SK285887B6

SK285887B6 - Perforované rúno, spôsob jeho výroby a jeho použitie

Info

Publication number: SK285887B6
Application number: SK492-2001A
Authority: SK
Inventors: Dieter Groitzsch; Gerhard Schaut; Bernhard Klein
Original assignee: Carl Freudenberg
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2007-10-04
Also published as: NO20011880L; TW505717B; EP1121481A1; CA2346889C; AU5853999A; BR9914536B1; ES2241319T3; IL142551A0; BR9914536A; RU2184182C1; DE59911991D1; IL142551A; BG105502A; HUP0104008A3; CZ299369B6; PL347245A1; CA2346889A1; SK4922001A3; HU225060B1; ZA200103015B

Abstract

Perforované rúno s plošnou hmotnosťou 8 až 17 g/m2 pozostáva zo vzájomne prepletených vlákien zložených z mikrovlákien a má jemnosť od 0,05 až 0,40 dtex. Uvedené vlákno pozostáva najmenej z dvoch rôznych typov vlákien vyrobených z termoplastov s rozdielnou hydrofobicitou a prierez vlákna sa podobá kruhovým výsekom. Vlákna nie sú nikde spojené konglutináciou alebo fúziou, predovšetkým nie v oblasti otvorov.

Description

Oblasť techniky

Hygienické výrobky absorbujúce telesné kvapaliny, ako detské plienky, plienky pre dospelých alebo hygienické vložky, bývajú v podstate zložené z absorbujúceho jadra, tesniacej rubovej strany z fólie alebo vrstvenej hmoty rúno/fólia a na strane tela z priepustnej plochej lícovej strany z tenkého a mäkkého rúna odolného proti oderu alebo z vákuovo perforovanej fólie s trojrozmernými otvormi v tvare lievika. Vákuovo perforovaná fólia tvorí obal absorbujúceho jadra, pričom väčší otvor perforácie je obrátený smerom von, to znamená k telu. Materiál fólie je z hydrofóbneho termoplastu, ako je polyetylén, polypropylén alebo kopolymér etylénu s polyvinylacctátom (EVA). Tým sa docieľuje, že povrch fólie nie je zmáčaný telesnými tekutinami, telesné tekutiny sa vedú výhradne v smere k absorbujúcemu jadru, a ich spätnému vytlačeniu napríklad pri zaťažení, pohybu alebo tlaku bráni perforácia zužujúca sa smerom dovnútra. Ako je známe, absorbujúce jadro obyčajne okrem prevažujúcej buničiny obsahuje tiež častice superabsorbentu (SAP). Polymérové superabsorbenty sa vyznačujú tým, že môžu telesné kvapaliny absorbovať v značných množstvách a pritom vytvárať za značného nárastu objemu gélovú štruktúru s viac alebo menej zníženou stabilitou gélu. Prítomnosť SAP prináša tú výhodu, že sa ušetrí hmotnosť, a preto sa môže zmenšiť aj hrúbka absorpčného jadra, a že sa kvapalina nemôže opäť uvoľňovať napríklad pri tlaku, a tým sa do značnej miery môže brániť presakovaniu. Nevýhodou absorbentu SAP však je, že jeho použitie vedie ku známemu zablokovaniu gélu, a to tým viac, čím väčší je jeho podiel. Pod pojmom zablokovanie gélu sa rozumie efekt, že sa kvapalina už nedá ďalej transportovať, alebo iba pri značnom spomalení. Vhodnou konštrukciou absorbujúcich hygienických výrobkov sa však podarilo vyriešiť aj tento problém, a to tak, že sa medzi absorbujúce jadro a kryciu vrstvu vkladajú objemné rúna (netkané textílie) alebo iné veľmi otvorené a pri styku s kvapalinou neblokujúce štruktúry. Táto medzivrstva prijíma kvapalinu ihneď, to znamená že ju spontánne odstraňuje z povrchu plienky a rovnomerne ju distribuuje. Týmto opatrením sa značne zlepšuje kontrola tekutín (fluid management). Kontrolou tekutín rozumieme spoluprácu mnohých skôr už čiastočne uvedených faktorov s cieľom vytvoriť čo najlepší komfort pri nosení hygienických výrobkov na tele.

Ako ploché textilné vrstvy na pokrytie absorbujúceho materiálu na strane tela sa, ako je známe, používajú aj neperforované zvláknené rúna a rúna z vlákien triedených podľa dĺžky na báze polyolefínov.

