Шланг с самоклеящейся этикеткой
Предлагаемая полезная модель относится к изделию в виде шланга с самоклеящейся этикеткой, внешняя поверхность которого имеет поверхностную энергию менее 38 дин/см, причем на внешнюю поверхность шланга усажена усаживаемая трубка, внешняя поверхность которой имеет поверхностную энергию более 43 дин/см, а указанная самоклеящаяся этикетка расположена на внешней поверхности усаженной трубки. Полезная модель направлена на решение проблемы нанесения самоклеящихся этикеток на изделия, имеющие внешнюю поверхность с низкой поверхностной энергией. 11 п. формулы, 1 независимый, 10 зависимых.
Уровень техники
Хотя в целом современные материалы, такие как силикон, обеспечивают великолепные потребительские характеристики, некоторые из них обладают низкими адгезивными свойствами, из-за чего с такими материалами невозможно использовать самоклеющиеся этикетки. Это происходит из-за низкой поверхностной энергии таких материалов. Здесь термин «низкая поверхностная энергия» использован в отношении поверхностей, которые имеют низкие значения полярности и критического поверхностного натяжения (менее 38 дин/см). Аналогичные проблемы возникают при этикетировании шероховатых материалов, обладающих шероховатостью более 50 мкм (здесь значения шероховатости приведены для измерения, равного сумме пяти наиболее возвышенных точек и пяти наиболее низких точек в микрометрах), и перфорированных материалов с поверхностью для контакта с этикеткой менее 70% от всей поверхности. Для получения маркированных изделий из таких материалов остаются доступными несколько обычно применяемых вариантов.
Одним из указанных вариантов является изделие с биркой, которая прикреплена с помощью скрепки (например, как описано в патенте CA 2637049) или с помощью жгута (например, как описано в патенте CN 201247551). Согласно этому варианту возможно получить изделие с прикрепленной этикеткой различных типов, но производство таких изделий является трудоемким, а используемые средства крепления бирки ненадежные и механически непрочные, что приводит к высокой вероятности ее отцепления.
Согласно другому варианту изделия с маркировкой, маркировку размещают на поверхности изделия путем печати без подложки с помощью специальных чернил, которые дорого стоят и требуют специальных предварительного и последующего покрытий для соответствующего и долговечного результата (примером такого способ может служить способ по US 6383631). Для производства такого изделия необходимо также специальное печатное оборудование, что делает производство еще более дорогим. Помимо высокой стоимости, к недостаткам этого варианта изделия с маркировкой можно отнести и низкое разрешение печати, а также невозможность печати штрих-кодов и цветных изображений высокого разрешения.
Еще один вариант изделия с этикеткой на силиконоподобном материале получают путем лазерной маркировки. В частности, в US 20050214491 предложен предмет с маркировкой путем размещения на предмете изделия холодной усадки. Указанный предмет с маркировкой можно рассматривать как наиболее близкий аналог предлагаемой полезной модели. Указанное изделие холодной усадки содержит смесь, содержащую эластомер, пигмент и поглощающее излучение вещество, а также индикационную часть, проявляемую сфокусированным излучением и расположенную на внешней поверхности. Согласно US 20050214491 возможно получить четкую, долговечную, и легко производимую этикетку. Однако цветная печать, предлагаемая согласно US 20050214491, по сути является цветной гравировкой и также требует дорогостоящего оборудования.
Следовательно, существует необходимость в обеспечении изделия из силиконоподобного материала с нанесенной маркировкой или этикеткой (материалы с низкой поверхностной энергией), производство которого было бы простым и доступным и обеспечивало бы высококачественные цветные надежные этикетки, как, например, самоклеящиеся этикетки. Упомянутые лазерная маркировка и специальные печатные приспособления являются дорогостоящими. А традиционные самоклеящиеся этикетки являются простыми в изготовлении, дешевыми, долговечными и обеспечивают высокое разрешение и цвет, но их проблематично применять с изделиями, имеющими низкую поверхностную энергию. В контексте указанных проблем перед предлагаемой полезной моделью поставлена задача получения надежно маркированного изделия с самоклеющейся этикеткой.
