Способ изготовления микротекстурированного полотна

Способ изготовления микротекстурированного полотна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу деформации исходного полотна для формирования микротекстурированного полотна. В частности, предлагаемый способ может использоваться для изготовления трехмерных микротекстурированных пленок, нетканых полотен и ламинатов из них.

Уровень техники

Различные полотна, в частности термопластические пленки, широко применяются во многих областях, например для изготовления компонентов абсорбирующих изделий (таких, как, например, верхние листы и тыльные листы), упаковочных материалов (например, оберточных рукавов, усадочной обертки и полиэтиленовых пакетов), пакетов для мусора, оберточных материалов для пищевых продуктов, зубных нитей, салфеток, материалов для электронных компонентов и прочих. Во многих приложениях может быть желательно, чтобы полотно имело текстурированную, то есть трехмерную поверхность, благодаря которой полотно может вызывать требуемые осязательные ощущения (например, быть мягким или шелковистым), зрительные и/или слышимые ощущения или может обладать одним или более требуемыми свойствами, например повышенной прочностью или лучшими характеристиками взаимодействия с текучими средами.

Полотна, вызывающие требуемые осязательные ощущения, могут быть изготовлены способом вакуумного формования, при котором исходное полотно нагревают и помещают поверх формирующей конструкции. Вакуум заставляет исходное полотно деформироваться и плотно прижиматься к текстуре формирующей конструкции. Давление, которое может быть приложено к исходному полотну в процессе вакуумного формования, как правило, ограничено, к тому же требуется дополнительный этап предварительного подогрева полотна, поэтому данный процесс в целом неэффективен.

Полотна, вызывающие требуемые осязательные ощущения, могут быть также изготовлены способом гидроформования, при котором исходное полотно помещают поверх формирующей конструкции, и струи воды с высокой температурой и под большим давлением заставляют исходное полотно прижиматься к текстуре формирующей конструкции. Процесс гидроформования, хотя он и позволяет получить мягкие и шелковистые полимерные полотна, как правило, дорог и также недостаточно эффективен, поскольку требует использования струй воды под большим давлением и с большой температурой, а также требует последующих этапов отведения воды и сушки.

Полотна, вызывающие требуемые осязательные ощущения, могут быть также изготовлены способом выполнения рельефа, при котором исходное полотно обрабатывают механически, заставляя его под давлением прижиматься к углублениям и выступам, выгравированным или иным образом сформированным на валике. Процессы выполнения рельефа, как правило, требуют этапов нагревания и охлаждения, что усложняет и удорожает процесс и, следовательно, делает его неэффективным. Кроме того, процесс выполнения рельефа, как правило, требует нахождения полотна в формирующей конструкции в течение достаточно длительного времени, что делает процесс медленным и неэффективным. Известны также процессы, в которых основу помещают между формирующей структурой и деформируемым материалом, таким, как резина, что позволяет выполнять рельеф на полотне при относительно низких температурах, как описано в патентных заявках 2010/0230857 и 2010/0230858. Такие процессы требуют больших давлений и, следовательно, вызывают деформацию элементов оборудования, что приводит к их ускоренному износу и малому сроку службы.

И хотя, как сказано выше, известно множество способов изготовления текстурированных полотен, данные способы имеют множество недостатков, таких как высокая себестоимость, сложность, низкая скорость обработки полотна, необходимость в изготовлении мелкого и сложного оборудования, низкий срок службы компонентов такого оборудования, недостаточная повторяемость результатов и прочие. С другой стороны, способы обработки полотен в твердотельной фазе, при которых используются две жесткие, сопрягающиеся друг с другом конструкции, обеспечивают преимущества в виде низкой себестоимости, высокой скорости обработки и длительном сроке службы компонентов такого оборудования. Однако на эффективность таких процессов накладывают ограничения относительно большие расстояния между формирующими элементами, а также большие размеры формирующих конструкций. С помощью существующих формирующих конструкций трудно выполнить мелкую текстуру на полотнах. Кроме того, до настоящего времени не описана возможность формирования микротекстурированного полотна, содержащего трехмерные элементы, имеющие открытые или закрытые дистальные концы, а также утончение в контролируемых положениях, в твердотельной фазе (то есть при температуре ниже точки плавления полимерного или иного обрабатываемого материала).

