NO853672L - Teksturert termoplastisk film. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en teksturert

termoplastisk film.

Innenfor feltet absorberende sanitære engangs-produkter som f.eks. barnebleier, sanitetsbind, inkonti-nensbind, hospitalbind, beskyttelsesbekledning o.l., har stor innsats vært rettet mot utviklingen av en omhylling som er hydrofob og som tilveiebringer en overflate som føles tørr.

Det er imidlertid ikke nok at omhyllingen selv forblir tørr. Den må utformes slik at den lett lar væsken passere fra den siden som står i kontakt med kroppen til de indre områdene av det absorberende produktet. Den bør også fungere slik at den forhindrer væsken fra å bevege seg ut på den ytre overflaten. Fortrinnsvis bør den indre overflaten av omhyllingen befinne seg i en viss avstand fra den absorberende kjernen.

Kjernen er vanligvis uhyre absorberende (i noen tilfeller anvendes et superabsorberende materiale), men dersom væsken ikke tilbakeholdes i kjernen og får passere gjennom omhyllingen til den ytre overflaten som står i kontakt med kroppen, tilveiebringer den ikke lenger den best mulige produktutformingen.

Følgelig har man arbeidet for å finne et hydrofobt dekkmateriale som kan erstatte absorberende cellulose-stoff eller materialer av rayonfibre som i mange år ble funnet akseptable, men som har den uønskede egenskapen at de holder brukerens skinn vått når de er i bruk.

I løpet av det siste tiåret har det vært utviklet dekkmaterialer av forskjellige polymerer, som f.eks. polypropylen, polyetylen, polyester o.l. Omfattende arbeid vedrørende prosesser, maskineri, og utstyr for å nettverk-danne og binde syntetiske fibre, enten med klebemidler eller ved termo-binding eller sammenfloking har gitt spinne-bundne, termo-bundne, kardede, våtlagte, tørrlagte, spinnesnørte og smelteblåste materialer.

Utviklingen av perforerte filmer for anvendelse som dekkmaterialer på absorberende sanitære engangs-produkter er ikke ny, og en av de tidligste utviklingene er beskrevet i tysk patent nr. 959814. Dette tidligere kjente produktet er vist i fig. 10 hvor det vanntette dekklaget for en barnebleie har et stort antall fordypninger av generelt "tulipan"-form med hull i bunnen av disse. Væsken passerer fra brukeren inn i fordypningene, gjennom hullene, og inn i det svamplignende absorberende materiale inne i bleien.

Utviklingen av en barnebleie i ett stykke lignende bleien vist i fig. 1, ble utviklet kommersielt av Proctor&Gamble. Den er beskrevet i patent nr. 3.18 0.335 og den senere bleien med elastiske bind er omtalt i patent nr. 3.860.003.

Mellom de to ovenfor nevnte patentene kom US-patent nr. 3.628,720 som beskriver en flerlags-beholder hvor det ble benyttet en fordypet del på et av lagene for å holde lagene fra hverandre og å tilveiebringe et luftrom mellom dem. Denne tidligere kjente utførelsen er vist i fig. 7.

I 1974 ble det utviklet et oppsplittet etylen-etylakrylat-dekkmateriale for bleier. Det er beskrevet i US-patent nr. 3.814.101 og er vist i fig. 8.

Et betydelig gjennombrudd i kommersialiseringen av perforerte filmer som dekkmaterialer for sanitære absorberende engangs-produkter kom med oppfinnelsen av polyetylenfilmer som hadde skrånende kapillarer eller inndannede "konulerte" elementer. Det tilsvarende US-patent nr. nr. 3.929.135 ble kommersialisert av Proctor&Gamble og er vist i fig. 6.

Senere beskrives i US-patent nr. 3.965.909 fremstillingen av et separat avstandsgivende lag mellom et perforert dekklag og den absorberende platevatten i en barnebleie slik at fuktigheten som absorberes i platevatten holdes borte fra den indre overflaten av dekklag-materialet. Denne tidligere kjente utgaven er vist i fig. 11.

I 1979 viste et britisk patentskrift nr. 2.014. 508 hvordan et dekkmateriale bestående av termoplastisk materiale kunne fremstilles med rettvinklede sidevegger. Dette er gjengitt i fig. 9.

