PL180142B1

PL180142B1 - Sposób wytwarzania dziurkowanego czlonu podporowego PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL180142B1
Application number: PL96327453A
Authority: PL
Inventors: William A James; Stephan Breitkopf; William G Kelly
Original assignee: Mcneil Ppc Inc; Mcneil Ppcinc
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 2000-12-29
Also published as: ES2231806T3; SI0868251T1; RU2151036C1; EP0868251A1; AR001144A1; CZ190398A3; CA2240773A1; DE69633791D1; PT868251E; PL180888B1; HUP9901930A3; ZA961570B; JP4099229B2; BR9612141A; IL117282A; ATE281268T1; WO1997022434A1; PL327453A1; EP0868251B1; AU711811B2

Abstract

1. Sposób wytwarzania dziurkowanego czlonu podporowego do wytwarzania plaskiej dziurkowanej folii lub wlókniny, znamienny tym, ze doprowadza sie obrabiany material, kieruje sie wiazke laserowa (36) na obrabiany material oraz przesuwa sie wiazke laserowa (36) w szeregu przejsc po powierzchni (3, 703, 803) obrabianego materialu i drazy sie za pomoca tej wiazki lasero wej okreslony wzór otworków (7, 44, 707, 807) poprzez obrabiany material. FIG.4 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dziurkowanego członu podporowego, stosowanego zwłaszcza do produkcji włóknin i folii dziurkowanych.

Znane są sposoby wytwarzania włóknin, w których włóknistą podkładkę lub tkaninę bawełnianą poddaje się obróbce stramieniem wody powodując splątanie włókien ze i nadając tkaninie pewna wytrzymałość. Opracowano wiele sposobów obróbki tkanin włóknistych w taki sposób mając na celu podwojenie właściwości fizycznych i wygląd włóknin.

W amerykańskich opisach patentowych nr US 5098763 inrUS 5244711 ujawniono człony podłoża do podpierania tkaniny włóknistej w czasie produkcji włóknin. Człony podporowe, znane z amerykańskiego opisu nr US 5098764 mają określoną rzeźbę, jak również określony wzór otworków w ramach tej rzeźby. W jednym ze specyficznych rozwiązań człon podporowy jest trójwymiarowy i zawiera znacznąliczbę piramidek rozmieszczonych we wzór najednej z powierzchni członu podłoża. Ten specyficzny człon podłoża ma ponadto znaczną liczbę otworków, które są rozmieszczone pomiędzy wymienionymi piramidkami w przestrzeniach, nazywanych „dolinami”. Według tego sposobu wyjściowa tkanina włóknistajest usytuowana na rzeźbionym członie podporowym. Człon podporowy ze znajdującą się na nim tkaniną włóknistąprzepuszcza się pod strumieniami płynu pod wysokim ciśnieniem, zazwyczaj wody. Strumienie wody powodują,

180 142 że włókna przeplatają się i splatająze sobaw szczególny wzór, oparty na rzeźbionej konfiguracji członu podporowego.

Wzór cech charakterystycznych rzeźby i otworków w członie podporowym ma zasadnicze znaczenie dla struktury otrzymanej włókniny. Człon podporowy musi mieć ponadto dostateczną jednolitość strukturalną oraz wytrzymałość przy podpieraniu włóknistej tkaniny, gdy strumienie płynu zmieniają rozmieszczenie włókien i powodują, ich splątanie w nowym układzie, dając trwałą tkaninę. Pod działaniem strumieni płynu człon podporowy nie może podlegać żadnym istotnym zniekształceniom. Poza tym człon podporowy musi być wyposażony w element do usuwania stosunkowo dużych objętości płynów plątających, aby zapobiec „zalaniu” tkaniny włóknistej, co jest sprzeczne ze skutecznym splątywaniem. Człon podporowy jest typowo wyposażony w otworki drenażowe, które muszą mieć dostatecznie- małą wielkość aby móc zachować integralność tkaniny włóknistej i zapobiec utracie włókien poprzez powierzchnię formującą. Człon podporowy nie powinien mieć ponadto zadziorów, haczyków i tym podobnych nieregulamości, które mogłyby zakłócać zdejmowanie z niego splątanej tkaniny. Jednocześnie człon podporowy musi być taki, aby włókna przetwarzanej na nim tkaniny nie były zmywane pod działaniem strumienia cieczy.

Ponieważ do wytwarzania takich rzeźbionych członów podporowych można stosować obróbkę maszynową, to taki sposób wytwarzaniajest nadzwyczaj kosztowny i często daje w wyniku wyżej wspomniane zadziory, haczyki i nieregularności. Stąd istnieje potrzeba dysponowania sposobem wytwarzania rzeźbionych członów podporowych, który byłby mniej kosztowny i zmniejszał ilość zadziorów, haczyków i nieregularności.

Znane są również perforowane próżniowo folie z tworzyw sztucznych, wykorzystywane od wielu lat jako materiał pokryciowy do serwetek sanitarnych, jednorazowych pieluch i sortowanych wyrobów chłonnych do opatrunków na rany i tym podobnych.

Przykładowy sposób i urządzenie do perforacji próżniowej nieperforowanej folii termoplastycznej, na przykład folii polietylenowej, sąujawnione w amerykańskim opisie patentowym nr US 4806303 zgłoszonym dnia 21 lutego 1989, stanowiącym stan techniki dla niniejszego zgłoszenia. Urządzenie do perforacj i według tego rozwiązania składa się na ogół z cylindrycznej, metalowej matrycy kształtującej wyposażonej w znaczną liczbę otworków. Znaczna liczba otworków w matrycy kształtującej odpowiada na ogół wzorowi perforacji, który przewiduje się w folii termoplastycznej. Takie matryce kształtujące wykonywano typowo takimi technikami jak chemigrafia, powlekanie elektrolityczne niklem oraz perforowanie mechaniczne. Taki typ matrycy do kształtowania miał grubość rzędu 1 milimetra lub nawet mniej, średnicę rzędu 500 milimetrów i długość rzędu 1 metra lub więcej. Ze względu na podane rozmiary, znanym matrycom do kształtowania brakowało wewnętrznej sztywności. Przed opracowaniem przedstawionego rozwiązania takie matryce do kształtowania podpierano z za pomocą wewnętrznego usztywniającego bębna lub cylindra. Takie wewnętrznie umieszczone człony podporowe miały między innymi skłonność do ograniczania wzoru perforacji, co mogło powodować w matrycy do kształtowania utrudniony przepływ powietrza przez próżniowe urządzenie do kształtowania w czasie wytwarzania perforowanej folii. Twórcy rozwiązania opracowali obrotowy cylindryczny korpus składający się z perforowanej taśmy, która pełni funkcję matrycy kształtującej, oraz pary pierścieniowych elementów końcowych, z których każdy jest wyposażony w kołową krawędź kołnierzową. Każda kołowa krawędź kołnierzowa jest zębata i zazębia się z kołem napędowym silnika. Nastawiane osiowo człony szczękowe na każdym końcu obrotowego cylindra wchodzą w wyżej wymienioną parę kołnierzowych krawędzi i wywieraaą na cylindryczny korpus siłę ciągnącąpowodując efekt, który określa się jako „dynamiczne „ usztywnienie matrycy. W wyniku takiego dynamicznego usztywnienia matryca zachowuje się jak ciało sztywne, zdolne do obracania się dookoła swojej osi wzdłużnej bez ulegania znacznym naprężeniom skręcającym. Takie usztywnienie dynamiczne zapobiega także nadmiernemu wyginaniu się matrycy w szczeliny próżniowe próżniowego urządzenia do kształtowania. Rozmieszczenie szczęk, które zapewnia dynamiczne usztywnienie korpusu cylindrycznego w tym opracowaniu, wymaga nie tylko

180 142 konserwacji i regulacji, lecz sumuje się z naprężeniami, którym poddawana jest matryca kształtująca, zmniejszając drastycznie jej żywotność.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu kształtowania członów podporowych, które można wykorzystać do wytwarzania włókien i dziurkowanych folii. Takie człony podporowe mogą mieć albo gładką albo rzeźbioną powierzchnię górną lub zewnętrzną. Wynalazek dotyczy sposobu kształtowania rzeźbionego członu podporowego, który można wykorzystać do wytwarzania włóknin typu trykotowego lub podobnych.

