Fita Adesiva Versátil: Resistência, Flexibilidade e Usos Cotidianos

Histórico

A fita adesiva (fita silver tape) é uma fita de tecido revestida com resina de polietileno em um lado e adesivo à base de borracha muito pegajoso no outro. Diferente de outras fitas, o suporte de tecido dá à fita adesiva resistência mas permite que seja facilmente rasgada. A fita adesiva também é muito maleável e pode aderir a uma ampla variedade de superfícies. Embora projetada principalmente para uso em dutos de ar e aplicações similares, consumidores encontraram ampla gama de usos para este produto popular. Pode ser usada para vários reparos domésticos, como fixador no lugar de parafusos ou pregos, e em manutenção de carros. Praticantes de snowmobile já foram conhecidos por aplicar fita adesiva no nariz para evitar queimaduras de frio e sol. O produto gerou tanto interesse que existem livros e sites dedicados a seus usos não convencionais e frequentemente cômicos. Por exemplo, The Duct Tape Book descreve como usar fita adesiva para fazer aventais e capas de cama elástica.

História

Existem relatos conflitantes sobre a história da fita adesiva. Segundo a Manco, Inc. (fabricante da fita Duck™), foi criada pela Permacell — uma divisão da Johnson & Johnson — durante a Segunda Guerra Mundial nos anos 1940. Outros especialistas alegam que o produto foi inventado nos anos 1920 por pesquisadores da 3M Company, liderados por Richard Drew. A maioria das versões concorda, no entanto, que a Permacell aperfeiçoou a fita adesiva durante a guerra. Usando tecnologia de ponta, sua equipe de pesquisa desenvolveu processo para combinar múltiplas camadas de adesivo em suporte de tecido revestido de polietileno. Alguns dizem que este produto inicial foi apelidado "duck tape" porque repelia água como penas do pato ou porque a malha de tecido era feita de pano de pato.

Independente de sua origem, os militares encontraram muitos usos para a fita adesiva. Uma de suas primeiras aplicações foi manter caixas de munição juntas. Por isso, soldados a chamavam de "gun tape". A Força Aérea encontrou outros usos e a fita adesiva foi usada para cobrir portas de canhões em aviões para reduzir atrito do ar durante a decolagem. Como muitos outros produtos militares, a fita adesiva era originalmente verde oliva, mas após a guerra foi alterada para a mais familiar cor prata. Fabricantes começaram a comercializá-la para consumidores domésticos que encontraram variedade de novos usos. A fita é mais fácil de usar e tão eficaz quanto parafusos e parafusos quando se trata de manter unido o tipo de dutos encontrado em novas casas com aquecimento forçado.

À medida que a demanda do consumidor crescia, profissionais de marketing começaram a embalar suas fitas de forma mais amigável ao consumidor. Segundo a Manco, eles foram a primeira empresa a encolher e rotular a fita adesiva para que pudesse ser facilmente empilhada em prateleiras de exibição. Esta melhoria de embalagem facilitou para compradores distinguir entre os diferentes graus. Em 1999, a Manco vendia aproximadamente 5.352 toneladas métricas, ou 396.240 km, de fita por ano.

Design

A fita adesiva é projetada para diferentes aplicações baseadas em seu grau. O grau é determinado pela combinação de tipo de adesivo e resistência do material de suporte. A resistência do tecido depende do número de fios que contém; este número determina a resistência ao rasgo do tecido. Por exemplo, fita grau militar tem resistência ao rasgo de 18 kg enquanto a resistência de fitas mais baratas está na faixa de 9 kg. Fita projetada para uso pelo governo federal deve cumprir guia de especificação extenso de 12 páginas que dita resistência e outros fatores. Graus comerciais são menos exigentes e tipicamente classificados como utilitário, uso geral ou grau premium. Outros graus especiais incluem "fita nuclear", usada em reatores, e fita "322 km/h" especificamente projetada para carros de corrida.

Matérias-Primas

Malha de algodão

Malha de algodão forma a espinha dorsal da fita adesiva. Fornece resistência à tração e permite que a fita seja rasgada em ambas as direções. Tecido com trama mais apertada e contagem de fios mais alta é de maior qualidade, fornece maior resistência e dá rasgo mais limpo. Fita de qualidade premium pode ter contagem de fios de 44 x 28 fios por polegada quadrada. Consequentemente, fita feita com este tecido é mais cara. O tecido de algodão é chamado de "web" quando espalhado através da máquina de revestimento.

