SK19642000A3 - Flexibilná štruktúra obsahujúca škrobové filamenty - Google Patents

Description

FLEXIBILNÁ ŠTRUKTÚRA OBSAHUJÚCA ŠKROBOVÉ FILAMENTY

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka flexibilných štruktúr obsahujúcich škrobové filamenty, konkrétnejšie flexibilných štruktúr majúcich rôzne oblasti.

Doterajší stav techniky

Celulózové fibrózne tkanivá, ako je papier, sú v odbore dobre známe. Fibrózne tkanivá s nízkou hustotou sa v súčasnej dobe bežne používajú ako papierové uteráky, toaletný papier, jemný papier na utieranie krému na tvár, servítky, utierky a podobne. Značné požiadavky na tieto papierové produkty vytvorili potrebu zlepšených verzií týchto produktov a spôsobov ich výroby. Kvôli splneniu týchto potrieb musia papierenskí výrobcovia vyrovnávať náklady na strojné zariadenie a zdroje s celkovou cenou dodávky týchto produktov spotrebiteľom.

Pre konvenčné papierenské postupy sa celulózové vlákna repulpujú, rozbíjajú alebo rafinujú kvôli získaniu určitého stupňa hydratácie vlákna, aby sa vytvorila vodná suspenzia celulózovej drviny. Spôsoby prípravy papierových produktov na použitie v jemnom tkanive, uterákoch a hygienických pomôckach všeobecne zahrňujú prípravu vodnej suspenzie a potom následné odstránenie vody zo suspenzie so súčasnou premenou usporiadania vláken tak, aby sa vytvorilo papierové tkanivo. Po odvodnení sa tkanivo spracováva do tvaru suchej rolky či listu a prípadne sa premieňa na balenie pre spotrebiteľa. Pri tomto spôsobe odvodňovania a úpravy je potrebné použiť rôzne typy strojného vybavenia, ktoré vyžadujú významné kapitálové investície.

Ďalší aspekt konvenčných papierenských operácií zahrňuje inkorporáciu aditív do papierovej drviny kvôli dosiahnutiu špecifických konečných vlastností.

Napríklad aditíva ako sú spevňovacie živice, rozpojovacie povrchovo aktívne látky, zmäkčujúce prostriedky, pigmenty, sieťky, syntetické mikrosféry,

616/B ·· prostriedky spomaľujúce horenie, farbivá, parfumy atď., sa často používajú v papierenskom priemysle. Účinná retencia týchto aditív na vlhkom konci papierenského procesu predstavuje pre výrobcu problém, lebo podiel, ktorý sa nezadrží, vytvára nielen ekonomickú stratu, ale aj významné problémy znečistenia, pokiaľ sa stane časťou vôd odtekajúcich zo závodu. Aditíva možno tiež dodávať do papierového tkaniva po odvodnení prostredníctvom poťahovacích či saturačných spôsobov dobre známych v odbore. Tieto kroky zvyčajne vyžadujú spotrebu nadmernej tepelnej energie na opätovné vysušenie papiera po potiahnutí. Navyše sa v niektorých prípadoch vyžadujú poťahovacie systémy na báze rozpúšťadiel, čo zvyšuje kapitálové náklady a požaduje recykláciu prchavých látok kvôli splneniu požiadaviek regulačných vyhlášok.

Pri výrobe papiera sa použili rôzne prírodné vlákna odlišné od celulózy rovnako tak ako široké rozmedzie syntetických vláken, avšak všetky tieto náhrady zlyhali pri potrebe poskytnúť komerčne prijateľnú náhradu za celulózu v dôsledku vysokej ceny, zlých schopností spájania, chemických inkompatibilít a problémov so zaobchádzaním vo výrobných systémoch. V rôznych aspektoch papierenského procesu sa navrhujú škrobové filamenty ako náhrada za celulózu, avšak komerčné snahy o využitie týchto filamentov neboli úspešné. Výsledkom je, že sa papierové produkty doteraz vyrábajú takmer výlučne z celulózových zložiek na báze dreva.

Podstata vynálezu

Tento vynález poskytuje flexibilnú štruktúru obsahujúcu dlhé škrobové filamenty a spôsob ich výroby. Hlavne tento vynález poskytuje flexibilnú štruktúru obsahujúcu pluralitu škrobových vláken, ktorá má dve alebo tri oblasti majúce významné intenzívne vlastnosti na zlepšenie pevnosti, absorbčnej schopnosti a mäkkosti.

Tento vynález tiež poskytuje spôsoby výroby škrobových filamentov. Hlavne tento vynález poskytuje elektrospriadací spôsob výroby plurality škrobových filamentov.

616/B

Flexibilná štruktúra obsahuje pluralitu škrobových filamentov. Aspoň niektoré z tejto plurality škrobových filamentov majú rozmer od zhruba 0,001 g/10 000 m dĺžky (dtex) do 135 g/10 000 m (dtex), konkrétnejšie od 0,01 g/10 000 m (dtex) do 5 g/10 000 m (dtex). Stranový pomer dĺžky hlavnej osi aspoň niektorých škrobových vláken k ekvivalentnému priemeru prierezu kolmého na hlavnú os týchto škrobových vláken je väčší ako 100/1, konkrétnejšie väčší ako 500/1, ešte konkrétnejšie väčší ako 1000/1 a dokonca ešte konkrétnejšie väčší ako 5000/1.

Štruktúra obsahuje aspoň prvú oblasť a druhú oblasť, z ktorých každá má aspoň jednu spoločnú intenzívnu vlastnosť zvolenú zo skupiny obsahujúcej hustotu, plošnú hmotnosť, eleváciu, nepriehľadnosť, krepovú frekvenciu a ktorúkoľvek ich kombináciu. Aspoň jedna spoločná intenzívna vlastnosť prvej oblasti sa odlišuje svojou hodnotou od aspoň jednej spoločnej intenzívnej vlastnosti druhej oblasti.

V jednom vyhotovení jedna z prvej a druhej oblasti obsahuje v podstate spojitú sieť a zvyšná z týchto dvoch oblastí obsahuje pluralitu rôznych plôch rozptýlených po celej v podstate spojitej sieti. V ďalšom vyhotovení aspoň jedna z prvej a druhej oblasti obsahuje semikontinuálnu sieť.

Flexibilná štruktúra môže ďalej obsahovať aspoň tretiu oblasť majúcu aspoň jednu intenzívnu vlastnosť, ktorá je spoločná s intenzívnou vlastnosťou prvej oblasti a intenzívnou vlastnosťou druhej oblasti a odlišuje sa vo svojej hodnote. V jednom vyhotovení môže aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti obsahovať v podstate spojitú sieť. V ďalšom vyhotovení môže aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti obsahovať diskrétne či nespojité plochy. Ešte v ďalšom vyhotovení aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti môže obsahovať v podstate semikontinuálne plochy. V ešte ďalšom vyhotovení aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti môže obsahovať pluralitu diskrétnych plôch rozptýlených v celej v podstate spojitej sieti.

Vo vyhotovení, v ktorom flexibilná štruktúra obsahuje v podstate oblasť spojitej siete a pluralitu diskrétnych plôch rozptýlených v celej tejto v podstate spojitej oblasti siete, môže mať táto v podstate spojitá oblasť siete relatívne

616/B vysokú hustotu vzhľadom k relatívne nízkej hustote plurality diskrétnych plôch. Keď sa štruktúra umiestni na horizontálnu referenčnú rovinu, definuje prvá oblasť prvú eleváciu a druhá oblasť vystupuje z prvej oblasti a definuje tak druhú eleváciu, ktorá je väčšia (vzhľadom k horizontálnej referenčnej rovine) ako prvá elevácia.

Vo vyhotovení obsahujúcom aspoň tri oblasti môže prvá oblasť definovať prvú eleváciu, druhá oblasť môže definovať druhú eleváciu a tretia oblasť môže definovať tretiu eleváciu, ak sa štruktúra umiestni na horizontálnu referenčnú rovinu. Aspoň jedna z prvých, druhých a tretích elevácií môže byť rozdielna od aspoň jednej zo zvyšných elevácií, napríklad druhá elevácia môže byť uprostred medzi prvou eleváciou a treťou eleváciou.

V jednom vyhotovení obsahuje druhá oblasť pluralitu škrobových vankúšikov, kde jeden individuálny vankúšik môže obsahovať klenbovú časť rozprestierajúcu sa od prvej elevácie k druhej elevácii a nosníkovú časť rozprestierajúcu sa bočné od klenbovej časti pri druhej elevácii. Hustota nosníkovej časti škrobu sa môže rovnať hustote aspoň prvej oblasti a klenbovej časti alebo môže byť od nich odlišná alebo môže mať hodnotu, ktorá leží medzi hustotou prvej oblasti a hustotou klenbovej časti. Nosníkové časti sa typicky vyvyšujú nad prvú rovinu s vytváraním v podstate prázdnych priestorov medzi prvou oblasťou a nosníkovými časťami.

Flexibilná štruktúra sa môže zhotoviť vytvorením plurality škrobových filamentov spriadaním z taveniny suchým spriadaním, vlhkým spriadaním, elektrospriadaním alebo ktoroukoľvek ich kombináciou, vytvorením tvarovacieho člena, ktorý má stranu na pripojenie trojrozmerných filamentov štruktúrovanú na uloženie plurality škrobových filamentov, uložením plurality škrobových filamentov na strane tvarovacieho člena kvôli pripojeniu plurality škrobových filamentov, kde táto pluralita škrobových filamentov aspoň čiastočne zodpovedá usporiadaniu štruktúry u tohto člena a oddelením plurality škrobových filamentov od tvarovacieho člena.

Krok uloženia plurality škrobových filamentov na strane tvarovacieho člena na pripojenie filamentov môže zahrňovať ten účinok, že táto pluralita

616/B ·· ®· ·· ·· • · · ♦ · · · • · · · ··· • ·····♦ • ♦ · · · β ···· ···· ·· φφ škrobových filamentov aspoň čiastočne zodpovedá trojrozmernému usporiadaniu tvarovacieho člena. To možno napríklad dosiahnuť aplikáciou tlakovej diferencie na túto pluralitu škrobových filamentov.

V jednom vyhotovení zahrňuje krok uloženia plurality škrobových filamentov na tvarovom člene uloženie škrobových filamentov v ostrom uhle k povrchu tvarovacieho člena na pripojenie filamentov, kde tento ostrý uhol je od zhruba 5 stupňov do zhruba 85 stupňov.

Tvarovací člen zahrňuje v jednom vyhotovení kostru na báze živice pripojenú k vystužovaciemu článku. Tvarovací člen môže byť priepustný pre kvapaliny, nepriepustný pre kvapaliny alebo čiastočne priepustný pre kvapaliny. Vystužujúci článok môže byť umiestnený medzi stranu na pripojenie filamentov a aspoň jednu časť zadnej strany kostry. Strana na pripojenie filamentov môže zahrňovať v podstate spojité usporiadanie, v podstate semikontinuálne usporiadanie, diskontinuálne usporiadanie a akúkoľvek ich kombináciu. Kostra môže zahrňovať pluralitu priechodných apertúr, ktorá môže byť spojitá, diskrétna alebo semikontinuálna, analogicky a opačne vzhľadom k usporiadaniu kostry.

V jednom vyhotovení je tvarovací člen tvorený vystužovacím elementom umiestneným na úrovni prvej elevácie a živicová kostra je pripojená k vystužovaciemu členu plochou proti ploche a vystupuje von z vystužovacieho elementu s vytvorením druhej elevácie. Tvarovací člen môže zahrňovať pluralitu vláken pretkávanej priadze, plsť alebo akúkoľvek ich kombináciu.

Keď sa pluralita škrobových filamentov ukladá na strane tvarovacieho člena kvôli pripojeniu filamentov, majú tieto filamenty vďaka svojej flexibilite a/alebo pôsobením tlakového rozdielu kvapaliny aspoň čiastočnú snahu o usporiadanie zodpovedajúce trojrozmernému usporiadaniu tvarovacieho člena, a tak vytvárajú prvú oblasť plurality škrobových filamentov podporovaných štruktúrovanou kostrou a druhú oblasť plurality škrobových filamentov ohnutých do apertúry či apertúr tejto kostry a podporovaných vystužovacím elementom.

V jednom vyhotovení zahrňuje tvarovací člen zavesené časti. Živicová kostra tohto tvarovacieho člena zahrňuje pluralitu základní vychádzajúcich

616/B smerom von z vystužovacieho elementu a pluralitu nosníkových častí prechádzajúcich do bokov od základní na druhej elevácii s vytvorením prázdnych priestorov medzi nosníkovými časťami a vystužovacím elementom, kde táto pluralita základní a pluralita nosníkových častí vytvárajú v kombinácii trojrozmernú stranu tvarovacieho člena na pripojenie filamentov. Takýto tvarovací člen sa môže vytvoriť aspoň dvoma vrstvami spojenými plochami k sebe, takže časti kostry jednej z vrstiev zodpovedajú apertúram v druhej vrstve. Tvarovací člen zahrňujúci zavesené časti sa môže tiež vytvoriť rôznym tvrdením fotosenzitívnej živicovej vrstvy pomocou masky, ktorá má usporiadanie zodpovedajúce plochám s rôznou nepriehľadnosťou.

Spôsob výroby flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu môže ďalej zahrňovať krok zhustenia vybraných častí plurality škrobových filamentov, napríklad pôsobením mechanického tlaku na pluralitu škrobových vláken.

Tento proces môže ďalej zahrňovať krok spracovania plurality škrobových filamentov. Spracovanie sa môže uskutočniť krepovaním, mikrokontrakciou alebo kombináciou týchto spôsobov.

Elektrospriadací proces na výrobu škrobových filamentov zahrňuje kroky prípravy škrobovej kompozície s viskozitou pri preťahovaní od zhruba 50 Pa.s do zhruba 20 000 Pa.s a elektrospriadanie škrobovej kompozície so získaním škrobových filamentov s rozmerom od zhruba 0,001 do zhruba 135 g/10 000 m (dtex). Krok elektrospriadania škrobovej kompozície zvyčajne zahrňuje elektrospriadanie škrobovej kompozície tryskou.

Škrob v škrobovej kompozícii má váženú strednú molekulovú hmotnosť od zhruba 1 000 do zhruba 2 000 000 a škrobová kompozícia má kapilárne číslo aspoň 0,05 a konkrétnejšie aspoň 1,00. V jednom vyhotovení zahrňuje škrobová kompozícia od zhruba 20 hmotnostných % do zhruba 99 hmotnostných % amylopektínu. Škrob v škrobovej kompozícii má váženú strednú molekulovú hmotnosť od zhruba 1 000 do zhruba 2 000 000. Škrobová kompozícia môže obsahovať vysokomolekulárny polymér s váženou strednou molekulovou hmotnosťou aspoň 500 000.

616/B ··

Škrobová kompozícia môže obsahovať od zhruba 10 hmotnostných % do zhruba 80 hmotnostných % škrobu a od zhruba 20 hmotnostných % do zhruba 90 hmotnostných % aditív. Takáto škrobová kompozícia môže mať viskozitu pri preťahovaní od zhruba 100 Pa.s do zhruba 15 000 Pa.s pri teplote od zhruba 20 °C do zhruba 180 °C.

Táto škrobová kompozícia môže obsahovať od zhruba 20 hmotnostných % do zhruba 70 hmotnostných % škrobu a od zhruba 30 hmotnostných % do zhruba 80 hmotnostných % aditív. Táto škrobová kompozícia môže mať viskozitu pri preťahovaní od zhruba 200 Pa.s. do zhruba 10 000 Pa.s pri teplote od zhruba 20 °C do zhruba 100 °C.

Škrobová kompozícia s viskozitou pri preťahovaní od zhruba 200 Pa.s. do zhruba 10 000 Pa.s. môže mať kapilárne číslo od zhruba 3 do zhruba 50. Konkrétnejšie škrobová kompozícia majúca viskozitu pri preťahovaní od zhruba 300 Pa.s. do zhruba 5 000 Pa.s. môže mať kapilárne číslo od zhruba 5 do zhruba 30.

V jednom vyhotovení obsahuje škrobová kompozícia od zhruba 0,0005 do zhruba 5 hmotnostných % vysokomolekulárneho polyméru v podstate kompatibilného so škrobom a majúceho strednú molekulovú hmotnosť aspoň 500 000.

Táto škrobová kompozícia môže zahrňovať aditívum vybrané zo skupín zahrňujúcich plastifikátory a riedidlá. Takáto škrobová kompozícia môže ďalej obsahovať od zhruba 5 hmotnostných % do zhruba 95 hmotnostných % proteínu, ktorý obsahuje protein odvodený od kukurice, protein odvodený od sójových bôbov, protein odvodený od pšenice alebo akúkoľvek ich kombináciu.

Spôsob prípravy škrobových filamentov môže ďalej zahrňovať krok stenčovania škrobových filamentov prúdmi vzduchu.

616/B

V jednom vyhotovení spôsob na výrobu flexibilnej štruktúry obsahujúcej škrobové filamenty zahrňuje kroky prípravy škrobovej kompozície s viskozitou pri preťahovaní od zhruba 100 Pa.s do zhruba 10 000 Pas., zaistenie tvarovacieho člena majúceho stranu s trojrozmernou štruktúrou na pripojenie filamentov a protiľahlú zadnú stenu, kde strana na pripojenie filamentov obsahuje v podstate nepretržitú štruktúru, v podstate semikontinuálnu štruktúru, diskrétnu štruktúru alebo akúkoľvek ich kombináciu, elektrospriadanie škrobovej kompozície produkujúcej pluralitu škrobových filamentov a ukladanie plurality škrobových filamentov na strane na pripojenie filamentov na tvarovacom člene, kde tieto škrobové filamenty zodpovedajú trojrozmernej štruktúre strany na pripojenie filamentov.

V priemyselnom procese sa tvarovací člen nepretržite pohybuje smerom pohybu stroja.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 je schematický nákres jedného vyhotovenia flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu.

Obr. 1A je schematický prierez vedený podľa priamky 1A- 1A na obr. 1.

Obr. 2 je schematický nákres ďalšieho vyhotovenia flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu.

Obr. 3 je schematický prierez ďalšieho vyhotovenia flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu.

Obr. 4 je schematický nákres jedného vyhotovenia tvarovacieho člena použiteľného na vytvorenie flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu.

Obr. 4A je schematický prierez vedený pozdĺž priamky 4A - 4A na obr. 4.

Obr. 5 je schematický nákres ďalšieho vyhotovenia tvarovacieho člena použiteľného na vytvorenie flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu.

616/B

Obr. 5A je schematický prierez vedený pozdĺž čiary 5A - 5A na obr. 5.

Obr. 6 je schematický prierez ďalšieho vyhotovenia tvarovacieho člena použiteľného na vytvorenie flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu.

Obr. 7 je schematický parciálny bokorysný a prierezový nákres jedného vyhotovenia elektrospriadacieho procesu a zariadenia na výrobu štruktúry obsahujúcej škrobové filamenty.

Obr. 7A je schematický pohľad pozdĺž priamky 7A -7A na obr. 7.

Obr. 8 je schematický bokorys jedného vyhotovenia procesu podľa tohto vynálezu.

Obr. 9 je schematický bokorys ďalšieho vyhotovenia procesu podľa tohto vynálezu.

Obr. 9A je schematický bokorys a čiastočný pohľad na ďalšie vyhotovenie procesu podľa tohto vynálezu.

Obr. 10 je schematický pohľad na fragment vyhotovenia škrobového filamentu s diferenciálnymi prierezovými plochami kolmými k hlavnej (pozdĺžnej) osi filamentu.

Obr. 10A je schematický pohľad na niekoľko neexkluzívnych príkladov vyhotovenia prierezu škrobovým filamentom.