Сущность полезной модели
Предлагаемая полезная модель направлена на решение обозначенных проблем, возникающих при маркировке некоторых материалов, к которым самоклеющиеся этикетки имеют низкую адгезию. Согласно одному из аспектов предлагаемой полезной модели, предложено изделие в виде шланга с самоклеящейся этикеткой, внешняя поверхность которого имеет поверхностную энергию менее 38 дин/см, причем на внешнюю поверхность шланга усажена усаживаемая трубка, внешняя поверхность которой имеет поверхностную энергию более 43 дин/см, а указанная самоклеящаяся этикетка расположена на внешней поверхности усаженной трубки.
Полезная модель обеспечивает достижение технического результата в виде повышения прочности присоединения самоклеящейся этикетки к изделию, поверхность которого имеет низкую поверхностную энергию.
Согласно предлагаемой полезной модели, на изделие с низкой поверхностной энергией можно легко нанести этикетку, прикрепив к нему любую самоклеящуюся этикетку. Это достигается за счет того, что на изделие усажена усаживаемая трубка, имеющая достаточную поверхностную энергию, чтобы обеспечить прикрепление самоклеящейся этикетки.
В различных вариантах реализации предлагаемой полезной модели изделие имеет внешнюю поверхность с поверхностной энергией менее 35 дин/см, перфорированную внешнюю поверхность с перфорацией, занимающей по меньшей мере 30% площади внешней поверхности изделия до выполнения перфорации, текстурированную внешнюю поверхность с шероховатостью более 50 мкм. Во всех приведенных и многих других случаях, когда прикрепление самоклеящейся этикетки на изделие проблематично или ненадежно, предлагаемая полезная модель обеспечивает изделие с легкой и надежной маркировкой с помощью традиционных самоклеящихся этикеток.
Согласно одному из вариантов реализации, полезная модель относится к шлангу с самоклеящейся этикеткой. В частности, внешняя поверхность указанного шланга имеет поверхностную энергию мене 38 дин/см, причем на нее усажена усаживаемая трубка, внешняя поверхность которой имеет поверхностную энергию более 43 дин/см, а указанная самоклеящаяся этикетка расположена на внешней поверхности усаженной трубки. Таким образом, поверхность усаженной трубки обладает достаточной поверхностной энергией, чтобы обеспечить легкость непосредственного прикрепления самоклеящейся этикетки. Согласно некоторым из возможных вариантов реализации, шланг согласно полезной модели является патрубком для системы охлаждения.
В различных вариантах реализации предлагаемой полезной модели термоусаживаемая трубка или трубка холодной усадки (или по меньше мере внешняя поверхность трубки) является химически устойчивой, стойкой к ультрафиолетовому излучению или термоустойчивой (после усадки), нефтестойкой, топливостойкой и стойкой к антифризу. Согласно еще одному варианту реализации предлагаемой полезной модели, расположенная на усаженной трубке самоклеящаяся этикетка обеспечивает индикацию несанкционированного вмешательства.
Будучи частью одного из вариантов реализации предлагаемой полезной модели, шланги из силикона и силиконоподобных материалов широко используются в различных сферах современной промышленности (например, машиностроении), и с повышением объемов производства их маркировка становится все более актуальной задачей.
Краткое описание фигур
На Фиг 1 показаны значения поверхностной энергии некоторых материалов в зависимости от их состава.
На Фиг. 2 показан шланг с расположенной на нем усаживаемой трубкой и этикеткой согласно одному из вариантов реализации полезной модели.
На Фиг. 3 показан общий вид усиленного силиконового шланга, а также тот же шланг и нанесенной на него усаживаемой трубкой и этикеткой, расположенной на трубке.
