PT96833A

PT96833A - Estruturas de canais capilares abertos e processo melhorado para o fabrico das referidas estruturas

Info

Publication number: PT96833A
Application number: PT96833A
Authority: PT
Inventors: Hugh Ansley Thompson; Edward Herman Krautter
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1993-04-30
Also published as: WO1991012949A1; PT96833B; ATE128405T1; GR3017581T3; FI923721A0; DE69113450T3; FI103709B; BR9106048A; MA22066A1; ES2077844T3; CN1049458C; DK0516730T3; AU658138B2; DE69113450T2; EP0516730B1; IN186802B; KR100198380B1; AU7311891A; MX172811B; NZ260495A

Description

63.1^8

Cases Ul06

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção pertence geralmente ao campo das estruturas absorventes e, mais particularmente, ao campo das estruturas de canais capilares feitas pelo homem, tendo uma capacidade intra-estrutural para absorver e transportar fluídos. Mais adiante esta invenção diz respeit< ao processo para fabricar tais pstruturas de canais capilares,

ANTECEDENTES A fabricação e utilização de fibras feitas pelo homem para serem utilizadas em texteis entrançados ou não e em redes absorventes em produtos descartáveis, como por exemplo, fraldas, pensos higiénicos, etc. sáo já conhecidos há algum tempo. Boas propriedades de absorção e drenagem são geralmente atributos desejáveis em tais produtos. Em redes absorventes a necessidade de grande absorção ou actuação de drenagem é aparente uma vez que o principal propósito de tais redes é absorver fluídos depositados. É muitas vezes igualmente essencial que as redes tenham uma capacidade de drenagem de fluídos longo da zona do depósito a fim de evitar o fracasso em tais zonas de depósito, e a fim de utilizar mais completamente a capa cidade absorvente da rede. Nos materiais têxteis, usados como vestuário, é frequente o desejo para drenar a perspi-ração longe da pele a fim de facilitar a evaporação da pers piração e evitar uma sensação "pegajosa" da pele.

Convencionalmente, as redes absorventes feitas de fibras celulósicas naturais. A absorção .em tais redes foi conseguida através de uma combinação da penetração do fluído para^ interior do lúmen de fibra celulósica e retenção nos espaços capilares interfibrae, A drenagem foi primeiramente alcançada através da acção de tais espaços capilares interfibras. Mais recentemente,muitas redes absorventes para produtos absorventes descartáveis, especialmente fraldas, têm sido acrescentadas com a— 1

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ÍCIÍJI gentes gelificadores polimárieos que absorvera fluídos para formar um gel insolúvel. A utilização de tais agentes geli-ficadores poliméricos têm facilitado o desenho de fraldas finas e de baixo volume. Contudo, a utilização de tais a-glutes ,gelificadores poliméricos têm também aumentado a importância da actuação de drenagem das fibras, desde a por ção significativa da função de absorvência das fibras é desempenhada pelos agentes gelificadores poliméricos. Contudo, devido às limitações das propriedades de distribuição do fluído das redes fibrosas convencionalraente usadas para adquirir e distribuir a descarga dos fluídos corporais,por ções substanciais das fibras, material gelificador poliméri^ co, ou outros materiais absorventes, são muitas vezes suficientemente utilizados. Em particular, grandes áreas da rede que não estão próximas da zona de descarga do fluído mantêm-se muitas vezes por utilizar, ou não eficientemente utilizadas, mesmo quando outras zonas da rede próxima da zona da descarga de fluído se possa tornar demasiado .saturada ao ponto de fracassar (isto é, derramar). Assim, é altamente desejável fornecer materiais fibrosos que fornecem uma actuação de drenagem melhorada relativa às fibras e redes 'convencionalmente usadas que são adicional e economicamente, e que podem transportar eficientemente o fluído num modelo de artigo com baixo 'volume. Uma desvantagem significativa das fibras convencionais ó a sua capacidade para drenar fluídos que é altamente dependente da densidade do volume da rede em que são formados. Além disso, para os produtos comercializados estabelecidos no que diz respeito ao tamanho dos capilares interfibras, a proporção de drenagem, e a proporção volumétrica do fluxo, outro factor que deve ser considerado ao escolher os parâmetros dos modelos, é a flexibili. dade táctil da rede ao ser formada. Em geral, a suavidade diminuirá à medida que a densidade de volume e a capilaridade insterfibras são aumentadas. Assim, considerações do 2 35 1 5 10 15

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modelo estrutural e de estética devem muitas vezes ser.consideradas para obter a absorção desejada e a actuação da drenagem no modelo dos produtos absorventes. Estas mesmas considerações e desvantagens são adicionalmente aplicáveis a redes feitas de fibras sintéticas convencionais, tais como, nylon, poliéster, polipropileno, e fibras químicas de base-celulósica.

Uma técnica que tem sido usada para aumentar a actuação de drenagem das redes fibrosas é hidro-filizar as fibras. Embora tais tratamenóos sejam eficientes para o aumento da capacidade de drenagem, eles não aumentara as propriedades de distribuição de fluído das fibras de tal forma que significativas quantidades maiores de fluí^ do podem ser transportadas eficientemente para zonas dos artigos absorventes distantes da zona das descargas dos fluídos. Os tratamentos hidrofilizados não afectam os produtos comercializados convencionalmente experimentados no que diz respeito à baixa capilaridade para redes maciaa^e de baixa densidade. Outra forma de aproximação que tem sido investigadas é formar fibras tendo canais de capilaridade interfibras. Estas fibras têm a capacidade de drenar fluídos individualmente, sem necessariamente depender da grande proximidade das fibras adjacentes para formar percursos capilares interfibras. Tem sido proposto uma variedade de fibras com sulcos ou canais intra-fibras. Embora de forma alguma se pretenda representar uma revisão compreensiva da técnica, acredita-se que as seguintes referências pelo menos são indicativas da técnica publicada. A Patente Francesa 955*625, de Paul Chevalier "Inprovements in Spinning Artificial Fiber", publicado em l6 de Janeiro de 1950, descreve fibras de origem sintética com capilaridade alegadamente melhorada. É dito que as fibras têm sulcos contínuos ou descontínuos posicionados numa direcçâo longitudinal, isto é, paralelos * 3 - 35 10 15

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' ao eixo da fibra. As fibras podem ter um núcleo central dos quais saem folhas radiais. Esta patente também descreve um processos para fazer as fibras envolverem uma primeira fiandeira para tornar as fibras na forma desejada e uma se guri da fiandeira em comunicação directa com a primeira, "separada da primeira por uma placa isolante para arrefecer a fibra. A segunda fiandeira está em contacto com o elemento de arrefecimento. A Patente Americana 3.121.04o de Gil-bert Shaw, "Unoriented Polyolefin Filaments", concedida em 11 de Fevereiro de 196*1, descreve uma variedade de filamentos plásticos e o processo de os fabricar, que exibem afirmativamente uma boa recuperação após deformação e orientação de resistência (isto é,fabricação) após utilização em tais aplicaçSes como em broxas de pinturas É dito que estes objectivos são alcançados preparando fibras tendo sec-çães transversais que são constituídas por redes interligadas com o comprimento e a espessura da rede, e raios de requisitos específicos e particulares. A Patente Americana 4.05*1.709, Μ. N. . Belitsin, et al., "Man-Made Fibre, Yarn and Textile Pro-duced Therefrom", concedida em 18 de Outubro de 1977, descreve fibras de policaproamida e polietileno, tereftalato expondo um corte transversal formado por pelo menos dois elementos formados por raios intersectados que definem canais capilares abertos e uma ponte interligando rais particulares dos elementos. Os rais intersectam-se com ângulos de cerca de 10° ate cerca de 70° para formarem canais capilares. É dito que as fibras exibem uma aparência e uma mistura de condutividade e absorção semelhante a seda natural. A Patente Americana 4.381.325, de Yutaka Masuda, et al., "LÍquid Retaining Synthetic Fiber Process for Producing The Same, and Products" concedida em 26 de Abril de 1983 descreve uma fibra sintética de retenção de líquido tendo uma extremidade acentuadamente livre 4 35 63.148 Case: 4ΐθ6 e ponteaguda e uma porção afilada. As fibras expostas incluem incorporações tendo uma pluralidade de canais que correm ao longo do comprimento do eixo das fibras. 0 Pedido de Patente Europeia 883.069. .874, número de publicação 0.301.874, publicada em 1 de Fevereiro de 1989» por Andrev G. Vilkes and Alan J. Bar-tholomev, "Cellulosic Fibre", descreve filamentos viscosos tendo uma secção transversal miulti-membrada, por exemplo em forma de Y-, X-, H- e T- que são considerados como úteis para produtos absorventes e tecidos entrançados e não entrançados. A Patente Americana 4.286.005 de Ri-chard M. Berger, "Ink Reservoir Element for Use in a Mar-king Instrument, and Method and Apparatus for Producing Same" concedida em 25 de Agosto de 1981, descreve um elemento reservatório de tinta formado de uma folha coerente de material fibroso termoplástico 'flexível ou num tecido de poliéster prensado atenuador de espuma, que foi uniformemente gravado com relevos de uma série de sulcos paralelos. A folha com relevos é compacta e ligada num corpo di-mencionalmente estável cujo eixo longitudinal se prolonga de forma paralela aos sulcos em relevo. A Patente Americana 4.623.329 de James L. Drobish, et al., "Drainage and Infusion Catheters Having a Capillary Sleeve Forming a Reservoir for a Sluid Antimicrobial Agenty concedida em 18 de Novembro de 1986, descreve tubos catáteres fornecidos nas superfícies interiores com sulcos ou canais qapilares que se prolongam lon- i gitudinalmente. Os sulcos preferivelmente exibem um angulo de contacto de superfície favorável para o fluído particular a ser utilizado. Os tratamentos de superfície para alterar o ângulo de contacto de superfície pode ser aplicado . 0 Pedido de Patente Japonesa 151617- 5 1 10

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-1979, publicado em 29 de Novembro de 1979, Teijin KK, "Synthetic Fibers", descreve-várias fibras sintéticas de perfil modificado, especialmente de polilster ou poliamida tendo a secção transversal uma forma caracterizada por poros finos distribuídos segundo a direcção axial tendo um diâmetro de 0,01 microns até 5 microns e uma área de secção-transversal dos poros de 0,0l6 até 50 % do total da á-rea de secção-transversal das fibras. As fibras podem ter aditivos para aumentar as propriedades de absorção de água. Apesar destes avanços, mantém-se o dje sejo de fornecer estruturas de canais capilares flexíveis e resistentes ao colapso que exibam ainda um melhoramento na capacidade de absorção interfibra e capacidade de drenagem. E um objectivo desta invenção fornecer tais estruturas que adicionalmente podem ser produzidas e utilizadas com economia melhorada relativa àquelas já previamente mostradas nas técnicas anteriores. Mais especificamente, é um objectivo desta invenção fornecer tais estruturas que exibem uma capacidade de absorção melhorada numa base de peso por unidade numa combinação com uma sucção de capilaridade alta (isto éf altura elevada do aumento do fluído contra a gravidade) que também resiste ao colapso dos canais de capilaridade durante o manuseamento e a utilização. E outro objectivo desta invenção fornecer estruturas tais como acima descritos imediatamente as quais são em forma de fibras, e que podem ser usadas para materiais têxteis entrançados ou não, ou em forma de redes ou pacotes tais como em artigos absorventes (por e-xemplo, fraldas, pensos higiénicos, etc.). É ainda, outro objectivo desta invenção fornecer tais estruturas de canais capilares sob a for ma de uma folha ou película flexível. E ainda, outro objectivo fornecer artigos absorventes, incluindo artigos absorventes descartáveis, incorporando neles tais fibras de canais capilares 6 35

I 63.3Λ8 Case; *4·1θ6 !GQ1 como seus elementos. Ê outro objectivo desta invenção fornecer estruturas flexíveis de canais capilares resistentes ao colapso que são especialmente adequados para transportar e/ou armazenar fluídos aquosos. É ainda outro objectivo fornecer estruturas flexíveis de canais capilares resistentes ao colapso que são especialmente adequados para transportar e/ou armazenar fluídos orgânicos como por exemplo óleo. É ainda outro objectivo fornecer um processo para fazer estruturas de canais capilares melhorados que podem abranger os objectivos acima mencionados. Ê ainda um objectivo fornecer equipamento que facilite õ fabrico de tais estruturas de canais capilares melhorados que podem ser utilizados em conjunção com o processo acima referenciado.

Estes objectivos e ainda outros bene fícios e utilizações da presente invenção podem ser alcançados da forma aqui descrita.

RESUMO DA INVENÇÃO

Em geral, esta invenção fornece estru turas de canais capilares resistentes ao colapso, compreendendo uma composição polímera e tendo pelo menos um canal capilar intra-estrutural, em que as estruturas têm um eixo base e pelo menos duas paredes que se prolongam a partir da base, tipicamente (mas não necessâriamente) substancialmente ao longo do comprimento total do elemento base, em>que o elemento base e paredes definem os ditos ca-nal(ais) capilar(es). Embora nelas as estruturas do canal capilar possam ter um canal capilar ou uma pluralidade de canais capilares, por conveniência a forma no plural de "canais" é utilizada com a intenção de se referir a um único "canal" em estruturas que tanto podem ter um tal canal ou uma pluralidade de canais, como estruturas que têm mais do que um canal. As estruturas são, ainda, caracte- = 7 = 1 5 10 16

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rizadsis por a secção transversal dos canais capilares serem abertos ao longo de um comprimento substancial da estrutura na direcção do eixo dos canais de tal forma que o fluído possa ser recebido do exterior de tais canais. Em geral, as estruturas terão tipicamente um Volume Capilar Específico (VCE) de pelo menos 2,0 cc/g, de preferência de pelo menos 2,5 cc/g, de maior preferência, de pelo menos cerca de 4,0 cc/g e uma Área de Superfície Capilar 2 Específica - (ASCE) de pelo menos de cerca de 2.000 cm /g 2 de preferência pelo menos 3.000 cm /g, de maior preferên- 2 cia de pelo menos cerca de 4.000 cm /g. Acredita-se que estes valores devam ser significativamente mais altos do que a combinação correspondente de valores para materiais de fibra convencionais e estruturas de canal capilar já previamente expostas, e são indicativas da capacidade de fluído melhorada, e a capacidade melhorada para transportar e armazenar fluído num peso base que caracteriza as estruturas da presente invenção. Em geral, o VCE é uma medida da capacidade volumétrica do fluído da estrutura absorvente numa base de peso por unidade, e é assim, indicadora da eficiência económica da estrutura absorvente. Contudo, para que uma estrutura com um VCE alto tenha também uma sucção de capilaridade alta (isto é, ter uma excelente capacidade para drenar fluídos numa proporção volumétrica substancial (numa base de peso por unidade da estrutura), através do transporte-capilar intra-estrutural), o modelo da estrutura deve fornecer um grau relativamente alto para um conta--cto da área de superfície do canal capilar entre o material de estrutura sólida e o líquido a ser transportado. Isto porque a sucção capilar (alternadamente, "tensão hidro estática") está em parte dependente da quantidade de área de contacto interfacial entre a estrutura sólida e fluída. 0 ACSA é a medida da área de superfície, por peso de unidade da estrutura dos canais capilares nas suas estruturas, dis— 8 35

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Case: Ul06 pua tos para cun tacto coai os fluídos, A combinação do neces sário VC£ e ASCE tal como aqui estabelecido é conseguido através do fornecimento de estruturas do canal capilar com o modelo eficiente do canal capilar e de muita importância, com paredes de canais capilares relativamente finas e/ou bases de canais.

Tal como acima descrito, as estruturas de canal capilar da presente invenção são caracteriza-das por tèrem paredes ou bases relativamente finas comparadas com a largura dos canais capilares. Contudo, a fim de fornecer canais capilares de VCE suficiente, as paredes devem ser de altura suficiente. Assim, as estruturas da presente invenção são também caracterizadas por terem paredes relativamente "delgadas". 0 grau a que as paredes e base das estruturas do canal capilar são delgadas, pode ser caracterizado de acordo com a "Proporção de Delgadeea" cujo cálculo é descrito nos Métodos de Testes nos capítulos adiante. As estruturas do canal capilar da presente invenção de preferência têm uma Proporção de Delgadeza de pelo menos cerca de 9» mais preferivelmente de pelo menos cerca de 13, de máxima preferência de pelo menos 20 e uma média de largura de canal capilar de largura inferior a t cerca de 0,30 mm, ms^ preferivelmente inferior a cerca de 0,20 mm, de máxima preferência inferior a cerca de 0,10 mm.

Contudo, para que se possa tirar total proveito das propriedades de transporte do fluído das estruturas do canal, as estruturas também devem ser resistentes ao colapso quando no estado seco e de preferência também em húmido (tal como é usado aqui o termo "Húmido” em relação ao estado da estrutura do canal capilar, pode incluir água ou outro fluído, incluindo fluídos orgânicos tal como óleos, dependendo do fluído que se pretenda transportar e/ou absorver pela estrutura). A espessura da parede e/ou base assim como a geometria do canal capilar e o módulo de elastici- = 9 = 1 5 10 15

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?C ΓΓ-. 1991 dade pode afectar a resistência ao colapso dos canais. Com esta finalidade, a resistência ao colapso é medida como Força Compressiva (alternadamente, FC). As estruturas da presente invenção têm uma Força Compressiva de pelo menos cerca de 0,2 PSI 2 (aproximadamente 13,800 dines/m ), de preferência pelo menos cerca de 1,0 PSI (cerca de 69,000 dines/cm ), de maior preferência de pelo menos 2,0 PSI (cerca de 138,000 dines/cm ). Que uma tal força Compressiva pode ser obtida, com bases e paredes "delgadas" relativamente finas, da presente- invenção, é particularmente surpreendente. Estes valores para Força Compressiva são alcançados quando a estrutura está no estado seco (daqui em diante "Força Compressiva Seca") e, de preferência depois.de a estrutura ser mergulhada no fluído (por exemplo, fluídos aquosos ou óleos) que é para ser transportada e /ou armazenada (daqui em diante "Força Compressiva Húmida). Os procedimentos a serem usados para determinação do Volume de Capilaridade Específica, Área de Superfície de Capilaridade Específica, e Força Compressiva são descritos abaixo com o título de Métodos de Testes. As estruturas são especialmente adequadas para armazenagem e drenagem de fluídos, e podem ser adaptados para serem de particular conveniência para tipos específicos de fluídos, tais como fluídos aquosos e óleos. (Tal como é usado aqui, o termo "fluído" ou "fluídos" referir-se-ão a líquidos, como oposto de gases). Para estruturas que pretendem transportar e/ou conter uma soluçSo aquosa, a composição polímera da qual a estrutura é compreendida de preferência, é caracterizada por uma Tensão de Adesão com água destilada de pelo menos cerca de 20 dines/cm, de preferência de pelo menos 25 dines/cm quando medida'de acordo com o pro- 10 35 1 I 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 «x. - 90(08 20 25 30 63.1^8 Case: 4106 '•f' fry 1.c,31 cedimento de Tensão de Adesão abaixo descrito. As estruturas que pretendem transportar e/ou conter fluídos de base— -óleo e outros fluídos não aquosos, serão de preferência caracterizados por uma Tensão de Adesão com n-decano de p£ lo menos cerca de IO dines/cm. As estruturas desta invenção pode ser sob a forma de fibras, em que na secção transversal da base ó um núcleo central de eixo ôco ou sólido tendo tipicamente um diâmetro hidráulico inferior a cerca de 0,lcm, e fitas semelhantes a filamentos em que o elemento base é nominalmente plano em geometria e tem tipicamente uma largura perpendicular ao eixo longitudinal dos canais capilares inferior a cerca de 0,5 cm. Tal como é usado aqui incorporações "nominalmente, planas" em que o elemento base da estrutura pode ser ou plano (isto é, liso) ou curvilíneo, a largura da estrutura ó referida como sendo medida num estado plano, nâõ curvilíneo, em recta. Por conveniência, é a náo ser especificamente indicado o contrário, o termo "plano" no contexto da geometria do elemento base deve significar " nominalmente plano Também, tal como á usado aqui posteriormente, o termo "fibra" deverá refe-tir-se a ambas as estruturas com um núcleo central axial assim como as fitas semelhantes a filamentos, a não ser que seja especificamente indicado o contrário. As fibras podem ser utilizadas numa larga variedade de formas, incluindo, por exemplo, na forma de pacotesj tecidos- entrançados ou não, fios etc. Adi-cionalmente, as fibras podem ser fornecidas;de forma enrolada, para serem usadas nas redes etc. Adicionalmente, as fibras podem ser fornecidas de forma enrolada para ser usa- . . da nas redes etc. As fibras nas suas mais variadas formas são úteis para uma larga variedade de aplicações, incluindo núcleos absorventes em produtos absorventes (por exemplo, fraldas, pensos higiénicos, ligaduras etc.), folha 11 35 1 5 10 15

