PL169976B1 - Sposób formowania folii z tworzywa sztucznego z otworami - Google Patents

Abstract

1. Sposób formowania folii z tworzywa sztucznego z otworami, znamienny tym, że nakłada się folię wyjściową (67,107) zawierającą rozciągalny, termoplastyczny polimerowy materiał, mający powierzchnie, górną (67a) i dolną, na człon podstawowy (64,91, 103) zawierający część podstawową (65) z obszarami podporowymi (74,135, 65') dla folii (67, 107) i strefami wgłębionymi między nimi, zaopatrzony w środki (70, 80, 99, 99a, 112, 125, 151) do odprowadzania płynu od członu podstawowego (64,91,103), stykając dolną powierzchnię folii (67, 107) z powierzchnią obszarów podporowych (74, 135, 65’) części podstawowej (65), i działa się siłą płynu na górną powierzchnię (67a) folii wyjściowej (67,107) w strefie styku, przy czym stosuje się ciśnienie płynu dostateczne do utworzenia mikrootworów (37, 47, 57), a następnie wyprowadza się folię (30, 40, 50, 68) z wykonanymi mikrootworami (37,47, 57) ze strefy styku i zdejmuje się tę folię (30,40,50,68) z członu podstawowego (64, 91,103).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania folii z tworzywa sztucznego z otworami.

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

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

169 976 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 (RŚH) 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 4 839 216 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 ujawniono arkusz pokrywający do artykułów sanitarnych. Arkusz pokrywający zawiera nieprzezroczystą, nie chłonną 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 i nr 4 381 326.

Sposób formowania folii z tworzywa sztucznego z otworami, odznacza się według wynalazku tym, że nakłada się folię wyjściową, zawierającą rozciągalny termoplastyczny polimerowy materiał, mający górną i dolną powierzchnię na człon podstawowy, zawierający elementy podporowe mające wierzchołkowe obszary podporowe dla folii ze strefami wgłębionymi między nimi oraz środki do odprowadzania płynu od członu podstawowego, stykając dolną powierzchnię folii z powierzchnią obszarów podporowych elementu podporowego i działą się siłą płynu na górną powierzchnię folii wyjściowej w strefie styku, przy czym stosuje się ciśnienie dostateczne do utworzenia mikrootworów, a następnie wprowadza się folię ze strefy styku i zdejmuje się folie z wykonanymi otworami z członu podstawowego.

Korzystnie działa się na górną powierzchnię folii płynem w formie strumieni słupowych.

Korzystnie ciśnienie płynu utrzymuje się w zakresie od 3,4 MPa (35 kg/cm²) do 11,0 MPa (112 kg/cm²).

Korzystnie płyn, którym działa się na górną powierzchnię folii stanowi woda o temperaturze co najmniej około 32°C.

Folie z otworami z tworzywa sztucznego wykonane sposobem 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 jest przypadkowy bądź regularny. W obu przypadkach mikrootwory w każdej osobnej grupie lub skupisku mogą być rozłożone przypadkowo. Ponadto mikrootwory mają niejednolite wymiary i mają małe równoważne średnice hydrauliczne (RŚH).

169 976

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, wykonaną sposobem 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 wykonane 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 wykonane sposobem 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 wykonana zgodnie z wynalazkiem 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 zgodne z wynalazkiem 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 folia z otworami wykonana 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.

Folie z otworami są wytwarzane według niniejszego wynalazku za pomocą kierowania sterowanych sił płynowych na jedną powierzchnię stosunkowo cienkiej, rozciągniętej folii z tworzywa sztucznego, podczas gdy folia opiera się swoją drugą powierzchnią na członie podstawowym. Człony podstawowe nadające się do użycia przy stosowaniu niniejszego wynalazku zawierają zlokalizowane obszary podporowe do podpierania folii, strefy wgłębione, w których folia może być odkształcana za pomocą przyłożenia do niej sił płynowych oraz środki do usuwania zastosowanego płynu z członu podstawowego.

W jednym określonym sposobie wytwarzania folii z otworami, zgodnym z niniejszym wynalazkiem, człon podstawowy posiada większą ilość rozstawionych osobno, skierowanych do góry piramid, rozmieszczonych według z góry określonego schematu na jednej powierzchni członu podstawowego. Piramidy mają czworoboczne podstawy i są tak skierowane, że boczne krawędzie wyznaczające podstawę piramid są usytuowane pod kątem około 60°C względem bocznych krawędzi członu podstawowego, przy czym boczne krawędzie członu podstawowego odpowiadają kierunkowi maszynowemu folii i są do niego równoległe, gdy jest ona umieszczona na członie podstawowym. Piramidy są w wymieniony określony sposób rozmieszczone w rzędach biegnących poprzecznie do członu podstawowego i w kolumnach przebiegających wzdłuż członu podstawowego, przy czym piramidy w każdym danym rzędzie są ułożone zygzakowato lub są przesunięte względem piramid w każdym z dwu rzędów bezpośrednio przyległych do danego rzędu. Boczne ścianki piramid wyznaczają pierwszy zespół wgłębień i drugi zespół wgłębień, przy czym każdy zespół wgłębień przebiega pod kątem do kierunku maszynowego członu podstawowego. Te dwa zespoły wgłębień przecinają się wzajemnie. Wgłębienia w każdym zespole są rozmieszczone względem siebie równolegle.

