ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ, ИЗ КОТОРОГО МОЖНО ОБРАЗОВАТЬ ПОВТОРНО ГЕРМЕТИЗИРУЕМУЮ УПАКОВКУ
SHEET MATERIAL FOR REFORMING SEALED PACKAGING

Перекрестные ссылки на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США №61/794,029, поданной 15 марта 2013 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
Настоящая заявка относится по существу к листовому материалу, способному образовывать гибкую упаковку, и более конкретно - к листовому материалу, способному складываться в повторно герметизируемую гибкую упаковку.
Уровень техники
Один тип упаковки, известный в данной области, представляет собой сумку или пакет, который по существу состоит из гибкого пластика или пленки. Упаковка данного типа является по существу прямоугольной и герметичной с трех сторон, так что упаковка имеет открытую горловину для обеспечения доступа к внутренности упаковки. В одной форме в упаковке используют клапан из материала, проходящий по одной стороне горловины, и карман на другой стороне горловины, принимающий клапан для закрытия, аналогично конверту. В другой форме упаковка включает застежку типа «молния» с бегунком или прижимаемую застежку на горловине, выполненную с возможностью герметизировать упаковку.
Хотя данные упаковки подходят для многих целей, в них может быть сложно помещать содержимое, такое как сандвичи, которые являются большими и громоздкими относительно горловины. Это особенно справедливо для пачкающего или неединообразного содержимого. В одном иллюстративном примере для хранения сандвича с арахисовым маслом и джемом пользователь должен сделать сандвич и затем поместить его в упаковку. Для того чтобы сохранить сандвич целым, пользователь зажимает сандвич с обеих сторон и вручную проникает в упаковку, чтобы поместить в нее сандвич. Если сандвич подтекает с одной из сторон, арахисовое масло и/или джем могут размазываться по внутренней поверхности упаковки или вокруг горловины, вызывая нежелательное загрязнение.
Сущность изобретения
В настоящем документе описана упаковка, включающая лист гибкого материала, которая имеет первую конфигурацию, представляющую собой по существу плоскую конфигурацию, и вторую конфигурацию, представляющую собой сложенную и герметичную конфигурацию. В плоской конфигурации, как до, так и после применения, пользователь может использовать лист для подготовки содержимого в качестве рабочей поверхности или подложки. Затем, если желательно обеспечить герметичную упаковку, пользователь может сложить лист вокруг желаемого содержимого для герметизации содержимого в нем. Гибкий материал преимущественно включает складываемую часть или линию сгиба, предварительно нанесенную, отмеченную знаком или воображаемую, и области герметизации, расположенные на противоположных сторонах от линии сгиба. Таким образом, если желательной является герметичная упаковка в сложенной конфигурации, пользователь может сложить лист по существу вокруг складываемой части, так чтобы области герметизации по существу выравнивались друг с другом. Затем пользователь может прижать выровненные и соединяющиеся впритык области герметизации для обеспечения герметизации. Для доступа к герметизированному содержимому пользователь может просто потянуть сложенные участки гибкого материала по существу друг от друга, чтобы разделить области герметизации. Затем пользователь может преимущественно использовать лист в плоской конфигурации после открытия в качестве рабочей поверхности или подложки.
В первой форме упаковка включает лист гибкого материала, который включает края, внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность. Складываемая часть расположена поперек листа между краями и разделяет лист на первую и вторую гибкие панели. Полосы сцепления расположены на внутренней поверхности листа вдоль его боковых краев, и торцевые полосы сцепления расположены на внутренней поверхности листа вдоль его боковых краев. Полосы сцепления включают первую и вторую противоположные части полосы сцепления, расположенные на первой и второй панелях соответственно, выполненные с возможностью соответственно выравниваться и зацепляться с образованием герметичной упаковки в результате складывания вместе первой и второй панелей относительно складываемой части. Упаковка дополнительно включает один или более противоположных негерметичных клапанов на внешних краях внутренних поверхностей сложенного листа, расположенных вдоль каждой стороны герметичной упаковки между краями листа и полосами сцепления, причем противоположные негерметичные клапаны на внешних краях выполнены с возможностью захватить их и потянуть в разные стороны для разделения первой и второй частей полосы сцепления, чтобы разделить зацепленные полосы сцепления вдоль краев.
Упаковка может дополнительно включать одну или более промежуточных полос сцепления, проходящих между по меньшей мере одними из боковых полос сцепления и торцевых полос сцепления. Одна или более промежуточных полос сцепления выполнены с возможностью герметично зацепляться и обеспечивать пользователю возможность разделять герметичное внутреннее пространство упаковки на множество герметичных внутренних пространств упаковки.
Во второй форме упаковка включает лист гибкого материала и малоадгезивный связующий агент. Лист имеет края и складываемую часть между ними. Складываемая часть разделяет лист на первую и вторую гибкие панели, и малоадгезивный связующий агент расположен на внутренней поверхности листа вдоль краев первой и второй гибких панелей. Связующий агент выполнен с возможностью выравнивания и зацепления в результате складывания вместе первой и второй панелей листа относительно складываемой части. Следовательно, для образования герметичной упаковки во второй конфигурации пользователь может сложить лист относительно складываемой части так, чтобы по существу выровнять малоадгезивный связующий агент, расположенный на первой и второй гибких панелях, и прижать, чтобы герметизировать лист вокруг содержимого. Малоадгезивный связующий агент может иметь свойства и композиции, описанные в настоящем документе.
В третьей форме упаковка включает лист гибкого материала и взаимодополняющие соединительные компоненты, такие как сцепляющиеся полосы и повторно герметизируемый связующий агент. Лист имеет торцевые края, боковые края, внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность. Складываемая часть расположена поперек листа для разделения листа на первую и вторую гибкие панели. В данной форме каждая из симметричных областей герметизации включает один из взаимодополняющих соединительных компонентов и повторно герметизируемый связующий агент. Первый соединительный компонент прикреплен к листу смежно с одним торцевым краем, и второй соединительный компонент прикреплен к листу смежно с другим торцевым краем. Таким образом, первый и второй соединительные компоненты размещены на противоположных сторонах листа с обеих сторон от линии сгиба, когда лист находится в плоской конфигурации. Повторно герметизируемый связующий агент включает противоположные боковые полосы, расположенные на внутренней поверхности листа и проходящие между первым и вторым соединительными компонентами смежно с боковыми краями листа. Следовательно, для образования герметичной упаковки пользователь может сложить лист относительно линии сгиба так, чтобы по существу выровнять первую и вторую стыкующиеся части и по существу выровнять повторно герметизируемый связующий агент. Упаковка дополнительно включает противоположные негерметичные клапаны на внешних краях внутренних поверхностей сложенного листа, расположенные вдоль каждой стороны и торца герметичной упаковки между боковыми краями листа и полосами сцепления и торцевыми краями и соединительными компонентами соответственно. Противоположные негерметичные клапаны на внешних краях выполнены с возможностью захватить их и потянуть в разные стороны для разделения первой и второй частей полосы сцепления, чтобы разделить зацепленные полосы сцепления вдоль боковых краев и зацепленные соединительные компоненты вдоль торцевых краев.
В другом подходе повторно герметизируемый связующий агент в описанных выше формах может представлять собой малоадгезивный связующий агент, состав которого более подробно описан ниже. Малоадгезивный связующий агент имеет более сильное связывание с собой, чем с другими поверхностями или материалами. Таким образом, малоадгезивный связующий агент в областях герметизации может сохранять герметизирующие свойства, даже если связующий агент вступает в контакт с содержимым упаковки.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 представлен вид в перспективе первой формы повторно герметизируемой упаковки с гибким листом в плоской конфигурации с повторно герметизируемым связующим агентом смежно с его краями;
на ФИГ. 1А представлен вид в перспективе второй формы повторно герметизируемой упаковки с гибким листом в плоской конфигурации с повторно герметизируемым связующим агентом смежно с его краями и промежуточными повторно герметизируемыми полосами сцепления;
на ФИГ. 2 представлен вид в перспективе повторно герметизируемой упаковки, показанной на ФИГ. 1, с листом в сложенной и герметичной конфигурации;
на ФИГ. 3 представлен вид в перспективе рулона гибкого материала, разделенного на листы для повторно герметизируемой упаковки, показанной на ФИГ. 1, посредством тонких частей, направленных поперечно через гибкий материал;
на ФИГ. 4 представлен вид в перспективе третьей формы повторно герметизируемой упаковки с гибким листом в плоской конфигурации со стыкующимися замыкающимися частями на противоположных концах листа и повторно герметизируемым связующим агентом, проходящим между замыкающимися частями на боковых сторонах листа;
на ФИГ. 4А представлен вид в перспективе четвертой формы повторно герметизируемой упаковки с гибким листом в плоской конфигурации с повторно герметизируемым связующим агентом смежно с его боковыми краями, взаимодополняющими соединительными компонентами смежно с его торцевыми краями и промежуточными повторно герметизируемыми полосами сцепления;
на ФИГ. 5 представлен вид в перспективе повторно герметизируемой упаковки, показанной на ФИГ. 4, с листом в сложенной и герметичной конфигурации;
на ФИГ. 6 представлен вид в перспективе пятой формы повторно герметизируемой упаковки с гибким листом в плоской конфигурации с повторно герметизируемым связующим агентом смежно с его краями;
на ФИГ. 7 представлен вид в перспективе повторно герметизируемой упаковки, показанной на ФИГ. 6, с листом в сложенной и герметичной конфигурации; и
на ФИГ. 8 представлен вид в перспективе рулона гибкого материала, разделенного на листы для повторно герметизируемой упаковки, показанной на ФИГ. 6, посредством тонких участков, направленных поперечно через гибкий материал.
Подробное описание изобретения
В общих чертах, в соответствии с данными различными подходами, устройство и способы, приведенные в настоящем документе, описывают повторно герметизируемую упаковку, выполненную с возможностью перехода между первой, плоской и открытой конфигурацией и второй, сложенной и герметичной конфигурацией, различные формы которой показаны на ФИГ. 1-8. В примерах форм, описанных в настоящем документе, могут преимущественно использоваться связующий агент, стыкующееся замыкание или их комбинации вдоль внешних краев полотна пленки для открытия и закрытия между первой и второй конфигурациями.
Первый пример формы подробно показан на ФИГ. 1 и 2. Повторно герметизируемая упаковка 10 включает лист 12, показанный в первой, по существу плоской или раскрытой конфигурации. В упаковке такой формы используется гибкая упаковочная пленка или пластиковый листовой материал. Листовой материал упаковки может представлять собой гибкую одно- или многослойную пленку, лист или другой материал, включая такие материалы, как полиэтилентерефталат (ПЭТ), полипропилен (1111), который может быть или не быть ориентирован по одной или двум осям, линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), этиленвиниловый спирт (EVOH) и/или полиэтилен (ПЭ) в качестве нескольких примеров. Лист 12 разделен на первую часть листа 14 и вторую часть листа 16, в некоторых подходах - посредством линии сгиба 18, проходящей поперек листа 12. В других подходах лист разделен на части 14, 16 посредством складываемой области или части 18. Необязательная линия сгиба 18 может быть предварительно намечена на листе 12, например посредством механического сгибания, разметки, непрерывной или прерывистой, и/или иметь обозначение, такое как печать, отметку и т.п. на листе 12 с четким указанием ее местоположения. Выполненную таким образом упаковку 10 можно складывать относительно линии сгиба или складываемой части 18, так чтобы первая и вторая части 14, 16 приводились в контакт друг с другом или находились смежно друг с другом.