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superior e folhas de distribuição fluída em produtos absor ventes, aplicaçSes texteis tais como vestuário, distribuição de medicamentos, resguardos para geriatria etc. Noutros aspectos da presente invenção, as estruturas do canal capilar da presente invenção são for necidas na forma de folhas de canal capilar tendo um plano (*^>lano, tal como acima definido) de elemento base. As folhas do canal capilar terão tipicamente de ter um Volume . Capilar Específico (VCE) de pelo menos 1,2 cc/g, de preferência de pelo menos cerca de 2,0 cc/g, mais preferivelmente de pelo menos cerca de 2,5 cc/g, de máxima preferência, pelo menos cerca de 4,0 cc/g, e uma Área de Superfície Capilar Específica (ASCE) de pelo menos cerca de 500 crn /g, de preferência de pelo menos cerca de 2.000cm / /g, de maior preferência de pelo menos cerca de 3.000 cm / /g, de máxima preferência de pelo menos cerca de 4.000 cm / /g. As folhas do canal capilar também têm de preferência uma Proporção de Delgadeza de pelo menos cerca de 3« de maior preferência de pelo menos cerca de 9 e até de maior preferência de pelo menos cerca de 15» de máxima preferência de pelo menos cerca de 20. Outros parâmetros das folhas são de preferência como já anteriormente e geralmente nelas descrito em ligação .com a sua estrutura. Tais folhas de canal capilar terão tipicamente uma largura, medida per pendicularmente ao eixo longitudinal dos canais capilares, de mais do que cerca de 5 cm tipicamente mais do que 2 cm. Deve-senoompreender que estes são limites mínimos, e que as larguras das folhas contempladas não são para serem limitadas a tais larguras relativamenté baixas. As folhas \ que se pretende que sejam incluídas podem ser de qualquer largura, incluindo, por exemplo, larguras na ordem de ou em excesso das larguras das folhas tipicamente feitas por processos de sctpro de película. Os limites numéricos mínimos e máximos para a distinção entre fibras de canal capilar e folhas, são fornecidas para a claridade conceptual 12 35 1 5 10 15

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í -

i I entre estruturas- úteis primariamente para aplicações do ti^ po de filamento e estruturas que podem ser úteis para apli^ / cações do tipo-folha, e não pretendem necessariamente limjL tar a amplitude da invenção. As folhas do canal capilar podem ser usadas como folhas distribuidoras de fluído nos produtos absorventes (como por exemplo, fraldas, pensos higiénicos, ligaduras, artigos de tecido para aplicação de condicionador,, artigos de limpeza tais como produto de limpar e de esfregar, ligaduras e toalhetes úteis para sts car fluídos das superfícies etc.). A vantagem significativa das estruturas de canal capilar da presente invenção é transportar o fluído, por drenagem capilar interfibra para uma distância relativamente maior da fonte ou reservatório do fluído, Anteriormente, os materiais de redes de fibra que confiavam primeiramente na capilaridade interfibra.'sofriam de ca pacidade reduzida de transporte do volume do fluído quando quando era acentuado o transporte do fluído para maiores distâncias. Reciprocamente, a distância a que o fluído podia ser transportado sofrem quando a rede foi desenhada para transportar maior volume de líquidos. A chegada de estruturas do canal capilar tal como descritas nos Antecedentes, reduziram esta troca de atributos de actuação a uma extensão limitada. Contudo, a presente invenção pode fornecer uma combinação da capacidade capilar, altura de transporte, resistência ao colapso e eficiência económica, que se julga não serem préviamente alcançadas por estruturas do canal capilar que já eram conhecidas. A descrição que se segue, em conjunção com os desenhos, descreve a invenção e várias incorporações e seus modos com maior pormenor. Contudo, a dimensão da invenção é particularmente e distintamente definida depois por reivindicações. Num processo improvisado para fazer estruturas do canal capilar, que sao fornecidas aqui, a 13 = 35 1 i5 10 63-148 Case: 4ΐθ6

Mod. 71 · 20.000 βχ.-90/08 · 15 20 25 30 forma do canal capilar de retenção melhorada pode ser obtjL da entre a extrusão e o desenho da estrutura do canal capilar, tal processo compreende: (a) alimentaçâa.de uma composição polímera derretida com fluidez atra.vez de um; orifício do canal capilar de um molde de extrusão em que o molde de extrusão tem um orifício de canal capilar caracterizado por um orifício de base anelar, do qual se extendem radialmente uma pluralidade de orifícios nas paredes do canal capilar, de tal forma que a composição polímera após sair do dito molde de extrusão com preende uma base anelar ôca e uma pluralidade de paredes de canais capilares que se estendem radialmente da dita base, formando a dita base e paredes uma pluralidade de canais capilares,e em que o dito molde de extrusão tem uma abertura para deixar entrar gás, localizada no interior do dito orifício base anelar; (b) simultaneamente com a alimentação da dita composição polímera através do ditòrmolde de extrusão do orifício do canal capilar, alimentem do uma corrente gasosa, através da dita abertura para deixar entrar gás, na mesma direcção da fluidez da dita composição polímera derretida; e (c) subsequente à saída da composição polímera do molde de extrusão, desenhando a estrutura do i canal capilar com um tamanho desejado e arrefecendo a dita estrutura: em que a corrente de gás inibe o colapso da di^ ta estrutura do canal capilar anelar durante o arrefecimento e desenho da dita estrutura. Os moldes de extrusão, tal como descritos no processo acima, são também fornecidos como um 14 = 35 1 5 10 15

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aspecto desta invenção. Em particular, tal molde compreende um molde de extrusão compreendendo o dito molde uma camada de orifícios do canal capilar, tendo a dita camada um orifício de base anelar da qual se estendem radialmen— te uma pluralidade de orifícios na parede do canal capilar, tendo a dita camada de orifícios na parede do canal capilar,tendo a dita camada de orifícios do canal capilar capilar ainda uma zona interior e. uma zona exterior relativa ao dito orifício de base anelar um poro de abertura para entrada do gás disposto na zona interior do dito orifício de base anelar, e meios para manter fixamente no lugar a dita zona interior, relativamente à dita zona exterior. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma perspectiva de um corte transversal de uma estrutura do canal capilar da pre sente invenção. A estintura mostra ^ãniãr^tirã^àõ^cahal capilar, aqui referida por termo colectivo "fibra", e tem canais capilares de um dos lados da respectiva base. A Figura 2 é uma perspectiva de um corte transversal de uma fibra de canal capilar da presente invenção tendo canais capilares nos lados opostos da respectiva base. A Figura 3 é uma perspectiva de um corte transversal de uma fibra do canal capilar da presente invenção tendo uma base da qual se estendem radialmente paredes do canal capilar para formar canais capilares. A Figura 4 é uma perspectiva da vista de uma folha do canal capilar da presente invenção. A Figura 5 á uma perspectiva da vista da estrutura do canal capilar da presente invenção, representação da espessura da parede e base, profundidade e largura do canal capilar. Também estão representadas as curvas de líquido contido num tubo capilar do fluído tal como seria contido pelos canais da estrutura. 15 = 35 1 5 10 15

Mod. 71 -20.000 ex. -90/08 20 25 30 63.1^8 Case s 4106

l n -' Í99I A Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma parede do canal capilar tendo orifícios dé troca de fluído intercapilar. A Figura 7 é uma vista directa de um molde de extrusão tendo um orifício moldado e adequado pa ra fazer fibras de canal capilar tendo uma base plana e c^ nais capilares de um lado da base. A Figura 8 é uma vista directa do mol de de extrusão tendo um orifício moldado e adequado para fazer fibras do canal capilar, tendo uma base plana e canais capilares, que alternadamente variam de largura, em largura, em ambos os lados da base. A Figura 9 é uma vista directa direc^ ta de ura molde de extrusão de extrusão tendo um orifício moldado e adequado para fazer fibras do canal capilar tendo uma base plana e fibras do canal capilar, tendo uma base plana e, canais capilares, de largura consistente, em ambos os lados da base. A Figura 10 é uma vista directa de um molde de extrusão alternativo, tendo um orifício moldado e adequado para fazer fibras do canal capilar, tendo uma base plana e canais capilares num dos lados da base. A Figura ii é uma vista directá com uma vista que se prolonga para uma sua porção, de molde de extrusão, tendo um orifício moldado e adequado para da-zer fibras do canal capilar tendo bases redondas interiores e também tendo canais capilares que são abertos em lados alternados da fibra. A Figura 12 é uma vista directa de um molde de extrusão tendo um orifício moldado em que o orifí cio base do canal capilar é de forma anelar e o orifício da parede do canal capilar se estende radialmente para fora dele. A Figura 13 é uma vista directa de um molde de extrusão semelhante ao da Figura 11 excepto nos = 1$ = 35 1 5 10 63.148 Case: 4ΐθ6 ' 80106··»» ΟΟΟ'Οε- 16 -pow 15 20 25 30 orifícios da parede do canal capilar qué estão desenhados para fornecer alternadamente canais capilares de largura variada. A Figura 14 é o lado oposto, uma vistu em perspectiva de um molde de extrusão, tendo um orifício de base do canal capilar anelar. A Figura 15 é uma vista directa de uma porção de um orifício desenhado de um molde de extrusão mostrando divertículos na extremidade dos orifícios de parede do canal capilar distantes do orifício base do canal capilar. A Figura l6 é uma vista directa de um molde de extrusão tendo um orifício base do canal capilar desenhado em forma anelar em que os orifícios de parede do canal capilar se estendem radicalmente para fora .e daí são modificados para fornecer canais capilares em forma de gar· rafa nas estruturas do canal capilar feitas de tais moldes de extrusão. A Figura 17 é uma vista do corte tranj» versai de uma estrutura do canal capilar tendo canais capilares em forma de garrafa de um tipo geral que podia ser feito de um molde de extrusão como está representado na Figura 16. A Figura 18. é uma fotomicrografia (l95 X) de um corte transversal de uma estrutura de canal capilar. A Figura 19 é uma fotomicrografia (325 X) de um corte transversal da estrutura do canal capilar em que a estrutura tem uma base plana e tem paredes do canal capilar que são substancialmente paralelas umas às outras e que são substancialmente perpendiculares à base. A Figura 20 é uma fotomicrografia (325 X) de um corte transversal da estrutura do canal capilar em que a estrutura tem canais capilares de larguras / 1 17 35 1 5 10 15

Mod. 71 · 20.000 «x. - 90/08 20 25 30 63.1*48 Case: *4106 !9?1 -}f\ r f '·- Í

Lcr& diferentes. A Figura 21 é uma fotomicrSgffafia (325 X) de um corte transversal da estrutura do canal capilar· em que os canais capilares sSo em forma de garrafa. A Figura 22 é uma fotomicrografia de uma imagem electrónica microscópica (iEM) (200 X) de uma vista em perspectiva de uma estrutura do canal capilar tendo uma base plana. A Figura 23 á uma vista de um corte transversal de. uma estrutura do canal capilar tendo as paredes do canal capilar afilados. A Figura 2k é uma vista de um corte transversal de uma estrutura do canal capilar que exemplifica vários aspectos dos procedimentos para calcular o Volume Capilar Específico e á Área de Superfície Capilar Específica. A Figura 25 é uma vista de um çorte transversal de uma estrutura do canal capilar que exemplifica vários aspectos de um procedimento para determinar a Proporção de Delgadeza e largura do canal. A Figura 26 é uma vista de um corte transversal de uma estrutura do canal capilar exemplificando vários aspectos do procedimento para determinar o paralelismo da parede e a perpendicularidade das paredes em direcção às cordas que fecham os canais capilares. A Figura 27 é uma vista de um corte transversal de uma estrutura do canal capilar exemplificando paredes do canal capilar que são perpendiculares à. I base do canal capilar. ! A Figura 28 é uma vista de um corte transversal de um canal capilar tendo um aumento de perímetro de base do canal capilar em relação à proporção da largura da base. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO As estruturas da presente invenção 18 = 35 1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 e*. - 90/06 20 25 30 63.1Λ8 Case: 4106

podem ser feitas de qualquer material pnl.iméricn que seja insolúvel no fluído que é para estar em contacto com as estruturas do canal capilar. De preferência, o material utilizado é um polímero termoplástico que pode ser expulsado e conduzido por um processo de extrusSo para formar o produto final. Exemplos de materiais poliméricos adequados são os poliésteres, polietileno, polipropileno, poliamida, polímeros químicos de base celulósica, tais como viscose, e di ou tri-acetato, e poliestireno. Coou ter- etc.,polímeros ou polímeros enxertados podem também ser usados. Um tipo de polímero termoplástico que é de acreditar que pode ser útil em relação a esta invenção são os poliésteres e copolímeroa ou os ácidos dicarboxí-licos ou seus ésteres ou glicois. 0 ácido dicarboxílico e os compostos ,de éster utilizados na produção de copolí-meros de poliésteres são bem conhecidos daqueles com expe riência normal na técnica. Eles incluem-ácido=tereftáli— acido isoftalico co, Yacido p.p'-difenildicarboxílico, etano p,p'-diçarbo-xidifeniío, hexano p.p1-dicarboxidifenilo, éter p,p’--dicarbòxidifenilo, etano ρ,ρ'-dicarboxifenoxi e similares e os seus dlalquilésteres que contêm desde 1 até cerca de 5 átomos de carbono nos seus grupos alquilo. Os glicois alifáticos úteis para a produção de poliésteres e copoliésteres são os glicois a-llfáticos alicíclicos e acrílicos tendo de 2 até 10 átomos de carbono, como glicol de etileno, glicol de trime— tileno, glicol de tetrametileno, glicol pentametileno e glicol decametileno. É também adicionalmente comsiderado utilizar copolímeros ou copolímeros enxertados, terpolí-meros, polímeros modificados quimicamente e similares, que permanentemente exibem uma alta hidrofilicidade de superfície e não necessitam a utilização de agentes para a humidade que podem ser lavados da superfície da estrutura após o contacto com os fluídos. Os polímeros modificados 19 35 1 5 10 15 63.1^8 Case: klOé

I 1

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08' 20 25 30 que podem exiDlr hidrofilicidade permanente incluem polímeros de celulose química como os acetatos de celulose. Além disso, pode-se também incluir pigmentos, redutores de brilho, ou abrilhantadores ópticos pelos processos conhecidos e nas quantidades conhecidas. Em geral, os polímeros termoplásticos usados, de preferência não têm um ponto de derretimento brusco (por rázões de procedimento aqui discutidos), mas pelo contrário, sáo amorfos e tornam-se progressivamente suaves com o aumento de temperatura acima da temperatura de transição do vidro. É também adicionalmente desejável que o polímero tenha uma tal força coesiva suficiente que possa ser desenhado em processos de extrusão para os tamanhos desejados. Em geral, são preferidos os polímeros que podem ser desenhados com proporções de pelo menos cerca de 1000:1 sem irtqatura indevida, de preferência pelo menos cer ca de 2000:1, para fornecer produtos finais que, se fossem em forma de fibra teriam um alcance negativo de monofila-mento de cerca de 2 até cerca de 500. Um tipo preferido de poliester para ser utilizado na presente.invenção é o glicol modificado poli(etileno, tereftalato) PETG copoliéster. Está ao dispor um (PETG) adequado do Eastman Chemical Products, Inc. (Kingsport,Tennessee, USA), em nome de KODAK 6763, com uma temperatura de transição de vidro de cerca de 8l°C Alem disso, a capacidade de extrusão do polímero, o módulo de elasticidade também podem ter importância. Desde que as estruturas do canal capilar da presente invenção compreendem paredes do canal capilar relativamente finas que se podem sujeitar a forças de compree são ou outras forças externas, o polímero.usado para fazer estruturas deve ser resistente à força compressiva. 0 material polímero aqui usado terá de preferência um módulo de elasticidade de pelo menos cerca de 100 MPa, de maior preferência pelo menos 750 MPa, de máxima preferência de 20 35 i 5 10 15

Mod. 71 · 20.000 gx. 90(08 > 20 25 30 63.148 Case: 4106 i

?C PPJ. !?91 pelo menos 1250 MPa, a temperaturas às quais as estruturas do canal capilar s3o plausíveis de serem usadas. Tais temperaturas terão tipicamente uma média que vai de cerca de 15°C até cerca de 40°C embora não se tenha intensão de assim limitar a invenção. KODAR 6763, por exemplo, é um material que é bastante útil para ser utilizado na pre sente invenção e tem um módulo de elasticidade de cerca de 1700 MPa. Outro factor que afecta a escolha do polímero é a submissão à modificação química da sua superfície para aumentar, por exemplo, a hidrofilicidade. Assim as estruturas do canal capilar pretendidas para absorver e/ou transportar soluções de base aquosa, pode ser preferi vel usar um polímero de base-poliéster do que , por exemplo, um polipropileno, embora uma tal preferência não signifique que assim limite a extensão da invenção. Também, dependendo da intenção de utilização das estruturas, pode ser desejável que o material polímero utilizado seja flexível a temperaturas a que as estruturas pretendam ser usadas. Devido às bases e paredes relativamente finas das suas estruturas, mesmos polímeros de módulos relativamente altos podem ser usados para fazer estruturas' que são tanto flexíveis como suaves, contudo, que retêm uma resistência surpreendentemente alta ao colapso. A flexibilidade dependerá de factores tais como a espessura e dimensões da base e paredes do canal capilar assim como dos módulos de elasticidade. Assim, a escolha do polímero neste campo será altamente sujeita ao uso a que é pretendido e às condições de temperatura. A escolha de um tal material polímero adequado está bem dentro da capacidade de quem é técnico normal na arte.

