扁平卷绕带制品和方法与流程

扁平卷绕带制品和方法


背景技术：

1.带最常被制造成围绕圆形芯卷绕。这是大多数使用者习惯的常见配置。
附图说明
2.图1是具有围绕示例性扁平芯卷绕的带的带制品。
3.图2是与图1中所描绘的扁平芯不同的示例性扁平芯。
4.图3是具有围绕图2中所描绘的扁平芯卷绕的带的带制品。
5.图4是带的示例性横截面的侧视图。
6.图5是带的另一示例性横截面的侧视图。
7.图6是带的又一示例性横截面的侧视图。
8.图7a-7e是带制品的示意图，其特征在于围绕示例性扁平芯卷绕的带，以用于说明本公开中如何确定弓曲和扭曲。
具体实施方式
9.在整个本公开中，为方便起见，常常使用单数形式例如“一种”、“一个”和“该/所述”；然而，除非上下文明确规定或清楚指示仅为单数，否则单数形式意指包括复数。当单独称为单数时，通常使用术语“仅仅一个”。
10.本公开中的一些术语定义如下。其他术语对于本领域的技术人员将是熟悉的，并且应当被赋予本领域的普通技术人员将赋予它们的含义。
11.术语“常见的”、“典型的”和“通常的”以及“常见地”、“典型地”和“通常”在本文中用于指本发明中经常采用的特征，并且除非明确地对照现有技术使用，否则并不旨在表示这些特征存在于现有技术中，远少于现有技术中那些常见的、通常的或典型的特征。
12.本技术的发明人认识到带制品存在的若干问题。带制品可能不方便保存在口袋或手提包中。一个问题是，带制品可能会被不方便地成形，以便放在口袋、工具箱、工具袋、手提包等中。例如，如大多数带制品一样卷绕成圆形的带不是保持在口袋、工具箱、袋子等中的方便的形状。另外，无论芯形状如何，粘合带卷的边缘可将带边缘上的粘合剂暴露于周围环境。虽然当带制品储存在盒中或保持在分配器中时，这可能不是问题，但是当带制品保持在分配器外部时，诸如在工具箱中、在口袋中或搁板上，这是个问题。当带制品在使用时也是一个问题，例如，当带制品在室外或在其中存在尘土、碎屑、棉绒等的工作区域中使用时也是一个问题。在此类情况下，碎屑、棉绒等可以粘附到带制品的边缘，从而使带制品对使用者的吸引力降低，并抑制带的功能。
13.虽然可以通过围绕可变形圆芯卷绕带然后通过使其变平而使制品变形来制造带制品，但是所得制品在美学上不令人满意并且在带中可能具有缺陷，因此认为该方法对于本公开的目的是不可接受的。此外，当通过这种方法制造扁平带制品时，带制品可容易地受到物理冲击的损坏，诸如通过掉落在坚硬的表面上，如混凝土、水泥、沥青、岩石，或者无意中被工具诸如锤子击打。因此，另一个问题是带制品的带可容易地损坏，特别是通过对带制
品的边缘的物理冲击，从而使带丧失其功能中的一些功能或美学上吸引人的特性。
14.应当指出的是，美学上吸引人的特性的丧失在技术上是重要的，因为带制品的使用者可能会将美学吸引力的丧失与带功能的丧失联系起来，即使带实际上保留了其功能。
15.简而言之，针对这些问题中的一个或多个问题以及其他问题的解决方案在于这样一种带制品，其包括扁平或基本上扁平的芯，该扁平或基本上扁平的芯包括第一主表面和相反的第二主表面，以及第一芯边缘和相反的第二芯边缘和第三芯边缘和相反的第四芯边缘。芯具有由从第一芯边缘到第二芯边缘的最短距离限定的芯宽度。
16.带卷围绕扁平芯。带卷包括围绕扁平芯从第三边缘到第四边缘以连续的带层卷绕设置的带。除了带卷中第一层带(其直接抵靠扁平芯设置)之外，带卷中的每层带通常设置在其下面的层的正上方，其中针对制造偏差具有小的容差，使得带卷的宽度与带本身的宽度相同。
