덕트 테이프

배경

덕트 테이프는 한면은 폴리에틸렌 수지로, 다른 한면은 점착성이 매우 강한 고무 기반 접착제로 코팅 된 천 테이프입니다. 다른 테이프와 달리 패브릭 백킹은 덕트 테이프의 강도를 높이면서도 쉽게 찢어 질 수 있습니다. 덕트 테이프는 또한 매우 가단성이 있으며 다양한 표면에 부착 할 수 있습니다. 주로 공기 덕트 및 유사한 응용 분야에서 사용하도록 설계되었지만 소비자는이 인기있는 제품의 광범위한 용도를 발견했습니다. 여러 가정 수리 작업, 나사 또는 못 대신 패스너로 사용할 수 있으며 자동차 정비에 사용할 수 있습니다. 스노 모빌 러는 동상과 햇볕에 타는 것을 막기 위해 코에 덕트 테이프를 붙이는 것으로 알려져 있습니다. 이 제품은 너무나 많은 관심을 불러 일으켰고, 독창적이고 종종 코믹한 용도에 전념하는 책과 웹 사이트가 있습니다. 예를 들어, 덕트 테이프 책은 덕트 테이프를 사용하여 앞치마와 트램폴린 덮개를 만드는 방법을 설명합니다.

역사

덕트 테이프의 역사와 관련하여 상충되는 설명이 있습니다. Manco, Inc. (DuckTm 브랜드 테이프 제작자)에 따르면 1940 년대 제 2 차 세계 대전 당시 Johnson과 Johnson의 한 부서 인 Permacell이 만들었습니다. 다른 전문가들은 테이프 제품이 Richard Drew가 이끄는 3M Company의 연구원이 1920 년대에 발명했다고 주장합니다. 그러나 대부분의 기록은 Permacell이 전쟁 중에 덕트 테이프를 완성했다는 데 동의합니다. 최첨단 기술을 사용하여 연구팀은 폴리에틸렌 코팅 천 뒷면에 여러 층의 접착제를 결합하는 프로세스를 개발했습니다. 일부는이 초기 제품이 새의 깃털처럼 물을 튕겨 내거나 패브릭 메쉬가 오리 천으로 만들어 졌기 때문에 “오리 테이프”라는 별명을 붙였습니다.

그 기원에 관계없이 군대는 최초의 응용 프로그램 중 하나는 탄약 상자를 함께 고정하는 것이 었습니다. 이러한 이유로 군인들은이를 “총 테이프”라고 불렀습니다. 공군은이 제품의 다른 용도를 발견했으며 덕트 테이프는 비행기의 총 포트를 덮는 데 사용되었습니다. 이륙시 공기 마찰을 줄였습니다. 다른 군용 제품과 마찬가지로 덕트 테이프는 원래 올리브색 이었지만 전쟁이 끝난 후 더 친숙한 은색으로 변경되었습니다. 제조업체는 다양한 새 제품을 발견 한 가정용 소비자에게이를 마케팅하기 시작했습니다. 테이프는 사용하기 쉽고 강제 공기 가열로 새 집에서 볼 수있는 덕트 작업을 고정 할 때 나사와 볼트만큼 효과적입니다.

소비자 수요가 증가함에 따라 , 마케팅 담당자가 테이프 포장을 시작했습니다. n 소비자 친화적 인 패션. Manco에 따르면, 그들은 디스플레이 선반에 쉽게 쌓을 수 있도록 덕트 테이프를 수축 포장하고 라벨을 붙인 최초의 회사였습니다. 이러한 포장 개선으로 쇼핑객이 다른 등급을 쉽게 구별 할 수 있습니다. 1999 년까지 Manco는 매년 약 5,900 숏톤 (5,352 미터 톤) 또는 246,217 마일 (396,240km)의 테이프를 판매했습니다.

