كيف يصنع شريط السيلوفان ؟

يتكون شريط السيلوفان من دعامة تلصق بها مادة لاصقة لغرض ربط المواد بسندات سطحية. عادة ، يوفر فيلم من السليلوز (ألياف نسيجية من صنع الإنسان مصنوعة من مواد نباتية) الدعم للأصحاب المصنوعين من المنتجات البترولية المعالجة كيميائياً التي تخلق لزوجة الشريط. ينتمي شريط السيلوفان إلى مجموعة من المواد اللاصقة المعروفة باسم الأشرطة الحساسة للضغط: بينما يتم تنشيط أنواع أخرى من المواد اللاصقة بالحرارة أو الماء ، تلتصق الأشرطة الحساسة للضغط عند تطبيق ضغط طفيف فقط. يتم تسويق هذه الأشرطة في المقام الأول في صناعة الملصقات ، وتشمل منتجات مثل شريط السيلوفان العام ، وشريط الإخفاء ، وملصقات التعبئة ، وربما الأكثر شهرة ، الشريط الشفاف.

المواد اللاصقة المبكرة – يشير المصطلح إلى أي مادة تستخدم لربط المواد المنفصلة عن طريق تكوين ملحق سطحي – تم تصنيعها من مواد طبيعية بما في ذلك درجة الأشجار ، وشمع العسل ، ومعجون الدقيق ، وراتنجات الخضار. تم استخدام هذه المواد اللاصقة البدائية على نطاق واسع من العصور القديمة حتى العصور الوسطى ، عندما تم تطوير مواد لاصقة أكثر فعالية مصنوعة من الأنسجة الحيوانية. خلال القرن التاسع عشر ، قدم إدخال المواد اللاصقة القائمة على المطاط بديلاً أكثر فعالية.

تم اكتشاف أشرطة حساسة للضغط خلال منتصف القرن التاسع عشر ، حيث سعى العلماء إلى تطبيقات جديدة للمطاط. في عام 1845 ، اخترع الدكتور هوراس داي شريطًا حساسًا للضغط يعتمد على المطاط لاستخدامه في الجراحة. نظرًا لأن المطاط يمتلك قدرًا محدودًا من الالتصاق ، فإن الأشرطة اللاصقة المبكرة التي تستند إلى اختراع Day تتطلب عوامل معالجة إضافية – الزيوت والراتنجات المضافة لتعزيز الالتصاق.

تم تطوير أول شريط لاصق في أوائل القرن العشرين ، بسبب مشكلة في صناعة السيارات الناشئة . خلال عشرينيات القرن العشرين ، عندما كانت السيارات ذات اللونين شائعة ، واجهت الشركات المصنعة مشاكل في تحقيق خط نظيف واضح بين تشطيبات الطلاء . حاولوا استخدام الشريط الجراحي لكنهم واجهوا مشاكل لأنه لم يشكل ختمًا مناسبًا ويميلون إلى إزالة الطلاء عند إزالته. في ذلك الوقت ، قامت شركة Minnesota للتعدين والتصنيع (المعروفة الآن باسم 3M) بتصنيع ورق الصنفرة. دخلت الشركة في مجال الأشرطة اللاصقة عندما واجه ريتشارد درو ، عامل مختبر 3M الذي كان يزور دائمًا متاجر السيارات لاختبار ورق الصنفرة ، التحدي المتمثل في العثور على شريط يشكل ختمًا دون الإضرار بطلاء السيارة عند إزالته. في نهاية المطاف ، ابتكر المنتج Drew ، وهو عبارة عن مادة لاصقة تعتمد على المطاط ومغطاة على ورق ، يشبه شريط الإخفاء اليوم.

