EVA热熔胶及其在滤棒成型中的应用

热熔胶是一种不需溶剂、不含水分100％的固体可熔性聚合物，常温下为固体，加热熔融到一定温度成为具有一定的流动性和粘性的液态胶粘剂。其中，以乙烯-醋酸乙酯（EVA）为基本树脂的EVA热熔胶是烟用滤棒成型中使用的搭口胶之一，随着高速滤棒成型机的普遍使用，EVA热熔胶在滤棒成型中的用量越来越大，但国内关于热熔胶在滤棒成型中应用技术的报导甚少，本文就EVA热熔胶应用实践探索中的经验与大家进行探讨。
1热熔胶的组成
1.1基本树脂 滤棒成型用热熔胶的基本树脂，一般是EVA树脂，即由乙烯和醋酸乙烯在高温高压下共聚而成的树脂。基本树脂的比例和质量决定了热溶胶的基本性能，如粘接能力、熔融温度及其助剂的选择。
1.2增粘剂 如果仅靠用基本树脂熔融，在一定温度下具有的粘接力，当温度下降后，难以对纸张进行润湿和渗透，从而失去粘接能力，无法达到粘接效果；加入增粘剂可以提高胶体的流动性和对被粘物的润湿性，改善粘结性能，达到所需的粘结强度。滤棒用热熔胶的增粘剂一般使用松香、帖烯树脂等。
1.3粘度调节剂 其作用是增加胶体的流动性、调节凝固速度，以达到快速粘接牢固的目的，否则热熔胶粘度过大，无法或不易流动，难以渗透到成型纸中去，就不能将其粘结牢固。加入软化点低的粘度调节剂，就可以达到粘结时渗透好、粘得牢的目的。
1.4抗氧剂 加入适量的抗氧剂是为了防止EVA热熔胶的过早老化。因为胶体在熔融时温度偏高会氧化分解，加入抗氧剂可以保证在高温条件下，粘结性能不发生变化。
1.5除以上几种原料外还可根据气温、地区的差别配上一些适合冷带气温的抗寒剂或适合热带气温的抗热剂。

2热熔胶的分类
按所使用的基本树脂分类，热熔胶一般分为EVA热熔胶、聚乙烯及乙烯共聚树脂热熔胶、聚丙烯热熔胶、聚酯热熔胶、聚酰胺热熔胶、聚氨酯热熔胶等。
3 EVA热熔胶的特点
在滤棒高速成型中选用EVA热熔胶，是因为它具有以下特点：
①粘着力强、粘合速度快，适合于连续化、自动化高速作业，生产成本较低；
②产品理化性质稳定，安全性能好，xx害，不燃烧，在一定温度范围内加热，不易产生氧化、分解、变质等不良反应；
③粘合工艺简单，使用过程中没有溶剂挥发，不需要干燥工艺，不会像水溶液或水乳液型胶粘剂，因纸张吸水而膨润，使被粘纸张起皱，影响粘接效果和滤棒产品外观；
④产品本身系固体，便于包装、运输、贮存；
⑤有较好的粘合强度与柔韧性；。
⑥此外，EVA类热熔胶存在是强度相对较低、不耐热、不耐油脂等缺点。
4滤棒成型中施胶工艺的设定
EVA热熔胶在滤棒成型中的粘合对象是纸张（成型纸），纸张的{zd0}特点是具有多孔性，胶粘剂可通过纸张表面的毛细孔而渗透到纸张内部产生较高的粘接力，同时增强纤维分子间的作用力，提高纸张的强度。
在进行热熔胶施加工艺策划时，要认识和掌握各种型号热熔胶产品的技术性能，根据成型纸的品种规格及操作环境的温度不同，合理设定热熔胶施加工艺。热熔胶的施加工艺主要包括施胶量和胶箱、胶管、喷嘴、加热块的温度参数。
4.1滤棒成型操作中，热熔胶的施胶工艺流程为：热熔胶加热熔融（胶箱）→胶管输送→喷嘴定量施加→加热定型→冷却固化。
4.2施胶系统的温度设定
4.2.1热熔胶的加热温度要求比较严格，一定要控制在{zj0}温度范围内。在国外热熔胶的温度控制更为严格(主要是使用条件与环境的差异)，其温度范围一般控制在±3~5℃之间。下表是对一种书籍装订用热熔胶温度与拉力的研究结果：
序号 胶温（℃） 拉力（N/cm）
1   155     5.22±0.25
2   170     8.83±0.44
3   180     7.33±0.33
由此可见，热熔胶加热熔融的温度不宜过高或过低。如果胶温过高，虽然胶的流动性、渗透性上升了，但热熔胶的化学性能发生变化，粘度及粘结强度下降了；胶温过低，虽然胶体的粘度上升了，但又影响了胶的流动性和对纸张涂布的湿润性和渗透性，同时也会降低胶的拉力、韧性等，甚至会出现涂胶后，滤棒搭口不能粘结的现象，导致爆口问题。
4.2.2不同成型纸，对热熔胶系统温度设定的要求也不同，不同的纸张纤维（普通成型纸与高透成型纸）或同样的纤维但定量不同的成型纸（28 g/m2与35 g/m2），不但纤维性能有所不同，对胶的亲和性与渗透性不同，更重要的是纸的导热性能不同，导致胶的冷却速度的不同。根据文献［7］报导，不同纸张在同样的止胶温度下及相同纸张在不同的上胶温度下，拉力值对比见下表：
序号 胶温(℃) 纸张 拉力(N/cm)
1   170   书版纸   8.83
2   170     铜版纸 1.86
3   195     铜版纸 3.91

