TW592916B - Metal perforating stencil, method for its production and method of perforating a thin plastic film - Google Patents

Description

----- 五、發明說明（1) 本發明首先是有關於一種金屬穿孔模版，其係在真空 下用來在塑膠膜中製造穿孔，該模版包括一金屬支撐物 其中有連續開口其係藉由堤（dykes )而被分開。 此種金屬穿孔模版是眾所皆知，比如說，從美國專利 4，2 1 4 , 9 4 5且是用於使薄的塑膠膜穿孔，該塑膠薄膜被 應用於可吸收力的商品，例如用於個人看護的有吸收力 的物品，比如說尿布。在這種型式的物品中，可利用已穿 孔的薄膜的滲透性。在習知的穿孔技術中，是利用一金 屬穿孔模版，一般而言，包括有一薄牆中空的圓筒做爲支 撐物，其中提供有藉由溝堤而被分開的連續開口。根據 美國專利 4, 2 1 4, 945，一鎳穿孔模版可藉由電鑄 (electioforrning)而被生產出來，其中一^金屬錬層是被 沈積於具有一外表面的鋁圓筒，該表面具有許多的突出 部份（例如藉由***部份（knur 1 i ng ))。在對已用此種方 式而被沈積的鋁圓筒加工之後，該鎳圓筒可從該鋁筒而 被移除，在縱的方向上而被分開，由內往外而被旋轉，以 及藉由焊接而被固定。 該已穿孔的塑膠膜通常藉由加熱一薄膜（比如說聚乙 烯），且使該已以此方式加熱的膜覆蓋於該穿孔模版上而 且藉由被應用於該膜透過在模版中的穿孔的一真空而部 份地吸收該膜進入該模版而被製造出來。如果真空夠高 的話，則該膜就可永久變形而且可進入該模版的開口，其 ’丁、口果爲在該）]吴中的芽扎會在這些位置上而被創造出來。 592916 五、 發明說明 (2) 有 另 — 種 加 熱膜 的方法，該方法爲藉由使 用 —· 已 熔 化 的 膜 (其係從顆粒而 ί被產生出來）而被施行。 該 方 法 的 問題 之一是因爲該膜含有一定 的 程 度 黏 著 於 該 模 版 而 且 因爲 該膜也會有一些程度的機 械 的 固 定 於 該 穿 孔 模 版 的 開口 中，所以該（已加熱）膜很 難 從 模 版 中 被 釋 放 出 來 〇 因爲 很難從模版中被釋放出來的緣故， 故 該 穿 孔 的 方 法 會由 於模版的旋轉速度而受到限制。 此外， 該 模 版 的 使 用壽 命也會因爲在該膜和該模 版 之 間 的 黏 力 而 變 的 相 對 地短 。然而，很難從模版中被 釋 放 出 來 的 模 版 也 會 引 起 在已 穿孔的膜本身中所不希望 的 性 質 〇 這 是 因 爲 該 不 穩 定的 膜會因爲在該模版上相對 地 長 的 時 間 而 有 超 過 所 需 要的 變形，其可導致比如說已 穿 孔 的 膜 的 低 的 滲 透 性 〇 爲 了 促 進 該釋 放，實際上，該穿孔模版已 受 到 金 屬 氯 化 物 (i Γ 0 η c h 1 〇 r i d e )處理，以此種方式以便 在 該 模 版 的 表 面 上 產 生 一 輕微 的粗糙度。然而，此種方 式 的 處 理 的 結 果 是 Μ j \ \\ 法 令人 滿意。 本 發 明 的 目的 地就是要提供一金屬穿孔模版， 其 係 在 真 空 下 會 製 造穿 孔於一塑膠薄膜中，該模 版 的 釋 放 性 質 也 會 被 改 善 〇 本 發 明 的 另一 個目的是要提供一此種形 式 的 穿 孔 模 版， 其 中 該 表 面 的粗 f造度是相對地大。 本 發 明 的 另一 個目的也是要藉由使用該 -4- 模 版 而 改 善 已 592916 五、發明說明（3) 穿孔的膜的品質，且該模版具有已改善的釋放性質。 如以上所描述的此種金屬穿孔模版，根據本發明，該模 版的厚度和在該模版主動邊上的一連續開口的最大半徑 的比例大於1 . 1 5。如果該比例少於1 . 1 5 ,則我們可以發 現該膜會透過該等開口而變成被固定該模版之下，此這 所有不利的結果，包含有很難的釋放和不希望的變形。 此外，我們可以發現的是對抗該機械的固定具有一較 大的影響，該影響對釋放性質的所希望的改善大於增加 該表面粗糙度（在相對的關係中95%對5%)。此外，測試 已顯示出的是，根據本發明，藉由改善該釋放性質，可以 使模版的使用壽命增加兩倍。根據本發明，一穿孔模版 具有一 1000至2000操作小時的使用壽命，而具有一 0 . 90比例的一穿孔模版祇具有一 5 00操作小時的使用 壽命。 該穿孔模版最好爲無縫合線的如此以致於該開口的被 置於整個圓周之上。於下會仔細地討論適合的生產方法 〇 有利地，至少該模版的主動邊具有一藉由電沈積而被 沈積的粗糙表面結構。 不同於祇可使表面粗糙度有些微的改善的金屬氯化物 的處理，我們可以發現的是，當一基本的骨架（skeleton) 在一電沈積浴中被塗覆有一粗糙表面結構時，則可獲得 一粗糙的該模版如此以致於該穿孔模版的釋放性質可以