Obr. 11 je schematický pohľad na fragment škrobového filamentu s pluralitou zárezov aspoň pozdĺž časti dĺžky filamentu.

Nasleduje podrobný popis vynálezu.

Nasledujúce pojmy tak, ako sa tu používajú, majú nasledujúce významy:

„Flexibilná štruktúra obsahujúca škrobové filamenty,, alebo jednoducho „flexibilná štruktúra,, je usporiadanie skladajúce sa z plurality škrobových elementov, ktoré sú mechanicky navzájom prepletené s vytvorením produktu vo forme listu, ktorý má určité vopred určené mikroskopické, geometrické, fyzikálne a estetické vlastnosti.

616/B • · · · • · • · · • · ··· ····· „Škrobový filament,, je pozdĺžny, tenký a vysoko flexibilný predmet obsahujúci škrob a majúci hlavnú os, ktorá je veľmi dlhá v porovnaní s dvoma na seba navzájom kolmými osami, ktoré sú kolmé na túto hlavnú os. Stranový pomer dĺžky hlavnej osi k ekvivalentnému priemeru prierezu filamentu kolmému k jeho hlavnej osi je väčší ako 100/1, konkrétnejšie väčší ako 500/1, ešte konkrétnejšie väčší ako 1000/1 a najkonkrétnejšie väčší ako 5000/1. Škrobové filamenty môžu zahrňovať ďalšie látky, ako je napríklad voda, plastifikátory a ďalšie aditíva pridávané podľa potreby.

Pojem „ekvivalentný priemer,, sa tu používa na definíciu plochy prierezu a povrchovej plochy jednotlivého škrobového filamentu bez ohľadu na tvar prierezu. Ekvivalentný priemer je parameter, ktorý zodpovedá rovnici S = 1/4πϋ², kde S je plocha prierezu škrobového filamentu (bez ohľadu na jeho geometrický tvar), π = 3,14159 a D je ekvivalentný priemer. Napríklad prierez obdĺžnikového tvaru tvorený dvoma navzájom protiľahlými stranami „A„ a dvoma navzájom protiľahlými stranami „B„ sa môže vyjadriť ako S = A x B. Pritom možno plochu prierezu vyjadriť ako kruhovú plochu s ekvivalentným priemerom D. Potom možno ekvivalentný priemer D vypočítať zo vzorca S = 1/4πΟ², kde S je známa plocha daného obdĺžnika. (Ekvivalentný priemer kruhu je však skutočným priemerom tohto kruhu.) Ekvivalentný polomer je 1/2 ekvivalentného priemeru.

Pojem „pseudotermoplastické,, v spojení s „látkami,, alebo „kompozíciami,, označuje látky a kompozície, ktoré možno pôsobením zvýšených teplôt, rozpustením vo vhodnom rozpúšťadle alebo inými spôsobmi zmäkčovať do takého stupňa, že sa môžu uviesť do stavu schopného tečenia a v tomto stave sa môžu tvarovať podľa požiadavky a konkrétnejšie spracovávať za vzniku škrobových filamentov vhodných na vytváranie flexibilnej štruktúry. Pseudotermoplastické látky možno tvarovať napríklad kombinovaným pôsobením tepla a tlaku. Pseudotermoplastické látky sa odlišujú od termoplastických látok v tom zmysle, že sa ich zmäknutie či skvapalnenie uskutočňuje prítomnými zmäkčovadlami či rozpúšťadlami, bez ktorých by bolo nemožné uviesť ich pri akejkoľvek teplote či tlaku do mäkkého či tekutého stavu

616/B nevyhnutného na tvarovanie, lebo pseudotermoplasty ako také „sa netopia,,. Vplyv obsahu vody na teplotu skleného prechodu a teplotu topenia škrobu možno merať diferenciálnou skenovacou kalorimetriou, ako popisuje Zeleznak a Hoseny v „Cereal Chemistry,,, 64, 121 - 124 (1987). Pseudotermoplastická tavenina je pseudotermo-plastická látka v stave schopnom tečenia.

Pojem „mikrogeometria,, a jeho permutácia sa tu vzťahujú k relatívne malým (t.j. „mikroskopickým,,) podrobnostiam flexibilnej štruktúry, ako napríklad povrchovej textúry, bez ohľadu na celkovú konfiguráciu štruktúry, na rozdiel od celkovej (t.j. „makroskopickej,,) geometrie. Pojmy zahrňujúce slovo „makroskopický,, alebo „makroskopický,, sa týkajú celkovej geometrie uvažovanej štruktúry alebo jej časti umiestnenej v dvojrozmernej konfigurácii, ako je rovina X - Y. Napríklad na makroskopickej úrovni zahrňuje flexibilná štruktúra, pokiaľ je umiestnená na rovnom povrchu, relatívne tenký a plochý list. Avšak na mikroskopickej úrovni môže táto štruktúra zahrňovať pluralitu prvých oblastí, ktoré vytvárajú prvú rovinu majúcu prvú eleváciu a pluralitu klenutých štruktúr alebo „vankúšikov,, rozptýlených po celej rámcovej oblasti a vystupujúcich von z tejto oblasti s vytvorením druhej elevácie.

„Intenzívne vlastnosti,, sú vlastnosti, ktoré nemajú hodnotu závislú od agregácie hodnôt v rovine flexibilnej štruktúry. Spoločná intenzívna vlastnosť je intenzívna vlastnosť, ktorú vlastní viacero oblastí ako jedna. Tieto intenzívne vlastnosti flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu zahrňujú bez obmedzenia na vymenované vlastnosti hustotu, plošnú hmotnosť, eleváciu, opacitu a krepovú frekvenciu (pokiaľ sa má štruktúra skracovať). Ak je napríklad hustota spoločnou intenzívnou vlastnosťou dvoch rôznych oblastí, môže sa hodnota hustoty v jednej oblasti odlišovať od hodnoty hustoty v druhej oblasti. Oblasti (ako je napríklad prvá oblasť a druhá oblasť) sú identifikovateľné plochy navzájom rozlíšiteľné zreteľne odlišnými intenzívnymi vlastnosťami.

„Plošná hmotnosť,, je hmotnosť (meraná v g) jednotkovej plochy flexibilnej štruktúry škrobu, ktorá sa uvažuje v rovine štruktúry filamentov.

Veľkosť a tvar jednotkovej plochy, pre ktorú sa zisťuje plošná hmotnosť, závisí

616/B od relatívnych a absolútnych rozmerov a hmotnosťami.

tvarov oblastí s rôznymi plošnými • ·

• ·	• ·	• 4	4 4	a · a
• ·	• 4	e	4	4	4 >	• ·
•	e	4	4	4 · 4	e ·	•
•	4 4	• e	4 4	4 4 4	•
•	•	e	4	• ·	• ·	•
··· ·	····	44	e e	44	• M

„Hustota,, je pomer hmotnosti bázy k hrúbke (uvažovanej kolmo k rovine flexibilnej štruktúry) určitej oblasti. Zdanlivá hustota je plošná hmotnosť vzorky delená hrúbkou meranou kontaktným spôsobom s príslušným prevodom použitých jednotiek. Zdanlivá hustota, ktorá sa tu používa, má jednotky g/cm³.

„Hrúbka zisťovaná kontaktným spôsobom,, je hrúbka vzorky meraná tak, ako sa popisuje nižšie. Hrúbku meranú kontaktným spôsobom je potrebné odlišovať od elevácie diferenciálnych oblastí, ktorá je mikroskopickou charakteristikou týchto oblastí.

Pojem „teplota skleného prechodu,, T_s je teplota, pri ktorej sa látka mení z viskózneho či kaučukovitého stavu do tvrdého a relatívne krehkého stavu.

Pojem „smer pohybu stroja,, (alebo MD) znamená smer paralelný stokom flexibilnej štruktúry vyrábanej výrobným zariadením. „Smer naprieč pohybom stroja,, (alebo CD) je smer kolmý k smeru pohybu stroja a paralelný so všeobecnou rovinou vyrábanej flexibilnej štruktúry.

„X,„ „Y„ a „Z„ označujú konvenčný systém karteziánskych súradníc, v ktorom navzájom kolmé súradnice „X„ a „Y„ definujú referenčnú rovinu X - Y a „Z„ definuje ortogonálu k rovine X - Y. „Smer Z„ označuje akýkoľvek smer kolmý na rovinu X - Y. Analogicky pojem „rozmer Z„ znamená rozmer, vzdialenosť či parameter meraný paralelne so smerom Z. Ak sa niektorý element, ako je napríklad tvarovací člen, zakrivuje či inak odchyľuje od roviny, sleduje rovina X - Y konfiguráciu tohto člena.

„V podstate spojitá,, oblasť (plocha / sieť / kostra) sa týka oblasti, v ktorej možno prepojiť ktorékoľvek dva body neprerušenou čiarou prebiehajúcou plne vo vnútri tejto oblasti po celej dĺžke tejto čiary. V podstate spojitá oblasť má teda podstatnú „kontinuitu,, vo všetkých smeroch paralelných s prvou rovinou a končí iba na hranách tejto oblasti. Termín „v podstate,, v spojení s pojmom spojitý ukazuje, že i keď sa preferuje absolútna spojitosť, možno tolerovať malé odchýlky od tejto absolútnej spojitosti, pokiaľ tieto odchýlky zreteľne

616/B

·· • ·	·· • ·	·· • ·	·· •	·· • ·	• • ·
•	•	•	•	···	9 ·	Λ
•	• ·	•	•	•	•	9 9 ·	•
•	•	•	•	•	•	• ·
····	····	··	··	• 9	···

neovplyvňujú výkonnosť tejto flexibilnej štruktúry (alebo tvarovacieho člena) podľa konštrukcie a zámeru.

„V podstate semikontinuálna,, oblasť (plocha / sieť / kostra) sa týka oblasti, ktorá je „spojitá,, vo všetkých smeroch paralelných s prvou rovinou s výnimkou aspoň jedného smeru a v tejto oblasti nemožno prepojiť ktorékoľvek dva body neprerušenou čiarou prebiehajúcou plne vo vnútri tejto oblasti po celej dĺžke tejto čiary. Semikontinuálna kostra môže mať spojitosť iba v jednom smere paralelnom s prvou rovinou. Podľa analógie sa spojitou oblasťou popisovanou vyššie, zatiaľ čo sa preferuje absolútna kontinuita vo všetkých smeroch okrem jedného, možno tolerovať malé odchýlky od tejto kontinuity, pokiaľ tieto odchýlky neovplyvňujú zreteľne výkonnosť tejto štruktúry (alebo deflekčného člena).

„Diskontinuálne,, oblasti sa týkajú diskrétnych a navzájom separovaných plôch, ktoré sú diskontinuálne vo všetkých smeroch paralelných s prvou rovinou.

„Absorpčná schopnosť,, je schopnosť materiálu zachytávať kvapaliny rôznymi spôsobmi vrátane kapilárneho, osmotického, rozpúšťadlového alebo chemického pôsobenia a tieto kvapaliny zadržiavať. Absorpčnú schopnosť možno merať jednou zo skúšok, ktoré sa tu popisujú.

„Flexibilita,, je schopnosť látky či štruktúry deformovať sa pri danej záťaži bez rozbitia bez ohľadu na schopnosť alebo neschopnosť látky či štruktúry vrátiť sa do pôvodného tvaru pred deformáciou.

„Tvarovací člen,, je štruktúrny element, ktorý možno použiť ako oporu pre škrobové vlákna, ktoré sa na ňom môžu ukladať v priebehu procesu výroby flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu a ako tvarovaciu jednotku na vytváranie (alebo tvarovanie) požadovanej mikroskopickej geometrie flexibilnej štruktúry podľa tohto vynálezu. Tvarovací člen môže zahrňovať akýkoľvek element, ktorý je schopný zaisťovať, aby sa na ňom tvorila trojrozmerná štruktúra a zahrňuje, bez obmedzenia na tieto prípady, stacionárnu dosku, pás, tkanú látku a pruh.

616/B e··· · · e ··· • · ····· · · • · ······ ···· ···· ·· ·· ·· · „Vystužovací element,, je žiaduci, avšak nie nevyhnutný element v niektorých vyhotoveniach tvarovacieho člena a slúži hlavne na zaistenie alebo uľahčenie integrity, stability a trvanlivosti tvarovacieho člena zahrňujúceho napríklad živicový materiál. Vystužovací element môže byť priepustný pre kvapaliny, nepriepustný pre kvapaliny alebo čiastočne priepustný pre kvapaliny a môže obsahovať pluralitu navzájom prepletených nití, plsť, plast alebo iný vhodný syntetický materiál alebo ich kombináciu.

„Tlakový povrch,, je povrch, ktorý môže byť tlačený proti strane tvarovacieho člena na pripojenie filamentov majúci na sebe škrobové filamenty tak, aby sa ohli aspoň čiastočne do tvarovacieho člena, ktorý má trojrozmerné usporiadanie znížených a zvýšených miest.

„Decitex,, alebo „dtex„ je jednotka miery pre škrobový filament vyjadrená v g na 10 000 m, g/10 000 m.

„Spriadanie z taveniny,, je proces, pri ktorom sa termoplastická alebo pseudotermoplastické látka mení na vláknitú látku použitím zoslabovacej sily. Spriadanie z taveniny môže zahrňovať mechanické predĺženie, vyfukovanie z taveniny, spájanie priadze a elektrospriadanie.

„Mechanické predĺženie,, je spôsob indukcie sily na vlákne tým, že sa uvedie do kontaktu s hnaným povrchom, ako je valec, kvôli aplikácii sily na taveninu pri zhotovovaní vláken.

„Vyfukovanie z taveniny,, je spôsob výroby vláknitých tkanív alebo výrobkov priamo z polymérov či živíc s použitím vzduchu s vysokou rýchlosťou či inej vhodnej sily na zoslabenie filamentov. Pri spôsobe vyfukovania z taveniny sa zoslabovacia sila aplikuje vo forme vysokorýchlostného vzduchu pri výstupe látky zo zvlákňovacej trysky.

„Spájanie priadze,, predstavuje spôsob, pri ktorom sa umožní, aby vlákno dopadlo na vopred určenú vzdialenosť pôsobením síl prúdu a tiaže s následným pôsobením sily vysokorýchlostného vzduchu alebo iného vhodného zdroja.

616/B • ΦΦΦ „Elektrospriadanie,, je spôsob, ktorý používa elektrický potenciál ako silu na zoslabenie vláken.

„Spriadanie za sucha,, (tiež bežne nazývané spriadanie z roztoku) zahrňuje použitie rozpúšťadla, ktoré vysychá, kvôli stabilizácii vytvorenia vlákna. Materiál sa rozpustí v príslušnom roztoku a zoslabuje sa mechanickým predĺžením, vyfukovaním z taveniny, spájaním priadze a/alebo elektrospriadaním. Vlákno sa stabilizuje odparovaním rozpúšťadla.

„Spriadanie za vlhka,, zahrňuje rozpustenie látky vo vhodnom rozpúšťadle a vytvorenie malých vláken mechanickým predĺžením, fúkaním z taveniny, spájaním priadze a elektrospriadaním. Vlákno sa vytvára a vstupuje do koagulačného systému, ktorý normálne zahrňuje kúpeľ plnený príslušným roztokom, ktorý solidifikuje požadovaný materiál, a tým vytvára stabilné vlákna.

Vysokomolekulárny polymér „v podstate kompatibilný so škrobom,, znamená, že tento vysokomolekulárny polymér je schopný tvorby v podstate homogénnej zmesnej kompozície so škrobom (t.j. kompozície, ktorá sa voľnému oku javí ako priehľadná alebo priesvitná) pri zahriatí kompozície na teplotu prevyšujúcu teplotu mäknutia a/alebo topenia.

„Teplota topenia,, znamená teplotu alebo rozmedzie teplôt, pri ktorej alebo nad ktorou škrobová kompozícia dostatočne sa taví či mäkne tak, aby sa dala spracovať na škrobové vlákna v súlade s týmto vynálezom. Je potrebné si uvedomiť, že niektoré škrobové kompozície sú pseudotermoplastické kompozície a ako také nemusia vykazovať chovanie čistého „topenia,,.

„Teplota spracovania,, znamená teplotu škrobovej kompozície, pri ktorej možno vytvárať škrobové filamenty podľa tohto vynálezu, napríklad zoslabovaním.

Flexibilná štruktúra

S odkazom na obr. 1 až 3 obsahuje flexibilná štruktúra 100 zložená z termoplastických škrobových filamentov aspoň prvú oblasť 110 a druhú oblasť

120. Každá z týchto dvoch oblastí má aspoň jednu spoločnú intenzívnu vlastnosť, ako je napríklad plošná hmotnosť alebo hustota. Spoločná intenzívna

616/B ···· ··· ··· • · ····· ·· • · ······· ···· ···· ·· ·· ·· ··· vlastnosť prvej oblasti 110 sa odlišuje svojou hodnotou od spoločnej intenzívnej vlastnosti druhej oblasti 120. Napríklad hustota prvej oblasti 110 môže byť vyššia ako hustota druhej oblasti 120.

Prvá a druhá oblasť 110 a 120 flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu sa od seba môžu tiež odlišovať mikrogeometriou. Napríklad na obr. 1 sa prvá oblasť 110 skladá z v podstate z kontinuálnej siete tvoriacej prvú rovinu pri prvej elevácii, ak sa štruktúra 100 položí na plochý povrch a druhá oblasť 120 môže obsahovať pluralitu diskrétnych plôch rozptýlených po celej v podstate spojitej sieti. Tieto diskrétne plochy môžu v niektorých vyhotoveniach zahrňovať diskrétne vyvýšeniny alebo „vankúšiky,, vystupujúce von z tejto oblasti siete s vytvorením druhej elevácie, ktorá je vyššia ako prvá elevácia vzhľadom k prvej rovine. Je potrebné si uvedomiť, že tieto vankúšiky môžu tiež obsahovať v podstate spojitú štruktúru a v podstate semikontinuálnu štruktúru.

V jednom vyhotovení môže mať v podstate spojitá sieť relatívne vysokú hustotu a vankúšiky relatívne nízku hustotu. V inom vyhotovení môže mať v podstate spojitá sieť relatívne nízku plošnú hmotnosť a vankúšiky môžu mať relatívne vysokú plošnú hmotnosť. V ďalšom vyhotovení môže mať v podstate spojitá sieť relatívne nízku hustotu a vankúšiky môžu mať relatívne vysokú hustotu. Uvažuje sa o vyhotovení, v ktorom môže v podstate spojitá sieť mať relatívne vysokú plošnú hustotu a vankúšiky relatívne nízku plošnú hustotu.

V ďalších vyhotoveniach môže druhá oblasť 120 obsahovať semikontinuálnu sieť. Na obr. 2 obsahuje druhá oblasť diskrétne plochy 122 podobné tým, ktoré ukazuje obr. 1 a semikontinuálne plochy 121 prechádzajúce aspoň jedným smerom, ako možno vidieť v rovine X - Y (t.j. v rovine vytvorenej prvou oblasťou 110 štruktúry 100 umiestnenej na plochom povrchu).

Vo vyhotovení ukázanom na obr. 2 obsahuje flexibilná štruktúra tretiu oblasť 130 majúcu aspoň jednu intenzívnu vlastnosť, ktorá je spoločná s intenzívnou vlastnosťou prvej oblasti 110 a intenzívnou vlastnosťou druhej oblasti 120 a odlišuje sa od nich svojou hodnotou. Napríklad prvá oblasť 110 môže mať spoločnú intenzívnu vlastnosť majúcu prvú hodnotu, druhá oblasť

616/B ·· ·· ·· ·· • · · · ··· · • · · · ··· I • · · · · · · ········ ·· ·· ··

120 môže mať spoločnú intenzívnu vlastnosť majúcu druhú hodnotu a tretia oblasť 130 môže mať spoločnú intenzívnu vlastnosť majúcu tretiu hodnotu a prvá hodnota môže byť odlišná od druhej hodnoty a tretia hodnota môže byť odlišná od druhej hodnoty a prvej hodnoty.

