PL169469B1 - Folia z tworzywa sztucznego z oW/orami - Google Patents

Abstract

Folia z tworzywa, sztucznego z otworami, znamienna tym, że stanowi termoplastyczny polimerowy materiał w postaci szeregu równoległych grzbietów (32) i szeregu wgłębień (33) pomiędzy nimi, przy czym każdy z grzbietów (32) jest utworzony przez parę korzystnie ukierunkowanychpionowo bocznych ścianek (31) schodzących się na górnej powierzchni, zaś wgłębienia (33) posiadają wiele mikrootworów (37) wyznaczonych przez sieć elementów włóknopodobnych (38).

Description

Przedmiotem wynalazku jest folia z tworzywa sztucznego z otworami.

Włókniny są od co najmniej pięćdziesięciu lat wykorzystywane w wielu różnorodnych zastosowaniach. Włókniny są materiałami tkaninopodobnymi wykonywanymi bezpośrednio z pasa 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 włókien, 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 przystosowywane w taki sposób, aby miały 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 perforację, powodując w ten sposób pękanie folii i tworzenie się otworów.

169 469

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 929 135 - patentu udzielono Thompsonowi i innym, 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, patentu udzielono Mullane'owi i innym 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 (RS'H) 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 nr 4839216, patentu udzielono Curro i innym 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 kształtującej tak, że materiał uzyskuje wyraźne trójwymiarowe ukształtowanie i aby spowodować utworzenie w niej perforacji.

W zgłoszeniu o patent europejski nr 304 617 w imieniu Kao Corporation 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.

Opis patentowy 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 0,0254cm 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 Doviak'owi i innymi i nr 4 381 326 udzielony Kelley'owi.

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 włókien wykonanych z pasm włókien. Nie posiadają one niepożądanych cech takich, jak sztywność, niedostosowywalność 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 termoplastyczny polimerowy materiał w postaci szeregu równoległych grzbietów i szeregu wgłębień pomiędzy nimi, przy czym każdy z grzbietów jest utworzony przez parę korzystnie ukierunkowanych pionowo bocznych ścianek schodzących się na górnej powierzchni, zaś wgłębienia posiadają wiele mikrootworów wyznaczonych przez sieć elementów włóknopodobnych.

Korzystnie dolne części pochylonych bocznych ścianek zawierają wiele mikrootworów.

Korzystnie grzbiety mają w przekroju zarys zbliżony do sinusoidy.

Folia z tworzywa sztucznego z otworami charakteryzuje się według wynalazku tym, że stanowi rozciaaalny termoplastyczny nolimerowy materiał z wieloma pionowo usytuowanymi strukturami pv.Xl.XXVX L· »> j XXXV»VWX XVXX X- i . X ^Χ V i»i l* p * W XX W . . V J V w » ł Μ.ΧΧ J XX X X O *-* XX XX. V Μ X X»1X X X stożkowymi w postaci rdzeni wyznaczonymi przez pochyłe boczne ścianki, przy czym te boczne ścianki tworzą wiele wgłębień pomiędzy rdzeniami, zaś wgłębienia te zawierają dużą liczbę mikrootworów określonych przez sieć elementów włóknopodobnych.

169 469

Korzystnie dolne części wymienionych bocznych ścianek zawierają wiele mikrootworów.

Korzystnie stożkowe struktury w postaci rdzeni zawierają dodatkowe otwory, których powierzchnie są znacznie większe od powierzchni 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 każdej osobnej grupie lub skupiska mogą być rozłożone przypadkowo. Ponadto mikrootwory mają niejednolite wymiary i mają małe równoważne średnice hydrauliczne (RS'H).