وفقًا لأسطورة الشركة ، تم صياغة اسم العلامة التجارية “شريط سكوتش” عندما تلقت مجموعة نموذجية من شريط درو طبقة لاصقة فقط على طول حوافها. ثبت أن هذا غير كافٍ ، مما دفع أحد الفنانين الغاضبين إلى تقديم شكوى إلى ممثل مبيعاته في 3M حول “رؤساء الشركة الاسكتلنديين”. استولى المسؤولون التنفيذيون في الشركة على كلمة “سكوتش” لأنهم كانوا يأملون أن يقترح أن شريط 3M كان منتجًا اقتصاديًا. بعد إدراك أنه سيكون من الضروري تغطية الشريط بالكامل بمادة لاصقة ، بدأت 3M في إنتاج شريط إخفاء ضخم للطلاء التلقائي وسرعان ما استمرت في صنع شريط شفاف ، أو سيلوفان ، للاستخدام العام للمستهلك. أصبح الشريط الشفاف في نهاية المطاف مادة منزلية تستخدم في المقام الأول لإصلاح الصفحات الممزقة ولفائف التغليف.

أصبح تطوير الراتنجات الاصطناعية والمركبات بعد الحرب العالمية الثانية ممكناً

بمجرد إنتاج فيلم الأسيتات ، يتم لفه على بكرات كبيرة وتحميله في آلة تطبق المادة اللاصقة. تستخدم الآلة سلسلة من البكرات ، مثل المطبعة. بعد تطبيق المادة اللاصقة ، يتم تسخين الفيلم وتجفيفه ثم تقطيعه إلى شرائح فردية يتم تعبئتها داخل موزعات بلاستيكية.

تحسينات كبيرة في تكنولوجيا اللصق. على عكس اختراع درو ، لا يلف الشريط المعاصر المادة اللاصقة الصفراء أو المتسخة مع تقدم العمر. يمكن الكتابة عليه ومقاومة الماء والاسترخاء والترجيع بسهولة وهو شفاف. اليوم ، يتم تصنيع أكثر من 400 نوع من الأشرطة الحساسة للضغط. تتضمن بعض الأمثلة الشريط الكهربائي ، وشريط التغطية ، وشريط التغليف ، والمساعدات الشريطية ، والشريط الشفاف والعلامات – كلها متوفرة بأحجام مختلفة ، وعرض ، وفي بعض الحالات ، الأشكال.

مواد أولية

في حين أن بعض الأشرطة الحساسة للضغط لا تزال يتم تحضيرها بالمطاط الطبيعي ، إلا أن معظمها مصنوع الآن باستخدام مواد اصطناعية في الغالب. عادةً ما يتكون دعم شريط السيلوفان من أسيتات السليلوز ، وهو مشتق اصطناعي من السليلوز ، والذي يأتي من لب الخشب أو بذور القطن. يتم معالجة السليلوز كيميائيًا بحمض الأسيتيك والأنهيدريد ، ويتم معالجة الجانب الذي لن يتلقى طبقة لاصقة باستخدام عامل تحرير يتيح لف الشريط وتلفه دون التصاقه معًا. على الرغم من اختلاف هذا المركب بين الشركات المصنعة ، فإن بعض المواد شائعة الاستخدام تشمل كلوريد كرومات ستيراتو وكربونات بوليستيريك. قبل تطبيق المادة اللاصقة ، قد يتم تجهيز الجانب الملتصق للطبقة الخلفية بمشتت مذيب أو مائي مثل مطاط النتريل أو المطاط المكلور. لإنتاج المادة اللاصقة النهائية ، يستخدم بعض الشركات المصنعة ما يصل إلى 29 مادة خام تمر بمراحل الإنتاج المختلفة. ومع ذلك ، فإن المادة اللاصقة العامة تتكون من راتنجات الأكريليك ، والمنتجات البترولية الثانوية التي يتم تقسيمها إلى كحول وأحماض قبل دمجها في مركب بوليمر. يتم خلط هذا المركب بعد ذلك مع المشروبات الروحية أو المذيبات الهيدروكربونية ، مما يخلق مستحلب مائي (محلول يتم فيه تعليق جزيئات الراتينج المجهري) يتم تطبيقه على الغلاف. بعض الشركات المصنعة تستخدم ما يصل إلى 29 مادة خام تمر بمراحل مختلفة من الإنتاج. ومع ذلك ، فإن المادة اللاصقة العامة تتكون من راتنجات الأكريليك ، والمنتجات البترولية الثانوية التي يتم تقسيمها إلى كحول وأحماض قبل دمجها في مركب بوليمر. يتم خلط هذا المركب بعد ذلك مع المشروبات الروحية أو المذيبات الهيدروكربونية ، مما يخلق مستحلب مائي (محلول يتم فيه تعليق جزيئات الراتينج المجهري) يتم تطبيقه على الغلاف. بعض الشركات المصنعة تستخدم ما يصل إلى 29 مادة خام تمر بمراحل مختلفة من الإنتاج. ومع ذلك ، فإن المادة اللاصقة العامة تتكون من راتنجات الأكريليك ، والمنتجات البترولية الثانوية التي يتم تقسيمها إلى كحول وأحماض قبل دمجها في مركب بوليمر. يتم خلط هذا المركب بعد ذلك مع المشروبات الروحية أو المذيبات الهيدروكربونية ، مما يخلق مستحلب مائي (محلول يتم فيه تعليق جزيئات الراتينج المجهري) يتم تطبيقه على الغلاف.