Videre er det av kommersiell interesse at en perforert plastfilm, som er tilfredsstillende for bruk som dekkmateriale i sanitære absorberende engangs-produkter, kan fremstilles og tilveiebringes til en lavere pris enn mange av de kardede nettverkene eller spinne-bundne eller spinne-sammenfiltrede materialene; og følgelig er den inn-satsen og tiden som er anvendt til utvikling av pustende eller porøse plastfilmer, økonomisk vel anbragt.

En perforert film ifølge foreliggende oppfinnelse, og den fremgangsmåten hvorved den fremstilles skiller seg spesielt fra tidligere kjente utførelser ved de omhyggelig utformede projeksjonene og lagstrukturene som maksimerer strømningen av væske gjennom filmen. Utførelsen sikrer også at den indre overflaten av filmen befinner seg i avstand fra det absorberende materiale som inneholdes i omhyllingen. Projeksjonene i filmen er trumpetformede med nøyaktige og matematiske og geometriske spesifika-sjoner for å oppnå denne formen.

Prinsippet for den foretrukne og nøyaktige formen av projeksjonene (slik at væske passerer gjennom raskt og direkte) er den omvendte av et eksponensielt akustisk horn.

I et akustisk horn beveges væsken (luften) effektivt fra halsen til munnen av hornet på grunn av den eksponensielle utformingen.

Ved anvendelse av filmen ifølge foreliggende oppfinnelse vil væsken som avsettes ved munnen av aperturen effektivt beveges igjennom projeksjonen til halsen (og følgelig til den absorberende kjernen) på grunn av den eksponensielle utformingen.

I tillegg vil den eksponensielle utformingen tilveiebringe optimal styrke og maksimal stivhet til sidene av projeksjonen slik at den væskebærende kjernen holdes i avstand fra og i kontakt med undersiden av filmen.

Videre, fordi sidene av projeksjonen danner "lommer" på innsiden av produktet (beskrevet i tysk patent nr. 959814), vil væsken være fanget inne i produktet og ikke bevege seg utenfor slik at brukerens hud fuktes.

Følgelig er det et hovedformål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte til fremstilling av et nytt og perforert filmmateriale.

Et annet formål er å tilveiebringe en film som har aperturer med nøyaktig utformede trompet-formede projeksjoner anbragt på den ene siden av filmen.

Med tanke på formålet ovenfor og andre formål vil en bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse kunne tilveiebringes ved referanse til den følgende detaljerte beskrivelse.

For å illustrere oppfinnelsen viser de vedlagte tegninger en form av oppfinnelsen som på det nåværende tids-punkt er foretrukket, selv om det skal bemerkes at flere av hovedtrekkene som oppfinnelsen består av,kan arrangeres og organiseres på forskjellige måter, og at oppfinnelsen ikke er begrenset til det angitte arrangementet og organiseringen av hovedtrekkene som her er vist og beskrevet.

I tegningene angir like henvisningstall like deler.

Fig. 1 er en perspektivskisse av en engangs-barnebleie hvor den perforerte filmen ifølge oppfinnelsen benyttes,

fig. 2 er et vertikalt tverrsnitt gjennom et sanitetsbind innhyllet i film fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 3 er et vertikalt, skjematisk tverrsnitt gjennom en foretrukket apparaturform hvor filmen ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles på et transportbånd,

fig. 4 er et vertikalt tverrsnitt, sterkt for-størret, av en del av båndet i fig. 3, og filmen som er dannet på dette,

fig. 5 er en matematisk fremstilling av den utsprettede trompet-formede projeksjonen på den perforerte filmen ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 6-11 viser tidligere kjente innretninger og filmer, og

fig. 12 er et skjematisk vertikalt tverrsnitt av en modifisert form for apparatur ifølge foreliggende oppfinnelse .

Med referanse til fig. 1 er det øvre laget som kommer i kontakt med kroppen 20 av en barnebleie 21 en spesielt effektiv sluttanvendelse for filmen ifølge foreliggende oppfinnelse. Barnebleien 21 og dens fremstillings-fremgangsmåte er velkjente og skal ikke beskrives i detalj her, men er beskrevet i de tidligere nevnte US-patentene nr. 3.180.335 og 3.860.003.