Kontrola tekutín sa v prípade moču pri detských plienkach a plienkach pre dospelých, rovnako ako v prípade menštruačných tekutín pri hygienickej vložke, považuje za veľmi pokročilú až prepracovanú. Plienka budúcnosti by však mala byť schopná nielen optimálne kontrolovať moč, ale aj riedke črevné produkty. Neperforované krycie rúna sa však na tento účel javia ako nevhodné. Táto telesná kvapalina predstavuje viacfázový systém s pevnými časticami v rôznych formách a konzistenciách s tendenciou k oddeľovaniu fáz, predovšetkým na aktívnych povrchoch alebo povrchoch s filtračným a odlučovacím účinkom. Pre tieto tekutiny sa v ďalšom používa termín črevné tekutiny. Ukázalo sa, že neperforované rúna nie sú vhodné na to, aby bola črevná tekutina dokonale prepúšťaná k absorbujúcemu jadru. Navyše je tu tendencia, že sa pevné a vysokoviskózne podiely črevnej kvapaliny v dôsledku odlučovania ukladajú na povrchu plienky a vzniknutá vrstva následne pôsobí ako uzáver pre nasledujúcu telesnú tekutinu s riedkou konzistenciou. Oddelenie hrubších zložiek, a s tým spojené zablo kovanie ďalšieho transportu tekutín, sú významnými nedostatkami súčasných plienok. Preto existujú mnohé návrhy riešení, ako zlepšiť kontrolu črevných kvapalín, ktoré sú všetky založené na predpoklade, že sa musia použiť perforované krycie netkané textílie (rúna). Pritom je potrebné vytvoriť perforácie v čistých kontúrach. Priečne výstuže jednotlivými vláknami, zväzkami vlákien alebo nejaké mostíky z vlákien sa nepriaznivo prejavujú. Pomocou perforovaných krycích rún by sa mali tak konštrukcie plienok, ako aj charakteristiky rúna s otvorenou štruktúrou uloženého medzi krycím rúnom a absorbujúcim jadrom, prispôsobiť vlastnostiam črevnej tekutiny.

Doterajší stav techniky

Rovnako ako mnohé spôsoby perforácie sú známe i viaceré typy netkaných textílií a kompozitných rún. V dokumente EP-A-0 215 684 sa opisuje perforovanie rún s pomocou techniky vodného lúča. Na uloženie vlákien pri spracovaní vodným lúčom sa nepoužívajú známe sitá, ktoré sú nahradené odvodňovacími valcami s vyvýšeninami (tŕňmi). Ich úlohou je vytvoriť čisté perforácie. V patente USA 5,628.097 sa opisuje iný spôsob perforácie a jeho produkty, v ktorom sa rúno pozdĺžne ultrazvukom alebo termicky rozpára a v priečnom smere roztiahne priechodom jedným z dvojice valcov tvorenej dvoma do sebe zapadajúcimi rastrovanými kalandrami. Tým sa oddelia trhliny v mieste zvarov a otvoria sa ako perforácie. Opísané sú netkané textílie z vlákien triedených podľa dĺžky a nekonečných vlákien, meltblown-rúna a kompozitné výrobky z vlákien triedených podľa dĺžky a nekonečných vlákien s meltblown, ktoré sa označujú napríklad ako SM (kompozit spunbond/meltblown) alebo SMS (kompozit spunbond/meltblown/spunbond).

Od perforovaného rúna sa v oblasti hygieny vyžaduje nielen kontrola črevných tekutín, ale aj tiež čo najvyššia belosť a dobrá krycia schopnosť a veľmi vysoká mäkkosť aspoň na strane privrátenej k telu. Je známe, žc obidve vlastnosti závisia od ohybnosti a mäkkosti použitých vlákien. Tá je tým vyššia, čím nižší je titer vlákien, takže sa ponúka možnosť používať vlákna jemné, najjemnejšie alebo dokonca ultranajjemnejšie. Ultrajemné vlákna sa tiež označujú ako mikrovlákna. Môžu sa použiť v tkaninách i v rúnach. Aj meltblown-rúna sú z mikrovlákien v rozmedzí asi 1 až 10 pm.

Je známa detská plienka firmy Unicharm, krytá perforovanou netkanou textíliou vyrobenou podľa stručne opísaného spôsobu špeciálnej perforácie vodným lúčom a pozostáva z kompozitného rúna PP/PE spunbond a vrstvy meltblown PP. Touto kompozitnou konštrukciou sa vskutku docieli lepšia kontrola črevných tekutín, dobrá mäkkosť na strane meltblown privrátenej k telu a vysoká krycia schopnosť. Táto kompozitná konštrukcia a spôsob jej výroby však vykazujú výrazné nedostatky. Vrstva meltblown neprispieva (alebo iba nepatrne) k celkovej pevnosti, respektíve celkovej kompaktnosti tohto systému. Hmotnosti sú značne nad dnes obvyklými hodnotami. Zníženie hmotnosti pod asi 30 g/m² sa pre vysoké nároky na pevnosť pri strojovej výrobe plienok nezdá možné. Značná spotreba materiálu zvyšuje náklady. Meltblown vrstva nie je sama osebe odolná proti oderu a musí sa pred perforáciou vodným lúčom ešte tepelne zakotviť v nosnom rúne zo spunbondu, ak sa má zabrániť delaminácii. To zase vyžaduje dvojzložkové vlákna so stredovou alebo excentrickou plášťovou zložkou z polyméru tuhnúceho za nižšej teploty než vrstva meltblown. Napriek tomu nedosahuje tento perforovaný systém

