforační zařízení podle patentového spisu US 4 806 303 zahrnuje v podstatě válcový kovový tváření lisovací nástroj, který je opatřen množinou otvorů. Tato množina otvorů ve tvářecím lisovacím nástroji obvykle odpovídá vzoru perforací, které má být vytvořen v termoplastické fólii. Takovéto tvářecí nástroje se obvykle vyrábějí s pomocí způsobů a technologií, které zahrnují světlotisk, elektrolytické nanášení povlaku niklu a mechanické perforování.

Takovýto typ tvářecího lisovacího nástroje má tloušťku řádově 1 mm nebo dokonce i menší, průměr řadově 500 mm a délku řádově 1 m nebo i více. Ve světle shora uvedených rozměrových proporcích je jasné, že takový tvářecí lisovací nástroj ztrácí svou vnitřní vlastní pevnost.

Ještě před řešením podle patentového spisu US 4 806 303 byly podobné tvářecí lisovací nástroje podepírány prostřednictvím vnitřního výztužného bubnu nebo válce. Takové vnitřně umístění podkladové členy měly mimo jiné tendenci omezovat množství vzorů perforací, které mohly být takovýmto tvářecím lisovacím nástrojem vytvářeny, a/nebo překážet proudění vzduchu přes zařízení pro vytvoření podtlaku během výroby perforované fólie.

V patentovém spisu US 4 806 303 je popsáno a zobrazeno otočné válcové těleso 4, obsahující perforovaný pás 6, který působí jako tvářecí lisovací nástroj, a obsahující dále dvojici prstencovitých koncových těles 5, z nichž každé je opatřeno kruhovým přírubovým okrajem 9. Každý tento kruhový přírubový okraj 9 je ozuben a zabírá s motoricky poháněným kolem 11. Na každém konci otočného válcového tělesa 4 jsou uspořádány osově nastavitelné čelisťové členy 13 a 14, které zabírají se shora uvedenou dvojici kruhových přírubových okrajů 9 a vyvozují tak tahovou sílu na otočné válcové těleso 4, které způsobuje něco, co je nazýváno „dynamickým“ vyztužením lisovacího nástroje 6.

V důsledku tohoto dynamického vyztužení se lisovací nástroj 6 chová jako pevné těleso, schopné otáčivého pohybu kolem jeho podélné osy, aniž by bylo podrobeno nějakému výraznějšímu namáhání krutém. Toto dynamické vyztužení rovněž zabraňuje nadměrné ohebnosti lisovacího nástroje 6 v podtlakových štěrbinách zařízení pro vytváření podtlaku.

Čelisťové uspořádání, které způsobuje dynamické vyztužení otočného válcového tělesa u řešení podle patentového spisu US 4 806 303, nejenže vyžaduje řádnou údržbu a seřizování, avšak zvyšuje rovněž výrazně namáhání, kterému je lisovací nástroj vystaven, čímž se dramaticky snižuje jeho životnost.

-2CZ 295677 B6

Podstata vynálezu

Předmět tohoto vynálezu je zaměřen na způsob vytváření podkladových členů, kterých může být využito při výrobě netkaných textilních materiálů a perforovaných fólií. Tyto podkladové členy mohou mít buď hladký nebo topografický horní povrch, anebo vnější povrch.

V souladu se způsobem podle tohoto vynálezu je laserový paprsek nasměrován na příslušný obrobek.

U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu je laserový paprsek zaostřen tak, že ohnisková bod laserového paprskuje pod horní plochou obrobku.

Zaostření laserového paprsku do jiného bodu, než který je na horní ploše obrobku, například do bodu pod horní plochou, je nezýváno „rozostřením“.

Takto rozostřený laserový paprsek je používán k vyvrtávání předem stanoveného vzoru kuželovitých otvorů v obrobku, a to takovým způsobem, že vytvářejí topografická seskupení vrcholků a prohlubní, obklopující každý otvor v obrobku.

Tyto otvory mají kuželovitou horní část, přičemž úhel příslušného kužele je takový, že velký průměr otvoru leží na horní ploše výsledného podkladového členu. Topografické seskupení vrcholků a prohlubní je vytvořeno tak, že vzdálenost středových os vzájemně přiléhajících otvorů je menší, než je hlavní velký průměr horní části otvoru. Tato vzdálenost vede k tomu, že kuželovitost přiléhajících otvorů protíná počáteční tloušťku obrobku.

U jiného příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je laserový paprsek zaostřen na horní plochu obrobku, výsledkem čehož je hladká rovinná horní plocha podkladového členu s příslušným vzorem otvorů.

U jednoho příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je k vytváření podkladových členů využito rastrového rozkládacího laserového vyvrtávacího procesu.

U tohoto provedení se laserový paprsek pohybuje v sérii rastrových rozkladů podél plochy příslušného obrobku. Během každého rozkladu je laser zapnut po dobu předem určeného intervalu po postačující dobu a v dostatečné intenzitě ktomu, aby byla vyvrtána jedna nebo více oddělených částí každého z otvorů. U tohoto způsobu vyžaduje každý otvor většího množství rozkladů, aby bal celý vyvrtán.

U jednoho příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je vzor množiny vrcholů, prohlubní a otvorů uspořádán tak, že je vytvářen netkaný textilní materiál, který má vzhled trikotového pleteného textilního materiálu.

U jiného příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je vytvořena perforované fólie, a to s využitím perforovaného podkladového členu, který má hladký horní povrch.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl tedy vyvinut způsob vytváření děrovaného podkladového členu pro výrobu rovinné děrované fólie, který zahrnuje následující kroky:

opatření obrobku, nasměrování laserového paprsku směrem k tomuto obrobku, zaostření laserového paprsku tak, že ohnisko je na horní ploše obrobku, a pohybování laserového paprsku v sérii rastrových přejíždění podél plochy povrchu obrobku, přičemž každé rastrové přejíždění zahrnuje průchod laserového paprsku přes plochu obrobku pro vyvrtávání s pomocí tohoto laserového paprsku předem stanoveného vzoru otvorů v obrobku, přičemž během každého přejíždění se laser zapíná v předem stanovených intervalech dostateč

-3CZ 295677 B6 ného času a intenzity pro vyvrtávání jedné nebo více samostatných částí každého z otvorů, přičemž otvory se vytvářejí ve vzájemném odstupu od sebe na ploše obrobku pro vytváření hladkého povrchu, obklopujícího každý otvor na horní ploše výsledného podkladového členu.

Vyvrtávací krok s výhodou zahrnuje pulzování laserového paprsku v předem stanovených sekvencích jeho zapnutého a vypnutého stavu.

Krok pohybování laserovým paprskem s výhodou zahrnuje otáčení obrobku kolem jeho podélné osy a pootáčení laserového paprsku podél této podélné osy po každé otáčce obrobku.

Každý otvor má s výhodou v podstatě rovnoběžné boční stěny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším blíže vysvětlen s pomocí jeho příkladných provedení, a to s odkazem na přiložení výkresy, kde:

obr. 1 znázorňuje axonometrický pohled na jeden typ topografického podkladového členu podle tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje řez, vedený podél čáry 2-2 z obr. 1;

obr. 3 znázorňuje částečné mapové zobrazení laserových pokynů, stanovujících vzor otvorů, které mají být vyvrtány v obrobku za účelem vytvoření topografického podkladového členu podle obr. 1;

obr. 4 znázorňuje schematický pohled na zařízení pro vytváření podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 5 znázorňuje nejmenší pravoúhlý opakující se prvek vzoru, znázorněného na obr. 3, kterýžto prvek je 25 jednotek dlouhý a 15 jednotek široký;

obr. 6 znázorňuje blokové schéma, ukazující různé kroky, uplatňované u způsobu výroby netkaného textilního materiálu s použitím pokladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 7 znázorňuje schematický pohled v řezu na jeden typ zařízení pro výrobu netkaného textilního materiálu s použitím podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 8 znázorňuje schematický pohled v řezu na jiný typ zařízení pro výrobu netkaného textilního materiálu s využitím podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 9 znázorňuje schématický pohled na výhodné provedení zařízení pro výrobu netkaného textilního materiálu s využitím podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 10 znázorňuje mikrosnímek trikotovitého netkaného textilního materiálu, vytvořeného s využitém topografického podkladového členu podle obr. 1, a to ve dvacetinásobném zvětšení a při pohledu z jeho horní části;

obr. 11 znázorňuje mikrosnímek trikotovitého netkaného textilního materiálu podle obr. 9 při pohledu od jeho spodní plochy;

obr. 12 znázorňuje částečně mapové zobrazení odlišného souboru laserových pokynů, obdobné tomu, které je znázorněno na obr. 3;

obr. 13 znázorňuje digitalizovaný obraz podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu ze skenovacího elektronkového mikroskopu;

obr. 14 znázorňuje jiný digitalizovaný obraz podkladového členu, znázorněného na obr. 13;

obr. 15 znázorňuje axonometrický pohled na druhý typ podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 16 znázorňuje podhled na řezu, vedeném podél čáry 16-16 z obr. 15;

obr. 17 znázorňuje schematický pohled na přednostní výhodný typ zařízení pro výrobu perforované fólie s využitím podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

