PUR胶装机
PUR胶主要性能
PUR胶是一种反应型湿气固化聚氨酯热熔胶,在施胶时与空气中的水分反应而固化,形成牢固的黏合层,是一个不可逆的化学反应过程。PUR胶的黏结性及韧性(弹性)可调节,并具有优异的黏结强度、耐温性、耐化学腐蚀性和耐老化性。
PUR胶的黏结性能与合成预聚体的种类、配比及NCO(异氰酸酯基)含量有关。其中NCO含量对胶的性能有很大影响。NCO含量过低,预聚体相对分子质量较高,则胶体黏度较大,胶的贮存期、适用期和固化时间较短;NCO含量过高则相反。一般来说,PUR中的NCO含量通常在2%~10%之间。
PUR胶订工艺现状
近年来,PUR胶订工艺在北美地区非常普及。据报道,1995年北美只有28家印刷厂使用PUR胶,到2002年底,增加到了50家。目前,虽然国外PUR胶生产商一直在中国联合设备商不遗余力地推广PUR胶订技术,但由于设备、工艺、成本等原因,国内厂家真正接受并使用PUR胶还是比较晚的。
目前,国内仅有为数不多的几家外资企业采用这种工艺,而且大部分用于国外订单的加工。国内PUR胶订技术仍处于起步阶段,价格相对其他品种的胶黏剂产品来说都较高,而且必须使用较为昂贵的专业熔胶、上胶设备。但就近几年市场发展来看,随着国内外厂商对PUR胶订技术的推广宣传,印刷企业对PUR胶订技术的认识和理解进一步加深。目前,无锡万力粘合材料有限公司在该PUR胶订技术研发上取得突破性进展,包括胶水、熔胶和上胶设备,已能够给用户提供整套的PUR书刊胶订解决方案。
PUR胶订工艺的技术优势
由于PUR胶本身固有的特点,采用PUR胶相比EVA热熔胶具有很多优势:黏结强度大、平摊性能好、耐温范围宽,对于锁线胶订工艺具有成本优势,且纸张适性范围大。
1.杰出的黏结强度
由于EVA热熔胶本身的强度不足,加上市场上存在一些不达标的EVA热熔胶或者用户没有按照科学的上胶工艺操作,导致EVA胶订书籍掉页、散页的现象比较普遍,而采用PUR胶就能较好地解决这一问题,见表1。
表1 PUR和EVA胶黏结强度比较
其次,纸张定量的变化、使用涂料和油墨的不同都不会显著影响PUR胶的黏结效果。新型PUR胶可以将各种纸张牢牢地粘在一起;且对于表面覆膜及UV上光的纸张黏合效果较好,可以与表面涂布层很好地结合,这主要是由聚氨酯分子的极性决定的。
再次,PUR胶的优势还体现在随着时间的延长,其黏结强度下降速度非常缓慢,因为分子结构特点决定了它要比标准的EVA热熔胶柔软许多。超薄的胶层加上胶层本身具有的极强柔韧性,使PUR胶订书刊可以无须手压即可很好地平摊开来。高品质的PUR胶能使书籍在不施加外力的情况完全摊平。对于某些类型的书籍,如厚书刊、指导手册、说明书等,具有良好的平摊性是非常重要的。一本平摊性非常好的书籍对于读者来说,将会使阅读成为一种非常愉悦的体验。
2.优异的耐温性
采用PUR胶订的书籍几乎不受温度的影响,耐温范围在-40℃~140℃之间。这对于在不同温度环境下存放的书刊来说非常重要。而EVA热熔胶耐温范围约为-5℃~65℃;PUR胶耐温范围约为-40℃~140℃。
优异的耐温性,能够使某些必须曝露在极端温度条件下的书本得以保存,这也是一些书籍必须采用PUR胶订的原因之一。
3.其他优点
采用PUR胶订的书籍,在很多方面还有一定的优势。
