PL168484B1 - Folia z tworzywa sztucznego z otworami - Google Patents

Abstract

Folia z tworzywa sztucznego z otworami, znamienna tym, że stanowi rozciągalny, termoplastycznypolimerowymateriał, o strukturze wewnętrznej w postaci mikrootworów(57), w której mikrootwory (57) są wyznaczone przez sieć elementów włóknopodobnych (58).

Description

Przedmiotem wynalazku jest folia z tworzywa sztucznego z otworami.

Włókniny są od co najmniej piędziesięciu lat wykorzystywane w wielu różnorodnych zastosowaniach. Włókniny są materiałami tkaninopodobnymi wykonywanymi bezpośrednio z pasma

168 484 włókien tak, aby wyeliminować czasochłonne etapy związane z przetwarzaniem mających określoną długość włókien w materiały tkane lub dziane. Jeden ze sposobów wykonywania włókien polega na tym, że wytwarza się pasmo włókien na przykład za pomocą zgrzeblania lub układania za pomocą powietrza, a następnie włókienne pasmo wzmacnia się za pomocą polimerowego środka wiążącego. W innym sposobie wykonania włóknin, pasmo włókien jest poddawane działaniu sił wywoływanych przez strumień płynu, które powodują splatanie włókien i w ten sposób zapewniają wytrzymałość wykończonego materiału.

Włókniny posiadają wewnętrznie porowatą strukturę, to jest posiadają otwory lub pory umożliwiające przechodzenie płynów takich, jak powietrze i woda lub wodne roztwory. Ponadto włókniny mogą być przystosowane w taki sposób, aby miały odpowiednią miękkość, układalność i dawały odpowiednią miękkość, układalność i dawały odpowiednie wrażenie dotykowe. Dzięki ich pożądanym charakterystykom włókniny są stosowane jako materiały wykładzinowe dla wyrobów chłonnych takich, jak jednorazowe pieluchy, podpaski higieniczne, środki stosowane przy niemożności powstrzymywania wydalania, opatrunki do ran i temu podobne. Ostatnio czyni się wysiłki, aby wyprodukować porowate lub przepuszczające ciecz materiały osłonowe do wyrobów pochłaniających przy zastosowaniu folii z tworzyw sztucznych jako materiałów wyjściowych. Znany jest, na przykład, sposób wykonywania folii z tworzywa sztucznego z otworami za pomocą umieszczania ogrzanego termoplastycznego materiału w formie arkusza na ukształtowanej perforowanej powierzchni i przyłożenie do niej próżni. Próżnia wciąga zmiękczony materiał arkuszowy poprzez perforacje, powodując w ten sposób pękanie folii i tworzenie się otworów.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 929 135, ujawnia perforowane materiały na osłony zewnętrzne dla środków chłonnych takich, jak podpaski higieniczne, wkładki stosowane przy niemożności powstrzymywania wydalania, bandaże i temu podobne. Te materiały na osłony zewnętrzne są zbudowane z materiałów nieprzepuszczających cieczy takich, jak lekki polietylen i zawierają dużą ilość stożkowych kapilar, z których każda ma otwór podstawowy leżący w płaszczyźnie zewnętrznej osłony i otwór wierzchołkowy znajdujący się z dala od płaszczyzny zewnętrznej osłony. Stożkowe kapilary ujawnione przez Thompsona i innych mają korzystnie kształt powierzchni stożków ściętych i posiadają kąt zbieżności od około 10° do 60°.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 324 276, ujawnia ukształtowaną z otworami folię mającą grubość mniejszą niż około 0,075 cm, powierzchnię otwartą około 35% i dużą ilość otworów, z których przynajmniej 75% ma równoważną średnicę hydrauliczną (RSH) wynoszącą co najmniej 0,064 cm. Ukształtowana z otworami folia ujawniona przez Mullane'a i innych nadaje się do stosowania jako osłona zewnętrzna do wymienionych powyżej jednorazowych środków pochłaniających.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr4 839216, ujawnia wypukłości i otwory materiału z tworzywa sztucznego, który jest wykonywany przez umieszczenie wyjściowej folii na perforowanej powierzchni kształtującej i poddanie górnej powierzchni wyjściowej folii działaniu swobodnego strumienia cieczy. Strumień cieczy ma dostateczną siłę i przepływ masowy, aby spowodować deformację folii w kierunku powierzchni ksztatującej tak, że materiał uzyskuje wyraźnie trójwymiarowe ukształtowanie i aby spowodować utworzenie w niej perforacji.

W zgłoszeniu o patent europejski nr 304 617 ujawniono arkusz pokrywający do artykułów sanitarnych. Arkusz pokrywający zawiera nieprzezroczystą, nie chłonącą cieczy folię mającą części gładkie i wgłębienia. Wgłębienia te są tak ukształtowane, że mają część denną i boczne ścianki. Boczne ścianki mają część pochyloną, posiadającą otwór tak, że część pochylona nie jest pokryta przez część gładką. W tym opisie patentowym stwierdza się, że otwór jest zawsze widoczny, gdy się na niego spogląda w dół.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 690 679 ujawniono folię z otworami zawierającą pierwszą warstwę z pierwszej folii polimerowej i drugą warstwę z drugiej folii polimerowej. Folie te, mające otwory o równoważnych średnicach kołowych o wielkości od około 0,0254 cm do około 0,0762 cm, zostały ujawnione jako nadające się do stosowania na materiały pokrywające do wyrobów chłonnych.

