无线胶装书刊背胶厚度与装订强度间的相关性探究
时间：2021-01-09 00:05:14 来源：达达文档网 本文已影响 人 
叶程 陈光伟
无线胶装书刊的装订强度指将书本内页纸张从书脊处的胶水与纸张粘结界面分离所需的力，用牛顿每厘米（N/cm）表示，是衡量书本生产质量的重要指标。背胶厚度、开槽深度、开槽间距、热熔胶粘结性能等工艺和材料参数均是影响书刊装订强度的主要因素。对于一条生产工艺成熟的胶装书生产线，其车间环境温湿度、胶水品牌型号、开槽深度、开槽间距等通常固定，无特殊情况一般不做改动。此时背胶厚度因素则成为影响书刊装订强度的决定性参数，同时背胶用量的大小也直接影响着书刊的生产成本。如何合理地调整胶订书刊的背胶厚度，从而以经济、有效的方法来得到优良的书刊装订质量，一直是困扰胶装生产人员的一道难题。本文从无线胶装的生产实际出发，采用科学实验方法探究不同背胶厚度的胶装书刊间装订强度的变化趋势，并借助数据分析手段挖掘背胶厚度与装订强度之间的内在联系，最终获取无线胶装书刊背胶厚度设置的解决方案。本文的研究对于提高胶装书刊产品质量、优化书刊生产工艺及降低生产成本等方面均具有十分重要的意义。
实验设计及实施
1.实验设备及材料
如表1所示，本实验以马天尼无线胶装联动线为依托，分别使用Henkel Q3090型EVA热熔胶以及70g/m2胶版纸、105g/m2铜版纸两种书刊最常用的纸张生产测试样书。
2.實验设计及实施
实验实施过程如图1所示。
①实验前准备。分别将标规尺寸的70g/m2胶版纸、105g/m2铜板纸的16K、16P折页，折成260mm×185mm大小尺寸的书帖，用于生产测试样书。胶装机开机，胶锅内添加胶水并加热，折页完成的书帖整齐码放在胶装机下纸机座上，按照表2所示的参数调整车间温湿度、热熔胶品牌、胶装机胶炉温度、生产速度、开槽深度、开槽间距等工艺参数，并在生产过程中保持表2参数固定不变。
②样书生产。准备工作完成后启动测试样书生产，其中胶版纸样书为160P/本（即10贴/本），成品书脊厚度为7mm;铜版纸样书为192P/本（即12贴/本），成品书脊厚度为9mm，两种纸张样书的外封均使用250g/m2铜板纸制作。生产时，通过调整胶装机上胶辊与内芯书脊间的间隙将两种不同纸张样书的背胶厚度分别设置成0.4～1.2mm间逐步变化的5级，每组背胶厚度下均获得若干本样书。
③装订强度测试。待样书背胶干透后，按照《GB CY/T 40-2007书刊装订用EVA型热熔胶使用要求及检测方法》的要求，使用SKL-03A型书刊装订强度测试仪测量样书的装订强度。
3.实验结果与分析
①不同背胶厚度下的装订强度变化趋势。
使用SKL-03A型书刊装订强度测试仪分别对两种纸张下5种不同背胶厚度样书的装订强度进行测试，为避免因单次测量而引起误差，实验对各组背胶厚度的样书进行了多次测量。将测量值导入专业的数据分析软件中，生成不同背胶厚度下的装订强度变化趋势图，为方便叙述，本文以105g/m2铜版纸样书的装订强度变化为例对数据分析结果进行说明，具体如图2所示。
图2中列出的4组测量数据呈现出两个明显的规律：A.被测样书的装订强度并不是随着背胶厚度的增加而线性上升的，在背胶厚度由0.4mm增至1.2mm的过程中，装订强度并没有一直上升，而是呈现出波动的变化趋势。B.对于铜版纸样书，多次测量数据组的装订强度峰值均出现在背胶厚度为0.8mm时，当样书背胶厚度低于或高于0.8mm时，装订强度均有不同程度的 下降。
70g/m2胶版纸样书的装订强度呈现出了与105g/m2铜版纸样书一致的规律，胶板纸样书装订强度达到最大值时的背胶厚度为0.6mm。
②相同背胶厚度下的装订强度波动趋势。
笔者接着将70g/m2胶版纸样书中背胶厚度值相同的样书装订强度数据进行分组，从而得到了相同背胶厚度下的装订强度值波动趋势图，具体如图3所示。
通过观察图3我们发现，胶版纸样书在其装订强度最高的0.6mm背胶厚度下的装订强度波动值是最为稳定的，0.6mm背胶厚度下多次测量间的波动范围仅为24N，远远低于其它背胶厚度下的波动值。并且，105g/m2铜版纸样书实验同样展现出了与此相同的情况，可见该现象并不是偶然发生的。
③实验结果分析
通过本文以上内容的分析我们发现，无线胶装书刊背胶厚度的设置是有规律可循的，胶装书的背胶厚度并不是越厚越好，对于不同内页纸张、不同书脊厚度、不同开本规格的胶装书刊其背胶厚度均存在一个最优值，书本在该最优胶厚下不仅能够实现装订强度的最大化，且其装订质量亦最为稳定。
该规律的成因或许与胶装所用EVA热熔胶的理化性能存在一定的联系。书刊生产时，EVA热熔胶受热熔融，与书帖结合冷却后又恢复为固体状态，此时书脊背胶处的胶体同时具备弹性、塑性两种物理特性。在书本背胶厚度达到最优值时，胶体受力拉伸后其弹性性能最佳，因而抗拉;当背胶厚度过低或过高时，胶体受力后容易发生塑性变形，且变形无法恢复，因而装订强度会出现明显的下降。
本文采用系统性的数据研究方法探讨了无线胶装书刊背胶厚度与装订强度之间的变化关系，开创性的发现了胶装书刊存在背胶厚度的最优值，书本在该最优胶厚下不仅能够实现装订强度的最大化，且其装订质量亦最为稳定的规律，并对规律的成因进行了剖析。
通过本文研究可知，企业在生产无线胶装产品时应设法找到书刊的最优背胶值，从而以最经济的方式实现最优的产品质量。本文研究对于无线胶装书刊生产工艺优化、工艺参数控制、产品质量分析等均具有良好的借鉴意义。
作者单位：杭州日报报业集团盛元印务有限公司
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