书刊PUR装订热熔胶的使用

书刊热熔的正使用PUR热熔胶不含有水和溶剂是固含量100的湿固化反应型聚氨酯胶，加热融化后成流体，使用方便，被粘材料黏结后，借助于空气中存在的湿度和被粘物表面附着的湿气与之反应、交联形成惰性结构，生成具有高内聚力的高分子聚合物，使粘接强度、耐高温性、耐低温性能等显着提高。同时是一种高性能环保型胶粘剂，它适应了国内外对环境越来越重视的需要。反应型聚氨酯热熔胶PUR热熔胶)与普通热熔胶相比，具有优异的综合性能。它兼有普通热熔胶粘剂无溶剂、初粘性高、粘接时定位迅速等特性，又具有反应型液态胶粘剂特有的耐水、耐热、耐寒、耐蠕变和耐介质等性能。其施胶温度(120℃)又低于普通热熔胶粘剂150-180℃)，随着PUR产品性能和技术发展和不断完善，PUR订的书刊稳定性好，外观平整，便于打开，翻阅使用方便等多种优点。PUR热熔胶可以满足无线胶订、侧涂胶、背衬涂胶的所有需求，PUR热熔胶表现出的特有性能备受印刷企业的青睐，如今PUR热熔胶已在精装书、年度报表、目录、黄页和杂志等多种领域中普及应用。PUR与常用热熔胶(EVA热熔胶、PVA乳胶等)相比，具有高强度的黏合性，这一点也是PUR成为标准的书刊热熔胶的主要原因。PUR热熔胶的书刊解决方案一.PUR热熔胶的特点

在无线胶订中，首先使用的是EVA系热熔胶，它具有黏合快、价格低、易操作(具有可逆性)、易保管等优点，使其在书刊胶订中得到广泛应用。但由于系热熔胶受溶剂、低温、高温等条件的影响，存在耐久性差、涂抹量大、不易开合、黏合强度不高、适应的材料较少、装订适性不好等缺点。针对存在的不足，开发出了湿气反应固化型的聚氨脂反应型热熔胶PUR)，靠空气中的湿气促进硬化，它有效地改善了EVA系热熔胶的不足，最新的UR胶粘剂可适应于不同的纸张厚度、涂布情况及印刷油墨，并且还可应用其他材料黏合。其黏合强度和书刊的页面拉力比普通的EVA胶粘剂高出40％～60％。1.超强的胶粘性PUR对于不同的纸张和材料具有优异的粘接强度，尤其适合难粘接的纸张，涂布干燥后的PUR的薄膜在高温和低温下具有良好的柔韧性。热熔胶的独到之处在于它能够黏接多种材料，包括漆类涂层、固化层、塑胶薄膜、涂料纸张和锁线厚墨书背的黏合等。(插入)PUR书籍的在线拉力测试新型的PUR产品可以将各种类型的涂料纸牢牢地粘在一起，这主要是由聚氨酯分子的极性性质决定的，它可以与表面的涂布层很好地结合，达到高质量胶粘的效果。同时PUR的胶粘性不受纸张克重的变化，使用的涂料和油墨不同几乎都不太会影响PUR胶粘剂的效果。PUR的纸张拉力比普通胶粘剂的拉力要强的多（比强3倍以上），我们在对250克的铜版纸进行拉力测试，断裂的一定是纸张而非PUR粘接层。这一超强粘接性对于印刷装订质量而言，可以完全杜绝客户对胶粘剂粘性的投诉问题。所以对于需长期保存的出版物（耐久性在100年以上），PUR的装帧品质是理想选择。在普通的无线胶装中，纸张上的印刷油墨经常会迁移到书脊上，影响胶订黏接质量，但PUR热熔胶却完全可以避免出现这个问题，并且热熔胶的独到之处在于它能够牢固地黏合涂料纸及其他多种材料，包括清漆涂层、固化层、塑胶

