ES2643405T3

ES2643405T3 - Método para realizar una banda con orificios

Info

Publication number: ES2643405T3
Application number: ES13154933.9T
Authority: ES
Inventors: Frederick William Gibson; Kelyn Anne Arora; John Lee Hammons; Norman Scott Broyles; Jill Marlene Orr; Timothy Ian Mullane; John Joseph Curro; Karen Denise Mcaffry; Hugh Joseph O'donnell
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: RU2487012C2; US20170087748A1; JP2016138359A; BRPI1008115A2; EP2393640B1; JP2012517536A; US10307942B2; MX2011008327A; JP5688118B2; JP6110545B2; EP2393640A1; US20120049404A1; KR20110101243A; WO2010090974A1; CN102292195B; CN102292195A; JP2013174043A; US20100201024A1; EP2596923B1; EP2596923A1

Description

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DESCRIPCION

Metodo para realizar una banda con orificios Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a metodos para realizar bandas con orificios. De forma especifica, es posible usar el metodo para realizar peliculas con orificios tridimensionales, materiales no tejidos y laminados de los mismos con orificios que tienen relaciones dimensionales minimas.

Antecedentes de la invencion

Las bandas con orificios se utilizan en una amplia variedad de productos industriales y de consumo. Por ejemplo, las peliculas con orificios o los materiales no tejidos con orificios son conocidos para usar en articulos absorbentes desechables, tal como panales desechables, y articulos de higiene femenina, tal como compresas higienicas, y similares. De forma tipica, tales articulos tienen una lamina superior permeable a fluidos, una lamina de respaldo transpirable impermeable a fluidos y un nucleo absorbente dispuesto entre la lamina superior y la lamina de respaldo. Es posible realizar una pelicula con orificios para conformar una lamina superior permeable a fluidos y/o la lamina de respaldo transpirable impermeable a fluidos.

La solicitud de patente US-2006/0087053, publicada el 27 de abril de 2006, describe un metodo para realizar orificios en una banda precursora moviendo el material de banda a traves de una linea de contacto de los rodillos engranados entre si contrarrotantes, en el que un primer rodillo comprende aristas y ranuras que se extienden circunferencialmente y un segundo rodillo comprende dientes estrechados desde una base hasta una punta unidos al segundo rodillo por la base. La base del diente tiene una dimension de longitud de seccion transversal superior a una dimension de anchura de seccion transversal. Cuando los dientes de uno de los rodillos engranan con las ranuras del otro de los rodillos se conforman unos orificios en el material de banda precursora. El proceso permite obtener medios eficaces y rentables para conformar orificios en una banda; no obstante, el tamano y la forma de los orificios estan limitados por la forma y la orientacion de los dientes del segundo rodillo, asi como la orientacion de las moleculas de cadena larga que forman la pelicula. Por ejemplo, las peliculas extrudidas tienen orientaciones moleculares en las que una mayor parte de las moleculas de cadena larga estan orientadas en la direccion de la maquina, que, en una pelicula extrudida, es la trayectoria que sigue la pelicula a traves del proceso de extrusion. La longitud de seccion transversal de los dientes del segundo rodillo de los rodillos contrarrotantes tambien esta alineada en la direccion de la maquina. En consecuencia, al conformar orificios en peliculas extrudidas, el proceso tiende a realizar orificios que se asemejan a rendijas. Aunque las rendijas pueden ser aceptables en algunas aplicaciones, de forma tipica, son preferidos orificios que se asemejan a orificios ovales.

El documento US-2005/0064136 A1 divulga una banda de pelicula con orificios. La banda comprende una pluralidad de primeras regiones que tienen una primera orientacion molecular y una pluralidad de segundas regiones que tiene una segunda orientacion molecular, estando las primeras y las segundas regiones en una relacion lineal generalmente alterna y contigua en una primera direccion, siendo la segunda orientacion molecular generalmente ortogonal a la primera direccion y, en donde la segunda region comprende aberturas que definen orificios en las mismas. Este documento se puede ver como la divulgacion de un metodo para realizar orificios en una banda, comprendiendo el metodo,

- proporcionar un material de banda precursora que tiene una direccion de maquina (DM) y una direccion transversal a la maquina (DTM), teniendo la banda una orientacion molecular predominante en la direccion de maquina (DM);

- proporcionar un aparato de formacion; y

- mover el material de banda precursora a traves del aparato de formacion, en donde el aparato de formacion penetra la banda formando orificios en la misma, comprendiendo el aparato de formacion un par de rodillos que forman una linea de contacto entremedias.

Por tanto, existe la necesidad de un proceso para realizar orificios en una pelicula o en un laminado no tejido de pelicula que permita evitar el efecto de la orientacion molecular de la pelicula y realizar orificios que se asemejan a orificios ovales en vez de parecerse a rendijas.

Sumario de la invencion

Se divulga un metodo para realizar orificios en una banda donde los orificios producidos en la banda se asemejan bastante mas a un agujero ovalado que a una rendija. La banda resultante exhibe capacidad de adquisicion de fluidos, resistencia a la compresion y estetica mejoradas. El metodo se define en la reivindicacion 1.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es una representacion esquematica de un proceso de la presente invencion.

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La Fig. 2 es una representacion en perspectiva de un aparato de la presente invencion.

La Fig. 3 es una representacion en seccion transversal de una parte del aparato mostrado en la Fig. 2.

La Fig. 4 es una representacion esquematica de otra realizacion de un proceso y aparato de la presente invencion.

La Fig. 5 es una vista en perspectiva de una parte del aparato mostrado en la Fig. 2 o en la Fig. 8.

La Fig. 6 es una vista en perspectiva ampliada de una parte del aparato mostrado en la Fig. 9.

La Fig. 7 es una vista en perspectiva de una configuracion alternativa de los dientes del aparato mostrado en la Fig. 2.

La Fig. 8 es una vista en perspectiva de una parte del aparato mostrado en la Fig. 2.

La Fig. 9 es una vista superior de la parte del aparato mostrado en la Fig. 12.

La Fig. 10 es una vista en planta de una parte del aparato mostrado en la Fig. 12.

La Fig. 11 es una fotografia de una parte muy ampliada de una banda con orificios realizada mediante el proceso de la presente invencion.

La Fig. 12 es una vista en seccion transversal de la banda con orificios de la Fig. 12.

La Fig. 13 es una fotografia de una parte muy ampliada de una banda con orificios fabricada mediante el proceso de la presente invencion.

La Fig. 14 es una vista en seccion transversal de la banda con orificios de la Fig. 14.

Las Figs. 15a y 15b son fotomicrografias de los orificios conformados en las muestras 1 y 2, respectivamente, del Ejemplo 1.

Las Figs. 16a a 16e son fotomicrografias de los orificios conformados en las muestras 3 a 7, respectivamente, del Ejemplo 2.

La Fig. 17 es una representacion en seccion transversal de una parte de un aparato de estiramiento creciente.

Las Figs. 18a a 18d son fotomicrografias de los orificios conformados en las muestras 8 a 11, respectivamente, del Ejemplo 4.

Las Figs. 19a y 19b son fotomicrografias de los orificios conformados en las muestras 12 y 13, respectivamente, del Ejemplo 5.

Las Figs. 20A a 20C son representaciones esquematicas de varias configuraciones de banda laminada alternativas.

Descripcion detallada de la invencion

Definiciones:

Tal como se utiliza en la presente memoria y en las reivindicaciones, el termino “que comprende” es inclusivo o no limitativo, y no excluye elementos, componentes o etapas de metodo adicionales no mencionados.

“Direccion de la maquina” o “DM” es la direccion paralela con respecto a la direccion de desplazamiento de la banda cuando la misma se mueve a traves del proceso de fabricacion. Se considera que las direcciones dentro de ±45 grados con respecto a la DM son en la direccion de la maquina.

La “direccion transversal a la maquina” o “DTM” es la direccion sustancialmente perpendicular con respecto a la DM y en el plano definido generalmente por la banda. Se considera que las direcciones dentro de 45 grados con respecto a la direccion transversal son en la direccion transversal.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino “activacion” significa cualquier proceso mediante el cual la tension por traccion producida por dientes y ranuras que engranan entre si hace que secciones intermedias de una banda se estiren o alarguen. Se ha observado que procesos de esta clase son utiles en la produccion de muchos articulos, incluidas las peliculas transpirables, compuestos estirados, materiales con orificios y materiales con textura. Para las bandas de material no tejido, el estiramiento puede causar la reordenacion de las fibras, una reduccion del peso por unidad de superficie y/o la destruccion controlada de fibras en secciones intermedias de la banda. Por ejemplo, un metodo de activacion habitual es el conocido en la tecnica como laminacion anular.

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Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino “elemento de activacion” significa un dispositivo que incluye dientes y ranuras para realizar la activacion.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino “zona de deformacion” significa un area en el que los dientes y ranuras de elementos de activacion en oposicion engranan entre si produciendo la activacion.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino “longitud de trayectoria” significa la longitud de la zona de deformacion formada por los dientes y ranuras que engranan entre si de elementos de activacion en oposicion.

Tal como se utiliza en la presente memoria, “profundidad de engranaje” significa la medida en la que se extienden unos en otros los dientes y ranuras que engranan entre si de elementos de activacion en oposicion.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino “banda de material no tejido” se refiere a una banda con una estructura de fibras o hebras individuales intercaladas, pero no en un diseno repetitivo como en una tela tejido o de punto, los que de forma tipica no tienen fibras orientadas al azar. Los tejidos o bandas de material no tejido se han fabricado con muchos procesos, como por ejemplo, procesos de fusion por soplado, de ligado de filamentos, hidroenmaranado, y procesos de bandas cardadas ligadas, incluido el ligado por cardado termico. El gramaje de telas no tejidas habitualmente se expresa en gramos por metro cuadrado (g/m2). El gramaje de bandas laminadas es la suma del peso por unidad de superficie de las capas constitutivas y todos los componentes anadidos. Los diametros de las fibras habitualmente se expresan en micrometros; el tamano de las fibras tambien se puede expresar en deniers, que es una unidad de peso por longitud de la fibra. El peso por unidad de superficie de bandas laminadas adecuadas para su uso en la presente invencion puede ser de 6 g/m2 a 400 g/m2, dependiendo del uso final de la banda. Por ejemplo, para su empleo como toalla de manos, una primera banda y una segunda banda pueden ser no tejidas, con un peso por unidad de superficie de entre 18 g/m2 y 500 g/m2.

Las fibras que constituyen una banda de material no tejido pueden ser fibras de polimero, y pueden ser monocomponente, bicomponente y/o biconstituyentes, no redondas (p. ej., fibras de canal capilar), y pueden tener dimensiones transversales principales (p. ej., el diametro de fibras redondas) desde 0,1 hasta 500 micrometros. Las fibras constituyentes de la banda no tejida pueden ser una mezcla de diferentes tipos de fibras, difiriendo en caracteristicas tales como las quimicas (p. ej., PE y PP), los componentes (mono- y bi-), denier (micro denier y >20 denier), la forma (es decir, capilar y redonda) y similares. Las fibras constituyentes pueden oscilar de aproximadamente 0,1 denier a aproximadamente 100 denier.

