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. Structures absorbantes à canaux capillaires (2) en polymère, comportant un ou plusieurs canaux capillaires intérieurs à la structure, formés par une base de canal capillaire (6) et au moins deux parois de canal capillaire (4), ayant chacune une extrémité de base (5) et une extrémité distale (5') et s'étendant chacune depuis ladite base, suivant la longueur de ladite base, dans la direction axiale sur au moins 0,2 cm, lesdites structures étant caractérisées par le fait qu'elles présentent un Volume Spécifique de Capillaires d'au moins 1,2 cm3/g, de préférence d'au moins 2,0 cm3/g, plus préférablement d'au moins 2,5 cm3/g, encore plus préférablement d'au moins 4,0 cm3/g, et par le fait qu'elles présentent une Aire de Surface Spécifique de Capillaires d'au moins 500 cm2/g, de préférence d'au moins 2 000 cm2/g, plus préférablement d'au moins 3 000 cm2/g, encore plus préférablement d'au moins 4 000 cm2/g; ou par le fait qu'elles présentent un Rapport de Minceur d'au moins 3, de préférence 9, plus préférablement d'au moins 15 et par le fait qu'elles ont au moins 30%, de préférence au moins 50%, des canaux capillaires qui possèdent une largeur de canal capillaire de moins de 0,30 mm, de préférence de moins de 0,10 mm; et une Résistance à la Compression (à Sec) d'au moins 13 800 dynes/cm2, de préférence d'au moins 69 000 dynes/cm2, plus préférablement d'au moins 138 000 dynes/cm2.
2. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 30% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois (4) qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, sont sensiblement parallèles.
3. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 50% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, présentent une différence d'alignement non supérieure à 300.
4. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 30% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois de canal capillaire qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, sont sensiblement perpendiculaires aux cordes fermant les canaux capillaires et sont, par ailleurs, de préférence sensiblement perpendiculaires à la base de canal capillaire.
5. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 50% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, forment un angle dans la gamme de 90 ± 15° avec les cordes fermant lesdits canaux capillaires.
6. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1, caractérisées en ce que ladite structure comprend des canaux capillaires qui présentent des sections transversales effilées ayant des embouchures de réception de fluide à l'extrémité distale (5') des parois de canal capillaire (4), qui sont d'une dimension inférieure à la largeur dudit canal capillaire mesurée à l'extrémité de base (5) desdites parois.
7. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1, caractérisées en ce que lesdites structures présentent des parois de canal capillaire effilées (4), lesdites parois étant plus épaisses à leurs extrémités de base (5) qu'à leurs extrémités distales (5').
8. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 7, caractérisées, en outre, en ce que lesdites parois de canal effilées ont une épaisseur maximale qui n'est pas supérieure à 3,0 fois l'Epaisseur de Structure Moyenne.
9. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1, caractérisées, en outre, par le fait qu'elles possèdent une Epaisseur de Structure Moyenne de moins de 10 micromètres, de préférence de moins de 5 micromètres.
10. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1 ou la revendication 9, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 30% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, sont sensiblement parallèles.
11. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans l'une quelconque des revendications 1, 9 ou 11, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 50% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, ont une différence d'alignement non supérieure à 300.
12. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 1 ou la revendication 9, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 30% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui sont formés par des parois de canal capillaire qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, sont sensiblement perpendiculaires aux cordes fermant les canaux capillaires.
13. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 12, caractérisées, en outre, en ce qu'au moins 50% du Volume Spécifique de Capillaires se trouvent au sein de canaux capillaires qui, en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale des canaux capillaires, sont formés par des parois qui forment un angle de 90 ± 15° avec les cordes fermant les canaux capillaires, et sont, par ailleurs, de préférence sensiblement perpendiculaires à la base des canaux capillaires.
14. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisées, en outre, en ce que le matériau polymère constituant lesdites structures présente une Tension d'Adhésion avec l'eau distillée d'au moins 20 dynes/cm, de préférence d'au moins 25 dynes/cm.
15. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 14, caractérisées, en outre, en ce que lesdites structures ont une Sorption par Capillaires, vis-à-vis de l'eau distillée, d'au moins 1,5 cm3/g à 5,0 cm, de préférence d'au moins 4,0 cm3/g à 10,0 cm.
16. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 14 ou la revendication 15, caractérisées, en outre, par une vitesse d'Imprégnation Verticale, vis-à-vis de l'Eau Distillée Teintée, d'au moins 3,0 cm sur une période initiale d'imprégnation de 10 minutes, de préférence de 5 minutes.
17. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisées, en outre, par une Résistance à la Compression (au Mouillé), lors d'une immersion (5 minutes) dans de l'eau distillée, d'au moins 138 000 dynes/cm2.
18. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisées, en outre, par une Sorption par Capillaires, pour du n-décane, d'au moins 1,5 cm3/g à 3,0 cm et par le fait qu'elles sont formées à partir d'un matériau polymère qui présente une Tension d'Adhésion avec le n-décane d'au moins 10 dynes/cm.