592916 五、 發明說明（4) 被 改 善 ，此外，對加工率而言，該模版的使用 壽 口卩 以 及 已 穿 孔 的 膜的品質也會產生有利的影響。 藉 由 電沈積裝置而獲得的該粗糙表面結構 最 好 包 括 有 — 鎳 的 覆蓋層，一銅的粗糙層以及一用於促進 在 該 銅 的 粗 糙 層 和 支撐物之間的黏著的黏著層。根據本 發 明 的 穿 孔 模 版 的 較佳實例中，一黏著層最好同樣地由鎳 所 組 成 而 且 有 一 銅 的粗糙層被塗覆在其上是被放置在該支撐物上， 其 有 利 地 包括一基本骨架，比如說鎳，其可在一 電 沈 積 浴 中 而 進 一 步形成。根據本發明，此粗糙層會對 該 穿 孔 模 版 給 予 一 改善的粗糙度。爲了避免使此相對地 軟 的 銅 粗 糙 層 過 度 磨損，該粗糙層被覆蓋有一高抗磨損的 鎳 的 保 護 層 〇 尤 其 ，該等不同層的厚度是依網孔的數目， 圖 形 以 及 該 開 □ 的 形狀而定。一般說來，根據本發明，該 穿 孔 模 版 具 有 一 從 3 5 0 - 600 # m的範圍，一約在35%的滲透 性 以 及 一 從 15 -50 ] 圍的網孔數目（比如說1 8或2 4 )的厚 度 〇 有 利 地，根據本發明的穿孔模版的溝堤並 沒 有 任 何 急 劇 的 轉 變，例如轉角（c ο 1· n e r s )或其類同物於 主 動 邊 上 而 是 有 逐 漸的轉變從該主動表面至該開口的內 部 牆 壁 〇 此 手 段 可 進一'步降低機械勾住的危險。 本 發 明也關於一種方法，其係用於產生一穿孔模版， 該 模 版 包 括一支撐物，其中具有連續的開口，該 開 □ 藉 由 堤 而 被 分 開，在該方法中，該模版是以該模版的 厚 度 和 一 連 續 開 □ 的最大半徑的比例超過1 . 1 5的方法而被產生， -6- 如 592916 五、發明說明（5) 此以致於可獲得以上所討論的優點。 較佳地，一基本骨架是藉由一兩步驟的電鑄方法而被 產生，其中基本骨架是從一電沈積浴中而被沈積於具有 絕緣體區域（該絕緣體區域是藉由電導體而被分開）的圖 案的一電鑄模具上然後以此方式而形成的骨架被移除， 而且已被移除的此基本骨架可在一適合的電沈積浴中進 一步成長以形成一無縫合線的穿孔模版。尤其此種技術 的例于已被描述在歐洲專利申請案EP-A-038104和EP_ A-0492731以申請人的名義申請。因此，可以把該基本 骨架的堤加厚而不需要顯著地降低孔的尺寸。 有利地，該方法也包括有藉由一電沈積步驟以塗覆一 粗糙表面結構於至少該模版的主動邊的步驟。該粗|造表 面結構的沈積以成本，安全以及環境保護來看是比蝕刻 更爲有利。我們可以發現的是於一稍微提高的溫度下（ 大約3 0 °C )使用一 1 0%強度的硝酸溶液來對一基本模版 蝕刻確實會提供一令人注目的均勻墊子（unif()i.m m a t t i n g )，即粗糙的，但是特別是有關連的所採取的安t 措施的環境成本則很高。所以，根據本發明的方法的沮 糙表面結構可藉由電沈積而被採用。 爲了產生如以上所描述的本發明的一金屬穿孔模！|及白勺 較佳實例，較佳地，本方法的條件如以下所示。 鎳黏著層： 20Ah，厚度l//m 銅粗糙層： 1 50Ah，厚度5 v m以及 592916 五、發明說明（6) 鎳覆蓋層： 50Ah,厚度2//m 本發明也有關於根據本發明的一穿孔模版的使用或根 據本發明的方法的幫助所產生的穿孔模版以在真空下使 一塑膠膜穿孔。 本發明要藉由以下的例子和圖式而說明如下，其中： 第1圖顯示出根據本發明的一穿孔模版的部份的橫剖 面。

