FI121749B - Kääre ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

Kääre ja menetelmä sen valmistamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä kääreen tai sentapaisen suojakalvon valmistamiseksi.

5

Valmistettava kääre tai suojakalvo koostuu yleensä polymeerikalvosta, jolla on pituus ja leveys ja joka on tarkoitettu suojelemaan tuotetta, jolloin polymeerikalvoon on muodostettu liimalla täytettyjä syvänteitä. Menetelmän mukaan polymeeri kalvoon muodostetaan syvänteitä, jotka täytetään liimalla, 10

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 8 johdannon mukaista käärettä menetelmää itseliimautuvan kalvon valmistamiseksi sekä patenttivaatimuksen 13 ja 14 mukaista käyttöä.

15 Kotitaloudessa j a laboratoriossa käytetään ohuita polymeeri kai voj a suoj aamaan astioita ja niissä säilytettäviä tuotteita hapettumiselta, vierailta hajuilta, hyönteisiltä homeelta jne.

Yleensä nämä kalvot valmistetaan ohuesta polyeteenimuovista (PE), joka on niin ohutta, että se taipuu halutun astian ympärille ja kiinnittyy siihen lähinnä van der Waalsin 20 voimilla.

Monesti kuitenkaan tämä itsestään tarttuvuus ei riitä, varsinkin jos pinta on hieman kostea tai karkea (esim. puinen astia). Itsestään tarttuvuus ei riitä silloinkaan, kun sanottua tuotetta käytetään kääreenä esim. elintarvikkeille, jolloin sen olisi syytä tarttua itse itseensä.

δ 25

(M

2- Vuosikymmeniä on ollut markkinoilla ns. “Parafilm”, joka säilyttää muotonsa, kun se g kiristetään esim. juomalasin päälle. Tässä tapauksessa polyeteenikalvoon on sekoitettu niin i paljon parafiiniä, että muovin kimmomoduli on saatu alhaiseksi ja parafiini toimii osittain

CL

liimana alustaa kohden painettaessa. Parafilmi on kuitenkin saatettu kääreeseen

CO

30 suojakerroksen kera. Suojakerros otetaan pois, kun tuotetta käytetään. Puristamalla filmi O) o saatetaan tarttumaan suljettavan astian päälle. Parafilmin tartunta-parafiinin sulamispiste cm on 60 °C, mikä rajoittaa sen käyttöä. Tuote on tarkoitettu pääasiassa laboratoriokäyttöön.

2 US-patentti 5 662 758 vuodelta 1997 (Procter & Gamble Co.) sekä samaa perusratkaisua koskevat myöhemmät patentit US 5 871 607, 6 602 580 ja 5 965 235, sekä WO-hakemus-julkaisu 2007/1086028 A2 samoin kuin US-patentti 5 965 235 kuvaavat filmejä, joihin on painettu (määritelmän mukaan ’’kartiomaisia” tai ’’kuppimaisia”) syvänteitä, joiden 5 pohjalla on liimaa. Liima on ’’paineherkkää”, jolloin puristaessa kasaan haluttu kohta, liima tarttuu alustaan ja pitää kalvon siinä kiinni. Tällaisella rakenteella saavutetaan se etu, että kaivo voidaan rullata kuluttaja-pakkaukseen, ilman että se tarttuisi itseensä kiinni. Syvänteet on tehty mekaanisesti puristamalla lämmintä kuvioitua pintaa vasten. Puristamisen yhteydessä kuvioitu tela siirtää liimaa kartiomaisen tai vastaavan 10 kuppimaisen syvänteen pohjalle.

US patenttihakemuksessa 2003/10124281 on puolestaan kuvattu vastaava tuote, jossa kalvo on ensin päällystetty liimakerroksella ja tämän päälle on siroteltu partikkeleita niin paljon kuin niitä tarttuu liimaan kiinni. Jotta kalvoon saataisiin tartuntaominaisuus, kun sitä 15 puristetaan, kalvoa venytetään lämpimänä niin paljon, että erotuspartikkelien välimatka kasvaa niin suureksi, että partikkelien välinen vapaa liimakerros voi tarttua alustaansa kiinni.

Kummatkin edellä mainitut perussovellukset vaativat useampivaiheisen valmistuksen ja 20 useiden eri materiaalien hyväksikäyttöä. Pienet partikkelit voivat olla halpoja, jos ne ovat esimerkiksi kalsiumkarbonaattia, mutta tekniikan tasossa ne valmistetaan emulsio-polymeroimalla. Partikkelien tyypillinen halkaisija on < 30 μιη.

