DE60218833T3

DE60218833T3 - Isolierendes etikett

Info

Publication number: DE60218833T3
Application number: DE2002618833
Authority: DE
Inventors: Thomas BENIM; Susan CHAMBERLIN; Jeffrey Chambers; Steven Cosentino; Peter HUNDERUP; Ross LEE; Susan PROCACCINI
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: DK1377956T3; ZA200307211B; ATE357038T1; EP1377956B2; WO2002084630A1; US7175730B2; US7452590B1; CA2441142A1; BR0208867A; US7070841B2; US7081286B2; MXPA03009227A; US20030207059A1; JP2009023356A; US7108906B2; US7919164B1; HK1066897A1; CN1503962A; KR20030085105A; DE60218833D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein isolierendes Etikettenmaterial für einen Behälter, das eine Wärmeisolierschicht umfasst, die auf ein Oberflächenmaterial aufgeklebt ist. Das Oberflächenmaterial kann, eine Folie, Papier oder Textilmaterial sein. Das Oberflächenmaterial kann mit einem Beschichtungsmaterial so beschichtet werden, dass es bedruckbar ist, wodurch dem Behälter sowohl Isoliereigenschaften als auch Bedruckbarkeitsfähigkeit verliehen wird.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Isolierte Umhüllungen für Behälter sind bekannt, wie beispielsweise diejenige, die in der US-Patentschrift 4871597 offenbart ist. Diese Umhüllung umfasst eine erste oder innerste Textilmaterialschicht, eine zweite innerste Isolierschicht, die einen Polymerschaumstoff umfasst, eine dritte innerste, aus metallisierter Polymerfolie bestehende reflexionsfähige Schicht und eine äußerste Schicht aus Textilmaschenware. Jedoch kann die Verwendung von vier verschiedenen Schichten dem Behälter zwar eine gute Isolierung verleihen, aber hinderlich sein, wodurch die Funktionsfähigkeit einer derartigen Umhüllung für andere Zwecke, wie als Etikettenmaterial, beschränkt ist.
Im Stand der Etiketttechnik werden im Allgemeinen keine verschiedenen Materialien und verschiedenen Schichten in einem Etikettenmaterial verwendet. Dies ist teilweise der Tatsache zuzuschreiben, dass es zu teuer gewesen ist, die verschiedenen Materialien und Schichten aufeinander zu laminieren. Beispielsweise offenbart die US 4273816 Etikette, die zerbrechliche Behälter wie Glasflaschen gegen mechanische Erschütterung schützen. Außerdem müssen, um verschiedene Materialien aufeinander zu laminieren, von denen eines dem Etikett Wärmeisolierung verleiht und eine gewisse Dicke oder Höhe aufweist, die Materialien auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der das erhöhte Material zusammenfällt.
Auch ist im Stand der Folientechnik ein dünnes elektrisches Band bekannt, das eine mit einer Polyesterbahn verstärkte Polyesterfolie umfasst, wie im OEM von 3M Utilities and Telecommunications offenbart. Jedoch ist dieses Band, das an seiner dicksten Stelle 0,0190 cm (0,0075 Zoll) dick ist, zur Verwendung als Isolator für einen Behälter nicht geeignet.
So besteht ein Bedarf für das Konzipieren eines Isolators für einen Behälter, der billig herzustellen ist. Ein derartiger Isolator wäre dick genug, um eine ausreichende Isolierung zu bieten, jedoch dünn genug, um flexibel zu sein, so dass er sich um den Behälter herumwickelt. Idealerweise sollte ein derartiger Isolator multifunktionell sein, so dass er auch als Etikett dienen könnte.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung überwindet die Probleme, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, indem sie ein Etikettenmaterial bietet, das als Isolator für einen Behälter wirkt. Dieser Isolator weist eine genügende Höhe auf, d. h. er ist ausreichend (mehr als 0,0190 cm (0,0075 Zoll)) dick, um eine ausreichende Isolierung für den Behälter zu bieten, jedoch dünn genug, so dass er leicht um einen Behälter herumgewickelt werden kann. Aufgrund dieses charakteristischen Merkmals kann dieser Isolator auch als Etikettenmaterial funktionieren. So weist die Verwendung eines Etiketts, das aus dem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial hergestellt ist, den Vorteil auf, die Temperatur des Inhalts des Behälters länger aufrechtzuerhalten, als bei Verwendung des Etiketts als solchem. Außerdem ist das erfindungsgemäße Etikettenmaterial bedruckbar, wodurch seine Verwendung als Etikett für einen Behälter verbessert wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Etikettenmaterials besteht darin, dass es weniger kostspielig herzustellen ist als eine laminierte Struktur, da es eine coextrudierte Folie mit einem heißsiegelbaren Klebstoff umfasst, der zum Befestigen der Folie an der Isolierschicht verwendet wird.
Außerdem ist bei der bevorzugten Ausführungsform, wo die Folie und die Isolierschicht beide aus Polyester bestehen und verträgliche Klebstoffe umfassen, das erfindungsgemäße Etikettenmaterial vollständig recycelbar, wodurch ein signifikanter Umweltvorteil im Vergleich mit bekannten Etiketten oder Isolatoren des Stands der Technik geboten wird.
