胶粘材料

第五节　胶粘材料

　　一、书刊粘结的形式

　　在一定条件下，能把同一种类或不同种类的固体材料，通过界面粘合在一起的物质称为胶粘剂，它是一种粘结材料。

　　通过胶粘剂的粘结力，将两种固体材料的表面连接起来的方法叫粘结。在书刊装订中，将单张书页连接成书刊的重要方法之一就是粘结，所以，胶粘材料是书刊装订生产中的重要材料。

　　在书刊装订中，粘结的形式有：端面粘结和平面粘结两种。衬页、插页、表格等与书帖的连接，包衬条，包封面，精装书芯的贴背，书壳的制作及上书壳等都属于平面粘结。无线胶粘装订和热熔线烫订属于端面粘结。平面粘结是搭接，接触面积相对比较大，所以比较牢固。端面粘结是靠胶粘剂渗入到书页中，使纸张的端面相互粘结。根据胶粘剂在纸张之间渗入的深度及所形成胶膜的厚度不同，其粘结率度也木相同。

　　二、对装订用胶粘剂的要求

　　在书刊装订中，被粘结的物体主要是纤维材料（纸、纸板、布等）；如果书刊覆膜，则被粘结的物体是纤维材料和部分塑料膜层之间的粘结。粘结牢度直接影响书刊的装订质量，它不仅取决于胶粘剂和被粘物体表面的结构和性质，而且同粘结工艺操作条件有密切的关系。

　　因此，胶粘剂的选用，除应考虑被粘物体表面的性质之外，还应当根据装订工艺及使用过程中的要求来选配。

　　1.装订工艺对胶粘剂的要求。

　　（1）流动性。书刊装订所用胶粘剂必须具有良好的流动性，才能使胶液充满被粘物体表面的微孔，在粘合时才能与被粘物体凹凸不平的表面达到全面地真正的接触。

　　（2）润湿性。为了得到理想的粘结效果，胶粘剂应能很好地在被粘物体表面涂布，应与被粘物体表面有尽可能大的接触面积。也就是说，只有当胶粘剂充分润湿被粘物体表面后，再失去流动性并产生强有力的凝聚力时，才能产生完好的粘结效果，所以，润湿是粘结的先决条件。只有当液体的表面张力小于或等于固体表面张力时，才是液体在固体表面完全润湿的条件。因此，胶粘剂的表面张力应尽量地小，在这种情况下，液体胶粘剂对被粘物体表面的接触角都是小于90，这样才能对被粘物体表面润湿。

　　（3）粘度。要获得完好的粘结效果，除了胶粘剂在被粘物体表面能充分润湿和渗透外，还必须有粘结强度。粘结强度是由胶粘剂本身的内聚力和胶粘剂与被粘物体之间的粘附力所决定。胶粘剂的粘度，除了直接影响胶粘剂在被粘物体表面的润湿和渗透速度之外，也是影响粘结强度的主要因素。

　　粘度大的胶粘剂，其固体含里高，水分少，内聚力大，粘结强度也大。但胶粘剂的流动性小，不易渗透，所以多用于粘结面积比较小的被粘物体，如粘单页、插图、包封面等。

　　粘度小的胶粘剂流动性好，涂刷时容易充满被粘物体表面的所有微孔，增加粘结的表面积，但其固体含量少，内聚力小，粘结强度也小，涂刷的胶液大部分被被粘结物体吸收，余下的胶粘材料在被粘结表面不足以形成强有力的粘合膜层。

　　在装订生产中，使用的多为水溶性胶粘剂，随着水分的不断挥发，胶粘剂的粘度也在不断升高。对热熔型胶粘剂来说，随着温度的改变，也导致胶粘剂粘度的改变，这样大大影响胶粘剂的粘结性能。为了保证粘结的牢度，应根据被粘物体和胶粘剂的种类、性能，在配制和使用胶粘剂时，一定要对其粘度进行控制。

　　（4）涂胶时限和凝固时间。装订用胶粘剂应有一定的涂胶时限和凝固时间。涂胶时限是指胶粘剂在涂刷到被粘物体表面后，胶粘剂不丧失其粘性所能持续的时间。这一持续时间应当是完成某一装订工作所必须的时间，只有这样才能保证在胶粘剂凝固之前，两个被粘结的物体在要求的位置粘牢。

