ES2617052T3 - Una máquina utilizada para producir y fabricar una película elástica suave al tacto, adecuada para su uso como drenaje - Google Patents

Una máquina utilizada para producir y fabricar una película elástica suave al tacto, adecuada para su uso como drenaje Download PDF

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Abstract

Un procedimiento para obtener macro-orificios (208) termoformados en una película (1) termoplástica que ya tiene micro-orificios (207) que consiste en: - hacer pasar la película (1) termoplástica entre un primer cilindro (3) con múltiples agujas en su superficie y un segundo cilindro (4) con múltiples ranuras, - mantener la película (1) termoplástica adherida al cilindro que porta las agujas y a una temperatura cercana al punto de ablandamiento e inferior a la del punto de fusión de la película (1), - retirar la película (1) termoplástica del contacto con el cilindro que porta las agujas mediante un tercer cilindro (5) que está perforado en la superficie, en el que las múltiples agujas del primer cilindro (3) se acoplan durante la rotación en las ranuras del segundo cilindro (4) y en las perforaciones del tercer cilindro (5), caracterizado por que el tercer cilindro (5) ejercerá una fuerza de adherencia sobre la película (1) termoplástica que es mayor que la fuerza de adherencia de la película (1) sobre el cilindro que incorpora las agujas, realizándose la fuerza de adherencia del tercer cilindro (5) sobre la película (1) termoplástica usando un vacío o por medio de electricidad electrostática cargada con una polaridad opuesta a la del tercer cilindro (5) y la película (1) termoplástica.

Description

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DESCRIPCION
Una maquina utilizada para producir y fabricar una pelfcula elastica suave al tacto, adecuada para su uso como drenaje
En la tecnica relacionada existen artfculos higienicos desechables para mujeres, tales como compresas absorbentes, protege-slips y tampones internos. Se sabe que muchos de tales artfculos tienen un lado en contacto con la consumidora formado por una peKcula perforada con aberturas tridimensionales. Estas aberturas recogen rapidamente los fluidos corporales mientras permanecen secas y limpias tras el paso de los fluidos corporales.
La desventaja de tales pelfculas perforadas es la sensacion visual y tactil de plastico, que resulta desagradable para las consumidoras.
Resulta por lo tanto deseable disponer de una pelfcula con aberturas tridimensionales que sea suave al tacto y tenga un aspecto similar a un material textil, mientras mantiene las caractensticas de gestion de fluidos corporales como las pelfculas perforadas mencionadas anteriormente.
En la actualidad existe la produccion de pelfculas con micro perforaciones. Tambien existe la produccion de pelfculas con un tipo de micro abertura en tres dimensiones que hace que el material sea suave al tacto.
Estos microconos pueden formarse con una tecnologfa de agua a presion o por formacion neumatica al vado. Ambos procesos mencionados son conocidos en la tecnica.
Se ha obtenido una mejora de los procesos y del resultado aplicando una serie de macroconos con aberturas tridimensionales en la pelfcula que contiene micro perforaciones, lo que tiene como resultado una mejora en la capacidad de drenaje del producto.
La construccion de los macroconos debe ser tal que no se destruyan los microconos producidos de antemano. Semejante resultado puede obtenerse de diferentes maneras.
En la patente n. ° US 4.839.216, asf como en la patente n. ° US 4.609.518, se ensena la construccion de macro orificios no conformados en una pelfcula donde ya hay presentes micro aberturas, usando una tecnologfa de agua a presion.
Semejante metodo no termoforma los macroconos, limitando por tanto las propiedades de drenaje de la pelfcula.
En la patente n. ° US 6.780.372, se ensena un metodo para crear macro orificios termoformados, de modo que la pelfcula se trate locamente en la zona de termoformacion sin calentar el area circundante de los micro orificios.
