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PUR热熔胶综述

2022-04-28 来源:张家界机械信息网

PUR热熔胶综述

可供选择的无线胶订热熔胶有多种:PUR热熔胶、EVA 热熔胶、PVA 冷乳胶。PUR (湿致硬化型聚氯酯热熔胶)首次登场亮相是在1 988年的德鲁巴展会上。PUR 开始被用于书刊装订是在1989年, 第一次应用是在北美,当时的许多书刊装订商已经估计到了PUR将被广泛用于精装书、年度报表、目录、手册和杂志等的胶订方面。在粘结剂应用上,这是一个不可否认的巨大成就,也是一次重大变革, 必将超越传统的无线胶订工艺。

今天,PUR在UV涂布纸和高填充料纸胶订上正获得普遍应用, 它可以用于漆纸、聚酯薄膜和一般纸的装订。由于聚氯酯分子两端有异氰酸盐基团, 所以这种热熔胶可以用于高岭土涂布纸的装订, 甚至适合装订时需承较大压力的书,例如: 较厚的计算机手册, 以及适合于装订那些需要暴露在温度变动较大环境下的产品, 包括汽车上使用的手册和地图。

1 什么是PUR

PUR 是一种新型热熔胶, 是由大量的末端带有活性基团的聚氯酯的预聚物组成。其反应机理是,PUR 暴露在空气湿气中或装订后暴露在空气湿气中产生交联反应而固化。预聚物能很好地浸湿、渗透到纸张里。PUR具有较高的粘结强度, 使书页能很好地粘结在一起。

发生交联反应后,PUR 膜层具有较高的强度(分子间内聚力), 形成耐久的胶粘薄膜。这层薄膜不仅对印刷油墨和溶剂不起反应, 而且还有很好的耐老化性。

不仅如此, PUR还具有较好的耐冷性和耐热性, 即使温度在120℃时对它的装订质量也毫无影响, 在-40℃时仍能保持良好的弹性, 所以可以用它来安全地装订小册子。PUR与其它热熔胶相比较具有更好的粘接性能。

2 阻碍PUR 热熔胶发展的因素

尽管PUR热熔胶具有如此多的优点, 但到1 988年, 仅有两家德国装订商把它用在无线胶订上。PUR热熔胶的性能没有问题, 因为PUR 在其它领域的成功应用已经得到了很好的证明,但其也有不足之处, 比如, 设备需要进行改进。特别是反应装置, 是阻碍PUR 发展的一个真正的绊脚石。还有胶箱内层必须涂布一层涂料, 以便清洗时热熔胶能容易被洗净。而且, 为了减少热熔胶的热压, 加热时要优化控制好其温度。上面提到的两个德国书刊装订商— — PUR 热熔胶的先驱者, 他们自己动手将设备装置作了一些改造。

除了应用设备问题外,新型热熔胶部件的需求也阻碍了PUR热熔胶的发展。因为PUR 热熔胶是湿致硬化系统, 因此在生产、运输和使用过程中必须隔离湿气。这就是为什么PUR 热熔胶要放到鼓形圆桶里运输, 腾空a,-J-要放到鼓式胶锅里的原因。当按需供应PUR热熔胶时, 鼓形胶锅能永久地密封湿气, 以免热熔胶与外界空气接触。根据对PUR 的使用量来熔化热熔胶, 所以胶锅里的热压并不是很高, 以保证装订的顺利进行。

3 PUR 热熔胶的涂布

对于PUR 热熔胶的涂布,装订商现在已不仅局限于使用传统的辊式涂布方法。新的发展是采用喷嘴系统把粘接剂喷在书的底部。由于喷嘴系统的使用, 可将热熔胶的施胶量减少到0.3mm , 并且书的翻平性很好。通过减少PUR 热熔胶的施胶厚度(比传统EVA 热熔胶减少50% 或更多),弥补了PUR 热熔胶价格高的缺点。对于PUR热熔胶,要求使用双喷嘴(two-shot)的无线胶订生产方法,通过喷嘴系统把胶喷在封面上,封面从送料口输送到书芯所在位置,然后将封面粘在书芯上。

