Fita de celofane

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Antecedentes

A fita de celofane consiste em um suporte ao qual uma substância adesiva é afixada com o objetivo de unir materiais com uma colagem superficial. Normalmente, um filme de celulose (uma fibra têxtil artificial produzida a partir de matéria vegetal) fornece o suporte para aderentes feitos de subprodutos de petróleo quimicamente tratados que criam a viscosidade da fita. A fita de celofane pertence a uma família de adesivos conhecidos como fitas sensíveis à pressão:enquanto outros tipos de adesivos são ativados por calor ou água, as fitas sensíveis à pressão aderem quando apenas uma leve pressão é aplicada. Essas fitas são comercializadas principalmente na indústria de etiquetagem e incluem produtos como fita celofane genérica, fita adesiva, etiquetas de embalagem e, talvez a mais conhecida, fita transparente.

Os primeiros adesivos - o termo denota qualquer substância usada para unir materiais discretos formando um anexo de superfície - eram feitos de substâncias naturais, incluindo piche de árvore, cera de abelha, pasta de farinha e resinas vegetais. Essas colas primitivas foram usadas extensivamente desde os tempos antigos até a Idade Média, quando colas mais eficazes feitas de tecidos animais foram desenvolvidas. Durante o século XIX, a introdução de adesivos à base de borracha forneceu uma alternativa ainda mais eficaz.

Fitas sensíveis à pressão foram descobertas em meados de 1800, quando os cientistas buscavam novas aplicações para a borracha. Em 1845, o Dr. Horace Day inventou uma fita adesiva sensível à pressão à base de borracha para uso em cirurgias. Como a borracha possui viscosidade limitada, as primeiras fitas adesivas baseadas na invenção de Day exigiam agentes aderentes suplementares - óleos e resinas adicionados para aumentar a adesão.

A primeira fita adesiva foi desenvolvida no início do século XX, devido a um problema no incipiente automóvel indústria. Durante a década de 1920, quando os carros de dois tons eram populares, os fabricantes tiveram problemas para obter uma linha limpa e nítida entre as duas tintas termina. Eles tentaram usar esparadrapo, mas tiveram problemas porque ela não formava uma vedação adequada e tendia a soltar-se da tinta ao ser removida. Naquela época, a empresa Minnesota Mining and Manufacturing (agora mais conhecida como 3M) fabricava lixas. A empresa entrou no negócio de fitas adesivas quando Richard Drew, um funcionário do laboratório da 3M que costumava visitar as oficinas para testar uma lixa, enfrentou o desafio de encontrar uma fita que selasse sem danificar a pintura do carro ao ser removida. O produto que Drew acabou inventando, um adesivo à base de borracha revestido com papel de apoio, lembrava a fita adesiva de hoje.

De acordo com a lenda corporativa, a marca "fita adesiva" foi cunhada quando um lote de protótipo da fita de Drew recebeu um revestimento adesivo apenas nas bordas. Isso se mostrou insuficiente, o que levou um pintor irritado a reclamar com seu representante de vendas da 3M sobre os "patrões escoceses mesquinhos" da empresa. Os executivos da empresa aproveitaram a palavra "Scotch" porque esperavam que sugerisse que a fita 3M era um produto econômico. Depois de perceber que seria necessário revestir toda a tira com adesivo, a 3M começou a produzir em massa fita adesiva para pintura de automóveis e logo passou a fazer uma fita transparente, ou celofane, para uso geral do consumidor. A fita transparente acabou se tornando um material doméstico usado principalmente para remendar páginas rasgadas e embrulhar pacotes.