Indywidualne włóknopodobne elementy w sieci z włóknopodobnych elementów zawierają ciągnione części wyjściowej folii z tworzywa sztucznego. Te włóknopodobne elementy, czasem także nazywane „fibryłami, współpracują z wspomnianymi powyżej mikrootworami, dzięki czemu uzyskuje się folię z otworami według wynalazku wyglądem przypominającą włókniny z układanych powietrzem lub gręplowanych pasem 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 korzystnie 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, r^p>' pfynu 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 niniejszego 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 górną powierzchnię jednego przykładu wykonania folii z tworzywa sztucznego z otworami według niniejszego wynalazku, w schematycznym widoku perspektywicznym, fig. 2 -fotomikrografię górnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 1 powiększoną około 20 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 - górną powierzchnię drugiego przykładu wykonania folii z tworzywa sztucznego z otworami według niniejszego wynalazku w schematycznym widoku perspektywicznym, fig. 7 -fotomikrografię górnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 6 powiększonej około 20 razy, fig. 8 - fotomikrografię dolnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 6 powiększonej około 20 razy, fig. 9 - fotomikrografię górnej powierzchni folii z otworami pokazanej schematycznie na fig. 6 powiększonej około 40 razy, fig. 10 - fotomikrografię dolnej powierzchni folii z otworami schematycznie pokazanej na fig. 6 powiększonej'ókoło 40 razy, fig. 11 i fig. 12 - podpaskę higieniczną zawierającą folię z otworami według wynalazku w widoku perspektywicznym i w częściowym przekroju.

169 469

Na figurach 1 do 5 rysunku przedstawiony jest jeden przykład wykonania folii z tworzywa sztucznego z otworami według niniejszego wynalazku. Folia 30 z tworzywa sztucznego z otworami wykonana jest z cienkiej warstwy wytłaczanego, rozciągalnego, termoplastycznego, polimerowego materiału, który przed przeróbką ma grubość, korzystnie, około 0,0013 cm do około 0,0127 cm. Folia 30 zawiera pochylone, na ogół zorientowane pionowo, boczne ścianki 31 schodzące się na górnej powierzchni folii tworząc szereg, na ogół równoległych grzbietów 32. Pochylone boczne ścianki wyznaczają szereg na ogół równoległych wgłębień 33. Jak widać na rzucie z góry, zarówno grzbiety jak i wgłębienia mają kszatałt łukowaty, podobny do sinusoidy. Wgłębienia 33 i dolne części bocznych ścianek 31 przylegających do tych wgłębień zawierają dużą ilość mikrootworów 37, których krawędzie wyznaczane są przez sieć bardzo cienkich włóknopodobnych elementów 38. grubość T folii 30 z otworami, to jest pionowa odległość od wgłębienia 33 do grzbietu 32, w przybliżeniu wynosi 0,05 cm. Na figurach 5 do 10 rysunku pokazano drugi przykład wykonania folii z tworzywa sztucznego z otworami według niniejszego wynalazku. Folia 40 z otworami jest także wykonana z warstwy tłoczonego, rozciągalnego, termoplastycznego polimerowego materiału, którego grubość przed przeróbką wynosi od około 0,0127 cm. Folia 40 z otworami zawiera większą ilość na ogół usytuowanych pionowo stożkowych struktur 41, których pochylone boczne ścianki 41a wyznaczają pomiędzy sobą wgłębienia 43. Wgłębienia 43 i przyległe części bocznych ścianek stożkowych struktur posiadają dużą ilość mikrootworów 47, których brzegi wyznaczane są przez sieć bardzo cienkich włóknopodobnych elementów 48. Stożkowe struktury 41 zawierają dodatkowe otwory 42, których powierzchnia jest znacznie większa od powierzchni mikrootworów 47. Wysokość lub grubość T folii z tworzywa sztucznego z otworami, to jest prostopadła odległość od wgłębienia 43 do wierzchołka stożkowej struktury 41 wynosi w przybliżeniu 0,064 cm.