설계

덕트 테이프는 등급에 따라 다양한 용도로 설계되었습니다. 등급은 접착 유형과 기재의 강도의 조합에 의해 결정됩니다. 천 직물의 강도는 포함 된 실의 수에 따라 다릅니다. 이 숫자는 천의 찢김 강도를 결정합니다. 예를 들어, 군용 등급 테이프는 40 파운드 (18kg)의 찢김 강도를 가지며 저렴한 테이프의 강도는 20 파운드 (9kg) 범위에 있습니다. 연방 정부에서 사용하도록 설계된 테이프는 강도 및 기타 요소를 나타내는 12 페이지로 구성된 긴 사양 가이드를 준수해야합니다. 상업용 등급은 덜 까다 롭고 일반적으로 유틸리티, 범용 또는 프리미엄 등급으로 분류됩니다. 다른 특수 등급으로는 원자로에 사용되는 “핵 테이프”와 경주 용 자동차를 위해 특별히 설계된 “시간당 200 마일 (322km)”테이프가 있습니다.

원료

면 메쉬

면 메쉬는 덕트 테이프의 중추를 형성합니다. 인장 강도를 제공하고 테이프가 양방향으로 뭉치도록합니다. 더 단단하고 실 수가 많은 천은 품질이 더 높고 강도가 더 높으며 찢어짐이 깨끗합니다. 프리미엄 품질의 테이프는 평방 인치당 44 x 28 스레드 수를 가질 수 있습니다. 따라서이 직물로 만든 테이프는 더 비싸다. 면직물은 코팅 기계에 퍼질 때 “웹”이라고합니다.

폴리에틸렌 코팅

면직물은 습기와 마모로부터 보호하는 플라스틱 소재 인 폴리에틸렌으로 코팅되어 있습니다. 이 플라스틱 코팅은 유연하며 테이프가 불규칙한 표면에 더 잘 부착되도록합니다. 폴리에틸렌은 용융되어 예비 코팅 작업에서 직물에 적용됩니다. 코팅 된 직물은 제조업체가 접착제를 도포 할 준비가 될 때까지 롤에 보관됩니다.

접착 성 화합물

덕트 테이프에 사용되는 접착제는 두 가지 이유로 고유합니다. 첫째, 접착제 자체는 장기 결합을 보장하는 고무 화합물로 제조됩니다. 다른 테이프는 일반적으로 결합력이없는 접착 성 폴리머를 사용합니다. 둘째, 접착제는 셀로판이나 마스킹 테이프에 사용되는 것보다 훨씬 두꺼운 코팅으로 기판에 적용됩니다. 이것 역시 테이프의 접착 특성을 증가시키는 역할을합니다.

제조 공정

접착제 컴 파운딩

• 1 덕트 테이프에 사용되는 고무 기반 접착제는 다단계 공정으로 준비됩니다. 첫 번째 단계에서 접착제는 화합물을 가열하기위한 스팀 재킷이 장착 된 스테인리스 강 탱크와 고 토크 믹서로 구성된 브랜 버리 형 믹서로 알려진 믹서에서 혼합됩니다. 고무 화합물은 펠릿 형태로 도입 된 다음 녹고 균질해질 때까지 가열 및 혼합됩니다. 다른 성분은 제형에 명시된대로 블렌드 탱크에 추가됩니다. 여기에는 점착제, 점도 조절제, 항산화 제 및 기타 보조제가 포함됩니다. 최종 혼합물은 두껍지 만 코팅 장비에 연결된 저장 탱크로 펌핑 될 수있을만큼 부드럽습니다.