I fig. 2 er det vist et tverrsnitt gjennom et sanitetsbind 22 som har en film 23 ifølge foreliggende oppfinnelse omhyllet rundt en sentral absorberende kjerne 24.

I denne formen tillater aperturene 25 på siden som vender mot kroppen 26 av bindet 22 væskestrøm i retning av pilen 27 gjennom projeksjonen 29. Væsken i kjernen 24 forhindres imidlertid fra å bevege seg ut av baksiden 28 i retningen av pilen 29 fordi den holdes tilbake i "lommene" 30 som dannes mellom projeksjonene 29.

For å fremstille filmen 23 er det utviklet en apparatur 31 vist i fig. 3 som innbefatter et bånd 32 som beveger seg på en egnet bærermekanisme (ikke vist i detalj), men vist mellom de roterende rullene 33 og 34.

Båndet 32 har et stort antall små perforeringer (opptil 155/cm 2 , men fortrinnsvis mellom 31 og 78/cm 2), og hver perforering har en trumpet-formet projeksjon.

Egnede bord 36,37 og 38 støtter båndet 32 mellom de roterende rullene 33 og 34 i den øvre omløpsdelen.

Hovedbordet 37 har en trang spalt 35 i den øvre overflaten og spalten 35 strekker seg transversalt under båndet 32 og står i kontakt med vakuumkammeret 39.

En varmluft-jetstrøm 4 0 er plassert over spalten 35 og rettes mot den uperforerte filmen 42 når den fraktes av båndet 32 fra tilførselsrullen 41 over spalten 35. En foretrukket spaltbredde er 22 mm slik at båndet 32 ikke trekkes inn i spalten av vakuumet, men denne dimensjonen kan variere, avhengig av tykkelsen av båndmaterialet.

Bordet 36 er plassert foran vakuumboksen 37. Overflaten av dette bordet 36 kan ha små fordypninger eller være av et porøst sintret materiale, forbundet ved hjelp av røret 39-a til vakuumkammeret 39. Denne utførelsen virker til å holde filmen 42 i nær kontakt med båndet 32 når beltet nærmer seg vakuumbordet 37.

Når den uperforerte filmen 4 2 (som kan være et polyetylen-nettverk av lav tetthet mellom 0,013 mm og 0,051 mm, og fortrinnsvis 0,0254 til 0,038 mm tykk) bringes til båndet 32 fra rullen 41, avsettes den på toppen av båndet 32 foran bordene 36 og 37. Når beltet beveger seg i retningen av pilen 43, mykner filmen 42 ved hjelp av den varme luft-strømmen 40, og vakuumet i kammeret 39 trekker filmen inn i perforeringene i båndet (når den passerer over spalten 35)

på en måte som fremgår klarere i fig. 4.

Eventuelle fillete kanter 44, som kan strekke seg ut over undersiden 45 av båndet 32, er uønskede og kan fjernes f.eks. ved hjelp av en flammestråle 46.

Følgelig dannes nøyaktig-formede aperturer og projeksjoner i filmen 23 når båndet 32 beveger seg mot den roterende rullen 33. Der har filmmaterialet blitt tilstrekke-lig avkjølt til at det kan fjernes fra båndet ved avtagings-rulleren 47 i retning av pilen 48 og rulles opp på rullen 49.

Deretter beveger båndet seg kontinuerlig mellom de roterende rullene 33 og 34. I utførelsen som er vist i fig. 12 kan det passere under rullen 50 og gjennom et karbondioksydbad 51 hvor temperaturen reduseres ytterligere.

Det fremgår at båndet 3 2 må være laget av materialer som tåler oppvarmings- og avkjølingsprosessen som er omtalt, og av denne grunn foretrekkes et bånd som er fremstilt av etsede eller elektrolytisk avsatte materialer som f.eks. nikkel eller bronse. Nikkel foretrekkes på grunn av den gode abrasjonsresistensen. Videre kan lag av ikke-sulfurert nikkel lasersveises slik at det dannes et kontinuerlig bånd. Båndet har tildannede egnede hull slik at det tilveiebringes en sterk, fleksibel bærer. Fordi dette båndet kan fremstilles ved elektrolytisk avsetning av metaller, kan det oppnås presis utforming av de ønskede projeksjonene som beskrevet nedenfor.