薄膜等，这对精装书和特殊要求的书刊装订有着很好的用途。由于聚氨酯分子的极性特点，这种胶粘剂也可以和高涂布的纸张有良好的粘和性。此外，传统的方法会因为油墨进入到纸张中而对装订质量造成一定的影响，而热熔胶则不会对油墨的转移造成任何的影响。2.固化时间较长由于PUR热熔胶的固化时间较长，所以联线生产速度不能太快，一般控制在5000本/小时左右，对于流水线生产下的PUR订书籍，那怕经过3分的传送带干燥、固化，在裁切时还是显得十会勉强，因此放慢传送带的速度增加干燥时间十分必要。根据外部条件的不同PUR的固化时间也随之变化，一般个小时后就能达到50-80%粘接强度，根据空气的湿度、纸张的水含量、胶层的厚度，材料的渗透粘接，PUR胶水在48小时后就完全达到最终的粘接强度，因此我们在进行装订作业和发货操作时，必须留出充分成熟、牢固时间。还要注意热熔胶一旦凝固，

就不能再次溶化，这对于装订作业中的修补带来了相当困难，对于刚离线的书本我们也很难确定其要改善的质量，此时丰富的操作经验积累显的十分重要。3.抗寒性和抗热性由于世界各地气候条件差异很大，因此对于装订书刊对高热夏季和寒冷冬季的环境有很好的适应性性。对夏季放在车中或冬季置于寒冷地带，对在酷刻环境中放置的书籍或地图，要求有抗热及耐寒性。PUR订的书籍基本不受温度的影响，在环境100℃或零下40℃状况下，依然能保持完好无损。由于热熔胶一旦凝固，就不能再次溶化，因此并不会出现EVA热熔胶经常出现的散页、脱落、脆硬等现象的发生，这些特性对于在不同温度环境下存在的书刊非常重要。4.书脊平整度(插入)PUR精装书籍的打开性PUR涂胶的厚度一般在0.3－0.6mm范围内，比标准的热溶胶涂层薄了许多，也使包封台上很少有黏合剂被挤压渗出，两侧的夹板将封面牢固地包在书芯上，形成挺括的书脊。同时PUR胶层在干燥过程中具有一定的延展性和柔软性。由于PUR热熔胶属于冷胶黏合剂，工作温度低（120℃左右），因此在胶水涂布过程中书脊处纸张的水分不会丢失，从而使纸张纤维能够复原，这些性能使装订的书刊可以无需手压即可很好地平摊开来，提高了读者的阅读舒适感。因此完全能胜任对参考书籍、手册、菜肴制法介绍等书刊所要求的打开性。5.切口光滑PUR热熔胶的涂胶厚度只有EVA热熔胶涂胶厚度的一半，那么就没有较厚的材料堆积在切纸刀处，裁切时就不会出现参差不齐的现象，裁切时切口光滑无梯形，书封边缘也很光滑。同时在装书封皮的时候不会有多余的胶挤出来，使书脊的形状保持清洁、挺括。

6.耐溶性PUR一种既耐溶剂又耐油脂的装订材料，固化的材料可以渗入到印刷所用的油和溶剂中。而传统的胶装材料，部分化学药品会使热熔胶薄膜慢慢变软，甚至溶解，而大大降低了胶装的效果。7.节省锁线成本许多锁线EVA胶订书本的成本已经完全超过了无线胶订的成本，而且PUR取代锁线后可以大大缩短出书周期，取得较高的生产效率。从热熔胶的成本分析来看，随着我国PUR熔胶的普及和不断推广，的用量也成阶梯式增长，必然会加快我国PUR热熔胶的国产化步伐。未来如果的价格能下降50%左右，那么PUR必然会取代EVA熔胶。另外PUR是一个环保产品，它不会对环境造成影响，也有利于废纸的回收和收集利用，更有利于印企的环保认证。PUR热熔胶与EVA热熔胶成本分析1例涂胶长度涂胶宽度涂胶厚度涂胶量热熔胶价格胶成本生产速度耗胶量每小时