Keď sa štruktúra 100 obsahujúca aspoň tri rôzne oblasti 1_W, 120, 130, ako sa tu popisuje vyššie, položí na horizontálnu referenčnú rovinu (napríklad na rovinu X - Y), definuje prvá oblasť 110 rovinu majúcu prvú eleváciu a druhá oblasť 120 vychádza z tejto roviny a definuje druhú eleváciu. Uvažuje sa o vyhotovení, v ktorom tretia oblasť 130 definuje tretiu eleváciu, kde aspoň jedna z prvej, druhej a tretej elevácie je odlišná aspoň od jednej zo zvyšných elevácií. Napríklad tretia elevácia môže byť uprostred medzi prvou a druhou eleváciou.

Nasledujúca tabuľka ukazuje bez obmedzenia niektoré možné kombinácie vyhotovenia štruktúry 100 obsahujúce aspoň tri oblasti majúce rôzne (t.j. vysoké, stredné či nízke) intenzívne vlastnosti. Všetky tieto vyhotovenia sa zahrňujú do predmetu tohto vynálezu.

Intenzívne vlastnosti

Vysoká	Stredná	Nízka
spojitá	diskontinuálna	diskontinuálna
spojitá	diskontinuálna
spojitá		diskontinuálna
semikontinuálna	semikontinuálna	semikontinuálna
semikontinuálna	semikontinuálna	diskontinuálna
semikontinuálna	semikontinuálna
semikontinuálna	diskontinuálna	semikontinuálna
semikontinuálna	diskontinuálna	diskontinuálna
semikontinuálna		semikontinuálna
diskontinuálna	spojitá	diskontinuálna
diskontinuálna	spojitá
diskontinuálna	semikontinuálna	semikontinuálna
diskontinuálna	semikontinuálna	diskontinuálna
diskontinuálna	diskontinuálna	spojitá
diskontinuálna	diskontinuálna	semikontinuálna
diskontinuálna	diskontinuálna	diskontinuálna
diskontinuálna		spojitá
	spojitá	diskontinuálna
	semikontinuálna	semikontinuálna
	diskontinuálna	spojitá

616/B ···· ··· ··· • · ····· · · • · ······· ···· ···· ·· ·· ·· ···

Obr. 3 ukazuje ďalšie vyhotovenie flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu, v ktorom druhá oblasť 120 obsahuje pluralitu škrobových vankúšikov, kde aspoň niektoré z týchto vankúšikov obsahujú klenutú škrobovú časť 128 a nosníkovú škrobovú časť 129 vystupujúcu z klenutej škrobovej časti 128. Škrobová nosníková časť 129 je vyvýšená oproti rovine X - Y a vychádza z klenutej časti 128 v uhle tak, že vytvára v podstate voľné priestory alebo „vrecká,, 115 medzi prvou oblasťou 110, škrobovými klenutými časťami 120. ktoré z nej vychádzajú, a škrobovými nosníkovými časťami 129.

Z veľkej časti vzhľadom k prítomnosti týchto v podstate prázdnych vreciek 115 schopných prijímať a udržiavať významné množstvo kvapaliny sa uvažuje, že flexibilná štruktúra 100 ukázaná schematicky na obr. 3 vykazuje vysoké absorpčné charakteristiky pri danej plošnej hmotnosti. Vrecká 115 možno charakterizovať tým, že nemajú žiadne škrobové filamenty alebo ich majú veľmi málo.

Ten, kto je skúsený v odbore, si uvedomí, že následkom spôsobu zhotovenia flexibilnej štruktúry 100, ako sa diskutuje nižšie, a následkom vysoko flexibilnej povahy škrobových filamentov a flexibilnej štruktúry 100 ako celku, možno určité množstvo jednotlivých škrobových filamentov prítomných vo vreckách 115 tolerovať, pokiaľ tieto škrobové filamenty neinterferujú s navrhnutou štruktúru 100 a s jej zamýšľanými vlastnosťami. V tejto súvislosti sa pojem „v podstate,, prázdne vrecká 115 používa na uváženie skutočnosti, že vzhľadom k vysoko flexibilnej povahe štruktúry 100 a jednotlivých škrobových filamentov tvoriacich štruktúru 100 možno vo vreckách 115 nájsť určité nevýznamné množstvo škrobových filamentov alebo ich častí. Hustota vreciek 115 nie je vyššia ako 0,005 g/cm³, konkrétnejšie nie je vyššia ako 0,004 g/cm³ a ešte konkrétnejšie neprevyšuje 0,003 g/cm³.

V ďalšom aspekte sa flexibilná štruktúra 100 obsahujúca nosníkové časti 129 charakterizuje zvýšeným celkovým povrchom oproti povrchu porovnateľnej štruktúry nemajúcej nosníkové časti 129. Skúsený odborník si uvedomí, že o čo je vyšší počet jednotlivých nosníkových častí 129 a ich príslušných

616/B mikroskopických povrchov, o to vyšší je výsledný mikroskopický špecifický povrch (t.j. výsledný mikroskopický povrch na jednotku celkovej makroskopickej plochy štruktúry uloženej na plochom povrchu). Skúsený odborník si rovnako uvedomí, že o čo je väčší absorpčný povrch štruktúry, o to vyššia je jej absorpčná kapacita pri nezmenených ostatných parametroch.

Vo vyhotoveniach štruktúry 100 obsahujúcej nosníkové časti 129 môžu tieto nosníkové časti 129 obsahovať tretie oblasti štruktúry 100. Napríklad sa uvažuje vyhotovenie, v ktorom je hustota škrobových nosníkových častí 129 medzi hustotou prvej oblasti 110 a hustotou druhej oblasti 120 tvoriacou klenutú časť (klenuté časti). V ďalšom vyhotovení môže byť hustota klenutej časti 128 uprostred medzi relatívne vysokou hustotou prvej oblasti 110 a relatívne nízkou hustotou nosníkovej časti 129. Analogicky plošná hmotnosť nosníkovej časti 129 sa môže rovnať hodnote pre prvú oblasť 110 alebo klenutú časť 128, môže byť medzi týmito hodnotami alebo môže byť vyššia ako tieto dve hodnoty.

Spôsob tvorby flexibilnej štruktúry

Obr. 8 a 9 ukazujú schematicky dve vyhotovenia spôsobu tvorby flexibilnej štruktúry 100 obsahujúcej škrobové filamenty.

Najprv sa zaistí pluralita škrobových filamentov. Prípravu škrobových filamentov pre flexibilnú štruktúru 100 podľa tohto vynálezu možno uskutočniť radom spôsobov známych v odbore. Napríklad možno škrobové filamenty vytvárať zo pseudotermoplastických roztavených škrobových kompozícií rôznymi spôsobmi spriadania z taveniny. Rozmery škrobových filamentov sa môžu odlišovať od zhruba 0,001 do zhruba 135 g/10 000 m (dtex), konkrétnejšie od zhruba 0,005 do zhruba 50 g/10 000 m (dtex) a ešte konkrétnejšie od zhruba 0,01 do zhruba 5,0 g/10 000 m (dtex).

Niektoré odkazy vrátane US patentu č. 4 139 699 Hernandeza a kol., vydaného 13. februára 1979, US patentu č. 4 853 168 Edena a kol., vydaného

1. augusta 1989, US patentu č. 4 234 480 Hernandeza a kol., vydaného 6.

januára 1981 a US patentu Buehlera a kol., 5 516 815 a 5 316 578 sa týkajú

616/B • · • ··· • · ···· ·· ···· ···· ·· ·· ·· · škrobových kompozícií na výrobu škrobových filamentov spôsobom spriadania z taveniny. Roztavenú škrobovú kompozíciu možno pretláčať zvlákňovacou tryskou pre tvorbu filamentov s priemermi mierne zväčšenými oproti priemeru ústia zvlákňovacej trysky (následkom efektu nabobtnania). Tieto filamenty sa potom preťahujú smerom dole mechanicky alebo termomechanicky preťahovacou jednotkou kvôli zmenšeniu priemeru vlákna.

Na výrobu netkaných termoplastických tkanivových štruktúr z pretláčaných polymérov je v odbore známych niekoľko zariadení, ktoré sú vhodné na zhotovovanie dlhých flexibilných škrobových filamentov. Napríklad možno pretláčanú škrobovú kompozíciu viesť zvlákňovacou tryskou (nie je ukázaná) s vytvorením vertikálne orientovanej clony škrobových filamentov pokračujúcich smerom dole. Tieto škrobové filamenty možno chladiť vzduchom v spojení s ťažnou či zoslabujúcou vzduchovou štrbinou nasávacieho typu. US patent č. 5 292 239 Zeldina a kol., vydaný 8. marca 1994, uverejňuje zariadenie, ktoré znižuje významne turbulenciu prúdu vzduchu kvôli zaisteniu jednotnej a konzistentnej ťažnej sily pôsobiacej na škrobové filamenty. Popis tohto patentu je tu zahrnutý formou odkazu kvôli obmedzeným účelom vysvetlenia spôsobov a zariadenia na zníženie turbulencie v prúde vzduchu pri vytváraní škrobových filamentov.

Pre účely tohto vynálezu možno škrobové filamenty vyrábať zo zmesi zahrňujúcej škrob, vodu, plastifikátory a prípadné ďalšie aditíva. Napríklad možno vhodnú škrobovú zmes previesť na pseudotermoplastickú taveninu v pretláčacom zariadení a prepravovať zvlákňovacou tryskou k ťažnej jednotke s vytváraním vertikálne orientovanej clony škrobových filamentov smerujúcich smerom dole. Zvlákňovacia tryská môže zahrňovať súbor, ktorý je v odbore známy. Zvlákňovacia tryská môže zahrňovať viacero vŕtaní trysky s otvormi, ktoré majú prierezy vhodné na tvorbu škrobových filamentov. Túto zvlákňovaciu trysku možno prispôsobiť fluidite škrobovej kompozície takým spôsobom, že každé vŕtanie trysky má rovnaký prietok, ak sa to požaduje. Alternatívne sa môžu prietoky rôznych trysiek meniť.

616/B • · · · φ · · ··· t · · · ··· φ · • ·ΦΦ·ΦΦΦΦΦ • · φφφφφφ ···· ···· ·· ·· ·· ·

Ťažná jednotka (nie je ukázaná) sa môže umiestniť v smere pohybu od pretláčacieho zariadenia a môže zahrňovať otvorený horný koniec, protiľahlý otvorený spodný koniec a zberné potrubie dodávky vzduchu dodávajúcej stlačený vzduch vnútorným tryskám orientovaným smerom dole. Keď stlačený vzduch prúdi vnútornými tryskami, je ťahaný do otvoreného horného konca ťažnej jednotky a vzniká rýchly prúd vzduchu smerom dole. Tento prúd vzduchu poskytuje hnaciu silu pôsobiacu na škrobové vlákna a spôsobuje ich stenčenie či natiahnutie pred opustením otvoreného spodného konca ťažnej jednotky.

Teraz sa zisťuje, že škrobové vlákna vhodné pre flexibilnú štruktúru 100 možno získavať elektrospriadacím procesom, pri ktorom sa na škrobový roztok privádza elektrické pole pre vytvorenie elektricky nabitého prúdu škrobu. Elektrospriadací spôsob je v odbore známy. Dizertačná práca nazvaná „The Electro-Spinning Process and Applications of Electro-Spun Fibers,, Doshiho Jaysehe, Natwarlala, Ph. D., 1994, popisuje elektrospriadací proces a študuje sily, ktoré sa pri ňom zúčastňujú. Táto práca tiež skúma určité komerčné aplikácie elektricky spriadaných vláken. Táto dizertácia je tu zahrnutá formou odkazu pre účely popisu princípov elektrospriadacích spôsobov.

US patenty č. 1 975 504 (2. októbra 1934), 2 123 992 (19. júla 1938), 2 116 942 (10. mája 1938), 2 109 333 (22. februára 1938), 2 160 962 (6. júna 1939), 2 187 306 (16. januára 1940) a 2 158 416 (16. mája 1939), všetky vydané pre Formhalse, popisujú elektrospriadacie spôsoby a ich zariadenie. Ostatné odkazy popisujúce elektrospriadacie spôsoby zahrňujú nasledujúce patenty: US patent č. 3 280 229 (18. októbra 1966) vydaný pre Simonsa, 4 044 404 (30. augusta 1977) vydaný pre Martina a kol., 4 069 026 (17. januára 1978) vydaný pre Simma a kol., 4 143 196 (6. marca 1979) vydaný pre Simma, 4 223 101 (16. septembra 1980) vydaný pre Finea a kol., 4 230 650 (28. októbra 1980) vydaný pre Guignarda, 4 232 525 (6. apríla 1982) vydaný pre Bornata, 4 552 707 (12. novembra 1985) vydaný pre Howa, 4 689 186 (25. augusta 1987) vydaný pre Bornata, 4 798 607 (17. januára 1989) vydaný pre Middletona a kol., 4 904 272 (27. februára 1990) vydaný pre Middletona a kol., 4 968 238 (6. novembra 1990) vydaný pre Satterfielda a kol., 5 024 789 (18. januára 1991) vydaný pre Barryho, 6 106 913 (22. augusta 2000) vydaný pre Scardina a kol.,

616/B ·· a 6 110 590 (29. augusta 2000) vydaný pre Zarkooba a kol. Uverejnenie patentov citovaných vyššie sa tu zahrňuje formou odkazu kvôli obmedzenému účelu popisu všeobecných princípov elektrospriadacích spôsobov a ich zariadenia.

I keď predchádzajúce odkazy popisujú rad elektrospriadacích spôsobov a ich zariadenia, nepopisujú, že možno škrobovú kompozíciu úspešne spracovávať a pretláčať do tenkých v podstate spojených škrobových filamentov vhodných na vytváranie flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu. Prirodzený škrob nie je spracovateľný elektrospriadacím spôsobom, pretože má všeobecne zrnitú štruktúru. Teraz sa zisťuje, že modifikovanú „deštrukturovanú,, škrobovú kompozíciu možno úspešne spracovávať elektrospriadacím spôsobom.

Spoločne zadaná patentová prihláška nazvaná „Melt Processible Starch Composition,, (Larry Neil Mackey a kol., číslo registra #7967R) podaná v deň podania tejto prihlášky, uverejňuje škrobovú kompozíciu vhodnú na výrobu škrobových filamentov použitých vo flexibilnej štruktúre 100 podľa tohto vynálezu. Táto škrobová kompozícia zahrňuje škrob s váženým priemerom molekulovej hmotnosti v rozmedzí od zhruba 1 000 do zhruba 2 000 000 a môže obsahovať vysokomolekulárny polymér, ktorý je v podstate kompatibilný so škrobom a má vážený priemer molekulovej hmotnosti aspoň 500 000. V jednom vyhotovení môže táto kompozícia mať od zhruba 20 hmotnostných % do zhruba 99 hmotnostných % amylopektínu. Zverejnenie tejto spoločne určenej prihlášky sa tu zahrňuje formou odkazu.

Podľa tohto vynálezu možno škrobový polymér miešať s vodou, plastifikátormi a ďalšími aditívami a výslednú taveninu možno spracovať (napríklad pretláčať) a konfigurovať so získaním škrobových filamentov vhodných pre flexibilnú štruktúru podľa tohto vynálezu. Škrobové filamenty môžu mať od stopového množstva do 100 % škrobu alebo môžu byť zmesou škrobu a ďalších vhodných látok, ako je napríklad celulóza, syntetické látky, proteíny a akákoľvek ich kombinácia.

616/B

99 • « •	·· • · •	• · • 9 • ·	• 9 9 • 99	99 • · • ·	• ·
• • · · ·	• • 99 «	9 · • ·	9 · • ·	9 9 9 ·	9 9 9

Škrobové polyméry môžu zahrňovať akýkoľvek prírodný škrob, fyzikálne modifikovaný škrob alebo chemicky modifikovaný škrob. Vhodné prírodné škroby zahrňujú bez obmedzenia na tieto typy kukuričný škrob, zemiakový škrob, škrob zo sladkých zemiakov, pšeničný škrob, škrob zo ságovej palmy, tapiokový škrob, ryžový škrob, škrob zo sójových bôbov, škrob maranty trstinovej, škrob z papradia, škrob lotosu, škrob z voskovej kukurice, kukuričný škrob s vysokým obsahom amylózy a komerčný amylózový prášok. Prirodzené škroby, hlavne kukuričný škrob, zemiakový škrob a pšeničný škrob, sú škrobovými polymérmi voľby vzhľadom k svojej dostupnosti.

Fyzikálne modifikovaný škrob sa vytvára zmenou dimenzionálnej štruktúry. Fyzikálne modifikovaný škrob môže zahrňovať alfa-škrob, frakcionovaný škrob, škrob spracovaný vlhkosťou a teplom a mechanicky spracovaný škrob.

Chemicky modifikovaný škrob sa môže vytvárať reakciou hydroxylových skupín s alkylénoxidmi a ďalšími látkami vytvárajúcimi étery, estery, uretány, karbamáty alebo izokyanáty. Hydroxyalkylové, acetylové alebo karbamátové škroby alebo ich zmesi patria do vyhotovenia chemicky modifikovaných škrobov. Stupeň substitúcie chemicky modifikovaných škrobov je od 0,05 do 3,0 a konkrétnejšie od 0,05 do 0,2.

Prirodzený obsah vody môže byť od zhruba 5 hmotnostných % do zhruba 16 hmotnostných % a konkrétnejšie od zhruba 8 % do zhruba 12 %. Obsah amylózy škrobu je od 0 % do zhruba 80 % a konkrétnejšie od zhruba 20 % do zhruba 30 %.

Ku škrobovému polyméru možno pridávať plastifikátor na zníženie teploty skleného prechodu zhotovovaných filamentov, a tým kvôli zvýšeniu ich flexibility. Navyše môže prítomnosť plastifikátora znížiť viskozitu taveniny, čo uľahčuje proces pretláčania taveniny. Plastifikátor je organická zlúčenina majúca aspoň jednu hydroxylovú skupinu, ako je napríklad polyol. Sorbitol, manitol, D-glukóza, polyvinylalkohol, etylénglykol, polyetylénglykol, propylénglykol, polypropylénglykol, sacharóza, fruktóza, glycerol a ich zmesi sa ukazujú byť vhodné. Príklady plastifikátorov zahrňujú sorbitol, sacharózu a

616/B • · · · ··· ··· • · · · ··· · · • · ······« ···· ···· ♦· ·· ·· ··· fruktózu v množstvách v rozmedziach od zhruba 0,1 hmotnostného % do zhruba 70 hmotnostných %, konkrétnejšie od zhruba 0,2 hmotnostných % do zhruba 30 hmotnostných % a ešte konkrétnejšie od zhruba 0,5 hmotnostných % do zhruba 10 hmotnostných %.