Sposób kształtowania dziurkowanego członu podporowego do wytwarzania płaskiej dziurkowanej folii lub włókniny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że doprowadza się obrabiany materiał, kieruje się wiązkę laserowąna obrabiany materiał oraz przesuwa się wiązkę laserową w szeregu przejść po powierzchni obrabianego materiału i drąży się za pomocą tej wiązki laserowej określony wzór otworków poprzez obrabiany materiał.

Korzystnie, ponadto ogniskuje się wiązkę laserowąw taki sposób, że ognisko znajduje się przy górnej powierzchni obrabianego materiału.

Korzystnie, sposób obejmuje ponadto etap ogniskowania wiązki laserowej w taki sposób, że ognisko znajduje się poniżej górnej powierzchni obrabianego materiału.

Korzystnie, podczas etapu drążenia włącza się i wyłącza wiązkę laserowąw określonej kolejności stanów włączenia i wyłączenia.

Korzystnie, stosuje się stany włączenia wiązki laserowej o dostatecznie długim czasie trwania i natężeniu, tak że drąży się co najmniej jedną dyskretnąjednostkę otworków w każdym przejściu wiązki laserowej.

Korzystnie, podczas etapu przesuwania wiązki laserowej obraca się obrabiany materiał dookoła jego osi wzdłużnej oraz przesuwa się wiązkę laserową do następnej określonej pozycji wzdłuż tej osi wzdłużnej po każdym obrocie obrabianego materiału.

Korzystnie, wykonuje się każdy otworek mający w zasadzie równoległe ścianki boczne.

Korzystnie, wykonuje się każdy otworek zbieżny i mający st(^:^^<^'wią górną część.

Korzystnie, stosuje się odległość od linii środkowej do linii środkowej przyległych otworków większą niż największa średnica stożkowej górnej części każdego przyległego otworka.

Przedmiot wynalazku objaśniono w przykładach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku perspektywicznym jeden z typów rzeźbionego członu podporowego wykonanego sposobem według niniejszego wynalazku, fig. 2 - człon podporowy wykonany sposobem według wynalazku w widoku w przekroju wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, fig. 3 binarny wzór pikseli (bitmapę) instrukcji laserowych, określających wzór otworków drążonych w obrabianym materiale w utworzeniem rzeźbionego członu podporowego przedstawionego na fig. 1, fig. 4 - schematycznie, widok urządzenia do kształtowania członu podporowego według niniejszego wynalazku, fig. 5 - najmniejszy, powtarzający się element prostokątny o wymiarach 25 elementów obrazu na długość i 15 elementów obrazu na szerokości wzoru przedstawionego na fig. 3, fig. 6 - schemat blokowy pokazujący różne etapy procesu produkcji włóknin z wykorzystaniem członu podporowego według niniejszego wynalazku, fig. 7 - jeden z typów urządzenia do wytwarzania włóknin, wykorzystującego człon podporowy według niniejszego wynalazku w przekroju, schematycznie, fig. 8 - inny typ urządzenia do wytwarzania włóknin z wykorzystaniem członu podporowego według mniejszego wynalazku, schematycznie, fig. 9 - korzystny typ urządzenia do wytwarzania włóknin z wykorzystaniem członu podporowego według niniejszego wynalazku, schematycznie, fig. 10 - mikrofotografię włókniny trykotowej, w 20-łorotnym powiększeniu, widzianej od strony jej górnej powierzchni, kształtowanej z wykorzystaniem rzeźbionego członu podporowego przedstawionego na fig. 1, fig. 11 - mikrofotografię włókniny trykotowej z fig. 9, widzianej od strony jej dolnej powierzchni, fig. 12 - binarny wzór pikseli (bitmapę), podobny do wzoru przedstawionego na fig. 3, o różnym zestawie instrukcji laserowych, fig. 13 - obraz cyfrowy członu podporowego według niniejszego wynalazku, uzyskany w skaningowym mikroskopie elektronowym, fig. 14 - inny obraz cyfrowy członu podporowego, przedstawionego na fig. 13, fig. 15 - drugi przykład wykonania członu podporowego według niniejszego wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 16 - człon podporowy z fig. 15 w widoku w prze180 142 kroju wzdłuż linii 16-1 <5, fig. 17 - widok korzystnego typu urządzenia do wytwarzania dziurkowanej folii z wykorzystaniem członu podporowego według niniejszego wynalazku, schematycznie, fig. 18 - obszar kołowy przedstawiony na fig. 17 w powiększeniu, fig. 19 - trzeci typ członu podporowego wytworzonego sposobem według niniejszego wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 20 - człon podporowy przedstawiony na fig. 19 w widoku w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 20-20, fig. 21 - powtarzający się element binarnego wzoru pikseli (bitmapy) do wyznaczania wzoru drążonych otworków z utworzeniem członu podporowego przedstawionego na fig. 15, a fig. 22 - mikrofotografię górnej powierzchni dziurkowanej folii wytworzonej w przykładzie 4.

Zgodnie ze sposobem kształtowania dziurkowanego elementu podporowego według wynalazku na obrabiany materiał kieruje się wiązkę promieni laserowych. W jednym z przykładów wykonania wynalazku wiązkę promieni laserowych skupia się w taki sposób, że ognisko wiązki znajduje się poniżej górnej powierzchni obrabianego materiału. Skupianie wiązki promieni laserowych w punkcie innym niż górna powierzchnia obrabianego materiału, na przykład w punkcie poniżej tej powierzchni, zamiast na powierzchni, określa się terminem „rozogniskowania”. Z kolei rozogniskowaną. wiązkę laserowąwykorzystuje się do drążenia w obrabianym materiale stożkowy™ otworków w określony wzór w taki sposób, że tworzy się rzeźbiony układ topograficzny w postaci wzoru występów i zagłębień, otaczający każdy otworek obrabianego materiału. Wykonuje się otworki mające nachyloną stożkową część górną, tak że największa średnica otworka znajduje się na górnej powierzchni otrzymanego członu podporowego. Rzeźbiony topograficzny układ występów i zagłębień kształtuje się z odstępem od linii środkowej (osi) linii środkowej (osi) przyległych otworków, który jest mniejszy niż największa średnica górnej części otworków. Takie rozstawienie daje w wyniku zbieżność przyległych otworków, przecinających się na wyjściowej grubości obrabianego materiału.

W innym przykładzie wykonania wynalazku wiązkę laserową ogniskuje się na górnej powierzchni obrabianego materiału, otrzymując w wyniku gładki człon podporowy z płaskąpowierz.chnią górną, z otworkami rozmieszczonymi według pewnego wzoru.

W jednym z kolejnych przykładów wykonania sposobu kształtowania członów podporowych według wynalazku wykorzystuje się proces rastrowego drążenia laserowego. W tym rozwiązaniu wiązka laserowa przesuwa się w szeregu przejść po powierzchni obrabianego materiału. W czasie każdego przejścia laser włącza się w określonych przedziałach czasowych, z czaseun i natężeniem wystarczającym do wydrążenia co najmniej jednej dyskretnej części każdego z otworków. Według tego sposobu każdy otworek wymaga do pełnego wydrążenia wielu przejść skanujących wiązki laserowej.

