ITCH20060003U1

ITCH20060003U1 - MACHINE TO PRODUCE AND OBTAIN A SOFT TOUCH AND RESILIENT FILM SUITABLE FOR DRAINING USE

Info

Publication number: ITCH20060003U1
Authority: IT
Inventors: Berardino Fabio Di
Original assignee: Texol Srl
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-12-02

Description

DOMANDA DI BREVETTO PER MODELLO D'UTILIT A' DESCRIZIONE del modello d'utilità dal titolo "MACCHINA PER PRODURRE ED OTTENERE UN FILM SOFFICE AL TATTO E RESILIENTE ADATTO AD USO DRENANTE" PATENT APPLICATION FOR UTILITY MODEL DESCRIPTION of the utility model entitled "MACHINE TO PRODUCE AND OBTAIN A SOFT TOUCH AND RESILIENT FILM SUITABLE FOR DRAINING USE"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Riassunto: Summary:

Una macchina per produrre ed ottenere un film soffice al tatto e resiliente adatto ad uso drenante. A machine for producing and obtaining a soft to the touch and resilient film suitable for draining use.

Tale film, prodotto da tale macchina presenta, su almeno una faccia, una matrice sostanzialmente continua di micro coni tridimensionali, orientati in modo sostanzialmente perpendicolare alla superficie dalla quale le micro aperture hanno origine. Presenta, inoltre, sulla superficie opposta, una matrice continua composta da macro coni tridimensionali orientati in modo sostanzialmente perpendicolari alla superficie dalla quale i macro coni hanno origine. This film, produced by this machine, has, on at least one face, a substantially continuous matrix of three-dimensional micro cones, oriented substantially perpendicular to the surface from which the micro openings originate. Furthermore, on the opposite surface, it presents a continuous matrix composed of three-dimensional macro cones oriented substantially perpendicular to the surface from which the macro cones originate.

Con il termine "micro coni" si intende definire una moltitudine di coni non distinguibili da occhio umano ad una distanza uguale o superiore di 450 mm, mentre con il termine "macro coni" si intende definire coni chiaramente visibili ad occhio umano posti ad una distanza superiore ai 450mm. The term "micro cones" means to define a multitude of cones that cannot be distinguished by the human eye at a distance equal to or greater than 450 mm, while the term "macro cones" means to define cones clearly visible to the human eye placed at a distance over 450mm.

Stato dell'arte: State of the art:

L'opzione di avere un film soffice al tatto e di aspetto simile al tessuto, ma con caratteristiche drenanti è da sempre nell'obiettivo dei ricercatori. The option of having a film that is soft to the touch and similar in appearance to fabric, but with draining characteristics has always been in the researchers' goal.

Già nel passato si è studiato la possibilità di avere un film soffice al tatto impartendo al film stesso delle micro texture, o ancora meglio, delle micro aperture tridimensionali, tali da avere una alta densità di materiale cedevole a contatto con il tatto; tali micro coni possono essere ottenuti con tecnologia ad acqua pressurizzata o per formatura sotto vuoto pneumatico, entrambi i processi sono arte nota. Already in the past the possibility of having a soft touch film has been studied by imparting micro textures to the film itself, or even better, three-dimensional micro openings, such as to have a high density of material which is yielding in contact with the touch; these micro cones can be obtained with pressurized water technology or by forming under pneumatic vacuum, both processes are known art.

Una volta ottenuto il film con le micro textures si possono creare i macro coni tridimensionali che conferiscono capacità drenanti al prodotto. Once the film with the micro textures has been obtained, the three-dimensional macro cones can be created which give the product draining capacity.

La creazione dei macro coni deve essere tale da non distruggere i micro coni o micro textures creati in precedenza. The creation of the macro cones must be such as not to destroy the micro cones or micro textures created previously.

Tale risultato può essere ottenuto in diversi modi. This can be achieved in several ways.