Do patentów odnoszących się do folii z otworami i sposobów oraz urządzeń do ich wyrobu należą także patenty Stanów Zjednoczonych Ameryki: nr 3 632 269 udzielony Dowiak'owi i innym i nr 4 381 326 udzielony Kelley'owi.

168 484

Folie z otworami wykonane według niniejszego wynalazku mają porowatość, powierzchnię otwarcia, miękkość, wytrzymałość, łatwość chwytania, tkaninopodobny wygląd, wrażenie dotykowe, dostosowalność i charakterystykę własności pokrywających takie, jak wiele włóknin wykonanych z pasm włókien. Nie posiadają one niepożądanych cech takich, jak sztywność, niedostosowalność i nie powodują odczucia kontaktu z tworzywem sztucznym, które to cechy często stwierdza się w foliach z otworami z tworzywa sztucznego znanych ze stanu techniki.

Folia z tworzywa sztucznego z otworami, odznacza się według wynalazku tym, że stanowi rozciągalny, termoplastyczny polimerowy materiał, o strukturze wewnętrznej w postaci mikrootworów, w której mikrootwory są wyznaczone przez sieć elementów włóknopodobnych.

Korzystnie termoplastyczny materiał z włóknopodobnymi elementami jest w stanie rozciągniętym.

Korzystnie folia posiada włóknopodobne elementy w stanie rozciągniętym przynajmniej o 100% względem sąsiednich obszarów folii wyjściowej bezotworowej.

Korzystnie mikrootwory mają powierzchnię w zakresie od około 0,00000194 mm² do około 0,258 mm2.

Korzystnie mikrootwory tworzą układ złożony z oddzielnych grup.

Korzystnie mikrootwory mają nieregularne kształty i są rozmieszczone w sposób przypadkowy na obszarach folii, na których wykonane są otwory.

Korzystnie mikrootwory mają współczynnik zmienności współczynnika kształtu wynoszący co najmniej około 25%.

Korzystnie mikrootwory mają równoważną średnicę hydrauliczną w zakresie od około 0,0013 cm do około 0,063 cm.

Korzystnie mikrootwory mają współczynnik zmienności równoważnej średnicy hydraulicznej wynoszący co najmniej około 50%.

Korzystnie folia ma powierzchnię otwartą wynoszącą od około 1% do około 15%, którą tworzą mikrootwory.

Korzystnie włóknopodobne elementy mają długość w zakresie od około 0,013 cm do około 0,127 cm.

Korzystnie włóknopodobne elementy mają szerokości w zakresie od około 0,003 cm do około 0,089 cm.

Korzystnie włóknopodobne elementy mają grubości w zakresie od 0,0006 cm do około 0,005 cm.

Korzystnie ponadto folia zawiera większą ilość dodatkowych otworów, których powierzchnie są znacznie większe od powierzchni wymienionych mikrootworów.

Folia z tworzywa sztucznego z otworami odznacza się według wynalazku tym, że stanowi rozciągalny termoplastyczny polimerowy materiał o strukturze mikrootworowej, w której mikrootwory są utworzone przez usieciowanie włóknopodobnymi elementami i są rozmieszczone w wielu grupach.

Korzystnie każda grupa zawiera co najmniej jeden rząd mikrootworów, po którego obu stronach rozmieszczony jest pas materiału bezotworowego.

Korzystnie każda grupa zawiera wiele rzędów mikrootworów, przy czym sąsiednie rzędy są oddzielone od siebie pasem materiału bezotworowego.

Korzystnie każda grupa zawiera wiele rzędów mikrootworów, przy czym sąsiednie rzędy są oddzielone od siebie pasem materiału bezotworowego.

Korzystnie obszary wokół i pomiędzy sąsiednimi grupami mikrootworów są w zasadzie pozbawione mikrootworów.

Folie z otworami z tworzywa sztucznego według niniejszego wynalazku zawierają wiele mikrootworów, których brzegi są wyznaczone przez sieć włóknopodobnych elementów lub mikropasm wyciągniętego tworzywa sztucznego. Mikrootwory posiadają w większej części kształty nieregularne, to jest nie przyjmują one dających się wyraźnie zidentyfikować geometrycznych kształtów takich, jak kołowe, kwadratowe lub owalne. Mikrootwory mogą być rozmieszczone w nieciągłym układzie w osobnych grupach lub skupiskach. Układ osobnych grup lub skupisk mikrootworów może być przypadkowy bądź regularny. W obu przypadkach mikrootwory w

168 484 każdej osobnej grupie lub skupisku mogą być rozłożone przypadkowo. Ponadto mikrootwory mają niejednolite wymiary i mają małe równoważne średnice hydrauliczne (R SH).

Indywidualne włóknopodobne elementy w sieci z włóknopodobnych elementów zawierają ciągnione części wyjściowej folii z tworzywa sztucznego. Te włóknopodobne elementy, czasem także nazywane „fibrylami“, współpracują z wspomnianymi powyżej mikrootworami, dzięki czemu uzyskuje się folię z otworami według wynalazku wyglądem przypominającą włókniny z układanych powietrzem lub gręplowanych pasm z włókien o określonej długości albo włókniny wiązane obrotowo. Dzięki włóknopodobnym elementom folie z otworami według wynalazku mają także odpowiednią miękkość i dobrze się układają. Włóknopodobne elementy lub inaczej fibryle posiadają długości w zakresie od około 0,013 cm do około 0,127 cm, szerokości w zakresie od około 0,003 cm do około 0,089 cm i grubości od około 0,0006 cm do około 0,005 cm.