O desenvolvimento de resinas e compostos sintéticos após a Segunda Guerra Mundial tornou possível Uma vez que o filme de acetato é produzido, ele é enrolado em bobinas grandes e colocado em uma máquina que aplica o adesivo. A máquina usa uma série de rolos, como uma impressora. Depois que o adesivo é aplicado, o filme é aquecido e seco e, em seguida, cortado em tiras individuais que são embaladas em embalagens de plástico. grandes refinamentos da tecnologia adesiva. Ao contrário da invenção de Drew, a fita contemporânea não amarelece nem solta adesivo à medida que envelhece. Pode ser escrito, resiste à água, desenrola e rebobina facilmente e é transparente. Hoje, mais de 400 variedades de fitas sensíveis à pressão são fabricadas. Alguns exemplos incluem fita isolante, fita adesiva, fita de embalagem, band-aids, fita transparente e etiquetas - todos disponíveis em diferentes tamanhos, larguras e, em alguns casos, formas.

Matérias-primas

Embora algumas fitas sensíveis à pressão ainda sejam preparadas com borracha natural, a maioria agora é feita com materiais principalmente sintéticos. O suporte da fita de celofane geralmente consiste em acetato de celulose, um derivado sintético da celulose, que vem da polpa da madeira ou do caroço do algodão. A celulose é tratada quimicamente com ácido acético e anidrido, e o lado que não receberá o revestimento adesivo é tratado com um desmoldante que permite que a fita seja enrolada e desenrolada sem grudar. Embora esse composto varie entre os fabricantes, algumas substâncias comumente usadas incluem cloreto estearato crômico e carbonato poliestárico. Antes da aplicação do adesivo, o lado aderente do suporte pode ser preparado com um solvente ou dispersões aquosas, como borracha nitrílica ou borracha clorada. Para produzir a substância adesiva final, alguns fabricantes usam até 29 matérias-primas que passam por várias etapas de produção. No entanto, o aderente genérico é feito de resinas acrílicas, subprodutos do petróleo que são decompostos em álcoois e ácidos antes de serem fundidos em um composto polimérico. Este composto é então misturado com álcool mineral ou um solvente de hidrocarboneto, criando uma emulsão aquosa (uma solução na qual as partículas microscópicas de resina são mantidas suspensas) que é aplicada ao suporte.

O processo de fabricação

Três operações de fabricação separadas são necessárias para produzir um único rolo de fita adesiva doméstica sensível à pressão. Primeiro, o suporte de acetato de celulose é preparado e, em seguida, o adesivo é feito. Depois que os dois materiais são combinados, o produto final é cortado em pequenos lotes para uso individual do consumidor, inspecionado, embalado e enviado.

• 1 Primeiro, a polpa de madeira ou sementes de algodão são quebradas em fibras de celulose por meio de esmagamento físico e decomposição química. Em seguida, as fibras brutas de celulose são tratadas Este desenho mostra a composição de uma camada de fita de celofane. O revestimento removível torna a fita mais fácil de desenrolar, enquanto o primer ajuda a fixar o adesivo ao filme. com ácido acético e anidrido acético para criar um novo composto, o triacetato. Esse material é então tratado com uma mistura de produtos químicos e água para produzir a forma básica de acetato de celulose. Depois de ser aquecido para remover toda a umidade, o acetato de celulose é misturado com um material plastificante semelhante ao óleo, e o plástico de acetato de celulose resultante é transformado em pellets ou peletizado. As pelotas são derretidas em um líquido e espalhadas sobre uma correia transportadora larga e plana para formar folhas de plástico extremamente finas - seriam necessárias cerca de cinco dessas folhas para igualar a espessura do papel comum. O suporte completo, ou filme, é então enrolado em grandes rolos com vários milhares de metros de comprimento para aguardar a aplicação do adesivo.

Fazendo o adesivo

• 2 Os adesivos modernos diferem de seus precursores do século XIX em que adesivos, os polímeros sintéticos em que se baseiam são inerentemente pegajosos e, portanto, não requerem agentes aderentes adicionais. Esses polímeros são feitos de destilado de óleo cru que é reagido quimicamente para formar álcoois e ácidos. Esses materiais são então misturados com um solvente de hidrocarboneto que catalisa sua polimerização, processo pelo qual eles se combinam para formar uma cadeia molecular complexa composta de sequências estruturais repetidas. O adesômero resultante pode ser usado nesta forma ou redissolvido com mais solventes de revestimento, dependendo de sua aplicação pretendida. Em seguida, é armazenado até que seja necessário.

