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熱熔膠的適性

打印文章】 【關閉窗口】 【 瀏覽次數:2228】 【 發布日期:2018-10-6 9:53:43】


      無線膠黏訂工藝中將書頁粘聯成冊所用的膠黏劑主要是熱熔性黏膠劑——EVA熱熔膠材料。熱熔膠使用的正確與否,是保證膠黏訂質量關鍵之一。要正確使用熱熔膠,首先應該研究和掌握熱熔膠的適性。

    熱熔膠的特點

    熱熔性膠黏劑,簡稱熱熔膠,是一種無溶劑、固化快的膠黏材料,其主要特點表現為:

    (1)常溫下為固體,加熱到一定溫度時,熔化為液體,一旦冷卻到熔點以下,又迅速成為固體。

    (2)固化快、公害小、黏著力強,膠層既具有一定硬性,又具有一定韌性。

    (3)具有一定的再黏性。其涂布在被黏物上冷卻固化后,還可重新加熱熔融,再次與被黏物黏結。

    (4)使用方便。使用時,只要將熱熔膠隔熱熔融成液體,涂布于被黏物的表面,經壓合冷卻,幾秒鐘內即可完成黏結,幾分鐘內可完全固化。

    熱熔膠這些特點,尤其是短時間內固化的特點,是任何水溶性膠黏劑都難以具備的,書刊裝訂正是利用了熱熔膠固化快、黏著力強、使用方便等特點,普遍應用于無線膠黏訂書籍的生產中。

    熱熔膠的性能及組成

    熱熔膠的種類很多,有聚酰胺型、聚酯型以及EVA型等。書刊裝訂用的熱熔膠,均為EVA型。EVA型熱熔膠是由乙烯與醋酸乙烯在高壓下共聚而成。隨著乙烯與醋酸乙烯的配料比例不同,可產生不同聚合分子量、性能不同的熱熔膠,以適應各種不同的需求。

    熱熔膠的主要原材料是EVA樹脂。這種樹脂,具有較高的柔軟性,不需硫化,也不必添加增塑劑,就富有橡膠似的彈性,且在低溫下彈性減小,機械性能基本不變;具有耐溫性穩定、不易老化、黏結力較強、固化性較好等特點。但在使用中,為了調節EVA熱熔膠的流動性、滲透性、軟化點和防氧化性,以及降低成本,除采用聚乙烯醋酸乙烯基本樹脂外,尚可酌量加一些添加劑材料。因而,常用熱熔膠多由樹脂、增黏劑、黏度調節劑、增塑劑、抗氧劑、填料等原材料,經過適當配比組成。

    1.EVA樹脂

    EVA樹脂是熱熔膠的主體,它決定著膠的基本特性,賦予膠一定的黏結力與凝聚力。EVA樹脂中醋酸乙烯的含量越大,熱熔膠的黏度越大,但耐熱性和抗拉強度會降低。反之,黏度下降,耐熱性和抗拉強度會上升。一般來說,樹脂成分約占熱熔膠組分的50%左右。

    2.增黏劑

    熱熔膠的成分之一是增黏劑。它的主要作用在于降低熱熔膠的熔融黏度,改善工藝性,使之在涂膠后易于潤濕被黏物表面,提高黏結強度。此外,還可借此調整膠的耐熱溫度及開放時間。因此,增黏劑與樹脂要具有良好的相容性。增黏劑多選用松香改性樹脂,如甘油松香酯、季戊四醇松香酯,也可配加萜烯樹脂等。其中,氫化松香、萜烯、甘油松香酯、松香烴可改進膠黏劑的流動性,并且對光、熱、臭氧、低溫的穩定性較好。增黏劑的軟化點選擇在80~100℃之間,其用量約占總成分的20%~40%。

    3.黏度調節劑

    在熱熔膠中,黏度調節劑可降低熔融黏度、改善流動性,縮短膠的開放時間,減少抽絲現象并防止膠料自黏。同時,也可降低成本。黏度調節劑一般選用蠟類物質,如石蠟、微晶蠟、合成蠟等,其用量要少于總成分的25%。如果用量比例過大,膠料的流動性、滲透性雖然增強,但黏結強度下降,膠的收縮率變大,嚴重時會導致書背出現明顯的“滲油”等現象。

    4.抗氧劑

    由于熱熔膠使用時要經常加熱到140~170℃,甚至更高的溫度,因此膠料容易受熱氧化或老化、分解。為了防止膠料長期受熱而氧化變質,應在配料中加入抗氧劑或熱穩定劑,如二叔丁基對甲苯酚(BHT)、二叔丁基烴苯基丙酸季戊四醇、硫化雙甲基苯酚(QD)等材料。其用量一般控制在0.1%~1%。 
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    EVA熱熔膠的使用

    1.EVA熱熔膠的預熱

    EVA熱熔膠呈乳白色,有塊狀、條狀和顆粒狀。使用時,首先要對固體熱熔膠進行預熱。預熱可用油浴夾套熔膠鍋預熱,也可用電熱板裝置在預熔鍋里直接預熱(無線膠黏訂聯動機采用)。預熱時將固體熱熔膠倒入預熱鍋,在160~200℃的溫度下加熱。預熱時間掌握在1~2小時。熱熔膠預熱到設定溫度,具有良好的流動性后,才能使用。達到預熱溫度的熱熔膠通過恒溫管釋放到160~200℃的膠斗內,即可供膠黏訂聯動生產線使用。