Соответственно остается потребность в изготовлении микротекстурированных полотен, включая формованные пленки, низкозатратными и высокоскоростными способами. Существует потребность в способах и устройствах, с помощью которых можно формировать в полотнах структуры нового типа, придающие полотну микротекстуру и соответственно обеспечивающих требуемые осязательные, зрительные или слышимые ощущения от полотна, а также придающие полотну дополнительные свойства. Что касается полотен, используемых в абсорбирующих изделиях, то существует потребность в способах и устройствах, которые позволяют изготовить полотна, одна и та же часть которых, например, в заданной области полотна, одновременно обладала бы двумя или даже более свойствами (например, повышенной мягкостью, лучшими характеристиками распределения текучих сред и прочими свойствами). Существует также потребность в способах и устройствах, позволяющих проводить деформацию полотна множество раз при соблюдении требуемого совмещения различных видов деформации на полотне. Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение достаточного натяжения и/или трения между полотном и парой формирующих конструкций для эффективного формирования микротекстурированного полотна.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении предлагаются способы изготовления микротекстурированных полотен. Один из предлагаемых способов содержит этапы: обеспечения исходного полотна; обеспечения пары сопрягающихся формирующих конструкций, включающей первую формирующую конструкцию и вторую формирующую конструкцию, при этом по меньшей мере первая формирующая конструкция содержит полости и при этом по меньшей мере вторая формирующая конструкция содержит выступы; и продвижения полотна через деформирующую зону сопрягающихся формирующих конструкций, при этом полости первой формирующей конструкции входят в зацепление с выступами второй формирующей конструкции в положении зацепления. Межцентровые расстояния от по меньшей мере одного выступа до по меньшей мере трех соседних выступов составляют менее чем примерно 800 мкм.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится подробное описание конкретных воплощений изобретения, которое будет более понятным из прилагаемых чертежей.

Фиг. 1. Аксонометрический вид пары сопрягающихся друг с другом формирующих конструкций.

Фиг. 2. Аксонометрический вид еще одной пары сопрягающихся друг с другом формирующих конструкций.

Фиг. 3. Аксонометрический вид еще одной пары сопрягающихся друг с другом формирующих конструкций.

Фиг. 4А и 4В. Аксонометрические виды еще одной пары сопрягающихся друг с другом формирующих конструкций.

Фиг. 5. Аксонометрический вид фрагмента формирующей конструкции.

Фиг. 6. Аксонометрический вид отверстий и углублений.

Фиг. 7A-7D. Различные сочетания полостей 30 и выступов 20.

Фиг. 8А-8Н. Различные варианты геометрии выступов.

Фиг. 9. Формирующие конструкции с выступами различной амплитуды и формируемые на них полотна.

Фиг. 10А-10С. Формирующие конструкции с различным соотношением количества выступов и количества полостей.

Фиг. 11. Микротекстурированное полотно, изготовленное с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 12А-12Е. Примеры дискретных трехмерных элементов.

Фиг. 13. Аксонометрический вид фрагмента полотна.

Фиг. 14. Аксонометрический вид фрагмента еще одного воплощения полотна.

Фиг. 15. Сечение одного из воплощений трехмерных элементов.

Фиг. 16А и 16В. Трехмерные элементы, содержащие лоскутные фрагменты.

Фиг. 17. Второе полотно, изготовленное способом в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 18. Способ формирования полотна.

Фиг. 19. Альтернативный вариант способа формирования полотна.

Фиг 20А и 20В. Альтернативные варианты способа формирования полотна.

Фиг. 21А-21Е. Примеры механизмов высвобождения полотна.

Фиг. 22А и 22В. Микротекстурированные полотна, изготовленные в примерах 1 и 2.

Фиг. 23А-23С. Зубцы, используемые для изготовления полотна в примерах 3, 4 и 5.

Фиг. 24А и 24В. Микротекстурированное полотно, изготовленное в примере 3.

Фиг. 25А и 25В. Микротекстурированное полотно, изготовленное в примере 4.

Фиг. 26А и 26В. Микротекстурированное полотно, изготовленное в примере 5.