第2圖顯示出根據本發明的一穿孔模版的一粗糙表面 結構的仔細圖。

第1圖顯示出具有堤1 2的一穿孔模版1 0，且該堤1 2 定義了一連續開口 1 4而且在所舉的例子中是一圓筒形 的形式。在主動邊上的開口 14的最大半徑是藉由rmax 而被描出。該模版的厚度是d。使用d / r m a X大於1 . 1 5 的關係。模版1 0是藉由沈積鎳而被產生（比如說從瓦特 氏浴中（W a t t ’ s b a t h ))於一具有絕緣體區域的圖案的電 沈積模具上以相對應於在模版1 0中的連續開口 1 4的圖 案來形成一相對地薄的基本骨架2 0。該基本骨架2 0然 後從該模具中而被移出且選擇地成長於一電沈積浴中， 如EP - A - 0 4 9 2 7 3 1中所描述的要添加一亮光劑於該浴中 。該成長是藉由參考碼22來描出。以該方法所形成的 堤12的主動邊具有一圓角24。 第2圖顯示出一粗糙表面結構3 0 ,其係藉由電沈積而 被沈積如以下例子所仔細說明的。該表面結構包括鎳黏 592916 五、發明說明（7 ) 著層3 2 , —銅粗糙層3 4以及一鎳覆蓋層3 6。 實例1 在實驗中測試的尺寸是使用從具有大的一連續開口的 穿孔模版切割出來的1 Ο X 1 〇 cm數片而施行。首先這些測 試片藉由一傳統的去油污劑而被去除油污然後徹底地洗 淨如此以致於有去油污劑的殘留物都可被移除。然後這 些測試片在一銅浴中受到一電沈積處理。測試片1在一 銅浴中（200g/lCuS〇4,70g/lH2S〇4，Cl-<15nig/l)在 8A/m2 下持續1分鐘，之後該已鍍銅的測試片在一鎳浴中（N i 2+ ( 總和）90g/l，H3B03 40g/l，NiCl215g/l)以 10 伏特持續 3 0 秒在兩邊上被鍍上鎳。測試片2在相同的銅浴中在 1 0 A / Π12下持續3分鐘而受到處理。在鍍鎳步驟之前（其 以如測試片1的相同方式來施行），該鍍銅的測試片的一 半藉由使用鉻酸（c h r 〇 in i c a c i d )而被鈾刻。測試片3以 如測試片2相同的方式來產生，包含有使用鉻酸來部份 地蝕刻，該銅層在20A/m2持續30分鐘下以被塗覆。 雖然測試片1和2都具有一銅層，但是它們並沒有一 粗糙表面結構。該第3測試片已有一均勻的粗糙表面結 構。然而，我們會發現已被用鉻酸來處理的部份比那些 沒被用鉻酸來處理的部份更加平坦。明顯地，使用鉻酸 的蝕刻會使該銅不均勻之處變得平坦。 實例2 該實例使用一膜穿孔模版（該模版早在該測測的幾個

