CZ305701B6

CZ305701B6 - Prekurzor štítku, štítek a jeho použití

Info

Publication number: CZ305701B6
Application number: CZ2014-709A
Authority: CZ
Inventors: Jan RybnĂÄŤek
Original assignee: Centre Of Excellence Prague, S.R.O.
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-02-10
Also published as: CZ2014709A3

Abstract

Technické řešení se týká prekurzoru štítku sestávajícího z pouze jedné vrstvy plastové fólie, který je schopen adheze k podkladové textilii za použití zvýšené teploty a tlaku. Technické řešení se dále týká štítku obsahujícího prekurzor štítku a data ve formě tištěného textu nebo grafického symbolu, nebo ve formě elektronického nosiče.

Description

Prekurzor štítku, štítek a jeho použití

Oblast techniky

Vynález se týká jednovrstvého prekurzoru štítku pro upevnění k textilii, štítku a jeho použití.

Dosavadní stav techniky

Automobilový pás prošel intenzivním vývojem a je známa řada jeho konstrukčních řešení. Konstrukce bezpečnostního pásu a jeho komponent se postupně vyvinula do současného systému samonavíjecích pásů. Vývoj byl řízen optimalizací funkčních vlastností, zvláště komfortu a bezpečnosti pasažéra. Skutečnost, že určitý typ bezpečnostního pásu byl schválen v dané zemi a splňuje požadované podmínky certifikace pro použití v automobilech, je označena formou schvalovacích znaků a kódů na identifikačním (textilním) štítku. Označení je povinné a je specifikováno směrnicí č. 16, United Nations Economic Commission for Europe (UNECE).

Identifikační data jsou v současnosti obvykle tištěna (např. termotransferový tisk) na textilní materiál (např. polyester) a v dalším kroku přišita na finální pás. Nevýhodou stávajícího postupuje riziko záměny označení produktu, které může vyústit dokonce i ve špatnou montáž bezpečnostního systému pasažéra do automobilu. Další nevýhoda zavedeného postupu se vztahuje k metodě šití štítku s pásem. Při procesu šití jehla prochází textilním pásem a nutně ničí jeho texturu, což může způsobit jeho nižší odolnost vůči mechanickému zatížení. Riziko se zvyšuje při opakovaném přišití (opravách) identifikačního štítku, což se vyskytuje ve výrobě pásů často. Tato skutečnost je však vnímána jako marginální. Nicméně, vliv porušené struktury na funkční vlastnosti pásu a bezpečnost pasažéra hraje podstatnou roli, jak můžeme vidět ze striktních pravidel závodů Formule 1, kde jakékoliv porušení pásu (např. připevnění interkomu propíchnutím pásu) je striktně zakázáno. Analogické problémy se vyskytují v dalších odvětvích dopravy (letectví, pozemní doprava), kde jsou používány bezpečnostní pásy s textilními štítky.

Výš diskutované problémy mohou být vyřešeny nepřišíváním štítku k pásu. Toho může být dosaženo použitím tzv. „thermal transfer laminates“ (tepelně přenosné lamináty). US patent US 4 426 422 popisuje pěti-vrstvý tepelně přenosný materiál používaný jako ochranný a zvýrazňujicí povlak pro štítky, které jsou tepelně aktivovány tak, aby došlo k jejich přenosu z nosiče na finální substrát. US patent US 4 704 310 se vztahuje k pětivrstvému tepelně přenosnému laminátu, kde vrstva designového inkoustu je přenesena ze sítě nosiče na výrobek. Japonský patent JPH 09240196 popisuje přenosný typ obrázku, tvořící vrstvený materiál skládající se z pěti vrstev. Třívrstvá fólie nažehlovacího štítku, způsob výroby a aplikace je popsána v US 5 733 615. Patent EP 0 992 361 se vztahuje k tepelně přenosnému laminátu obsahujícímu mimo jiné abrazi odolnou transparentní povlakovou vrstvu.