-4CZ 295677 B6 obr. 18 znázorňuje pohled ve zvětšeném měřítku na kruhovou oblast podle obr. 17;

obr. 19 znázorňuje axonometrický pohled na třetí typ podkladového členu podle předmětu tohoto vynálezu;

obr. 20 znázorňuje pohled v řezu, vedeném podél čáry 20-20 z obr. 19;

obr. 21 znázorňuje opakující se prvek částečného mapového zobrazení pro stanovení vzoru otvorů, které mají být vyvrtány při vytváření podkladového členu podle obr. 15;

obr. 22 znázorňuje mikrosnímek horní plochy perforované fólie, vyrobené podle příkladu 4.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn v axonometrickém pohledu topografický podkladový člen 2 podle tohoto vynálezu.

Tento podkladový člen 2 sestává z tělesa 1, které má horní povrch 3 a spodní povrch 4. Na horním povrchu 3 je v předem stanoveném vzoru uspořádáno seskupení vrcholků 5, oddělených prohlubněmi 6. V tomto vzoru v podkladovém členu 2 je rozmístěna množina vypouštěcích či odvodňovacích otvorů 7, které procházejí celou tloušťkou podkladového členu 2. U tohoto provedení je každý vypouštěcí či odvodňovací otvor 7 obklopen svazkem či shlukem šesti vrcholků 5 a šesti prohlubní 6.

Vypouštěcí či odvodňovací otvory 7 sestávají z horní části 7a a ze spodní části 7b. Jak lze jasně vidět na obr. 1, tak horní část 7a otvoru 7 obsahuje stěnu 10 a je ve své konfiguraci v podstatě „hrdlovitá“ nebo „nálevkovitě rozšířená“.

Horní část 7a otvoru 7 je kuželovitá a má průřezovou oblast, která je větší poblíž horního povrchu 3 tělesa 1 podkladového členu 2, a dále má průřezovou oblast, která je menší v místě 10a, kde se spodek horní části 7a stýká s vrškem spodní části 7b.

Spodní část 7b má u tohoto specifického provedení, které je právě popisováno, poněkud kuželovité válcové uspořádání. Průřezová oblast spodní části 7b otvoru 7 je větší v místě 10a, než na spodním povrchu 4 tělesa 1 podkladového členu 2.

Otvor 7 je znázorněn v řezu na obr. 2. Čáry 9 představují tečny v protilehlých bodech na stěnách 10 ve vzdálenosti jednoho celého poloměru pod horním povrchem 3.

Úhel U, který svírají čáry 9, musí být přizpůsoben vzhledem k tloušťce 12 podkladového členu

2, aby bylo dosahováno požadovaných výsledků. Je-li například tento úhel 11 příliš velký, bude otvor 7 příliš malý, a tím pádem nedostatečný k řádném odvodňování. Je-li naopak tento úhel 11 příliš malý, vznikne tak velmi málo vrcholků5 a prohlubní 6 nebo dokonce vůbec žádné.

Vzdálenost S středů přiléhajících otvorů 7, viz obr. 1, v opakujícím se vzoru má obdobný velice důležitý význam. Vrcholky 5 a prohlubně 6 jsou tvořeny průnikem poněkud kuželovitých otvorů 7. Je-li vzdálenost S mezi středy otvorů 7 vetší, než je velký průměr otvoru 7 na horním povrchu

3, pak k žádném průniku nedojde a podkladový člen 2 bude mít hladký plochý horní povrch 3 s průchozími kuželovitými otvory 7.

Jak je znázorněno na obr. 13, tak velký průměr otvoru A' se rozprostírá mezi vrcholy 501 a 504 a je označen oboustrannou šipkou 521. Obdobně se velký průměr otvoru B' rozprostírá mezi vrcholky 503 a 512 a je označen rovněž oboustrannou šipkou 522.

Velký průměr daného otvoru je největší vzdálenost mezi vrcholky, měřená na horním povrchu 3 tělesa 1 podkladového členu 2 mezi jakoukoliv dvojicí vrcholků, vymezující horní část otvoru.

-5CZ 295677 B6

Pokud je vzdálenost středů přiléhajících otvorů menší, než průměr otvoru, měřený na čáře, spojující oba středy, pak průnik kuželových ploch vytváří prohlubeň 6.

Věnujeme-li nyní pozornost obr. 3, tak jsou zde otvory 7 zobrazeny jako šestiúhelníky 150 v pravidelném seskupení, avšak předmět tohoto vynálezu se neomezuje pouze na šestiúhelníky 150. V závislosti na požadované topografické konfiguraci lze použít pochopitelně i jiných tvarů, jako například kruhů, čtverců, osmiúhelníků nebo nepravidelných tvarů, viz obr. 12, nebo jejich různých kombinací.

Řady 13 a 14 probíhají rovnoběžně se směrovou šipkou A na obr. 3, přičemž každá z nich je tvořena určitým počtem šestiúhelníků 150. Tyto šestiúhelníky 150 jsou sedm jednotek široké, jedenáct jednotek dlouhé a v rámci každé řady jsou od sebe vzdáleny o osm jednotek. Řada 13 šestiúhelníků 150 je umístěna těsně u řady 14 šestiúhelníků 150.

Jak je možno vidět zejména na obr. 3, tak spodní špička každého šestiúhelníku 150 v řadě 13 se dotýká čáry 17, kteréžto čáry 17 se rovnou dotýká horní špička každého šestiúhelníku 150 v řadě 14. Řady 15 a 16 opakují a zdvojují vzor a vzdálenost řad 13 a 14. Vzdálenost mezi řadami 15 a 16 v podstatě odpovídá shora uvedené vzdálenosti mezi řadami 13 a 14.

Nicméně však řada 15 je přece jen poněkud vzdálena od řady 14. Jak lze vidět na obr. 3, tak nejspodnější špičky šestiúhelníků 150 v řadě 14 se dotýkají čáry 18, zatímco nejhořejší špičky šestiúhelníků 150 v řadě 15 se dotýkají čáry 19.

Čáry 18 a 19 jsou od sebe vzájemně vzdáleny op vzdálenost d, která u vzoru, znázorněného na obr. 3, představuje tři jednotky. Shora popsaný vzor řad 13, 14, 15 a 16 se opakuje po celé částečné mapově zobrazení podle obr. 3. Je zcela pochopitelné, že vzdálenost jednotlivých šestiúhelníků 150 nemusí být jednotná v rámci dané řady 13, 14, 15 a 16 anebo mezi vzájemně přiléhajícími řadami 13,14,15 a 16.

Vzdálenost mezi rovnoběžnými přiléhajícími stěnami 20 dvou přiléhajících šestiúhelníků 150, znázorněná na částečném mapovém zobrazení podle obr. 3, musí být dostatečná k tomu, aby podkladový člen 2 získal postačující pevnost a mohl tak odolávat tlakovým silám vysokotlaké kapaliny, a aby rovněž umožňoval běžnou manipulaci a zacházení sním.

Na obr. 1 lze vidět, že každý otvor 7 je obklopen šesti přiléhajícími otvory 7. Pokud mají všechny tyto otvory 7 dostatečnou kuželovitost pro vytvoření průměrů větších, než je příslušná vzdálenost jejich středů, bude se každý otvor 7 šestkrát protínat se svými sousedními otvory 7, a v důsledku tohoto protínání vznikne šest prohlubní 6.

Tyto prohlubně 6 mohou v závislosti na jejich hloubce buď protínat horní povrch 3, čehož důsledkem je jejich vzájemné oddělení pomocí malých plošinek, nebo se mohou protínat navzájem a vytvářet tak vrcholek 5.