Folie z otworami według niniejszego wynalazku mogą mieć małą powierzchnię otwartą wynoszącą od około 1% do 15%. Takie małe powierzchnie otwarte są korzystne w przypadkach, gdy folia z otworami według wynalazku jest stosowana jako materiał pokrywający rdzeń pochłaniający w takich wyrobach jak podpaski higieniczne i jednorazowe pieluchy. W takich przypadkach mała powierzchnia otwarcia w zasadniczy sposób redukuje tendencje płynów, np. płynu menstruacyjnego lub moczu pochłanianych przez chłonny rdzeń do przechodzenia z powrotem przez folię z otworami, ponownego zwilżania jej górnej powierzchni i stykania się ze skórą użytkownika. Równocześnie, gdy folie z otworami według nieniejszego wynalazku są odpowiednio zabarwione, np. dwutlenkiem tytanu, bardzo skutecznie maskują plamy na powierzchni rdzenia pochłaniającego powstałe na skutek kontaktu z wydzielinami takimi, jak płyny menstruacyjne i mocz.

W niektórych przykładach wykonania folia z otworami według wynalazku posiada większą ilość dodatkowych otworów, których powierzchnia jest znacznie większa od powierzchni uprzednio wymienionych mikrootworów. Zrozumiałe jest, że procentowa powierzchnia otwarcia folii z otworami może być zmieniana w szerokim zakresie poprzez zmianę liczby i/lub wielkości mikrootworów i/lub otworów dodatkowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia folię z otworami z tworzywa sztucznego zgodną z niniejszym wynalazkiem w schematycznym widoku z góry, fig. 2 - fotomikrografię górnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 1 powiększonej około20 razy, fig. 3 - fotomikrografię dolnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 1 powiększonej około 20 razy, fig. 4 -fotomikrografię górnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 1 powiększonej około 40 razy, fig. 5 - fotomikrografię dolnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 1 powiększonej około 40 razy, fig. 6 i fig. 7 - podpaskę higieniczną, zawierającą folię z otworami, w widoku perspektywicznym i w częściowym przekroju.

Folia 50 z tworzywa sztucznego z otworami zawiera cienką warstwę rozciągalnej, termoplastycznej folii posiadającej większą ilość mikrootworów 57, które są rozmieszczone w większej ilości grup 55 lub skupisk mikrootworów rozmieszczonych w regularnym układzie. Każde skupisko lub grupa 55 zawiera większą ilość rzędów 56 mikrootworów. Na fig. 1 przedstawiono pięć takich otworów. W każdym rzędzie 56 znajduje się duża ilość rozmieszczonych przypadkowo mikrootworów 57, przy czym mikrootwory te są oddzielone od siebie wzajemnie w tych rzędach przez bardzo cienkie, włóknopodobne elementy 58. Sąsiednie rzędy 56 mikrootworów 57 są w skupiskach 55 oddzielone jeden od drugiego pasmami 59 materiału bez otworów. Jak pokazano, obszary 52 wokół i pomiędzy sąsiednimi grupami 55 mikrootworów są zasadniczo pozbawione mikrootworów 57.

Grubość T folii z otworami według wynalazku jest większa od grubości t folii wyjściowej, z której ją utworzono. Folia ta może być przepuszczalna dla par lub nie, może być wytłaczana lub może nie posiadać wytłoczeń, może też, na żądanie, na jednej lub obu głównych jej powierzchniach być poddana obróbce wyładowania ulotowego lub może takiej obróbki nie przechodzić. Rozciągalna folia może być wykonana z dowolnego termoplastycznego polimerowego materiału na przykład z poliolefin takich, jak polietylen (o dużej, liniowy o małej, lub małej gęstości) i polipropylen, z kopolimerów, olefin i monomerów winylowych takich, jak kopolimery etylenu i octanu winylowego lub chlorku winylu, z poliamidów, poliestrów, polialkoholu winylowego i kopolimerów olefin i monomerów akrylanu takich, jak kopolimery etylenu i akrylanu etylowego. Może być

168 484 także stosowana folia zawierająca mieszaninę dwóch lub więcej takich polimerowych materiałów. Kierunek maszynowy (KM) i kierunek poprzeczny (KP) wydłużenia folii wyjściowej, w której mają być wykonane otwory powinny wynosić co najmniej 100% określonego zgodnie z Testem ASTM nr D-882, wykonanego na maszynie do prób Instrom pracującej z prędkością szczęki wynoszącą 127 cm/min. Grubość folii wyjściowej, to jest folii, w której mają być wykonane otwory, jest korzystnie jednolita i może wynosić od około 0,0013 cm do około 0,0127 cm. Korzystnie folia wyjściowa ma grubość t pomiędzy 0,0013 cm i 0,0076 cm. Można stosować folie wytłaczane wspólnie, jak również folie, które zostały zmodyfikowane np. za pomocą obróbki środkiem powierzchniowo czynnym. Folia wyjściowa może być wykonywana za pomocą dowolnej znanej technologii takiej, jak odlewanie, wytłaczanie lub rozdmuchiwanie.