Edellä mainitussa patentissa vetosuhde, jolla partikkelit saatiin riittävän kauaksi toisistaan, o 25 oli esimerkkien perusteella 1:3,85.

i

O

g Aiemmin on myös patentoitu toisella menetelmällä valmistettu vastaava tuote - x viitattakoon tältä osin US-patenttijulkaisuun 5 884 93, jossa kelmu päällystetään jatkuvalla Q_ liimakerroksella ja sen kerroksen pinta epä-aktivoidaan säteilyttämällä tai hapettamalla

CO

j^t 30 (UV-säteilyllä, otsonilla tai korona-käsittely). Tämän jälkeen tuotetta venytetään niin, että O) g epä-aktivoitu kerros paikoin katkeaa, ja väliset alueet ovat ’’paine-herkkiä” liimautumaan.

(M

Kaikki edellä esitetyt menetelmät vaativat kalliita koneistoja ja monivaiheisen valmistusmenetelmän.

3

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa ainakin osa tekniikan tasoon liittyvistä ongelmista ja saada aikaan aivan uudenlainen polymeerikalvo, joka soveltuu kääreeksi.

5 Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan menetelmä tällaisen kääreen valmistamiseksi.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että polymeerifilmiin muodostetaan pitkittäisiä uria, jotka täytetään liimalla.

10

Menetelmässä polymeerikalvoon painetaan lämmitetyllä paininpyörällä ainakin yksi ura, johon samanaikaisesti siirretään kiekosta painamisherkkää liimaaja polymeerikalvon toiselle puolelle, paininpyörän suhteen sen vastakkaiselle puolelle, on jäljestetty vastin, jolla kalvoa painetaan pyörää vasten uran muodostamiseksi.

15

Paininpyörien vastaisella puolella voi olla ilmanpaine, harjasta, pyörivä, joustava sieni tai edullisesti vastatulla, jonka uraan kuuma paininpyörä painaa muokattavan polymeerifilmin.

20 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle kääreen tai suojakalvon valmistamiseksi on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle kääreelle tai suojakalvolle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on o 25 esitetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.

o g Keksinnön mukaisille käytöille on puolestaan tunnusomaista, mikä on esitetty x patenttivaatimuksissa 13 ja 14.

CL

CO

30 Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä keksintö saa aikaan tuotteen, joka o voidaan valmistaa menetelmällä, joka on halpa ja joka antaa paremman läpinäkyvyyden C\1 omaavan tuotteen kuin US-patenttyulkaisuissa 5 871 607, 5 662 758 ja erityisesti 5 965 235 kuvattu ratkaisu.

4

Keksinnössä kaivon aktiivipuolelle, jossa liimakerros sijaitsee, voidaan sivellä pieni määrä vahaa, jossa on homeenestoainetta tai erityissovellutuksissa bakteereja tai sieniä tappavaa kemikaalia. Tässä jälkimmäisessä sovellutusmuodossa kalvoa voidaan edullisesti käyttää hedelmäpuita jalostettaessa tai haitallisia oksia poistettaessa, suojaamaan puun 5 katkaisukohtaa. Vahan sijasta voidaan käyttää haurasta, murtuvaa lakkaa.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selostuksen avulla oheisiin piirustuksiin viitaten.

10 Kuvio 1 on periaatekaavio, jossa sivukuvantona esitetään keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäinen sovellus; kuviossa 2 on esitetty sivukuvantona (kalvon leveyden suunnasta katsottuna) yhden edullisen sovelluksen mukainen ratkaisu, jossa kalvo kiertää jonkin matkaa ensin kuuman muokkaus-levyn pinnalla, kunnes se saa kontaktin vastalevyyn, joka on jäähdyttävä; 15 kuviossa 3 on esitetty kuvion 1 mukaisen sovelluksen yksityiskohtaa, sovellettuna tapaukseen, jossa pehmeällä vastakappaleella muokataan filmiä; kuviossa 4 on esitetty periaatekaaviona vahanlevitys; ja kuviossa 5 esitetään, kuinka filmin rakenne muuttuu, kun sitä venytetään.