Zařízení podle tohoto vynálezu, používané k vytváření topografických podkladových členů 2, je znázorněno na obr. 4.

Výchozí materiál pro podkladový člen 2 může mít jakýkoliv požadovaný tvar nebo jakékoliv složení. Topografický podkladový člen 2 obsahuje s výhodou přednostně acetal. Uspokojivé se jeví rovněž akrylové pryskyřice.

A navíc je výhodným tvarem výchozího materiálu přednostně tenkostěnná válcová s výhodou bezešvá trubka, která byla zbavena zbytkových vnitřních pnutí. Jak bude později podrobněji popsáno, má válcový tvar s výhodou rovněž přednostní provedení zařízení pro výrobu netkaných textilních materiálů.

-6CZ 295677 B6

Trubice, vyrobené pro použití při vytváření podkladových členů 2, mají průměr 0,61 až 1,83 m (2 až 6 stop), přičemž jejich délka je v rozmezí od 0,61 do 4,88 m (od 2 do 16 stop). Tloušťka stěny je obvykle 12,7 mm (0,5 palce). Tyto rozměry jsou však předmětem konstrukční volby.

Výchozí prázdný trubicovitý polotovar je upnut na vhodný upínací tm nebo vřeteno 21, které jej pevně udržuje ve válcovém tvaru, a které umožňuje jeho otáčení kolem jeho podélné osy v ložiskách 22. Za účelem otáčení vřetene 21 regulovanou rychlostí je zde upraven otáčivý pohon 23. Ke vřetení 21 je připojen rotační impulsový generátor 24, který monitoruje otáčení vřetene 21 tak, že je v každém okamžiku známá jeho přesná radiální poloha.

Rovnoběžně a největším oběžným průměrem vřetene 21 je vně tohoto vřetene 21 upravena jedna vodicí dráha 25 nebo více těchto vodicích drah 25, které umožňují, aby vozík nebo běhoun 26 pojížděl podél celé vřetene 21 při současném udržování konstantní vůle k hornímu povrchu 3 tělesa 1 podkladového členu 2.

Běhounový pohon 33 pohybuje běhounem 26 podél vodicí dráhy 25, přičemž impulsový generátor 34 zaznamenává boční polohu běhounu 26 vzhledem k podkladovému členu 2.

Na běhounu 26 je uspořádána zaostřovací plošina 27. Tato zaostřovací plošina 27 je uspořádána na ohniskové vodicí dráze 28, která umožňuje pohyb kolmý ke dráze běhounu 26, přičemž je tato zaostřovací plošina 27 opatřena zaostřovací čočkou 29, umístěnou proti hornímu povrchu 3. Ohniskový pohon 32 je určen ke správnému nastavení polohy zaostřovací plošiny 27 při provádění zaostřování zaostřovací čočky 29.

Zaostřovací plošina 27 je opatřena zaostřovací čočkou 29, která je uchycena v trysce 30. Tryska 30 je opatřena prostředky 31 pro dodávku stlačeného vzduchu do této trysky 30 pro chlazení čočky 29 a pro udržování této čočky 29 v čistotě.

Na běhounu 26 je rovněž uspořádáno koncové zrcátko 35 pro ohýbání paprsků, které usměrňuje laserový paprsek 36 do zaostřovací čočky 29. Laser 37 je umístěn odděleně a je vybaven zrcátky 38 pro umístění laserových paprsků 36 směrem ke koncovému zrcátku35.

Pokud by bylo možné uspořádat laser 37 přímo na běhounu 26 a odstranit tak nutnost použití zrcátek 35 a 38 pro ohýbání laserového paprsku 36, čímž by se současně snížila i prostorová náročnost a nezbytné propojení laserů 37, bylo by pochopitelně vzdálené uspořádání laseru 37 méně výhodné.

Je-li laser 37 napájen, tak je vyzařovaný laserový paprsek 36 odrážen nejprve od zrcátka 38, a poté od koncového zrcátka 35, které nasměruje tento laserový paprsek 36 k zaostřovací čočce 29. Dráha laserového paprsku 36 je uspořádána tak, že je-li zaostřovací čočka 29 odstraněná, tak laserový paprsek 36 prochází podélnou středovou osou upínacího vřetene 21.

Za přítomnosti zaostřovací čočky 29 ve své příslušné poloze je laserový paprsek 36 zaostřován níže, avšak blízko horního povrchu 3. Jak bylo již uvedeno, je zaostřování laserového paprsku 36 pod horní povrch 3 označováno jako „rozostřování“ laserového paprsku 36 vzhledem k povrchu tělesa 1 podkladového členu 2.

Přestože pro účely předmětu tohoto vynálezu může být použito různých druhů laserů 37, je přednostně doporučovaným laser 37 s rychlým tokem oxidu uhličitého CO₂, schopný vytvářet laserový paprsek 36, který má až 2500 W. Tento proces však není v žádném případě závislý na takovém vysoce energetickém laseru 37, neboť podkladové plochy byly velmi úspěšné provrtávány rovněž s pomocí laseru 37 s pomalým tokem oxidu uhličitého CO₂ o výkonu 50 W.

Pokud zaostřovací čočkou 29 prochází laserový paprsek 36, soustřeďuje se energie poblíže středu tohoto laserového paprsku 36. Paprsky 36 nejsou ohýbány v jediném bodě, avšak spíše v plošce

-7CZ 295677 B6 o malém průměru. Bod o nejmenším průměru je tak zvané ohnisko, neboli ohniskový bod. Ten se vyskytuje v určité vzdálenosti od čočky 29, která se nazývá ohnisková vzdálenost. Ve vzdálenostech buď menších nebo větších, než je ohnisková vzdálenost, budou vždy naměřené rozměry plošné skvrnky větší, než minimum.

Citlivost ohniskové polohy je nepřímo úměrná ohniskové vzdálenosti. Minimální rozměr skvrnky je přímo úměrný ohniskové vzdálenosti. Takže u krátké ohniskové vzdálenosti může čočka 29 dosáhnout malých rozměrů skvrnky, avšak musí být mnohem přesněji ustavena, přičemž na ni působí pohyb povrchu 3.

Čočky 29 s další ohniskovou vzdáleností jsou mnohem méně náročnější na cílové ustavení, avšak mohou dosahovat pouze poněkud větších rozměrů skvrnky. Takže kromě energetické distribuce, která přispívá ke kuželovitosti horní části provrtávaného otvoru 7, pak rozostření paprsku 36 pod povrch 3 rovněž přispívá k dosažení příslušného úhlu 11 a délky kužele, a tím rovněž k dosažení patřičného tvaru a rozměrů příslušných vrcholků 5 a prohlubní 6.

Za účelem opracování podkladového členu 2 musí být proveden počáteční zaostřovací krok. Po umístění čistého trubicovitého polotovaru podkladového členu 2 na upínací vřeteno 21 pulzuje laser 37 úsečně a vřeteno 21 se mírně otáčí mezi jednotlivými impulsy tak, že je vytvářena série malých prohlubní 6.

Zaostřovací plošina 27 se potom posune vzhledem ke středové ose upínacího vřetene 21, takže se změní ohnisková poloha, načež je vytvořena další série malých prohlubní 6. Obvykle je vytvářeno dvacet řad, z nichž každá má dvacet prohlubní 6. Tyto prohlubně 6 jsou mikroskopicky zkoumány, přičemž sloupec s prohlubněmi 6 s nejmenším průměrem představuje ohniskovou polohu, která zaostřuje paprsek 36 na horní povrch 3 čistého trubicovitého polotovaru tělesa 1 podkladového členu 2.

Je zvolen požadovaný vzor, například takový, jaký je znázorněn na obr. 3. Tento vzor je prozkoumán na účelem stanovení počtu opakování, který bude nezbytný pro pokrytí celého obvodu obrobku a pro dohotovení povrchu 3 bez obvyklého švu. Obdobně je ustanoven postup podél podélné osy trubicovitého polotovaru tělesa 1 podkladového členu 2 za jedno opakování, a rovněž celkový počet všech opakování. Tyto údaje jsou uloženy do počítače, který ovládá provoz laserového vrtacího stroje.