Omówiony człon podstawowy zawiera ponadto większą ilość okrągłych otworów do usuwania stosowanego płynu. Otwory te znajdują się w uprzednio wspomnianych wgłębieniach pomiędzy piramidami.

W innym wariancie sposobu wytwarzania folii z otworami, zgodnym z niniejszym wynalazkiem, człon podstawowy do podpierania folii z tworzywa sztucznego zawiera część podstawową i większą ilość ciągłych, wystających do góry, rozstawionych osobno łukowatych,

169 976 usytuowanych wzajemnie równolegle żeber. Łukowate żebra, jak widać na widoku z góry mają kształt fali podobnej do sinusoidy. Człon podstawowy zawiera ponadto większą ilość wgłębień lub obszarów obniżonych ograniczonych przez pary łukowatych żeber. W obniżonych obszarach usytuowana jest większa ilość otworów przebiegających przez człon podstawowy od jednej głównej powierzchni do drugiej.

W jeszcze innym przykładowym sposobie wytwarzania folii z otworami zgodnymi z niniejszym wynalazkiem człon podstawowy zawiera część podstawową z większą ilością otworów przechodzących przez całą jej grubość. W tym przykładzie wykonania członu podstawowego, który może być zaopatrzony w płaską płytę lub o kształcie cylindrycznym, jak uprzednio wspomniane człony podstawowe, nie ma żadnych wystających elementów takich, jak uprzednio wspomniane piramidy lub sinusoidalne żebra.

Folie z otworami wykonane sposobem 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, 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.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wytwarzania folii z otworami sposobem według niniejszego wynalazku, w schematycznym widoku, fig. 2 - wyjściową folię z tworzywa sztucznego i człon podstawowy, na którym jest umieszczona folia wyjściowa w celu uformowania jej zgodnie z niniejszym wynalazkiem przy rozłożeniu na części, fig. 3 - człon podstawowy pokazany w dolnej części fig. 2 - w widoku z góry, fig. 4 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii 19-19 z fig. 3, fig. 5 schemat blokowy pokazujący etapy sposobu wytwarzania folii otworami zgodnego z niniejszym wynalazkiem, fig. 6 - inny typ urządzenia do wytwarzania folii z otworami zgodnie z niniejszym wynalazkiem w widoku schematycznym, fig. 7 - korzystne urządzenie do wytwarzania folii z otworami według niniejszego wynalazku w widoku schematycznym, fig. 8 - człon podstawowy stosowany do wytwarzania folii z otworami, w widoku z góry, fig. 9 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii 24-24 z fig. 8, fig. 10 - człon podstawowy stosowany do wytwarzania folii z otworami w innym przykładzie wykonania w widoku z góry, fig. 11 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii 26-26 z fig. 10, fig. 12 - folię z tworzywa sztucznego z otworami wykonaną sposobem według wynalazku, fig. 13 i fig. 14 - folię z otworami również wykonane sposobem według wynalazku, fig. 15 i fig. 16 - podpaskę higieniczną, zawierającą folię z otworami, w widoku perspektywicznym i w częściowym przekroju.

Fig. 1 przedstawia w schematycznym widoku urządzenie do formowania folii z tworzywa sztucznego z otworami sposobem według niniejszego wynalazku. Urządzenie 60 zawiera ruchomą taśmę przenośnika 62 i umieszczony na wierzchu tej taśmy, Aby mógł się z nią poruszać, człon podstawowy 64. W członie podstawowym znajduje się duża ilość otworów (nie pokazanych na fig. 1), które przechodzą przez całą grubość członu podstawowego, od jego górnej powierzchni 65a do dolnej powierzchni 65b.

Na wierzchu członu podstawowego znajduje się cienka, ciągła folia 67 z termoplastycznego materiału. 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 o 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 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

169 976 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.

Ponad folią wyjściową 67 usytuowana jest rozgałęźna rura 69 doprowadzająca płyn 63, korzystnie wodę, do górnej powierzchni 67a wyjściowej folii podczas, gdy folia ta, oparta na członie podstawowym 64, przemieszcza się z taśmą 62 przenośnika. Woda może być doprowadzana pod zmniejszonym ciśnieniem. Poniżej taśmy przenośnika umieszczona jest rozgałęźna rura próżniowa 70 przeznaczona do usuwania wody, która jest kierowana na górną powierzchnię 67a wyjściowej folii 67, gdy przechodzi ona pod rurą rozgałęźną 69. Podczas pracy urządzenia wyjściową folię 67 umieszcza się na członie podstawowym 64 i folię oraz człon podstawowy przepuszcza się w tę i z powrotem pewną ilość razy pod rurą rozgałęźną 69 aż zostanie wykonana żądana folia z otworami. Rura rozgałęźna 69 posiada wiele otworów, których liczba może sięgać od około 12 do około 40 na centymetr długości. Korzystnie liczba otworów w rurze rozgałęźnej wynosi od około 14 do około 20 na centymetr długości. Otwory te korzystnie mają kształt okrągły a średnice ich wynoszą od około 0,0076 do około 0,0254 cm, korzystnie 0,0127 cm do 0,018 cm. Po przejściu wyjściowej folii i członu podstawowego pewną ilość razy pod rurą rozgałęźną 69, dopływ wody zastaje przerwany, a próżnia jest nadal doprowadzana w celu wspomagania odwadniania otrzymanej folii z otworami. Folię z otworami zdejmuje się z członu podstawowego i suszy za pomocą dowolnej techniki takiej, jak doprowadzenie do niej strumienia ciepłego powietrza lub za pomocą ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