592916 五、發明說明（8) 之前早已被生產）而被施行。此模版具有一 1 6 2的重覆 和1 5 5 0腦的長度的5角形的1 8個網孔的模板。首先， 該模版被去除油污然後使用水而被洗淨如實例1。然後， 一鎳黏著層在一鎳浴（其係由 3 . 0 g / 1 N 12+ (總和）， H2S04 3 2 5 g/l,Cl-S5.0mg 組成）中以 20Ah 在 1 000 安培 下而被塗覆。所有黏著的鎳液體然後被沈淨，之後，該鍍 鎳的模版被放置於一具有和實例1中所使用相同的成份 的銅浴中。該模版以1 5 0 A h在1 0 0 0安培下而被塗覆有 一銅層。在藉由洗淨以移除此銅液體之後，藉此方式所 獲得的模版被放置於先前所使用的鎳浴中，而條件被設 定以50Ah和5 00安培。上述的處理可產生具有一表面 結構的金屬穿孔模版，而該表面結構是由一具有1 μ οι厚 度的鎳黏著層，一具有5//ηι厚度的銅粗糙層，一具有5// ηι厚度的銅粗糙層以及一具有2 // m的厚度的鎳覆蓋層所 組成。 使用以此方式所產生的模版來刺穿一薄的聚乙烯膜而 該聚乙烯是在一已加熱的狀態下被刺穿（使用有模版真 空）。從以上所述，我們可以發現使已穿孔的膜從模版中 的釋放再也不會造成任何問題，而膜也不會過度變形且 因此也不會形成任何不規則的穿孔，以及該模版的使用 壽命也長於現今習慣使用模版的使用壽命。 根據本發明，由於塗覆處理，所以模版厚度的增加和輕 微的滲透性損失可藉由使該基本的骨架成長至一較低的 -10- 592916 五、發明說明（9) 厚度而被補償，然後使其受到塗覆處理，根據本發明。 下列的表1顯示出一些以一類似的方式所產生的模版 的性質及顯示出隨其所生產的已穿孔的膜的性質。 表1 模版 號碼 5角形網孔 孔 / cm 2 厚度（//m) 滲透率（％) 模版厚度和孔的 最大半徑的比例 87 18 5 1 509 35.7 1.250 93 24 94 412 34 . 6 1.400 95 24 94 432 32 . 9 1.500 97 24 94 468 31.5 1.670 86 18 5 1 515 36.8 1.240 96 24 94 434 35.5 1.470 膜 滲透率(％) 回淫（Wetback) (gr) 穿透(Strike through)(秒） 25 0 . 050 3.280 25 0.055 2.800 25 0.059 4.300 23 0.060 3 . 900 27 0.053 2 . 940 25 0.058 3 . 800 -11- 592916 五、發明說明（1 o ) 以上的表1中，該，，回淫，，（wetback)，，或再溼（rewet)代表 從膜中流回的水分的流動。該”穿透，，（strike thr〇ugh)是 該膜的吸收的測量値而且是隨著所需要的要來吸收一特定 水分的數量（水滴數目）而被測量。 爲了要有非常良好的膜，該”回溼”大約是0.05g而且該，， 穿透”是2 - 3 · 5秒，而被分類爲差的膜的這些値爲g 0 . 5 g且 >4秒。