Nel brevetto N° US4.839.216,come nel brevetto US4.609.518, si spiega come forare un film ove siano già presenti delle micro textures usando una tecnologia ad acqua pressurizzata. In patent N ° US4.839.216, as in patent US4.609.518, it is explained how to perforate a film where micro textures are already present using a pressurized water technology.

Tale metodo, però non termoforma i macro coni, limitando così le proprietà drenanti del film. This method, however, does not thermoform the macro cones, thus limiting the draining properties of the film.

Nel brevetto N° US6.780.372, si illustra un metodo per creare dei macro fori termoformati, portando localmente il film in zona di termoformatura senza scaldare le aree circostanti i macro fori. Patent No. US6.780.372 illustrates a method for creating thermoformed macro holes, bringing the film locally to the thermoforming area without heating the areas surrounding the macro holes.

La possibilità di forare con aghi caldi è arte nota, ma il processo di termoformatura dei macro coni tende a irrigidire il film, in quanto la fusione della pellicola nei dintorni del cono crea una corona di materiale rigido e non piacevole al tatto. inoltre il film tende ad aderire all'ago di termoformatura creando delle difficoltà di distacco. The possibility of drilling with hot needles is a known art, but the process of thermoforming of the macro cones tends to stiffen the film, as the fusion of the film around the cone creates a crown of rigid material that is not pleasant to the touch. furthermore, the film tends to adhere to the thermoforming needle, creating difficulties in detaching.

Nel brevetto N° US2.004.161.586, il problema delle corone di materiale fuso intorno al cono termofuso viene risolto interponendo uno strato di materiale alto fondente, in modo tale da evitare il contatto diretto del film con l'ago ad alta temperatura; inoltre essendo il materiale alto fondente meccanicamente piu resistente rispetto al film da processare, aiuta notevolmente il distacco del film dagli aghi caldi. In the patent N ° US2.004.161.586, the problem of the crowns of molten material around the thermofused cone is solved by interposing a layer of high melting material, in such a way as to avoid direct contact of the film with the needle at high temperature; furthermore, since the high melting material is mechanically more resistant than the film to be processed, it greatly helps the detachment of the film from the hot needles.

Problema tecnico: Technical problem:

La formazione di macro coni termoformati su di un filmato termoplastica ove sono stati precedentemente creati dei micro coni e/o micro textures può provocare la distruzione di questi ultimi. Il problema tecnico da risolvere è quello di termoformare i macro coni senza danneggiare i micro coni precedentemente formati e contemporaneamente mantenere la sofficità al tatto del filmato ottenuto. The formation of thermoformed macro cones on a thermoplastic film where micro cones and / or micro textures have previously been created can cause the destruction of the latter. The technical problem to be solved is that of thermoforming the macro cones without damaging the previously formed micro cones and at the same time maintaining the softness to the touch of the film obtained.

Soluzioni tecniche ad oggi presenti ci permettono di termoformare coni con tecnologia ad aghi caldi, forzando il film a passare attraverso una calandra ove, su uno dei rulli, sono presenti aghi, mentre sull'altro fori; ogni ago va ad alloggiare nel corrispettivo foro dell'altro rullo forando e forzando così il contatto tra ago e filmato che in questo modo si termoforma. Tuttavia il tempo di contatto tra ago e filmato deve essere molto limitato per evitare che l'intero filmato si porti a temperatura prossima al rammollimento condizione che impedirebbe il distacco del filmato dal rullo con aghi. Technical solutions currently available allow us to thermoform cones with hot needle technology, forcing the film to pass through a calender where, on one of the rollers, there are needles, while on the other there are holes; each needle is housed in the corresponding hole of the other roller, thus piercing and forcing the contact between the needle and the film, which in this way is thermoformed. However, the contact time between needle and film must be very limited to prevent the entire film from reaching a temperature close to softening, a condition that would prevent the film from detaching from the needle roller.