Combinação de filme e adesivo

• 3 Primeiro, o lado não adesivo do forro é tratado com um agente de liberação que facilita o desenrolamento da fita. Antes de o adesivo ser aplicado ao lado adesivo, o lado pode ser tratado com um primer para ancorar o adesivo. Este revestimento é aplicado roteando o filme sobre um grande rolo que gira em uma cuba aberta de primer. Conforme a fita se move sobre o rolo, ele aplica o primer. Uma vez que essas camadas de superfície tenham sido aplicadas, a fita passa por tambores aquecidos (conhecidos como latas quentes) que a secam. Uma camada muito fina de adesivo sensível à pressão é dosada no lado da fita com primer, que é então enrolada em fornos longos para secagem em alta temperatura.

Rolar, cortar e embalar a
fita

• 4 Depois de seca, a fita é enrolada em grandes rolos jumbo e passada sobre cortadores que a dividem em larguras variadas. As bandas individuais de fita são enroladas em torno de um pequeno núcleo de plástico, que é colocado dentro de um dispensador de plástico cuja borda serrilhada pode ser usada para cortar pedaços de fita. Tanto os rolos de fita quanto os dispensadores vêm em uma variedade de tamanhos para atender às diferentes necessidades dos clientes.

Controle de qualidade

O desempenho da fita sensível à pressão depende de três fatores conhecidos na indústria de adesivos como colagem rápida, coesão e adesão. Essas propriedades devem ser adequadamente balanceadas para atingir o desempenho máximo. A aderência rápida é a aderência do adesivo onde ele forma uma ligação instantânea ao entrar em contato com outra superfície. O adesivo deve "molhar" qualquer superfície sobre a qual é aplicado apenas com uma leve pressão do dedo. O segundo critério, coesão, refere-se à capacidade do adesivo de permanecer colado a um objeto sem se partir ao ser levantado desse objeto. A fita sensível à pressão tem melhor desempenho com uma propriedade de alta coesão. A viscosidade da fita, ou adesão, é comumente medida por um teste de "descolamento" que examina a fita antes e depois de ser aplicada a uma superfície e determina como ela reage às mudanças de pressão e temperatura.

Especificações adicionais e métodos de teste são descritos em documentos divulgados pelo governo federal, militares e organizações como a American Society for Testing and Materials (ASTM) e o Pressure Sensitive Tape Council. As especificações descrevem essencialmente as características do adesivo, enquanto os protocolos dos métodos tratam dos procedimentos de teste, formas, tipos, graus e tamanhos.

Preocupações ambientais

À medida que a regulamentação dos processos de fabricação sob a Lei do Ar Limpo se torna mais rígida, a indústria de fitas adesivas continua seus esforços para mudar de adesivos à base de petróleo para adesivos à base de água. Os fabricantes também devem cumprir os diversos regulamentos estaduais e locais relativos à contaminação de águas subterrâneas e tratamento de águas residuais. À medida que as questões regulatórias se tornam mais definidas com mandatos específicos, o processo de fabricação da indústria de adesivos continuará a adaptar suas tecnologias. Atualmente, os fabricantes de fitas adesivas estão se concentrando em aumentar a repulpabilidade a reciclabilidade de adesivos de papel e compostabilidade, a capacidade do adesivo de se biodegradar. Embora vários moinhos repulpáveis ​​já estejam em operação, há poucos locais de tratamento de compostagem.

O Futuro

Em 1990, a indústria de adesivos registrou vendas globais de US $ 6,5 bilhões. Dessas vendas, US $ 2 bilhões foram em adesivos para embalagens. Os especialistas listam a consciência ambiental como um grande argumento de venda, e os fabricantes buscarão obter a "etiqueta ambiental" em seus produtos à medida que desenvolvem fitas que funcionam bem e atendem às regulamentações ambientais.