Tape Kait Serbaguna: Kekuatan, Fleksibilitas, dan Penggunaan Sehari-hari

Latar Belakang

Tape kait adalah tape kain yang dilapisi dengan resin polietilena di satu sisi dan perekat karet berbahan karet yang sangat lengket di sisi lain. Tidak seperti tape lain, backing kain memberikan kekuatan pada tape kait namun memungkinkan mudah dirobek. Tape kait juga sangat lentur dan dapat menempel pada berbagai permukaan. Meskipun terutama dirancang untuk digunakan dalam saluran udara dan aplikasi serupa, konsumen telah menemukan berbagai penggunaan untuk produk populer ini. Ini dapat digunakan untuk sejumlah pekerjaan perbaikan rumah, sebagai pengikat alih-alih baut atau paku, dan dalam perawatan mobil. Pemain skuter salju bahkan dikenal telah menerapkan tape kait pada hidung mereka untuk mencegah gusi dan sunburn. Produk ini telah menghasilkan begitu banyak minat, sehingga ada buku dan situs web yang didedikasikan untuk penggunaan nonkonvensional, dan seringkali komedi, dari produk ini. Sebagai contoh, The Duct Tape Book menjelaskan cara menggunakan tape kait untuk membuat apron dan pelindung trampolin.

Sejarah

Ada cerita yang bertentangan mengenai sejarah tape kait. Menurut Manco, Inc. (maker of DuckTm Brand tape), produk ini dibuat oleh Permacell—sebuah divisi Johnson and Johnson—selama Perang Dunia II pada tahun 1940-an. Ahli lain klaim produk tape ditemukan pada tahun 1920 oleh peneliti untuk perusahaan 3M Company, dipimpin oleh Richard Drew. Sebagian besar cerita setuju, namun, bahwa Permacell menyempurnakan tape kait selama perang. Menggunakan teknologi canggih, tim penelitian mereka mengembangkan proses untuk menggabungkan beberapa lapisan perekat pada backing kain yang dilapisi polietilena. Beberapa mengatakan produk awal ini disebut “duck tape” karena menolak air seperti bulir burung atau karena jaring kain terbuat dari kain bebek.

Terlepas dari asalnya, militer menemukan banyak penggunaan untuk tape kait. Salah satu aplikasi terawalnya adalah untuk memegang kotak amunisi bersama. Karena alasan ini, tentara menyebutnya “gun tape.” Angkatan Udara menemukan penggunaan lain untuk produk dan tape kait digunakan untuk menutup lubang senjata pada pesawat untuk mengurangi gesekan udara saat lepas landas. Seperti banyak produk militer lainnya, tape kait awalnya berwarna zaitun, tetapi setelah perang diubah ke warna perak yang lebih familiar. Produsen mulai memasarkannya kepada konsumen rumah tangga yang menemukan berbagai penggunaan baru. Tape lebih mudah digunakan dan sama efektifnya dengan baut dan baut ketika memegang jenis saluran udara yang ditemukan di rumah baru dengan pemanasan paksa udara.

Seiring bertambahnya permintaan konsumen, pemasar mulai memasok tape mereka dalam kemasan yang lebih ramah konsumen. Menurut Manco, mereka adalah perusahaan pertama yang mengenkaps dan melabeli tape kait sehingga dapat dengan mudah ditumpuk di rak tampilan. Perbaikan kemasan ini membuat lebih mudah bagi pembeli untuk membedakan antara grade yang berbeda. Pada 1999, Manco menjual sekitar 5.900 short ton (5.352 ton metrik), atau 246.217 mi (396.240 km), tape setiap tahun.

Desain

Tape kait dirancang untuk aplikasi berbeda berdasarkan grade-nya. Grade ditentukan oleh kombinasi tipe perekat dan kekuatan backing material. Kekuatan kain bergantung pada jumlah benang yang terkandung; nomor ini menentukan kekuatan robekan kain. Sebagai contoh, tape kelas militer memiliki kekuatan robek 40-lb (18-kg) sementara kekuatan tape yang lebih murah berada dalam kisaran 20-lb (9-kg). Tape yang dirancang untuk digunakan oleh pemerintah federal harus mematuhi panduan spesifikasi 12 halaman yang panjang yang menentukan kekuatan dan faktor lain. Grade komersial kurang menuntut dan biasanya diklasifikasikan sebagai utility, general purpose, atau premium grade. Grade khusus lainnya termasuk “nuclear tape,” yang digunakan di reaktor dan “200-mi (322-km) an hour” tape yang dirancang khusus untuk mobil balap.

Bahan Baku

Kain Benang

Benang jaring membentuk tulang punggung tape kait. Ini memberikan kekuatan tarik dan memungkinkan tape untuk dirobek ke dua arah. Kain yang memiliki weave yang lebih rapat dan thread count yang lebih tinggi adalah kualitas yang lebih baik, memberikan kekuatan yang lebih besar, dan memberikan robek yang lebih bersih. Tape premium dapat memiliki thread count 44 x 28 benang per inci persegi. Akibatnya, tape yang terbuat dari kain ini lebih mahal. Kain benang disebut “web” saat ditabur di seluruh mesin pelapisan.