I dette henseende viser fig. 5 en type av trumpet-formet apertur som er tilveiebragt ifølge de matematiske formlene for utvikling av et ekspandert "horn"

av den typen som benyttes innen akustikken. En slik utvikling har, så vidt vites, hittil ikke vært anvendt ved fremstillingen av en perforert plastfilm, heller ikke utstyret eller fremstillingen av dette, og det antas at forbedringen gir overlegen håndtering av den perforerte filmen.

Båndet kan være fremstilt av mindre bøyelige materialer, som f.eks. støpte nettverk, skjermer, eller plater av den typen som benyttes innen televisjonsindustrien, men fordi disse er relativt stive, fremstilles de i båndform og bæres mellom par av spor på en måte svarende til kjøre-flaten på militærkjøretøy. I denne formen kan "båndet"

lett håndteres og deler av platene kan fjernes og erstattes i tilfelle ødeleggelse eller slitasje, eller de kan tilveiebringe lett utvekselbare angivelser eller identifikasjoner eller navn osv., som kan dannes som en del av mønsteret av huller i slike plater. Åpenbart er prisen for erstatning av individuelle plater langt lavere enn prisen for å erstatte et helt bånd. Platene kan støpes 1,7 m brede, dette er egnet for bredden av materialer som benyttes ved fremstilling av absorberende bind.

Formen av hornet bestemmes ved hjelp av en matematisk formel som angir forholdet mellom horn-tverrsnitts-arealet (i en gitt avstand "x" fra hornhalsen) og arealet ved munnen av hornet. Den mest anvendte hornformen er eksponensiell:

hvor S2= munnarealet, = halsarealet, m = åpningskonstanten og x = avstand fra halsen.

Ved denne typen horn resulterer hver økning av avstanden i et konstant forhold mellom arealene: Dersom S2=

(e mx), så gjelder for en økning x i avstanden

Andre nyttige hornformer er Bessel-form, "katenoi-dal", konisk, hyperbolsk og parabolsk. Disse formene er vist i den følgende tegningen:

Den koniske formen, den eldste formen for kunstig horn, finnes i megafoner. Den eldste naturlige formen er tilnærmet parabolsk, tilsvarende formen av et par hender som holdes sammen foran munnen. Parabolske horn benyttes i segmenter av forskjellige skråningsforhold, for å etterligne horn av andre ekspansjonsforhold, i lavfrekvens-horn. Arealet av et slikt snitt følger en parabolsk utvidelseslov.

De hyperbolske og Bessels-hornene er familier av horn hvor den nøyaktige kurven avhengig av verdiene på visse parametre. Det hyperbolske hornet blir eksponensielt når T = 1 og katenoidalt når T = 0. Bessel-hornet blir konisk når m = 1.

Det bør bemerkes at kapillartiltrekningen for en dråpe av væske projeksjonen er større ved halsen enn ved munnen av projeksjonen, og denne sterkere kraften trekker dråpen gjennom projeksjonen og gir en forbedret virkning for foreliggende utførelse.

I fig. 12 kan varmluftstrålen 40 erstattes av

en strålingsoppvarmer 41-a for filmer som ikke trenger luft-stråler for å presse filmen inn i aperturene i båndet.

Det kan også tilveiebringes en ferdig film 23 som er fremstilt av et hydrofyllisk basislag som har et hydrofobt belegg bare på den ytre overflaten som kommer i kontakt med kroppen og ikke på de indre veggene av projeksjonen. For å oppnå dette tilveiebringes det over bordet 38 et bad 52 av hydrofobt materiale (som f.eks. silikon) som føres av en overføringsrull 53 og en trykkerull 54 mot den ytre overflaten av filmen 23, men ikke inn i projeksjonene 29. Dette sikrer at overflaten som vender mot kroppen forblir tørr og at væsken trekkes enda mer effektivt gjennom de trumpet-formede hydrofylliske projeksjonene 29.