符號說明 10 模版 12 堤 14 開□ 2 0 骨架 2 2 成長 2 4 角 30 粗糙表面結構 3 2 黏著層

34 銅粗糙層 36 鎳覆蓋層 -12-

Claims (1)

1. 592916

   六、申請專利範圍 第90 1 08420號「金屬穿孔模版及其生產方法和穿孔薄塑 膠膜的方法」專利案 (92年12月修正） 六、申請專利範圍： 1 . 一種用於在真空下使一塑膠膜穿孔的金屬穿孔模版， 該模版包括一金屬圓筒狀的支撐物，其中具有連續的 多數開口，該等開口由網狀物所分開，其特徵爲該模 版（1 0 )的厚度（d )和一在該模版（1 0 )主動邊上的連續 開口（ 14)的最大半徑（rmax)的比例大於1 . 15。 2 .如申請專利範圍第1項之穿孔模版，其中該模版是無 縫合線的。 3 .如申請專利範圍第1項之穿孔模版，其中至少該模 版（1 0 )的主動邊具有一粗糙表面結構（30 ),該粗糙表 面結構是藉由電沈積而被沈積。 4 .如申請專利範圍第3項之穿孔模版，其中該粗糙表面 結構（3 0 )包括有一鎳覆蓋層（3 6 ), —銅粗糙層（3 4 )以 及一用於促進該銅粗糙層（3 4 )對支撐物的黏性的黏 著層。 5 .如申請專利範圍第4項之穿孔模版，其中該黏著層 (3 2 )是由鎳所組成。 6 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之穿孔模版，其 中限定多數開口（ 1 4 )的堤（1 2 )在模版（1 0 )的主動邊 上並沒有任何急劇的轉變

   592916 、申請專利範圍 7 . —種用於生產金屬穿孔模版的方法，該模版包括有一 支撐物，其中具有多數連續開口，該等開口由堤所分 開，其特徵爲該模版（1 0 )是以該模版（1 〇 )的厚度（d ) 和在該模版（1 〇 )主動邊上的多數連續開口（ 1 4 )的最 大半徑（rmax)的比例大於1 . 15的方式而被生產。 8 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中該模版藉由一電 沈積步驟而具有一粗糙表面結構。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，其中該電沈積步驟包 括分步驟：從一電沈積浴中部份地沈積鎳黏著層（3 2 ) 於一金屬支撐物上的部份；然後再從一電沈積浴中 沈積一銅的粗糙層（3 4 );以及從一電沈積浴中沈積 一鎳覆蓋層（3 6 )。 1 〇 .如申請專利範圍第7至9項中任一項之方法，其中包 括有：沈積一基本骨架（2 0 )於一具有一絕緣的區域 圖案的電鑄模具上的步驟，其中該絕緣體區域的圖案 藉由電導體而被分開；從該電鑄模具中移除該基本 骨架（20)的步驟；以及允許該基本骨架（20)在一合 適的電沈積浴中更進一步成長以形成一模版（1 〇 )的 步驟。 1 1 . 一種在真空下穿孔薄塑膠膜之方法，其包括步驟·· 將一薄塑膠膜在一穿孔模版上通過，該模版包括一 具有多數連續開口之金屬圓柱狀支撐物，且該等開 口由堤所分開，其中模版厚度（d )與在該模版的主動

   592916 t、申請專利範圍 面上之連續開口的最大半徑的比例係大於1 . 1 5 ;及 透過該等連續開口，在該塑膠膜上施加一真空。