Bassi tempi di contatto tra filmato e ago, però, impongono alte temperature degli aghi, che quindi vanno a fondere localmente il filmato termoplastico, indurendolo a seguito del suo raffreddamento, creando così un effetto sgradevole al tatto. Low contact times between film and needle, however, impose high temperatures of the needles, which then locally melt the thermoplastic film, hardening it as a result of its cooling, thus creating an unpleasant effect to the touch.

Le sempre più basse grammature di filmati imposte dal mercato rendono le attuali tecnologie di foratura ad aghi impraticabili per l'anzidetto motivo. Inoltre, i procedimenti di cui ai brevetti indicati presentano i problemi evidenziati nel detto paragrafo. The increasingly low weight of films imposed by the market make current needle drilling technologies impractical for the aforementioned reason. Furthermore, the procedures referred to in the indicated patents present the problems highlighted in the said paragraph.

Soluzione del problema tecnico: Solution of the technical problem:

Il presente Modello di Utilità spiega come ottenere dei macro com termoformati su di una matrice di materiale termoplastico ove sono presenti dei micro coni e/o micro textures, preservando la qualità e la sofficità al tatto del filmato di partenza. This Utility Model explains how to obtain thermoformed macros on a matrix of thermoplastic material where there are micro cones and / or micro textures, while preserving the quality and softness to the touch of the starting film.

Onde evitare la fusione locale del filmato termoplastico, si preferisce operare a temperature più basse della temperatura di fusione, ossia a temperature prossime a quelle di rammollimento; questo comporta chiaramente la necessità di avere un tempo di contatto tra aghi e filmato notevolmente più lungo. La formatura del cono avviene forzando il passaggio del filmato tra aghi del primo rullo e corrispettivi fori del secondo rullo. Creati i coni, si lascia il filmato a contatto con gli aghi il tempo necessario per avere una corretta termoformatura; ciò comporta, però, chiaramente che l'intero filmato si porta a temperatura prossima al rammollimento, rendendo impraticabile il distacco del filmato dagli aghi al semplice tiro, in quanto la forza di coesione tra aghi e filmato sarebbe tale da rovinare il materiale. Questo effetto indesiderato è tanto più accentuato quanto più il filmato ha bassa grammatura. Per risolvere questo inconveniente, si introduce l'uso di un terzo rullo anche esso forato. Tale rullo è composto da una camicia esterna con fori disposti in modo tale che durante la rotazione ogni foro vada ad ingranare con il corrispettivo ago; la camicia forata va a ruotare su di un albero cavo il quale presenta una apertura in direzione assiale e con larghezza tale da coprire tutta la zona di contatto tra ago e terzo rullo forato; di poi, creando una depressione pneumatica all'interno dell'albero cavo, si genera una forza alla base del cono termoformato tale da staccare il filmato dagli aghi senza rovinarlo, inoltre la differenza di pressione tra l'interno dell' albero cavo e l'ambiente esterno crea un flusso di aria che raffredda il filmato. In order to avoid local melting of the thermoplastic film, it is preferred to operate at temperatures lower than the melting temperature, ie at temperatures close to softening ones; this clearly entails the need to have a considerably longer contact time between needles and film. The cone is formed by forcing the passage of the film between the needles of the first roller and the corresponding holes of the second roller. Once the cones have been created, the film is left in contact with the needles for the time necessary to have a correct thermoforming; this clearly implies, however, that the entire film is brought to a temperature close to softening, making it impractical to detach the film from the needles simply by shooting, as the force of cohesion between the needles and the film would be such as to ruin the material. This undesirable effect is all the more pronounced the lower the weight of the movie. To solve this drawback, the use of a third roller, also perforated, is introduced. This roller is composed of an external jacket with holes arranged in such a way that during rotation each hole meshes with the corresponding needle; the perforated jacket rotates on a hollow shaft which has an opening in the axial direction and with a width such as to cover the entire contact area between the needle and the third perforated roller; then, by creating a pneumatic depression inside the hollow shaft, a force is generated at the base of the thermoformed cone such as to detach the film from the needles without damaging it, furthermore the pressure difference between the inside of the hollow shaft and the external environment creates a flow of air that cools the footage.