W odniesieniu do rysunków przykład wykonania rzeźbionego członu podporowego wykonanego sposobem według niniejszego wynalazku przedstawiono perspektywicznie na fig. 1.

Człon podporowy 2 składa się z korpusu 1, który ma powierzchnię górną 3 i powierzchnię dolną 4. Na powierzchni górnej 3 znajduje się układ występów 5 oddzielonych od siebie zagłębieniami 6, rozmieszczonych w określony wzór·. W członie 2 jest rozmieszczona w pewien wzór znaczna liczba otworków drenażowych 7, rozciągających się na grubości członu podporowego. W tym rozwiązaniu każdy otworek drenażowy 7 jest otoczony grupą sześciu występów 5 (pików) i sześciu zagłębień 6 (dolin).

Otworek drenażowy 7 ma górną część 7a i dolną część 7b. Jak widać na fig. 1, część górna 7a otworka 7 składa się ze ścianki 10 i ma na ogół konfigurację „wywniętądzwonowo” lub „rozszerizyącą się”. Część górna 7ajest zbieżna i ma pole przekroju poprzecznego, którejest większe przy górnej powierzchni członu podporowego 2 i mniejsze w punkcie 1()A, w którym dno wymienionej górnej części spotyka się z wierzchołkiem dolnej części 7b. Część dolna 7b w tym szczególnym, omawianym rozwiązaniu, ma konfigurację cylindryczną, lekko zbieżą. Pole przekroju poprzecznego dolnej części 7b otworka 7 jest większe w punkcie 10a niż przy dolnej powierzchni 4 członu podporowego. Otworek 7 w przekroju jest przedstawiony na fig. 2. Linie 9 są poprowadzone stycznie do przeciwległych punktów na ściankach 10, z jednym promieniem otworka poniżej górnej powierzchni 3. Dla uzyskania pożądanego wyniku kąt 11 utworzony przez linie 9 musi być regulowany w stosunku do grubości 12 członu podporowego 2. Jeżeli na

180 142 przykład kąt jest zbyt duży, to otworek będzie zbyt mały i drenaż będzie niewystarczający. Jeżeli natomiast kąt jest zbyt mały, to będzie bardzo niewiele, albo żadnych występów i zagłębień (pików i dolin).

Podobnie istotnajest w powtarzającym się wzorze odległość od środka do środka S przyległych otworków (patrz fig. 1). Występy 5 i zagłębiania 6 są utworzone przez przecięcie się nieznacznie stożkowych otworków 7. Gdyby odległość S od środka do środka przyległych otworków była większa niż największa średnica otworka 7 przy górnej powierzchni 3, to nie byłoby żadnego przecięcia się i człon podporowy miałby gładką, płaską powierzchnią górną z rozmieszczonymi w niej stożkowymi otworkami. W odniesieniu do fig. 13, największa średnica otworu A jest pomiędzy występami 501 i 504 i jest ona zidentyfikowana strzałką 521. Podobnie naj większa średnica otworka B' znaj duj e się pomiędzy występami 503 i 512 i jest ona zidentyfikowana strzałkąz dwoma grotami 522. Największa średnica danego otworkajest największą odległością występów, zmierzonąprzy górnej powierzchni członu podporowego, pomiędzy każdą parą występów wyznaczających górną część otworka. Jeżeli odległość od środka do środka przyległych otworków jest mniejsza niż średnice otworków zmierzone wzdłuż linii od środka do środka, to stożkowe powierzchnie przecinają się tworząc zagłębienie.

W odniesieniu do fig. 3, otworki 7 przedstawiono w postaci sz.eciokątów w układzie gniazdowym, z tym że wynalazek nie jest ograniczony do sześciokątów i możliwe są inne kształty, takie jak na przykład koła, kwadraty, ośmiokąty lub kształty nieregularne (patrz fig. 12) albo ich połączenia, w zależności od pożądanej konfiguracji rzeźby.

Każdy szereg 13 i 14, biegnący równolegle do strzałki A na fig. 3, składa się ze znacznej liczby sześciokątów 150. Szerokość sześciokątów obejmuje 7 punktów obrazu, długość -11 punktów obrazu, a każdy szereg jest oddalony o 8 punktów obrazu. Szereg 13 sześciokątów przylega ściśle do szeregu 14 sześciokątów. Jak widać z fig. 3, dolna końcówka każdego sz.eściokąta w szeregu 13 jest specyficznie styczna do linii 17, która jest także styczna do górnej końcówki każdego sześciokąta w szeregu 14. Szeregi 15 i 16 podwaaają wzór i odstęp szeregów 13 i 14. Odstęp pomiędzy szeregami 15 i 16 odpowiada w zasadzie wyżej podanemu odstępowi pomiędzy szeregami 13 i 14, z tymjednakże, że szereg 15 znajduje się w pewnym odstępie od szeregu 14. Jak widać na fig. 3, najniższe końcówki sześciokątów w szeregu 14są styczne do linii 18, natomiast najwyższe końcówki sześciokątów w szeregu 15 są styczne do linii 19. Linie 18 i 19 znajdująsię względem siebie w pewnym odstępie d, który na wzorze przedstawionym na fig. 3 ma wielkość 3 punktów obrazu. Wyżej opisany wzór szeregu 13,14,15 i 16 powtarza się na binarnym wzorze pikseli (bitmapie) przedstawionym na fig. 3. Należy rozumieć, że odległość sześciokątów może być niejednolita w danym szeregu lub pomiędzy przyległymi szeregami.

Odległość pomiędzy równoległymi przyległymi ściankami 20 dwóch przyległych sześciokątów przedstawionych na binarnym wzorze pikseli (bitmapie) na fig. 3 musi być wystarczająca dla nadania członowi podporowemu wytrzymałości na siły wywierane przez ciecz oraz dla umożliwienia normalnej obsługi.

W przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 1 każdy otworek jest otoczony przez sześć przyległych otworków 7. Jeżeli wszystkie z tych otworków 7 mają dostateczną zbieżność dla utworzenia średnic większych niż ich odpowiednia odległość pomiędzy środkami tych otworków, to każdy otworek 7 przecina się w sześciu miejscach ze swoimi sąsiadami i takie przecięcia powodująutworzenie się sześciu zagłębień 6. W zależności od swojej głębokości zagłębienia 6 mogą albo przecinać górną powierzchnię 3, skutkiem czego są oddzielone od siebie maleńkim plateau, albo mogą przecinać się ze sobą tworząc występ 5.

Urządzenie do wytwarzania rzeźbionych członów podporowych sposobem według wynalazku jest przedstawione na fig. 4. Materiał wyjściowy członu podporowego może mieć jakikolwiek pożądany kształt i skład. Materiał rzeźbionego członu podporowego jest korzystnie tworzywem acetalowym, z tym że odpowiedniejest także tworzywo akrylowe. Ponadto korzystnym kształtem materiału wyjściowego jest cienkościenna, cylindryczna, korzystnie bez szwu, rura pozbawiona resztkowych naprężeń wewnętrznych. Jak będzie opisane później, przy stosowaniu korzystnego urządzenia do wytwarzania włókien szczególnie korzystny jest kształt cylindryczny.

180 142

Rury produkowane obecnie do stosowania przy kształtowaniu członów podporowych mają od 60,9 do 182, 88 cm (2-6 stóp) średnicy i długość w granicach od 60,96 do 487,68 cm (2-16 stóp). Grubość ścianki wynosi nominalnie 1,27 cm (1/2 cala). Takie wielkości są sprawą wyboru projektu.