17.因此，本公开提供具有扁平芯的带制品，该扁平芯具有围绕扁平芯卷绕的带。所得制品倾向于是细长的或接近扁平的，并且因此比传统的圆形带制品占据更少的空间，并且因此更方便储存在口袋、工具箱、搁板等中。该扁平芯被配置成使得扁平芯的部分伸出超过带的边缘。扁平芯的这种配置保护带边缘免受碎屑、尘土、棉绒等的影响。虽然可以在带制品中使用任何类型的带，但是最常见的带是可手撕开的带。示例包括：遮蔽带，诸如具有由纸制成的背衬材料的那些，该背衬材料可以任选地用聚合物涂覆、层压或浸透；管道带，该管道带可以具有背衬层，背衬层由用聚合物层压的纱线、纤维或窄塑料条制成；或可手撕开的透明带，该透明带具有背衬材料，该背衬材料是用单轴定向聚丙烯层压的双轴定向聚丙烯。可以使用其他类型的带，诸如具有穿孔背衬的带。
18.带本身具有面向扁平芯的第一侧面和相反的第二侧面。第一粘合剂涂层通常存在于第一侧面上。带还具有第一带边缘和相反的第二带边缘，其中从第一带边缘到第二带边缘的最短距离限定带宽度。
19.带卷具有由第一带边缘和第二带边缘之间的最短距离限定的带卷宽度。芯宽度大于带卷宽度，使得第一芯边缘延伸超过第一带边缘，并且第二芯边缘延伸超过第二带边缘。通过这种设置，第一芯边缘和第二芯边缘充当间隔件，以使第一带边缘和第二带边缘与碎屑、棉绒等物理地间隔开，否则碎屑、棉绒等可能不期望地粘附到第一带边缘或第二带边缘。
20.带制品的扁平芯是扁平的，而不是圆形、三角形或其他形状。通常，扁平芯由塑料、金属、纸等制成。原则上，可以使用任何材料，只要其足够刚性，在卷绕过程期间或正常使用时不会明显弓曲。刚度可以通过jis k7171测试来评估。简而言之，jis k7171是提供应变应力曲线的三点弯曲测试。大部分应变应力曲线是线性的，但是当正在进行测试的基材(这里是扁平芯)将要断裂并最终断裂时，该应变应力曲线偏离线性并变得平行于应变轴线。弯曲强度可以根据此曲线确定，曲线的线性部分的斜率也可被确定，该斜率相当于模量并具有单位n/mm2。适用于本文所述的制品和方法的典型扁平芯具有不小于0.4n/mm的弯曲强度和包括斜率为0.04n/mm2或更大的线性部分的应变应力曲线。在一些特定情况下，弯曲强度可为0.04n/mm2或更大，0.45n/mm2或更大或甚至0.5n/mm2或更大。在特定情况下，弯曲强度可为40n/mm2或更小，35n/mm2或更小，30n/mm2或更小，或甚至25n/mm2或更小。
21.在一些特定情况下，应力应变曲线的线性部分可以是0.04或更大，0.05或更大，
0.06或更大，0.07或更大，0.08或更大，或甚至0.09n/mm2或更大。在特定情况下，应力应变曲线的线性部分可以是40n/mm2或更小，35n/mm2或更小，30n/mm2或更小，或甚至25n/mm2或更小。
22.在所有情况下，根据jis k7171测量弯曲强度和应力应变曲线的线性部分的值。在许多情况下，对于弯曲强度或应力应变曲线的线性部分的斜率具有较低值的扁平芯将不足够刚性，以在制造过程期间或在例如使用者的口袋中使用时保持扁平。
23.扁平芯在大多数情况下是基本上未弓曲的。扁平芯的弓曲根据实施例部分中描述的方法测量。当根据实施例部分中描述的方法测量时，弓曲通常不超过5％，任选地不超过4.2％，任选地不超过4％，任选地不超过3％，任选地不超过2％，或任选地不超过1％。