Ďalšie aditíva možno zvyčajne pridávať do škrobového polyméru ako pomocné prostriedky na spracovanie a na modifikáciu fyzikálnych vlastností, ako je napríklad pružnosť, pevnosť v ťahu za sucha a pevnosť za vlhka pretláčaných škrobových filamentov. Aditíva sú zvyčajne prítomné v množstvách od 0,1 hmotnostného % do 70 hmotnostných % na báze zmesi bez prchavých látok (čo znamená, že sa množstvo vypočíta s vylúčením prchavých látok, ako je voda). Príklady aditív zahrňujú, bez obmedzenia na tieto látky, močovinu, deriváty močoviny, prostriedky pre tvorbu priečnych väzieb, emulgátory, povrchovo aktívne látky, mazivá, proteíny a ich alkalické soli, biodegradovateľné syntetické polyméry, vosky, syntetické termoplastické polyméry s nízkym bodom topenia, lepkavé živice, nastavovadlá a ich zmesi. Príklady biodegradovateľných syntetických polymérov zahrňujú, bez obmedzenia na tieto látky, polykaprolaktón, polyhydroxybutyráty, polyhydroxyvaleráty, polylaktidy a ich zmesi. Ďalšie aditíva zahrňujú optické zjasňovače, antioxidanty, látky spomaľujúce horenie, farbivá, pigmenty a plnidlá. Pre účely tohto vynálezu možno s výhodou do škrobovej kompozície zahrnúť aditívum obsahujúce močovinu v množstvách od 0,5 hmotnostných % do 60 hmotnostných %.

Vhodné nastavovadlá pre toto použitie zahrňujú želatínu, rastlinné proteíny, ako je kukuričný proteín, slnečnicový proteín, sójový proteín, proteín zo semien bavlny a polysacharidy rozpustné vo vode, ako sú algináty, karagenany, guarový glej, agar, arabský glej a príbuzné gleje a peptín a deriváty celulózy rozpustné vo vode, ako sú alkylcelulózy, hydroxyalkylcelulózy, karboxymetylcelulóza, atď. Možno tiež použiť syntetické polyméry rozpustné vo vode, ako sú polyakrylové kyseliny, estery polyakrylových kyselín, polyvinylacetáty, polyvinylalkoholy, polyvinylpyrolidón a podobne.

616/B • · · · ··· ··· • · · · ··· · · • · ·· · · ··· · • · ······ ···· ···· ·· ·· ·· ·

Ďalej možno pridávať mazivá na zlepšenie vlastností tečenia škrobovej látky v priebehu procesu podľa tohto vynálezu. Mazivové látky môžu zahrňovať živočíšne či rastlinné tuky, prednostne v ich hydrogenovanej forme, hlavne také, ktoré sú pri teplote miestnosti tuhé. Ďalšie mazivá zahrňujú monoglyceridy, diglyceridy a fosfatidy, hlavne lecitín. Pre účely tohto vynálezu sa pokladá za prospešné mazivo, ktoré obsahuje monoglycerid glyceromonostearát.

Možno pridávať ďalšie aditíva ako lacné plnidlá a pomocné látky na spracovanie vrátane anorganických plnidiel, ako sú oxidy horčíka, hliníka, kremíka a titánu. Navyše možno ako pomocné látky na spracovanie použiť anorganické soli vrátane solí alkalických kovov, solí alkalických zemín, fosfátových solí, atď.

Ďalšie aditíva môžu byť žiaduce v závislosti od konkrétneho koncového použitia zamýšľaného produktu. Napríklad u produktov, ako je toaletný papier, uteráky na jedno použitie, jemný papier na utieranie krému na tvár a ďalšie podobné produkty, je žiaducou vlastnosťou pevnosť za vlhka. Preto je často vhodné pridávať ku škrobovému polyméru prostriedky na tvorbu priečnych väzieb, ktoré sú známe v odbore ako živica „pre pevnosť za vlhka,,.

Všeobecné pojednanie o typoch živíc pre pevnosť za vlhka používaných v papierenstve možno nájsť v monografii TAPPI č. 29, Wet Strenght in Páper and Paperboard, Technical Association of the Púlp and Páper Industry (New York, 1965), ktorá je tu zahrnutá formou odkazu. Najužitočnejšie živice pre vlhkosť za vlhka sú všeobecne katiónovej povahy. Polyamid epichlórhydrínové živice sú katiónové polyamidové amín - epichlórhydrínové živice pre pevnosť za vlhka, ktoré sa obzvlášť používajú. Vhodné typy týchto živíc sa popisujú v US patente č. 3 700 623 vydanom 24. októbra 1972 a 3 772 076 vydanom 13. novembra 1973, oba pre Keima, ktorých uverejnenie sa tu zahrňuje formou odkazu. Jedným z komerčných dodávateľov použiteľných polyamid - epichlórhydrínových živíc je Hercules, Inc. of Wilmington, Delaware, ktorý obchoduje s týmito živicami pod značkou Kymene™.

616/B

Ako živice pre pevnosť za vlhka sú použiteľné tiež glyoxylované polyakrylamidové živice. Tie sa popisujú v US patente č. 3 556 932 vydanom 19. januára 1971 pre Cosciu a kol. a 3 556 933 vydanom 19. januára 1971 pre Willamsa a kol., ktorých uverejnenie sa tu zahrňuje formou odkazu. Jedným z obchodných zdrojov glyoxylovaných polyakrylamidových živíc je Cytec Co. of Stanford, Connecticut, ktorý obchoduje s jednou z týchto živíc pod značkou Parez™ 631 NC.

Ďalšími katiónovými živicami rozpustnými vo vode, ktoré možno použiť v tomto vynáleze, sú močovino - formaldehydové a melamín - formaldehydové živice. Bežnejšie funkčné skupiny týchto polyfunkčných živíc sú skupiny obsahujúce dusík, ako sú aminoskupiny a metylolové skupiny pripojené k atómu dusíka. V tomto vynáleze možno tiež použiť polyetylénimínové živice. Navyše možno v tomto vynáleze použiť živice pre dočasnú pevnosť za vlhka, ako je Caldas 10 (výroba Japan Carlit) a CoBond 1000 (výroba National Starch and Chemical Company).

Pre účely tohto vynálezu je jedným prostriedkom pre tvorbu priečnych väzieb živica pre pevnosť za vlhka Kymene™ v množstvách v rozmedzí od zhruba 0,1 hmotnostného % do zhruba 10 hmotnostných % a konkrétnejšie od zhruba 0,1 hmotnostného % do zhruba 3 hmotnostných %.

Na výrobu vhodných škrobových filamentov pre flexibilnú štruktúru 100 podľa tohto vynálezu by mala škrobová kompozícia vykazovať určité reologické správanie v priebehu spracovania, ako je určitá viskozita pri preťahovaní a určité kapilárne číslo. Typ spracovania (napríklad vyfukovanie taveniny, elektrospriadanie, atď.) však diktuje požadované reologické vlastnosti škrobovej kompozície.

Viskozita pri preťahovaní či predlžovaní sa vzťahuje k pretiahnuteľnosti taveniny škrobovej kompozície a je obzvlášť dôležitá pre procesy preťahovania, ako je výroba škrobových filamentov. Viskozita pri preťahovaní zahrňuje tri typy v závislosti od typu deformácie kompozície: viskozita pri uniaxiálnom či jednoduchom preťahovaní, viskozita pri biaxiálnom preťahovaní a čistá šmyková viskozita pri preťahovaní. Viskozita pri uniaxiálnom preťahovaní je

616/B ♦ ··· obzvlášť dôležitá pre procesy uniaxiálneho preťahovania, ako je mechanické predlžovanie, vyfukovanie z taveniny, spájanie priadze a elektrospriadanie. Ostatné dve viskozity pri preťahovaní sú dôležité pre biaxiálne preťahovanie alebo tvarovacie procesy pre zhotovenie filmov, pien, listov alebo dielov.

Pre konvenčné termoplasty na spriadanie vláken ako sú polyolefíny, polyamidy a polyestery, existuje silná korelácia medzi viskozitou pri preťahovaní a šmykovou viskozitou týchto konvenčných termoplastických látok a ich zmesí. To znamená, že spriadateľnosť materiálu možno jednoducho určiť šmykovou viskozitou taveniny, i keď je spriadateľnosť vlastnosť primárne riadená viskozitou taveniny pri preťahovaní. Táto korelácia je dostatočne robustná, takže priemysel vláken doteraz spolieha na šmykovú viskozitu taveniny pri výbere a formuláciu materiálov spriadateľných z taveniny. Viskozita taveniny pri preťahovaní sa používa ako priemyselný skreeningový prostriedok zriedka.

Preto je prekvapujúce zistenie, že škrobové kompozície podľa tohto vynálezu nemusia vykazovať takúto koreláciu medzi šmykovou viskozitou a viskozitou pri preťahovaní. Tieto škrobové kompozície vykazujú správanie toku taveniny typické pre nenewtonovské kvapaliny a ako také môžu vykazovať správanie tuhnutia pri pretvorení, t.j. pri náraste pretvorenia či deformácii narastá viskozita pri preťahovaní.

Napríklad pokiaľ sa do škrobovej kompozície pridá vysokomolekulárny polymér zvolený podľa tohto vynálezu, zostane šmyková viskozita kompozície relatívne nezmenená alebo dokonca slabo klesne. Na základe konvenčnej znalosti by takáto škrobová kompozícia mala vykazovať zníženú spracovateľnosť taveniny a nebolo by možné očakávať, že je vhodná pre procesy preťahovania z taveniny. Avšak s prekvapením sa zisťuje, že táto škrobová kompozícia vykazuje významný nárast viskozity pri preťahovaní, ak sa pridá malé množstvo vysokomolekulárneho polyméru. Následkom toho má táto škrobová kompozícia zvýšenú pretiahnuteľnosť z taveniny a je vhodná pre preťahovacie procesy z taveniny, hlavne tie, ktoré zahrňujú vyfukovanie taveniny, spriadanie a elektrospriadanie.

616/B φφ φφ φφ φφΦ· φ φ φ φφφφφφ • φφφ φφφ· φ • φ φφφφφφ φφφφ φφφφ φφ φφ ···

Škrobová kompozícia majúca šmykovú viskozitu meranú podľa spôsobu skúšania, ktorý je tu ďalej popísaný, menej ako 30 Pa.s, konkrétnejšie od zhruba 0,1 Pa.s do zhruba 10 Pa.s. a ešte konkrétnejšie od zhruba 1 do 8 Pa.s, je použiteľná pri tomto spôsobe stenčovania taveniny. Niektoré tieto škrobové kompozície môžu mať nízku viskozitu taveniny, takže ich možno miešať, prepravovať alebo inak spracovávať v tradičných zariadeniach pre spracovanie polymérov zvyčajne používaných pre viskózne kvapaliny, ako je stacionárna miešačka vybavená odmeriavacím čerpadlom a spriadacou tryskou. Šmyková viskozita tejto škrobovej kompozície sa môže účinne modifikovať na základe molekulovej hmotnosti a distribúcie molekulovej hmotnosti škrobu, molekulovej hmotnosti vysokomolekulárneho polyméru a množstva použitých plastifikátorov a/alebo rozpúšťadiel. Uvažuje sa, že zníženie strednej molekulovej hmotnosti škrobu je účinný spôsob na zníženie šmykovej viskozity kompozície.

V jednom vyhotovení tohto vynálezu má škrobová kompozícia spracovateľná v tavenine viskozitu pri preťahovaní v rozmedzí od zhruba 50 Pa.s do zhruba 20 000 Pa.s, konkrétnejšie od zhruba 100 Pa.s. do zhruba 15 000 Pa.s, ešte konkrétnejšie od zhruba 200 Pa.s. do zhruba 10 000 Pa.s a ešte viac konkrétnejšie od zhruba 300 Pa.s do zhruba 5 000 Pa.s. a dokonca ešte konkrétnejšie od zhruba 500 Pa.s do zhruba 3 500 Pa.s pri určitej teplote. Viskozita pri preťahovaní sa vypočítava spôsobom, ktorý sa tu popisuje v oddiele Analytické metódy.

Reologické správanie škrobovej kompozície môže ovplyvniť rad faktorov (vrátane viskozity pri preťahovaní). Tieto faktory zahrňujú bez obmedzenia množstvo a typ použitých polymerizačných zložiek, molekulovú hmotnosť a distribúciu molekulových hmotností zložiek vrátane škrobu a vysokomolekulárnych polymérov, obsah amylózy v škrobe, množstvo a typ aditív (napríklad plastifikátorov, riedidiel, pomocných prostriedkov na spracovanie), typ spracovania (napríklad vyfukovanie z taveniny alebo elektrospriadanie) a podmienky spracovania, ako je teplota, tlak, rýchlosť deformácie a relatívna vlhkosť a v prípade nenewtonovských materiálov deformačná história (t.j. závislosť pretvorenia od času či histórie). Niektoré látky môžu tuhnúť pri pretvorení, t.j. ich viskozita pri preťahovaní rastie s rastúcim

616/B ·· • · · · · · · ··♦· ···· ·· ·· «· pretvorením. Možno sa domnievať, že to vyplýva z naťahovania prepletenej polymerizačnej siete. Ak je napätie materiálu odstránené, napnutá prepletená polymerizačná sieť relaxuje k nižšej hladine pretvorenia v závislosti od relaxačnej časovej konštanty, ktorá je funkciou teploty, molekulovej hmotnosti polyméru, koncentrácie rozpúšťadla či plastifikátora a ďalších faktorov.

Prítomnosť a vlastnosti vysokomolekulárnych polymérov môžu mať významný účinok na viskozitu škrobovej kompozície pri preťahovaní. Vysokomolekulárne polyméry použiteľné pre zvyšovanie pretiahnuteľnosti taveniny škrobovej kompozície použité v tomto vynáleze sú zvyčajne vysokomolekulárne, v podstate lineárne polyméry. Navyše sú na zvyšovanie pretiahnuteľnosti škrobovej kompozície najúčinnejšie vysokomolekulárne polyméry, ktoré sú v podstate kompatibilné so škrobom.

Zisťuje sa, že škrobové kompozície použiteľné pre spôsoby preťahovania taveniny majú zvyčajne viskozitu pri preťahovaní zvýšenú aspoň 10x, ak sa do kompozície pridá zvolený vysokomolekulárny polymér. Zvyčajne škrobové kompozície podľa tohto vynálezu vykazujú zvýšenie viskozity pri preťahovaní zhruba 10x až zhruba 500x, konkrétnejšie zhruba 20x až zhruba 300x a ešte konkrétnejšie zhruba 30x až zhruba 100x, ak sa pridá vysokomolekulárny polymér. O čo vyšší je obsah vysokomolekulárnych polymérov, o to väčší je nárast viskozity pri preťahovaní. Vysokomolekulárny polymér možno pridávať na úpravu viskozity pri preťahovaní na hodnotu 200 až 2000 Pa.s. pri Henckyho pretvorení 6. Napríklad možno do škrobovej kompozície pridávať polyakrylamid majúci molekulovú hmotnosť od 1 milióna do 15 miliónov v množstve 0,001 až 0,1 %.

Typ a obsah použitého škrobu môže mať rovnako vplyv na viskozitu škrobovej kompozície pri preťahovaní. Všeobecne pri poklese obsahu amylózy v škrobe rastie viskozita pri preťahovaní. Viskozita pri preťahovaní rovnako všeobecne rastie, ak stúpa molekulová hmotnosť škrobu v rámci predpísaného rozmedzia. Konečne viskozita pri preťahovaní všeobecne rastie, ak rastie hladina škrobu v kompozíciách (a naopak, viskozita pri preťahovaní všeobecne klesá, ak rastie hladina aditíva v kompozíciách).

616/B

Teplota škrobovej kompozície môže významne ovplyvňovať viskozitu škrobovej kompozície pri preťahovaní. Pre účely tohto vynálezu možno použiť všetky konvenčné prostriedky kontroly teploty škrobovej kompozície, pokiaľ sú vhodné pre konkrétny použitý spôsob. Napríklad vo vyhotoveniach, v ktorých sa škrobové filamenty vyrábajú preťahovaním tryskou, môže mať teplota trysky významný vplyv na viskozitu preťahovania škrobových kompozícií, ktoré sa touto tryskou pretláčajú. Všeobecne pri náraste teploty škrobovej kompozície klesá viskozita škrobovej kompozície pri preťahovaní. Teplota škrobovej kompozície môže byť v rozmedzí od zhruba 20 °C do zhruba 180 °C, konkrétnejšie od zhruba 20 °C do zhruba 90 °C a ešte konkrétnejšie od zhruba 50 °C do zhruba 80 °C. Je potrebné si uvedomiť, že prítomnosť či neprítomnosť tuhých látok v škrobovej kompozícii môže ovplyvniť jej požadované teplotné rozmedzie.

Na vyjadrenie správania toku pri preťahovaní možno použiť Troutonov pomer (Tr). Troutonov pomer sa definuje ako pomer medzi viskozitou pri preťahovaní a šmykovou viskozitou

Tr = (viskozita pri preťahovaní) / (šmyková viskozita) kde viskozita pri preťahovaní je funkciou deformačnej rýchlosti a času. Pre newtonovskú kvapalinu má Troutonov pomer pri uniaxiálnom preťahovaní konštantnú hodnotu 3. Pre nenewtonovskú kvapalinu, ako sú škrobové kompozície, ktoré sa tu používajú, závisí viskozita pri preťahovaní od rýchlosti deformácie a času. Rovnako sa zisťuje, že kompozície podľa tohto vynálezu spracovateľné v tavenine majú zvyčajne Troutonov pomer aspoň 3. Zvyčajne sa Troutonov pomer pohybuje od zhruba 10 do zhruba 5 000, zvyčajne od zhruba 20 do zhruba 1 000 a ešte bežnejšie od zhruba 30 do zhruba 500 pri meraní pri teplote spracovania a rýchlosti preťahovania 700 s’¹ pri Henckyho pretvorení 6.

616/B *· · ··· · ·· • · · · ·«· « • · · · · ·· ···· ···· ·· ·· ·„ .

Autori vynálezu tiež zisťujú, že vo vyhotoveniach, v ktorých sa vyrábajú škrobové filamenty pretláčaním, je pri priechode pretláčacou tryskou kapilárne číslo (Ca) škrobovej kompozície dôležité pre spracovateľnosť taveniny. Kapilárne číslo je hodnota predstavujúca pomer viskóznych síl kvapaliny k silám povrchového napätia. V blízkosti výstupu kapilárnej trysky, pokiaľ nie sú viskózne sily významne väčšie ako sily povrchového napätia, sa bude kvapalný filament rozbíjať do kvapôčok, čo sa bežne nazýva „atomizácia,,. Kapilárne číslo sa vypočíta podľa nasledujúcej rovnice:

Ca = (šmyková viskozita . Q) / π . r²' σ v ktorej:

šmyková viskozita v Pa.s sa meria pri rýchlosti 3 000 s’¹,

Q je volumetrický prietok kvapaliny kapilárnou tryskou v m³/s, r je polomer kapilárnej trysky v m (pre nekruhové ústie možno použiť ekvivalentný priemer/polomer) a σ je povrchové napätie kvapaliny v N/m.

Pretože sa kapilárne číslo vzťahuje k šmykovej viskozite, ako sa popisuje vyššie, ovplyvňujú ho rovnaké faktory, ktoré ovplyvňujú šmykovú viskozitu, a to podobným spôsobom. Pojem „inherentný,,, ako sa tu používa v spojení s kapilárnym číslom či povrchovým napätím, označuje vlastnosti škrobovej kompozície neovplyvňované vonkajšími faktormi, ako je napríklad prítomnosť elektrického poľa. Termín „efektívny,, označuje vlastnosti škrobovej kompozície, ktoré sú ovplyvnené vonkajšími faktormi, ako je napríklad prítomnosť elektrického poľa.

V jednom vyhotovení tohto vynálezu majú škrobové kompozície spracovateľné v tavenine inherentné kapilárne číslo pri priechode tryskou aspoň 0,01 a efektívne kapilárne číslo aspoň 1,0. Bez elektrostatických vplyvov musí byť kapilárne číslo väčšie ako 1 kvôli dosiahnutiu stability a prednostne väčšie ako 5 pre robustnú stabilitu tvoreného filamentu. Za prítomnosti elektrostatických vplyvov pôsobí odpudzovanie nábojov proti účinku povrchového napätia, takže inherentné kapilárne číslo merané bez prítomného

616/B elektrického náboja môže byť menšie ako 1. Keď sa na tvorený filament privedie elektrický potenciál, poklesne efektívne povrchové napätie a efektívne kapilárne číslo sa zvýši na základe nasledujúcich rovníc.