Подробное описание изобретения

В настоящем изобретении предлагается способ изготовления микротекстурированного полотна, который позволяет преодолеть один или более недостатков, присущих способам в соответствии с существующим уровнем техники. Так, например, воплощения предлагаемого способа позволяют придать полотнам очень мелкую текстуру. По сравнению с существующими способами формирования полотен в состоянии твердой фазы, воплощения настоящего изобретения позволяют сформировать полотно, содержащее более тесно расположенные дискретные трехмерные элементы, имеющее открытые проксимальные концы и открытые или закрытые дистальные концы или боковые стенки. Кроме того, воплощения предлагаемого способа позволяют изготовить полотна, содержащие такие трехмерные элементы, имеющие утонченные боковые стенки или не полностью скрепленные с полотном. Так, например, не полностью связанные с полотном элементы могут включать лоскутные фрагменты, только частично прикрепленные к полотну, а именно только частью своего периметра, вследствие чего они получают возможность вращательного движения и вызывают ощущение дополнительной мягкости полотна. В полотнах, используемых для изготовления абсорбирующих изделий, такие структуры нового типа могут придавать одному и тому же заданному участку полотна одновременно множество свойств (например, повышенную мягкость, лучшие характеристиками распределения текучих сред и прочие свойства). Предлагаемые способы позволяют также проводить деформацию полотна несколько раз при обеспечении требуемого совмещения выполняемых элементов деформации в полотне.

Предлагаемый способ включает этап формования полотна, на котором полотно подают через зону выполнения микротекстурной деформации, расположенную между парой сопрягающихся формирующих конструкций. Каждая из формирующих конструкций содержит формирующие элементы, такие как выступы и полости. При этом получаемое полотно включает множество густо расположенных, дискретных трехмерных элементов, то есть становится микротекстурированным полотном. Способ может также включать дополнительный этап формования, на котором микротекстурированное полотно пропускается по меньшей мере еще через одну зону микро- или макротекстурной деформации, расположенную между второй парой сопрягающихся формирующих конструкций. Дополнительный этап деформирования полотна может выполняться до или после этапа микротекстурирования, упомянутого выше. Получаемое полотно включает множество близко расположенных дискретных трехмерных элементов, выполненных на первом этапе формования, а также микро- или макроэлементы, сформированные на втором этапе формования, то есть полученное полотно будет иметь сложную микротекстуру. Вторые дискретные трехмерные элементы могут быть протяженными от первой или второй стороны полотна. Так, например, полотно может использоваться для формирования из него верхнего листа изделия женской гигиены, имеющего как микротекстуру, так и макротекстуру. В качестве альтернативы, на втором этапе могут использоваться формирующие элементы той же геометрии, но выполняемые ими элементы деформации могут быть расположены между элементами, выполняемыми на первом этапе, что позволяет получить полотно с большей густотой микротекстуры.

Предлагаемый способ позволяет использовать жесткие формирующие конструкции с меньшим межцентровым расстоянием между соседними формирующими элементами, то есть с большей густотой формирующих элементов, позволяющими в свою очередь получить микротекстурированные полотна с меньшими интервалами между соседними дискретными трехмерными элементами, чем это возможно при существующем уровне технике. Ранее жесткие формирующие конструкции проектировались таким образом, чтобы они содержали меньшее количество формирующих элементов, а интервалы между ними были больше, потому что они были дешевле и проще в изготовлении и имели значительно больший срок службы, чем формирующие конструкции с большой густотой формирующих элементов и малыми интервалами между соседними элементами. Существуют процессы, позволяющие изготовить микротекстурированное полотно с помощью мягкого деформируемого материала, такого как вода, резина или воздух, используемого в сочетании с жесткой формирующей конструкцией, однако до настоящего времени не удавалось получить микротекстурированное полотно с такими мелкими трехмерными элементами с помощью двух жестких сопрягающихся формирующих конструкций. Было определено, что использование способов, предложенных в патенте США 7655176 для изготовления обеих жестких, сопрягающихся друг с другом формирующих конструкций, в соответствии с настоящим изобретением позволяет получить нового типа оборудование для способов в соответствии с настоящим изобретением. В частности, это позволяет изготовить мелкоразмерные выступы и полости на парах жестких сопрягающихся формирующих конструкций.