Il processo di termoformatura può essere più o meno lento, ma non si può eliminare totalmente la probabilità di avere zone indurite o irrigidite dal processo di riscaldamento; per tale motivo si prevede un passaggio successivo ove il filmato viene fatto passare attraverso una o più rulli scanalati come indicati nel Disegno 2. The thermoforming process can be more or less slow, but the probability of having areas hardened or stiffened by the heating process cannot be totally eliminated; for this reason a subsequent passage is envisaged where the film is passed through one or more grooved rollers as indicated in Drawing 2.

Il film viene opportunamente stirato localmente in modo da rompere e ammorbidire eventuali zone indurite dal processo di termoformatura specie intorno ai macro coni. The film is suitably stretched locally in order to break and soften any areas hardened by the thermoforming process, especially around the macro cones.

Descrizione di una o più forme di attuazione: Description of one or more forms of implementation:

Il sistema di distacco del filmato termoplastico dagli aghi può essere ottenuto anche utilizzando dell' elettricità elettrostatica, per cui anzichè creare una zona depressurizzata, si può caricare il filmato e terzo rullo forato con elettricità elettrostatica di segni opposti, in modo tale che la forza elettrostatica che si genera alla base dei coni termoformati distacchi il filmato dal rullo con aghi, in modo sostanzialmente simile al metodo descritto nel punto precedente. The detachment system of the thermoplastic film from the needles can also be obtained using electrostatic electricity, so instead of creating a depressurized area, the film and third perforated roller can be charged with electrostatic electricity of opposite signs, so that the electrostatic force which is generated at the base of the thermoformed cones detaches the film from the roller with needles, in a substantially similar way to the method described in the previous point.

Il sistema di stiramento localizzato può avere scanalature in senso assiale, radiale o entrambe, creando così dei stiramenti localizzati in senso macchina o in senso trasversale alla direzione macchina. Funzionamento The localized stretching system can have axial, radial or both grooves, thus creating localized stretches in the machine direction or transversely to the machine direction. Operation

Micro foratura: Micro perforation:

Il film di materiale termoplastico (normalmente a base ldpe e lldpe) viene estruso con tecnologia cast. The film of thermoplastic material (normally based on LDPE and LDPE) is extruded with cast technology.

Il film ancora in stato plastico viene adagiato su di una matrice ove sono presenti delle micro aperture con densità che va dai 140 fori a cmq ai 1024 fori a cmq e immediatamente posto sotto vuoto, facendo così implodere il film e creando su di esso dei micro coni tridimensionali. The film, still in a plastic state, is placed on a matrix where there are micro openings with a density ranging from 140 holes per cmq to 1024 holes per cmq and immediately placed under vacuum, thus making the film implode and creating micro-holes on it. three-dimensional cones.

Il film viene lasciato a contatto con la matrice il tempo necessario per passare dalla temperatura di rammollimento ad una temperatura tale da permettere il distacco del film dalla matrice di formatura. The film is left in contact with the matrix for the time necessary to pass from the softening temperature to a temperature such as to allow the film to detach from the molding matrix.

Il film cosi formato è pronto per la macro foratura. The film thus formed is ready for the macro drilling.

Macro foratura: Macro drilling:

Un rullo ad aghi opportunamente termoregolato ad una temperatura prossima alla temperatura di termoformatura del film termoplastico viene posto in rotazione e sincronizzato con una coppia di rulli forati con una densità di fori pari alla densità degli aghi. A needle roller suitably thermoregulated at a temperature close to the thermoforming temperature of the thermoplastic film is rotated and synchronized with a pair of perforated rollers with a density of holes equal to the density of the needles.