Za provozu se vřeteno 21, na kterém je uspořádán trubicovitý obráběný polotovar tělesa 1 podkladového členu 2, otáčí před čočkou 29. Běhoun 26 s pohonem je umístěn tak, že první poloha otvorů 7 odpovídá ohniskovému bodu čočky 29. Zaostřovací plošina 27 je posunuta dovnitř, takže se ohniskový bod posune do materiálu, který má být vyvrtán. Poté je spuštěn laser 37, který pulzuje s určitou impulsovou kombinací energetické hladiny o příslušném trvání.

Jak je vidět na obr. 2, je průměr otvoru 7 u horního povrchu 3 podstatně větší, než je průměr otvoru 7 u dolního povrchu 4. Za účelem dosažení požadované topografické konfigurace je nezbytně nutné měřit, regulovat a kontrolovat zejména dva faktory.

Za prví stupeň, kterým je čočka 29 zaostřena do vnitřního prostoru obráběného polotovaru tělesa 1 podkladového členu 2, zvyšuje kuželovitý úhel 11, a za druhé zvyšování energetické hladiny nebo trvání impuls zvyšuje rovněž hloubku a průměr.

Je-li dosaženo otvoru 7, který má vhodný průměr a vhodnou kuželovitost, pak otočný pohon 23 a běhounový pohon 33 mohou být pootočeny na účelem nastavení nové polohy podkladového členu 2 tak, že příští požadovaná poloha otvorů 7 odpovídá ohniskovému bodu. Tento postup se poté opakuje až do té doby, kdy je vyvrtán celý požadovaný vzor. Tato technika je známá jako „nárazové vrtání“.

Pokud má zvolený laser 37 dostatečnou energii, nemusí být vřeteno 21 ani běhoun 26 během laserových impulzů zastavován. Impulz může mít tak krátkou dobu trvání, že jakýkoliv pohyb obráběného polotovaru během vyvrtávacího procesu je bezpředmětný. To je v průmyslové praxi známo jako vrtání „fire-on-the-fly“.

Pokud se může laser 37 rychle a dostatečně obnovit, může se obráběny polotovar otáčet pevně stanovenou rychlostí, přičemž může laser 37 pulzovat jednou pro vytváření každého otvoru 7. U takového vzoru, který je znázorněn například na obr. 3, může laser 37 normálně pulzovat za účelem vytvořeno celého kompletního sloupce, běhoun 26 se může pootočit do polohy následujícího sloupce, a paprsek 36 může pulzovat za účelem vytvoření další série otvorů 7.

Jedním problémem, který se může vyskytnout v závislosti na druhu materiálu a na hustotě vzoru otvorů 7, je výskyt velkého množství tepla na malém prostoru obráběného povrchu 3. To může vést k velkému pokroucení a ke ztrátě vytvořeného vzoru. Za některých podmínek může dojít k velkým rozměrovým změnám, přičemž povrch 3 pak není ani válcový, ani nemá správné rozměry. Ve výjimečných případech může trubice dokonce prasknout.

Výhodné provedení předmětu tohoto vynálezu, které odstraňuje tento problém, využívá postup, který se nazývá rastrové rozkládací vrtání.

U tohoto postupu je vzor redukován na co nejmenší pravoúhlé opakující se prvky 41, jak je znázorněno na obr. 5.

Tyto opakující se prvky 41 obsahují veškeré informace, nezbytné k vytváření vzoru na obr. 3. Použij í-li se tyto prvky 41 jako dlaždice a umístí-li se příslušně vedle sebe svými konci a svými stranami, vznikne požadovaný větší vzor.

Tento opakující se prvek 41 je dále rozdělen do mřížky nebo sítě malých pravoúhlých jednotek neboli „čtverečků“ 42. Tyto jednotky jsou typicky čtvercové, avšak pro některé účely je výhodnější využívat takových jednotek, které nemají stejné proporce.

Každý sloupec 43, 43a uvedených jednotek představuje jeden průchod obráběného polotovaru přes ohniskovou polohu laseru 37. Tento sloupec 43, 43a se opakuje tolikrát, kolikrát je požadováno, aby se vyskytoval kompletně kolem podkladového členu2. Každá jednotka, která je určena k tomu, aby zde laser 37 vytvořil otvor 7, je černá. Ty jednotky, kde je laser 37 vypnut, j sou bílé.

K zahájení vrtání na vrcholu prvního sloupce 43 jednotek podle obr. 5, kdy se vřeteno 21 otáčí pevně stanovenou rychlostí, je laser 37 zapnut, udržován na konstantní energetické úrovni pro jedenáct jednotek, a poté je vypnut.

Shora uvedené jednotky jsou počítány rotačním impulzovým generátorem 24, znázorněným na obr. 4. Laser 37 zůstává vypnut pro dalších čtrnáct jednotek. Tato sekvence vypínání a zapínání laseru 37 se opakuje po celou první otáčku, po níž se vřeteno 21 vrátí zpět do výchozí polohy, běhounový pohon 33 přemístí běhoun 26 o jednu jednotku a počítač je připraven obratně sloupec 43a.

Během obráběni sloupce 43a má laser 37 kratší dobu, kdy je zapnut (nyní devět jednotek), a delší dobu, kdy je vypnut (nyní šestnáct jednotek). Celkový počet doby zapnutí a doby vypnutí laseru 37 je konstantou, která je založena na výšce vzoru.

Tento proces se opakuje až do té doby, kdy všechny sloupce 43, 43a byly použity, a to každý pro celou jednu otáčku. V případě provedení podle obr. 5 jde o patnáct otáček upínacího vřetene 21. V tomto budě se celý proces vrací k instrukcím pro sloupec 43.

-9CZ 295677 B6

Zde je nutno poznamenat, že při tomto postupu je při každém průchodu vytváření určitý počet úzkých řezů v materiálu, a nikoli přímo velký otvor 7. Jelikož jsou tyto řezy přesně vyrovnány do jediné linie jeden vedle druhého a jsou vzájemně poněkud přesazeny, je výsledným efektem vytvoření otvoru 7. U vzoru podle obr. 5 vyžaduje každý šestiboký otvor 44 sedm průchodů, přičemž každý tento průchod je oddělen jednou kompletní otáčkou, takže dochází k distribuci energie podél celé trubice, a tím i k minimalizaci lokálního ohřívání.

Pokud během této vrtací operace byla čočka 29 zaostřena na horní povrchu 3 materiálu, budou výsledkem vytvořené šestiboké otvory 44 s příslušně rovnoběžnými stěnami. Kombinace rastrového rozkládacího vrtání s postupem rozostřené čočky 29 však produkuje vytváření povrchové plochy podle obr. 1.

Podle tohoto vynálezu jsou otvory 7 úplně malé a velmi početné. Typický vzor se pohybuje v rozmezí od 800 do 1400otvorů 7 na čtvereční palec, tj. na plochou o velikosti zhruba 645 mm².

Postup výroby netkaných textilií s použitím podkladového členu 2 podle tohoto vynálezu byl popsán v patentových spisech US 5 098 764 a US 5 244 711, které jsou zde uváděny ve formě odkazů.

Na obr. 6 je znázorněno blokové schéma, které ukazuje různé kroky postupu výroby nové netkané textilie podle tohoto vynálezu.

Prvním krokem v tomto procesuje umístění vláknitého rouna na topografický podkladový člen 2 (blok 1).

Toto vláknité rouno je na pokladovém členu 2 předběžně namáčeno nebo zvlhčováno (blok 2), a to za tím účelem, aby bylo zajištěno, že v průběhu zpracování zůstane vláknité rouno na podkladovém členu 2.

Podkladový člen 2 s vláknitým rounem poté prochází pod vysokotlakými tekutinovými proudovými tryskami (blok 3). Doporučovanou tekutinou je zde voda.

Voda jez podkladového členu 2 odváděna s výhodou s využitím vakua (blok 4).

Vláknité rouno poté odvodněno (blok 5).

Odvodněná vytvořená textilie je sejmuta z podkladového členu 2 (blok 6).

Vytvořená textilie prochází sérií sušících bubnů za účelem vysušení této textilie (blok 7).

Poté je tato textilie hotova nebo může být podle požadavků ještě jinak zpracovávána (blok 8).

Na obr. 7 je znázorněno schematické vyobrazení jednoho typu zařízení pro provádění způsobu a pro výrobu textilního materiálu podle tohoto vynálezu.