Erfindungsgemäß umfasst das erfindungsgemäße Etikettenmaterial eine Wärmeisolierschicht mit einem Wärmewiderstand von 0,0077 bis 0,077 m²·K/W (0,05 bis 0,5 CLO), die auf ein Oberflächenmaterial auflaminiert ist, wobei das Etikettenmaterial mindestens 0,0190 cm (0,0075 Zoll) dick ist, wobei das Oberflächenmaterial wie in Anspruch 1 definiert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Etikettenmaterials, die das Oberflächenmaterial auf beiden Seiten der Wärmeisolierschicht zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Etikettenmaterials, die 1 ähnlich ist, jedoch das Oberflächenmaterial nur auf eine Seite des Wärmeisoliermaterials auflaminiert zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Behälters, der mit einem Etikett umwickelt ist, das aus einem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial ausgeschnitten worden ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Behälters mit Einengungen, der mit einem Etikett umwickelt sind, das aus einem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial ausgeschnitten worden ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Flasche, die mit einem Etikett umwickelt ist, das aus einem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial ausgeschnitten worden ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Bechers, der mit einem Etikett umwickelt ist, das aus einem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial ausgeschnitten worden ist.
7 ist eine schematische Ansicht eines Apparats, der zum Herstellen des erfindungsgemäßen Etikettenmaterials geeignet ist.
8 ist eine grafische Darstellung, die die Temperatur zeigt, bei der die heißsiegelbaren Schichten des Oberflächenmaterials aktiviert werden, im Vergleich mit der Dicke des in Beispiel 1 hergestellten Etikettenmaterials.
9 ist eine grafische Darstellung, die die Temperatur zeigt, bei der die heißsiegelbaren Schichten des Oberflächenmaterials aktiviert und auf die Wärmeisolierschicht auflaminiert worden sind, im Vergleich mit den Wärmeisolierwerten, in CLO gemessen, des in Beispiel 1 hergestellten Etikettenmaterials.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird ein Etikettenmaterial bereitgestellt. Ein derartiges Etikettenmaterial ist allgemein bei 5 in den 1 und 2 und aufgerollt bei 45 in 7 gezeigt. Das Etikettenmaterial wird zum Herstellen von Etiketten in einzelne Längen geschnitten, die in den 3–6 bei 15 als auf den Behälter 15 aufgebracht gezeigt sind. Das Etikettenmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst eine Wärmeisolierschicht, die in den 1 und 2 bei 30 gezeigt sind. Diese Wärmeisolierschicht weist einen Wärmewiderstand, wie in Isoliereinheiten oder CLO gemessen, von 0,05 bis 0,5 auf. Die CLO-Einheit wird als Einheit des Wärmewiderstands eines Kleidungsstücks definiert. Die SI-Einheit des Wärmewiderstands ist der Wert in Quadratmeter Kelvin pro Watt (m²·K/W) (vergleiche „Textile Teams and Definitions (Textilbegriffe und Definitionen)”, Zehnte Ausgabe, The Textile Institute (1995), Seite 66, 350). So beträgt der Bereich des Wärmewiderstands in SI-Einheiten der erfindungsgemäßen Wärmeisolierschicht 0,0077 bis 0,077 m²·K/W. Obwohl CLO mit Bezug auf ein Kleidungsstück definiert wird, kann dieser Messwert zum Beschreiben des Wärmewiderstands irgendeines Textilsystems verwendet werden und wird hier zum Beschreiben des Wärmewiderstands der erfindungsgemäßen Wärmeisolierschicht verwendet. CLO-Werte hängen vom Material, das für die Isolierschicht verwendet wird, und dessen Dicke ab. Die CLO-Werte von Etiketten, die ohne die erfindungsgemäße Wärmeisolierschicht hergestellt worden sind, lagen unterhalb des unteren Endes des Bereichs (0,05 CLO oder 0,0077 m²·K/W).
Die Wärmeisolierschicht umfasst ein organisches Material auf der Basis einer thermoplastischen Faser umfassend Polyester, Polyethylen oder Polypropylen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmeisolierschicht ein Faserfüllmaterial, das Polyester umfasst. Ein Faserfüllmaterial, das als THERMOLITE^® Active Original von E. I. du Pont de Nemours and Company verkauft wird, ist zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung besonders geeignet. Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Faserfüllmaterial weist ein Flächengewicht im Bereich von 10 g/m² bis 200 g/m² und eine Schüttdichte von weniger als 0,3 g/cm³ auf. Als Alternative kann die Wärmeisolierschicht schmelzgeblasene Fasern wie schmelzgeblasene Polyolefine, die von 3M als THINSULATE^® verkauft werden, umfassen.
Viele andere Variationen von Isoliermaterial für die Wärmeisolierschicht können bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann die Wärmeisolierschicht einen Schaumstoff umfassen. Der Schaumstoff kann aus Polyurethan oder irgendeiner anderen Schaumstoffzusammensetzung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, bestehen. Oder die Wärmeisolierschicht kann aus einem Material auf der Basis von anorganischen thermoplastischen Fasern, das Glaswolle, Borsilicatglas oder Steinwolle umfasst, hergestellt sein.
Als Alternative kann die Wärmeisolierschicht ein Maschenware, die beispielsweise aus Vierkanal- oder ovalen Langkettenfasern hergestellt ist, das von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, unter der Handelsbezeichnung COOLMAX^® verkauft wird. Oder die Wärmeisolierschicht kann ein Gewebe oder ein Vliesstoff sein. Die Isolierschicht könnte auch irgendeine Art von nichtgewobenem Material wie Filz oder einem lockeren nichtgewobenen oder Nadelvliesstoff sein.