Všechny výše uvedené vynálezy se týkají tepelně přenosných laminátů složených minimálně ze tří vrstev a grafický symbol štítku je vytištěn na jednu z vrstev pomocí inkoustu. Tyto laminátové struktury vyžadují přítomnost několika vrstev, aby ochránily inkoust před otěrem apod., tudíž použití více vrstev je nezbytné a příprava takových štítků je časově a cenově náročná.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález řeší problémy stavu techniky použitím prekurzoru štítku tvořeného jednovrstvou fólií, který je možné připevnit k podkladové textilii působením zvýšené teploty a tlaku. Prekurzor štítku je složen z jedné vrstvy terpoiymeru etylenu s 5 až 15 % hmotn. směsi kyseliny akrylové a alkyl esteru kyseliny akrylové (Cl až C4), kde hmotnostní poměr kyseliny akrylové a esteru kyseliny akrylové je 1:1 až 1:3. Bod tání krystalické fáze terpoiymeru je s výhodou mezi

- 1 CZ 305701 B6 a 100 °C, měřeno podle ΕΝ ISO 11357-1. Tato vrstva vykazuje vysokou adhezi k podkladové textilii. Podkladovou textilií může být bezpečnostní pás, části oděvu, tašky, boty nebo jakékoliv jiné textilie, jejichž označení je žádáno. Prekurzor štítku může být připevněn k textilii pomocí tlaku v rozsahu od 50 Pa do 1000 Pa, s výhodou 500 Pa, a při teplotě v rozsahu od 70 °C do 5 110 °C.

Dále je předmětem předkládaného vynálezu štítek sestávající z prekurzoru štítku a zobrazení dat. Prekurzor štítku je tvořen jednou vrstvou kopolymeru vybraného ze skupiny sestávající z (i) kopolymeru ethylenu s 5 až 15 % hmotn. kyseliny akrylové a (ii) terpolymeru ethylenu s 5 až 15 % ίο hmotn. směsi kyseliny akrylové a (Cl až C4)alkyl esteru kyseliny akrylové, kde hmotnostní poměr kyseliny akrylové a esteru kyseliny akrylové je 1:1 až 1:3. Ve výhodném provedení je teplota tání krystalické fáze kopolymeru prekurzoru štítku v rozmezí od 70 °C do 100 °C. Zobrazení dat může být ve formě tištěného textu nebo grafického symbolu, nebo ve formě datového nosiče. Tištěný text nebo grafický symbol může být přenesen na prekurzor štítku různými způsoby, 15 zejména pomocí laserového značení, inkoustového tisku, kombinací inkoustového tisku a vytvrzení UV zářením, chemickým leptáním, foto leptáním, mechanickým ražením, vibrační tužkou, usazováním polymeru, litografií, termotransferovým tiskem.

V jednom provedení vynálezu je grafický symbol nebo text vyznačen na prekurzoru štítku pomo20 cí laserového značení. Laser použitý pro značení je vybrán ze skupiny zahrnující plynové lasery jako CO₂ lasery, chemické nebo excimerové lasery, pevnolátkové lasery, polovodičové lasery, jako diodové lasery, DPSS laseiy (diode pumped solid state lasers), vláknové lasery, lasery využívající neodymium, ytterbium, holmium, thulium nebo erbium dopanty, jako jsou Nd:YAG lasery, Nd:YVO4 lasery. Štítek může být značen ihned po připevnění na textilní podklad pomocí 25 tepla a tlaku. Laser může být spojen s výrobní linkou takovým způsobem, že korespondující výrobek a výrobní (on-line) data jsou přímo značeny na štítek.

Natištěný text nebo grafický symbol může být rovněž ve formě dodatečné adhezivní vrstvy s natištěnými daty, jako běžné nálepky. Prekurzor štítku předkládaného vynálezu je schopen poskyto30 vat pevné a spolehlivé spojení nálepky s textilií, a to i v případech, kdy by samotná nálepka bez prekurzoru k textilii nepřilnula, nebo přilnula nespolehlivě.