U tohoto zařízení se děrovaný dopravníkový pás 70 pohybuje kontinuálně kolem dvou vzájemně od sebe vzdálených otočných válců 71 a 72. Tento děrovaný dopravníkový pás 70 je poháněn tak, že se může pohybovat vratným pohybem, nebo se může pohybovat buď ve směru pohybu hodinových ručiček, nebo proti směru pohybu hodinových ručiček.

V jedné poloze dopravníkového pásu 70 je na horní ploše 73 tohoto pásu 70 umístěno nad pásem 70 vhodné vodní proudové rozdělovači potrubí 74. Toto rozdělovači potrubí 74 je opatřeno množinou otvorů o velmi malém průměru, to jest například o průměru zhruba 0,18 mm (0,007 palce), přičemž připadá zhruba třicet otvorů na 25,4 mm (1 palec). Těmito otvoiy proudí voda pod tlakem.

-10CZ 295677 B6

Na horní ploše 73 dopravníkového pásu 70 je umístěn topografický podkladový člen 75 a na horní ploše tohoto topografického podkladového členu 75 je umístěno vláknité rouno 76, které má být zpracováváno.

Přímo pod vodním proudovým rozdělovacím potrubím 74, avšak pod horní plochou 73 dopravníkového pásu 70, je umístěno sací sběrné potrubí 77, které napomáhá při odvodu vody a má rovněž za úkol zabraňovat přílišnému zaplavení vláknitého rouna 76.

Voda z rozdělovacího 74 dopadá na vláknité rouno 76, prochází topografickým podkladovým členem 75 a je odváděna sacím sběrným potrubím 77.

Zde je nutno zdůraznit, že topografický podkladový člen 75 s na sobě uloženým vláknitým rounem 76 může procházet pod rozdělovacím potrubím 74 podle požadavku i několikrát, a to za účelem výroby textilního materiálu podle tohoto vynálezu.

Na obr. 8 je vyobrazeno zařízení pro kontinuální výrobu textilního materiálu podle předmětu tohoto vynálezu.

Toto schematické vyobrazení předmětného zařízení zahrnuje děrovaný dopravníkový pás 80, který slouží jako topografický podkladový člen 2 v souladu s předmětem tohoto vynálezu. Tento dopravníkový pás 80 se nepřetržitě pohybuje proti směru pohybu hodinových ručiček kolem od sebe vzájemně vzdálených otočných válců, kteréžto uspořádání je z dosavadního stavu techniky velmi dobře a všeobecně známo.

Nad tímto dopravníkovým pásem 80 je uspořádáno rozdělovači potrubí 79 pro dodávku kapaliny, spojené s množinou linií nebo skupin úsťových hubicovitých otvorů 81. Každá takováto skupina obsahuje jednu nebo více řad otvorů s velmi malým průměrem, například třicet nebo více otvorů na 25,4 mm (1 palec). Rozdělovači potrubí 79 je opatřeno tlakoměry 88 a regulačními ventily 87 pro regulování tlaku tekutiny v každé skupině úsťových hubicovitých otvorů 81.

Pod každou linií nebo skupinou úsťových hubicovitých otvorů 81 je uspořádán sací člen 82 pro odvádění přebytečné vody, a rovněž pro ochranu dané oblasti před zaplavením.

Vláknité rouno 83, které má být zpracováváno na netkaný textilní materiál podle předmětu tohoto vynálezu, je přiváděno na topografický podkladový člen 2 dopravníkového pásu 80. Na toto vláknité rouno 83 je vhodnou tryskou 84 rozprašováno voda, a to za účelem předběžného zvlhčování vláknitého rouna 83, a za účelem přispívání k regulaci průchodu textilního materiálu pod tlakovým rozdělovacím potrubím 79 pro dodávku kapaliny. Pod touto vodní tryskou 84 je umístěna sací štěrbina 85, která slouží k odvádění přebytečné vody.

Vláknité rouno 83 prochází pod rozdělovacím potrubím 79 pro dodávku kapaliny tak, že toto rozdělovači potrubí 79 má s výhodou zvyšující se tlak. Například první linie úsťových hubicovitých otvorů 81 mohou být napájeny tekutinou o tlaku zhruba 0,7 MPa (100 psi), zatímco další linie otvorů 81 může být napájena tekutinou o tlaku zhruba 2,1 MPa (300 psi), a poslední linie otvorů 81 může být napájena tekutinou o tlaku zhruba 4,8 MPa (700 psi).

Přestože je na obr. 8 znázorněno šest linií úsťových hubicovitých otvorů 81 pro dodávku kapaliny, není počet linií nebo řad těchto otvorů 81 rozhodující, neboť závisí zejména na hmotnosti vláknitého rouna 83, na rychlosti provozu, na použitém tlaku kapalinu, na počet řad nebo otvorů 81 v každé linii a podobně.

Po průchodu mezi rozdělovacím potrubím 89 pro dodávku kapaliny a sacím rozdělovacím potrubím 79 prochází vytvořený textilní materiál přes doplňkovou sací štěrbinu 86 za účelem odstranění přebytečné vody vláknitého rouna 83.

-11 CZ 295677 B6

Jedno výhodné provedení zařízení na výrobu textilního materiálu podle předmětu tohoto vynálezu je schematicky znázorněno na obr. 9.

U tohoto zařízení je topografickým podkladovým členem 2 otočný buben 90. Tento buben 90 se otáčí proti směru pohybu hodinových ručiček. Otočný buben 90 může být vyroben jako spojitý válcový buben 90, nebo může sestávat z určitého počtu obloukovitých desek 91, uspořádaných tak, že vytvářejí vnější povrchovou plochu bubnu 90. V každém případě však vnější povrch bubnu 90 nebo vnější povrch všech obloukovitých desek 91 vytváří požadovanou topografickou podkladovou konfiguraci.

Nad částí obvodu otočného bubnu 90 je uspořádáno rozdělovači potrubí 89, které je spojeno s určitým množstvím úsťových hubicovitých pásků 92 pro přivádění vody nebo jiné kapaliny na vláknité rouno 93, které je umístěno na vnějším povrchu obloukovitých desek 91. Každý úsťový hubicovitý pásek 92 může obsahovat jednu nebo více řad otvorů 81 o velmi malém průměru, to jest například o průměru přibližně 0,13 mm (0,005 palce) až 0,26 mm (0,01 palce). Těchto otvorů 81 může být padesát až šedesát na 25,4 mm (1 palce), nebo podle požadavků dokonce i více.

Řadami uvedených otvorů 81 je přiváděna voda nebo jiná kapalina. Tlak v každé skupině otvorů 81 se zvyšuje od první skupiny, pod kterou vláknité rouno 93 prochází, až k poslední skupině. Tento tlak je regulován příslušnými regulačními ventily 97 a je sledován pomocí tlakoměrů 98.”

Otočný buben 90 je propojen s odvodňovací jímkou 94, ve které může být udržován podtlak, který napomáhá při obvodu vody a při ochraně dané oblasti před zaplavením.

V průběhu provozu je vláknité rouno 93 umístěno na horní povrch 3 topografického podkladového členu 2 před vodní proudové rozdělovači potrubí 89. Vláknité rouno 93 prochází pod hubicovitými úsťovými páskami 92 a je utvářeno do trikotovitého netkaného textilního materiálu. Vytvořený textilní materiál poté prochází úsekem 95 daného zařízení, kde jsou žádné úsťové hubicovitý pásky 92, ale i nadále je zde udržován podtlak.

Hotový textilní materiál je po odvodnění sejmut z otočného bubnu 90 a prochází sérií sušicích bubnů 96 za účelem řádného vysušení tohoto textilního materiálu.

Jak již bylo shora uvedeno, je možno s pomocí podkladového členu 2, znázorněného na obr. 1, vyrábět trikotovitý netkaný textilní materiál.

Na obr. 10 je znázorněna kopie mikrosnímku trikotovitého netkaného textilního materiálu, a to přibližně ve dvacetinásobném zvětšení.

Textilní materiál 100 je vyroben z množiny vláken. Jak je možno vidět na mikrosnímku, jsou vlákna propletená a zapředená, přičemž vytvářejí vzor otvorů 110, vytvořených v textilních materiálu 100. Celá řada těchto otvorů 110 obsahuje očko 120, vytvořené z vláknitých segmentů. Každé očko 120 je vytvořeno z množiny v podstatě rovnoběžných vláknitých segmentů. Tato očka 120 mají tvar písmene U, přičemž uzavřený konec tohoto tvaru písmene U směřuje vzhůru směrem k hornímu povrchu textilního materiálu 100, jak je na mikrosnímku jasně vidět.