Dependendo do uso que se pretende, as estruturas do canal capilar podem ser feitos de polímeros que são ou hidrofílicos ou oleofílicos, ou podem ser tratados para serem hidrofílicos ou oleofílicos. 21 35 1 1 5 10 63.1^8 Case: 4106 / ?c FF/Í99

Mod. 71 - 20.000 «x. 70/08 15 20 25 30 A hidrofilicidade da superfície dos polímeros usados para fazer as estruturas do canal capilar da presente invenção pode ser aumentada para tomar as paredes do canal capilar màis humedecidas às soluções a-quosas através do tratamento de agentes tensio-activos ou outros compostos hidrofílicos (daqui por diante, aqui referido colectivamente como "agentes hidrofilizadores") conhecidos daqueles técnicos na arte. Os agentes hidrofili-zadores incluem agentes humecedores como monolauratos de glicol polietileno (por exemplo, PEGOSPERSE 200 ML um glicol de polietileno de 200 monolauráto disponível por Lonza, Inc., Williamsport, PA, USA) e álcoois de oleílo etoxilados (por exemplo, V0LP0 -3» disponível por Croda, Inc., New York, Estado de Now York, USA). Outros tipos de agentes hidrofilizados -e técnicas podem também ser usados, incluindo aquelas já bem conhecidas daqueles técnicos nas artes de fibra e texteis para aumentar a actuaçâo de drenagem, melhorados das propriedades de libertação da sujidade etc.. Estes incluem, por exemplo, o enxerto da superfície do ácido poliacrílico. Os agentes hidrofilizados co-mercialmente disponíveis e adequados incluem ZELCON de agente.^libertador de sujidade, um hidrofilo não iónico di£ ponível por DuPont Co., Vilmington, Delavare (USA) e Mi-TM * lease T , acabamento confortável por XCI Américas, Inc., Vilraington, DE, USA. Tipicamente, até cerca de 5 % de tais agentes hidrofilizantes são usados baseados no peso do polímero, embora não se pretenda limitar a:extensão a uma tal quantidade típica superior. Os agentes hidrof ilizji dores podem ser acrescentados ao polímero em várias etapas antes do seu uso embora de preferência antes de desenhar as estruturas do tamanho final. Por exemplo, o agente hi-drofilizante pode ser acrescentado primeiro ao polímero antes de o derreter ou misturar no polímero subsequente ao derretimento. O agente hidrofilizante aditivo pode tam 22 35 1 5 10 15 20 25 30 35 63.1Λ8 Case: 4ΐθ6

/7 I bém ser aplicado ao polímero subsequente à formação, por exemplo, subsequente da saída de um mol^ie extrusão num processo rotativo de derretimento, húmido ou de secagem, de preferência antes de o levar a diâmetros efectivos pequenos Quando se aplica o agente hidrofilizante às estruturas formadas, técnicas tais como as de preparar uma solução aquosa do componente e mergulhar a estrutura na solução ou, alternativamente, a solução pulverizadora pode ser útil para o-rientar o agente hidrofilizante para as superfícies interiores dos canais capilares. O agente hidrofilizante pode ser aplicado à estrutura numa solução de concentração baixa. Subsequentemente, a estrutura é seca ou permitida a secar por técnicas de evaporação. Um método efectivo de a-plicação é mergulhar a estrutura numa solução de álcool desnaturado contendo, por exemplo, aproximadamente 0,3 Í» do agente húmido, durante cerca de 30 minutos e permitindo então às estruturas secarem ao ar numa grelha de arame. guando o agente hidrofilizante é incorporado no polímero derretido antes de o polímero ter sido formado em estrutura do canal capilar, o agente hidrofi-lizante pode "brotar" ou migrar para a superfície da estrutura extrusada depois de arrefecida. Esta adição de fundir é desejável uma vez que evita a necessidade de secar qualquer fluído portador que seria tipicamente usado ao aplicar um tal agente hidrofilizante para formar a estrutura. Agentes hidrofilizantes adequados para adicionar ao poli- mu mero derretido incluem o já mencionado VOLPO 3, ésteres de íácídos gordos de polioxialquileno, e fenol alquilo alco- i xilado^combinado com uma mistura de mono-, di-, e/ou tri-\ -glicerido. Um processo para preparar fibras poliméricas de fundiçOes contendo agentes hidrorilizantes é descrito com mais pormenor na Patente Americana ^-.378.1^, Sawer et al., publicado em 25 de Março de 1986, que é incorporado por referência aqui.

Os polímeros termoplásticos muitas

vezes usados na produção de películas por sopro e na . industria de texteis, que incluem poliésteres, poliamidas, po lipropilenos, etc. são tipicamente oleofílicos e não necessitam de tratamento adicional para tornar húmidos os fluídos orgânicos não aquosos. Contudo, caso os fluídos aquosos sejam para ser transportados, é geralmente desejável aplicar um agente hidrofilizante a tais composiçSes polímeras para facilitar o transporte de fluídos aquosos. 10 16

80/06 · ·»· 000*06 · 16 *P°W 20 25 30

As estruturas do canal capilar da presente invenção têm uma base axial e pelo menos duas paredes que se prolongam da base, por meio do qual a base e paredes definem pelo menos um canal capilar. De preferência, as estruturas compreenderão pelo menos cinco paredes e pelo menos quatro canais capilares, de maior preferência pelo menos seis paredes e pelo menos cinco canais capilares. Não existe.um número máximo teórico de canais capilares para a estrutura ter sendo um tal número máximo de canais capilares governados mais por necessidade para tais estruturas e viabilidade para os fazer. Os canais capilares são substancialmente paralelos um ao outro e uma secção transversal aberta ao longo de pelo menos cerca de 20 /& do seu comprimento, mais tipicamente ao longo de pelo menos cerca de 50 $ do seu comprimento, e mais tipicamente, ao longo de pelo menos 90 $ até 100 $ do seu comprimento. Esta invenção fornece estruturas de canal capilar resistentes ao colapso e flexíveis, compreendendo uma composição polímera e tendo pelo menos uma in— tra-estrutura do canal capilar, em que as estruturas têm uma base axial e pelo menos duas paredes que se prolongam da base, tipicamente (mas não necessariamente) substancial- . mente ao longo do comprimento total do elemento base, em que o elemento base e paredes definem o(s) dito(s) canal(is) capilar(es). Em geral, as paredes devem prolongar-se da base para uma distância na direcção axial = 2k = 35

63.148 Case: íflOô I

1 5 10 '15

Mod. 71 · 20.000 οχ. - 90/08 20 da base de pelo menos cerca de 0,2 cm, de preferência pelo menos cerca de 1,0 cm. ~ 0 comprimento actual da estrutura é apenas limitado por interesses práticos.Embora as estruturas do canal capilar aqui possam ter um canal capilai/ou uma pluralidade de· canais capilares, por conveniência a formaío do plural "canais" é usada com a intensão que se referirá a um "canal" singular nas estruturas tendo apenas um tal canal ou uma pluralidade de canais nas estruturas que têm mais do que um canal. As estruturas são ainda caracterizadas por os canais capilares serem abertos ao lon go de um comprimento substancial tal que o fluído possa ser recebido do exterior do canáUcomo resultado de uma tal construção aberta. Em geral, as estruturas terão tipicamente um Volume Capilar Específico (VCE) de pelo menos cerca de 2,0 cc/g, de preferência pelo menos cerca de 2,5 cc/g, de maior preferência, pelo menos cerca de 4,0 cc/g, e uma área de Superfície Capilar Específica (ASCE) de pelo menos cerca de 2.000 cm /g, de preferência pelo menos cerca de 3.000 cm /g, de maior preferência pelo menos cer ca de 4.000 cm /g. Os procedimuèntos a serem usados para medir o VCE e o ASCE são desdritos na secção dos Métodos de Testes. 25 30

Acredita-se que estes valores São para ser significativamente mais altos do que a.combinação correspondente dos valores para materiais fibrosos convencionais e que prèviamente descreveram estruturas do canal capilar e são indicativos do melhoramento da capacidade de fluído e do melhoramento da capacidade para transportar e armazenar fluído numa base de peso de estrutura que ca— racteriza as estruturas da presente invenção.

Em geral o VCE é a medida da capacidade volumétrica do fluído da estrutura absorvente numa base de peso por unidade, e é por isso indicadora da eficiência económica da estrutura absorvente. Contudo, para que uma estrutura com um alto VCS tenha também uma succão 25 = 35 1 I 5 10 15

Morf. 71 -20.000 ex. - 90/08 20 25 30 63.148 Case: 4l06

£ri7'c,?í de alta capilaridade (isto é, ter· uma excelente capacidade para drenar fluídos numa proporção volumétrica substancial numa base de peso por unidade de estrutura, através do transporte capilar intra-estrutura), o desenho da estrutura deve fornecer para um grau relativamente alto da area de superfície do canal capilar, contacto entre o material da estrutura sólida e o líquido que é para ser transportado. Isto porque a sucção capilar (alternadamente), "tensão hidrostática") é em parte dependente da quantidade da área de contacto interfacial entre a estrutura solida e o fluído. O ASCS é a medida da área de superfície, por unidade de peso da estrutura, dos canais capilares nas estruturas aqui disponíveis para contactar com fluídos. A combinação necessária do VCS e ASCS tal como já foi aqui estabelecida é conseguida fornecendo estruturas d& .canal capilar com um desenho eficiente do canal capilar, e de grande importância com paredes de canais capilares relativamente finas e/ou base de canais.

Tal como acima descrito, as estruturas do canal capilar da presente invenção são caracte-rizados por terem bases e paredes relativamente finas comparadas com a largura dos canais capilares. . ^ontudo, a fim de fornecer canais capilares com VCS suficiente, as paredes têm que ter altura suficiente. Assim, as estruturas da presente invenção são também caracterizadas por terem paredes relativamente "delgadas". 0 grau ao qual as paredes e base das estruturas do canal capilar são delgadas pode ser caracterizado de acordo e»m a sua "Razão de Adelgaçamento", o cálculo do qual é descrito nos Métodos de Testes nas seoçSes que se sagúem. As estruturas do canal capilar da presente invenção de preferência têm uma Razão de Adelgaçamento de pelo menos cerca de 9, de maior preferência de pelo menos cerca de 15, e de máxima preferência = 26 = 35

63.11*8

Cases ^106 __ de pelo menos cerca de 20 e pelo uienoo cerca de 30 $ , de preferência pelo menos cerca de 50 %f de maior preferên cia pelo menos cerca de 75 $ dos canais capilares, que têm uma largura de canal capilar inferior a cerca de 0,30 mm, de maior preferência inferior a cerca de 0,20 mm, de máxima preferência inferior a cerca de 0,10 mm. A largura do canal capilar é medida tal como é descrito na secção dos Métodos de Testes, tal como o comprimento da corda re-cta fechando òs canais capilares. . .

Contudo, a fim de que as propriedades de transporte dos fluídos das estruturas do canal sejam completamente realizados, as estruturas devem também ser resistentes ao colapso quando no estado Seco e de preferência também no estado húmido. (Tal como é aqui usado "húmido" em relação ao estado da estrutura do canal capilar pode incluir água ou outro fluído, incluindo fluídos orgânicos como por exemplo óleos,dependendo do fluído que se pretende que seja transportado e/ou absorvido pela estrutura). A espessura da parede e/ou base assim como a' geometria do canal capilar e módulos de elasticidade podem afectar a resistência ao colapso dos canais. Aqui, a propósito, a resistência ao colapso é medida em geral como Força Compressiva (FC).

As estruturas da presente invenção têm uma Força Compressiva Seca de pelo menos cerca de 0,2 PSi (aproximádamente 13.800 dines/cm ), de preferência de pelo menos cerca de 1,0 PSi (cerca de 69.000 dines/cm , de maior preferêndia de pelo menos cerca de 2,0 PSi (cerca de 138.000 dines/cm ). As estruturas de preferência também têm uma Força Compressiva Húmida dentro do mesmo critério numérico após a utilização qualquer que seja o fluído a ser transportado e/ou armazenado.

As estruturas a serem usadas para transporte e/ou armazenamento de soluções aquosas têm de preferência uma Força Compressiva Húmida dentro de um tal 27 = 1 5 10 15

Mod. 71 -20.000 ·«. · 90/08 25 30 63.1^8 Case: ^1θ6 ci’itáx'io xiuméx'icu, com água destilada coino fluído húmido. Para o transporte e/ou armazenamento de fluídos orgânicos, tais como óleos, a Força Compressiva molhada com n-decano como o fluido que molha, deve de preferência ir ao encontro de tal critério numérico. Os procedimentos a serem usados para determinar a Força Compressiva (Húmida e Seca) sâo a-baixo descritos ne secção com o título Métodos e Testes. As estruturas do canal capilar desta invenção sâo artigos, integrais, fisicamente auto-suportáveis, em que não necessitam ou utilizam meios secundários para fornecer ou manter integridade física da sua forma ou estrutura. Por exemplo, não necessitam de estarem ligados ou colados a uma superfície, dura separada a fim de serem úteis para o fim que se pretende, de transportar e/ou armazenar os fluídos. Para estruturas que se pretende transportar e/ou conter fluídos aquosos, a composição polí^ mera que é compreendida pela estrutura, de preferência, é caracterizada por uma Tensão Adesiva com água destilada de pelo menos cerca de 20 dines/cm, de preferência de;pèlo menos cerca de 25 dines/cm, quando medido de acordo com o procedimento de Tensão de Adesão abaixo descrito. As Estruturas pretendidas para transporte e/ou para contar fluí^ dos baseados em óleo e outros fluídos não aquosos serão de preferência caracterizados por uma Tensão de Adesão com n-decano de pelo menos cerca de 10 dines/cm. As Estruturas podem ser na forma de fibras, em que a base é um núcleo axial central oco ou sólido tendo tipicamente um diâmetro hidráulico inferior a cerca de 0,1 cm, ou fitas semelhantes a filamentos em que o elemento base é nominalmente plano em geometria e tem tipicamente uma largura perpendicular ao eixo longitudinal cos canais capilares de menos de cerca de 0,5 cm. Tal como é usado aqui, incorporaç3es "nominalmente pia— 28 = 35 63.148 Case; *»·1θ6 i ι

nas" em que o elemento base da estrutura pode ser ou plano (isto é, liso) ou curvilíneo, a largura da estrutura é referida como medida no estado plano não curvilíneo, recto. Por conveniência, a não ser especificamente indicado o contrário, o termo "plano" no contexto da geometria do elemento base. significará "nominalmente plano". Também, tal como é usado aqui depois, o termo "fibra? re— ferir-se-à a ambas as fibras com um núcleo axial e as fitas semelhantes a filamentos, a não ser especificamente indicado o contrário.

As fibras podem ser utilizadas numa vasta variedade de formatos, incluindo, por exemplo sob a forma de pacotes, artigos entrançados ou não, fios etc.. Adicionalmente, as fibras podem ser fornecidas na forma encaracolada para serem usadas nas redes etc.. As fibras nas suas várias formas, são úteis para uma vasta variedade de aplicaçSes, incluindo núcleos absorventes em produtos absorventes (por exemplo, fraldas, pensos higiénicos, ligaduras etc.), a camada fina superior e as folhas de distribuição de fluído nos produtos absorventes, aplicaçSes têxteis tal como no vestuário, aplicação de medicamentos coberturas de lã para geriatria, etc.

Para a maior parte das aplicaçSes, as fibras têm tipicamente força elástica de pelo menos de cerca de 2 g por fibra, mais tipicamente de cerca de 50 até cerca de 200 por fibra. A força elástica pode ser determinada de acordo com o ASTM Método de Teste Standard!— zado D 2101-82. j /

Noutro Aspecto da presen&e invenção as estruturas do canal capilar da presente invenção podem ser fornecidas sob a forma de folhas do canal capilar tendo um elemento base plano (tal como acima definido).

As folhas do canal capilar terão tipicamente um Volume Capilar Específico(vCE) de pelo menos cerca de 1,2 cc/g, de preferência pelo menos cerca de 2,0 cc/g, de maior pre— 29 = 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. * 90/08 20 25 30 35 63.148 Case: ^106

?e rrv.i99i ferência pelo menos cerca de 2,5 cc/g, de máxima preferencia, pelo menos cerca de **,0 cc/g, e uma Área de Superíicie 2 Capilar Específica (ASCE) pelo menos de cerca de 500 cm /g de preferência de pelo menos de cerca de 2.000 cm /g, de maior preferência pelo menos cerca de 3000 cm /g, de máxi— ma preferência pelo menos cerca de *VOOO cm /g. As folhas do canal capilar também têm de preferência uma Razão de Adelgaçamento pelo menos cerca de 3, de maior preferência pelo menos cerca de 9* ainda de maior preferência pelo menos cerca de 15, de máxima preferência de pelo menos cerca de 20. Outros parâmetros das folhas são de preferênciaf como já anteriormente descritas na generalidade, em ligações com a sua estrutura. Tais folhas do canal capilar terão tipicamente uma largura, medida perpendicularmente ao eixo longitudinal dos canais capilares, de mais do que 5 cm, tipicamente mais do que 2 cm. Deve-se compreender que estes são limites mínimos, e que as larguras das folhas contempladas não são para serem limitadas a tais larguras relativamente baixas. As folhas pretendidas a serem incluí das podem ser de qualquer largura, incluindo por exemplo, larguras na ordem dos ou em excesso de larguras das folhas tipicamente feitas por processos de película de sopro. Os limites huméricòs mínimos e máximos para distinguir entre as fibras do canal capilar e folhas são fornecidos para uma clareza conceptual entre as estruturas úteis primeira-mente para aplicaçSes do tipo-filamento e estruturas que podem ser úteis para aplicaçSes do tipo-folha, e não pretendem necesskriamente limitar a extensão da invenção. As folhas do canal capilar podem ser usadás gomo folhas de distribuição de fluídos em produtos abiorventes (por exemplo, fraldas, pensos higiénicos, ligaduras, artigos para aplicação condicionadora de tecidos, artigos de limpeza como por exemplo produtos de limpar e esfregar, ligaduras e toalhetes úteis para secar fluídos da superfície, etc.). Materiais paramétricos para defi- = 30 = 1 591 1 591 5 16

Mod. 71 - 20.000 «. - 90/08 20 25 30

63.148

Case: 4106 nição e avaliação da actuação das estruturas do canal capilar engloba a capacidade da estrutura para transportar e/ou conter fluídos (numa base volumétrica) por unidade de tempo, por unidade de peso da estrutura, assim como a capacidade para transportar fluídos a uma distância particular e a razão linear do transporte dos fluídos.

Uma medida específica da capacidade da estrutura tanto para transportar um certo volume de fluído como para transportá-lo por via acçãc|Íapilar a uma certa distância é a absorção capilar. A absorção capilar é uma medida de equilíbrio da capacidade do fluído (numa base de estrutura-peso) como uma função de sucção capilar medida como altura vertical de elevação. A absorção capilar é indicativa da capacidade de uma estrutura capilar para conter fluído contra a gravidade ou outros materiais absorventes, e também pode ser indicativa da eficiência a que uma estrutura do canal capilar transporta fluído numa base de estrutura-peso. Nas incorporações da invenção especialmente adequados para aplicações a fluídos aquosos, as estruturas capilares exibirão de preferência uma Absorção Capilar (de acordo com o teste aqui depois descrito) de pelo menos cerca de 1,5 cc/g a 5,0 cm de sucção capilar (isto é, tensão bidro-estática), utilizando água destilada como fluído, de maior preferência de pelo menos cerca de 4,0 cc/g a 10,0 cm.

Em incorporações da invenção particularmente adequados para o transporte e/ou armazenamento dos fluídos não aquosos (por exemplo, óleos, álcoois, etc.) as estruturas do canal capilar jserão de preferência oleofí-licos e, de maior preferência têm uma Absorção Capilar de pelo menos de cerca de 1,5 cc/g a 3,0 cm, de maior preferência de pelo menos cerca de 3,0 cc/g a 5,0 cm, para o fluído que é para ser manejado. Em geral, as estruturas do canal capilar preferidas podem atingir os níveis acima com o n—decano como fluído do teste. Os procedimentos a serem 31 = 35 63.1^8 Case: 4106 ?0.ΓΓ·.'991 1 usados para determinar a Absorção Capilar para ambos os fluídos, aquosos e não aquosos são descritos na secção a— baixo do Métodos de testes. 5 10 16

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/06 20 25 30

Parâmetros significativos adicionais para definição e avaliação das estruturas do canal capilar incluem parâmetros de razão dependente como a razão na qual o fluído é verticalmente drenado através da acção capilar (medido como altura de elevação do fluído por unidade de tempo -). Em incorporações da presente invenção pretendidas para transportar fluídos aquosos, as estru turas do canal capilar exibem de preferência uma Kazão de Torção Vertical de pelo menos d^jèrca de 30 cm nos dez minutos iniciais do período de torção, de maior preferência pelo menos de cerca de 3,0 cm nos cinco minutos iniciais, em que a Água Destilada Corada (com 0,05 Ί° de PD & C Blue l) é utilizada como o fluído transportado. O procedimento para determinar a Razão de Porção Vertical para estruturas hidrofílicas é descrito na secção abaixo nos Méto^ dos de Testes. Tal como acima discutido, a secção transversal dos canais capilares está aberta ao longo de um comprimento axial substancial, para receber fluído, e pode ser aberta ao longo do total comprimento dos canais. PorçSes do canal podem se fechados (isto é, "semelhantes a um tubo"), particularmente em áreas contempladas primeiramente para transporte do fluído que foi previamente absorvido pela estrutura. Os canais capilares podem ser fechados, por exemplo, cobrindo os canais capilares com uma película termoplástica e Juntando a película em posição. Um tal fecho dos canais é especialmente contemplado para aplicação nas folhas do seu canal capilar.