Формирующие конструкции

Способ формирования микротекстурированного полотна может быть реализован с помощью устройства, содержащего пару жестких сопрягающихся формирующих конструкций, таких как показаны на фиг.1-3. Формирующие конструкции могут содержать валики, пластины, ленты, рукава, прочие элементы или их сочетания. Подходящие пары формирующих конструкций 101 включают, но не ограничиваются ими: пару вращающихся в противоположные стороны валиков, между которыми сформирован зазор, пару пластин и пару лент. В одном из воплощений, как это показано на фиг.8, пара сопрягающихся формирующих конструкций 101 является парой вращающихся в противоположные стороны валиков 102, 103, на которых имеются формирующие элементы, входящие в зацепление в направлении движения в машине MD. Использование формирующего устройства с валиками может быть предпочтительным в случае непрерывного процесса формирования микротекстурированного полотна, особенно в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую скорость процесса. В другом воплощении, как это показано на фиг.2, пара сопрягающихся формирующих конструкций 101 является парой вращающихся в противоположные стороны валиков 104, 105 с косым расположением формирующих элементов, входящих в зацепление под углом АА относительно направления MD движения в машине. Еще в одном воплощении, показанном на фиг.3, пара сопрягающихся формирующих конструкций 101 является парой пластин 106, 107. Еще в одном предпочтительном воплощении пара формирующих конструкций может содержать закольцованную ленту. Как показано на фиг.3, 4А и 4В, формирующие конструкции 110, 120 (или любые другие формирующие конструкции 210, 220, используемые на дополнительно возможных этапах текстурирования полотна), используемые в способах, предлагаемых в настоящем изобретении, включают множество формирующих элементов 10. В контексте настоящего описания термин «формирующие конструкции» в целом означает конструкции, которые могут придавать полотну текстуру. В контексте настоящего описания термин «формирующие элементы» в целом означает элементы, формирующие текстуру на полотне. Типы формирующих элементов включают дискретные выступы, дискретные полости, непрерывные полости или их сочетания. Формирующие элементы могут быть различными по форме, размеру, остроте вершины, углу схождения граней, пропорциями размеров и/или межцентровому расстоянию. На одной и той же формирующей конструкции могут присутствовать формирующие элементы 10 одного типа или нескольких типов. Как правило, пара сопрягающихся формирующих конструкций содержит по меньшей мере два типа формирующих элементов. Так, например, первая формирующая конструкция 110 может включать полости 30, в то время как вторая формирующая конструкция 120 может включать выступы 20. В качестве альтернативы, первая и вторая формирующие конструкции 110, 120 могут содержать формирующие элементы 10 одного и того же типа. Так, например, обе формирующие конструкции 110, 120 могут включать выступы 20 и полости 30, как показано на фиг.4А и 4В. В воплощении, показанном на фиг.4В, промежутки между соседними выступами 20 работают как полости 30. Термин «соседние» в контексте настоящего описания, используемый в отношении элементов или областей, означает расположенные в непосредственной близости, но не обязательно в контакте друг с другом.

Как показано на фиг.5, формирующие элементы 10 одной или обеих из первой и второй формирующих конструкций 110, 120 могут включать выступы 20 или полости 30, выбранные из дискретных выступов 22 (например, элементов 24 в форме столбиков или зубцов 26), гребней 28, дискретных полостей 32 (например, отверстий 34 или углублений 36), непрерывных полостей 38, канавок 39 или их сочетаний. Формирующие конструкции 110, 120 могут дополнительно включать ровные области 40, полностью окружающие формирующие элементы 10. Формирующие элементы 10 формирующих конструкций 110, 120 могут быть по своим масштабам относительно малыми по сравнению с обычными элементами типичных формирующих конструкций, используемых в обычных процессах текстурирования или выполнения рельефа. Способы в соответствии с настоящим изобретением позволяют изготовить микротекстурированные полотна 60 (см., например, фиг.11-14) с трехмерными элементами 62, имеющими относительно высокое отношение высоты к диаметру и утонченные дистальные концы 66 и/или боковые стенки 70, даже без нагревания полотен и с высокой производительностью процесса.

