Cinta de celofán

Antecedentes

La cinta de celofán consiste en un soporte al que se fija una sustancia adhesiva con el fin de unir materiales con una unión superficial. Por lo general, una película de celulosa (una fibra textil sintética producida a partir de materia vegetal) proporciona el respaldo para adherentes hechos de subproductos del petróleo tratados químicamente que crean la pegajosidad de la cinta. La cinta de celofán pertenece a una familia de adhesivos conocidos como cintas sensibles a la presión:mientras que otros tipos de adhesivos se activan con el calor o el agua, las cintas sensibles a la presión se adhieren cuando solo se aplica una ligera presión. Estas cintas se comercializan principalmente en la industria del etiquetado e incluyen productos tales como cinta de celofán genérica, cinta adhesiva, etiquetas de embalaje y, quizás la cinta transparente más conocida.

Los primeros adhesivos (el término denota cualquier sustancia utilizada para unir materiales discretos formando una unión superficial) estaban hechos de sustancias naturales como brea de árbol, cera de abejas, pasta de harina y resinas vegetales. Estas colas primitivas se utilizaron ampliamente desde la antigüedad hasta la Edad Media, cuando se desarrollaron colas más eficaces hechas de tejidos animales. Durante el siglo XIX, la introducción de adhesivos a base de caucho proporcionó una alternativa aún más eficaz.

Las cintas sensibles a la presión se descubrieron a mediados del siglo XIX, cuando los científicos buscaban nuevas aplicaciones para el caucho. En 1845, el Dr. Horace Day inventó una cinta sensible a la presión a base de caucho para su uso en cirugía. Debido a que el caucho posee una pegajosidad limitada, las primeras cintas adhesivas basadas en la invención de Day requerían agentes de pegajosidad suplementarios:aceites y resinas añadidos para mejorar la adhesión.

La primera cinta adhesiva se desarrolló a principios del siglo XX, debido a un problema en el incipiente automóvil . industria. Durante la década de 1920, cuando los coches de dos tonos eran populares, los fabricantes tenían problemas para lograr una línea limpia y nítida entre los dos pintura acabados. Intentaron usar cinta quirúrgica, pero tuvieron problemas porque no formaba un sello adecuado y tendía a quitar la pintura cuando se retiraba. En ese momento, la empresa Minnesota Mining and Manufacturing (ahora más conocida como 3M) fabricaba papel de lija. La empresa entró en el negocio de las cintas adhesivas cuando Richard Drew, un trabajador de laboratorio de 3M que a menudo visitaba los talleres de automóviles para probar el papel de lija, asumió el desafío de encontrar una cinta que formara un sello sin dañar la pintura del automóvil cuando se retiraba. El producto que finalmente diseñó Drew, un adhesivo a base de caucho recubierto con una base de papel, se parecía a la cinta de enmascarar actual.

Según la leyenda corporativa, la marca "Scotch tape" se acuñó cuando un prototipo de cinta de Drew recibió una capa adhesiva solo a lo largo de sus bordes. Esto resultó insuficiente, lo que llevó a un pintor molesto a quejarse con su representante de ventas de 3M acerca de los "tacaños jefes escoceses" de la compañía. Los ejecutivos de la empresa utilizaron la palabra "escocés" porque esperaban que sugiriera que la cinta 3M era un producto económico. Después de darse cuenta de que sería necesario recubrir toda la tira con adhesivo, 3M comenzó a producir en masa cinta de enmascarar para pintura de automóviles y pronto pasó a hacer una cinta transparente o celofán para uso general del consumidor. La cinta transparente finalmente se convirtió en un material doméstico que se utiliza principalmente para reparar páginas rotas y envolver paquetes.

