CZ292708B6 - Uskladňovací obalový materiál a balicí systém tento materiál obsahující - Google Patents

Abstract

Vynález se týká plošných materiálů, vhodných pro použití při zadržování a ochraně rozmanitých druhů zboží, stejně jako přechovávání rychle se kazících materiálů jako jsou potravinářské výrobky. Vynález přináší uskladňovací obalový materiál /10/, obsahující vrstvu se dvěma stranami, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, kde alespoň první strana uskladňovacího obalového materiálu (10) je aktivní po aktivaci uživatelem a má sílu adheze při odtrhování alespoň 11,16 g/cm šířky, jež je větší než je síla adheze při odtrhování před aktivací uživatelem, přičemž síla adheze při odtrhování po aktivaci uživatelem je určena pro vytvoření bariérového těsnění proti utěsňovanému povrchu a kde alespoň jedna strana uskladňovacího obalového materiálu (10) vytvořená jako aktivní je opatřena samolepicí substancí (16, 186) obsahující adhezivum. Balicí systém zahrnuje uskladňovací obalový materiál a nádobu (100) s otvorem (110) a obvodovým okrajem (105) pro pokrytí obalovým materiálem.ŕ

Description

Uskladňovací obalový materiál a balicí systém tento materiál obsahující

Oblast techniky

Vynález se týká uskladňovacího obalového materiálu, a to plošného, který je vhodný k používání při zadržování a ochraně rozmanitých druhů zboží, stejně jako při přechovávání rychle se kazících materiálů jako jsou potravinářské výrobky. Vynález zahrnuje rovněž takové materiály, které jsou vhodné pro přímý kontakt s těmito produkty, jako je např. jednotkové balení a zahrnuje i použití při formování uzávěru pro polouzavřený obal, jako např. kontejner.

Dosavadní stav techniky

Plošné materiály vhodné pro použití při zadržování a ochraně rozmanitého zboží, stejně jako přechovávání rychle se kazících materiálů jako jsou potravinářské výrobky, jsou v dané technice dobře známy. Tyto materiály mohou být používány k obalování výrobků jednotlivě a/nebo mohou být použity k formování uzávěru pro polouzavřený kontejner.

Jedna skupina těchto materiálů, dnes běžně používaná, zahrnuje ty, jež mají polymerové složení a jsou zformovány do tenké, přizpůsobitelné struktury pásu, běžně dodávané ve stočené podobě. Běžnými příklady těchto materiálů jsou plošné materiály z polyvinylchloridu (PVC), polyvinylidenchloridu (PVDC) a polyetyl (PE). Tyto materiály vykazují na alespoň jednom povrchu přilnavý charakter v důsledku vlastností příslušných polymerových materiálů, z nichž jsou zformovány a/nebo přísad jako jsou změkčovadla, prostředky ke zvyšování lepivosti atd., takže mohou být přehýbány či obalovány okolo daného výrobku nebo materiálu tak, že k těmto a/nebo k sobě přilnou. Přilnavý charakter těchto materiálů rovněž dovoluje jejich použiti ve spojení s polouzavřenými tuhými, polotuhými nebo flexibilními obaly, jako jsou kontejnery, aby se zajistila plně uzavřená obalová struktura. Bariérové vlastnosti mnoha takových materiálů, zejména jejich kyslík, vlhkost, sražená pára a bariérové vlastnosti proti pachu, poskytuji žádoucí charakteristiky k přechovávání rychle se kazících materiálů, jako jsou potravinářské výrobky a/nebo výrobky, jež se s pokračujícím vystavením podmínkám vnějšího okolí okysličují anebo jinak rychleji znehodnocují.

Ačkoli tyto materiály dosáhly určité úrovně používání, tam kde se daný materiál dodává v podobě nepřetržité role z nějaké vydávací krabice nebo zařízení, se často čelí problému při hledání a izolování běžného koncového dílu stočeného pásu za účelem zahájení vydávací operace. Aby se tento problém řešil, bylo navrženo množství způsobů označování a/nebo izolace běžného zakončení stočeného pásu, jako jsou např. ouška pro uchopení, různé barvy, zařízení svírající konec vydávacího zařízení, atd., které dosáhly různých úrovní úspěchu. Bez ohledu na problém zacházení se zakončením stočeného pásu, tendence tohoto materiálu lnout k sobě samotnému rovněž zvyšuje vydávací sílu, potřebnou k odvinutí tohoto pásu a tangenciálnímu oddělení vydaného dílu. Je-li tato síla nadměrná, může to vést k jevu známému jako blokování válce, ve kterém se tato vydávací síla k odvíjení stane nadměrnou. Toto blokování válce může rovněž způsobovat nadměrné vydávací síly, což může vést k podélnému trhání pásu, resp. jeho struktury ve směru vinutí válce, vedoucí k tomu, že uživatel vytáhne užší, nestejnoměrně utrhlý díl svinutého pásu. Navíc, uživatelé často čelí situacím, v nichž k sobě tento materiál předčasně přilne, tj. před kontaktováním povrchu pro žádoucí spojem, čímž dochází k potřebě buďto ručního odtržení lnoucího dílu nebo dílů a/nebo k znehodnocení materiálu ve prospěch nového dílu.

Další obtíží, se kterou je možno se setkat, je selhání materiálu při dostatečném lnutí k sobě samotnému a/nebo k žádoucímu cílovému povrchu, aby se zformovalo vzduchotěsné utěsnění nebo uzavření, a to buď od samého počátku anebo po určité době manipulace s daným obalem, příp. kontejnerem nebo se zabaleným produktem. Jestliže takovéto materiály nedokáží vytvořit

-1 CZ 292708 B6 utěsnění s bariérovými vlastnostmi alespoň tak velkými jako má materiál samotný, celý potenciál tohoto materiálu při použití jako uskladňovací obal nemůže být realizován, protože požadované utěsnění se stává nej slabším článkem z hlediska kontejnerizace. Podle toho někteří uživatelé používají dodatečného zajištění jako jsou gumové pásy, pásky atd. Zvrásnění v materiálu, kde tento lne k sobě samotnému anebo k cílovému povrchu, může ponechávat malé kanálky v oblasti mezi materiálem a protilehlým povrchem, čímž dochází k selhání při dosahování žádoucí kvality utěsnění pro uchovávání rychle se kazících výrobků. Někteří uživatelé se pokoušejí řešit nedostatky kvality těsnění prostřednictvím dvojího či trojího obalení žádoucího výrobku za účelem vytvoření delší obalovací dráhy a tím komplikovaného, labyrintového těsnění se zvýšenou délkou.

Rovněž, protože dané materiály lnou k sobě i k jiným povrchům, tj. vykazují přitahování či afinitu pro určitý materiál spíše než adhezní spojení, jejich afinita pro doplňkový povrch je vysoce závislá na charakteristikách materiálu jako je jeho chemické složení, elektrická vodivost, povrchová energie, povrchová úprava, atd. Tyto materiály neumožňují zlepšení spočívající jak ve snadnosti použití, tak ve schopnosti vytvořit adekvátní utěsnění pro přechovávání rychle se kazících výrobků. V mnoha případech pak užité plastifikátoiy, prostředky ke zvyšování přilnavosti a jiné lnoucí přísady, používané k zajištění přilnavých vlastností těchto materiálů, mohou také zavádět do dokončené struktury nežádoucí atributy jako je zápach a/nebo mohou vzbuzovat obavy o vnější prostředí.

Další skupina materiálů, dnes běžně používaná, zahrnuje tenké přizpůsobitelné struktury rozmanitých složení běžně dodávané v jednotlivých listech anebo ve stočené podobě. Běžné příklady těchto materiálů obsahují aluminiovou fólii, potažený papír, např. voskovaný apod. Tyto materiály nevykazují žádný adhezní či lnoucí charakter na obou površích, namísto toho se spoléhají na charakteristiku stabilního složení materiálů, ze kteiých jsou vyrobeny, takže mohou být složeny či obaleny okolo produktu a udržovat si svůj složený či obalený tvar. Schopnost těchto materiálů podržovat si svůj složený či zvrásněný tvar rovněž dovoluje jejich použití ve spojení s polouzavřenými tuhými, polotuhými či flexibilními obaly jako jsou kontejnery k zajištění zcela uzavřené obalové struktury. Bariérové vlastnosti mnoha takových materiálů, obzvláště obsah kyslíku, vlhkosti/sražené páry a bariérové vlastnosti proti pachu pak poskytují výsledné charakteristiky pro přechovávání rychle se kazících materiálů jako jsou potravinářské výrobky a/nebo výrobky, které se s pokračujícím vystavením podmínkám vnějšího okolí okysličují anebo jinak rychleji znehodnocují.

Ačkoli tyto materiály dosáhly určité úrovně používání, uživatelé se často setkávají se situacemi, ve kterých daný materiál nezůstává dostatečně složený při záběru se sebou samotným a/nebo s polouzavřeným kontejnerem, za účelem přiměřeného uzavření a přechovávání daného produktu, tedy že tyto sklady či přehyby mají tendenci se časem či mechanickým vlivem odvíjet, což si vynucuje buď přebalení a vnější zajištění složeného dílu nebo dílů a/nebo znehodnocení tohoto materiálu ve prospěch použití jeho nového dílu a nového provedení balicího postupu. V některých případech mohou být tyto materiály velmi tenké, aby se docílilo žádoucího stupně přizpůsobivosti. To pak může vést k použití materiálu, který má nedostatečné tažné vlastnosti pro vydávání z válce, bez podélného trhání daného pásu, tedy struktury materiálu ve směru odvíjení, což vede k tomu, že uživatel vytáhne užší, nestejnoměrně utržený díl ze svinutého pásu.

Další obtíží, se kterou je možno se setkat, je selhání materiálu vytvořit adekvátní utěsnění tam, kde byl složen buď od samého počátku nebo po nějaké době zacházení s daným obalem anebo zabaleným výrobkem. Jestliže tyto materiály nedokáží vytvořit utěsnění s bariérovými vlastnostmi alespoň tak velkými jako má materiál samotný, celý potenciál těchto materiálů při použití za skladovací obal nemůže pak být využit, protože se utěsnění stává nej slabším článkem z hlediska kontejnerizace. Podle toho se někteří uživatelé rozhodují použít dodatečné upevnění jako jsou gumové pásy, pásky atd. Zvrásnění v materiálu, kde se tento stýká se sebou samotným či s cílovým povrchem, může ponechávat malé kanálky v oblasti mezi tímto materiálem a protileh-2CZ 292708 B6 lým povrchem, čímž působí selhání dosáhnout žádoucí kvality těsnění pro uchovávání rychle se kazících výrobků. Někteří uživatelé se pokoušejí řešit nedostatky kvality utěsnění prostřednictvím dvojího či trojího obalení žádoucího výrobku, za účelem zformování dráhy komplikovaného, labyrintového těsnění zvýšené délky.

Efektivní poloměr skladu nebo přehybu těchto materiálů je rovněž rozhodujícím činitelem při určování jejich vhodnosti pro vytvoření efektivního utěsnění, protože poloměr skladu některých materiálů, např. založených na papíru, je určován vlastnostmi těchto materiálů jako je délka vláken. Poloměr skladu, jenž je příliš velký, bude činit takový materiál nevhodným pro efektivní utěsnění. Navíc, v důsledku toho, že většina těchto materiálů se stabilním skladem je neprůhledná a stav nebo typ produktů obsažených v takovém systému balení není vidět, vyžaduje tato skutečnost provádění kontroly při rozbalení a novém zabalení těchto produktů.

Tyto materiály v důsledku nedostatku potřebných adhezních vlastností se rovněž obtížně používají při přechovávání rychle se kazících produktů ve spojení s polouzavřeným obalem jako je kontejner, kde tento obal neposkytuje žádané rysy fyzikálního nebo mechanického záběru, jako je např. tradiční miska, okolo níž se materiál přehýbá k provedení mechanického utěsnění labyrintového typu mezi tímto materiálem a tímto kontejnerem. Tyto materiály nechávají prostor pro zdokonalení jak ve snadnosti použiti, tak ve schopnosti formovat adekvátní těsnění k přechovávání rychle se kazících výrobků.

Bylo by žádoucí vytvořit zdokonalený uskladňovací obalový materiál, vykazující pohodlné a účinné vydávání uživateli prostřednictvím pohotově umístěného koncového dílu a srovnatelně nízké odvíjecí síly. Rovněž by bylo žádoucí vytvořit takový materiál, s nímž se snadno zachází či manipuluje během postupu uzavírání a stále ještě formuje přiměřené těsnění se širokou rozmanitostí materiálů a povrchů, k efektivnímu přechovávání rychle se kazících produktů. Dále by bylo žádoucí vytvořit takový materiál, jenž může být používán v různých modech zadržování a přechovávání či konzervace určitého produktu podle přání uživatele, jako je nezávislé použití a/nebo užití ve spojení s polouzavřeným kontejnerem, účinným způsobem při omezení, ne-li přímo vyloučení potřeby dvojitého balení a/nebo dodatečného upevnění. Bylo by též žádoucí vytvořit takové materiály, jež se mohou snadno vyrábět, skladovat a znovu používat, a které mají potřebné vlastnosti ekonomické a i z hlediska ochrany vnějšího prostředí.

Podstata vynálezu

Vynález přináší uskladňovací obalový materiál, který nevykazuje zmiňované nevýhody. Uskladňovací obalový materiál podle vynálezu obsahuje materiálovou vrstvu s dvěma stranami, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, přičemž podstata vynálezu spočívá vtom, že alespoň první strana uskladňovacího obalového materiálu je aktivní po aktivaci uživatelem a má sílu adheze při odtrhování alespoň 11,16 g/cm šířky, jež je větší než je síla adheze při odtrhování před aktivací uživatelem, přičemž síla adheze při odtrhování po aktivaci uživatelem je určena pro vytvoření bariérového těsnění proti utěsňovanému povrchu a kde alespoň jedna strana uskladňovacího obalového materiálu vytvořená jako aktivní je opatřena samolepicí substancí obsahující adhezivum.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu je opatřena oblastmi aktivovatelnými silou vyvinutou zvnějšku uživatelem na materiálovou vrstvu.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu je aktivovatelná z vnějšku aplikovanou tlačnou silou o hodnotě alespoň 0,69 kPa.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu je aktivovatelná z vnějšku tahem vyvinutým ve směru v podstatě kolmém k materiálové vrstvě.