Entrambi i rulli forati possono essere controllati in temperatura. Both perforated rolls can be temperature controlled.

Il rullo forato 2 ha la funzione di creare il cono tridimensionale è può essere sostituito da un rullo spazzola con alta densità di setole. The perforated roller 2 has the function of creating the three-dimensional cone and can be replaced by a brush roller with a high density of bristles.

Il rullo forato 3 ha la funzione di staccare il film forato dagli aghi. The perforated roller 3 has the function of detaching the perforated film from the needles.

Il film micro forato viene fatto passare attraverso la coppia di rulli l e 2 creando così il macro foro tridimensionale; il film così ottenuto viene lasciato a contatto con gli aghi il tempo necessario per avere una corretta termoformatura. Tale metodo permette di operare con temperature molto più basse rispetto ai metodi noti. Infatti un così alto tempo di contatto tra film e ago permette di poter operare con temperature degli aghi prossimi a quelli di termoformatura, o, comunque, inferiore alla temperatura di fusione del film, limitando cosi il fenomeno di ricottura che rende il film ruvido e crespo The micro-perforated film is passed through the pair of rollers 1 and 2 thus creating the three-dimensional macro hole; the film thus obtained is left in contact with the needles for the time necessary to have a correct thermoforming. This method allows to operate with much lower temperatures than the known methods. In fact, such a long contact time between film and needle makes it possible to operate with needle temperatures close to those of thermoforming, or, in any case, lower than the melting temperature of the film, thus limiting the annealing phenomenon that makes the film rough and frizzy.

Aumentando il tempo di contatto del film con gli aghi, si limita l'effetto di ricottura del film stesso, ma di contro l'intero film si porta a temperatura più elevata, rendendo così difficile il distacco del film dagli aghi. Il film a contatto con gli aghi può raggiungere temperature medie di circa 50 -60°; è noto che film di bassa grammatura (15-30 gsm) a temperature così elevate perdono drasticamente le caratteristiche meccaniche, per cui la forza di adesione tra aghi e macro coni appena formati può essere tale da rendere impraticabile il distacco del film usando una forza di tiro impartita direttamente sul film, in quanto quest'ultimo si deteriorebbe. By increasing the contact time of the film with the needles, the annealing effect of the film itself is limited, but on the other hand the entire film is brought to a higher temperature, thus making it difficult to detach the film from the needles. The film in contact with the needles can reach average temperatures of about 50 -60 °; it is known that films of low weight (15-30 gsm) at such high temperatures drastically lose their mechanical characteristics, so that the adhesion force between newly formed needles and macro cones can be such as to make it impractical to detach the film using a force of shot given directly on the film, as the latter would deteriorate.

Per avere un corretto distacco senza tuttavia danneggiare il prodotto, si applica un tiro direttamente sui macro coni, risolvendo così il problema evidenziato. To have a correct detachment without however damaging the product, a pull is applied directly on the macro cones, thus solving the problem highlighted.

Il rullo forato 3 ha una camera sotto vuoto pneumatico, in modo tale da esercitare una leggera forza sulla base dei macro coni; durante la rotazione, la forza esercitata dal vuoto pneumatico distacca il film dagli aghi senza rovinare il prodotto. Inoltre il volume di aria che attraversa il settore depressurizato va a raffreddare i macro coni appena realizzati. Estratti i macro coni, la zona sotto vuoto pneumatico cessa di operare, lasciando libero il film. Il film, così ottenuto, presenta dei micro coni prodotti dalla "Micro foratura" e dei macro fori ottenuti dalla "Macro foratura". The perforated roller 3 has a pneumatic vacuum chamber, in such a way as to exert a slight force on the base of the macro cones; during rotation, the force exerted by the pneumatic vacuum detaches the film from the needles without damaging the product. Furthermore, the volume of air that passes through the depressurized sector cools the macro cones just made. Once the macro cones have been extracted, the area under pneumatic vacuum ceases to operate, leaving the film free. The film thus obtained has micro cones produced by "Micro drilling" and macro holes obtained by "Macro drilling".