V jiném provedení vynálezu mohou být data zobrazena formou datového nosiče, např. elektronického tágu, RFID tágu (Radio Frequency Identification) nebo NFC tágu (Near Field Communica35 tion), umístěného a zajištěného mezi dvěma vrstvami, nebo mezi prekurzorem štítku a podkladem textilie, nebo na povrchu prekurzoru štítku na opačné straně k povrchu přilnutému k podkladu textilie, nebo uvnitř jedné vrstvy prekurzoru štítku.

Textilním podkladem se v předkládaném vynálezu rozumí předmět vyrobený ze tkané nebo ne40 tkané textilie, s výhodou obsahující minimálně 5 % hmotn. polymemí složky, kovu, kůže a/nebo jejich kombinace. Polymemí složka je s výhodou vybrána ze skupiny zahrnující polyamid, polyester, polyolefin, acetát celulózy a polyaramid.

Textilní podklad je s výhodou vybraný ze skupiny zahrnující pásy, bezpečnostní pásy vozidel, 45 bezpečnostní pásy dětských bezpečnostních sedaček, bezpečnostní vesty, oblečení, vojenské oblečení, bundy, trička, uniformy, tašky baťohy, deštníky, ručníky, župany, ložní prádlo, povlečení, stolní prádlo, sportovní oblečení, motocyklové helmy, apod. Vozidlo je s výhodou vybráno ze skupiny zahrnující osobní auta, autobusy, letadla, vlaky, nákladní vozidla, lodě.

Předmětem vynálezu je rovněž použití bezpečnostního pásu vozidla v dopravním prostředku. Způsob výroby štítku podle tohoto vynálezu je nízkonákladový a časově úsporný, a vyrobené štítky jsou odolné vůči abrazi a dalšímu poškození v porovnání s inkoustem potištěnými tepelně přenosnými lamináty. Vytvoření pevného spojení, které vylučuje jakékoliv poškození textilního podkladu, je zajištěno chemickým složením a strukturou plastové fólie přilnuté ke tkanině.

.1 .

Seznam zkratek:

DPSS lasery = diode pumped solid state lasers

RFID tag = Radio Frequency Identification

NFC tag = Near Field Communication

Objasnění výkresu

Obrázek 1: Řez pásem a štítkem

Obrázek 2: Řez pásem a štítkem s vloženým RFID tágem

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Polymemí fólie o tloušťce 0,3 mm byla vyrobena vytlačováním z kopolymeru etylenu s akrylovou kyselinou, obsahujícího 15 % hmotn. akrylové kyseliny, o teplotě tání (T_m) 90 °C a hustotě 0,945 g/cm³. Obdélníkový prekurzor štítku o rozměrech 50 x 100 mm byl z plastové fólie vyříznut. V dalším kroku byl s pomocí manipulátoru prekurzor štítku temperován horkým vzduchem o teplotě 90 °C po dobu 2 sekund a následně přitlačen tlakem 500 Pa na polyamidovou tkaninu bezpečnostního pásu osobního vozidla. Následně byl štítek označen použitím YVO₄ lasem. Data zahrnovala specifické informace o výrobci, produktu, výrobní lince, výrobním lotu, výrobním dni a výrobním datu. Data byla získána a přenesena přímo z elektronického systému výrobní linky.

Spojení mezi plastovým štítkem a tkaninou pásu bylo změřeno pomocí T-peel testu podle ASTM Dl 876.

Otěruvzdomost byla stanovena pomocí ASTM D 3389-05. Úbytek váhy vzorku byl stanoven relativně v porovnání se vzorkem podle Příkladu 5.

Výsledky testů jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 2

Polymemí fólie o tloušťce 0,3 mm byla vyrobena vytlačováním z kopolymeru etylenu s akrylovou kyselinou, obsahujícího 7 % hmotn. akrylové kyseliny, o teplotě tání 85 °C a hustotě 0,930 g/cm³. Obdélníkový prekurzor štítku o rozměrech 50 x 100 mm byl z plastové fólie vyříznut. V dalším kroku byl s pomocí manipulátoru umístěn na tkaninu pásu RFID tag. Prekurzor štítku byl následně temperován horkým vzduchem o teplotě 90 °C po dobu 2 sekund a poté přitlačen tlakem 500 Pa na polyamidovou tkaninu bezpečnostního pásu osobního vozidla. Následně byl štítek označen použitím YVO₄ lasem. Data zahrnovala specifické informace o výrobci, produktu, výrobní lince, výrobním lotu, výrobním dni a výrobním datu. Data byla získána a přenesena přímo z elektronického systému výrobní linky. Data byla rovněž uložena na RFID tag umístěný mezi pás a identifikační štítek za použití RFID systému (Obr. 2).