Fig. 2 przedstawia w widoku perspektywicznym przy rozłożeniu na elementy wyjściową folię 67 i człon podstawowy 64, opisane wcześniej w odniesieniu do fig. 1. Jak wspomniano, wyjściowa folia 67 zawiera termoplastyczny materiał polimerowy lub mieszaninę dwóch lub więcej takich materiałów polimerowych i, jak pokazano na fig. 2, folia ta może być wytłaczana lub nie. Na górnej części fig. 2 jest pokazana część 75 wyjściowej folii 67 zawierająca wytłoczenie 76 i część 77 nie tłoczonej folii 67.

Człon podstawowy 64 zawiera część podstawową 65 mającą górną powierzchnię 65a i dolną powierzchnię 65b. Człon podstawowy 64 zawiera ponadto większą ilość otworów przechodzących przez całą grubość części podstawowej65 od górnej powierzchni 65a do dolnej powierzchni 65b. Jak będzie dalej widoczne, otwory 80 są po to, aby umożliwić usunięcie wody podczas wytwarzania folii z otworami sposobem według wynalazku. Człon podstawowy 64 zawiera także większą ilość usytuowanych pionowo elementów podporowych 71. Te elementy podporowe zawierają podstawę 78 pokrywającą się z płaszczyzną górnej powierzchni 65a części podstawowej 65 i parę pochylonych bocznych ścianek 72, 73, najlepiej widocznych na fig. fig. 3 i 4. Boczne ścianki 72, 73 podstawy wychodzą do góry z podstawy 78 i schodzą się na części pomiędzy rowkami lub na grzbiecie 74 stanowiącym obszar podporowy dla folii wyjściowej 67. Elementy podporowe 71 są usytuowane nawzajem równolegle i równoodległe. Mogą one być usytuowane równolegle, prostopadle lub pod dowolnym kątem względem boków członu podstawowego. Jak pokazano na fig. fig. 2 i 3 elementy podporowe 71, w widoku z góry, mają kształt ogólnie biorąc, sinusoidalny lub falisty. Rozumie się, że elementy podporowe mogą mieć inne ukształtowanie np. prostoliniowe lub zygzakowate. Fig. 5 zawiera schemat blokowy pokazujący kilka etapów procesu wytwarzania nowych folii z otworami według niniejszego wynalazku. Pierwszy etap procesu stanowi umieszczenie kawałka cienkiej, rozciągalnej folii z termoplastycznego polimerowego materiału na członie podporowym (Prostokąt 1). Człon podporowy, ze znajdującą się na nim rozciągalną folią, jest przepuszczany pod wyrzucającymi pod wysokim ciśnieniem płyn dyszami (Prostokąt 2). Korzystnym płynem jest woda. Wodę odprowadza się od członu podporowego stosując, korzystnie, próżnię (Prostokąt 3). Folię odwadnia się stosując do tego celu, korzystnie, ssanie (Prostokąt 4). Odwodnioną folię z otworami zdejmuje się z członu podporowego (Prostokąt 5), usuwa się resztki wody z folii z otworami, np. doprowadzając do niej strumień powietrza

169 976 (Prostokąt 6), a następnie folię z otworami zwija się, aby w tej postaci oczekiwała na użycie jej jako takiej lub jako elementu konstrukcyjnego innego wyrobu takiego, jak podpaska higieniczna, jednorazowa pielucha lub opatrunek na ranę (Prostokąt 7). Fig. 6 przedstawia w schematycznym widoku urządzenie do ciągłego wytwarzania folii z otworami według niniejszego wynalazku. Urządzenie 90 zawiera człon podstawowy mający postać taśmy przenośnikowej 91. Taśma przenośnikowa 91 porusza się ciągle, w znany sposób, w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, wokół pary rozstawionych z dala od siebie wałków 92, 93. Nad taśmą przenośnika 91 umieszczona jest doprowadzająca płyn rura rozgałęźna 95, łącząca większą ilość linii lub grup 96 otworów. Każda grupa 96 otworów zawiera przynajmniej jeden rząd otworów o bardzo małych średnicach - po dwanaście lub więcej takich otworów na jednym centymetrze długości w każdym rzędzie. Rura rozgałęźna 95 wyposażona jest w ciśnieniomierz 97 i zawory sterujące 98 do regulowania ciśnienia płynu w każdej linii lub grupie zaworów.