Grubość T folii z otworami według wynalazku jest większa od grubości t folii wyjściowej, z której ją utworzono. Na przykład zmierzona grubość T folii z otworami z fig.fig. 1 do 5 wynosi około 0,05 cm, a grubość T folii z otworami z fig.fig. 6 do 10 wynosi około 0,064 cm. Głębokość wgłębień 33 nie jest na całej folii jednolita. Wgłębienia 33 różnią się trochę głębokościami przechodząc z jednego obszaru folii do drugiego. Na przykład głębokość wgłębienia w dolnej lewej części fig. 1 może być mniejsza, taka sama, lub większa od głębokości tego samego wgłębienia w górnej prawej części fig. 1.

Folia z termoplastycznego materiału jest przepuszczalna dla par lub nie, jest wytłaczana lub nie posiada wytłoczeń, na jednej lub obu głównych jej powierzchniach jest poddana obróbce wyładowania ulotowego lub takiej obróbki nie przechodzi. Rozciągalna folia jest wykonana z dowolnego termoplastycznego polimerowego materiału na przykład z poliolefin takich, jak polietylen (o dużej, linearny 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. Jest 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 wynosi od około 0,0013 cm do około 0,0127 cm. Korzystnie folia wyjściowa ma grubość pomiędzy 0,0013 cm i 0,0076 cm. Można stosować folie wytłaczane wspólnie, jak również folie, które zostały zmydyfikowane np. za pomocą obróbki środkiem powierzchniowo czynnym. Folia wyjściowa jest wykonywana za pomocą dowolnej znanej technologii takiej, jak odlewanie, wytłaczanie lub rozdmuchiwanie.

Przykład I. Folia z tworzywa sztucznego z otworami pokazana na fig.fig. 1 do 5 została wykonana z wytłaczanej folii o grubości 0,0025 cm zawierającej 50% wagowych liniowego polietylenu o małej gęstości i 50% wagowych polietylenu o małej gęstości. Folia otrzymana z Exxon Corporation, ma oznaczenie EMB_-533. Folia ta ma temperaturę mięknienia 80°C, temperaturę topnienia 120°C, gęstość względną 0,91 i 460% wydłużenia do zerwania w kierunku maszynowym oraz 630% w kierunku poprzecznym. Wytrzymałość folii na rozciąganie wynosi w kierunku maszynowym 0,53 kg/cm i w kierunku poprzecznym 0,45 kg/cm.

169 469

Przykład II. Inna folia z otworami została wykonana z materiału wyjściowego, który stanowiła wytłoczona folia o grubości 0,0025 cm zawierająca mieszankę polietylenu o małej gęstości i liniowego polietylenu o małej gęstości. Folia ta o oznaczeniu MFST 141 została dostarνζ,υιια

Jr-roz Ef ncnn Dl miny χ-,ιχχοι/χχ χ ιαοιιν l. x_,vxxovzxx_; \Tonr lopolr x i V W

T7s1m fc two nnrtr X VFXltł. V<X XIX Cl W j VI t\imi\s\ćO m rr^^^nenma i Jy xiiłiii/ov ΧΧΜ. X V/X.VIt££tlIlIV ' 'nizrunku maszynowym wynoszącą 0,59 kg/cm i wydłużenie przy zrywaniu 245% oraz wytrzymałość na rozciąganie w kierunku poprzecznym do maszynowego 0,39kg/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 otwartej: 3,0

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

Współczynnik zmienności wielkości mikrootworów: 1662%

Całkowita grubość, w cm: 0,055

Czas przenikania, sekundy: 27

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 analizatorze obrazu typu Quantimet 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 linia po lini. 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 0,5 X. Obraz ten jest wytwarzany za pomocą komery 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 10 X. Powierzchnię otwartą określa się na podstawie pomiaru pól na reprezentatywnej powierzchni. Program wyjściowy analizatora Quantimet podaje średnią wartość i standardowe odchylenie dla każdej próbki. Równoważną średnicę hydrauliczną (RSH) otworów mierzy się przy powiększeniu 20 X. Analizator Quantimet wylicza RS'H ze zmierzonej powierzchni i każdego otworu według wzoru:

A

RS'H = 4_

P gdzie: A - pole otworu P - obwód otworu

Program wyjściowy analizatora Quantimet podaje wartości RS'H i standardowe odchylenia dla każdej próbki.

