胶订工艺与胶黏剂的选择
【内容提要】胶订工艺是书刊装订普遍采用的订联工艺，在胶订技术、设备、材料不断推新的条件下，如何选择合适的胶订工艺和胶黏剂，本文对此提出的观点供读者参考。
胶订工艺是书刊装订普遍采用的订联工艺，在胶订技术、设备、材料不断推新的条件下，如何选择合适的胶订工艺和胶黏剂，本文对此提出的观点供读者参考。
黏结效果
黏结强度不够是目前客户对书籍装订质量投诉较多的一个问题。据统计，在众多书籍装订质量问题中，60%以上涉及书籍胶订。由于黏结效果不佳，一本印刷、装帧很精美的书籍会出现掉页、散页、书背空洞等质量问题，业内装订方面的专家根据多年的生产经验以及对客户投诉问题的总结，指出胶订问题多发生在使用铜版纸印刷的书籍中。书籍印刷时使用的纸张与胶订中选择的胶黏剂之间的相互影响，增加了胶订的难度。
尽管如此，仍然有越来越多的大众休闲杂志、行业期刊、商品目录改传统骑马订为无线胶订。同时，也越来越倾向于选用高档铜版纸印刷以突出产品档次、呈现丰富的色彩。当然，对于一些无须长期阅读和保存的印刷品是否有必要全部采用涂料纸印刷以及追求过高的装订要求，国内外专业人士持有异议，在此不加讨论。
可以肯定地说，采用一些胶订新工艺，对现有生产线进行改造，选用新的胶黏剂等，都可改善书页黏结强度，提高装订质量。此外，书刊装订企业还应重视客户对书籍胶订质量的反馈或投诉。客户的使用意见有时会使工艺设计变得更为复杂，若处理不好企业生产所受影响更大。
书背铣切新法
从胶订设备制造商方面来说，为了提高胶订质量，这几年不断对加工工序进行改进，以应对目前书籍用纸的多样化需求，如对书背处理机构中的铣背工序进行改进。
胶订不同于其他订联方式之处在于，要对书背进行“铣、切”处理，使原来连在一起的书帖成为单页，进而刷胶时能够使每一个单页相互黏结达到订联目的。选择铣背方式时，设备制造商根据纸张的特性提供了不同的铣切方式，可有效改变书页黏结效果。
对书背进行铣切的刀盘根据碎纸形状主要分为两种，即纸粉铣刀和纸屑铣刀，如图1所示。书背铣切选择何种刀盘主要取决于纸张特性。原则上讲，粗糙的纸张应选择铣后断面较为平整的铣切方式；而较光滑的纸张则相反。通常情况下，对于普通的胶版纸和书写纸，采用纸屑铣刀即可。因为铣刀中刀片的角度设计有一定特点，能够使书背获得较为平整的断面；又因为这类纸张多孔，且纤维排列不十分紧密，胶液较易渗透到纸张内部。而对于铜版纸或其他一些表面进行过特殊处理的纸张，由于纤维排列较为紧密，选择纸粉铣切方式较为合理。厚度超过2mm的书背不宜采用纸屑铣切法，因为铣切过厚的书籍需要较大的作用力，容易因摩擦产生热量，存在安全隐患。
图1 纸粉铣刀和纸屑铣刀
将书帖铣成单页后，大多数书帖还要对书背进行打毛或锯槽处理，以增加胶与纸张的黏结强度。据测试，经过打毛、锯槽等处理后能提高10%～20%的黏结强度。
国外有专门研究机构对比了企业加工不同书籍中对书背的处理状况。调查表明，重视对书背铣切工序的技术改进，可以非常有效地提高胶订质量。除此之外，胶黏剂的选用和与之配套的技术条件，对胶订质量的影响也很大。
胶黏剂新品
1.选择原则
在过去的十几年间，许多胶黏剂生产企业紧紧追随印刷、印后技术的发展，投入了大量资金用于研发新型胶订工艺用胶黏剂，同时改良传统书刊装订胶黏剂的性能，推出了一些新型胶黏剂，以适应胶订新设备的研发以及纸张品种的增加，使印刷企业在选择胶黏剂时有了更大的空间。而大多数书刊装订企业和出版社也能够感受到由此带来的胶订质量的提高。
如何在众多的胶黏剂产品中为不同使用目的和翻阅要求的书籍选择合适的胶黏剂，印刷企业在选择时一般应考虑以下因素。
（1）书籍的功能、使用条件以及质量要求。此外，由于目前国家非常重视环保，企业在选择胶黏剂时还应将纸张回收利用中胶黏剂处理的难易度作为一个重要参考指标。
（2）纸张条件（内文纸张和封面纸张）。
（3）所使用的设备条件。
（4）生产工艺设计（联动或单机）。
（5）生产的经济性以及来自客户端的价格压力。 2.PUR胶黏剂技术发展
PUR胶黏剂对于我国广大印刷企业来说，还仅限于一个理论上较为熟悉的概念，据说国内目前只有几家印刷企业在尝试使用这种新型材料。而在国外，这种胶黏剂的应用已经非常成熟，它是目前3种常用胶黏剂（EVA胶、PUR胶、白乳胶）中黏结效果最好的一种，以其装订的书本打开之后外观平整，易于翻阅，耐高温和耐低温，对环境的影响相对较小。三种胶黏剂特性和黏结效果对比情况，如表1所示。