-3CZ 305701 B6

Výsledky testů jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 3

Polymemí fólie o tloušťce 0,3 mm byla vyrobena vytlačováním z kopolymeru ethylenu s akrylolo vou kyselinou, obsahujícím 9 % hmotn. akrylové kyseliny, o teplotě tání 74 °C a hustotě 0,930 g/cm³. Obdélníkový prekurzor štítku o rozměrech 50 x 100 mm byl z plastové fólie vyříznut. V dalším kroku byl s pomocí manipulátoru umístěn na tkaninu pásu NFC tag. Prekurzor štítku byl následně temperován horkým vzduchem o teplotě 90 °C po dobu 2 sekund a poté přitlačen tlakem 500 Pa na polyamidovou tkaninu bezpečnostního pásu osobního vozidla. Následně 15 byl štítek označen použitím YVO₄ lasem. Data zahrnovala specifické informace o výrobci, produktu, výrobní lince, výrobním lotu, výrobním dni a výrobním datu. Data byla získána a přenesena přímo z elektronického systému výrobní linky. Data byla rovněž uložena na NFC tag umístěný mezi pás a identifikační štítek za použití NFC systému (Obr. 2).

Výsledky testů jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 4

Polymemí fólie o tloušťce 0,3 mm byla vyrobena vytlačováním z kopolymeru ethylenu s kyselinou akrylovou a metylakrylátem, obsahující 6,5 % hmotn. akrylové kyseliny a 6,5 % hmotn. metylakrylátu, o teplotě tání 87 °C a hustotě 0,935 g/cm³. Obdélníkový prekurzor štítku o rozměrech 50 x 100 mm byl z plastové fólie vyříznut. V dalším kroku byl s pomocí manipulátoru pre35 kurzor štítku temperován horkým vzduchem o teplotě 90 °C po dobu 2 sekund a následně přitlačen tlakem 500 Pa na polyamidovou tkaninu bezpečnostního pásu osobního vozidla. Následně byl štítek označen použitím YVO₄ lasem. Data zahrnovala specifické informace o výrobci, produktu, výrobní lince, výrobním lotu, výrobním dni a výrobním datu. Data byla získána a přenesena přímo z elektronického systému výrobní linky. Spojení mezi plastovým štítkem a tkaninou 40 pásu bylo změřeno pomocí T-peel testu podle ASTM Dl876.

Výsledky testů jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 5 - srovnávací příklad

Příklad 5 slouží pro porovnání konečných užitných vlastností štítku podle tohoto vynálezu se štítky připravenými za použití běžných plastových plátků o podobném chemickém složení a fyzikálních a termálních vlastnostech.

Polymemí fólie o tloušťce 0,3 mm byla vyrobena vytlačováním z kopolymeru ethylenu a metyl55 akrylátu, obsahující 20 % hmotn. metylakrylátu, vykazující teplotu tání 82 °C a hustotu

0,944 g/cm³. Obdélníkový prekurzor štítku o rozměrech 50 x 100 mm byl z plastové fólie vyříznut. V dalším kroku byl s pomocí manipulátoru prekurzor štítku temperován horkým vzduchem o teplotě 90 °C po dobu 2 sekund a následně přitlačen tlakem 500 Pa na polyamidovou tkaninu bezpečnostního pásu osobního vozidla. Následně byl štítek označen použitím YVO₄ laseru. Data zahrnovala specifické informace o výrobci, produktu, výrobní lince, výrobním lotu, výrobním dni a výrobním datu. Data byla získána a přenesena přímo z elektronického systému výrobní linky.