В одном подходе лист 12 включает первый и второй торцевые края 20, 22 и первые и вторые противоположные боковые края 24, 26. Первые противоположные боковые края 24 образуют боковые края части листа 14 и соединяются со вторыми противоположными боковыми краями 26, которые образуют боковые края части листа 16, на линии сгиба или складываемой части 18, так что боковые края 24, 26 проходят непрерывно между торцевыми краями 20, 22. Следует понимать, что пример формы, показанной на фигурах, представляет собой лишь один пример повторно герметизируемой упаковки 10 и листа 12. Также возможны другие размеры, формы и конфигурации.
В первой проиллюстрированной форме, показанной на ФИГ. 1 и 2, упаковка 10 дополнительно включает первую и вторую зоны сцепления 28, 30, расположенные на периферии или по периметру первой и второй частей упаковки или панелей 14, 16 соответственно. Как описано в настоящем документе, связующий агент можно наносить или печатать на листе 12 любым подходящим способом. Первая и вторая зоны сцепления 28, 30 являются по существу симметричными относительно линии сгиба или складываемой части 18, так что зоны 28, 30 по существу выравниваются, когда первую и вторую части упаковки 14, 16 поворачивают или складывают вместе. Более конкретно, каждая из первой и второй зон сцепления 28, 30 может включать торцевой участок сцепления 32, проходящий смежно с торцевыми краями 20, 22, и противоположные боковые участки сцепления 34, проходящие смежно с первыми и вторыми противоположными боковыми краями 24, 26. В одной форме зоны сцепления 28, 30 имеют по существу равномерную ширину по периферии листа 12, расположенную в диапазоне от приблизительно 0,64 сантиметра до приблизительно 3 сантиметров (от приблизительно 0,25 дюйма до приблизительно 1 дюйма), а в некоторых подходах - приблизительно 1 сантиметр (приблизительно 0,5 дюйма).
Как показано на фигуре, противоположные боковые части 34 первой и второй зон сцепления 28,30 соединяются друг с другом через линию сгиба или складываемую часть 18 и соединяются с соответствующим торцевым участком сцепления 32, так что первая и вторая зоны сцепления 28, 30 обеспечивают непрерывную границу сцепления на периферии листа 12 и также обеспечивают по существу свободную от связующего агента внутреннюю поверхность 36, охватывающую обе части листа 14, 16. В плоской конфигурации, показанной на ФИГ. 1, внутреннюю поверхность 36 можно использовать в качестве рабочей поверхности. Например, внутреннюю поверхность 36 можно использовать в качестве подготовительной поверхности для создания сандвича и т.п. или использовать в качестве подложки во время обеда.
При желании зоны сцепления 28, 30 могут включать зубчатые края или прерывистые части, т.е. полосы из неприлипающих внешних частей, чтобы облегчить разделение зон сцепления 28, 30, когда они герметично соединены друг с другом. Данные зубцы, полосы и т.п. могут проходить по длине зон сцепления 28,30, могут ограничиваться одной или обеими боковыми частями 34 или одной или обеими боковыми частями 32, выбранными из них частями, или одним или обоими углами, соединяющими боковые и торцевые части 34, 32.
Хотя лист 12 показан как по существу прямоугольный и выполненный с возможностью складываться в по существу прямоугольную герметичную упаковку, можно использовать и другие подходящие формы, как указано выше. Например, лист 12 может быть выполнен с возможностью складываться в треугольную герметичную упаковку с соответствующими зонами сцепления, лист так же может быть по существу круглым или овальным или другой симметричной формы.
В такой конфигурации пользователь может подготовить содержимое упаковки, если необходимо, разложить содержимое на внутренней поверхности 36 в первой или во второй ее части. Затем пользователь может сложить противоположную часть относительно линии сгиба или складываемой части 18, по существу выровнять первую и вторую зоны сцепления 28, 30 и сжать выровненные зоны 28, 30, чтобы герметично сцепить вместе первую и вторую части упаковки 24, 26 с образованием герметичного внутреннего пространства 38 и, таким образом, сформировать или собрать герметичный пакет или упаковку, как по существу показано на ФИГ. 2. Когда пользователь хочет открыть упаковку, первую и вторую части 14, 16 можно тянуть по существу друг от друга с любого края, кроме сгиба 18, для получения доступа к содержимому и/или применения несложенной внутренней поверхности 36 в качестве подложки и т.п.
В одной форме зоны сцепления 28, 30 отстоят от смежных краев 20, 22, 24, 26 листа 12, так что присутствуют свободные от связующего агента части, клапаны или кромки 40 вдоль всех краев герметизированного пакета или упаковки, за исключением сложенного края 18, как показано на ФИГ. 1 и 2. Данные свободные от связующего агента части 40 обеспечивают неприлипающие поверхности захватывания для того, чтобы пользователь мог захватить и разделить первую и вторую зоны сцепления 28, 30, когда они герметизированы вместе. Пользователь может преимущественно выбрать любой прикрепленный край для открытия, и пользователь не ограничен открытием одной горловины, что было характерно для предшествующей гибкой упаковки. В действительности, пользователь может даже открывать 2 или более краев одновременно посредством частей 40. Альтернативно только торцевые участки сцепления 32 могут отстоять от торцевых краев 20, 22, или только части торцевых и боковых участков сцепления 32, 34 можно сдвинуть вглубь, или они могут иметь неприлипающий участок захватывания.
Как показано на ФИГ. 1 и 2, первая и вторая части упаковки 14, 16 являются по существу симметричными. Однако это не является обязательным, поскольку только первая и вторая зоны сцепления 28, 30 являются по существу симметричными, так что они герметично скрепляются, когда первую и вторую части 14, 16 складывают относительно линии сгиба 18. Таким образом, как показано на ФИГ. 6-8, одна из первой и второй частей может быть длиннее, так чтобы присутствовал более длинный клапан 40, который легче захватить, проходящий от герметичной конфигурации. Более того, первая и вторая части могут иметь множество форм и размеров для обеспечения уникальности и привлечения внимания потребителя. Неприлипающие участки, клапаны или кромки 40 могут быть любого размера относительно ширины полос или зон сцепления 28, 30. В некоторых подходах ширина частей 40 находится в диапазоне от приблизительно 0,158 сантиметра до приблизительно 0,64 сантиметра (от приблизительно 1/16 дюйма до приблизительно 1/4 дюйма), и отношение ширины связующего агента 28, 30 к ширине частей 40 может составлять от приблизительно 1:1 до приблизительно 16:1. В других подходах части 40 могут быть до приблизительно 3 сантиметров (до приблизительно 1 дюйма), и части 40 могут быть шире связующего агента 28, 30.
Как показано на ФИГ. 1А, альтернативная форма листа 12 аналогична листу, показанному на ФИГ. 1, и, таким образом, имеет одинаковые ссылочные позиции для общих компонентов. В данном подходе лист 12 может дополнительно иметь одну или более полос 42 связующего агента, нанесенных на внутреннюю поверхность 36 и проходящих между торцевыми участками сцепления 32; одну или более симметричных пар полос 44 связующего агента/связующего агента, нанесенных на внутреннюю поверхность и проходящих между боковыми участками сцепления 34; или любые их комбинации. Данные полосы 42, 44 позволяют пользователю разделять герметичное внутреннее пространство 38 на множество меньших герметичных внутренних пространств 36А посредством выравнивания и сжатия желаемых полос 42, 44 при складывании листа 12. Это может преимущественно позволить пользователю раздельно хранить различное содержимое внутри одной упаковки в индивидуально герметизированной области, зонах или пакетах. Как показано на фигуре, полосы 42, 44 проходят по существу перпендикулярно друг другу и полосам сцепления 28, 30, 32; однако данные полосы 42, 44 могут также проходить под наклоном друг к другу, например диагонально поперек листа 36.
Во второй форме, показанной на ФИГ. 4, 4А и 5, упаковка 50 показана имеющей множество аналогичных черт с упаковкой, показанной на ФИГ. 1, 1А и 2. Таким образом, для простоты описания аналогичные ссылочные символы будут использованы для аналогичных элементов. Упаковка 50 в данной форме включает лист 12, показанный в по существу плоской или раскрытой конфигурации. Лист 12 разделен на первую часть 14 и вторую часть 16 посредством линии сгиба или проходящей поперечно через него складываемой части 18. Как показано на фигуре, лист 12 включает первый и второй торцевые края 20, 22 и первый и второй противоположные боковые края 24, 26. Первые противоположные боковые края 24 соединяются со вторыми противоположными боковыми краями 26 на линии сгиба 18, так что боковые края 24, 26 проходят между торцевыми краями 20, 22.
Упаковка 50 данной формы включает первую и вторую зоны сцепления 52, 54, расположенные в первой и второй частях упаковки 14, 16 соответственно. Первая и вторая зоны сцепления 52, 54 являются по существу симметричными относительно линии сгиба 18, так что зоны 52, 54 по существу выравниваются, когда первую и вторую части упаковки 14, 16 поворачивают вместе. Более конкретно, каждая из первой и второй зон сцепления 52, 54 включает противоположные боковые участки сцепления 56, проходящие смежно с первыми и вторыми противоположными боковыми краями 24, 26. В проиллюстрированной форме зоны сцепления 52, 54 имеют по существу равномерную ширину, находящуюся в диапазоне от приблизительно 0,64 сантиметра до приблизительно 3 сантиметров (от приблизительно 0,25 дюйма до приблизительно 1 дюйма), более предпочтительно - приблизительно 1 сантиметр (приблизительно 0,5 дюйма).
Упаковка 50 дополнительно включает первый и второй неприлипающие взаимодополняющие соединительные компоненты 58, 60, проходящие смежно торцевым краям упаковки 20, 22 соответственно. Неприлипающие соединительные компоненты 58, 60 выполнены с возможностью герметичной стыковки, соединения или зацепления при сжатии их вместе. В одном подходе неприлипающие соединительные компоненты могут представлять собой выемку и желоб, контактную ленту, защелку и застежку типа «молния» с бегунком в качестве нескольких примеров. Как показано на фигуре, противоположные боковые участки сцепления 56 проходят между концами 62 соединительных компонентов 58, 60 и линией сгиба 18, так что присутствует непрерывный сплошной отрезок из связующего агента между соответствующими концами 62 соединительных компонентов 58, 60. Затем, когда первую и вторую части 14, 16 поворачивают или складывают вместе относительно линии сгиба или складываемой части 18, первая и вторая зоны сцепления 52, 54 и соединительные компоненты 58, 60 выравниваются соответственно. Затем пользователь может приложить давление сжатия на зоны сцепления 52, 54 и соединительные компоненты 58, 60 соответственно для герметичного закрытия упаковки в герметичную конфигурацию, показанную на ФИГ. 5. В дополнительном подходе соединительные компоненты 58, 60 могут герметично соединяться друг с другом с применением застежки типа «молния» или т.п.