SM na mäkkej meltblown strane ani zďaleka takú pevnosť proti oderu ako kombinácia spunbond-PP alebo rúna z vlákien triedených podľa dĺžky spájané s PP rastrovaným valcom, ktoré sa dnes používajú v plienkach aj hygienických vložkách. Pri iných aplikáciách, ako sú utesnené manžety plienkových nohavičiek alebo rúna OP, pri ktorých sa vyžaduje pevnosť proti oderu, respektíve neuvoľňovanie textilného prachu, je možné použiť iba SMS. Pri podobnom krytí vrstvy meltblown na strane tela by sa prednosti vrstvy meltblown už neprejavili.

Z dokumentu US 4 840 829 sú známe rúna s plošnou hmotnosťou 10 až 150 g/m² vyrábané z triedených vlákien dĺžky 20 až 100 mm a s jemnosťou od 0,555 do 16,65 dtex. Tieto rúna majú kruhové alebo eliptické perforácie, ktoré sa získavajú spracovaním vodnými lúčmi na podklade s tŕňmi.

Ďalej sú z dokumentu WO 98/23804 známe spevnené rúna a spôsob ich výroby, pozostávajúce z viaczložkových vlákien, ktoré sa pri stužení na netkanú textíliu rozvlákňujú na jednotlivé zložkové vlákna pri ich súčasnom rozvírení.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je ponúknuť perforované rúno, ktoré pri kontrole črevných tekutín je lepšie ako doterajšie rúna, vyhovuje požiadavkám na vysokú kapacitu a vyššiu belosť a jemnosť povrchu na strane tela, činí zbytočným dvojalebo viacvrstvový systém a vystačí s hmotnosťou materiálu, ktorý je výrazne pod hmotnosťou perforovaných rún dnes pre plienky a hygienické vložky používaných. Ďalšou úlohou vynálezu je zlepšiť kontrolu črevných kvapalín bez zhoršenia kontroly moču. Okrem toho je úlohou vynálezu dosiahnuť priechod tekutín perforovanou netkanou textíliou bez použitia povrchovo aktívnych prostriedkov, prípadne znížiť ich množstvo na zlomok množstva dnes v neperforovaných obalených rúnach bežných.

Tieto úlohy sa podľa vynálezu riešia perforovaným rúnom zo vzájomne prepletených nekonečných vlákien s plošnou hmotnosťou 7 až 25 g/m² z nekonečných vzájomne prepletených nekonečných vlákien z mikrovlákien s jemnosťou v rozmedzí 0,05 až 0,40 dtex, vyrobených z najmenej dvoch termoplastických polymérov s rozdielnou hydrofobicitou a vykazujúcich prierez vláknom tvaru kruhového výseku alebo dutého kruhového výseku, z ktorých je možné uvoľňovať štiepané vlákna, pričom sú perforácie čisto tvarované a bez štiepených vlákien.

Rúna podľa vynálezu majú napriek extrémne nízkej hmotnosti veľmi vysoké pevnostné charakteristiky a vplyvom nízkej hmotnosti vlákien tiež veľmi čistú štruktúru otvorov. Preto je možné zaistiť rýchly priechod telesných tekutín, zvlášť črevných tekutín, bez prísady povrchovo aktívnych látok s nízkym povrchovým napätím (detergentov) a pripraviť suchý povrch krycieho rúna pre plienky a hygienické vložky.

Rôzne vlákna však majú titer (jemnosť) v uvedenom rozmedzí. Otvory, ktoré majú každý plochu 0,01 až 0,60 cm², je výhodné rozmiestniť pravidelne.

Perforované rúno podľa vynálezu má výhodne hodnotu bariérového efektu priepustnosti (strike-through) po jednej minúte pod 3 sekundy. Najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere má výhodne hodnotu aspoň 30 N/5 cm. Hodnota spätného zvlhčovania (rewet) je výhodne pod 0,5 g.

Na prípravu rúna sa môžu použiť napríklad dve rozdielne vlákna z termoplastických polymérov v hmotnostnom pomere v rozmedzí 20 : 80 až 80 : 20. V ďalšom sa vysvetľuje výroba rúna z dvoch vlákien FI a F2.