El desarrollo de resinas sintéticas y compuestos después de la Segunda Guerra Mundial hizo posible Una vez que se produce la película de acetato, se enrolla en bobinas grandes y se carga en una máquina que aplica el adhesivo. La máquina utiliza una serie de rodillos, muy parecidos a una imprenta. Después de aplicar el adhesivo, la película se calienta y se seca y luego se corta en tiras individuales que se empaquetan dentro de dispensadores de plástico. grandes refinamientos de la tecnología adhesiva. A diferencia del invento de Drew, la cinta contemporánea no amarillea ni rezuma adhesivo a medida que envejece. Se puede escribir, resiste el agua, se desenrolla y rebobina fácilmente y es transparente. Hoy en día, se fabrican más de 400 variedades de cintas sensibles a la presión. Algunos ejemplos incluyen cinta aislante, cinta adhesiva, cinta de embalaje, tiritas, cinta transparente y etiquetas, todos disponibles en diferentes tamaños, anchos y, en algunos casos, formas.

Materias primas

Si bien algunas cintas sensibles a la presión todavía se preparan con caucho natural, la mayoría ahora se fabrican con materiales principalmente sintéticos. El soporte de la cinta de celofán generalmente consiste en acetato de celulosa, un derivado sintético de la celulosa, que proviene de la pulpa de madera o de las semillas de algodón. La celulosa se trata químicamente con ácido acético y anhídrido, y el lado que no recibirá una capa adhesiva se trata con un agente de liberación que permite enrollar y desenrollar la cinta sin pegarse. Aunque este compuesto varía entre los fabricantes, algunas sustancias de uso común incluyen el cloruro de estearato crómico y el carbonato poliesteárico. Antes de la aplicación del adhesivo, el lado adherido del soporte puede imprimarse con un disolvente o dispersiones acuosas tales como caucho de nitrilo o caucho clorado. Para producir la sustancia adhesiva final, algunos fabricantes utilizan hasta 29 materias primas que pasan por varias etapas de producción. Sin embargo, el adherendo genérico se compone de resinas acrílicas, subproductos del petróleo que se descomponen en alcoholes y ácidos antes de fusionarse en un compuesto polimérico. Luego, este compuesto se mezcla con alcoholes minerales o un solvente de hidrocarburo, creando una emulsión acuosa (una solución en la que las partículas de resina microscópicas se mantienen suspendidas) que se aplica al respaldo.

El
proceso de fabricación

Se necesitan tres operaciones de fabricación independientes para producir un solo rollo de cinta sensible a la presión doméstica. Primero, se prepara el respaldo de acetato de celulosa y luego se hace el adhesivo. Una vez combinados los dos materiales, el producto final se corta en pequeños lotes para uso individual del consumidor, se inspecciona, se empaqueta y se envía.

• 1 Primero, la pulpa de madera o las semillas de algodón se descomponen en fibras de celulosa mediante trituración física y descomposición química. A continuación, se tratan las fibras de celulosa en bruto. Este dibujo muestra la composición de una capa de cinta de celofán. El recubrimiento de liberación hace que la cinta sea más fácil de desenrollar, mientras que la imprimación ayuda a asegurar el adhesivo a la película. con ácido acético y anhídrido acético para crear un nuevo compuesto, triacetato. Luego, este material se trata con una mezcla de productos químicos y agua para producir la forma básica de acetato de celulosa. Después de calentarlo para eliminar toda la humedad, el acetato de celulosa se mezcla con un material plastificante similar al aceite, y el plástico de acetato de celulosa resultante se convierte en gránulos, o se granula . Los gránulos se funden en un líquido y se extienden sobre una cinta transportadora ancha y plana para formar láminas de plástico extremadamente delgadas; se necesitarían unas cinco de esas láminas para igualar el grosor del papel común. El soporte completo, o película, se enrolla luego en rollos grandes de varios miles de yardas de largo para esperar la aplicación del adhesivo.

Hacer el adhesivo

• 2 Los adhesivos modernos se diferencian de sus precursores del siglo XIX en que adhesómeros Los polímeros sintéticos en los que se basan son inherentemente pegajosos y, por lo tanto, no requieren agentes adhesivos adicionales. Dichos polímeros están hechos de destilado de petróleo crudo que se hace reaccionar químicamente para formar alcoholes y ácidos. Luego, estos materiales se mezclan con un solvente de hidrocarburo que cataliza su polimerización, el proceso mediante el cual se combinan para formar una cadena molecular compleja formada por secuencias estructurales repetidas. El adhesómero resultante se puede utilizar en esta forma o redisolver con más disolventes de revestimiento, dependiendo de su aplicación pretendida. Luego se almacena hasta que se necesite.