Przykład . Materiał wyjściowy stanowiła wytłoczona foiia o grubości 0,0025cm zawierająca mieszankę polietylenu o małej gęstości i liniowego polietylenu o małej gęstości. Folia ta o oznaczeniu MFST 141 została dostarczona przez firmę Edison Plastic z Edison, New Jersey. Folia ta ma wytrzymałość na rozciąganie w kierunku maszynowym wynoszącą 0,59 kg/cm i wydłużenie przy zrywaniu 245% oraz wytrzymałość ma rozciąganie w kierunku poprzecznym do maszynowego 0,39 kg/cm i wydłużenie przy zrywaniu 650%. Otrzymana folia z otworami została poddana badaniu i stwierdzono, że posiada następujące właściwości:

Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku maszynowym: 0,34 kg/cm

Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku poprzecznym: 0,21 kg/cm % Powierzchni otwaeStj: 3,0

Średnia równoważna średnica hydrauliczna mrkroosworów, w cm: 0,0077

Współczynnik zmienności wielkości mikrootwoi^ów: 162%

Całkowita grubość, w cm: 0,057

Czas przenikania, sekundy: 277

Wytrzymałości na rozciąganie w kierunku maszynowym i w kierunku poprzecznym były określone na próbkach folii z otworami o szerokości 2,54 cm za pomocą maszyny badawczej firmy Instrom zgodnie z normą ASTM D-882 dotyczącą metod badań.

Powierzchnia otwarta w % określona była na analiazaSoeze obrazu typu QuanSimeS Q520.

Powierzchnia otwarta i równoważna średnica hydrauliczna określane były za pomocą analizy obrazu. Zasadniczo analiza obrazu przetwarza obraz optyczny z mikroskopu świetlnego w sygnał elektroniczny odpowiedni dla przetwarzania. Wiązka elektronowa skanuje obraz lrara po linii. Gdy każda linia jest skanowana sygnał wyjściowy zmienia się odpowiednio do natężenia oświetlenia. Białe obszary wytwarzają wysokie napięcie, a obszary czarne niskie. Utworzony zostaje obraz folii z otworami, w którym otwory są białe podczas, gdy jednolite powierzchnie termoplastycznego materiału mają kolor szary o różnych odcieniach. Im większa jest gęstość powierzchni materiału stałego, tym ciemniejsza jest szarość wytwarzana przez tę powierzchnię. Każda linia obrazu, który podlega pomiarowi jest dzielona na punkty pomiarowe lub piksele. Taką analizę przeprowadza się za pomocą analizatora obrazu typu Quantimet Q520. Analizator ten wykorzystuje wersję 4.0 oprogramowania z opcją zapamiętywania szarości. Stosuje się mikroskop świetlny typu Olympus SZH Microscope z przesyłaną bazą świetlną i obiektywem 0,5x. Obraz ten jest wytwarzany za pomocą kamery wideo COHU.

Folie z otworami przygotowuje się do analizy nakładając rozpyloną powłokę (30 sekund) w urządzeniu do powlekania przez napylanie typu Polaron IIHD w celu uczynienia przezroczystych powierzchni folii nieprzezroczystymi. Próbki mocuje się na szklanych przesuwkach o wymiarach 7,6 cm X 10,2 cm przy użyciu umieszczonej na ich końcach dwustronnej taśmy utrzymującej folię w tym położeniu. Reprezentatywny kawałek każdej folii z otworami przeznaczonej do analizy umieszcza się na stoliku mikroskopu i wytwarza jego obraz na ekranie wizyjnym przy powiększeniu 10x. Powierzchnię otwartą określa się na podstawie pomiaru pól na rtprezeatrtywaej powierzchni. Program wyjściowy analizatora Quaatimtt podaje średnią wartość i standardowe odchylenie dla każdej próbki. Równoważną średnicę hydrauliczną (RŚ'H) otworów mierzy się przy powiększeniu 20x. Analizator Quaasrmtt wylicza RŚH ze zmierzonej powierzchni i każdego otworu według wzoru:

168 484

Ί

RŚH= ©—

Ρ gdzie:

A - pole otworu

P - obwód otworu

Program wyjściowy analizatora Quantimet podaje wartości RSH i standardowe odchylenia dla każdej próbki.

Wartości równoważnej średnicy hydraulicznej mogą być także określone za pomocą procedury pomiarowej ujawnionej we wspomnianym wcześniej patencie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 324 276. Średnią wartość standardowe odchylenie (SO) i współczynnik zmienności (WZ) wyznacza się przy pomocy normalnych metod statystycznych. Współczynnik zmienności określa się w następujący sposób:

WZ= —__ X100%

Średnia wartość

Współczynnik zmienności równoważnej średnicy hydraulicznej (RŚ H) jest wskaźnikiem zmienności, mikrootworów w folii z otworami w warunkach ich RS'H. Jeśli wszystkie otwory miały tę samą RS H nie będzie żadnej zmienności RS H i WZ odpowiadający RSH będzie wynosił 0%. Większe wartości WZ równoważnych średnic hydraulicznych wskazują na większe zmienności wielkości mikrootworów w warunkach ich RŚ H. Gdy WZ równoważnych średnic hydraulicznych folii z otworami wykonanymi według niniejszego wynalazku rośnie folie coraz bardziej nabierają wyglądu znanych ze stanu techniki, wykonanych z włóknistych pasm, włóknin.

Wielkości czasu przenikania cieczy określono w sposób następujący. Badanie przenikania polega na zmierzeniu czasu, jaki potrzebny jest, aby 5 cm³ próbnej cieczy przepłynęło przez eliptyczny otwór, którego główna oś ma 3,81 cm, a mniejsza oś 1,9 cm. Próbnym płynem jest syntetyczny płyn menstruacyjny, który został tak sporządzony, aby naśladował charakterystykę przepływu, lepkość, kolor i właściwości jonowe ludzkiego płynu menstruacyjnego. Płytka z pleksiglasu o wymiarze 1,27 cm z opisanego eliptycznym otworem została umieszczona na chłonnej poduszce takiego rodzaju, jaki jest używany w podpaskach higienicznych, przy czym chłonna poduszka jest zawinięta w przeznaczony do badania materiał. Następnie wylano 5 cm³ wspomnianego próbnego płynu przez eliptyczny otwór w płytce z pleksiglasu. Zapisano czas przenikania w sekundach, którym jest czas jaki upłynął pomiędzy wprowadzeniem i zniknięciem płynu z powierzchni badanego materiału.