Как показано, стыкующиеся элементы 58, 60 и первая и вторая зоны сцепления 52, 54 соединяются для обеспечения непрерывной закрытой герметичной границы, образующей внутреннюю поверхность 64. В плоской конфигурации внутреннюю поверхность 64 можно использовать в качестве рабочей поверхности. Например, внутреннюю поверхность 64 можно использовать в качестве подготовительной поверхности для создания сандвича и т.п. или в качестве подложки.
В такой конфигурации при необходимости пользователь может подготовить содержимое упаковки, разложить содержимое на внутренней поверхности 64 в первой или во второй ее части. Затем пользователь может сложить противоположную часть относительно линии сгиба 18, по существу выровнять первую и вторую зоны сцепления 52, 54 и стыкующиеся элементы 58, 60 и сжать для герметичного сцепления первой и второй частей упаковки 14, 16 с образованием герметичного внутреннего пространства 66. Как показано на ФИГ. 4А, упаковка 50 такой формы может дополнительно иметь одну или более необязательных полос 42 связующего агента, нанесенных на внутреннюю поверхность и проходящих между соединительными компонентами 58, 60; одну или более симметричных пар необязательных полос 44 связующего агента, нанесенных на внутреннюю поверхность и проходящих между боковыми участками сцепления 56; или их комбинации, как показано на ФИГ. 1А.
В одной форме соединительные компоненты 58, 60 отстоят от смежных торцевых краев 20, 22 листа 12, так что присутствуют поверхности захватывания 68 для того чтобы пользователь мог разделить первый и второй стыкующиеся элементы 58, 60, когда они герметично соединены друг с другом. Затем пользователь может продолжить тянуть первую и вторую части 14, 16 по существу друг от друга относительно линии сгиба 18, чтобы разделить первую и вторую зоны сцепления 52, 54. Кроме того, боковые участки сцепления 56 могут отстоять от боковых краев 24, 26, или части боковых участков сцепления 56 можно сдвинуть вглубь, или они могут иметь неприлипающие участки захватывания 70, чтобы обеспечить кромку, клапан или поверхность захватывания, аналогичные показанным на ФИГ. 1, 1А и 2.
Как показано на ФИГ. 4, 4А и 5, первая и вторая части упаковки 14, 16 являются по существу симметричными. Однако это необязательно, поскольку только первая и вторая зоны сцепления 52, 54 и первый и второй стыкующиеся элементы 58, 60 являются по существу симметричными относительно линии сгиба 18. Таким образом, одна из первой и второй частей может быть длиннее, так чтобы присутствовал клапан, который легче захватить, проходящий от герметичной конфигурации. Более того, первая и вторая части могут иметь множество форм и размеров для обеспечения необычности и привлечения внимания потребителя.
В дополнительной форме связующий агент, подходящий для листов или упаковок, описанных в настоящем документе, может представлять собой малоадгезивный связующий агент, такой как по существу описанный в заявке на патент США №13/035,399, содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Более подробное описание конкретного малоадгезивного связующего агента представлено ниже.
В одном аспекте малоадгезивный связующий агент для зон сцепления 28, 30, 52, 54 и листа 12 по существу устроен или имеет композицию для максимального снижения сцепления связующего агента к нежелательным поверхностям или пищевым материалам и при этом сохранения функционирования в качестве эффективной повторно герметизируемой застежки. Таким образом, связующий агент имеет уникальный состав или устройство для достижения выбранных значений клейкости и отделения, так чтобы застежку на основе связующего агента можно было открывать и закрывать множество раз для герметизации содержимого упаковки 10, 50 во время применения потребителем, но в то же время связующий агент не должен отцепляться от несущей пленки, формирующей противоположные внутренние поверхности листа 12.
Таким образом, связующий агент может представлять собой УФ-отверждаемый связующий агент с относительно низким уровнем клейкости, чтобы максимально снизить сцепление с нежелательными поверхностями, выбранной прочностью на отслаивание при склеивании или открытии, достаточной, чтобы позволить безопасное повторное закрытие упаковки 10, 50, и достаточно высокой прочностью на отслаивание, чтобы позволить повторное открытие и закрытие упаковки 10, 50. В то же время связующий агент также имеет прочную связь с несущей пленкой из листа 12, так чтобы связующий агент не отцеплялся при открытии упаковки 10, 50. В одном подходе связующий агент может включать конкретные смеси УФ-отверждаемого акрилового олигомера и регулирующего клейкость средства. В других подходах связующий агент может включать конкретные смеси УФ-отверждаемого акрилового олигомера, регулирующего клейкость средства и эластомерного (каучукового) компонента.
Связующий агент предпочтительно представляет собой УФ-отверждаемый приклеивающийся при нажатии связующий агент (PSA), который показывает свойства сцепления и низкую клейкость, но, несмотря на низкую клейкость, все же формирует прочную связь с несущей пленкой, формирующей противоположные внутренние поверхности листа 12. По существу известно, что материал на основе связующего агента, как правило, легче прикрепляется к похожим материалам (самоадгезия), чем к непохожим материалам. Подходящие материалы сцепления, используемые в настоящем документе, по существу показывают относительно низкую клейкость к нежелательным поверхностям, но в то же время все же высокую силу связи с желательными поверхностями (так что не допускают отцепления от гибких передней и задней панелей) и относительно высокую силу связи сцепления или самоадгезии с похожими поверхностями для удержания гибкой упаковки или пакета закрытыми, но все же позволяют открывать или отслаивать упаковку вручную. Выбранные материалы на основе связующего агента также позволяют отделение или отслаивание от таких похожих материалов, так чтобы слои сцепления могли многократно отслаиваться друг от друга без существенных повреждений материала сцепления и/или любой расположенной ниже подложки. Когда материал сцепления отделяется или отслаивается, выбранные материалы сцепления обладают достаточной внутренней цельностью и по существу отслаиваются по поверхности раздела связи сцепления по существу чисто без существенного отрывания частиц материала, вытягивания в нити, отцепления от подложки и/или других существенных изъянов материала (т.е. скатывания и т.п.). Преимущественно застежки на основе связующего агента сохраняют прочность на отслаивание, причем противоположные полосы сцепления контактируют друг с другом со средней исходной прочностью на отслаивание более приблизительно 31 ньютонов на метр (Н/м) (приблизительно 80 грамм на линейный дюйм (gpli)) и предпочтительно от приблизительно 31 до приблизительно 348 Н/м (от приблизительно 80 до приблизительно 900 gpli). Более того, в некоторых случаях застежки на основе связующего агента 14 сохраняют прочность на отслаивание более приблизительно 31 Н/м (приблизительно 80 gpli) и/или по меньшей мере от приблизительно 30 до приблизительно 200% от средней исходной прочности на отслаивание после выполнения пяти повторных герметичных закрытий и открытий.
В другом аспекте упаковка 10, 50 и связующий агент также созданы, чтобы взаимодействовать друг с другом так, чтобы связь или прочность на отслаивание связующего агента с внутренней поверхностью листа 12 была по существу выше прочности на отслаивание при открытии между слоями самого связующего агента. Таким образом, связующий агент по существу остается прикрепленным к внутренним поверхностям листа 12, и по существу не происходит отрывания, вытягивания или отцепления от внутренних поверхностей листа 12, когда упаковку 10, 50 открывает потребитель и слои связующего агента разделяются. Например, в одном подходе связь или прочность на отслаивание связующего агента с несущей пленкой упаковки превышает приблизительно 348 Н/м (приблизительно 900 gpli) и способна выдерживать множество циклов отслаивания и повторной герметизации без отделения от несущей пленки. Кроме того, связующий агент отверждают, так что он способен выдерживать более 100 двойных проходов с метилэтилкетоном (МЭК) в качестве растворителя (ASTM D5402-06).
Связующий агент предпочтительно представляет собой УФ-отверждаемый, более предпочтительно - УФ-отверждаемый PSA, который показывает свойства сцепления и низкую клейкость, но формирует прочную связь с несущей пленкой из листа 12. По существу известно, что материал на основе связующего агента, как правило, легче прикрепляется к похожим материалам (самоадгезия), чем к непохожим материалам. Подходящие материалы сцепления, используемые в настоящем документе, по существу показывают относительно низкую клейкость к нежелательным поверхностям, высокую силу связи с желательными поверхностями (так что не допускают отцепления от гибких первой и второй панелей) и относительно высокую силу связи сцепления или самоадгезии к похожим поверхностям для удержания гибкой упаковки или пакета закрытыми, но при этом с сохранением возможности открытия или отслаивания вручную. Выбранные материалы на основе связующего агента также позволяют отделение или отслаивание от таких похожих материалов, так чтобы слои сцепления могли многократно отслаиваться друг от друга без существенных повреждений материала сцепления и/или любой расположенной ниже подложки. Когда материал сцепления отделяется или отслаивается, выбранные материалы сцепления обладают достаточной внутренней цельностью и по существу отслаиваются по поверхности раздела связи сцепления по существу чисто без существенного отрывания частиц материала, вытягивания в нити, отцепления от подложки и/или других существенных изъянов материала (т.е. скатывания и т.п.).
Первый компонент связующего агента представляет собой один или более УФ-отверждаемых акрилатных или акриловых олигомеров. Например, УФ-отверждаемый акриловый олигомер может представлять собой сложный эфир акриловой или метакриловой кислоты, имеющий множество реакционноспособных или функциональных групп (т.е. акриловых или метакриловых олигомеров). Как правило, функциональная группа включает один УФ-реактивный центр. УФ-реактивные центры в большинстве случаев представляют собой двойные углеродные связи, сопряженные с другим ненасыщенным центром, таким как сложноэфирная карбонильная группа. В одном подходе УФ-отверждаемый акриловый олигомер представляет собой сложный эфир акриловой или метакриловой кислоты и полифункционального спирта, что означает, что олигомер содержит более одной акрилированной или метакрилированной гидроксильной группы на основной углеводородной цепи олигомера. В одном подходе связующий агент может включать от приблизительно 1 до приблизительно 90% вес. УФ-отверждаемых акриловых олигомеров с количеством функциональных групп от приблизительно 1,2 до приблизительно 6,0. В другом подходе УФ-отверждаемые акриловые олигомеры могут иметь количество функциональных групп от приблизительно 2,0 до приблизительно 3,0, и/или их можно использовать в связующем агенте в количестве от приблизительно 20 до приблизительно 70% вес.