Vynález sa týka tiež spôsobu výroby takýchto perforovaných rún pomocou spracovania štiepiteľných nekonečných vlákien s prierezom tvaru kruhového výseku (typu pie) alebo tvaru dutého kruhového výseku (typu hollow-pie), v ktorých priereze sa nachádzajú najmenej dva rozdielne termoplastické polyméry s rozdielnou hydrofobicitou v usporiadaní striedajúcich sa výsekov koláča na rúno, následného štiepenia a prepletania vlákien na prepletené nekonečné vlákna pomocou vysokotlakových vodných lúčov a následného perforovania vytvoreného rúna vysokotlakovými vodnými lúčmi.

Pritom sa perforácia deje výhodne na odvodňovacích a dierovacích bubnoch vybavených na povrchu tŕňmi.

V ďalšom sa najskôr uvedú polyméry používané na výrobu netkaných textílií podľa vynálezu a potom príslušné výrobné spôsoby.

Z obidvoch polymérov v tvare vlákien FI a F2 je najmenej jeden hydrofóbny a výhodne patrí medzi polyolefíny, ako je polyetylén, polypropylén alebo ich kopolyméry, pričom jeden z obidvoch je v nadbytku. Druhý polymér môže byť rovnako hydrofóbny ako tiež hydrofilný, je však výhodné, keď nie je hydrofilný, ale menej hydrofóbny než polypropylén. Silnejšie hydrofóbne polyméme vlákno sa tu bude označovať ako FI a slabšie hydrofóbne ako F2. FI môže byť výhodne z polypropylénu (PP) alebo polyetylénu (PE) alebo z obidvoch. F2 môže byť napríklad vlákno zo skupiny polyesterov ako polyetyléntereftalát, polybutyléntereftalát, polypropyléntereftalát alebo ich kopolymér s polyetylénom. FI ani F2 nepodliehajú inak vo výbere polyméru žiadnym obmedzeniam okrem podmienky, aby ich bolo možné známym spôsobom spriadať na dvojzložkové vlákna.

Vlákna FI a F2 môžu tiež byť obidve alebo jedno z nich z termoplastických elastomérov. Príklady elastických polyolefinov pre rúna zo spriadaných vlákien sa môžu nachádzať v dokumente EP-A-0 625 221 a pre LLDPE katalyzovaný metalocénom v EP-A-0 713 546, v ktorom sa tiež opisujú zástupcovia slabších hydrofóbnych elastomérov ako polyuretány, kopolyméry etylén-butylén, kopolyméry poly(etylén-butylén)-styrén (Kraton), adipátový polyester a elastomémy polyéterester (Hytrel). O týchto elastoméroch je známe, že sa rúna zo spriadaných vlákien môžu spriadať v kombináciách s meltblown vrstvou alebo SMS. Použitie takých elastomérov vo vláknach FI a/alebo F2 zvyšuje mäkkosť a ohybnosť perforovaných rún z mikrovlákien. Okrem toho sa ukázalo, že jedine perforované rúna zo vzájomne prepletených nekonečných vlákien z mikrovlákien vykazujú vynikajúce vlastnosti z hľadiska kontroly tekutín. Perforované rúna z rovnako vzájomne prepletených triedených vlákien z mikrovlákien tieto zlepšené vlastnosti nevykazujú. Už s ohľadom na spracovanie na strojoch na plienky (vysoké nároky na pevnosť v ťahu v smere stroja) by sa musela ich hmotnosť oproti rúnam z nekonečných vlákien priemerne strojnásobiť, čo by viedlo k významnému zhoršeniu kvality perforácií, ohybnosti, mäkkosti, odolnosti proti oderu a kontroly tekutín.

Tiež je možné dodanie prísad k taveninám polymérnych vlákien v podobe materských polymémych zmesí na účely dodania antistatických vlastností, farbenie pradiva, matovanie, mäkčenie, dodanie lepivosti a flexibilizácia vlákien, zvýšenie a zníženie nezmáčavosti proti kvapalinám (voda, alkoholy, uhľovodíky, oleje), tukom a multidisperzným systémom, ako sú črevné tekutiny a ostatné tekuté telesné výlučky, ako je moč a menštruačná krv.

Prísady meniace medzipovrchové napätie na povrchoch mikrovlákien sa môžu dodatočne aplikovať aj po vytvorení, respektíve uvoľnení vlákien z mikrovlákien v už perforo vanom rúne. Takéto látky sú napríklad zmáčadlá rozpustené vo vode alebo v dispergovanej forme, ktorými sú dnes už upravené mnohé rúna typu spunbond s krycou funkciou v plienkach na účely lepšej kontroly moču.

Rúna podľa tohto vynálezu však bez takých zmáčacích prostriedkov výhodne vystačia, prípadne s iba malým zlomkom dosiaľ obvykle aplikovaných množstiev. Vykonanie perforácií, to znamená veľkosť otvorov, ich tvar, usporiadanie jednotlivých otvorov navzájom (napríklad v rade alebo s medzerami) a proti otvorenej ploche, rovnako ako extrémne vysoká ohybnosť v priestore medzi otvormi z prepletených nekonečných vlákien z mikrovlákien a ich veľmi nízka hmotnosť, umožňujú toto zníženie použitého množstva zmáčadla až po jeho stopercentnú úsporu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obrázok 1 až 6 doplňuje výklad k vynálezu.