Die Wärmeisolierschicht wird auf ein Oberflächenmaterial auflaminiert, das bei 10 in den 1 und 2 und auch bei 20 in 1 gezeigt ist. Mit „Laminierung” ist das Vereinigen von Schichten von Material durch einen Klebstoff oder eine andere Möglichkeit gemeint. Bei der in 1 veranschaulichten Ausführungsform wird die Wärmeisolierschicht zwischen zwei Blatt Oberflächenmaterial laminiert. Jedoch liegt es innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, ein einziges Blatt Oberflächenmaterial an die Wärmeisolierschicht, wie in 2 gezeigt, zu laminieren. Die Verwendung eines einzigen Blatts Oberflächenmaterial beeinflusst die Dicke des Etikettenmaterials nicht wesentlich, da die Dicke des Oberflächenmaterials im Vergleich mit der Gesamtdicke des Etikettenmaterials unwesentlich ist. Das erfindungsgemäße Etikettenmaterial ist mehr als 0,0075 Zoll (0,0190 cm) dick, so dass es dick genug ist, um eine ausreichende Isolierung für einen Behälter zu bieten. Das Oberflächenmaterial 10, das eine erste Schicht 13 und eine zweite Schicht 14, wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst, und das Oberflächenmaterial 20, das eine erste Schicht 22 und eine zweite Schicht 24, wie in 1 gezeigt, umfasst, kann eine Dicke zwischen 0,0002 Zoll (0,0005 cm) und 0,010 Zoll (0,025 cm) aufweisen. Ein bevorzugter Bereich für die Dicke des Oberflächenmaterials beträgt 0,00048 Zoll (0,00121 cm) bis 0,0020 Zoll (0,0050 cm).
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die im Folgenden als Ausführungsform der „coextrudierten Folie” bezeichnet wird, umfasst das Oberflächenmaterial eine Folie, die so coextrudiert wird, dass sie zwei Schichten umfasst. So umfasst das Oberflächenmaterial 10 eine erste Schicht 13 und eine zweite Schicht 14. In dieser Ausführungsform sind die erste Schicht 13 und die zweite Schicht 14 aus verschiedenen Materialien gebildet, bilden jedoch ein Blatt der Folie. Die zweite Schicht 14 ist heißsiegelbar – d. h. sie ist aus einem Material hergestellt, das eine niedrigere Schmelztemperatur aufweist als das Material der ersten Schicht 13, so dass, wenn das Oberflächenmaterial 10 erhitzt wird, die zweite Schicht 14 sich erweicht und an der Wärmeisolierschicht anhaftet, wenn Druck darauf aufgebracht wird. Auf ähnliche Weise umfasst das Oberflächenmaterial 20 eine erste Schicht 22 und eine zweite Schicht 24. Wiederum sind die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 24 aus verschiedenen Materialien hergestellt, bilden jedoch ein Blatt Folie. Die zweite Schicht 24 ist heißsiegelbar – d. h. sie ist aus einem Material hergestellt, das eine niedrigere Schmelztemperatur als das Material der ersten Schicht 22 aufweist, so dass, wenn das Oberflächenmaterial 20 erhitzt wird, die zweite Schicht 24 sich erweicht und an der Wärmeisolierschicht anhaftet, wenn Druck darauf aufgebracht wird.
Das erfindungsgemäße Etikettenmaterial kann des Weiteren eine Beschichtung auf dem Oberflächenmaterial umfassen. Die Beschichtung, bei 12 in 1 und 2 gezeigt, wird auf der nicht heißsiegelbaren Oberfläche (d. h. den ersten Schichten 13 und 22) des Oberflächenmaterials bereitgestellt. Diese Beschichtung ist bedruckbar, so dass das gleiche Material, das die Isolierung bietet, auch als Etikett funktionieren kann. Die Beschichtung besteht aus einem Standarddruckgrundiermittel auf der Basis wässriger Polymerdispersionen, Emulsionen oder Lösungen von Acryl-, Urethan-, Polyester- oder anderen Harzen, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind. (Siehe beispielsweise die US-Patentschrift Nr. 5453326 ). Als Alternative entfällt, wenn die Wärmeisolierschicht vorher bedruckt worden ist, und das Oberflächenmaterial klar ist, eventuell die Notwendigkeit, das Oberflächenmaterial zu beschichten, um es bedruckbar zu machen.