В одной форме полифункциональный УФ-отверждаемый сложный эфир акриловой кислоты представляет собой сложный эфир акриловой кислоты и растительного масла, имеющий количество реакционноспособных функциональных групп от 2,0 или более. В другом аспекте УФ-отверждаемый акриловый олигомер может содержать акрилат эпоксидированного соевого масла. В общем используемое количество УФ-отверждаемых акриловых олигомеров, выбираемое на основе предпочтительной доли связующего компонента (ACR) (описано ниже в настоящем документе), может влиять на свойства конечного связующего агента. Например, когда количество УФ-отверждаемого акрилового олигомера слишком мало исходя из предпочтительной ACR, скорость отверждения конечного связующего агента является слишком низкой. С другой стороны, когда количество УФ-отверждаемого акрилового олигомера слишком велико исходя из предпочтительной ACR, конечный связующий агент может нормально отверждаться, но иметь недостаточные характеристики самоадгезии для многократной герметизации.
Второй компонент связующего агента представляет собой регулирующее клейкость средство. В одном подходе связующий агент может включать от приблизительно 1 до приблизительно 65% вес. регулирующего клейкость средства. В другом подходе регулирующее клейкость средство может присутствовать в количестве от приблизительно 20 до приблизительно 65%. Регулирующее клейкость средство может включать повышающую клейкость смолу или отверждаемую комбинацию полимера и мономера, которая при отверждении может обеспечивать желаемые уровни клейкости и свойства самосклеивания, подходящие для повторно герметизируемой застежки. В одном аспекте регулирующее клейкость средство может содержать алифатический акрилированный олигомер уретана. Многие другие типы регулирующих клейкость средств, подходящих для УФ-отверждаемых PSA, можно также применять в повторно герметизируемой системе сцепления.
Необязательный третий компонент связующего агента представляет собой эластомерный или резиновый компонент. В одном подходе эластомерный компонент может включать по меньшей мере один отверждаемый акрилированный (т.е. модифицированный акриловыми соединениями) или метакрилированный сложный эфир эластомерного полимера с гидроксильными концевыми группами (т.е. эластомерного полиола). Данный эластомерный компонент может включать модифицированный акриловыми соединениями полибутадиен, насыщенный полибутадиен и/или эластичный полиуретан. В одном аспекте можно использовать метакрилированный полибутадиен. При использовании в связующем агенте эластомерный материал можно использовать в количествах от приблизительно 0 до приблизительно 20%. В одном аспекте эластомерный материал используется в количествах от приблизительно 5 до приблизительно 15%. Удовлетворяющие требованиям связующие агенты с желаемыми малоадгезивными, позволяющими повторную герметизацию свойствами, описанными в настоящем документе, можно получить без эластомерного компонента; однако считается, что эластомерный компонент способствует достижению оптимальных характеристик покрытия. Оптимальные характеристики связующего агента могут быть заданы свойствами, такими как, например, самоадгезия, клейкость, вязкость и скорость отверждения. Эластомерный компонент подходит для регулирования свойств прочности на отслаивание, прочности сцепления с подложкой, увеличения эластичности, контроля вязкости и модуляции скорости отверждения.
Средняя исходная прочность на отслаивание отвержденного надлежащим образом связующего агента, определяемая тестом в соответствии со способом ASTM D3330/D3330M-04, способ F, может составлять от приблизительно 31 Н/м до приблизительно 348 Н/м (от приблизительно 80 gpli до приблизительно 900 gpli) и, в частности, от приблизительно 108 Н/м до приблизительно 309 Н/м (от приблизительно 280 gpli до приблизительно 800 gpli). Связующий агент также выполнен с возможностью сохранять свою среднюю прочность на отслаивание после повторных операций открытия и закрытия (т.е. сохранения сцепления). Отвержденный связующий агент предпочтительно может сохранять свою среднюю исходную прочность на отслаивание в диапазоне от приблизительно 108 до приблизительно 309 Н/м (от приблизительно 280 и до приблизительно 800 gpli) в течение по меньшей мере пяти повторных циклов отслаивания/повторной герметизации. Значение сохранения сцепления при отслаивании/повторной герметизации/отслаивании предпочтительно может составлять от приблизительно 30 до приблизительно 200% от исходного значения. При загрязнении связующего агента крекерами значение сохранения сцепления может составлять от приблизительно 30% до приблизительно 150% от исходного значения, причем использовали способ теста загрязнения крекерами, описанный в настоящем документе.
В другом подходе по меньшей мере часть листа 12 и в некоторых случаях внешний слой, контактирующий со связующим агентом, может включать полимерное покрытие, слой, наполнитель и/или слой герметика для усиления межфазного связывания между связующим агентом и подложкой упаковки из листа 12. В одной форме полимерное покрытие можно выбирать из этиленвинилацетата (EVA), полиолефина (такого как полиэтилен) или их смесей. Если используется полимерный слой, он может включать частицы способствующего сцеплению наполнителя. В одной форме наполнитель может представлять собой микро- или наноразмерные наполнители из глины, карбоната кальция, монтмориллонита, микрокристаллического кремнезема, доломита, талька, слюды, оксидов (оксидов кремния, оксидов алюминия, оксидов титана и т.п.) и других добавок и/или их комбинаций, добавленные в полимерное покрытие, первую и/или вторую панели 14, 16, слой герметика на данной основе или поверхностный (-ые) слой (слои) подложки упаковки из листа 12, или по меньшей мере на них для усиления связывания связующего агента застежки с листом 12.
В частности, можно использовать наполнитель из органоглины, и в одном аспекте наполнитель из органоглины представляет собой модифицированный органическими соединениями монтмориллонит. Органоглина представляет собой модифицированную органическими соединениями натуральную глину, такую как монтмориллонитовая глина, обработанная или пропитанная поверхностно-активными веществами, такими как четвертичные аммониевые соли. Монтмориллонит относится к филлосиликатной группе минералов, которые, как правило, содержат гидратированный гидроксид силикат натрия, кальция, алюминия, магния. Без стремления к ограничению какой-либо теорией считается, что подложка с наполнителем из органоглины может иметь возможность содействовать получению действующих и повторно герметизируемых застежек на основе связующего агента, поскольку наполнитель способствует формированию прочной связи между малоадгезивным связующим агентом и подложкой упаковки, так что связующий агент не отцепляется от подложки упаковки из листа 12, когда упаковку 10, 50 открывают.
Эффективно диспергировать глину или другой наполнитель в полиэтилене и EVA, которые можно использовать для слоя герметика или другого покрытия подложки упаковки из листа 12, может быть сложно из-за несовместимости содержащих глину наполнителей и определенных полимеров. Таким образом, ввод наполнителя с использованием композиции наполнителя, включающей наполнитель, смешанный с совместимым носителем, способствует смешиванию и диспергированию наполнителя в слое герметика. В одном подходе содержащий глину наполнитель может вводиться в носителе из линейного полиэтилена низкой плотности с привитым малеиновым ангидридом (MA-LLDPE), который применяют в покрытии или наносят на подложку. Без стремления к ограничению какой-либо теорией считается, что участки малеинового ангидрида в носителе имеют сродство к содержащему глину наполнителю, а участки полиэтилена в носителе хорошо смешиваются с другими полимерами слоя герметика. Пример композиций содержащего глину наполнителя можно приобрести у компании PolyOne Corporation (г. Эйвон Лейк, штат Огайо). Без стремления к ограничению какой-либо теорией считается, что частицы модифицированной органическими соединениями глины, которые могут быть высокополярными, и/или полимерный носитель из линейного полиэтилена низкой плотности с привитым малеиновым ангидридом (MA-LLDPE), присутствующие с содержащими глину наполнителями, способствуют улучшению сцепления отвержденного покрытия из связующего агента с поверхностью подложки, увеличивая поверхностную энергию слоя подложки.
Кроме того, также считается, что на микроскопическом уровне глина или другая (-ие) добавка (добавки) наполнителя могут придавать шероховатость поверхности подложки, положительно влияющую на коэффициент трения подложки и увеличивающую доступную площадь контакта между подложкой и покрытием, таким образом обеспечивая больше центров для проявления химического и/или механического связывания. В одном подходе предполагается, что от приблизительно 0,5% до приблизительно 20% вес. от композиции наполнителя в слое герметика имеет благоприятное воздействие на силу связи связующего агента с подложкой упаковки из листа 12, так что связь с подложкой сильнее прочности на отслаивание между участками сцепления, так что зацепленные зоны герметизации 28, 30, 52, 54 не отцепляются при открытии. Кроме того, наполнитель может придавать шероховатость поверхности подложки, позволяя ей свободно скользить по металлическим поверхностям упаковочного оборудования без связывания, таким образом позволяя снизить или устранить мигрирующие добавки, улучшающие скольжение, в полимерном покрытии или слое.
В некоторых случаях необязательный компонент полимерного слоя на подложке из листа 12 может включать мигрирующую добавку, улучшающую скольжение, которая способствует снижению коэффициента трения между подложкой и другими поверхностями, позволяя подложке свободно скользить по металлическим поверхностям или самой себе. В одном аспекте можно использовать улучшающую скольжение добавку эрукамид (т.е. ненасыщенный жирный первичный амид). Улучшающие скольжение добавки использовали в количестве от 2000 ч/млн до 7000 ч/млн; однако было обнаружено, что при таких высоких уровнях связующему агенту трудно образовать связь с низкоэнергетической поверхностью подложки, поскольку улучшающая скольжение добавка блокирует поверхностные центры, в которых может происходить сцепление. Однако добавление наполнителя позволяет использовать значительно более низкий уровень улучшающей скольжение добавки, такой как менее приблизительно 1000 ч/млн. В других случаях подложка содержит менее приблизительно 700 ч/млн улучшающей скольжение добавки, или в других случаях улучшающая скольжение добавка отсутствует. Поскольку применение наполнителя снижает коэффициент трения между подложкой и другими поверхностями, эффект ранее обеспечивали благодаря добавлению мигрирующей добавки, улучшающей скольжение, это позволяет снизить концентрацию мигрирующей добавки, улучшающей скольжение, или отказаться от ее использования. Уровень мигрирующей добавки, улучшающей скольжение, который ниже обычно используемого, может также способствовать усилению связывания отвержденного покрытия с подложкой как изначально, так и с течением времени, поскольку добавка в меньшей степени препятствует связыванию покрытия с подложкой. Без стремления к ограничению какой-либо теорией считается, что амиды жирных кислот в улучшающей скольжение добавке, которые представляют собой компоненты с низкой молекулярной массой, могут мигрировать или образовать налет на поверхности полимерного слоя, влияя на силу связи между листом 12 и связующим агентом. В то же время обработка коронным разрядом или обработка открытым пламенем могут исходно сжигать все амиды жирных кислот на поверхности полимерного слоя, что приводит к высокой исходной прочности связи связующего агента. С течением времени дополнительные амиды жирных кислот могут мигрировать или образовать налет на поверхности полимерного слоя, что приводит к снижению прочности связи при продолжительном сроке хранения.