عملية التصنيع

ثلاث عمليات تصنيع منفصلة ضرورية لإنتاج لفة واحدة من الشريط الحساس للضغط المنزلي. أولاً ، يتم تحضير دعم أسيتات السليلوز ، ثم يتم عمل المادة اللاصقة. بعد دمج المادتين ، يتم تقطيع المنتج النهائي إلى مجموعات صغيرة لاستخدام المستهلك الفردي وفحصها وتعبئتها وشحنها.
1 أولاً ، يتم تقسيم لب الخشب أو بذور القطن إلى ألياف السليلوز من خلال كل من التكسير الفيزيائي والتحلل الكيميائي. بعد ذلك ، يتم معالجة ألياف السليلوز الخام

يوضح هذا الرسم بنية طبقة من شريط السيلوفان. يعمل طلاء التحرير على تسهيل فك الشريط ، بينما يساعد التمهيدي على تأمين المادة اللاصقة للفيلم.مع حمض الأسيتيك و أنهيدريد الخل لإنشاء مركب جديد ، ثلاثي الأسيتات. ثم يتم معالجة هذه المواد بمزيج من المواد الكيميائية والمياه لإنتاج الشكل الأساسي لأسيتات السليلوز. بعد تسخينه لإزالة كل الرطوبة ، يتم خلط أسيتات السليلوز بمواد بلاستيكية تشبه الزيت ، ويتم تصنيع بلاستيك أسيتات السليلوز الناتج إلى حبيبات ، أو حبيبات . يتم إذابة الكريات في سائل وتنتشر على حزام ناقل مسطح واسع لتشكيل صفائح بلاستيكية رفيعة للغاية – سيستغرق حوالي خمس صفائح من هذا القبيل لتساوي سمك الورق العادي. يتم بعد ذلك لف الجرح المكتمل ، أو الفيلم ، على لفات كبيرة عدة آلاف من الأمتار في انتظار تطبيق المادة اللاصقة.

صنع المادة اللاصقة

2 المواد اللاصقة الحديثة تختلف عن سلائفها في القرن التاسع عشر في أن المواد اللاصقة ، البوليمرات الاصطناعية التي تقوم عليها ، لزجة بطبيعتها ، وبالتالي لا تتطلب عوامل إضافية. هذه البوليمرات مصنوعة من نواتج تقطير النفط الخام التي يتم تفاعلها كيميائيًا لتشكيل الكحولات والأحماض. ثم يتم خلط هذه المواد بمذيب هيدروكربوني يحفز البلمرة الخاصة بها ، وهي العملية التي يتم من خلالها دمجها لتشكيل سلسلة جزيئية معقدة تتكون من تسلسلات هيكلية مكررة. يمكن استخدام المادة اللاصقة الناتجة في هذا الشكل أو إعادة حلها بمزيد من مذيبات الطلاء ، اعتمادًا على التطبيق المقصود. ثم يتم تخزينها حتى الحاجة.