24.扁平芯在大多数情况下基本上不扭曲。本公开中的扭曲根据实施例部分中公开的方法测量。当根据实施例部分中公开的方法测量时，扁平芯通常具有不超过5％，任选地不超过4.2％，任选地不超过4％，任选地不超过3％，任选地不超过2％，或任选地不超过1％的扭曲百分比。
25.制品中使用的带原则上可以是任何带。最常见地，带将具有背衬材料和第一侧面上的粘合剂，其中第一侧面是面向扁平芯的侧面。然而，也可以使用具有背衬材料而没有粘合剂的带。
26.可以使用适合带的任何背衬材料。可以使用的典型背衬材料由纸、塑料、针织物、织物、非织物或前述两种或更多种的复合材料制成。例如，用聚合物层压的纤维或纱线可以用作与单独的纤维或纱线相比增加带的强度的背衬材料。一种特定的背衬材料是双轴定向聚丙烯。另一种特定的背衬材料是聚合物层压纸。另一种特定的背衬材料是用聚合物层压的纤维纱线。另一种特定的背衬材料是单轴定向聚丙烯，并且更具体地，用双轴定向聚丙烯层压的单轴定向聚丙烯。背衬材料对于人眼可以是透明的或半透明的，并且尤其是透明的。
27.背衬材料通常被选择或配置成用手撕开，这意味着可以从带制品上撕开一片带，而不需要切割工具诸如刀。例如，当背衬材料是用双轴定向聚丙烯层压的单轴定向聚丙烯时，带可以很容易地用手沿基本上直线撕开。还可以将穿孔结合到任何背衬材料中以赋予用手撕开的特性。
28.当使用时，粘合剂原则上可以是适用于带上的任何粘合剂。示例性粘合剂包括有机硅粘合剂、橡胶粘合剂和丙烯酸系粘合剂。粘合剂可以包含增粘剂，但这不是在所有情况下都需要的，因为许多粘合剂是自粘性的。压敏粘合剂最常用。
29.当采用丙烯酸系粘合剂时，其通常是两种或更多种(甲基)丙烯酸酯的共聚物。任选地，共聚物可包括(甲基)丙烯酸。还任选地，共聚物可包括一种或多种其他乙烯基单体(除了(甲基)丙烯酸之外)，诸如苯乙烯、n-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯。
30.当采用橡胶类粘合剂时，其通常包括橡胶组分、一种或多种增粘剂和增塑油。橡胶组分可以是天然橡胶或合成橡胶，诸如苯乙烯/丁二烯橡胶、苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物或苯乙烯和异戊二烯的共聚物或嵌段共聚物。典型的增粘剂包括木松香及其衍生物、萜烯树脂和石油基树脂。
31.可以采用的不具有粘合剂的带的示例包括管道工带、聚四氟乙烯制成的带、不具有粘合剂的绷带(诸如美国明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company of st.paul，mn，usa)以商标ace出售的绷带)、运动包襄物、聚(四氟乙烯)带，甚至纱布绷带。可以采用的具有粘
合剂的带的示例包括由3m公司以scotch
tm
品牌出售的那些，诸如scotch
tm
品牌包装带、scotch
tm
品牌神奇隐形带、遮蔽带、油漆工带、透明带、管道带、纸箱密封带(carton sealing tape)、封盒带(box sealing tape)、绝缘带等。
32.在大多数情况下，在本公开的上下文中使用的带具有大致扁平的轮廓；具有圆形轮廓的细绳、丝线、纱线和类似物品通常不被技术人员认为是带，并且本公开中的带通常不具有圆形轮廓。
33.在一些情况下，带可在第二侧面上具有第二粘合剂，诸如在所谓的“双面带”中。在这种情况下，在第二侧面上可以存在覆盖第二粘合剂的衬垫。