Tal como se utiliza en la presente memoria, “fibras ligadas por hilado” se refiere a fibras de diametro relativamente pequeno formadas extrudiendo de un hilador un material termoplastico fundido en forma de filamentos de una pluralidad de capilares finos habitualmente circulares y de modo que el diametro de los filamentos extrudidos se reduce rapidamente. Las fibras ligadas por hilado generalmente no son pegajosas cuando se depositan sobre una superficie de recogida. Las fibras ligadas por hilado son generalmente continuas y tienen un diametro medio (de una muestra de al menos 10) superior a 7 micrometros, y mas particularmente, entre aproximadamente 10 micrometros y 40 micrometros.

En la presente memoria, la expresion “soplado por fusion” se refiere a un proceso en donde las fibras son formadas por extrusion de un material termoplastico fundido a traves de una pluralidad de capilares de matriz finos, habitualmente circulares, en forma de trenzas o filamentos fundidos hacia corrientes de gas (por ejemplo aire), habitualmente calentado, convergentes a alta velocidad que atenuan los filamentos de material termoplastico fundido para reducir su diametro hasta, por ejemplo, un diametro de microfibra. Despues de eso, la corriente de gas de alta velocidad se lleva las fibras fundidas y estas se depositan sobre una superficie de recogida, a menudo, mientras aun estan pegajosas, para formar una banda de fibras fundidas dispersas de manera aleatoria. Las fibras fundidas por soplado son microfibras que pueden ser continuas o discontinuas y generalmente tienen un diametro medio inferior a 10 micrometros.

En la presente memoria, el termino “polimero” generalmente incluye, aunque no de forma limitativa, homopolimeros, copolimeros tales como, por ejemplo, copolimeros de bloque, de injerto, aleatorios y alternantes, terpolimeros, etc., y mezclas y modificaciones de los mismos. Ademas, salvo que se encuentre limitado de otra manera en particular, el termino “polimero” incluye todas las posibles configuraciones geometricas del material. Las configuraciones incluyen, aunque no de forma limitativa, simetrias isotactica, atactica, sindiotactica y aleatorias.

En la presente memoria, el termino fibra “monocomponente” se refiere a una fibra formada a partir de uno o mas extrusores utilizando unicamente un polimero. No se pretende excluir fibras formadas a partir de un polimero al que se anaden pequenas cantidades de aditivos para obtener coloracion, propiedades antiestaticas, lubricacion, naturaleza hidrofila, etc. Estos aditivos, por ejemplo, dioxido de titanio para la coloracion, estan presentes generalmente en una cantidad inferior a aproximadamente 5 por ciento en peso y de forma mas tipica a aproximadamente 2 por ciento en peso.

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Como se utiliza en la presente memoria, la expresion “fibras biocomponentes” se refiere a fibras que se han formado con al menos dos polfmeros diferentes extrudidos en extrusores independientes pero hiladas juntas para formar una fibra. Las fibras de bicomponentes son tambien a veces denominadas fibras conjugadas o fibras de multicomponente. Los polfmeros se disponen en diferentes zonas colocadas de forma sustancialmente constante en la seccion transversal de las fibras de bicomponente y se extienden continuamente a lo largo de la longitud de las fibras de bicomponente. La configuracion de estas fibras bicomponente puede ser, por ejemplo, una disposicion en vaina/nucleo en donde un polfmero esta rodeado por otro o puede ser una disposicion lado-a-lado, una disposicion en torta o una disposicion tipo “islas-en-el-mar”.

Como se utiliza en la presente memoria, la expresion “fibras bioconstituyentes” se refiere a fibras que se han formado a partir de al menos dos polfmeros extrudidos en el mismo extrusor como una mezcla. Las fibras biconstituyentes no tienen los diversos componentes polfmeros dispuestos en zonas diferenciadas en posiciones relativamente constantes en toda el area de la seccion transversal de la fibra, y los diversos polfmeros normalmente no son continuos en toda la longitud de la fibra, en cambio, normalmente forman fibras que comienzan y terminan al aleatoriamente. Las fibras de biconstituyente se denominan a veces tambien fibras de multiconstituyente.

Como se utiliza en la presente memoria, el termino “fibras no redondas” describe fibras que no tienen una seccion transversal redonda e incluyen “fibras con forma” y “fibras de canal capilar”. Tales fibras pueden ser solidas o huecas y pueden ser trilobulares, con forma de delta y pueden ser fibras que tienen canales capilares sobre sus superficies exteriores. Los canales capilares pueden tener diferentes secciones transversales tales como en “forma de U”, “forma de H”, “forma de C” y “forma de V”. Una fibra con canales capilares preferida es T-401, disenada como fibra 4DG disponible en Fiber Innovation Technologies, Johnson City, TN. La fibra T-401 es un tereftalato de polietileno (poliester PET).

En la presente memoria, el termino “orientacion molecular” describe el grado en el que las cadenas o cristales de polfmero estan dispuestos a lo largo de una direccion especffica.

En la presente memoria, el termino “orientacion molecular predominante” describe el grado en el que una mayor parte de las cadenas de polfmero esta dispuesta a lo largo de una direccion especffica.

En la presente memoria, el termino “deformacion plastica” es una deformacion que se mantiene en un material despues de que se retira la carga que provoca la deformacion. La deformacion plastica es la parte permanente de la deformacion mas alla del lHriite elastico de un material.

Respecto a todos los intervalos numericos indicados en la presente memoria, ha de entenderse que cada limitacion numerica maxima indicada en toda esta memoria descriptiva incluye cada limitacion numerica inferior, tal como si dichas limitaciones numericas inferiores estuviesen expresamente escritas en la presente memoria. Ademas, cada limitacion numerica mmima indicada en toda la presente memoria descriptiva incluye cada limitacion numerica superior, tal como si dichas limitaciones numericas superiores estuviesen expresamente escritas en la presente memoria. Por otra parte, cada intervalo numerico indicado en toda esta memoria descriptiva incluye cada intervalo numerico mas estrecho situado dentro de dicho intervalo numerico mas amplio y tambien abarca cada numero individual dentro del intervalo numerico, tal como si dichos intervalos numericos mas estrechos y numeros individuales estuviesen expresamente escritos en la presente memoria.

La presente invencion se describira haciendo referencia a un metodo y a un aparato usados para realizar una banda con orificios. La banda con orificios puede ser una pelfcula con orificios o un laminado con orificios que comprende una pelfcula y un material no tejido. Los orificios pueden incluir micro orificios y macro orificios, siendo los primeros sustancialmente invisibles a simple vista por parte de un observador desde aproximadamente 1 metro de distancia con iluminacion interior ordinaria y siendo visibles estos ultimos en tales condiciones. Es posible conformar micro orificios y/o otros estampados o texturas antes del procesamiento por parte del aparato de la presente invencion. Es posible usar la banda con orificios en artfculos absorbentes desechables, tal como vendas, envoltorios, dispositivos de incontinencia, panales, compresas higienicas, salvaslips, tampones y almohadillas para el tratamiento de hemorroides, asf como en otros productos de consumo, como laminas para la limpieza del suelo, toallitas para el cuerpo y laminas para el lavado de ropa. Ademas, es posible utilizar las bandas de la presente invencion como bandas perforadas en aplicaciones para el automovil, para la agricultura, electricas o industriales.

En la Fig. 1 se muestra esquematicamente un aparato de la presente invencion. La banda precursora 20 se mueve en la direccion de la maquina (DM), hacia un aparato 150 de conformacion, done se conforman unos orificios 6 que producen una banda 1 con orificios. La banda precursora 20 puede suministrarse desde un rollo 152 de suministro (o rollos de suministro, segun se necesiten para multiples laminas de banda) o cualquier otro medio de suministro, tal como bandas festoneadas, como es conocido en la tecnica. En una realizacion, la banda precursora 20 puede ser suministrada directamente desde un aparato que fabrica bandas, tal como un extrusor de pelfculas de polfmero. Despues de su conformacion, la banda 1 con orificios puede ser recogida en un rollo 160 de suministro para su almacenamiento y posterior procesamiento como un componente en otros productos. De forma alternativa, la banda 1 con orificios puede ser transportada directamente para un procesamiento posterior adicional que incluye una operacion de transformacion para su incorporacion en un producto acabado, tal como un producto absorbente desechable.

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Tal como se muestra en la Fig. 1, es posible conformar la banda 1 con orificios a partir de una banda precursora 20 de dos dimensiones generalmente plana que tiene una primera superficie 12 y una segunda superficie 14. La banda precursora 20 puede ser una pelicula de polimero o un laminado de una pelicula de polimero y una banda de material no tejido. La primera superficie 12 se corresponde con una primera cara de la banda precursora 20, asi como con una primera cara de la banda 1 con orificios. La segunda superficie 14 se corresponde con una segunda cara de la banda precursora 20, asi como con una segunda cara de la banda 1 con orificios. En general, el termino “cara” se utiliza en la presente memoria en el uso comun del termino para describir las dos superficies principales de bandas generalmente de dos dimensiones, como peliculas. Por supuesto, en una estructura compuesta o laminada, la primera superficie 12 de la banda 1 con orificios es la primera cara de una de las capas o estratos mas exteriores, y la segunda superficie 14 es la segunda cara de la otra capa o estrato mas exterior.

La banda precursora 20 puede ser una banda de pelicula polimerica. En una realizacion, la banda precursora 20 puede ser una banda polimerica adecuada para usar como una lamina superior en un producto absorbente desechable, tal como es conocido en la tecnica. Las bandas de pelicula polimerica pueden ser deformables. En la presente memoria, el material deformable describe un material que, al ser estirado mas alla de su limite elastico, conservara sustancialmente su configuracion recien conformada. Tales materiales deformables pueden ser quimicamente homogeneos o heterogeneos, tal como mezclas de homopolimeros y polimero, estructuralmente homogeneos o heterogeneos, tal como laminas sencillas o laminados, o cualquier combinacion de tales materiales. Los procesos de la presente invencion se usan para conformar materiales que comprenden una pelicula polimerica. Tales materiales incluyen peliculas polimericas sencillas o un laminado que comprende peliculas polimericas y otros materiales, tal como materiales no tejidos.

Las bandas de pelicula polimerica deformable utilizadas en el proceso de la presente invencion pueden tener un intervalo de temperatura de transformacion en el que se producen los cambios en la estructura molecular en estado solido del material, tal como un cambio en la estructura cristalina o un cambio de estado solido a fundido. En consecuencia, por encima del intervalo de temperatura de transformacion algunas propiedades fisicas del material se alteran sustancialmente. Para una pelicula semicristalina termoplastica, el intervalo de temperatura de transformacion puede ser el intervalo de temperatura de transicion del vidrio de la pelicula, por encima del cual el polimero se vuelve gomoso y capaz de deformarse elastica o plasticamente sin fractura o el intervalo de temperatura de mezcla de la pelicula, por encima del cual la pelicula esta en estado fundido y pierde sustancialmente todo el historial termomecanico previo.