Na obrázkoch 1 až 6 sa ukazuje tvar jednotlivých otvorov K a ich usporiadanie v plošnom zobrazení. Na obrázku 1 je idealizované ukázaný otvor vo forme rovnostranného šesťuholníka, v ktorom je dĺžka strany a rovnaká ako b. Odstup o je najkratšia vzdialenosť medzi stredom c otvoru K a jeho okrajom a. Okraje a a b majú konštantný odstup g od každého susedného K. Okolo jednotlivých otvorov K, je možné teraz vytvoriť väčší rovnostranný šesťuholník so stranami e a f. V obrázku 1 je e = f. Tým vznikne voštinové usporiadanie otvorov K. Okraje a a b otvoru K sú teraz rovnobežné so susednými okrajmi a a b susedných otvorov K. Vzdialenosť h = 0,59. Vrcholy dotýkajúcich sa strán a s a respektíve a s b sú v rúne zaoblené. Tieto zaoblenia i aj vrcholov sú v obrázku 1 prezentované pre prípad i = j. Týmito zaobleniami sa skracujú pôvodné vzdialenosti d a e v hexagóne na q a r. V prípade obrázku 1 opäť platí q = r.

V krajnom prípade sa môžu zaoblenia i a j natoľko rozšíriť, že otvor K dostane kruhový tvar, ako ukazuje obrázok 2.

Otvory K obrázku 3 sa od otvorov na obrázku 1 líšia iba v tom, že b je výrazne dlhšie než a a zaoblenie i je výraznejšie než j.

Zaoblenie i a j sa môžu v extrémnom prípade natoľko roztiahnuť, že zo šesťuholníka K vznikne eliptický útvar, ako ukazuje obrázok 4.

Mikrojemné prepletené nekonečné vlákna S tvoria rámec L perforácii. Ako už bolo uvedené, perforované rúno môže obsahovať povrchovo aktívne prísady, ktoré mu prepožičiavajú vyprateľnú, oneskorene vyprateľnú alebo trvalú hydrofilnú povahu. Nanášajú sa účelne po perforácii vodným lúčom v mokrom procese. Nanášané množstvo je 0 až 0,60 % hmotnosti rúna, výhodne medzi 0 a 0,20 %. Dávkovanie sa riadi podľa plochy jednotlivých otvorov a celkovej otvorenej plochy. Čím sú obidve hodnoty väčšie, tým viac je možné obsah týchto povrchovo aktívnych prostriedkov znížiť. Z dôvodov ochrany prostredia sa usiluje o obsah detergentu 0 %.

Ako zvlášť výhodné sa ukázalo, keď sa povrchovo aktívny prostriedok nerozprestrie rovnomerne na celom rámci otvoru, ale sa obmedzí na bezprostredné susedstvo okraja otvoru. Z tohto miesta potom vykazuje na tekutiny nútený nasávací účinok smerom k otvoru. Potom v multidisperznom systéme tekutín nedochádza k odvodneniu a oddeľovaniu fáz. Tým sa zabráni upchaniu otvorov a usadzovaniu na ich rámci. Vrstva absorbujúca a distribuujúca tekutiny umiestnená medzi absorbujúcim jadrom a krycím rúnom, ktorá je nimi tiež zvlažovaná, potom podporuje okamžité odstránenie telesných kvapalín z povrchu plienok.

Výroba perforovaného rúna (topsheet)

Spôsob spočíva v tom, že sa štiepiteľné vlákno s prierezom tvaru kruhového výseku (pie-vlákno) spracuje na rúno z nekonečných vlákien. Prierezy neštiepených vlákien vystupujúcich z dýzy pozostávajú z dvoch rozdielnych polymémych komponentov Fl a F2, ktoré sa striedavo radia za sebou ako kruhové výseky (normálne 4 až 16 takých výsekov). V záujme nadväzujúceho štiepenia by sa mali výhodne použiť také (väčšinou dve) polyméme a chemicky silne rozdielne zložky, ktoré na spoločných styčných plochách vykazujú pokiaľ možno malú vzájomnú prilípavosť. Je možné však použiť chemicky podobné polyméme zložky, ako napríklad polyetyléntereftalát a kopolyester alebo polypropylén a polyetylén, pokiaľ sa dodrží pravidlo, že sa zníži vzájomná prilípavosť na styčných plochách obidvoch, napríklad prídavkom separátora aspoň do jednej zložky polymémeho vlákna. Keď jc takéto štiepené vlákno vnútri vybavené dutým a na priereze guľatým priestorom, hovoríme miesto o vlákne s prierezom tvaru kruhového výseku o vlákne s prierezom tvaru dutého kruhového výseku.