169 469

Wartości równoważnej średnicy hydraulicznej mogą być także określone za pomocą procedury pomiarowej ujawnionej we wspomnianym wcześniej opisie patentowym 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 = _____x 100%

Średnia wartość

Współczynnik zmienności równoważnej średnicy hydraulicznej (RS'H) jest wskaźnikiem zmienności wielkości 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 RS'H będzie wynosił 0%. Większe wartości WZ równoważnych średnic hydraulicznych wskazją na większe zmienności wielkości mikrootworów w warunkach ich RS'H. Gdy WZ równoważnych średnic hydraulicznych folii z otworami według niniejszego wynalazku rośnie, folie coraz bardziej nabierają wyglądu znynych 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 umieczczona 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.

Przykład III. Folia z tworzywa sztucznego z otworami pokazana na fig.fig. 6 do 10 wykonana została z tej samej folii wyjściowej jaką użyto w przykładzie I, to jest Exxon EMB-553. Otrzymana folia z otworami miała strukturę opisaną wcześniej z przywołaniem fig. fig. 6 do 10. Folia miała następujące właściwości fizyczne:

Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku maszynowym: Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku poprzecznym: Powierzchnia otwarta, w %:

Całkowita grubość, cm:

Czas przenikania, sek:

0,20 kgccm² 0,23 kgccm² 7,00 0,067 28

Średnia wartość równoważnej średnicy hydraulicznej (RS'H) pokazanych na fig. 6 mikrootworów 47 w folii z otworami z niniejszego przykładu 3 wynosiła 0,0086 cm. Współczynnik zmienności RŚH mikrootworów wynosił 157%. Folia z otworami posiadała także dużą ilość większych otworów 42. Średnia wartość RS'H większych otworów 42 w folii z otworami z niniejszego przykładu 3 wynosiła 0,044 cm. Dzięki dużej zmienności wielkości mikrootworów, wskazywanej przez wartość współczynnika zmienności RS'H wynoszącą 157%, otrzymano folię z otworami, która wizualnie jest bardzo podobna do wykonanej z włóknistych pasm włókien. Stwierdzono, że folia z otworami z przykładu III nadaje się szczególnie na warstwę zewnętrzną podpaski higienicznej. Folie z otworami z przykładów II i III zostały zbadane pod względem udziału procentowego otwartej powierzchni oraz określono wartości równoważnej średnicy hydraulicznej (RS'H), współczynnika zmienności wielkości 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) jesł wskaźnikiem okrągłości otwoiu w badanym materiale i określa się go za pomocą wzoru*

169 469

WK = _2_

KA gdzie: n - obwód mierzonego otworu

4? - jr - A - powierzchnia otworu K -stała, równa 4 π

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 włókien wykonywanych z włóknistych pasm i o wiele mniej podobne do folii z 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 1, stanowił materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych Kotex. Drugi zbadany materiał, próbka D w tabeli 1, stanowił materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych Always. Trzecim próbnym materiałem oznaczonym jako próbka E w tabeli 1, był materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych typu Sure and Natural.

Próbka A w tabeli 1 odpowiada folii z otworami wykonanej zgodnie z przykładem II, a próbka B odpowiada folii z otworami wykonanej zgodnie z przykładem III.

Materiał na osłony zewnętrzne oznaczony w tabeli 1 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 1 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 chronionego patentami Stanów Zjednoczonych Ameryki, wymienionymi na wspomnianym zewnętrznym opakowaniu. Materiał osłonowy oznaczony w tabeli 1 jako próbka E jest również znany i chroniony patentem Stanów Zjednoczonych Ameryki.