34.在许多情况下，当第一侧面涂覆有粘合剂并且第二侧面未涂覆粘合剂时，第二侧面涂覆有低粘合性背面涂胶(有时称为lab)。可以采用适合与粘合剂一起使用的任何低粘合性背面涂胶。最常见的是，当使用低粘合性背面涂胶时，其是有机硅类低粘合性背面涂胶。在退卷时，有机硅类低粘合性背面涂胶通常是安静的，因此采用机硅类低粘合性背面涂胶可以提供使用者可以在各种环境中使用带制品的优点，包括产生过大噪音可能成为问题的那些环境。
35.带制品可以通过围绕芯卷绕带来制造。适用于围绕芯卷绕带的多种方法是本领域技术人员已知的。通常，提供预开缝的带卷并将其附接到退卷器。然后将扁平芯附接到卷绕器，使得可以旋转芯。带卷的末端固定到扁平芯上，然后旋转扁平芯以从预开缝的卷退卷带并围绕扁平芯卷绕带。
36.可以在扁平芯上具有标记。特别地，标记可以存在于扁平芯的延伸超过带边缘的一个或两个部分上。当存在时，标记可以是印刷的、压花的、凹进的或凹陷的。一种特别有利的标记类型是标尺或测量尺度。标尺既可以用于测量物体例如带可能粘附的物体的距离，也可以用于测量从带卷上撕开的带的长度。可以存在的其他类型的标记包括表示制品上的带类型的标记、关于带的使用的信息、关于带的特性的提醒等。
37.转到附图，图1描绘了制品100，其包括具有第一芯边缘11、第二芯边缘12、第三芯边缘13和第四芯边缘14的扁平芯10。带20沿方向w从第三芯边缘13到第四芯边缘14围绕扁平芯10卷绕。带20具有面向芯10的第一侧面21和相反的第二侧面22，以及第一带边缘23和相反的第二带边缘24。带卷具有卷宽度rw，该卷宽度是从第一带边缘23到第二带边缘24横跨带20的最短距离。芯宽度cw是从第一芯边缘11到第二芯边缘12横跨芯10的最短距离。芯宽度cw大于卷宽度rw，并且带卷30设置在芯10上，使得第一芯边缘11延伸超过第一带边缘23，并且第二芯边缘12延伸超过第二带边缘24。
38.图2描绘了具有第一芯边缘211、第二芯边缘212、第三芯边缘213和第四芯边缘214的扁平芯200。第三芯边缘213具有凹口215，并且第四芯边缘214具有凹口216。应当指出的是，虽然凹口215、216为带20提供了一些额外的保护，但是它们并不是在所有情况下都是必需的，因为即使没有凹口，也可以实现根据本发明的扁平卷绕带制品，因为即使没有凹口，带的可能粘附尘土、碎屑等的边缘的大部分也受到芯的保护。此外，添加凹口可以增加带制品的成本，因此当成本非常重要时，可能需要省略凹口。然而，包括凹口的实施方案对于大多数应用是有利的。
39.虽然扁平芯10可以是任何合适的尺寸，典型尺寸为约45mm-300mm长和12mm-210mm宽。凹口通常具有0.1mm至50mm的深度和10mm-298mm的宽度(取决于整个芯的宽度)。在一个
特定情况下，扁平芯为120mm长和60mm宽，具有两个凹口，每个凹口具有51mm的宽度和2.5mm的深度。
40.图3描绘了围绕扁平芯200卷绕的带20。带20卷绕在第三芯边缘213和第四芯边缘214中的凹口215、216内，使得凹口215、216比带20的最外层29和芯200之间的距离更深。这允许第三芯边缘213和第四芯边缘214的部分延伸超过带20的最外层29。在该图中，带20具有穿孔28a、28b，穿孔可以有助于从制品上撕开期望长度的带20。不需要穿孔，并且在使用可以用手撕开而没有穿孔的带的情况下，穿孔既不是必需的也不是期望的。