-3 CZ 292708 B6

Je možná též alternativa vynálezu, kdy aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu obsahuje nepřilnavé třírozměrné výčnělky rozprostírající se směrem ven od materiálové vrstvy, a samolepicí substanci s adhezivem, která je umístěna v menší tloušťce než je výška výčnělků před aktivací.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy druhá strana uskladňovacího obalového materiálu obsahuje od sebe vzdálená, dutá třírozměrná zahloubení odpovídající dutým výčnělkům na první straně uskladňovacího obalového materiálu, přičemž zahloubení jsou alespoň částečně naplněna substancí obsahující samolepicí adhezivum.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy materiálová vrstva uskladňovacího obalového materiálu je uspořádána bez krycí vrstvy a aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu je bez odstranitelných krycích komponentů.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy materiálová vrstva uskladňovacího obalového materiálu je nepřilnavá a před aktivací uživatelem nevykazuje při odtržení žádnou sílu adheze.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy je vytvořen balicí systém zahrnující uskladňovací obalový materiál, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, kterýžto balicí systém sestává jednak z uskladňovacího obalového materiálu, který má materiálovou vrstvu s první stranou a druhou stranou, kde první strana zahrnuje aktivní stranu vykazující po aktivaci uživatelem při odtržení adhezi větší než je adheze před odtržením, a jednak z nádoby mající alespoň jeden otvor obklopený obvodovým okrajem a určený pro pokrytí uskladňovacím obalovým materiálem.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy balicí systém má materiálovou vrstvu uskladňovacího obalového materiálu, která je přilnuta k obvodovému okraji nádoby přes otvor v ní po aktivaci žádoucí materiálové oblasti uskladňovacího obalového materiálu uživatelem.

Je možná též alternativa vynálezu, kdy je vytvořen balicí systém zahrnující uskladňovací obalový materiál, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, kterýžto balicí systém sestává jednak z uskladňovacího obalového materiálu, který má materiálovou vrstvu s první stranou a druhou stranou, kde první strana zahrnuje aktivní stranu vykazující po aktivaci uživatelem při odtržení adhezi větší než je adheze před odtržením, a jednak z produktu určeného pro celkové obalení uskladňovacím obalovým materiálem.

Konečně pak je též možná alternativa vynálezu, kdy balicí systém má materiálovou vrstvu uskladňovacího obalového materiálu, která je přilnuta okrajovými díly k sobě samé kolem produktu po aktivaci žádoucí oblasti uskladňovacího obalového materiálu uživatelem.

Uskladňovací obalové materiály podle tohoto vynálezu mohou být používány k uzavření a ochraně široké rozmanitosti produktů různými způsoby použití, včetně přímé aplikace na daný produkt, uzavřením tohoto produktu a připevněním k němu samotnému a/nebo ve spojení s nějakým polouzavřeným obalem, resp. kontejnerem.

Takové uskladňovací obalové materiály podle tohoto vynálezu mohou být výhodně používány v obalovém systému, zahrnujícím ve spojení uskladňovací obalový materiál a polouzavřený obal, např. kontejner s alespoň jedním otvorem obklopeným obvodovým okrajem. Uskladňovací obalový materiál je přilnut po aktivování uživatelem k tomuto obvodovému okraji přes daný otvor, za účelem změnit tento polouzavřený kontejner na uzavřený.

-4CZ 292708 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude lépe objasněn z následujícího popisu ve spojení s připojenými výkresy, na nichž znázorňuje:

obr. 1 perspektivní pohled na uskladňovací obalový materiál podle vynálezu v podobě role, obr. 2 půdoiysný pohled na výhodné provedení plošného materiálu s třírozměrnou strukturou, odolávajícího nežádoucímu zapadání do sebe, avšak vhodného pro použití jako uskladňovací obalový materiál podle tohoto vynálezu, obr. 3 částečný řez plošným materiálem z obr. 2, v němž je uvnitř třírozměrné struktury pásu obsažena přídavná substance, obr. 4 půdorysný pohled na třírozměrnou formovací strukturu, vhodnou k vytvoření plošného materiálu odolávajícího zapadání do sebe podle obr. 3, obr. 5 částečný řez třírozměrnou formovací strukturou z obr. 4, obr. 6 schematicky příkladné zařízení vhodné pro uskladňovací obalový materiál podle vynálezu, obr. 7 perspektivní pohled na uskladňovací obalový materiál podle tohoto vynálezu, zformovaný do jednotkového balení kolem produktu určeného k uložení připojením tohoto materiálu k sobě samotnému kolem tohoto produktu.

obr. 8 perspektivní pohled na uskladňovací obalový materiál podle tohoto vynálezu, použitý ve spojení s polouzavřeným kontejnerem, resp. nádobou za účelem vytvoření uzavřeného kontejneru a obr. 9 perspektivní pohled na uskladňovací obalový materiál podle tohoto vynálezu, použitý pro jednotkové balení kolem daného produktu určeného k uložení připojením překrývajících částí materiálu k němu samotnému přes tento produkt.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje výhodné provedení uskladňovacího obalového materiálu 10 podle tohoto vynálezu. Uskladňovací obalový materiál 10 je s výhodou proveden v podobě pásu flexibilního materiálu, který může být navinut na vhodné jádro k vytvoření válce 20. jenž je vhodný k použití ve vydávacím zařízení či držáku jako je např. krabice 30. Pokud je to žádoucí, může být vytvořena perforace za účelem usnadnění vydávání předem odměřených velikostí materiálu 10 v případě, kdy toto vydávací zařízení, držák anebo uzavřený obal neobsahuje vhodný mechanismus pro přerušování pásu materiálu. Aby se využil materiál v kontinuální, neperforované podobě, jeho přerušení je možno rovněž provádět pomocí ostrých nástrojů jako jsou nože a nůžky. V alternativních uskladňovacích a vydávacích uspořádáních může být daný uskladňovací obalový materiál 10 uspořádán v podobě diskrétních, předem odměřených archů nebo listů stejnoměrných nebo nestejnoměrných rozměrů, které mohou být složeny na sobě v jakémkoli žádoucím pořadí a/nebo orientaci a vydávány z daného vhodného vydávacího zařízení. V dalším možném alternativním uspořádání může být uskladňovací obalový materiál 10 uspořádán v podobě spojitého pásu, který je složen do záhybů či přehnut, např. do tvaru Z, a umístěn do vhodného vydávacího zařízení.

Podle tohoto vynálezu má uskladňovací obalový materiálu 10 minimální, s výhodou pak žádné, adhezní či přilnavé vlastnosti, dokud není aktivován uživatelem. Tato charakteristika dovoluje,

-5CZ 292708 B6 aby byl uskladňovací obalový materiál 10 uložen a vydáván jakýmkoli žádoucím způsobem, bez problémů s předčasným přilnutím k sobě samotnému a bez potřeby oddělených uvolňovacích listů, krycích vrstev, rozpěrek a podobně. V okamžiku aktivace na žádoucím místě pak vykazuje uskladňovací obalový materiál dostatečné adhezní vlastnosti k vytvoření spojení, tj. vazby, s většinou běžných materiálů, jež je dostatečně silné, aby vydrželo bez porušení při manipulaci. Spojení mezi uskladňovacím obalovým materiálem a cílovým povrchem je rovněž dostatečné k tomu, aby poskytovalo bariérové těsnění proti přenášení kyslíku, vlhkosti/sražené páry, pachu, atd., takže rychle se kazící produkty mohou být uspokojivě uzavřeny a přechovávány v rozsahu bariérových vlastností materiálu samotného.

Ačkoli může být uskladňovací obalový materiál 10 opatřen dvěma aktivními stranami či povrchy, pokud je to pro konkrétní aplikace žádoucí, v souladu s tímto vynálezem se dává přednost opatření tohoto uskladňovacího obalového materiálu pouze jednou aktivní stranou a jednou neaktivní či inertní stranou.

Aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu 10 může být volitelně aktivována uživatelem k zajištění aktivovaných oblastí tam, kde je žádoucí zajistit volitelné přilnutí materiálu k cílovému povrchu. Tento cílový povrch může obsahovat samostatný povrch či materiál, jako je např. kontejner, obal, nádoba anebo produkt k obalení nebo může zahrnovat ještě jeden díl uskladňovacího obalového materiálu 10 samotného. Volitelná aktivace má za následek generaci pouze tak velké aktivní plochy s adhezními vlastnostmi, jaká je potřeba, tj. všechny zbývající části tohoto uskladňovacího obalového materiálu 10 zůstanou neaktivními či inertními. Navíc, za účelem dosažení schopnosti mít jednu aktivní stranu a jednu neaktivní stranu, je uskladňovací obalový materiál 10 schopen vytvoření diskrétních neaktivních a aktivních oblastí na téže straně tohoto materiálu.

V rámci tohoto vynálezu je možno použít různé prostředky aktivace, jako je stlačení, protažení, tepelná aktivace atd. Nicméně však z hlediska poskytnutí požadovaného stupně kontroly nad postupem aktivace je výhodné používat aktivaci stlačením.

Bez ohledu na způsob aktivace vykazuje uskladňovací obalový materiál 10 podle tohoto vynálezu adhezivní, tj. přilnavý či lepivý, charakter v protikladu k charakteru pouhého lpění či afinitě. Podle toho bude takový uskladňovací obalový materiál 10 vytvářet spojení či utěsnění tehdy, když bude v kontaktu se sebou samotným či ještě dalším cílovým povrchem, na rozdíl od toho, kdy je k takovému povrchu pouze přitahován. Ačkoli může být k zajištění žádoucích adhezních vlastností užito množství možných přístupů, jako je užiti selektivně adherentních materiálů, výhodným přístupem je použití samolepicího adheziva. Při navrhování uskladňovacího obalového materiálu 10 v souladu s tímto vynálezem může být žádoucí přizpůsobit konkrétní volbu adhezivního prostředku tak, aby poskytoval buď permanentní spojení anebo uvolnitelné spojení, jak je to pro konkrétní použití žádoucí. Tam, kde je žádoucí permanentní spojení, otevření daného obalu či uzavřeného kontejneru pro přístup k produktům v něm vyžaduje zničení uskladňovacího obalu a/nebo daného kontejneru. Uvolnitelná spojení pak poskytují přístup k zabalenému produktu umožněním oddělení obalu od sebe nebo kontejneru v místě spojení bez destrukce uskladňovacího obalového materiálu 10. Navíc, v závislosti na aktivačním mechanismu použitém při určitém provedení uskladňovacího obalového materiálu 10 může být uvolnitelné spojení dodatečně znovu upevněno, jestliže mu po cyklu počáteční aktivace/spojení/uvolnění zůstane dostatečný adhezní charakter.

Je nutno poznamenat, že při vytvoření vhodného uskladňovacího obalového materiálu 10 v souladu s tímto vynálezem je několik fyzikálních charakteristik či vlastností velmi důležitých.

Aby se uskladňovací obalový materiál 10 přizpůsobil širokému rozpětí produktů, jež budou do něj zabaleny, z hlediska tvaru a velikosti, stejně jako z hlediska širokého rozpětí tvarů kontejnerů, zejména při použití ve spojení s polouzavřeným kontejnerem, je uskladňovací obalový

-6CZ 292708 B6 materiál 10 s výhodou dostatečně flexibilní pro snadné přizpůsobení jakémukoli žádoucímu povrchu. Paměť či objemová pružnost uskladňovacího obalového materiálu 10 musí být dostatečně malá, aby se nevyvinuly nepatřičné návratné síly, což by mělo tendenci způsobit, že by se přerušil kontakt s daným kontejnerem/produktem/cílovým povrchem a tudíž došlo k předčasnému neupevnění, nezajištění nebo neutěsnění. Ačkoli uskladňovací obalový materiál 10 pro zamýšlené použití vyžaduje vyrovnání různých fyzikálních vlastností, jako obecný předpoklad se v současné době pro široké rozpětí aplikací jeví volba materiálu majícího větší plasticitu než elasticitu.

Další vlastnost pak byla shledána jako důležitá při vytvoření uskladňovacích obalových materiálů 10 v souladu s tímto vynálezem, a to je stupeň adheze, kterou budou vyvíjet po aktivaci uživatelem. Konkrétněji, uskladňovací obalové materiály 10 podle tohoto vynálezu vykazují dostatečnou adhezi, aby vydržely pravděpodobnou úroveň zacházení, kterému bude zabalený produkt či uzavřený kontejner při svém použití pravděpodobně vystaven, zatímco si bude současně udržovat žádoucí úroveň těsnicího záběru s daným produktem, se sebou samotným anebo s doprovodným polouzavřeným kontejnerem, čímž je zajištěno uchování rychle se kazících produktů.

Jeden ze způsobů měření či kvantifikování této adhezní vlastnosti je dán do souvislosti s hodnotou adhezní síly při odtrhování, jež se přednostně měří prostřednictvím metody tzv. Pressure Sensitive Tápe Council Method PSTC- 1. Proužek fólie dlouhý 30,5 cm a široký 2,54 cm je jednou válcován proti hladkému povrchu nerezavějící oceli rychlostí 30,5 cm za minutu při použití válečku o hmotnosti 2,04 kg a pak testován na maximální hodnotu adhezní síly při odtrhování, pohybující se v rozmezí od zhruba 0,012 až 0,600 kg/cm, výhodněji od zhruba 0,012 do 0,027 kg/cm šířky proužku. Obecně je pro uskladňovací obal žádoucí minimální adheze udržující utěsnění, resp. uzavření, takže je obal lehce odloupnut pro přístup k uloženému produktu.

Ve výhodném provedení je uskladňovací obalový materiál 10 podle tohoto vynálezu v podstatě nepřilnavý obalový materiál, v kontrastu s typickými, komerčně obdržitelnými uskladňovacími obalovými materiály. Jak je uvedeno výše, tyto materiály vykazují přilnavé vlastnosti stále, takže lnou ksobě samotným a k jiným povrchům, kdykoli se dostanou do jejich blízkosti, ať je to žádoucí či nikoli. Tyto materiály mají často zapracované pryskyřice, přísady, prostředky pro zlepšení lepivosti či jiné materiály, aby dosáhly cílové úrovně přilnutí. Vhodné způsoby měření a kvantifikování tohoto přilnutí jsou popsány v metodách testování ASTM D5458-95 a D335489. Testování D5458-95 je užitečné pro měření přilnavosti mezi dvěma vrstvami fólie jak v napnutém, tak v nenapnutém stavu, a používá proužek fólie široký 2,54 cm, přilnuté k ploché fólii, připevněné k šikmému povrchu. Měří se síla potřebná k odstranění proužku fólie od ploché fólie. Metoda testování D3354-89 je užitečná pro měření stupně blokování, tj. nechtěné adheze existující mezi překrývajícími se vrstvami plastické fólie. Adheze jedné fólie ke druhé je vyjádřena jako blokovací zatížení v gramech, které způsobí, že se dvě vrstvy polyetylenové fólie od sebe oddělí při ploše styku 100 cm².

Nepřilnavé obalové materiály podle tohoto vynálezu mohou být vyráběny s použitím patřičného výběru materiálů, při vyhnutí se jakýmkoli materiálům známým jako přísady pro přilnutí, a to včetně těch typů popsaných výše. Dále mohou být zpracovány dodatečné materiály či přísady podle potřeby, k dalšímu omezení, pokud ne k eliminaci tendence takových materiálů lnout k sobě samotným a k jiným povrchům. Takové materiály budou obsahovat antistatické prostředky atd.