20 Kuvioissa 1-5 käytetään seuraavia viitenumerolta: 10, 20, 30, 40, 50 ja 51 kalvomateriaali 12, 22, 32 paininpyörä (eli levy) 14, 34 paininpyörä pyörähdysakseli 16, 36, 47 liiman annostelulaitteet δ 25 18,28,38,43 urat

(M

4- 29 vastalevy i g 35 harja

X

cc

CL

Kuviossa 1 on esitetty, miten tuote valmistetaan lähtemällä tasokaivosta tai kelmusta 10,

CO

^ 30 jota lämmitetään niin, että se pehmenee riittävästi, minkä jälkeen siihen painetaan ura O) o pyörivällä kapeakärkisellä levyllä 12 eli paininpyörällä. Levyn pyörimisakselille on

CM

annettu viitenumero 14. Levyn alapuolelta puhalletaan kuumaa ilmaa. Pyörivän levyn 12 kärkeen annostellaan liimaa annostelulaitteella 13, joka esim. voi olla annostelutela, ja 5 kalvo kulkee tämän jälkeen jäähdytyssektioon, jolloin ura 18 Himoineen ’’jäätyy” haluttuun muotoon. Valmistettu kalvo pakataan niin rullaten, etteivät liimaurat rullaudu päällekkäin.

Kuten kuviosta 1 näkyy paininpyörälle 12 annostellaan liimaa samanaikaisesti kuin 5 polymeerikalvoon muodostetaan uramainen syvänne 18. Liimaa annostellaan oleellisesti paininpyörän vapaalle kehälle (eli kehän osalle, joka ei ole kosketuksissa polymeerikalvon kanssa).

Yhden edullisen sovelluksen mukaan polymeerifilmi pidetään kontaktissa kuuman 10 paininpyörän kanssa sellaisen matkan, että se ehtii lämmetä lämpötilaan 90-140 °C aina polymeerikalvon mukaan, ennen kuin se joutuu kontaktiin jäähdyttävän vastapyörän kanssa.

Toisessa sovellutusmuodossa pyörivät levyt ovat kädestään kuumat ja puristusliima 15 kylmempää.

Kolmannessa sovellutusmuodossa sivellään edellisen suorituksen jälkeen ohut vahakerros koko kaivon päälle tai vaihtoehtoisesti vain sen osan päälle, jossa ei ole liimauraa.

20 Silloin kun vahakerros sivellään tai ruiskutetaan koko kalvon päälle, liimakerros vapautetaan tuotetta käytettäessä venyttämällä tuotetta 90 astetta sen valmistussuuntaa vasten, jolloin Himapoimu aukenee, vahakerros murtuu ja liima vapautuu kontaktiin alustan kanssa.

δ 25 Kuten havaitaan, keksintömme mukaisen tuotteen valmistaminen on pallon

(M

yksinkertaisempaa kuin alemmin esitettyjen patenttien mukaisten tuotteiden LO valmistaminen, o x cc

CL

Keksintömme mukaisen tuotteen valmistamiseen tarvitaan vain rullapöytä, liiman 30 annostelu rullien harjoille sekä paininrullien lämmitys. Paininrullien lämmitys voi tapahtua o sähköllä, infrapunasäteilyllä tai kuumaöljykierrolla rulliin tehtyjen kanavien kautta.

c\i

Kalvon jäähdytys voidaan suorittaa ilmapuhalluksella. Sen jälkeen, kun paininrullilla on saatu muodostetuksi vako käsiteltävään polymeerikalvoon, voidaan muodonmuutosta 6 edistää alhaalta puhallettavalla ilman paineella tai - kuten yllä mainittiin - V-aukkoisella pyörivällä vastinrullalla tai erilaisilla hakoilla tai pyörivillä elastisilla sienillä. Kuviossa 2 ja 3 on esitetty kuvion 1 laiteratkaisu vastaava asetelma, jossa kalvoon 20 tai vastaavasti 30 muodostetaan paininpyörällä 22 ja vastaavasti 32 urat (28, 38), jolloin uran muotoilua 5 edistetään sanotuilla vastinrullilla 29 tai -harjoilla 35.

Paininrullien kärki, joka painautuu muovattavaa kalvon vasten, voi olla pyöristetty, tasainen tai kuppimainen, aina käytettävän liiman tyypin ja viskositeetin mukaan.

10 Paininrullan käijen leveys voi edullisesti olla 0,5-1,0 mm ja rullan halkaisija 0,1-1,0 m, mutta halkaisijalla ei ole muuta ratkaisevaa merkitystä kuin se, että suuri halkaisija takaa pidemmän kontaktiajan kalvoille ja rullaa voidaan operoida alemmassa lämpötilassa.

Liimana voidaan käyttää mitä tahansa ’’kosketusherkkää” ns. tarraliimaa, joka on 15 elintarvikekelpoista, yleensä nämä ovat akrylaattiliimoja.