    2.EVA熱熔膠的黏著力與適性

    在生產過程中,熱熔膠的黏著力會隨加熱溫度、書芯紙張質量,書背銑背拉毛的寬度和深度,以及膠黏訂設備的運轉速度等因素的變化而變化。掌握這些變化因素,對提高熱熔膠的黏結力和裝訂適性極為重要。

    (1)熱熔膠的加熱溫度

    熱熔膠軟化點一般在70~100℃內。這個溫度范圍僅僅是膠熔融溫度,要使熱熔膠達到能粘聯書冊的能力,加熱溫度一定要達到150~180℃。國外資料顯示,在普通書版紙(凸版紙、新聞紙)上涂膠,膠溫在170℃時,熱熔膠的拉力測試值為8.83±0.44N/cm。當膠溫升至180℃時,熱熔膠的拉力測試值會下降到7.33±0.33N/cm。反之,當膠液溫度降到155℃時,熱熔膠的拉力測試值只有5.22±0.25N/cm。

    由此可見,熱熔膠的加熱溫度,不宜過高和過低。溫度過高,雖然膠的流動性、潤濕性和滲透性加強,但黏結強度將下降,影響膠的抗拉力。反之,溫度過低,雖然黏度提高,但會影響膠液的流動性以及對書芯的潤濕性和滲透性和膠的抗拉力,甚至無法黏結。因此,熱熔膠的加熱溫度和上膠溫度一定要控制在一個最佳的范圍內。

    (2)書芯紙張與上膠溫度的關系

    書芯用紙張不同,熱熔膠的上膠溫度也應有所不同。 這不僅是因為紙張的纖維性能不同,更重要的是其導熱性有所不同,即冷卻速度不同。以涂料紙(銅版紙)和非涂料紙(凸版紙)的導熱性為例,前者對膠的冷卻速度要比后者快。因為涂料紙中所含的無機物比非涂料紙高出近10倍,而無機物具有良好導熱性,所以涂料紙可以使熱熔膠較快地冷卻。 熱熔膠的拉力測試表明,如果上膠溫度同樣是170℃,黏結非涂料紙可達到8.83±0.44N/cm的拉力值,而涂料紙的拉力值只能達到1.86±0.11N/cm(65g/m2涂料紙)和1.46±0.11N/cm(100g/m2涂料紙)。因此,要提高涂料紙上熱熔膠的拉力值,一定要提高上膠溫度。實踐證明,其上膠溫度一般為195℃左右。這一溫度下,拉力值可達到4.1~3.91N/cm(以上數據摘自國外資料,僅供參考)。

    (3)熱熔膠的開放時間與生產運轉速度

    熱熔膠在使用過程中,有兩個時間變量必須嚴格把握、 一個是熱熔膠的開放時間,一個是其固化時間。

    開放時間是指熱熔膠涂刷到被黏物的過程必須在熱熔膠規定的黏合時間內完成,否則,超過規定時間,膠層表面會結膜,使兩個黏合物無法粘牢。根據熱熔膠的型號不同,開放時間也不同,可為7~15秒,也可為15~20秒。兩個被黏物在規定時間內黏合后,還要經過一定時間的冷卻,才能加壓或翻動,不然,會影響熱熔膠的黏結力,造成產品變形或書頁脫落。這個冷卻時間,稱為固化時間。固化時間根據熱熔膠的型號不同,有長有短,一般固化時間為3~5分鐘。

    熱熔膠的開放時間和固化時間與機器運轉速度密切相關,開放時間更是如此。如熱熔膠的開放時間為7~15秒鐘,則書芯經銑背拉毛后,從涂刷膠液開始,到封面與書背黏合為止(書背上不貼紗布與卡紙),必須在15秒內完成,熱熔膠才能取得良好的黏合效果。如果機器運轉速度慢,在15秒鐘內不能完成封面的黏合,封面與書背的黏結就不很牢固,黏結強度較差。 因此,確定熱熔膠的開放時間,一定要考慮膠黏訂設備的正常運轉速度。

    此外,還要掌握熱熔膠的固化時間,因為膠液涂刷到書背后,還要經過3~5分鐘時間才能基本固化。在其還沒有達到或接近完成固化之前,書本不能裁切,書頁不能翻動。否則,就會造成書背封面弓皺,書背變形和書頁脫落等弊病。所以,如果書冊膠黏訂后,與三面裁切工序的間隔時段較短,則應設法延長時間,使膠液充分固化后,再進行裁切。

    使用熱熔膠的注意事項

    (1)熱熔膠只能用油浴隔套或用密封的電熱板加熱,切忌使用明火加熱。

    (2)熱熔膠在用預熱鍋進行預熱后,要釋放到涂膠液的膠斗中才能使用。因此預熱鍋中膠量要適宜,如果加得過多,重復熔膠,膠體易老化,影響黏結力,應做到少加勤加。

    (3)要在熱熔膠開放時間內,完成書冊的全部黏合工作,若遇到停機或其他故障,書夾內涂刷過底膠而未上側膠的書本,要及時取出,防止出現書芯在膠輪上停頓的現象。

    (4)熔融膠體的溫度要嚴格控制在使用溫度范圍內,既要防止膠液溫度過低,影響膠的流動性,潤濕性和滲透性,又要防止溫度過高,影響膠的黏度,造成膠液老化等問題。

    (5)熔化膠液的膠鍋要定期清理,最好每年清洗2次,以保證膠鍋清潔。清洗時要注意,不要以石蠟做清洗劑,因為石蠟易燃,存在安全隱患,建議使用專用清洗劑。 此外,還要確保溫度顯示器的靈敏度,以保證顯示溫度可靠。



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