Combinar película y adhesivo

• 3 Primero, el lado no adhesivo del respaldo se trata con un agente de liberación que hace que la cinta sea fácil de desenrollar. Antes de aplicar el adhesivo al lado adhesivo, el lado puede tratarse con una imprimación para anclar el adhesivo. Este recubrimiento se aplica pasando la película sobre un rodillo grande que gira en una tina abierta de imprimación. A medida que la cinta se mueve sobre el rodillo, aplica la imprimación. Una vez que se han aplicado estas capas de superficie, la cinta se desplaza sobre tambores calientes (conocidos como latas calientes) que la secan. Se dosifica una capa muy fina de adhesivo sensible a la presión sobre el lado imprimado de la cinta, que luego se enrolla en hornos largos para secar a alta temperatura.

Enrollar, cortar y empaquetar la
cinta

• 4 Una vez seca, la cinta se enrolla en grandes rollos gigantes y se enruta sobre cortadoras que la dividen en diferentes anchos. Luego, las bandas individuales de cinta se enrollan alrededor de un pequeño núcleo de plástico, que luego se coloca dentro de un dispensador de plástico cuyo borde dentado se puede usar para cortar trozos de cinta. Tanto los rollos de cinta como los dispensadores vienen en una variedad de tamaños para adaptarse a las diferentes necesidades de los clientes.

Control de calidad

El rendimiento de la cinta sensible a la presión depende de tres factores conocidos en la industria de los adhesivos como adherencia rápida, cohesión y adhesión. Estas propiedades deben equilibrarse adecuadamente para lograr el máximo rendimiento. Quick Stick es la pegajosidad del adhesivo donde forma una unión instantánea al entrar en contacto con otra superficie. El adhesivo debe "mojar" cualquier superficie a la que se aplique con solo una ligera presión con los dedos. El segundo criterio, la cohesión, se refiere a la capacidad del adhesivo de permanecer adherido a un objeto sin romperse cuando se lo levanta. La cinta sensible a la presión funciona mejor con una propiedad de alta cohesión. La pegajosidad o adherencia de la cinta se mide comúnmente mediante una prueba de "pelado" que examina la cinta antes y después de que se aplique a una superficie y determina cómo reacciona a los cambios de presión y temperatura.

Las especificaciones y métodos de prueba adicionales se describen en documentos publicados por el gobierno federal, el ejército y organizaciones como la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) y el Consejo de Cintas Sensibles a la Presión. Las especificaciones describen esencialmente las características del adhesivo, mientras que los protocolos de métodos abordan los procedimientos de prueba, formas, tipos, grados y tamaños.

Preocupaciones medioambientales

A medida que la regulación de los procesos de fabricación bajo la Ley de Aire Limpio se vuelve más estricta, la industria de la cinta adhesiva continúa sus esfuerzos para cambiar de adhesivos a base de petróleo a adhesivos a base de agua. Los fabricantes también deben cumplir con las diversas regulaciones estatales y locales relacionadas con la contaminación del agua subterránea y el tratamiento de aguas residuales. A medida que los problemas regulatorios se definan más con mandatos específicos, el proceso de fabricación de la industria de adhesivos continuará adaptando sus tecnologías. Actualmente, los fabricantes de cintas adhesivas se están concentrando en aumentar la repulpabilidad la reciclabilidad de los adhesivos de papel y la compostabilidad la capacidad del adhesivo de biodegradarse. Si bien ya están en funcionamiento varios molinos repulpables, hay pocos sitios de tratamiento de abono.

El futuro

En 1990, la industria de adhesivos reportó ventas totales de $ 6.5 mil millones. De esas ventas, $ 2 mil millones fueron en adhesivos para empaques. Los expertos mencionan la conciencia ambiental como un gran punto de venta, y los fabricantes buscarán obtener la "etiqueta ambiental" en sus productos a medida que desarrollan productos de cinta que funcionan bien y cumplen con las regulaciones ambientales.