I keď kapilárne číslo možno vyjadriť rôznymi spôsobmi, reprezentatívna rovnica, ktorú možno použiť na stanovenie inherentného kapilárneho čísla určitej látky, je:

Cainherentné = (šmyková viskozita). τ / σ, kde :

Cainherentné je inherentné kapilárne číslo, τ je lineárna viskozita kvapaliny, oje povrchové napätie kvapaliny.

Pre účely tohto vynálezu by reprezentatívna vzorka mala mať nasledujúce zloženie a vlastnosti.

Zloženie

Purity Gum 59 od National Starch Inc.	40,00 %
Deionizovaná voda	59,99 %
Superfloc N-300 LMW od Cytec	0,01 %

(vysokomolekulárny polyakrylamid)

Teplota v priebehu stanovenia	48 °C (120 °F)
Šmyková viskozita pri 3 000 s’1	0,1 Pa.s
Priemer trysky	0,0254 cm
Lineárna rýchlosť	0,236 m/s
Inherentné povrchové napätie	0,072 N/m

616/B ·· ·· ·· ·· ·· ···· ······ _a* · · · ···· · • · ····»» ···· ···· ·· _ee,

Pri experimente bez vloženia elektrostatického náboja na kvapalinu tento materiál preteká špičkou trysky, vytvára malé kvapôčky a potom odkvapkáva pôsobením tiaže v diskrétnych kvapôčkach. Pri zvyšovaní elektrického potenciálu v systéme sa kvapôčky zmenšujú a nastáva ich zrýchlenie smerom k uzemňovaciemu mechanizmu. Keď elektrický potenciál (25 kV pre túto vzorku) dosahuje kritické hodnoty, kvapka sa už pri špičke trysky nevytvára a zo špičky trysky sa vypudzuje drobné spojité vlákno. Privedený elektrický potenciál teda teraz prekonáva sily povrchového napätia a eliminuje režim kapilárneho zlyhania. Efektívne kapilárne číslo je teraz väčšie ako 1. Laboratórne experimenty s popísaným roztokom a experimentálnym usporiadaním poskytujú v podstate spojité vlákna. Tieto vlákna sa zberajú na vákuovom site vo forme vláknitého pletiva. Analýza optickou mikroskopiou ukazuje, že výsledné vlákna sú spojité a majú priemery v rozmedzí od 3 do 5 pm.

V niektorých vyhotoveniach môže byť inherentné kapilárne číslo aspoň 1, konkrétnejšie od 1 do 100, ešte konkrétnejšie od zhruba 3 do zhruba 50 a najkonkrétnejšie od zhruba 5 do zhruba 30.

Škrobová kompozícia podľa tohto vynálezu sa spracováva v stave schopnom tečenia, ktorý zvyčajne nastáva pri teplote aspoň rovnej alebo vyššej ako je „teplota topenia,,. Preto sa teplotné rozmedzie spracovania kontroluje „teplotou topenia,, škrobovej kompozície, ktorá sa meria podľa spôsobu, ktorý sa tu podrobne popisuje. Teplota topenia tejto škrobovej kompozície je v rozmedzí od zhruba 20 °C do zhruba 180 °C, konkrétnejšie od zhruba 30 °C do zhruba 130 °C a ešte konkrétnejšie od zhruba 50 °C do zhruba 90 °C. Teplota topenia škrobovej kompozície je funkciou obsahu amylózy v škrobe (vyšší obsah amylózy požaduje vyššiu teplotu topenia), obsahu vody, obsahu plastifikátora a typu plastifikátora.

Príklady spôsobov uniaxiálneho preťahovania vhodné pre škrobové kompozície zahrňujú spriadanie z taveniny, vyfukovanie taveniny a spájanie priadze. Tieto spôsoby sa podrobne popisujú v US patente č. 4 064 605, vydanom 27. decembra 1977 pre Akiymau a kol., US patente č. 4 418 026

616/B ·· ·· • · · • · ··· vydanom 29. novembra 1983 pre Blackeho a kol., US patente č. 4 855 179 vydanom 8. augusta 1989 pre Bourlanda a kol., US patente č. 4 909 976 vydanom 20. marca 1990 pre Cucula a kol., US patente č. 5 145 631 vydanom 8. septembra pre Jezica, US patente č. 5 516 815 vydanom 14. mája 1996 pre Buehlera a kol. a US patente č. 5 342 335 vydanom 30. augusta 1994 pre Rhima a kol., ktorých popisy sa tu zahrňujú formou odkazu.

Schematické zobrazenie na obr. 7, 8 a 9 ukazuje zariadenie 10 na výrobu škrobových filamentov vhodné pre flexibilnú štruktúru 100 podľa tohto vynálezu. Zariadenie 10 môže zahrňovať napríklad jednoskrutkové alebo dvojskrutkové pretláčacie zariadenie, čerpadlo s nútenou dodávkou alebo ich kombináciu, ako je známe v odbore. Škrobový roztok môže mať celkový obsah vody, t.j. hydratačnú vodu plus pridanú vodu v rozmedzí od zhruba 5 hmotnostných % do zhruba 80 hmotnostných %, konkrétnejšie v rozmedzí od zhruba 10 hmotnostných % do zhruba 60 hmotnostných % vzťahujúc na celkovú hmotnosť škrobového materiálu. Škrobový materiál sa zahrieva na zvýšené teploty dostatočné pre vytvorenie pseudotermoplastickej taveniny. Táto teplota je zvyčajne vyššia ako teplota skleneného prechodu a/alebo teplota topenia tvoreného materiálu. Pseudotermoplastické taveniny podľa tohto vynálezu sú polymerizačné kvapaliny majúce viskozitu závislú od šmykovej rýchlosti, ako je známe v odbore. Viskozita klesá s rastom šmykovej rýchlosti rovnako tak ako s rastúcou teplotou.

Škrobový materiál možno zahrievať v uzatvorenom objeme za prítomnosti nízkej koncentrácie vody po prevedení škrobového materiálu na pseudotermoplastickú taveninu. Tento uzatvorený objem môže byť uzatvorenou nádobou alebo objemom vytvoreným tesniacim pôsobením dodávaného materiálu, ako k tomu dochádza v skrutkovom pretláčacom zariadení. Vytvorené tlaky v uzatvorenej nádobe budú zahrňovať tlaky vytvorené parami vody, rovnako tak ako tlaky vytvorené stlačením materiálov v škrobovom valci pretláčacieho zariadenia.

616/B ·· ·· ·· ·· • · · · ··· · • · · ···· · • · · · ·· ··· • · · · · · · ········ ·· ··

Na zníženie viskozity pseudotermoplastickej taveniny možno použiť katalyzátor štiepiaci reťazec, ktorý znižuje molekulovú hmotnosť štiepením glykozidových väzieb škrobových makromolekúl, ktoré vedie k zníženiu strednej molekulovej hmotnosti škrobu. Vhodné katalyzátory zahrňujú anorganické a organické kyseliny. Vhodné anorganické kyseliny zahrňujú kyselinu chlorovodíkovú, kyselinu sírovú, kyselinu dusičnú, kyselinu fosforečnú a kyselinu boritú, rovnako tak ako parciálne soli viacsýtnych kyselín, ako je hydrogénsíran sodný alebo dihydrogénfosforečnan sodný, atd’. Vhodné organické kyseliny zahrňujú kyselinu mravčiu, kyselinu octovú, kyselinu propiónovú, kyselinu maslovú, kyselinu mliečnu, kyselinu glykolovú, kyselinu šťaveľovú, kyselinu citrónovú, kyselinu vínnu, kyselinu itakonovú, kyselinu jantárovú a ďalšie organické kyseliny známe v odbore vrátane parciálnych solí viacsýtnych kyselín. Výhodne možno v tomto vynáleze použiť kyselinu chlorovodíkovú, kyselinu sírovú a kyselinu citrónovú vrátane ich zmesí.

Možno použiť zníženie molekulovej hmotnosti nemodifikovaného škrobu 2x až 5 OOOx, konkrétnejšie 4x až 4 OOOx. Koncentrácia katalyzátorov je v rozmedzí od 1CT⁶ do 10'² molov katalyzátora na mól anhydroglukózovej jednotky, konkrétnejšie medzi 0,1 x 10’³ a 5 x 10‘³ mólu katalyzátora na mól anhydroglukózovej jednotky škrobu.

Na obr. 7 sa škrobová kompozícia dodáva do zariadenia 10 pre elektrospriadaciu výrobu škrobových filamentov používaného pri výrobe flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu. Zariadenie 10 zahrňuje kryt 11 konštruovaný a usporiadaný pre vstup (šipka A) škrobovej kompozície 17, ktorá sa tu môže udržiavať a pretláčať (šipka D) do škrobových filamentov 17a prúdom 14 hlavy trysky 13. Možno zaistiť prstencovú dutinu 12 na cirkuláciu (šipky B a C) ohrievacej kvapaliny, ktorá zahrieva škrobovú kompozíciu na požadovanú teplotu. Ostatné prostriedky na zahrievanie dobre známe v odbore zahrňujú elektroohrev, pulzné horenie, ohrev vodou a parou, atď. a môžu sa používať na zahrievanie tejto škrobovej kompozície.

Elektrické pole možno privádzať priamo ku škrobovému roztoku, napríklad elektricky nabitou sondou alebo ku krytu 11 a/alebo k pretláčacej

616/B • · ♦ · · ·· • · · · ··· · · · • ········· · • · ······· ···· ···· ·· ·· ·· ··· tryske 13. V prípade požiadavky sa môže tvarovací člen 200 elektricky nabíjať elektrickým nábojom opačným ako je náboj pretláčaných škrobových filamentov. Alternatívne možno tvarovací člen uzemniť. Potenciálny rozdiel môže byť od 5 kV do 60 kV a konkrétnejšie od 20 kV do 40 kV.

Pluralita pretláčaných škrobových filamentov sa môže potom ukladať na tvarovacom člene 200 postupujúcom v smere pohybu stroja MD v určitej vzdialenosti od zariadenia 10. Táto vzdialenosť by mala byť dostatočná, aby umožnila predĺženie a následné vysušenie škrobových filamentov a pritom udržala po túto dobu rozdiel náboja medzi škrobovými filamentami opúšťajúcimi trysku 14 a tvarovacím členom 200. Pre tento účel možno použiť prúd sušiaceho vzduchu pôsobiaceho na škrobové filamenty tak, aby sa táto pluralita škrobových filamentov ohla v určitom uhle. To umožní udržiavať minimálnu vzdialenosť medzi tryskou 14 a tvarovacím členom 200 kvôli udržaniu diferenciálneho náboja medzi nimi a súčasne kvôli maximalizácii dĺžky časti filamentov medzi tryskou a tvarovacím členom 200 kvôli účinnému vysušeniu filamentov. V tomto usporiadaní môže byť tvarovací člen 200 umiestnený v určitom uhle vzhľadom k smeru filamentov vláken opúšťajúcich trysku 14 (šípka D na obr. 7).

V prípade potreby možno použiť zoslabovací vzduch v kombinácii s elektrostatickou silou kvôli získaniu ťažnej sily spôsobujúcej zoslabovanie alebo napínanie škrobových vláken pred ich uložením na tvarovacom člene

200. Obr. 7A ukazuje schematicky príklad vyhotovenia hlavy trysky opatrenej prstencovým ústím 15 obklopujúcim trysku 14 a troma ďalšími ústiami 16 pre zoslabovací vzduch rovnomerne rozloženými v uhle 120 °C okolo trysky 14. Iné usporiadania pre zoslabovací vzduch, ako sú známe v odbore, sa však rovnako uvažujú v rámci tohto vynálezu.

Podľa tohto vynálezu majú škrobové filamenty rozmer v rozmedzí od zhruba 0,01 do zhruba 135 g/10 000 m (decitex), konkrétnejšie od zhruba 0,02 do zhruba 30 g/10 000 m (decitex) a ešte konkrétnejšie od zhruba 0,02 do zhruba 5 g/10 000 m (decitex). Škrobové filamenty majú rôzne prierezové tvary vrátane, avšak bez obmedzenia na tieto prípady, kruhových, oválnych,

616/B

·· • · • •	·· • · •	·· • · • e	• o • • •0	·· • · 9 ·	• • · •
• • e· ·	····	• · ··	• · «Ο	• · ··	• ···

obdĺžnikových, trojuholníkových, šesťuholníkových, krížových, hviezdicových, nepravidelných a akýchkoľvek ich kombinácií. Skúsený v odbore si uvedomí, že toto rozmedzie tvarov možno vytvoriť rôznymi tvarmi trysiek používaných pri produkcii škrobových filamentov.

Obr. 10A znázorňuje schematicky bez obmedzenia niektoré možné prierezové plochy škrobových filamentov. Prierezová plocha škrobového filamentu je plocha kolmá na hlavnú os filamentu a ohraničená obvodom vytvoreným vonkajším povrchom filamentu v rovine prierezu. Možno uvažovať, že o čo väčšia je povrchová plocha škrobového filamentu (na jednotku dĺžky alebo hmotnosti filamentu), o to väčšia je nepriehľadnosť flexibilnej štruktúry 100 zahrňujúcej škrobové filamenty. Preto možno uvažovať, že maximalizácia povrchu škrobových filamentov zväčšením ekvivalentného priemeru filamentu môže byť prospešná pre zvýšenie nepriehľadnosti výslednej flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu. Jeden zo spôsobov ako zväčšiť ekvivalentný priemer škrobových vláken, je vytváranie škrobových vláken s nekruhovými viacpovrchovým prierezovými tvarmi.

Navyše škrobové filamenty nemusia mať jednotnú hrúbku a/alebo prierezovú plochu po celej dĺžke filamentu alebo pozdĺž jeho časti. Obr. 10 napríklad znázorňuje schému fragmentu škrobového filamentu s rôznymi prierezovými plochami pozdĺž jeho dĺžky. Tieto rozdielne prierezové plochy možno napríklad vytvárať zmenou tlaku vo vnútri trysky alebo zmenou aspoň jednej z charakteristík (ako je rýchlosť, smer, atd’.) stenčujúceho vzduchu alebo sušiaceho vzduchu pri procese vyfukovania alebo kombinácie vyfukovania z taveniny a elektrospriadania.

Niektoré škrobové filamenty majú „zárezy,, umiestnené v určitých intervaloch pozdĺž dĺžky filamentu alebo pozdĺž jeho časti. Takéto zmeny prierezovej plochy filamentov pozdĺž dĺžky filamentov môžu podľa očakávania zlepšovať flexibilitu filamentov, uľahčovať schopnosť filamentov vzájomne sa preplietať do zhotovovanej flexibilnej štruktúry 100 a pozitívne ovplyvňovať mäkkosť a flexibilitu výslednej zhotovovanej štruktúry 100. Zárezy alebo iné výhodné nepravidelnosti škrobových filamentov možno vytvárať stykom

616/B • · • ··· škrobových filamentov s povrchom majúcim ostré hrany či výstupky, ako sa popisuje nižšie.

V ďalšom kroku sa zaisťuje tvarovací člen 200. Tvarovací člen 200 môže zahrňovať štruktúrovaný valec (nie je ukázaný) alebo ďalší člen vytvárajúci štruktúru, ako je pás alebo pruh. Tvarovací člen 200 zahrňuje stranu 201 pre styk s filamentom a zadnú stranu 202 proti tejto strane pre styk s filamentom

201. Rozdiel tlaku kvapaliny (napríklad vákuum, ktoré môže byť pod pásom alebo vo vnútri valca) môže nútiť škrobové filamenty k vstupu do štruktúry tvarovacieho člena kvôli vytvoreniu rozlíšiteľných oblastí v rámci zhotovovanej flexibilnej štruktúry.

V priebehu zhotovovania štruktúry 100 podľa tohto vynálezu sa škrobové filamenty ukladajú na strane pre kontakt s filamentami 201. Druhá strana 202 je zvyčajne v styku so zariadením, ako sú oporné valce, vodiace valce, vákuové zariadenie, atď., ako sa požaduje v konkrétnom spôsobe. Strana pre styk s filamentami 201 zahrňuje trojrozmernú štruktúru vyvýšenín a/alebo poklesov. Táto štruktúra je zvyčajne nenáhodná a opakujúca sa (i keď to nie je nevyhnutné). Trojrozmerná štruktúra strany pre kontakt s filamentami 201 môže zahrňovať v podstate nepretržitú štruktúru (obr. 4), v podstate semikontinuálnu štruktúru (obr. 5), štruktúru zahrňujúcu pluralitu diskrétnych výbežkov (obr. 5) alebo akúkoľvek ich kombináciu. Keď sa pluralita škrobových filamentov ukladá na stranu pre kontakt s filamentami 201 tvarovacieho člena 200, zodpovedá aspoň čiastočne táto pluralita flexibilných škrobových filamentov tvarovej štruktúre tvarovacieho člena 200.

Tvarovací člen 200 môže predstavovať pás alebo pruh, ktorý je makroskopický monoplanárny, pokiaľ leží v referenčnej rovine X - Y, kde smer Zje kolmý na rovinu X - Y. Podobne možno flexibilnú štruktúru 100 pokladať za makroskopický monoplanárnu a ležiacu v rovine paralelnej s rovinou X - Y. Kolmo k rovine X -Y je smer Z, pozdĺž ktorého sa rozprestiera kontaktne meraná hrúbka či hrúbka flexibilnej štruktúry 100 alebo elevácia diferenciálnych oblastí tvarovacieho člena 200 alebo flexibilnej štruktúry 100.

616/B ···· ··· ··· • · · · ··· · · • · ······ ···· ··©· ·· ·· ·· ·

V prípade požiadavky sa môže tvarovací člen 200 tvoriaci pás vyhotovovať ako plstenec. Vhodný plstenec na použitie podľa tohto vynálezu možno zhotoviť podľa popisov US patentu č. 5 549 790 vydaného 27. augusta 1996 pre Phana, 5 556 509 vydaného 17. septembra 1996 pre Trokhana a kol., 5 580 423 vydaného 3. decembra 1996 pre Ampulskiho a kol., 5 609 725 vydaného 11. marca 1997 pre Phana, 5 629 052 vydaného 13. mája 1997 pre Trokhana a kol., 5 637 194 vydaného 10. júna 1997 pre Ampulskiho a kol., 5 674 663 vydaného 7. októbra 1997 pre McFarlanda a kol., 5 693 187 vydaného 2. decembra 1997 pre Ampulskiho a kol., 5 709 775 vydaného 20. januára 1998 pre Trokhana a kol., 5 776 307 vydaného 7. júla 1998 pre Ampulskiho a kol., 5 795 440 vydaného 18. augusta 1998 pre Ampulskiho a kol., 5 814 190 vydaného 29. septembra 1998 pre Phana, 5 817 377 vydaného 6. októbra 1998 pre Trokhana a kol., 5 846 379 vydaného 8. decembra 1998 pre Ampulskiho a kol., 5 855 739 vydaného 5. januára 1999 pre Ampulskiho a 5 861 082 vydaného 19. januára 1999 pre Ampulskiho a kol., ktorých popisy sú tu zahrnuté formou odkazu. V jednom alternatívnom vyhotovení sa môže tvarovací člen 200 pripraviť ako plstenec podľa popisu US patentu č. 5 569 358 vydaného 29. októbra 1996 pre Camerona.