Uskladňovací obalové materiály 10 podle tohoto vynálezu mohou mít různé podoby a mohou být vyráběny s rozmanitostí různých přístupů. Jedna kategorie jejich vytvoření, jež může poskytnou potřebné vlastnosti, používá oddělovače pro zábranu kontaktu adhezní vrstvy s vnějšími povrchy před zamýšleným použitím. Tyto oddělovače jsou provedeny tak, že jsou prostřednictvím aktivo

-7CZ 292708 B6 vání uživatelem deformovatelné, odstranitelné, přestavitelné či křehké, aby vystavily dané adhezivum, je-li to zamýšleno, styku s cílovým povrchem. Jeden konkrétní přístup uvnitř této kategorie provedení, o němž se má za to, že je v současné době přednostním, je zformování struktury třírozměrné fólie s vrstvou samolepicího adheziva, chráněného od kontaktu s jinými povrchy prostřednictvím integrálně vytvořených, deformovatelných výčnělků či oddělovačů. Aby se tento materiál aktivoval, jakmile je umístěn nad žádoucí cílový povrch, kterým může být další část jeho samotného, uživatel vyvíjí tlak na žádoucí umístění tohoto materiálu za účelem zborcení těchto výčnělků a přivedení adheziva do záběru s daným cílovým povrchem za účelem vytvoření žádoucího spojení. Tyto materiály jsou podrobněji popisovány v US-patentové přihlášce 08/584 638, na jehož obsah je tímto činěna odvolávka.

Použije-li se taková třírozměrná struktura jako je obalový materiál v souladu s tímto vynálezem, mohou být např. povrchy vnějšího kontaktu buď přizpůsobivé anebo tuhé a současně planámí, tj. plošné, nebo neplanámí. Deformaci třírozměrné struktury se dává přednost pro použití s tuhým cílovým povrchem. Jestliže je daná substance adhezivum a cílem je uvolnitelné přilnutí k nějakému cílovému povrchu po deformaci struktury, pak je důležitý stupeň adheze. Inverze výčnělků, zejména těch vyrobených z HDPE, což je PE s vysokou hustotou, minimalizuje návrat výčnělku jeho skočením zpět, takže není nutná vyšší adheze, aby se zabránilo selhání relativně slabých utěsnění. U tohoto provedení je žádoucí, aby tyto výčnělky zůstaly nehybné či nepružné poté, co jsou obráceny či rozmačkány, nicméně pružný výčnělek by mohl být použit, např. tam kde se sním počítá pro permanentní spoj, kde tedy použité agresivní adhezivum překoná jeho skočení zpět. Pružný výčnělek může být rovněž žádoucí tam, kde se počítá s opakovaným použitím daného materiálu.

Obalový materiál provedený v souladu s výše uvedenou US-patentovou přihláškou je opatřen třírozměrnými výčnělky (budou popsány dále v textu podle vyobrazení na obr. 2 a 3, nyní jsou popisovány pouze obecně), které jsou vytvořeny v amorfním vzoru dvourozměrných geometrických tvarů tak, že vrstva materiálu odolává zapadání do sebe při na sobě přeložených vrstvách, a to takovému, s jakým se setkává při běžném použití, např. ve válci s tímto produktem. Takové třírozměrné materiály odolávající zapadání do sebe a vzory jsou podrobněji popisovány v US patentu 6 254 965, jehož obsah je zde tímto uváděn.

Je-li daný materiál formován do protaženého pásu s úmyslem jeho navíjení na nějaký tm či na něj samotný (válec bez jádra) pro účely kompaktního uložení, v souladu s tímto vynálezem tento pás vykazuje nestejnoměrný vzor, alespoň ve směru vinutí a nejpravděpodobněji jak ve směru vinutí, tak v jeho příčném směru. Ačkoli může být pro jisté aplikace žádoucí nekonečný, neopakující se vzor, materiály přítomného vynálezu budou vykazovat minimálně vlastnost nestejnoměrného vzoru na vzdálenost pasu alespoň tak velkou, jako je maximum zamýšleného obvodu válce svinutého produktu.

Aby se dosáhlo co největšího stupně odolnosti vůči zapadání do sebe, třírozměrné materiály odolávající zapadání do sebe podle tohoto vynálezu přednostně vykazují dvourozměrný vzor třírozměrných výčnělků, jenž je v podstatě amorfní povahy Pokud se v tomto materiálu používá pojem amorfní, týká se vzoru, jenž nevykazuje žádné snadno vnímatelné uspořádání, pravidelnost, či orientaci vytvářejících prvků. Tato definice pojmu amorfní je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje daná odpovídající definice ve slovníku Websteťs Ninth New Collegiate Dictionary. V takovém vzoru orientace a uspořádání jednoho prvku s ohledem na sousední prvek nenese žádný předvídatelný vztah k orientaci a uspořádání dalšího za ním následujícího prvku.

Na rozdíl od toho se pojem seskupení zde používá k odkazu na vzory vytvářejících prvků, které vykazují pravidelné, řízené uskupení, sled či uspořádání. Tato definice pojmu seskupení je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice ve slovníku Websteťs Ninth New Collegiate Dictionary. V tomto vzoru, seskupení

-8CZ 292708 B6 orientace a uspořádání jednoho prvku s ohledem na sousední prvek nese předvídatelný vztah k orientaci a uspořádání dalšího za ním následujícího prvku.

Stupeň, v němž je ve vzoru seskupení třírozměrných výčnělků přítomen řád, je v přímém vztahu 5 ke stupni schopnosti zapadat do sebe, vykazované daným pásem či strukturou. Např. ve vysoce uspořádaném vzoru seskupení stejně velkých a tvarovaných dutých výčnělků v těsně nakupeném hexagonálním seskupení je každý výčnělek doslova replikou jakéhokoliv dalšího výčnělku. Zapadání oblastí takového pásu nebo struktury do sebe, pokud ne celého pásu, může být dosaženo posunutím vyrovnání pásu mezi na sobě se překrývajícími strukturami či jejími částmi o ne to více než o jednu mezeru výčnělku v jakémkoli daném směru. Menší stupně uspořádání mohou vykazovat menší tendenci zapadat do sebe, ačkoli se má za to, že jakýkoli stupeň uspořádání poskytuje vždy určitý stupeň zapadání do sebe. Podle toho bude amorfní a neuspořádaný vzor výčnělků tudíž vykazovat největší možný stupeň odolnosti vůči zapadání do sebe.

Ačkoli se upřednostňuje, aby celý povrch pásu v souladu s tímto vynálezem vykazoval takový amorfní vzor, může být na základě některých okolností žádoucí, aby takovýto vzor nebyl proveden na celé ploše takového pásu. Např. porovnatelně malá část pásu může vykazovat nějaký pravidelný vzor výčnělků či jich může být ve skutečnosti prosta, aby představovala celkově planámí povrch. Navíc, tam kde má být daný plošný materiál formován jako srovnatelně velká 20 plocha materiálu a/nebo jako protažený spojitý pás ke složení či navinutí na sebe, je možno, aby se daný amorfní vzor sám periodicky uvnitř dané struktury nebo pásu opakoval Ačkoli jakékoli opakování vzoru uvnitř pásu umožňuje vznik možnosti zapadání do sebe, tato možnost existuje pouze tehdy, dojde-li k přesnému vyrovnání sebe překrývajících vrstev či částí vrstev v jedné ose s takovými vrstvami či částmi vrstev, představujícími přesně jednu repliku daného vzoru, resp.

celé číslo replik pro nějakou spojitou či složenou strukturu. To je rozdílné vzhledem k charakteru zapadání do sebe struktur zformovaných ze stejně tvarovaných výčnělků ve vzoru seskupení, ve kterém je každý výčnělek replikou přilehlých výčnělků tak, že vzdálenost této repliky je mezerou jediného výčnělku. V takovémto uspořádání dojde k vyrovnanému zapadání do sebe, jestliže dojde k vyrovnání pásu materiálu do jedné osy posunutím o mezeru ne více než jednoho výčněl30 ku.

V pásu s amorfním vzorem třírozměrných výčnělků bude volba patřičného množství výčnělků v rámci daného vzoru jedinečná, ačkoli za některých okolností je myslitelné, že jednotlivé výčnělky v rámci daného vzoru nemusí být unikátní. Využitím amorfního vzoru nebude tříroz35 měrná vrstva materiálu (v případě vrstvy mající duté, třírozměrné výčnělky) zapadat do sebe, ledaže dojde k přesnému překrytí vrstev materiálu majících stejný amorfní vzor.

Má se rovněž za to, že plošné materiály mající dvourozměrný vzor třírozměrných výčnělků, jenž je v podstatě amorfní povahy, rovněž vykazují izomorfii Pokud se zde používají pojmy izo40 morfie a její odvozenina izomorfní, tyto pojmy se týkají podstatné uniformity v geometrických a strukturálních vlastnostech pro danou plochu opsanou kružnicí, kdekoli je taková plocha uvnitř daného vzoru znázorněna. Tato definice pojmu izomorfní je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje daná odpovídající definice ve slovníku Websteťs Ninth New Collegiate Dictionary. S použitím příkladu pak bude předepsaná plocha obsahující 45 statisticky významné množství výčnělků s ohledem na celý amorfní vzor vykazovat statisticky v podstatě ekvivalentní hodnoty pro takové vlastnosti struktuiy jako jsou plocha výčnělku, hustota množství výčnělků, úplná délka stěny výčnělku, atd. Má se za to, že tato korelace je žádoucí se zřetelem na fyzikální a strukturální vlastnosti, je-li na povrchu materiálu žádoucí jeho jednotnost a obzvláště s ohledem na vlastnosti materiálu měřené kolmo k vrstvě tohoto materiálu 50 jako odolnost výčnělků vůči deformaci atd.

Využívání amorfního vzoru třírozměrných výčnělků má rovněž jiné přednosti. Např. bylo pozorováno, že třírozměrné plošné materiály provedené z hmoty, jež je původně izotropní uvnitř roviny tohoto materiálu, zůstávají celkově izotropní se zřetelem na fyzikální vlastnosti struktuiy

-9CZ 292708 B6 ve směrech uvnitř roviny tohoto materiálu. Pokud se zde používá pojem izotropní, týká se vlastností struktury, jež jsou vykazovány do v podstatě stejných stupňů ve všech směrech daného materiálu. Tato definice pojmu izotropní je stejně celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice ve slovníku Websteťs Ninth New Collegiate Dictionary. Aniž bychom byli vázání teorií, v současné době se má za to, že toto je důsledkem neuspořádaného a neorientovaného uspořádání třírozměrných výčnělků uvnitř amorfního vzoru. Následně pak směrové strukturální materiály vykazující vlastnosti struktury, jež se mění směrem struktury, budou typicky vykazovat takové vlastnosti podobným způsobem po zavedení amorfního vzoru na daný materiál. Taková vrstva materiálu by např. mohla vykazovat v podstatě stejné tažné vlastnosti v jakémkoli směru uvnitř roviny materiálu, pokud byl výchozí materiál v tažných vlastnostech izotropní.

Takový amorfní vzor se ve fyzikálním smyslu promítá do statisticky ekvivalentního množství výčnělků na míru délky jednotky, danou čarou taženou v jakémkoli daném směru směrem ven jako paprsek z jakéhokoli daného bodu uvnitř tohoto vzoru. Jiné statisticky ekvivalentní parametry by mohly obsahovat počet stěn výčnělků, průměrnou plochu výčnělku, průměrný celkový prostor, tj. mezeru mezi výčnělky, atd. Má se za to, že statistická ekvivalence v souvislosti se strukturálními, geometrickými charakteristickými rysy s ohledem na směry v rovině dané struktury, se promítá do statistické ekvivalence z hlediska vlastností směrované struktury.

Při opětném zohlednění konceptu seskupení je následně provedeno osvětlení rozdílu mezi seskupeními a amorfními vzory, protože nějaké seskupení je definicí uspořádáno ve fyzikálním smyslu a bude vykazovat nějakou pravidelnost ve velikosti, tvaru, rozmístění a/nebo orientaci výčnělků. Podle toho pak čára či paprsek tažený z daného bodu ve vzoru bude dávat statisticky odlišné hodnoty v závislosti na směru, v němž je paprsek veden, a to pro takové parametry jako je počet stěn výčnělků, průměrná plocha výčnělků, průměrná celková mezera mezi výčnělky, atd., s odpovídající variací vlastnosti směrované struktury.

Uvnitř výhodného amorfního vzoru budou výčnělky přednostně nestejné s ohledem na svou velikost, tvar, orientaci se zřetelem ke struktuře a mezerám mezi středy přilehlých výčnělků. Aniž bychom byli vázání teorií, má se za to, že rozdíly v rozmístění či mezerách od středu ke středu přilehlých výčnělků hrají důležitou roli při omezování pravděpodobnosti zapadání do sebe, které nastává při zapadání do sebe lícní části do zadní části. Rozdíly v rozmístění od středu ke středu výčnělků uvnitř vzoru mají za výsledek ve fyzikálním smyslu mezery mezi výčnělky, umístěné v různých prostorových umístěních se zřetelem k celkové struktuře. Podle toho pak pravděpodobnost vzniku shody mezi překrývajícími se částmi jedné nebo více vrstev materiálu z hlediska výčnělků je zcela nízká. Dále, pravděpodobnost shody vzniklé mezi mnohosti přilehlých výčnělků/mezer na sobě se překrývajících vrstvách anebo jejich částech je důsledkem amorfního vzoru výčnělků dokonce ještě nižší.

V kompletně amorfním vzoru, jak je upřednostňován, je mezera od středu ke středu nahodilá, alespoň v rámci specifikovaného omezeného rozpětí, takže zde existuje stejná pravděpodobnost nejbližšího souseda daného výčnělku vznikající vjakékoli dané úhlové poloze, resp. umístění uvnitř roviny dané vrstvy nebo struktury materiálu. Jiné fyzikální geometrické charakteristiky této struktury jsou také přednostně nahodilé, či alespoň nestejné, uvnitř mezních podmínek tohoto vzoru, jako je množství stran výčnělků, úhly obsažené uvnitř každého výčnělku, velikost výčnělků atd. Avšak, ačkoli je možné a v některých okolnostech žádoucí, mít mezeru mezi přilehlými výčnělky, jež bude nestejná a/nebo nahodilá, výběr tvarů mnohoúhelníků schopných spolu vzájemného záběru činí stejnoměrné rozmístění mezi přilehlými výčnělky možným. To je obzvláště užitečné pro některá použití třírozměrných materiálů odolávajících zapadání do sebe podle tohoto vynálezu, jak o tom zde bude dále pojednáno.