접착제 도포

• 2 정교한 코팅 장비를 사용하여 접착제와 직물을 결합합니다. 첫째, 접착제는 롤러 밀에서 열에 의해 더욱 부드러워집니다. 롤러 밀은 헤비 게이지 스테인리스 스틸로 만들어진 좁은 간격의 중공 롤러로 구성됩니다. 롤러는 고 토크 기어와 설정된 속도로 회전시키는 모터에 부착됩니다. 롤러의 온도는 롤러를 통해 지속적으로 물을 펌핑하여 제어합니다. 상단 롤러는 127 ° C (260 ° F)의 온도에서 유지되고 중앙 롤러는 38 ° C (100 ° F)에서 유지됩니다. 실린더는 그 사이에 작은 간격 만 존재하도록 제자리에 고정되어 있습니다. 롤러가 터지면서 고무 화합물이이 공간으로 공급됩니다. 생성 된 마찰은 고무를 가열하고 부드럽게합니다. 이러한 배열은 용융 된 접착제가 롤러의 표면을 가로 질러 얇은 시트를 형성하도록합니다.
• 3 천은 다른 세트의 롤러를 통해 코팅기에 공급됩니다. 접착제와 접촉하는 세 번째 롤러 (199 ° F에서 유지)에 닿습니다. 코팅이라고하는이 과정에서 접착제가 천으로 옮겨집니다. 롤러 사이의 간격을 제어함으로써 기계 작업자는 천에 도포되는 접착제의 양을 결정할 수 있습니다. 접착제가 준비되면 폴리에틸렌으로 사전 처리 된 천 받침 재료가 보관 롤에서 코팅 롤러로 공급됩니다. 배킹 재료가 세 번째 롤러와 접촉하면
  

  A. 3 롤 감압 테이프 캘린더. B. 2 롤 접착 캘린더. C. 폴리에틸렌 및 접착 캘린더. D. 폴리에틸렌으로 코팅 된 패브릭 테이프 용 캘린더.

  는 전사 롤러에서 일부 접착제를 집어냅니다. 이러한 무거운 접착제를 도포하는 데 사용되는이 공정을 캘린더 링이라고합니다. 0.002 인치 (0.05mm)만큼 얇은 코팅을 사용할 수 있지만 0.004 인치 (0.Imm) 미만에서는 덜 균일 해집니다. 이러한 변동은 롤러가 회전 할 때 약간 구부러지기 때문에 발생합니다. 이로 인해 롤러 사이에 고르지 않은 간격이 생겨 웹 전체에 걸쳐 코팅 중량이 변합니다.

• 4 코팅 후 테이프 천을 큰 판지 코어에 감습니다. 충분한 테이프가 코팅되고 롤이 가득 차면 스핀들에서 제거되고 적절한 크기로자를 수있는 다른 영역으로 이동합니다. 이러한 보관 롤은 폭이 약 5 피트, 직경이 3 피트 (152cm x 91cm)입니다.

재 스풀링 및 슬리 팅

• 5 코팅 공정이 완료된 후 역할을 최종 크기로자를 수 있습니다. 이것은 일련의 칼이 장착 된 기계에 큰 롤을 “풀거나”풀어서 수행됩니다. 나이프는 웹을 더 좁은 부분으로 자른 다음 작은 판지 코어에 다시 감습니다. 이 프로세스를 “슬리 팅”이라고합니다.

포장 작업

• 6이 마지막 단계에서 덕트 테이프 롤은 판매용으로 포장됩니다. 일반적으로 단일 또는 2 개 또는 3 개의 패키지로 수축 포장됩니다. 이러한 패키지는 포장되어 배송을 위해 판매됩니다.

  제조업체에 따라 위에서 설명한 단계는 자동화를 통해 더 적은 단계로 결합 될 수 있습니다. 예를 들어, Permacell은 접착제를 혼합하고 가열하고 뒷면에 고정시키는 독립형 장치를 사용합니다. 이 방법을 사용하면 오염을 유발하는 용매없이 접착제를 준비 할 수 있습니다.