Bei einer bevorzugten Konfiguration der Erfindung der coextrudierten Folie werden Folien mit zwei verschiedenen Dicken für die Oberflächenmaterialien, wie das Oberflächenmaterial 10 und das Oberflächenmaterial 20 in 1, verwendet. Ein spezifisches Beispiel einer Folie, die zur Verwendung als Oberflächenmaterial 10 in 1 geeignet ist, ist MELINEX^® 854, das im Handel von DuPont Teijin Films, Wilmington, Delaware, erhältlich ist. MELINEX^® 854 ist eine 120 Gauge (0,0012 Zoll oder 0,0030 cm) dicke coextrudierte biaxial orientierte Polyesterfolie. Die erste Schicht dieser Folie, wie 13 in 1, ist aus einem Standardpolyesterhomopolymer mit einer intrinsischen Viskosität von etwa 0,590, das 2500 ppm aus anorganischem Gleitzusatzmittel bestehende Teilchen enthält, hergestellt. Diese Schicht umfasst etwa 65% der gesamten Foliendicke. Ein Copolyesterharz, das aus 18 Gewichts-% Isophthalsäure mit einer intrinsischen Viskosität von etwa 0,635 besteht, das 2300 ppm aus anorganischem Gleitzusatzmittel bestehende Teilchen enthält, wird unter Bildung der heißsiegelbaren Schicht (wie 14 in 1) coextrudiert und umfasst 35% der gesamten Foliendicke (bevorzugt 15–40%). Die Oberfläche der ersten Schicht der heißsiegelbaren Schicht gegenüber wird im Prozess durch einen Tiefdruckbeschichter (während des Folienherstellungsverfahrens) mit einer Druckgrundierbeschichtung (12 in 1) auf der Basis einer oben beschriebenen wässrigen Polyesterdispersion mit einem Trockenbeschichtungsgewicht von 0,03 g/m² beschichtet. MELINEX^® 854-Folie ist auch zur Verwendung als Oberflächenmaterial 20 in 1 geeignet, dieses Oberflächenmaterial ist jedoch etwas dünner als das Oberflächenmaterial, das als Oberflächenmaterial 10 verwendet wird. In allen Ausgestaltungen ist die MELINEX^® 854-Folie, die als Oberflächenmaterial 20 verwendet wird, die gleiche wie die MELINEX^® 854-Folie, die als oben beschriebenes Oberflächenmaterial 10 verwendet wird.
Einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gemäß kann das Oberflächenmaterial auf der Oberfläche, die von der Wärmeisolierschicht abgewandt ist, modifiziert werden, um das Drucken darauf durch Coronaentladungsbehandlung zu erleichtern. Spezifisch wird die Oberfläche der ersten Schicht 13 oder 22 modifiziert. Die Coronaentladungsbehandlung kann zusätzlich zu oder anstatt des Beschichtens auf dem Oberflächenmaterial durchgeführt werden. Oder es kann als Alternative oben auf der Beschichtung oder anstatt der Beschichtung eine aufgedampfte Metallschicht, wie beispielsweise eine Aluminiumschicht, auf der Oberfläche, die von der Wärmeisolierschicht abgewandt ist, für dekorative Zwecke und zum Hinzufügen optischer Effekte abgeschieden werden. Erfolgt dieses Aufdampfen, so würde die Coronaentladungsbehandlung typischerweise nicht zusätzlich zu diesem Aufdampfen durchgeführt werden.
Einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung gemäß kann das Oberflächenmaterial auf der Oberfläche, die der Wärmeisolierschicht abgewandt ist, mit Mustern geprägt werden, wie sie zur Dekoration erwünscht sein können. Das Prägen kann, falls erforderlich, oben auf der Beschichtung nach der Coronaentladungsbehandlung und oben auf der Aufdampfschicht durchgeführt werden. Spezifisch können Druck und die Wärme angewendet werden, um spezifische Bereiche des Oberflächenmaterials dünner zu machen, so dass die Oberfläche aus Bereichen, die dünner gemacht worden sind, herauszuragen scheint. Das Durchführen in Form eines Musters kann zum Dekorieren des Etikettenmaterials angewendet werden. Die Warme und der Druck können durch einen geformten Amboss oder ein geformtes Eisen in einem dekorativen Muster aufgebracht werden. Als Alternative können die Wärme und der Druck durch eine eingravierte oder geätzte Prägewalze oder einen eingravierten, sich hin und her bewegenden Stempel in einer Plattenpresse aufgebracht werden. Die Warme sollte bei 200–400°F (93–204°C) so aufgebracht werden, dass der aufgebrachte Druck dauerhafte Einkerbungen in dem Etikettenmaterial bilden würde. Die Wärme sollte so aufgebracht werden, dass mindestens das Oberflächenmaterial und eventuell auch die Wärmeisolierschicht erweicht werden. Das Erweichen der Wärmeisolierschicht ist weniger kritisch als das Erweichen des Oberflächenmaterials, unterstützt jedoch auch den Prägevorgang.
Außerdem kann die Oberflächenmodifikation (d. h. die Beschichtung oder die Coronaentladungsbehandlung) zum Erleichtern des Klebens an eine andere Oberfläche mit Hilfe einer Klebstoffschicht benutzt werden. Zum Ankleben an eine andere Oberfläche wird eine Klebstoffgrundierschicht, wie diejenige, die bei 26 in 1 gezeigt ist, auf die unbehandelte Oberfläche des Oberflächenmaterials oder auf die durch Coronaentladung behandelte Oberfläche (jedoch nicht auf eine durch Aufdampfen modifizierte oder geprägte Oberfläche) aufgebracht. Diese Klebstoffgrundierschicht ist druckempfindlich, um das Aufbringen des Etiketts auf einen Behälter zu ermöglichen. Außerdem kann eine Trennverkleidung 28 auf der Oberfläche der Klebstoffgrundierschicht 26, wie in 1 gezeigt, bereitgestellt werden. Der Zweck der Trennverkleidung besteht dann, den Klebstoff bis zum Zeitpunkt des Aufbringens des Etiketts auf einen Behälter zu schützen. Oder es wird ein Klebstoff (keine Klebstoffgrundierschicht) auf die modifizierte Oberfläche aufgebracht.