На фиг.6 показаны различия между двумя типами дискретных полостей в соответствии с настоящим изобретением: отверстиями 34 и углублениями 36. В контексте настоящего описания «отверстия 34» означают отверстия в формирующих конструкциях 110, 120, которые не имеют поверхности в виде дна, ограничивающей глубину отверстия. В противоположность этому «углубления 36», также упоминаемые в настоящем описании, означают проемы в формирующих конструкциях 110, 120, имеющие поверхность в виде дна или впадины 31, ограничивающую глубину проема значением, меньшим, чем толщина формирующих конструкций 110, 120. Впадина 31 может быть, например, пористой или не пористой. Впадина 31 может включать проем, имеющий ширину, меньшую, чем диаметр углублений 36, обеспечивающий выход воздуха из углубления 36. Так, например, проем во впадине 31 может иметь ширину, меньшую, чем толщина исходного полотна 50. Впадина 31 может быть плоской, скругленной или остроконечной.

В контексте настоящего описания «канавки 39» представляют собой полости 30, которые имеют некруглое поперечное сечение, имеют длину, большую, чем ширину, и размер, при котором они могут охватывать один или более выступов 20. Направление длины канавок 39 может быть выровнено с направлением MD движения в машине или с поперечным ему направлением CD или может быть отклонено на некоторый угол от обоих упомянутых направлений. Возвращаясь обратно к фиг.2, отметим, что пара «косозубых» валиков 104 содержит канавки 39. В некоторых воплощениях канавки являются косыми, то есть подразумевается, что они являются протяженными под углом АА, составляющим от 5° до 85°, от 15° до 75°, от 25° до 65° или 45° к направлению движения в машине. Входящие в зацепление валики, содержащие формирующие элементы, расположенные под косым углом к направлению движения в машине, позволяют получить полотна, имеющие повышенную прочность и/или мягкость (а также внешний вид, отличный от внешнего вида полотна, на котором выполнены элементы, протяженные только в направлении движения в машине), что может быть желательно в определенных приложениях, в которых используется микротекстурированное полотно 60.

Формирующие конструкции 110, 120 могут составлять сплошной материал с материалом валика или могут иметь толщину от 25 до 25000 мкм или от 100 до 5000 мкм. Полости 30 могут иметь глубину от 10 до 500 мкм или от 25 до 5000 мкм. В контексте настоящего описания глубина отверстия 34 соответствует толщине формирующих конструкций 110, 120, поскольку отверстие 34 не имеет поверхности дна, ограничивающей его глубину. В одном из воплощений полости 30 могут иметь глубину, в сущности равную толщине по меньшей мере одного из полотен, по меньшей мере в два раза превышающую толщину по меньшей мере одного из полотен или по меньшей мере в три раза превышающую толщину по меньшей мере одного из полотен. Полости 30 предпочтительно должны иметь глубину, по меньшей мере втрое большую суммарной толщины полотен.

Периметр полостей 30 поверхности формирующих конструкций 110, 120, контактирующей с полотном, может иметь прямоугольные края или может иметь радиус кривизны в месте перехода от контактирующей с полотном поверхности формирующих конструкций 110, 120 к полости. Радиус кривизны может составлять от 0 до 2000 мкм, предпочтительно от 0 до 25 мкм и более предпочтительно - от 2 до 25 мкм. В одном из воплощений в месте перехода от поверхности, контактирующей с полотном, к полости используется фаска. В одном из воплощений используется сочетание перехода под прямым углом с переходом с радиусом кривизны.

Полости 30 имеют по меньшей мере один диаметр, который для элемента в целом цилиндрической формы равен внутреннему диаметру. Так, например, дискретная полость 32 может иметь форму овала, а непрерывная полость 38 может иметь форму канавки 39, и в таком случае можно считать, что каждая из таких полостей имеет два диаметра: один в направлении длины, а второй в направлении ширины. Диаметр полости 30 может быть подобран таким образом, что он будет охватывать один или более выступов. На фиг.7A-7D показаны примеры различных сочетаний полостей 30 и выступов 20. В положении 140 зацепления формирующих конструкций 110, 120 имеется зазор 42 по боковым стенкам и зазор 44 между вершиной и впадиной для выступов 20 и полостей 30. Диаметр полости (или соответственно ширина для неоднородных и/или не цилиндрической формы полостей) зависит от диаметра одного или более выступов, с учетом зазора между боковыми стенками. Каждая из полостей 30 может иметь диаметр от 40 до 2000 мкм, от 50 до 500 мкм, от 65 до 300 мкм, от 75 до 200 мкм или от 10 до 5000 мкм, от 50 до 5000 мкм, от 500 до 5000 мкм или от 800 до 2500 мкм.

