浅谈PUR胶黏剂

时间:2006-12-22 16:50:40来源:科印传媒《中国印刷物资商情》作者:徐世垣

  PUR——聚氨基甲酸酯热熔胶较以往热熔胶有快速黏结、无溶剂等特点,同时具有耐热、耐溶剂、耐候、黏结强度高等特性,从自动化生产和环境保护两方面考虑,PUR胶黏剂将是今后热熔胶黏剂的发展方向。

  PUR胶黏剂已经越来越多地应用于杂志、小册子和书籍背脊的胶订中,之所以一经推出就广受市场好评,主要是因为其具有极具竞争力的技术优势:即使用于不易胶黏的纸张,也具有较强的拉力值和挠曲值,在复杂多变的化学及温度环境下,始终能够保持较高的稳定性和耐老化性。
  这种胶黏剂之所以能够达到优良的性能特征,一是因其含有的低分子预聚物在涂敷后就可立即显示出优异的黏结性能。二是该胶黏剂可以通过吸收周围的水分而发生反应,形成具有高分子结构的胶黏剂。经过加工工艺的进一步发展,这种反应过程已经大大缩短,只要几十个小时即可完成。
  二次固化的PUR胶黏剂
  尽管几十个小时的反应速度对于大多印后加工已经能够满足要求,但与现在要求越来越高的生产速度相比,对现在黏合后承受强负载的印刷品来说,这一速度还是太慢。
  汉高公司研制的二次固化的PUR胶黏剂,正是顺应了胶黏剂需要立即达到高强度的要求。二次固化是新的PUR胶黏剂技术,即胶黏剂在与环境中的水分或者纸张反应后,还利用紫外线进行化学反应,因此胶黏剂经过“二次固化”成为改性的。
  通过这项创新,二次固化的PUR胶黏剂开始在精装书上变得越来越重要。如果说过去生产精装书只能使用乳胶或EVA热熔胶,那么现在,二次固化技术使得PUR胶黏剂可以联机制作扒圆书脊背。
  但这并非是PUR胶黏剂的全部。
  为了满足精装书制作效率几近苛刻的要求,在化学上,人们继续研发了湿交联的PUR胶黏剂,这样就实现了胶体在照射后可以立即反应。其化学原理实际是通过紫外光射线引发的胶体交联反应,从而迅速引导分子量增加,提高内聚力,加强胶黏剂的固化效应。这样,胶膜立即产生对联机生产所需要的强度和稳定性,以便使胶膜无损伤地承受扒圆过程。这种新产品最重要的意义在于节约了时间:湿交联二次固化的PUR胶黏剂的胶膜在3~5分钟内就可以达到其最终强度的70%~80%。
  投资成本
  二次固化反应确保聚氨基甲酸酯胶膜具有高质量。为了能够使用这种新的胶黏剂系统,有必要安装UV灯及其附件。投资费用最多3万欧元,价格虽然稍显昂贵,但与整个设备成本和由于索赔而造成的经济损失相比,这只是少数投资。
  质量控制
  在制作软皮书产品时,快速固化反应同样是优点,因为在生产后可以立即检验黏结的强度。装订工使用这种新型胶黏剂在最短的时间内即可进行拉力测试,并检验胶订质量,这也意味着每小时1万册和更多些的生产效率(如新一代采用喷嘴涂胶技术的机器达到的效率)也能装订出具有相应可靠的产品。
  边胶
  在装订传统小册子时,用热塑性的热熔胶涂刷侧边是个薄弱环节,尤其是胶印油墨矿物油中的增塑剂,对传统的胶黏剂来说是个问题。特别是在高温影响下,增塑剂会很快转移到胶膜上,并破坏胶膜。
  但是,要想卓有成效地引用这种新型胶黏剂系统,就必须有与之相应的涂胶技术相匹配。如今,通过新研发的喷嘴,可以保证胶膜的黏附和沉积比通过传统的盘式和轮式涂胶装置涂敷EVA或橡胶基的热熔胶更光洁、更精确。此外,由于PUR胶黏剂的黏合力强,特别节省用胶量。
  经验表明,这个系列的胶黏剂对常用定量的卡纸包封的所有装订方法都能达到优异的质量,也适用于粘环衬。无空白印刷的内页或难于黏结的纸张也不再成问题。
  微放射
  由于反应的PUR胶黏剂涉及到利用异氰酸酯类的反应性,在加工时应注意游离的异氰酸酯的放射。迄今市场上常见的PUR胶黏剂是对皮肤或呼吸系统可能造成敏感的,并可能损害健康。而其危害源正是在热熔胶制备中含有单体异氰酸酯,产生了微放射。只有减少单体异氰酸酯在热熔胶中的含量才能达到低放射。因此,在过去几年内,人们一直致力于减少单体异氰酸酯含量,许多标准胶黏剂平均含量仅为2%。
  测量结果表明,使用这些标准的胶黏剂肯定能达到现代胶订机要求的极限值。但在换胶槽和清洗时需要更多的花费。微放射的PUR胶黏剂作为研发的成本引入市场,这种胶黏剂比传统的热熔胶含有单体异氰酸酯成分明显较低,少于0.1%。因此其含量低于欧洲极限值。比较测量证明:微放射热熔胶在加工时排放的异氰酸酯蒸汽比传统的PUR胶黏剂少90%。
  纸张再生
  在所有生产过程中,生态问题不得不被考虑。在印刷工业,印刷品可再生性问题也越来越突出,判定用过的纸张是否能回收再利用,也就是不阻碍纸浆纤维的再利用,这只有在观察制成的纸产品时才有可能知道。
  纸张回收者对胶黏剂提出要求,即胶膜尽可能完整地剔除。印刷品胶膜的机械稳定性达到什么程度才能无损于纸张再生过程,即产生胶膜片有多大块才能被分选设备剔除,这取决于胶黏剂自身强度(化学成分)和几何形状(胶层厚度)。在这方面,PUR胶黏剂明显地优于印刷业传统使用的胶黏剂系列。由于PUR热熔胶的疏水特性,胶膜强度在纸张回收过程的水中不会减弱。由于胶膜通过交联不再是热塑性的,所以它在纸张再生过程中也不受高温的影响。特别是在胶膜厚度很薄时,如边胶和粘环衬,这种性能很有好处。

  迄今为止,只有常用于书脊胶订的反应式PUR胶黏剂明显地提高了胶订的质量水平。
  总之,现在二次固化技术也可以联机制作扒圆书脊,并在线检查PUR胶黏剂质量。由于新型反应式的PUR胶黏剂也可以作边胶,装订厂可以给客户提供用于背胶和边胶的全套PUR胶系,从而提高了胶订质量和生产效率。同时,装订厂也避免了索赔,采用微放射的热熔胶,在加工时可减少异氰酸酯蒸气达90%。反应式PUR胶黏剂在纸张回收再生过程中,其性能最佳,有利于纸张再生。


推荐专题

2019电商年会

2019中国印刷业互联网创新节暨第七届中国印...[详细]

第七届中国国际全印展

第七届中国国际全印展(All in Print China ...[详细]

2017数字印刷在中国

本次《数字印刷》将继续为行业分享综合调研...[详细]