Vrstva či struktura materiálu může být záměrně vyrobena s množstvím amorfních ploch uvnitř téže vrstvy či struktury, až do bodu opakování téhož amorfního vzoru ve dvou či více takových

-10CZ 292708 B6 oblastech. Je možno účelově oddělit amorfní oblasti pravidelně definovaným, neamorfním vzorem či seskupením, či dokonce prázdnou oblastí bez výčnělků, či jakoukoli jejich kombinací.

Formace obsažené uvnitř neamorfní plochy mohou být jakéhokoli hustoty, výšky anebo tvaru.

Dále, tvar a rozměry neamorfního regionu samotného mohou být přizpůsobeny jak je žádoucí.

Dodatečné příklady tvarů formace, které však nejsou vyčerpávajícími, jsou klíny emanující z nějakého bodu, seříznuté klíny, mnohoúhelníky, kruhy, křivočaré tvary, či jejich kombinace.

Navíc, jedna amorfní oblast může mít zcela zapouzdřené amorfní plochy nebo může opisovat jednu či více amorfních ploch. Příkladem je jediná, spojitá amorfní oblast s neamorfhími vzory zcela uzavřenými blízko středu dané vrstvy či struktury. Tyto vložené vzory mohou nést jméno značky, výrobce, pokyny, označení strany či líce materiálu, jiné informace anebo mohou být jednoduše dekorativní povahy.

Vícenásobné neamorfní oblasti mohou být přilehlé či překryté v podstatě spojitým způsobem, aby se rozdělil jeden amorfní vzor do násobných oblastí anebo aby se od sebe oddělily násobné amorfní oblasti, jež nikdy předtím nebyly částí větší jediné amorfní oblasti.

Z výše uvedeného pojednání je zřejmé, že využití amorfního vzoru třírozměrných výčnělků umožňuje výrobu struktur majících přednosti nějakého vzoru seskupení, např. statistickou stejnost vlastností struktury na bázi plochy/polohy, bez klíčových nevýhod používání seskupení v takových aplikacích, jmenovitě nestabilnost a anizotropii.

Struktury podle tohoto vynálezu mohou mít výčnělky zformované ze skutečně jakéhokoli třírozměrného tvaru a podle toho nemusí mít všechny konvexní mnohoúhelníkový tvar. Nicméně, v současnosti se upřednostňuje provedení, výčnělků v podstatě ve tvaru komolých jehlanů stejné výšky, majících konvexní mnohoúhelníkové základny v rovině jednoho povrchu materiálu a majících vzájemně blokující, přilehlé paralelní boční stěny. Pro jiné aplikace však tyto výčnělky nemusí mít nezbytně mnohoúhelníkový tvar.

Pokud se zde používá pojem mnohoúhelník ajeho adjektivum mnohoúhelníkový, odkazuje se jím na dvourozměrný geometrický obrazec se třemi či více stranami, protože polygon s jednou nebo dvěma stranami by definoval nějakou čáru. Podle toho jsou v pojmu mnohoúhelník obsaženy trojúhelníky, čtyřúhelníky, pětiúhelníky, šestiúhelníky atd., stejně jako křivočaré tvary jako kružnice, elipsy atd. jež mají nekonečné množství stran.

Při navrhování nějaké třírozměrné struktury budou žádoucí fyzikální vlastnosti výsledné struktury určovat velikost, geometrický tvar a rozmístění či mezery třírozměrných topografických charakteristických rysů, stejně jako volbu materiálů a formovacích technik. Například, deformovatelné třírozměrné výčnělky budou typicky vykazovat měnící se stupně deformovatelnosti, zejména mačkatelnosti (drtitelnosti), v závislosti na tvaru jejich průřezu a průměrném ekvivalentním průměru. Modus ohýbání a/nebo flexibilita celkové struktury bude záviset na poměrném podílu dvourozměrného materiálu mezi třírozměrnými výčnělky.

Při popisování vlastností třírozměrných struktur nejednotných, obzvláště nekruhových tvarů a nestejnoměrného rozmístění, je často užitečné použít průměrných množství a/nebo ekvivalentních množství. Např. z hlediska charakterizování vztahů lineární vzdálenosti mezi třírozměrnými výčnělky ve dvourozměrném vzoru, kde jsou mezery provedeny od středu ke středu nebo jednotlivě, pojem průměrného rozmístění může být užitečným k charakterizování výsledné struktuiy. Jiné kvantity, jež by mohly být popisovány z hlediska průměrů, by obsahovaly poměr povrchové plochy zaujímané výčnělky, plochy výčnělku, obvodu výčnělku, průměru výčnělku atd. Pro jiné rozměry jako je obvod výčnělku a průměr výčnělku, může být provedeno přibližné zprůměrování pro výčnělky, jež jsou nekruhové, a to sestavením hypotetického ekvivalentního průměru, jak se často činí v kontextu s naukou o hydraulice.

-11 CZ 292708 B6

Předpokládá se, že třírozměrný tvar jednotlivých výčnělků hraje roli jak při určování fyzikálních vlastností jednotlivých výčnělků, stejně jako celkových vlastností struktury. Pro jisté aplikace má obzvláštní význam nemačkavost výčnělků, tj. jejich schopnost odolávat deformaci mačkáním a/nebo obrácením do směru v podstatě kolmého k rovině daného materiálu. Aniž bychom byli vázáni teorií, se v současnosti má za to, že odpor vůči mačkání daného výčnělku závisí na příslušných pevnostech jednotlivých segmentů, které definují každou plošku podél obvodu daného výčnělku. Segment dílu s nejnižšími mezemi pevnosti proti mačkání omezuje nemačkavost daného výčnělku stejně jako nejslabší článek definuje pevnost celé délky řetězu.

Pevnosti jednotlivých dílů ve vzpěru mohou být zvýšeny zavedením zakřivení do určitého dílu v rovině kolmé ke směru mačkání, s pevností vzpěru zvyšující se se zmenšujícím se poloměrem zakřivení. Pevnosti vzpěru jednotlivých dílů mohou být také zvýšeny zmenšením šířky dílu pro nějakou konstantní výšku, tj. zmenšením jejich poměru. V případě nezakřivených výčnělků, majících konečný počet stran v podstatě planámího tvaru, aplikace těchto principů napovídá, že výčnělky budou vykazovat celkově větší nemačkavost, když se rovnost v délce strany a obsažených úhlů zvyšuje minimalizováním účinku nej slabšího článku. Podle toho, výčnělek s jednou stranou podstatně delší než ostatní bude omezen v nemačkavosti chováním ve vzpěru této nej delší strany. Tudíž tato pevnost pro daný obvod a danou tloušťku stěny bude větší pro výčnělek mající větší množství menších stran a bude maximalizovat svou nemačkavost tím, že bude mít strany v podstatě podobných rozměrů, aby se minimalizoval efekt nej slabšího článku.

Je účelné si všimnout toho, že předchozí pojednání předpokládá geometrickou repliku třírozměrných struktur z jiných geometrických struktur a tvarů. Je nutno vzít v úvahu reálné výrobní možnosti, jako je zakřivení, stupeň lisovatelnosti, poloměr rohů atd., s ohledem na konečně vykazované fyzikální vlastnosti.

Použití vzájemně se blokující sítě komolých jehlanů poskytuje určitý pocit uniformity materiálu celkové struktury, což napomáhá při řízení a navrhování vlastností celkové struktury jako je roztažení struktury, síla v tahu, profil svinutí a tloušťka, atd., při současném udržování žádoucího stupně amorfhosti v daném vzoru. Navíc, je-li použito jako základní struktura pro aplikaci adhezivum nebo jiná aktivní substance, jak je to popsáno ve výše odkazované US-patentové přihlášce 08/584 638, použití vzoru vzájemně blokující mnohoúhelníkové báze pro výčnělky materiálu zajišťuje řiditelnou šířku a rozmístění zahloubení mezi výčnělky, takže plocha použitelná pro kontakt aktivního prostředku s cílovým povrchem může být přizpůsobena potřebě. Použití vnějších mnohoúhelníkových základen, ze kterých se protahují směrem nahoru strany komolých jehlanů, rovněž přidává stupeň předvídavosti a stejnosti zhroucení výčnělků pod stlačovacími silami a rovněž zlepšuje uvolňovací vlastnosti formovaného materiálu z odpovídající formovací struktury.

Použití mnohoúhelníků majících konečný počet stran v amorfním vzoru, uspořádaných ve vzájemně blokujícím vztahu, rovněž poskytuje výhodu před strukturami používajícími kruhové či téměř kruhové tvary. Vzory jako uskupení používající těsně natěsnaných kruhů jsou omezeny z hlediska plochy, kterou mohou kruhy zabírat ve vztahu k neobkroužené ploše mezi přilehlými kružnicemi. Konkrétněji, i v tom vzoru, kde se přilehlé kružnice dotýkají ve svém tečném bodě, bude stále ještě dané množství prostoru zachyceného v rozích mezi konsekutivními tečnými body. Podle toho, i amorfní vzory kruhových tvarů jsou omezeny z hlediska toho jak malá nekruhová plocha může být navržena do dané struktury. Podle toho pak mohou byt vzájemně blokující mnohoúhelníkové tvary, s konečnými množstvími stran navrženy tak, aby byly nahuštěny dohromady Mohou být nahuštěny tak, aby přilehlé strany přilehlých mnohoúhelníků mohly být v kontaktu podél jejich celé délky tak, že zde není žádný zachycený volný prostor mezi rohy. Takové vzory tudíž otevírají celé možné rozpětí mnohoúhelníkové plochy od téměř 0 % do téměř 100 %, což může být obzvláště žádoucí pro jisté aplikace, kde se pro funkci stává důležitým dolní zakončení volného prostoru.

-12CZ 292708 B6

Jakýkoli vhodný způsob může být využit k provedení vzájemně blokujícího mnohoúhelníkového uspořádání dutých komolých jehlanů, jenž poskytuje vhodnou kapacitu uspořádání z hlediska žádoucí velikosti výčnělku, tvaru, zúžení, rozmístění, mezery, vzdálenosti opakování atd. Je možno použít i manuálních způsobů provedení. Takový vzor může být udělen materiálu výchozí struktury jakýmkoli vhodným způsobem, včetně manuálních způsobů a způsobů jednotlivě na zakázku tvarovaných výčnělků.

Avšak, v souladu s tímto vynálezem, byl vyvinut účelný způsob provádění a formování těchto výčnělků, který dovoluje přesné vytvoření žádoucí velikosti výčnělku, tvaru, zúžení a rozmístění uvnitř amorfního vzoru, vzdálenost opakování určitého amorfního vzoru atd., stejně jako kontinuální formování struktur obsahujících takové výčnělky v automatickém výrobním postupu.

Zcela nahodilý vzor třírozměrných dutých výčnělků v materiálu by, teoreticky, nikdy nevykazoval zapadání lícní plochy do zadní plochy, protože tvar a osové vyrovnání každého komolého jehlanu by byly unikátními. Avšak, provedení takového zcela nahodilého vzoru by bylo časově velmi náročné a složité, a stejně pak složitá by byla i výroba vhodné formovací struktury. V souladu s vynálezem může být však dosaženo toho, aby vzory či struktury do sebe nezapadaly, a to tak, že je vztah přilehlých článků či struktur k sobě navzájem specifikován jakožto celkový geometrický charakter těchto článků či struktur, ale v němž je jejich přesná velikost, tvar a orientace různá a neopakující se. Pojem,, neopakující se, jak je zde používán, se týká vzorů či struktur, kde není přítomna identická struktura či tvar v žádných dvou umístěních uvnitř vymezené zájmové plochy. Ačkoli uvnitř daného vzoru či zájmové plochy může být více než jeden výčnělek dané velikosti a tvaru, přítomnost jiných výčnělků okolo nich s nestejnou velikostí a tvarem ve skutečnosti vylučuje možnost identického uskupení výčnělků přítomných v násobných umístěních. Řečeno jinak, vzor výčnělků je v celé zájmové ploše nestejný, tedy nejednotný, takže žádné uskupení výčnělků uvnitř celkového vzoru není stejné jako jakékoli jiné podobné uskupení výčnělků. Nosná pevnost třírozměrného plošného materiálu bude bránit významnému zapadání do sebe jakékoliv oblasti materiálu obklopujícího daný výčnělek i v případě, kdy se tento výčnělek ocitne přeložený přes jediné odpovídající zahloubení, protože výčnělky obklopující tento jediný výčnělek se budou odlišovat velikostí, tvarem a výsledným rozmístěním od středu ke středu od těch, které obklopují druhý výčnělek či zahloubení.

Profesor Davies z University of Manchester studoval porézní, celulámí keramické membrány a konkrétněji, vytvořil analytické modely těchto membrán za účelem matematického modelování k simulování výkonu v reálném světě. Tato práce byla podrobněji popsána v publikaci s názvem Porézní, celulámí keramické membrány: Stochastický model k popisu struktury membrány s anodickou oxidací, autoři J. Broughton a G. A. Davies, otištěná v Joumal of Membrane Science, svazek 106 (1995), na stranách 89-101, jejíž obsah je zde tímto zapracován. Jiné vztažené techniky matematického modelování jsou podrobněji popisovány v článku s názvem Výpočet n-rozměrového mozaikování Delaunaye s aplikací na polytopy Voroného (Computing the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes), autor D. F. Watson, který byl otištěn v The Computer Joumal, svazek 24, č. 2 (1981), na stránkách 167-172, a v článku Statistické modely k popisu struktuiy porézních, keramických membrán, autor J.F.F. Lim. X. Jia. R. Jafferali a G. A Davies, jenž byl otištěn v Separation Science and Technology, 28(1-3) (1993), na stranách 821 - 854, přičemž obsah obou publikací je zde tímto zapracován.

Jako součást této práce profesor Davies vypracoval dvourozměrný mnohoúhelníkový vzor, založený na omezeném mozaikování Voroného prostoru-2. V tomto způsobu, opět s odkazem na výše označené publikace, jsou body nukleace, tedy jádrové výchozí body, umístěny v nahodilých umístěních v ohraničené předem stanovené rovině, jež se množstvím rovnají množství mnohoúhelníků žádoucích v daném dokončeném vzoru Počítačový program zvětšuje každý bod jako kružnici současně a radiálně z každého bodu nukleace ve stejných měrách. Když se přední části sousedních jádrových bodů setkají, tento růst se zastaví a je zformována hraniční čára (rozhraní).

-13 CZ 292708 B6

Tyto hraniční čáry každá formují okraj mnohoúhelníku, s vrcholy zformovanými průsečíky hraničních čar.

Ačkoli je toto teoretické pozadí důležité při pochopení toho, jak mohou být takové vzory generovány, a pro pochopení vlastností těchto vzorů, zůstává otázka provádění výše uvedených numerických opakování stupňovitě za účelem rozšiřování jádrových bodů směrem ven žádoucím polem zájmu. K tomu, aby se tento postup provedl účelně, je s výhodou napsán počítačový program k provádění těchto výpočtů za předpokladu příslušných hraničních stavů a vstupních parametrů, a k dodání žádoucího výstupu.

