HK97596A - Open capillary channel structures, improved process for making capillary channel structures, and extrusion die for use therein - Google Patents

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Claims (28)

1. Polymere absorbierende Kapillarkanal-Strukturen (2) mit einem oder mehreren intrastrukturellen Kapillarkanälen, die durch eine Kapillarkanalbasis (6) und mindestens zwei Kapillarkanalwandungen (4) gebildet sind, von denen jede ein Basisende (5) und ein distales Ende (5') aufweist und sich über mindestens 0,2 cm von der genannten Basis entlang der Länge der genannten Basis in der axialen Richtung erstreckt, wobei die genannten Strukturen dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein Spezifisches Kapillarvolumen von mindestens 1,2 cm3/g, vorzugsweise von mindestens 2,0 cm3/g, bevorzugter von mindestens 2,5 cm3/g, noch bevorzugter von mindestens 4,0 cm3/g, und eine Spezifische Kapillaroberfläche von mindestens 500 cm2/g, vorzugsweise von mindestens 2.000 cm2/g, bevorzugter von mindestens 3.000 cm2/g, noch bevorzugter von mindestens 4.000 cm2/g; oder ein Schlankheitsverhältnis von mindestens 3, vorzugsweise von mindestens 9, bevorzugter von mindestens 15, und mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 50 %, der Kapillarkanäle mit einer lichten Kapillarkanalweite von weniger als 0,30 mm, vorzugsweise weniger als 0,10 mm; sowie eine Druckfestigkeit (Trocken) von mindestens 13.800 dyn/cm2, vorzugsweise von mindestens 69.000 dyn/cm2, bevorzugter von mindestens 138.000 dyn/cm2 aufweisen.
2. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 30 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Wandungen (4) gebildet sind, die, im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, im wesentlichen parallel sind.
3. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1 oder Anspruch 2, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 50 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Wandungen gebildet sind, die, im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, eine differentielle Axialität von nicht mehr als 30 aufweisen.
4. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 30 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Kapillarkanalwandungen gebildet sind, die, im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, im wesentlichen senkrecht zu den Sehnen, die die Kapillarkanäle abschließen, und außerdem vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu der Kapillarkanalbasis liegen.
5. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 50 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Wände gebildet sind, die, in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, in einem Winkel innerhalb von 90 ° ± 15 mit den die genannten Kapillarkanäle abschließenden Sehnen liegen.
6. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Struktur Kapillarkanäle umfaßt, die spitz zulaufende Querschnitte mit Fluid-Aufnahmeöffnungen am distalen Ende (5') der Kapillarkanalwandungen (4) aufweisen, die weniger ausmachen als die lichte Weite des genannten Kapillarkanals, gemessen an dem Basisende (5) der genannten Wandungen.
7. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Strukturen spitz zulaufende Kapillarkanalwandungen (4) umfassen, wobei die genannten Wandungen an ihren Basisenden (5) dicker als an ihren distalen Enden (5') sind.
8. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 7, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß die genannten spitz zulaufenden Kanalwandungen eine maximale Dicke von nicht mehr als dem 3,0-fachen der Mittleren Strukturdicke aufweisen.
9. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine Mittlere Strukturdicke von weniger als 10 Mikron, vorzugsweise weniger als 5 Mikron, aufweisen.
10. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1 oder Anspruch 9, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 30 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Wandungen gebildet sind, die, in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, im wesentlichen parallel sind.
11. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 1, 9 oder 11, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 50 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Wandungen gebildet sind, die, im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, eine differentielle Axialität von nicht mehr als 30 aufweisen.
12. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 1 oder Anspruch 9, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 30 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die durch Kapillarkanalwandungen gebildet sind, die, im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, im wesentlichen senkrecht zu den Sehnen liegen, die die Kapillarkanäle abschließen.
13. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 12, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß sich mindestens 50 % des Spezifischen Kapillarvolumens innerhalb von Kapillarkanälen befinden, die, im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung der Kapillarkanäle, durch Wandungen gebildet sind, die in einem Winkel von 90 ° ± 15 ° zu den die Kapillarkanäle abschließenden Sehnen liegen und außerdem vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu der Kapillarkanalbasis angeordnet sind.
14. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 1 bis 13, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß das polymere Material, das diese Strukturen bildet, eine Adhäsionsspannung mit destilliertem Wasser von mindestens 20 dyn/cm, vorzugsweise von mindestens 25 dyn/cm, zeigt.
15. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 14, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß die genannten Strukturen eine Kapillarsorption mit destilliertem Wasser von mindestens 1,5 cm3/g bei 5,0 cm, vorzugsweise von mindestens 4,0 cm3/g bei 10,0 cm, aufweisen.
16. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 14 oder Anspruch 15, die weiters durch eine vertikale Dochtwirkungsrate mit Gefärbtem Destilliertem Wasser von mindestens 3,0 cm in einem anfänglichen Dochtwirkungszeitraum von 10 Minuten, vorzugsweise von 5 Minuten, gekennzeichnet sind.
17. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 14 bis 16, die weiters durch eine Druckfestigkeit (Naß) nach dem Eintauchen (5 Minuten) in destilliertem Wasser von mindestens 138.000 dyn/cm2 gekennzeichnet sind.
18. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 1 bis 17, die weiters gekennzeichnet sind durch eine Kapillarsorption für n-Decan von mindestens 1,5 cm3/g bei 3,0 cm und dadurch, daß sie aus einem polymeren Material gebildet sind, das eine Adhäsionsspannung mit n-Decan von mindestens 10 dyn/cm aufweist.