Диаметр полости 30 может быть постоянным, уменьшающимся с ее глубиной или увеличивающимся с ее глубиной. Так, например, полости 30 могут иметь первый диаметр на первой глубине и второй диаметр на второй глубине, большей, чем первая глубина. Так, например, первый диаметр может быть больше, чем второй диаметр (в этом случае полость сужается вовнутрь), или, например, второй диаметр может быть больше, чем первый диаметр (полость расширяется вовнутрь). Боковые стеки полости 30 могут быть строго перпендикулярными или наклонными по отношению к нормали, криволинейными или могут представлять собой сочетание таких форм. В одном из воплощений полости 30, сужающиеся вовнутрь, как правило, имеют угол сужения от 0° до 50°, от 2° до 30° или от 5° до 25°. В другом воплощении боковые стенки полостей содержат сочетание из перпендикулярных и криволинейных стенок.

Выступы 20 на одной из формирующих конструкций 110, 120 могут иметь различную высоту или могут иметь в сущности одинаковую высоту. Выступы 20 могут иметь высоту от 100 мкм до 2000 мкм, по меньшей мере 500 мкм, по меньшей мере 700 мкм, по меньшей мере 900 мкм или по меньшей мере 1100 мкм. В различных воплощениях выступы 20 могут иметь высоту, в сущности равную толщине по меньшей мере одного из полотен, по меньшей мере в два раза превышающую толщину по меньшей мере одного из полотен или по меньшей мере в три раза превышающую толщину по меньшей мере одного из полотен. Выступы 20 предпочтительно имеют высоту, по меньшей мере в три раза большую суммарной толщины полотен. Выступы 20 могут иметь диаметр, которым для элемента в целом цилиндрической формы является наружный диаметр. Для выступов с непостоянным поперечным сечением или для выступов, форма которых не является цилиндрической, диаметр d_p выступа измеряется, как средний размер поперечного сечения выступа 20 на ½ его высоты h_p, как показано на фиг.7А. Выступы 20 могут иметь диаметр d_p от 10 мкм до 770 мкм, от 50 мкм до 600 мкм, от 50 мкм до 500 мкм, от 65 мкм до 400 мкм или от 75 мкм до 300 мкм. В одном из воплощений выступы 20 формирующих конструкций 110, 120 имеют диаметр, меньший 700 мкм.

Выступы различной формы показаны на фиг.8А-8Н. Выступы 20 формирующих конструкций 110, 120 могут иметь дистальные концы (вершины) 21, которые являются плоскими, скругленными или острыми, в зависимости от того, требуется ли изготовить микротекстурированное полотно 60, имеющее трехмерные элементы 62 с открытыми (перфорированными) 67 дистальными концами 66 (что требует наличия более острых выступов на формирующей конструкции 110) или с закрытыми концами 68 (что требует наличия более скругленных выступов на формирующей конструкции 110). Менее острые (более скругленные) вершины 21 выступов могут вызывать большее утончение боковых сторон 70 трехмерных элементов 62 и даже их разрыв с образованием боковых проемов или отверстий 71. В некоторых воплощениях вершины 21 выступов 20 формирующих конструкций 110, 120 являются скругленными и имеют определенный радиус вершины, составляющий, например, от 5 до 300 мкм, от 10 до 150 мкм, от 15 до 100 мкм, от 20 до 75 мкм или от 30 до 60 мкм.

Боковые стенки выступов 20 могут быть строго перпендикулярными, наклонными (локально к боковой поверхности валика), криволинейными или могут представлять собой сочетание таких форм. Сходящиеся к вершине стенки обеспечивают более легкое отделение полотна 60 от формирующих конструкций 110, 120 после формирования на нем микротекстуры. В одном из воплощений боковые стенки имеют угол схождения от 0° до 50°, от 2° до 30° или от 5° до 25°. В других воплощениях выступы 20 могут быть сферическим, эллипсоидальными или иметь форму снеговика, то есть могут иметь переменный диаметр по высоте выступа 20. В предпочтительном воплощении выступы 20 содержат вершины 21, имеющие меньший радиус закругления и боковые стенки с большим углом схождения.