Prvním krokem v generování vzoru pro vyrobení třírozměrné formovací struktury je stanovení rozměrů žádoucí formovací struktury. Např., je-li žádoucí sestavit formovací strukturu asi 20,3 cm širokou a asi 25,4 cm dlouhou, určenou pro volitelné formování do nějakého válce anebo pásu, stejně jako desky, vytvoří se soustava souřadnic X-Y, s maximálním rozměrem X (Xmax) Činícím asi 20,3 cm a s maximálním rozměrem Y (Ymax) činícím asi 25,4 cm anebo obráceně.

Poté co je specifikován systém souřadnic a maximální rozměry, dalším krokem je určit počet bodů nukleace, jimiž se stanou mnohoúhelníky odpovídající počtu výčnělků žádoucích uvnitř vymezených hranic formovací struktury. Tímto počtem je celé číslo mezi nulou a nekonečnem a mělo by být zvoleno s ohledem na průměrnou velikost a rozmístění mnohoúhelníků, které je žádoucí v dokončeném vzoru. Větší počty odpovídají menším mnohoúhelníkům a obráceně. Užitečným přístupem ke stanovení příslušného počtu jádrových bodů či mnohoúhelníků je vypočítat množství mnohoúhelníků umělé, hypotetické stejné velikosti a tvaru, jež by bylo potřeba k naplnění žádoucí formovací struktury. Za předpokladu běžných jednotek měření plocha formovací struktury (délka, x šířka), dělená druhou mocninou součtu průměru mnohoúhelníku amezeiy mezi mnohoúhelníky, bude dávat žádoucí číselnou hodnotu N (zaokrouhlenou na nejbližší celé číslo). Tento vzorec bude v následující podobě rovnice:

X max Ymax

N =------------------------------------(průměr mnohoúhelníku + mezera mezi mnohoúhelníky)²

Pro další krok je zapotřebí generátoru náhodných čísel. Může být použit jakýkoli generátor náhodných čísel známý těm, kdo jsou kvalifikovaní v dané technice, včetně těch které vyžadují nasazené číslo nebo využívající objektivně stanovení výchozí hodnoty jako je chronologický čas. Mnoho generátorů náhodných čísel funguje tak, že poskytuje číslo mezi nulou a jedničkou (0 až 1) a následující pojednání předpokládá použití takovéhoto generátoru. Může být rovněž použit generátor s odlišným výstupem, jestliže je určitý výsledek převáděn na nějaké číslo mezi nulou a jedničkou či jsou použity faktoiy vhodné konverze.

Je napsán počítačový program k řízení generátoru náhodných čísel pro žádoucí počet opakování, ke generaci tolika náhodných čísel, jež je žádoucí, aby se rovnaly dvojnásobku žádoucího počtu bodů nukleace, vypočtených výše. Když jsou tato čísla generována, alternativní čísla se násobí buď maximálním rozměrem X nebo maximálním rozměrem Y, ke generaci nahodilých párů souřadnic X a Y, všech majících hodnoty X mezi nulou a maximálním rozměrem X a hodnoty Y mezi nulou a maximálním rozměrem Y. Tyto hodnoty jsou pak uloženy jako páry (X, Y) souřadnic rovnajících se počtem počtu jádrových bodů.

Jestliže je ke generací výsledného vzoru použit způsob popsaný v předcházejícím odstavci, tento vzor bude opravdu nahodilý. Tento opravdu nahodilý vzor bude mít, svou povahou, velkou distribuci mnohoúhelníkových velikostí a tvarů, což může být v některých případech nežádoucí. Např. velká distribuce mnohoúhelníkových velikostí může vést k velkým variacím vlastností struktury v jejích různých regionech a může vést k potížím ve formování struktury, závisejícím

-14CZ 292708 B6 na zvoleném způsobu formování. Aby se zajistil určitý stupeň řízení nad stupněm nahodilosti spojené s generací umístění bodů nukleace, je zvolen řídicí faktor či omezení, zde pak dále nazývaný jako β. Toto omezení omezuje blízkost umístění sousedních jádrových bodů prostřednictvím zavedení vyloučené vzdálenosti E. která představuje minimální vzdálenost mezi jakýmikoli dvěma přilehlými jádrovými body. Tato vyloučená vzdálenost E se vypočítá takto:

2β kde λ je počet hustota bodů (bodů na jednotku plochy) a β se pohybuje v rozmezí 0 až 1.

Aby se uskutečnilo řízení stupně nahodilosti, je první bod nukleace (jádrový bod) umístěn jak je to popsáno výše. Potom je zvolena β a z výše uvedené rovnice je vypočítáno E. Je nutno si všimnout, že β a tudíž i E zůstane konstantní v průběhu umísťovaní jádrových bodů. Pro každou následnou souřadnici bodu nukleace (X, Y), jež je generována, je počítána vzdálenost od tohoto bodu ke každému jinému jádrovému bodu, který již byl umístěn. Jestliže bude tato vzdálenost pro jakýkoli bod menší než E, tyto nově generované souřadnice (X, Y) jsou vymazány a je generován nový soubor. Tento postup je opakován, dokud nejsou úspěšně rozmístěny všechny body N. Jestliže bude β = 0, pak je vzdálenost vyloučení nula a vzor bude skutečně nahodilý. Pokud bude β = 1, vzdálenost vyloučení se bude rovnat nejbližší sousední vzdálenosti pro šestiúhelníkově těsně naměstnané seskupení. Volba hodnoty β mezi 0 a 1 umožňuje řízení stupně nahodilosti mezi těmito dvěma krajnostmi.

Jakmile je vypočítán a uložen úplný soubor jádrových bodů, je provedena triangulace podle Delaunaye, jako předchozí bod ke generování ukončeného mnohoúhelníkového vzoru. Použití triangulace podle Delaunaye v tomto postupu zakládá jednodušší, ale matematicky ekvivalentní alternativu opakovanému růstu mnohoúhelníků z jádrových bodů jako kružnic, jak je to popsáno v teoretickém modelu výše. Tématem za provedením této triangulace je generování souborů třech jádrových bodů formujících trojúhelníky, takže kružnice sestavená tak, že prochází těmito třemi body, nebude obsahovat žádné jiné jádrové body uvnitř této kružnice. K provádění triangulace podle Delaunaye je napsán počítačový program k sestavení každé možné kombinace třech jádrových bodů, s každým jádrovým bodem s přiděleným unikátním číslem (celým číslem) pouze pro identifikační účely. Poloměr a souřadnice středového bodu jsou pak vypočteny pro kružnici, která prochází každým souborem třech trojúhelníkově uspořádaných bodů. Souřadnicová umístění každého jádrového bodu nepoužitá k vymezení konkrétního trojúhelníku jsou pak porovnávána se souřadnicemi dané kružnice (poloměr a středový bod), ke stanovení toho zda jakýkoli z jiných jádrových bodů spadá dovnitř kružnice daných třech bodů zájmu. Jestliže sestavený kruh pro tyto tři body projde zkouškou (žádné jiné jádrové body nespadají dovnitř tohoto kruhu), pak jsou tyto tři body, jejich souřadnice X a Y, poloměr kruhu, a souřadnice X a Y středu kruhu uloženy. Jestliže sestavená kružnice pro tyto tři body neprojde zkouškou, žádné výsledky se nezachovávají a výpočet postupuje k dalšímu souboru třech bodů.

Jakmile je triangulace podle Delaunaye ukončena, je pak provedeno Voroného mozaikování prostoru-2, ke generaci hotových mnohoúhelníků. Aby se provedlo toto mozaikování, každý jádrový bod uloženy jako vrchol Delaunayova trojúhelníku formuje střed mnohoúhelníku. Pak je sestaven obrys tohoto mnohoúhelníku sekvenčním spojováním středových bodů opsaných kružnic každého Delaunayova trojúhelníku, jenž obsahuje tento vrchol, sekvenčně ve směru hodinových ručiček. Uložení těchto bodů středu kružnice v opakujícím se pořadí jako ve směru hodinových ručiček umožňuje, aby souřadnice vrcholů každého mnohoúhelníku byly ukládány sekvenčně skrze celé pole jádrových bodů. Při generování těchto mnohoúhelníků je prováděno

-15CZ 292708 B6 porovnání tak, že všechny vrcholy trojúhelníku na hranicích daného vzoru jsou z daného výpočtu vynechány, protože tyto nebudou vymezovat úplný mnohoúhelník.

Jakmile je generován dokončený vzor do sebe vzájemně zabírajících dvourozměrných tvarů, v souladu s tímto vynálezem, tato siť do sebe zabírajících tvarů je využita jako design projeden povrch struktury ze struktury (pásu) materiálu se vzorem definujícím tvary základen třírozměrných dutých výčnělků zformovaných z původně planámí struktury výchozího materiálu. Aby se dosáhlo této formace výčnělků z původně planámí struktury výchozího materiálu, je vytvořena vhodná formovací struktura obsahující negativ žádoucí hotové třírozměrné struktury, jejíž výchozí materiál je přinucen přizpůsobit se vyvíjením vhodných sil, dostatečných k permanentnímu deformování tohoto výchozího materiálu.

Z dokončeného datového souboru souřadnic vrcholů mnohoúhelníků může být prováděn výstup z dokončeného vzoru mnohoúhelníků. Tento vzor může být využit tradičním způsobem jako vstupní vzor pro postup leptání kovové šablony, ke zformování třírozměrné formovací struktury vhodné pro vytvoření materiálů podle tohoto vynálezu. Jestliže je žádoucí větší mezera mezi mnohoúhelníky, může být napsán počítačový program přidávající jednu nebo více paralelních čar ke každé straně mnohoúhelníku, aby se zvětšila jejich šířka zmenšená o odpovídající množství a velikost mnohoúhelníků.

Počítačový program popsaný výše přednostně poskytuje jako svůj výstup soubor počítačové grafiky (tzv. TIFF). Z tohoto datového souboru může být vytvořen fotografický negativ pro použití ve fotoleptacím postupu k leptání negativních otisků do podkladového materiálu, aby odpovídal mnohoúhelníkovým tvarům žádoucího komolého jehlanu v dokončené struktuře materiálu. Alternativně, v závislosti na požadovaném postupu generování negativů formující struktury pro formování hotové struktury, může být žádoucí přizpůsobit výstup počítačového programu k dodávání bodů souřadnic atd., mnohoúhelníkových zahloubení, takovému, který by byl užitečný, jestliže by měl být použit mechanický postup. Navíc, kdyby bylo žádoucí zformovat vnitřní vzor, počítačový výstup by mohl být přizpůsoben tak, aby poskytoval žádoucí informace formujícímu zařízení v rozsahu, v němž se může odlišovat než pro vnější vzor negativu.

K poskytnutí další ilustrace účinku zvyšujících se úrovní omezení, dosažených rozmanitými hodnotami (3, dává příkladná hodnota β = 0,25 (tj. v nižší části rozmezí od 0 do 1) daleko větší kolísání mezery od středu ke středu jádrových bodů a takto výsledné mnohoúhelníky, než příkladná hodnota β = 0,75 (tj. ve vyšší části rozmezí od 0 do 1). Tento stupeň variace v mezeře (rozmístění) od středu ke středu se rovněž v geometrickém smyslu promítá do odpovídajícího stupně kolísání v počtu stran výsledných mnohoúhelníků, stejně jako do velikosti mnohoúhelníku, o kterýchžto účincích bylo pojednáno výše Aby se ve výsledném tvaru mnohoúhelníků produkovala žádoucí úroveň amorfnosti, je výhodná hodnota β = 0,75, avšak tato hodnota může být zajisté upravena podle potřeby tak, aby vyhovovala konkrétnímu použití.

Distribuce plochy mnohoúhelníků se zmenšuje, když se omezení β zvětšuje. Řečeno jinak, méně omezený vzor vykazuje širší rozpětí mnohoúhelníkových velikosti než více omezený vzor. Navíc, pro daný příkladný testovací rám vzorku, nakresleny uvnitř daného vzoru, změna v ploše tohoto rámu postihuje rozmezí procentní mnohoúhelníkové plochy pro daný vzor. Když se plocha testovacího rámu zmenšuje, kolísání v procentu mnohoúhelníkové plochy se zvětšuje. Výsledkem je, že když se plocha testovacího rámu zvětšuje, za jistým bodem zůstává procentní mnohoúhelníková plocha v celém vzoru konstantní. Více omezený materiál (větší β) vykazuje užší rozpětí procentní mnohoúhelníkové plochy a konverguje do konstantní procentní mnohoúhelníkové plochy při menší velikosti testovacího rámu, než méně omezený materiál. Dále pak pro dosažení konzistence (soudržnosti) fyzikálních vlastností v dané struktuře vykazuje omezenější mozaikování menší kolísání v plošné hustotě, tj. umístěném počtu výčnělků a odpovídajících zahloubení, na jednotku plochy.

-16CZ 292708 B6

Vycházíme-li z těchto poznámek, bude zřejmé, že do vzorů generovaných podle tohoto vynálezu může být navržena předvídatelná úroveň soudržnosti, ač je uvnitř určitého vzoru zachována amorfnost. Podle toho mohou být třírozměrné amorfně vzorované materiály odolávající zapadání do sebe formovány se statisticky předvídatelnými geometrickými a fyzikálními materiálovými vlastnostmi.

Na obr. 2 je znázorněn půdorysný pohled na příkladný třírozměrný materiál podle vynálezu, odolávající zapadání do sebe, který je vhodný k použití jako uskladňovací obalový materiál 10. Je zobrazen amorfní dvourozměrný vzor vytvořený výše popsaným způsobem s použitím faktoru omezení 0,75. Uskladňovací obalový materiál 10 má množství nestejně tvarovaných a velkých, přednostně dutých výčnělků 12, obklopených sedlovými mezerami 14, jež jsou přednostně vzájemně spojeny a formují spojitou síť mezer uvnitř tohoto amorfního vzoru. Obr. 2 rovněž znázorňuje rozměr A, který představuje šířku sedlových mezer 14. měřenou jako kolmou vzdálenost mezi přilehlými, v podstatě paralelními stěnami základny daného výčnělku 12. V přednostním ztvárnění je šířka sedlových mezer 14 s výhodou konstantní v celém vzoru výčnělků 12.

