装订用黏结材料是指装订时使用的具有优良黏合性能的材料。黏结材料是装订加工中不可缺少的重要材料之一,正确选用各种装订黏结材料,是保证书刊本册质量的关键,粘接材料选用得当,加工的成品就牢固、平整美观,反之则其寿命缩短,影响读者的使用。
黏结材料的种类很多,材料来源极为广泛。在这些原材料中,有许多是从天然材料中提取的,如从动物、植物和矿物中提取的物质。目前应用最多的是人工合成树脂,这些合成的人造黏结材料与天然的黏结材料相比较有许多优点。其不仅有足够的黏结能力,而且干燥快,能形成近似无色的弹性透明胶膜,除个别种类的黏结剂以外,一般没有什么气味,不挥发有害气体、稳定性好,不易发霉变质,不怕虫蛀鼠咬等,且来源广泛可靠,有助于装订专业的标准化、数据化和自动化加工生产,并能保证黏结的牢度和质量要求。
水溶性黏结剂的成本一般较低,无毒,制造也简单,对纸张等表面有微孔的材料,有良好的渗透性能,且使用方便(用水溶后即可使用)。但这一类黏结剂是靠水分挥发进行干燥的,因此干燥速度较慢,往往需要增加一套干燥设备,如远红外线、高频介质加热、烫烘等,才能保证机械化作业的连续加工。
热熔性黏结剂则有许多优点,这种黏结剂使用时要加热到一定程度。一旦冷却就能很快保证黏结牢度,如EVA热熔胶一般在10秒内就可基本干燥。由于其干燥速度快,适合机械化高速装订需要。从缩短出书周期考虑,使用这种黏结材料有利高速联动生产,可以减轻工人劳动强度和改善工作条件。
1.动物胶黏结材料
动物类黏结材料的使用有悠久的历史,早在两千多年前,人们就将动物皮革在火上熬成皮鳔胶,用于各种材料的粘接。这种胶是从热水或石灰浆处理的动物的皮、肌内组织和骨骼获得的一种黏结材料。动物胶黏结材料的种类主要有骨胶、明胶等。
2.淀粉基类黏结材料
淀粉基黏结材料是指用植物的种子、茎秆、块茎等提取的淀粉制成的黏结剂。不同种类的淀粉可以从不同的植物中提取,其中包括小麦、玉米、马铃薯等多种。植物黏结材料主要有面筋粉浆、面粉糨糊、糊精等。
3.纤维素类黏结材料
纤维素类黏结材料基本上是由纤维素改性的溶液组成。可黏结纸张、纸板、封面等,有良好的黏结性能。纤维素类黏结材料主要有羧甲基纤维素黏结剂、甲基纤维素黏结剂。装订业一般用甲基纤维素黏结封面等,胶液易涂布,但有时起泡。调制时要加入些磷酸三丁酯,防止起泡。
4.合成树脂类黏结材料
合成树脂又称人造树脂是由单体经聚合或缩聚而成的树脂。合成树脂黏结剂是使用广泛、方便、品种繁多的黏结材料。用于书籍装订主要有以下几种。
聚醋酸乙烯酯是一种聚合物,由醋酸乙烯酯单体聚合而成。根据聚合方法不同,又分为乳液型和溶液型两种,装订所用的属乳液型,因其颜色乳白、使用时间较长,又称乳胶或白胶。
(2)聚乙烯醇(PVA)黏结材料
聚乙烯醇黏结剂是一种白色絮状或粉末状的高分子化合物,能溶于水,热熔后为无色透明的黏稠液体。使用时根据所需黏度,在胶内加入适量水,放置容器内加热成均匀黏状液体,加热时要用蒸或水浴的方法,不可直接与加热器接触,胶内加热温度不得超过100℃,以防其老化变质。
(3)EVA热熔胶
EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚树脂)热熔胶是一种无须溶剂、不含水分的100%可熔性聚合物。热熔胶常温下为固体,加热熔融到一定程度而变为流动且有一定黏性的液体,熔融后的热熔胶为浅棕色半透明体。
①热熔胶的成分。EVA热熔胶由基本树脂、增黏剂、黏度调节剂和抗氧剂等成分组成。
热熔胶 的基本树脂是乙烯和醋酸乙烯在高温高压下共聚而成的,即EVA树脂。这种树脂是制作热熔胶的主要成分,占其配料数量的50%以上。基本树脂的比例、质量决定了热熔胶的基本性能,如胶的黏结能力、熔融温度及其助剂的选择。因此装订所用黏结纸张的EVA热熔胶,应选择乙烯与醋酸乙烯比例恰当,并具有一定柔软性、弹性、黏着力、变形小的品种使用。
②热熔 胶的性能。EVA是100%的固体胶,完全靠高温加热熔融变成流体。当加热至80~100℃时,胶体缓动,随着温度的增高,流动逐渐加快,当温度上升到250℃时,胶体老化,颜色变深,黏度下降,胶变色。EVA胶体固化过程全靠冷却完成,是一种快速固化性能好的黏结材料。
③热熔胶的使用。EVA对多孔和非多孔材料都能进行黏结,但是胶面不宜过大,否则会无法黏结,因为这种胶固化时间最多只有十几秒钟。EVA主要用于高速生产的无线胶订联动线,不能用于手工装订操作。(www.daowen.com)