Tipicamente, os canais capilares são abertos ao longo de um comprimento substancial para formar pelo menos uma zona receptiva de fluído que pode receber = 32 = 35 10 15

Mod. 71 * 20.000 e*. * 90/00 20 25 30 35 63.1^8 Case: ^106 υχΛ

rrv '991 fluído. O que se prelexitle significar por "aberto”, é que em tais zonas de recepção de fluídos, as paredes do canal capilar prolongam-se a partir da base, mas as extremidades das paredes distais para a base não fecham o canal tanto di-rectamente (por exemplo, juntando-se um ao outro) como in-directamente (por exemplo, juntando outro elemento estrutural a elementos ligados às paredes). 0 tamanho e a forma dos canais capilares, e as dimensões das paredes e do elemento base pode variar até ao ponto em que é consistentercom o já descrito Volume Capilar Específico, Xrea de Superfície Capilar Es- . A. pecifica, e parâmetros de Força Compressiva. As estruturas do canal capilar da presente invenção terão tipicamente- uma espessura de parede inferior a cerca de 50 microns, de preferência inferior a cerca de 10 microns, de maior preferência inferior a cerca de 5 microns. A espessura de base do canal capilar, para estruturas com bases planas, será de preferência infe^ rior a cerca de 50 microns, e muitas vezes de espessura de 0,75 vezes até cerca de 3,0 vezes a espessura da parede. Uma medida total indicativa da espessura da base e da parede e a Espessura dé Estfutur.áiv.Média E (med). 0 procedimento para determinar o E med é abaixo descrito na secção de Métodos de Testes. De preferência, o E med é inferior a cerca de 50 microns, de maior preferência inferior a cerca de 10 microns, de maxi-ma preferência inferior a cerca de 5 microns. Para folhas e fitas/semelhantes a filamentos, julga-se poder obter um aumento'j da Força de Compressão fornecendo bases do canal capilar que são mais espessas (por exemplo, 1,5-3* mais espessas do que a Média de Espessura da Estrutura (e med) sem aumentos indevidos ha Xrea de Superfície Capilar Específica e Volume Capilar Específico. A largura dos canais capilares sera = 33 = 1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 βχ. ♦ 90/08 20 26 30 63.1^8 Case: ^106

geralmente inferior a cerca de 0,5 mm, de preferência inferior a cerca de 0,3 mm, de maior preferência inferior a cerca de 0,1 mm. As larguras precisas do canal capilar que são óptimas variarão dependendo da aplicação e desenho particular da estrutura. As larguras do canal de cerca de 5 microns até cerca de 0,5 mm serão tipicamente usa dos, mais tipicamente cerca de 30 microns até cerca de / 100 microns, embora não se pretenda necessariamente excluir maiores ou, particularmente, menores larguras da exten são da invenção. Em geral, a largura do canal capilar pode ser medida fotografando uma vista magnífica de uma secção transversal da estrutura, determinando a largura, e compensando o grau de magnificação. O procedimento a ser usado para determinar a largura é descrito abaixo de uma forma mais pormenorizada na Secção de Métodos de Testes.

Os canais capilares das estruturas da presente invenção são géralmente paralelos uns aos outros na direcção axial dos canais. As estruturas do canal capilar podem conter orifícios de troca de fluído do canal intercapilar entre os canais capilares adjacentes da estru tura do canal capilar. De preferência, tais orifícios de troca de fluido não se prolongarão ao longo da altura tota] da parede do canal capilar e adicionalmente, não alcançarão a base do canal capilar. De maior preferência, a parede do canal capilar prolongar-se—à a partir da base do canal capilar por uma distância pelo menos tão grande como a da largura do canal capilar antes da interrupção pelo orifício de troca de fluído. As paredes dos canais capilares de preferência não contêm intersecçães com os canais capilares não paralelos, embora caso as estruturas contenham tais intersecçães dos canais capilares, a já mencionada Absorção Capilar e os parâmetros de Razão de ^orçâo Vertical possam ainda ser, de preferência mantidos. Caso existam intersecçães com paredes não paralelas, a parede do canal capilar deve ser de preferência prolongada a par- = 3^ = 35 1 δ 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex.-90/08 25 30 63.1^8 Case: 4io6 ι Ί ίσοι tir da base do canal capilar de pelo menos cerca da distância equivalente à da largura do canal na base antes da interrupção do orifício de troca de fluído que facilita a transferência do fluído entre canais. Adicionalmente, os canais através dos quais o fluído é para ser transportado não são substâncialmente interrompidos na direcção do fluxo pretendido pela presença de desviadores de rumo, ou outros meios de interrupção do fluxo. A Figura 6 expõe uma parede do canal capilar 4 com dois tipos de orifícios de troca de fluí do do canal capilar. São especialmente mostradas,rochas da parede do canal capilar 28' e poros de parede do canal capilar 28". As Figuras 1, 2 e 3* são desenhos de cortes- transversais de exemplos de estruturas 2 do canal capilar, tendo cada uma uma base 6, paredes 4 do canal capilar que se prolongam a partir da base 6, e canais capilares 8 formados pela base 6 e duas paredes 4 do canal capilar adjacente. A secção transversal da estrutura do canal capilar da Figura 1, é representativa de uma "fita" tipo fibra tendo uma base plana, e paredes do canal capilar que se prolongam de um lado da base. Na Figura 2, a estrutura do canal capilar representada pela secção transversal e semelhante à da Figura 1, excepto as paredes 4 do canal capilar que se prolongam de ambos os lados da base 6. Na Figura 3t a secção transversal da estrutura 2 do canal capilar é de fibra em que a base 6 é, na sua essência, um núcleo central na intersècção das paredes 4 do canal capilar que se prolongam radialmente para fora a partir do núcleo. Λ Figura 4 é um desenho em perspec— tiva de uma folha 3 do canal capilar tendo uma base plana 6, paredes 4 do canal capilar que se prolongam de um dos lados da base 6, que formara (em configuração com a base 6) os canais capilares 8. A folha 3 pode ser flexível e 35 35 1 5 10 16

Mod. 71 -20.000 βχ.-90(08 20 26 30 63.1^8 Case: 4ΐθ6

pode por isso ser facilmente contornada, especialmente a direcção transversal ao eixo longitudinal dos canais capilares. A flexibilidade numa tal direcç3o pode ser de grau similar ao da espessura de película convencional e material equivalente à base 6 do canal capilar. A Figura 5 é um desenho em perspec-tiva de uma estrutura 2 do canal capilar preferida, tendo a base 6 do canal capilar, aa paredes k do canal capilar, e os canais capilares 8. É também mostrada a altura A^-Ag da parede do canal capilar, a largura F^-F^ do canal capilar, a espessura D^-Dg da base, e a espessura C^--Cg da parede. São também exemplificados os meniscos dos fluídos 10, embora tais meniscos 10 representem um limite fluido/ar e não sejam um elemento da estrutura 2. Os meniscos 10 exemplificam o conteúdo do fluído (não representado) nos canais capilares. A^-Ag, C^-Cg, D^-Dg θ Fj^-Fg são de preferência de tamanos previamente discutidos. Também, de preferência, a estrutura do canal capilar da presente invenção terá uma altura de parede capilar para a largura do canal capilar (largura do canal capilar, LCC, medida tal como é descrita na secção de Métodos de Testes) exemplificadas como a razão de A^-Ag/F^-Fg na Figura 5, a partir de cerca de 0,5*1 até cerca de 10:1, de preferência a partir de cerca de lsl até cerca de 5*1. Os canais capilares podem ser de forma regular (por exemplo, em forma de U, em forma de V, em forma de |_| ) ou em forma de secção transversal ir regular. De preferência, os canais capilares serão de forma de secção transversal regular com paredes de canais capilares que são substâncialmente paralelos uns aos outros na secção transversal. Também, de preferência as paredes do canal capilar são substâncialmente perpendiculares às cordas direitas que fecham os canais capilares aos quais = 36 = 35 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 «. 90/08 20 25 30 63.1A8 Case: 4ΐθ6

a parede serve de limite.

Em adição a, ou em alternativa da perpendicularidade das paredes às cordas que fecham os canais, as paredes do canal capilar, são de preferência substancialmente perpendiculares à base. Substancialmente paralelo tal como é usado aqui em referência ao paralelismo da secção-transversal das paredes, significa que o alinhamento diferencial das paredes capilares adjacentes não é mais do que cerca de 40°, de preferência não mais do que cerca de 30°, de maior preferência não mais do que 20°. No caso típico, em que as paredes do canal capilar são lineares, a determinação do grau de paralelismo será a direito. A fotomicrografia da -secção-transversal pode ser usado para determinar o ângulo das paredes em relação uma a outra por métodos analíticos geométricos convencionais. 0 paralelismo relativo da parede do canal capilar para as paredes do canal capilar de secção transversal não linear pode ser determinado como abaixo descrito na secção de Métodos de Testes. Smbstancialmente perpendicular, tal como é usado aqui, significa um ângulo de parede relativa à corda e/ou base.dentro dos limites de 90° +_ cerca de 30°, de preferência 90° i cerca de 50°. Outra vez, no caso em que as paredes do canal capilar são lineares, a determinação da perpen dicularidade substâncial às cordas que fecham e à base será uma determinação a directo baseada numa fotomicrografia de um ; corte transversal da estrutura. As cordas direitas que fecham os canais são desenhadas tal como descritas nos Procedimentos de Paralelismo/Perpendicularidade. Para estruturas tendo paredes de canais capilares não lineares, os procedimentos são fornecidos abaixo nos Procedimentos de Paralelismo/Perpendicularidade, para a determinação,. Embora não se pretenda necessariamente limitar a invenção, ass paredes substancialmente paralelas servem para fornecer um aumento de Absorção de Capilaridade como resultado de um aumento da capacidade fluída capilar e sucção capilar = 37 = 35 1 5 10 15

Mod. 71 20.000 «x. - 90/08 20 25 63.1A8 Casei ^106 *!rt

por unidade de peso da estrutura. Fornçfcendo paredes que J i são substancialmente paralelas e substancialmente perpendiculares às cordas direitas que fecham e/ou à base, acredita-se que se fornece um melhoramento de Força Compressiva. £m geral, quanto mais altas são as percentagens dos canais capilares que são formados por pare des substancialmente paralelas e por paredes que sSo subs-tancialmente perpendiculares a base e/ou as cordas que fecham, de maior preferência e a estrutura do canal capilar. Assim, de preferência pelo menoadecerca de 30 $, de maior preferencia pelo menos de cerca de JO $>, e ate de maior pre ferência pelo menos de cerca de 75 $ e de máxima preferencia pelo menos de cerca de 90 # do Volume Capilar Específico da estrutura está dentro dos limites dos canais capilares que são formados por paredes substâncialmen e paralelas, de maior preferência por paredes que tem um alinhamento diferencial de não mais do que cerca de 30°, de maior preferência de não mais do que 20°. Também, de preferência pelo menos cerca de 30 $ do Volume Capilar Específico, de maior preferência pelo menos cerca de 50 ainda de maior preferência pelo menos cerca de 90 está dentro dos canaii capilares formados por paredes do canal capilar que são subi tancialmente perpendiculares às cordas de fecho, fechando os seus canais capilaresrã/SliP^RÊlfS^P base, e de maior preferência as paredes estSo num ângulo relativo às cordas de fecho e/ou à base dentro de 90° + cerca de 15°. A Figura 17 mostra um desenho de um corte transversal de uma estrutura 2 do canal capilar tendo canais capilares 8 abertos com um formato—regular formado por uma base 6 do canal capilar e paredes k do canal capilar. Λβ paredes k incluem extensSes 38, 38' de paredes dis tais à base 6. Cada extensão 38 ou 38' de parede distai prolongam-se para fora num ângulo Θ , de preferência a partir de cerca de 10° ate cerca de 80°, de maior preferencia a partir de cerca de 25° até cerca de k0°, relativo ao eixo = 38 = 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex.· 90/08 20 25 30 63.1A8 Case: VlOÓ

d cl extremidade proximal das paredes 39 para se formar, em conjunção com a parede adjacente tendo uma extensão 38' ou 38 da parede distai oposta, um pescoço afilado *10 que leva a uma boca, ou zona k2 de recepção de fluído, do canal capilar 8, A forma de canal capilar afilado exemplificado na Figura 17 pode ser referido em geral como em forma de garrafa* Com esta finalidade aqui, no que diz respeito a formas do canal capilar afilado formado por paredes que in-tersectam com paredes substancialmente paralelas com pescoços afilados UO, a perpendicularidade das paredes do cana] capilar para a corda linear que fecha o canal deverá ser calculada na base do linear, as extremidades 39 proximais das paredes *♦. Em geral, a porção das paredes do canal capilar que forma a zona afilada do canal capilar que se estreita em d.irecçãoaà boca do canal capilar estão de preferencia a um ângulo relativo um em relação ao outro, de forma a que se fossem prolongados até ao ponto de intersecção, o ângulo θ' de intersecção seria de cerca de 20° ate cerca de l60°, de preferência a partir de cerca de 50° ate cer ca de 80°· São menos desejados os ângulos superiores para o ©· uma vez que se julga que tais ângulosOresultam numa capacidade de redução para os fluidos entrarem no canal. Tal como já foi previamente discutido, os canais capilares podem ser de várias formas. Certas formas podem oferecer vantagens particulares em aplicaçSes de produtos particulares. Canais capilares em formato-/ ~1 fornecem tipicamente um máximo Volume Capilar Específico e Área de Superfície Capilar Específica para uma dada quantidade de polímero. Canais capilares com formato de U podem ser particularmente desejáveis na aplicação em que as estruturas são para serem usadas em contacto com ou grande proximidade com a pele, e em que manter a pele seca é a maior prioridade. Julga-se, embora não se pretenda desse modo limitar a invenção, que capilares com o formato em U drenam mais completamente o fluído depois desteteçèido transportado 39 = 35 1 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. * 90/08 25 30 35 63.148 Case: 4ΐθ6 t

1991 e, por isso, minimizara qualquer probabilidade de retrocesso do fluxo. Isto é o resultado da falta de traços geométricos do corte transversal que permitiriam o estabelecimento do menisco com um raio de curvatura mais pequeno do que do cor te transversal do canal com formato em U. Os canais capilares com formato em V, por outro lado, Inerentemente acomodam um menisco de uma variedade de raio (até um máximo de raio determinado pelo comprimento das paredes do canal capilar) e por isso, podem fornecer uma sucção capilar variável, automaticamente ajustável. 0 menisco presente nas porçSes mais largas do canal, por exemplo, teria um raio maior e uma sucção capilar menor do que um menisco presente numa porção mais estreita do canal. A posição do menisco será determinada, em parte, pelo volume do fluído presente no canal e.mo reservatório do fluido que alimenta o canal, λ medida que a quantidade do fluído diminui ou aumenta, o menisco dos canais capilares com o formato em V, automaticamente ajusta-se a um nível de capilaridade ópti^ ca. Assim, os canais capilares com o formato em V podem ser desejáveis em aplicações, por exemplo, em qué uma ampla extensão de condições do nível de fluído operacional possa ser encontrada, de tal forma que é utilizado este aspecto de auto-ajustamento dos canais. Os cortes transversais do canal capilar com o formato em garrafa, tal como acima descritos, em ligação com a Figura 17, ou outras formas de cortes transversais, tendo larguras de bocas do canal capi—: lar que são mais pequenas do que a máxima largura do canal julgando-se que se fornece um aumento de sucção capilar, devido a terem um menisco com um rao mais pequeno do raio j de curvatura relativo, ao raio correspondente ao menisco, qtií •i existiria então com uma maior largura, em combinação com uma resistência toalxa de fluxo correspondendo a um canal cei pilar de uma largura constante igual a uma tal largura maior. Assim, julga-se que a razão de drenagem é aumentada. É também considerado variar as largura:> = 40 = 63.3Λ8 Caae ; í»106 v.

«η Γ ! !0í)j do canal capilar dos canais capilares dentro de uma única estrutura do canal capilar. Tal como acima descrito, a sucção capilar ou tensão hidro-estática varia inversamente com a largura do canal. Por isso, combinando canais capilares de duas ou mais larguras significativamente diferentes, as propriedades de disposição de fluídos de carácter divergente podem ser conseguidas por uma única estrutura. Por exemplo, alguns dos canais podem ser de um tamanho relativamente pequeno para facilitar o transporte capilar para uma localização distante particular da zona de absorção inicial, enquanto que outros canais podiam ser de tamanho relativamente grande para facilitar a rápida aquisição do fluído, Outro benefício das estruturas com uma variedade de larguras de canais capilares é aumentar a transferência do fluído entre canais de estruturas adjacentes. Tais estruturas do canal capilar também podiam ter orifícios de parede do canal capilar, para aumentar a transferência do fluído dos canais capilares grandes para os pequenos de uma única estrutura do canal capilar. A Figura 20 mostra uma foto roicrogra-fia de uAacorte de uma estrutura do canal capilar incorporando este conceito. A estruturbinostrada tem canais capilares de duas larguras distintas, uma largura correspondendo aproximadamente a uma altura de parede capilar para uma largura de raio do canal capilar de cerca de 2:1 e o outro, correspondendo a um rácio de cerca de 0,8:1. Para canais com o formato em LJ , a altura da parede é determinada tal como é mostrada na Figura 5» Para canais afilados com forma tos em U e em V, canais com paredes afiladas, e -canais de formato irregular, a altura da parede do canal pode ser cal^ culada como metade do perímetro interior das paredes do canal e base.

Noutra variação da presente invenção, a parede k do canal capilar é afilada, como na Figura 23, de tal forma que é mais larga na extremidade base 5 do kl = 63.148 Cases *4106 5.1991 1 que na extremidade distai 5' da parede 4. Este tipo de desenho pode ser desejável para aumentar a Força Compressiva das estruturas da presente invenção. De preferência, tais paredes afiladas têm uma largura máxima que não é ® mais do que cerca de três vezes a largura média, em que a largura média é calculada como área de corte transversal de parede dividida pela altura da parede (AP). 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90(08 20 25 30

Ainda outro aperfeiçoamento na actua-çâo da estrutura do canal capilar pode ser obtido por canais capilares que tenham aumentado a aspereza da superfície interior. Julga-se que a aspereza da superfície interior melhora a actuação capilar, diminuindo o ângulo de co±l tacto na borda guia da interface entre o fluído e o sólido (isto é, a base). Em geral, aumentaddo a aspereza da parede para aumentar a proporção do perímetro interior actual do canal capilar para o perímetro macio correspondente, julga--se que se melhora a actuação. Referindo a Figura 28, é mostrado um corte transversal da estrutura do canal capilar preferido, tendo uma base plana. 0 canal capilar 8 tem paredes 4 do canal capilar e base 6 do canal capilar. A base 6 é caracterizada por nervuras 7 que se prolongam da base, que aumentam a aspereza da superfície e assim reduzem o ângulo de contacto da borda guia. De preferência, a aspereza do superfície da base é suficientemente aumentada de tal forma que o rácio do perímetro: da superfície da base do canal capilar: largura da base é aumentada a níveis superiores a 1,0, de maior preferência superiores a cerca de 1,5, de maxima preferência superiores a cerca de 2,0. A altura das nervuras 7 ou outrojs meios de aspereza de superfície não se prolongarão preferivelmente acima de cerca de 20 $ da largura do canal quando medido na base. Nos cálculos do VCE, ASCE, ou outros parâmetros, quaisquer canais capilares que resultem e que estejam contidos dentro da área do corte-transversal de um canal capilar maior, tendo um Av tal como é definido nos 42 35 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 β«. - 90/08 20 25 30 63.3Λ8 Cases 4ΐθ6

Métodos de Testes para o VCR e AROF. n3n é contado como nm:. canal capilar separado.