Wyjściowy, surowy, obrabiany materiał rurowy montuje się na odpowiednim trzpieniu lub bębnie 21, który utrwala go w kształcie cylindra i umożliwia obracanie się dookoła jego osi wzdłużnej w łożyskach 22. Przewidzianyjest napęd obrotowy 23 do obracania bębna 21 z regulowaną prędkością. Ponadto przyłączony jest generator impulsów 24, który kontroluje obroty bębna 21, tak, że jego dokładne położenie radialne jest znane przez cały czas.

Równolegle do bębna i poza zasięgiem wahania się bębna 21 jest zamontowana jedna lub więcej niż jedna prowadnica 25, która umożliwia przesuwanie się karetki 26 na całej długości bębna 21, utrzymując stały odstęp względem górnej powierzchni 3 rury 2. Napęd 33 karetki przesuwa się wzdłuż prowadnic 25, natomiast generator impulsów 34 karetki rejestruje położenie boczne karetki względem członu podporowego 2. Na kartce zamontowany jest stolik ogniskowy

27. Stolik ogniskowy 27 jest zamontowany w prowadnicach ogniskowych 28, który umożliwia ruch prostopadły do kierunku ruchu karetki 26 i stanowi urządzenie do ogniskowania soczewki 29 względem powierzchni górnej 3. Przewidziany jest również napęd ogniska 32 przeznaczony do ustawienia stolika ogniskowego 27 i zapewnienia ogniskowania soczewki 29.

Do stolika ogniskowego 27 j est przytwierdzona soczewka 29, osadzona w końcówce wylotowej 30. Końcówka wylotowa 30 jest wyposażona w element 31 do wprowadzania gazu pod ciśnieniem do końcówki wlotowej 30 w celu chłodzenia i utrzymywania w czystości soczewki 29.

Na karetce 26 zamontowane jest także końcowe zakrzywione zwierciadło 35, które kieruje wiązkę laserową 36 do soczewki skupiającej 29. W pewnej odległości jest umieszczony laser 37 wyposażony ewentualnie w zwierciadła 38 zakrzywiające wiązkę celem jej skierowania do końcowego zwierciadła zakrzywiającego 35. Jakkolwiek byłoby możliwe zamontowanie lasera 37 bezpośrednio na karetce 26 i wyeliminowanie zwierciadeł zakrzywiających wiązkę, to jednak ograniczenia przestrzenne i połączenia elementów z laserem powodują, że zamontowanie zdalne lasera jest o wiele korzystniejsze.

Gdy laser 37 jest zasilam' energią, to wyemitowana wiązka 36 odbija się najpierw od zakrzywiającego wiązkę zwierciadła 38, a następnie od zwierciadła końcowego 35, które kierujeją do soczewki 29. Droga wiązki laserowej 36 jest skonfigurowana w taki sposób, że jeżeli usunie się soczewkę 29, to wiązka przejdzie przez oś wzdłużną bębna 21. Gdy soczewka 29 jest na swoim miejscu, to wiązka skupia się niżej, lecz blisko górnej powierzchni 3. Jak wskazano wyżej, ogniskowanie wiązki poniżej górnej powierzchni określa się jako „rozogniskowanie’' wiązki laserowej względem powierzchni rury.

O ile niniejszy wynal azek można wy korzy star z szareg iem laseró w, to óorzy sinym laserem jest laser z szybkim przepływem CO₂, zdolny do generowania wiązki o mocy znamionowej do 2500 watów. Taki proces w żadnym przypadku nie wymaga tak wielkiej mocy lasera, ponieważ powierzchnie podporowe wydrążono z powodzeniem za pomocą lasera z wolnym przepływem CO₂, o mocy znamionowej 50 Watów.

Gdy soczewka skupiająca 29 przepuszcza wiązkę 36, to skupia ona energię blisko środka wiązki. Promienie nie są zakrzywiane przez pojedynczy punkt, lecz raczej przez plamkę o małej średnicy. O plamce o najmniejszej śtednicy mówi się, że jest ona ogniskiem lub punktem ogniskowym. Ma to miejsce w pewnej odległości od soczewki, które określa się jako ogniskowąsoczewki. Przy odległościach albo krótszych, albo dłuższych niż ogniskowa, zmierzone średnice plamki będą większe niż średnica minimalna.

Wrażliwość na położenie ogniskajest odwrotnie proporcjonalna do ogniskowej. Minimalna wielkość plamkijest wprost proporcj onalna do ogniskowej. Zatem soczewka o najkrótszej ogniskowżj może dać mniejszą wielkość plamki, lecz musi być dokładnie usytuowana i ma na nią drastyczny wpływ bicie powierzchni. Soczewki o dłuższych ogniskowych są mniej podatne na usytuowakiż tarczy, lecz mogą dać tylko niewiele większe wielkości plamki. Zatem oprócz rozkładu energii, przyczyniającego się do utworzenia stożkowej górnej części wydrążonego

180 142 otworka, stopień rozogniskowania wiązki poniżej powierzchni wpływa także na wielkość kąta i długości zbieżności, a izatem na kształt i waelkość występów i zagłębień.

Celem wykonania członu podporowego należy przeprowadzić początkowy etap ogniskowania. Gdy surowy materiał rurowy członu podporowego 2 jest już umieszczony na bębnie 21, to laser włącza się i wyłącza tj. impulsuje się krótko, a bęben obraca się nieznacznie pomiędzy impulsami, tak że w materiale wytwarza się szereg zagłębień. Stolik ogniskowy 27 przesuwa się wtedy względem osi wzdłużnej bębna zmieniając położenie ogniska i wytwarzając inny szereg zagłębień. Typowo drąży się matrycę o 20 szeregach z 20 wgłębieniami w każdym szeregu. Wgłębienia sprawdza się mikroskopowo, a kolumna wgłębień o najmniejszych średnicach odpowiada położeniu stolika ogniskowego, które skupia wiązkę na górnej powierzchni 3 surowego, obrabianego materiału rurowego.

Dobiera się pożądany wzór, taki jak jeden ze wzorów przedstawionych na fig. 3. Wzór sprawdza się w celu określenia liczby przej ść (powtórzeń),jakie sąkonieczne do pokrycia obwodu obrabianego materiału i dopełnienia powierzchni bez widocznego szwu. Podobnie ustala się posuw wzdłuż osi wzdłużnej obrabianego materiału rurowego najedno przejście (powtórzenie) i całkowitąliczbę przejść (powtórzeń). Takie dane wprowadza się do komputera celem ustawienia działania laserowego urządzenia drążącego.

Podczas działania bęben z zamontowanym na nim obrabianym materiałem rurowym obraca się czołowo względem soczewki. Karetka jest napędzana w taki sposób, że położenie pierwszych otworków odpowiada ognisku soczewki 29. Stolik ogniskowy jest napędzany do wewnątrz, nastawiając ognisko wewnątrz drążonego materiału. Laser jest wtedy włączany i wyłączany (impulsowany) z zachowaniem pewnej zależności pomiędzy poziomem mocy impulsu i czasem jego trwania. Jak widać na fig. 2, średnica otworka przy górnej powierzchni 3 jest znacznie większa niż średnica otworka przy dolnej powierzchni 4. Dla uzyskania pożądanej konfiguracji rzeźby członu podporowego należy zmierzyć i wyregulować dwa czynniki. Po pierwsze stopień zogniskowania soczewki we wnętrzu obrabianego materiału zwiększa kąt stożka 11, a po drugie zwiększanie mocy lub czasu trwania impulsu zwiększa głębokość i średnicę otworka. Gdy już raz utworzono otworek o właściwej średnicy i zbieżności, to można skoordynować napęd obrotowy i napęd karetki celem skordynowania ich we właściwym miejscu członu podporowego, tak że następne, przewidywane położenie otworków już odpowiada ognisku. Proces powtarza się tak długo, aż zostanie wydrążony cały wzór otworków. Taka technika jest znana jako drążenie „udarowe”.