　　（5）在被粘物体粘合的过程中，胶粘材料的性能必须稳定。

　　2.对胶粘剂的使用要求。

　　（1）胶粘剂的老化期限应当高于所设计的出版物的使用期限，以保证出版物的正常使用。

　　（2）为了使含纤维素的被粘物体不受损坏，不变色，不使印刷图文退色，胶粘剂应为中性或弱酸性。

　　（3）胶粘剂应无色透明。

　　（4）胶粘利应有较强的粘结力，要粘牢被粘物体，胶层的强度应高于或等于被粘物体的强度。

　　（5）胶层应有一定的柔弹性，以保证在半成品的进一步加工过程中和书籍的翻阅、保存、运输过程中，胶膜不被破坏。

　　（6）胶粘剂应无味、无毒、不发霉，不虫蛀、不怕鼠咬，不易燃且价格便宜。

　　以上是对胶粘剂的共同要求，当完成某一具体工艺过程时，还要根据工艺的特点选择性能合适的胶粘剂。例如：①粘结环衬、插页、表格等单张的纸页，由于粘结的面积较小，又要粘结牢固，因此需要粘度大的粘结剂。②粘结书背所使用的胶液，应能保证书帖折缝处粘结牢固，使粘结处的胶膜具有一定的柔弹性，并能保持打开书籍后书背呈拱形。因此，应根据印刷用纸的种类，选择性能合适的胶粘剂。③使用无线胶粘装订时，胶粘剂应具有适当的粘度。当波液粘度太高时，其流动性变差，渗透性能不好，胶液不易充满被粘结表面的微孔，书页的粘结就不牢固；当胶液粘度太低时，粘结时又不能得到足够厚的粘合膜层。④在包
封面和上书完工序中，因刷胶和包封面或上书壳不是一道工序，为了赶上联动生产线的节拍，同时也为了方便矫正，能使封面材料或书壳和书背之间相对滑动，应使用凝固时间较长，粘性较大的胶粘剂。

　　三、书刊装订常用胶粘剂的种类

　　书刊装订用胶主要用于无线胶订、精装书芯贴背、制壳和上书壳以及平装书籍、杂志和手册的包封面等工艺过程中。装订用胶主要有以下几种：淀粉糊胶粘剂（淀粉糊、糊精）、
动物胶（骨胶）、纤维素粘结剂、合成树脂粘结剂（聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、热熔胶）等。

　　1.淀粉糊胶粘剂。

　　（l）淀粉糊。书刊装订用淀粉糊（也称浆糊）主要是从小麦、玉米、马铃薯、大米中提取的淀粉为原料，将淀粉（5％～12％）与水（95％一88％）加热至80℃以上而制成。掌握正确的调制温度，浆糊会具有较强的胶结力。当温度过低时，淀粉还不能完全糊化，胶结力弱且不易使用；当温度较高时，浆糊会逐渐变成玻璃状的透明体，继续升温，则会很快降低浆糊的粘结力。

　　浆糊是装订常用的胶粘材料，广泛用于粘结纸张，织物与纸的婊糊、粘封面、环衬、浆背等加工，不宜粘结粘结强度要求高的加工部位。浆糊原料来源广，制作简单，无味、无毒
、成本低、使用方便。浆糊有一定的粘结牢度，但易吸水潮解，而使被粘物脱落。浆糊易发酵、发霉以致腐败，为防止腐败，常加入少量甲醛，所以最好是现制现用。

　　（2）糊精。糊精的原料仍以淀粉为主，与浆糊相比，其粘性强、干燥快、透明度好，可以长时间放置不变质，使用较广。

　　糊精不仅可溶于热水，而且还可溶于冷水配成各种浓度的粘合剂，一般用浓度为45％～50％的糊精水溶液作纸张、织品等的粘合剂。

　　糊精干燥后膜层比较脆，附着力不强，如用糊精粘漆木和纸张，干燥后很容易从糊精层剥开。为此可加入l％～2％的甘油以提高胶膜的弹性；加入0.65％～1％的硼砂，可提高糊精的粘结牢度。

　　2.骨胶。骨胶的主要成分是明胶朊蛋白质，纯度低的称骨胶或皮胶，纯度高的称明胶。骨胶在常温下是固体脓性硬块。在冷水中不能溶化，但它能吸水而膨胀。制作时以动物的骨、
皮、角为原料，从中提取具有胶粘性的胶蛋白而制成。

　　骨胶粘结强度高，定型好，由于含水量低、干燥速度较快，用于制作精装书壳以及书背布、书背纸、墙头布的粘结。骨胶久耐水，遇水会使胶层膨胀，失去粘结强度，如果含水重超过20％，就会腐败变质。

　　使用骨胶时，应先按胶1份，水2份的比例在水中浸泡10h左右，使用时用浴热的方法，将其加热到70～75（好溶化成液体，待液体流动正常后即可使用。加热温度超过100℃时胶液易老化变质。由于动物胶用途广泛，来源有限，已逐渐被合成胶所代替。

　　明胶在书刊装订中很少使用，因其价格较高，一般用在高档画册或特殊加工时使用。

　　3.纤维素胶粘剂。纤维素胶粘剂又称纸毛浆糊，无粮浆糊。书刊装订中使用的纤维素胶粘剂是羧甲基纤维素胶粘剂。纸毛浆糊无商品出售，多是印刷厂用裁切的纸边自己加工。一般是将纸毛粉碎后，通过化学方法碱地、醚比，再经中和处理加水而制成。由于其原料来源广，因此在印刷业得到了应用。