19. Structures à canaux capillaires (2), telles que décrites dans la revendication 1, caractérisées en ce que lesdites structures sont des fibres dans lesquelles ladite base (6) est un noyau central à partir duquel lesdites parois de canaux capillaires (4) s'étendent radialement, ou dans lesquelles ladite base (6) est plane et présente une largeur inférieure ou égale à 0,5 cm.
20. Feuille absorbante à canaux capillaires (3) en polymère, comportant une multiplicité de canaux capillaires (8) internes à la structure, formés par une base de canaux capillaires plane (6) et une multiplicité de parois (4), ayant chacune une extrémité de base (5) et une extrémité distale (5') et s'étendant chacune depuis ladite base, suivant la longueur de ladite base, dans la direction axiale, sur au moins 0,2 cm, ladite feuille étant caractérisée par le fait qu'elle possède un Volume Spécifique de Capillaires d'au moins 1,2 cm3/g, de préférence d'au moins 2,0 cm3/g et par le fait qu'elle possède une Aire de Surface Spécifique de Capillaires d'au moins 500 cm2/g, de préférence d'au moins 2 000 cm2/g; ou par le fait qu'elle possède un Rapport de Minceur d'au moins 3, de préférence d'au moins 9 et qu'au moins 30% des canaux capillaires possèdent une largeur de canal capillaire de moins de 0,30 mm et une Résistance à la compression (à Sec) d'au moins 13 800 dynes/cm2; et par le fait qu'elle possède une base plane ayant une largeur supérieure à 0,5 cm.
21. Structures à canaux capillaires, telles que décrites dans la revendication 14, caractérisées, en outre, en ce que lesdites structures comprennent des canaux capillaires possédant des bases planes, avec un rapport périmètre de la surface de la base en coupe transversale: largeur de la base plus grand que 1,5.
22. Feuille à canaux capillaires, telle que décrite dans la revendication 20, caractérisée, en outre, en ce que le matériau polymère constituant ladite feuille présente une Tension d'Adhésion, vis-à-vis de l'eau distillée, d'au moins 20 dynes/cm.
23. Structure à canaux capillaires ou feuille à canaux capillaires, telle que décrite dans l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisée, en outre, en ce que lesdites parois comportent des orifices intercapillaires d'échange de fluide.
24. Tissu textile absorbant, caractérisé par le fait qu'il comprend les structures à canaux capillaires de l'une quelconque des revendications 14 à 16, lesdites structures étant sous la forme de fibres à canaux capillaires.
25. Procédé d'extrusion pour fabriquer des structures comportant une multiplicité de canaux capillaires sensiblement parallèles, ledit procédé étant caractérisé par les étapes qui consistent:
(a) à introduire une composition polymère fluide, à l'état fondu, à travers une filière d'extrusion (20), la filière d'extrusion comportant un orifice de base annulaire (31) à partir duquel une multiplicité d'orifices (28) pour parois de canaux capillaires s'étendent radialement, de telle sorte que la composition polymère, au moment où elle sort de ladite filière d'extrusion, comprenne une base annulaire creuse et une multiplicité de parois de canaux capillaires s'étendant radialement à partir de ladite base, ladite base et lesdites parois constituant une multiplicité de canaux capillaires, et ladite filière d'extrusion comportant une entrée de gaz (26) située à l'intérieur dudit orifice de base annulaire;
(b) en même temps que l'on introduit ladite composition polymère à travers ledit orifice de base annulaire et lesdits orifices pour parois de canaux capillaires de la filière d'extrusion, à diriger un flux de gaz à travers ladite entrée de gaz, dans la même direction que celle dans laquelle s'écoule ladite composition polymère à l'état fondu; et
(c) à faire ensuite sortir la composition polymère de la filière d'extrusion, à étirer la structure à canaux capillaires jusqu'à une dimension souhaitée et à refroidir ladite structure.
26. Procédé, tel que décrit dans la revendication 25, caractérisé, en outre, en ce que ladite composition polymère comprend un polymère thermoplastique et un agent hydrophilisant.
27. Procédé, tel que décrit dans la revendication 25 ou la revendication 26, caractérisé, en outre, en ce que, lors de la sortie de la composition polymère de la filière d'extrusion, ladite composition polymère est refroidie dans une zone de refroidissement présentant une température ambiante d'au moins 28 ° C en dessous de la température que possède la composition polymère au moment où elle pénètre dans ladite zone de refroidissement.
28. Filière d'extrusion (20) pour la fabrication de structures, de feuilles et de tissus, à canaux capillaires, conformes à l'invention, comprenant une couche à orifices pour canaux capillaires, ladite couche comportant un orifice de base annulaire (30) et une région intérieure ainsi qu'une région extérieure par rapport audit orifice de base annulaire, comprenant, en outre, une entrée de gaz (26) disposée dans la région intérieure dudit orifice de base annulaire, et des moyens pour maintenir en place, dans une position fixe, ladite région intérieure par rapport à ladite région extérieure, caractérisée en ce qu'une multiplicité d'orifices (28) pour parois de canaux capillaires s'étendent radialement à partir dudit orifice de base annulaire.
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