Revestimento de polietileno

O tecido de algodão é revestido com polietileno, material plástico que o protege de umidade e abrasão. Este revestimento plástico é flexível e permite que a fita adira melhor a superfícies irregulares. O polietileno é derretido e aplicado ao tecido em operação preliminar de revestimento. O tecido revestido é então armazenado em rolos até o fabricante estar pronto para aplicar o adesivo.

Composto adesivo

O adesivo usado na fita adesiva é único por duas razões. Primeiro, o próprio adesivo é formulado com compostos de borracha que garantem ligação de longo prazo. Outras fitas tipicamente usam polímeros adesivos que não são tão ligantes. Segundo, o adesivo é aplicado ao substrato em revestimento muito mais espesso que aqueles usados em fitas celofane ou de mascarar. Isso também serve para aumentar as propriedades adesivas da fita.

O Processo de Fabricação

Composição do adesivo

• 1 O adesivo à base de borracha usado na fita adesiva é preparado em processo de múltiplas etapas. Na primeira etapa o adesivo é composto em misturador tipo Branbury consistindo de tanque de aço inoxidável equipado com camisa de vapor para aquecer o composto e misturador de alto torque. Compostos de borracha são introduzidos em forma de pelota, então aquecidos e misturados até derreterem e ficarem homogêneos. Outros ingredientes são adicionados ao tanque de mistura conforme especificado na formulação. Estes incluem agentes tachificantes, modificadores de viscosidade, antioxidantes e outros adjuvantes. A mistura final é espessa mas lisa o suficiente para ser bombeada a tanque de armazenamento conectado ao equipamento de revestimento.

Aplicação do adesivo

• 2 O adesivo e o tecido são combinados usando equipamento de revestimento sofisticado. Primeiro, o adesivo é further amolecido por calor em moinho de rolos. Um moinho de rolos consiste em rolos ocos espaçados de perto feitos de aço inoxidável de calibre pesado. Os rolos são acoplados a engrenagens de alto torque e motor que os gira a velocidade definida. A temperatura dos rolos é controlada bombeando água continuamente através deles. O rolo superior é mantido a 127 °C e o rolo central a 38 °C. Os cilindros são fixados no lugar de modo que apenas pequena folga exista entre eles. Conforme os rolos giram, o composto de borracha é alimentado neste espaço. O atrito gerado aquece e amolece a borracha. Este arranjo permite que o adesivo fundido forme uma folha fina na superfície dos rolos.
• 3 O tecido é então alimentado na máquina de revestimento através de outro conjunto de rolos. Ele roda contra o terceiro rolo (mantido a 93 °C) que está em contato com o adesivo. Durante este processo, conhecido como revestimento, o adesivo é transferido para o tecido. Controlando as folhas entre os rolos, o operador da máquina pode determinar quanto adesivo é aplicado ao tecido. Quando o adesivo está pronto, o material de suporte do tecido — que foi pré-tratado com polietileno — é desenrolado de seu rolo de armazenamento e levado aos rolos de revestimento. À medida que o material de suporte entra em contato com o terceiro rolo, ele A. Calandra de fita sensível à pressão de três rolos. B. Calandra de adesivo de dois rolos. C. Calandra de polietileno e adesivo. D. Calandra para fita de tecido revestida com polietileno. pega parte do adesivo do rolo de transferência. Este processo usado para aplicar tais adesivos pesados é conhecido como calandragem. Revestimentos tão finos quanto 0,05 mm podem ser usados mas tornam-se menos uniformes abaixo de 0,1 mm. Estas flutuações ocorrem porque os rolos experimentam pequeno grau de flexão ao girar. Isso cria folhas desiguais entre os rolos que causam variações no peso do revestimento ao longo da web.
• 4 Após revestimento, o tecido da fita é enrolado em núcleos de papelão grandes. Quando fita suficiente foi revestida e o rolo está cheio, é removido de seu eixo e movido para outra área onde pode ser cortado ao tamanho adequado. Estes rolos de armazenamento são aproximadamente 152 cm de largura e 91 cm de diâmetro.