EVA胶订的书籍翻阅多次之后书背处往往起皱,这是由于EVA胶订温度高,会使书脊处纸张内部的水分蒸发掉,从而起皱。由于PUR胶订温度低,且自身具有很好的延展性,不会对纸张的纤维方向造成影响,书背不会起皱。
而且,与EVA热熔胶相比,PUR胶的耐溶剂性极强,对于某些必须使用复杂工艺胶订的书籍,采用PUR胶可以节省工序和能源。
PUR胶订工艺的经济优势
1.一次性设备投资分析
现有的书刊胶订自动化设备只需在上胶部位做简单修改,再配上一套熔胶机就可作为PUR书刊胶订设备。整个新增成本相对于整套书刊胶订设备的价格,甚至不到1/10的比例,而且可以根据客户需求在不同时间分别进行EVA和PUR上胶工艺。如果采用国产PUR胶订设备,成本将更加低廉。
2.胶黏剂成本分析
采用PUR胶订工艺的成本优势在平装锁线书刊、厚书刊、纸张定量大的铜版纸书刊及一些高档商业书刊上表现得比较明显。目前,书刊用PUR胶进口价格在120~140元/kg,而国产价格在80~90元/kg,如果在国内这个工艺能得到一定规模的普及,价格还会有一定比例的下降。
PUR胶层的推荐厚度约为0.3mm,这个厚度约是EVA胶层最小厚度(0.8mm)的1/3,对于高档书刊或者铜版纸书刊来说,EVA胶层厚度应超过1mm,最高可达1.5mm。而市场上高档EVA热熔胶的价格超过30元/kg。所以,如果采用国产PUR胶,胶水价格接近高档EVA价格的3倍,而用量却只是EVA的1/3或者更少,整体耗材成本相对EVA热熔胶还是具有优势的。另外,采用PUR胶可针对几乎所有类型的纸张施胶,而不用像EVA热熔胶那样需要更换胶种,这一优势在节省耗材费用和生产时间方面更为明显。
对于平装锁线工艺来说,按照1本书平均10帖来计算,1帖的平均成本约为3.5分,1本书的成本约0.35元;采用PUR胶订工艺,1本书(10帖)的成本约为0.28元。目前,1台锁线机1天8小时锁线2万帖,约合2000本书刊,而采用PUR胶订工艺在联动线上半个小时就能生产出2000本,所以对于平装锁线工艺来讲,PUR胶订工艺非常具有优势。
目前,国内每年有20多亿册书籍采用平装锁线方式,如果采用PUR胶订工艺,一年就可节省成本约2.5亿元。圆背精装书册的书芯一直采用锁线订,扒圆之前在锁线成册的书芯上刷一层韧性好的胶黏剂。如果在已扒圆的书芯上刷PUR胶直接定型,可保持圆脊形状持久不变形。PUR胶具有较好的成型性及高黏合性特点,用于对圆背精装书籍浆背是很好的选择,更适合读者的平摊性阅读需求。
在市场竞争激烈的今天,越来越多的印刷装订企业认识到品质和技术的领先是战胜对手的捷径,PUR胶订技术不仅可以节省成本,而且能够提升产品质量,使PUR胶订的书刊比其他常规胶订书具有更高的附加值。
结束语
按全国现在每年消耗EVA热熔胶超过2万吨计算,如果改用PUR胶,只需要6000~7000吨就可完全满足国内印刷胶订企业的生产需要,能为国家节省大量能源。
2008年初,教育部联合财政部发出关于教材循环使用的意见,各省教育厅、各地市教育局乃至基层学校纷纷响应。教科书的平均使用寿命可达5~10年,这大大节约了资源成本,又减少了造纸产业给环境带来的污染。采用PUR胶订工艺的书籍可延长使用寿命。
在价格敏感的中国市场,很多企业把目光投入到成本核算上,对于设备升级带来的成本,往往考虑很多,但是如何摆脱印刷装订企业的同质化竞争,特别是低价低质的运作模式,PUR胶订工艺可能是解决这一问题的最好途径。