9.2. Потетрадное шитье блоков нитками
Развитие способа потетрадного шитья нитками позволило улучшить технологию изготовления книг. Способ имеет ряд неоспоримых преимуществ:
– нитки химически нейтральны к бумаге и стойки к атмосферным воздействиям, незначительно утолщают корешковую часть блока, обеспечивают высокую прочность скрепления и долговечность книг;
– шитье нитками позволяет применить различные варианты обработки корешка;
– внедрение автоматизированного шитья нитками дало возможность созданию многопозиционных блокообрабатывающих агрегатов и поточного производства.
Основным недостатком потетрадного шитья нитками является зависимость трудоемкости шитья от объема блока. Следствием этого является трудность синхронизации операции шитья с последующими технологическими операциями, что приводит к недоиспользованию мощности ниткошвейного оборудования при небольшом объеме книги и недостатку мощности в случае издания большого объема. Парк ниткошвейного оборудования типографии рассчитывается обычно на средний объем книг.
9.2.1. Виды стежков. Потетрадное шитье нитками на универсальных ниткошвейных машинах может осуществляться следующими видами стежков: простым брошюрным, переставным брошюрным, простым перелетным, переставным переплетным.
Наибольшее распространение получил простой брошюрный стежок. Он применяется для шитья книжных блоков объемом до 30 п.л. (III гр. по объему), предназначенных для обработки на блокообрабатывающих агрегатах. Схема образования простого брошюрного стежка представлена на рисунке 9.4.
Рис. 9.4. Схема образования простого брошюрного стежка
Простой брошюрный стежок обеспечивает хорошую плотность шитья, при обнаружении брака шов можно легко распустить и блок перешить. В связи с более простым движением швейных элементов обеспечивается стабильная работа машины.
Переставной брошюрный стежок характеризуется смещением нитяной скобы в смежных тетрадях. Схема стежка представлена на рисунке 9.5а.
Рис. 9.5. Схемы стежков: а) переставной брошюрный стежок; б) простой переплетный; в) переставной переплетный
Стежок не нашел широкого применения из-за возможного сдвига тетрадей в головке на 1,5–2 мм и меньшей плотностью шитья по сравнению с простыми стежками.
Простой переплетный стежок (рис. 9.5б) рекомендуется для потетрадного шитья нитками на марле II, III и IV групп по объему с последующей пооперационной обработкой блока.
Переставной переплетный стежок (рис. 9.5в) рекомендуется для потетрадного шитья нитками на марле книг II,II, IV групп по объему любого формата при дальнейшей пооперационной обработке (мелкосерийное производство). Для энциклопедических изданий, словарей большого объема IV гр. и серийного производства с обработкой на блокообрабатывающих агрегатах допускается шитье без марли.
9.2.2. Технология потетрадного шитья нитками и требования к материалам, тетрадям, сшитым блокам. В процессе шитья каждого блока на ниткошвейном оборудовании выполняются следующие операции.
– раскрывание тетради посередине и транспортировка к швейному аппарату;
– прошивание тетради через фальц с присоединением к ранее сшитой части блока;
– проталкивание тетради на приемный стол;
– склеивание крайних пар тетрадей по корешковому полю;
– образование холостого стежка (для последующего разделения нитей между блоками);
– разрезка нитей между блоками;
– образование марлевой петли при шитье на марле;
– автоматический поблочный контроль комплектовки по положению первой тетради с форзацем в блоке.
Шитье может осуществляться нитками на основе натурального волокна, искусственного и комбинацией натурального и искусственного волокна. Для шитья используются нитки хлопчатобумажные № 30 в 6 сложений, капроновые № 50к в 3 сложения, комбинированные состоят из полиэфирных нитей, которые скручиваются с хлопчатобумажными волокнами или обматываются ими. Синтетическое волокно придает смешанным ниткам более высокую прочность, эластичность и стойкость к влаге. Хлопок улучшает поверхностные свойства, при хорошей гладкости и устойчивости к скольжению. Выбор ниток для шитья зависит от вида бумаги, количества и объема тетрадей. Для малообъемных тетрадей нитки должны быть более тонкими. При использовании высокоскоростных ниткошвейных автоматов нитки должны обладать устойчивостью к разрыву и растяжению. Устойчивость ниток из искусственных волокон к сгибу и разрыву значительно выше, чем ниток хлопчатобумажных. Следует учитывать, что нитки из натурального волокна при хранении могут подвергаться гниению. Поэтому нитки из хлопчатобумажного волокна все более вытесняются искусственными нитями на основе полиамидного шелка, диаметр составляет 0,23 мм. Смешанные нитки используются для шитья мелованной бумаги для высокохудожественных изданий.
Марля для шитья используется хлопчатобумажная двуниточная по основе, аппретированная крахмальным аппретом или синтетическим. Недостатком является ворсистость.
В качестве клея для склеивания крайних пар тетрадей используется композиция, состоящая из 90 в.ч. раствора NaКМЦ ( концентрация 6%) и 10 в.ч. ПВАД. Склейка необходима для предотвращения распускания стежка при разъединении блоков на приемном столе машины.