Folia z tworzywa sztucznego z otworami pokazana na fig. 1 do 5 została wykonana z folii wyjściowej, którą stanowiła folia Exxon EMB-533.

Folia z otworami według wynalazku została zbadana pod względem udziału procentowego otwartej powierzchni oraz określono wartości równoważnej średnicy hydraulicznej (RS Ή), współczynnika zmienności RS Ή, zakresu wielkości otworów, współczynnika zmienności otworów, współczynnika kształtu (WK), współczynnika zmienności, współczynnika kształtu i szerokości włóknopodobnych elementów. Wartości procentowego udziału otwartej powierzchni, RS H, współczynników zmienności RS H i wielkości otworów zostały określone zgodnie z opisanymi wcześniej sposobami. Współczynnik kształtu (WK) jest wskaźnikiem okrągłości otworu w badanym materiale ,i określa się go za pomocą wzoru:

WK= _Ł_ gdzie: KA

P - obwód mierzonego otworu

A - powierzchnia otworu

K - stała równa 4π

Dla otworu, który ma kształt doskonale kołowy współczynnik kształtu wynosi 1. Im większa wartość współczynnika kształtu WK, tym bardziej nieregularny, to jest mniej kołowy jest kształt otworu. Materiały mające duże współczynniki zmienności wielkości otworów o wiele bardziej z wyglądu podobne są do tkanin, to jest wydają się patrzącemu o wiele bardziej z wyglądu podobne do tradycyjnych włóknin wykonywanych z włóknistych pasm i o wiele mniej podobne do folii z

168 484 tworzyw sztucznych mających w zasadzie jednakowe otwory. Dla porównania przeprowadzono omawiane badania dla materiałów zewnętrznych znanych ze stanu techniki.

Pierwszy zbadany materiał, próbka C w tabeli I, stanowił materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych Kotex. Drugi zbadany materiał, próbka D w tabeli I, stanowił materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych Always typu Maxi-Pads sprzedawany przez The Procter and Gamble Company. Trzecim próbnym materiałem oznaczonym jako próbka E w tabeli I, był materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych typu Sure and Natural. Próbka A w tabeli I odpowiada folii z otworami wykonanej zgodnie z przykładem.

Materiał na osłony zewnętrzne oznaczony w tabeli I jako próbka C jest przepuszczającą ciecz włókniną zawierającą włókna o nieprzerywanej długości mające zasadniczo jednakowe średnice wynoszące około 0,003 cm. Materiał ten znany jest jako włóknina wiązana przez wirowanie.

Materiał na osłony zewnętrzne oznaczony w tabeli I jako próbka D jest materiałem z tworzywa sztucznego z otworami opisanymi na zewnętrznym opakowaniu zawierającym podpaski higieniczne, z których został wzięty jako „Dri-Weave Covering“. Materiał ten został wykonany za pomocą sposobu ujawnionego w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki.

Materiał osłonowy oznaczony w tabeli I jako próbka E jest również znany i chroniony patentem Stanów Zjednoczonych Ameryki.

Tabela I

Właściwości _	Próbka
A	C	D	E
% otwartej powierzchni	3,0	17	26	28
WZ współczynnka kształtu, %	32	30	11	17,9
RS'H otworów	95% <0,063 cm	95% <0,063 cm	75% <0,063 cm	95% pomiędzy 0,025 i 0,046 cm
WZ dla RS'H, %	80	92	11	7
Wielkość otworu, mm2	95% pomiędzy 0,0002 i 0,258	95% pomiędzy 0,0002 i 0,258	80% pomiędzy 0,259 i 0,258	95% pomiędzy 0,058 i 0,258
WZ wielkości otworu, %	160	200	11	24,5
Szerokość włóknopodobnych elementów, cm	80% pomiędzy 0,0025 i 0,013	100% 0,003*	1)0% pomiędzy 0,038 i 0,076	100% pomiędzy 0,038 i 0,076

* = średnica włókna = = szerokość materiału z tworzywa sztucznego pomiędzy otworami

Wyniki badań są przedstawione w tabeli I. Widać z tych wyników badań, że termoplastyczna folia z otworami według niniejszego wynalazku (tabela I, próbka A) jest bardzo podobna do włóknin wykonywanych z pasm włókiennych (przykładem wiązania przez wirowanie włóknina z próbki C) i jest całkowicie odmienna od materiałów z tworzyw sztucznych z otworami znanych ze stanu techniki, których przykładem są próbki D i E.

Zbadane podpaski higieniczne zawierały rdzeń chłonny stosowany w podpaskach higienicznych typu Sure and Natural i były owinięte materiałami osłonowymi A, C i D. Materiały osłonowe były w znany sposób połączone na nakładkę i uszczelnione na dolnej powierzchni próbnych podpasek, pozostawiając pojedynczą warstwę materiału osłonowego na górnej, to jest stykającej się z ciałem, powierzchni podpasek.