Кроме того, перед нанесением связующего слоя на подложку упаковки в некоторых случаях подложку могут подвергать предварительной обработке поверхности для увеличения поверхностной энергии и/или наносить грунтовочный слой. Например, возможные способы обработки поверхности могут включать обработку коронным разрядом, плазменную обработку, обработку открытым пламенем и т.п., или могут применяться химические покрытия, такие как грунтовки или усилители сцепления. Обработка коронным разрядом может увеличивать поверхностную энергию подложки, что улучшает способность покрытия связываться и оставаться связанным с подложкой. Предварительная обработка коронным разрядом может включать облако из ионов, которые окисляют поверхность и делают поверхность восприимчивой к покрытию. Предварительная обработка коронным разрядом по существу окисляет реакционноспособные центры на полимерных подложках. При обработке коронным разрядом в идеальном случае поверхностная энергия после обработки должна составлять приблизительно 40 дин или выше.
Без стремления к ограничению какой-либо теорией считается, что в некоторых случаях обработка поверхности подложки коронным разрядом способствует обеспечению прочной связи между слоем покрытия и поверхностью подложки благодаря повышению поверхностной энергии поверхности подложки. В дополнение к обработке коронным разрядом комбинация из предварительной обработки с низкой концентрацией улучшающей скольжение добавки и введения в подложку композиции наполнителя вместе приводят к прочной связи между повторно герметизируемой застежкой и подложкой.
Было установлено, что для достижения сбалансированного отслаивания, клейкости и связи с подложкой упаковки, как описано в настоящем документе, количества трех компонентов связующего агента должны обладать конкретной долей связующего компонента (т.е. ACR) из акрилатного олигомера по отношению к эластомерному и клейкому компонентам. ACR для связующего агента предпочтительно равняется:
В другом подходе ACR может составлять от приблизительно 0,8 до приблизительно 1,5.
Было установлено, что диапазон ACR для трех компонентов в составе обеспечивает уникальный состав связующего вещества, который обладает свойством низкого сцепления с непохожими веществами (т.е. компонентами машин, крошками, микрочастицами, кусочками еды и т.п.), однако может прикрепляться сам к себе с достаточной прочностью на отслаивание для поддержания сцепления между ними, а также сопротивления загрязнению. Связующий агент с данной конкретной ACR также предусматривает функцию повторной герметизации, которая не вызывает существенного снижения или не приводит к потере его характеристик сцепления/отслаивания/повторной герметизации, когда его подвергают повторным операциям открытия и закрытия. Значение ACR менее приблизительно 0,5 по существу является нежелательным, поскольку отверждение такого связующего агента потребует значительно больших количеств энергии УФ-излучения. Если ACR превышает приблизительно 1,5, связующий агент будет быстро отверждаться, но при этом будет иметь низкую (или нулевую) прочность на отслаивание, что является неприемлемым для застежки на основе связующего агента, описанной в данном документе. В дополнение к желаемому диапазону ACR удовлетворяющий требованиям состав связующего агента в некоторых случаях может также обладать другими определенными параметрами, такими как стабильность смеси компонентов, определенная вязкость состава, определенная скорость отверждения и/или определенная прочность на отслаивание.
Важно не только желаемое значение ACR компонентов связующего агента, но компоненты связующего агента также должны быть совместимы друг с другом, так чтобы они формировали стабильную текучую жидкую смесь. В данном контексте связующий агент считается стабильным, если он (как минимум два или три основных компонента) остается однородной жидкостью, т.е. не наблюдается видимое разделение фаз компонентов и гелеобразование при хранении при комнатной температуре (приблизительно от 21-24°C (приблизительно от 70-75°F)) до трех суток.
Кроме того, состав связующего агента может иметь вязкость в диапазоне от приблизительно 10000 до приблизительно 50000 сантипуаз (сП) или менее при комнатной температуре или приблизительно 2000 сП или менее при приблизительно 160°F (71°C), а в некоторых случаях - приблизительно 200 сП или менее при 160°F (71°C). Данный диапазон вязкости предусматривает нанесение связующего агента на несущую пленку с применением обычной печати, раскатывания валка или техник нанесения с помощью шлицевой головки.
2
2
Чтобы обеспечивать достаточно отвержденный слой сцепления на подложке, связующий агент можно отверждать с помощью источников УФ-излучения, способных передавать энергию в диапазоне от приблизительно 100 мДж/см до приблизительно 800 мДж/см. Это в свою очередь помогает убедиться, что связующий агент достаточно отвержден, что определяется тестовым значением сопротивления к истиранию МЭК (ASTM D5402-06) от приблизительно 100 двойных проходов или более (более подробно описано ниже в настоящем документе).
В одном альтернативном подходе первая прочность на отслаивание между зацепленными торцевыми полосами связующего агента 32 меньше первой прочности на отслаивание между зацепленными боковыми полосами связующего агента 34. Например, первая прочность на отслаивание между торцевыми полосами связующего агента 32 может составлять от приблизительно 39 Н/м до 77 Н/м (приблизительно 100 gpli и 200 gpli); и первая прочность на отслаивание между боковыми полосами связующего агента 34 может составлять от приблизительно 116 Н/м до приблизительно 348 Н/м (приблизительно 300 gpli и приблизительно 900 gpli). Другими словами, прочность на отслаивание между зацепленными боковыми полосами 34 связующего агента может быть от приблизительно 3 раз до приблизительно 9 раз выше прочности на отслаивание между зацепленными торцевыми полосами 32 связующего агента.
В альтернативном подходе благодаря применению малоадгезивного связующего агента, например имеющего описанную выше композицию, первая и вторая зоны сцепления могут иметь более широкий диапазон, чем описанный выше, или могут покрывать большую часть или всю протяженность первой и второй частей упаковки 14, 16. Малоадгезивные свойства могут позволить все равно использовать лист 12 в качестве рабочей поверхности, поскольку связующий агент по существу не будет прилипать к содержимому упаковки 10, 50. Например, полное покрытие листа 12 может позволить потребителям адаптировать размер листа 12 и, следовательно, полученной упаковки. Это может обеспечить дополнительную долговечность скоропортящемуся содержимому упаковки благодаря лучшему соответствию содержимому и уменьшению свободного пространства вокруг содержимого.
Низкое сцепление также можно преимущественно использовать для хранения упаковки в непрерывном рулоне 100 из листов 12, как показано на ФИГ. 3 и 8. Поскольку малоадгезивный связующий агент по существу не прилипает к другим поверхностям, он, как правило, не прилипает к внешним поверхностям смежных листов 12 в рулоне 100, так что последовательное разворачивание и отделение листов 12 по мере необходимости не будет требовать преодоления связующей силы, характерной для нормальных связующих агентов. В одном подходе индивидуальные листы 12 можно разделить отметкой или перфорированным контуром 102, нанесенными механическим или лазерным способом. Это позволяет пользователю по желанию отделять лист 12 от рулона 100, аналогично эксплуатации рулона бумажных полотенец. Кроме того, применение рулона 100 из листов в качестве системы хранения преимущественно снижает потребность в упаковочных материалах, т.е. вмещает больше упаковок в меньшую площадь и позволяет упаковать рулон в термоусадочную пленку или поточную упаковку вместо картонной коробки. Альтернативно листы 12 можно по отдельности намотать на рулон 100 как отдельные листы, причем пользователь просто разматывает его, чтобы отделить предварительно отрезанный лист. В другом подходе листы 12 можно уложить в стопку или сложить вместе в диспенсере, где пользователь может отслаивать, тянуть или иным образом отделять лист 12 для применения.
В подходе, включающем покрытие большей части или всей протяженности первой и второй частей упаковки 14, 16, листы 12 могут поставляться в виде непрерывного рулона, что позволит пользователю отрезать лист желаемого размера. Таким образом, листы 12 могут иметь функциональность, аналогичную пластиковой пленке, за исключением стремления пластиковой пленки загибаться на себя и прилипать.
В альтернативном подходе листы 12 можно хранить в рулоне 100 во второй, сложенной конфигурации. В данном подходе листы 12 предварительно сложены и зоны сцепления 28, 30 герметично соединены друг с другом, при этом они прикреплены к смежным листам 12 с возможностью отсоединения. Таким образом, пользователь может потянуть и отсоединить лист 12 от рулона 100. Затем пользователь мог бы потянуть первую и вторую части 14, 16 по существу друг от друга, чтобы открыть упаковку, вставить желаемое содержимое и повторно герметизировать упаковку 10.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Различные смеси акриловых олигомеров, регулирующих клейкость средств и эластомерных материалов, проверяли на совместимость и стабильность при хранении (стабильной называли смесь, в которой не происходит формирование гелей или видимое разделение после хранения в течение 3 суток при комнатной температуре). В таблице 1 ниже приведены проверенные комбинации и использованные в составе содержания.
Компоненты обозначены следующим образом:
А = акрилированное эпоксидированное соевое масло (CN 111 US, Sartomer Company, г. Экстон, штат Пенсильвания).
В = метакрилированный полибутадиен (Ricacryl 3500, Sartomer Company).
С = алифатический акрилатный олигомер повышенной клейкости (CN 3001, Sartomer Company). Данный компонент содержит смесь алифатического акрилата уретана и повышающих клейкость углеводородных смол.
D = сополимер полибутадиена и стирола (Ricon 184, Sartomer Company).
Е = олигомер алифатического акрилата уретана повышенной клейкости (CN 3211, Sartomer Company).
F = повышающий клейкость концентрат, полученный из светлоокрашенной ароматической смолы со слабовыраженным запахом (PRO 11236, Sartomer Company).
Стабильность или совместимость данных компонентов связующего агента может представлять собой фактор для производства, транспортировки, внутризаводского хранения и применения жидкой смеси покрытия. Стабильность оценивали визуально по внешнему виду и консистенции наблюдаемого состава после хранения в течение 3 суток (приблизительно 72 часов). Было установлено, что образцы 1,2 и 5 в таблице 1 обеспечивали визуально удовлетворительные смеси различных компонентов связующего агента, которые после 3 суток оставались однородными, т.е. не наблюдалось разделение компонентов или гелеобразование. Хотя образец 2 обеспечивал стабильный состав, данный компонент связующего вещества имел нежелательное значение ACR и плохо отверждался (показано в результатах теста на истирание в МЭК в таблице 3 ниже для образца 10 с аналогичным составом). Однако образцы 1 и 5 обеспечивали стабильные связующие смеси, которые хорошо отверждались и также имели желаемое значение ACR в диапазоне от 0,5 до 1,5. Другие смеси образцов либо разделялись, либо становились слишком вязкими и/или образовывали гели (т.е. образец 8 стал гелеобразным через 3 суток). Образец 8 образовал гель, что указывает на то, что композиция, образованная алифатическим акрилатом или компонентом E, совместно с повышающим клейкость компонентом F была несовместимой.