Na obr. 11 znázorněna kopie mikrosnímku protilehlé strany, to jest spodní strany textilního materiálu 100 podle obr. 10, a to rovněž ve dvacetinásobném zvětšení.

Vlákna jsou na ploše textilního materiálu 100 propletena a zapředena, takže vytvářejí vzor otvorů 110 v textilním materiálu 100. V některých z těchto otvorů 110 jsou očka 120 ve tvaru písmene U vytvořena z v podstatě rovnoběžných vláknitých segmentů. Při pohledu z tohoto spodního povrchu textilního materiálu 100, je otevřený konec oček 120 ve tvaru písmene U směřován k povrchu textilního materiálu 100 , znázorněného na tomto mikrosnímku.

-12CZ 295677 B6

Jak již bylo dříve uvedeno, může být podkladový člen 2, který má hladký a plochý horní povrch 3 s příslušnými průchozími otvory 7, vyráběn rovněž pomocí laseru 37. Takový podkladová člen 700, je znázorněn na obr. 15 a na obr. 16.

Jak je znázorněno na obr. 15 a na obr. 16, sestává 700 z tělesa 701, které má horní povrch 703 a spodní povrch 704. V předem stanoveném vzoruje na horním povrchu 703 umístěno seskupení otvorů 707, které procházejí celou tloušťkou t tělesa 701 podkladového členu 700.

Podkladový člen 700 může být vytvořen pomocí „rozostřeného“ laserového vrtacího procesu, který byl již shora popsán. V rozostřeném případě budou mít otvory 707 kuželovitý tvar. Průřezová plocha otvorů 707 na spodním povrchu 704 tělesa 701 podkladového členu 700 je menší, než je průřezová plocha otvorů 707 na horním povrchu 703 tělesa 701 podkladového členu 700.

Velmi důležitou úlohu zde hraje vzdálenost S středů přiléhajících vedlejších otvorů 707. Je-li tato vzdálenost S středů menší, než je průměr otvorů 707 na horním povrchu 703 tělesa 701 podkladového členu 700, pak se budou poněkud kuželovité otvory 707 protínat, čehož výsledkem bude to, že tyto otvory 707 budou obklopeny seskupením vrcholků a prohlubní. Toto seskupení vrcholků a prohlubní pak bude vytvářet obdobné vrcholky, drsnosti a nerovnosti na konečné perforované fólii.

Za účelem vytvoření hladkého a plochého horního povrchu 703 děrovaného podkladového členu 700 musí být vzdálenost S středů otvorů 707 větší, než je velký průměr otvorů 707 na horním povrchu 703 podkladového členu 700. Tento hladký plochý horní povrch 703 podkladového členu 700 může být využit k výrobě hladké rovinné finální děrované fólie netkaného textilního materiálu.

U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu je hladký plochý horní povrch 703 podkladového členu 700 vytvořen takzvaným „zaostřeným“ laserovým vrtáním.

„Zaostřené“ laserového vrtání je procesem, ve kterém je laserový paprsek 36 zaostřen na horní povrch 3 trubicovitého obrobku. Tento obrobek může být vyroben zpolymemího materiálu, s výhodou z acetalu. Vhodné jsou rovněž akrylové pryskyřice.

U zaostřeného laserového vrtacího procesu, kde se využívá zařízení podle obr. 4, se vřeteno 21, na kterém je uspořádán trubicovitý obrobek tělesa 1 podkladového členu 2, otáčí před čočkou 29. Běhoun 26 je motoricky poháněn tak, že první děrovací poloha odpovídá ohniskovému bodu čočky 29. Zaostřovací plošina 27 je motoricky posunována dovnitř do polohy ohniskového bodu čočky 29 na horním povrchu 3 trubicovitého obrobku tělesa 1 podkladového členu 2, který má být provrtáván, na vztahovém průměru, ustanoveném s pomocí shora uvedeného zaostřovacího procesu.

Vrtacími postupy mohou být tytéž postupy, které byly již dříve popsány, zejména nárazové vrtání, vypalovací vrtání a rastrové skenovaní vrtání. Rastrové skenovaní vrtání, které bylo shora popsáno v souvislosti s obr. 3, obr. 4 a obr. 5, je vhodným provedením.

Podkladový člen 800, znázorněný na obr. 19 a na obr. 20, je vyroben způsobem zaostřeného laserového vrtání.

Jak je znázorněno na obr. 19 a na obr. 20, sestává podkladová člen 800 z tělesa 801, které má horní povrch 803 a spodní povrch 804. V předem stanoveném vzoru je na horním povrchu 803 podkladového členu 800 uspořádáno seskupení otvorů 807, které procházejí celou tloušťkou t tělesa 801 podkladového členu 800.

-13 CZ 295677 B6

Jak již bylo dříve uvedeno, tak při použití čoček 29, zaměřených na horní povrch 803 obrobku, mají otvory 807 téměř rovnoběžné stěny. Jelikož však dochází u vrcholků otvorů 807 kmalé kuželovitosti, tak vzdálenost S středů těchto otvorů 807 musí mít dostatečně velkou hodnotu, aby se předešlo vytváření vrcholků a prohlubní. Avšak tato vzdálenost Smůže být menší, než u způsobu „rozostřeného“ laserového vrtání, takže dochází k výrobě podkladového členu 800, který má menší rozlohu horního povrchu 803 a má více otvorů 807, v důsledku čehož lze dosáhnout fólie s více otvory a tedy i s větším procentuálním podílem otevřené oblasti.

Jedno výhodné provedení zařízení pro výrobu perforovaných fólií podle tohoto vynálezu je schematicky znázorněno na obr. 17.

U tohoto zařízení je podkladovým členem 2 otočný buben 753. Tento otočný buben 753 se otáčí proti směru hodinových ručiček. Zvnějšku tohoto otočného bubnu 753 je uspořádána tryska 759 s horkým vzduchem, která je nasměrována tak, aby vytvářela clonu horkého vzduchu, která dopadá přímo na fólii, nesenou vnějším povrchem otočného bubnu 753, který obsahuje větší množství otvorů 753a. Dále jsou zde rovněž uspořádány prostředky pro odklonění trysky 759 s horkým vzduchem, aby bylo možno zabránit přehřívání fólie, pokud dojde k zastavení zařízení, anebo při nízkých rychlostech.

Ventilátor 757 a ohřívač 758 vzájemně spolupracují při dodávce horkého vzduchu do trysky 759.

Uvnitř otočného bubnu 753 je přímo proti trysce 759 uspořádána podtlaková hlava 760. Tato podtlaková hlava 760 je radiálně nastavitelná, a je umístěna tak, aby se dotýkala vnitřního povrchu otočného bubnu 753. Uvnitř otočného bubnu 753 je dále uspořádán zdroj 761 podtlaku, který neustále udržuje podtlak v podtlakové hlavě 760.

Uvnitř otočného bubnu 753 je v dotyku s vnitřním koncem tohoto otočného bubnu 753 dále uspořádána chladicí zóna 762, která je opatřena chladicím zdrojem 763 podtlaku. V této chladicí zóně 762 nasává chladicí zdroj 763 podtlaku okolní vzduch přes otvory, provedené v horké fólii, a to za účelem ztuhnutí fólie a usazení vzoru, vytvořeného v děrovací zóně.

Je velmi důležité provádět toto chlazení ještě předtím, něž dojde k sejmutí fólie s podkladového členu 2, aby se zamezilo případném u poškození této fólie. Chladicí zdroj 763 podtlaku rovněž obsahuje prostředky pro držení fólie na příslušném místě v chladicí zóně 762 otočného bubnu 753, a dále obsahuje prostředky k uchránění horké fólie před účinky tahových sil, vyvozovaných na tuto fólii příslušnou navíječkou.

Na obr. 17 je rovněž znázorněn válec 750 pro dodávku fólie a válec 756 pro navíjení hotové fólie.

Na vrcholku rubového členu je tenká kontinuální nepřerušovaná průtažná fólie termoplastického polymemího materiálu. Tato fólie může propouštět páru, anebo může být pro páru nepropustná; může být opatřena vyraženým reliéfem, anebo nemusí; může být podle požadavků ošetřena koránovým výbojem na jedné nebo na obou jejích hlavních povrchových plochách, nebo nemusí být tímto koránovým výbojem vůbec ošetřena.

