معرفي، شناخت و راهكارهاي ساده جهت انتخاب نوار چسب مناسب مقدمه در دنياي امروز، يكي از پر مصرف ترين لوازم بسته بندي نهايي انواع محصولات، كارتن است. كارتن ها با ضخامت هاي متفاوت ورق مي توانند براي بسته بندي محصولاتي با وزن ها، ابعاد و حساسيت هاي متفاوت بكار روند. براي بسته بندي محصولات حساس مي توان از كارتن هاي پلاستيكي (كارتن پلاست ) كه مقاومت بيشتري در برابر عوامل محيطي بخصوص رطوبت دارند استفاده كرد. كارتن ها از نظر شكل در انواع مختلف توليد مي شوند ولي نوع معمولي (چهار درب در بالا وپايين) بيشترين كاربرد را دارد. در بيشتر موارد جهت بستن درها از چسب هاي نواري استفاده مي شود( كاربرد چسب مايع و منگنه در صنايع غذايي ممنوع است). اين چسب ها در نوع و تيپ هاي مختلف توليد مي شود كه بعضي از آنها در بسته بندي كارتن ها بكار مي رود. چسب هاي خود چسب اولين بار دراواسط قرن نوزدهم ميلادي درجراحي بكارگرفته شد. نوارهاي پارچه اي را با چسب مايع طبيعي روكش مي كردند. در اوايل قرن بيستم با روكش مايع چسب روي نوارهاي كاغذي از آنها در صنعت اتومبيل(رنگ آميزي) وسپس بسته بندي كارتن استفاده مي شد. در گذشته نه چندان دور عمده مصرف از نوع چسب نواري كاغذي آب چسب (water active ) بود كه اغلب از كيفيت پايين برخوردار بوده و كار با آن نيز بسادگي امكان پذير نبود. با پيشرفت سريع صنعت پلاستيك در اواسط قرن بيستم، توليد فيلم هاي پلاستيك و شناخت هر چه بهتر خواص پلاستيك ها ، استفاده از آنها در صنعت بسته بندي نيز به مرور آغاز شد. اولين بار قبل از جنگ جهاني دوم فيلم هاي پلاستيك در آلمان بكارگرفته شد ولي تا بعد از جنگ به بازار مصرف عمومي راه نيافت. مصارف عمومي فيلم هاي پلاستيك در دهه 60 ميلادي با ورود فيلم هاي پلي پروپيلن(PP ) رونق گرفت. بعدها با پوشش (coat ( مايع چسب روي فيلم پلاستيكي و تثبيت آن در هوا چسب هاي نواري خود چسب پلاستيكي بوجود آمد و بخاطر استقبال گسترده بازار به سرعت از نظر فني و كيفي پيشرفت كرد. معرفي چسب هاي BOPP فيلم پلاستيك مي تواند از تركيبات مختلف(با مقادير متفاوت) و در ضخامت هاي گوناگون توليد شود. همچنين مايع چسب مي تواند تركيبات و ضخامت هاي متفاوت داشته باشد. به اين ترتيب با تغيير فاكتورهاي فوق انواع بسيار متفاوتي از نوارچسب ها توليد مي شود كه در صنايع مختلفي ( از چاپ شبرنگ و لوازم تحرير تا صنايع ساختماني، خودرو، الكتريسيته و بسته بندي ) استفاده مي شود. در واقع چسب هاي نواري در آغاز بصورت رول هاي بزرگ و عريض فيلم ( ( JUMBO ROLL توليد وسپس بامايع چسب پوشيده مي شود . اين رول ها در مراحل بعد بوسيله ماشين هاي مخصوص (slitter ) بازشده و در عرض ها ي مختلف(10 تا 20 ميلي متر در لوازم تحرير، 25 تا 72 ميلي متر در بسته بندي و عرض هاي بيشتر در صنايع ساختماني و عايق بندي) برش و با طول هاي مورد نظر مجددا پيچيده مي شود. در صنعت بسته بندي بيشتر از فيلم هاي پلي پروپيلن (PP ) استفاده مي شود. كاربرد PP بخاطر سختي بسيار بيشتر ( سه برابر فيلم هاي قالبي و هشت برابرپلي اتيلن PE ) و همچنين امكان استفاده از آن در حالت چسبندگي حرارتي است. مصرف جهاني كنوني PP بيش از يك ميليون تن در سال برآورد مي شود. ضخامت هاي معمول فيلم نوارچسب از 15 تا 50 ميكرون است. فيلم هايي كه جهت توليد نوار چسب بكار مي روند معمولا از نوع (bi axially oriented poly propylene ) BOPP هستند. در اين روش ضخامت يكنواختي بيشتري دارد و همچنين فيلم با كشيده شدن در عرض وطول براحتي پاره نمي شود بلكه به زبان ساده كش مي آيد يعني نقطه شكست مي تواند پس از 100 تا حتي 180% كشيده شدن واقع شود. مهمترين امتيازات اين فيلم ها عبارتند از :