Das erfindungsgemäße Etikettenmaterial kann beispielsweise mit einem heißen Messer an seinen Kanten so versiegelt werden, dass Fluid nicht in die Kanten des Etikettenmaterials eindringen kann. Derartige Kanten sind bei 132 in 3–6 gezeigt. Als Alternative kann das Etikettenmaterial selbstversiegelnd sein. Bei dieser selbstversiegelnden Konfiguration kann das Etikettenmaterial auf sich selbst zurück gefaltet werden, so dass die oberen und unteren Kanten schon versiegelt sind. Ein aus dem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial hergestelltes Etikett wird bevorzugt so versiegelt, dass Fluid nicht in die Kanten desselben eindringen kann.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein System aus Behälter/isoliertem Etikettenmaterial bereitgestellt. Ein derartiges System ist allgemein in 3–6 bei 100 gezeigt. Das System umfasst einen Behälter, der mit einem Isolieretikettenmaterial derart umwickelt ist, dass ein signifikanter Teil des Oberflächenbereichs des Behälters bedeckt ist. Der Behälter kann eine Dose oder eine Flasche sein, die für das unbedenkliche Lagern und den unbedenklichen Verzehr von Getränken und Nahrungsmitteln geeignet sind. Eine Dose ist in 3 und 4 jeweils bei 90 bzw. 110 gezeigt, eine Flasche ist in 5 bei 115 gezeigt. Oder der Behälter kann ein Becher, wie in 6 bei 140, gezeigt sein. Als Alternative kann der Behälter ein Beutel sein und in manchen Fällen kann das Etikett zum Beutel selbst werden. Der Behälter wird mit einem Isolieretikett umwickelt, das aus einem Etikettenmaterial wie oben bezüglich 1 und 2 beschrieben ist, hergestellt ist. Das Etikett kann entweder an den Behälter oder an sich selbst sich überlappenden Kanten entlang, wie beispielsweise der Kante 130 in 3–6, geklebt werden.
In der Ausführungsform von 4 wird das erfindungsgemäße Etikett auf die Dose 110 aufgebracht, die so konstruiert ist, dass sie geeignete Einschnitte 120 aufweist. Diese Einschnitte halten das Etikett an Ort und Stelle fest, wenn die Kanten 130 des Etiketts durch Klebstoff oder durch Aufbringen von Wärme aneinander befestigt werden. In der Ausführungsform von 6 ist der Becher 140 vom Typ, der allgemein für einzelne Portionsgrößen heißer Getränke, wie beispielsweise wegwerfbare Kaffeebecher, verwendet wird. Als Alternative kann der Becher aus Karton, wie beispielsweise ein Speiseeisbecher, bestehen. Wenn der Becher eine aus kegelförmigen Abschnitten bestehende Konstruktion, wie in 6, aufweist, wo der obere Umfang, der bei 150 gezeigt ist, signifikant größer ist als der untere Umfang, bei 160 gezeigt, kann das aus dem erfindungsgemäßen Etikettenmaterial hergestellte Etikett in einer ähnlichen aus kegelförmigen Abschnitten bestehenden Gestalt geformt sein, um gut sitzend um den Becher zu passen. In diesem Fall würde ein Klebstoff das Etikett am Becher festhalten.
Statt des Bildens eines einheitlichen Etikettenmaterials ist es auch möglich, eine Wärmeisolierschicht an einen Behälter anzubringen und dann ein Oberflächenmaterial an der Wärmeisolierschicht zu befestigen. Ein Oberflächenmaterial oder Aufschrumpfdecketikett könnte dann auf die Wärmeisolierschicht aufgebracht werden. Ein Beispiel einer Wärmeisolierschicht, die bei dieser Konfiguration verwendet werden kann, ist eine Rundstrickware, die in die richtige Länge geschnitten und über die Dose gestülpt wird. Als Alternative kann ein Heißschmelzklebstoff auf den Dosenbereich, der isoliert werden soll, aufgeblasen werden, wodurch eine Schicht loser Fibrillen bis zu einer erwünschten Dicke aufgebaut wird.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Methode zum Herstellen eines Isolieretikettenmaterials bereitgestellt. Diese Methode wird unter Bezugnahme auf 7 dargestellt. Bei dieser Methode wird ein Blatt Material, das für die Wärmeisolierschicht, wie beispielsweise Faserfüllmaterial 30, verwendet wird, von einer Zuführwalze 45 zugeführt. Außerdem wird Oberflächenmaterial 10 von einer Zuführwalze 40 zugeführt und so angeordnet, dass die Beschichtung 12 von der Wärmeisolierschicht 30 wegweisend orientiert ist und die zweite Schicht 14 der Isolierschicht 30 zugewandt ist. Außerdem kann das Oberflächenmaterial 20 von einer Zuführwalze 50 zugeführt werden und wird so angeordnet, dass die Klebstoffschicht (falls erforderlich, wie sie bei 26 in 1 gezeigt ist) von der Wärmeisolierschicht wegweisend orientiert ist. Die erste Schicht, wie beispielsweise 13, wie in 1 und 2 und 22 gezeigt, wie in 1 gezeigt, des Oberflächenmaterials wird von der Wärmeisolierschicht wegweisend orientiert und die zweite Schicht des Oberflächenmaterials, wie beispielsweise 14 in 1 und 2 und 24, wie in 1 gezeigt, ist der Wärmeisolierschicht zugewandt.