41.虽然原则上任何长度的带20都可以围绕扁平芯200卷绕，但是通常带足够长，使得卷绕带的厚度为1.5mm至100mm，诸如2mm至60mm。精确的长度将取决于带制品的预期最终用途、带的类型和厚度以及扁平芯的尺寸。
42.图4描绘了带20a的横截面，其具有第一侧面21、第二侧面22和涂覆在第一侧面21上的粘合剂21a。
43.图5描绘了带20b的横截面，其具有第一侧面21、第二侧面22和涂覆在第一侧面21上的粘合剂21a，以及在第二侧面22上的低粘合性背面涂胶22a。
44.图6描绘了带20c的横截面，其具有第一侧面21、第二侧面22和涂覆在第一侧面21上的粘合剂21a，以及涂覆在第二侧面22上的第二粘合剂22b。在该图中，衬垫22c覆盖第二粘合剂22b，但是在一些情况下，第二粘合剂22b可以在没有衬垫22c的情况下存在。
45.图7描绘了带制品1700，其特征在于带70围绕扁平芯700卷绕。点71a、71b、71c和71d是带70的边缘与扁平芯700相交的位置。假想线l1连接点71a和71d，并且虚线l2连接点71b和71c。假想线l1和l2在带制品1700的表面上的点72处相交。
46.实施例
47.刚度测试
48.所有刚度测试都是根据jis k7171测试方法进行的，即3点弯曲测试，其中宽度为25mm，长度为100mm，支点间距离为80mm。使用该方法确定或将要确定本公开中的所有弯曲强度和应变应力曲线的斜率。
49.确定弓曲和扭曲
50.根据下述方法确定或将要确定本公开中涉及的所有弓曲和扭曲百分比。图7a-7e有助于说明如何确定弓曲和扭曲。一般来讲，图7a描绘了带制品1700，其特征在于带70围绕扁平芯700卷绕。点71a、71b、71c和71d是带70的边缘与扁平芯700相交的位置。假想线l1连接点71a和71d，并且虚线l2连接点71b和71c。假想线l1和l2在带制品1700的表面上的点72处相交。
51.通过将带制品靠着扁平板7000放置来确定弓曲和扭曲。图7b描绘了其中所有点71a、71b、71c、71d、72接触扁平板7000并且整个带70接触扁平芯700的情况。在这种情况下，弓曲被定义为零，并且扭曲被定义为零。
52.图7c和图7d描绘了其中弓曲非零的两种情况。在图7c中，带卷70在点72处不接触扁平板7000，但是带卷70保持与扁平芯700接触。在这种情况下，在扁平芯700上的点72和扁平板7000之间测量垂直距离a。还测量点71a、71b、71c、71d中的每个点和扁平板7000之间的垂直距离，并且这些垂直距离中最短的是距离b。通过从a中减去b计算间隙c，该间隙c对应于带卷70的内部部分与扁平芯上的点71a、71b、71c、71d中的最近的点之间的垂直距离。
53.如图7d所示，在带卷70不与扁平芯700保持接触的情况下，间隙c直接计算为带卷70的内部部分与扁平芯700上的点72之间的垂直距离。
54.在确定间隙之后，然后通过施加手压力使制品抵靠扁平板变平，直到所有点71a、71b、71c、71d、72接触该板。在这种状态下测量纵向长度，该纵向长度定义为71a和71c之间或71b和71d之间的距离。
55.弓曲百分比计算为间隙c与纵向距离的比率(用百分比表示)。
56.图7e描绘了扭曲非零的情况，即点71a、71b、71c、71d中的一个点(在该图中为71d)在其他点71a、71b、71c与扁平板7000接触时不接触扁平板7000。距离d被测量为带卷70的垂直高度。距离e被测量为扁平板7000和扁平芯700上的点71d之间的垂直距离。间隙c计算为e减去d。