Urządzenie wyposażone jest także w środki, nie pokazane na rysunku, doprowadzające do rury rozgałęźnej 95 wodę o podwyższonej temperaturze. Poniżej każdej linii lub grupy otworów znajduje się człon ssący 99 do usuwania nadmiaru wody podczas przetwarzania i do zabezpieczania strefy wykonywania otworów przed zalewaniem. Wyjściową folię 67, która ma zostać przekształcona w folię 68 z otworami doprowadza się do taśmy przenośnika zawierającej człon podstawowy. Wyjściowa folia przechodzi pod grupą 96 otworów, gdzie podlega działaniu słupowych strumieni wody wyrzucanych z otworów. Ciśnienie słupów wody wyrzucanej z oddzielnych grup 96 otworów może być ustawione, za pomocą zaworów 98 sterujących ciśnieniem, na dowolną wymaganą jego wielkość. Ciśnienie wody doprowadzonej do grup 96 otworów powinno wynosić co najmniej około 34 MPa (35 kg/cm²) i może osiągać 10 MPA (105 kg/cm2) lub nawet wyżej. W procesie wytwarzania folii z otworami według niniejszego wynalazku korzystnie jest, gdy oddzielne grupy 96 otworów wyrzucają wodę pod takim samym ciśnieniem. Chociaż na fig. 6 pokazano sześć grup otworów doprowadzających płyn liczba ta nie jest liczbą krytyczną, lecz zależeć będzie od grubości folii wyjściowej, prędkości taśmy przenośnika, stosowanego ciśnienia, liczby rzędów w każdej grupie 96 otworów itd. Po przejściu pomiędzy słupowymi strumieniami wody i ssącą rurą rozgałęźną 99 folia 68 z otworami przechodzi nad dodatkową szczeliną ssącą 99a w celu usunięcia z niej nadmiaru wody biorącej udział w procesie. Taśma przenośnika zawierająca człon podstawowy może być wykonana ze stosunkowo sztywnego materiału i może składać się z większej ilości listew. Każda listwa rozciąga się przez szerokość przenośnika i posiada z jednej strony występ a z przeciwnej strony próg tak, że próg jednej listwy zachodzi na występ sąsiedniej listwy umożliwiając w ten sposób wzajemny ruch przyległych listew i użycie tych stosunkowo sztywnych członów listwowych w konfiguracji przenośnika pokazanej na fig. 6. Alternatywnie, człon podstawowy może stanowić tkane sito mające punkty wysokie podpierające folię i punkty niskie, w które folia jest przemieszczana podczas przetwarzania.

Na fig. 7 pokazano inne korzystne urządzenie do wykonywania folii z otworami według niniejszego wynalazku. Urządzenie 100 zawiera obrotowy bęben 101. Bęben ten ma budowę plastra miodu w celu umożliwienia przechodzenia przez niego płynów, obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i posiada człon podstawowy (103), w postaci wydłużonego cylindra lub tulei umieszczony na jego zewnętrznej powierzchni. Wokół części obwodu bębna umieszczona jest rura rozgałęźna 105 łącząca większą ilość pasów otworowych 106 doprowadzających wodę do rozciągalnej, termoplastycznej folii wyjściowej 107 przenoszonej na zewnętrznej powierzchni tulei.-Każdy pas otworowy zawiera rząd bardzo małych jednakowych okrągłych otworów. Średnica tych otworów powinna mieścić się w zakresie od, w przybliżeniu, 0,0127 cm do 0,0254 cm. Na jednym centymetrze długości może znajdować się nie mniej niż 20 do 24 otworów lub, gdy to wskazane, więcej. Woda jest kierowana pod ciśnieniem przez otwory tworząc strumienie słupowe, które uderzają w górną powierzchnię wyjściowej folii znajdującą się w styku lub w strefie, w której wykonywane są otwory poniżej pasów otworowych. Ciśnienie wody doprowadzanej do pasów otworowych regulowane jest za pomocą zaworów sterujących ciśnieniem. Wielkość ciśnienia wskazywana jest przez ciśnieniomierze 110. Bęben połączony jest ze zbiornikiem ściekowym 112, w którym, aby pomóc w usuwaniu wody, w celu

169 976 zabezpieczenia stref wykonywania otworów przed zalewaniem, może być zastosowana próżnia. Podczas pracy urządzenia folia wyjściowa 107 jest umieszczona na członie podstawowym 103 zanim woda zacznie wytryskiwać z pasów otworowych 106. Folia 107 przechodzi poniżej pasów otworowych, gdzie jest przetwarzana w folię 108, z otworami według wynalazku.

Przykład I. Folia z tworzywa sztucznego z otworami na fig. 12 została wykonana przy użyciu urządzenia 100 z fig. 7 wyposażonego w człon podstawowy przedstawiony na fig. 2 do 4. Materiałem wyjściowym była wytłaczana folia o grubości 0,0025 cm zawierająca 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/cm2 i w kierunku poprzecznym 0,45 kg/cm2. Człon podstawowy 103 miał postać cylindrycznej tulei, która była umieszczona na bębnie podporowym 101, jak pokazano na fig. 7. Zewnętrzna powierzchnia członu podstawowego ma budowę taką, jak ogólnie pokazano na fig. fig. 2 do 4. Wymiar podstawowy 78 wynosił 0,076 cm. Wysokość elementów podporowych 71, mierzona od podstawy 78 do grzbietu 74, wynosiła 0,191 cm. Na każde 2,54 cm długości mierzonej wzdłuż linii A-A z fig. 3, przypadało 12 takich elementów podporowych 71. Człony podporowe 71 były usytuowane obwodowo na zewnętrznej powierzchni tulei w taki sposób, że linia B-B pokazana na fig. 3 była równoległa do boków tulei.