PUR300200.42.41200.2885,000121,440.00

EVA3002016240.1445,00030720

亳米亳米亳米克/书本人民币/公斤人民币/书本书本/小时千克/小时人民币/小时

每公斤胶可做多少本书换桶周期使用200公斤桶换桶周期使用20公斤桶

41716.671.67

167--

书数目/每公斤胶小时小时从以上分析可以看出，假如PUR的价格能降低到万元左右/吨，那么和EVA的价格就完全一样了。虽然一些国内企业已开始生产热熔胶，价格也在6万元左右，但与汉高、胶王知名品牌相比尚有较大差距，质量还有待于作进一步提高。二.PUR热熔胶的正确操作由于PUR胶的特殊性使用时要特别注意避免过早或长时间与空气接触而交联、固化，所以对于PUR胶而言，密封的预熔胶锅和封闭的挤出输送系统是必要的设备，PUR胶挤出系统是将预熔胶锅PUR胶泵入加热橡胶管，通过加热封闭橡胶喉管把PUR注入到上胶锅或喷嘴，然后通过上胶轮或喷嘴将胶涂布到每本书的背部。过去许多印刷企业试想用普通EVA胶订设备来兼容胶订设备是错误的梦想，但事实证明对设备稍加改造胜任PUR涂胶也是可行的。必须指出：由于刚装订完涂有PUR胶粘剂的书刊不立即呈现强度，严禁立即翻阅（否则散架），所以我们在没有经验的状况下很难对内在质量作出优劣判断，这对操作人员提出了更高的要求。因此必须严格遵守生产标准数据，并事先调整好装订机器，才能获得满意的产品。PUR热熔胶的使用和EVA热熔胶的使用原理基本一致，热熔胶涂布的工艺流程：预熔区→橡胶管→上胶装置（上胶锅/喷嘴）→刮胶轮通常PUR容器、管道、泵等接触材料通常选用：不锈钢、低合金钢、平轧钢板。粘度2.500-4.500mPa.s

工作温度装订强度胶层厚度颜色上胶系统工作温度

120℃15N/cm以上0.3－0.6mm白喷嘴或滚筒式涂布轮上胶预熔区:90-110℃橡胶管:110-120℃涂布轮/喷嘴:115-125℃刮胶轮:150℃PUR遇到过度加热(140℃以上)，会释放出异氰酸盐气体，造成对人体的影响，如刺激眼、鼻、喉的黏膜，吸入量大烟气时会引起头痛等症状。根据我们的操作经验，常用的作业温度不能超过130℃。从安全方面考虑，对胶的加热最好设置温度控制装置和局部排气装置，促进气体的扩散。遇到较厚书册的装订时，为了防止书脊变形和避免胶黏剂黏附到裁刀刃上，需要配置足够长的传送带。1.桶装熔胶机(插入)PUR桶装熔胶机图1目前世界上使用最广泛的是美国诺信（Nordson公司生产的PUR预热熔区系统(国产熔胶机基本上是步入诺信后尘)，该系统由预熔胶装置、箱体、密封胶缸装置、内置活塞泵、加热装置、PUR原料桶等组成，预熔区的是在完全密封的状态下熔化，工作温度在90℃－120℃之间，和该系统配套的必须使用径、20kg（5加仑）或280mm口径、200kg（50加仑）标准桶装的。

带密封圈压盘PUR胶桶熔融工作示意图目前桶装PUR预熔胶机都采用压盘式工作原理，即通过压板↓向下运动，熔融的PUR胶水受压从出口通道(接橡胶喉管)挤出↑。密封圈的作用是：1.防止PUR与空气接触2.保持桶内的输送压力。压盘带有电加热装置，能使桶装PUR接触压盘后熔化达到预热温度。该系统加热特点：仅对桶内最上层即将挤出的PUR加热，而桶底基本是不热的。从图中可以清楚地看到红色区域PUR的温度约为110℃，橙黄色区域的的温度约为85℃，黄色区域的PUR的上部温度约为50℃、底部的为环境温度。(插入)换桶操作示意图1，换桶操作示意图二图可以排版在一起)