4 三代PUR热熔胶的发展

1) 第一代湿致硬化型PUR热熔胶

第一代湿致硬化型PUR 热熔胶是在上世纪80年代末90年代初亮相的。这种热熔胶具有较低的初始强度, 通过化学反应才能产生最终的粘结强度, 另外,装订好的书刊要在3~6天里才能达到良好的粘结强度。因此,用这种热熔胶装订的书刊只有达到其良好的粘结强度后才能被运送

2) 第二代湿致硬化型PUR热熔胶

第二代湿致硬化型PUR 热熔胶是在上N-纪90 年代末被引进的,其固化速度更快,在短期内(不到3 天)就可达到最终粘结强度,可用性能得到保证。

3) 第三代湿致硬化型PUR热熔胶

今天的第三代湿致硬化型PUR 热熔胶化学反应速度更快,图2 固化时间与抗拉强度关系图被装订的产品在6~16h内就能被使用。固化时间与抗拉强度关系如图2所示。这种新的热熔胶在生产过程中具有较低的粘度,却具有良好的最初粘结强度和粘结稳定性,这正是胶锅所要求的。

尽管生产供应商已经改进了生产设备和工艺技术, 与传统热熔胶相比, 第三代PUR 热熔胶在使用过程中仍需很多调整才能确保每一环节的正常运行,特别是提到维护时, 尽管用户在清洗残留胶时有一定的困难,但PUR有显著的化学反应性能, 使用户能容易地除去胶箱、泵、管道、喷嘴等其他设备上的残留胶,甚至那些破裂的、烧黑的残留胶也能被清除掉。

5 PUR热熔胶的环保问题

无论选用哪种新工艺,在使用之前, 必须考虑它的环保因素。传统PUR 加温过高(超过140cc )时会产生异氰酸气体,该气体对人的眼、鼻、喉的粘膜会产生刺激, 吸入过多则会引起头痛等症状。尽管今天生产PUR热熔胶时异氰酸气体能被小心地处理掉, 但是许多美国和欧洲的用户正面对着减少异氰酸气体排放的巨大压力。微释放型PUR热熔胶是最新一代PUR 热熔胶,比起传统的PUR 热熔胶, 它含有较少的异氰酸气体(低于0.1% )。据说当其被熔化时释放的异氰酸气体与传统PUR 热熔胶相比减少90% 。

6 结论

h 对于无线胶订, 湿致硬化型PUR 热熔胶能满足其所有的要求, 对于锁线订和塑料线烫订均能很好地完成侧胶、背胶的粘结, PUR 表现出良好的稳定性,快速的固化时间和最高的初始粘结强度。

自从上世纪80代年以来,PUR热熔胶经不断改进后得到了很好的发展, 被一些有胆识的书刊装订商所采用。

在北美, 使用PUR 的用户越来越多。1 995年据说有28家用户, 到2002年年底, 这个数字已经超过了50家。今天, 在德国有1 50多家、在全世界有几百家书刊装订商已经从传统热熔胶转向PUR热熔胶。新的装订设备、结合最新一代的PUR 热熔胶,确保了装订过程无故障。PUR之所以能被选为标准型热熔胶, 有许多因素, 其中最重要的因素是它的良好的粘结性, 和用它胶订的书刊具有较好的翻平性(将书翻开展平的能力)。

纸张重量的改变, 以及印刷设备上光装置的增加,都不会给PUR 的装订质量带来任何问题。书刊各帖之间的抗拉强度比传统的胶粘剂好40% -60% 。当书刊的订口印有油墨时, 如果使用传统的胶粘剂, 可能会导致装订质量问题, 然而PUR 热熔胶不会因订口上印有油墨受到任何影响。

转载自:印刷世界

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