Si bien la tecnica de perforar con agujas calientes es conocida en la tecnica, la desventaja del proceso de termoformacion de los macroconos es la tendencia a volver ngida la pelfcula,
Ademas, la pelfcula tiende a adherirse a las agujas creando dificultades en el desprendimiento.
En la solicitud de Patente n.° US 2.004.161.586, el problema de cercos de material fundido constituidos alrededor del cono termofundido se resuelve interponiendo una capa de material con un alto punto de fusion para evitar un contacto directo entre la pelfcula y las agujas calientes.
El que el material con un alto punto de fusion sea mas resistente mecanicamente en comparacion con la pelfcula a procesar, ayuda en gran medida a desprender la pelfcula de las agujas calientes.
Las desventajas de este ultimo proceso es que la insercion del material con un alto punto de fusion mencionado implica un aumento en el coste de la pelfcula y un aumento no deseado del grosor.
En el documento DE 101 32 196, sobre el que se basa el preambulo de las reivindicaciones 1 y 4, divulga un aparato de perforacion que tiene un rodillo de perforacion con proyecciones, acoplado con un contra-rodillo con aberturas correspondientes. Un tercer rodillo tambien esta acoplado al rodillo de perforacion. Una estructura termoplastica se alimenta entre el rodillo de perforacion y el contra rodillo y, una vez perforada, entre el rodillo de perforacion y el tercer rodillo.
Sumario de la invencion
El objetivo de esta invencion es la fabricacion de una pelfcula con aberturas tridimensionales, suave al tacto, elastica y con un acabado mate, adecuada para la gestion correcta y eficiente de fluidos corporales, que elimina las desventajas de la pelfcula mencionadas anteriormente y los procesos para obtenerla.
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Semejante peKcula muestra, al menos en un lado, un patron casi continuo de microconos tridimensionales, dispuestos segun un eje cercano a una perpendicular a la superficie donde las micro aberturas tienen su origen.
En el lado opuesto, hay un patron continuo compuesto de macroconos tridimensionales dispuestos segun un eje cercano a una perpendicular a la superficie desde donde los macroconos tienen su origen, donde la orientacion de los microconos y de los macroconos mencionados es opuesta.
El termino "microconos" se refiere a conos no discernibles al ojo humano a una distancia igual a o mayor que 450 mm mientras que el termino "macroconos" se refiere a conos claramente visibles por el ojo humano a una distancia mayor que 450 mm.
Dado que los macroconos estan termoformados en una pelfcula termoformada que ya contiene los microconos, el proceso puede provocar una destruccion excesiva de microconos. El problema tecnico a resolver consiste en termoformar los macroconos sin danar los microconos hechos anteriormente y conservar al mismo tiempo la suavidad de la pelfcula obtenida.
Las soluciones tecnicas disponibles hoy en dfa permiten un proceso para termoformar conos usando una tecnologfa de agujas calientes, forzando a la pelfcula a pasar a traves de una calandra en donde, en un cilindro hay agujas mientras que en el otro hay orificios, cada aguja se encaja en el surco correspondiente del otro cilindro, perforando y forzando el contacto entre agujas y pelfcula de modo que se pueda producir el termoformado.
No obstante, el tiempo de contacto entre las agujas y la pelfcula es muy limitado para evitar que toda la pelfcula alcance temperaturas cerca del punto de ablandamiento, una condicion que podna impedir el desprendimiento de la pelfcula del cilindro de agujas.
Unos tiempos de contacto cortos entre las agujas y la pelfcula requieren una temperatura mas elevada de la aguja que tambien fundira la pelfcula termoplastica localmente, despues de enfriarse, la pelfcula termoplastica se endurecera creando un efecto desagradable al tacto.
Una pelfcula con un gsm mas bajo impuesto por el mercado hace que las tecnologfas actuales de aguja caliente no sean viables por la razon anteriormente mencionada.