Jemnosť nekonečných vlákien v rúne je pred štiepením spravidla 1,0 až 4,0 dtex, výhodne 1,6 až 3,3 dtex. V ďalšom sa nekonečné vlákna rúna v prvom stupni dodatočného spracovania vzájomne prepletá za súčasného štiepenia na uvedenom výseku koláča známymi spôsobmi spracovania vodným lúčom pod tlakom (pozri napríklad EP-A-0,215.684). V prípade vlákien s prierezom tvaru kruhového výseku s jemnosťou 1,6 dtex so 16 segmentmi, zostavených z 8 segmentov pre každý z obidvoch polymérov teda po štiepení vzniknú mikrovlákna s jemnosťou 0,10 dtex. Pretože pri rúne podľa vynálezu ide o veľmi ľahké rúno, je výhodné ako podklad, na ktorý sa rúno uloží, nepoužiť sieťovinu alebo perforovaný podklad, ale podklad neperforovaný. Takto je možné odrazom vodných lúčov na tomto podklade využiť jeho pružnosť, a tým minimalizovať energetické straty.

Po vykonanej perforácii nasleduje sušenie, alebo predtým výhodnejšie je možné pred sušením naniesť za mokra tenzid na účely povrchovej hydroftlizácic. To sa deje známymi spôsobmi impregnácie ponorom, jednostranným impregnovaním, natieraním a tlačou. Vo zvláštnom vyhotovení sa tenzid (povrchovo aktívny prostriedok) natlačí podľa šablóny tak, aby sa potlačili iba hraničné oblasti vláknitého rámca otvorov. To vyžaduje zhotovenie špeciálnych tlačiarenských šablón, ktoré musia odpovedať vzoru otvorov a tiež špeciálne kontrolné opatrenia na docielenie ostrých kontúr potlače tenzidu pri tejto operácii.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Hexagonálne tvary otvorov K alebo také, ktoré z nich vznikajú zaoblením a ich zostavy, ako ich ukazujú obrázky 1 až 4, sa na kontrolu tekutín ukázali ako zvlášť výhodné. Zvlášť v prípade otvorov K, tvaru rovnostranných šesťuholníkov a ich odvodenín so zaoblenými vrcholmi nájde telesná tekutina vždy najkratšiu cestu z povrchu plienky do jej vnútra.

Vynález sa však neobmedzuje na takéto pravidelné formy a usporiadania. Pre otvory K sú mysliteľné aj ďalšie viacuholníky a ich zaoblené odvodeniny rovnako ako nepravidelné rozmiestenie takýchto alebo iných otvorov. Menej vhodné sú však také otvory a ich usporiadanie, ktoré tej časti vylučovanej telesnej tekutiny, ktorá je od okraja otvoru najviac vzdialená, prekážajú v rýchlom odtoku otvorom K. Takéto usporiadania sa ukazujú napríklad na obrázkoch 5 a 6.

Vzdialenosť najvzdialenejšieho bodu w k zaoblenému vrcholu štvoruholníka je výrazne väčšia než vzdialenosť h. Pomer u/h, to jest maximálna vzdialenosť k otvoru K k minimálnej vzdialenosti by mal v ideálnom prípade byť 1/1 a v najhoršom prípade neprekračovať 2/1.

Plocha jednotlivého otvoru sa pohybuje v rozmedzí 0,01 až 0,60 cm² výhodne medzi 0,04 až 0,40 cm². Jednotlivé otvory perforácií môžu mať všetky rovnaký tvar a jednotne aj rovnaká plochu perforácie. Tiež však môžu mať plochu aj tvar rozdielne alebo mať rozdielny iba tvar alebo plochu s tou podmienkou, že sa dodrží pomer u/h menší než 2/1 alebo rovnaký.

Otvorená plocha otvorov je v rozmedzí 8 až 40 %, výhodne medzi 12 až 35 %.

Príklad 1

Rúno (spunbond) s plošnou hmotnosťou 13 g/m² tvorený z 100 % vláknom s prierezom tvaru kruhového výseku (pie-vláknom) s jemnosťou 1,6 dtex sa uloží na sito. Toto vlákno na priereze tvorí striedavo 8 propylénových segmentov a 8 polyetyléntereftalátových segmentov. Veľkosť jednotlivých polypropylénových segmentov je zvolená tak, aby hmotnostný podiel polypropylénu bol 30 % a hmotnostný podiel polyetyléntereftalátu 70 %.

Neštiepené rúno z nekonečného vlákna sa uloží na odvodňovacie sito s okatosťou 100 mesh a zhutní sa pod tlakom vodných lúčov 180 mbar, pričom sa nekonečné vlákna štiepia na 8 mikrovláknitých prvkov z polypropylénu a 8 mikrovláknitých prvkov z polyetyléntereftalátu.