Jedno zásadné vyhotovenie tvarovacieho člena 200 zahrňuje živicovú kostru 210 pripojenú k vystužovaciemu elementu 250. Živicová kostra 210 má určitú vopred zvolenú štruktúru. Napríklad obr. 4 znázorňuje v podstate spojitú kostru 210 majúcu pluralitu priechodných apertúr 220. V niektorých vyhotoveniach môže byť vystužovací element 250 v podstate priepustný pre kvapaliny. Vystužovací element 250 priepustný pre kvapaliny môže obsahovať tkanú sieť alebo element s apertúrami, plsť alebo akúkoľvek ich kombináciu. Časti vystužovacieho elementu 250 s apertúrami 220 v tvarovacom člene 200 bránia priechodu škrobových filamentov tvarovacím členom 200, a tak znižujú výskyty jemných otvorov vo výslednej flexibilnej štruktúre 100. Ak sa nepožaduje použitie tkanej siete pre vystužovací element 250, môže netkaný element, sito, sieť, plstenec alebo doska či film majúce pluralitu priechodných otvorov poskytnúť adekvátnu oporu a pevnosť kostre 210. Vhodný vystužovací element 250 sa môže zaistiť podľa US patentu č. 5 496 624 vydaného 5. marca

616/B ·· ·· ·· ·· ·· • t·· ··· · • · ······· ···· ···· ·· ·· ·· ···

1996 pre Stelljesa a kol., 5 500 277 vydaného 19. marca 1996 pre Trokhana a kol. a 5 566 724 vydaného 22. októbra 1996 pre Trokhana a kol. a popisy týchto patentov sú tu zahrnuté formou odkazu.

Rôzne typy vystužovacieho elementu priepustné pre kvapaliny 250 sa popisujú v niekoľkých US patentoch, napríklad 5 275 700 a 5 954 097, ktorých popisy sú tu zahrnuté formou odkazu. Vystužovací element 250 môže zahrňovať plsť, tiež nazývaná plstenec, ako sa používa v konvenčnom papierenskom priemysle. Kostra 210 sa môže nanášať na vystužovací element 250, ako popisuje US patent č. 5 549 790 vydaný 27. augusta 1996 pre Phana, 5 556 509 vydaný 17. septembra 1996 pre Trokhana a kol., 5 580 423 vydaný 3. decembra 1996 pre Ampulskiho a kol., 5 609 725 vydaný 11. marca 1997 pre Phana, 5 629 052 vydaný 13. mája 1997 pre Trokhana a koľ, 5 637 194 vydaný 10. júna 1997 pre Ampulskiho a kol., 5 674 663 vydaný 7. októbra pre McFarlanda a kol., 5 693 187 vydaný 2. decembra 1997 pre Ampulskiho a kol., 5 709 775 vydaný 20. januára 1998 pre Trokhana a kol., 5 795 440 vydaný 18. augusta 1998 pre Ampulskiho a kol., 5 814 190 vydaný 23. septembra pre Phana, 5 817 377 vydaný 6. októbra 1998 pre Trokhana a kol. a 5 846 379 vydaný 8. decembra 1998 pre Ampulskiho a kol. a popisy všetkých týchto patentov sú tu zahrnuté formou odkazu.

Alternatívne môže byť vystužovací element 250 nepriepustný pre kvapaliny. Vystužovací element 250 nepriepustný pre kvapaliny môže zahrňovať napríklad polymerizačný živicový materiál identický s materiálom alebo odlišný od materiálu použitého na tvorbu kostry 210 tvarovacieho člena 200 podľa tohto vynálezu alebo môže byť plastovým materiálom, kovom alebo ďalším vhodným prirodzeným či syntetickým materiálom alebo môže predstavovať akúkoľvek kombináciu týchto materiálov. Skúsený v odbore si uvedomí, že vystužovací element 250 nepriepustný pre kvapaliny spôsobí nepriepustnosť pre kvapaliny tvarovacieho člena 200 ako celok. Je potrebné si uvedomiť, že vystužovací element 250 môže byť čiastočne priepustný pre kvapaliny a čiastočne nepriepustný pre kvapaliny. To znamená, že určitá časť vystužovacieho elementu 250 môže byť priepustná pre kvapaliny, zatiaľ čo iná časť vystužovacieho elementu 250 môže byť nepriepustná pre kvapaliny.

616/B

Tvarovací člen 200 ako celok môže byť priepustný pre kvapaliny, nepriepustný pre kvapaliny alebo čiastočne priepustný pre kvapaliny. V tvarovacom člene 200 čiastočne priepustnom pre kvapaliny je iba časť alebo sú iba časti makroskopickej oblasti alebo makroskopických oblastí tvarovacieho člena 200 priepustné pre kvapaliny.

V prípade požiadavky možno použiť vystužovací element 250 zahrňujúci jacquardskú väzbu. Ilustratívne pásy majúce jacquardskú väzbu možno zistiť v US patente č. 5 429 686 vydanom 4. júla 1995 pre Chiua a kol., 5 672 248 vydanom 30. septembra 1997 pre Wendta a kol., 5 746 887 vydanom 5. mája 1998 pre Wendta a kol. a 6 017 417 vydanom 25. januára 2000 pre Wendta a kol. a popisy týchto produktov sú tu zahrnuté formou odkazu kvôli obmedzenému účelu znázornenia zásadnej stavby jacquardskej väzby. Tento vynález uvažuje o tvarovacom člene 200 zahrňujúcom stranu pre kontakt sfilamentami 201 majúcou štruktúru jacquardskej väzby. Túto štruktúru jacquardskej väzby možno použiť ako formovací člen 500, tvarovací člen 200, tlakový povrch a podobne. Jacquardská väzba sa popisuje v literatúre ako obzvlášť užitočná tam, kde nie je žiaduce stláčať alebo vtláčať štruktúru do zaškrtenia, ako k tomu zvyčajne dochádza pri prenesení do sušiaceho bubna Yankee.

V súlade s týmto vynálezom môže byť jedna apertúra, niekoľko apertúr alebo všetky apertúry 220 tvarovacieho člena 200 „slepé,, alebo „uzatvorené,,, ako sa popisuje v US patente č. 5 972 813 vydanom pre Polata a kol. 26. októbra 1999, ktorého popis je tu zahrnutý formou odkazu. Ako popisuje tento patent, možno použiť polyuretánové peny, kaučuk a silikón, aby sa apertúry 220 stali nepriepustnými pre kvapaliny.

Jedno vyhotovenie tvarovacieho člena 200 znázornené na obr. 6 zahrňuje pluralitu zavesených častí 219 vychádzajúcich (zvyčajne do bokov) z plurality základných častí 211. Zavesené časti 219 sú vyvýšené od vystužovacieho elementu 250 s vytvorením voľných priestorov 215, do ktorých sa môžu škrobové filamenty podľa tohto vynálezu ohýbať s vytvorením nosníkových častí 129, ako sa popisuje vyššie s odkazom na obr. 3. Tvarovací

616/B • · • ··· člen 200 zahrňujúci zavesené časti 219 môže obsahovať viacvrstvovú štruktúru vytvorenú aspoň dvoma vrstvami 211, 122, ktoré k sebe plochami priliehajú (obr. 6). Každá z týchto vrstiev môže tvoriť štruktúru podobnú jednému z niekoľkých patentov popísaných vyššie a zahrnutých tu formou odkazu. Každá z týchto vrstiev 211, 212 môže mať aspoň jednu apertúru 220 (obr. 4, 4A) prechádzajúcu medzi vrchným povrchom a spodným povrchom. Spojené vrstvy sú umiestnené takým spôsobom, že aspoň jedna apertúra jednej vrstvy je superponovaná (v smere kolmom na všeobecnú rovinu tvarovacieho člena 200) spolu s časťou kostry druhej vrstvy, ktorá tvorí zavesenú časť 219 popísanú vyššiu.

Ďalšie vyhotovenie tvarovacieho člena zahrňujúce pluralitu zavesených častí možno zhotoviť spôsobom diferenciálneho tvrdenia vrstvy fotosenzitívnej živice alebo iného materiálu schopného vytvrdenia pomocou masky majúcej priehľadné a nepriehľadné oblasti. Nepriehľadné oblasti zahrňujú oblasti s rozdielnou nepriehľadnosťou, napríklad oblasti majúce relatívne vysokú nepriehľadnosť (nepriehľadné, napríklad čierne) a oblasti majúce relatívne nízku, čiastočnú nepriehľadnosť, t.j. majúce určitú priehľadnosť.

Keď sa vrstva schopná vytvrdenia, majúca stranu na uloženie filamentov a druhú protiľahlú stranu, vystaví vytvrdzujúcemu žiareniu pomocou masky priliehajúcej k strane po pripojení filamentov, tienia nepriehľadné oblasti masky prvé oblasti poťahu pred vytvrdzujúcim žiarením, aby sa zabránilo vytvrdeniu prvých oblastí poťahu v celej hrúbke poťahu. Oblasti masky s čiastočnou nepriehľadnosťou iba čiastočne tienia druhé oblasti poťahu proti vytvrdzujúcemu žiareniu, aby sa druhé oblasti vytvrdili do vopred určenej hrúbky, ktorá je menšia ako je hrúbka celého poťahu (začínajúc od strany poťahu na uloženie filamentov smerom k jeho druhej strane). Priehľadné oblasti masky nechávajú tretie oblasti poťahu netienené, aby umožnili vytvrdzujúcemu žiareniu vytvrdiť tretie oblasti v celej hrúbke poťahu.

616/B ·· · ο ·· ·· ·· ··· ··· ·· • · · · ··♦ · ·

Následkom toho možno nevytvrdený materiál odstrániť z čiastočne vytvoreného tvarovacieho člena. Výsledná vytvrdená kostra má stranu na uloženie filamentov 201 vytvorenú zo strany poťahu na uloženie filamentov a zadnú stranu 202 vytvorenú z druhej strany poťahu. Výsledná kostra má pluralitu základov 211 zahrňujúcu zadnú stranu 202 a vytvorenú z tretích oblastí poťahu a pluralitu zavesených častí 219 obsahujúcu stranu pre kontakt s tkanivom 201 a vytvorenou druhými oblasťami poťahu. Pluralita základných častí môže zahrňovať v podstate spojitú štruktúru, v podstate semikontinuálnu štruktúru a diskontinuálnu štruktúru alebo akúkoľvek ich kombináciu, ako sa diskutuje vyššie. Zavesené časti 219 prechádzajú v určitom uhle (zvyčajne, nie však nevyhnutne, v uhle 90°) od plurality základných častí a sú oddelené od zadnej strany 202 výslednej kostry s vytvorením voľných priestorov medzi zavesenými časťami a zadnou stranou 201. Pri použití tvarovacieho člena 200 zahrňujúceho vystužovací element 250 sa voľné priestory 215 zvyčajne vytvárajú medzi zavesenými časťami 219 a vystužovacím elementom 250, ako najlepšie znázorňuje obr. 6.

Ďalší krok zahrňuje uloženie plurality pseudotermoplastických škrobových vláken na stranu pre kontakt s filamentami 201 tvarovacieho člena 200, ako je schematicky znázornené na obr. 7 až 9 a zaistenie toho, že pluralita škrobových filamentov aspoň čiastočne zodpovedá trojrozmernej štruktúre tvarovacieho člena 200. S odkazom na vyhotovenie schematicky znázornené na obr. 7, pri opustení ťažnej jednotky sa filamenty 17b ukladajú na trojrozmernej štruktúre strany pre styk s filamentami 201 tvarovacieho člena 200. V priemyselne nepretržitom procese tvarovací člen 200 zahrňuje nekonečný pás pohybujúci sa spojito v smere pohybu stroja MD, ako znázorňujú schematicky obr. 7 až 9. Škrobové filamenty sa môžu potom navzájom spájať a navzájom preplietať radom konvenčných spôsobov. Popis US patentu č. 5 688 468 vydaného pre Lua 18. novembra 1997, uverejňujúci spôsob a zariadenie pre tvorbu netkaného tkaniva spájanej priadze tvoreného filamentami so zmenšeným priemerom, sa tu zahrňuje formou odkazu.

V niektorých vyhotoveniach možno pluralitu škrobových filamentov najprv uložiť nie na tvarovací člen 200, ale na formovací člen 500, ako schematicky

616/B • · · · ··· ··· • · ····· ·· • · ······· ········ ·· ·· ·· ··· znázorňuje obr. 9. Tento krok možno použiť podľa požiadavky kvôli umožneniu jednotnosti plošnej hmotnosti plurality škrobových filamentov po celej šírke zhotovovanej štruktúry 100. Tento vynález tiež zahrňuje formovací člen 500 obsahujúci drôt. V príklade vyhotovenia obr. 9 sa formovací člen 500 pohybuje v smere pohybu stroja okolo valca 500a a 500b. Formovací člen je priepustný pre kvapaliny a vákuové zariadenie 550 umiestnené pod formovacím členom 500 a dodávajúci rozdiel tlaku kvapaliny k pluralite škrobových filamentov, ktoré sú na ňom umiestené, podporuje viac či menej rovnomernú distribúciu škrobových filamentov po celom povrchu formovacieho člena 500 na uloženie filamentov.

V prípade požiadavky možno tiež použiť tvarovací člen 200 vytvárajúci rôzne nepravidelnosti na škrobových filamentoch, hlavne na povrchu týchto filamentov. Napríklad povrch tvarovacieho člena na uloženie filamentov môže zahrňovať rôzne ostré hrany (nie sú ukázané) štruktúrované tak, aby sa vtlačili do doteraz relatívne mäkkých škrobových filamentov, ktoré sa tu ukladajú, s vytvorením zárezov (schematicky ukázané na obr. 11) alebo iných nepravidelností škrobových filamentov, ktoré môžu byť prospešné pre zhotovovanú flexibilnú štruktúru 100, ako sa popisuje vyššie.

Vo vyhotovení na obr. 9 možno pluralitu filamentov preniesť z formovacieho člena 500 na tvarovací člen 200 akýmkoľvek konvenčným spôsobom známym v odbore, napríklad vákuovou botkou 600, ktorá privádza vákuum dostatočné na to, aby sa škrobové filamenty uložené na formovacom člene 500 od neho oddelili a aby prilipli k tvarovaciemu členu 200.

Uvažuje sa, že pri nepretržitom spôsobe zhotovovania flexibilnej štruktúry 100 môže mať tvarovací člen 200 lineárnu rýchlosť, ktorá je nižšia ako rýchlosť formovacieho člena 500. Použitie tohto rozdielu rýchlostí v mieste prechodu je bežne známe v papierenskom priemysle a môže sa využiť pre tzv. „mikrokontrakciu,,, ktorá sa zvyčajne pokladá za účinnú pre nízko konzistentné vlhké tkanivá. US patent č. 4 440 597, ktorého popis sa tu zahrňuje formou odkazu pre účely popisu základného mechanizmu mikrokontrakcie, popisuje podrobne „mikrokontrakciu za vlhka,,. V stručnosti mikrokontrakcia za vlhka

616/B

ΦΦΦΦ · φ φ φφφ • φφφ φφφ φ φ φ φ φφφφφφ φφφφ φφφφ φφ φφ φφ φ zahrňuje prenos tkaniva s nízkou vláknovou konzistenciou z prvého člena (ako je dierovaný člen), na druhý člen (ako je slučka otvorenej tkaniny), ktorý sa pohybuje pomalšie ako prvý člen. V súčasnosti sa uvažuje, že pokiaľ možno vytvárať škrobové filamenty a udržiavať pluralitu škrobových filamentov v dostatočne flexibilnom stave počas prenesenia z relatívne pomalšej podložky (napríklad z formujúceho člena 500) na relatívne rýchlejšiu podložku (napríklad na tvarovací člen 200), možno efektívne podrobiť pluralitu škrobových vláken mikrokontrakcii, čím sa uskutoční skrátenie flexibilnej štruktúry 100. Rýchlosť tvarovacieho člena 200 môže byť o zhruba 1 až 25 % vyššia ako rýchlosť formovacieho člena 500.

Obr. 9A ukazuje vyhotovenie spôsobu podľa tohto vynálezu, pri ktorom možno škrobové vlákna ukladať na tvarovací člen 200 v uhle A, ktorý môže byť od Γ do 89° a konkrétnejšie od zhruba 5° do zhruba 85°. Toto vyhotovenie sa pokladá za obzvlášť výhodné, pokiaľ sa použije tvarovací člen 200 so zavesenými časťami 219. Takéto „uhlové,, uloženie škrobových filamentov 17a na tvarovací člen 200 vytvára prázdne priestory 215 medzi zavesenými časťami 219 a vystužovacím elementom 250, ktoré sú prístupnejšie dlhým a flexibilným škrobovým filamentom 17a, a podporuje ľahšie vyplnenie prázdnych priestorov 215 škrobovými filamentami. Na obr. 9A sa škrobové filamenty 17a ukladajú na tvarovací Člen 200 v dvoch krokoch, takže oba typy prázdnych priestorov 219 (proti smeru prázdnych priestorov 215a a po smere prázdnych priestorov 215b) môžu mať prospech z uhlového uloženia filamentov na tvarovacom člene 200. V závislosti od špecifickej geometrie tvarovacieho člena 200, hlavne od geometrie a/alebo orientácie jeho zavesených častí 219, môže byť uhol A v smere postupu rovnaký ako uhol B proti smeru postupu alebo odlišný od uhla B.

Len čo sa pluralita škrobových filamentov uloží na stranu pre kontakt s filamentami 201 tvarovacieho člena 200, zodpovedá štruktúra plurality filamentov aspoň čiastočne trojrozmernej štruktúre tejto strany. Navyše možno použiť rôzne prostriedky na zaistenie alebo na podporu toho, aby škrobové filamenty zodpovedali trojrozmernej štruktúre tvarovacieho člena 200. Jeden zo spôsobov zahrňuje pôsobenie rozdielu tlaku kvapalín na pluralitu škrobových

616/B

• t	··	··		··
• ·	• ·	•	•	•	•	•	• ·
•	•	•	•	···	•	•
•	•	•	•	• ·	•	•
····	····	··		··		··	··

filamentov. Tento spôsob môže byť obzvlášť výhodný, pokiaľ je tvarovací člen 200 priepustný pre kvapaliny. Napríklad vákuové zariadenie 550 umiestnené na zadnej strane 202 tvarovacieho člena 200 priepustného pre kvapaliny sa môže usporiadať tak, aby sa dodávalo vákuum k tvarovaciemu členu 200, a tým i k pluralite škrobových filamentov, ktoré sú na ňom uložené, obr. 8. Za pôsobenia vákua možno niektoré škrobové filamenty odchýliť od apertúr 200 a/alebo prázdnych priestorov 215 tvarovacieho člena 200 takým spôsobom, že inak zodpovedajú trojrozmernej štruktúre tohto člena.

Uvažuje sa, že všetky tri oblasti flexibilnej štruktúry 100 môžu mať všeobecne ekvivalentnú plošnú hmotnosť. Ohnutím časti škrobových filamentov do apertúr 220 možno znížiť hustotu výsledných vankúšikov 120 oproti hustote prvých vtlačených oblasti IJO. Oblasti 110, ktoré nie sú ohnuté do apertúr 220, môžu byť vtlačené stlačením flexibilnej štruktúry do kompresného zaškrtenia. V prípade vtlačenia hustota vtlačených oblasti 110 narastá oproti hustote vankúšikov 120 a hustote tretej oblasti 130. Hustoty oblastí 110 neodchýlených do apertúr 220 a hustoty tretej oblasti 130 sú vyššie ako hustota vankúšikov 120. Tretia oblasť 130 bude mať pravdepodobne prostrednú hustotu medzi hustotami vtlačených oblastí 110 a vankúšikov 120.