Il prodotto viene ora fatto passare attraverso una o piu coppie di rulli scanalati come indicati in Disegno 2. The product is now passed through one or more pairs of grooved rollers as indicated in Drawing 2.

Il film viene opportunamente stirato in modo da rompere e ammorbidire eventuali zone indurite dal processo di termoformatura, specie intorno ai macro com. The film is suitably stretched in order to break and soften any areas hardened by the thermoforming process, especially around the macrocoms.

Il film cosi ottenuto è pronto per essere raffreddato e riavvolto. The film thus obtained is ready to be cooled and rewound.

Vantaggi Benefits

I vantaggi del processo produttivo sopra descritto sono: The advantages of the production process described above are:

1- utilizzando un procedimento a temperature più basse, si ottiene un film più soffice al tatto. 1- using a process at lower temperatures, a softer film to the touch is obtained.

2- Si può produrre un filmato termoplastico come descritto nel riassunto anche con film di bassissime grammature, andando incontro alle richieste del mercato. 2- It is possible to produce a thermoplastic film as described in the summary also with very low weight films, meeting the demands of the market.

3-Non si ha bisogno di interporre nessun tipo di filmato alto fondente tra ago caldo e filmato termoplastico, così riducendo notevolmente i costi di produzione. 3-There is no need to interpose any type of high melting film between the hot needle and the thermoplastic film, thus significantly reducing production costs.

Varianti: non sono previste varianti al processo produttivo. Variations: there are no variations to the production process.

Descrizione dei disegni allegati: Description of the attached drawings:

Il Disegno l indica in modo schematico il passaggio del film micro forato sotto la calandra ad aghi caldi per la termoformatura dei macro coni. Drawing l shows schematically the passage of the micro-perforated film under the hot-needle calender for the thermoforming of the macro cones.

Il Disegno 2 indica in modo schematico il passaggio del prodotto attraverso dei rulli scanalati in modo tale da avere dei stiri localizzati. Il Disegno 3 indica in modo schematico il film con micro fori e macro fori in direzione opposta. Drawing 2 schematically indicates the passage of the product through grooved rollers in such a way as to have localized stretches. Drawing 3 schematically indicates the film with micro holes and macro holes in the opposite direction.

Claims

Claims: 1-a method for making a soft and resilient film composed of an upper surface that is soft to the touch and a lower surface. The lower surface has a substantially continuous matrix of three-dimensional micro openings which cross the film from the lower side towards the upper side, forming three-dimensional holes. The upper surface has three-dimensional macro holes oriented from the upper surface to the lower surface. 2-the film of point 11 where the micro holes are made by extruding a film in a softened state on a perforated matrix and pulling this film into the holes of the matrix using a pneumatic vacuum. 3-the film of point 1 where the micro holes are made by applying a substantially uniform pressure on the film lying on a forming matrix. 4-the film of point 2 where the macro holes are made with a thermoforming process with hot needles. 5-the film of point 4 where the micro holes present in the cones of the macro holes have been closed by the thermoforming process. 6-the film of point 5 where the macro holes are detached from the hot needles using a perforated roller with a depressurized sector. 7- the film of point 5 where the macro holes are detached from the hot nails using a perforated roller charged electrostatically and with a sign opposite to the charge of the film. 8-the film of point 11 where the micro holes are oriented in the opposite direction to the direction of the macro holes. 9- the film of point 1 where the micro holes are oriented in the same direction as the macro holes. 10- the film of point 5 where the passage of the film is forced through a pair of shaped rollers having a series of grooves and a series of ridges (such that each ridge of the first roller is positioned approximately in the middle of the corresponding groove of the second roller ) thus forcing the film to have localized elongations such as to break and soften the thermoformed cones.