Lapisan Polietilena

Kain benang dilapisi dengan polietilena, bahan plastik yang melindunginya dari kelembaban dan gosokan. Lapisan plastik ini lentur dan memungkinkan tape untuk menempel lebih baik pada permukaan tidak teratur. Polietilena dilelehkan dan diterapkan ke kain dalam operasi pelapisan awal. Kain yang telah dilapisi kemudian disimpan di gulungan sampai produsen siap untuk menerapkan perekat.

Campuran Perekat

Perekat yang digunakan dalam tape kait unik untuk dua alasan. Pertama, perekat itu sendiri diformulasikan dengan komponen karet yang memastikan bonding jangka panjang. Tape lain biasanya menggunakan polimer perekat yang tidak sempat binding. Kedua, perekat diterapkan pada substrat dalam lapisan yang jauh lebih tebal daripada yang digunakan pada tape selofan atau masking tape. Ini juga membantu meningkatkan properti perekat tape.

Proses Manufaktur

Pengemasan Campuran Perekat

• 1 Perekat berbahan karet yang digunakan dalam tape kait dipersiapkan dalam proses multi-langkah. Pada langkah pertama, perekat dicampur dalam mixer yang dikenal sebagai Branbury-type mixer yang terdiri dari tangki stainless steel dilengkapi dengan jaket uap untuk memanaskan campuran dan mixer torsi tinggi. Komponen karet diperkenalkan dalam bentuk pellet, kemudian dipanaskan dan dicampur hingga leleh dan homogen. Bahan lain ditambahkan ke tangki pencampuran sesuai dengan formulasi. Ini termasuk agen pengental, pengubah viskositas, antioksidan, dan aditif lainnya. Campuran akhir kental namun halus cukup untuk dipompa ke tangki penampungan yang terhubung ke peralatan pelapisan.

Penerapan Perekat

• 2 Perekat dan kain digabungkan menggunakan peralatan pelapisan yang canggih. Pertama, perekat dihaluskan kembali dengan panas pada roller mill. Roller mill terdiri dari roller pipih berjarak dekat yang terbuat dari stainless steel tebal. Roller terhubung dengan gear torsi tinggi dan motor yang memutar mereka pada kecepatan yang ditetapkan. Suhu roller dikontrol dengan terus-menerus memompa air melalui mereka. Roller atas dipertahankan pada suhu 260°F (127°C) dan roller tengah dipertahankan pada 100°F (38°C). Silinder ditempatkan sedemikian rupa sehingga hanya ada celah kecil di antara mereka. Saat roller berputar, compound karet diumpankan ke dalam ruang ini. Gesekan yang dihasilkan memanaskan dan mengemudikan karet. Pengaturan ini memungkinkan perekat cair untuk membentuk lembar tipis di permukaan roller.
• 3 Kain kemudian diumpankan ke dalam mesin pelapisan melalui set roller lain. Kain berjalan melawan roller ketiga (dipertahankan pada 199°F [93°C]) yang bersentuhan dengan perekat. Durante proses ini, yang dikenal sebagai coating, perekat ditransfer ke kain. Dengan mengontrol celah di antara roller, operator mesin dapat menentukan berapa banyak perekat yang diterapkan ke kain. Ketika perekat siap, backing material kain—yang telah di-pre-treatment dengan polietilena—diumpankan dari gulungan penyimpanan dan di atas roller pelapisan. Saat backing material datang dalam kontak dengan roller ketiga, ia A. Three-roll pressure sensitive tape calender. B. Two-roll adhesive calender. C. Polyethylene and adhesive calender. D. Calender for fabric tape coated with polyethylene. mengambil beberapa perekat dari roller transfer. Proses ini untuk menerapkan perekat yang tebal dikenal sebagai calendaring. Lapisan tipis hingga 0,002 in (0,05 mm) dapat digunakan tetapi menjadi kurang seragam di bawah 0,004 in (0,Imm). Fluktuasi ini terjadi karena roller mengalami sedikit lenturan saat berputar. Ini menciptakan celah yang tidak merata di antara roller yang menyebabkan variasi bobot lapisan di seluruh web.
• 4 Setelah pelapisan, kain tape digulir pada core kardus besar. Ketika cukup tape telah dilapisi dan gulungan penuh, gulungan dilepas dari spindel dan dipindahkan ke area lain tempat dapat dipotong ke ukuran yang tepat. Gulungan penyimpanan ini berukuran sekitar 5 kaki lebar dan 3 kaki diameter (152 cm x 91 cm).

Respooling dan Slitting

• 5 Setelah proses pelapisan selesai, gulungan dapat dipotong ke ukuran akhir. Ini dilakukan dengan “unspooling,” atau membuka gulungan besar, di atas mesin yang dilengkapi dengan serangkaian pisau. Pisau memotong web menjadi segmen yang lebih sempit yang kemudian digulir kembali pada core kardus yang lebih kecil. Proses ini dikenal sebagai “slitting.”

