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PUR胶书刊本册的绿色黏结材料

《印艺》2011年第3期 作者:王淮珠 更新日期:2011-06-08

PUR胶黏结材料是继EVA热熔胶之后的又一种新型的黏结材料,其全称为:单组分湿因化聚氨酯热熔胶,是一种具有化学性黏结的反应型预聚体,当黏剂开放后与空气或基材的水分接触时,就会在瞬间(或一定时间内)快速发生聚合交联反应的一种黏结材料。

PUR胶种类型号有数种,黏结书刊本册所用的是热熔性的。PUR胶是近年世界上使用黏结书刊本册采用的一种新型黏结材料,现在中国已经开始使用并逐渐普及。最近几年我们对这种材料越来越认识,发觉其黏接使用后所得到的效果远远优于EVA热熔胶,价格亦不是不划算。

以下是关于PUR胶的特点、成本计算、设备改造及使用方法:

一 PUR胶的特点

1 低碳节能环保

目前中国黏结书刊用量最大的黏结材料是EVA热熔胶,每年用量大致在17,000吨左右,EVA热熔胶树脂主要由石油和植物类松香制成,制成过程耗损大量资源(不符合低碳要求),加工时EVA胶亦会散发微量气味。至于PUR胶则不含植物类松香、只含极少量的石油成分(与EVA相比),及以树脂制成,熔融时采用全部密封装置,加热所用的耗电量要低于EVA热熔胶,因此较为环保。如果再用PUR胶取代锁线订(或部分取代)精、平装,还可节省锁线机的能源,减少工序及加工费等的浪费,缩短加工周期。

PUR胶的预热温度在130℃左右、预热时间大约15分钟,而EVA热熔胶温度要150℃-180℃、预热时间要2小时以上,因此使用PUR胶较低碳环保。

2 耐温性好

EVA热熔胶的耐高温度一般为80℃左右(有些只有60℃左右)。当南方地区温度高时,胶体涂抹后不易硬化,无法裁切成品,或令书背皱折、破头、变形、散页等。北方地区温度低,又会出现胶黏剂涂后提前硬化不易黏牢,或由于胶内松香起变化,书册断裂散页,严重影响质量。

采用PUR胶黏结书刊本册,既耐高温又能抗低温,可承受的温度介乎-40℃至140℃,不受温度及湿度影响,中国各地、及无恒温恒湿装置的车间亦可使用。这种胶黏剂无需加工、贮存、包装,运输及阅读环境的改变亦不会影响书籍的黏结牢度;但EVA热熔胶所承受的温度一般只在0℃至60℃之间。没有任何一种黏结书刊本册的黏结材料,其耐湿性能与PUR胶相比。

3 安全可靠性好

PUR胶在以预热胶桶预热时用的是全封闭式局部预热(覆膜时则用全部预热),桶内黏剂用完后换新一桶时,不会产生积余、老化、碳化等引起的不安全隐患,且无味无毒。而EVA热熔胶的预热胶锅是长期使用、自行储料的,如果不按规则储料或不暗示清理积余,发生储料量过多、反复熔融等情况,会使胶锅边沿余胶老化、碳化,出现冒烟现象,严重时胶体会粉化,变成易燃物酿成火灾(国内外均有实例)。

4 书册黏后翻阅时平摊性好

由于PUR胶橡胶性能极好,柔性不俗,阅读时书籍很容易摊平,不受纸张、书籍厚度及硬度的影响。而EVA热熔胶黏后的书册是无法舒适摊平的,连版心之间的字迹和画面都无法阅全,这是EVA热熔胶中松香造成的弊病。

二 使用PUR胶经济成本核算

不少出版社和加工单位认为PUR胶好用,但嫌成本贵,且改造设备时需投资几十万元,迟迟不肯使用这种环保材料。如今中国已可自制符合国际标准的PUR胶和贮胶涂胶设备装置,价格也便宜,进口的PUR和贮胶涂胶设备也已降价。现将EVA热熔胶与PUR胶两种黏结材料使用后的价格对比计算如下:

1 用胶价格成本对比

现用量最多的EVA热熔胶平均每吨价格约2.5万元人民币,PUR胶每吨约10万元(进口的13万元、国产的7.5万元),经使用后对比为:(1)EVA热熔胶涂胶(以背胶厚度为例)干燥后的胶层一般厚度为1.2±0.2mm之间,每吨胶大致可接书刊约5,500令,折合成每令纸价格需要3.5元人民币(不计高价胶和积余所造成的浪费)。

(2)PUR胶涂胶(背胶)干燥后的胶层厚度只有0.4mm左右,只是EVA胶的三分之一,每吨胶可黏结书册用纸15,000至17,000令之间,折合成每令纸价格有两种:进口胶为6.5至7元人民币,国产胶为305元人民币,两种胶(进口与国产)平均价格为5至6元人民币;另外国产胶为黏结课本所用的吨价格只有5.5万元人民币,折合成每令纸只需要2.8至3元之间。