Jeżeli wybrany laser ma dostateczną moc, to bęben i karetka nie muszą być zatrzymywane w czasie trwania impulsu laserowego. Impuls może być tak krótki, że jakikolwiek ruch obrabianego materiału w czasie procesu drążenia nie daje żadnego skutku. W handlu jest to znane jako „pożar podczas lotu”.

Jeżeli laser może regenerować się dostatecznie szybko, to obrabiany materiał może obracać się ze stałą prędkością, a impuls laserowy można wysyłać jeden raz najeden otworek. We wzorze, takim jak przedstawiono na fig. 3, laser włącza się i wyłącza (impulsuje się) normalnie, otrzymując pełną kolumnę otworków, karetkę przesuwa się do określonej pozycji w następnym położeniu kolumny, a wiązkę laserową włącza się i wyłącza do następnego szeregu otworków.

Problem jaki może pojawić się w zależności od typu materiału i gęstości wzoru otworków, jest wprowadzenie dużej ilości ciepła na mały obszar kształtującej się powierzchni, przy czym może pojawić się duże zniekształcenie oraz utrata zapisu wzoru, W pewnych warunkach pojawiają się zmiany największych wymiarów części, a powierzchnia nie jest ani cylindryczna, ani o prawidłowej wielkości. W skrajnych przypadkach rura może pęknąć.

W korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, w którym można wyeliminować ten problem, wykorzystuje się proces, zwany drążeniem rastrowym

W takim rozwiązaniu wzór zmniejsza się do najmniejszego, prostokątnego powtarzającego się elementu 41, jak przedstawiono na fig. 5.

180 142

Taki powtarzający się element zawiera wszystkie informacje niezbędne do wytwarzania wzoru przedstawionego na fig. 3. Gdyjest on wykorzystywany takjak przy układaniu dachówki i sytuowany w układzie „koniec do końca”,jak i „bok do boku”, to wynikiem jest większy wzór.

Taki powtarzający się element dzieli się dalej na siatkę mniejszych jednostek prostokątnych lub „pikseli” 42. Jakkolwiek dla niektórych celów są one kwadratowe, to korzystniej jest stosować piksele o nierównych proporcjach.

Każda kolumna pikseli odpowiada jednemu przejściu obrabianego materiału w położeniu ogniskowym lasera. Taką. kolumnę powtarza się wiele razy, tak jak jest to konieczne do pełnego obiegu dookoła członu podporowego 2. Każdy piksel, w którym laser ma wykonać otworek, odpowiada barwie czarnej. Te piksele, w których laser wyłącza się, są białe.

Do rozpoczęcia drążenia przy wierzchołku pierwszej kolumny pikseli na fig. 5, gdy bęben obraca się ze stałą prędkośccią laser włącza się i jest utrzymywany na stałym poziomie mocy w czasie 11 pikseli, a następnie wyłącza się. Te piksele zlicza się za pomocą obrotowego generatora impulsów 24, przedstawionego na fig. 4. Laser pozostaje wyłączony w ciągu następnych 14 jednostek. Taki ciąg włączenia/wyłączenia lasera powtarza się dla pierwszego obrotu, w którym to punkcie bęben powraca do swojego położenia wyjściowego, napęd 33 przestawia karetkę o jedną jednostkę, a komputer jest gotowy do wykonywania kolumny 43a.

W czasie wykonywania kolumny 43a laser ma krótszy czas włączenia (obecnie 9 jednostek) i dłuższy czas wyłączenia (obecnie 16 jednostek). Całkowita liczba czasów włączenia i wyłączenia pozostaje stała wzalędem wysokości wzoru.

Taki proces powtarza się tak długo, aż zastaną wykorzystane wszystkie kolumny na każdy, pełny obrót, przy czym w przypadku fig. 5 jest to 15 obrotów bębna. W tym punkcie proces powraca do instrukcji dla kolumny 43.

Przy takim podejściu należy mieć na uwadze, że każde przejście daje raczej pewną liczbę wąskich obcięć ·materiału niż jeden wielki otwór. Ponieważ takie obcięcia są dokładnie zapisywane w celu zrównania bok do boku i pewnego nałożenia się, to efektem nagromadzenia się wąskich obcięć jest otworek. We wzorze przedstawionym na fig. 5, każdy sześciokątny otworek 44 wymaga teraz 7 przejść, przy czym każde z nich jest oddzielone pełnym obrotem bębna, rozkładając energie dookoła rury i minimalizując miejscowe przegrzanie.

Jeżeli w czasie operacji drążenia soczewka była zogniskowana na górnej powierzchni materiału, to wynikiem sąsześcizkątze otworki z umiarkowanie równoległymi ściankami. Połączenie drążenia rastrowego z rozogniskowa^em soczewki daje jednakże powierzchnię formującą przedstawioną na fig. 1.

Według przykładu wykonania niniejszego wynalazku otworki 7 są zupełnie małe i liczne. Typowe wzory zawieraś ą od 124 do 217 otworków na cm² (800 do 1400 otworków na cal kwadratowy).

Jak wspomniano wcześniej, człon podporowy wyposażony w gładką, ałaskąaowierzchnię górną z rozmieszczonymi na niej otworkami, może być także wykonany techniką laserową według niniejszego wynalazku. Taki człon podporowy, oznaczony liczbą 700, jest przedstawiony na fig. 15 i 16. Jak przedstawiono na fig 15 i 16, człon podporowy 700 składa się z korpusu 701, który ma powierzchnię górną703 i powierzchnię dzlzą704. Na powierzchni górnej 703 znajduje się układ otworków 707, rozmieszczonych w określony wzór i rozciągających się na grubości t korpusu 701.

Człon podporowy 700 można kształtować drogą opisanego wyżej, ^zogniskowanego, laserowego procesu drążenia. W przypadku rozogniskowama, otworek 707 będzie miał stożkową. konfigurację cylindryczną. Pole przekroju poprzecznego otworków 707 przy dolnej powierzchni 704 jest mniejsze niż pole przekroju poprzecznego otworków 707 przy powierzchni górnej 703.

Bardzo duże znaczenie ma odległość od środka do środka S przyległych otworków 707. Jeżeli odległość od środka do środkajest mniejsza niż średnica otworków 707 przy górnej powierzchni 703, to zbieżne, nieznacznie stożkowe otworki 707 będą się przecinać, dając w wyniku otworki otoczone układem występów i zagłębień. Taki układ występów i zagłębień stworzyłby

180 142 podobne występy i chropowatości w końcowej folii perforowanej. W celu utworzenia dziurkowanego członu podporowego z gładką, płaską powierzchnią górną, odległość od środka do środka S musi być większa niż największa średnica otworków 707 przy górnej powierzchni 703. Gładka, płaska, górna powierzchnia członu podporowego może być wykorzystana do wytwarzania gładkiej, płaskiej, dziurkowanej końcowej folii lub tkaniny.

W korzystnym rozwiązaniu człon podporowy z gładką, płaską powierzchnią górną jest kształtowany drogą rozogniskowanego drążenia laserowego według niniejszego wynalazku. Rozogniskowane drążenie laserowe jest procesem, w którym wiązka laserowa skupia się na górnej powierzchni poddawanego obróbce materiału rurowego. Obrabiany materiał może być tworzywem polimerowym, korzystnie tworzywem acetałowym Zadowalające jest również tworzywo akrylowe. W procesie ze skupionym drążeniem laserowym, przy wykorzystaniu urządzenia przedstawionego na fig. 4, bęben wraz ze znajdującym się na nim obrabianym materiałem rurowym, obraca się czołowo względem soczewki. Karetkajest napędzana w taki sposób, że pierwsze położenie otworków odpowiada ognisku soczewki 29. Stolik ogniskowy jest napędzany do wewnątrz w celu ustawienia ogniska soczewki 29 na górnej powierzchni drążonego materiału rurowego przy odpowiedniej średnicy ustalonej zgodnie ze wspomnianą wyżej procedurą ogniskowania. Procesy drążenia mogąbyć takie same, jak opisano wcześniej, a mianowicie procesami drążenia udarowego, drążenia bez zatrzymania bębna i karetki w czasie trwania impulsu laserowego (typu „pożar w czasie lotu”) oraz drążeniem rastrowym. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku stosuje się drążenie rastrowe, opisane wyżej w związku z fig. 3, 4 i 5.