Operasi Kemasan

• 6 Pada tahap akhir ini gulungan tape kait dikemas untuk dijual. Biasanya dienkaps, baik secara individu atau dalam paket dua atau tiga. Paket ini kemudian dibox dan dipasarkan untuk pengiriman.

  Tergantung pada produsen, langkah-langkah yang diuraikan di atas dapat digabungkan melalui otomasi menjadi lebih sedikit langkah. Sebagai contoh, Permacell menggunakan apparatus terpadu yang mencampur, memanaskan, dan melekatkan perekat pada backing. Metode ini memungkinkan lem untuk disiapkan tanpa pelarut yang menyebabkan polusi.

Kontrol Kualitas

Tape kait harus memenuhi serangkaian tes standar yang dijelaskan oleh American Society for Testing and Materials. Metode ini mengukur dua properti utama perekat: kekuatan adhesinya (yang menentukan seberapa baik tape akan menempel pada permukaan lain) dan kekuatan kohesinya (yang menunjukkan seberapa baik perekat akan menempel pada backing kain). Salah satu metode umum untuk mengevaluasi properti ini melibatkan penerapan tape pada plat stainless steel standar, kemudian mengukur gaya yang diperlukan untuk melepasnya. Plat kemudian diperiksa untuk menentukan berapa banyak, jika ada, sisa perekat yang tertinggal. Lapisan perekat itu sendiri dipantau untuk mengevaluasi seberapa baik ia menempel pada backingnya. Kondisi di mana perekat meninggalkan sisa dikenal sebagai creeping, crazing, oozing dan bleeding. Teknisi kontrol kualitas juga memantau fisheyes, istilah yang digunakan untuk menggambarkan aplikasi perekat yang tidak merata.

Selain tes standar, setiap produsen memiliki metode miliknya sendiri untuk mengevaluasi produk mereka. Sebagai contoh, perusahaan dapat mengukur titik patah tape kait. Lainnya mengevaluasi suara “scrunch” tape saat digulir karena konsumen percaya suara yang keras saat melepas dari gulungan adalah tanda kekuatan. Tes lain dirancang untuk mengukur quick stick. Salah satu cara ini dilakukan dengan menembak bola ping-pong ke strip tape dengan sisi lengket ke atas untuk mengukur sejauh mana mereka bergulir sebelum terhenti oleh tape.

Meskipun reputasi tape kait untuk adhesi yang superior, penelitian yang dilakukan oleh peneliti independen telah menemukan bahwa tape tidak bekerja sebaik yang diinginkan. Pada 1998, peneliti Max Sherman dan lain Walker dari Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory mengevaluasi 12 jenis tape kait yang berbeda. Mereka merancang tes penuaan terpercepat yang meniru kondisi suhu di rumah atau kantor dari malam hingga hari dan musim dingin hingga panas. Mereka menggunakan serangkaian sendi jari standar yang menghubungkan saluran lebih kecil ke saluran yang lebih besar. Mengelilingi setiap sambungan uji dengan merek tape kait yang berbeda, mereka mengevaluasi seal di bawah kondisi suhu dan kelembaban yang dirancang untuk serupa dengan yang ditemukan dalam sistem pemanas dan pendingin rumah. Peneliti juga melakukan tes bake di mana sambungan sampel dipanggang pada suhu yang lebih tinggi. Sebagian besar sambungan yang diuji ditemukan bocor sebesar 50% atau lebih, menurut peneliti. Hasil tes mereka juga menunjukkan bahwa proporsi besar tape gagal berfungsi ketika suhu turun di bawah titik beku (32°F [0°C]) atau naik di atas 200°F (93°C). Namun, industri tape menanggapi temuan ini, mengklaim bahwa untuk efisiensi optimal produk tape mereka harus didukung oleh kolong atau klamp.

Masa Depan

Pertimbangan lingkungan dan harga mendorong peneliti untuk mengidentifikasi formulasi perekat baru dengan biaya lebih rendah—harga umum untuk satu gulungan tape kait serbaguna lebar 2 in (5 cm), panjang 50 yd (46 m) adalah sekitar tiga dolar—yang mempertahankan fungsionalitas tinggi tanpa merusak lingkungan. Selain itu, pertimbangan pemasaran mendorong perbaikan produk. Respon terhadap kritik bahwa tape kait tidak berfungsi dengan baik pada suhu ekstrim, produsen menciptakan formulasi yang lebih canggih yang dirancang khusus untuk menahan fluktuasi panas dan dingin yang parah. Untuk pertama kalinya, standar resmi sedang dibuat khusus untuk tape kait yang akan digunakan pada saluran udara lentur. Produsen tape mendukung rencana ini karena mereka percaya bahwa sertifikasi oleh Underwriters Laboratories (organisasi pengujian keamanan produk) akan meningkatkan penjualan mereka.