在不斷的改進(jìn)與發(fā)展中，PUR熱熔膠憑借優(yōu)異的黏結(jié)強(qiáng)度、耐溫性、耐化學(xué)腐蝕性和耐老化性，成為印后裝訂材料中的重要品種之一。正確了解PUR熱熔膠的發(fā)展史和存在問題，是更好應(yīng)用其的前提所在。

  PUR熱熔膠具有很強(qiáng)的黏合力、耐冷及耐熱性，且對(duì)印刷油墨或墨粉中的油成分具有較高的耐抗性。但最近的趨勢(shì)表明，這種膠黏劑與“絕對(duì)質(zhì)量可靠”的概念不相符合，真相究竟是怎樣的，且聽本文細(xì)細(xì)道來。

  發(fā)展源于需求

  第一代反應(yīng)型膠黏劑于1984年進(jìn)入市場(chǎng)，由于受當(dāng)時(shí)原料所限，這種膠黏劑具有較低的初始強(qiáng)度，需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的化學(xué)反應(yīng)才能達(dá)到最終的黏合強(qiáng)度。一般情況下，裝訂好的產(chǎn)品需要長(zhǎng)達(dá)6天的反應(yīng)時(shí)間才能進(jìn)行下一步驟。尤其是卷筒紙膠印產(chǎn)品，由于其紙帶未經(jīng)再濕潤(rùn)，只含少量水分，因此需要幾周的反應(yīng)時(shí)間，極大地影響了交貨時(shí)間。

  20世紀(jì)90年代末，明顯縮短反應(yīng)時(shí)間的第二代PUR熱熔膠在市場(chǎng)推出。這一代PUR膠黏劑的主要特點(diǎn)是：完全硬化時(shí)間縮短至3天；加工過程相較以前更加穩(wěn)定、可靠。但在寒冷的冬季，空氣相對(duì)濕度下降到20%的時(shí)候，PUR熱熔膠的交聯(lián)固著還是一個(gè)難題。

  跨入21世紀(jì)之際，第三代PUR熱熔膠閃亮登場(chǎng)，這種高反應(yīng)膠只需要幾小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。此外，該膠黏劑的初始強(qiáng)度大大改善，有利于加工設(shè)備(三面刀和雙聯(lián)本切割鋸)的運(yùn)轉(zhuǎn)，每小時(shí)生產(chǎn)速度可超過10000本。第三代熱熔膠在生產(chǎn)過程中具有較低的黏度和良好的黏結(jié)穩(wěn)定性，特別是在完全封閉的系統(tǒng)中，如膠訂機(jī)的噴嘴涂膠更適于使用這種高反應(yīng)的膠黏劑。

  此時(shí)PUR熱熔膠用戶對(duì)于高質(zhì)快速的膠訂愿望進(jìn)一步得到滿足，只是封皮的側(cè)膠還不盡人意。當(dāng)時(shí)PUR膠訂還在用傳統(tǒng)的EVA熱熔膠進(jìn)行側(cè)面涂膠，常對(duì)產(chǎn)品的整體形象造成不好的影響，特別是針對(duì)畫報(bào)和雜志的印制，由于緊挨著封皮的部位經(jīng)常有油墨濃厚的膠印圖像和實(shí)地存在，因此在油墨和采用EVA膠黏劑的側(cè)膠之間總會(huì)產(chǎn)生相互作用。雖然PUR熱熔膠可以保持裝訂產(chǎn)品的式樣，但在封皮和小冊(cè)子的第一頁(yè)和最后一頁(yè)上會(huì)出現(xiàn)油漬。直至2005年各制造商供應(yīng)PUR側(cè)膠之后，這個(gè)問題才得以解決，這種側(cè)膠在起始時(shí)具有持續(xù)高黏性，交聯(lián)后才會(huì)顯示PUR熱熔膠的性能。

  小冊(cè)子裝訂使用PUR熱熔膠所達(dá)到的高質(zhì)量也引來傳統(tǒng)書籍生產(chǎn)者的覬覦。這種仍被稱為交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間“慢”的膠黏劑大大阻礙了膠訂、鎖線訂書芯及扒圓的聯(lián)機(jī)生產(chǎn)。這種膠黏劑在“過渡階段”內(nèi)，膠膜的內(nèi)在強(qiáng)度(內(nèi)聚力)不能參與彈性或塑性變形，也不會(huì)出現(xiàn)膠膜斷裂。因而為了加快交聯(lián)速度，必須使用在UV光反應(yīng)和曝光后立即大大加速交聯(lián)的膠黏劑。就是在這樣的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了第四代PUR熱熔膠。這種以雙重固化的聚氨酯熱熔膠而著稱的產(chǎn)品，也為膠訂畫冊(cè)所使用。正如這種膠的名稱表述一樣，以UV照射開始加速交聯(lián)，有助于提高膠的內(nèi)聚力性能，再通過異氰酸酯濕交聯(lián)產(chǎn)生膠的最終強(qiáng)度。