PUR原料和EVA原料一样也是成块型或颗料状存在，但是无论是散装颗粒及桶装块状外面都用铝塑密封包装，因此换桶操作步骤是：开启桶盖2.剪开锡塑袋(锡塑袋一般向桶口外翻出，可以留在桶内3.放入预置位4.压盘向下进入密封和加热状态。使用完的空胶桶只要插入一根压缩空气管，上升密封压盘装置，空桶就会自然和压盘分离。当然由于操作不当(如：压板下降过度，胶水受压过大会在密封圈处溢出，在内桶形成PUR环胶带，牢牢地粘接在内桶壁上，空桶和压板就不可能分离。不用担忧，生产商早就考虑到这一点，所以桶壁材料均采用薄铁板，即保证胶桶受撞不变形、又便于用户分剪，因此只要用电工电线剪刀或老虎钳就能轻易将桶身大缷八块。当然每次换桶时都要对压板、压盘、密封圈等物件进行清洗工作，要保持这些部件的清洁。用于担忧，因为生产商早就考虑到这一点，所以桶壁材料采用且到好处的(插入)桶装熔胶机排废气管示意图如今各行各业的环保呼声都比较浓，印刷行业也不例外，无论选用哪种新的工艺和材料，都不能忽视环保问题。尽管在使用热熔胶的时候需要分外的小心，但由于PUR遇到高热(一般140摄氏度以上，会释放出异氰酸盐气体，对人体的健康有一定的影响，人们接触这种气体时，会刺激眼、鼻、喉的粘膜，当吸人较大量烟气时会引起头痛等症状，这是许多PUR熔胶的使用单位面临的一个重要问题。因此，对于操作人员要有一定的防护措施，除了控制常用的作业温度不超过130摄氏度外，从环保安全方面考虑，对PUR熔胶的加热最好设置温度控制和排废气装置，促进气体的扩散。2.橡胶喉管

橡胶连接管的作用是密封状态下输送PUR水，工作温度在110℃－120℃之间。橡胶输送管一头和预熔区桶装熔胶机连接，另一头和上胶锅或喷嘴连接。橡胶连接管的材料通常选用氟化聚合物橡胶（具有抗腐蚀、长时间不变脆特性），中间是玻纤加热线及保温隔离材料层，外面是耐高温橡胶，能满足大幅度移动不损坏。如果停机时间超过一周，要使用专门的清洁液冲洗加热橡胶软管，以便去除残留物，否则会造成橡胶喉管堵塞，甚至造成报废。3.涂布装置PUR与EVA热熔胶相比，涂布量可以减少一半以上，如果加大涂布量，虽然强度有所提高，但会严重损坏打开性。所以在保证一定强度的前提下，尽量减少涂布量，做到即省胶又能获得上佳的打开性和牢度。PUR涂布的形式有二种：一种是喷嘴，另一种上胶轮。1喷嘴(刮枪)喷胶嘴是通过开闭伐来控制胶液流量，由于与空气隔离，可避免胶液固化而造成浪费。对于侧胶的涂布，喷嘴的优越显而易见，不但均匀而且可以避免簿纸卷曲现象的发生（非接触式）。PUR热熔胶要求使用的胶锅最好为密闭的，使用喷嘴

可以避免清洗胶锅的麻烦、防止直接接触空气，另外胶材损耗也比上胶轮方式要少。喷嘴的使用和维护相对方便，喷嘴系统整个处于密封状态，仅在施胶时由书脊和喷嘴接触施胶，不用时只需要用黄油封住刮枪嘴就可以了。但一套喷嘴系统价格较贵，而且喷胶嘴是易耗品，经常会引起堵塞且价格不菲。所以笔者还是认为国内还是选择传统上胶轮涂布方式比较经济和实用，目前国内大部份配置PUR上胶系统的印刷企业均选购上胶轮方式来涂布热熔胶。EP-48V刮枪实图热熔胶书本装订专用刮枪：1.PUR热熔胶机书本装订背胶专用刮胶枪不同于传统胶锅滚筒上胶方式，使用PUR书本装订刮枪为书脊上胶更省胶，PUR的厚度只需0.2mm-0.3mm就能够能获得高强度的粘合效果和极好的书本平摊特性，最高本/分的包本速度满足最先进的包本流水线设备应用。2.背胶与侧胶的喷胶复合型设计，满足胶（湿气反应型热熔胶）及普通书本装订热熔胶多种类型装订胶的涂布应用。

