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热熔胶的适性

打印文章】 【关闭窗口】 【 浏览次数:148】 【 发布日期:2018-10-6 9:53:43】


      无线胶黏订工艺中将书页粘联成册所用的胶黏剂主要是热熔性黏胶剂——EVA热熔胶材料。热熔胶使用的正确与否,是保证胶黏订质量关键之一。要正确使用热熔胶,首先应该研究和掌握热熔胶的适性。

    热熔胶的特点

    热熔性胶黏剂,简称热熔胶,是一种无溶剂、固化快的胶黏材料,其主要特点表现为:

    (1)常温下为固体,加热到一定温度时,熔化为液体,一旦冷却到熔点以下,又迅速成为固体。

    (2)固化快、公害小、黏着力强,胶层既具有一定硬性,又具有一定韧性。

    (3)具有一定的再黏性。其涂布在被黏物上冷却固化后,还可重新加热熔融,再次与被黏物黏结。

    (4)使用方便。使用时,只要将热熔胶隔热熔融成液体,涂布于被黏物的表面,经压合冷却,几秒钟内即可完成黏结,几分钟内可完全固化。

    热熔胶这些特点,尤其是短时间内固化的特点,是任何水溶性胶黏剂都难以具备的,书刊装订正是利用了热熔胶固化快、黏着力强、使用方便等特点,普遍应用于无线胶黏订书籍的生产中。

    热熔胶的性能及组成

    热熔胶的种类很多,有聚酰胺型、聚酯型以及EVA型等。书刊装订用的热熔胶,均为EVA型。EVA型热熔胶是由乙烯与醋酸乙烯在高压下共聚而成。随着乙烯与醋酸乙烯的配料比例不同,可产生不同聚合分子量、性能不同的热熔胶,以适应各种不同的需求。

    热熔胶的主要原材料是EVA树脂。这种树脂,具有较高的柔软性,不需硫化,也不必添加增塑剂,就富有橡胶似的弹性,且在低温下弹性减小,机械性能基本不变;具有耐温性稳定、不易老化、黏结力较强、固化性较好等特点。但在使用中,为了调节EVA热熔胶的流动性、渗透性、软化点和防氧化性,以及降低成本,除采用聚乙烯醋酸乙烯基本树脂外,尚可酌量加一些添加剂材料。因而,常用热熔胶多由树脂、增黏剂、黏度调节剂、增塑剂、抗氧剂、填料等原材料,经过适当配比组成。

    1.EVA树脂

    EVA树脂是热熔胶的主体,它决定着胶的基本特性,赋予胶一定的黏结力与凝聚力。EVA树脂中醋酸乙烯的含量越大,热熔胶的黏度越大,但耐热性和抗拉强度会降低。反之,黏度下降,耐热性和抗拉强度会上升。一般来说,树脂成分约占热熔胶组分的50%左右。

    2.增黏剂

    热熔胶的成分之一是增黏剂。它的主要作用在于降低热熔胶的熔融黏度,改善工艺性,使之在涂胶后易于润湿被黏物表面,提高黏结强度。此外,还可借此调整胶的耐热温度及开放时间。因此,增黏剂与树脂要具有良好的相容性。增黏剂多选用松香改性树脂,如甘油松香酯、季戊四醇松香酯,也可配加萜烯树脂等。其中,氢化松香、萜烯、甘油松香酯、松香烃可改进胶黏剂的流动性,并且对光、热、臭氧、低温的稳定性较好。增黏剂的软化点选择在80~100℃之间,其用量约占总成分的20%~40%。

    3.黏度调节剂

    在热熔胶中,黏度调节剂可降低熔融黏度、改善流动性,缩短胶的开放时间,减少抽丝现象并防止胶料自黏。同时,也可降低成本。黏度调节剂一般选用蜡类物质,如石蜡、微晶蜡、合成蜡等,其用量要少于总成分的25%。如果用量比例过大,胶料的流动性、渗透性虽然增强,但黏结强度下降,胶的收缩率变大,严重时会导致书背出现明显的“渗油”等现象。

    4.抗氧剂

    由于热熔胶使用时要经常加热到140~170℃,甚至更高的温度,因此胶料容易受热氧化或老化、分解。为了防止胶料长期受热而氧化变质,应在配料中加入抗氧剂或热稳定剂,如二叔丁基对甲苯酚(BHT)、二叔丁基烃苯基丙酸季戊四醇、硫化双甲基苯酚(QD)等材料。其用量一般控制在0.1%~1%。 
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    EVA热熔胶的使用

    1.EVA热熔胶的预热

    EVA热熔胶呈乳白色,有块状、条状和颗粒状。使用时,首先要对固体热熔胶进行预热。预热可用油浴夹套熔胶锅预热,也可用电热板装置在预熔锅里直接预热(无线胶黏订联动机采用)。预热时将固体热熔胶倒入预热锅,在160~200℃的温度下加热。预热时间掌握在1~2小时。热熔胶预热到设定温度,具有良好的流动性后,才能使用。达到预热温度的热熔胶通过恒温管释放到160~200℃的胶斗内,即可供胶黏订联动生产线使用。