Ein Blatt der Wärmeisolierschicht, wie beispielsweise 30, und mindestens ein Blatt Oberflächenmaterial, wie 10, werden in einen erhitzten Kalanderwalzenspalt zwischen einem Paar erhitzter Kalanderwalzen 70 und 80, in 7 gezeigt, eingeführt. Die erhitzten Kalanderwalzen verursachen, dass die Oberflächen der Wärmeisolierschicht und des Oberflächenmaterials aneinander anhaften. Die Kalanderwalzen werden auf eine Temperatur erhitzt, durch die die heißsiegelbare Schicht aktiviert wird, jedoch das gesamte Oberflächenmaterial, wie oben besprochen, nicht geschmolzen wird. Diese Temperatur liegt im Bereich von 93°C bis 260°C (200°F bis 500°F), wobei der bevorzugte Temperaturbereich 137°C–160°C (280°–320°F) für die Erfindung beträgt, bei der coextrudierte Folien von 48 Gauge und 120 Gauge als Oberflächenmaterial und ein Faserfüllmaterial als Wärmeisolierschicht verwendet werden. Jedoch können höhere Temperaturen im Bereich von 232°–260°C (450°–500°F) bei hohen Liniengeschwindigkeiten, d. h. Geschwindigkeiten von 91 bis 122 Metern (300 bis 400 Fuß) pro Minute angewendet werden. Die Kalanderwalzen sind im Abstand voneinander verschoben, der geeignet ist, um einen Walzenspaltdruck zu schaffen, der für das Laminieren geeignet ist. Als Alternative kann anstatt des Verwendens einer coextrudierten heißsiegelbaren Folie ein Klebstoff zwischen dem Oberflächenmaterial und der Wärmeisolierschicht eingebracht werden, um sie aneinander zu befestigen. Dieser Klebstoff würde durch eine Beschichtungswalze, nicht gezeigt, aufgebracht werden, die zwischen den Zuführwalzen 40 und 50 und den Kalanderwalzen 70 und 80 in 7 positioniert werden würde. Es wird ein Etikettenmaterial gebildet, das durch eine Aufnahmewalze 20, wie in 7 gezeigt, durch die Prozessvorrichtung hindurchgezogen wird.
Ein Etikettenmaterial mit einer Dicke von mehr als 0,0190 cm (0,0075 Zoll), bevorzugt zwischen 0,025 cm (0,010 Zoll) und 0,102 cm (0,040 Zoll) und am bevorzugtesten zwischen 0,051 cm (0,020 Zoll) und 0,076 cm (0,030 Zoll), wird hergestellt. Dieses Etikettenmaterial sollte das Etikettenmaterial mit einem Blatt Oberflächenmaterial, wie in 2, oder zwei Blatt Oberflächenmaterial, wie in 1, sein, da die Dicke des Oberflächenmaterials im Vergleich mit der Gesamtdicke des Etikettenmaterials nicht signifikant ist. Auf die Bildung des Etikettenmaterials hin kann das Zerschneiden auf geeignete Breiten mit einem heißen Messer, das die Kanten des Etikettenmaterials versiegelt, folgen. Das Etikettenmaterial kann dann unter Bildung von Etiketten, die bevorzugt versiegelte Kanten aufweisen, zerschnitten werden.
Als Alternative kann statt des Verwendens eines einzigen Blatts Oberflächenmaterial die Wärmeisolierschicht zwischen zwei Blatt Oberflächenmaterial in die erhitzte Kalanderwalze geführt werden, die die Oberflächen der Wärmeisolierschicht und des Oberflächenmaterials dazu bringt, aneinander anzuhaften. Diese Ausführungsform ist auch in 7 veranschaulicht, wo beide Oberflächenmaterialien 10 und 20 zu dem Quetschspalt zwischen erhitzten Kalanderwalzen 70 und 80 geführt werden. In jeder der Ausführungsformen, wo ein oder zwei Blatt Oberflächenmaterial zwischen erhitzte Kalanderwalzen geführt wird bzw. werden, kann das Füllmaterial der Wärmeisolierschicht vorher bedruckt werden, wodurch die Notwendigkeit des Beschichtens des Oberflächenmaterials, um es bedruckbar zu machen, entfällt.
Den mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten sollte es offensichtlich sein, dass Modifikationen bei der erfindungsgemäßen Methode durchgeführt werden können, ohne vom Geiste derselben abzuweichen. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung alternativ eine Methode zum Herstellen eines Isolieretikettenmaterials umfassen, wobei ein Kardenflor, der thermoplastische Stapelfasern umfasst, aus einer im Handel erhältlichen Kardiermaschine geführt wird. Dieser Kardenflor wird anstatt des Faserfüllmaterials in dem bezüglich 7 oben beschriebenen Verfahren verwendet, wobei er direkt auf ein Oberflächenmaterial abgesetzt wird. Der Kardenflor und das Oberflächenmaterial werden einem Kalandriervorgang unterworfen, wodurch die Fasern aus dem Kardenflor an das Oberflächenmaterial laminiert werden. Man sollte beachten, dass das gemäß dieser Ausführungsform hergestellte Etikettenmaterial absichtlich dünner ist als die bevorzugte Dicke der Ausführungsform, welche zwischen 0,051 cm (0,020 Zoll) und 0,076 cm (0,030 Zoll) liegt, jedoch immer noch größer wäre als 0,0190 cm (0,0075 Zoll).