我们在进行工艺试验的过程中观察这样的现象，当成型纸由32 g/m2更换为35 g/m2时，同样的热熔胶温度设定，滤棒出现爆口问题，这是因为纸张的厚度增加了，纸的导热性能下降了，在同样的定型加热温度下，涂布于纸张上的热熔胶温度不同，其渗透性变差，粘接力下降。将定型加热温度提高10℃后，滤棒产品爆口问题即解决了。
4.3施胶量的控制
施胶量是保证滤棒搭口质量的重要工艺参数，施胶量过小，不能使滤棒搭口牢固，直接引起滤棒爆口；施胶量过大，在成型和接装过程中容易造成粘刀问题，同时胶量过大，在成型纸中渗透后，影响滤棒外观质量，同时，施胶量过大，会造成滤棒搭口部位硬度偏大，在卷烟接装过程易造成卷烟泡皱。成型速度为400米/分钟时，对于普通成型纸，理想的施胶量为15~20克/分钟，使用高透气成型纸，施胶量应适当降低，控制在普通成型纸施胶量的2/3~3/4为宜。
对高透气成型纸，施胶量过大，会产生透胶现象，滤棒搭口外粘附的热熔胶，容易粘污在成型机的烟枪、冷却条、喇叭口等处，影响滤棒成型操作的顺利进行。同时，透胶后的滤棒，在通过成型机在线检测头时，粘附在测头表面，严重影响在线控制的精度，造成产品质量，尤其是圆周、压降的不稳定。
5操作控制注意事项
滤棒成型中使用热熔胶，还应注意以下问题：
5.1要做好热熔胶使用前的准备工作，即在使用前首先添加胶料进行预热，使固体胶料预热熔融，待胶箱、胶管、喷嘴等部位的胶料均达到并稳定于工艺设定的温度，再开始滤棒成型，这样才能使热熔胶具有良好的流动性能，确保施胶量均匀恒定，从而保证滤棒产品搭口质量始终如一。热熔胶的预热时间一般不得少于30分钟，冬季热熔胶系统的预热工作显得尤为重要。
5.2预热后生产前，为防止初期加热过程中形成的气泡产生热熔胶施加量不均匀，以保证成型顺利，必须空车放出热熔胶数分钟，确保排出的热熔胶无气泡后再开始进行生产。在生产时应注意喷嘴与成型纸纸边的距离，为防止搭口溢胶，控制的距离应为0.5~0.7 mm。
5.3生产过程中，要及时补充胶料，不可待胶箱中的热熔胶用完或即将用完时再加料。一次加料过多，易造成胶箱中热熔胶温度不均匀，从而影响到胶管、喷嘴中热熔胶的流量和温度的均匀性，最终导致的结果是热熔胶的粘接性能的下降。
5.4严格控制滤棒生产环境的温度。热熔胶是一种热熔性粘结剂，当施加后在开放时间内是受室内温度与湿度影响，气温不同，开放时间、固化时间也会发生变化而造成粘接效果不佳了。环境温度高，热熔胶气泡过多，会产生不易固化和硬化冷却、分切易粘刀等问题；温度低时，又出现胶粘剂的开放、固化、硬化冷却时间缩短、粘不牢或粘不上、粘后断裂等现象。一般情况下生产区温度应保持相对恒定在25℃左右，湿度应保持在50~60％。
5.5严格避免成型纸受到油脂的污染。不耐油脂是EVA类热熔胶的缺点之一，污染油脂的纸张表面能较低[5]，不利于热熔胶的渗透。一般来说，成型纸属于未经涂布处理的xx纤维素，纤维中不含油脂成分或所含油脂很少，xx适应热熔胶的渗透与粘接。另外，过于平滑的纸张，也不于热熔胶的涂布和渗透，在选择成型纸的时候需要加以注意。
5.6为防止热熔胶中含有的少量机械杂质和使用过程中连续高温作用形成的结炭堵塞喷嘴，造成施胶量不均匀，达不到工艺要求，在胶箱底部必需加装过滤网，并定期对过滤网上的杂质进行清理。
5.7热熔胶在使用过程中是一种高度粘稠的流体，滤棒成型中，会存在少量胶液因加热时间较长，性质发生变化，甚至会形成结炭，其粘接性能、渗透性的变化，引起滤棒搭口质量的不稳定，需要定期清洗胶箱、胶管和喷嘴。
热熔胶系统清洗的方法是在正常操作温度下，在胶箱中加入适量石蜡，待熔化后，从胶管、喷嘴中放出石蜡液体。然后，在胶箱加入热熔胶，同样待熔化后从胶管、喷嘴中排放出来，重复两次后可恢复正常生产。
6 结束语
由于EVA热熔胶的特殊性质，在使用过程中需要根据选用的热熔胶和不同成型纸，在试验的基础上，探索合理的操作条件，并加以严格控制。同时，随着研究手段的提高，国内滤棒成型企业和热熔胶生产企业对热熔胶应用技术的研究会越来越深入。