Jak pokazano na fig. 4 odległość X pomiędzy sąsiednimi członami podporowymi 71 na górnej powierzchni 65a części podstawowej 65 wynosiła 0,152 cm. Odległość Y pomiędzy sąsiednimi członami podporowymi na grzbietach 74 wynosiła 0,229 cm. Otwory 80 były okrągłe i miały średnicę 0,091 cm. Pokazane na fig. 3 otwory 80a, 80b i 80c były tak rozstawione, że odległość pomiędzy ich środkami wynosiła 0,112 cm, podczas gdy otwory 80d były oddalone od sąsiednich otworów 80c i 80e na odległość, która, mierzona pomiędzy ich środkami, wynosiła 0,145 cm. Ten układ odległości otworów był jednolicie zastosowany na całym członie podstawowym.

Cylindryczna tuleja zawierająca człon podstawowy 103 była wykonana z żywicy kopolimeru acetalowego Celcon CE-4 produkowanej przez Hoechst-Celanese. Jeśli to jest pożądane wymienione cylindryczne tuleje mogą być uformowane z innych materiałów np. aluminium. W sposobie zastosowanym do wytwarzania folii z otworami z powyższego przykładu wykorzystano tylko trzy z pięciu grup 106 otworków pokazanych na fig. 7. Każda grupa 106 otworów ma pojedynczy rząd otworów o średnicy 0,0127 cm zawierający 50 takich otworów na centymetrze długości. Każda grupa 106 otworów była tak usytuowana, że wyjścia tych otworów znajdowały się 2,22 cm ponad grzbietami 74 pionowych elementów podporowych 71. Gorącą wodę doprowadzano do rury rozgałęźnej 105, gdzie była ona rozdzielana pomiędzy trzy grupy 106 otworów. Woda doprowadzana była do trzech grup otworów pod ciśnieniem około 4,2 MPa (43 kg/cm2) i przy temperaturze 71°C. Folia wyjściowa 107 była wyprowadzana z wałka wypuszczającego (nie pokazanego na fig. 7) i wprowadzana na zewnętrzną powierzchnię członu podstawowego 103 mającego grzbiety o uprzednio opisanej sinusoidalnej budowie. Folia podczas przetwarzania opierała się na grzbietach 74. Bęben podporowy 101 noszący człon podstawowy 103 był obracany z prędkością 15,24 m/min za pomocą nie pokazanego na rysunkach mechanizmu napędowego. Woda przechodząca przez otwory 80 w elemencie podstawowym 64 i przez bęben podporowy 101 była usuwana za pomocą ssania przez zbiornik ściekowy 112 i podlegała recyrkulacji do doprowadzającej wodę rury rozgałęźnej 105. Po przejściu pod ostatnią z grup otworów już posiadająca otwory folia 108 była prowadzona przez strefę odwadniającą 113. Następnie folia z otworami 108 była zdejmowana z członu podstawowego za pomocą wałka wyprowadzającego 109 i prowadzona po zewnętrznej powierzchni pracującego przy wykorzystaniu próżni perforowanego cylindra 111 w celu usunięcia wszystkich resztek wody używanej podczas obróbki, przed dalszym manipulowaniem lub obróbką.

169 976

Przykład II. Inna folia z otworami została wykonana przy użyciu urządzenia i sposobu opisanego w przykładzie I z tą różnicą, że woda była doprowadzana do trzech grup 106 otworów pod ciśnieniem około 4,1 MPa (42 kg/cm²). Materiał wyjściowy 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 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 na 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: 0,2 1 kgccm

Procent powierzchni otwartej: 3,0

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

Współczynnik zmienności wielkości mikrootworów: 162%

Całkowita grubość, w cm: 0,057

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 Instron zgodnie z normą ASTM D-882 dotyczącą metod badań. Powierzchnia otwarta w % określona była na analizatorze obrazu typu Quantimet Q520 sprzedawanego przez firmę Cambridge Instrument Ltd. 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 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 sprzedawanego przez LEICA/Cambridge Instruments Ltd. 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 reprezentatywnej powierzchni. Program wyjściowy analizatora Quantimet podaje średnią wartość i standardowe odchylenie dla każdej próbki. Równoważną średnicę hydrauliczną (RŚH) otworów mierz się przy powiększeniu 20x. Analizator Quantimet wylicza RŚH ze zmierzonej powierzchni i każdego otworu według wzoru:

RSH = 4 A gdzie: A - pole otworu

P - obwód otworu ,

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

169 976

Wartości równoważnej średnicy hydraulicznej mogą być także określone za pomocą procedury pomiarowej ujawnionej we wspomnianym wcześniej patencie Stanów Zjednoczonych 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 =

SO

Średnia wartość x 100%

Współczynnik zmienności równoważnej średnicy hydraulicznej (RŚH) jest wskaźnikiem zmienności wielkości mikrootworów w folii z otworami w warunkach ich RŚH. Jeśli wszystkie otwory miały tę samą RŚH nie będzie żadnej zmienności RŚH i WZ odpowiadający RŚH będzie wynosił 0%. Większe wartości WZ równoważnych średnic hydraulicznych wskazują na większe zmienności wielkości mikrootworów w warunkach ich RŚH. 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 przypłynęło przez eliptyczny otwór, którego główna oś ma 3,81 cm, a mniejsza oś 1,9 cm. Próbnym płynem jest syntetyczny płyn menstruacyjny, który został 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.