Po štiepení teraz vznikne rovnaké množstvo segmentov z polypropylénových ako z polyetyléntereftalátových mikrovlákien. Segmenty polypropylénových vlákien vykazujú jemnosť 0,06 dtex a segmenty polyetyléntereftalátových mikrovlákien majú jemnosť 0,14 dtex. Prepočet dtex na priemer vlákna (idealizovaného na kruhový priemer) dá pre polypropylén (hustota 0,91 g/cm³) hodnotu priemeru 2,36 pm a pre polyetyléntereftalát (hustota 1,37 g/cm') hodnotu 4,42 pm.

Po rozštiepení vlákien vodnými lúčmi sa sploštené rúno podrobí perforácii tiež pomocou vysokotlakových vodných lúčov pod tlakom 70 kg/cm². Pritom sa použijú odvodňovacie a perforačné bubny podľa dokumentu EP-A-0 215 684 s tŕňmi na povrchu bubnov miesto inak obvyklých odvodňovacích sít.

Po vysušení vznikne veľmi mäkké prilípavé rúno s čisto tvarovanými otvormi. Jednotlivé otvory majú všetky (idealizovanej kruhový obvod a rovnakú veľkosť. Otvory sú usporiadané do pravouhlej mriežky s rozstupom jednotlivých otvorov a, ktoré sa v ďalšom prekryjú ďalšou perforovanou mriežkou tak, aby sa otvory prekrývali. Polomer otvoru r je priemerne 1,4 mm a ich rozstupy a = 6,0 mm. Otvorená plocha OF tvorí 34 % z celkovej plochy.

Merali sa funkčné parametre perforovaného rúna, a to najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere podľa EDANA 20.289, bariérový efekt priepustnosti podľa EDANA 150,3 - 96 a kapacitná charakteristika spätného zvlhčovania (coverstock wet back zvaný tiež rewet) podľa EDANA 151,1-96.

Parameter bariérového efektu priepustnosti sa po čakacej dobe 1 minúta ešte dvakrát meral bez výmeny vrstvy filtračného papieru. Namerané hodnoty sú teraz stredné hodnoty z celkom 3 meraní.

Výsledky:

Najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere: 32,3 N/5 cm

1. bariérový efekt priepustnosti (sek)	2. bariérový efekt priepustnosti (sek)	3. bariérový efekt priepustnosti (sek)
bezprostredne	po 1 minúte	po ďalšej 1 minúte
1,82	2,42	2,44

Spätné zvlhčovanie: 0,09 g

Príklad 2

Perforované rúno z príkladu 1 sa nechalo nasiaknuť vo fulári ponorným spôsobom vodnou emulziou neionogénného detergentu na báze polysiloxánu. Po vysušení sa zistilo nanesené množstvo činidla 0,042 % hmotnostných. S touto vzorkou sa získali nasledujúce experimentálne výsledky:

Najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere : 30,2 N/5 cm

1. bariérový efekt priepustnosti (sek)	2. bariérový efekt priepustnosti (sek)	3. bariérový efekt priepustnosti (sek)
bezprostredne	po 1 minúte	po ďalšej 1 minúte
1,58	2,10	2,11

Spätné zvlhčovanie: 0,31 g

Porovnávací príklad 1

Na rúne typu spunbond z polypropylénu s nekonečnými vláknami s jemnosťou 2,2 dtex s plošnou hmotnosťou 10 g/m² spojovanom na rastrovanom valci sa vytvorila zvláknená vrstva meltblown s plošnou hmotnosťou 20 g/m²Stredný priemer mikrovlákien vo vrstve meltblown bol 3,82 pm. Zvarená plocha rúna (spunbondu) takto spojovaného bola 5,2 %.

Dvojvrstvový laminát sa spôsobom opísaným v príklade 1 stužil tlakovým vodným lúčom a následne perforoval na bežnom pásovom site s 20 mesh. Výpočtom sa zistila otvorená plocha 18,4 %. Toto dvojvrstvové rúno bolo tiež veľmi mäkké, vykázalo však výrazné nedostatky čo do najvyššej ťažnej sily a bariérového efektu priepustnosti v porovnaní s nameranými experimentálnymi hodnotami v príklade 1 a 2. Bariérový efekt priepustnosti a spätné zvlhčovanie sa merali na strane polypropylénovej vrstvy meltblown.

Najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere: 25,4 N/5 cm.

1. bariérový efekt priepustnosti (sek)	2. bariérový efekt priepustnosti (sek)	3. bariérový efekt priepustnosti (sek)
bezprostredne	po 1 minúte	po ďalšej 1 minúte
3,81	4,92	4,96

Spätné zvlhčovanie: 0,10 g

Hodnoty bariérového efektu priepustnosti sú pre krycie rúno výrazne príliš vysoké.