Die vorliegende Erfindung wird durch folgende Beispiele veranschaulicht. Die in den Beispielen verwendete Testmethode ist unten beschrieben.
TESTMETHODE
Für die folgenden Beispiele wurde der CLO-Wert auf einer „Thermolabo II” gemessen, wobei es sich um ein Instrument mit einem gekühlten Bad handelt, das im Handel von Kato Tekko Co. L. T. D., Kato Japan, erhältlich ist, und das Bad von Allied Fisher Scientific, Pittsburgh, Pennsylvania, erhältlich ist. Die Laborbedingungen waren 21°C und eine relative Feuchte von 65%. Die Probe bestand aus einer Probe in einem Stück, das 10,5 cm × 10,5 cm maß.
Die Dicke der Probe (in Zoll) bei 6 g/cm² wurde unter Anwendung eines Frazier-Kompressometers, der im Handel von Frazier Precision Instrument Company, Inc., Gaithersburg, Maryland, erhältlich ist, bestimmt. Zum Messen der Dicke bei 6 g/cm² wurde folgende Formel verwendet, um PSI (Pfund pro Quadratzoll) (Kilogramm pro Quadratzentimeter) auf der Scheibe einzustellen: (6,4516 cm²/Zoll²) 6 g/cm²) / 453,6 g/lb = 0,8532 Pfund/Zoll²
Ein Ablesewert von 0,8532 auf der Kalibrierskala des Frazier-Kompressometers (Durchmesser des Pressfußes 1 Zoll oder 2,54 cm) zeigt, dass durch Einstellen der oberen Skala auf 3,5 psi (0,2 Kilogramm pro Quadratzentimeter) die Dicke bei 6 g/cm² gemessen wurde.
Das Thermolabo II-Instrument wurde dann kalibriert. Die Temperaturfühler-Box (BT-Box) wurde dann auf 10°C über der Raumtemperatur eingestellt. Die BT-Box maß 8,4 cm × 8,4 cm (3,3 Zoll × 3,3 Zoll). Eine 5,08 cm × 5,08 cm (2 Zoll × 2 Zoll) große Heizplatte befand sich in der Mitte der Box und war von Styrofoam umgeben. Wasser von Raumtemperatur wurde durch eine Metallwasserbox zum Konstanthalten der Temperatur zirkuliert. Eine Probe wurde auf die Wasserbox aufgegeben, und die BT-Box wurde auf die Probe aufgegeben. Die Menge an Energie (in Watt), die erforderlich war, um die BT-Box eine Minute lang bei dieser Temperatur zu halten, wurde aufgezeichnet. Die Probe wurde dreimal getestet und die folgenden Berechnungen wurden durchgeführt: Wärmeleitfähigkeit (W/cm°C) = (W)(D × 2,54) / (A)(T) wobei:

W: = Watt
D: = Dicke der Probe, in Zoll bei 6 g/cm² gemessen (6 g/cm² wurden angewendet, weil das Gewicht der BT-Box 150 g betrug, die Bereich der Heizplatte auf der BT-Box 25 cm² betrug). Durch Multiplizieren der Dicke mit 2,54 wurde sie in Zentimeter umgewandelt.
A: = Bereich der BT-Platte (25 cm²)
T: = 10°C

CLO = Dicke × 0,00164 / Wärmeleitfähigkeit

Der Wert von 0,00164 war ein kombinierter Faktor, der die Korrektur von 2,54 mal dem Korrekturfaktor von 0,0006461 (Korrigieren der Dicke von Zoll auf Zentimeter) zum Umwandeln des Wärmewiderstands in cm² × °C/Watt einschloss. Um die Wärmeleitfähigkeit in den Widerstand umzuwandeln, wurde die Leitfähigkeit als Nenner in die Gleichung eingesetzt.
BEISPIEL 1
Ein Etikettenmaterial wurde dem oben bezüglich 7 beschriebenen Verfahren gemäß hergestellt, mit der Ausnahme, dass statt des Führens der Oberflächenmaterialien 10 und 20 von den Zuführwalzen sie als einzelne Blätter zum Quetschspalt geführt wurden. Das Etikettenmaterial wurde zum Bilden eines Etiketts längenmäßig zugeschnitten. Ein Faserfüllmaterial des Typs, der von E. I. duPont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, unter der Handelsbezeichnung THERMOLITE^® Active Original verkauft wird, wurde als Wärmeisolierschicht verwendet. Das Faserfüllmaterial wies ein Flächengewicht von 100 g/m² bei einer spezifizierten Dicke von 0,63 cm (0,25 Zoll) oder einer Schüttdichte von 0,013 g/cm³ auf.
Die Folien, die als Oberflächenmaterial verwendet wurden, waren vom Typ, der von DuPont Teijin Films, Wilmington, Delaware, unter der Handelsbezeichnung MELINEX^® 301-H verkauft wird. (Diese Folie war die gleiche Folie wie MELINEX^® 854, wie oben beschrieben, sie umfasste jedoch nicht die Grundiermittelbeschichtung, wie beispielsweise 12 und 26, wie in 1 gezeigt). Die Zusammensetzung der heißsiegelbaren Schichten (z. B. 14 und 24 in 1) bestand aus einem Copolyester auf Isophthalsäurebasis und umfasste 10–50% der gesamten Foliendicke; 15–30% wurde bevorzugt. Bei dieser Ausführungsform war das Oberflächenmaterial 10 0,0030 cm (1,2 mil oder 0,0012 Zoll) dick und das Oberflächenmaterial 20 war 0,00122 cm (0,48 mil oder 0,00048 Zoll) dick. Die endgültige Dicke des Etikettenmaterials nach dem Laminieren betrug 0,064 cm (0,025 Zoll). Ein Etikett wurde aus diesem Etikettenmaterial hergestellt, das um eine Dose herumgewickelt wurde. Ein anderes Etikett wurde aus diesem Etikettenmaterial hergestellt, das um eine geblasene Polyesterflasche herumgewickelt wurde.