Człon podporowy 800, przedstawiony na fig. 19 i 20, jest wykonany za pomocą rozogniskowanego drążenia laserowego. Jak przedstawiono na fig. 19 i 20, człon podporowy 800 składa się z korpusu 801, który ma powierzchnię górną 803 i powierzchnię dolną 804. Na powierzchni górnej 803 znajduje się układ otworków 807, o określonym wzorze, rozciągających się na grubości t korpusu 801. Jak wskazano wcześniej, przy soczewce zogniskowanej na górnej powierzchni obrabianego materiału otworki 807 będą mieć prawie równoległe ścianki. Ponieważ istnieje niewielka zbieżność przy wierzchołku otworka 807, to odległość od środka do środka S powinna mieć dostateczną wielkość celem uniknięcia tworzenia się występów i zagłębień. Jednakże taka odległość może być mniej sza niż w procesie rozogniskowanego drążenia laserowego, dając dzięki temu człon podporowy z mniejszym polem powierzchni górnej i większymi otworkami, co daje w wyniku folię z większąilością otworków, a zatem większy udział procentowy powierzchni otwartej.

Przykład 1

Człon podporowy z występami i zagłębieniami, wykonany z tworzywa acetalowego, o średniej grubości 6 mm został wytworzony drogą procesu rozogniskowanego, rastrowego drążenia laserowego w następujących warunkach:

Położenie ogniska = 2,5 mm pod powierzchnią materiału

Typ soczewki = menisk dodatni

Ogniskowa soczewki = 12,7 cm (5 cali)

Moc lasera = 1300 Watów

Szybkość powierzchniowa rury na bębnie = 20,3 m/min

Posuw wzdłużny karetki/powrót = 0,05 mm

Wielkość punku obrazu = 0,05 mm

Odległość liniowa od środka do środka w szeregu = 0,75 mm 15 punktów obrazu

Człon podporowy wykonany w przykładzie 1 przedstawiono na fig. 13 i 14. Na fig. 12 przedstawiono w punktach obrazu wzór dla lasera włączonego/wyłączonego, zaprogramowany w komputerowym urządzeniu kontrolnym wykorzystanym w przykładzie 1. Wzór składał się z powtarzających się par szeregów otworków, oznaczonychjako A_b B_b A₂, B₂, itd. Otworki w każdym szeregu A mają pierwszy nieregularny kształt, natomiast otworki w każdym szeregu B mają drugi nieregularny kształt. Obrabiany materiał rurowy, mający w przybliżeniu 91,44 cm (3 stopy) średnicy, 365,76 cm (12 stóp) długości i 6 mm grubości drążono laserowo korzystając z urządzenia przedstawionego na fig. 4 i działającego według instrukcji przedstawionych na fig. 12,

180 142 otrzymując człon podporowy przedstawiony na fig. 13 -i 14. Proces drążenia laserowego zakończył się po około 7 dniach.

Na fig. 13 przedstawiony człon podporowyjest wyposażony w pierwszy szereg A otworków (widocznych w górnej części fig. 3), następny przyległy szereg B otworków oraz drugi szereg A otworków poniżej szeregu B otworków. Pierwszy szereg A otworków obejmuje otworek A'. Następny przyległy szereg B otworków zawiera otworek B', który jest przyległy do otworka A'. Górna część otworka A'jest otoczona i wyznaczona przez występy 501,502,503,504,505 i 506. Górna część otworka B'jest otoczona i wyznaczona przez występy 510,511,512,513,504 i 503. Widać, że występy 504 i 503 są wspólne dla obydwu otworków A' i B'. Linia 521 (strzałka z dwoma grotami), rozciągająca się pomiędzy występami 501 i 504, stanowi największą średnicę górnej części otworka A', przy czym w opisywanym członie podporowym największa średnica ma 2,16 mm (0,085 cala). Podobnie linia 522, rozciągająca się pomiędzy występami 503 i 512, stanowi największą średnicę górnej części otworka BZ, przy czym w opisywanym członie podporowym największa średnica ma 1,9 mm (0,075 cala).

Różne odległości od występu do występu , związane z otworkiem A', w omawianym członie podporowym są zestawione w tabeli 1. Różne odległości od występu do występu, związane z otworkiem B', są zestawione w tabeli II.

Tabela I (wymiary w mm/calach)

Nr występu	501	502	503	504	505
501	—-	—	—-	—	—
502	0,94/0,037	—	—-	—	—
503	1,70/0,067	0,10/0,040	—	—-	—
504	2,16/0,085 ·	1,70/0,067	0,94/0,037	—	—
505	1,78/0,070	1,91/0,075	1,40/0,055	0,89/0,035	—
506	0,889/0,035	1,42/0,056	1,65/0,065	1,65/0,065	1,02/0,040

Tabela II (wymiary w mm/celach)

Nr występu	510	511	512	513	503
510	—_	—	—-	—-
511	0,94/0,037	—	—	—-	—
512	1,57/0,062	0,89/0,035	—	—	!
513	1,65/0,065	1,42/0,056	0,94/0,037	—-
503	0,889/0,035	1,68/0,066	1,91/0,075	1,60/0,063	—-
504	1,40/0,055	1,40/0,067	1,40/0,055	0,94/0,037	0,94/0,037

Na fig. 14 przedstawiono taki sam obraz cyfrowy, jak przedstawiono na fig. 13, lecz zaznaczono go i ponumerowano celem pokazania odległości pomiędzy dnem zagłębienia pomiędzy dwoma przyległymi występami i linią łączącąte same dwa występy. Na przykład linia 530 na fig. 14 łączy występy 503 i 504 związane z otworkiem A'. Głębokości zagłębień pomiędzy występami 501 -506, związanymi z otworkami A', sąpokazane w górnej części tabeli III. Głębokości dwóch zagłębień związanych z otworkiem B', to jest zagłębienia pomiędzy występami 510 i 511 oraz zagłębienie pomiędzy występami 504 i 513, są pokazane w dolnej części tabeli III. Zagłębienia pomiędzy pozostałymi występami związanymi z otworkiem B', zagłębienia po12

180 142 między występami 511 i 512 oraz pomiędzy występami 512 i 513, sąwedług tabeli III strukturalnie analogiczne do zagłębień odpowiednio pomiędzy występami 501 i 506 oraz 501 i 502.

Tabela III

Zagłębienie pomiędzy występami	Głębokość zagłębienia mm/cale
501 i 502	0,41/0,016
502 i 503	0,51/0,020
503 i 504	0,61/0,024
504 i 505	0,635/0,025
505 i 506	0,51/0,020
506 i 501	0,305/0,012
510 i 511	0,66/0,026
504 i 513	0,66/0,026

Przykład 2

Człon podporowy o gładkiej, płaskiej powierzchni górnej i wykonany z tworzywa acetalowego, o średniej grubości 6 mm, wytworzono drogą procesu rozogniskowanego, rastrowego drążenia laserowego w następujących warunkach:

Położenie ogniska =2,5 mm pod powierzchnią materiału

Typ soczewki = menisk dodatni

Ogniskowa soczewki = 12,7 cm (5 cali)

Moc lasera = 1300 Watów

Szybkość powierzchniowa rury na bębnie = 20,4 m/min

Posuw wzdłużny karetki/powrót = 0,05 mm

Odlgłość liniowa od środka do środka w szeregu =1,5 mm (30 punktów obrazu)

Człon podporowy z przykładu 2, przedstawiony na fig. 15 i 16, wytworzono drogą rozogniskowanego, rastrowego drążenia laserowego z przykładu 1, z tym wyjątkiem, że zastosowano inny wzór rastra. Wzór rastra stosowany w przykładzie 2 przedstawiono na fig. 21, na której każdy punkt obrazu 710, dla którego laser ma wykonać otworek, jest czarny, natomiast każdy punkt obrazu 712, gdy laser jest wyłączony, jest biały.