3.最宽80mm的书脊涂胶宽度，轻松使用地图册，画册，纪念册与其他各种书籍装订场合。4.先进的控胶技术，平滑恒定的胶量胶压输出，使胶的浪费几乎为零。5.合理的模块结构设计，操作简单容易，不需要改动原有设备即可以直接安装背胶刮枪。6.每天工作完成只要对PUR刮枪刮嘴进行简单的清理即可，大大减少了人工劳动强度。7.刮枪无需拆装的情况下只需要简单的摇动手柄即可调节背胶的宽度。8.刮胶系统可以根据不同的生产速度自动多段位的调节出胶量。2上胶涂布轮(插入)平装PUR胶订涂布轮实图，精装涂布轮实图涂布上胶轮装置和传统的EVA上胶轮装置大同小异，所用的胶锅可以是传统的胶锅，也可以是特制的胶锅，德国著名柯尔布斯公司为自己的装订设备开发了特制的PUR胶锅系统（涂布轮等工作件装卸容易），为了减少作业终了时的废弃量，采取缩小罐容量等措施。无论平装联动PUR双轮上胶装置和精装联动单轮上胶装置，均在整个胶锅装置表面涂布特氟纶，能快速清理和清洗胶锅。所以涂布轮装置的关健是所有接触PUR的部份都要涂不粘层，也是为了清洗方便。因此要严禁使用锋利的物体作为清洗工具，以免破坏上胶涂布轮和刮刀的特氟纶涂层。笔者在使用后体会到，平装PUR双轮上胶装置每次使用后都必须清理，而精装PUR单轮上胶装置可以在下次使用时再作清理，但是所有清理这部份是必须

浪费的。平装PUR双轮上胶装置的清洗步骤：先放空生产完毕后胶锅内多余的胶液，再用抺布擦掉锅内大部份胶液即可。最后一小部份残余胶体在完全固化后可以用手完全一起撕下来，也可以用水浸泡、擦洗也可，并非一定要用专用清洗剂来完成。当然象专用清洗剂（如V1940专用清洗剂）清洗工作件及胶箱，更省时、简便，但价格昂贵。(插入)专用清洗剂除胶图同时笔者并未发现PUR涂布轮系统由于暴露在空气中，吃饭时必须严格密封，担心胶锅内的PUR胶与空气接触容易发生变化，影响上胶的稳定性。在生产中我们发现在2－3小时内，如果PUR胶温降低到以下，新颖PUR不会出现任何性能变化，仅表面结了一层薄皮而已，快速清理后并不影响正常生产和质量。精装PUR单轮上胶装置的清洗：由于精装速度慢，也促使上胶装置结构相对简单，清洗也要方便的多。另外如果我们在使用前在胶锅中喷涂隔离剂，在下次使用时就可以将固化后的PUR整块掀起，并不需要每次使用后清洗。值的注意的是精装PUR与平装PUR涂布的不同点是，平装有封面包装而精装需要背脊纸包装，因为胶水在短时间内根本不会干燥和固化的，这是的特性所决定的。(插入)精装PUR上纱背纸实图所以一般精装PUR书籍均采用直接包上纱背纸的方法，直接取代精装书背的上纱布工序。纱背纸两面包边(10mm宽)的粘接是用白胶来完成的，中间书背处仍旧是靠涂布上去的PUR热熔胶来粘接的。4.刮胶轮刮胶的作用主要是控制上胶厚度，其最佳工作温度为。由于PUR的涂层在0.3mm-0.6mm左右，仅是一般EVA涂层的二分之一或三分之一，因此刮胶轮的

高低调节非常重要，应根据不同的书刊厚薄来控制胶层厚度，毕竟进口的价格太昂贵（10万元/吨）。在PUR热熔胶胶箱中，由于在使用过一段时间后会被厚厚的胶粘剂所覆盖，只有清洗后才能去除掉，因此要注意及时清洗。作业结束时容易清扫的涂布装置，刷胶结束之后必须把PUR剩余物清除干净，清除粘附的余胶。此外还需要减少胶粘剂的温度压力，操作温度必须处于优化状态下。要注意在设备的夹缝和缝隙中清除残留的胶，从脏的胶箱、胶泵、胶管以及其他相关的设备里去除胶粘剂的残余物质。三.PUR热熔胶使用要求鉴于PUR热熔胶装订是一种新的技术方法，在使用中难免会出现一些问题，因此，要注意掌握热熔胶的特性和使用技术，才能保证书刊胶订质量。1.PUR保质期和储存条件通常在阴凉干燥储存条件下，PUR产品在完好的原始包装中可储存1年不变质，但开启使用后在封闭状态下PUR大约可以保存个月左右。笔者依然建议在包装已经开启后，应该马上使用及仅快用完。应根据不同的设备选择相匹配的，笔者建议选择钢桶灌装的PUR（如20公斤/钢桶），质量相对优于散装颗粒。贮