Die heißsiegelbaren Schichten wurden bei Temperaturen zwischen 116–177°C (240 und 350°F) aktiviert. Die Daten sind in TABELLE 1 unten gezeigt und in 8 und 9 grafisch dargestellt. Wie aus 8 und 9 zu sehen ist, besteht die Wirkung des Verwendens verschiedener Aktivierungstemperaturen darin, eine größere Dicke und höhere Isolierwerte bei niedereren Temperaturen und eine geringere Dicke und niederere Isolierwerte bei höheren Temperaturen zu ergeben. TABELLE 1

Temp(°C)(°F)	Dicke (cm) (Zoll)	Wärmewiderstand CLO (m²·K/W)
115 (240)	0,104 (0,041)	0,042 (0,272)
121 (250)	0,091 (0,036)	0,035 (0,226)
138 (280)	0,076 (0,03)	0,030 (0,199)
154 (310)	0,069 (0,027)	0,026 (0,17)
177 (350)	0,061 (0,024)	0,021 (0,141)

Claims

Isolierendes Etikettenmaterial mit einer Wärmeisolierschicht (30) mit einem Wärmewiderstand im Bereich von 0,0077 bis 0,077 m²·K/W (0,05 bis 0,5 CLO), das auf ein Oberflächenmaterial (10, 20) auflaminiert wird, wobei das Etikettenmaterial mindestens 0,0190 cm (0,0075 Zoll) dick ist, wobei die Wärmeisolierschicht (30) auf mindestens ein Blatt einer coextrudierten Folie auflaminiert wird, die das Oberflächenmaterial ist, das eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht aus verschiedenen Materialien hergestellt sind und das Material der zweiten Schicht eine niedrigere Schmelztemperatur als das Material der ersten Schicht aufweist, sodass, wenn das Oberflächenmaterial erhitzt wird, die zweite Schicht erweicht und bei Anwendung von Druck an der Wärmeisolierschicht haftet.
Isolierendes Etikettenmaterial nach Anspruch 1, wobei das Etikettenmaterial wahlweise eine Beschichtung (12) auf dem Oberflächenmaterial (10, 20) umfasst, die bedruckbar ist.
Isolierendes Etikettenmaterial nach Anspruch 1, wobei die Wärmeisolierschicht (30) ein Faserfüllmaterial, schmelzgeblasene Fasern, Gestrick, gewobenes Material oder Vliesstoff umfasst.
Isolierendes Etikettenmaterial nach Anspruch 1, wobei das Etikettenmaterial an seinen Kanten versiegelt wird.
Isolierendes Etikettenmaterial nach Anspruch 1, wobei die Wärmeisolierschicht (30) ein auf organischer Thermoplastfaser basierendes, Polyester, Polyethylen oder Polypropylen umfassendes Material umfasst.
Isolierendes Etikettenmaterial nach Anspruch 1, wobei das Oberflächenmaterial (10, 20) auf der von der Wärmeisolierschicht abgekehrten Oberfläche modifiziert wird, um das Drucken darauf oder das Aufkleben auf eine andere Oberfläche mit Klebstoff zu erleichtern.
Behälter-/Isolieretikettenmaterialsystem umfassend einen Behälter (90, 140, 115), der mit einem isolierenden Etikettenmaterial umwickelt ist, um einen wesentlichen Teil des Oberflächenbereichs des Behälters zu bedecken, wobei das isolierende Etikettenmaterial wie in den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 aufgeführt ist.
Behälter-/Isolieretikettenmaterialsystem nach Anspruch 7, wobei der Behälter eine Dose oder Flasche ist, die für das sichere Lager und den Konsum von Getränken und Nahrungsmitteln geeignet ist.
Methode zum Herstellen eines isolierenden Etikettenmaterials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blatt einer Wärmeisolierschicht (30) und mindestens ein Blatt Oberflächenmaterial (10, 20), wie in Anspruch 1 definiert, in einen erhitzen Kalanderwalzenspalt eingeführt werden, was verursacht, dass die Oberfläche der Wärmeisolierschicht (30) und die Oberfläche des Oberflächenmaterials (10, 20) aneinanderhaften, gefolgt vom Zerschneiden auf geeignete Breiten mit einem heißen Messer, das die Kanten der Wärmeisolierschicht (30) und des Oberflächenmaterials (10, 20) versiegelt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wärmeisolierschicht ein Faserfüllmaterial ist, das zwischen zwei Blatt Oberflächenmaterial (10, 20) in die erhitzte Kalanderwalze (70, 80) eingeführt wird, was verursacht, dass die Oberflächen des Faserfüllmaterials und des Oberflächenmaterials aneinanderhaften.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wärmeisolierschicht (30) ein Kardenflor ist.