Las bandas de pelicula polimerica pueden comprender polimeros termoplasticos que tienen propiedades reologicas especificas que dependen de su composicion y temperatura. Por debajo de su temperatura de transicion vitrea, tales polimeros termoplasticos pueden ser bastante duros y rigidos y, con frecuencia, quebradizos. Por debajo de esta temperatura de transicion vitrea, las moleculas estan en posiciones fijas rigidas. Por encima de la temperatura de transicion vitrea, pero por debajo del intervalo de temperatura de fusion, los polimeros termoplasticos presentan viscoelasticidad. En este intervalo de temperatura, el material termoplastico tiene generalmente cierto grado de cristalinidad y, generalmente, es flexible y deformable en cierta medida bajo una fuerza. La deformabilidad de un termoplastico de este tipo depende del grado de deformacion, cantidad (cantidad dimensional) de deformacion, duracion de la deformacion y su temperatura. En una realizacion, es posible utilizar los procesos de la presente invencion para conformar materiales que comprenden polimero termoplastico, especialmente pelicula termoplastica, dentro de su intervalo de temperatura viscoelastica.

Las bandas de pelicula polimerica pueden comprender una cantidad determinada de ductilidad. En la presente memoria, la ductilidad es la cantidad de deformacion plastica permanente no recuperable que se produce cuando un material se deforma antes del fallo (rotura, fractura o separacion) del material. La ductilidad depende del grado de tension que se aplica en el material. Los materiales conformados en el proceso de la presente invencion pueden tener una ductilidad minima de al menos aproximadamente 10 %, o de al menos aproximadamente 50 %, o de al menos aproximadamente 100 %, o de al menos aproximadamente 200 % o de al menos aproximadamente 500 %.

Las bandas de pelicula polimerica utilizadas en la presente invencion pueden incluir materiales normalmente extrudidos o colados como peliculas, tal como poliolefinas, nylons, poliesteres y similares. Tales peliculas pueden ser materiales termoplasticos, tal como polietileno, polietileno de baja densidad, polietileno de baja densidad lineal, polipropilenos y copolimeros y mezclas que contienen fracciones sustanciales de estos materiales. Tales peliculas pueden ser tratadas con agentes modificadores de superficie para transmitir propiedades hidrofilas o hidrofobas, como impartir un efecto de loto. Las bandas de pelicula polimerica pueden ser peliculas planas de una unica capa o de multiples capas. Tal como se explica a continuacion, las bandas de pelicula polimerica pueden tener textura, estar estampadas o ser alteradas de otro modo a partir de una configuracion plana estrictamente llana.

Las propiedades fisicas de las peliculas polimericas, de forma especifica, el modulo, dependen de la orientacion molecular del polimero, definida previamente como el grado en el que las cadenas polimericas estan dispuestas a lo largo de una direccion especifica. La orientacion molecular de una pelicula puede ser determinada segun el metodo ASTM D2732-03.

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El metodo de ensayo cubre la determinacion del grado de contraccion termica lineal no limitada a una temperatura de muestra determinada de una pelfcula de plastico y con una lamina de 0,76 mm (0,030 pulgadas) de espesor o inferior. Las muestras de pelfcula que tienen una orientacion molecular predominante se contraeran principalmente en la direccion de la orientacion molecular predominante y, en una medida inferior, en la direccion perpendicular con respecto a la misma.

Una pelfcula polimerica orientada biaxialmente tiene una orientacion sustancialmente aleatoria con respecto a la DM y a la DTM. Por “orientacion molecular sustancialmente aleatoria” se entendera que, debido a las condiciones presentes durante el procesamiento de la pelfcula, no existe una cantidad significativamente mas alta de moleculas de cadena larga orientadas en la DM que en la DTM. En otras palabras, el numero de moleculas de cadena larga en la DM y en la DTM es aproximadamente el mismo. En consecuencia, las pelfculas que tienen una orientacion molecular aleatoria pueden presentar propiedades similares, tal como el modulo, en la DM y en la DTM. Una pelfcula soplada puede ser un ejemplo de una pelfcula polimerica orientada biaxialmente. En cambio, las pelfculas que tienen una orientacion molecular predominante tienen una cantidad mas grande de moleculas de cadena larga orientadas en una direccion especffica. Por ejemplo, las pelfculas extrudidas pueden tener una cantidad mas grande de moleculas de cadena larga orientadas en la DM que en la DTM. Una pelfcula de fundido es un ejemplo de una pelfcula que tiene una orientacion molecular predominante en la DM. La orientacion molecular de una pelfcula polimerica puede modificarse por calentamiento y/o deformando plasticamente la pelfcula. Por ejemplo, una pelfcula que tiene una orientacion molecular predominante en la DM puede ser forzada y deformada plasticamente en la DTM, cambiando la orientacion de los polfmeros de cadena larga hasta formar una pelfcula polimerica biaxial u orientada en la DTM.

La banda precursora 20 puede ser un compuesto o un laminado de dos o mas bandas precursoras, y puede comprender, por ejemplo, una combinacion de pelfculas de polfmero y bandas de material no tejido. Los tejidos o bandas de material no tejido se han formado a partir de muchos procesos conocidos, como, por ejemplo, procesos de deposicion por aire, procesos de fundido por soplado, procesos de ligado por hilado, procesos de hidroenmaranado, procesos de ligado por chorro de agua y procesos de banda cardada unida. Tambien, pueden utilizarse bandas multicapa, tal como las bandas ligadas por hilado-fundidas por soplado-ligadas por hilado (SMS) y similares (p. ej., SMMS, SSMS) fabricadas mediante procesos de ligado por hilado de multiples barras. No es necesario que cada componente (es decir, los componentes ligados por hilado o fundidos por soplado) sean el mismo polfmero. Por lo tanto, en una banda SMS, no es necesario que las capas ligadas por hilado y fundidas por soplado incluyan el mismo polfmero.

Las fibras que constituyen bandas de material no tejido pueden ser fibras de polfmero, y pueden ser fibras monocomponente, bicomponente y/o biconstituyentes, fibras huecas, fibras no redondas (p. ej., fibras con forma (p. ej., trilobales) o de canal capilar), y pueden tener dimensiones de seccion transversal principales (p. ej., el diametro en fibras redondas, el eje largo en fibras de forma elfptica, la dimension de lfnea recta mas larga en formas irregulares) que oscilan de 0,1 micrometros a 500 micrometros en incrementos de 1 micrometro.

La banda precursora 20 puede ser calentada previamente mediante medios conocidos en la tecnica, tal como calentamiento radiante, calentamiento por aire forzado, calentamiento por conveccion o calentamiento sobre rodillos calentados por aceite. Es posible imprimir previamente la banda precursora 20 con marcas, disenos, logotipos u otros disenos de impresion visibles o invisibles. Por ejemplo, es posible imprimir los disenos y colores mediante medios conocidos en la tecnica, como impresion por chorro de tinta, huecograbado, impresion flexografica o impresion offset para cambiar el color al menos de partes de la banda precursora 20. Ademas de la impresion, la banda precursora 20 puede tratarse con recubrimientos, tales como tensioactivos, lociones, adhesivos y similares. Se puede tratar la banda precursora 20 por medios conocidos en la tecnica tal como pulverizacion, recubrimiento con boquilla plana, extrusion o aplicando de otra manera recubrimientos en una o ambas superficies.

El rollo 152 de suministro gira en la direccion indicada por la flecha en la Fig. 1 a medida que la banda precursora 20 se mueve en la direccion de la maquina mediante medios conocidos en la tecnica, incluyendo sobre o alrededor de varios rodillos libres, rodillos de control de tension y similares (no mostrandose ninguno de los mismos), hacia la lfnea 116 de contacto formada por un par de rodillos 102 y 104 engranados entre sf contrarrotantes. El par de rodillos 102 y 104 engranados entre sf funciona para conformar orificios en la banda 20, conformando la banda 1 con orificios. Los rodillos 102 y 104 engranados entre sf se muestran con mayor claridad en la Fig. 2.

En la Fig. 2 se muestra de forma mas detallada la parte del aparato 150 de conformacion para realizar orificios en la banda 1 con orificios. Esta parte del aparato 150 se muestra como un aparato 100 de conformacion en la Fig. 2, y comprende un par de rodillos 102 y 104 de acero engranados entre sf, girando cada uno de ellos alrededor de un eje A, siendo los ejes A paralelos y estando en el mismo plano. El aparato 100 de conformacion puede estar disenado para que la banda precursora 20 permanezca en el rodillo 104 a lo largo de un angulo de giro determinado, tal como se muestra de forma detallada a continuacion haciendo referencia a la Fig. 8, aunque la Fig. 2 muestra en principio lo que sucede cuando la banda precursora 20 pasa de forma recta a traves de la lfnea 116 de contacto en el aparato 100 de conformacion y sale como una banda 1 con orificios. Por lo tanto, aunque la Fig. 2 muestra la banda 1 con orificios pasando de forma recta por la lfnea 116 de contacto y saliendo de la misma, la banda precursora 20 o la banda 1 con

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orificios puede quedar parcialmente envuelta sobre cualquiera de los rodillos 102 o 104 a lo largo de un angulo de giro predeterminado, antes (en el caso de la banda precursora 20) o despues (en el caso de la banda 1 con orificios) de la linea 116 de contacto. Por ejemplo, despues de salir de la linea 116 de contacto, es posible dirigir la banda 1 con orificios para enrollarla en el rodillo 104 a lo largo de un angulo de giro predeterminado para que los orificios permanezcan dispuestos sobre los dientes 110 del rodillo 104 y “encajados” en los mismos, tal como se muestra en la Fig. 8.

Los rodillos 102 y 104 pueden estar hechos de acero o aluminio. En una realizacion, los rodillos pueden estar hechos de acero inoxidable. De forma general, los rodillos 102 y 104 pueden estar hechos de acero resistente a la corrosion y al desgaste.

El rodillo 102 puede comprender una pluralidad de aristas 106 y ranuras 108 correspondientes que pueden extenderse de forma ininterrumpida alrededor de toda la circunferencia del rodillo 102. En algunas realizaciones, dependiendo de que tipo de diseno se desea en la banda 1 con orificios, el rodillo 102 puede comprender aristas 106 en las que se han retirado unas partes, tal como mediante mordedura, fresado u otros procesos de mecanizacion, de modo que parte o la totalidad de las aristas 106 no son continuas circunferencialmente, sino que tienen interrupciones o espacios. Las interrupciones o espacios pueden estar dispuestos para formar un diseno, incluyendo disenos geometricos sencillos, como circulos o diamantes, aunque incluyendo tambien disenos complejos, como logotipos y marcas. En una realizacion, el rodillo 102 puede tener dientes, similares a los dientes 110 del rodillo 104, descritos de forma mas detallada a continuacion. De esta manera, es posible tener orificios tridimensionales que tienen partes que se extienden hacia fuera sobre ambos lados de la banda con orificios 1. Ademas de los orificios, es posible realizar varias macro areas de orificios fuera de plano de la banda 1, incluyendo macro disenos de textura estampada que representan logotipos y/o disenos. En una realizacion alternativa, la superficie exterior del rodillo 102 puede comprender un cepillo o material elastico, tal como caucho, que permita que los dientes del rodillo 104 correspondiente penetren en una linea de contacto formada entre los dos rodillos.