Výčnělky 12 podle tohoto provedení jsou vytvářeny s v podstatě nestejnou velikostí a tvarem, takže uskladňovací obalový materiál 10 může být navíjen do válce bez toho aby docházelo k zapadání výčnělků 12 do sebe mezi vrstvami materiálu uvnitř tohoto válce. Charakteristického odolávání zapadání do sebe je dosaženo tím, že amorfní vzor výčnělků 12, jak je pojednáno výše, omezuje schopnost lícní strany jedné vrstvy vyrovnat se se zadní plochou další vrstvy, čímž výčnělky 12 jedné vrstvy vstupují do zahloubení zformovaných za každým výčnělkem 12 v přilehlé vrstvě. Výhodou úzkých mezer 14 s konstantní šířkou mezi výčnělky 12 je to, že výčnělky 12 nemohou vstupovat do sedlových mezer 14, když jsou vrstvy uskladňovacího obalového materiálu 10 umístěny lícními plochami k sobě.

Výčnělky 12 jsou přednostně rozmístěny od středu ke středu s průměrnou vzdáleností přibližně dvou průměrů základny výčnělku 12. aby se minimalizoval objem zahloubení mezi výčnělky 12 a tudíž množství mezi nimi umístěné substance. Pro aplikace, se kterými se počítá, že výčnělky 12 budou deformovatelné, mají výčnělky 12 menší výšku než je jejich průměr, takže se deformují v podstatě obrácením a/nebo drcením (mačkáním) podél osy, jež je v podstatě kolmá k rovině daného materiálu. Tento tvar výčnělku 12 a způsob deformování brání výčnělkům 12, aby se přehýbaly ve směru paralelním křovině materiálu, takže nemohou blokovat substanci přítomnou v zahloubení mezi nimi od kontaktu s cílovým povrchem.

Obr. 3 znázorňuje fřagmentámí pohled v bočním řezu uskladňovacím obalovým materiálem 10 provedeným v místě, kde je v řezu vidět kompletní výčnělek 12 a obě sedlové mezery 14. Na tomto zobrazení obsahuje horní povrch 15 struktury vyčnívající části výčnělků 12 a odkazuje se zde na něj dále jako na vnitřní stranu materiálu. V souladu s tím pak spodní povrch 17 struktury obsahuje otvory dutých částí výčnělků 12 a odkazuje se zde na něj dále jako na vnější stranu materiálu.

Obr. 3 znázorňuje substanci 16 přidanou do prostorů sedlových mezer 14 stejně jako do duté spodní strany výčnělků 12. a to podle US patentu 6 254 965, jehož obsah je zde tímto zapracován odkazem Substance 16 částečně naplňuje prostory sedlových mezer 14, takže vnější povrch výčnělků 12 zůstává jako vnější k úrovni povrchu substance 16 tak, že dané výčnělky 12 brání substanci 16 na vnitřní straně uskladňovacího obalového materiálu 10. aby se dostala do kontaktu s vnějším povrchem. S ohledem na vnější stranu uskladňovacího obalového materiálu 10. substance 16 částečně vyplňuje duté výčnělky 12 tak, že obrácená strana těchto sedlových mezer 14 mezi příslušnými výčnělky 1 slouží analogické funkci, při bránění substanci 16 uvnitř daných výčnělků 12 od kontaktu s vnějšími povrchy. Substance 16 uvnitř různých stran uskladňovacího obalového materiálu 10 a/nebo uvnitř různých geometricky odlišných zón uvnitř strany

-17CZ 292708 B6 uskladňovacího obalového materiálu 10 nemusí být stejná a mohly by byt ve skutečnosti použity různé substance, sloužící zřetelně odlišným funkcím.

Substance 16 je v tomto vynálezu definována jako jakýkoli materiál, schopny držet se v otevřených sedlových mezerách 14 nebo ve vhodných zahloubeních vhodné třírozměrné struktury.

V tomto vynálezu může pojem substance znamenat tečení schopnou látku, jež je v podstatě netekoucí před dodáním do cílového povrchu. Pojem substance může rovněž znamenat materiál, který vůbec neteče, jako je vláknitý či jiný vzájemně blokující (závěrný) materiál. Substance může též znamenat nějaké fluidum nebo tuhou látku. K udržování těchto substancí vdaných sedlových mezerách 14 a/nebo zahloubeních mohou být použita adheziva, elektrostatika, mechanické vzájemné blokování, kapilární přitahování, povrchová adsorpce a tření. Substance mohou být vdaných sedlových mezerách 14 a/nebo zahloubeních drženy permanentně, což znamená, že z nich budou uvolněny tehdy, budou-li vystaveny kontaktu s vnějšími povrchy anebo při deformaci dané třírozměrné struktury anebo při jejím ohřátí nebo jiné aktivaci. Vynález předpokládá použití substancí 16 jako jsou gely, pasty, pěny, prášky, aglomerované částice, prily (anglicky prills), mikrozapouzdřené tekutiny, vosky, suspenze, tekutiny, a jejich kombinace.

Prostoiy v třírozměrné struktuře podle tohoto vynálezu jsou normálně otevřené, tudíž je žádoucí mít substance 16 setrvávající na místě a ne vytékající ze struktury bez kroku aktivace. Krokem aktivace se podle tohoto vynálezu rozumí přednostně deformace třírozměrné struktury stlačením. Avšak tímto aktivačním krokem způsobujícím tečení substance 16 by mohlo být i ohřátí daného materiálu nad pokojovou teplotu či ochlazení pod pokojovou teplotu. Mohlo by to obsahovat i použití sil překonávajících zemskou gravitaci nebo by to mohlo rovněž obsahovat jiné deformující síly, jako jsou tažné síly a kombinace těchto aktivačních fenoménů.

Pojmem deformovatelný materiál jsou myšleny fólie, polymerové vrstvy, látky, tkané či netkané materiály, papír, celulózové vláknité vrstvy, ko-extrudáty, lamináty a jejich kombinace. Vlastnosti zvoleného deformovatelného materiálu mohou obsahovat, ačkoli na ně nejsou omezeny, kombinace či stupně toho, že jsou: porézní, neporézní, mikroporézní, plynem či tekutinou prostupné, neprostupné, hydrofilní, hydrofobní, hydroskopické, oleofilní, oleofobní, s vysokým kritickým povrchovým napětím, s nízkým kritickým povrchovým napětím, s předem texturovaným (strukturovaným) povrchem, elasticky poddajné, plasticky poddajné, elektricky vodivé a elektricky nevodivé. Příkladné materiály obsahují dřevo, kov, tuhou polymerovou surovinu, keramiku, sklo, tvrzenou pryskyřici, termosetové materiály, zesítěné materiály, pryž, zmrazené tekutiny, beton, cement, kámen, umělé materiály atd. Tyto materiály mohou být homogenní anebo s kombinacemi složení.

V obzvláště přednostním ztvárnění mají výčnělky 12 průměrný průměr základny v rozměrech od 0,038 cm do 0,076 cm, výhodněji pak 0,064 cm. Mají rovněž průměrnou sedlovou mezeru 14 měřenou od středu ke středu v rozsahu od 0,08 cm do 0,15 cm, výhodněji 0,13 cm. To má za následek hustotu s velkým množstvím výčnělků 12. Čím více připadá výčnělků 12 na jednotku plochy, tím může být uskladňovací obalový materiál 10 i stěny výčnělků 12 tenčí vzhledem k odolávání dané deformační síle. V přednostním ztvárnění počet výčnělků 12 připadající na plochu 6,45 cm² přesahuje 200 a výčnělky zabírají 20 % až 70 % strany s výčnělky 12 daného kusu uskladňovacího obalového materiálu 10. Výška výčnělku 12 je výhodně v rozsahu od 0,01 cm do 0,03 cm, výhodněji pak 0,015 cm. Přednostním materiálem je polyethylen s vysokou hustotou ((HDPE) s nominální tloušťkou 0,0076 mm).

Pro výrobu třírozměrného, zapadání do sebe odolávajícího uskladňovacího obalového materiálu 10 se výhodně použije jako substance 16 latexové samolepicí adhezivum ve vrstvě 0,025 mm tlusté. Ještě výhodněji může být vrstva substance 16 0,013 mm až 0,051 mm tlustá vrstva teplotavného adheziva značky Fuller HL-2115X, vyráběného firmou Η. B. Fuller Co, z Vadnais Heights. MN. Může být použito jakékoli adhezivum, které vyhovuje potřebám aplikace.

- 18CZ 292708 B6

Adheziva mohou být znovu upevnitelná, uvolnitelná, permanentní anebo jiná. Velikost a rozmístění sedlové mezery 14 i výčnělků 12 se výhodně volí tak, aby poskytovaly spojitou dráhu adheziva obklopujícího výčnělky 12, takže s cílovým povrchem mohou být provedena vzduchotěsná uzavření.

Fóliové materiály mohou být vyráběny z homogenních piyskyřic či jejich směsí. Uvnitř struktury fólie se počítá s jedinou anebo vícenásobnými vrstvami, ať koextrudovanými, potaženými extruzí (vytlačováním), laminovanými či spojenými jinými známými prostředky. Klíčovým atributem fóliového materiálu je to, že je formovatelný tak, aby produkoval výstupky i zahloubení. Užitečné pryskyřice obsahují polyethylen, polypropylen. PET, PVC, PVDC, latexové struktury, nylon atd. Polyolefmům se celkově dává přednost kvůli jejich nižší ceně a snadnosti formování. Přednostní tloušťky materiálu jsou 0,025 mm až 0,25 mm, výhodněji pak tloušťky od 0,005 mm do 0,051 mm. Ještě výhodnější jsou tloušťky od 0,0076 mm do 0,025 mm.

Zajištění modulu fólie s dostatečnou vysokou elasticitou k minimalizaci jejího roztahování během použití je prospěšné utěsnit uskladňovací obalový materiál 10 ve vztahu k cílovému povrchu Roztažená fólie má za následek reziduální síly, paralelní k rovině adhezního kontaktu, což může způsobit, že se slabé adhezní spojení přeruší. Čím jsou větší a těsněji rozmístěné výčnělky 12, tím větší je pravděpodobnost výskytu roztažení vyskytujícího se vdané fólii. Ačkoli se má za to, že elasticita je u uskladňovacího obalového materiálu 10 nežádoucí pro použití jako obal kontejneru, který se uzavírá, existuje potenciálně mnoho jiných použití pro elastický materiál obsahující vzor substance. Omezení rozmístění výčnělků 12 na jejich nejtěsnější možné rozmístěni, jež je vyrobitelné, může zvyšovat roztažení materiálu, nicméně to může být prospěšné při redukci objemu substance 16 mezi výčnělky 12. Různá použití pro uskladňovací obalový materiál 10 podle tohoto vynálezu budou určovat ideální velikost a hustotu výčnělků 12, stejně jako volbu substancí 16 u nich použitých.

Materiálová vlastnost zvaná nosná pevnost u třírozměrného plošného materiálu byla zmíněna výše v souvislosti s pevností zabraňující významnému zapadání do sebe v jakékoliv oblasti uskladňovacího obalového materiálu 10 obklopujícího daný výčnělek 12, a to i v případě, že je tento výčnělek 12 umístěn sám tak, že leží na jediné odpovídající anebo větší sedlové mezeře 14 slučitelného tvaru, protože ostatní výčnělky 12, které obklopují tento jediný výčnělek 12. se odlišuji velikostí, tvarem a rozmístěním od těch, jež obklopují druhý výčnělek 12 a sedlovou mezeru 14. Nosná pevnost je tudíž důležitým faktorem pro úvahu, jak volit určitý typ materiálu a tloušťku, stejně jako hustotu a vzor výčnělků 12· Bylo pozorováno obecně, že větší počty menších výčnělků 12 poskytují větší úroveň nosné pevnosti pro daný typ materiálu a tloušťku, než menší množství větších výčnělků 12. Řečeno jinak, mohou být použity tenčí a přizpůsobitelnější materiály a stále ještě realizovat výhody nezapadání do sebe podle tohoto vynálezu použitím amorfního vzoru, majícího celkově porovnatelně malé výčnělky 12 s poměrně velkou hustotou.

Má se zato, že velikost výčnělku 12. jeho tvar a rozmístění a vlastnosti uskladňovacího obalového materiálu 10, jako je modul ohybu, tuhost materiálu, tloušťka materiálu, tvrdost, deflekční teplota, stejně jako postup formování, určují pevnost určitého výčnělku 12. Formovací postup je například důležitým u polymerových fólií, protože formování za studená či ražení (vytlačování), generuje reziduální napětí a různou distribuci tlouštěk stěn, než jaká je produkována tepelným formováním při zvýšených teplotách. U některých aplikací je žádoucí poskytnout tuhost (odolnost vůči deformaci), která je dostatečná pro odolání tlaku alespoň 0,69 kPa, bez zdeformování výčnělků 12 tam, kde daná substance 16 kontaktuje vnější povrch. Příkladem tohoto požadavku by byla potřeba navíjet danou strukturu na válec pro přepravu a/nebo vydávání. Dokonce i u velmi nízkých navíjecích tlaků 0,69 kPa může reziduální tlak svinutí ve vnitřku válce dostatečně deformovat výčnělky 12 ve struktuře a přivést překrývající se vrstvy struktury do kontaktu s danou substancí 16. Je požadována prahová tuhost výčnělku 12, aby nedošlo k výskytu tohoto navíjecího poškození. Podobně tak, když je daná struktura uložena

-19CZ 292708 B6 anebo vydávána jako jemné listy, tato prahová tuhost je vyžadována, aby se předešlo předčasné aktivaci tohoto produktu v důsledku váhy přes sebe ležících vrstev listů, či jiných sil, jako jsou síly zaváděné vibracemi při dopravě, špatným zacházením, upuštěním a podobně.

Modus deformace a síla mohou být ovlivněny profilem tloušťky boční stěny, aby se zajistily žádoucnější výsledky. Boční stěna výčnělku 12 spojuje nejvíce vně ležící vnější část výčnělku 12 s nezformovaným materiálem přilehlým k obvodu základny daného výčnělku 12. Boční stěna, jak je vymezena, může rovněž obsahovat obvodovou oblast uvnitř nejvíce vně ležící vnější části, jenž je podstatně tenčí než je odpovídající vnitřní oblast. Má se za to, že výčnělky 12, kde jsou alespoň části bočních stěn v podstatě tenčí než nezformovaný materiál přilehlý k obvodu základny daného výčnělku 12, jsou pro deformaci uživatelem výhodné. Boční stěny, jež jsou také podstatně tenčí v alespoň části boční stěny v porovnání s materiálem v nejvíce vně ležící vnější části výčnělku 12, také prospívají šikmé deformaci, takže ta nastává primárně uvnitř struktury boční stěny.

Ve strukturách obsahujících relativně malé výčnělky 12, jak je nalézáme u vzorů s vysokou hustotou, mohou být takové menší tloušťky boční stěny obzvláště užitečné.