Tabela 1

Właściwości	Próbka
A	B	C	D	E
% Otwartej powierzchni	3,0	10,0	17	26	28
WZ współczynnika kształtu, %	32	29	30	11	17,9
RS'H	95%	90%	95%	75%	95%

otworów pomiędzy

0,025 <0,063 cm<0,063 cm<0,063 cm>0,063 cm 1

	0,046 cm
WZ dla RS'H, %	80	87	92	11	7
Wielkość	95%	95%	95%	80%	95%
otworu, mm2	pomiędzy pomiędzy pomiędzy pomiędzy pomiędzy
	0,0002	0,0002	0,0002	0,258	0,058
	0,258	0,258	0,258	0,258	0,258
WZ wielkości
otworu, %	160	190	200	11	24,5
Szerokość	80%	80%	100%.	100%	100%
włókno-	pomiędzy pomiędzy		pomiędzy pomiędzy
podobnych	0,0025	0,0025	0,003*	0,038	0,038
elementów, cm	1 0,013	1 0,013		1 0,076	I 0,076

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

169 469

Wyniki badań są przedstawione w tabeli 1. Widać z tych wyników badań, że termoplastyczne folie z otworami według niniejszego wynalazku (tabela 1, próbki A i B) są bardzo podobne do włókien wykonywanych z pasm włókiennych (przykładem wiązana przez wirowanie włóknina z próbki C) i są całkowicie odmienne od materiałów z tworzyw sztucznych z otworami znanych ze stanu techniki, których przykładem są próbki D i E.

Wykonane zostały podpaski higieniczne z wykorzystaniem przepuszczającej ciecz folii z otworami z przykładu III i materiałów osłonowych opisanych wcześniej i w tabeli 1 oznaczonych jako próbki C i E. Podpaski te zostały poddane badaniu na czas przenikania, ponownego wilgotnienia i właściwości maskowania koloru.

Zbadane podpaski higieniczne zawierały rdzeń chłonny stosowany w podpaskach higienicznych typu Sure and Natural, owinięte materiałami osłonowymi A, C i D. Materiały osłonowe były w znany sposób połączone na zakładkę 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, 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®. 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 = MN (((01)

N gdzie: M — wartość cyfrowego odczytu na mierniku kolorów Hunter®. przy użyciu czarnego szkła wzorcowego

N — wartość cyfrowego odczytu na mierniku kolorów Hunter® przy użyciu białego szkła wzorcowego

Przeznaczone do badań podpaski przykryto płytką z pleksiglasu 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 w rzeczywistym płynem menstruacyjnym. Następnie zmierzono intensywność plamy w zaplamionym obszarze podpaski higienicznej poprzez dokonanie odczytu na skalach L, a i b miernika kolorów Hunter®. Intensywność plamienia została określona za pomocą wzoru:

Intensywność Plamienia = [(Lp-Lnp)² + (Ap-Anp)² + (bp-bnp)²]!

gdzie dolny indeks p oznacza wartość otrzymaną dla obszaru poplamionego, a np -wartość otrzymaną dla obszaru niepopiamionego. 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.

169 469

Wyniki badania podano w tabeli 2.