S odkazom na obr. 1A možno uvažovať, že flexibilná štruktúra 100 podľa tohto vynálezu má tri rôzne hustoty. Oblasť najvyššej hustoty je oblasť vzniknutá vtlačením s vysokou hustotou 110 vzniknutá vtlačením. Oblasť vzniknutá vtlačením 110 zodpovedá svojou polohou a geometriou kostre 210 tvarovacieho člena 200. Oblasť flexibilnej štruktúry 100 s najnižšou hustotou bude oblasť vankúšikov 120 zodpovedajúca svojou polohou a geometriou apertúram 220 tvarovacieho člena 200. Tretia oblasť 130 zodpovedajúca synklinálam 230 v tvarovacom člene 200 má prostrednú hustotu medzi hustotami vankúšikov 120 a vtlačenou oblasťou 110. „Synklinály,, 230 sú povrchy kostry 210 majúce vektorovú zložku smeru Z vychádzajúcu zo strany pre uloženie filamentov 201 tvarovacieho člena 200 smerom k zadnej strane 202. Synklinály 230 neprechádzajú úplne kostrou 210 ako apertúry 220. Možno preto uvažovať, že rozdiel medzi synklinálou 230 a apertúrami 220 spočíva v tom, že apertúra 220 predstavuje priechodný otvor v kostre 210, zatiaľ čo

616/B synklinála 230 predstavuje slepý otvor, štrbinu, rozsadlinu alebo zárez v kostre 210.

Možno uvažovať, že tieto tri oblasti štruktúry 100 podľa tohto vynálezu sú na úrovni troch rôznych elevácií. Elevácia oblasti tak, ako sa tu tento pojem používa, sa vzťahuje k jej vzdialenosti od referenčnej roviny (t.j. od roviny X Y). Kvôli uľahčeniu možno referenčnú rovinu vizualizovať ako horizontálnu, zatiaľ čo elevačná vzdialenosť od referenčnej roviny je vertikálna. Elevácia určitej oblasti štruktúry škrobového filamentu 100 je merateľná s použitím akéhokoľvek nekontaktného meracieho zariadenia vhodného pre takýto účel, ako sú zariadenia dobre známe v odbore. Obzvlášť vhodným meracím zariadením je nekontaktný Laser Displacement Sensor (laserový senzor posunutia) majúci veľkosť zväzku 0,3 x 1,2 mm pri rozmedzí 50 mm. Vhodné nekontaktné laserové senzory dodáva Idec Company ako modely ΜΧ1Α/Β. Alternatívne možno na meranie rôznych elevácií použiť kontaktné meradlá „stylis gauge,, dobre známe v odbore. Takéto meradlo „stylis gauge„ sa popisuje v US patente 4 300 981 vydanom pre Carstensa, ktorého popis je tu zahrnutý formou odkazu. Štruktúra 100 podľa tohto vynálezu sa umiestni na referenčnú rovinu s vtlačenou oblasťou 110 v kontakte s referenčnou rovinou. Vankúšiky 120 a tretia oblasť 130 vystupujú vertikálne z referenčnej roviny. Diferenciálne elevácie oblastí 110, 120 a 130 sa môžu tiež vytvárať použitím tvarovacieho člena 200 majúceho rôzne hĺbky či elevácie svojej trojrozmernej štruktúry, ako schematicky ukazuje obr. 5A. Tieto trojrozmerné štruktúry s rôznymi hĺbkami/eleváciami možno pripraviť pieskovaním vopred zvolených častí tvarovacieho člena 200 kvôli zníženiu ich elevácie. Tvarovací člen 200 obsahujúci materiál schopný tvrdenia sa môže tiež pripraviť použitím trojrozmernej masky. Použitím trojrozmernej masky zahrňujúcej rôzne hĺbky/elevácie svojich poklesov/výstupkov možno vytvárať zodpovedajúcu kostru 210, ktorá má tiež rôzne elevácie. Pre vyššie popísané účely možno tiež použiť ďalšie konvenčné spôsoby vytvárania povrchov s rôznymi eleváciami.

Kvôli zmierneniu možného negatívneho účinku náhlej aplikácie tlakového rozdielu kvapaliny vákuovým zariadením 550 (obr. 8 a 9) a vákuovou zbernou botkou 600 (obr. 9), ktorá by mohla nútiť niektoré filamenty alebo ich časti

616/B ·· • · · · ··· · · • · ····· ·· • · ······· ········ ·· ·· ·· ··· prechádzať tvarovacím členom 200, čo by viedlo k jemným otvorom vo výslednej flexibilnej štruktúre, možno zadnú stranu tvarovacieho člena „texturovať,, s vytvorením mikroskopických povrchových nepravidelností. Tieto povrchové nepravidelnosti môžu byť výhodné v niektorých vyhotoveniach tvarovacieho člena, lebo bránia tvorbe vákuového utesnenia medzi zadnou stranou 202 tvarovacieho člena 200 a povrchom papierenského zariadenia (ako napríklad povrchom vákuového zariadenia), čím sa vytvára „únik,, medzi týmito povrchmi, a tak sa zmierňujú nežiaduce následky aplikácie vákua pri sušení prechádzajúcim vzduchom v priebehu výroby flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu. Ďalšie spôsoby vytvárania tohto úniku sa uverejňujú v US patentoch 5 718 806, 5 741 402, 5 744 007, 5 776 311 a 5 885 421, ktorých popisy sú tu zahrnuté formou odkazu.

Tento únik možno tiež vytvoriť použitím tzv. „diferenciálnych spôsobov prenosu svetla,,, ako sa popisujú v US patentoch 5 624 790, 5 554 467, 5 529 664, 5 514 523 a 5 334 289, ktorých popisy sú tu zahrnuté formou odkazu. Tvarovací člen sa môže zhotoviť nanesením poťahu fotosenzítívnej živice na vystužovací člen, ktorý má nepriehľadné časti, s následnou expozíciou poťahu svetlu s aktivačnou vlnovou dĺžkou masky majúcej priehľadné a nepriehľadné oblasti a tiež vystužovacím elementom.

Iný spôsob vytvorenia povrchových nerovnomerností na zadnej strane zahrňuje texturovaný tvarovaný povrch alebo texturovaný bariérový film, ako sa popisujú v US patentoch 5 364 504, 5 260 171 a 5 098 522, ktorých popisy sú tu zahrnuté formou odkazu. Tvarovací člen možno zhotoviť liatím fotosenzitívnej živice na povrch vystužovacieho elementu a týmto elementom, keď vystužovací element prestupuje texturovaným povrchom, s následnou expozíciou poťahu svetlu s aktivačnou vlnovou dĺžkou maskou, ktorá má priehľadné a nepriehľadné oblasti.

Kvôli uľahčeniu ohnutia plurality filamentov do trojrozmernej štruktúry tvarovacieho člena možno použiť také prostriedky, ako je vákuové zariadenie

550 pre aplikáciu vákua (t.j. negatívneho tlaku proti atmosférickému) na

616/B • φ φ φφφ φ φ ΦΦΦ··· φφφφ φφφφ φφ ·· ·· pluralitu filamentov permeabilným tvarovacím členom 200 alebo dúchadlo (nie je ukázané) aplikujúce pozitívny tlak na pluralitu filamentov.

Obr. 9 ďalej schematicky znázorňuje prípadne použitý krok spôsobu podľa tohto vynálezu, v ktorom sa pluralita škrobových filamentov prekrýva flexibilným listom materiálu 800, zahrňujúci postup nekonečného pásu okolo valcov 800a a 800b a kontakt s pluralitou filamentov. To znamená, že pluralita filamentov je po určitý čas vložená medzi tvarovací člen 200 a flexibilný list materiálu 800. Flexibilný list materiálu 800 môže mať priepustnosť pre vzduch nižšiu ako tvarovací člen 200 a v niektorých vyhotoveniach môže byť nepriepustný pre vzduch. Použitie rozdielu tlaku kvapaliny P na flexibilný list 800 spôsobí ohnutie aspoň časti flexibilného listu v smere trojrozmernej štruktúry a v niektorých prípadoch do vnútra tejto štruktúry tvarovacieho člena 200, čím núti pluralitu škrobových filamentov k tesnému dodržaniu trojrozmernej štruktúry tvarovacieho člena 200. US patent č. 5 893 965, ktorého popis je tu zahrnutý formou odkazu, uverejňuje zásadné usporiadanie zariadenia a spôsob používajúci flexibilný list materiálu.

Navyše alebo alternatívne k rozdielu tlaku kvapaliny možno tiež použiť mechanický tlak na umožnenie tvorby trojrozmernej mikroskopickej štruktúry flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu. Tento mechanický tlak sa môže vytvárať akýmkoľvek tlakovým povrchom zahrňujúcim napríklad povrch valca alebo povrch pásu. Obr. 8 ukazuje dva príklady vyhotovení tlakového povrchu. Pár alebo niekoľko párov tlakových valcov 900a, 900b a 900c, 900d možno použiť na nútené ukladanie škrobových filamentov na tvarovacom člene 200 tak, aby presnejšie zodpovedali jeho trojrozmernej štruktúre. Tlak vyvíjaný tlakovými valcami sa môže v prípade požiadavky fázovať, napríklad tlak vytvorený medzi valcami 900c a 900d môže byť vyšší ako tlak medzi valcami 900 a 900b. Alternatívne alebo navyše možno tlačiť nekonečný tlakový pás 950 pohybujúci sa okolo valcov 950a a 950b proti časti strany filamentu 201 tvarovacieho člena 200 kvôli stlačeniu flexibilnej štruktúry 100.

Tlakový povrch môže byť hladký alebo môže mať vlastnú trojrozmernú štruktúru. V druhom prípade možno použiť tlakový povrch ako vytláčacie

616/B zariadenie na vytvorenie zreteľnej mikroštruktúry výstupkov a/alebo poklesov vo flexibilnej štruktúre 100 pri spolupôsobení trojrozmernej štruktúry tvarovacieho člena 200 alebo nezávisle od nej. Ďalej možno použiť tlakový povrch na ukladanie radu aditív, ako sú napríklad zmäkčovadlá a farby, na zhotovovanú flexibilnú štruktúru 200. Možno použiť konvenčné spôsoby, ako je napríklad farbiaci valec 910 alebo postrekové zariadenie (či sprcha) 920 na priame či nepriame ukladanie radu aditív na zhotovovanú flexibilnú štruktúru 200.

Štruktúra 100 sa môže prípadne skracovať, ako je známe v odbore. Skracovanie sa môže uskutočňovať krepovaním štruktúry 100 rigidným povrchom a konkrétnejšie valcom, ako je napríklad valec 290 schematicky znázornený na obr. 9. Krepovanie sa uskutočňuje upravovacím nožom 292, ktorý je dobre známy v odbore. Krepovanie sa môže uskutočniť podľa US patentu č. 4 919 756 vydaného 24. apríla 1992 pre Sawdaia, ktorého popis je tu zahrnutý formou odkazu. Alternatívne alebo navyše možno skracovanie uskutočniť mikrokontrakciou, ako sa popisuje vyššie.

Skracovaná flexibilná štruktúra 100 je zvyčajne pretiahnuteľnejšia v smere pohybu stroja ako v smere kolmom na pohyb stroja a je ľahko ohybná pozdĺž čiar závesu vytvorených postupom skracovania, ktoré všeobecne prebiehajú v priečnom smere, t.j. pozdĺž šírky flexibilnej štruktúry 100. Flexibilná štruktúra 100, ktorá nie je krepovaná a/alebo inak skrátená, sa uvažuje v rámci tohto vynálezu.

Pri použití flexibilnej štruktúry 100 podľa tohto vynálezu možno zhotoviť rad výrobkov. Výsledné výrobky môžu mať svoje použitie vo vzduchových, olejových a vodných filtroch, filtroch k vysávačom, filtroch k peciam, maskách na tvár, kávových filtroch, čajových alebo kávových vreckách, tepelných izolačných materiáloch a zvukových izolačných materiáloch, netkaných hygienických produktoch na jednorazové použitie, ako sú plienky, menštruačné vložky a pomôcky pri inkontinencii, biodegradovateľných textilných tkaninách pre zlepšenie absorpcie vlhkosti a mäkkosti pri nosení, ako sú mikrovláknové či priedušné tkaniny, v elektrostaticky nabitých štruktúrovaných tkaninách pre zber a odstraňovanie prachu, vo výstužiach a tkaninách pre tuhé typy papiera, ako je

616/B ·· ·· ·· ·· ·· • · · ··· ·· • · · · ··· · · • · ·· ·· ··· · • · ······ ···· ···· ·· ·· ·· baliaci papier, kancelársky papier, novinový papier, vlnitá papierová lepenka a pre mäkké typy papiera, ako je toaletný papier, papierové uteráky, servítky a jemný papier na utieranie krému na tvár, v medicínskych aplikáciách, ako sú chirurgické rúšky, pomôcky na prekrytie rán, obvínadlá, kožné náplasti a vstrebateľné stehy a v dentálnych aplikáciách, ako je dentálna niť a štetiny zubnej kefky. Flexibilná štruktúra môže tiež zahrňovať absorbenty pachov, repelenty proti termitom, insekticídy, rodenticídy atď. pre zvláštne použitie. Výsledný produkt absorbuje vodu a olej a môže mať svoje použitie pri odstraňovaní rozliateho oleja či vody alebo na kontrolovanú retenciu a vypustenie vody v poľnohospodárskych a záhradníckych aplikáciách. Výsledné škrobové filamenty či vláknité tkaniny sa môžu tiež začleňovať do iných materiálov, ako sú piliny, drevitá dreň, plasty a betón s vytváraním kompozitných materiálov, ktoré možno použiť ako stavebné materiály pre múry, nosníky, lisované dosky, suché múry a obmurovky a pre stropné obkladačky, do materiálov na lekárske použitie, ako sú odliatky, dlahy a pomôcky na pridŕžanie jazyka a do krbových polien pre účely dekorácie a/alebo horenia.

Spôsoby skúšania

A. Šmyková viskozita

Šmyková viskozita kompozície sa meria kapilárnym reometrom (model Rheograph 2003 výroby Goettfert). Meranie sa vykonáva s kapilárnou tryskou s priemerom D 1,0 mm a dĺžkou L 30 mm (t.j. L/D = 30). Tryská sa pripája na spodný koniec valca, ktorý sa udržiava na skúšobnej teplote (t) v rozmedzí od 25 °C do 90 °C. Vzorka kompozície sa predhreje na skúšobnú teplotu a naplní do valcovej sekcie reometra a v podstate vyplní túto sekciu (používa sa zhruba 60 g vzorky). Valec sa udržiava na udanej skúšobnej teplote (t). Ak po naplnení buble vzduch smerom k povrchu, vykoná sa pred skúškou zhutnenie kvôli odstráneniu zachyteného vzduchu. Piest sa programuje tak, aby tlačil vzorku z valca kapilárnou tryskou pri zvolených rýchlostiach. Keď vzorka prechádza z valca kapilárnou tryskou, dochádza v ňom k poklesu tlaku. Zdanlivá šmyková

616/B ♦ · · · · · ♦ ··· • · ····· ·· viskozita sa vypočíta z poklesu tlaku a prietoku vzorky kapilárnou tryskou. Logaritmus aparentnej šmykovej viskozity sa vynáša proti logaritmu šmykovej rýchlosti a vynesením sa preloží mocninový vzťah šmyková viskozita = K . (šmyková rýchlosť)’¹, kde K je materiálová konštanta. Udávaná šmyková viskozita danej kompozície je extrapoláciou k hodnote šmykovej rýchlosti 3000 s’¹ s použitím tohto mocninôvého vzťahu.

B. Viskozita pri preťahovaní

Viskozita pri preťahovaní sa meria kapilárnym reometrom (model Rheograph 2003 výroby Goettfert). Meranie sa vykonáva s použitím semihyperbolickej konštrukcie trysky s počiatočným priemerom (D_injtiai) 15 mm a . konečným priemerom (Dfj_nai) 0,75 mm a dĺžkou (L) 7,5 m.

Semihyperbolický tvar trysky sa definuje dvoma rovnicami, kde Z = axiálna vzdialenosť od vnútorného priemeru a D (z) je priemer trysky vo vzdialenosti z od D_initial· t n— 1)

Z_n=(L+l) ⁿ total

A

616/B

Tryská sa pripája k spodnému koncu valca, ktorý sa udržiava na pevnej skúšobnej teplote (t), ktorá zodpovedá teplote, pri ktorej sa má škrobová kompozícia spracovávať. Skúšobná teplota (teplota spracovania) je teplota nad teplotou topenia vzorky škrobovej kompozície. Vzorka škrobovej kompozície sa predhrieva na teplotu trysky a plní do valcovej sekcie reometra, takže v podstate túto sekciu naplní. Ak sa po naplnení vznášajú bublinky vzduchu k povrchu, vykoná sa zhutnenie vzorky pred testom kvôli odstráneniu zachyteného vzduchu. Piest sa naprogramuje tak, aby tlačil vzorku z valca hyperbolickou tryskou pri zvolenej rýchlosti. Keď vzorka prechádza z valca ústím trysky, klesá tlak vo vzorke. Zdanlivá viskozita pri preťahovaní sa vypočíta z poklesu tlaku a prietoku vzorky tryskou podľa nasledujúcej rovnice:

Zdanlivá viskozita - (delta P / rýchlosť preťahovania / Eh). 10^s, kde viskozita pri preťahovaní je v Pa.s, delta P je pokles tlaku vo valci, rýchlosť preťahovania je prietok vzorky tryskou v s’¹ a E_h je bezrozmerné Henckyho napätie. Henckyho napätie je napätie závislé od času či histórie. Napätie, ktoré nastáva v elemente kvapaliny v nenewtonovskej tekutine, závisí od jej kinematickej histórie, t.j.

t ε =f_e*(ť)ať 0

Henckyho napätie (E_h) pre túto konštrukciu je 5,99 podľa rovnice

Eh ⁼ In [Djnihai / Dfi_na| ) ]

Zdanlivá viskozita pri preťahovaní sa uvádza ako funkcia rýchlosti preťahovania 250'¹ pri použití mocninového vzťahu. Podrobný popis merania viskozity pri preťahovaní s použitím semihyperbolickej trysky je v US patente č. 5 357 784 vydanom 25. októbra 1994 pre Colliera, ktorého uverejnenie je tu zahrnuté formou odkazu.

616/B

C. Molekulová hmotnosť a distribúcia molekulovej hmotnosti

Vážený priemer molekulovej hmotnosti (Mw) a distribúcia molekulových hmotností (MWD) škrobu sa určí gólovou permeačnou chromatografiou s použitím stĺpca so zmesnou náplňou.

Pristroj má nasledujúce časti:

Čerpadlo	Waters Model 600E
Radič systému	Waters Model 600E
Zariadenie pre automatický odber vzoriek	Waters Model 717 Plus
Stĺpec	PL gél 20 pm Mixed A (molekulová hmotnosť gélu v rozmedzí od 1 000 do 40 000 000) s dĺžkou 600 mm a vnútorným priemerom 7,5 mm.
Detektor	Waters Model 410 Differential Refractometer (diferenciálny refraktometer)
Programové vybavenie GPC	Water MilleniumR
Stĺpec sa kalibruje	dextránovými štandardmi s molekulovými

hmotnosťami 245 000, 350 000, 480 000, 805 000 a 2 285 000. Tieto kalibračné štandardy možno získať od Američan Polymér Standards Corp., Mentor, OH. Kalibračné štandardy sa pripravia rozpustením štandardov v mobilnej fáze so získaním roztoku zhruba 2 mg/ml. Roztok sa nechá v pokoji cez noc. Potom sa jemne zamieša krúživým pohybom a sfiltruje filtrom s injekčnou striekačkou (Nylon membráne, Spartan-25 5 pm, dodávaný VWR) s použitím injekčnej striekačky 5 ml, Norm - Ject, ktorú dodáva VWR.