El rodillo 104 es similar al rodillo 102, pero en lugar de tener aristas que se pueden extender sin romperse sobre la circunferencia total, el rodillo 104 comprende una pluralidad de filas de aristas que se extienden circunferencialmente y que se han modificado para ser filas de dientes 110 separados de manera circunferencial que se extienden en una relacion separada de aproximadamente al menos una parte del rodillo 104. Las filas 110 de dientes de rodillo 104 individuales se separan mediante las ranuras correspondientes 112. Durante la operacion, los rodillos 102 y 104 se ensamblan de tal manera que las aristas 106 del rodillo 102 se extienden por las ranuras 112 del rodillo 104 y los dientes 110 de rodillo 104 se extienden por las ranuras 108 de rodillo 102. El engranaje se muestra con mayor detalle en la representacion transversal de la Fig. 7, la cual se explica a continuacion. Ambos o cualquiera de los rodillos 102 y 104 pueden calentarse por medios conocidos en la tecnica como mediante la incorporacion de rodillos rellenos de aceite caliente o rodillos calentados electricamente. Alternativamente, ambos o cualquiera de los rodillos puede calentarse por conveccion superficial o por radiacion superficial.

Los dientes 110 pueden estar unidos al rodillo 104. Por “unido” se entendera que los dientes pueden estar unidos, tal como por soldadura, encaje por compresion, o unidos de otro modo. No obstante, “unido” tambien incluye una union integral, como es el caso de dientes mecanizados retirando material de exceso del rodillo 104. La posicion en la que los dientes 110 estan unidos al rodillo 104 es la base. En cualquier posicion de seccion transversal paralela con respecto a la base, cada diente puede tener un area de seccion transversal no redonda. En la direccion circunferencial, la longitud de seccion transversal del area de seccion transversal (que se corresponde con la longitud del diente, tal como se describira a continuacion) es al menos dos veces la anchura de seccion transversal, medida de forma perpendicular con respecto a la dimension de longitud en el centro del area de seccion transversal. En una realizacion alternativa, los dientes pueden comprender pasadores que son cilindricos, rectangulares o con otras formas dependiendo de la forma deseada del orificio correspondiente.

La Fig. 3 muestra en seccion una parte de los rodillos 102 y 104 engranados entre si, que incluyen aristas 106 y dientes representativos 110. Tal como se muestra, los dientes 110 tienen una altura AD de diente (debe observarse que AD tambien puede aplicarse a la altura de la arista 106; en una realizacion preferida, la altura de los dientes y la altura de la arista son iguales), y el espacio interdental (o el espacio entre aristas) referido como el paso P. Como se muestra, la profundidad E de engranaje (DOE) es una medida del nivel de engranado de los rodillos 102 y 104 entre si y se mide desde la punta de la arista 106 hasta la punta del diente 110. La profundidad E de engranaje, la altura AD de diente y el paso P pueden variar segun se desee dependiendo de las propiedades de la banda precursora 20 y las caracteristicas deseadas de la banda 1 con orificios de la presente invencion. Por ejemplo, en general, para obtener una mayor densidad de estructuras 8 en forma de volcan o de orificios 6 de la banda 1, mas pequeno debera ser el paso y mas pequenas deberan ser la longitud LD de seccion transversal del diente y la distancia dD de separacion entre dientes, tal como se describe a continuacion.

Tambien se contempla que el tamano, forma, orientacion y separacion de los dientes 110 puedan variar a lo largo de la circunferencia y la anchura del rodillo 104 para obtener propiedades y caracteristicas variables de la banda 1 con orificios.

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De forma adicional, es posible pulverizar, recubrir, recubrir con ranuras, extrudir o bien aplicar sustancias como lociones, tinta, tensioactivos y similares en la banda 1 con orificios antes o despues de entrar en la linea 116 de contacto. Se puede utilizar cualquier proceso conocido en la tecnica para dicha aplicacion de tratamientos.

En una realizacion, es posible conformar la banda 1 con orificios procesando una banda precursora 20 mediante un aparato 200 como el mostrado en la Fig. 4. La disposicion de multiples rodillos del aparato 200 esta disenada para obtener un tiempo de permanencia predeterminado en el que la banda 1 con orificios permanece en contacto con el rodillo dentado 104 a lo largo de un angulo de giro predeterminado. Aunque es posible optimizar el angulo de giro dependiendo del tipo de pelicula, de la temperatura de los rodillos y de la velocidad de desplazamiento de la banda, de forma general, el angulo de enrollado puede ser al menos de 10 grados y puede llegar hasta aproximadamente 270 grados o mas, dependiendo, al menos parcialmente, de los tamanos relativos de los rodillos correspondientes. Tal como se muestra, la banda precursora 20 puede ser guiada alrededor de varios rodillos de guia y elementos de tensado (no mostrados) hacia el rodillo 105 de guia y sobre el rodillo 102A, que puede tener aristas y ranuras, tal como se ha descrito haciendo referencia al rodillo 102 del aparato 150 de la Fig. 1 mostrada anteriormente. El rodillo 102A puede ser calentado para facilitar la conformacion de estructuras 8 en forma de volcan y de orificios 6. En una realizacion, el rodillo 102 puede calentarse hasta aproximadamente 93,3 °C (200 0F).

Tal como se muestra en la Fig. 4, la banda precursora 20 entra en la linea 116A de contacto formada por el engranaje entre los rodillos 104 y 102A. El rodillo 104 del aparato 200 puede ser un rodillo dentado, tal como se ha descrito anteriormente haciendo referencia al aparato 150 de la Fig. 1. A medida que la banda precursora 20 pasa a traves de la linea 116A de contacto, los dientes 110 del rodillo 104 se introducen en la banda precursora 20 y/o la atraviesan y pueden perforarla para conformar estructuras 8 en forma de volcan y orificios 6. A continuacion, la banda 1 con orificios sigue en contacto estacionario con el rodillo giratorio 104 hasta alcanzar la linea 116B de contacto formada por el engranaje del rodillo 104 con el rodillo 102B. El rodillo 102B puede tener aristas y ranuras, tal como se ha descrito haciendo referencia al rodillo 102 del aparato 150 de la Fig. 1 descrita anteriormente.

Cuando la banda 1 con orificios sale de la linea 116B de contacto, la misma es dirigida separandola del rodillo 104, sobre el rodillo 102B y sobre varios rodillos 105 de guia, segun sea necesario, antes de enrollarla para un procesamiento, transporte o disposicion adicional para su incorporacion en un producto fabricado. En una realizacion, la banda 1 con orificios es dirigida hacia un proceso de fabricacion de compresas higienicas en el que la banda 1 con orificios es suministrada al proceso como una lamina superior y se une a otros componentes, tal como una banda de lamina de respaldo, se corta hasta su forma final, se envasa y se transporta para su venta al detalle. En otra realizacion, la banda es dirigida hacia un proceso de fabricacion de un producto de panal en el que la banda 1 con orificios es suministrada al proceso como una lamina de respaldo y se une a otros componentes, tal como una lamina superior.

Si la banda 1 con orificios tiende a adherirse a los dientes 110 hasta separarse del rodillo 104, es posible anadir diversos elementos de ayuda de procesamiento en caso necesario. Por ejemplo, es posible anadir tratamientos antiadherentes, tal como tratamientos de silicona o fluocarburo. Es posible anadir diversos lubricantes, tensioactivos u otros elementos de ayuda de procesamiento a la banda precursora 20 o al rodillo 104. Otros metodos de ayuda para la retirada de la banda del rodillo incluyen cuchillos de aire o cepillado. En una realizacion, el rodillo 104 puede tener una camara interna y medios para obtener una presion de aire positiva en el punto de retirada de la banda hacia el rodillo 102B. De forma general, el control de la transicion del rodillo 104 al rodillo 102B esta afectado por la velocidad de la banda, las velocidades de rodillo relativas (es decir, la velocidad tangencial del rodillo 104 y del rodillo 102B), la tension de la banda y los coeficientes de friccion relativos. Es posible variar cada uno de estos parametros de forma conocida por el experto en la tecnica para asegurar la transferencia deseada de la banda 1 con orificios al rodillo 102B.

Las ventajas de un aparato como el mostrado en la Fig. 4 consisten en que la banda 1 con orificios experimenta un contacto con los dientes 110 del rodillo 104 y queda “asentada” en los mismos de forma mas prolongada. De esta manera, las estructuras 8 en forma de volcan y los orificios 6 tienen tiempo adicional para establecerse y una mayor probabilidad de conservar una configuracion tridimensional una vez retirados del rodillo 104. Sin pretender imponer ninguna teoria, se considera que, ajustando la circunferencia del rodillo 104, la temperatura de los rodillos 102A, 104 y/o 102B, asi como el coeficiente de friccion de los rodillos, es posible usar este tiempo de permanencia mas prolongado para aumentar la velocidad lineal a la que es posible procesar la banda 1 con orificios para realizar estructuras 8 en forma de volcan tridimensionales permanentes. La temperatura de los rodillos 102A, 104 y/o 102B puede ser la misma temperatura en todos ellos o, de forma alternativa, las temperaturas pueden ser diferentes en cada caso. Por ejemplo, es posible calentar los rodillos 102A y 104, permaneciendo el rodillo 102B a temperatura ambiente o por debajo de la misma. Ademas, es posible mantener las velocidades de los diversos rodillos a la misma velocidad o, de forma alternativa, es posible establecer un diferencial de velocidad entre los rodillos.

Si se calienta cualquiera de los rodillos del aparato 150 o 200, tal como se ha descrito anteriormente, es necesario ser cuidadoso y tener en cuenta la expansion termica. En una realizacion, las dimensiones de las aristas, ranuras y/o

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dientes estan mecanizadas para tener en cuenta la expansion termica, de modo que las dimensiones mostradas en la Fig. 3 y las dimensiones descritas en la presente memoria son dimensiones a la temperatura de funcionamiento.

La Fig. 5 muestra una parte de una realizacion de un rodillo 104 que tiene una pluralidad de dientes 110 que sirven para realizar una banda 1 con orificios. En la Fig. 6 se muestra una vista ampliada de los dientes 110 mostrados en la Fig. 5. Tal como muestra la Fig. 6, cada diente 110 tiene una base 111, una punta 112 de diente, un borde anterior BA y un borde posterior BP. La punta 112 de diente puede tener generalmente forma de punta, de punta roma, o puede estar conformada de otro modo para estirar y/o perforar la banda precursora 20. Los dientes 110 pueden tener forma de cuchilla generalmente plana. Es decir, contrariamente a las formas redondas, tipo alfiler, que generalmente tienen una seccion transversal redonda, los dientes 110 pueden ser alargados en una dimension, y tienen generalmente configuraciones de seccion transversal alargadas, no redondas. Por ejemplo, en su base 111, la seccion transversal de los dientes 110 puede tener una longitud LD de diente y una anchura TW de diente, presentando una relacion dimensional AR de diente LD/TW al menos de 2, o de al menos aproximadamente 3, o de al menos aproximadamente 5, o de al menos aproximadamente 7, o de al menos aproximadamente 10 o superior. En una realizacion, la relacion dimensional AR de las dimensiones de la seccion transversal se mantiene sustancialmente constante con la altura del diente.