Descripcion de los dibujos
La Fig.1 muestra esquematicamente el desplazamiento de la pelfcula microperforada entre la calandra de agujas calientes y el cilindro perforado para el termoformado de los macroconos y entre la calandra de agujas calientes y el cilindro de vacfo para el desprendimiento de las agujas.
La Fig.2 muestra esquematicamente el desplazamiento del producto a traves de una serie de cilindros ranurados para obtener un estiramiento localizado.
La Fig.3 muestra esquematicamente la pelfcula con micro-orificios y macro-orificios formados en direcciones opuestas
Descripcion tecnica de la invencion
Este documento explica como obtener macro-orificios termoformados en una matriz termoplastica donde ya existen microaberturas, y mantener el rendimiento de la recogida y retencion de la descarga de los fluidos corporales y conseguir tambien propiedades tactiles y visuales deseables, suavidad al tacto, distribucion uniforme de orificios y un acabado mate.
Para evitar el exceso de fundido localizado de la pelfcula termoplastica es necesario trabajar con temperaturas inferiores a las del punto de fusion. Para lograr la correcta formacion de los orificios es necesario trabajar con temperaturas superiores al punto de ablandamiento, pero sustancialmente inferiores al punto de fusion, por lo que es necesario tener un tiempo de contacto mucho mas largo entre las agujas y la pelfcula.
La formacion del cono se produce al forzar el desplazamiento de la pelfcula entre las agujas del primer cilindro y los surcos correspondientes del segundo cilindro. Una vez que se han creado los conos, se deja la pelfcula en contacto con las agujas durante tiempo suficiente como para que se efectue la correcta termoformacion. Esto implica que toda la pelfcula alcanza una temperatura cercana al punto de ablandamiento haciendo que el desprendimiento de la pelfcula de las agujas sea inviable con un simple tiron debido a que la fuerza de cohesion entre las agujas y la pelfcula es tal que echana a perder el material. Este efecto indeseado se ve incluso mas potenciado por el uso de una pelfcula de menor gsm. Para solucionar este problema se usa un tercer cilindro perforado. Este cilindro esta compuesto de una camisa externa con orificios distribuidos de tal manera que durante la rotacion cada surco se encaja con una aguja correspondiente.
La camisa externa rota un arbol fijo hueco. El arbol fijo hueco tiene una abertura a lo largo de su longitud lo bastante amplia como para cubrir la zona de contacto entre las agujas y el tercer cilindro perforado. Se forma un vacfo dentro
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del arbol fijo hueco que genera una fuerza de traccion en la base del cono termoformado, de manera que la peKcula se desprenda de las agujas sin danar la pelfcula.
Si bien el proceso de termoformado se ha ralentizado al minimizar el templado de las pelfculas, es imposible eliminar completamente algunas zonas endurecidas o rigidificadas provocadas por el proceso de calentamiento.
Para minimizar aun mas este endurecimiento se ha desarrollado una etapa adicional, por la que se hace pasar la pelfcula a traves de uno o mas cilindros ranurados.
La pelfcula se estira localmente de manera adecuada para romper y suavizar las zonas endurecidas en el proceso de termoformado, especialmente alrededor de los macroconos.
Otro metodo que la invencion puede emplear para desprender la pelfcula termoplastica de las agujas es usando electricidad electrostatica, mediante la cual, en lugar de crear una zona despresurizada, se puede cargar la pelfcula en el tercer cilindro perforado con una carga electrostatica de polaridad opuesta, de manera que se genere una fuerza electrostatica en la base de los conos termoformados, esta fuerza desprende la pelfcula de las agujas, de manera similar al metodo descrito en el punto anterior.
El sistema de estiramiento localizado puede tener ranuras tanto en direccion axial como radial, creando por tanto un estiramiento localizado en direccion de la maquina o en direccion transversal.
Como puede observarse en la Fig.1, la pelfcula termoplastica n.°.1 (normalmente con base ldpe y lldpe) se extruye con tecnologfa de moldeo por fundicion.