Rebobinamento e corte

• 5 Após o processo de revestimento estar completo, os rolos podem ser cortados ao tamanho final. Isso é feito por "desenrolamento", ou seja, desenrolar os rolos grandes em máquina equipada com série de facas. As facas cortam a web em segmentos mais estreitos que são então rebobinados em núcleos de papelão menores. Este processo é conhecido como "slitting".

Operações de embalagem

• 6 Nesta etapa final os rolos de fita adesiva são embalados para venda. São tipicamente encolhidos termicamente, individualmente ou em pacotes de dois ou três. Estes pacotes são então encaixotados e comercializados para envio.
• Dependendo do fabricante, as etapas descritas acima podem ser combinadas através de automação em menos etapas. Por exemplo, a Permacell usa aparelho autocontido que mistura, aquece e fixa o adesivo no suporte. Este método permite que a cola seja preparada sem solventes causadores de poluição.

Controle de Qualidade

A fita adesiva deve atender a série de testes padrão descritos pela Sociedade Americana para Testes e Materiais. Estes métodos medem duas propriedades-chave do adesivo: sua resistência adesiva (que determina quão bem a fita aderirá a outra superfície) e resistência coesiva (que mostra quão bem o adesivo grudará no suporte de tecido). Um método comum de avaliar estas propriedades envolve aplicar a fita a uma chapa de aço inoxidável padronizada, e então medir a força necessária para arrancá-la. A chapa é então examinada para determinar quanto, se houver, resíduo adesivo permanece. O revestimento adesivo em si é monitorado para avaliar quão bem gruda em seu suporte. Condições onde o adesivo deixa resíduo são conhecidas como rastejamento, craquelamento, exsudação e sangramento. Técnicos de controle de qualidade também observam olho-de-peixe, termo usado para descrever aplicação desigual de adesivo.

Além dos testes padrão, cada fabricante tem seus próprios métodos proprietários para avaliar seus produtos. Por exemplo, empresas podem medir ponto de ruptura da fita adesiva. Outros avaliam o som "amassado" da fita ao desenrolar porque consumidores acreditam que rasgo barulhento do rolo é sinal de resistência. Outros testes são projetados para medir adesão rápida. Uma forma é atirar bolas de pingue-pongue em tiras de fita com lado adesivo para cima para medir quão longe rolam antes de serem paradas pela fita.

Apesar da reputação da fita adesiva por adesão superior, testes de pesquisadores independentes descobriram que a fita não funciona tão bem quanto pretendido. Em 1998, pesquisadores Max Sherman e Iain Walker do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia avaliaram 12 tipos diferentes de fita adesiva. Projetaram teste de envelhecimento acelerado que imitava condições de temperatura de casa ou escritório da noite para dia e inverno para verão. Usaram série de juntas de dedo padrão que conectavam duto menor a maior. Envolvendo cada conexão de teste com marca diferente de fita adesiva, avaliaram vedação sob condições de temperatura e umidade projetadas para ser similares às encontradas em sistemas de aquecimento e ar condicionado domésticos. Pesquisadores também realizaram teste de assar em que juntas de amostra foram assadas a temperaturas mais altas. A maioria das juntas testadas vazavam 50% ou mais, segundo os pesquisadores. Seus resultados também mostraram que grande proporção das fitas falharam em funcionar quando temperaturas caíram abaixo de zero (0 °C) ou subiram acima de 93 °C. No entanto, a indústria da fita contestou estas descobertas, alegando que para eficiência ótima seus produtos de fita devem ser assistidos por colares ou braçadeiras.

O Futuro

Considerações ambientais e de preço impulsionam pesquisas a identificar novas formulações adesivas a custo menor — preço geral para rolo de fita adesiva multiuso de 5 cm de largura, 46 m é cerca de três dólares — que mantenham alta funcionalidade sem ser danosas ao meio ambiente. Além disso, considerações de marketing impulsionam melhorias de produto. Em resposta a críticas de que fita adesiva não funciona bem em temperaturas extremas, fabricantes estão criando formulações mais avançadas especificamente projetadas para suportar flutuações severas de calor e frio. Pela primeira vez, padrões formais estão sendo criados especificamente para fita adesiva a ser usada em dutos flexíveis. Fabricantes de fita apoiam este plano porque acreditam que certificação pela Underwriters Laboratories (organização de teste de segurança de produto) aumentará suas vendas.