57.然后如上文关于弓曲所描述的测量纵向距离。扭曲百分比计算为间隙c与纵向距离的比率(用百分比表示)。
58.弓曲和扭曲两者都可以是非零的，在这种情况下，两者均按照上述程序单独确定。
59.实施例1
60.测试聚苯乙烯芯(120mm长，60mm宽，2mm厚，购自日本东京的nippon tact(nippon tact，tokyo，japan))的刚度。弯曲强度为1.2n/mm，并且应力应变曲线的斜率为0.15n/mm2。将品牌粘合剂包装带(宽度为48mm)围绕芯的长度卷绕。芯在两侧伸出超过带卷6mm。在卷绕之后，芯中没有可测量的弓曲或扭曲(也就是说，弓曲和扭曲两者均为0％)。
61.实施例2
62.测试纸芯(三层：两个0.45mm硬纸板表层和1.0mm硬纸板中间层，购自日本神奈川的suzuki shiko(suzuki shiko，kanagawa japan)；总体尺寸120mm长，60mm宽，2mm厚)的刚度。弯曲强度为0.56n/mm，并且应力应变的斜率为0.095n/mm2。将品牌粘合剂包装带(宽度为48mm)围绕芯的长度卷绕。芯在两侧伸出超过带卷6mm。在卷绕之后，芯中没有可测量的弓曲或扭曲(也就是说，弓曲和扭曲两者均为0％)。
63.实施例3
64.在实施例2中描述的纸芯的60mm边缘中切割凹口(51mm宽和2.5mm深)。将品牌粘合剂包装带(宽度为48mm)围绕芯的长度卷绕，使得带设置在凹口中。芯在两侧伸出超过带卷6mm，并且在长度上伸出超过带卷大约1mm。在卷绕之后，芯中没有可测量的弓曲或扭曲(也就是说，弓曲和扭曲两者均为0％)。
65.比较例1
66.测试与实施例1相同的聚苯乙烯芯的刚度，不同之处在于其厚度为1mm。弯曲强度为0.29n/mm2并且ss曲线的斜率为0.022n/mm2。
67.将品牌包装带(宽度为48mm)(3m company，st.paul mn usa)围绕芯卷绕。在卷绕后大约5分钟，制品明显弓曲，其中芯中有7.9％(9.5mm)的弯曲，并且在围绕芯卷绕的带中有对应的弯曲。
68.比较例2
69.提供了瓦楞纸芯(长度为120mm，宽度为60mm，厚度为2.5mm)。将品牌粘合剂包装带(宽度为48mm)(3m company，st.paul mn usa)围绕芯的长度卷绕。芯在两侧伸出
超过带卷6mm。在卷绕之后，人工目视检查未发现芯中有可察觉的弓曲或扭曲。然后将该芯在一例上邻近该带切割其长度，使得该芯在该侧上不伸出超过该带的边缘；没有芯伸出部的侧部称为“无保护侧”。
70.实施例4
71.如下对实施例1的制品进行边缘保护实验。将带样品置于固持器的表面上，边缘侧向上。将重100g的黄铜刷悬挂在表面上方50cm处。允许刷落在带边缘上。针对每个样品重复10次。测量带的拉伸强度和带卷的伸长率。
72.比较例3
73.在比较例2的制品的无保护侧上执行实施例4中描述的文本。
74.参考实施例1
75.确定scotch
tm
品牌手撕低噪音带(购自3m company，mn，usa)的拉伸强度和伸长率。
76.实施例4(“ex.4”)、比较例3(“cex.3”)和参考实施例1(“rex.1”)的结果列于表1中。在表1中，“avg”代表“平均值”并且意指算术平均值，并且“std”代表“标准偏差”。拉伸强度以n/10mm为单位报告，并且伸长率报告为百分比。
77.表1
78.