La pelfcula todavfa en una condicion plastica se dispone sobre una matriz 7 que tiene una variedad de micro aberturas con una densidad de entre 140 orificios por cm cuadrado a 1024 orificios por cm cuadrado e inmediatamente se pone al vado, haciendo que la pelfcula implosione y creando asf los microconos tridimensionales.
La pelfcula se deja en contacto con la matriz durante tiempo suficiente como para que la temperatura de la pelfcula cambie a una temperatura que permita desprender la pelfcula de la matriz.
La pelfcula n. ° 2 asf formada, esta ahora lista para la macro-perforacion.
Posteriormente un cilindro 3 con agujas, adecuadamente termo regulado a una temperatura cercana a la temperatura de termoformado de la pelfcula termoplastica se ajusta para que rote y se sincronice con el par de cilindros perforados 4 y 5 con una densidad de orificios igual a la densidad de agujas.
Ambos cilindros perforados pueden termoregularse.
El cilindro perforado 4 tiene la funcion de crear el cono tridimensional y puede sustituirse por un cilindro de cepillos con una elevada densidad de cerdas. El cilindro perforado 5 tiene la funcion de desprender la pelfcula perforada de las agujas.
La pelfcula microperforada se hace pasar a traves del par de cilindros 3, 4, creando las macro-aberturas tridimensionales.
La pelfcula se deja entonces en contacto con las agujas durante el tiempo necesario para lograr un termoformado correcto. Semejante metodo permite temperaturas operativas mucho mas bajas en comparacion con los metodos conocidos. De hecho, semejante tiempo largo de contacto entre pelfcula y aguja, permite temperaturas operativas de las agujas cercanas a las de termoformado o en cualquier caso inferiores a la temperatura de fusion de la pelfcula, limitando el fenomeno de templado que hace que la peifcula se quede rugosa y arrugada.
Al aumentar el tiempo de contacto entre la pelfcula y las agujas se limita el efecto de templado sobre la pelfcula, pero lamentablemente toda la pelfcula alcanza una temperatura mas elevada dificultando el desprendimiento de la pelfcula de las agujas. La pelfcula en contacto con las agujas debena mantener temperaturas preferentemente entre aproximadamente 50 y 60 grados C.
Se sabe que pelfculas con bajo gsm (15-30 gsm) a tales temperaturas elevadas pierden drasticamente sus caractensticas mecanicas, de modo que la fuerza de adherencia entre las agujas y los macro-orificios recien formados puede ser tal que haga que resulte inviable desprender la pelfcula usando una fuerza que actua directamente sobre la pelfcula, ya que esto danana la pelfcula.
Para lograr desprender con exito el producto sin danarlo, es deseable aplicar la fuerza de desprendimiento en la parte inferior de los macro-orificios. El cilindro perforado 5 tiene una camara neumatica de vacfo para ejercer una ligera fuerza sobre la base de los macroconos, durante la rotacion, la fuerza ejercida por el vacfo neumatico
desprende la pelfcula de las agujas sin modificar las caractensticas del producto.
Ademas, el volumen de aire que cruza el sector despresurizado enfna los macroconos recien formados.
5 La pelfcula se ha desprendido de las agujas por vacfo y se desplaza alejandose de la abertura de vado y por tanto libre de cualquier rodillo.
La pelfcula 6, 206 tiene microconos 207 producidos por micro-perforacion y macroconos 208 producidos por macro- perforacion.
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El producto se pasa ahora a traves de uno o mas pares de cilindros 101, 102 ranurados como se indica en la Fig.2.
La pelfcula 103 se estira adecuadamente para romper las zonas eventualmente endurecidas por el proceso de termoformacion, especialmente alrededor de los macroconos.
