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PUR胶黏剂及其正确使用

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在胶装工艺中,目前常用的胶黏剂有EVA胶黏剂、PVA胶黏剂和pur胶黏剂。其中,PUR胶黏剂大约起源于上世纪八十年代,由于具有书册阅读平摊性好等优点,一经推出就广受市场好评,已经越来越多地应用于杂志、小册子等的胶装中。在此,本文将结合笔者在印刷厂的工作经验,介绍PUR胶黏剂的应用特性、产品使用范围及使用注意事项等。

PUR胶黏剂的应用特性

PUR(Polyurethane Reactive)胶黏剂,全称为湿气固化反应型聚氨酯胶黏剂,其作用机理是聚氨酯预聚体与空气中的水分子发生化学反应,固化交联而形成稳定的化学结构,具有耐磨性、耐候性和耐化学性好等特点。同时,由于聚氨酯结构十分柔软,因此,湿气固化后的PUR胶黏剂具有很好的亲和性和渗透性,可以起到很好的黏结作用。此外,PUR胶黏剂和EVA胶黏剂、PVA胶黏剂相比,印品质量更加稳定,耐候性和耐化学性更好,印品可以保存得更为长久。表1为PUR胶黏剂与EVA胶黏剂的比较。PUR胶黏剂的生产特性可归纳为以下几点。

1.适合大批量活件

PUR胶装设备通常是由EVA胶装设备改造而成的,改造后的PUR胶装设备也可作为EVA胶装设备,只是在胶装时需要更换胶黏剂。目前在印刷企业中,EVA胶装仍占绝大多数,这就使得在从EVA胶装转PUR胶装时会浪费很多时间,而且在转回EVA胶装时,胶炉的清洗难度很大,同样会需要很长时间。这些都将增加PUR胶装的开机和人工成本。

从效益上来说,当订单数量较大时,虽然PUR胶黏剂的价格大约是EVA胶黏剂的3倍,但由于PUR胶黏剂的黏结性较高,使用量仅为EVA胶黏剂的1/4~1/3,因此,PUR胶装的单位成本将低于EVA胶装;当订单数量较小时,PUR胶装的单位成本则要大大高于EVA胶装。这也是印刷企业一般在订单数量较大时选择PUR胶黏剂的原因。

2.省去了穿线工艺

当书籍页数较多时,如果选用EVA胶装方式,在阅读时会很难摊开,且容易出现掉页现象。这时候对于质量要求较高的书籍来说,通常会选择使用穿线来解决。穿线后的书籍,一方面可以很好的摊平,既有利于阅读,还可以避免掉页现象;另一方面还会显得更为古朴,更有质感。因此,大多数精装书都会选择使用穿线工艺来提升产品质量。但是目前穿线机的速度远不及折页机和胶订机,这成为影响装订环节效率的主要原因。而采用PUR胶黏剂则可以避免上述问题,既可以使书籍摊平,很好解决掉页问题,又无须穿线,从而省去了穿线成本,提高了生产效率。

3.需要较长的固化时间

EVA胶黏剂加热后内部会发生少量的交联固化,以增加黏结强度,冷却后便具有良好的黏结作用;而PUR胶黏剂须与空气中的水分子进行化学反应,需要较长时间才能起到良好的黏结作用。因此,在采用PUR胶装方式时,需要控制胶装速度来避免书脊变形等质量问题。此外,采用PUR胶黏剂胶装的书脊,在胶装后的短时间内不可以翻阅,以免使得黏在一起的书脊分离,通常采用第一代PUR胶黏剂时,在胶装后的24小时内不可以翻阅;采用第二代PUR胶黏剂时,在胶装后的4小时内不可以翻阅;采用第三代PUR胶黏剂时,在胶装后的1小时内不可以翻阅。虽然时间已经明显缩短,但是目前PUR胶黏剂的生产适应性仍不是很好,容易造成胶炉内胶黏剂固化和输胶管道堵塞等。目前,PUR胶装速度低于EVA胶装,如果有后续加工的话,还需要预留较长的固化时间,因而会影响整个产品的生命周期。可见,对于急单来说,在不影响质量的前提下,如果可以采用EVA胶黏剂的话,则尽量不要采用PUR胶黏剂,以免耽搁交货期。

