浅谈PUR胶在书刊装订中的应用.doc

浅谈PUR胶在书刊装订中的应用随着我国印刷技术水平的全面提升，印前、印刷、印后技术均朝着更高、更快、更精的方面发展，特别是十多年来停滞不前的装订技术也得到了快速发展。装订环节是书刊制作成型过程中的最后一道工序，这道工序的加工质量如何，是影响到书刊优劣和整体效果的关键，在装订环节中，装订用胶又是装订过程中保障书刊质量的关键环节。当今可选的装订用胶很多，如PUR(Polyurethane Reactive-聚氨酯)、EVA(ethylene vinyl acetate-乙烯醋酸盐)热熔胶、PVA（乙烯聚合醋酸盐）冷却乳剂等。PUR(Polyurethane Reactive-聚氨酯)胶是由胶分子与空气和书芯中水分子发生反应，形成不可逆的胶联固化结构，从而形成更稳固耐久的胶层，来保证胶订的质量。PUR胶大约出现于1989年，最早在北美装订系统上进行了测试和应用，经过二十多年的发展，PUR胶在欧洲和美洲得到了飞速的发展，尤其高档图书和杂志大部分采用了PUR胶，南美洲部分国家还明文规定，教科书必须用PUR胶订，由此可见采用PUR胶订是未来装订发展的一种趋势。PUR胶是为适应各种不同克重的印刷纸、塑胶薄膜上光油和油墨等材料而设计的，它是带有氨酯键的高分子化合物，其分子链的末端是多元醇（聚酯、聚醚等）以及低分子量二元醇（链伸长剂）和异氰酸盐的加成聚合物。二元醇和异氰酸盐反应形成刚性分子链段，异氰酸盐反应形成柔性分子链段，因此PUR是一种具备刚柔兼有的强韧与柔软特性的新型热熔胶。其具有遇到空气中的水分逆的交联反应，与纸张形成特别牢固的粘合层。PUR对处理表面覆膜、UV上光的胶片或纸张产品效果非常明显，这是由聚氨酯分子的极性的性质决定的，它可以与表面的涂层有很好地结合，形成牢固的黏合层，达到高质量的胶粘效果。纸张克重的变化以及使用的涂料和油墨的不同都不太会影响PUR的胶粘剂的效果，新型的PUR产品可以将各种类型的涂料纸牢牢地粘在一起，据有关实验表明，采用PUR的纸张拉力比普通胶粘剂的拉力上升了40%-60%。对传统的胶黏剂来说，如果工人不小心将油墨弄到书刊的装订线上，书刊的装订质量就有可能出问题，而PUR胶对此类现象就不会出现装订质量问题。PUR涂胶与标准的EVA热熔胶相比，书脊背胶的涂有量要更少一些，虽然用胶量少了，但是强度没有降低反而提高了。PUR涂胶比标准的EVA热熔胶要柔软许多，因此书刊翻开非常平整，阅读时无需用手按压即可很好地平摊开来，书本平整性提高了读者的阅读舒适感。由PUR胶装订好的书籍对环境适应能力强，特别耐高温和耐低温。我们可以通过实验来证明这一点。首先模拟胶装书在冬季可能面临的温度适应性。将PUR胶装订及EVA胶装订的两本书同时放入冰箱冷冻室内，设置温度为-20度，放置时间为12小时，12小时后从冰箱将两本图书取出，翻开书页对比，用EVA热熔胶装订的书页会发出脆裂的声音，书贴已脱胶掉页，而PUR胶装订的书册仍完好损。在热环境条件下实验PUR热熔胶的高温耐久性，可以把PUR热熔胶装订与EVA热熔胶装订的书册同条件的放入烤房，烤房温度为50度至55度，在这个温度条件下放置6个小时，EVA热熔胶装订的书册胶层开始软化，并伴随书贴脱落，而PUR胶装书依然完好无损。在书页材料理想的情况下，PUR胶订在-40度至120度温度下是不会有问题的，这正是其适应酷热、高寒环境的优良特性，远胜于其他热熔胶，解决了书刊装订温度对其质量影响的后顾之忧。