　　纸毛浆糊干燥后的粘接性能好，胶膜弹性好，保存性能稳定，不发霉变质，不怕鼠咬虫蛀，是淀粉浆糊的代用品。

　　纸毛浆糊可用于粘结插页、衬页、包封面等，干燥速度比淀粉浆糊慢，如与聚乙烯醇混合使用，效果较好。

　　4.合成树脂粘合剂。

　　（1）聚醋酸乙烯脂乳液胶粘剂（PVAC），俗称白胶或乳胶，是由醋酸乙烯酯单体经聚合而成。聚醋酸乙烯脂乳胶液为白色的粘稠液体，能溶于多种有机溶剂，耐烯酸、稀碱。

　　常温下聚醋酸乙烯脂乳胶液的粘结强度较高，固化后胶膜无色透明，有韧性，乳胶液无毒，无味，不刺激皮肤，不怕虫蛀不霉变。在书刊装订中可用于单页、书背纸、书背布、浆背、包封面、扫衬、堵头布、纱布等的粘结。

　　我国生产的聚醋酸乙烯胀乳胶液的外观为乳白色绸液体，固体含量为50％士2％，粘度为3.4～10Pa·s（20℃C），pH值为4～6。常温下使用，超过36℃时乳胶液易老化。

　　（2）聚乙烯酸（PVA）。聚乙烯醇是一种白色或微黄色的絮状或粉末状的水溶性高分子聚合物，不溶于一般有机溶剂，能在热水中熔解成无色透明的粘稠液体。无毒、无味、稳定性好、粘着力强、并有防腐性。

　　在书刊装订中，常用于平装书刊包封面、精装书芯加工、粘卡纸、堵头布和纱布等。聚乙烯醇可以单独使用，也可以与浆糊混合使用.在浆糊中加入10％～30％，可以提高浆糊的粘合力和耐水性。在聚乙烯醇中加入其它物质，如加入硫酸钠、钾明矾等，可以提高聚乙烯醇胶膜的柔韧性和耐水性能等。聚乙烯酸的粘结强度不如PVAC，但比浆糊高，是书刊装订中常用的一种粘结剂。

　　（3）热熔胶（EVA）。热熔胶是一种不含水，不需溶剂的固体可熔性聚合物。在常温下热熔胶为固体，加热到一定温度后熔融，变成能流动而已有粘结性的液体。热熔胶的种类很多
，用于书刊装订的热熔胶是聚乙烯醋酸乙烯酯。

　　热熔胶的主要成分是以乙烯和醋酸乙烯在高压下共聚而成的树脂为基本树脂，它决定了热熔胶的基本性能。再加上提高粘结强度的增粘剂（松香）、胶液粘度及凝固速度调节剂（
石蜡）和少量抗氧化剂（二叔了基对甲基苯酿之类的物质）以减缓热熔胶的老化速度。热熔胶主要用于书刊的无线胶订联动线，在装订线的胶锅内将热熔胶预热后，涂刷到铣背打毛后的书志背上。

　　热熔胶的主要特点是：

　　①小热熔腔中不含水和溶剂。常温下为固体，高温时变为流动性良好的液体，不易燃。对人体无害；

　　②凝固速度快。离开胶锅后7～30s即凝固，无需烘干或加其它固化剂，完全适应高速自动化的要求，所以它已成为平装无线胶厂联动线的最好胶粘材料；

　　③热熔胶可以粘结多种物质，尤其是多孔性的同质材料之间的粘结力更强，固化后的胶膜柔韧性好；

　　④热熔胶可以重新加热再使用，而且耐化学药品性强。

　　热熔胶不耐热，软化点低，使用热熔胶时要采用治热，使固体EVA树脂熔融。为了保证无线胶订的质量，应当严格控制热熔胶加工使用的温度。正常的工作温度在150～180℃，是书册的最佳粘结温度。预热胶锅的预热温度通常要低于工作温度15～20℃。根据书芯的厚
度和纸张的质量不同，上胶温度也不同，书芯厚、纸质好的，胶液的工作温度可以提高到175～185℃。胶液温度越高，流动越快，当温度超过200℃时，胶液便开始变色老化，凝固的时间变长，致使无线胶订的粘结质量交差。

　　（4）醋酸乙烯一乙烯乳液粘结剂（VAE）。VAE乳液粘结剂是醋酸乙烯和乙烯共聚物的水分散体系，是一种乳白色液体。这种粘结剂在我国使用的时间不长，主要用于聚氯乙烯（PVC）涂布加工纸类封面与环村的粘结。

　　（5）纸塑复合粘结剂。纸塑复合粘结剂是丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物，为乳白色液体。主要用于纸、塑粘结，是一种使用方便、粘结能力良好的水溶性粘合材料。

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