Przykład III. Folia z tworzywa sztucznego z otworami pokazana na fig. 13 wykonana została przy użyciu urządzenia 100 z fig. 7 wyposażonego w człon podstawowy 103 pokazany na fig. fig. 8 i 9 rysunku. W tym przypadku człon podstawowy 103 zawierał większą ilość czworobocznych piramid rozmieszczonych w rzędach 122 i kolumnach 123. Piramidy wystają, ogólnie biorąc, pionowo z górnej powierzchni 65a części podstawowej 65 członu podstawowego 64. Jak uwidoczniono na fig. 8 rzędy piramid były usytuowane poziomo, a kolumny pionowo. Rzędy 122 piramid były zorientowane równolegle względem osi obrotu bębna 101. Kolumny piramid były zorientowane prostopadle do rzędów i w kierunku prostopadłym do kierunku obrotów bębna 101 tak, że podczas pracy urządzenia 100 piramidy były zorientowane równolegle do kierunku maszynowego urządzenia i kierunku maszynowego przetwarzanej na nim termoplastycznej folii. Jak widać na fig. 8 piramidy w danym rzędzie były usytuowane przestawnie względem piramid w każdym rzędzie bezpośrednio z nim sąsiadującym.

Element podstawowy ponadto zawierał większą ilość otworów 125 przechodzących przez całą grubość części podstawowej 65. Otwory 125 były okrągłe i miały średnicę 0,081 cm. Jak widać na fig. 8 otwory 125 prawie, lecz nie zupełnie, stykały się z każdą bezpośrednio sąsiadującą piramidą 121 w kolumnie 123. Innymi słowy, średnica otworów 125 była prawie równa odległości pomiędzy wierzchołkami 121 a, 121b dowolnych dwóch piramid w kolumnie 123. Jednak, jak można zobaczyć na fig. fig. 8 i 9, otwory 125 były rozstawione w pewnej odległości od każdej z bezpośrednio sąsiadujących piramid 121 w rzędzie 122. Innymi słowy, średnica otworów 125 była mniejsza od odległości pomiędzy wierzchołkami 121 c, 121 d każdej z dwu sąsiednich piramid w rzędzie 122. Każda z czterech bocznych krawędzi 131, 132, 133,134 przy podstawie piramid 121 miała długość 0,094 cm. Widoczny na fig. 9 odstęp 137 pomiędzy wierzchołkami 135 dwu bezpośrednio sąsiadujących piramid w rzędzie 122 wynosił 0,183 cm. Wierzchołki 135 piramid stanowią obszary podporowe dla folii 107. Odstęp pomiędzy wierzchołkami 135 dwu bezpośrednio sąsiadujących piramid w kolumnie 123 wynosił 0,105 cm. Piramidy 121 tworzyły w elemencie podstawowym dużą ilość krzyżujących się wgłębień 139. Szerokość wszystkich tych wgłębień mierzona w

169 976 kierunku prostopadłym od krawędzi 140 piramidy 140 do krawędzi 141 przyległej piramidy 145 wynosi 0,089 cm.

W przykładzie tym została użyta ta sama folia wyjściowa, jakiej użyto w przykładzie I, to jest Exxon EmB-553. Urządzenie 100, z wyjątkiem elementu podstawowego, było identyczne z urządzeniem użytym w przykładzie I. Woda dostarczana była do trzech grup otworów pod ciśnieniem około 11,0 MPa (112 kg/cm²) przy temperaturze 32°C. Bęben podporowy 101, na którym umieszczony jest człon podstawowy, opisany z przywołaniem fig. fig. 8 i 9, obracał się z prędkością 15,24 m/min. Otrzymana folia z otworami miała strukturę opisaną wcześniej z powołaniem się na fig. 13. Folia miała następujące właściwości fizyczne:

Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku maszynowym: 0,20 kg/cm

Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku poprzecznym: 0,23 kg/cm

Powierzchnia otwarta, w % 7,02

Całkowita grubość, cm: 0,067

Czas przenikania, sek: _ 28

Średnia wartość równoważnej średnicy hydraulicznej (RŚH) pokazanych na fig. 13 mikrootworów 47 w folii z otworami z niniejszego przykładu III wynosiła 0,0086 cm. Współczynnik zmienności RŚH mikrootworów wynosił 157%. Folia z otworami posiadała także dużą ilość większych otworów 42 utworzonych podczas obróbki, gdy słupowe wodne strumienie przedarły się przez wyjściową folię na ostro zakończonych powierzchnia piramid 121 podpory. Średnia wartość RŚH większych otworów 42 w folii z otworami z niniejszego przykładu III wynosiła 0,044 cm. Dzięki dużej zmienności wielkości mikrootworów, wskazywanej przez wartość współczynnika zmienności RŚH wynoszącą 157%, otrzymano folię z otworami, która wizualnie jest bardzo podobna do wykonanej z włóknistych pasm włóknin. Większe otwory 42 w omawianej folii z otworami można wyeliminować przez zastąpienie zaostrzonych wierzchołków piramid wierzchołkami zaokrąglonymi. Stwierdzono, że folia z otworami z przykładu III nadaje się szczególnie na warstwę zewnętrzną podpaski higienicznej.

Przykład IV. Folia z tworzywa sztucznego z otworami pokazana na fig. 14 została wykonana na urządzeniu 100 z fig. 7 wyposażonym w cylindryczny człon podstawowy 103 ukształtowany jak pokazano na fig. fig. 10 i 11. Człon podstawowy 103 zawierał część podstawową 65 z obszarami podporowymi 65’ i z dużą ilością okrągłych otworów 151 rozmieszczonych w rzędach 152 i kolumnach 153. Rzędy 152 były umieszczone poziomo, a kolumny 153 pionowo, jak widać na fig. 10. Rzędy 152 były usytuowane równolegle do osi obrotu bębna podporowego 103. Kolumny 153 były usytuowane prostopadle do rzędów 152 i równolegle do kierunku obrotów bębna 101 tak, że podczas obróbki na urządzeniu 100 kolumny 153 biegły równolegle do kierunku maszynowego urządzenia i kierunku maszynowego folii podlegającej obróbce. Jak widać na fig. 10 okrągłe otwory w danym dowolnym rzędzie były umieszczone przestawnie lub były przesunięte w kierunku poziomym względem okrągłych otworów w każdym z rzędów bezpośrednio z nim sąsiadujących. Okrągłe otwory 151 miały średnicę około 0,104 cm. Odległość pomiędzy środkami okrągłych otworów w rzędach 152 wynosiła około 0,17 cm podczas, gdy odległość pomiędzy środkami okrągłych otworów w kolumnach 153 wynosiła około 0,104 cm. Człon podstawowy 103, ukształtowany jak powyżej opisano i pokazano na fig. fig. 10 i 11 miał postać cylindrycznej tulei nałożonej na bęben oporowy 101. Folię wyjściową stanowiła folia Exxon EMB-533 stosowana w poprzednich przykładach 1 do 3. Temperatura wody doprowadzanej do czterech grup 106 otworów wynosiła 21°C. Woda była doprowadzana do grup otworów pod ciśnieniem około 5,5 MPa (56,2 kg/cm2) i wyrzucana z otworów w postaci bardzo cienkich strumieni słupowych. Bęben podporowy obracał się z prędkością około 1,5 m/min. Otrzymana folia z otworami miała strukturę opisaną uprzednio i pokazaną na fig. 14 rysunku.

Folie z otworami z przykładów II i III zostały zbadane pod względem udziału procentowego otwartej powierzchni oraz określono wartości równoważnej średnicy hydraulicznej (RŚH), współczynnika zmienności RŚH, zakresu wielkości otworów, współczynnika zmienności wielkości otworów, współczynnika kształtu (WK), współczynnika zmienności współczynnika kształtu i szerokości włóknopodobnych elementów. Wartości procentowego udziału otwartej

169 976 powierzchni, RŚH, współczynników zmienności RSH i wielkości otworów zostały określone zgodnie z opisanymi wcześnie sposobami. Współczynnik kształtu (WK) jest wskaźnikiem okrągłości otworu w badanym materiale i określa się go za pomocą wzoru:

__pL

IKA

WK:

gdzie: p - obwód mierzonego otworu A - powierzchnia otworu K - stała, równa4n.

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 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 typu Super-Maxi sprzedawanych przez Kimberly-Clark Corporation. Drugi zbadany materiał, próbka D w tabeli 1, 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 1. Był materiał na osłony zewnętrzne stosowany w podpaskach higienicznych typu Sure and Natural sprzedawany przez Personal Products Company. Próbka A w tabeli 1 odpowiada folii z otworami wykonanej zgodnie z przykładem Π, 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 opisany 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 1 jako próbka E jest również znany i chroniony patentem Stanów Zjednoczonych Ameryki.