Формирующие элементы 10 одной и той же формирующей конструкции 110, 120 могут иметь различную геометрию, например могут использоваться выступы 20 разной высоты, полости 30 разной глубины или и то, и другое. Так, например, может использоваться набор из десятков или сотен соседних формирующих элементов 10, постепенно увеличивающихся по высоте, в результате чего может быть сформировано полотно 60, имеющее дискретные трехмерные элементы 62 изменяющейся высоты. Прочие характеристики формирующих конструкций 110, 120 (позволяющие получить соответствующие характеристики дискретных трехмерных элементов 62) также могут быть подобраны таким образом, чтобы получить градиент характеристик дискретных трехмерных элементов 62 микротекстурированного полотна 60. Как показано на фиг.9, формирующие конструкции 110, 120 могут иметь градиент густоты расположения формирующих элементов 10.

На фиг.10А-10С показаны воплощения с различным отношением количества выступов 20 к количеству полостей 30 формирующих конструкций 110, 120. В некоторых воплощениях относительные размеры выступов 20 и полостей 30 таковы, что это обеспечивает их эффективное сопряжение друг с другом при формировании микротекстурированного полотна 60 в соответствии с настоящим изобретением. При этом отношение количества выступов 20 к количеству полостей 30 может составлять 1:1, то есть каждому выступу может соответствовать полость 30, как показано на фиг.10А. В других воплощениях отношение количества выступов 20 к количеству полостей 30 может быть меньше 1:1, то есть могут иметься дополнительные полости 30, не сопрягающиеся с выступами 20, как показано на фиг.10В. Дополнительные полости 30 могут облегчать совмещение двух сопряженных формирующих конструкций. В некоторых воплощениях отношение количества выступов 20 к количеству полостей 30 может быть больше 1:1, например два, три, четыре или более выступов 20 могут иметь размер, обеспечивающий их сопряжение только с одной полостью 30, как показано на фиг.10С. Отношение количества выступов 20 к количеству полостей 30 может составлять от по меньшей мере примерно 1:1, по меньшей мере примерно 100:1, по меньшей мере примерно 10000:1 или даже более, например, когда множество дискретных выступов 22 сопрягается с одной непрерывной полостью 38, как показано на фиг.1. В других воплощениях выступы 30 не обязательно сопрягаются с выступами 30, а могут сопрягаться с пустыми пространствами 30 между другими выступами 20. Так, например, на фиг.4А и 4В показана пара 101 формирующих конструкций, в которой обе формирующие конструкции 110, 120 являются валиками, содержащими выступы 20, промежутки между которыми образуют полости 30. В данном воплощении выступы 20 на каждом из валиков 108, 109 расположены таким образом, что они входят в зацепление.

В некоторых воплощениях форма выступов 20 повторяет форму полостей 30. Так, например, выступы 20 и полости 30 могут иметь в целом цилиндрическую форму с наклонными стенками, причем углы схождения стенок в них могут совпадать или могут быть различным. В некоторых воплощениях форма выступов 20 не повторяет форму полостей 30. Так, например, выступы 20 могут быть круглыми, в то время как полости 30 могут быть квадратными или овальными. Формирующие элементы 10 формирующих конструкций 110, 120 могут иметь самые различные формы, например форму колонн, включая форму колонн круглого, овального, звездообразного, многоугольного сечения, или форму, отличную от колонны, например форму песочных часов, им подобные формы и их сочетания. Многоугольные формы поперечного сечения включают, но не ограничиваются ими, прямоугольную, треугольную, шестиугольную и трапециевидную форму.

Формирующие конструкции 110, 120 в любой своей части могут включать по меньшей мере примерно 200, по меньшей мере примерно 220; от примерно 240 до примерно 10000; от примерно 300 до примерно 5000; или от примерно 350 до примерно 3000 формирующих элементов 10 на 1 см. Одной из целей настоящего изобретения является обеспечить достаточное натяжение полотна и/или трение между исходным полотном 50 и формирующими конструкциями 110, 120, чтобы было возможным формирование микротекстурированного полотна 60. Дело в том, что во время формирования микротекстурированного полотна 60 исходное полотно 50 удерживается за счет натяжения полотна и/или трения в направлении движения в машине, поперечном направлении или под углом к указанным направлениям.