En una realizacion del rodillo 104, los dientes 110 pueden tener una dimension LD de longitud de seccion transversal uniforme de aproximadamente 1,25 mm, medida generalmente desde el borde anterior BA hasta el borde posterior BP en la base 111 del diente 110, y una anchura TW de seccion transversal de diente de aproximadamente 0,3 mm, medida de forma generalmente perpendicular con respecto a la dimension de longitud circunferencial en la base. Los dientes se pueden separar de manera uniforme entre si de manera circunferencial a una distancia DD de aproximadamente 1,5 mm. Para realizar bandas 1 con orificios tridimensionales fibrosas y suaves a partir de una banda precursora 20 que tiene un peso base en el intervalo de aproximadamente 5 g/m2 a aproximadamente 200 g/m2, los dientes 110 del rodillo 104 pueden tener una longitud LD que oscila de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm, una anchura de diente TW de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 1 mm, y una separacion DD de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm, una altura de diente AD que oscila de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 10 mm y un paso P entre aproximadamente 1 mm (0,040 pulgadas) y 2,54 mm (0,100 pulgadas). La profundidad E de engranaje puede ser de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 5 mm (a un maximo que se acerca a la altura AD de diente).

Por supuesto, la profundidad E de engranaje, el paso P, la altura AD de diente, la separacion DD y la longitud LD de seccion transversal de diente pueden variar individualmente e independientemente entre si para obtener un tamano, separacion y densidad superficial de orificios 6 (numero de orificios 6 por unidad de superficie de la banda 1 con orificios) deseados. Por ejemplo, para realizar peliculas con orificios y materiales no tejidos adecuados para usar en compresas higienicas y otros articulos absorbentes, la longitud LD de seccion transversal de diente en la base puede oscilar entre aproximadamente 2,032 mm y aproximadamente 3,81 mm; la anchura TW de diente puede oscilar de aproximadamente 0,508 mm a aproximadamente 1,27 mm; la separacion DD entre dientes puede oscilar de aproximadamente 1,0 mm a aproximadamente 1,94 mm; el paso P puede oscilar de aproximadamente 1,106 mm a aproximadamente 2,54 mm; y la altura AD de diente puede ser de aproximadamente 2,032 mm a aproximadamente 6,858 mm. La profundidad E de engranaje puede ser de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 5 mm. El radio R de curvatura de la punta 112 de diente puede ser de 0,001 mm a aproximadamente 0,009 mm. Sin pretender imponer ninguna teoria, se cree que la longitud LD de diente en la base puede oscilar de entre aproximadamente 0,254 mm a aproximadamente 12,7 mm; la anchura TW de diente puede oscilar de aproximadamente 0,254 mm a aproximadamente 5,08 mm; la separacion DD entre dientes puede oscilar de aproximadamente 0,0 mm a aproximadamente 25,4 mm (o mas); el paso P puede oscilar de aproximadamente 1,106 mm a aproximadamente 7,62 mm; la altura AD de diente puede oscilar de 0,254 mm a aproximadamente 18 mm; y la profundidad E de engranaje puede oscilar de aproximadamente 0,254 mm a aproximadamente 6,35 mm. Para cada uno de los intervalos divulgados, se divulga en la presente memoria que las dimensiones pueden variar dentro del intervalo en incrementos de 0,001 mm desde la dimension minima hasta la dimension maxima, de tal manera que la presente divulgacion ensena los limites de intervalo y todas las dimensiones entre incrementos de 0,001 mm (excepto para el radio R de curvatura, en el que se divulga que los incrementos varian en incrementos de 0,0001 mm).

Sin pretender imponer ninguna teoria, y en correspondencia con los disenos de herramienta actualmente en desarrollo, se considera que es posible usar otras dimensiones en el metodo y aparato de la presente invencion. Por ejemplo, la longitud LD de diente en la base puede oscilar de aproximadamente 0,254 mm a aproximadamente 12,7 mm, y puede incluir 4,42 mm, 4,572 mm y aproximadamente 5,56 mm; la anchura TW de diente puede oscilar de aproximadamente 0,254 mm a aproximadamente 5,08 mm, y puede incluir 1,78 mm; la separacion DD entre dientes puede oscilar de aproximadamente 0,0 mm a aproximadamente 25,4 mm, y puede incluir 2,032 mm; el paso P puede oscilar de aproximadamente 1,106 mm a aproximadamente 7,62 mm; la altura Ad de diente puede oscilar de 0,254 mm a aproximadamente 18 mm, y puede incluir 5,08 mm; y la profundidad E de engranaje puede variar de 0,254 mm a aproximadamente 6,35 mm. El radio de curvatura puede variar de aproximadamente 0,00 mm a aproximadamente 6,35 mm. Para cada uno de los intervalos divulgados, se divulga en la presente memoria que las dimensiones pueden variar dentro del intervalo en incrementos de 0,001 mm desde la dimension minima hasta la dimension maxima, de tal manera que la presente divulgacion ensena los

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En una realizacion, para realizar las estructuras 8 en forma de volcan y/o los orificios 6 de la banda 1 con orificios, BA y BP deberian estrecharse hasta un punto en una forma generalmente piramidal o troncoconica, que puede describirse como en forma de diente de tiburon. Tal como se muestra en la Fig. 10, la forma de diente de tiburon piramidal generalmente en forma de punta puede tener seis caras 114, teniendo cada cara una forma generalmente triangular. El vertice de dos caras forma el borde anterior BA y el vertice de dos caras forma el borde posterior BP del diente 110. Los vertices del borde anterior o posterior pueden ser relativamente afilados o pueden estar mecanizados para tener un radio de curvatura redondeado. El radio de curvatura de la punta de diente puede ser de 0,0127 cm (0,005 pulgadas).

Es posible utilizar otras formas de diente para realizar los orificios. Por ejemplo, tal como se muestra en la Fig. 7, las formas generalmente piramidales mostradas en la Fig. 5 pueden ser truncadas para eliminar los vertices de las puntas 112. La forma truncada puede realizarse a una distancia predeterminada de la base 111, de modo que se produce una region 120 generalmente plana en el extremo distal del diente 110. La region 120 generalmente plana puede tener una forma superficial que se corresponde con la forma de seccion transversal del diente 110. Por lo tanto, la region 120 generalmente plana tambien puede ser alargada, es decir, puede tener una dimension de longitud superior a la dimension de anchura y una relacion dimensional AR que se corresponde con la relacion dimensional del diente 110. En una realizacion, la region plana 120 puede tener una zona de transicion a las caras 114 que comprende vertices generalmente afilados, o la zona de transicion puede comprender un radio de curvatura que permite obtener una punta de diente suave, redondeada y plana.

En otra realizacion, tal como se muestra en la Fig. 8, los dientes 110 pueden tener al menos un borde que se extiende de forma generalmente perpendicular con respecto a la superficie del rodillo 104. Por ejemplo, tal como se muestra en la vista en perspectiva parcial del rodillo 104 de la Fig. 8, los dientes en forma de aleta de tiburon pueden tener un borde anterior BA inclinado hacia la punta 112 del diente y un borde posterior LD que se extiende de forma generalmente perpendicular desde la base 111 hacia la punta 112 del diente. En otra realizacion, el diente 110 puede tener la misma forma, aunque con los bordes anterior y posterior invertidos para que el borde generalmente perpendicular sea el borde anterior.

La Fig. 9 es una vista superior de la parte del rodillo 104 mostrada en la Fig. 8. En la realizacion ilustrada se muestran diversas dimensiones, incluyendo los angulos formados por las caras 114 que forman los bordes anterior y posterior. Asimismo, la Fig. 10 es un detalle de los dientes mostrados en la Fig. 8, que muestra dimensiones representativas. De forma general, aunque las dimensiones mostradas son las consideradas ventajosas en la actualidad para realizar peliculas conformadas tridimensionalmente que sirven como laminas superiores en articulos absorbentes desechables, es posible variar todas las dimensiones segun sea necesario dependiendo de la densidad, separacion y tamano de orificios deseados y del tipo de banda de la banda precursora 20.

Sin pretender imponer ninguna teoria, se cree que tener puntas relativamente afiladas en los dientes 110 permite que los dientes 110 perforen a traves de la banda precursora 20 “de manera limpia”, es decir, local y claramente, de manera que la banda 1 con orificios resultante puede describirse como predominantemente “con orificios” en lugar de predominantemente “en relieve”. En una realizacion, la puncion de la banda precursora 20 es limpia y con poca deformacion de la banda 20, de tal manera que la banda resultante es sustancialmente una banda perforada bidimensional.

Pelicula con orificios

En las fotomicrografias de las Figs. 11-14 se muestran dos bandas 1 de pelicula conformadas con orificios tridimensionales representativas. La Fig. 11 muestra una parte de una banda 1 con orificios tridimensional realizada a partir de una banda precursora 20 de pelicula de polietileno generalmente plana que tiene un peso por unidad de superficie de aproximadamente 25 gramos por metro cuadrado. Los orificios 6 mostrados en la Fig. 11 se han conformado mediante la accion de dientes 110 de un rodillo calentado 104 que han estirado y empujado a traves de la banda precursora 20 para deformar permanentemente la banda precursora 20 a efectos de conformar una pluralidad de estructuras 8 en forma de volcan independientes, separadas entre si, que se extienden hacia el exterior desde la primera cara 12. Las bandas como se muestran en las Figs. 12-15 pueden realizarse procesandolas a traves de la linea 116 de contacto de los rodillos 102 y 104 calentados a aproximadamente 93,3 0C (200 0F). De forma general, la velocidad de la linea y el calentamiento suficiente del aparato 100 dependen del tamano de los dientes 110, del angulo de enrollamiento en cada rodillo y/o del tipo y peso por unidad de superficie de la banda precursora 20, pudiendo variar todos ellos en caso necesario mediante medios bien conocidos en la tecnica.

Tal como se muestra en la seccion de la Fig. 12, los orificios 6 disponen la primera cara 12 y la segunda cara 14 de la banda 1 con orificios en comunicacion de fluidos a traves de las estructuras 8 en forma de volcan. Las estructuras 8 en forma de volcan comprenden una pared 9 lateral continua de pelicula deformada que tiene una orientacion significativa en la direccion Z que puede ser relativamente rigida para resistir la compresion en la direccion Z en uso. Las partes no deformadas de la banda 1 con orificios de las Figs. 12 y 13 pueden ser impermeables a fluidos.

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El numero de orificios 6 por unidad de superficie de la banda 1 con orificios, es decir, la densidad superficial de orificios 6, puede variar de 1 orificio 6 por centimetro cuadrado a una cantidad tan alta como 60 orificios 6 por centimetro cuadrado. Es posible disponer al menos 10 o al menos 20 orificios 6 por centimetro cuadrado, dependiendo del uso final. En general, no es necesario que la densidad superficial sea uniforme en toda la superficie de la banda 1 con orificios, sino que los orificios 6 pueden estar presentes solamente en ciertas regiones de la banda 1 con orificios, tal como en regiones que tienen formas predeterminadas, tal como lineas, tiras, bandas, circulos y similares. Por ejemplo, en una realizacion en la que la banda 1 con orificios se usa como una lamina superior para una compresa higienica, es posible que los orificios 6 solamente esten presentes en la region que se corresponde con la parte central de la almohadilla en la que se produce la entrada de fluido.