Осуществление полезной модели
Как уже было указано, в одном из вариантов реализации предлагаемая полезная модель относится к изделию в виде шланга с самоклеящейся этикеткой. Обеспечиваемый полезной моделью технический результат может быть в полной мере достигнут для шлангов и других изделий, выполненных из материалов с низкой поверхностной энергией (см. Фиг. 1), таких как ТЭПС (тройной этиленпропиленовый сополимер (каучук)), СЭВ А (сополимер этилена с винил ацетатом, фторполимеры, такие как ФЭМ (фторэластомер) или ПТФЭ (PTFE) (политетрафторэтилен); высокоплотный и низкоплотный полиэтилен, нитрильный каучук, натуральный каучук, полиэтиленовый пластик (PE), полипропилен, полистирен (PS), политетрафторэтилен, силикон, и другие. Метод измерения поверхностной энергии описан в стандарте ASTM D7490-13 Стандартный Метод испытаний для измерения поверхностного напряжения твердых покрытий, подложек и пигментов с использованием контактных угловых измерений. Согласно одному из типичных вариантов реализации полезной модели, изделие является шлангом, а именно шлангом, по меньшей мере внешняя поверхность которого содержит материал с низкой поверхностной энергией.
В общем аспекте полезная модель относится к изделию свободной формы. По существу, полезная модель относится к изделию в виде шланга, внешняя поверхность которого имеет поверхностную энергию менее 38 дин/см. На поверхность шланга усажена усаживаемая трубка, внешняя поверхность которой имеет поверхностную энергию более 43 дин/см, а указанная самоклеящаяся этикетка расположена на внешней поверхности усаженной трубки. Изделие согласно полезной модели можно получить недорогим и технологически простым способом. Преимуществом предлагаемой полезной модели является отсутствие необходимости в какой-либо особенной подготовке поверхности изделия - ее достаточно просто очистить с помощью какого-либо раствора, например, 50% водного раствора изопропилового спирта. Затем изделие помещается в усаживаемую трубку, которая после усадки имеет поверхностную энергию более 43 дин/см. После усадки трубки на изделии ее внешняя поверхность маркируется с помощью самоклеящейся этикетки. Указанное значение поверхностной энергии материала внешней поверхности трубки позволяет непосредственно приклеить на нее самоклеящуюся этикетку. Согласно различным вариантам реализации предлагаемой полезной модели, трубка или по меньшей мере ее внешняя поверхность является химически стойкой, стойкой к ультрафиолетовому излучению и/или термостойкой (после усадки). Согласно варианту реализации, который рассчитан на использование в машиностроении усаживаемая трубка или по меньшей мере ее внешняя поверхность является нефтестойкой, топливостойкой и/или стойкой к антифризу.
При производстве серии изделий согласно предлагаемой полезной модели сначала производятся все изделия серии, затем на каждое из изделий наносится усаживаемая трубка, после чего вся серия проходит стадию термообработки для усадки усаживаемой трубки, а затем вся серия проходит стадию этикетировки. Таким образом, обеспечивается возможность использования единой линии производства с единой технологией размещения и усадки усаживаемых трубок для различных изделий, что также является преимуществом и делает производство более эффективным.
Далее существенные особенности предлагаемой полезной модели будут описаны в отношении конкретного варианта реализации полезной модели, но специалисту очевидно, что раскрытые особенности могут также быть отнесены к другим вариантам реализации изделия, и таким образом не ограничиваются описанным примером.
Одним из вариантов реализации предлагаемой полезной модели является усиленный силиконовый шланг с текстурированной внешней поверхностью, представленный на Фиг. 3a, 3b. На Фиг. 3a показан усиленный силиконовый шланг с текстурированной внешней поверхностью, внешняя поверхность которого имеет поверхностную энергию менее 38 дин/см. Низкая поверхностная энергия силикона совместно с текстурированной внешней поверхностью приводят к невозможности закрепления на представленном шланге самоклеящейся этикетки. На Фиг. 3b показан указанный шланг с усаженной на его поверхности усаживаемой трубкой, поверхность которой имеет поверхностную энергию более 43 дин/см, и этикеткой, расположенной на внешней поверхности усаженной трубки.
Таким образом, согласно предлагаемой полезной модели обеспечен шланг с самоклеящейся этикеткой (см. Фиг. 2). Шланг (1) содержит усаженную на нем усаживаемую трубку (2), причем поверхностная энергия трубки (2) равна по меньшей мере 43 дин/см. Такое значение поверхностной энергии усаживаемой трубки обеспечивает непосредственное прикрепление к ней самоклеящейся этикетки.