الجمع بين الفيلم والمواد اللاصقة

3 أولاً ، يتم معالجة الجانب غير اللاصق من الغلاف بعامل تحرير يجعل الشريط سهل الفك. قبل تطبيق المادة اللاصقة على الجانب اللاصق ، يمكن معالجة الجانب باستخدام مادة أولية لتثبيت المادة اللاصقة. يتم تطبيق هذا الطلاء عن طريق توجيه الفيلم على بكرة كبيرة تدور في وعاء مفتوح من التمهيدي. عندما يتحرك الشريط فوق الأسطوانة ، فإنه يطبق التمهيدي. بمجرد تطبيق هذه المعاطف السطحية ، ينتقل الشريط فوق براميل ساخنة (تُعرف بالعلب الساخنة) تجففها. يتم قياس طبقة رقيقة جدًا من مادة لاصقة حساسة للضغط على الجانب المعد من الشريط ، ثم يتم لفها في أفران طويلة للتجفيف بدرجة حرارة عالية.
لف

الشريط وتقطيعه وتغليفه

4 بمجرد تجفيفه ، يتم لف الشريط على لفافات جامبو كبيرة ويتم توجيهه على قطّاعات تقسمه إلى عروض متفاوتة. ثم يتم لف الأربطة الفردية حول قلب بلاستيكي صغير ، يتم تركيبه بعد ذلك داخل موزع بلاستيكي يمكن استخدام حافته المسننة لقطع أطوال الشريط. تأتي كل من بكرات الشريط والموزعات بأحجام متنوعة لتناسب احتياجات العملاء المختلفة.

مراقبة الجودة

يعتمد أداء الشريط الحساس للضغط على ثلاثة عوامل معروفة في صناعة المواد اللاصقة وهي العصا السريعة والتماسك والالتصاق. يجب موازنة هذه الخصائص بشكل صحيح لتحقيق أقصى أداء. العصا السريعة هي مادة لاصقة حيث تشكل رابطة فورية عند الاتصال بسطح آخر. يجب أن تكون المادة اللاصقة “مبللة” لأي سطح يوضع عليه بضغط إصبع خفيف فقط. يشير المعيار الثاني ، التماسك ، إلى قدرة المادة اللاصقة على البقاء ملتصقة بجسم ما دون الانقسام عند رفعها عن ذلك الجسم. الشريط الحساس للضغط يعمل بشكل أفضل مع خاصية عالية التماسك. عادة ما يتم قياس الالتصاق أو الالتصاق بالشريط بواسطة “التقشير”

تم وصف المواصفات الإضافية وطرق الاختبار في الوثائق التي أصدرتها الحكومة الفيدرالية والجيش ومنظمات مثل الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) ومجلس الشريط الحساس للضغط. تصف المواصفات بشكل أساسي خصائص المادة اللاصقة بينما تعالج بروتوكولات الطرق إجراءات وأشكال وأنواع ودرجات وأحجام الاختبار.

مخاوف بيئية

عندما يصبح تنظيم عمليات التصنيع بموجب قانون الهواء النظيف أكثر صرامة ، تواصل صناعة الأشرطة اللاصقة جهودها للتحول من المواد اللاصقة التي تعتمد على البترول إلى المياه. يجب أن يمتثل المصنعون أيضًا للوائح الدولة والمحلية المختلفة المتعلقة بتلوث المياه الجوفية ومعالجة مياه الصرف الصحي. عندما تصبح القضايا التنظيمية أكثر تحديدًا بتفويضات محددة ، ستستمر عملية تصنيع صناعة المواد اللاصقة في تكييف تقنياتها. يركز مصنعو الشرائط اللاصقة حاليًا على زيادة القابلية للالتصاق ، وإعادة تدوير المواد اللاصقة الورقية ، والسماد ، قدرة المادة اللاصقة على التحلل الحيوي. في حين أن العديد من المطاحن القابلة للذوبان قيد التشغيل بالفعل ، هناك عدد قليل من مواقع معالجة السماد العضوي.

المستقبل

في عام 1990 ، سجلت صناعة المواد اللاصقة مبيعات إجمالية قدرها 6.5 مليار دولار. من هذه المبيعات ، كان 2 مليار دولار في مواد لاصقة للتغليف. يدرج الخبراء الوعي البيئي كنقطة بيع كبيرة ، وسيسعى المصنعون للحصول على “علامة بيئية” على منتجاتهم أثناء تطويرهم لمنتجات الشريط التي تعمل بشكل جيد مع تلبية اللوائح البيئية.

مصدر