采用普通热熔胶对横丝缕的纸张和纹理不规则的特种纸进行书芯装订时，在沟槽处会产生大量的皱纹。而PUR胶的粘合温度低（正常工作温度为120度），不会使书脊处纸张内部水分蒸发掉，同时，PUR胶层在干燥过程具有一定的延展性，使纸张纤维能够复原。用PUR胶装订书刊只要打毛、拉槽方法正确，操作得当，就不会出现开胶脱页现象，装订成书后外观整。还有，由于装订时PUR胶要比其他胶用量少，在包封上背胶和侧胶及上封面托打时很少有粘合剂被挤压渗出，光边裁切时不会出现参差不齐的现象或缺口，使书脊的形态保持良好。PUR胶层成型牢固，具有很强的耐溶性，到现在为止，PUR胶是唯一一种既耐溶又耐油脂的装订材料。把干燥固化的PUR粘合剂胶层可以渗入到印刷所用的油和溶剂中，如甲基乙烷酮和酒精等，这些化学试剂对PUR胶层没有丝毫影响。现在使用的EVA热熔胶就容易受到油墨成分中石油系溶剂的影响，使其慢慢软化甚至溶解，随着EVA热熔胶软化，强度降低，就会产生书页脱落等严重的质量后果。由此可见，PUR胶不受溶剂的影响，保持原有的胶装强度，对书刊装订质量的提高有很大的推动。多年来，圆脊精装书的书芯一直采用锁线订，扒圆之前在锁线成册的书芯上要涂一层韧性好的粘合剂。在欧洲市场进行调查发现，在已扒圆的书芯上刷PUR热熔胶，直接定型与书芯交联干固，可以保持圆脊形状持久不变形。采用PUR热熔胶给圆背精装浆背是很好的选择，其具有独特的成型柔顺及高粘合的特性，更能适合精装书的装订及读者展平翻阅的要求。采用这种装订方式据有关专家核算大约可以节约20%30%的成本，所以PUR胶订比锁线订成本低而且质量更好。新一代的PUR热熔胶可以联动扒圆，在书芯上刷PUR粘合剂，再扒圆和起脊，能够获得更为精制的圆形书脊，由于PUR胶层与书芯是在圆形状态下干燥的，因此圆形书背的持久性能够达到最大化。而普通的热熔胶在装订书芯时，一般是先刷胶后扒圆，因此圆形的持久性远达不到PUR胶粘接的装订效果。PUR热熔胶有那么多好处，可一直都没有得到广泛的使用，其主要问题就是成本。尽管PUR胶的价格大约是普通的热熔胶的三倍，但使用的数量只是普通热熔胶的一半。当考虑到整本书的成本时，这个数字就相当重要了。例如，一本16k的图书，约厚2.5cm，普通的热熔胶大概要花费0.1元，而使用PUR胶对同一本书上胶，大概要花费0.16元。采用PUR胶还存在一个设备改造的成本，装订设备的改造大概要花费3040万元的费用，而应用系统还要额外花费2030万元不等。正是这些费用阻碍了PUR胶的推广。PUR胶已经研发了四代产品：第一代的PUR工艺尽管可以做到联机裁切，但必须在装订后24小时才可以确保书刊的强度和整齐性；第二代PUR于1994年开发出来的，已经可以做到联机裁切，堆叠厚度也有了增多，而且只需在装订后4小时即可进行裁切；第三代PUR的固化时间只需1个小时，尽管纸张中仍存在相当数量的水分也没有关系。裁切好后，即可马上进行打包。但这也有一定的负作用，由于PUR能很快达到相对强度，因此胶锅中的PUR变得非常重，在潮湿的环境中，这种情况更加明显。第四代PUR已经非常成熟，比第三代更薄，但具有相同的强度，也可存放更长时间。目前这一代已经在很大程度上替代了第二代和第三代PUR，在最新的挤出系统中也应用得不错。PUR的未来PUR在中型印刷企业的应用比较多，多半用于图书期刊和年度报告的装订。由于这一类型的作业大多为涂布纸或横丝缕的纸张，因此市场上使用PUR的用户将越来越多。此外，越来越多的出版社也意识到PUR技术的优势之所在，正开始转向采用这种方法来获得更好的质量和产品的耐久性。甚至一