Как показано на фиг. 3, соседние выступы 20 характеризуются межцентровым расстоянием С, изменяя которое можно изменить межцентровое расстояние между получаемыми дискретными трехмерными элементами 62. Межцентровые расстояния от по меньшей мере одного выступа 28 до по меньшей мере трех, четырех или пяти соседних с ним выступов 20 составляют менее чем примерно 800 мкм. В некоторых воплощениях по меньшей мере 25%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 95% или все из выступов 20 на формирующей конструкции характеризуются межцентровыми расстояниями, меньшими чем примерно 800 мкм, до соседних с ними по меньшей мере трех, по меньшей мере четырех или по меньшей мере пяти выступов 20. Прочие приемлемые значения межцентровых расстояний составляют от примерно 30 мкм до примерно 700 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 600 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 500 мкм или от примерно 150 мкм до примерно 400 мкм. Межцентровые расстояния между соседними выступами 20 могут быть постоянными или различными.

Формирующие элементы 10 могут быть выровнены в направлении движения в машине в направлении, поперечном движению в машине, или могут быть расположены под углом к направлению движения в машине или к направлению, поперечному движению в машине. Формирующие элементы 10 могут быть расположены произвольными массивами или упорядоченными массивами. Примеры упорядоченных массивов включают прямоугольные, шестиугольные, квадратные массивы и их сочетания. Массивы формирующих элементов 10 могут быть выполнены таким образом, что они будут способствовать увеличению прочности микротекстурированного полотна 60. Так, например, за счет минимального их выравнивания в направлении движения в машине может быть повышена прочность полотна в направлении поперек движения в машине. Массивы формирующих элементов могут быть выполнены таким образом, что они будут способствовать облегчению разрыва микротекстурированного полотна 60, например, при зигзагообразном или линейном их расположении.

В некоторых воплощениях часть формирующих конструкций 110, 120 может иметь густоту расположения формирующих элементов 10, указанную выше, в то время как другие части формирующих конструкций 110, 120 могут не включать формирующих элементов 10, как показано на фиг.9. Области формирующих конструкций 110, 120, не содержащие формирующих элементов, могут быть расположены на другом радиальном расстоянии или в другой горизонтальной плоскости. В других воплощениях формирующие элементы 10 формирующих конструкций 110, 120 могут быть расположены на другом радиальном расстоянии или в других горизонтальных плоскостях формирующих конструкций 110, 120. Участки, не содержащие формирующих элементов 10, и/или участки, содержащие формирующие элементы 10, расположенные в различных горизонтальных плоскостях формирующих конструкций 110, 120, могут образовывать определенные фигуры, например цветок, птицу, ленты, волны, героя мультфильма, логотип и им подобные, что позволяет сформировать микротекстурированное полотно 60, имеющее участок, отличающийся визуально и/или на ощупь от остальной части полотна. Так, например, микротекстурированное полотно 60 может включать немикротекстурированную часть, отличающуюся визуально и/или на ощупь от микротекстурированных частей, как описано в патенте США 5158819. Части формирующих конструкций 110, 120, не содержащие формирующих элементов 10, не принимаются во внимание при определении межцентрового расстояния между формирующими элементами частей формирующих конструкций 110, 120, содержащих формирующие элементы 10. Так, например, если две части, содержащие формирующие элементы, отделены друг от друга третьей частью, не содержащей формирующих элементов, то формирующие элементы первой части не считаются соседними по отношению к формирующим элементам второй части, то есть соседними по отношению друг к другу считаются только элементы в пределах одной части. Пример полотна 60, изготовленного с помощью формирующих конструкций, имеющих части, содержащие формирующие элементы, и части, не содержащие формирующих элементов (как на фиг.10В), показан на фиг.11.

Формирующие конструкции 110, 120 могут быть изготовлены из любого подходящего материала или материалов, на которых могут быть выполнены формирующие элементы 10, имеющие требуемые размеры для изготовления микротекстурированного полотна 60 и сохраняющие данные размеры в диапазоне давлений и температур, которым подвержены формирующие конструкции 110, 120 в ходе выполнения микротекстуры на полотне. Формирующие элементы 10 предпочтительно выполнены за единое целое с формирующими конструкциями 110, 120. То есть формирующие конструкции 110, 120 предпочтительно выполнены в виде структурно целых конструкций с формирующими элементами путем удаления лишнего материала или наращивания необходимого материала. Так, например, формирующие конструкции 110, 120, имеющие формирующие элементы 10 относительно малого масштаба, могут быть изготовлены путем локального (селективного) добавления или удалени