Výčnělky 12 mají boční stěny 22. které se stávají tenčími, když jsou výčnělky 12 zformovány, aby se pomohlo deformaci výčnělků 12 tak, jak je zamýšleno. Polyetylénu s vysokou hustotou se dává přednost před polyetylénem s nízkou hustotou, protože dříve jmenovaný může být vyráběn tenčí se stejnou pevností deformace a protože, jakmile jsou jednou deformovány, výčnělky 12 z HDPE nemají tendenci se navracet směrem ke svému nedeformovanému původnímu uspořádání, jako tak činí výčnělky 12 z LDPE.

Výčnělky 12 mají přednostně konvexní tvar základny mnohoúhelníku, jehož deformace je zde dále popsána. Konvexním mnohoúhelníkovým tvarem se míní, že základny výčnělků 12 mají vícenásobné (tři nebo více) lineární strany, jež nevytvářejí s jakoukoli přilehlou stranou žádný externě měřený úhel menší než 180°. Ovšem i alternativní tvary základny jsou stejně užitečné. Má se však za to, že tento přednostní tvar základny se vytváří nej snadněji. Mnohoúhelníky se s výhodou vzájemně blokuji v rovině spodního či vnějšího povrchu 17, jako v mozaikování, k zajištění konstantní šířky mezery mezi nimi. Šířka A sedlových mezer 14 může být zvolena v závislosti na objemu substance 16 použité mezi výčnělky 12. Šířka A je s výhodou vždy menší než je minimální rozměr výčnělku 12 jakékoli hustoty. Plocha zaujímaná výčnělky 12 je s výhodou od 30 % do 70 %, výhodněji do 50 % použitelné plochy uskladňovacího obalového materiálu 10, měřeno kolmo na jeho rovinu.

Obr. 4 až 6 znázorňují způsob a zařízení pro výrobu uskladňovacího obalového materiálu 10. Tento způsob je příkladný a může být modifikován či přizpůsoben tak, aby vyhovoval konkrétní velikosti, složení atd. výsledného uskladňovacího obalového materiálu JO. Používá se formovací povrch 32, jímž je přednostně třírozměrná šablona mající zahloubení 34 a povrchy 36 mezi zahloubeními 34. Tato formovací struktura bude zakládat strukturu formování vnějšího typu, která bude při použití formovat odpovídající vnitřní výčnělky ve strukturu kontaktující straně formovaného materiálu. Alternativně by formovací povrch 32 mohl obsahovat třírozměrnou formovací strukturu vnitřního typu tím, že má zvednuté kolíčky žádoucího mnohoúhelníkového tvaru se zahloubeními okolo těchto útvarů. Při použití by tato formovací struktura formovala odpovídající vnější zahloubení ve strukturu kontaktující straně formovaného materiálu.

Konkrétněji pak obr. 4 znázorňuje formovací povrch, jenž by mohl být použit ke zformování odpovídajícího třírozměrného uskladňovacího obalového materiálu 10, jaký je znázorněn na obr. 2. Je-li uskladňovací obalový materiál 10 tepelně formován přes formovací povrch 32, výčnělky 12 jsou s výhodou formovány jejich vtažením do zahloubení 34 pomocí vakua, je-li uskladňovací obalový materiál 10 zahřát na teplotu změkčení, a pak udržováním těchto výčnělků 12 vtažených do zahloubení 34, zatímco se uskladňovací obalový materiál 10 chladí na tuhnoucí

-20CZ 292708 B6 teplotu. V tomto způsobu povrchy 36 definují základny sedlových mezer 14 mezi výčnělky 12. Výčnělky 12 jsou přednostně formovány spolu s bočními stěnami 22, jež jsou téměř kolmé křovině 20, jak je to jen možné, ale s určitým typickým zkosením. Nejvíce vně ležící vnější zákončení výčnělků 12 mohou být kupolovitá či více zkoseného tvaru tak, aby formovala komolé jehlany odpovídajícího mnohoúhelníkového tvaru.

Uskladňovací obalový materiál 10 může byt vakuově tepelně formovaný, vyrážený, hydroformovaný, či formovaný jinými formovacími prostředky běžně známými v dané technice pro permanentní formování tenkých materiálů.

Obr. 4 znázorňuje výhodnou formovací šablonu 32. obsahující vzájemně propojené povrchy 36 určené k přiložení a obklopující mnohoúhelníková zahloubení 34- Povrchy 36 jsou přednostně vyrobeny z nerezavějící oceli a pokryty vhodným uvolňovacím prostředkem. Nejvýhodněji je šablona 32 vyrobená do spojitého pásu 181, jak je to znázorněno na obr. 6. Šablona 32 může být alternativně použita v ploché deskovité podobě či zformována do tuhého válce.

Obr. 5 znázorňuje částečný průřez formovací šablonou 32 provedeny v místě řezu dvěma přikládanými konsekutivními povrchy 36. Povrchy 36 mají rozměr B, který představuje jejich šířku, která je přednostně konstantní, jak je měřeno mezi v podstatě paralelními okraji těchto povrchů 36, a rozměr T, jenž představuje tloušťku šablony 32.

Amorfní vzor formovací šablony 32 je přednostně generován v souladu s výše popsaným způsobem.

Způsoby výroby mohou ovlivnit profil boční stěny, jako je tomu při použití formovací šablony 32 s v podstatě přímými stěnami šablony, jež definují otvor formovací šablony. Tento postup umožňuje podstatně tenčí tloušťku boční stěny, protože daný výčnělek 12 je volně tažen z obvodu základny do zahloubení formovací šablony 32 do bodu kontaktu s vnitřní podložnou šablonou. Účelem této vnitřní podložné šablony je zabránit dalšímu tažení výčnělku. Tento přístup poskytuje proměnlivější profil tloušťky uvnitř bočních stěn.

Při praktikování tohoto vynálezu bylo zjištěno, že když se za substanci používá teplotavné adhezivum, tepelné formování se chová odlišně než když jsou zpracovávány jiné látky. Rozdíl je ten, že výčnělky, jež jsou formovány tehdy, když je teplotavné adhezivum aplikováno na formující povrch, mají tendenci vykazovat více ztenčení ve svých bočních stěnách. Má se za to, že teplotavné adhezivum se ochlazuje a tuhne když kontaktuje kovový formující povrch a tímto brání materiálu struktury v kontaktu s adhezivem od tažení do zahloubení, což má za následek zahloubení stejné tloušťky. U jiných substancí, jako je latexové adhezivum, nastává menší ztenčení bočních stěn výčnělku 12 než je předpokládané, a to protože materiál struktury v kontaktu s adhezivem na přikládaných površích vtéká při tepelném formování do daných zahloubení.

Obr. 6 znázorňuje vhodný a v současnosti přednostní způsob a zařízení pro výrobu uskladňovacího obalového materiálu 10 podle vynálezu, které je celkově označeno vztahovou značkou 180. Formovaný uskladňovací obalový materiál 10 je přednostně průhledný či průsvitný, takže může být před deformováním přesně umístěn. Průhlednost však způsobuje určení, na které straně třírozměrné struktury má být daná substance 186 umístěna, tedy aby bylo možno umístit správnou stranu proti cílovému povrchu. Určení strany umístění substance 186 může být vyřešeno umístěním znaků na povrch dané třírozměrné struktury, zbarvením substance 186 jinak než je tato třírozměrná struktura či např. zajištěním laminátové struktury materiálu odlišného barevného nádechu. Použijí-li se však nálepky, průhlednost není zapotřebí, protože pro patřičné umístění mohou být použity okraje materiálu.

Během formování rovněž může být užitečné mikrotexturování, tj. strukturování nebo dekorativní úprava daného materiálu, jako je tomu při vytváření rozdílu mezi jeho jednou a druhou stranou.

-21 CZ 292708 B6

Mikrotexturování vnějších povrchových rysů třírozměrné struktury může být podle tohoto vynálezu dosaženo např. tažením kusu materiálu do zahloubení formovací šablony a proti mikrotexturovanému povrchu s použitím zařízení majícího vakuový buben s malými otvory.

Formovací šablona 181 je vedena přes vodicí válec 182 a hnaný vakuový válec 184. Formovací šablona 181 má s výhodou tloušťku 0,013 cm, je s výhodou 31,8 cm široká, ve tvaru pásu z nerezavějící oceli s obvodem 183 cm a má žádoucí vzor výčnělků 12 z obr. 2 a 3 vyleptán jako zahloubení v tomto pásu. Vnější povrch vakuového válce 184 pokrývá bezešvé niklové síto okatosti 195. s průměrem 21,9 cm, které slouží jako porézní podpůrný povrch pro formovací šablonu 181.

Pro výrobu materiálu obsahujícího samolepicí adhezivum je substance 186, přednostně teplotavné adhezivum, nanášena na formovací šablonu 181 aplikátorem 188, zatímco se formovací šablona 181 pohybuje rychlostí asi 610 cm za minutu. Jako uskladňovací obalový materiál 10 se použije např. strukturovaná fólie 190, s výhodou zHDPE, 0,0013 cm tlustá, která je přiváděna do kontaktu s formovací šablonou 181 pokrytou substancí 186 u opěrného válečku 192 dodávaného uskladňovacího obalového materiálu 10. Horký vzduch s teplotou 316 °C a proudící v množství 0,32 m³/min je směrován radiálně na fólii 190 zdrojem 194 horkého vzduchu, když fólie 190. přechází přes vakuový válec 184 a při aplikaci vakua na formovací šablonu 181 skrze tento vakuový válec 184 prostřednictvím pevného vakuového rozdělovacího potrubí 196 ze zdroje vakua (není znázorněn). Vakuum o hodnotě 40,6 kPa je aplikováno, když je fólie 190 ohřátá zdrojem 194. Zformovaný, substancí pokrytý fóliový materiál 198 je stahován z formovací šablony 181 u stahovacího válečku 200.

Formovací šablona 181 z nerezavějící oceli je předem vyrobený bezešvý pas. Vyrábí se v několika krocích. Vzor zahloubení je přednostně vyvinut počítačovým programem podle výše popsaného způsobu a je přednostně otištěn na diapozitiv k zajištění fotomasky pro fotoleptání. Tato fotomaska je použita k vytvoření leptaných a neleptaných ploch. Leptaný materiál je typicky nerezavějící ocel, ale může to být také mosaz, hliník, měď, hořčík a jiné materiály obsahující slitiny. Způsoby výroby kovových šablon fotoleptáním jsou podrobně popisovány v US patentech 4 342 314, dále 4 508 256, a konečně 4 509 908.

Dodatečně může být vzor zahloubení vyleptán do fotocitlivých polymerů namísto kovů. Příklady jsou popsány spolu se způsoby výroby polymerových formovacích šablon v US patentech 4 514 345, dále 5 098 522, dále 4 528 239, a konečně č. 2 245 025.

Formovací šablona 181 je vytvořena do spojitého pásu svařením jeho zakončení na tupo, buď použitím svařování laserem anebo elektronovým paprskem. Toto vytváří téměř nedetekovatelný svar, jenž je potřeba k minimalizování porušení ve vzoru použitých zahloubení. Konečným krokem je pak pokrytí nekonečného pásu pomocí nepřilnavého povlaku s nízkým povrchovým napětím, jako je uvolňovací povlak řady 21000, vyráběný a aplikovaný firmou Plasma Coatings of TN, lne., se sídlem v Memphisu. TN. Má se za to, že tímto povlakem je primárně organosilikonová pryskyřice. Je-li aplikován na formovací šablonu 181 z nerezavějící oceli použitou ve výrobním způsobu podle tohoto vynálezu, tento povlak poskytuje kritické povrchové napětí 18 dyn/cm. Jiné materiály, jež mohou být vhodné k poskytnutí redukovaného kritického povrchového napětí, obsahují parafin, silikony, materiály PTFE a podobně Tento povlak umožňuje, aby byl formovaný materiál odstraněn z pásu bez nepatřičného roztahování či trhání.

Pásová šablona se považuje za výhodnější než např. plochá deska nebo válcová formovací šablona, protože pás umožňuje, aby byly vzory šablony a délky vzorů snadněji měněny a mohou být též používány velké vzory bez masivních otáčecích součástí. Avšak v závislosti na žádoucí kvalitě a rozměrech uskladňovacího obalového materiálu 10 ke zformování může být stejně vhodné provést formovací strukturu jako plochou desku nebo tuhý válec, a/nebo jiné formovací struktury a způsoby známé v dané technice.

-22CZ 292708 B6

Protože se k přenosu substance 186 do fóliového materiálu 198 používá stejné společné formovací šablony 181 jako se používá k formování příslušných výčnělků 12 z obr. 2 a 3, vzor rozmístění substance 186 je s výhodou shodný s rozmístěním výčnělků 12. V provedení podle obr. 4 je horní povrch formovací šablony 32 spojitý, s výjimkou zahloubení 34, tudíž vzor rozmístění substance je v tomto uspořádání zcela vzájemně propojený Kdyby však byl na formovací šablonu 32 nanesen nespojitý vzor substance, výsledkem by byl přerušovaný vzor rozmístění substance mezi výčnělky 12.

V souladu s přednostním způsobem výroby třírozměrného uskladňovacího obalového materiálu 10 odolávajícího zapadání do sebe jsou třírozměrné výčnělky 12 jednotně formovány z plochy deformovatelného materiálu samotného a jsou dutými strukturami vyčnívajícími na jedné straně, přičemž každá struktura má určitou velikost a tři rozměry odpovídající v podstatě velikosti a třírozměrnému tvaru příslušných výčnělků 12. Avšak pro některé aplikace může být rovněž žádoucí využít jednotné tuhé výčnělky 12, integrálně či odděleně zformované z plochy materiálu, které mohou být, avšak nemusí být deformovatelnými.

Tento vynález přináší obecně uskladňovací obalový materiál, který může být v důsledku tvarových výčnělků 12 třírozměrný, který je aktivován aplikací tlačné síly tak, že se daná struktura mačká (hroutí) a vystavuje adhezivum kontaktu s daným vnějším povrchem nebo povrchy. Avšak tento vynález se rovněž vztahuje obecně na uskladňovací obalové materiály, jež jsou aktivovatelné jinými prostředky než pouze stlačením. Např. bylo zjištěno, že tažná síla aplikovaná na stejnou třírozměrnou strukturu může způsobit, že se tato bude plasticky deformovat podélně a tímto stahovat v tloušťce, aby uvolnila substanci v ni uloženou. Má se tedy za to, že za dostatečného napětí se uskladňovací obalový materiál 10 mezi danými výčnělky 12 deformuje v reakci na síly v rovině daného uskladňovacího obalového materiálu 10 a že výčnělky 12 jsou tímto protaženy ve stejném směru. Při jejich protažení jsou přitom redukovány ve své výšce.

Na proužek uskladňovacího obalového materiálu 10 širokého 2,54 cm, vyrobeného z HDPE 0,0076 mm a formovaného tak, že má výčnělky s výškou 0,152 mm as průměrem 0,762 mm, umístěné 1,14 mm od sebe, je aplikována nezbytná tažná síla nutná proto, aby výčnělky vystavily 0,025 mm tlustý povlak adheziva v zahloubeních mezi výčnělky 12. Tato sílaje přibližně 0,36 kg na 2,54 cm, tedy asi 0,14 kg/cm šířky proužku.