19. Kapillarkanal-Strukturen (2) nach der Beschreibung in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Strukturen Fasern sind, in welchen die genannte Basis (6) ein zentraler Kern ist, von welchem sich die genannten Kapillarkanalwandungen (4) radial erstrecken, oder worin die genannte Basis (6) eben ist und eine Breite von weniger als oder gleich 0,5 cm hat.
20. Ein polymeres absorbierendes Kapillarkanal-Blatt (3) mit einer Vielzahl von intrastrukturellen Kapillarkanälen (8), die aus einer ebenen Kapillarkanalbasis (6) und einer Vielzahl von Wandungen (4) gebildet sind, von denen jede ein Basisende (5) und ein distales Ende (5') aufweist und sich über mindestens 0,2 cm von der genannten Basis entlang der Länge der genannten Basis in der axialen Richtung erstreckt, wobei das genannte Blatt dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Spezifisches Kapillarvolumen von mindestens 1,2 cm3/g, vorzugsweise von mindestens 2,0 cm3/g, und eine Spezifische Kapillaroberfläche von mindestens 500 cm2/g, vorzugsweise von mindestens 2.000 cm2/g; oder ein Schlankheitsverhältnis von mindestens 3, vorzugsweise von mindestens 9, und mindestens 30 % der Kapillarkanäle mit einer Kapillarkanalweite von weniger als 0,30 mm sowie eine Druckfestigkeit (Trocken) von mindestens 13.800 dyn/cm2 aufweist; und daß es eine ebene Basis mit einer Breite von mehr als 0,5 cm aufweist.
21. Kapillarkanal-Strukturen nach der Beschreibung in Anspruch 14, die weiters dadurch gekennzeichnet sind, daß die genannten Strukturen Kapillarkanäle umfassen, die ebene Basen aufweisen, wobei das Verhältnis von Querschnitts-Basis-Oberflächenumfang : Basisbreite mehr als 1,5 beträgt.
22. Ein Kapillarkanal-Blatt nach der Beschreibung in Anspruch 20, das weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß das das genannte Blatt bildende polymere Material eine Adhäsionsspannung mit destilliertem Wasser von mindestens 20 dyn/cm aufweist.
23. Eine Kapillarkanal-Struktur oder ein Kapillarkanal-Blatt nach der Beschreibung in einem der Ansprüche 1 bis 22, die weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Wandungen interkapillare Fluidaustauschöffnungen aufweisen.
24. Ein absorbierendes Textilmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es die Kapillarkanal-Strukturen nach einem der Ansprüche 14 bis 16 umfaßt, wobei die genannten Strukturen in Form von Kapillarkanal-Fasern vorliegen.
25. Ein Extrusionsverfahren zur Herstellung von Strukturen mit einer Vielzahl von im wesentlichen parallelen Kapillarkanälen, wobei dieses Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- (a) Durchführen einer fließfähigen, geschmolzenen Polymerzusammensetzung durch eine Extrusionsdüse (20), wobei die Extrusionsdüse eine ringförmige Basis-Öffnung (31) aufweist, von welcher sich eine Vielzahl von KapillarkanalwandungsÖffnungen (28) radial erstreckt, sodaß die Polymerzusammensetzung beim Austritt aus der genannten Extrusionsdüse eine hohle ringförmige Basis und eine Vielzahl von Kapillarkanalwandungen, die sich radial von dieser Basis weg erstrecken, umfaßt, wobei die genannte Basis und die genannten Wandungen eine Vielzahl von Kapillarkanälen bilden, und wobei die genannte Extrusionsdüse eine Gaseinlaßöffnung (26), im Inneren angeordnet, zur genannten ringförmigen Basis-Öffnung aufweist;
- (b) gleichzeitig mit dem Durchführen der genannten Polymerzusammensetzung durch die genannte ringförmige Basis-Öffnung und die Kapillarkanalwandungs-Öffnungen der Extrusionsdüse Leiten eines Gasstroms durch die genannte Gaseinlaßöffnung in der gleichen Richtung wie der Strom der genannten geschmolzenen Polymerzusammensetzung; und
- (c) anschließend an den Austritt der Polymerzusammensetzung aus der Extrusionsdüse Ziehen der Kapillarkanal-Struktur auf eine gewünschte Größe und Abkühlen der genannten Struktur.
26. Ein Verfahren nach der Beschreibung in Anspruch 25, das weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Polymerzusammensetzung ein thermoplastisches Polymer und ein hydrophilisierendes Mittel umfaßt.
27. Ein Verfahren nach der Beschreibung in Anspruch 25 oder Anspruch 26, das weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß beim Austritt der Polymerzusammensetzung aus der Extrusionsdüse die genannte Polymerzusammensetzung in einer Kühlzone gekühlt wird, die eine Umgebungstemperatur von mindestens 28 ° C unterhalb der Temperatur der Polymerzusammensetzung bei deren Eintritt in die Kühlzone aufweist.
28. Eine Extrusionsdüse (20) zur Herstellung von Kapillarkanal-Strukturen, -Blättern und -Textilmaterialien gemäß der Erfindung, welche eine Kapillarkanal-Öffnungschichte umfaßt, wobei diese Schichte eine ringförmige Basis-Öffnung (30) und in bezug auf die genannte ringförmige Basis-Öffnung einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweist, welche weiters eine Gaseinlaßöffnung (26), die innerhalb des inneren Bereichs der genannten ringförmigen Basis-Öffnung angeordnet ist, sowie Mittel zum fixierbaren Halten des genannten inneren Bereichs an Ort und Stelle im Verhältnis zu dem genannten äußeren Bereich umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Vielzahl von Kapillarkanalwandungs- Öffnungen (28) radial von der genannten ringförmigen Basis-Öffnung erstreckt.
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