  未來責(zé)任重大

  自從相關(guān)協(xié)會(huì)將反應(yīng)型膠黏劑系統(tǒng)中含有的一定濃度的自由異氰酸酯劃歸為“有害的配制品”類之后，裝訂用的PUR熱熔膠必須標(biāo)以危險(xiǎn)品編制Xn標(biāo)志。職業(yè)的安全和健康信息(BGI790-015)中稱，“異氰酸酯有害健康的方式包括以可吸入的霧氣和氣溶膠形式存在的尚未化合的自由異氰酸酯(單體二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、聚合的MDI和帶有自由NCO異氰酸酯基團(tuán)的MDI聚氨酯預(yù)聚物)。目前，在PUR熱熔膠中含有0.1％～4％未化合的異氰酸酯。當(dāng)溫度超過100oC時(shí)，異氰酸酯將以有害健康的濃度在空氣中逸出。”為此，制膠業(yè)快速作出反應(yīng)，著手研發(fā)在任何情況下確保遵守職業(yè)接觸異氰酸酯極限值要求的產(chǎn)品，也就在這個(gè)時(shí)候，第五代PUR熱熔膠誕生了，滿足行業(yè)對(duì)于異氰酸酯低排放的環(huán)保要求，滿足了工廠日益增長(zhǎng)的安全性需求。

  為了達(dá)到安全環(huán)保的目標(biāo)，如今很多反應(yīng)型熱熔膠制造商也通過將熱熔膠的熔化和加工溫度降低到100oC極限范圍內(nèi)的方法來減少排放。對(duì)這種低溫范圍內(nèi)加工膠黏劑的要求是：膠的常見性能，如交聯(lián)機(jī)理、較高的初始強(qiáng)度和黏度值的穩(wěn)定性都要保持在正常水平。由于紙邊缺少濕潤(rùn)，在生產(chǎn)中不穩(wěn)定的黏度性能，會(huì)對(duì)難粘的紙張?jiān)斐刹涣己蠊?。換句話說，在黏度不穩(wěn)定的情況下，對(duì)膠訂的牢固性會(huì)有不利的影響。

  其他的制膠商業(yè)開始開發(fā)所謂的混合膠黏劑系統(tǒng)，這種膠黏劑用傳統(tǒng)的熱熔膠原料替代聚氨酯基的原料。但在很多人看來，這種發(fā)展對(duì)裝訂廠和印后加工不一定有利。將采用混合膠黏劑系統(tǒng)制作的膠訂產(chǎn)品與使用PUR膠黏劑制作的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量對(duì)比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)用混合膠黏劑膠訂的產(chǎn)品的牢固度明顯降低。當(dāng)然，牢固度降低的30％～40％也與紙張質(zhì)量有關(guān)系。在使用膠版紙和部分無光涂料紙時(shí),即使裝訂牢固度減少的百分比較高，但對(duì)產(chǎn)品的使用性沒有多大影響。而采用難黏合的亮光涂料紙的情況則完全不同，這種紙的拉力測(cè)試結(jié)果很快降低到“裝訂牢固度較低”的范圍內(nèi)。這種混合膠黏劑系統(tǒng)存在的另一個(gè)問題在于改變的耐礦物油蒸餾的性能和在極端溫度范圍內(nèi)的裝訂耐受性。由于膠黏劑的未交聯(lián)成分與油墨會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，即相互作用，如前幾年使用EVA熱熔膠一樣，這使裝訂廠感到擔(dān)心。自從引用PUR熱熔膠以來，裝訂廠不再需要關(guān)注這個(gè)相互作用問題。耐溫度變化性的情況也相似，PUR熱熔膠的耐溫度范圍可以從-30oC至+200oC。

  從過程可靠性和裝訂質(zhì)量來看，第五代PUR熱熔膠(低排放)也并非完全被接受。從下圖可以看出，PUR熱熔膠的反應(yīng)和黏合牢固度過程及其應(yīng)用間隔時(shí)間在朝著什么方向發(fā)展。對(duì)所有低排放的PUR熱熔膠來說，雖然交聯(lián)過程并非完全滿足市場(chǎng)的需求，但可以看到一種發(fā)展趨勢(shì)。第二代PUR熱熔膠的“正常反應(yīng)系統(tǒng)”在黏合后8小時(shí)達(dá)到其最終牢固度的20％(見下圖：黃色曲線)。而第三代PUR熱熔膠（高反應(yīng)系統(tǒng)）在同樣的時(shí)間內(nèi)達(dá)到75％的最終牢固度(見下圖：紅色曲線)。第五代PUR熱熔膠（低排放系統(tǒng)）的反應(yīng)過程幾乎呈直線上升(見下圖：綠色曲線），其黏合強(qiáng)度限于50％的增長(zhǎng)。但是，在現(xiàn)有的投訴中我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，關(guān)于PUR熱熔膠系統(tǒng)的反應(yīng)過程是不負(fù)責(zé)擔(dān)保的，應(yīng)用技術(shù)上的缺陷、紙張問題和室內(nèi)空氣濕度太低已作為問題原因被忽略，因而就目前情況來看，膠黏劑的反應(yīng)時(shí)間是一個(gè)很難對(duì)付的棘手問題。

  鑒于在印刷、印后加工和交貨之間的時(shí)間間隔越來越短，膠黏劑反應(yīng)的重要性已不能被列為產(chǎn)品要求的次要地位。對(duì)于短期交貨的商品目錄印制廠、雙聯(lián)生產(chǎn)的書籍裝訂廠和數(shù)字印刷用戶來說，不同批次膠黏劑的反應(yīng)速度及其穩(wěn)定性，都是頗為重要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。