Czas przenikania w sekundach dla próbnych podpasek higienicznych został określony zgodnie z wcześniej opisanym sposobem. Po zakończeniu próby przenikania, na powierzchni podpaski higienicznej zaplamionej syntetycznym płynem menstruacyjnym stosowanym przy próbie przenikania, umieszczono dwie warstwy papieru filtracyjnego o wymiarach 7,6 cm X 10,2 cm. Cała górna powierzchnia badanej podpaski została raz przewalcowana przy pomocy wałka o ciężarze 1,81 kg,

168 484 9 o długości 12,7 cm i średnicy 8,26 cm. Ilość gramów syntetycznego płynu menstruacyjnego pochłoniętego przez papiery filtracyjne przyjęto za „wielkość ponownego wilgotnienia.

Właściwości maskowania plam różnych materiałów pokryciowych zostały określone za pomocą miernika kolorów Hunter'a przy zastosowaniu następującego sposobu. Podpaski higieniczne przeznaczone do prób przygotowano owijając chłonny rdzeń z puchu z pulpy celulozowej przeznaczonym do badań materiałem pokryciowym w sposób wcześniej opisany. Przeznaczone do badania podpaski zostały umieszczone na przeznaczonej dla próbek części miernika kolorów Hunter'a i przykryte czarnym szkłem wzorcowym. Następnie dokonano odczytów na skalach L, a i b miernika. Ten sposób postępowania powtórzono jeszcze dwa razy na różnych częściach badanej podpaski. Wartość nieprzezroczystości, WN, dla badanej próbki została określona za pomocą wzoru:

WN= ^M (IDO) N gdzie:

M - wartość cyfrowego odczytu na mierniku kolorów Hunter'a przy użyciu czarnego szkła wzorcowego

N - wartość cyfrowego odczytu na mierniku kolorów Hunter'a przy użyciu białego szkła wzorcowego.

Przeznaczone do badań podpaski przykryto płytką z plekisglasu używaną do określenia czasu przenikania i wylano 5 cm3 opisanego wcześniej płynu menstruacyjnego przez eliptyczny otwór w płytce i pozwolono na pochłonięcie go przez podpaskę, symulując plamę, która powstałaby przy zetknięciu z rzeczywistym płynem menstruacyjnym. Następnie zmierzono intensywność plamy w zaplamionym obszarze podpaski higienicznej poprzez dokonanie odczytu na skalach L, a i b miernika kolorów Hunter'a. Intensywność plamienia została określona za pomocą wzoru:

Intensywność Plamienia = [(Lp-L_np)² + (Ap-A_np)² + (bp-bnp)²]!^ gdzie dolny indeks p oznacza wartość otrzymaną dla obszaru poplamionego, a np - wartość otrzymaną dla obszaru nie poplamionego.

Następnie określono wartość maskowania plamy, WMP dla każdej podpaski za pomocą wzoru:

WMP = WN-IP gdzie:

WN jest wartością nieprzezroczystości, a Ip jest intensywnością plamienia. Wyniki badania podano w tabeli II.

Tabela II.

Właściwość	Materiał pokrycia użyty w podpasce higienicznej
A	C	D
Czas przenikania, sek.	27	16	16
Wartość ponownego zamoczenia, gramy	0,18	0,58	0,46
Maskowanie plamy	70	58	64
Powierzchnia otwarta, %	3	17	26

Uwaga: Materiał pokryciowy C jest włókniną mającą kręte przejścia umożliwiając przechodzenie płynu. Powierzchnia otwarta określona przez pomiar przepuszczanego światła może nie stanowić odbicia całkowitej powierzchni umożliwiającej przechodzenie płynów.

Materiały pokryciowe A, C i D w tabeli II odpowiadają materiałom pokryciowym A, C i D w tabeli I. Wyniki badań podane w tabeli II wykazują, że termoplastyczne folie z otworami według niniejszego wynalazku, (materiał pokryciowy A, tabela II) umożliwiają wykonanie podpasek higienicznych, których właściwości maskowania plam i wartości ponownego zamoczenia są równe

168 484 lub lepsze od tej samej wartości dostępnych w handlu podpasek higienicznych, w których zastosowano albo wiązaną przy wirowaniu włókninę (to jest materiał pokryciowy C, tabela II) albo pokryciowy materiał z tworzywa sztucznego z otworami (to jest materiał pokryciowy D, tabela II) i których czasy przenikania, chociaż trochę dłuższe niż istniejących dostępnych w handlu wyrobów, są jednak funkcjonalnie możliwe do zaakceptowania. Te korzystne wyniki są dość zaskakujące w świetle faktu, że folia z tworzywa sztucznego z otworami według wynalazku ma powierzchnię otwartą znacznie mniejszą od znanych ze stanu techniki materiałów pokryciowych C i D.

Do określenia różnicy wskaźnika wyciągania pomiędzy włóknopodobnymi elementami i częściami polimerowego materiału foliowego bezpośrednio przyległego do tych włóknopodobnych elementów w wyrobach foliowych z otworami według niniejszego wynalazku zastosowano przyrząd o nazwie Fourier Transformer Infra-Red (FTIR) z urządzeniem mikroskopowym. Należy zaznaczyć, że podczas wytwarzania materiału według niniejszego wynalazku folia wyjściowa jest oparta na wysokich punktach elementu podstawowego i pod wpływem uderzania słupowych strumieni wody nie podparte części wyjściowego materiału odchylają się w kierunku i częściowo do wewnątrz obniżonych obszarów lub wgłębień elementu podstawowego.