Polymeerikalvo voi olla mitä tahansa termoplastista materiaalia, kuten polyolefiini (esim. polyeteeni, polypropeeni, polybuteeni), polyesteri (PET, PBT) tai polyamidi tai jonkin kopolymeerin muodostama kalvo. Edullisesti polymeerikalvo na käytetään poly eteeniä 20 (HDPE, LDPE, MDPE, LLDPE) tai polypropeeniä tai polyetyleenitereftalaattia tai polyamidia. Erityisen edullisia ovat termoplastit, joiden pehmenemispisteet ovat alueella 90 - 140 °C.

On myös mahdollista käyttää laminaatteja, eli kahden tai useamman polymeerikalvon δ 25 kerrosrakenteita.

(M

i o g Paininpyörät voivat olla metallia tai keraamisella pinnoituksella päällystettyä metallia, x Näiden paininpyörien pinnoituksella on merkitystä siihen, miten ne annostelevat liimaa

CL

pyörän pinnasta polymeerifilmin pinnalle. Paininpyörän pinta voi olla myös huokoinen,

CO

30 jolloin liimakerros osittain imeyttää pintaan ja poistuu siitä suuremman affiniteetin σ> o omaavaan polymeeriin. Huokoinen pinta saadaan yksikertaisimmin aikaan C\1 plasmaruiskuttamalla metallioksidi pulveria, kuten alumiinioksidia.

7

Erityisen edullisen sovellutusmuodon mukaan polymeerifilmi kiertyy tietyllä kulmalla kuuman paininpyörän päälle ja jäähdyttävä vastarulla tulee kontaktiin vasta myöhemmin.

Mikäli keksinnön mukainen polymeerifilmi, joka on jo päällystetty urista liimalla, 5 ruiskutetaan vahalla tai sivellään vahalla, meillä on kaksi sovellutusmuotoa käytettävissä. Toinen vaihtoehto on se, että koko filmin pinta on vahattuja toinen on se, että liimaurien päälle ei ole sivelty vahas. Kuviossa 4 on esitetty vahan ruiskutus suuttimista 47 kalvon 40 pinnalle, jolloin vahaa kertyy uriin 43.

10 Siinä sovellutusmuodossa, jossa vahakerros peittää koko pinnan, liima vapautuu vasta, kun polymeeri filmiä venytetään kohtisuoraan liimauria vastaan (ks. kuvio 5, kalvoa 50 venytettäessä suoraksi kalvoksi 51 liima vapautuu). Tämä tapaus antaa mahdollisuuksia vapaampaan himan formulointiin. Liima voi olla jopa huoneenlämmössä juoksevaa.

15 Vahakerros sisältää keksinnön mukaan edullisesti homeen torjuntaan tarkoitettuja kemikaaleja, esimerkiksi bentsoehappoa tai sen suoloja, kuten Na- tai K-bensoaattia.

Keksinnön mukaisella suojakalvolla on merkittävä etu muihin vastaaviin patenttikirjalli-suudessa esitettyihin tuotteisiin nähden. Se on selvästi läpinäkyvä, jos liimaurien välimatka 20 on riittävä, esim. 5 mm - 15 mm ja liimaurien leveys 0,5 - 1,0 mm.

Esimerkiksi US-patentin 5 965 235 mukainen tuote ei ole vastaavasti läpinäkyvä, koska tiheä painanteiden verkko estää kunnollisen läpinäkyvyyden. Läpinäkyvyys on esimerkiksi elintarvikkeita pakattaessa tärkeä, koska värimuutokset, homeet ja muut pilaantumisesta 0 25 johtuvat seikat havaitaan jo ennen pakkauksen tai kääreen aukaisemista.

δ i g Keksintömme mukaan sellainen kalvoratkaisu, jossa ei ole liimaurien päällä vahaa, x voidaan kiinnittää alustaan painamalla. Vahakerroksella varustettu kalvo voidaan

CL

puolestaan kiinnittää venyttämällä ja painamalla. Normaalit, nyt käytössä olevat

CO

30 kotitalouskelmut, yleensä kiinnitetään venyttämällä ja painamalla.

01 o o

CM

Milloin keksintömme mukainen tuote on tarkoitettu puutarhakäyttöön, on vahakerros sellaista ainetta, kuten parafiinivahaa, edullisesti mehiläisvahaa tai camaubavahaa, joka soveltuu sahatun pinnan suojaamiseen.

5 8

Tuotetta voidaan käyttää myös haavojen hoitoon ihmisillä ja eläimillä jolloin sen vahakerroksella voi olla verta tyrehdyttäviä ja bakteereja tappavia yhteisominaisuuksia, jotka saadaan aikaan sinänsä tunnetuilla tavoilla.