As fibras do canal capilar da presente invenção podem ser utilizadas na sua forma nâo modificada, isto é, a forma em que são feitas, ou podem ser fornecidas em formas texturadas conhecidas por alguns técnicos no campo das fibras texteis sintéticas. As fibras da presente invenção podem também ser utilizadas em artigos absorventes na forma de estopa. Estopa, tal como é compreendida na técnica, é uma porção semelhante a uma corda de uma pluralidade de fibras em forma linear, isto é, sem um< torção ou encaracolamento definidos, como o dos filamentos encaracolados ao acaso acima descritos. As fibras da estopa são mantidas unidas por meios de ligação de estopa, o que tipicamente é feito por meio de pregas, embora outros meios de ligação tais como, mas não limitados a elas, pontos de ligação, fusão das extremidades de umas outras das fibras, invólucros externos, etc. que podem ser usados. As fibras da presente invenção podem também ser fornecidas na forma de fios, texteis incluindo entrançados e tecidos entrelaçados, nâo entraçados, etc.. As fibras da presente invenção podem ser utilizados em tais fios, texteis, e não entrançados de acordo com técnicas convencionais conhecidas dos técnicos do ramo das fibras para canais não capilares convencional ou fibras ja anteriormente conhecidas com canais intra-fibrosos, como são expostas ha Patente Americana ^.05^.709, Belitsin e al. publicada em 18 de Outubro dé 1977» incorporada aqui como referência. j Tecnologia geral para fabricar fibra tal como descrita na Enciclopédya of Folymer Science and Engeneering, Volume 6, páginas 802-839, (1986), John Wi-ley and Sons (New York), aqui incorporada como referência, pode ser utilizada no fabrico das fibras do canal capilar 35 15 10 16

Mod. 71 - 20.000 a>. · 90(08 25 30 63.1^8 Case: kl06 ff / * /) pn pry iÇ9| da presente invenção. Em geral os processos de extrusão, tal como fiação .por fusão, humidificação por rotação e ;secagem por rotação são preferidos. A fiacção por fusão é especialmente preferida para fazer estruturas da presente invenção. Em geral a fiação por fusão envolve a fusão do polímero, aplicando pressão para extrudir o fundido a— trayés do molde de extrusão, e o arrefecimento e a extrac-ção da estrutura extrudada ao tamanho desejado. Fiação por fusão e outros métodos de fiacção que envolvem a utilização de um molde de extrusão (às vezes referido como uma fiandeira) que tem um desenho de orifício que corresponde aproximadamente à;forma do corte transversal da estrutura do canal capilar imediatamente após a saída do molde. Dependendo do desenho do orifício, das condições de processamento, e composição do polímero, e outros factores conhe eidos daqueles técnicos do ramo, a forma final do corte transversal das estruturas pode desviar-se do desenho do orifício. 0 desenho do orifício do molde de extrusão, o polímero, e a temperatura a que é fundido para extrusão, e as condições de processamento do polímero extrudido durante a extraeção e o arrefecimento podem ter importância na fabricação das estruturas do canal capilar da presente invenção. A fim de que a estrutura já extrudida mas ainda não arrefecida, reter melhor a sua forma e as dimensões do elemento base e parede capilar em relação ao tamanho do canal capilar, próximas das do orifício do molde de extrusão, o polímero.e de preferência extrudido a baixa temperatura relativamente às temperaturas convencionalmente preferidas para extrusão do tipo particular de polímero em processos de extrusão de fibra convencionais. 0 polímero extrudido é então arrefecido relativa e rapidamente durante o processo de extraeção parã retenção da forma. É por isso, preferível que o polímero seja de caracter amorfo. Polímeros amorfos são preferidos para extrusão na presente invenção, uma vez que tendem a resistir melhor a deforma— kk = 35 1 5 10 15

Mod. 71 - 20,000 οχ. - 90/08 20 25 30 35 63.148 Case: 4106

rem-se ao serem extraídos ao longo dc uma variaçSo relativamente grande de temperatura, particularmente quando a temperatura se aproxima da temperatura de transição em vidro. Embora tais polímeros sejam comumente extrudidos a temperaturas relativamente altas, para reduzir a viscosidade do fundido e consequentemente.facilitar a melhor saída do polímero do molde de extrusão mais alto, o aperfeiçoamento da retenção da forma.das estruturas do canal capilar (relativamente ao desenho do orifício do molde de extrusão) pode ser obtida operando a temperaturas próximas do ponto de transição em vidro. As temperaturas óptimas para extrusão variarão de polímero para polímero. Podem TM ser obtidos resultados particularmente bons com KODAR 6763 PETG, por exemplo, a temperaturas de extrusão de cerca de 205°C até cerca de 230°C, Tal como acima discutido, em processos preferidos, o polímero também será rapidamente arrefe eido após a saída do molde de extrusão e durante a extrac-ção. O arrefecimento pode ser completado por radiaçao e convexão no ar em sucessivas zonas de arrefecimento, tipicamente cerca de 2 até cerca de 4 zonas sucessivas de arrefecimento. Equipamento adequado para executar um tal arrefecimento, por exemplo., chaminés de arrefecimento, é bem conhecido na técnica de extrusão e formação de fibras. De preferência, a primeira zona de arrefecimento será preparada para ter uma temperatura ambiente de pelo menos cerca de 30°C, de máior preferência pelo menos cerca de 50°C, de máxima preferência, pelo menos de 75°C, abaixo do polímero à medida que ele sai do molde de extrusão e entra na zona dc arrefecimento afim de elevar r^>idamente a viscosidade do polímero e assim reduzir a tensão-produzida da superfície de formação -nova da estrutura. 0 mesmo tipo de equipamento usado na = 45 =

1 5 10 15 63.148 Case: 4ΐθ6

Mod. 71 · 20.000 «.-90(08 20 25 30 fiação por fusão de fibras sintéticas convencionais pode ser usado na presente invenção, com excepçâo de ser usado um molde de extrusão com um desenho de orifício que proporciona canais capilares, tal como já préviamente descrito. Este equipamento inclui tipicamente um extrusor, um molde dc bloco dentro do qual um polímero fundido entra vindo do extrusor, e subsequentemente sai através de um molde de extrusão, e meios para o extrair, arrefecer, e enrolar as estruturas capilares. Caso o molde de extrusão tenha um orifício base anelar do canal capilar e um orifício central para entrada gasosa, tal como descrita mais detalhadamente abaixo em ligação com um processo melhorado para fazer estruturas dò canal capilar, o molde bloco é modificado para permitir que uma corrente de gás seja dirigida dtravés do orifício de entrada de gáses do molde de extrusão.

Isto' pode ser feito introduzindo passagens de ar, por exemplo, tubos ou canos, no molde bloco que permitam que uma corrente isolada de gás (por exemplo, ar) seja introduzido no orifício de entrada de gás do molde de extrusão. Desconhece-se que tais desenhos para frac— ção por fusão tenham sido descritos até hoje. O desenho do molde bloco que proporcione a introdução de uma corrente de ar através de uma abertura central do molde ten— > :do um desenho anelar do orifício para extrusão de películas ou folhas, convencionais, do canal não capilar, é co-nhecido na técnica dos processos de sopro dé película, j embora não em ligação com as estruturas ou moldes do ca— | nal capilar úteis para fazerem estruturas do canal capilar. Antecedentes em orientar uma corrente de ar através de um molde, bloco podem ser encontrados na "Enoyclopedia of Polymer Science and Engineering, Segunda Edição, Volume 7» págs. 107-109, John Wiley, & Sons, New York, e Volume 6, págs. 767-769» da mesma enciclopédia, ambas a- 46 = 35 63.148 Case: 4106

Γ c ΤΓΊ1991 1 aqui incorporadas como referência. Uma tai exposição gerai, embora nem o ensinamento ou a sugestão do processo ou produtos da presente invenção, possam ser aplicados à extrusâo do molde de bloco da presente invenção por técnicos do ramo, 5 tendo em vista as exposições aqui feitas.

Após a saída das esttuturas do canal capilar do desenho do molde de extrusâo do orifício base anelar é introduzido ar suficiente através do orifício com entrada para gás para evitar o colapso do éLsnento base. As estrutu-10 ras podem ser extraídas enquanto em tais configurações e usa das nessa forma, ou podem ser pendidas subsequente a extrac ção para fornecer uma estrutura com uma base plana. 16

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08 20 25 30

Dependendo do tamanho da estrutura extraída* depois de ser pendida, pode ser caracterizada tanto por uma fibra como uma folha, de acordo com a definição acima fornecida. Caso seja uma folha, pode·ser usadQ como é, ou pode ser ainda pendida ou cortada para fornecer fibras, ou folhas de formas e desenhos particulares, ou películas divididas (isto é,, malhas altamente fendidas). Folhas do canal capilar de tamanhos conven cionalmente associados com a película soprada de fusão extru -dida e processo de folhagem, e outras técnicas de película soprada, podem ser adoptadas a presente invenção, substituin do o molde de extrusâo da película convencional, tendo um simples desenho de orifício anelar, de preferência, um molde de extrusâo da presente invenção, tendo um orifício de base anelar com orifícios de parede do canal capilar que delas se prolongam radialmente. Em processos de extrusâo, o polímero extru dido tem essencialmente a mesma forma de corte transversal que molde de orifício imediatamente após a saída do molde. Devido, pelo menos, parcialmente aos efeitos de tensão de superfície, contudo, tem-se observado que as paredes capilares de.polímero ainda derretidas tendem a encolher em comprimento (isto é, encolher em altura de parede) e expandir = 47 = 35 63.1^8

Case: 4106 - Γ> r—.· íf!04 em espessura, e reduzindo assim efectivamente o volume especifico e área de superfície da estrutura do canal capilar. 0 desenho do orifício do molde de extrusâo controlará a forma da estrutura do canal capilar após a saída do molde. Assim, o orifício de molde de extrusâo de ser desenhado em acordo com a desejada configuração do canal c^a pilar. Especificamente, a redução da proporção do comprimen to da parede capilar para a largura do canal capilar que tende a ocorrer durante o alongamento das estruturas pode ser compensado, desenhando os orifícios do molde de extrusâo com um comprimento de parede capilar correspondentemente exa gerado à proporção da distância da parede intercapilar.

Concluiu-se que este fenómeno pode ser com pensado, desenhando o orifício do molde de extrusâo de tal forma que o comprimento de orifício de parede : proporção de largura do orifício de inter-parede é a partir de cerca de 2 até cerca de 5 vezes a desejada altura do canal capilar : proporção de largura do canal capilar. Contudo, a magnitude exacta de encolhimento dependerá de condiç5es específicas . 0 grau a que as estruturas do canal capilar são extrudidas dependerá da espessura da base e da parede do polímero extrudido imediatamente após a saída do orifício do molde de extrusâo e da desejada espessura da parede e base do produto final. Contudo, em geral, aqui as razões de extrusão-formação será tipicamente de pelo menos cerca de 100:1, de maior preferência a partir de cerca de 1.000 até cerca de 10.000 e de preferência a partir de cerca de 1000 até cerca de 5·000. A utilização dos polímeros que têm uma boa força coesiva no estado dissolvido é desejável tendo em vista estas razões de extrusão-formação relativamente altas. Assim, em geral, polímeros de base-poliéster e nylon serão muitas vezes preferidos a materiais menos coesivos tal como as poliolefinas.

As Figuras 8, 9 e 10 mostram perspecti- = ka = 1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 β*. - 90/Οβ 20 25 30 63.1^8 Case : i+106 f 1991 vas directas de moldes de extrusão 20, tendo orifícios 22 de molde de extrusão que podem ser usados no fabrico das estruturas do canal capilar da presente invenção. Os orifícios 22 do molde de extrusão têm orifícios base 30 do canal capilar sobre o qual a extrusão fornecerá uma base do •canal capilar de geometria plana, orifícios 28 de parede capilar que se prolongam a partir dos orifícios de base 30· Tal como acima discutido, é da natureza da presente invenção que as estruturas capilares tenham uma elevada área da superfície e volume capilar específicas que se traduzam, é claro, em bases e paredes finas do canal capilar. Considerando que os orifícios do molde de extrusão das Figuras 7, 8 e 9 podem fornecer estruturas do canal capilar eficientes dentro do âmbito desta invenção, as paredes do canal capilar das estruturas formadas a partir de tais orifícios de molde de extrusão, tendem a desviar-se do alinhamento, ou toroer-se, após a extracção até aos rácios de extracção relativamente elevados e deniers aqui preferidos. Embora sem pretender limitar a invenção pela teoria e a título de explicação, julga-se que esta distorção é devida a tensões tangenciais no corte-transversal que ocorre durante a extracção da estrutura. Um tal desvio das paredes do canal resulta tipicamente numa configuração do tipo espinha de pefxe tal como é exemplificada pela fotomicrografia da Figura 18. Comuo conhecimento prévio de que uma tal configuração de espinha de peixe tipicamente ocorrerá nas estruturas do canal capilar feitas a partir dos moldes de extrusão do tipo que é mostrado nas figuras 8 e 9, ° orifício do molde de extrusão pode ser modificado, tal como na Figura 10, para beç&fconta que a estrutura do canal capilar extraída não terá tipicamente paredes do canal capilar que sejam perpendiculares â base. Fornecendo um desenho de orifício de molde de extrusão em que os orifícios da parede do canal capilar estão similarmente situados em ângulos correspondentes àqueles em direcção aos quais as paredes do canal capilar tenderiam a desviar-se após a extracção, se os orifícios 1+9 = 35 10

/ \ 1

15

Mod. 71 - 20.000 ex. 90(08 20 25 63.1^8

Case: ^106 de psrftrie fossom perpenfHnnlares à hase, jnl.ga —sft qne e> paralelismo da parede do canal capilar pode ser melhor obtido. Os orifícios 28 das paredes do canal capilar na Figura 10 prolongam-se de um lado do orifício base 30 do canal capilar. Alternadamente, os orifícios de parede do canal capilar podem prolongar-se de ambos os lados do orifício base.

Nota-se, além disso, na Figura 8, que os orifícios de parede do canal capilar se destinara a proporcionar larguras de dimensão;-variada do canal capilar após extrusão. As Figuras 8 e 9 mostram os desenhos do orifício do canal capilar tendo bases lineares 30 a partir dos ca-quais se prolongam orifícios de parede do canal capilar de cada lado do orifício base 30. A Figura 11 mostra um molde de extrusão 20, tendo orifíci 22 do canal capilar, tendo uma pluralidade de orifícios 30 do canal capilar ligados por orifícios 28 de parede do canal capilar de tal forma que uma estrutura extrudida do canal capilar de um tal molde de extrusão 20, tem canais capilares que são alternadamente abertos em lados opostos da estrutura. Tal como é mostrado na Figura 11, a parede e os orifícios base 28, 30 do canal capilar, destinam-se a proporcionar um desenho do canal capilar com formato em U. Deve-se compreender que os desenhos do canal capilar com formato em U não são limitados ao desenho do orifício do molde de extrusão da Figura 11. 30 A Figura 13 mostra um desenho de uma porção de um orifício de um molde de extrusão tendo um orifício base 30, um orifício 28 de parede do canal capilar, e divertículos 2k nas extremidades distais dos orifícioa-j 28 de parede do canal capilar. 0s divertículos são maiores em diâmetro do que a largura cios orifícios de parede, tipicamente cerca de 50 $ maiores em diâmetro do que a dita lar gura do orifício de parede. Os divertículos são de preferência incorporados no desenho do molde de extrusão. Embora não se pretenda limitar assim a invenção, julga-se que a 50 35 1 1 10 15

8 •Ό Ο 2 20 25 30

63.148 Cases 4106 P0.FFJ. 1991 incorporação de um tal divertículo no desenho do orifício do molde de extrusão pode fornecer um fluxo de polímero mais uniforme através do molde. A largura do diâmetro máximo do corte--transversal do desenho do orifício do molde de extrusão pode variar largamente. Contudo, demonstrou-se que larguras de cerca de 1,0 cm até cerca de 5>0 cm são úteis. As larguras dos orifícios de parede è orifício base do canal capilar pode também variar largamente. Larguras de orifício da parede e de base de verca de 50 microns até cerca de 200 microns serão tipicamente usados,com larguras de orifícios de parede preferidas a situarem-se entre cerca de 75 microns e cerca de 150 microns. A profundidade do orifício do molde de extrusão na direcção paralela ao fluxo axial do polímero pode também variar, contudo profundidades a partir de cerca de 0,2 cm até cerca de 0,4 cm podem tipicamente ser usadas.

Num processo melhorado para fazer estruturas do canal capilar, que é aqui fornecido, retenção melhorada da forma do canal capilar pode ser obtida entre extrusão e a conclusão da extracção da estrutura do canal capilar. Tal processo compreendei .alimentação cari a-cx>rposiçãck de polímero através do orifício do canal capilar de um molde de extrusão era que o molde de extrusão tem um orifício do canal capilar caracte rizado por um orifício base anelar a partir do qual uma pluralidade de orifícios de parede do canal capilar se pro longam radialmente de tal forma que a composição polímera após a saída do dito molde de extrusão compreende uma base anelar ôca e uma pluralidade de paredes do canal capilar que se prolongam radialmente a partir da dita base, forman do a dita base e as ditas paredes uma pluralidade de canais capilares, e em que o dito molde de extrusão tem uma abertura de entrada de gás localizada dentro do interior 51 = 35 1 63.1A8 Case: 4106

f I 991 5 10 do dito orifício base anelar; (b) (c)

Simultâneamente com a alimentação da dita composição polímera através do molde de extrusão do orifício do canal capilar, a alimentação de uma corrente gasosa através da dita abertura de entrada de gás na mesma direcção que o fluxo da dita composição polímera dissolvida; e Subsequente à saída da composição polímera a partir do molde de extrusão, a da extracção da estrutura do canal capilar a -um tamanho desejado e arrefecimento da ditá estrutura; 15

Mod. 71 - 20.000 ax. - 90(08 25 30 em que a dita corrente gasosa inibe o colapso da dita estrutura anelar do canal capilar durante o arrefecimento e a extrusão da dita estrutura.

Os moldes de extrusão, tal como o des-drito no processo acima, são também proporcionados com>um aspecto desta invenção. Em particular, um tal molde compreende um molde de extrusão, compreendendo o dito molde uma camada de orifício do canal capilar, tendo a dita camada um orifício de base anelar a partir do qual uma pluralidade de orifícios de parede do canal capilar se prolongam radialmente, tendo além disso a camada do orifício do canal capilar uma zona interior e uma zona exterior relativa ao dito orifício base anelar, uma abertura du gás disposta dentro da zona interior do dito' orifício de base anelar, e meios para manter fixamente a dita zona interior no lugar, relativa à dita zona exterior.;

I

Entende-se por orifício de bajse anelar, um orifício base que tem um desenho do tipo-anel contínuo, sem interrupção de fluxo no seu perímetro, tendo uma geometria nomi.nalmente circular. 0 orifício base não precisa de ser exactamente circular. Contudo, o desenho do anel de preferência é essencialmente simétrico em torno dos eixos Xe?· 52 = 35

1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 βχ. · 90/08 20 25 30 O fluxo de gás através da abertura de entrada de gás deve ser medido a uma razão tal que a base anelar, após a saída do molde de extrusão e durante a ex-tracção, não colapsa antes do arrefecimento abaixo da temperatura de transição em vidro do polímero. Colapso prematuro pode levar k fundição da própria base anelar, e também eliminará a geometria anelar, levando, assim, a distor çâo da forma da parede. Adicionalmente, a cadência da fluência do gás deve ser suficientemente baixa, de tal forma que permita k base anelar contrair-se durante a extracçâo. A cadência de fluência precisa variará, é claro, com as condições do processo. Contudo, cadências de fluência a— propriadas podem ser facilmente determinadas observando—se o polímero extrudido na operação de extracçâo e o produto final, e ajustando o fluxo de gás de acordo com o critério acima. Embora, não se pretenda limitar a invenção por teoria, julga-se que a base anelar do canal capilar que saí do desenho do orifício base anelar sujeita as paredes do canal capilar a pressões radiais sem pressões tangenciais apreciáveis. Isto pode resultar em graus altos da retenção da forma. Tais resultados melhorados são exemplificados pelas fotomicrografias mostradas nas Figuras 19, 20, 21 e 22. A Figura 16 é uma fotomicrografia de uma fibra do canal capilar feita a partir de um molde de extrusão, tendo um orifício base nâo-anelar, do tipo geral mostrado pela Figura 9. Os moldes de extrusão 20 tendo orifícios base 31, são exemplificados nas Figuras 12, 13 e l6. Cada uma destas figuras, é além disso, caracterizada por orifícios 28 de parede do canal capilar que se prolongam radialmente a partir dos orifícios base 31· Os orifícios de parede do canal capilar podem ser principalmente de distâncias adequadamente separadas como é mostrado nas Figuras 12 e 16, para fornecer estruturas do canal capilar em que 53 = 35 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. · 90/08 20 25 30 35 63.148 Case: 4106 'CUJ$ f FO FFV.I991 os canais capilares são fundamentalmente da mesma largura. Alternativamente os orifícios 28 de parede do canal capilar podem estar separados a distâncias variadas dos orifícios da parede adjacente para fornecer uma estrutura do canal capilar tendo canais capilares já anteriormente dis^ cutido e é também mostrado na Figura 13, em que os orifícios 28 de parede do canal capilar tem alternadamente espaços diferentes, tal como é exemplificado pelo espaço entre os orifícios de parede e T^, e entre os orifícios de parede T2 e T^. Cada uma das Figuras 12, 13 e 16 é ca-racterizada por zonas de suporte 3k. A razão para tais zonas de suporte 34 é máis de natureza prática do que de necessidade por quaisquer razSes técnicas ou de orientação de actuação do produto. Estas razSes práticas são aparentes na Figura 14 que mostra uma vista em perspectiva do la^ do de aproximação do polímero do molde de extrusão tendo um desenho de orifício anelar. As Figuras 12, 13 e l6 também mostram a camada de suporte 82, camada do orifício do molde de extrusão 80, que são discutidas com maior pormenor em ligação com a Figura 14. Tal como é mestrado na Figura 14, o molde de extrusão 20 compreende a camada 80 do orifício do molde de extrusão fixamente ligado (tal como se soldado) à camada 82 do suporte do molde de extru— são, tendo suportes internos 84. A camada 80 do orifício deve estar ligada à camada de suporte 82 em zonas, simultaneamente exteriores do orifício base anelar 31 e interi<> res do orifício de base aielar 31. Isto é necessário no molde de extrusão exemplificado, porque o orifício base a-nelar 31 é de desenho circular e de outra forma não permaneceria seguramente fixo. Os orifícios de parede e de ! base anelar podem ser executados por máquinas de descarga eléctrica após as camadas serem soldadas. Também são mostrados orifícios 28 de parede do canal capilar e aberturas 26 da entrada do gás. Os moldes de extrusão 20 mostrados nas = 54 = 1 1 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 25 30

??Π7.!<59{ 63.1^8

Case: 4ΐθ6

Figuras 12, 13 e 16, têm adicionalmente aberturas 26 de entrada de gás através das quais gases ou misturas gasosas tais como o ar podem ser introduzidas na porção interior da base anelar da estrutura do canal capilar após a saída do orifício de base anelar do molde de extrusão.