a.使用时要提前将胶量储够,并要提前2小时进行预加热,使其逐渐变成所需流体。
b.胶体的流动性可用温度控制,需要黏度高(稠)时,可将温度略降低些,需黏度低(稀)时,可将温度调高些。
c.热熔胶固化时间一般为7~13秒,冷却时间一般为3分钟左右。在联动生产线上其冷却过程是以延长传送带方法实现的,在一定时间内应保证胶体有冷却干燥的良好条件,才能保证书籍黏结牢固、美观平整。
d.使用热熔胶生产的条件,应是保证正常的室温,室温过低会影响固化时间,黏结剂会因过早干燥、被黏合物黏结不牢(或粘不上)而脱落。
(4)PUR热熔胶
PUR胶 PUR(Polyurethane Reactive)被称为活性胶黏剂,其主要成分是带活性氢的多元醇(聚酯聚醚等)。低分子量二元醇和异氰酸盐的聚合物。当活性终端团暴露在潮湿的空气中或纸张湿度达到一定水平时,就会发生不可逆交联反应。交联后的PUR薄膜具有较高的固有强度(内聚力)形成非常耐久的胶黏剂薄膜。PUR薄膜对印刷油墨和溶剂不敏感,还具有极强的耐久性。PUR热熔胶装订的手册可在超冷或超热的环境下使用。用PUR胶粘的书刊与现在市场上普及的EVA热熔胶粘的书刊相比,其优点十分明显。PUR胶的优点如下。
①书籍的平摊性好。通常情况下,书芯刷胶厚度约为0.5mm左右,此时PUR胶层比EVA热熔胶要柔软得多,厚度可以减少50%或更薄(0.2~0.3mm),因此书本翻开非常平整。阅读时不必用手按住书本,大大提高了读者的阅读舒适感,解决了胶水图书翻不平问题。
②耐高温且耐低温。一般的黏结材料只耐高温或只耐低温,二者很难兼而有之。而PUR装订的书册既耐高温又耐低温,甚至在94℃或-40℃条件下也没有问题。由PUR胶装的书籍几乎不受温度影响,这对于需要在不同温度环境下存放的书籍非常重要。
③耐溶剂性是PUR的又一特性。PUR是既耐溶剂又耐油脂的装订材料,把干燥固着的PUR黏合剂胶层浸入到印刷时使用的溶剂和油脂中,例如甲乙酮和酒精,这些化学品对PUR胶层没有丝毫影响。而用传统的胶订,如EVA热熔胶,部分化学品会使其薄膜慢慢变软,甚至溶解,降低了胶订效果。
④书脊平整。采用普通EVA热熔胶装订横丝缕纸张时,在书籍的装订线处会起皱。PUR热熔胶属于冷胶黏合剂,工作温度相对低,书脊处纸张的水分蒸发少,纸张不易起皱。此外,PUR胶层在干燥过程中有一定的延展性,不会影响纸张的纤维方向,因此纸张不易起皱。
⑤书芯切口光滑。PUR热熔胶是其他热熔胶涂胶厚度的一半,在切纸刀处不会有较厚的材料堆积,因此切口光滑无梯形,书封边缘也很光滑。
⑥回收过程有利于环保。由于PUR与纸张易分离,因此不会影响回收后的纸张质量。与EVA相比 PUR柔韧性好,不易开裂,延长了书籍的使用寿命,减轻了对环境的污染。
PUR非常适合高克重纸张的装订,以及一些需要经常在温度波动较大的条件下使用的书刊,如地图册等的装订。此外,年度报表和商业期刊装订也是PUR的一个主要应用市场,这些业务需要装订高级铜版纸和纹理不规则的艺术纸。相对锁线来说,PUR胶装在成本上更有优势,而且第四代PUR胶使联线扒圆成为可能,许多精装书生产厂家都在研究开发这种胶。
PUR胶水是被罐装在铁桶或纸桶中,再用铝塑密封包装(图11-4),开罐拆封后须马上放入PUR胶锅内,进入密封状态融熔,要防止PUR和空气过长时间接触而发生交联反应。
图11-4 PUR使用
(5)纸塑复合黏结剂
这种材料是丙烯酸酯和苯乙烯共聚物,外观是乳白色液体。其胶体有良好的黏结性能和所需要的黏度和膜弹性。纸塑复合黏结剂以水为分散介质(水溶剂),不易燃,无毒、无害,无刺激气味,是一种使用方便、黏结能力很强的水溶性黏结材料。
这种黏结剂随着装帧材料的创新(如封面材料中的PVC涂料纸、覆膜纸、塑料封面等)应用更广泛,在与纸张连接时必须用这种黏结剂,特别是涂塑、上光类封面的精装书壳与环衬的黏结,若三边出现粘不牢现象,用此胶便可粘牢。
(6)504黏结剂
504黏结剂是一种透明的液体黏结剂,可单独使用,也可与其他黏结剂混合使用,其黏结性能很强。在装订中,一般与其他黏结剂混合使用,如将504黏结剂与聚醋酸乙烯乳胶或面粉浆混合后,可黏结纸和PVC涂料纸、纸和塑料薄膜,黏结效果良好。
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