胶带是将纸、塑料、布或复合材料等基材两面分别进行防粘处理和增粘处理,然后在增粘一面涂布上粘合剂,干燥后卷成盘卷即成胶带。
胶带在包装工业中的应用较为广泛,如瓦楞纸板箱、纸盒的封口和捆扎,集束结扎等。商标、标签、铭牌等反面涂胶,实质上也是一种定型的胶带。胶带的生产在世界各国发展都很快,产量也很大,其中大部分用于包装。
一、胶带的分类
(一)按胶带的使用方法分类
(1)压敏型胶带。压敏型胶带又叫不干胶胶带。它是目前在包装中应用最多、最方便的一种胶带。压敏型胶带是一种涂有压敏型粘合剂的胶带。使用时只要用手或机械轻轻触压,就能使之粘着在被粘物体表面上并达到一定的粘合强度。
(2)热敏型胶带。又称为加热活化型胶带。它是一种涂有热熔粘合剂的胶带,使用时要加热使粘合剂熔化产生粘合作用。
(3)再湿性胶带。亦称水活化型胶带,是一种涂敷一层水活化型粘合剂的胶带。使用时先用水润湿胶带的粘合面即可加压贴合。
(4)转移型胶带。在不粘性基材上涂敷一层压敏胶制成转移型胶带。使用时在被粘物体表面上贴好这种胶带,再将基材揭下,在被粘物体表面留下一层均匀的压敏胶层,如同涂敷一层均匀的粘合剂,这样胶带起到了均匀转移粘合剂的作用。
(5)标签胶带。这是一种标签专用胶带。基材的一面印刷文字或图案等制成商标或铭牌标签,另一面涂胶后用剥离纸封住粘合面。使用时,揭掉剥离纸,贴在商品或包装容器上。
(二)按胶带的基材分类
(1)纸胶带。以牛皮纸、涂布纸等纸类为基材的胶带。制作工艺简单,生产成本较低,粘合强度好,但抗拉强度、撕裂强度和防水性较差。主要用于瓦楞纸板箱、纸盒、纸袋等包装容器的封缄和捆扎。
(2)布胶带。以棉布、人造纤维布等为基材的胶带。布胶带抗拉强度、撕裂强度和抗水性均较好。一般可用于重型瓦楞纸板箱的封缄和捆扎。
(3)塑料胶带。以PVC、PE、PP、PET等塑料薄膜为基材的胶带。这类胶带具有较高的拉伸强度,抗水、抗化学性能好,粘合力强。多用于纸箱,各种类型的包装容器的封缄与捆扎。
(4)金属箔基胶带。以铝箔、铜箔及铅箔为基材的胶带。主要用于制作标签、商标、铭牌等。
(5)复合材料为基材的胶带。通常以纸/金属箔(铝箔或铜箔)、纸/塑料、纸/铝箔/塑料等复合材料为基材的胶带。
(三)其它分类方法
(1)按用途可以分为:封合胶带、运输包装胶带、医用胶带、电气绝缘胶带、标签胶带等。
(2)按胶面可以分成单面胶带和双面胶带。
二、胶带的结构
胶带基本由五部分构成。
(一)基材
基材是粘合剂的载体,是胶带的骨架。基材分透明和不透明两种,可选用的材料种类很多,主要有纸、塑料、金属箔、布、复合材料等。作为基材,应当有较好的机械强度,较小的伸缩性,厚度要均匀,粘合剂对它有很好的润湿性。
(二)粘合剂
粘合剂是胶带的核心成分,不同性质的胶带是由不同类型的粘合剂制成的。常见的粘合剂有压敏型、热敏型、水活化型等。
(三)底层处理剂
又称之为底胶,施涂于基材的表面,以增加粘合剂与基材之间的粘接力,避免胶带使用时脱胶。有些粘合剂与基材之间本来已有足够的粘附力,就不必再施涂底胶了。
(四)背层处理剂与隔离材
背层处理剂与隔离材都是用来防止胶带在卷取时彼此粘连,使之易于展开。
背层处理剂涂布在基材背面,并能增加基材的强度。有些背层处理剂还能赋予基材某些特殊性能,如防水、耐溶剂等。
在不能使用背层处理剂时,就采用隔离材的方法,防止胶带彼此粘连,如双面胶带。
各种胶带构造不完全相同,但粘合剂和基材是所有胶带必不可少的部分。按基本构成,可把胶带分成三种类型。详见图1。
图1 胶带结构组成示意图
1.基材;2.底层处理剂;3.粘合剂;4.背面处理剂;5.剥离材
三、压敏型胶带
压敏型胶带是最有代表性的,包装中最常用的一种胶带。
(一)压敏型胶带的制造
首先,根据基材选定配方制备底层处理剂,背层处理剂和粘合剂。
然后,采用刷涂或辊涂的方法施涂底层处理剂与背层处理剂,然涂布后干燥。
粘合剂的涂布有三种方法:热熔法、挤出法和辊涂法。
热熔涂布法:先按工艺配方将粘合剂各组分加到炼胶机上加热混炼,当加热到适宜涂布粘度时即可涂布。此法不用溶剂,靠加热使粘合剂粘度下降进行涂布,涂布后温度迅速下降而“干燥”。此法可用于粘合剂分子量较大的情况。
挤出涂布法:将选定的粘合剂各组分投到挤出机中进行混合塑化,使之具有一定流动性时,通过挤出机的螺杆挤出,在挤出机喷口的口模上形成薄膜直接涂布到处理好的基材上。一般适用于大分子的粘合剂。
辊涂法:先将粘合剂各组分用溶剂溶解并混合均匀。然后用辊涂装置在一定的压力作用下使胶液涂布到基材上。此法只适用于分子量较小的粘合剂。一般此法很少使用。
涂布粘合剂后,经干燥、卷取。最后在分切机上复卷、剪切、制得不同尺寸规格的胶带,包装后即可投放市场。
(二)压敏型胶带的粘附特性
压敏型胶带不需要用水和溶剂,也不需要加热,只要轻轻按压,就可使之粘结在被粘物体表面,而把胶带从被粘物表面撕开,却需要较大的剥离力,其所表现的抵抗力即为粘合剂对被粘物体的粘附力。胶带被剥离后,若压敏胶完全脱离开被粘物表面而无残留。为了达到上述要求,压敏胶粘合过程的四个因素必须满足:
T<A<C<K
这四个因素之间的关系通过图2加以说明。压敏胶带粘合的四个主要因素是:
T为粘着力:习惯上称为初粘力,是压敏胶带的润湿能力及初始粘性的体现。一般是指用手轻轻按压胶带时所显示出的手感粘性。
A为粘附力:是指在进行适当的按压粘贴后,粘合剂与被粘物体表面之间的结合力。
C为内聚力:指粘贴后压敏胶内聚强度。
K为粘基力:指压敏胶与基材间的粘结力。
上述四种因素之间是:T<A<C<K,胶带才能满足应用过程中的各种要求。否则,就会出现质量问题,例如T≮A,就没有压力敏感性;C≮K,则会产生脱胶现象。