2 工艺加工成本对比

(1)一些锁线平装和精装可采用PUR胶,具有黏结牢固可靠的效果,其牢固度和保存期可与化纤线相比,减少了逐黏锁线的繁琐及辅助工序的浪费,同时节省了锁线机和所用的能量,并加快了出书速度。

(2)正确使用PUR胶黏结书刊本册,能使书册黏结,没有散页、掉页、断裂等情况,提高产品质量,避免客户及使用者的投诉,提高企业名声,扩大活源范围。

(3)使用PUR胶时若遇到不同纸质、不同厚度的书册,均无需调换胶的型号(EVA无此优势,或要选用高价格的胶),省略了换胶的时间或因换胶不当造成的麻烦。

三 使用PUR胶在胶订设备上的改造与投入

若要转用PUR胶的胶订设备,主要有以下两点需要改造:

1 预胶与涂胶装置的改造

PUR胶的预胶装置是为装置胶桶和输胶所用,其预胶桶使用时采用全封闭,由制胶厂统一装贮,根据用量不同选择不同规格。在溶胶时根据所需工艺的用量分为两种形式,一种是在覆膜时需大量用胶(一次用量大),可采用桶内胶体全部被熔融的方式;另一种是在加工书刊本册、用胶面积小时(背胶单次用量少),则可采用柱式局部熔融的方式。涂胶方法也有两种:一是辊式,与EVA胶的涂胶方法基本相同;另一种是喷嘴式,即根据书册的长度和书背宽度喷涂在书背上的方法,但喷涂的速度较慢。

2 铣背拉毛的改造

在设备上使用最多EVA热熔胶的是铣背「拉槽」,用PUR胶则是铣背的「拉毛」,即将铣背装置的拉槽刀去掉,换成拉毛装置,将书背换成毛装即可。因为PUR胶流体较快,黏着力很强,完全不需要将过多胶液渗入到1.5mm的槽内,就可达到黏结书册强度的胶用量。

使用PUR胶只要在现有设备的胶订机上(除圆盘和长式机外),无论单机、联动生产线或其它不同型号的机器,只要对预胶、涂胶、拉毛进行改造后均可使用。

至于改造装配的价格,进口价格(美国诺信公司产品)每台约55万元人民币,国产价格只需约27万元人民币。如果改用PUR胶,其投资处就在于此,一次投资即可得益,既可增加活源,又能保证质量,并可环保。

四 使用PUR胶黏结书册要做好加工前准备工作

若使用PUR胶加工,做好加工前的准备工作是保证质量的重要因素,因此要做好以下准备:

1 预胶要求

(1)预胶桶规格要根据加工书册用量大小作适当选择

(2)预胶时间一般为15分钟左右,预胶与用胶温度一般为110℃至120℃之间。

2 涂胶要求

(1)涂胶长度以手册毛书长为准,断胶要留出溢胶余地。

(2)喷嘴式(适合中低速机)喷出宽度以书背宽度为准;用辊式(适合高速机)涂胶与EVA涂胶方式基本相同。

(3)涂胶量一般在0.9mm左右即可

3 对书帖要求

(1)折完的书帖要捆压平实,书帖内空气尽量排除出去,以保证胶订加工顺利。

(2)贮贴要保证准确整齐,高度适当,无漏贮现象,保证不因贮贴而停机造成次品。

4 开机要求及全线或全机配合协调

(1)正确掌握胶的使用温度、开放和固化时间。

(2)不停机或尽量少停机,保证黏接的牢固性。如果停机时,要将涂后胶未黏封面的书册剔出。

(3)联动生产线加工时应加长传送带,并应在传送上方加吹风干燥装置,以保证PUR胶的固化理想和裁切成品的顺利。

(4)单机操作要保证包后书册平整不变形

五 PUR胶使用情况

国外使用PUR已有近10年历史,用量也逐渐加大。在黏结书刊本册用量上已达到60%左右,今后还会增加。以巴西为例,现在已使用PUR胶黏结教科书,每年有2亿册全部用PUR胶。中国使用PUR胶黏结书册也有4年多,主要是广东一带用的加工外单。近期内单也开始使用,数量逐渐增加,使用地区范围亦有扩大。

由于PUR胶在中国刚刚开始生产和使用,经验少,还没有完全掌握生产和使用的最佳规律,如固化时间和使用速度等,这些问题有待进一步的摸索和改进。

去年,全国印刷标准委员会为了更好的使用新型低碳环保的黏结材料,以配合新闻出版总署提出的绿色印刷,于2010年8月29日在上海召开了有关PUR胶使用的洽谈会,和制定「书刊装订用PUR型热熔胶使用要求及检测方法」的国家行业标准编写小组讨论会。PUR胶使用标准的制定是对推动印刷业使用新型环保材料、早日实现绿色印刷的一项极大促进,也为中国制定国际印后标准奠定重要基础。