Przykład 3

Człon podporowy mający gładką, płaskąpowierzchnię górną, wykonany z tworzywa acetalowego, o średniej grubości 3 mm, wytworzono drogą rastrowego drążenia laserowego w następujących warunkach:

Położenie ogniska = 0 (przy powierzchni górnej)

Typ soczewki = menisk dodatni

Ogniskowa soczewki = 12,7 cm (5 cali)

Moc lasera = 1300 Watów

Szybkość powierzchniowa rury na bębnie = 17,4 m/min

Posuw wzdłużny karetki/powrót = 0,05 mm

Wielkość punktu obrazu = 0,05 mm

Odległość liniowa od środka do środka w szeregu = 0,75 (15 punktów obrazu).

Człon podporowy z przykładu 3, jest typu przedstawionego na fig. 19 i 20, i wykonano go korzystając ze wzorów przedstawionych na fig. 3 i 5, drogąopisanego wyżej drążenia rastrowego za pomocą urządzenia przedstawionego na fig. 4.

W jednym z przykładów zastosowania członu podporowego wykonanego sposobem według wynalazku, do wytworzenia włókniny o wyglądzie trykotowej tkaniny dzianej konfiguruje się wzór ze znaczną liczbą występów, zagłębień i otworków. W innym przykładzie zastosowania

180 142 folię perforowaną kształtuje się korzystając z dziurkowanego członu podporowego o gładkiej powierzchni górnej.

Na fig. 6 przedstawiono schemat blokowy pokazujący różne etapy procesu wytwarzania nowych włóknin z zastosowaniem członu podporowego wykonanego sposobem według niniejszego wynalazku. Pierwszym etapem tego procesujest umieszczenie tkaniny włóknistej na rzeźbionym członie podporowym (klatka 1). Tkaninę włóknistą moczy się wstępnie albo zwilża jeszcze na członie podporowym (klatka 2), przez co zapewnia się jej utrzymywanie się na członie podporowym w czasie obróbki. Człon podporowy wraz ze znajdującą się na nim tkaniną włóknistą przesuwa się pod dyszami wtryskującymi ciecz pod wysokim ciśnieniem (klatka 3), z tym, że korzy stnąciecząjest woda. Wodę odprowadza się z członu podporowego, stosując korzystnie podciśnienie (klatka 4), dzięki czemu następuje odwodnienie tkaniny włóknistej (klatka 5). Odwodnioną ukształtowanątkaninę zdejmuje się z członu podporowego (klatka 6) i przepuszcza nad szeregiem bębnów suszących celem wysuszenia (klatka 7). Następnie tkaninę można wykończyć lub przetwarzać w inny sposób, w zależności od potrzeby (klatka 8). Na fig. 7 przedstawiono schematycznie jeden z typów urządzeń do przeprowadzenia procesu i wytwarzania włókniny według wynalazku. W tym urządzeniu taśma 73 przenośnika z małymi otworkami 70 przesuwa się w sposób ciągły na dwóch oddalonych od siebie, obracających się wałkach 71 i 72. W jednym położeniu taśmy, w jej górnym położeniu 73, nad taśmąjest umieszczony odpowiedni przewód rozgałęźny 74 do wtryskiwania wody. Jak widać z rysunku, wytwarzając tkaniny według niniejszego wynalazku, rzeźbiony człon podporowy ze znajdującą się na nim włóknistątkaninąmożna przepuścić pod przewodem rozgałęźnym wiele razy.

Na fig. 8 przedstawiono urządzenie do ciągłego wytwarzania włóknin z zastosowaniem rzeźbionego członu podporowego wykonanego sposobem według niniejszego wynalazku. Takie schematycznie przedstawione urządzenie jest wyposażone w taśmę przenośnika 80 z maleńkimi otworkami, która służy w rzeczywistości jako rzeźbiony człon podporowy wytworzony według niniejszego wynalazku. Nad tą taśmą umieszczony jest rozgałęźny przewód zasilający w ciecz 79, łączący się ze znaczną liczbą linii lub grup otworów 81. Po przej ściu pomiędzy przewodem rozgałęźnym ssącym i zasilającym w ciecz ukształtowaną tkaninę przepuszcza się nad dodatkową szczeliną ssącą 86 do usuwania z tkaniny nadmiaru wody.

Korzystnie urządzenie do wytwarzania włóknin z zastosowaniem rzeźbionego członu podporowego wykonanego sposobem według wynalazku jest przedstawione schematycznie na fig. 9. W tym urządzeniu rzeźbionym członem podporowym jest bęben obrotowy 90. Bęben obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i może być ciągłym bębnem cylindrycznym albo może być wykonany z wielkiej liczby zakrzywionych płytek 91, rozmieszczonych w taki sposób, że tworzą zewnętrzną powierzchnię bębna.

Jak wspomniano wyżej, zastosowanie członu podporowego przedstawionego na fig. 1 daje włókninę typu trykotu. Na fig. 10 przedstawiono kopię mikrofotografii włókniny typu trykotu w powiększeniu w przybliżeniu 20-lorotnym. Tkanina 100 jest wykonana ze znacznej liczby włókien. Jak widać na mikrofotografii, włókna są splątane i posczepiane między sobąi tworząw tkaninie wzór otworków 110. Pewna liczba tych otworków zawiera pętelkę 120 utworzoną z odcinków włókien, przy czym każda pętelka jest utworzona ze znacznej liczby odcinków włókien w zasadzie równoległych. Pętelki mają kształt litery U, z zamkniętym końcem litery skierowanym do górnej powierzchni tkaniny, tak jak przedstawiono na mikrofotografii. Na fig. 11 przedstawiono kopię mikrofotografii przeciwnej, tojest dolnej powierzchni tkaniny 100, przedstawionej na fig. 10, w powiększeniu około 20-krotnym. Włókna w tkaninie są splątane i posczepiane między sobątworząc w tkaninie wzór otworków 110. W niektórych z tych otworków znajd^ąsię U-kształtne pętelki, utworzone w zasadzie z równoległych odcinków włókien. Patrząc od strony dolnej powierzchni tkaniny, otwarty koniec U-kształtnej pętelki jest skierowany do powierzchni tkaniny przedstawionej na tej mikrofotografii.

Korzystne urządzenie do wytwarzania dziurkowanych folii z zastosowaniem członu podporowego z gładką płaską powierzchnią górną wykonanego sposobem według niniejszego wynalazku przedstawiono schematycznie na fig. 17. W tym urządzeniu człon podporowy jest

180 142 bębnem obrotowym 753. Bęben obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Poza bębnem 753jest umieszczona dysza gorącego powietrza skierowana w taki sposób, że tworzy kurtynę gorącego powietrza padającego bezpośrednio na folię podpartą.zewnętrzną powierzchnią bębna 753, którajest wyposażona w wielkąliczbę otworków 753 a. Przewidziany jest także element do wyciągania dyszy gorącego powietrza 759 celem uniknięcia nadmiernego nagrzania folii przy zatrzymaniu lub małej prędkości.

Dmuchawa 757 i nagrzewacz 758 współpracują doprowadzając gorące powietrze do dyszy 759.