Tabela 1

Właściwości	Próbka
A	B	C	D	E
1	2	3	4	5	6
% otwartej powierzchni	3,0	10,0	17	26	28
WZ współczynnik kształtu, %	32	29	30	11	17,9
RŚH otworów	95% <0,063 cm	90% < 0,063 cm	95% < 0,063 cm	75% > 0,063 cm	95% pomiędzy 0,025 i 0,046 cm
WZ dla RŚH, %	80	87	92	11	7
Wielkość otworu, mm2	95% pomiędzy 0,0002 i 0,258	95% pomiędzy 0,0002 i 0,258	95% pomiędzy 0,0002 i 0,258	80% pomiędzy 0,258 i 0,258	95% pomiędzy 0,058 i 0,258

169 976 ciąg dalszy tabeli 1

1	2	3	4	5	6
WZ wielkości otworu, %	160	190	200	11	24,5
Szerokość włóknopodobnych elementów, cm	80% pomiędzy 0,0025 i 0,013	80% pomiędzy 0,0025 i 0,013	100% 0,003*	100% 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 1. Widać z tych wyników badań, że termoplastyczne folie z otworami wykonane sposobem według wynalazku (tabela 1. próbki A i B) są bardzo podobne do włóknin 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 sprzedawanych przez Personal Products Company i były 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 przewałkowana w tę i z powrotem 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’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|(100) 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 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

169 976 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:

2 2 1

Intensywność Plamienia = [(Lp - Ln_P) + (Ap - A„p) + (bp - bnp) ] gdzie: dolny indeks p oznacza wartość otrzymaną dla obszaru poplamionego, a np - wartość otrzymaną dla obszaru niepoplamionego.

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 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 pokryciowy 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 wykonane sposobem 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) aibo pokryciowy materiał z tworzywa sztucznego z otworami (to jest materiał pokryciowy D, tabela 2) i których czasy przenikania, chociaż trochę dłuższe niz 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.

169 976

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-tellurekowego (MCT) i soczewek obiektywu 15x do podczerwieni. Widma były analizowane przy rozdzielczości 2 cm'¹ pomiędzy 4000 i 600 cm'¹. Interwał danych był ograniczony do ł(sekźwidmo) dla rozdzielczości 2 cmA 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 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 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 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 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 250% w porównaniu z obszarami przyległymi folii wyjściowej, które nie podlegały dziurawieniu podczas obróbki.

Jak wskazano wcześniej, folie z otworami uformowane sposobem 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 i inne.

Gdy termoplastyczne folie z otworami wykonane sposobem 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, które mają oznaczenie 42 na fig. 13 rysunku. Korzystnie jest, gdy co najmniej 50% mikrootworów w folii ma RŚH pomiędzy 0,0013 i 0,0635 cm. Współczynnik zmienności RŚH mikrootworów wynosi korzystnie co najmniej 50%. Korzystnie co najmniej 75% mikrootworów ma powierzchnię mniejszą niż 0,258 mm“ i współczynnik zmienności powierzchni mikrootworów powinien wynosić co najmniej 100%.

Na fig. 15 i 16 pokazana jest podpaska higieniczna 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 uformowana sposobem według wynalazku. Korzystnie materiał pokryciowy ma strukturę pokazaną na fig. 12 i opisaną w wiązku z nią i przykładem II.

W konstrukcji opisanego wcześniej elementu podstawowego mogą być wprowadzane zmiany. Na przykład pokazane na fig. 8 piramidy mogą mieć 3, 5 lub więcej boków. Element podstawowy mógłby także mieć wystające do góry elementy podporowe w postaci stożków, występów kwadratowych itp.

169 976

.52 ^£ł^^e»^e%»jM€«x^<^

58

Λ / fzfio

^^^56 ₅₅ % ///^°° ’°Wl>

ORsod⁰·*’*.? «0°«

200 <3&>να^>52?^ϋ“ά' |l 56---^ο^Ρ_α^5>0ΰζ///

FIG. 1

F/G.16

169 976

169 976

152

Θ^Θ^Ο^Ο

FIG. 1

FI G. 1

169 976

FIG. 9

169 976

FIG 7

169 976

FIG. 5

FIG. 6

169 976

FlG. 4

-Υ

-»ι ł

169 976

FIG.2

169 976

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

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób formowania folii z tworzywa sztucznego z otworami, znamienny tym, że nakłada się folię wyjściową (67, 107) zawierającą rozciągalny, termoplastyczny polimerowy materiał, mający powierzchnie, górną (67a) i dolną, na człon podstawowy (64, 91, 103) zawierający część podstawową (65) z obszarami podporowymi (74,135, 65’) dla folii (67,107) i strefami wgłębionymi między nimi, zaopatrzony w środki (70, 80, 99, 99a, 112,125,151) do odprowadzania płynu od członu podstawowego (64, 91,103), stykając dolną powierzchnię folii (67,107) z powierzchnią obszarów podporowych (74,135,65’) części podstawowej (65), i działa się siłą płynu na górną powierzchnię (67a) folii wyjściowej (67,107) w strefie styku, przy czym stosuje się ciśnienie płynu dostateczne do utworzenia mikrootworów (37, 47, 57), a następnie wyprowadza się folię (3θ, 40,50,68) z wykonanymi mikrootworami (37,47,57) ze strefy styku i zdejmuje się tę folię (30, 40, 50, 68) z członu podstawowego (64, 91,103).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że działa się na górną powierzchnię (67a) folii (67,107) płynem w formie strumieni słupowych.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie płynu utrzymuje się w zakresie od 3,4 MPa (35 kg/cm*) do 11,0 MPa (112 kg/cm²).
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płyn, którym działa się na górną powierzchnię (67) folii (67,107), stanowi woda o temperaturze co najmniej około 32°C.