Por lo tanto, tal como resulta comprensible haciendo referencia al aparato 100 de conformacion, los orificios 6 de la banda 1 con orificios se realizan por deformacion mecanica de la banda precursora 20, que puede describirse como generalmente plana y de dos dimensiones. Por “plana” y “de dos dimensiones” se entendera simplemente que la banda es plana con respecto a la banda 1 con orificios, que tiene una tridimensionalidad en la direccion Z fuera de plano distinta transmitida gracias a la conformacion de estructuras 8 en forma de volcan. No se pretende que “plana” y “de dos dimensiones” impliquen ninguna planitud, suavidad o dimensionalidad especificas. De este modo, una banda blanda, fibrosa no tejida puede ser plana tal como se fabrica. Cuando la banda precursora 20 pasa a traves de la linea 116 de contacto, los dientes 110 del rodillo 104 se introducen en las ranuras 108 del rodillo 102 y, simultaneamente, fuerzan el material a desplazarse fuera del plano de la banda precursora 20 para formar estructuras 8 en forma de volcan y orificios 6 permanentes. En efecto, los dientes 110 “empujan” o “perforan” a traves de la banda precursora 20. Cuando la punta de los dientes 110 empuja a traves de la banda precursora 20, el material de banda es forzado por los dientes 110 a desplazarse fuera del plano de la banda precursora 20 y el mismo es estirado y/o deformado plasticamente en la direccion Z, dando como resultado la formacion de estructuras 8 en forma de volcan y orificios 6 permanentes. La cantidad de ductilidad y otras propiedades de material de la banda precursora, tal como la temperatura de transicion vitrea y la cristalinidad, determinan la cantidad de deformacion tridimensional relativamente permanente que conserva la banda 1 con orificios.

Las Figs. 13 y 14 muestran otra realizacion de una banda 1 con orificios tridimensional en la que la banda precursora 20 no consistia en una pelicula plana, sino que consistia en una pelicula con una textura aplicada previamente de irregularidades microscopicas 2. Las irregularidades 2 pueden ser protuberancias, elementos estampados, orificios o similares. En la realizacion mostrada, las irregularidades 2 tambien son micro orificios en forma de volcan, conformados mediante un proceso de hidroformacion. Un proceso de hidroformacion adecuado es la primera fase del proceso de hidroformacion de fases multiples descrito en US-4.609.518, concedida a Curro y col., del 2 de septiembre de 1986. La pantalla de hidroconformado utilizada para las bandas mostradas en las Figs. 14 y 15 fue una pantalla de “0,149 mm” (“100 mallas”) y la pelicula se obtuvo de Tredegar Film Products, Terre Haute, IN. Los orificios 6 se formaron por medio de dientes 110 de rodillo 104 en el aparato 100.

Tal como se muestra en la seccion de la Fig. 14, en una realizacion, los orificios 6 conformados por los dientes 110 del rodillo 104 se extienden en una direccion en alejamiento desde la primera cara 12, mientras que las irregularidades 2, tal como los micro orificios conformados por hidroformacion, se extienden en alejamiento desde la segunda cara 14. Las irregularidades 2 tambien pueden ser salientes sin orificios, fibrillas o elementos estampados para obtener una textura que permite conseguir una impresion o suavidad tactil. La suavidad resulta ventajosa cuando las bandas 1 se usan como laminas superiores en articulos absorbentes desechables, y el metodo descrito en la presente memoria para conformar estructuras 8 en forma de volcan y orificios 6 resulta eficaz para conservar las irregularidades 2 de micro textura, especialmente cuando las estructuras 8 en forma de volcan y los orificios 6 se realizan en la linea de produccion del articulo absorbente desechable. De esta manera, es posible obtener una lamina superior blanda amoldable para un articulo absorbente desechable cuando la banda 1 con orificios se usa con una segunda cara 14 que tiene irregularidades 2 como superficie orientada hacia el cuerpo del articulo.

Los orificios 6 de las realizaciones de pelicula mostradas en las Figs. 11-14 se realizaron en un aparato como el mostrado en la Fig. 2, con el aparato 100 dispuesto para tener un rodillo estampado, p. ej., el rodillo 104, y un rodillo 102 con ranuras no estampado. Sin embargo, en ciertas realizaciones, puede ser preferente formar una linea 116 de contacto, usando dos rodillos con patrones que tienen o bien los mismos o bien diferentes patrones, en las mismas o diferentes regiones correspondientes de los respectivos rodillos. Tal aparato permite producir bandas con orificios 6 que sobresalen desde ambas caras de la banda 1 con orificios, asi como una macro textura, p. ej., irregularidades, micro orificios o micro disenos, estampada en la banda 1 con orificios. De forma similar, puede resultar deseable disponer multiples aparatos 100 para procesar nuevamente la banda 1 con orificios para obtener estructuras 8 y/o orificios 6 adicionales. Por ejemplo, es posible obtener una densidad superficial superior de estructuras 8 en forma de volcan en la banda 1 con orificios procesando la banda precursora 20 mediante dos o mas aparatos 100.

Tambien se contempla que el tamano, forma, orientacion y separacion de los dientes 110 puedan variar a lo largo de la circunferencia y la anchura del rodillo 104 para obtener propiedades y caracteristicas variables de la banda 1 con orificios. Es posible variar el numero, separacion y tamano de los orificios 6 cambiando la forma, numero, separacion y tamano de los dientes 110 y realizando cambios dimensionales correspondientes en el rodillo 104 y/o en el rodillo 102 en caso necesario. Esta variacion, conjuntamente con la posible variacion en las bandas precursoras 20 y la

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variacion en el procesamiento, tal como las velocidades de la linea, la temperatura de los rodillos, y otras variaciones posteriores al procesamiento, permiten realizar numerosas bandas 1 con orificios variables con muchas funciones.

Aunque el tamano de los orificios realizados segun el proceso descrito en la presente memoria esta relacionado con el tamano y forma correspondientes de los dientes 110, asi como con otros parametros de proceso mencionados anteriormente, se ha descubierto que la forma real de los orificios esta relacionada con la orientacion de los dientes 110 del rodillo 104 con respecto a la orientacion molecular de las moleculas de cadena larga que forman la banda precursora 20. En otras palabras, se ha descubierto que los dientes dispuestos formando un angulo con respecto a la orientacion molecular de la pelicula conforman orificios de forma oval con relaciones dimensionales (L/W) que son comparablemente inferiores a las relaciones dimensionales de orificios de forma alargada conformados por dientes alineados en paralelo con respecto a la orientacion molecular de la pelicula. De hecho, se ha descubierto que los dientes alineados perpendicularmente con respecto a la orientacion molecular de la pelicula conforman orificios de forma oval con relaciones dimensionales (L/W) que se aproximan a 1,0, mientras que los dientes alineados en paralelo con respecto a la orientacion molecular de la pelicula pueden conformar orificios con relaciones dimensionales superiores a 5,0.

Sin pretender imponer ninguna teoria, cuando un diente perfora una banda de pelicula, el mismo corta o rompe moleculas de cadena larga, provocando que las moleculas se separen. Si los dientes estan calentados, es posible que se produzca una relajacion de tensiones o fusion, provocando que las moleculas de cadena larga se contraigan volviendo a un punto de equilibrio. En consecuencia, se considera que los dientes orientados en la DM afectan a menos moleculas de cadena larga al perforar la pelicula orientada en la DM, dando como resultado rendijas, mientras que los dientes orientados en la DTM afectan a mas moleculas de cadena larga en la pelicula orientada en la DM, dando como resultado orificios mas grandes y mas redondeados. Asi, se ha descubierto que la formacion de orificios con forma ovalada con relaciones dimensionales minimas se puede lograr modificando la orientacion de los dientes y/o la orientacion molecular de la pelicula de manera que el angulo relativo entre la orientacion de los dientes y la orientacion molecular de la pelicula es superior a 0, preferentemente el angulo relativo entre la orientacion de los dientes y la orientacion molecular de la pelicula oscila de aproximadamente 30° a aproximadamente 90°. Mas preferiblemente, el angulo relativo es aproximadamente 90°.

Por ejemplo, los dientes 110 del rodillo 104 del aparato 100 de formacion mostrado en la Fig. 2 se orientan de tal manera que la longitud LD en seccion transversal de los dientes se alinea en la DM. Tales dientes alineados en la DM pueden producir orificios en forma de rendija o con forma alargada en una pelicula que tiene una orientacion molecular predominante en la DM. En comparacion, si los dientes 110 se hubieran orientado de tal manera que la longitud LD en seccion transversal de los dientes se alineara en la DTM, entonces los dientes producirian orificios con forma ovalada en una pelicula que tiene una orientacion molecular predominante en la Dm. Por lo tanto, la orientacion de los dientes sobre el rodillo puede disponerse para producir orificios en una pelicula orientada en la DM que tiene una relacion dimensional minima y preferentemente relaciones dimensionales que son inferiores a aproximadamente 4,0.

Ejemplo 1

Se realizaron muestras haciendo pasar peliculas con microorificios de 0,149 mm (100 mallas) contra el aparato de formacion con un paso de 0,127 cm (0,050 pulgadas). Para la muestra 1, los dientes se orientaron en la DM. Para la muestra 2, los dientes se orientaron en la DTM. Ambas peliculas se activaron a una temperatura de 75 0C y a una velocidad de linea de 15,24 m/min (50 pies/min). La Fig. 15a de la muestra 1 muestra los orificios resultantes realizados por los dientes orientados en la direccion DM y la Fig. 15b de la muestra 2 es el resultado de orientar los dientes en la DTM. Tal como se muestra, la longitud de los orificios permanece igual, mientras que la anchura aumenta, disminuyendo de este modo la relacion dimensional.

Tabla 1

Muestra: Longitud orificio promedio (mm) Anchura orificio promedio (mm) Relacion dimensional orificio promedio Fig.

1: 1,43 0,28 5,1 15a

2: 1,44 0,81 1,8 15b

Ejemplo 2

Se realizaron orificios en muestras orientando las muestras de pelicula con respecto a los dientes para que fuese posible valorar los efectos de la orientacion de los dientes con respecto a la orientacion molecular de la pelicula. Se realizaron orificios en unas muestras de pelicula de 0,149 mm (100 mallas) usando placas engranadas entre si con pasos de 0,127 cm (0,050 pulgadas) en la prensa de investigacion de alta velocidad descrita en US- 7.024.939 y en US-7.062.983. Las muestras se cortaron en piezas rectangulares (50 mm x 200 mm) para su ensayo. Se prepararon cinco muestras diferentes, cortado cada una en un angulo diferente con respecto a la direccion de la maquina de la pelicula. En la muestra 3, la muestra se corto de forma alineada con la direccion de la maquina de la pelicula, indicandose de este modo que tiene un angulo de orientacion de 0°. La muestra 7 se corto con la dimension de longitud de la muestra alineada con la direccion transversal de la pelicula, indicandose

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de este modo que tiene un angulo de orientacion de 90°. Se cortaron otras muestras a 30°, 45° y 60° con respecto a la direccion de la maquina de la pelfcula. En el ensayo, la dimension larga de las muestras se alineo con la dimension de longitud de seccion transversal de los dientes de las placas engranadas entre sf. De esta manera, se modifico el angulo entre la dimension de longitud de seccion transversal y la orientacion molecular predominante (DM) de la pelfcula para determinar el efecto sobre la calidad de los orificios. La temperatura de ambas placas de utillaje se establecio a 100 0C, y las condiciones se establecieron para imitar un diametro de rodillo de 205,84 mm, una velocidad de banda de 7,0 metros por segundo con un tiempo de permanencia de 69 milisegundos y una profundidad de engranaje de 2,39 mm. Se midio y se promedio la longitud y la anchura de 10 orificios y se calculo la relacion dimesional. En la siguiente tabla se muestran los resultados, que demuestran que la relacion dimensional de las muestras en las que se han realizado orificios con dientes orientados en un angulo con respecto a la direccion de la maquina de la pelfcula es inferior a la de las muestras en las que los dientes y la direccion de la maquina de la pelfcula estaban alineados en la misma direccion. En las Figs. 16a a 16e se muestran fotomicrograffas de los orificios conformados en las muestras 3 a 7, respectivamente.