Wewnątrz bębna 753, bezpośrednio wewnątrz dyszy 759, jest umieszczona głowica próżniowa 760. Głowicę próżniową można nastawiać radialnie i ustawiać w taki sposób, aby stykała się z wewnętrzną powierzchną bębna 753. Przewidziane jest źródło podciśnienia 761 do ciągłego wyciągania głowicy próżniowej 760.

We wnętrzu bębna 753, w styku z jego wewnętrzną powierzchnią, znajduje się ponadto strefa chłodzenia 762, która jest wyposażona w chłodzące źródło podciśnienia 763.W strefie chłodzenia 762 takie źródło podciśnienia 763 wyciąga otaczające powietrze przez otworki wykonane w gorącej folii celem zestalenia folii i utrwalenia wzoru utworzonego w strefie dziurkowania. Ważne jest zabezpieczenie tego chłodzenia przed próbą zdjęcia folii z członu podporowego celem uniknięcia zniekształceń. Źródło podciśnienia 763 pełni także rolę środka do utrzymywania folii na swoim miejscu w strefie chłodzenia 762 na bębnie 753 oraz środka do izolowania gorącej folii przed skutkami naprężenia w folii spowodowanego przez zwijarkę.

Na fig 17 przedstawiono zwój doprowadzający folię 750 oraz zwój folii wykończonej 756.

Na wierzchu członu podłoża 64 jest umieszczona cienka, ciągła, nieprzerwana, rozciągliwa folia 67 z termoplastycznego tworzywa polimerycznego.

Na fig. 18 przedstawiono w powiększeniu obszar zaznaczony okręgiem na fig. 17. Głowica próżniowa 760jest wyposażona w dwie szczeliny próżniowe 764 i 765, rozciągające się na szerokości folii.

Głowica próżniowa 760 jest umieszczona w taki sposób, że punkt padania kurtyny gorącego powietrza 767 znajduje się bezpośrednio nad pośrednim trzpieniem oporowym 768. Gorące powietrze jest doprowadzane przy odpowiedniej temperaturze celem zwiększenia temperatury folii powyżej jej temperatury mięknienia.

Geometria urządzenia jest taka, że folia 751, w czasie zmiękczania kurtyną gorącego powietrza 767, jest izolowana przed skutkami naprężenia przez szczelinę utrzymującą 764 i strefę chłodzenia 762. Strefa dziurkowania próżniowego 765 przylega bezpośrednio do kurtyny gorącego powietrza 767, co minimalizuje czas, w którym foliajest gorąca i zapobiega przenoszeniu nadmiernej ilości ciepła do bębna podporowego 753.

Przykład 4

Folię dziurkowaną wykonano korzystając z członu podporowego wytworzonego w przykładzie 3 w połączeniu z urządzeniem przedstawionym na fig. 17.

Zwój folii wyjściowej 750, folii z odlewanego polietylenu o niskiej gęstości, o grubości 0,0254 mm (1 milicala), umieszczono na stojaku do rozwijania folii z regulowanym naprężeniem, stosowanym powszechnie w przemyśle pieluch i serwetek sanitarnych. Następnie folię przytwierdzono do członu podporowego 753, przedstawionego na fig. 17 i poprowadzono do zwijarki z regulowanym naprężeniem, gdzie wykończony produkt zwijano na wałku 756.

Dysze 759 wyciągano celem uniknięcia nagrzania folii do czasu ustabilizowania się warunków roboczych. Następnie uruchomiono dmuchawę, włączono i nastawiono nagrzewnicę 758 dopóki temperatura powietrza opuszczającego dyszę 759 nie osiągnęła 225 stopni Celsjusza.

Z kolei uruchomiono źródło podciśnienia i nastawiono go tak, aby folia była mocno przytwierdzona na członie podporowym. Następnie uruchomiono system napędowy, a człon podporowy obracał się z prędkością, powierzchniową 25 metrów na minutę.

Następnie przesunięto do przodu dyszę 759, tak że gorące powietrze wychodzące z dyszy 759 padało bezpośrednio na powierzchnię folii pomiędzy strefą utrzymywania 764 i podciśnieniową strefą dziurkowania 765.

180 142

Z kolei podwyższano temperaturę gorącego powietrza 767 do czasu uzyskania pożądanego stopnia podziurkowania. Końcowa temperatura powietrza wynosiła 305°C.

Wysokość podciśnienia 760 mierzono w warunkach roboczych i ustalono, że wynosi ono 365 mm Hg.

Gorącą, już podziurkowaną folię przeciągano na członie podporowym 753 do strefy chłodzenia 762, gdzie otaczające powietrze przepuszczano przez otworki w folii i dziurki w członie podporowym do chłodzącego źródła podciśnienia 763.

Do czasu osiągnięcia przez folię końca strefy chłodzenia 762, ochładza się ona w stopniu wystarc^jącym do zdjęcia z członu podporowego i nawinięcia na wałek 756.

Na fig. 22 przedstawiono mikrOfotografię górnej powierzchni dziurkowanej folii wytworzonej w przykładzie 4.

Na podstawie szczegółowego opisu kilka rozwiązań i modyfikacji niniejszego wynalazku jest widoczne, że opis i informacje związane z niniejszym wynalazkiem sugerają specjalistom w tej dziedzinie wiele alternatywnych rozwiązań.

180 142

FIG. 22

180 142

FIG. 21

180 142

FIG. 20

180 142

804

180 142

FIG. 18

180 142

755

754

753

751

180 142

FIG. 15

704

180 142

FIG. 14

180 142

FIG. 13

180 142

FIG.I2

180 142

120

180 142

HO

180 142

FIG. 8

180 142

FIG.6 klatka 1 klatka 2 klatka 3 klatka 5 klatka 6 klatka 7

klatka 8

180 142

F1G.3

ΒΔ£>£ι£>&<£:<ί2> £s &> d

180 142

F 1(3.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania dziurkowanego członu podporowego do wytwarzania płaskiej dziurkowanej folii lub włókniny, znamienny tym, że doprowadza się obrabiany materiał, kieruje się wiązkę laserową (36) na obrabiany materiał oraz przesuwa się wiązkę laserową (36) w szeregu przej ść po powierzchni (3,703,803) obrabianego materiału i drąży się za pomocątej wiązki laserowej określony wzór otworków (7,44,707,807) poprzez obrabiany materiał.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto ogniskuje się wiązkę laserową (36) w taki sposób, że ognisko znajduje się przy górnej powierzchni (3,703,803) obrabianego materiału.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap ogniskowania wiązki laserowej (36) w taki sposób, że ognisko znajduje się poniżej górnej powierzchni (3,703,803) obrabianego materiału.
4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że podczas etapu drążenia włącza się i wyłącza wiązkę laserową (36) w określonej kolejności stanów włączenia i wyłączenia.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że stosuje się stany włączenia wiązki laserowej (36) o dostatecznie długim czasie trwania i natężeniu, tak że drąży się co najmniej jedną dyskretnąjednostkę otworków (7,44, 707, 807) w każdym przejściu wiązki laserowej.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że podczas etapu przesuwania wiązki laserowej (36) obraca się obrabiany materiał dookoła jego osi wzdłużnej oraz przesuwa się wiązkę laserową(36) do następnej określonej pozycji wzdłuż tej osi wzdłużnej po każdym obrocie obrabianego materiału.
7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wykonuje się każdy otworek (7,44, 707,807) mający w zasadzie równoległe ścianki boczne.
8. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wykonuje się każdy otworek (7,44,707,807) zbieżny i mający stożkową górną część.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się odległość od linii środkowej do linii środkowej przyległych otworków (7 44,707,807) większąniż największa średnica stożkowej górnej części każdego przyległego otworka.