Следовательно, для получения стабильного связующего агента, который подходит для применения, описанного в настоящем документе, стабильный связующий агент по существу должен удовлетворять одному из следующих и в некоторых случаях более чем одному из следующих, а в других случаях - всем следующим условиям: совместимые компоненты, отверждаемость, желаемое значение ACR, присутствуют все три компонента (т.е. акриловый олигомер, эластомер и регулирующее клейкость средство).
Пример 2
На основании данных об исходной совместимости связующих агентов для стабильных составов из примера 1 данные составы дополнительно усовершенствовали для получения пяти составов связующих покрытий, все из которых были стабильны в течение по меньшей мере 24 часов в виде смеси компонентов, указанных в таблице 2.
Компоненты A-F указаны выше в примере 1. Образцы 9 и 10 соотносятся с образцами 1 и 2 из примера 1 соответственно. Образец 11 представляет собой вариант образца 5 из примера 1. Остальные составы образцов были новыми.
2
2
После того как пять составов связующего агента показали хорошую совместимость в течение по меньшей мере одних суток, все пять образцов смешивали с приблизительно 1% фотоинициатора (Esacure КТО 46, Lamberti Spa, Италия) и затем дополнительно тестировали. Фотоинициатор был образован из жидкой смеси триметилбензоилдифенилфосфиноксида, α-гидроксикетонов и производных бензофенона. Затем образцы наносили на несущие пленки, содержащие сополимер этиленвинилацетата (EVA), металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) и приблизительно 12 процентов композиции из органоглины (приблизительно 57-63% модифицированной органическими соединениями глины и носитель из линейного полиэтилена низкой плотности с привитым малеиновым ангидридом, PolyOne Corporation, г. Мак-Генри, штат Иллинойс). В частности, подложка содержала приблизительно 77% вес. EVA, приблизительно 10% вес. металлоценового LLDPE и приблизительно 13% вес. композиции из органоглины. Затем образцы отверждали после нанесения на несущие пленки, причем отверждение осуществляли с применением УФ-излучения за три прохода под D-лампой, представляющей собой ртутную металлогалогенную лампу. Один проход под D-лампой был приблизительно эквивалентен от 75 мДж/см до 100 мДж/см. После отверждения покрытия отвержденный слой сцепления оценивали на степень отверждения и эффективность связывания с пленкой.
Степень отверждения связующего агента тестировали с применением теста на сопротивление к истиранию в растворителе, который обозначается как тест на истирание в метилэтилкетоне (МЭК) в соответствии со спецификацией ASTM D5204. Хорошие результаты отверждения показывают значение сопротивления истиранию в МЭК от 100 двойных проходов или более, указывающее на то, что связующий агент хорошо отвержден и таким образом проявляет сопротивление к истиранию в МЭК. Плохо отвержденные связующие агенты не показывали значительного сопротивления к МЭК (например 10 двойных проходов или менее). Результаты теста на истирание в МЭК показаны в таблице 3 ниже.
Клейкость и исходную прочность на отслаивание также определяли и указывали субъективно. Клейкость слоя сцепления определяли путем прикосновения и уровень клейкости оценивали по шкале низкий (L), средний (М) и высокий (Н). Аналогично субъективную силу, требуемую для отслаивания образцов вручную, также оценивали по шкале L, М и Н. Результаты данных тестов показаны в таблице 3.
Все образцы имели по меньшей мере среднюю клейкость и прочность на отслаивание. Образец 10 показал самую высокую субъективную клейкость и прочность на отслаивание, но самое худшее отверждение по результатам теста на истирание в МЭК, - приблизительно 10, что показало, что после приблизительно 10 проходов МЭК связующий агент был удален с подложки. Образцы 12 и 13 проявляли помутнение при выполнении теста на истирание в МЭК, скорее всего в связи с тем, что компонент D, сополимер стирола и полибутадиена, поднимался к поверхности при истирании в МЭК. Следовательно, хотя образцы 12 и 13 попадают в желаемый диапазон доли связующего агента, видимо, компонент D несовместим с двумя другими компонентами и, таким образом, не является удовлетворительным связующим соединением. Было желательно обнаружить связующий агент со средним или низким субъективным уровнем клейкости, средним или высоким субъективным усилием отслаивания и результатом теста на истирание в МЭК от 100 двойных проходов и выше без образования помутнения, что в минимальной степени показали образцы 9 и 11.
Пример 3
Эффективность отверждения трех различных вариантов состава связующего агента тестировали путем нанесения связующего агента на такую же несущую пленку, как описанная в примере 2, с последующим отверждением тремя различными способами; через стадию УФ-отверждения («УФ-отверждение»), выполняемого на промышленном оборудовании, стадию электроннолучевого (ЭЛ) отверждения («ЭЛ-отверждение»), выполняемого на аналогичной промышленной системе, как и УФ-отверждение, но с использованием электроннолучевой технологии, и через ЭЛ-отверждение, выполняемое на лабораторном оборудовании («ЭЛ лаб. отверждение»). В таблице 4 ниже приведены составы трех протестированных связующих агентов. Как промышленная ЭЛ-система, так и лабораторная ЭЛ-система участвуют в сравнении из-за различных уровней энергии, обеспечиваемых каждой из них. Акриловый олигомер представляет собой CN 111 US, эластомер - Ricacryl 3500, а повышающий клейкость компонент - CN3001, как описано в примере 1.
2
«УФ-отверждение» включало пропускание покрытого образца под УФ-лампой при скорости приблизительно 7,6 м/мин (приблизительно 25 футов/мин) на воздухе и проведение приблизительно от 2 до 4 проходов, так чтобы образец прошел под всей длиной УФ-ламп от 2 до 4 раз. Энергия, обеспечиваемая одним проходом под УФ-лампой при 7,6 м/мин (25 футов/мин), была эквивалентна приблизительно 100 мДж/см. «УФ-отверждение» на промышленной системе (Faustel Corporation, г. Германтаун, штат Вайоминг) выполняли в атмосфере азота при скорости от приблизительно 38,1 м/мин до приблизительно 76 м/мин (от приблизительно 125 футов/мин до приблизительно 250 футов/мин) с единственным проходом и при от приблизительно 2 Мрад до приблизительно 2,4 Мрад, а «УФ лаб. отверждение» также выполняли в атмосфере азота с требованием приблизительно от 6 до 8 проходов под лабораторной ЭЛ-системой, эксплуатация которой происходила на скорости приблизительно 3 м/мин (приблизительно 10 футов/мин). Общая накопленная доза для 6-8 проходов через лабораторный ЭЛ-блок составляла от приблизительно 2 Мрад до приблизительно 4 Мрад. Следует понимать, что в некоторых случаях гладкий характер поверхности застежки на основе связующего агента является желательным для хорошей прочности на отслаивание связующего агента со связующим агентом. Если поверхность связующего агента имеет бугры, например имеет консистенцию апельсиновой корки, застежки на основе связующего агента, как правило, плохо прикрепляются друг к другу. Было замечено, что все образцы отвержденных покрытий имели сравнительно гладкий и ровный характер поверхности. После отверждения всех образцов прочность на отслаивание тестировали в соответствии со способом ASTM D3330/D3330M-04, способ F, данные результаты приведены в таблице 5 ниже.
Неожиданно было обнаружено, что отверждение обработкой ультрафиолетом (УФ-отверждение) превзошло по эффективности оба ЭЛ-отверждения. ЭЛ-отверждение, выполненное на промышленной линии, совсем не имело сцепления, т.е. прочность на отслаивание 0 Н/м (0 gpli). ЭЛ лаб. отверждение имело некоторое сцепление, но УФ-отвержденные образцы имели в целом наилучшее сцепление.
Что касается результатов УФ-отверждения, образцы 15 и 16 имели приемлемые диапазоны прочности на отслаивание (т.е. 185 Н/м и 263 Н/м (480 gpli и 680 gpli) соответственно), тогда как образец 14 имел более низкую прочность на отслаивание (т.е. 77 Н/м (200 gpli)). Более низкая прочность на отслаивание, наблюдаемая в образце 14, вероятно, связана с составом связующего агента, использованным в образце 14, который не попадал в желаемый диапазон от 0,5 до 1,5 (т.е. его ACR составляла 2,2).
Без стремления к ограничению какой-либо теорией считается, что отверждение УФ-излучением в атмосферном воздухе (приблизительно 21% кислорода) обеспечивает отверждение от нижней части образца вверх к его поверхности из-за того, что кислород препятствует отверждению свободными радикалами в участках сцепления, смежных с поверхностью или близких к ней. Клейкие компоненты имеют более алифатическую природу и, следовательно, более низкую поверхностную энергию, чем, например, содержащие сложный эфир или уретан компоненты. В некоторых случаях химические системы самоорганизуются в самое низкое из возможных энергетических состояний, если предоставить им достаточно времени. В настоящем случае считается, что более медленная скорость отверждения в УФ-способе предоставляет достаточно времени для того, чтобы клейкие компоненты покрытия мигрировали к поверхности. В сравнении способ ЭЛ-отверждения приводит к гораздо более высокой скорости реакции отверждения, таким образом обеспечивая более случайную структуру полимера, в которой поперечные связи в растущей полимерной цепи образуются слишком быстро для значительного развития запускаемого поверхностной энергией самоупорядочивания. Таким образом, ЭЛ-отверждение может иметь противоположный сценарий отверждения по сравнению со способом с УФ-излучением, в котором ЭЛ-отверждение обычно протекает в заполненной сжатым азотом атмосфере и может происходить быстрее на поверхности и медленнее рядом с подложкой. Это может приводить к полностью отличному поведению связующего агента исключительно на основании различных способов отверждения. В обычной ситуации такое быстрое отверждение было бы желательным, однако при отверждении покрытия, описанного в настоящем документе, такое быстрое отверждение является недостатком, поскольку данный способ не предоставляет достаточно времени для полной организации компонентов связующего агента.
Без стремления к ограничению какой-либо теорией дополнительно считается, что более медленное время отверждения УФ-излучением позволяет растущим полимерным звеньям упорядочиваться, так что полярные звенья полимера предпочитают подложку, а неполярные звенья предпочитают поверхность, тогда как присутствие неполярных звеньев рядом с поверхностью подложки позволяет покрытию из связующего агента связываться и прилипать к самому себе. Это позволяет компонентам связующего агента, которые являются наиболее совместимыми с несущей пленкой, скапливаться у поверхности раздела подложки/связующего агента, таким образом усиливая сцепление с подложкой, что может быть одним из факторов, помогающих избежать отцепления от несущей пленки.
Пример 4
Две обладающих признаками изобретения повторно герметизируемых застежки на основе связующего агента, образцы 17 и 18, получили в соответствии с указанным в таблице 6. Два образца связующих агентов сравнивали со стандартной застежкой на основе приклеивающегося при нажатии связующего агента (PSA-контроль, образец 19), полученной из промышленной упаковки Nabisco Chips Ahoy Snack'n Seal, использующей стандартный PSA (Fasson 5700, Avery Dennison Corp., г. Пасадена, штат Калифорния).