Odchylanie to lub rozciąganie trwa do momentu, aż folia wyjściowa ulegnie przerwaniom powodującym powstanie mikrootworów i włóknopodobnych elementów charakterystycznych dla folii z otworami według wynalazku. To rozciąganie lub wyciąganie jest zlokalizowane w najczęstszych jego przypadkach w tych częściach folii wyjściowej, które stają się elementami włóknopodobnymi. Celem tej próby jest określenie różnicy rozciągania, które wystąpiło w elementach włóknopodobnych i w polimerowym materiale przylegającym do powierzchni włóknopodobnych elementów.

Wyznaczenie to zostało dokonane przy użyciu spektrometru FTIR z podwójną ławą (Model 1800 FTIR, Perkin-Elmer Corp., Norwalk, CT) wyposażonego w badawczy mikroskop na podczerwień (mikroskop na podczerwień IRPLAN, Spectra Tech, Stanford, CT) pracujący w trybie przepuszczania. Widmo podczerwieni otrzymano przy użyciu średniego pasma 1 mm2, detektora rtęciowo-kadmowo-tellurkowego (MCT) i soczewek obiektywu 15 X do podczerwieni. Widma były analizowane przy rozdzielczości 2 cm¹ pomiędzy 4000 i 600 cm’¹. Interwał danych był ograniczony do l(sek/widmo) dla rozdzielczości 2 cm’¹. Parametr trybu pracy dla podłoża i badanych próbek folii z otworami był taki sam z wyjątkiem przesłony Jacquinot'a, która wynosiła 1 dla podłoża i 4 dla badanych próbek. We wszystkich przypadkach stosowano normalną apodyzację Hays-Ganzel'a. Wszystkie trzy próbki były skanowane 200 razy, odpowiednimi koniecznymi otworami. Zastosowano jeden zbiór analiz podłoża do określania stosunku następnych widm badanej próbki. Widmo podłoża zostało uzyskane przy użyciu w kondensatorze aparatury o wielkości 1 mm, chwytu punktowego o wymiarze 1 pm w podstawie dla próbek i otworu o wielkości 1,5 mm w górnym module optycznym. Widmo próbek uzyskano stosując większe otwarcia powyżej i poniżej próbki tak, aby dokładnie ustalić położenie określonego, interesującego obrazu na przeznaczonych do badania próbkach.

Krzywą wzorcowego wskaźnika wykonano deformując mechanicznie wyjściowy polimerowy materiał foliowy i biorąc mierzone wielkości wydłużenia od 0 do 500% przy przyrostach 100% i otrzymując przy pomocy aparatu FTIR widma dla każdej próbki.

Następnie uzyskano widma włóknopodobnych elementów w foliowym materiale z otworami i obszarów bezpośrednio sąsiadujących z tymi elementami. Widma te zostały porównane z krzywą wzorcowania i w ten sposób określony został stopień wydłużenia elementów włóknopodobnych. Stwierdzono, że podobne elementy folii z otworami według wynalazku zostały wyciągnięte co najmniej o 100% w porównaniu z przyległymi obszarami wyjściowej folii, które nie podlegały dziurawieniu podczas obróbki. Stwierdzono, że znaczna część włóknopodobnych elementów została wyciągnięta od około 200% do około 250% w porównaniu z obszarami przyległymi folii wyjściowej, które nie podlegały dziurawieniu podczas obróbki.

Jak wskazano wcześniej, folie z otworami według niniejszego wynalazku mogą być stosowane jako materiały osłonowe w takich wyrobach wchłaniających, jak jednorazowe pieluszki, podpaski higieniczne, opatrunki na rany, środki stosowane przy trudnościach z powstrzymywaniem wydalania i inne.

168 484

Gdy termoplastyczne folie z otworami według niniejszego wynalazku stosowane są jako materiał pokryciowy podpasek higienicznych, korzystnie jest gdy ilość w nich mikrootworów jest wystarczająca, aby zapewnić powierzchnię otwartą od około 1 do 15%, przy korzystnie zmniejszonej liczbie otworów o większych wymiarach.

Korzystnie jest, gdy co najmniej 50% mikrootworów w folii ma RS'H pomiędzy 0,0013 i 0,0635 cm. Współczynnik zmienności RS'H mikrootworów wynosi korzystnie co najmniej 50%. Korzystnie co najmniej 75% mikrootworów ma powierzchnię mniejszą niż 0,258 mm² i współczynnik zmienności powierzchni mikrootworów powinien wynosić co najmniej 100%.

Na figurach 6 i 7 pokazana jest podpaska higieniczna 200 zawierająca chłonny rdzeń 202 z włóknem z celulozowej pulpy, cienką nieprzepuszczalną dla cieczy folię zaporową 204 i materiał pokryciowy 206, którym może być dowolna folia z otworami według wynalazku. Folia zaporowa 204, która może zawierać, np. cienką folię z polietylenu, styka się z dolną powierzchnią chłonnego rdzenia 202 i wznosi się do góry na część wysokości wzdłużonych boków chłonnego rdzenia. Materiał pokrywający 206 jest trochę dłuższy od chłonnego rdzenia i jest owinięty wokół niego i folii zaporowej, jak pokazano na fig. 7. Wzdłużne brzegi materiału pokrywającego są w znany sposób założone na siebie i uszczelnione na dolnej powierzchni podpaski. W pokazanym przykładzie wykonania materiał pokryciowy jest szczelnie złączany sam ze sobą na końcach 208, 210 podpaski higienicznej. Jak pokazano na fig. 7, podpaska higieniczna 200 posiada warstwę przylepną 212 do przyklejenia podpaski do bielizny użytkowniczki. Warstwa przylepna 212 jest przed użyciem zabezpieczona za pomocą usuwalnego paska zwalniającego 214.