Tabla 2

Muestra: Angulo de Orientacion de Diente Longitud orificio promedio (mm) Anchura orificio promedio (mm) Relacion dimensional orificio promedio Fig.

3: 0 1,63 0,36 4,51 16a

4: 30 1,68 0,47 3,67 16b

5: 45 1,24 0,63 2,04 16c

6: 60 1,69 0,48 3,68 16d

7: 90 1,56 0,57 2,83 16e

De acuerdo con la invencion, antes de formar orificios en la pelfcula, la orientacion molecular puede lograrse por deformacion plastica de la pelfcula para optimizar el angulo relativo entre la orientacion de los dientes y la orientacion molecular de la pelfcula. Por ejemplo, la orientacion molecular de una pelfcula orientada en la DM se modifica por deformacion plastica de la banda en la DTM que resulta de una proporcion mas alta de las moleculas de cadena larga dispuestas en la DTM. Preferiblemente, la pelfcula orientada en la Dm puede ser deformada plasticamente para cambiar la orientacion molecular predominante de la DM a la DTM. A continuacion, la banda modificada puede pasar a traves de la lfnea de contacto formada por dientes orientados en la DM, que producen orificios de forma oval con relaciones dimensionales reducidas.

Para modificar la orientacion molecular de la banda precursora, es posible estirar o tensar previamente la banda para deformar plasticamente la banda antes de pasar a traves del aparato 100 de conformacion mostrado en la Fig. 1. En una realizacion, es posible estirar la banda precursora para deformar plasticamente la banda mediante un estiramiento creciente. En la presente memoria, el termino “estiramiento creciente”, al que se hace referencia tambien como laminacion de anillos, es un proceso en el que una banda se soporta en posiciones separadas entre sf por poca distancia y a continuacion se estiran los segmentos no soportados de la banda entre dichas posiciones separadas entre sf por poca distancia. Esto puede conseguirse haciendo pasar la banda a traves de una lfnea de contacto formada entre un par de rodillos corrugados engranados que tienen un eje de giro perpendicular con respecto a la direccion de desplazamiento de la banda. Los rodillos de estiramiento incremental disenados para la direccion de maquina y el estiramiento de direccion cruzada se describen en US-4.223.059.

La Fig. 17 es una vista en seccion parcial ampliada que muestra el engranaje entre los dientes 252 y las ranuras 254 de rodillos de activacion opuestos respectivos en una lfnea de contacto, que estiran de forma creciente una banda 234 de material entre los mismos. Tal como se muestra, una parte de una banda 234, que puede ser una banda de material no tejido, queda alojada entre los dientes y las ranuras engranados entre sf. El engranaje entre los dientes y las ranuras provoca que partes separadas lateralmente de la banda 234 sean presionadas por los dientes 252 al interior de las ranuras 254 opuestas. Durante su paso entre los rodillos de activacion, las fuerzas de los dientes 252 que presionan la banda 234 al interior de las ranuras 254 opuestas transmiten al interior de la banda 234 esfuerzos de traccion que actuan en la direccion de la maquina o en la direccion transversal a la maquina dependiendo de la orientacion de los dientes y de las ranuras de los rodillos. Los esfuerzos de traccion pueden provocar que las secciones 258 intermedias de la banda que se encuentran entre los espacios situados entre las puntas de dientes 252 adyacentes o que los abarcan se estiren o extiendan en la direccion de la maquina o en la direccion transversal a la maquina, lo que puede resultar en una reduccion localizada del espesor de la banda en cada una de las secciones 258 intermedias de la banda. En bandas de material no tejido, el estiramiento puede provocar la reorientacion de las fibras, una reduccion en el peso por unidad de superficie y una destruccion de fibras controlada en las secciones 258 intermedias de la banda.

Aunque las partes de la banda 234 situadas entre dientes adyacentes se estiran localmente, las partes de la banda en contacto con las puntas de los dientes pueden no ser sometidas a un grado de extension similar. Debido a las fuerzas de friccion existentes entre las superficies en los extremos exteriores redondeados de los dientes 252 y las areas adyacentes 260 de la banda 234 que estan en contacto con las superficies de los dientes en los extremos exteriores de los dientes, se reduce al mmimo el movimiento de deslizamiento de las partes de la

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superficie de la banda con respecto a las superficies de los dientes en los extremos exteriores de los dientes. En consecuencia, en algunos casos, las propiedades de la banda 234 en las areas de la banda que estan en contacto con las superficies de las puntas de los dientes solo cambian levemente, si se compara con el cambio de las propiedades de la banda que se produce en las secciones 258 intermedias de la banda.

Algunos materiales, que incluyen polipropilenos, polietilenos y poliesteres, no son capaces de soportar el elevado grado de tension relacionado con el estiramiento creciente en produccion comercial. Es posible estirar de forma creciente tales materiales con un grado de tension reducido segun el aparato de procesamiento descrito en la solicitud publicada US- 2008/0224351 A1. La publicacion describe un metodo y aparato que usa elementos de activacion para estirar de forma creciente una banda con un grado de tension relativamente reducido. Los elementos de activacion incluyen una correa de activacion y un unico elemento de activacion, en donde la correa de activacion y el unico elemento de activacion comprenden una pluralidad de dientes y ranuras que se complementan y engranan entre si a una profundidad de engranaje en una zona de deformacion. La profundidad de engranaje puede aumentar linealmente en la zona de deformacion. En realizaciones ilustrativas, se puede controlar la zona de deformacion de modo que aumente linealmente durante al menos una parte de la zona de deformacion, de manera que una banda interpuesta entre la correa de activacion y el unico elemento de activacion en la zona de deformacion se estire de forma creciente con un grado de tension reducido.

Otro tipo de aparato de estiramiento util en la presente invencion es una estricadora. Las estricadoras se han usado para realizar un estiramiento en direccion transversal en procesos de estiramiento de peliculas. Un aparato estricador tiene unas garras o pinzas que sujetan la pelicula a lo largo de los bordes opuestos de la pelicula. El estiramiento se produce mediante la divergencia de las garras o pinzas en los bordes opuestos con respecto a la direccion del movimiento longitudinal. Tal aparato se describe en US-3.816.584.

Otros metodos para deformar plasticamente la banda incluyen hidroformacion y formacion al vacio.

Posteriormente al estiramiento, la banda sigue moviendose en la direccion de la maquina hacia la linea 116 de contacto, que comprende un par de rodillos 102 y 104 engranados entre si contrarrotantes. El par de rodillos 102 y 104 engranados entre si funcionan para conformar orificios en la banda 1. Los rodillos 102 y 104 engranados entre si se muestran con mayor claridad en la Fig. 2.

Ejemplo 3

Se ensayo la contraccion de muestras de pelicula segun el metodo ASTM D2732-03. Las muestras cuadradas (10,16 cm (4 pulgadas) por cada lado) se cortaron a partir de pelicula de 0,149 mm (100 mallas), se sumergieron en glicerol a 100 0C durante 30 segundos, seguidamente se retiraron y se volvieron a medir las dimensiones. Se ensayaron cinco muestras de cada material y se promediaron los resultados. Sin ningun esfuerzo previo, la muestra de pelicula de 0,149 mm (100 mallas) exhibio una contraccion en la direccion de maquina, pero no en la direccion cruzada, indicando que el material se oriento principalmente en la direccion de maquina. La pelicula se tenso previamente estirando de forma creciente la banda en la direccion transversal. Despues del estiramiento incremental, las muestras de 0,149 mm (100 mallas) exhibieron una contraccion adicional en la direccion cruzada, indicando que la orientacion molecular se ha introducido tambien en la direccion cruzada. Los datos de la Tabla 1 demuestran que la magnitud de la contraccion (y, por lo tanto, la orientacion molecular) en la direccion transversal aumenta con la profundidad de engranaje utilizada durante el proceso de laminacion de anillos.

Tabla 3

Pelicula: Medicion DM promedio despues de tratamiento termico Medicion DTM promedio despues de tratamiento termico

0,149 mm (100 mallas): 3,86 4,13

Laminacion de anillo de 0,149 mm (100 mallas) a una profundidad de engranaje de 0,127 cm (0,050 pulgadas): 3,75 3,69

Laminacion de anillo de 0,149 mm (100 mallas) a una profundidad de engranaje de 0,1778 cm (0,070 pulgadas): 3,64 3,13

Ejemplo 4

Una pelicula de 0,149 mm (100 mallas) se lamino en anillos antes de la realizacion de orificios para ilustrar los efectos que tiene pretensar la banda sobre los orificios. Se realizaron orificios en una pelicula de 0,149 mm (100 mallas) usando rodillos engranados entre si en linea con un paso de 0,127 cm (0,050 pulgadas) a una velocidad de 396,24 metros por minuto (1300 pies por minuto). Los datos mostrados a continuacion muestran que la laminacion de anillos de las peliculas antes de realizar los orificios provoca una disminucion en la relacion

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dimensional de los orificios, un aumento en el tamano de los orificios y un aumento en la permeabilidad al aire de las peliculas. En las Figs. 18a a 18d se muestran fotomicrografias de los orificios conformados en las muestras 8 a 11, respectivamente.

Tabla 4

Figuras: Fig. 18a Fig. 18b Fig. 18c Fig. 18d

Muestra: 8 9 10 11

^Laminacion de anillos?: no si No Si

Paso de la laminacion de anillo (cm (pulgadas)): -- 0,1524 cm (0,060 pulgadas) -- 0,1016 cm (0,040 pulgadas)

Profundidad de engranaje de laminacion de anillo: -- 0,127 cm (0,050 pulgadas) -- 0,114 cm (0,045 pulgadas)

Temp. aparato conformacion (0C): 105 0C 105 0C 94 0C 94 0C

Longitud orificio promedio (mm): 2,11 2,24 2,06 2,06

Anchura orificio promedio (mm): 0,33 0,54 0,37 0,55

Relacion dimensional orificio promedio: 6,5 4,2 5,6 3,8

Tamano Medio de Orificio (mm2): 0,8 0,9 0,7 0,8

Permeabilidad al Aire 0,028 m3 por minuto (pie cubico por minuto): 347 572 337 517

Ejemplo 5

Se realizaron orificios en una pelicula plana, estirando y no estirando previamente la pelicula. Se realizaron orificios en una muestra de pelicula plana (pelicula TS3 Flat obtenida de Tredegar Film Products, Terra Haute, IN) usando placas engranadas entre si con un paso de 0,127 cm (0,050 pulgadas) sobre la prensa de investigacion de alta velocidad. La temperatura de la placa de formacion de orificios se establecio a 100 0C y la temperatura de la correspondiente placa de laminacion de anillo se establecio a 22 0C. Las condiciones del proceso se establecieron para imitar una velocidad de banda de 3,125 metros por segundo a una profundidad de engranaje de 2,6 mm. La pelicula resultante (Muestra 12) tenia orificios apenas abiertos y que parecian rendijas, con una relacion dimensional de 20. Otra muestra de la misma pelicula se estiro manualmente el 50 % en la direccion transversal antes de realizar los orificios en las mismas condiciones en la prensa de investigacion de alta velocidad. La pelicula resultante (muestra 13) presentaba orificios abiertos con una relacion dimensional de 3,4. En las Figs. 19a y 19b se muestran fotomicrografias de los orificios conformados en las muestras 12 y 13, respectivamente.