품질 관리

덕트 테이프는 미국 시험 재료 협회에서 설명하는 일련의 표준 테스트를 충족해야합니다.이 방법은 접착제의 두 가지 주요 특성, 즉 접착 강도 (테이프가 다른 표면에 얼마나 잘 접착되는지를 결정 함)와 점착력 (접착제가 천 뒷면에 얼마나 잘 접착되는지를 보여줍니다)을 측정합니다. 이러한 특성을 평가하는 일반적인 방법 중 하나는 테이프를 표준화 된 스테인리스 강판에 적용한 다음 테이프를 떼어내는 데 필요한 힘을 측정하는 것입니다. 그런 다음 플레이트를 검사하여 접착제 잔류 물이 얼마나 남아 있는지 확인합니다. 접착 코팅 자체를 모니터링하여 뒷면에 얼마나 잘 붙는 지 평가합니다. 접착제가 잔류 물을 남기는 상태를 크리핑, 균열, 스며 나옴 및 출혈이라고합니다. 품질 관리 기술자는 또한 접착제의 고르지 않은 도포를 설명하는 데 사용되는 용어 인 어안을 관찰합니다.

표준 테스트 외에도 각 제조업체는 제품을 평가하기위한 고유 한 방법을 가지고 있습니다. 예를 들어, 회사는 덕트 테이프의 파손 지점을 측정 할 수 있습니다. 다른 회사는 테이프가 풀릴 때 테이프의 “긁힘”소리를 평가합니다. 소비자는 롤에서 시끄러운 찢어짐이 강도의 신호라고 믿기 때문입니다. 다른 테스트는 퀵 스틱을 측정하도록 설계되었습니다. .이를 수행하는 한 가지 방법은 접착면이 위로 향하도록 테이프 스트립에 탁구 공을 쏘아 테이프에 의해 멈추기 전에 얼마나 멀리 굴러 가는지 측정하는 것입니다.

덕트 테이프의 우수한 평판에도 불구하고 독립적 인 연구자들이 실시한 테스트 결과 테이프가 의도 한대로 제대로 작동하지 않는 것으로 나타났습니다. 1998 년 에너지 부 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구원 인 Max Sherman과 Lain Walker는 12 가지 종류의 덕트 테이프를 평가했습니다. 그들은 밤부터 낮까지 집이나 사무실 건물의 온도 조건을 모방 한 가속 노화 테스트를 설계했습니다. 겨울부터 여름까지. 그들은 작은 덕트를 큰 덕트에 연결하는 일련의 표준 핑거 조인트를 사용했습니다. 각 테스트 연결을 다른 브랜드의 덕트 테이프로 감싼 후 발견 된 것과 유사한 온도 및 습도 조건에서 씰을 평가했습니다. 연구진은 샘플 조인트를 더 높은 온도에서 굽는 베이킹 테스트도 실시했습니다. 테스트 한 조인트의 대부분은 50 % 이상 누출되는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 온도가 영하 (32 ° F) 이하로 떨어지거나 93 ° C (200 ° F) 이상으로 상승하면 테이프의 많은 부분이 작동하지 않는 것으로 나타났습니다. pe 업계는 최적의 효율성을 위해 테이프 제품에 칼라 또는 클램프를 사용해야한다고 주장하면서 이러한 발견에 이의를 제기했습니다.

미래

환경 및 가격 고려 사항으로 인해 더 저렴한 비용으로 새로운 접착제 배합을 식별하기위한 연구가 진행되고 있습니다. 너비 5cm, 46m (50yd)의 일반 가격 다목적 덕트 테이프의 롤은 약 3 달러로 환경에 손상을주지 않고 높은 기능을 유지합니다. 또한 마케팅 고려 사항이 제품 개선을 주도합니다. 덕트 테이프가 극한의 온도에서 제대로 작동하지 않는다는 비판에 따라 제조업체는 극심한 열 및 추위 변동을 견딜 수 있도록 특별히 설계된 고급 제형을 만들고 있습니다. 처음으로 유연한 덕트 작업에 사용할 덕트 테이프에 대한 공식 표준이 만들어졌습니다. 테이프 제조업체는 Underwriters Laboratories (제품 안전 테스트 조직)의 인증이 판매를 늘릴 것이라고 믿기 때문에이 계획을 지원합니다.