セロハンテープ

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背景

セロファンテープは、材料を表面結合で接合する目的で接着剤が貼り付けられた裏地で構成されています。通常、セルロース（植物から製造された人工繊維）のフィルムは、テープの粘着性を生み出す化学的に処理された石油副産物から作られた被着体の裏打ちを提供します。セロファンテープは、感圧テープとして知られる接着剤のファミリーに属しています。他のタイプの接着剤は熱または水によって活性化されますが、感圧テープはわずかな圧力を加えるだけで接着します。これらのテープは主にラベリング業界で販売されており、一般的なセロファンテープ、マスキングテープ、パッキングラベル、そしておそらく最もよく知られている透明テープなどの製品が含まれています。

初期の接着剤（この用語は、表面のアタッチメントを形成することによって個別の材料を結合するために使用される物質を意味します）は、木のピッチ、蜜蝋、小麦粉ペースト、植物性樹脂などの天然物質から作られていました。これらの原始的な接着剤は、動物の組織から作られたより効果的な接着剤が開発された古代から中世まで広く使用されていました。 19世紀には、ゴムベースの接着剤の導入により、さらに効果的な代替手段が提供されました。

科学者がゴムの新しい用途を模索したため、1800年代半ばに感圧テープが発見されました。 1845年、Horace Day博士は、手術で使用するためのゴムベースの感圧テープを発明しました。ゴムの粘着性は限られているため、Dayの発明に基づく初期の粘着テープには、粘着力を高めるために油や樹脂を添加する補助的な粘着剤が必要でした。

最初の粘着テープは、駆け出しの自動車の問題により、20世紀初頭に開発されました。 業界。ツートンカラーの車が普及した1920年代、メーカーは2つのペイントの間にすっきりとした鮮明なラインを実現するのに問題を抱えていました。 終了します。彼らはサージカルテープを使用しようとしましたが、それが適切なシールを形成せず、それが除去されたときに塗料を浮き上がらせる傾向があったため、問題がありました。当時、ミネソタ鉱業製造会社（現在は3Mとして知られています）がサンドペーパーを製造していました。 サンドペーパーをテストするために自動車店を頻繁に訪れた3Mのラボワーカーであるリチャード・ドリューが、車の塗装を剥がしたときに損傷することなくシールを形成するテープを見つけることに挑戦したとき、同社は粘着テープ事業に参入しました。 Drewが最終的に考案した製品は、裏紙にコーティングされたゴムベースの接着剤で、今日のマスキングテープに似ていました。

企業の伝説によると、ブランド名「スコッチテープ」は、ドリューのテープのプロトタイプバッチがその端に沿ってのみ接着コーティングを受けたときに造られました。これは不十分であることが判明し、1人のイライラした画家が会社の「けちなスコッチボス」について彼の3Mの営業担当者に不平を言うように促しました。会社の幹部は、3Mテープが経済的な製品であることを示唆することを望んでいたため、「スコッチ」という言葉をつかみました。ストリップ全体を接着剤でコーティングする必要があることを認識した後、3Mは自動塗装用のマスキングテープの大量生産を開始し、すぐに一般消費者向けの透明な、またはセロファンのテープを作成しました。透明なテープは、最終的には、主に破れたページを修復したり、パッケージを包装したりするために使用される家庭用素材になりました。

第二次世界大戦後の合成樹脂やコンパウンドの開発が可能になりました アセテートフィルムが作成されると、大きなスプールに巻かれ、接着剤を塗布する機械にロードされます。このマシンは、印刷機のように一連のローラーを使用します。接着剤を塗布した後、フィルムを加熱して乾燥させ、プラスチックディスペンサー内にパッケージ化された個々のストリップにカットします。接着技術の素晴らしい改良。ドリューの発明とは異なり、現代のテープは、経年変化しても接着剤が黄変したり、にじみ出たりすることはありません。書き込みが可能で、耐水性があり、巻き戻しや巻き戻しが簡単で、透明です。現在、400種類以上の感圧テープが製造されています。いくつかの例には、電気テープ、マスキングテープ、包装テープ、バンドエイド、透明テープ、ラベルが含まれます。これらはすべて、さまざまなサイズ、幅、場合によっては形状で利用できます。

原材料

一部の感圧テープはまだ天然ゴムで作られていますが、大部分は現在ほとんど合成材料を使用して作られています。セロハンテープの裏地は通常、木材パルプまたは綿の種子に由来するセルロースの合成誘導体である酢酸セルロースで構成されています。セルロースは酢酸と無水物で化学的に処理されており、接着剤でコーティングされていない面は離型剤で処理されているため、テープがくっつかずに巻き取られたり巻き戻されたりします。この化合物はメーカーによって異なりますが、一般的に使用される物質には、ステアラトクロムクロリドやポリステアリックカーボネートなどがあります。接着剤を塗布する前に、バッキングの被着面を溶剤またはニトリルゴムや塩素化ゴムなどの水性分散液で下塗りすることができます。最終的な接着剤を製造するために、一部のメーカーは、製造のさまざまな段階を経る29もの原材料を使用しています。ただし、一般的な被着体はアクリル樹脂で構成されており、石油副産物はポリマー化合物に融合する前にアルコールと酸に分解されます。次に、この化合物をミネラルスピリットまたは炭化水素溶媒と混合して、バッキングに適用される水性エマルジョン（微細な樹脂粒子が懸濁状態に保たれている溶液）を作成します。