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La pelfcula 104 esta lista para ser enfriada y bobinada.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para obtener macro-orificios (208) termoformados en una pelfcula (1) termoplastica que ya tiene micro-orificios (207) que consiste en:
    - hacer pasar la pelfcula (1) termoplastica entre un primer cilindro (3) con multiples agujas en su superficie y un segundo cilindro (4) con multiples ranuras,
    - mantener la pelfcula (1) termoplastica adherida al cilindro que porta las agujas y a una temperatura cercana al punto de ablandamiento e inferior a la del punto de fusion de la pelfcula (1),
    - retirar la pelfcula (1) termoplastica del contacto con el cilindro que porta las agujas mediante un tercer cilindro (5) que esta perforado en la superficie,
    en el que las multiples agujas del primer cilindro (3) se acoplan durante la rotacion en las ranuras del segundo cilindro (4) y en las perforaciones del tercer cilindro (5), caracterizado por que
    el tercer cilindro (5) ejercera una fuerza de adherencia sobre la pelfcula (1) termoplastica que es mayor que la fuerza de adherencia de la pelfcula (1) sobre el cilindro que incorpora las agujas, realizandose la fuerza de adherencia del tercer cilindro (5) sobre la pelfcula (1) termoplastica usando un vado o por medio de electricidad electrostatica cargada con una polaridad opuesta a la del tercer cilindro (5) y la pelfcula (1) termoplastica.
  2. 2. Un procedimiento para obtener macro-orificios (208) termoformados en una pelfcula (1) termoplastica que ya tiene micro-orificios (207) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la pelfcula (1) termoplastica obtenida se hace pasar ademas a traves de uno o mas cilindros ranurados (101, 102), haciendo que la pelfcula (1) termoformada se estire y rompiendo las zonas endurecidas alrededor de los macro-orificios (208) conformados.
  3. 3. Un procedimiento para obtener macro-orificios (208) termoformados en una pelfcula (1) termoplastica que ya tiene micro-orificios (207) de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que la pelfcula (1) termoplastica se hace pasar a traves de cilindros axiales y/o radiales logrando un estiramiento axial y/o radial de la pelfcula (1).
  4. 4. Un dispositivo para obtener una pelfcula (1) termoplastica con macro-orificios (208) que ya tiene micro-orificios (207) formados por un primer cilindro (3) con multiples agujas en su superficie y un segundo cilindro (4) con multiples ranuras que se acoplan entre sf durante la rotacion de los cilindros, en el que para retirar la pelfcula (1) termoplastica del cilindro con multiples agujas en su superficie, el dispositivo comprende un tercer cilindro (5) con una superficie perforada, en el que estas perforaciones se acoplan con las agujas del primer cilindro (3) durante la rotacion del mismo,
    caracterizado por que el tercer cilindro perforado usa un vado o electricidad electrostatica para retirar la pelfcula (1) termoplastica del cilindro con las multiples agujas.
  5. 5. Un dispositivo para obtener una pelfcula (1) termoplastica con macro-orificios (208) que ya tiene micro-orificios (207) formados de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado por que el tercer cilindro (5) tiene:
    - un arbol fijo y hueco con una abertura a lo largo de toda su longitud que es lo suficientemente amplia para cubrir la zona de contacto entre las agujas y el tercer cilindro perforado y dentro del cual se forma un vado;
    - una camisa exterior que rota alrededor del arbol fijo y hueco.
  6. 6. Un dispositivo para obtener una pelfcula (1) termoplastica con macro-orificios (208) que ya tiene micro-orificios (207) formados de acuerdo con la reivindicacion 4 o 5, estando ademas caracterizado por que el dispositivo comprende uno o mas cilindros ranurados (101, 102) que hacen que la pelfcula (1) termoformada se estire, rompiendo las zonas endurecidas alrededor de los macro-orificios (208) conformados.
  7. 7. Un dispositivo para obtener una pelfcula (1) termoplastica con macro-orificios (208) que ya tiene micro-orificios (207) formados de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por que los cilindros ranurados (101, 102) se disponen como cilindros axiales y/o radiales que hacen que la pelfcula (1) se estire en una direccion axial y/o radial.
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