Tabela 2

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 pokrycia C jest włókniną mającą kręte przejścia umożliwiające 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 2 odpowiadają materiałom pokryciowym A, C i D w tabeli 1. Wyniki badań podane w tabeli 2 wykazują, że termoplastyczne folie z otworami według niniejszego wynalazku, których przykładem jest folia z otworami wykonana zgodnie z przykładem II (materiał pokryciowy A, tabela 2) umożliwiają wykonanie podpasek higienicznych, których właściwości maskowania plam i wartości ponownego zamoczenia są równe 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 2) albo pokryciowy materiał z tworzywa sztucznego z otworami (to jest materiał pokryciowy D, tabela 2) i kórych czas 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 z przykładu II 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 uderzenia 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, Parkin-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 obiektu 15 X do podczerwieni. Widma były analizowane przy rozdzielczości 2 cm¹ pomiędzy 4000 i 600 cm’¹. Interwał danych był ograniczony do 1(sek/widmo) dla rozdzielczości 2 cm”. Parametr trybu pracy dla podłoża i badanych próbek folii z otworami był taki sam z wyjątkiem przysłony Jacquinot'a, która wynosiła 1 dla podłoża i 4 dla badanych próbek. We wszystkich przypadkach stosowano normalną apodyzację HaysGanzel'a. Wszystkie trzy próbki były skanowane 200 razy, odpowiednimi koniecznymi otworami.

169 469

Zastosowano jeden zbiór analiz podłoża do określania stosunku następnych widm badanej próbki. Widmo podłoża zostało uzyskane przy użyciu w kondensorze apertury o wielkości 1 mm, chwytu punktowego o wymiarze 1 gm w podstawie dla próbek i otworu o wielkości 1,5 mm w górnym module ontycznym . Widfrn crńh<»V H7u+ann ętnsniar ntwarria nnwv7pi i nnniżni nrńhH tak, aby doknadnie ustalić położenie określonego, interesującego obrazu na przeznaczonych do badania próbkach.

Krzywą wzorcowego wskaźnika wyciągania 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 25% 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. 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, oznaczonych 42 na fig. 6 rysunku. Korzystnie jest, gdy co najmniej 50% mikrootworów w folii ma RSH 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 fig. 11 i 12 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. Korzystnie materiał pokryciowy ma strukturę pokazaną na fig.fig. 1 do 5 i opisaną w związku z nimi i przykładem II. 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 wzdłużnych boków chłonnego rdzenia. Materiał pokrywający 206jest trochę dłuższy od chłonnego rdzenia i jest owinięty wokół niego i folii zaporowej, jak pokazano na fig. 12. 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. 12, 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.

FIG. 3

FIG. 4

FIG. 5

FIG. 6

•jł

169 469

FIG.8

FIG. 9

FIG. !0

212 \214

FIG. 12

FIG.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 4,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Folia z tworzywa sztucznego z otworami, znamienna tym, że stanowi termoplastyczny polimerowy materiał w postaci szeregu równoległych grzbietów (32) i szeregu wgłębień (33) pomiędzy nimi, przy czym każdy z grzbietów (32) jest utworzony przez parę korzystnie ukierunkowanych pionowo bocznych ścianek (31) schodzących się na górnej powierzchni, zaś wgłębienia (33) posiadają wiele mikrootworów (37) wyznaczonych przez sieć elementów włóknopodobnych (38).
2. 2. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że dolne części pochylonych bocznych ścianek (31) zawierają wiele mikrootworów (37).
3. 3. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że grzbiety (32) mają w przekroju zarys zbliżony do sinusoidy.
4. 4. Folia z tworzywa sztucznego z otworami, znamienna tym, że stanowi rozciągalny termoplastyczny polimerowy materiał z wieloma pionowo usytuowanymi strukturami stożkowymi (41) w postaci rdzeni wyznaczonymi przez pochyłe boczne ścianki (41a), przy czym te boczne ścianki (41a) tworzą wiele wgłębień (43) pomiędzy rdzeniami, zaś wgłębienia te zawierają dużą liczbę mikrootworów (47) wyznaczonych przez sieć elementów włóknopodobnych.
5. 5. Folia według zastrz. 4, znamienna tym, że dolne części wymienionych bocznych ścianek (41a) zawierają wiele mikrootworów (47).
6. 6. Folia według zastrz. 4, znamienna tym, że stożkowe struktury (41) w postaci rdzeni zawierają dodatkowe otwory (42), których powierzchnie są znacznie większe od powierzchni mikrootworów (47).