2
Покрываемая подложка содержала приблизительно 77,2% EVA, приблизительно 10% металлоценового LLDPE и приблизительно 12,8% композиции наполнителя из органоглины PolyOne 231-615, маточная смесь. Маточная смесь содержит от приблизительно 57% до приблизительно 63% модифицированной органическими соединениями глины и носитель, содержащий MA-LLDPE и полиэтилен. Образец 17 отверждали в системе УФ-отверждения, имеющей среднюю световую энергию приблизительно 730 мДж/см и среднюю скорость линии приблизительно 30 м/мин (приблизительно 100 футов/мин) при средней температуре термостата 54°C (130°F). Образец 18 отверждали в системе УФ-отверждения, имеющей световую энергию приблизительно 700 мДж/см со скоростью линии приблизительно 30 м/мин (приблизительно 100 футов/мин) при температуре термостата 71°C (160°F). Стандартный связующий агент, PSA-контроль, получили уже в конечной форме, прикрепленным к упаковке печенья (Kraft Foods).
Тест загрязнением крошками выполнили на всех трех упаковках, чтобы узнать, будут ли частицы еды негативно влиять на герметизацию соответствующего связующего агента. Процедура тестирования крошками содержала следующие стадии: сначала крекеры Triscuit приобрели и раздавили с использованием дна стеклянного сосуда. В результате разламывания крекеров таким образом образовались мелкие частицы, сопоставимые с теми, которые можно было бы найти на дне пакета. Затем кольцевое контактирующее приспособление диаметром 5 сантиметров (2 дюйма) поместили на связующий агент образца для тестирования. Приблизительно 5 грамм крошек поместили в кольцо на образец. Образец и кольцо слегка потрясли из стороны в сторону, чтобы крошки осели на поверхности связующего агента повторно герметизируемой застежки. С образца удалили кольцо и крошки мягко стряхнули с образца и убрали. Кольцо снова поместили на подложку в его первоначальное положение и область, открытую крошкам, визуально оценивали на количество удержанных крошек. Применяли визуальную шкалу оценок от нуля до 100, где ноль означал отсутствие видимых удержанных крошек, а 100 означало, что вся поверхность покрыта приклеившимися крошками. Результаты тестирования крошками крекера приведены в таблице 7.
Кроме того, тестировали прочность на отслаивание связующих агентов после загрязнения крошками крекера. Прочность на отслаивание измеряли с помощью стандартной тестовой процедуры, ASTM D3330/D3330M-04, способ F, в которой прочность связи проверяли посредством отслаивания одной стороны от другой и измерения требуемой прочности на отслаивание. Измеряли исходную прочность на отслаивание, последующую прочность на отслаивание после исходного загрязнения крошками крекера и вторую прочность на отслаивание после второго круга загрязнения крошками крекера, в котором образец загрязняли посредством той же процедуры, что и в исходном загрязнении. Результаты по образцам представлены в таблице 7.
Как видно из результатов, способность к сцеплению (т.е. прочность на отслаивание) PSA-контроля, по результатам измерения в соответствии со способом ASTM D3330/D3330M-04, способ F, упала до приблизительно 5% от исходного значения усилия отслаивания (т.е. от приблизительно 193 Н/м до приблизительно 9,7 Н/м (от приблизительно 500 gpli до приблизительно 25 gpli)) после всего лишь двукратного воздействия крошек крекера. В сравнении оба образца на основе связующего агента 17 и 18 сохранили по меньшей мере приблизительно 41% от исходного значения усилия отслаивания после двух воздействий крошек крекера, причем образец 18 фактически показал увеличение усилия отслаивания после загрязнения и после повторных закрытий и открытий. Кроме того, визуальные оценки загрязнения крошками для образцов на основе связующего агента составили от 0 до 10 по сравнению со значениями от 60 до 80 для PSA-контроля.
На незагрязненных образцах 17, 18 и 19 также проводили тест на клейкость со скатывающимся шариком, который представляет собой модифицированную версию теста ASTM D3121 и соответствует параметрам способа теста ASTM D3121, если не указано иное. Модифицированным тестом измеряли, как сильно поверхность покрытия прилипает к непохожим материалам, таким как полярная поверхность скатывающегося стеклянного шарика.
Способ скатывающегося шарика включал: выпускание стеклянного шарика, размещенного на 5 сантиметров (два дюйма) вверх на стандартной наклонной поверхности, установленной в способе ASTM, после чего шарик ускоряется вниз по наклонной поверхности и катится по горизонтальной поверхности образца приклеивающегося при нажатии связующего агента. Модифицированная версия теста включала использование стеклянного шарика вместо металлического шарика, причем стеклянный шарик имел диаметр приблизительно 0,318 сантиметра (приблизительно 1/8 дюйма), и использование укороченной точки выпускания на наклонной поверхности (т.е., как указано выше, 5 сантиметров (два дюйма) вверх по наклонной поверхности). Относительную клейкость определяли посредством измерения расстояния, на которое шарик перемещался по связующему агенту до остановки, начиная от конца рампы. Более длинное расстояние перемещения скатывающегося шарика указывало на более низкую клейкость к полярной поверхности стеклянного шарика и указывало на то, что покрытие имеет более низкую склонность прилипать к роликам и металлическим поверхностям упаковочного оборудования по сравнению с покрытиями с более коротким расстоянием перемещения скатывающегося шарика, которое указывало на более высокий уровень клейкости. Более длинное расстояние перемещения скатывающегося шарика может также коррелировать с более низкой склонностью прилипать к крошкам еды. В данном измерении результат был ограничен максимумом в 10 сантиметров (4 дюйма), поскольку максимальный размер образцов, доступных для тестирования, составлял 10,2 сантиметра×10,2 сантиметра (4,0 дюйма×4,0 дюйма). Результаты теста на клейкость со скатывающимся шариком приведены в таблице 8.
Как показано в результатах, два обладающих признаками изобретения образца, 17 и 18, имели более низкую клейкость поверхности, чем контрольный образец, о чем свидетельствует то, что стеклянный шарик легко прокатился по поверхности повторно герметизируемой застежки и скатился с нее после 10 сантиметров (4 дюймов) длины образца. С другой стороны, стеклянный шарик прилип к PSA-контролю практически сразу после контакта с поверхностью PSA-контроля, что указывало на высокую клейкость поверхности покрытия.
Пример 5
Тест на повторное отслаивание проводили для проверки способности к повторной герметизации и отслаиванию в течение множества повторений. Получили приблизительно двадцать образцов; образцы 20-35 получили с использованием состава связующего агента из образца 17, пример 4, а образцы 36-38 получили с использованием состава связующего агента из образца 18, пример 4. Образцы получили на промышленной пилотной линии для нанесения покрытий посредством флексографического способа покрытия. Жидкую систему покрытия связующим агентом предварительно нагревали до 160°F (71°C) и проводили ее циркуляцию через ракельную камеру, которую установили на гравированном содержащем окись хрома керамическом валке. Гравированный валок (который также был термостатирован при 160°F (71°C)) переносил жидкое покрытие из связующего агента на структурированный резиновый валок. Структурированный резиновый валок в свою очередь переносил структурированное покрытие на движущуюся несущую пленку (способ, показанный на ФИГ. 6). После выхода из системы покрытия пленка проходила через секцию термостата длиной 18,3 м (60 футов). Устройство для УФ-обработки, состоявшее из 3 рядов УФ-ламп, размещалось на выходе из термостата. Конфигурация линии с размещением УФ-зоны на выходе из термостата обеспечивала в результате максимальную длину пути от системы покрытия, где был нанесен материал, до системы УФ-отверждения, что максимально увеличивало количество времени, доступного для того, чтобы жидкое покрытие из связующего агента растекалось и выравнивалось перед отверждением в сетчатый полимер с поперечными связями. Считается, что в некоторых случаях гладкая и ровная поверхность покрытия способствует достижению желаемого усилия отслаивания связующего агента от связующего агента для полностью отвержденного связующего агента.
Провели ряд экспериментальных операций по нанесению покрытия. Изменяли скорость линии, температуру термостата и число рядов УФ-ламп. Схема эксперимента и экспериментальные наблюдения обобщены в таблице 9 ниже. Определяли видимую шероховатость поверхности, сопротивление к МЭК и разделение связующего агента по линии связи связующего агента со связующим агентом для образца перед тестированием. В общем образцы, формируемые при скорости линии от 91,4 м/мин до 152,4 м/мин (от 300 футов/мин до 500 футов/мин), имели видимую шероховатую поверхность и низкое или субъективно отсутствующее усилие отслаивания. Инструментальное измерение усилия отслаивания для данных образцов было по большей части невозможно, поскольку соединенные образцы разделялись сами по себе, не оставляя возможности для проведения дополнительных тестов. Образцы, формируемые при 30,5 м/мин (100 футов/мин), имели видимую шероховатую поверхность и среднее усилие отслаивания связующего агента от связующего агента. Данные образцы дополнительно охарактеризовали с использованием инструментального тестирования усилия отслаивания, данные которого приведены в таблицах 10 и 11 ниже. В тестах повторного отслаивания/повторной герметизации использовали только образцы, которые не разделялись сами по себе, как показано в таблице 9. Это были образцы 21, 22, 29, 30, 31, 32, 35, 36 и 38.
Первую серию тестов на отслаивание выполняли с использованием коротких интервалов между отслаиваниями, т.е. приблизительно три минуты между циклами отслаивания/повторной герметизации. Результаты данного теста включены в таблицу 10, где приводятся средние значения для двух протестированных образцов, приготовленных в одинаковых условиях. Данные результаты сравнивают с образцом 19, PSA-контролем, пример 4.
Вторую серию тестов на отслаивание выполняли с использованием интервалов большей длительности между отслаиваниями, т.е. приблизительно 24 часа между циклами отслаивания/повторной герметизации, чтобы понять влияние более длительного времени контакта связующего агента со связующим агентом, причем первое отслаивание проводили приблизительно через неделю после приготовления образцов. Результаты теста на отслаивание/повторную герметизацию с увеличенным интервалом приведены в таблице 11.
Результаты показывают, что образцы, включая состав связующего агента образца 17, пример 4, не показывают настолько выраженного снижения усилия отслаивания, которое, как правило, возникает с повторными отслаиваниями, если интервал между отслаиваниями составляет 24 часа (т.е. образцы 21, 22, 29, 30, 31, 32 и 35 в данном примере). Когда образцу 17 связующего агента позволили оставаться в контакте с собой в течение приблизительно 24 часов между отслаиваниями, связующий агент восстановил до приблизительно 85% от начального значения усилия отслаивания даже после пяти циклов отслаивания/повторной герметизации. Образец 30 имел значительно меньшие средние значения усилия отслаивания по сравнению с другими тестовыми образцами. Хотя соединенные образцы и не разделялись сами по себе, они имели недостаточную гладкость поверхности из-за более высокой скорости линии, составлявшей 91 м/мин (300 футов/мин).