Referindo-se especificamente a Figura 16, os orifícios 28 de parede do canal capilar têm prolongamentos 36 do orifício de parede dò canal capilar que se prolongam da extremidade das paredes distais 28, para o orifí cio base anelar 31·

Estes prolongamentos de orifícios de paredes 36 de preferência prolongam-se radialmente num ângulo O" para o interior(isto é, em direcção ao orifício 31 de base anelar) de cerca de 5° até cerca de 30°, de maior preferência de cerca de 10° até cerca de 20°. Um tal desenho de orifício foi tido como sendo útil para o fabrico de formatos do canal capilar afilado tal como é mostrado no desenho da Figura 17 e a fotomicrografia da Figura 21. O polímero que flui através dos prolongamentos 36 da parede formam prolongamentos de parede do canal capilar (ver Figura 17, elementos 38, 38*)· Após a extrac-ção, julga-se que os prolongamentos da parede sâo sujeitos a pressões radiais que levam o ângulo do prolongamento de parede a mudar de uma direcção radialmente interior para uma dirècção radialmente exterior.

MÉTODOS DE TESTES

Os procedimentos que se seguem são úteis para determinação dos parâmetros usados para definir e a-valiar as estruturas do canal capilar desta invenção. Os procedimentos podem necessitar de preparações de estruturas de comprimentos variados, alguns dos quais podem exceder o comprimento da estrutura cuja utilização se pretende. Deve-se compreender que quaisquer estruturas mais ; =55 = 1 35 1 5 10 15

Mod. 71 20.000 «x. - 90/08 20 25 30 63.1^8 Case; 4ΐθ6 1991 curtas do que os comprimentos necessários pelos procedimentos, são avaliados na base das estruturas equivalentes que têm os comprimentos exigidos por tais procedimentos seja excepto quando especificadamente estabelecido de outra forma. Unidades específicas podem ser sugeridas em ligação com a medição e/ou cálculo dos patâmetros descritos nos procedimentos. Estas unidades são apenas fornecidas a título de exemplo. Outras unidades consistentes com o propósito e finalidade dos procedimentos, podem ser usadas.

Processo de área e Volume Específidos da Superfície Capilar Este procedimento é usado para determinar a Área de Superfície Capilar Específica (ASCE) e Volume Capilar Específico (VCE) de uma estrutura do canal capilar. 0 procedimento é aplicado a uma fotomicrografia que mostra um corte-transversal representativo da estrutura do canal capilar. A corte transversal da estrutura é pre parada para fotomicrografia por técnicas de entalhe e de micrótoqjia conhecidas dos técnicos do ramo. As equações seguintes são usadas: i (l) SCSA =

(2) VCE x = 1 n = 1 />

Av em que = densidade do sólido (isto é, polímero); Ag = área do corte-transversal do canal capilar sólido perpendicular ao eixo do canal capilar que limita esses canais capilares den— = 56 = 35 ίο 15

Mod. 71 - 20.000 βχ. - 90/08 20 25 30 63.148 Case: 4106

Ua * ** ** w -n#0Ε»8 ^

tro da extensão dos critérios (a) e (b), abaixo; a soma dos perímetros do corte-transver-sal do sólido, formando cada um dos canais capilares, x, em que cada perímetro P^ limj. ta o canal capilar e está dentro do fecho teórico fornecido por 0χ; a soma das áreas vazias da estrutura do canal capilar em que cada Ανχ é calculado coma p are a limitada pelo perímetro do sólido formando o canal e por ; e em que i é ó número dos canais capilares na estrutura, x refere-se a cana: s capilares especifidosdeuna èstruturádocanal capilar, e Cx corresponde a essa parte de um círculo que é convexo em direcção ao interior do canal e que é de um diâmetro seleccionado que fecha cada canal capilar, x, em que o círculo, C é dimensionado e posicionado de acordo com os seguiu-tes critérios: a) o circulo, <3χ, é uma tangente a ambas as paredes do canal capilar, x, nos pontos em que toca as paredes; e b) para cada canal capilar, x, o círculo C t X = 1

P = X

eçcntrando. I ía) maximiza ο Ανχ 'para cada

canal, x, sujeito ãs limitações que: i) as linhas tangenciais ã intersecção do C iil x e as paredes de canal capilar intersectam para formar um ângulo de 120o ou inferior;

Cx pode ter um raio não superior a cerca de 0,025 cm no oue diz respeito ã verdadeira escala da estrutura do canal capilar (o = 57 = 35 63.1W Case: 4l06 / ?N?J !°91 1 raio do círculo será prolongado pelo mesmo factor de aumento aplicado k verdadeira estrutura na fotomicrografia). Para estruturas "do. canal capilar tendo orifícios de troca de fluídos da parede do canal capilar, o· efei to no VCE e no ASCE não será geralmente de significância numérica devido as paredes final das estruturas do respectd. vo canal capilar, e podem geralmente ser ignoradas nos cálculos . 10 15

Mod. 71 - 20.000 «*. - 90/08 20 25 30

Para canais capilares tendo pontos múltiplos de tangência com um círculo de raio máximo, como a-cima, o círculo está posicionado de forma a máximizar area de corte transversal (Av) do canal. Para estruturas do canal capilar tendo uma variação no tamanho ou forma do cor-te-transversal, um corte transversal suficiente para ser a-valiado para proporcionar uma média ponderada representativa do VCE e/ou ASCE. Se, contudo, alguma porção da estrutura do comprimento linear (na direcçâo axial dos canais capilares) de pelo menos cerca de 0,2 cm, de preferência pelo menos cerca de 1,0 cm, tem.um VCE e ASCE dentro das extensões nelas reivindicadas, que uma tal estrutura é considerada como compreendendo uma estrutura do canal capilar da presente invenção. De preferência, pelo menos cerca de 50 #, de maior preferência pelo menos cerca de 75 de máxima preferência essericialmente 100 $ do comprimento axial da estrutura situar-se—k dentro dos respectivos UCE ou ASCE. Para folhas do canal capilar, particularmente daquelas com bases do canal com uma largura relativamente grande, uma amostra representativa do produto ten do uma fracçâo da largura total da base pode substituir corte' transversal t;otal da folha. Uma tal amostra fracciona-da dà folha tem de preferência uma largura de pelo menos cerca de 0,5 cm. 0 propósito do VCE e do ASCE, tal como acima referido, é fornecer uma análise quantitativa das estruturas caracterizadas por canais capilares abertos. É concebível que tais estruturas possam ter porções sólidas, anexas, e similares, que de outra forma não contribuíam = 58 = 35 1 i 63.148 Case: 4106

:~'i !«?91 para a definição dos canais capilares neste procedimento.

Os critérios acima excluirão perímetro e áreas vazias correspondentes a tais porçSes não funcionais da estrutura dos cálculos. Também a área do corte transversal dos elementos sólidos não funcionais não devem ser incluídos no cálculo do A . A exclusão de tais perímetros e área de corte trans s versai é exemplificada abaixo com mjaior pormenor. 10 15 A figura 24 exemplifica um fragmento 80C da estrutura do canal capilar e aplicação a ele do procedimento do VCE e ASCE. É mostrado o fragmento 800 do sólido (isto é, polímero) tendo a área A ,· áreas vazias do ca-

Av,

Av, nal capil ar a * ^ ^ a .^ j .*- * 3. canal capilar correspondentes los de fecho teóricos C,, C,

Mod. 71 20.000 «. - 90/08 20 do os círculos '5’ 6*

Avz*> com Pl’ p2> e C Os raios 4* 3' , Tambérti é mostra- com os perímetros do e circu- V· 1 _ II 1 » **2 r„ são também pre— 2 , r3 » r3 » *V’ V» r5> r6* *7 pendiculares a linha tangente dos pontos de intersecçâo m. m 7’ » m2 » n,2 * » 1,13" t ‘"/j' » ra/j"» "j f rag» respectivamente, entre os círculos correspondentes e o material sólido do m. m. m. m. m. wl» 2* 3’ fragmento 800. '4» '5’

Os círculos C^, Cg, C^ e são 25 desenhados de modò a satisfazerem os critérios acima. Como se.pode ver os círculos C^ e Cg são limitados nos raios r^, rg por ângulos que representam ângulos de 120° de intersecçâo entre as linhas tangenciais t^', t^n, e entre *g · , tg" , respectivamente. O Av^, AVg, ·. Av^, Av^ são as áreas limitadas por perímetros P^, Tg, e P^, 30 e curvas! cc^, ccg, cc^ e cc^ respectivamente. Os círculos C^ e C^ representam o círculo de tamanho máximo para canais capilares, em que o ângulo da interacção das linhas tangentes delineadas ao círculo nos pontos m^', m^” e a m^' e.m^", respectivamente, seria inferior a cerca de 120°. Assim, tal como é representado nesta figura exem- 59 = 35 > ' · , ‘63.148 Case: 4106

1 10 16

Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 20 25 30 35 plificativa, os círculos C3 e Cj teriam cada um raios de 0,025 cm, após redução para efeitos de ampliação. Os perímetros são determinados cano o ocnprimento do limite sólido interior aos canais entre os pontos de inter secção entre o círculo e o sólido para cada canal. OCj, Cg e representam círculos de raios máximos aplicados a porções da estrutura que não se qualificam como canais capilares ôe acordo ccm o critério deste procedimento. Por isso, P e Av para estes círculos seriam zero. Tal como se pode ver, a área do sólido entre m4' e m^'1 seria incluída dentro do Ag uma vez que os tais sólidos corresoondem a naredes de canais capilares limitando os canais dentro dos critérios para Av no cálculo de VCE e ASCE. As áreas Ax^' e Ax^", que são limitadas por extrusões lineares dos raios r^', ’1, (sendo os ditos raios perpendiculares ã linha de tangência entre o círculo e as paredes do canal), não estão inclui das no A . Da mesma forma, o raio r,, corta a área Ax. a partir do cír-s 4 4 culo do Ag baseado sobre a extensão do r^' do círculo C^. Procedimentos de Absorção Capilar 0 procedimento que se seque é usado para determinano equilíbrio da intra-estrutura de absorção capilar das estruturas do canal capilar. Este procedimento é aplicado a uma única fibra do canal capilar, ou fitas únicas cortadas das folhas do canal capilar em que as fitas são cortadas até larguras de cerca de 0,5 cm de largura ou inferior. Tais fitas são cortadas de uma folha na direcção paralela aos canais capilares. Caso a folha do canal capilar tenha tamanhos ou formatos variados do canal capilar, ou outros parâmetros variados através das respectivas larguras, uma pluralidade de fitas suficientes para fornecer uma média de peso representativa do valor de Absorção Capilar, pode ser avaliada. Alternadamente, toda a folha pode ser cortada em fitas ccm iqual lar oura e deixais avaliadas 60 I 1 10 15

Mod. 71 - 20.000 eu. - »0/08 20 25 30 63.148 Case: 4106

e mediOas para pxOpoioionares a AUsoi-ção Capilar da follia (se qualquer porção da folha tiver uma largura de pelo menos tíerca de 0,5 cm* de preferência pelo menos cerca de 1,0 cm tem uma média de Absorção Capilar dentro das limita-ç3es para a respectiva Absorção Capilar, essa folha é considerada como compreendendo uma estrutura do canal capilar da presente invenção. Uma balança tendo uma sensibilidade de pelo menos cerca de 0,0002 g e tendo a capacidade de pas sagem de amostras suspensas abaixo a ela, tal como uma balança Methler A E200 (a disposição por Mettler Instrum-ment Co., Highstown, N. J. USA), está posicionada no topo da superfície de uma mesa de pesagem acima de um furo perfurado através da superfície de topo da mesa, Uttl fio estásus-penso do mecanismo de pesagem da balaqça e prolonga-se a-través do fu±o na mesa de pesagem. O fio está equipado com meios de aperto não absorventes abaixo da superfície de topo da mesa de ..ipesagem para segurar a extremidade de uma estrutura do canal capilar (daqui por diante "amostras”, ao fio). Um par de pinças com um elástico para fechar as pinças numa posição fechada a volta da amostra ou equivalente, pode ser usado como meios de aperto. No caso da amostra ter um núcleo oco, ambas as extremidades da amostra devem estar seladas para evitar o fluxo de fluído capilar através do núcleo. Isto pode ser feito fechando—se a extremidade por fusão da amostra que é mais tarde mergulhada no fluído de teste. Um (tecido hidrófilo é .molhado con/ fluído e parcialmente mergulhado no seu próprio reservatório. 0 reservatório do tecido hidrófilo contém o mesmo tipo de fluído do que o fluído do teste da base selada, mas os dois reservatórios são distintos, de tal forma, que o tecido hidrófilo não con tacta o líquido do fluído do teste dentro do qual a amostra de teste será parcialmente mergulhada. Antes de se iniciar este processo para mostrar a avaliação de absorção capilar, 6l 35 1 5 10 15

Mod. 71 -20.000 «x. · 90/08 25 30 63.148 Case: 4106

o tecido hidrófilo é posicionado tal como abaixo descrito, durante pelo menos cerca de 60 minutos, para permitir a humidade interior do tubo que se equilibra. Tubos telescópicos de vidro superiores ou inferiores ou equivalentes, estão dispostos verticalmente debaixo da mesa de pesagem e concentrados à volta do furo na superfície de topo da mesa de pesagem para evitar evaporação do fluído do teste. A inter-face entre a parte de cima do tubo e a mesa de pe_ sagem é selado com uma junta-0.' 0 tubo inferior é de um diâmetro ligeiramente mais pequeno do que o tubo superior de tal forma que pode deslizar verticalmente quando pelo menos uma parte dele está disposto dentro do tubo superior. A junç3o entre os tubos superior.· - êninferior é selado de forma deslizante com uma segunda junta-rO. No fundo do tubo inferior está uma base selada adequada para conter fluídos sem vazamento. Para determinar a absotrçâo capilar da água, deve-se usar água destilada para o teste de fluído. Para determinar a absorção capilar para as respectivas estruturas oleofílicas, pode-se usar o n-decano. A folha de te-eido hidrófilo (por exemplo VISA tecido de poliéster Milliken & Co., Spartanburg, South Carolina, USA, ou equivalente) é atado contra a superfície interior do tubo inferior, e seguro no lugar com a parte de baixo da folha mergulhada no fluído do reservatório do tecido hidrófilo. As seguintes dimensões do tubo e do teicod hidrófilo são úteis outros tamanhos de tubo que proporcionem resultados correspondentes podem ser usados: o tubo superior-40 cm em comprimento com 5,9 cm de diâmetro interior; o tubo inferior -33 cm de comprimento com 5,8 de diâmetro exterior; tecido hidrófilo - cerca de 30 cm x cerca de 10 cm. Uma base ajustável é colocada por debaixo do tubo inferior para suster o tubo numa posição vertical desejada. Prepare uma série de amostras de estrutura do canal capilar para serem testados com os comprimentos de 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 7,5, 1°,0, 15,0, 62 35 1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 e*. - 90/08 25 30 35 63.148 Case: 4106 no i !v91 20,0, 25,0, 30,0, 33,0 e 40,0 cm. No que diz respeito a cada amostra, ligar seguramente uma conta de chumbo (de pelo menos cerca de 0,2 gramas), ou equivalente, a uma extremidade da amostra. No que diz respeito às contas de chumbo, as ditas contas podem ser ligadas fazendo um corte transversal na conta que se prolonga até cerca de metade do seu diâmetro, e apertar a conta na amostra, com 1 mm apro— xiraadamente numa extremidade da amostra presa no interior da conta de chumbo. Aproximadamente 1 mni da porção da a— mostra na outra extremidade é segura a meios de parto (acima descrito) e suspensa da balança pelo fio. Posicionar os tubos superior e inferior para englobar a zona à volta da amostra suspensa da base até aproximadamente 1 a 2 cm da superfície do fundo da mesa de passagem. C fluído teste é colocado na base selada do tubo de baixo. Posicionar a amostra logo acima do fluído do teste na base de tal forma que a amostra não toque nem no fluido teste nem nos lados dos tubos. Determinar e registar o peso da amostra quando seca e da conta de chum bo (W^). Levantar a base ajustável até que o topo da conta de chumbo esteja mergulhada até imediatamente abaixo da superfície do fluído. 0 tubo superior é levantado até contactar o lado inferior da mesa de pesagem com a sua junta--0. A segunda junta-0 é feita deslizar para cima na coluna mais baixa até que contacte e sustenha o tubo de cima. Permite-se que o fluído embeba cada amostra até que o equilíbrio seja substancialmente atingido. Tipicamente um período de dois minutos por 1,0 cm do comprimento da amostra e suficiente. Contudo, o tempo de equilíbrio pode variar tanto acima como abaixo de tal quantidade. A base ajustável é então baixada até que a conta de chumbo, na sua totalidade, saia dó-fluído de teste e o peso total do fluído absorvido, e a amostra e a conta sejam medidas e reqistadas (¾^) · 0 teste i feito . para cada ccmprimento de amostra.

