8. Скрепление книжных блоков проволокой, спиралями и гребнями
Задача скрепления книжных блоков соединить скомплектованные тетради или листы в блок.
Существующие способы можно подразделить на две группы: швейные и бесшвейные. На схеме (рис.18) представлена классификация способов скрепления.
Рис. 8.1. Классификация способов скрепления
Выбор способа обусловлен видом продукции, назначением, объемом издания, сроком службы и интенсивностью пользования.
8.1. Шитье проволокой
8.1.1. Технология шитья проволокой. Сущность шитья проволокой заключается в отрезании от бобины проволоки заготовки, загибки под углом 90° ножек скобы и проталкивания этих ножек под давлением через листы бумаги. Принцип формирования скобы в проволокошвейной секции машины представлен на рисунке 8.2.
Рассмотрим последовательность прокалывания проволокой стопы бумаги, которая представлена на рисунке 8.3. При воздействии ножек скобы на бумагу сначала происходит уплотнение стопы бумаги под ножками скобы, в центре наблюдается сжатие, а по периметру проволоки растяжение (а). Когда растягивающее усилие превысит предел прочности бумаги на разрыв, произойдет разрыв бумаги по окружности проволоки скобы (б). Продвигаясь внутрь стопы бумаги, ножки скобы продолжают уплотнять очередные листы и вырывать кружки бумаги всё меньшего диаметра (в), и на торце ножки скобы образуется конусообразный нарост в виде клина. В дальнейшем разрушение идет под действием этого клина, т.к. возникает опережающая трещина (г). После прохода ножек скобы через стопу осуществляется их загиб (д).
Рис. 8.2. Принцип формирования скобы из бобины проволоки:
1 – проволока; 2 – транспортные ролики; 3 – втулка для отрезания проволоки; 4 – нож; 5 – скободержатель; 6 – скобоформирующие планки; 7 – проталкивающая планка; 8 – кулачки для загибания ножек скобы; 9 – шток
Рис. 8.3. Схема прокалывания проволокой стопы бумаги
Для шитья используется проволока главным образом из стали с антикоррозионным покрытием или без него, также применима проволока из низкоуглеродистой стали. Сечение проволоки может быть круглое или прямоугольное. Диаметр используемой проволоки подбирается (от 0,5 до 1 мм) в зависимости от толщины блока и поверхностной плотности бумаги.
8.1.2. Способы шитья проволокой. Способы шитья проволокой подразделяются на поблочные и потетрадные (рис. 8.4).
Наиболее широкое применение нашли поблочные способы, т.к. трудоемкость скрепления не зависит от объема блока, они легко агрегатируются с операцией комплектовки и обрезки с трех сторон, а также с печатью (как офсетной, так и цифровой).
Рис. 8.4. Классификация способов шитья проволокой
Технологический процесс шитья проволокой внакидку заключается в комплектовке блока вкладкой и прошивания его скобой с загибкой ножек скобы внутри блока. Толщина блока на должна превышать 4–6 мм, что примерно соответствует 96 страницам каландрированной бумаги (100 г/м2). Более легкие бумаги позволяют увеличить объем до 120 страниц, однако следует уменьшать корешковые поля внутренних тетрадей из-за возможности обрезки полосы набора этих тетрадей при 3-сторонней обрезке блока. Число скоб зависит от формата: для малых – 1 скоба, средних – 2 скобы, больших – до 3 скоб. Форма скобы может быть стандартной или кольцевой.
Поблочные способы скрепления проволокой и формы скоб представлены на рисунке 8.5.
Рис. 8.5. Поблочные способы скрепления проволокой
Шитье проволокой вразъем отличается от шитья внакидку тем, что ножки скобы загибаются снаружи блока, скомплектованного вкладкой, однако, для поблочного скрепления этот способ применения не нашел.
Поблочное шитье проволокой втачку применяют для изданий, скомплектованных подборкой и имеющих толщину не более 12–14 мм (объем 192–224 стр.). При этом варианте скрепления проволочные скобы прошивают все тетради блока на расстоянии 4–5 мм от корешкового сгиба.
Недостатки: при шитье втачку ухудшается раскрываемость, приходится увеличивать размер корешкового поля на ½ кв, при одновременном уменьшении формата полосы набора на ¼ кв.