Более того, неожиданно было обнаружено, что образцы, включая составы связующего агента образца 18, пример 4, фактически увеличивали значение усилия отслаивания (т.е. образец 36 в данном примере) при повторных отслаиваниях как при коротких, так и при длительных интервалах между циклами теста на отслаивание, аналогично его результатам в тесте на отслаивание после загрязнения в таблице 7, которые свидетельствуют о полном восстановлении усилия отслаивания после повторной герметизации. Увеличение значения усилия отслаивания наблюдали только для образца 36. Образец 36 представлял собой образец, отвержденный при использовании медленной скорости линии, что могло способствовать обеспечению гладкой и ровной поверхности образца (см. таблицу 9). Образец 38 получили при более высокой скорости линии, чем образец 36, в результат чего получили шероховатую поверхность, что могло привести к снижению значения усилия отслаивания, а также к низкому исходному значению усилия отслаивания.
Для сравнения, PSA-контроль проявлял свойство восстановления только тогда, когда интервал между отслаиваниями был длительным, т.е. составлял 24 часа. При коротком временном интервале усилие отслаивания для контрольного образца фактически падало приблизительно на 40%.
В целом для обоих тестов на отслаивание/повторную герметизацию лучшие результаты показали образцы 22, 32, 35 и 36. Все данные четыре образца соотносятся со связующими агентами, полученными при аналогичных условиях обработки. Например, для всех четырех образцов характерны низкие скорости линии при 30 м/мин (100 футов/мин) и по меньшей мере два или более включенных рядов УФ-ламп. Связующие агенты, провалившие тесты на отслаивание/повторную герметизацию, вероятно, не имели достаточно времени, чтобы растечься и выровняться перед УФ-отверждением.
Пример 6
Исследование старения проводили с использованием образцов связующего агента 17 и 18, пример 4 в таблице 6, чтобы понять влияние длительного времени контакта связующего агента со связующим агентом на характеристики отслаивания. Различные свойства связующего агента тестировали в течение семинедельного периода, включая субъективное исходное усилие отслаивания (т.е. низкое, среднее, высокое), внешний вид после отслаивания, субъективную клейкость или склонность прилипать к пальцам (т.е. нет, низкая, средняя, высокая), прочность покрытия (т.е. тест на сопротивление к истиранию в растворителе МЭК ASTM D5204) и инструментальное отслаивание (т.е. 5 последовательных отслаиваний, повторяемых для одного образца с интервалами приблизительно 3 минуты с использованием способа ASTM D3330/D3330M-04, способ F; тестировали и усредняли результаты двух образцов), все при различном времени контакта связующего агента со связующим агентом. Связующие агенты наносили на одинаковые несущие пленки, которые использовали в примере 2. В таблице 12 ниже приведены результаты старения для образца 17. В таблице 13 ниже приведены результаты старения для образца 18.
Следует отметить, что среднее значение прочности на отслаивание было средним значением из пяти повторных отслаиваний для одного образца, которые последовательно проводили с интервалами приблизительно три минуты. Таким образом, проводили первое отслаивание и записывали значение прочности на отслаивание, а образец повторно герметизируемой застежки повторно герметизировали. После того как проходило три минуты, повторно герметизируемую застежку снова разделяли и регистрировали значение усилия отслаивания. Способ повторяли до выполнения пяти отслаиваний.
Субъективное усилие отслаивания, субъективная клейкость и результаты теста на истирание в МЭК были отличными для обоих образцов 17 и 18 независимо от длительности контакта связующего агента со связующим агентом. Значения усилия отслаивания (т.е. исходное и последующие отслаивания для одного образца) оставались стабильными для образца 17 независимо от длительности контакта связующего агента со связующим агентом в диапазоне от нуля суток до 7 недель. Образец 17 показывал гораздо более стабильный цикл отслаивания/повторной герметизации, чем образец 18. После исходного отслаивания образца 17 потеря прочности связи связующего агента со связующим агентом, представляемая снижением усилия отслаивания при последующих отслаиваниях, составляла по существу менее приблизительно 10% для каждого последующего отслаивания и была стабильной независимо от времени контакта связующего агента со связующим агентом.
Начиная с недели 3, наблюдались видимые изменения в обоих образцах 17 и 18 (т.е. заметное белое окрашивание и увеличение мутности) при отслаивании состарившихся образцов. Считается, что данное видимое изменение является свидетельством микроскопической поверхностной деформации связующего агента, вызываемой силами, воздействующими на поверхность связующего агента во время ручного или инструментального отслаивания. Поверхностная деформация не влияла на важнейшие функциональные характеристики связующего агента (т.е. клейкость или прочность на отслаивание). В конечном счете образец 17 держался немного лучше, его прочность на отслаивание либо увеличивалась со временем, т.е. он восстанавливал прочность на отслаивание, либо по существу сохраняла приблизительно 10%-ную потерю при последующих отслаиваниях. Пример 7
Образец 17, пример 4 обладающей признаками изобретения повторно герметизируемой застежки на основе связующего агента, сравнивали с тремя другими обладающими признаками изобретения повторно герметизируемыми застежками на основе связующего агента, образцы 39-41, имеющими составы, указанные в таблице 14.
Компонент BR 144 представляет собой акриловый олигомер (BR 144, Bomar Specialties Company, г. Торрингтон, штат Коннектикут). Компонент CN 2302 также представляет собой акриловый олигомер (CN 2302, Sartomer Company). Все три образца 39-41 имеют в составе акриловый олигомер BR 144, причем образцы 39 и 40 имеют два акриловых олигомера, а образец 41 имеет три акриловых олигомера, присутствующих в составе.
2
2
Связующие агенты наносили на одинаковые несущие пленки, которые использовали в примере 2. Образцы 39-41 отверждали в системе УФ-отверждения, имеющей среднюю скорость линии приблизительно 7,6 м/мин (приблизительно 25 футов/мин), и проводили три прохода под УФ-лампами, составляющие в сумме от приблизительно 400 мДж/см до приблизительно 600 мДж/см.
Тестировали прочность покрытия для четырех связующих агентов (т.е. тест на сопротивление к истиранию в растворителе МЭК ASTM D5204), а также исходную прочность на отслаивание с использованием способа ASTM D3330/D3330M-04, способ F. Также проводили тест на клейкость со скатывающимся шариком, который представлял собой модифицированную версию теста ASTM D3121, как описано в примере 4, за исключением того, что размер образца, доступного для тестирования, составлял приблизительно 6,4 сантиметра в ширину и приблизительно 18 сантиметров в длину (приблизительно 2,5 дюйма в ширину и приблизительно 7 дюймов в длину). Данные результаты указаны в таблице 15.
Исходная прочность на отслаивание, т.е. для исходного отслаивания, выполненного в лабораторных условиях, увеличилась для новых составов приблизительно на 30-300% по сравнению с образцом 17, имеющим только один содержащий акриловый олигомер компонент. Расстояние перемещения скатывающегося шарика увеличилось для новых составов более чем на 300% по сравнению с образцом 17.
Как показано в результатах, новые составы, содержащие два или более акриловых олигомера, имеют в целом улучшенные характеристики по сравнению с образцом 17 по результатам теста со скатывающимся шариком и теста прочности на отслаивание. Все образцы имели отличные скорости отверждения, о чем свидетельствует тест на истирание в МЭК. В частности, все новые составы образцов, т.е. образцы с 39-41, имели более низкую клейкость поверхности, чем образец 17, и, в частности, образцы 40 и 41 имели еще более низкую клейкость поверхности, о чем свидетельствует то, что стеклянный шарик легко прокатился по поверхности повторно герметизируемой застежки и скатился с нее после 18 сантиметров (7 дюймов) длины образца.
Пример 8
Четыре обладающих признаками изобретения повторно герметизируемых застежки на основе связующего агента из примера 7 тестировали в различных тестах на повторное отслаивание. Образцы первоначально разделяли и открывали и усилие отслаивания измеряли в граммах на линейный дюйм (gpli) с использованием способа теста ASTM D3330/D3330M-04, способ F, затем повторно герметизировали на три минуты и повторяли отслаивание. Данный способ повторяли каждые три минуты, пока не получили десять экспериментальных точек. Результаты представлены ниже в таблице 16.
Пример 9
Повторный тест с 24-часовыми интервалами проводили с использованием тех же четырех обладающих признаками изобретения образцов из примера 7. Образцы первоначально разделяли и открывали, измеряя требуемое усилие отслаивания. Затем образцы повторно герметизировали и оставляли на 24 часа в контролируемой среде, т.е. при 72°F и относительной влажности 50%, до повторного отслаивания и открытия. Данные действия повторяли до тех пор, пока не собрали пять экспериментальных точек, или в течение пяти суток. Результаты представлены ниже в таблице 17.
Все четыре образца сохранили свои характеристики отслаивания в течение пятидневного тестового периода, при этом ни один из образцов не падал ниже 154 Н/м (400 gpli) в любые из суток тестирования. У образцов 39 и 41 фактически увеличивается усилие отслаивания и восстанавливается исходное усилие отслаивания или увеличивается усилие отслаивания в течение тестового периода. Таким образом, если оставить данные образцы герметизированными в течение по меньшей мере 24 часов, у них восстанавливается или увеличивается способность к сцеплению.
Пример 10
В примере 10, аналогичный примеру 9, тест проводили с использованием четырех образцов, описанных в примере 7; однако после каждого отслаивания область сцепления приводили в контакт с цельными зернами кофе, повторно герметизировали, оставляли закрытой на 24 часа и повторно отслаивали.
После каждого отслаивания цельные зерна кофе помещали на поверхность связующего агента и убирали менее чем через пять минут. Образцы повторно герметизировали, оставляли на 24 часа в контролируемой среде, т.е. при 22°C (72°F) и относительной влажности 50%, до повторного отслаивания и открытия. Данные действия повторяли до тех пор, пока не собрали пять экспериментальных точек, или в течение пяти суток. Результаты представлены ниже в таблице 18.
Хотя данные показывают небольшое снижение прочности на отслаивание, значения усилия отслаивания все еще превышали 77 Н/м (200 gpli) после пяти циклов отслаивания/загрязнения цельными зернами кофе.
Пример 11
Тест на клейкость со скатывающимся шариком проводили, как описано в примере 4, на пленке без связующего агента для сравнения со значениями клейкости для малоадгезивного связующего агента. Результаты представлены ниже в таблице 18. Скатывание №3 от образца 1 включало достаточно крутой поворот вскоре после контакта с пленкой.
Специалисты в данной области обнаружат, что по отношению к описанным выше вариантам осуществления можно осуществить широкий спектр модификаций, изменений и комбинаций без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, и что такие модификации, изменения и комбинации следует рассматривать как находящиеся в пределах обладающей признаками изобретения идеи.