Шланги из силиконоподобных материалов широко используются в различных машинах, так как они обеспечивают хорошую работу при высоких температурах, являются износостойкими, не требуют высоких эксплуатационных расходов и имеют прекрасное сопротивление сжатию. Толстые и эластичные, шланги из силикона и подобных материалов позволяют избежать утечки охлаждающих жидкостей и плавления при высоких температурах и в то же время являются стойкими к различным хладагентам, озону, климатическим условиям, солнечному свету и экстремальным температурам. Одним из преимуществ материалов с низкой поверхностной энергией является также их способность снимать статическое электричество, что также очень ценно в некоторых сферах применения. Указанная проблема нанесения этикетки и маркировки изделий из таких материалов легко решается в предлагаемой полезной модели.
В различных исполнениях описанного примера реализации, шланг сделан из материала с поверхностной энергией менее 35 дин/см. В других исполнениях усаживаемая трубка или по меньшей мере ее внешняя поверхность является химически стойкой, стойкой к ультрафиолетовому излучению и/или термостойкой (после усадки). В некоторых вариантах исполнения шланг предназначен для использования в системе охлаждения. Этикетка в различных исполнениях также может обеспечивать индикацию несанкционированного вмешательства.
Согласно различным вариантам реализации предлагаемой полезной модели, внешняя поверхность шланга перфорирована, так что перфорация занимает по меньшей мере 30% площади внешней поверхности шланга до выполнения перфорации, внешняя поверхность изделия текстурирована или имеет шероховатость более 50 мкм.
Термоусаживаемые трубки известны и представлены на рынке. Термоусаживаемые трубки, как правило, изготовлены из полимерного материала, предпочтительно, сшитых материалов, которые растянуты (например, посредством повышенной температуры). После охлаждения материал остается в своем растянутом (напряженном) состоянии. При последующем нагреве такой растянутый материал переходит в ненапряженное состояние и усаживается по мере имеющихся степеней свободы в свой исходный размер. Термоусаживаемые трубки в том числе могут быть изготовлены из полиолефина. Типичные примеры таких трубок включают тонко- средне- и толстостенные трубки, содержащие или не содержащие клейкий слой, в том числе предлагаемые компанией 3M (3M GTI, 3M MDT, 3M MDT-A, 3M HDT, 3М НБТ-А). Для предлагаемой полезной модели подходят любые из указанных термоусаживаемых трубок, имеющие поверхностную энергию по меньшей мере 43 дин/см.
Также известны и представлены на рынке трубки холодной усадки. Трубки холодной усадки, как правило, изготовлены из каучукового материала, предпочтительно силикона или каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера. Трубка холодной усадки помещается на удаляемое основание (корд) в растянутом (напряженном) состоянии. После удаления основания трубка холодной усадки усаживается в свой исходный размер. Типичными примерами коммерчески доступных трубок холодной усадки являются трубки серий 8220 и 8240 предлагаемые компанией 3M. Для предлагаемой полезной модели подходят любые из указанных трубок холодной усадки, имеющие поверхностную энергию по меньшей мере 43 дин/см.
Самоклеящиеся этикетки, используемые в предлагаемой полезной модели также представлены на рынке. Используемые в полезной модели самоклеящиеся этикетки содержат клейкий слой, который позволяет этикетке приклеиться к поверхности при комнатной температуре. Предпочтительно, для приклеивания не требуется нагрева. Как правило, клейкий слой расположен на поверхности этикетки, так что ее приклеивание осуществляется вручную. Например, компания ЗМ производит различные виды материалов для этикеток, которые являются устойчивыми к ультрафиолетовому излучению, обеспечивают индикацию несанкционированного вмешательства, имеют достаточно гладкую поверхность для цветной печати, имеют превосходные характеристики термостойкости и химической стойкости. В качестве примера можно привести такие наименования самоклеящихся этикеток, предлагаемых компанией 3M, как 76751, 7874, 7879. Все возможности таких этикеток могут быть использованы в различных вариантах реализации предлагаемой полезной модели, а также скомбинированы для удовлетворения каких-либо особых требований. Например, в некоторых вариантах реализации полезной модели требуются нефтестойкость, топливостойкость и/или стойкость к антифризу. Согласно одному варианту реализации предлагаемой полезной модели, самоклеящиеся этикетки, используемые в предлагаемой полезной модели, содержат информацию, напечатанную или написанную на них.