存：PUR胶应存放在干燥、凉爽的地方。避免日光曝晒，禁止接触蒸气、水和醇类溶剂。包

装：铝铂袋2.5kg，20kg/桶保质期：12个月(插入)袋装PUR颗粒图，桶装PUR图

2.PUR使用时应遵守安全规则①工作室内必须通风良好。如使用增湿器增加湿度，还必须遵守国家关于操作、清洁和维修增湿器的法律法规。②对贮存在工作场所内的原料数量进行限制，能满足一次轮班需要即可。③仅使用未被损坏并且紧密密封的胶水桶，不能对胶水桶加压。避免将胶水桶放在阳光直射的地方。确保装有热残渣的胶水桶一直被盖住。④对胶水进行加热的预熔胶区域必须有足够的抽风能力。最小空气吸入量为300m3/h,200Pa。3.PUR使用的注意事项PUR热熔胶技术是一项新材料、新技术在书刊装订领域的应用，因此业内对PUR还有一个熟悉和掌握的过程，在实践和认知的过程中必然还会碰到一系列的问题需要解决，所以在使用中我们要注意不断总结经验，熟悉掌握设备性能、材料的特性和使用技巧，才能充分发挥PUR良好的优势。注意事项如下：①使用PUR必须采取一些预防措施，以防止交联不充分，导致胶层脱落。为了满足PUR胶装的需要，已经有专门用于胶装的敞开式胶锅和闭合压力喷嘴系统。利用轮子涂布的PUR装订设备也需要不受空气湿度影响的密封预熔装置、作业结束时容易清扫的涂布装置，刷胶结束后必须把剩余物清除干净，涂布辊要做到容易装卸并且把黏附的胶除去。3热熔胶喷嘴和胶罐上部空间生成的烟气也必须被及时排出(120℃时并无烟气)。PUR遇到过度加热（140℃以上），会释放出异氰酸盐气体，造成对人体的一些影响，如刺激眼、鼻、喉的黏膜，吸入量大烟气时会引起头痛等症状。根据我们操作经验，作业温度不超过130℃并不会产生任何副作用。从安全方面考虑，对胶的加热最好设置温度控制装置，必须安装排气装置，促进气体的扩散。注意排废气

系统的材料不能使用铜、锌或其他非铁重金属，以防异氰酸盐烟雾腐蚀。事实上PUR排出的的实面于装订的废气并不多，只要温度控制好并不会出现刺激气体，比EVA要安全的多，即不会发生燃烧，也不会有油腻物渗出，更没有沉淀脏物的生成。4如果连线作业在遇到较厚书册的装订时，为了防止书脊变形和避免胶黏剂黏附到裁刀刃上，需要配置保证干燥时间传送带。在设备选购时就必须充分加以考虑，一般PUR从涂布完成到三面裁切必须有3.5种以上的固化时间作保证。另外三面刀在裁切PUR产品时，也要开启头脚刀口喷硅油装置（必须配置），以防黏刀。5PUR仅仅特殊的设备能用于预熔。封闭挤出系统由预熔装置、箱体和连接管组成,为了保证持续及足够的胶水流出，对于非常厚的书籍，熔化板和橡胶管的温度应该升高10℃。当机器长时间停止时，预熔及应用温度应该降到最小值，在较高温度中过度的暴露会导致粘度的升高。例如：在生产过程中突发事件的产生，机器的故障维修等都会引起停机，同时不要忘了在休息餐饮时也必须降低的使用温度。微刻锯齿装置6书背拉槽深度与使用EVA相比还存在有一定区别，除了保持传统锯齿外还增加了一道微刻锯齿装置，用来进一步增加增加单页纸张之间的夹持牢固度。

锯齿间隙一般为2mm左右、深度在0.5－0.8mm右，微刻锯齿间隙在1mm左右、深度在0.1－0.2mm左右。锯齿过深会增加多余的胶粘剂量、降低打开