Průtažná fólie může sestávat u jakéhokoliv termoplastického polymemího materiálu, včetně například polyolefínů, jako je polyetylén (o vysoké, lineárně nízké nebo nízké hustotě) nebo polypropylen; dále může sestávat z kopolymerů olefínů a vinylových monomerů, jako kopolymerů etylenu a vinilacetátu nebo vinylchloridu; z polyamidů; z polyesterů; z polyvinylalkoholu a kopolymerů olefínů a akrylátových monomerů, jako kopolymerů etylenu a etylakrylátu a etlyenmetylakrylátu (EMA). Fólie, obsahující směsi dvou nebo více uvedených polymemích materiálů, může být rovněž použita.

- 14CZ 295677 B6

Prodloužení výchozí fólie v podélném směru i v příčném směru při jejím perforování může být alespoň 100 %, jak bylo stanoveno s pomocí ASTM testu číslo D-882, provedeného na testovacím stroji Instron, běžícím s čelisťovou rychlostí 127 cm za minutu (50 palců za minutu). Tloušťka počáteční fólie (to jest fólie, která má být perforována) je se výhodou jednotná a může být v rozsahu od 0,013 do 0,076 mm (0,0005 do 0,003 palce) nebo od 0,013 (0,0005 palce) do 0,13 mm (0,005 palce). Je možno použít rovněž společně protlačované fólie, stejně jako fólie, které byly modifikovány, například ošetřením povrchu aktivním prostředkem. Výchozí fólie může být vyrobena jakoukoliv známou technologií, jako například odlíváním, tažením nebo vyfukováním.

Pohled ve zvětšeném měřítku na kruhovou oblast z obr. 17 je znárodněn na obr. 18.

Podtlaková hlava 760 má dvě podtlakové štěrbiny 764 a 765, probíhající přes celou šířku fólie. Podtlaková štěrbina 764 vytváří přídržnou spodní zónu pro výchozí fólii, která přichází ke vzduchovému noži nebo k ohřívači 758. Podtlaková štěrbina 765 je připojena ke zdroji podtlaku spojovacím průchodem 766. Tím se ukotví vstupující fólie 751 bezpečně k otočnému bubnu 753 a rovněž se vstupující fólie 751 ochrání před účinky tahových sil, vyvozovaných odvíjením. Přicházející fólie 751 se rovněž na vnějším povrchu otočného bubnu 753 zploští a vyrovná. Druhá podtlaková štěrbina 765 vymezuje podtlakovou děrovací zónu. Bezprostředně pod podtlakovými štěrbinami 764 a 765 je mezilehlá podkladová příčka 768.

Podtlaková hlava 760 je umístěna tak, že dopadové místo horké vzduchové clony 767 je přímo nad mezilehlou podkladovou příčkou 768. Horký vzduch je přiváděn s dostatečnou teplotou, aby docházelo ke zvýšení teploty fólie nad její bod měknutí.

Geometrie předmětného zařízení zabezpečuje, že procházející fólie 751 je po svém změknutí pomocí horké vzduchové clony 767 ochráněna před účinky tahových sil spodní podtlakovou štěrbinou 764 a chladící zónu 762. Podtlaková děrovací zóna, tvořena podtlakovou štěrbinou 765, bezprostředně přiléhá k horké vzduchové sloně 767, čímž se snižuje na minimum časový okamžik, v němž je fólie horká, a čímž se rovněž zabraňuje převádění přebytečného tepla do otočného bubnu 753.

Příklad 1

Podkladový člen 2, opatřený vrcholky 5 a prohlubněmi 6 a vyrobený z acetalu s průměrnou tloušťkou 6 mm, byl vyroben s použitím rozostřeného rastrového skenovacího laserového vrtacího procesu za následujících podmínek:

Poloha ohniska = 2,5 mm pod povrchem 3 materiálu

Typ čočky 29 = pozitivní meniskus

Ohnisková vzdálenost čočky 29 = 127 mm (5 palců)

Laserový příkon = 1300 W

Povrchová rychlost trubice na vřetení 21 = 20,3 m/min.

Podélný postup běhounu 26 za otáčku = 0,05 mm

Rozměr jednotky = 0,05 mm

Vzdálenost středů v řadě = 0,75 mm (15 jednotek)

Podkladový člen 2, vyrobený způsobem podle příkladu 1, je znázorněn na obr. 13 a na obr. 14.

Na obr. 12 je znázorněno jednotkové vyobrazení vzoru pro zapnutý a vypnutý laser 37, naprogramovaného v počítači podle příkladu 1. Tento vzor sestává z opakujících se dvojic řad otvorů 7, označených A_b Bi, Aj, B_z atd. Otvory 7 v každé řadě A mají první nepravidelný tvar, a otvory 7 v každé řadě B mají druhý nepravidelný tvar.

-15CZ 295677 B6

Trubicovitý obrobek, který má průměr přibližně 0,9 m (tři stopy), je 3,65 m (dvanáct stop) dlouhý a 6 mm silný, byl vrtán laserem 37 s použitím zařízení podle obr.4, které pracovalo v souladu s instrukcemi, obsaženými na obr. 12, za účelem vytvoření podkladového členu 2, znázorněného na obr. 13 a na obr. 14. Dokončení laserového vrtacího procesu zabralo zhruba sedm dní.

Podkladový člen 2, zobrazený na obr. 13, obsahuje první řadu A otvorů 7 (kterou lze vidět v horní části obr. 13), dále následující přiléhající řada B otvor 7, a druhou řadu A otvorů 7, umístěnou pod řadou B otvorů 7.

První řada A otvorů 7 zahrnuje otvor A. Následující přilehlá řada B otvorů 7 zahrnuje otvor B', který přiléhá k otvoru A. Horní část otvoru A je obklopena a ohraničena vrcholky 501, 502, 503, 504, 505 a 506. Horní část otvoru B' je obklopena a ohraničena vrcholky 510, 511, 512, 513, 504 a 503.

Zde je jasně vidět že vrcholky 504 a 503 jsou společné pro oba otvory A a B\ Čára nebo oboustranná šipka 521, rozléhající se mezi vrcholky 501 a 504, představuje hlavní velký průměr horní části otvoru A, přičemž tento velký průměr má u popisovaného podkladového členu velikost 2,2 mm (0,085 palce). Obdobně pak čára nebo oboustranná šipka 522, rozléhající se mezi vrcholky 503 a 512, představuje hlavní velký průměr horní části otvoru B', přičemž tento velký průměr má u popisovaného podkladového členu velikost 1,9 mm (0,075 palce).

Různé vzdálenosti vrcholků, příslušejících k otvoru A' u popisovaného podkladového členu 2, jsou uvedeny v tabulce I. Různé vzdálenosti vrcholků, příslušejících k otvoru B' předmětného podkladového členu 2, jsou uvedeny v tabulce Π.

Na obr. 14 je znázorněn tentýž digitalizovaný obraz, jako na obr. 13, který je však označen a číslován tak, aby byly ukázány vzdálenosti spodních částí prohlubní mezi dvěma přiléhajícími vrcholky, jakož i linie, spojující tyto dva vrcholky.

Například čára 530 na obr. 14 spojuje vrcholky 503 a 504, náležející k otvoru A. Hloubka prohlubně mezi vrcholky 501 až 506, přináležejícími k otvoru A, je uvedena v horní části tabulky III. Hloubka dvou prohlubní, přináležejících k otvoru B¹, to jest prohlubně mezi vrcholky 510 a 511 a prohlubně mezi vrcholky 504 a 513, je uvedena ve spodní části tabulky III. Prohlubně mezi zbývajícími vrcholky, přináležejícími k otvoru B', to jest mezi vrcholky 511 a 512 a mezi vrcholky 512 a 5J_3, jsou v podstatě analogické, jako jsou v tabulce III uvedené prohlubně mezi vrcholky 501 a 506 a mezi vrcholky 501 a 502.