Требования к тетрадям:
– вид шлейфа (левый или правый) должен соответствовать требованиям применяемого ниткошвейного оборудования;
– размер шлейфа (8±2) мм;
– ширина форзацев и других приклеек должна соответствовать узкой половине тетради;
– отсутствие смятия или надрыва шлейфа;
– отсутствие склеивания тетрадей с приклейками (форзацев, иллюстраций);
Требования к сшитым блокам:
– отсутствие обрывов нитей;
– обшива фальцев;
– достаточная плотность шитья;
– отсутствие смещения тетрадей в головке блока, отсутствие втяжки тетрадей в блок, правильность разрезки нитей холостого стежка, правильность размеров марлевых клапанов, отсутствие рваных или слишком больших проколов на внутреннем сгибе.
Плотность шитья характеризуется величиной смещения верхней части книжного блока при приложении сдвиговой нагрузки в 10 Н, а также коэффициентом сдвига
,
где С – коэффициент сдвига;
а – величина смещения, мм;
Тбл – толщина блока, мм.
Рис. 9.6. Определение величины смещения
Ширина марлевых клапанов для малых и средних форматов – 18 мм, для больших форматов – 22 мм.
9.2.3. Факторы, влияющие на прочность потетрадого шитья. Прочность потетрадного шитья характеризуется двумя показателями (усилием вырыва внутренних листов тетради и усилием вырыва целой тетради из блока) и зависит от следующих факторов: прочности бумаги на разрыв, направления отлива бумаги, объема тетрадей, прочности и эластичности нитей, количества и длины стежков, вида корешкового материала.
С увеличением прочности бумаги растет и прочность потетрадного шитья.
Поперечный раскрой дает прочность при вырыве внутренних листов в 1,5–2 раза больше, чем при долевом раскрое. Это объясняется тем, что усилие направлено перпендикулярно основной массе волокон. Бумаги с долевым раскроем должны иметь высокую прочность в поперечном направлении.
Объем тетрадей не сказывается на вырыве внутренних листов, но при вырыве целой тетради с увеличением объема усилие вырыва повышается.
Прочность ниток должна быть больше прочности бумажного листа, но ниже прочности тетради на вырыв, считается нормальным, если нити выдерживают при растяжении нагрузку 7–8 кг.
Чем больше относительное удлинение нитей, тем меньше вероятность надрыва бумаги около проколов и соответственно тем выше прочность.
Наибольшую прочность и эластичность имеют синтетические нити.
Зависимость прочности от количества стежков – линейная, с увеличением количества стежков прочность возрастает.
Длина стежков меньше влияет на прочность. При увеличении длины стежка вдвое, прочность возрастает на 20 %. При шитье стараются увеличить количество стежков, поэтому блоки малого формата шьют двумя стежками, среднего – четырьмя, большого – пятью, а формата 60×90/8 – шестью.
Наличие, сорт и прочность корешкового материала оказывают влияние в основном на прочность связи блока с крышкой, так как прочность корешкового материала больше прочности нитей.
9.2.4. Ниткошвейное оборудование. Ниткошвейное оборудование различают по возможности выполнения тех или иных стежков и степени автоматизации. На отечественных предприятиях эксплуатируются машины БНШ-6А (автомат). БНШ-6 (полуавтомат), производства Украины, выполняющие все виды стежков. Германия представлена базовой моделью F-140 (полуавтомат, все виды стежков); F-145A (автомат, простой брошюрный стежок); F-142A (автомат, брошюрные стежки простые и переставные). В Европе крупнейшим поставщиком ниткошвейного оборудования является итальянская фирма Meccanotecnica, наиболее известные модели Aster180, Aster220SA, Aster220C. В этих моделях – самые высокоскоростные самонаклады Headop, скорость шитья достигает 180–220 тетрадей в минуту (10–12 тыс. тетрадей в час). Настройка при переходе на новый заказ осуществляется в автоматическом режиме, автоматизированы также разделение блоков и съем готовой продукции. Разработка данной серии высокоскоростных машин способствовала возрождению интереса к технологии шитья нитками. На базе этих ниткошвейных автоматов фирма Meccanotecnica разработала автоматизированную поточную линию Multiplex. Она включает листоподборочную машину горизонтального типа, (возможно от 6 до 30 магазинов для тетрадей). Скомплектованные блоки в виде приверток высотой 100 мм передаются на загрузочные транспортеры каждого ниткошвейного автомата и оттуда каскадно поступают непосредственно в самонаклады. Линия комплектуется тремя ниткошвейными машинами Aster180 или Aster220C. Самонаклады оснащены системой проверки правильности комплектовки Opticontrol. Сшитые блоки либо стапелируются, либо непрерывно направляются в блокообрабатывающие агрегаты. Использование подобных линий существенно повышает производительность труда, сокращает число работающих и производственные площади, ведет к снижению себестоимости продукции. В европейских странах работает более 20 таких линий.
Потетрадное шитье нитками может встраиваться и в технологии печати «книг по требованию». Совместная разработка фирм Xerox и Zechini Grafor позволила создать линию, включающую цифровую печатную машину DocuTech и послепечатную обработку с потетрадным шитьем нитками. Подготовленный PostScript-файл передается из сети на контроллер печати DocuTech, который производит растровое преобразование и управляет процессом печати. Система печатает полосы в подбор, отпечатанные листы фальцуются и поступают на ниткошвейную линию, где они сначала комплектуются в тетради, прошиваются в порядке, соответствующем спуску полос, далее блок с помощью термоклея кроется мягкой обложкой и после обрезки с трех сторон передается заказчику.