表1 三种胶黏剂特性和黏结效果的对比情况
从表1可以看出， EVA热熔胶实际上并不是一种非常理想的书籍装订胶黏剂，但由于其凝固时间极短，非常适用于联动化加工书籍。而相对于EVA热熔胶，PUR胶黏剂几乎适用于所有种类的纸张，它能够将铜版纸牢固黏合，黏结强度比热熔胶高出50%～60%。
PUR胶黏剂在推广应用方面还有一些问题有待澄清。首先是价格过高，其实将涂层厚度及用量综合考虑，其性价比还是能够让人接受的，这一点已得到业界人士的认可。其次，PUR胶黏剂加热到一定温度时，会释放出一种气体，对人体会产生一定的影响。此外，阻碍PUR广泛应用的另一个障碍是需要对设备进行改造。
PUR胶黏剂必须吸收空气和纸张中的水分，才会发生交联反应，形成耐久的胶层，达到理想的黏结效果。在正常的纸张含水量及温湿度条件下，第一代PUR胶黏剂从最初凝固到彻底固化需要较长的交联反应时间，涂刷到纸张上大致需要6天才能达到最佳黏结效果，因此使用PUR装订的书籍不能马上进行运输。据报告，国外有人做过测试，PUR胶涂刷到铜版纸上5个小时后，纸张拉力只能达到2N/cm，因此只适用于中、低速胶订设备。另一方面，由于在加工过程中不断吸收空气中的水分，胶锅中的胶液会很快变黏。但无论如何，第一代PUR胶自问世，就向传统胶订提出了挑战。
第二代PUR胶黏剂在缩短交联反应时间方面做了一些改进，但对加工过程中黏稠度增大的控制以及凝固时间的缩短仍没有大的改进，因此主要仍用于中、低速胶订设备。
最新的第三代PUR胶黏剂在交联反应时间上大为缩短，涂刷到书背后一般只需6～24小时就能达到最佳黏结效果，相对于第一代胶黏剂，页面拉力达到2N/cm时只需1小时，非常适宜于加工高品质的书籍，如上文提及的采用铜版纸印刷的各类书籍、期刊和宣传品。同时，由于其凝固时间缩短，大型联动化设备，如每小时12000本的胶订联动线也能采用这种胶黏剂进行生产。
PUR胶黏剂对书籍的黏结效果可以通过拉伸实验进行测定。实验方法如图2所示，采用普通EVA热熔胶黏结铜版纸，拉力达到7.5N/cm时，认为书页与书背胶层的黏结强度非常好；拉力在4.5～6.4N/cm时，一般认为较好。而采用PUR胶黏剂，1个小时后凝固，完全固化后拉力可达13N/cm。
图2 拉伸实验
PUR胶黏剂还有一个非常明显的优点，其工作温度较低，一般不高于130℃（EVA热熔胶的加工温度一般在160～180℃）。在加工过程中，对油墨颜色变化以及胶液焦化的影响较小，即使装订纸张丝缕方向不一致的书籍，纸边也不会产生严重的荷叶边。
由于很多书刊装订企业都倾向于采用高速胶订联动设备，今后PUR胶黏剂的生产厂家还应更加关注加工过程中PUR胶在胶锅中的变黏问题。
胶黏剂组合工艺
除上文介绍的采用新型胶黏剂提高黏结强度外，胶黏剂生产商还推出了一项新工艺，即涂刷时采用两种不同的胶黏剂，称之为Two-Shot-System。
使用同一种胶黏剂，如白乳胶或EVA热熔胶在书背上涂刷两遍增强黏结强度的做法，很早就有书刊装订企业做过尝试。但它的效果一直受到质疑，因为每种胶黏剂的优缺点都非常明确，它会集中反映到装订产品的结果上，而不会因为涂刷次数的增多而发生根本改变。采用Two-Shot-System的意义是将不同胶黏剂的优点表现得更加突出，改善了胶订的黏结效果，同时最大限度地弱化了缺点。由于所用胶黏剂是由不同生产商提供，因此这种新工艺的应用前景还有待于时间的检验。
Two-Shot-System的具体方法是，在较大型的胶订机上配置两个胶锅（Two-Shot），分别使用不同黏性的胶黏剂，在书背上涂刷两次获得不同的胶层。通常情况下，第一个胶锅中使用黏度低、流动性较好的白乳胶，其黏结性好，涂刷后较易形成均匀的胶层；第二个胶锅中是热熔胶，书籍在两个胶锅间的运行时间约为10秒。为了加快干燥，涂刷白乳胶后还附加了干燥装置加快胶膜形成。因此，在第二次刷胶前，书背处仍有余热，这对于形成一个坚固的胶层以及随后与封面黏结非常有好处。
两次涂胶工艺中，热熔胶的胶层厚度占胶层总厚度的90%。这种涂刷方式结合了两种胶黏剂的优点，柔韧性和坚固性都非常好。同时，还可以通过改变两种胶层的厚度来获得不同的翻阅效果，满足客户的不同需求。尤其是在加工大型、较厚的电话号码簿时，这种刷胶方式的优点表现得更为突出。