Porovnávací príklad 2

Na vzorku z porovnávacieho príkladu 1 sa nanieslo 0,40 % neiónogénneho zvlhčovadla na báze polysiloxánu. Ako ukazujú výsledky merania, je možné takto síce výrazne znížiť bariérový efekt priepustnosti, ale hodnota spätného zvlhčovania sa neúmerne zvýši. Takto vysoké hodnoty spätného zvlhčovania nie je možné pri plienkach akceptovať,

Výsledky:

Najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere : 24,6 N/5 cm

1. bariérový efekt priepustnosti (sec)	2. bariérový efekt priepustnosti (sec)	3. bariérový efekt priepustnosti (sec)
bezprostredne	po 1 minúte	po ďalšej l minúte
1,23	2,35	2,40

Spätne zvlhčovanie: 2,35 g

Vrstva meltblown prepožičiava vrchnej krycej vrstve z rúna vysokú mäkkosť. V prítomnosti zmáčadla však táto vrstva meltblown funguje ako huba. Táto konštrukcia sa preto ako krycie rúno na vrstve javí ako nevhodná.

Porovnávací príklad 3

Dvojvrstvový systém opísaný v porovnávacom príklade 1 sa podrobil spracovaniu vodným lúčom ako v príklade 1. Priemerný polomer r otvorov bol po perforácii vodným lúčom r = 1,28 mm. Rozstup otvorov sa nezmenil a bol a = 6,0 mm.

Zistila sa otvorená plocha OF = 28,6 %.

7. Perforované rúno podľa nároku 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že hodnota bariérového efektu priepustnosti je po jednej minúte pod 3 sekundami, hodnota spätného zvlhčovania je menej než 0,59 a najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere je najmenej 30 N/5 cm.

8. Spôsob výroby perforovaného rúna podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa t ý m , že sa uložia štiepiteľné nekonečné vlákna prierezu kruhového výseku alebo dutého kruhového výseku, ktorých prierez vykazuje aspoň dva rôzne termoplastické polyméry rozdielnej hydrofobicity, striedavo usporiadané do kruhu, za vzniku rúna, následne sa štiepiteľné vlákna štiepia a vzájomne prepletú na prepletené vlákna z mikrovlákien pomocou vysokotlakových vodných lúčov, a potom sa vytvorené rúno perforuje vysokotlakovými vodnými lúčmi.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že perforovanie prebieha na odvodňovacích a dierovacích bubnoch, ktoré na svojom povrchu vykazujú tŕne.

10. Použitie perforovaného rúna podľa jedného z nárokov 1 až 7 ako vrchnej krycej vrstvy v hygienických výrobkoch, ako sú plienky a hygienické vložky.

Výsledky:

Najvyššia ťažná sila v pozdĺžnom smere : 24,2 N/5 cm výkresov

1. bariérový efekt priepustnosti (sec)	2. bariérový efekt priepustnosti (sec)	3. bariérový efekt priepustnosti (sec)
bezprostredne	po 1 minúte	po ďalšej 1 minúte
2,93	3,78	3,84

Spätné zvlhčovanie: 0,10 g

Hodnoty bariérového efektu priepustnosti sú opäť príliš vysoké.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Perforované rúno s otvormi (K) usporiadanými na povrchu, pričom rúno má plošnú hmotnosť 8 až 17 g/m², vyznačujúce sa tým, že je zhotovené zo vzájomne prepletených nekonečných vlákien (S) z mikrovlákien s jemnosťou v rozmedzí 0,05 až 0,40 dtex, ktoré sú tvorené z najmenej dvoch termoplastických polymérov s rozdielnou hydrofobicitou a majú prierez vlákna tvaru kruhového výseku alebo dutého kruhového výseku, z ktorých sú uvoľnené štiepené vlákna, pričom sú otvory (K) čisto tvarované a bez štiepených vlákien.
2. Perforované rúno podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že otvory (K) sú pravidelne usporiadané a plochajednotlivého otvoru je 0,01 až 0,60 cm².
3. Perforované rúno podľa nároku 1 alebo 2, v y značujúce sa tým, že v rúne je pomer maximálnej vzdialenosti (u) bodov na povrchu rúna k najbližšiemu otvoru a ich minimálnej vzdialenosti 1 : 1 až 2 : 1.
4. Perforované rúno podľa nároku 1 až 3,vyznačujúce sa tým, že otvorená plocha otvorov predstavuje 8 až 40 % povrchu perforovaného rúna.
5. Perforované rúno podľa nároku 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že je zhotovené z polyolefínových a polyesterových vlákien v hmotnostnom pomere v rozmedzí od 20 : 80 do 80 : 20.
6. Perforované rúno podľa nároku 1 až 5, vyznačujúce sa t ý m, že rúno je impregnované najmenej jedným povrchovo aktívnym prostriedkom v množstve, ktoré je v pomere 0 až 0,60 % k hmotnosti rúna.