Tabla 5

12: 2,1 0,1 20 19a

13: 1,7 0,5 3,4 19b

Es posible tensar previamente la banda precursora en zonas, conformando una banda que tiene regiones tensadas y no tensadas en las que se realizan posteriormente orificios, que dan como resultado tamanos de orificio diferentes en las zonas tensadas y no tensadas. Las regiones tensadas y no tensadas pueden ser continuas o discontinuas y pueden estar orientadas en la DM y en la DTM.

Ejemplo 6

Se estiro de manera incremental una pelicula de 0,149 mm (100 mallas) en zonas antes de la realizacion de orificios para formar zonas de orificios en las que cada zona tenia diferentes tamanos de orificio. Se paso una pelicula de muestra de 0,149 mm (100 mallas) a traves de un paso de laminacion de anillo de 0,102 cm (0,040 pulgadas) con una anchura de 7,62 cm (3 pulgadas) de manera que solo se activo la parte central. La profundidad de engranaje sobre la laminacion de anillo fue de 0,114 cm (0,045 pulgadas). Se realizaron orificios en esta pelicula usando un aparato de formacion con un paso de 0,127 cm (0,050 pulgadas) a una profundidad de engranaje de 0,114 cm (0,045 pulgadas) y una linea de velocidad de 396,24 metros por minuto (1300 pies por minuto). La temperatura del rodillo dentado fue de 94 0C y la temperatura del rodillo correspondiente fue de 99 0C. La pelicula con orificios resultante tenia una zona central con grandes orificios y zonas laterales con orificios mas pequenos.

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Laminado

Aunque, en las realizaciones mostradas, la banda 1 con orificios se describe como una banda de una unica capa hecha de una banda precursora 20 de una unica capa, no es necesario que la misma sea asf. Por ejemplo, puede usarse una banda precursora 20 laminada o compuesta que tiene dos o mas capas o pliegues. De forma general, la anterior descripcion de la banda 1 con orificios sigue siendo aplicable, teniendo en cuenta que una banda 1 conformada a partir de una banda precursora laminada podrfa comprender estructuras 8 en forma de volcan en las que las paredes laterales 9 comprenden uno o mas de los materiales de la banda precursora. Por ejemplo, si uno de los materiales de una banda precursora compuesta presenta una capacidad de extension muy baja, los dientes 110 pueden perforarla mas o menos limpiamente para no aportar material a las paredes laterales 9 de la estructura en forma de volcan. Por lo tanto, una banda tridimensional realizada a partir de una banda 20 precursora compuesta o laminada puede comprender paredes 9 laterales similares a un volcan sobre orificios 6 que comprenden material de menos de la totalidad de los materiales de la banda precursora.

Las Figs. 20A-20C muestran esquematicamente varias configuraciones de bandas 1 compuestas de dos capas que tienen una primera superficie 12 y una segunda superficie 14, extendiendose unas estructuras 8 en forma de volcan desde la segunda superficie 12. De forma general, dos bandas precursoras indicadas como 20A y 20B pueden ser una pelfcula de polfmero o una banda de material no tejido y pueden ser procesadas conjuntamente en una relacion en capas por el aparato 150 o 200, tal como se ha descrito anteriormente. Dependiendo de las propiedades de cada una, tal como la ductilidad y capacidad de extension, el resultado puede ser que cualquiera de las bandas precursoras 20A o 20B pueda extenderse para formar una estructura 8 en forma de volcan tridimensional, tal como se muestra en las Figs. 19A y 19C. La otra de las bandas precursoras 20A o 20B puede ser simplemente perforada para formar un orificio de dos dimensiones, no formando de este modo ninguna estructura sustancialmente tridimensional. No obstante, tal como se muestra en la Fig. 19B, ambas bandas precursoras 20A o 20B pueden extenderse fuera del plano para formar una estructura 8 en forma de volcan tridimensional.

Las bandas 1 con orificios de capas multiples hechas de bandas precursoras 20 laminadas compuestas pueden presentar ventajas significativas con respecto a bandas 1 con orificios de una unica capa. Por ejemplo, un orificio 6 de una banda 1 con orificios de capas multiples en la que se usan dos bandas precursoras 20A y 20B puede comprender fibras (en el caso de bandas de material no tejido) o una pelfcula estirada (en el caso de bandas de pelfcula) en una relacion “asentada” que “fija” las dos bandas precursoras entre sf. Una ventaja de la configuracion de fijacion consiste en que, aunque es posible la presencia de adhesivos o union termica, el asentamiento permite conformar una banda laminada sin el uso o necesidad de adhesivos o union termica adicional entre las capas. En otras realizaciones, es posible seleccionar las bandas de capas multiples para que las fibras de una capa de banda de material no tejido presenten una capacidad de extension superior a la de una capa de pelfcula adyacente. Tales bandas permiten producir orificios 6 empujando fibras desde una capa de material no tejido hacia arriba y a traves de una capa de pelfcula superior que aporta poco o ningun material a las paredes laterales 9 de la estructura 8 en forma de volcan.

En una banda 1 con orificios, cada banda precursora puede presentar diferentes propiedades de material, obteniendose de este modo una banda 1 con orificios con propiedades ventajosas. Por ejemplo, una banda 1 con orificios que comprende dos (o mas) bandas precursoras, p. ej., una primera y una segunda bandas precursoras 20A y 20B, puede presentar unas propiedades relacionadas con los fluidos para usar como lamina superior en un artfculo absorbente desechable. Por ejemplo, para obtener unas mejores propiedades relacionadas con los fluidos en un artfculo absorbente desechable, es posible conformar una capa de pelfcula superior con una segunda banda precursora 20B (es decir, una superficie en contacto con el cuerpo al usarse como una lamina superior en un artfculo absorbente desechable) compuesta por polfmero relativamente hidrofobo. La primera banda precursora 20A puede ser una banda fibrosa de material no tejido y formar una capa inferior (es decir, dispuesta entre la lamina superior y un nucleo absorbente al usarse en un artfculo absorbente desechable) compuesta por fibras relativamente hidrofilas. El fluido depositado sobre la capa superior relativamente hidrofoba puede pasar rapidamente a la capa inferior relativamente hidrofila. En algunas aplicaciones de artfculos absorbentes desechables, serfa posible invertir la hidrofobicidad relativa de las capas o, en otro caso, modificarla. De forma general, es posible cambiar o modificar las propiedades de material de las distintas capas de la banda 1 con orificios mediante medios conocidos en la tecnica para optimizar las propiedades relacionadas con los fluidos de la banda 1 con orificios.

Una ventaja distinta del aparato 150 o 200 descrito anteriormente para conformar bandas con orificios para usar en artfculos absorbentes desechables consiste en la capacidad de adaptacion y de colocacion del aparato 150 o 200 como una operacion basica en un proceso existente para realizar dichos artfculos. Por ejemplo, la banda 1 con orificios puede ser una lamina superior de un artfculo absorbente, tal como una compresa higienica. En vez de realizar la banda con orificios fuera de lfnea, quizas en una ubicacion remota geograficamente, es posible realizar la banda 1 con orificios en lfnea, disponiendo el aparato 150 de conformacion en lfnea con el suministro de material de lamina superior en una lfnea de produccion para realizar compresas higienicas. Hacer esto permite obtener diversas ventajas. En primer lugar, el hecho de realizar orificios con un aparato 150 de conformacion directamente en la lamina superior en la lfnea de produccion de compresas higienicas elimina la necesidad de comprar bandas con orificios, que pueden resultar caras cuando las mismas son realizadas mediante procesos

tradicionales, tal como formacion al vacio o hidroformacion. En segundo lugar, el hecho de realizar orificios en la linea de produccion de compresas higienicas reduce al minimo la cantidad de compresion y el aplanamiento al que quedan sometidas las regiones en forma de volcan tridimensionales. Por ejemplo, al realizar y transportar en rollos bandas de pelicula conformadas con orificios, se produce una cantidad significativa de compresion, asi 5 como una compresion permanente de los orificios conformados en la pelicula. Dicha compresion es perjudicial para el funcionamiento de la banda como una lamina superior permeable a fluidos. En tercer lugar, es posible configurar el rodillo dentado 104 para que las regiones dentadas esten realizadas segun disenos predeterminados, de modo que la parte con orificios de una lamina superior con orificios sea conformada segun un diseno predeterminado. Por ejemplo, es posible realizar en linea una lamina superior en la que los orificios 10 solamente estan dispuestos en la parte intermedia de una compresa higienica. Asimismo, es posible conformar los orificios para que las regiones con orificios queden en registro con otros componentes visibles, incluyendo canales, marcas, senales de color y similares.

Si bien se han ilustrado y descrito modalidades especificas de la presente invencion, sera evidente para los 15 expertos en la materia que pueden hacerse otros diversos cambios y modificaciones sin desviarse del espiritu y alcance de la invencion. Por consiguiente, las reivindicaciones siguientes pretenden cubrir todos esos cambios y modificaciones contemplados dentro del ambito de esta invencion.

Claims

5

10

15

20

25

REIVINDICACIONES

Un metodo para realizar orificios (6) en una banda, comprendiendo el metodo,

a. proporcionar un material (20) de banda precursora que tiene una direccion de maquina (DM) y una direccion transversal a la maquina (DTM), teniendo la banda (20) una orientacion molecular predominante en la direccion de maquina (DM);

b. deformar plasticamente la banda precursora (20) en la direccion transversal a la maquina (DTM) dando como resultado una mayor proporcion de moleculas de cadena larga dispuestas en la DTM;

c. proporcionar un aparato (150) de formacion; y

d. mover el material (20) de banda precursora deformado plasticamente a traves del aparato (100) de formacion, en donde el aparato (100) de formacion penetra la banda formando orificios en la misma, comprendiendo el aparato de formacion un par de rodillos (102, 104) engranados entre si, contrarrotantes, que forman una linea (116) de contacto entremedias, en donde un primer rodillo comprende aristas y ranuras que se extienden circunferencialmente, y un segundo rodillo comprende miembros de penetracion que se extienden radialmente.

El metodo segun la reivindicacion 1 en donde los miembros de penetracion comprenden dientes que se estrechan desde una base y una punta, uniendose los dientes (110) al segundo rodillo en la base, teniendo la base de los dientes (110) una dimension de longitud en seccion transversal superior a la dimension de anchura en seccion transversal.

El metodo de la reivindicacion 1 en donde el metodo es una operacion basica en un proceso de fabricacion de un articulo absorbente desechable en donde el metodo ademas comprende la etapa de transportar la banda precursora con orificios al proceso de fabricacion del articulo absorbente desechable en donde la banda precursora se convierte para formar un componente del articulo absorbente desechable.