سختي بالا
دوام بالا در كشش
مانع بسيار خوب در برابر آب
توانايي بازيافت بالا
آلودگي ميكربي بسيار كمتر از فيلم هاي ديگر
چاپ شدن آسان
قابليت ارائه در رنگهاي مختلف
نوع وكيفيت چسبي كه روي فيلم كشيده ميشود ، همچنين كيفيت عمل پوشش عامل دوم درشكل دادن به نوع نوارچسب است . چهار لايه موجود در نوارچسب هاي استاندارد در چارت زير ديده مي شود: پوشش آزاد كننده (release coat): باعث بازشدن آسان نوارچسب از رول مي شود. اين تركيب معمولا در كارخانه هاي مختلف تقريبا يكسان است. فيلم نوارچسب (backing): همان فيلم پلاستيكي كه قبلا توضيح داديم. آستر يا روكش اوليه (primer coat): باعث كيفيت بهتر (ماندگاري) مايع چسب روي فيلم مي شود. اين تركيب نيز در بيشتر كارخانه ها يكسان است. پوشش چسب اصلي (adhesive mass): انواع متفاوتي از چسب ها با تركيبات وضخامت هاي گوناگون در ساخت چسب هاي نواري بكار گرفته مي شود. نوع معمول در اغلب نوارچسب هاي بسته بندي پليمر اكريليك است كه در دو تيپ
امولسيون اكريليك با پايه حلال آب
مايع چسب با حلال شيميايي (chemical solvent )
استفاده مي شود. تركيبات اين چسب ها و زمان هاي كاربرد آنها از رازهاي تخصص هر توليد كننده است كه به مرور زمان به آن دست يافته و بشدت از آن مراقبت مي كند. البته در اين زمينه نيز استانداردهاي تدوين شده كشوري و بين المللي قابل دسترس وجود دارد . معمولا ضخامت فيلم و چسب از نسبت هاي تعريف شده اي پيروي مي كند.
مهمترين فاكتورهاي موثر در كيفيت نوارچسب قبل از طرح موارد فوق بايد يادآور شويم كه اصولا كيفيت مقوله اي نسبي است بنابراين در انتخاب چسب نواري بايد هر مصرف كننده با سنجش مقايسه اي فاكتورهاي ذيل در پي يافتن كيفيت مورد نظر خود باشد.
چسبندگي: نيروي لازم براي جداكردن نوارچسب از سطحي كه به خوبي به آن چسبيده است. مي توان ميزان آن را بوسيله نيروسنج در سطح تعريف شده اندازه گرفته وبا نمونه مرجع مقايسه كرد.
مواد تشكيل دهنده فيلم: قبلا در اين مورد توضيح داده ايم.
ضخامت: معمولا ضخامت نوارچسب هاي مورداستفاده در صنعت بسته بندي حدود 35 ميكرون تا 65 ميكرون مي باشد.
مسئله مهم در اين مورد يكنواختي ضخامت در نقاط مختلف طول نوار است. عدم يكنواختي موجب پارگي ناخواسته در حين مصرف مي شود. جهت كنترل بهتر بايد طبق قوانين اوليه كنترل كيفي، نمونه هاي مختلف محموله را بطور تصادفي انتخاب و ميزان ضخامت را در نقاط مختلف طول كنترل كرد. ناگفته پيداست كه ضخامت داراي ميزان مجازي از تغيير(tolerance ) خواهد بود. راه ديگر كنترل ضخامت استفاده از وزن است. توليد كنندگان معمولا گرماژ(وزن در واحد سطح) چسب هاي خود را مي دانند. با داشتن گرماژ و طول حلقه براحتي مي توان با وزن كردن هر حلقه از ضخامت يا طول واقعي آن مطمئن شد.
نوع ماده چسب: در چسب هاي بسته بندي معمولا از نوع پليمراكريليك با حلال آب يا شيميايي است. نوع دوم نسبت به نوع اول كيفيت، كارايي و قيمت بیشتري دارد. همچنين براي هواي سرد (اجناسي كه درسردخانه نگهداري وحمل مي شوند) و وزن هاي بيشتر بكار مي رود.