Скрепление продукции встречными скобами применяется для отрывных календарей, имеющих большой объем.
Потетрадное шитье блоков проволокой вразъем представляет собой последовательное прикрепление тетрадей скобами вразъем через корешковые фальцы к корешковому материалу. При этом способе скрепления ножки скобы загибаются снаружи тетради, поверх корешкового материала. Однако в настоящее время шитье проволокой для книжных изданий практически не применяется в силу следующих недостатков: постепенное окисление проволоки под действием атмосферной влаги, в результате скобы ржавеют, а участки бумаги под скобами разрушаются; значительное утолщение корешковой части блока, неустранимое в процессе прессования; невозможность проведения полной обработки корешка книжного блока; снижение прочности внутренних листов тетрадей на вырыв, в результате деформации бумаги под скобами.
Потетрадное шитье проволокой применяется для ряда беловых товаров, журналов учета и другой малотиражной продукции.
Факторами, влияющими на прочность скрепления блоков проволокой, являются прочность бумаги на разрыв в направлении действия силы, число скоб и коэффициент спрессованности блока. С увеличением прочности бумаги на разрыв и числа скоб прочность скрепления возрастает. При повышении коэффициента спрессованности блока Кс в момент шитья прочность скрепления сначала возрастает и достигает максимума при значениях Кс, близких к единице, затем снижается.
8.1.3. Оборудование для шитья проволокой. Оборудование различается в зависимости от тиража, назначения и вида продукции. Для серийного и крупносерийного производства, особенно для периодических журнальных изданий необходимо высокоскоростное оборудование, объединяющее несколько операций технологического цикла – комплектовку вкладкой, шитье проволокой внакидку, обрезку с трех сторон. Это так называемые вкладочно-швейно резальные агрегаты (ВШРА). ВШРА представляют собой поточные линии, включающие помимо основных перечисленных операций дополнительные функции:
– фальцовку обложек и карт;
– вкладку приложений;
– вклейку CD-дисков и пробников;
– селективное скрепление в соответствии с заданными параметрами;
– формирование пачек продукции с поворотом их частей на 180°, обвязку пачек, упаковку в термоусадочную пленку, укладку в поддоны;
– впечатывание адресов струйной печатью.
Селективное скрепление – выборочная комплектовка и скрепление для определенных целевых групп потребителей. Позволяет осуществить целевое воздействие рекламы при наименьших затратах за счет варьирования объема рекламных страниц.
Работа высокоскоростной поточной линии ВШРА не будет эффективна, если тетради не подаются автоматически, а готовая продукция не выводится с достаточной скоростью. Именно для такого оборудования наиболее эффективна загрузка магазинов самонакладов с помощью пачек-штанг и рулонной накопительной системы Print Roll. В последнем случае даже при наличии нескольких линий достаточно только одного оператора, который доставляет новые рулоны к ВШРА и отправляет обработанные на склад. Подобные поточные линии оснащены системами, позволяющими сокращать время на переналадки и предотвращать остановки машины. Линиями такого уровня являются Stitchmaster ST-350, ST-450 Heildelberg, а также ВШРА фирм Muller Martini Primera 130, 140.
Для средних и малых типографий изготавливается оборудование HSB 8000, Presto, Supra. Фирма Duplo представляет оборудование для малых типографий, включающее вертикальную листоподборку DC 8/32, DC 10/60, модуль для скрепления проволокой и фальцовки в один сгиб DBM-500 ВG, модуль для обрезки переднего края DBM-500Т, модули поворота и двухсторонней подрезки DBM 2KT-Unit. Все оборудование объединяется в линию модульного построения Sistem-2000, Sistem-5000. Для мелкосерийного производства выпускается оборудование настольного типа, в котором используются заготовки для скоб, а также одно- и многоаппаратные проволокошвейные машины настольного типа с подачей проволоки с бобины БПШ-30, economy 25/40. Для шитья втачку стол швейной секции устанавливается в горизонтальном положении.
Поблочное шитье проволокой легко агрегатируется с цифровой печатью. Это может быть оборудование фирм Duplo или Bourg, включающее вертикальные или горизонтальные подборщики, модули шитья проволокой и обрезки переднего края или обрезки со всех трех сторон. Примерами являются линии Sistem 2000, Sistem 5000, BB-3000 и др. Для небольших объемов производства можно использовать настольное оборудование.