Kombinace stlačení a tažných sil může být aplikována na uskladňovací obalový materiál 10 podle tohoto vynálezu za účelem vystavení substance 16 z vnitřku dané třírozměrné struktury. Ačkoli v přednostním provedení tohoto vynálezu je tažná síla nutná ke způsobení dostatečné deformace třírozměrné struktury za účelem vystavení substance 16 na vnější povrch značně větší než je síla stlačení k dosažení stejného výsledku, může být použita struktura, jež je snadněji deformována tažnou silou použitou ve specifickém planámím směru. Např. tato struktura může mít paralelní zvlnění namísto výčnělků a tyto vlny mohou být snadno zploštěny roztažením struktury kolmo k těmto vlnám, ale v rovině těchto vln. Tažné reaktivní struktury a principy jsou uvedeny v US patentu 5 518 801.

V dalším případě by mohlo být použito teplo, které způsobí, že se tatáž struktura vyrobená ze smršťujícího se materiálu zmenší v tloušťce a podobně uvolní či vystaví danou substanci.

Jak je zde popsáno, na protilehlých stranách formovaného uskladňovacího obalového materiálu 10 mohou být uloženy různé substance 16. Na téže lícní straně materiálu mohou být umístěny vícenásobné substance 16, ať od sebe geometricky rozmístěny anebo vzájemně smíseny. Mohou být i částečně vrstveny Příkladem je vrstva adheziva přilehlá k povrchu uskladňovacího obalového materiálu 10 s tuhým částicovým materiálem přilnutým k vystavené straně adhezní vrstvy. Navíc je možné, že pro jisté aplikace může být žádoucí použít výčnělky 12 protažené směrem

-23 CZ 292708 B6 ven z obou stran zformovaného uskladňovacího obalového materiálu 10, takže obě tyto strany jsou aktivními stranami s deformovatelnými výčnělky 12.

Vzor výčnělků 12 může být vrstven na sebe buď ve stejném rozměrovém měřítku anebo v odlišném měřítku, jako je jediný nebo vícenásobný mikrovýčnělkový vzor, umístěný na vršcích jiných větších výčnělků 12.

Dodatečné podrobnosti postupu použitého podle obr. 6, stejně jako dodatečné podrobnosti týkající se třírozměrných materiálů výše popsaných, je možno nalézt ve výše zmíněném, současně podaném US patentu 6 254 965.

Ačkoli za určitých okolností může být přijatelné nebo žádoucí provést uskladňovací obalový materiál 10 tak, aby vytvářel vzor přerušovaného spojení se sebou samotným nebo jiným cílovým povrchem, např. tím, že bude mít na svém aktivním povrchu přerušovanou či nespojitou vrstvu adheziva, upřednostňuje se, aby byl tento uskladňovací obalový materiál 10 proveden tak, aby vykazoval schopnost formovat spojité těsnění, či spojení, se sebou samotným a s jakýmkoli jiným dostatečně spojitým cílovým povrchem.

Obr. 7 až 9 znázorňují příkladné aplikace uskladňovacího obalového materiálu 10. Konkrétně pak obr. 7 znázorňuje uskladňovací obalový materiál 10 použitý samostatně k vytvoření uzavřeného obalu (kontejneru) pro daný produkt 60. Pro použití tímto způsobem se jednostranná verze uskladňovacího obalového materiálu 10 přednostně použije tak, že pouze jedna jeho strana je aktivní, ačkoli může být rovněž použita dvojstranná verze. Aby se uskladňovací obalový materiál

10. tímto způsobem použil, složí se okolo produktu 60 tak, aby ponechal okraj vyčnívající směrem ven za maximální rozměr produktu 60. Jak je znázorněno na obr. 7, struktura uskladňovacího obalového materiálu 10 byla přehnuta přes a okolo produktu 60 složením podél přehnutého okraje 55 a vytvořením uzávěru 50 ve tvaru ploutve okolo obvodu, v tomto případě po stranách produktu 60. V tomto rozmístění je uskladňovací obalový materiál 10 připojen či přilnut sám k sobě, v orientaci lícních ploch k sobě, v níž jsou obě aktivní strany materiálu v kontaktu jedna s druhou. Podle toho, když uživatel 70 aktivuje adhezivum na alespoň jedné, přednostně však na obou přes sebe ležících či překrývajících se částech uskladňovacího obalového materiálu 10 v oblasti ploutvovitého uzávěru 50, překrývající se části jsou pevně přilnuty k sobě a dokončuji zapouzdření produktu 60. Alternativně pak, spíše než složení větší struktury materiálu na sebe za účelem vytvoření nějakého uzavření, mohou být použity dva nebo více menších kusů uskladňovacího obalového materiálu 10. a to jejich obalením přes produkt 60 a jejich utěsněním navzájem v orientaci lícní plochy k lícní ploše a lícní plochy k zadní ploše.

Obr. 8 znázorňuje další použití uskladňovacího obalového materiálu 10 jakožto těsného pokryvu polouzavřené, tuhé či polotuhé nádoby 100. V uspořádání podle obr. 8 je takto znázorněna kombinovaná obalová struktura, ve které je uskladňovací obalový materiál 10 přilnut k okraji 105 nádoby 100, pokrývá otvor 110 a vytváří tak jeho odpovídající uzavření. Ačkoli by uskladňovací obalový materiál 10 vytvořil přiměřené bariérové utěsnění, pokud by byl pouze aplikován na povrch okraje 105, jenž je v rovině otvoru 110, jak je to znázorněno na obr. 8, tento uskladňovací obalový materiál 10 může být rovněž použit tak, aby vytvořil utěsnění pomocí dodatečné plochy okolo obvodu okraje 105 připojením k části 115 stěny nádoby 100, která se rozprostírá ve směru v podstatě kolmém k rovině daného otvoru 110. Efektivní utěsnění může být rovněž provedeno připojením uskladňovacího obalového materiálu 10 pouze k části 115 stěny této nádoby 100. Tam, kde je použit takovýto uzávěr, který zcela utěsňuje obsah nádoby 100, je tento obsah účinně chráněn před působením vnějšího prostředí a je rovněž chráněn před ztrátou.

Kontejnery jako je nádoba 100 nemají žádné vyčnívající struktury pro spolupráci s uskladňovacím obalovým materiálem 10. Jsou často vyráběny z takových tuhých či polotuhých materiálů jako jsou kovy, sklo, keramika, plastické hmoty či dřevo, které mají srovnatelně hladký a stejný

-24CZ 292708 B6 povrch. Podle toho pak uskladňovací obalový materiál 10 v souladu s tímto vynálezem se aktivuje za tím účelem, aby poskytl žádoucí úroveň adhezní síly ve spojení s takovými nepřizpůsobivými, tuhými či polotuhými povrchy, aby efektivně zformoval uzavření takových kontejnerů. Navíc, tento uskladňovací obalový materiál 10 může být rovněž využit ve spojení s otvory v rovině stěny kontejneru, stejně jako otvory vytvořenými např. na zakončení kontejneru v podstatě kolmo k přilehlým povrchům stěn.

Tato mnohostrannost použití vynálezu je důsledkem adhezních vlastnosti tohoto uskladňovacího obalového materiálu 10, jež na rozdíl od obalových materiálů s neměnným skladem, jako je voskovaný papír nebo aluminiová fólie, umožňuji podle tohoto vynálezu vytvořit vhodné utěsnění bez potřeby vyformovat nějaký úhel obalu okolo okraje, hubice či jiné struktury přilehlé k otvoru daného kontejneru.

Obr. 9 znázorňuje ještě jednu výhodnou a běžnou aplikaci uskladňovacího obalového materiálu 10, v němž je jeho jemná struktura žádoucích rozměrů spojitě obalena okolo produktu 60 tak, že tento zcela zapouzdřuje. Okrajové díly 80 tohoto uskladňovacího obalového materiálu 10, které se rozprostírají přes daný produkt 60 a překrývají jiné části uskladňovacího obalového materiálu 10, jsou přilnuty k těmto jiným dílům po jejich aktivaci, takže jsou ve vzájemném těsnicím vztahu. Tento druh uzavření produktu 60 je obzvláště výhodný v případě, kdy má produkt 60 nepravidelný tvar, jako je tomu na obr. 9. Při tomto druhu rozmístění je uskladňovací obalový materiál 10 přednostně orientován aktivní stranou otočenou směrem dovnitř k produktu 60 tak, že tento uskladňovací obalový materiál 10 může být aktivován přes produkt 60 za účelem vytvoření dodatečného zajištění proti posunutí či uvolnění. Alternativně by uskladňovací obalový materiál 10 mohl být obalen okolo daného produktu 60 aktivní stranou otočenou směrem ven, jestliže není žádoucí přilnutí k produktu 60. Při každém druhu rozmístění budou překrývající části 80 uskladňovacího obalového materiálu 10 aktivovány a přilnuty k sobě navzájem ve vztahu lícní plochy k zadní ploše, s jedním z překrývajících dílů aktivovaným pro zajištění adhezní vlastnosti a druhou překrývající částí neaktivovanou a tudíž s pasivním cílovým povrchem.

Jestliže by byl ve výše uvedeném příkladě použit dvoustranný aktivovatelný uskladňovací obalový materiál 10, pak by mohla být aktivována jedna nebo obě na sebe uložené lícní či zadní části v překrývajících dílech 80, aby se vytvořila utěsněná oblast.

Obecně pak zdokonalený uskladňovací obalový materiál podle vynálezu může být použit k uzavření rozmanitých produktů, jak rychle se kazících, tak jiných. Tyto produkty mohou obsahovat jednotlivé věci uvnitř daného kontejnerového/balicrho systému, stejně jako mnohé produkty stejného typu či různých typů. Uzavřené produkty mohou být ve skutečnosti kontejnery či baleními, jež samy mají být uzavřeny, jako je např. skupina krabic obalených dohromady na paletě. Tyto produkty mohou být volně uskupeny uvnitř jediné komory uvnitř určitého kontejneru nebo mohou být rozděleny uvnitř různých komor či přihrádek vytvořených tímto obalovým materiálem samotným anebo s jinými charakteristickými rysy daného kontejneru.

Ačkoli byly znázorněna a popsána jednotlivá konkrétní provedení tohoto vynálezu, tomu kdo je kvalifikovaným v příslušném oboru je zřejmé, že je možno provádět různé jiné změny a úpravy, aniž by byl porušen rozsah tohoto vynálezu. Připojené patentové nároky jsou proto určeny pro ochranu všech změn a modifikací, spadajících do rámce tohoto vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný zejména v průmyslu balicí techniky.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Uskladňovací obalový materiál, obsahující materiálovou vrstvu s dvěma stranami, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, vyznačující se tím, že alespoň první strana uskladňovacího obalového materiálu (10) je aktivní po aktivaci uživatelem a má sílu adheze při odtrhování alespoň 11,16 g/cm šířky, jež je větší než je síla adheze při odtrhování před aktivací uživatelem, přičemž síla adheze při odtrhování po aktivaci uživatelem je určena pro vytvoření bariérového těsnění proti utěsňovanému povrchu a kde alespoň, jedna strana uskladňovacího obalového materiálu (10) vytvořená jako aktivní je opatřena samolepicí substancí (16, 186) obsahující adhezivum.
2. 2. Uskladňovací obalový materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu (10) je opatřena oblastmi aktivovatelnými silou vyvinutou zvnějšku uživatelem na materiálovou vrstvu.
3. 3. Uskladňovací obalový materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu (10) je aktivovatelná zvnějšku aplikovanou tlačnou silou o hodnotě alespoň 0,69 kPa.
4. 4. Uskladňovací obalový materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu (10) je aktivovatelná z vnějšku tahem vyvinutým ve směru v podstatě kolmém k vrstvě materiálu (10).
5. 5. Uskladňovací obalový materiál podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se t í m , že aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu (10) obsahuje nepřilnavé třírozměrné výčnělky (12) rozprostírající se směrem ven od vrstvy, materiálu (10) a samolepicí substanci (16, 186) s adhezivem, která je upravena v menší tloušťce než je výška výčnělků (12) před aktivací.
6. 6. Uskladňovací obalový materiál podle nároků laž 5, vyznačující se tím, že druhá strana uskladňovacího obalového materiálu (10) obsahuje od sebe vzdálená, dutá třírozměrná zahloubení (34) odpovídající dutým výčnělkům (12) na první straně uskladňovacího obalového materiálu (10), přičemž zahloubení (34) jsou alespoň částečně naplněna substancí (16) obsahující samolepicí adhezivum.
7. 7. Uskladňovací obalový materiál podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se t í m, že vrstva uskladňovacího obalového materiálu (10) je uspořádána bez krycí vrstvy a aktivní strana uskladňovacího obalového materiálu (10) je bez odstranitelných krycích komponentů.
8. 8. Uskladňovací obalový materiál podle nároků laž 7, vyznačující se tím, že vrstva uskladňovacího obalového materiálu (10) je nepřilnavá a před aktivací uživatelem nevykazuje při odtržení žádnou sílu adheze.
9. 9. Balicí systém, zahrnující uskladňovací obalový materiál podle nároku 1, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, vyznačující se tím,že sestává z uskladňovacího obalového materiálu (10), který je vrstvou s první stranou a druhou stranou, kde první strana zahrnuje aktivní stranu vykazující po aktivaci uživatelem při odtržení adhezi větší než je adheze před odtržením a z nádoby (100) mající alespoň jeden otvor (110) obklopený obvodovým okrajem (105) a určený pro pokrytí uskladňovacím obalovým materiálem (10).

   -26CZ 292708 B6
10. 10. Balicí systém podle nároku 9, vyznačující se tím, že vrstva uskladňovacího obalového materiálu (10) je přilnuta k obvodovému okraji (105) přes otvor (110) v nádobě (100) po aktivaci žádoucí materiálové oblasti uskladňovacího obalového materiálu (10) uživatelem.
11. 11. Balící systém, zahrnující uskladňovací obalový materiál podle nároku 1, např. dvoustrannou průsvitnou polymerovou fólii, vyznačující se tím, že sestává z uskladňovacího obalového materiálu (10), který je vrstvou s první stranou a druhou stranou, kde první strana zahrnuje aktivní stranu vykazující po aktivaci uživatelem při odtržení adhezi větší než je adheze před odtržením a z produktu (60) určeného pro celkové obalení uskladňovacím obalovým materiálem (10).
12. 12. Balicí systém podle nároku 11, vyznačující se tím, že vrstva uskladňovacího obalového materiálu (10) je přilnuta okrajovými díly (80) k sobě samé kolem produktu (60) po aktivaci žádoucí oblasti uskladňovacího obalového materiálu (10) uživatelem.