ميزان كشش: بستگي به نوع وكيفيت فيلم دارد. ميزان كش آمدن (elongation ) در فيلم هايBOPP (بهترين نوع براي توليد چسب نواري) تا 180% نيز مي رسد. يعني فيلم در شرايط متعارف پس از حدود 180% كشش پاره مي شود.
زمان مقاومت عمودي (shear strength): منظور ميزان مقاومت چسب در برابر وزن است. با واحد سطح در دقيقه سنجيده مي شود.
باقيماندن اثر چسب روي سطح: اگر چسب چسبانده شده روي سطح را پس از مدت كوتاهي از جاي خود جدا كنيم چه ميزان اثر از چسب روي سطح مي ماند؟
باز شدن (unwind): نيروي لازم براي بازشدن چسب از حلقه كه بستگي به كيفيت ماده اي دارد كه به اين منظور در قسمت پشت نوار پاشيده مي شود. اين پوشش آزاد كننده ( (release coatingاجازه مي دهد چسب بنحو كنترل شده اي باز شود. اين مسئله بخصوص هنگام استفاده از ماشين هاي چسب زن اتوماتيك كارتن اهميت دارد. چسب هايي كه در كيفيت پوشش آزاد كننده يا ماده چسب آنها اشكال وجود دارد يا بدون كنترل و يا به سختي و با سروصداي فراوان باز مي شوند. امروزه نوارچسب هاي بي صدا با بهبود كيفيت فيلم ومواد پوشش آزاد كننده توليد مي شوند.
زمان توليد : معمولا نوارچسب ها در مدت مشخصي پس از توليد بايد مصرف شوند. اين زمان در انواع چسب متفاوت است. براي شناخت چسب هاي مانده مي توان در رنگ آنها دقت كرد. گذشت زمان باعث كدر شدن رنگ مي شود. همچنين ماده پوشش آزاد كننده به مرور زمان خاصيت خود را از دست داده و چسب براحتي باز نمي شود. نوارچسب تاريخ گذشته از روي سطح براحتي كنده شده وقسمت زيادي از ماده چسب آن روي سطح باقي مي ماند.
اطلاعات ميكروسكوپي ساده: دراين مورد مي توان به آناليز ساختار فيلم وچسب اشاره كرد اما اين عمليات تخصصي و پرهزينه است.
راه ساده تر بازبيني فيزيكال نوارچسب بوسيله ميكروسكوپ آزمايشگاهي است. فيلم با كيفيت داراي لبه هاي يكنواخت و صاف است. در ساختمان فيلم هاي MOPP (كه فيلم هنگام توليد فقط از يك جهت كشيده شده وبراي توليد نوارچسب مناسب نيست) ساختارهاي پولاريزه روشن ترازكل سطح جابجا ديده مي شود، اين ساختارها در فيلم هاي BOPP وجود ندارد. آرايش ميكروسكوپي لايه چسب روكش شده در انواع با كيفيت بسيار منظم و يكنواخت مي باشد. انتخاب نوارچسب مناسب همانطور كه در قسمت قبل ذكر شد انتخاب نوارچسب مناسب بستگي به نوع كارتن وبسته بندي و شرايط خاص هر محصول و كارخانه دارد. در اين قسمت ما فقط در مورد استفاده از نوارهاي خودچسب BOPP در بسته بندي صحبت مي كنيم. در واقع هدف اين نوشتار شناخت اوليه اين چسب ها و ارائه راهكارهاي ساده در انتخاب نوارچسب مناسب است.
نوع مصرف: منظور استفاده از ماشينهاي ا توماتيك چسب زني كارتن يا استفاده از چسب كش دستي است.
در چسب كش هاي دستي مي توان از انواع چسب هاي خود چسب در طول، عرض و ضخامت هاي متفاوت استفاده كرد. كيفيت چسبندگي به دقت وتوان اپراتور بستگي دارد. از اين لوازم بيشتر در توليدي هاي سطح پايين و مصارف خانگي استفاده مي شود. براي كار با ماشين چسب زن بايد از چسب هايي با ضخامت حداقل 40 ميكرون استفاده كرد. چسب هاي نازك براحتي كشيده شده و باعث افت كيفيت و طول عمرچسبندگي و برش نامناسب چسب مي شوند. اعمال فشار يكنواخت و قابل تنظيم بوسيله ماشين هاي نيمه اتوماتيك و اتوماتيك چسب زن كارتن باعث بهبود و تداوم چسبندگي مي شود. كيفيت رولرهاي چسباننده، قدرت و هماهنگي مناسب بازوهاي اعمال فشار، توانايي تيغه هاي برش چسب، كيفيت و سرعت نقاله هاي حمل كارتن و قابليت تنطيم مناسب موارد فوق از موثرترين فاكتورهاي كيفيت وكارايي در اين ماشينهاست. تنظيم اوليه ماشين (هنگام نصب و راه اندازي) با توجه به نوع محصول و كارتن بسيار مهم است. اپراتور اين ماشين ها بايد روزانه كارايي ماشين را با توجه به كيفيت چسب زني كنترل وتنظيم كند. انتخاب ماشين مناسب هر نوع كارتن مطلبي است كه بايد در بحث ديگري به آن بپردازيم.