1618484

FIG. 6

FIG. 7

206

FIG. 4 « .'łW*//**·*»***»*-^-'<* ·_χ ’·'»*· « «44·44«44* - · Α * · ·ΐ • « «>·«·««« - * Α · **J </Vi - Λ*·****'»**-· - ' * · Α · 4| * »Α*« ^.«4«·*44·α*·· *Α*Μ < . · «4·44*<*··4« 4 Jb»4ł . ««««««««44 * * · «•4444444 · · ‘ *4444444 4 4 Λ +

Α*4*»·«»· • «•4·«44··4_ i · uW .«**«**· • « » <.<«««·« • · · · »««««««<

« « « · #<<···♦_. !4UŁ*yó»^,.-,..

444««·*·« 4444*·«««'

4«4*·4«44 ««•«««•••ι • *444«««« '4 4 4 4

JtjO A44444««**a4 4>

Kv<*.v.\v.vz.:z4

?.*.*·*.

...·.·.*.__ .•.•.•.•.ν.νΑβί'.-.ν.νΛί

,<♦-«· *· . * *·«*.<··* χ* \ ‘/Λ·Λ«Α·Λν?«ν??**«*. * < 4 «4 <««4 44 4 4 4 4kjC» «S^V V \ « · 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ♦« νΛνΛν-^ί^ΛΎ^^ » » . -*> \VAVAV«W«*«V«WÓ t ’ - « 4 4“♦ ^JTC*« « 4 4 4*4 <4*4.4 4 · « · - · V 4 4 ·<9Λ_λ9^·Λ ·<· · ** ** 5, »··!-'. . « «, * « · · 4 4 4 a «4* 4L« · * · »\« · e 9ΛΛ Α»ΖΛΛ-»·«^ .9. *44« ¹ * * «L- · · · * * «ΑαΜΠΜΙΙ -..4 4 4 4 4 * Ai* JUC· ’ « - · λ* ** > ^**44-·*«-- \ \57

F/G. 2

1.68484

58

\ ’β

S:Ae^fy^^,b^t7j / j/> flytŚ**io*oigM

jj.

0&fb_oO&⁹ef «0⁰»’¹ dli).

'<7<3o ę^PgŻy^^cS' 56---db&fi&S·· οθύΡ/j

F/GJ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Folia z tworzywa sztucznego z otworami, znamienna tym, że stanowi rozciągalny, termoplastyczny polimerowy materiał, o strukturze wewnętrznej w postaci mikrootworów (57), w której mikrootwory (57) są wyznaczone przez sieć elementów włóknopodobnych (58).
2. 2. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że termoplastyczny materiał z włóknopodobnymi elementami (58) jest w stanie rozciągniętym.
3. 3. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że włóknopodobne elementy (58) posiada w stanie rozciągniętym przynajmniej o 100% względem sąsiednich obszarów folii wyjściowej bezotworowej.
4. 4. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrootwory (57) mają powierzchnię w zakresie od około 0,00000194 mm² do około 0,258 mm2.
5. 5. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrootwory (57) tworzą układ złożony z oddzielnych grup (55).
6. 6. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrootwory (57) mają nieregularne kształty i są rozmieszczone w sposób przypadkowy na obszarach folii, na których wykonane są otwory.
7. 7. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrootwory (57) mają współczynnik zmienności współczynnika kształtu wynoszący co najmniej około 25%.
8. 8. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrootwory (57) mają równoważną średnicę hydrauliczną w zakresie od około 0,0013 cm do około 0,063 cm.
9. 9. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrootwory (57) mają współczynnik zmienności równoważnej średnicy hydraulicznej wynoszący co najmniej około 50%.
10. 10. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że ma powierzchnię otwartą wynoszącą od około 1% do około 15%, którą tworzą mikrootwory (57).
11. 11. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że włóknopodobne elementy (58) mają długość w zakresie od około 0,013 cm do około 0,127 cm.
12. 12. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że włóknopodobne elementy (58) mają szerokości w zakresie od około 0,003 cm do około 0,089 cm.
13. 13. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że włóknopodobne elementy (58) mają grubości w zakresie od 0,00006 cm do około 0,005 cm.
14. 14. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawiera większą ilość dodatkowych otworów, których powierzchnie są znacznie większe od powierzchni mikrootworów (57).
15. 15. Folia z tworzywa sztucznego z otworami, znamienna tym, że stanowi rozciągalny termoplastyczny polimerowy materiał o strukturze mikrootworowej, w której mikrootwory (57) są utworzone przez usieciowanie włóknopodobnymi elementami (58) i są rozmieszczone w wielu grupach (55) .
16. 16. Folia według zastrz. 15, znamienna tym, że każda grupa (55) zawiera co najmniej jeden rząd (56) mikrootworów (57), po którego obu stronach rozmieszczony jest pas (59) materiału bezotworowego.
17. 17. Folia według zastrz. 15, znamienna tym, że każda grupa (55) zawiera wiele rzędów (56) mikrootworów (57), przy czym sąsiednie rzędy są oddzielone od siebie pasem (59) materiału bezotworowego.
18. 18. Folia według zastrz. 15, znamienna tym, że obszary (52) wokół i pomiędzy sąsiednimi grupami (55) mikrootworów (57) są w zasadzie pozbawione mikrootworów.