Um gráfico do peso do fluído absorvido = 63 = 1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 25 63.1^8 Case: 4ΐθ6

(Vf - w2 = Wl5 (e) ) tal como função do comprimento de ΟΠΙΟ stra (cm) é preparado. Outros comprimentos e réplicas das amostras deverão ser preparadas e testadas para suplementar os dados base como deve ser apropriado para uma boa prática de laboratório. Uma curva é ajustada aos pontos de dados usando uma técnica de ajuste da curva de diferenciação numérica apropriada, tal como é descrita, por exemplo no Perry's Chemical Enginaer's Handbook, 6ê edição, editada por D.W. Green, McGraw-Hill Book Co., New York (1984), nas páginas de 2-65 até 2-66. A curva é diferenciada em pontos correspondentes aos comprimentos das amos tras. Isto dá um aumento de peso de fluído (dW^/dL) como uma função do comprimento da amostra (cm), que também cor responde essencialmente k altura do aumento de fluído do reservatório. Dividir cada dW^/dL (g/cm) tanto pela média da densidade linear da estrutura do canal capilar O (g/cm) como pela densidade do fluído (g/cnr) para obter capacidade abosrvente (em cada cin do fluído absorvido por grama da estrutura do canal capilar) como uma função de sucção capilar (altura do fluído (cm)). Marcar a capaci— O dade absorvente (cnr/g) como uma função da sucção capilar (altura (cm) do fluído). Uma curva e ajustada a esta marca usando uma técnica de ajustamente de curva de regressão não linear tal como descrita no Perry’s Chemical En— gineers' Handbook, 6* edição, na página de 2—107 até de 2-113. A partir desta curva de Absorção Capilar, a capacidade absorvente pode ser. lida a níveis particulares da sucção capilar.

Processo de Ritmo de Absorção Vertical Este procedimento é usado para determinar o Ritmo de Absorção Vertical para estruturas do canal capilar. Em geral, o propósito deste procedimento é observar visualmente e registar a posição vertical do líquido k medida que sobe nos canais capilares. O procedimento é aplicado as fibras do canal capilar, ou fatias de = 6¾ = 1 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex. * 90/08 20 25 30 63.1^8 Case; 4106 ( folhas do canal capilar tal como e descrito acima em ligação com o Procedimento de Absorção Capilar. O fluído do teste é corado para facilitar as medidas. O fluído a ser capacidade usado para avaliação da^bsorçâo vertical de soluçSes a-quosas é água destilada corada com 0,05 $ FD & C Azul =j£l. (aqui depois "Água Destilada Corada). 0 corante FD & C Azul 1 adequado está comercialmente a disposição (por exemplo, de H. Kohnstamm & Co., Inc., NY, NY, USA). A não ser especialmente indicado o contrário, este procedimento é aplicado a fibras únicas (ou "individuais") ou fatias únicas de folhas. Contudo, este procedimento pode também ser adaptado para medição do de absorção vertical e a distância dos feixes de fibras e/ou fatias ou folhas. Também, tal como é descrito no Prc> cedimento de Absorção Capilar contas de chumbo, ou equivalentes, são usadas para pesar as amostras das estruturas do canal capilar e amostras de núcleo ôco são seladas (por exemplo, fundidas) nas suas extremidades. Um tubo de vidro de fundo fechado de apr<> ximadamente 5,0 cm de diâmetro interior por 25 cm de altura é fornecido. É acrescentado fluído de teste suficiente 0ara proporcionar uma profundidade de cerca de 2,5 cm. Uma placa circular com três pernas de apróximadanente 3cm é inserida no fundo do tubo com os pés assentes no fundo do tubo. 0 propósito da placa é de servir como escudo de reflexão. É perfurado um $uro circular de 1,3 cm no centro da placa. & presa uma régua marcada em milímetros a parte exterior do tubo. Uma rolha . de borra cha para fechar o topo do tubo. A rolha de paragem tem um furo centralmente posicionado para permitir meios de agarrar, para suspender uma amostra num ponto abaixo da rolha de borracha , a ser inserida no tubo. 0 furo é de tamanho tal que as pinças, ou outros meios de agarrar que se passam aplicar, se mantém numa posição fechada quando dispostos no interior do furo da rolha tíe borracha. As pin- = 65 = 35 1 5 10 15

Mod. 71 -20.000 ex. -90/08 20 25 30 63.148 Case: 4106

ças podem ser usadas como formas de agarrar. Os meios de agarrar devem encaixar-se dentro do furo da rolha de borracha para permitir o ajustamento em altura na amostra. Para iniciar o procedimento, uma amostra de estrutura do canal capilar de cerca de 24 cm em comprimento, com uma conta de chumbo agarrada a cerca de 1 mm da amostra numa extremidade, é suspensa por um meio de agarrar a outra extremidade de tal forma que a parte de cima da conta de chumbo é submersa e uma cronometragem é iniciada. O tempo necessário para o fluído atingir cada 0,5 cm de aumento de altura é registado. Um microscópio de baixa potência pode ser usada para ajudar a seguir a pista do fluído a subir a amostra. 0 ritmo de absorção Síertical, pode ser determinado, preparando um traçado da altura do fluído em relação à raiz quadrado do tempo que leva a alcançar essa altura. Este procedimento pode também ser aplicado a feixes de fibras do canal capilar.

Processo Relativo a Força Compressiva Este método descreve um procedimento que é usado para determinar a Força Compressiva seca e húmida para fibras e folhas de cada canal de capilaridade (daqui em diante chamadas de "amostras"). Em geral este processo envolve a determinação da redução da espessura da estrutura à medida que é aumentado o peso em carga. As amos tras são conprimidas entre ura par de placas rígidas, horizontais auto-alinhadas. Estas placas devem ser feitas de aço inoxidável ou de outro metal rígido não corrosivo e devem ter superfícies cujas estruturas se acasalem com precisão. 0 peso é aplicado às placas e a redução de espessura é medida se as fibras, em oposição às folhas, estão sendo testadas, duas das fibras são montadas paralelamente entre as placas, suficientemente separadas para evitar a inclinação das placas após a aplicação do peso ou da pressão. Folhas de estrutura de canal de capilarida- 66 35 1 i 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 25 30 63.148 Case: 4106 ?0 i -

rie, dependendo da largura, são montadas paralelamente como conveniente. A placa de baixo do par das placas rígidas auto-alinhadas têm tres pernas rígidas de comprimento igual montadas com a configuração dum tripé para garantir estabilidade. A placa superior tem uma esfera de metal (por ex. de aço) de cerca de 1,5 cm de diâmetro montada fixamente no seu centro sobre o topo da placa. A base, placa montada com as dimensSes de 5 cm x 5 cm x 1 cm (de espessura) com três pernas de 0,3 cm de comprimento e uma placa de topo com as dimensões de 2,5. cm x 2,5 cm x 0,5 cm (de espessura) pode ser utilizada no teste. Outros tamanhos, materiais, etc. podem ser usados desde que sejam obtidos resultados equivalentes. 0 peso da placa superior e a força inerente aplicada pelo indicador de mostrador são medidos e registados antes do teste. 0 equipamento utilizado inclui o seguinte: ura instrumento de medida da espessura Ames Model 87-025 (disponível na B.C. Ames Co. Waltham, Mass, USA) ou equivalente; vim indicador de mostrador Ames Model 452 com um fuso que se prolonga para cima e para baixo do indicador do instrumento de medida; a parte superior do fuso está adaptada para montagem de pesos adicionais; no fundo da porção de fuso que se prolonga para baixo do instrumen-2 I to de medida está uma placa do fuso de 6,45 cm (l pole-gada ); o Indicador de Mostrador é ajustavelmente montado ao suporte do instrumento de medida da espessura. 0 Indicador de Mostrador Modelo 452, ou outro indicador alternativo utilizado, deve poder fazer leituras de pelo menos aproximadamente 0,00025 cm (0,0001 polegada). As amostras de estrutura de canal de capilaridade testadas devem ter aproximadamente 5 cm de comprimento, ainda que amostras mais pequenas possam substitui-las com base na sua disponibilidade. Se se usarem na aplicação do produto comprimentos de estruturas com menos de 5 cm, a estrutura pode ainda ser testada em comprimentos superiores mas o = 67 = 35 1 5 10 15

Mod. 71 · 20.000 βχ. - 90/08 20 25 30 63.1**$ Case: **1θ6

testar de comprimentos superiores a 5 cm é preferível por facilidade e conveniência de montagem. Ãs amostras sâo mon tadas no fundo da placa de montagem. A montagem das amostras pode ser feita com fita celofane. As amostras devem ser montadas em condições substancialmente direitas não torcidas e devem ficar espalmadas na placa de montagem. Os materiais de testura devem ser testados antes de serem texturados. A fita deve estar fora da área da placa superior e nunca deve contactar a placa superior durante o tes^ te. Preferivelmente nenhuma porção da fita deve estar a menos de 0,5 cm da placa superior. No caso de amostras montadas paralelamente, as amostras devem ser montadas separadas de 1,5 cm e cada uma a 0,75 cm do centro da placa de montagem. No caso de folhas únicas, as folhas devem ser montadas sobre o centro da placa de montagem. A amostra (s) é montada de tal modo que a base do canal de capilaridade, se for plana, seja paralela ao plano da base de montagem. Se a base da estrutura do canal de capilaridade for cilíndiica, ou de outra configuração, a estrutura pode ser montada segundo uma orientação geométrica qualquer na qual assente naturalmente. A compressibilidade das estruturas tendo canais de capilaridade num dos lados ou em ambos os lados, tanto com bases planas como de estruturas tendo paredes de canais de capilaridade que se prolongam radialmente a partir de todo o perímetro de um núcleo cilíndrico pode ser determinado por este processo. Depois da amostra (s) estar montada, a base de montagem é centrada por debad. xo da placa do fuso. A placa superior é então centrada e colocada sobre a base de montagem para assentar sobre a amostra (s) montada com a esfera de metal virada para cima e centrada directamente por debaixo da placa do fuso. A espessura da amostra (s) é medida baixando lentamente o fuso do indicador de mostrador e a placa do fuso em direcçâo à esfera da placa de metal até que a placa do fuso contacte a esfera. Passados 30 segundos 68 = 35 1 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 20 25 63.148 Case- 4106 > 1

\ do contacto subsequente entre a esfera e a placa do fuso, para permitir o equilíbrio, a espessura é registada. O fuso e a placa do fuso são então levantados para separar a placa do fu so da esfera de metal. A medida da espessura é repetida com o aumento sucessivo do peso adicionado ao fuso depois da placa do fuso ter sido separada da esfera de metal. O aumento do pe so sucessivamente incrementado, oode variar, denendendo da força compressiva da amostra (s),mais tipicamente será da ordem dos 10 a 100 rrramas nor medição da esnessura. As medições de esnessura com aumentos sucessivos de peso são repetidas até que a espessura medida(t) seja igual a t,.Qj como defenidc a seguir. A espessura (t) como função da pressão aplicada (Pr) é calculada para cada dado. Pr é calculado como o neso total (WT) aplicado ã amostra (s), isto ê,,a soma das massas da placa superior, fuso e peso adicionado ao fuso divi dido pela área da amostra inicial. A área da amostra inicial Ai é a área máxima da secção transversal da amostra (s), que estaria sob compressão e paralela ao plano horizontal da pla- / ca de montagem após a montagem da amostra (s), determinada antes da compressão. A Força Compressiva (CS) é defenida como a pressão â qual o volume do vazio capilar da amostra inicial (\Λ) sendo comprimido decresce até 50% do V.. A espessura a que isto ocorre (t^g) é calculada como se segue. '50

5 Vi + (M/L)Z /° onde M/L = neso da amostra por unidade de comprimento, Z= com primento total da amostra estando comrarimidayftê' adensidade do polímero sólido, e é medido como o total do volume vazio da estrutura in- 69 30 1 1 63.148 Caees 4106 ml jr i / clinada pelas cordas rectas de fechos para um comprimento da amostra Z (ver procedimento relativo ã Razão de Adelgaçamento no que respeita às cordas de fecho).

De acordo com uma ilustração da geometria no 2 processo de força compressiva» com placa superior de 2»5cm e amostras que permanecem planas» montadas em paralelo» com-forme acima descrito, a fibra dé canal capilar na Figura 18 (ampliação 195X) deveria ter Ai e Z como se segue:

Ai = 2 amostras X 7,7cm de largura X 2,5 cm 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. · 90/08 de comprimento 195 Ai = 0,197cmr e Z = 2 amostras X 2,5 cm de comprimento Z = 5 cm Os restantes parâmetros para calcular t^^ (Vi, M/L, e p) são conforme descrito acima. Este processo de Força Compressiva pode ser aplicado a amostras secas ou húmidas. Para determinar Forças Compressivas de Humidade, a amostra é banhada em fluido durar te 5 minutos, agitada lentamente e depois montada e testada como acima descrito.

Processo de Adesão de Uensão

30 A tensão de Adesão de estruturas de canal de capilaridade é determinada de acordo com o método Wilhelmy Slide Method como aplicado a uma tira de película rectangu-lar preparada com a mesma composição polímero e o mesmo tratamento de modificação de tensão de superfície, se houver alguma. A determinação da tensão de adesão pelo método de Wilhelmy Slide Method é conhecido dos técnicos especializados e é descrito por Arthur W. Adamson em Physical Chemistry of Surfaces segunda edição, Interscience Publishers (John Wiley $ Sons, New York), 1967, cm páginas. 26-28 e 353. Para sua aplicação aqui a espessura da película deve ser cerca de 50 microns e a largura da película deve ser pelo menos de 2,0cm.

Para determinar a hidrofilicidade do material é utilizada a água destilada como fluido de teste. Par:a detei 70 35

\ ‘ ' 63.146 - i

Case:.4106 1 10 15

Mod. 71 - 20.000 βχ. * 90/08

30 minar a oleosidade pode ser utilizado o n—decano. Este preces so pode também ser usado para determinar a tensão, de adesão com outjrcs fluidos.

Em geral, a tira de película i suspensa. verti-· calmente debaixo de. uma balança analitica, tal como a Mettler AE 200 ( Mettler Instrument Co., Highston, N.J., USA) ou equivalente de tal modo que cerca de 0,1 J?m. de película é submersa no fluído do teste. 0 reservatório do fluido de tes te deve ser sufiicientemente grande de tal modo que o fluído transportado para cima do lado da película tenha efeito insignificante no nível do fluído no reservatório. Geralmente os reservatórios do fluído no teste cerca de 7 ml são suficientes. Assim, a área da película inicialmente submersa seria se aproximadamente 0,1 cm vezes o dobro da largura da ti ra de película. Passados 60 segundos, o peso aparente é registado. Este processo é repetido com novas tiras de película identicamente preparadas e fluido de teste fresco, como apropriado para obter estatiscamente resultados seguros. A tensão de adesão (T^D) é calculada de acordo com a seguinte equação: T = W - (W - b)

AD TOT 1 PLATE

P onde wTqT = peso aparente da película depois de 60 seg. de imersão; W„.ri = peso inicial da película b = correcção de flutuação para a porção imersa da película (b= volume da porção imersa da película vezes a densidade do fluído) e P = perímetros da película em contacto com o fluído do teste.

Processo para Determinar a Razão de Adelgaçamento, Largura do Canal de Capilaridade e Espessura Média ida Estrutura A Razão de Adelgaçamento (S), a largura do ca nal de capilaridade (CCW) e a Espessura Media da Estrutura = 71 = 35 1 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08 20 25 '63.148 Case: 4106

‘ r \ *'-5LOZI99J (tave) sao determinadas de acordo com o processo que se segue . Os processos são~ implementados com base. numa fptomicrograf ia de £9¾ <ja estrutura do ca nal ue capilaridade, como anteriormente descrito. Para estru' turas de canal de capilaridade que têm variação na Razão de Adelgaçamento, largura do canal de capilaridade e Espessura Media da Estrutura segundo a direcção axial dos canais de ca pilaridade, devem ser avaliadas um número suficiente de secções transversais para fornecer uma média ponderada da Razão dê Adelgaçamento, largura do canal de capilaridade e/ou valor da espessura média da estrutura. Se, contudo, qualquer porção desta estrutura de comprimento linear segundo a direc ção axial dos canais de capilaridade de pelo menos cerca de U,2 cm, preferivelmente pelo menos de cerca de 0,1 cm, tem uma Razão de Adelgaçamento, largura de canal de capilari dade e/ou valor da espessura media da estrutura dentro desses valores, então tal estrutura pode compreender uma estrutura de canal de capilaridade da presente invenção. Faz-se referência ã Figura 25 para efeitos de exemplo do processo.

As seguintes equações são usadas:

S = L 4A ave N Vst'

st = 2A /L

onde L perímetro total do sólido da secção transversal da estrutura; e

A 30 êt = area total da secção transversal do solido que for ma a estrutura perpendicular ao eixo do canal de ca pilaridade. N,= número de canais fecháveis por cordões de clausura direita CCW é o comprimento do cordão de clausura direita dum canal . capilar onde a dita corda fecha o dito ca nal de capilaridade de intra-estrutura e que contacta tangen 72 = 35 1 63.148 Case: 4106

* 5 10 16 cialmente os pontos de intersecção ccm as paredes ; do canal de capilaridade do dito canal, de tal modo que maximiza o volume do canal. Porções da estrutura que não contribuem para canais fecháveis por cordões de clausura direita são cortados antes dos cálculos) . A Figura 25 mostra, para efeitos de exemplo, a secção transversal da estrutura 900 dum canal de capilaridade tendo cordões , W2, W3, W4, W5 e Wg respectivamante para os canais de capilaridade , C2, C3, C^, C5 e Cg. Assim N=6. A Figura 25 também indica a região correi pondente ao total da área da secção transversal A e indica a linha ccn tínua P cujo comprimento é o total do perímetro L.

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 20 25

Processos para Determinar o Paralelismo e Perpendicularidade da Parede do Canal de Capilaridade Uma secção transversal representativa duma estrutura do canal de capilaridade é microtcmada como descrito anteriormente e é prepé rada uma fotcmicrografia da secção transversal. Pode fazer-se referência ã Figura 26 que exemplifica vários aspectos do processo. Para cada canal de capilaridade duma estrutura de canal de capilaridade um cordão de fecho de canal direito contactando tangencialmente as paredes do canal d€ capilaridade é delineado para fechar o canal ao mesmo tempo que maximize a área dentro do canal fechado. Na prática isto pode ser feito colocando simplesmente uma borda direita de um conprimento em excesso da parte mais larga do canal, tangente ã porção mais distante de cada uma das paredes que formam o canal. 0 comprimento do cordão é determinado ccmo sendo a mínima distância entre os pontos de intersecção entre o cordão e cada uma das duas paredes. Os segmentos de recta LS^, Ι£χ2, tendo cada um um comprimento igual a 75% do comprimento do cordão de clausura νίχ, são colocados de tal modo que os extremos de cada um dos segmentos de recta 30 Ι£χ^, Γ£χ2 contactem as superfícies interiores das paredes dos canais CWx, que servem de fronteira ao canal de capilaridade. Da mesma for ma os extremos dos segmentos de recta LS^, LS^ têm 75% do ccmprimenbo do cordão de clausura W e contactam as superfícies interiores das pare des dos canais

CW y CWxy respectivamente. =73 = 35 k 1 5 10 15 63.1Λ8 Case: 4ΐθ6

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90(08 25 30

Os segmentos de recta podem cruzar a fronteira das paredes do canal em pontos intermédios em relação aos extremos dos segmentos de recta. Se os segmentos de recta podem ser posicionados de tal modo que o ângulo de divergência entre os segmentos de recta seja de 0° até cerca de 4θ°, as paredes de canal consideram—se substancialmente paralelas. Também pode ser preferível que as paredes sejam substancialmente perpendiculares aos cordões de fecho do canal de capilaridade cada parede do canal de capilaridade forma os limites de um ou dois canais de capilaridade abertos distintos. Por exemplo na Figura 26 a parede de CW forma a fronteira de um canal C , enquan-to que a parede de ϋ¥χν forma a fronteira dos dois canais C . C . Quando a parede serve de fronteira a um ca-x’ y r nal, a parede considera-se substancialmente perpendicular ao cordão de fecho se o segmento de recta contactando a su perfície interior dessa parede: a) poder ter como contrapartida um segmento de recta na parede oposta desse canal de capilaridade onde tais segmentos de recta são substancialmente paralelos: e b) estiver a um ângulo relativo em relação ao cordão de fecho dentro de 90° +_ cerca de 30° · de preferência +_ cerca de 15° · Quando a parede serve de fronteira a dois canais, a parede considera-se substâncialmente perpendicular aos cordões de fecho se os segmentos de recta que contactam essa parede para cada um dos canais satisfizer as condições a) e b), de tal modo que para cada canal, os segmentos de recta substâncialmen— te paralelos possam sér delineados onde os segmentos de recta comuns a uma parede específica sejam ambos substân— cialmente perpendiculares ao correspondente cordão de fecho. Perpendicularidade ao termo plural "cordões de fecho" deve, por conveniência, ser interpretado como aplicado a situações simultaneamente onde a perpendicularidade quer a um quer a dois cordões de fecho separados de acordo com os critérios acima definidos. Também se um determinado segmento de recta de um par de segmentos de recta subs / = 7** = 35 1 63. H*8

Case: *fl06 5 10 15

Mod. 71 · 20.000 βχ. - 90)08 20 tancialmente paralelos pode ser desenhado ou tragado a um ângulo de 90° + 30°, de preferência cerca de 15°, em relação k base, a parede correspondente considera-se substancialmente perpendicular a base. Como é mostrado na Figura 26, estrutura 1400 do canal de capilaridade, LS^ e ^x2 s^° clara e substâncialmente paralelas uma k outra e intersec tam (após pronlongamento) segundo os ângulos e γ b, os quais, na figura, são cerca de 93° e cerca de 88° respectivamente. Os segmentos de recta LS^ e s®° também substancialmente paralelos e intersectam o cordão W segundo os ângulos V e -f . os quais na figura sãoy o 0 0 c ' *-* cerca 93--^áe 88 , respectivamente. Assim, as paredes Cwx e C podem ambas considerar-se que são substancialmente wxy perpendiculares aos seus cordões de fecho. Referindo agora a Figura 27, mostrando a estrutura 1100 do canal de capilaridade, tendo uma parede linear 1110, 1110' e uma base 1120 na forma de corte transversal, os ângulos Yg, Y^. entre as paredes 1110 e 1110' e a base 120 são respectivamente cerca de 90° e consequentemente considera-se como - Λ satisfazendo o critério de serem substancialmente perpendiculares k base.