製造
プロセス

家庭用感圧テープの1つのロールを製造するには、3つの別々の製造操作が必要です。まず、酢酸セルロースバッキングを準備し、次に接着剤を作成します。 2つの材料が組み合わされた後、最終製品は個々の消費者が使用するために小さなバッチに切断され、検査され、包装され、出荷されます。

• 1最初に、木材パルプまたは綿の種子は、物理的破砕と化学的分解の両方によってセルロース繊維に分解されます。次に、生のセルロース繊維が処理されます この図は、セロハンテープの層の構成を示しています。リリースコーティングはテープの巻き戻しを容易にし、プライマーは接着剤をフィルムに固定するのに役立ちます。酢酸と無水酢酸を使用して、新しい化合物であるトリアセテートを作成します。次に、この材料を化学物質と水の混合物で処理して、基本的な形の酢酸セルロースを生成します。加熱して水分をすべて除去した後、酢酸セルロースを油と同様の可塑化材料と混合し、得られた酢酸セルロースプラスチックをペレットにするか、またはペレット化します。 ペレットは溶けて液体になり、幅の広い平らなコンベヤーベルトに広げられて非常に薄いプラスチックシートを形成します。一般的な紙の厚さに等しい場合、このようなシートは約5枚必要です。次に、完成したバッキングまたはフィルムを数千ヤードの長さの大きなロールに巻き付けて、接着剤の塗布を待ちます。

接着剤の作成

• 2現代の接着剤は、接着剤という点で19世紀の前駆体とは異なります。 それらが基づいている合成ポリマーは、本質的に粘着性があるため、追加の粘着剤を必要としません。このようなポリマーは、化学的に反応してアルコールと酸を形成する原油蒸留物から作られています。次に、これらの材料は、それらの重合を触媒する炭化水素溶媒と混合されます。このプロセスによって、これらの材料は結合して、繰り返しの構造シーケンスで構成される複雑な分子鎖を形成します。得られたアドヘソマーは、その使用目的に応じて、この形態で使用することも、より多くのコーティング溶媒で再溶解することもできます。その後、必要になるまで保存されます。

フィルムと接着剤の組み合わせ

• 3最初に、バッキングの非粘着面は、テープを簡単にほどくことができる離型剤で処理されます。接着剤を粘着面に塗布する前に、接着剤を固定するためにその面をプライマーで処理することができます。このコーティングは、プライマーの開いたバット内で回転する大きなローラー上にフィルムをルーティングすることによって適用されます。テープがローラー上を移動すると、プライマーが塗布されます。これらの表面コーティングが適用されると、テープは加熱されたドラム（ホット缶と呼ばれます）上を移動して乾燥します。感圧接着剤の非常に薄い層がテープの下塗りされた側に計量され、次に高温乾燥のために長いオーブンに巻かれます。

テープの圧延、切断、包装

• 4乾燥したら、テープを大きなジャンボロールに巻き、スライサーに通してさまざまな幅に分割します。次に、テープの個々のバンドが小さなプラスチックコアに巻き付けられ、次にプラスチックディスペンサーの内側に取​​り付けられます。プラスチックディスペンサーの鋸歯状のエッジを使用して、ある長さのテープを切断できます。テープロールとディスペンサーはどちらも、さまざまな顧客のニーズに合わせてさまざまなサイズで提供されます。

品質管理

感圧テープの性能は、接着剤業界でクイックスティック、凝集性、接着性として知られている3つの要因に依存します。最大のパフォーマンスを実現するには、これらのプロパティのバランスを適切にとる必要があります。クイックスティックは、別の表面に接触すると瞬間的に結合する接着剤のタックです。接着剤は、指で軽く押すだけで、接着剤が塗布される表面を「濡らす」必要があります。 2番目の基準である凝集性は、接着剤が物体から持ち上げられたときに裂けることなく、物体に接着したままでいる能力を指します。感圧テープは、高い粘着性で最高の性能を発揮します。テープの粘着性、つまり接着力は、通常、表面に貼り付ける前後のテープを調べ、圧力や温度の変化にどのように反応するかを判断する「剥離」テストによって測定されます。

追加の仕様とテスト方法は、連邦政府、軍隊、および米国材料試験協会（ASTM）や感圧テープ評議会などの組織によってリリースされたドキュメントに記載されています。仕様は基本的に接着剤の特性を説明し、メソッドプロトコルはテスト手順、フォーム、タイプ、グレード、およびサイズに対応します。

環境問題

大気浄化法に基づく製造工程の規制が厳しくなる中、粘着テープ業界は石油ベースの接着剤から水性接着剤への移行に向けた取り組みを続けています。製造業者はまた、地下水汚染と廃水処理に関するさまざまな州および地方の規制に準拠する必要があります。規制の問題が特定の義務でより明確になるにつれて、接着剤業界の製造プロセスはその技術を適応させ続けるでしょう。現在、粘着テープメーカーは再パルプ化性の向上に注力しています。 紙接着剤のリサイクル性、および堆肥化性 接着剤の生分解能力。いくつかの再パルプ化可能なミルがすでに稼働していますが、堆肥処理サイトはほとんどありません。

未来

1990年、接着剤業界は65億ドルの総売上高を報告しました。これらの売上のうち、20億ドルが包装用接着剤でした。専門家は環境への配慮を大きなセールスポイントとして挙げており、メーカーは環境規制を満たしながら優れた性能を発揮するテープ製品を開発する際に、製品に「環境タグ」を付けることを目指します。