4.对各工序质量的要求较高

胶装作为书籍的最后加工工序,如果这个环节出现无法弥补的质量问题,则将功亏一篑。所以,胶装质量的控制尤为重要。对于EVA胶装来说,如果出现质量问题,可以采用使用熔胶炉将脊胶熔化、替换封面等方式进行弥补;而对于PUR胶装来说,则无法弥补。这是因为PUR胶黏剂的交联固化反应是不可逆反应,不能像EVA胶黏剂那样熔融后可重新固化。而且采用PUR胶黏剂胶装的书籍,在胶装后的短时间内不可以翻阅,这就使得出现质量问题时不能及时发现。PUR胶装作为一种高质量的胶装方式,对各工序的质量要求都高于EVA胶装:为了避免PUR胶黏剂与空气中的水分子接触,胶桶内应有氮气进行保护;由于PUR胶黏剂施胶量比EVA胶黏剂少,因此其对机台的运行稳定性要求比较高。

PUR胶黏剂的产品适用范围

由于目前PUR胶黏剂的应用受到订单数量和生产周期的限制,所以EVA胶黏剂的市场份额仍远远超过PUR胶黏剂。但是在一些情况下,EVA胶黏剂无法满足生产需要,须使用PUR胶黏剂来代替。

1.油墨覆盖率大的书籍

对于艺术类和高档宣传画册类的书籍来说,几乎每一页都有满版图,油墨覆盖率非常大,而且这类书籍的装订质量要求非常高,如果使用EVA胶黏剂的话,容易造成书页脱落,因此,这类书籍多选择PUR胶黏剂进行胶装。

2.使用特殊材质的书籍

对于使用特殊材质(如各种带有表面涂料的特种纸、皮革、塑料等)的书籍来说,EVA胶黏剂无法起到很好的黏结作用,而PUR胶黏剂则可以在其表面进行很好的渗透和舒展,黏结效果较好。

3.内文表面需要处理的书籍

很多书籍的内文同封面一样,需要经过表面处理,如上水油、上光油、过胶等。其中,水油属于水溶性物质,使用EVA胶黏剂胶装即可;光油和胶属于油溶性物质,如果使用EVA胶黏剂进行胶装,则胶装后的书籍容易出现脱页现象,而PUR胶黏剂却可以很好地在其表面附着,产生较强的黏性。

PUR胶黏剂的使用注意事项

PUR胶黏剂作为一种新型材料,在使用过程中需要注意以下事项。

1.涂胶厚度

PUR胶黏剂的涂胶厚度要比传统EVA胶黏剂薄,推荐为0.4mm,且应涂布均匀。

2.传动带长度设置

如果采用连线作业且书本较厚时,为了防止书脊变形和避免胶黏剂粘附在裁切刀上,需要配置足够长的传送带,以保证胶黏剂的固化时间。在选购设备时,必须将这点考虑在内。通常在PUR胶装中,从涂布到三面裁刀的时间必须控制在3.5分钟以上。

3.作业温度

由于PUR胶黏剂在140℃以上时,会释放出有毒气体异氰酸盐,刺激人眼、鼻、喉的黏膜,引起头痛等症状,所以需将作业温度控制在140℃以下,同时需在加热位置安装局部排气装置,以加快气体的扩散。

4.胶黏剂存储条件

PUR胶黏剂应存储在无光照的密闭空间内,且禁止接触蒸汽、水和醇类等溶剂,以免发生不可逆的交联固化反应。PUR胶黏剂在原始包装条件下可储存1年不变质,开启使用后在封闭空间内可保存3个月左右,但笔者仍建议尽快用完。

5.印品放置

采用PUR胶装后的书籍,在短时间内应该轻拿轻放,因为这时候的PUR胶黏剂并未完全固化。

6.胶黏剂更换

在更换PUR胶黏剂时,需要遵照一定的操作规范:更换PUR胶黏剂前,必须先使PUR胶装设备的发热盘与PUR胶黏剂桶脱离;脱离时,冲入的气压应由小到大,为了避免事故发生,在任何情况下都不允许使用高压气体直接脱桶,且冲气压时应避免使用未经干燥的压缩空气,最好使用干燥过的氮气;脱离后,在清理PUR胶黏剂余胶前,必须通过PUR胶装设备压盘上的特殊机构,关闭压盘与泵体之间的通道,防止PUR胶黏剂固化;在清理发热盘上残留的PUR胶黏剂时,不能使用任何硬质工具,以免划伤特氟龙涂层;发热盘清理完毕后,应立即将压盘压入新的PUR胶黏剂桶内,避免长时间让压盘于空气中,此时气缸的气压大小应该由小到大,不得直接使用高压气体,防止事故发生;换完PUR胶黏剂后,必须待PUR胶装设备加热至少20分钟后方可启动齿轮泵与马达,如立刻启动齿轮泵与马达会损坏齿轮泵,降低PUR胶装设备的使用寿命。

任何一种新技术都需要经过较长的发展期,以更好地适应生产。PUR胶黏剂尽管仍面临一些困难,但我们相信在供应商和印刷企业的共同努力下 ,其将获得更广的应用。