EXEMPLOS I - IV 25

As estruturas de canal de capilaridade da presente invenção são feitos por fiação por fusão do polímero termoplástico como descrito a seguir. i 30

As estruturas são feitas utijLizando uma linha de fiação laboratorial para fiar por fusão o polímero termoplástico. Uma linha de fiação apropriada pode ser obtida da Killion Extruders, Inc. West Palm Beach Fia. A linha de fiação inclui uma termonha/secador, um extrusor de 2,5^+ (l polegada) cm, um conjunto de bomba-gem com medidor, incluindo duas bombas moldes de engrenagem e um bloco molde de extrusão, três chaminés aquecidas 75 = 35 I 5 10 15 . Mod. 71 -20.000 ex. · 90/0Θ 25 30 63.1^8 Case; 4l06 1 ( k- m ou arrefecedor de ar frio, um rolo Godet e um enrolador de fibra. A resina polímera termoplástica, por exemplo o Kodak PETG copoliester 6763 (Eastman Chemical Products, etc.), é seco previamente num deshumidificador--tipo de tremonha/secador durante quatro horas a 60°C (l40°F). 0 polímero, fornecido sob a forma de pílulas cai por gravidade directamente para o extrusor. O extrusor é um cilindro Killion de 2,5 cm aprox. (l polegada) 2k : 1 L/D com control de aquecimento/arrefecimento na alimentação, compressão e zonas de medição. A temperatura e controlada nestas zonas por um controlador tipo Eurotherm 805 (Eurotherm Corp. Reston. Va. USA). Na abértura de saída do extrusor, uma placa de quebra retendo um conjunto de grelhas é utilizada para remover os produtos degradados e a contaminação em partículas introduzidas com o grosso do polímero. 0 conjunto de grelhas compreende uma dimensão de grelha com a configuração de malhas de tamanhos 60, 80, 250, 300, 250, 80 e 60. Depois da saída do extrusor o polímero derretido é bombeado para o bloco molde tendo um conjunto de filtro em vela (tamanho dos poros, 20 mi-crons) e um bloco de extrusão com um orifício desenhado para ser útil na formação das estruturas de canal de capilaridade da;·; presente invenção. Bombas mecânicas aquecidas são utilizadas para facilitar a manutenção de uma produção consistente e fixa ao nível desejado. 0 polímero é bombeado através do orifício do bloco de extrusão para formar a estrutura de canal de capilaridade não extraída. Depois da saída do bloco a estrutura dojcanal de capilaridade entre em sequência nas três unidades de chaminés independentes sendo cada uma das zonas aquecidas com controladores de temperatura individuais. As unidades de chaminé são agrupadas verticalmente por debaixo do bloco de extrusão. Por debaixo da terceira unidade de chaminé está montado um conjunto arrefecido por ar com um soprador de ar = 76 = 35 1 63.148 Case: 4106 5

de corrente ajustavel para regular a temperatura do polímero com ar não aquecido. Por debaixo do conjunto arrefecido por ar está um rolo Godet Çara extrair as estruturas de canal de capilaridade seguido de um dobrador de fibra. Os parâmetros do processo de extrusâo seguintes mostrados na Tabela 1 são úteis para a formação de estruturas de canais de capilaridade. 10 15

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 25 30

77 35

63.1Í+8 Case: Vl06 1 5 10 15

* ¥ ε Ε ο ε ο νο ο υ f-1 ιΗ 00 Ρη Ο 00 ΙΟ Η ΙΟ a > • -d* * CVi ω Η b£) Η Η CM Η • X •Η « Ε ~ε“ ε ο CO ο ε ο ο y Η ο ο. Η Ο 00 00 νο CO S Η • -d* · -d* νο 00 Μ Η fcO Η Η CO . ο Η X *rl • • • W ε ε ο ε ο CVÍ ο ο hJ «Η t"— α Η Ο 00 C0 Cvl CO s Η • -d* ι^ ·* CO Μ to Η Η «Λ Η Η X *Η • « Ρ«Η

18·2 20,5'2 22,5'Q

Mod. 71 20.000 οχ. - 90/08 20 25 30 ο a Α σ\ Ο ο cm ε ο S Η • -d* -a- ι Η Ο £ « *Η ιΗ Η 1 \ο CM • ιι

0 0 Η Ή Ο Ο VI Ο VI <Η ο Ό <Η •Η •Η --—S •Η U Ο Φ (0 ÍH ο VI Ό C Ο «Η Φ Ο ο ·« *Η U U 0 φ Ό 0 (0 ο Ό c «J Ο Α •Η ο Φ W a Φ u 00 3 0 (β Ν_' 0) ο (0 Ό Ό α) •Η Α -ρ ;ο η Ε Λ Ο (β Vi « Η Λ Ρ ο Φ Ό C 3 VI Ό Φ φ ω <Η Ο Ό m Ρ τ4 β U Φ (0 U 1η Ρ 0 Ο ο 3 φ Λ 60 ε G U <® 3 (0 •Η Ο Ι-» Q ηο Ό η Φ ,Φ Ό Φ η ο /—V 1η φ Ό Φ Φ +3 η 0) Α β Φ Φ φ Φ Ό Ό η ϋ Φ Φ Φ Φ 1η U Φ **? (0 Φ G Φ Ό Α Α Ν—✓ V Φ 1 -Ρ Φ φ Φ C (0 Ό Ρ •Η Φ Ο -Ρ Ο •Η Φ Ο C C 0 Ο -Ρ -Ρ φ «φ Η ΝΗ φ G -μ 3 <Η Ν φ ο Ο η 60 •Η 3 ε ν-Ι τΑ •Ρ Π U U •Η Ο 0 Q «! 0 Ο U νΗ VH Α Ch Α ε •Η •Η 0 k (η ο Ο Ο = 78 = 35

63.148 Case: 4ΐθ6 O I-) í- p. cv H O C\ C"\ cn ΓΛ s > •k Oi ·> ·> CM o\ C\ M H ON CM CM 04 CM iH X w - o ►3 O r\ H ·> H O O J- cn cn "Z H o · 04 04 CM CT\ M H H 04 <r\ CM H X «

o 0, CM o O O σ\ -d- 04 cn C°\ s H *· CM r» *· 04 o*. σ\ O* « H σ\ CM cn -φ· 04 H • -P o |J ί- G Λ CM O Ο 0Λ o S 1 CM •k •k 04 o W H ·· X « » CM H -4* 04

Ambiente

* * X O Λ u ® ε Φ Ví y—s. o 1 rM • G 0) G /Λ O G Ό ® ft O ,— O ε -P <D cfl · G Φ \ c P Ό C ® -P o ® C Ή ε C o ε Φ ® ε ® ---- 0 G\ rH O g G u 3 Η OO g O 0 -Ρ -Η A — 0 ti tH o g ε o fi o φ—- O d) ' . E c ! (fl b Ό ,Q 0 o 3 IV 1 a w ε V <H '« Λ Ο \ φ d hfl G Φ 0 Φ ' V Ό 3 Ό Ό Ό Φ ® P CS ti η Ό «J V Ό ti O •H '® u •H '® KS O > « ® a o > ti 0 <0 Ό ftO o 0 ti H G ffl EM i-H G Φ Φ -p G Φ m ® -P G > ffl -P <n > 0 a, o m »® Φ G TJ •Η ιΗ CM ΡΛ • ε y—s O φ Λ Λ 0 < O Λ G G G Pu o - Ο Ο Ο ο S H Ν Ν Ν N_y m 0) φ O 0 Ό 'Φ 'Φ 'Φ Λ Ό C G C P ® Η •Η Η P Φ Φ ε ε ε o h y—y Ρ η) φ ca P Ο Ρ Λ £ Λ φ P ο ρ ο Ο Ο Ό Φ Φ P Ρ O Φ Ο φ ϋ & Λ Ρ* O ε C C rH φ Ρ Φ ,Q Η 0 Η 79

Mod. 71 -20.000 ex. · 90/08

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Estruturas poliméricas (2) de canal capilar tendo uma ou mais intra-estruturas de canal capilares formadas por uma base (6) de canal capilar e pelo menos duas paredes (4) de canais capilares, tendo cada uma delas uma extremidade (5) base e uma extremidade distai (51) e prolongando-se cada uma delas a partir da referida base ao longo do comprimento da referida base na direcção do eixo pelo menos ao longo de 0,2 cm, sendo essas estruturas caracterizadas por possuírem um Volume Capilar Específico de pelo menos 2,0 cc/g, de preferência pelo menos 2,5 cc/g, mais preferencialmente de pelo menos 4,0 cc/g; uma Área de Superfície Capilar Específica de pelo menos 2 000 cm2/ g, de preferência, pelo menos 3 000 cm2/ g, mais preferencialmente de pelo menos 4 000 cm2/ g; e uma Força Compressiva (em seco) de pelo menos 13 800 dines/ cm2, preferencialmente pelo menos 69 000 dines/ cm2, mais preferencialmente ainda de pelo menos 138 000 dines/ cm2 e em que pelo menos 50% do Volume Capilar Específico se encontrar dentro dos canais capilares que são formados pelas paredes (4) que, em corte transversal perpendicular á direcção do eixo dos canais capilares apresentam um alinhamento diferencial não superior a 40°.
2. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1, caracterizadas ainda por pelo menos 50 % do Volume Capilar Específico se encontrar dentro dos canais capilares que são formados por paredes que, em corte transversal perpendicular à direcção do eixo dos canais capilares, apresentam um alinhamento diferencial não superior a 30°.
3. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito nas Reivindicações 1 ou 2, caracterizadas ainda por pelo menos 30 % do Volume Capilar Específico estar dentro dos 1 1 5 10 canais capilares que são formados por paredes que, em corte transversal perpendicular ã direcção do eixo dos canais capilares, são substancialmente perpendiculares à corda que fecha os canais capilares e que são, adicionalmente, de um modo preferencial, substancialmente perpendiculares à base dos canais capilares. Mod. 71 · 20.000 βχ. - 92/12 15 20 25 30
4. Estruturas de canal capilar de acordo como descrito em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 3, caracterizadas ainda por pelo menos 50% do Volume Capilar Específico se encontrar dentro dos canais capilares que, em corte transversal perpendicular â direcção do eixo dos canais capilares, descreverem um ângulo de 90° ± 15° com as cordas que fecham os referidos canais capilares.
5. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1, caracterizadas por a referida estrutura compreender canais capilares com secções transversais afuniladas com bocas de recepção de fluidos na extremidade distai (5') das paredes (4) de canal capilar que possuem uma largura inferior ao referido canal capilar medida na extremidade (5) da base das referidas paredes.
6. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1, caracterizadas por as referidas estruturas possuírem paredes (4) de canal capilar, em que as referidas paredes são mais espessas nas suas extremidades (5) da base do que nas suas extremidades (5') distais.
7. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 6, caracterizadas por as referidas paredes de canal afuniladas apresentarem uma espessura máxima não superior a 3,0 vezes a Espessura Média da Estrutura. 2
8. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1, caracterizadas ainda por possuírem uma Espessura Média da Estrutura inferior a 10 microns, preferencialmente inferior a 5 microns.
9. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1 ou na Reivindicação 8, caracterizadas ainda por pelo menos 30% do Volume Capilar Específico se encontrar no interior dos canais capilares que são formadas por paredes que, em corte transversal perpendicular à direcção do eixo dos canais capilares, são substancialmente paralelas.
10. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 8, caracterizadas por pelo menos 50% do Volume Capilar Específico se encontrar no interior dos canais capilares que são formados por paredes que, em corte transversal perpendicular à direcção do eixo dos canais capilares, apresentam um alinhamento diferencial não superior a 30°.
11. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1 ou na Reivindicação 8, caracterizadas ainda por pelo menos 3 0% do Volume Capilar Específico se encontrar no interior dos canais capilares que são formadas por paredes que, em corte transversal perpendicular â direcção do eixo dos canais capilares, são substancialmente perpendiculares às cordas que fecham os canais capilares.
12. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 11, caracterizadas ainda por pelo menos 50% do Volume Capilar Específico se encontrar no interior dos canais capilares que, em corte transversal perpendicular à direcção do eixo dos canais capilares, 3 1 são formadas por paredes que se encontram num ângulo de yu“ ± 15° com as cordas que fecham os canais capilares, e que são, adicionalmente, de preferência, substancialmente perpendiculares à base do canal capilar. 5 10
13. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 12, caracteri-zadas ainda por o material polimérico que forma as referidas estruturas apresentar uma Tensão de Adesão com água destilada de pelo menos 20 dines/ cm, preferencialmente 25 dines/ cm. Mod. 71 -20.000 ex. · 92/12
14. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 13, caracterizadas ainda por as referidas estruturas possuírem uma Absorção Capilar, com água destilada, de pelo menos 1,5 cc / g a 5,0 cm, preferencialmente de pelo menos 4,0 cc/ g a 10,0 cm.
15. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 13 ou na Reivindicação 14, caracterizadas ainda por constituírem uma Proporção de Torsão Vertical com Agua Destilada Corada de pelo menos 3,0 cm com o tempo inicial de 10 minutos, de preferência 5 minutos de período de torsão.
16. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito em qualquer uma das Reivindicações de 13 a 15, caracterizadas ainda por apresentarem uma Força Compressiva (quando molhadas) após a imersão (durante 5 minutos) em água destilada de pelo menos 138 000 dines/
17. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito em qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, caracterizadas ainda por possuírem uma Absorção Capilar para n-decano de pelo menos 1,5 cc/ g a 3,0 cm e por 4 35 1 1 15 Mod. 71 - 20.000 e*. - 92/12 20 25 30 serem formadas por um material polimérico que apresenta uma tensão adesiva com n-decano de pelo menos 10 dines/ cm.
18. Estruturas (2) de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 1, caracterizadas por as referidas estruturas serem fibras em que a referida base é um núcleo central a partir do qual as referidas paredes (4) de canal capilar se prolongam radialmente ou em que a referida base é plana e tem uma largura inferior ou igual a 0,5 cm.
19. Folha absorvente (3) polimérica de canal capilar possuindo uma pluralidade de canais (8) de intra-estruturas capilares formados por uma base (6) de canal capilar planar e uma pluralidade de paredes (4) , possuindo cada uma delas uma extremidade (5) de base e uma extremidade distai (51) em que cada uma delas se prolonga a partir da referida base ao longo da extensão da referida base na direcção do eixo ao longo de pelo menos 0,2 cm, em que a referida folha se caracteriza por possuir um Volume Capilar Específico de pelo menos 1,2 cc/ g, de preferência de cerca de 2,0 cc/ g; uma Área de Superfície Capilar Específica de pelo menos 500 cm2/ g, de preferência de pelo menos 2000 cm2/g; e uma Força Compressiva (em seco) de pelo menos 13 800 dines/ cm2; e por apresentarem uma base plana com uma largura superior a 0,5 cm.
20. Estruturas de canal capilar de acordo com o descrito na Reivindicação 13, caracterizadas ainda por as referidas estruturas compreenderem canais capilares com bases planas, com uma relação entre o perímetro em corte da superfície e a base superior a 1,5. 5 35 1 1 5 Mod. 71 - 20.000 ex. - 92/12

30
21. Folha de canal capilar de acordo com o descrito na reivindicação 19, caracterizada ainda por o material polimérico que forma a referida folha apresentar uma Tensão de Adesão com água destilada de pelo menos 20 dines/ cm.
22. Estrutura ou folha de canal capilar de acordo com o descrito em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 21, caracterizada ainda por as referidas paredes apresentarem orifícios inter-capilares de troca de fluidos.
23. Material têxtil absorvente caracterizado por compreender as estruturas de canais capilares de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 13 a 15, em que as referidas estruturas se apresentam sob a forma de fibras de canais capilares.
24. Processo de extrusão destinado a fazer estruturas com uma pluralidade de canais capilares substancialmente paralelos possuindo um alinhamento diferencial não superior a 40°, em que o referido processo é caracterizado pelas etapas de: (a) introduzir uma composição polimérica derretida e fluida através de um molde de extrusão em que o molde de extrusão apresenta um orifício (31) anelar de base a partir do qual se prolongam de um modo radial uma pluralidade de orifícios (28) de parede de canal capilar de modo a que a composição de polímero à saída do referido molde de extrusão compreende uma base anelar côncava e uma pluralidade de paredes de canal capilar se prolongam radialmente a partir da referida base, em que a base e as paredes formam uma pluralidade de canais capilares e em que o referido molde de extrusão apresenta uma 6 35 1 5

Mod. 71 - 20.000 ex. · 92/12 20 25 30 entrada (26) de gás localizado referido orifício de base anelar; no interior do (b) orientar, simultaneamente com a introdução da referida composição polimérica através da referida base anelar do molde de extrusão e dos orifícios da parede do canal capilar, uma corrente gasosa através da referida entrada de gás na mesma direcção do fluxo da referida composição polimérica derretida; e (c) subsequentemente à saída da composição polimérica do molde de extrusão, conduzir a estrutura de canal capilar a um tamanho desejado e arrefecer a referida estrutura.

25. Processo de acordo com o descrito na Reivindicação 24, caracterizado ainda por a referida composição polimérica compreender um polímero termoplástico e um agente hidrofilizante.

26. Processo de acordo com o descrito na Reivindicação 24 ou na Reivindicação 25, caracterizado ainda por, aquando da saída da composição polimérica do molde de extrusão, a referida composição ser arrefecida numa zona de arrefecimento possuindo uma temperatura ambiente de pelo menos 28° C abaixo da temperatura da composição polimérica quando esta entra na referida zona de arrefecimento.

27. Molde de extrusão (20) destinado ao fabrico de estruturas de canal capilar, de folhas e de tecidos de acordo com a Reivindicação 1, com a Reivindicação 19 ou com a Reivindicação 23, compreendendo uma camada de orifício de canal capilar, em que a referida camada apresenta um orifício (30) dé base anelar e uma zona interior e uma zona exterior relativamente ao referido 7 * orifício de base anelar, compreendendo ainda uma entrada (26) de gás colocada dentro da zona interior do referido orifício de base anelar e meios destinados a manter de um modo fixo a referida zona interior no seu lugar relativamente à referida zona exterior, caracterizado por uma pluralidade de orifícios (28) de parede de canal capilar se prolongarem de uma forma radial a partir do referido orifício de base anelar. 10

Mod. 71 - 20.000 ex. ♦ 92/12 15 20

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