Muita käyttökohteita ovat posliini- ja keramiikkatuotteet, kuten pesualtaat ja saniteettiposliini. Lisäksi käärettä voidaan käyttää yleisesti suojakalvona laakapinnoille, kuten levyille, jotka voivat olla valmistettuja metalleista, lasista, puusta ja puukomposiiteista. Esimerkkeinä voidaan erikseen mainita erilaiset kalustelevyt.

10 Suojakalvo voi olla paikallaan myös asennuksen aikana.

Lääketeollisuudessa keksinnön mukaista käärettä tai suojakalvoa voidaan käyttää revitettynä versiona mm. pahojen avohaavojen, palovammojen hoitoon. Sitä voidaan käyttää jopa haavan kiinniliimaus siteenä/tarrana sekä laastarina.

15 Auto- ja elektroniikkateollisuuden sovelluksiin tuote sopii esim. pintojen suojakalvoksi.

Ulkokäyttöön esim. brittiläisen kansainyhteisön maissa; tilkemuoviksi ikkunoihin ja oviin ja vastaaviin paikkoihin, joissa käy veto.

20 Pakkausmateriaalina esillä oleva kääre sopii korvaavaksi materiaaliksi solumuoville, kun halutaan saada tavanomaista paksumpi suojakalvo. Tältä osin etuja ovat pakkaamisen helppous - eikä polttoliimausta tarvita. Sopii myös makeisrasioihin ja tupakka-askeihin.

δ

CM

i o

LO

O

X

cc □.

δ

LO

G)

O

O

CM

Claims (14)

1. Menetelmä sellaisen polymeerikalvosta koostuvan kääreen valmistamiseksi, jolla on pituus ja leveys ja joka on tarkoitettu suojaamaan tuotetta, jonka menetelmän mukaan 5 polymeerikalvoon muodostetaan syvänteitä, jotka täytetään liimalla, tunnettu siitä, että - polymeerikalvoon painetaan lämmitetyllä paininpyörällä ainakin yksi ura, johon samanaikaisesti siirretään kiekosta painamisherkkää liimaaja - polymeerikalvon toiselle puolelle, paininpyörän suhteen sen vastakkaiselle 10 puolelle, on j ärjestetty vastin, jo 11a kalvoa painetaan pyörää vasten uran muodostamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastimella painetaan polymeerikalvoa pyörää vasten oleellisesti paininpyörän alueelta. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painipyörä on järjestetty pystytasossa polymeerikalvon yläpuolelle ja vastin polymeerikalvon alapuolelle, jolloin vastimella painetaan polymeerikalvoa oleellisesti ylöspäin pyörää vasten.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastine on pyörivä joustava sienimäinen elin tai pyörivä haija tai v-uralla varustettu pyörivä kiekko, joka on jäähdytetty.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ° 25 paininpyörälle annostellaan liimaa samanaikaisesti kuin polymeerikalvoon muodostetaan o uramainen syvänne. LO o Ee

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liimaa annostellaan Q_ T- oleellisesti paininpyörän vapaalle kehälle, co S 30 05

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerifilmi pidetään kontaktissa kuuman paininpyörän kanssa sellaisen matkan, että se ehtii lämmetä lämpötilaan 90- 140 °C aina polymeerikalvon mukaan, ennen kuin se joutuu kontaktiin jäähdyttävän vastapyörän kanssa.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisella menetelmällä valmistettu kääre tai vastaava 5 suojakalvo, tunnettu siitä, että syvänteet käsittävät kalvon pituussuuntaisia uria, joiden pohjalla on liimaa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kääre, tunnettu siitä, että se on olennaisesti läpinäkyvä ja että liimaurat peittävät sen pinta-alasta noin 1-30 %, edullisesti noin 5-20 %.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen kääre, tunnettu siitä, että liimapuoli on vahattu.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen kääre, tunnettu siitä, että vahaa on 15 vain liimaurien ulkopuolella

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen kääre, tunnettu siitä, että vaha ja/tai liima sisältää desinfioivia aineita.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukaisen kääreen käyttö astioiden sekä astioissa säilytettävien tuotteiden suojaamiseksi hapettumiselta, vierailta hajuilta, hyönteisiltä homeelta ja vastaavilta ulkoisilta tekijöiltä.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukaisen kääreen käyttö hedelmäpuita jalostettaessa o 25 tai haitallisia oksia poistettaessa puun katkaisukohdan suojaamiseksi. i δ i tn o X en CL CO sj- m O) o o (M