Vzorka škrobu sa získa najprv prípravou zmesi 40 hmotnostných % škrobu vo vodovodnej vode so zahrievaním do gelatinizácie zmesi. Potom sa pridá 1,55 g gelatinizovanej zmesi do 22 g mobilnej fázy so získaním roztoku 3 mg/ml, ktorý sa pripraví miešaním po dobu 5 minút, umiestnením zmesi do

616/B • · · · · · · • · ····· ·· • · ······· ···· ··«· «· ·« «· 999 termostatu pri 105 °C po dobu 1 hodinu, odstránením zmesi z termostatu a ochladením na teplotu miestnosti. Roztok sa sfiltruje s použitím injekčnej striekačky a filtra striekačky, ako sa popisuje vyššie.

Sfiltrovaný roztok štandardu alebo vzorky sa odoberie automatickým zberačom vzoriek na vymytie predchádzajúcich skúšobných materiálov v injekčnej slučke 100 μΙ a vstreknutie práve testovaného materiálu na stĺpec. Stĺpec sa udržiava pri teplote 70 °C. Vzorka eluovaná zo stĺpca sa meria proti pozadiu mobilnej fázy diferenciálnym detektorom indexu lomu udržiavaným na teplote 50 °C s rozmedzím citlivosti nastaveným na 64. Mobilnou fázou je dimetylsulfoxid s 0,1 hmotnostného % bromidu lítneho, ktorý je v ňom rozpustený. Nastaví sa prietok na 1,0 ml/min. v izokratickom režime (t.j. mobilná fáza je pri behu konštantná). Každý štandard alebo vzorka prechádza stĺpcom gélovej permeačnej chromatografie trikrát a stanoví sa priemer z výsledkov.

Distribúcia molekulovej hmotnosti (MWD) sa vypočíta nasledujúcim spôsobom:

MWD = vážený priemer molekulovej hmotnosti / číselne stredná molekulová hmotnosť.

D. Tepelné vlastnosti

Tepelné vlastnosti popisovaných škrobových kompozícií sa určia prístrojom TA Instruments DSC-2910, ktorý sa kalibruje štandardom kovového india, ktoré má teplotu topenia (nástup) 156,6 °C a skupenské teplo topenia

28,5 kJ/kg (6,80 cal/g) ako uvádza chemická literatúra. Používa sa štandardný prevádzkový spôsob prístroja podľa prevádzkovej príručky výrobcu. Vzhľadom k vyvíjaniu prchavých zložiek (napríklad vodnej pary) zo škrobovej kompozície v priebehu merania na prístroji DSC sa používa veľkoobjemová nádoba vybavená tesnením krúžkom O, aby sa zabránilo úniku prchavých zložiek z nádoby vzorky. Vzorka a inertné referenčné prostredie (zvyčajne prázdna nádoba) sa zahrievajú pri rovnakej rýchlosti v kontrolovanom prostredí. Keď dôjde ku skutočnej fázovej alebo pseudofázovej zmene vo vzorke, meria

616/B • · · · · · B ··· • · ····· ·· • · ······· ········ ·· ·· ·· ··· prístroj DSC tepelný tok k vzorke alebo od vzorky v porovnaní s inertným referenčným prostredím. Prístroj je prepojený s počítačom na riadenie skúšobných parametrov (napríklad rýchlosť ohrevu/chladenia) a na zber, výpočet a prezentáciu dát.

Vzorka sa odváži do nádobky a uzatvorí tesniacim krúžkom O a krytom. Typická hmotnosť vzorky je 25 až 65 mg. Uzatvorená nádobka sa umiestni do prístroja a počítač sa naprogramuje na tepelné meranie nasledujúcim spôsobom:

1. vyrovnávanie teploty pri 0 °C,

2. udržiavanie po dobu 2 minúty pri 0 °C,

3. zahrievanie pri rýchlosti 10 °C/min. na 120 °C,

4. udržiavanie po dobu 2 minúty pri 120 °C,

5. ochladzovanie pri rýchlosti 10 °C/min. na 30 °C,

6. vyrovnávanie teploty pri teplote okolia po dobu 24 hodín, nádobka vzorky sa môže v priebehu tohto kroku z prístroja DSC odstrániť a umiestniť do kontrolovaného prostredia pri 30 °C,

7. vrátenie nádobky vzorky do prístroja DSC a vyrovnávanie teploty pri 0 °C,

8. udržiavanie po dobu 2 minúty,

9. zahrievanie pri rýchlosti 10 °C/min. na 120 °C,

10. udržiavanie po dobu 2 minúty pri 120 °C,

11. ochladzovanie pri rýchlosti 10 °C/min. na 30 °C a vyrovnanie a

12. odstránenie použitej vzorky.

Počítač vypočítava a uvádza výsledok tepelnej analýzy ako diferenciálny tepelný tok (delta H) proti teplote alebo času. Zvyčajne sa diferenciálny tok normalizuje a uvádza na báze hmotnosti (t.j. cal/mg). Pokiaľ vzorka vykazuje pseudofázový prechod, ako je sklený prechod, možno použiť vynesenie

616/B

• ·	··	9 9	··	• · 9
• ·	• ·	9	•	•	9 9	9 9
•	•	9	t	···	9 9	9
•
•	9	9	•	• ·	9 9	9
• · · ·	9999	• ·		• ·	9 9	99 9

rozdielu delta H proti času/teplote kvôli ľahšiemu určeniu teploty skleného prechodu.

E. Rozpustnosť vo vode

Vzorka kompozície sa pripraví zmiešaním zložiek za zahrievania a miešania do vytvorenia v podstate homogénnej zmesi. Tavenina zmesi sa naleje na fóliu Teflon^R tak, že sa rozprestrie a vytvorí tenký film a nechá sa vychladnúť pri teplote okolia. Film sa potom úplne vysuší (t.j. film kompozície neobsahuje žiadnu vodu) v sušiarni pri 100 °C. Potom sa počká do dosiahnutia rovnováhy vysušeného filmu s teplotou miestnosti. Po tomto vyrovnaní sa film rozdrví na malé pelety.

Na určenie percentuálneho obsahu tuhých látok vo vzorke sa 2 až 4 g rozdrvené vzorky umiestnia do vopred odváženej kovovej misky a zaznamená sa celková hmotnosť misky. Odvážená miska so vzorkou sa umiestni do sušiarne pri 100 °C na dobu 2 hodiny a potom sa vyberie a ihneď odváži. Percentuálny obsah tuhých látok sa vypočíta nasledujúcim spôsobom:

(hmotnosť rozdrvenej vzorky a misky po vysušení - hmotnosť misky) % tuhých látok =___________________________________________ 100 (prvá hmotnosť rozdrvenej vzorky a misky - hmotnosť misky)

Na určenie rozpustnosti kompozície vzorky sa odváži 10 g rozdrvenej vzorky do kadičky s obsahom 250 ml. Pridá sa deionizovaná voda do celkovej hmotnosti 100 g. Voda a vzorka sa mieša na magnetickej miešačke po dobu 5 minút. Po miešaní sa nalejú aspoň 2 ml miešanej vzorky do centrifugačnej skúmavky. Tá sa centrifuguje po dobu 1 hodinu pri 20 000 g a pri teplote 10 °C. Supernatant centrifugovanej vzorky sa odoberie a odčíta sa index lomu. Percento rozpustnosti vzorky sa vypočíta zo vzorca:

616/B • · • ··· (index lomu) . 1 000 % rozpustných tuhých látok = _______________________ % tuhých látok

F. Kontaktné meranie hrúbky

Pred testovaním sa film vzorky temperuje pri relatívnej vlhkosti 48 % až 50 % a teplote 22 °C až 24 °C do dosiahnutia obsahu vlhkosti okolo 5 % až okolo 16 %. Obsah vlhkosti sa určí termogravimetrickou analýzou. Pre termogravimetrickú analýzu sa používa vysokorozlišovací termografický analyzátor TGA2950 od TA Instruments. Zhruba 20 mg vzorky sa odváži do nádobky TGA. Podľa inštrukcií výrobcu sa vzorka a nádobka vložia do jednotky a teplota sa zvyšuje pri rýchlosti 10 °C/min na 250 °C. Percentuálny obsah vlhkosti vo vzorke sa určí s použitím straty hmotnosti a počiatočnej hmotnosti nasledujúcim spôsobom:

počiatočná hmotnosť - hmotnosť pri 250 °C % vlhkosti = _____________________________________________ 100% počiatočná hmotnosť

Vopred temperované vzorky sa narežú na veľkosť väčšiu ako je veľkosť podložky použitej na meranie hrúbky. Použitá podložka je kruh o ploche 20,26 cm² (3,14 štvorcových palcov).

Vzorka sa umiestni na horizontálny rovný povrch a uzatvorí sa medzi plochý povrch a záťažovú podložku majúcu horizontálny záťažový povrch, kde záťažový povrch záťažovej podložky má kruhovú plochu zhruba 20,26 cm² (3,14 štvorcových palcov) a vyvíja tlak na vzorku zhruba 1,45 kPa (0,21 psí). Výsledkom kontaktného merania hrúbky je medzera medzi plochým povrchom a záťažovým povrchom záťažovej doštičky. Tieto merania možno získať pomocou prístroja VIR Electronic Thickness Tester Model II od Thwing - Albert,

616/B

··	··	··	··	··
• ·	• ·	• ·	•	« ·	•
t	•	• ♦	···	• ·
•	•	• · ·	• ·	• · ·
•	•	• ·	• ·	• ·
····	····	··	··	··	•

Philadelphia, Pa. Merania sa opakujú a zaznamenávajú aspoň päťkrát. Výsledok sa udáva v tisícinách palca (1 mil = 0,02539 mm).

Súčet všetkých čítaní tejto skúšky sa delí počtom zaznamenaných čítaní. Výsledok sa udáva v jednotkách mil (1 mil = 0,02539 mm).

Claims (34)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Flexibilná štruktúra zahrňujúca pluralitu škrobových filamentov, vyznačujúca sa tým, že sa skladá z aspoň prvej oblasti a druhej oblasti, z ktorých každá má aspoň jednu spoločnú intenzívnu vlastnosť, kde aspoň jedna spoločná intenzívna vlastnosť prvej oblasti sa odlišuje svojou hodnotou od aspoň jednej spoločnej intenzívnej vlastnosti druhej oblasti.
2. 2. Flexibilná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že sa táto spoločná intenzívna vlastnosť volí zo skupiny zahrňujúcej hustotu, plošnú hmotnosť, eleváciu, opacitu, krepovú frekvenciu a akúkoľvek ich kombináciu.
3. 3. Flexibilná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že jedna z prvej a druhej oblasti predstavuje v podstate spojitú sieť a druhá z týchto dvoch oblastí obsahuje pluralitu diskrétnych plôch rozptýlených v podstate po celej tejto v podstate spojitej sieti.
4. 4. Flexibilná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že aspoň jedna z prvej oblasti a druhej oblasti zahrňuje semikontinuálnu sieť.
5. 5. Flexibilná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje aspoň tretiu oblasť majúcu aspoň jednu intenzívnu vlastnosť, ktorá je spoločná a odlišuje sa svojou hodnotou od tejto intenzívnej vlastnosti prvej oblasti a od tejto intenzívnej vlastnosti druhej oblasti.
6. 6. Flexibilná štruktúra podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti zahrňuje v podstate spojitú sieť.
7. 7. Flexibilná štruktúra podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti obsahuje nespojité plochy.

   31 616/B

   9 · ······ ···· ···· ·· ·· ·· ·
8. 8. Flexibilná štruktúra podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti obsahuje v podstate semikontinuálne plochy.
9. 9. Flexibilná štruktúra podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že aspoň jedna z prvej, druhej a tretej oblasti obsahuje pluralitu diskrétnych plôch rozptýlených po celej v podstate spojitej sieti.
10. 10. Flexibilná štruktúra, zložená zo škrobových filamentov, vyznačujúca sa tým, že obsahuje aspoň oblasť v podstate spojitej siete a pluralitu diskrétnych plôch rozptýlených po celej tejto oblasti v podstate spojitej siete, kde táto oblasť v podstate spojitej siete má relatívne vysokú hustotu vzhľadom k relatívne nízkej hustote plurality diskrétnych plôch.
11. 11. Flexibilná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ak je táto štruktúra umiestnená na horizontálnej referenčnej rovine, definuje prvá oblasť prvú eleváciu a druhá oblasť vystupuje von z prvej oblasti a definuje druhú eleváciu.
12. 12. Flexibilná štruktúra podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že ak je táto štruktúra umiestnená na horizontálnej referenčnej rovine, prvá oblasť definuje prvú eleváciu, druhá oblasť definuje druhú eleváciu a tretia oblasť definuje tretiu eleváciu a aspoň jedna z prvej, druhej a tretej elevácie je odlišná od aspoň jednej z ostatných dvoch elevácií.
13. 13. Flexibilná štruktúra podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že druhá elevácia je medzi prvou eleváciou a treťou eleváciou.
14. 14. Flexibilná štruktúra podľa nároku 11, vyznačujúca sa tým, že druhá oblasť obsahuje pluralitu škrobových vankúšikov, kde aspoň niektoré z týchto vankúšikov zahrňujú klenutú časť prechádzajúcu od prvej elevácie k druhej

    31 616/B ···· ···· elevácii a nosníkovú časť prechádzajúcu do bokov od klenutej časti pri druhej elevácii.
15. 15. Flexibilná štruktúra podľa nároku 14, vyznačujúca sa tým, že hustota škrobovej nosníkovej časti je medzi hustotou prvej oblasti a hustotou klenutej časti.
16. 16. Flexibilná štruktúra podľa nároku 14, vyznačujúca sa tým, že nosníková časť je vyvýšená nad prvou rovinou s vytvorením v podstate prázdneho priestoru medzi prvou oblasťou a nosníkovou časťou.
17. 17. Flexibilná štruktúra podľa nároku 11, vyznačujúca sa tým, že aspoň niektoré z plurality škrobových filamentov majú veľkosť od 0,001 g/10 000 m (dtex) do 135 g/10 000 m (dtex).
18. 18. Flexibilná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že aspoň niektoré z plurality škrobových filamentov majú veľkosť od 0,01 g/10 000 m (dtex) do 5 g/10 000 m (dtex).
19. 19. Flexibilná štruktúra zahrňujúca pluralitu škrobových vláken, vyznačujúca sa tým, že sa zhotovuje:

    tvorbou plurality škrobových filamentov spriadaním z taveniny, spriadaním za sucha, spriadaním za mokra, elektrospriadaním alebo ktoroukoľvek ich kombináciou, zaistením tvarovacieho člena priepustného pre kvapaliny skladajúceho sa z vystužovacieho elementu pripojeného k štruktúrovanej kostre majúcej aspoň jednu priechodnú apertúru, kde táto kostra má stranu na uloženie filamentov štruktúrovanú tak, aby sa na ňu ukladala pluralita škrobových filamentov a zadnú stranu protiľahlú voči tejto strane na uloženie filamentov, vystužovací element je umiestnený medzi stranu na uloženie filamentu a aspoň jednu časť zadnej strany kostry a strana na uloženie filamentov obsahuje v podstate spojitú štruktúru, v podstate

    31 616/B • · • ··· • · · · · · ·· ···· ···· ♦· ·· ·· · semikontinuálnu štruktúru, nespojitú štruktúru alebo akúkoľvek ich kombináciu, uložením plurality škrobových filamentov na stranu tvarovacieho člena na uloženie filamentov, kde pluralita škrobových filamentov aspoň čiastočne zodpovedá štruktúre strany kostry na uloženie filamentov, pôsobením rozdielu tlaku kvapaliny na pluralitu škrobových filamentov, čím sa vytvárajú prvé oblasti plurality filamentov podopreté štruktúrovanou kostrou a druhej oblasti plurality škrobových filamentov ohnutej do aspoň jednej apertúry tejto kostry a podopretej vystužovacim elementom, a oddelením plurality škrobových filamentov od tvarovacieho člena, pri ktorom sa vytvára flexibilná štruktúra zahrňujúca prvú a druhú oblasť.
20. 20. Spôsob zhotovovania flexibilnej štruktúry zloženej zo škrobových filamentov, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z nasledujúcich krokov:

    a) zaistenie plurality škrobových filamentov,

    b) zaistenie tvarovacieho člena majúceho stranu na uloženie filamentov a zadnú stranu, ktorá je voči nej protiľahlá, kde strana na prijatie filamentov má trojrozmernú štruktúru tvarovacieho člena a

    c) uloženie plurality škrobových filamentov na strane tvarovacieho členu na uloženie filamentov a zaistenie toho, že pluralita škrobových filamentov aspoň čiastočne zodpovedá trojrozmernej štruktúre tvarovacieho člena.
21. 21. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že krok zaistenia tvarovacieho člena zahrňuje zaistenie takého tvarovacieho člena, v ktorom trojrozmerná štruktúra strany na uloženie filamentov obsahuje v podstate spojitú štruktúru, v podstate semikontinuálnu štruktúru, štruktúru zahrňujúcu pluralitu diskrétnych výstupkov alebo akúkoľvek ich kombináciu.
22. 22. Spôsob podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že krok zaistenia tvarovacieho člena zahrňuje zaistenie takého tvarovacieho člena, ktorý obsahuje živicovú kostru pripojenú k vystužovaciemu elementu.

    31 616/B ··
23. 23. Spôsob podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že krok zaistenia tvarovacieho člena zahrňuje zaistenie takého tvarovacieho člena, ktorý je priepustný pre vzduch.
24. 24. Spôsob podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že krok zaistenia tvarovacieho člena zahrňuje zaistenie tvarovacieho člena majúceho zavesené časti.
25. 25. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že krok zaistenia tvarovacieho člena zahrňuje zaistenie tvarovacieho člena tvoreného aspoň dvoma vrstvami navzájom spojenými svojimi plochami.
26. 26. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že krok uloženia plurality škrobových filamentov na stranu tvarovacieho člena na uloženie filamentov a zaistenie toho, aby škrobové filamenty aspoň čiastočne zodpovedali trojrozmernej štruktúre tohto člena, zahrňuje pôsobenie rozdielu tlaku kvapaliny na pluralitu škrobových filamentov.
27. 27. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahrňuje zhustenie vybraných častí plurality škrobových filamentov.
28. 28. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že krok zhustenia vybraných častí plurality škrobových filamentov zahrňuje pôsobenie mechanického tlaku na pluralitu škrobových filamentov.
29. 29. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že krok uloženia plurality škrobových filamentov na stranu tvarovacieho člena na uloženie filamentov zahrňuje uloženie škrobových filamentov v ostrom uhle vzhľadom k tejto strane a tento ostrý uhol je od zhruba 5° do zhruba 85°.
30. 30. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že krok zaistenia plurality škrobových filamentov zahrňuje spriadanie z taveniny, spriadanie za sucha, spriadanie za mokra alebo akúkoľvek ich kombináciu.
31. 31 616/B • ·

    31. Spôsob podľa nároku 30, vyznačujúci sa tým, že stranový pomer dĺžky hlavnej osi aspoň niektorých škrobových filamentov k ekvivalentnému priemeru prierezu kolmého na túto hlavnú os škrobových filamentov je aspoň 100/1.
32. 32. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že škrobové filamenty majú veľkosť od zhruba 0,001 g,/10 000 m (dtex) do zhruba 135 g/10 000 (dtex).
33. 33. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahrňuje krok skrátenia plurality škrobových filamentov.
34. 34. Spôsob podľa nároku 33, vyznačujúci sa tým, že krok skrátenia zahrňuje krepovanie, mikrokontrakciu alebo ich kombináciu.