Příklad 2

Podkladový člen 2, který má hladký plochy horní povrch 3 a je vyroben z overalu o průměru tloušťce 6 mm, byl vyroben s použitím rozostřeného rastrového skenovacího laserového vrtacího procesu za sledujících podmínek:

Poloha ohniska = 2,5 mm pod povrchem materiálu

Typ čočky 29 = pozitivní meniskus

Ohnisková vzdálenost čočky 29 = 127 mm (5 palců)

Laserový příkon = 1300 W

Povrchová rychlost trubice na vřetení 21 = 20,4 m/min.

Podélný postup běhounu 26 za otáčku = 0,05 mm

Rozměr jednotky = 0,05 mm

Vzdálenost středů v řadě = 1,5 mm (30 jednotek)

-16CZ 295677 B6

Podkladový člen 2 podle příkladu 2, který je znázorněn na obr. 15 a na obr. 16, byl vyroben rozostřeným rastrovým skenovacím laserovým vrtacím procesem podle příkladu 1, pouze s výjimkou odlišného rastrovacího skenovacího vzoru. Rastrový skenovaní vzor, použitý v příkladu 2, je znázorněn na obr. 21, kde je každá jednotka 710, pro kterou je určeno, že v ní bude laserem 37 vytvořen otvor 7, označena černě, zatímco každá jednotka 712, u níž je laser 37 vypnut, je bílá.

Příklad 3

Podkladový člen 2, který má hladký plochy horní povrch 3 a který je vyroben z acetalů o průměrné tloušťce 3 mm, byl vyroben s použitím zaostřeného rastrovacího skenovacího laserového vrtacího procesu za následujících podmínek:

Poloha ohniska = 0 mm (na horním povrchu)

Typ čočky 29 = pozitivní meniskus

Ohnisková vzdálenost čočky 29 = 127 mm (5 palců)

Laserový příkon = 1300 W

Povrchová rychlost trubice na vřetení 21 = 17,4 m/min.

Podélný postup běhounu 26 za otáčku = 0,05 mm

Rozměr jednotky = 0,05 mm

Vzdálenost středů v řadě = 0,75 mm (15 jednotek)

Podkladový člen 2 podle příkladu 3 je takového typu, který je znázorněn na obr. 19 a na obr. 20, a který byl vyroben s využitím vzorů, znázorněných na obr. 3 a na obr. 5, a to s použitím shora uvedeného rastrového skenovacího vrtacího proces, využívajícího zařízení podle obr. 4.

Příklad 4

Byla vyrobena perforovaná fólie s použitím podkladového členu 2, vyrobeného podle příkladu 3, v kombinaci se zařízením, znázorněným na obr. 17. Toto zařízení je obdobné, jako je zařízení, popsané v patentovém spisu US 4 806 303.

Válec 750 pro dodávku výchozí fólie, kterou je 1 mm silná polyetylénová litá fólie o nízké hustotě, byl umístěn na tažně poháněný navíjecí stojan, který je všeobecně znám a využíván například v průmyslu sanitárních ubrousků či plen. Tato fólie byla poté uspořádána kolem povrchu otočného bubnu 753 na obr. 17 a zavedena do tažně ovládaného navíječe, kde je konečný produkt shromažďován na válci 756 pro hotovou fólii.

Tryska 759 byla odkloněna, aby se zabránilo ohřívání fólie, než budou nastaveny provozní podmínky. Poté byl spuštěn vzduchová ventilátor 757a rovněž ohřívač 758, který byl nastaven na teplotu vzduchu v trysce 759, která dosahuje 225 °C.

Dále byl spuštěn zdroj 761 podtlaku, který byl nastaven tak, aby udržoval fólii bezpečně na povrchu podkladového členu 2. Poté byl spuštěn poháněči systém, takže se podkladový člen 2 začal otáčet s povrchovou rychlostí 25 m/min.

Tryska 759 byla poté posunuta tak, že horký vzduch, vycházející z této trysky 759, dopadal přímo na povrch fólie mezi spodní přidržovací zónu, tj. podtlakovou štěrbinou 764 a podtlakovou děrovací zónou, tj. podtlakovou štěrbinou 765.

- 17CZ 295677 B6

Teplota horkého vzduchu v horké vzduchové cloně 767 byla poté zvyšována, až bylo dosaženo požadovaného stupně perforace. Konečná teplota vzduchu byla 305 °C.

Podtlaková hlava 760 byla měřena za provozních podmínek, a bylo zjištěno, že vykazuje sání 48,7 kPa (365 mm rtuťového sloupce).

Horká fólie, která je nyní již opatřena otvory, pokračuje na podkladovém členu 2, tj. na otočném bubnu 753, až k chladicí zóně 762, kde přes otvory ve fólii proudí okolní vzduch, který proudí dále otvory 7 v podkladovém členu 2, do chladicího zdroje 763 podtlaku.

Do té doby, než fólie dospěje až na konec chladicí zóny 762, je natolik dostatečně ochlazena, že může být sejmuta z podkladového členu 2 a navinuta na válec 756 pro hotovou fólii.

Horní povrch děrované fólie, vyrobené podle příkladu 4, je znázorněn na mikrosnímku podle obr. 22.

Přestože zde bylo podrobněji popsáno pouze několik provedení a variant předmětu tohoto vynálezu, je zcela zřejmé, že pro odborníka v daném oboru není žádným problémem realizovat celou řadu různých alternativních provedení předmětu tohoto vynálezu.

Tabulka I

Vrcholek číslo	501	502	503	504	505
501	---r	— —	— — —	--—	-—
502	0,94 mm 0, 037 palce
503	1,70 mm 0, 067 palce	1,02 mm 0,040 palce
504	2,16 mm 0,085 palce	1,70 mm 0,067 palce	0,94 mm 0,037 palce
505	1,80 mm 0,070 palce	1,90 mm 0,075 palce	1,40 mm 0,055 palce	0,89 mm 0,035 palce
506	0,89 mm 0,035 palce	1,42 mm 0,056 palce	1, 65 rtím 0,065 palce	1,65 mm 0,065 palce	0,02 mm 0,040 palce

-18CZ 295677 B6

Tabulka II

Vrcholek číslo	510	511	512	513	503
510	—	— — —	---	—	-— _
511	0,94 mm 0,037 palce
512	1,57 mm 0,062 palce	0,89 mm 0,035 palce
513	1,65 mm 0,065 palce	1,42 mm 0,056 palce	0,94 mm 0,037 palce
503	0,89 mm 0,035 palce	1,68 mm 0,066 palce	1,90 mm 0,075 palce	1,60 mm 0,063 palce
504	1,40 mm 0,055 palce	1,70 mm 0,067 palce	1,40 mm 0,055 palce	0,94 mm 0,037 palce	0, 94 mm 0,037 palce

Tabulka III

Prohlubně mezi vrcholky	Hloubka prohlubni
501 a 502	0,41 mm 0,016 palce
502 a 503	0,51 mm 0,020 palce
503 a 504	0,61 mm 0,024 palce
504 a 505	0,64 mm 0,025 palce
505 a 506	0,51 mm 0,020 palce
506 a 501	0,30 mm 0,012 palce
510 a 511	0,66 mm 0,026 palce
504 a 513	0,66 mm 0,026 palce

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob vytváření děrovaného podkladového členu pro výrobu rovinné děrované fólie, vyznačující se t í m , že zahrnuje následující kroky:

   opatření obrobku, nasměrování laserového paprsku směrem k tomuto obrobku, zaostření laserového paprsku tak, že ohnisko je na horní ploše obrobku, a pohybování laserového paprsku v sérii rastrových přejíždění podél plochy povrchu obrobku, přičemž každé rastrové přejíždění zahrnuje průchod laserového paprsku přes plochu obrobku pro vyvrtávání s pomocí tohoto laserového paprsku předem stanoveného vzoru otvorů v obrobku, přičemž během každého přejíždění se laser zapíná v předem stanovených intervalech dostatečného času a intenzity pro vyvrtávání jedné nebo více samostatných částí každého z otvorů, přičemž otvory se vytvářejí ve vzájemném odstupu od sebe na ploše obrobku pro vytváření hladkého povrchu, obklopujícího každý otvor na horní ploše výsledného podkladového členu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že vyvrtávací krok zahrnuje pulzování laserového paprsku v předem stanovených sekvencích jeho zapnutého a vypnutého stavu.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok pohybování laserovým paprskem zahrnuje otáčení obrobku kolem jeho podélné osy a pootáčení laserového paprsku podél této podélné osy po každé otáčce obrobku.
4. 4. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že každý otvor má v podstatě rovnoběžné boční stěny.