Spojení mezi plastovým štítkem a tkaninou pásu bylo změřeno pomocí T-peel testu podle ASTMD1876.

Otěruvzdomost byla stanovena pomocí ASTM D 3389-05. Výsledky testů jsou v Tabulce 1. Úbytek hmotnosti srovnávacího vzorku byl stanoven jako 100 %.

Tabulka 1

Štítek	Množství kyseliny akrylové v materiálu štítku, % hmotn.	Teplota tání, °C	Hustota, g/cm³	Odtrhová síla/šířka, N/mm	Otěr, %
Přiklad 1	15	90	0.945	0.08	60
Příklad 2	7	85	0.930	0.06	75
Příklad 3	9	74	0.930	0.06	70
Příklad 4	6.5	87	0.935	0.07	90
Příklad 5	0	82	0.944	0.04	100

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Prekurzor štítku, vyznačený tím, že je tvořen jednou vrstvou terpolymeru ethylenu s 5 až 15 % hmotn. směsi kyseliny akiylové a (C1 až C4)alkyl esteru kyseliny akrylové, kde hmotnostní poměr kyseliny akrylové a esteru kyseliny akrylové je 1:1 až 1:3.

2. Prekurzor štítku podle nároku 1, vyznačený tím, že teplota tání krystalické fáze terpolymeru je v rozmezí od 70 °C do 100 °C.

3. Štítek, vyznačený tím, že sestává z prekurzoru štítku, který je tvořen jednou vrstvou kopolymeru vybraného ze skupiny sestávající z (i) kopolymeru ethylenu s 5 až 15 % hmotn. kyseliny akrylové a (ii) terpolymeru ethylenu s 5 až 15 % hmotn. směsi kyseliny akrylové a (Cl až C4)alkyl esteru kyseliny akrylové, kde hmotnostní poměr kyseliny akrylové a esteru kyseliny akrylové je 1:1 až 1:3, a zobrazení dat, které je ve formě tištěného textu nebo grafického symbolu a/nebo ve formě datového nosiče.

4. Štítek podle nároku 3, vyznačený tím, že teplota tání krystalické fáze kopolymeru prekurzoru štítku je v rozmezí od 70 °C do 100 °C.

5. Štítek podle nároku 3 nebo 4, vyznačený tím, že datový nosič je elektronický tag umístěný a zajištěný mezi dvěma vrstvami, nebo mezi prekurzorem štítku a podkladovou textilií, nebo na povrchu prekurzoru štítku na opačné straně k povrchu přilnutému k podkladové tkanině nebo uvnitř jedné vrstvy prekurzoru štítku, s výhodou je elektronickým tágem RFID nebo NFC tag.

6. Štítek podle nároku 3 nebo 4, vyznačený tím, že grafický symbol nebo tištěný text je vytvořen na prekurzoru štítku pomocí laserového značení za použití laseru, vybraného ze skupiny zahrnující plynové lasery jako CO₂ lasery, chemické nebo excimer lasery, pevnolátkové lasery, polovodičové lasery, jako diodové lasery, DPSS lasery, vláknové lasery, lasery využívající neodymium, ytterbium, holmium, thulium nebo erbium dopanty, jako Nd:YAG lasery, Nd:YVO₄ lasery.

7. Použití prekurzoru štítku podle nároku 1 nebo 2 nebo štítku podle kteréhokoliv z nároků 3 až 6 pro značení podkladové textilie vyrobené z tkané a/nebo netkané textilie, s výhodou obsahující minimálně 5 % hmotn. polymemí složky, kovu, kůže a/nebo jejich kombinace.

8. Použití podle nároku 7, kde prekurzor štítku je připevněn k textilii pomocí tlaku při teplotě v rozmezí od 70 °C do 110 °C.

9. Bezpečnostní pás vozidla, vyznačený tím, že obsahuje prekurzor štítku podle nároku 1 nebo 2 nebo štítek podle kteréhokoliv z nároků 3 až 6.

10. Použití bezpečnostního pásu vozidla podle nároku 9 v dopravním prostředku.