Изготовление шланга с нанесенной самоклеящейся этикеткой согласно предлагаемой полезной модели является простым, использует доступные материалы, легко переносится в массовое производство и содержит следующие этапы. На шланге (21) располагают усаживаемую трубку (22) с необходимой поверхностной энергией. Здесь необходимо отметить, что, как правило, необходимая поверхностная энергия трубки (22) выше 43 дин/см, но в частных случаях может быть различной в зависимости от клейкого слоя самоклеящейся этикетки (23), которую предполагается наносить. После расположения усаживаемой трубки (22) ее усаживают, и шланг (21), на внешней поверхности которого теперь расположена трубка (22), можно легко маркировать самоклеящейся этикеткой (23), так как с внешней стороны находится поверхность трубки (22), которая имеет достаточную поверхностную энергию и гладкость для надежного закрепления на ней самоклеящейся этикетки. Обеспечиваемая при этом фиксация этикетки (23) является долговечной, а производство такого шланга (21) с самоклеящейся этикеткой (23) является простым, недорогим и высокоэффективным.
Предлагаемая полезная модель предназначена для применения в таких областях, как машиностроение и приборостроение. Например, в производстве и обслуживании автомобилей некоторые детали (например, шланги систем охлаждения) изготовлены из полимерных материалов с низкой поверхностной энергией. В то же время, большинство компаний в сфере производства и обслуживания автомобилей маркируют свою продукцию, чтобы покупатель был уверен, что он использует сертифицированные запчасти. В этом случае этикетка указывает на качество продукции. Предлагаемая полезная модель в варианте реализации, где самоклеящаяся этикетка обеспечивает индикацию несанкционированного вмешательства, способна не только решить проблему маркировки изделий с низкой поверхностной энергией, но и гарантировать, что этикетка не будет снята и приклеена к другому, не сертифицированному изделию.
Специалисту в области техники понятно, что предлагаемая полезная модель не ограничена приведенными вариантами реализации и их частными особенностями, а напротив, включает в себя все модификации, эквивалентные и альтернативные варианты, находящиеся в объеме предлагаемой формулы полезной модели.
1. Шланг с самоклеящейся этикеткой, внешняя поверхность которого имеет поверхностную энергию менее 38 дин/см,
причем на внешнюю поверхность шланга усажена усаживаемая трубка, внешняя поверхность которой имеет поверхностную энергию более 43 дин/см, а указанная самоклеящаяся этикетка расположена на внешней поверхности усаженной трубки.
2. Шланг по п. 1, в котором этикетка содержит напечатанную или написанную информацию.
3. Шланг по п. 1, предназначенный для системы охлаждения.
4. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, поверхность которого имеет поверхностную энергию менее 35 дин/см.
5. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, в котором усаживаемая трубка или по меньшей мере её внешняя поверхность является химически устойчивой.
6. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, в котором усаживаемая трубка или по меньшей мере её внешняя поверхность выполнена стойкой к ультрафиолетовому излучению.
7. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, в котором усаживаемая трубка или по меньшей мере её внешняя поверхность является термоустойчивой после усадки.
8. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, в котором усаживаемая трубка или по меньшей мере её внешняя поверхность является нефтестойкой, топливостойкой и/или стойкой к антифризу.
9. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, в котором указанная этикетка обеспечивает индикацию несанкционированного вмешательства.
10. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3 или 4, внешняя поверхность которого перфорирована, так что перфорация занимает по меньшей мере 30% площади внешней поверхности шланга до выполнения перфорации.
11. Шланг по любому из пп. 1, 2 и 3, внешняя поверхность которого текстурирована или имеет шероховатость более 50 мкм.