I utførelsen vist i fig. 12 kan strålingsopp-varmeren 4O-a også erstattes av en koronautladningsinnret-ning for behandling av den øvre overflaten av filmen, hvorved overflaten kan gjøres mer tilgjengelig for silikonbelegg-ing eller en annen prosess, som f.eks. fargetrykking osv.

Apparaturen beskrevet ovenfor er overlegen de tidligere kjente innretningene av trommeltypen som er beskrevet f.eks. i US-patentene nr. 4.214.945, 4.364.723, 4.441.952 og 4.463.045. De tidligere trommelinnretningene krevde alle en kamvalsebærer for den sylindriske platen fordi det ikke var mulig å fremstille en selvbærende perforert sylinder av så tynt materiale. Jo mindre dia-meteren av hullene er jo tynnere må platematerialet være.

Videre forårsaker kamvalsen et trinnvis vakuum fordi ved hvert trinn har gapet mellom naborammeribber fullstendig tilgang til vakuumets totale trykk-kraft. Ved den innledende åpningen er vakuumet svært høyt, men så snart den første raden av huller er åpnet, faller vakuumet. Om-vendt er en svært kraftig vakuumpumpe påkrevet for å unngå dette tapet av trekk-kraft, dette resulterer i en dårlig energiutnyttelse. Viktigere er det at hullene alltid er dekket og derved inopererbare når rammeribbene kommer i kontakt med den sylindriske platen. Filmer fremstilt på trommelmaskiner kan vanligvis gjenkjennes ved tilstedevær-elsen av linjer av uåpnede hull der hvor ribbene var tilstede.

Båndet ifølge foreliggende oppfinnelse trenger ikke noen kamvalsebærer, og følgelig muliggjøres et kontinuerlig arbeidende perforeringssystem. Båndet kan være konstant båret på et vannavkjølt bord og den eneste ubårede delen av båndet er der hvor det passerer over vakuumspalten, og denne er konstant åpen mot aperturene i beltet og følgelig trekker et konstant, ikke-flukturerende vakuum filmen inn i aperturene i båndet. Som nevnt ovenfor står bredden av spalten i forhold til tykkelsen av båndmaterialet, og kan være mellom 5 mm og 2 0 mm.

Det bør.merkes at foreliggende oppfinnelse kan utformes på andre spesifikke måter uten å avvike fra omfanget av foreliggende oppfinnelse, idet de omtalte utførelsene bør betraktes som illustrerende og ikke begrensende.

Claims (8)

1 . Innretning for fremstilling av perforert termoplastisk film, karakterisert ved at den innbefatter - et bevegelig bånd som inneholder perforeringer, - hvor perforeringene hver har en munn, en hals og en avstand fra hals til munn med form beskrevet ved formelen:

hvor S2 = munnareal, S = halsareal, m = skråningskonstant og x = avstand fra hals mot munn, - - anordning for plassering av filmen på båndet, - anordning for mykning av filmen mens den bæres på båndet, - anordning for å presse filmen inn i perforeringene, og - anordning for fjerning av filmen fra båndet.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen for mykning av filmen er en varmluftstråle.

3. Apparatur ifølge krav 1 , karakterisert ved at anordningen for pressing av filmen inn i perforeringene er en vakuumbeholder plassert under båndet.

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at en smal spalt øverst i vakuumboksen står i forbindelse med perforeringene i båndet.

5. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter anordninger for påføring av et hydrofobt belegg på toppen av filmen mens filmen bæres på båndet.

6. Termoplastisk film som inneholder et stort antall aperturer og projiserende deler av filmen som strekker seg bort fra den ene siden av filmen, karakterisert ved at de projiserende delene er til- dannet ifølge foremelen:

7. Film ifølge krav 6, karakterisert ved at filmen er fremstilt av et hydrofyllisk materiale og den siden av filmen som befinner seg på motsatt side av projeksjonene er dekket med et hydrofobt materiale.

8. Sanitært absorberende produkt, karakterisert ved at i det minste en del av produktet er dekket med en termoplastisk film fremstilt ifølge krav 6 eller 7.