ابعاد، وزن و ضخامت ورق كارتن: ناگفته پيداست كه با افزايش وزن و ابعاد كارتن ها استفاده از چسب هاي قويتر ضرورت دارد. در بسته بندي كارتن هايي كه ورق آنها پنج لا يا بيشتراست به چسب هاي بسيار قوي نياز است. البته نيروي چسبندگي در اين كارتن ها بعلت مقاومت بهتر در برابر فشار افزايش مي يابد. در اين نوع كارتن ها و همچنين ساير كارتن هايي با وزن بالا بهتر است لبه هاي دربها نيز نوار چسب زده شود. ماشين هاي چسب زني اتوماتيك خاص اين كار(edge sealing ) وجود دارد.
بطور كلي چسبهاي ضخيم تر(ضخامت فيلم و مايع چسب) از قدرت و ماندگاري بيشتري برخوردار هستند. بعنوان نمونه براي كارتني با ابعاد 40 سانتيمتر طول و 30 سانتيمتر عرض و 25 سانتيمتر ارتفاع و وزن حدود 12 كيلوگرم، نوارچسب عرض 48 ميليمتر و ضخامت 40 ميكرون با چسب امولسيون اكريليك براي كار در آب و هواي معمولي مناسب است. بهترين روش انتخاب نوارچسب مناسب براي هر كار تكيه بر تجربه مدون هر واحد است. يعني پس از انتخاب اوليه نوارچسب بايد كارتن هاي بسته بندي شده را در زمان هاي متفاوت( يك ماه، دوماه، …) كه با آگاهي از حداقل و حداكثر زمان ماندگاري محصول در انبار و فروشگاه انتخاب شده مورد بررسي قرارداد و گزارش كتبي از وضعيت آنها تهيه كرد. اين گزارش ها به ما نشان مي دهد كه براي انتخاب بعدي چه كنيم؟
چسبندگي و ماندگاري مورد نظر : با توجه به نوع، ارزش و حساسيت محصول بسته بندي به رده هاي متفاوتي از چسبندگي نياز است. گاه بايد در كارتن چنان محكم بسته شود كه فقط با بريدن چسب باز شود (محصولات گران قيمتي مثل لوازم صوتي – تصويري) ولي گاهي توليد كننذه مي خواهد چسب براحتي باز شود. همچنين زمان ماندگاري موثر نيروي چسبندگي متفاوت است . محصولاتي هستند كه بعد از مدت كوتاهي از كارتن خارج ومصرف مي شوند(مثل مواد غذايي) ولي محصولاتي نيز هستند كه محدوديت زمان مصرف ندارند.
شركتهاي معتبر توليد كننده چسب، ميزان چسبندگي (adhesion ) چسب خود را به مصرف كننده مي دهند. ضخامت بشتر نوار چسب نشان دهنده چسبندگي و ماندگاري بيشتر است. چسبندگي و ماندگاري چسب هاي اكريليك با پايه حلال(solvent ) بيش از نوع اكريليك پايه آب است.
آب و هوا و ماندگاري: كليه محصولات BOPP مقاومت بسيار خوبي در برابر رطوبت و درجه حرارت مختلف هوا دارند. اين فيلم ها تقريبا در هيچ نوع درجه حرارت هوا از 20- تا 50+ تغيير شكل خاصي ندارند.
چسب هاي متفاوت نسبت به درجه حرارت و رطوبت پايين وبالا حساسيت هاي متفاوت دارند. مقاومت چسب هاي پايه حلال نسبت به سرما بيش از چسب هاي پايه آب است. در واقع چسب هاي پايه آب كارايي خود را در سرماي كمتر از 5- از دست مي دهند. همچنين هواي سرد(بالاي صفردرجه) باعث كاهش ماندگاري چسبندگي مي شود كه اين مسئله در مورد چسب هاي پايه آب بيشتر است. هردو نوع چسب در دماهاي بالاتر از 50+ به مرور چسبندگي خودرا از دست داده و براحتي از روي سطح كار بلند مي شوند. تهیه و تنظیم: شرکت آرین کار پک – ناصر توفیقی زواره