    2.EVA热熔胶的黏着力与适性

    在生产过程中,热熔胶的黏着力会随加热温度、书芯纸张质量,书背铣背拉毛的宽度和深度,以及胶黏订设备的运转速度等因素的变化而变化。掌握这些变化因素,对提高热熔胶的黏结力和装订适性极为重要。

    (1)热熔胶的加热温度

    热熔胶软化点一般在70~100℃内。这个温度范围仅仅是胶熔融温度,要使热熔胶达到能粘联书册的能力,加热温度一定要达到150~180℃。国外资料显示,在普通书版纸(凸版纸、新闻纸)上涂胶,胶温在170℃时,热熔胶的拉力测试值为8.83±0.44N/cm。当胶温升至180℃时,热熔胶的拉力测试值会下降到7.33±0.33N/cm。反之,当胶液温度降到155℃时,热熔胶的拉力测试值只有5.22±0.25N/cm。

    由此可见,热熔胶的加热温度,不宜过高和过低。温度过高,虽然胶的流动性、润湿性和渗透性加强,但黏结强度将下降,影响胶的抗拉力。反之,温度过低,虽然黏度提高,但会影响胶液的流动性以及对书芯的润湿性和渗透性和胶的抗拉力,甚至无法黏结。因此,热熔胶的加热温度和上胶温度一定要控制在一个最佳的范围内。

    (2)书芯纸张与上胶温度的关系

    书芯用纸张不同,热熔胶的上胶温度也应有所不同。 这不仅是因为纸张的纤维性能不同,更重要的是其导热性有所不同,即冷却速度不同。以涂料纸(铜版纸)和非涂料纸(凸版纸)的导热性为例,前者对胶的冷却速度要比后者快。因为涂料纸中所含的无机物比非涂料纸高出近10倍,而无机物具有良好导热性,所以涂料纸可以使热熔胶较快地冷却。 热熔胶的拉力测试表明,如果上胶温度同样是170℃,黏结非涂料纸可达到8.83±0.44N/cm的拉力值,而涂料纸的拉力值只能达到1.86±0.11N/cm(65g/m2涂料纸)和1.46±0.11N/cm(100g/m2涂料纸)。因此,要提高涂料纸上热熔胶的拉力值,一定要提高上胶温度。实践证明,其上胶温度一般为195℃左右。这一温度下,拉力值可达到4.1~3.91N/cm(以上数据摘自国外资料,仅供参考)。

    (3)热熔胶的开放时间与生产运转速度

    热熔胶在使用过程中,有两个时间变量必须严格把握、 一个是热熔胶的开放时间,一个是其固化时间。

    开放时间是指热熔胶涂刷到被黏物的过程必须在热熔胶规定的黏合时间内完成,否则,超过规定时间,胶层表面会结膜,使两个黏合物无法粘牢。根据热熔胶的型号不同,开放时间也不同,可为7~15秒,也可为15~20秒。两个被黏物在规定时间内黏合后,还要经过一定时间的冷却,才能加压或翻动,不然,会影响热熔胶的黏结力,造成产品变形或书页脱落。这个冷却时间,称为固化时间。固化时间根据热熔胶的型号不同,有长有短,一般固化时间为3~5分钟。

    热熔胶的开放时间和固化时间与机器运转速度密切相关,开放时间更是如此。如热熔胶的开放时间为7~15秒钟,则书芯经铣背拉毛后,从涂刷胶液开始,到封面与书背黏合为止(书背上不贴纱布与卡纸),必须在15秒内完成,热熔胶才能取得良好的黏合效果。如果机器运转速度慢,在15秒钟内不能完成封面的黏合,封面与书背的黏结就不很牢固,黏结强度较差。 因此,确定热熔胶的开放时间,一定要考虑胶黏订设备的正常运转速度。

    此外,还要掌握热熔胶的固化时间,因为胶液涂刷到书背后,还要经过3~5分钟时间才能基本固化。在其还没有达到或接近完成固化之前,书本不能裁切,书页不能翻动。否则,就会造成书背封面弓皱,书背变形和书页脱落等弊病。所以,如果书册胶黏订后,与三面裁切工序的间隔时段较短,则应设法延长时间,使胶液充分固化后,再进行裁切。

    使用热熔胶的注意事项

    (1)热熔胶只能用油浴隔套或用密封的电热板加热,切忌使用明火加热。

    (2)热熔胶在用预热锅进行预热后,要释放到涂胶液的胶斗中才能使用。因此预热锅中胶量要适宜,如果加得过多,重复熔胶,胶体易老化,影响黏结力,应做到少加勤加。

    (3)要在热熔胶开放时间内,完成书册的全部黏合工作,若遇到停机或其他故障,书夹内涂刷过底胶而未上侧胶的书本,要及时取出,防止出现书芯在胶轮上停顿的现象。

    (4)熔融胶体的温度要严格控制在使用温度范围内,既要防止胶液温度过低,影响胶的流动性,润湿性和渗透性,又要防止温度过高,影响胶的黏度,造成胶液老化等问题。

    (5)熔化胶液的胶锅要定期清理,最好每年清洗2次,以保证胶锅清洁。清洗时要注意,不要以石蜡做清洗剂,因为石蜡易燃,存在安全隐患,建议使用专用清洗剂。 此外,还要确保温度显示器的灵敏度,以保证显示温度可靠。



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