Старение клеевой пленки.

Надежность клеевых соединений в книжных конструкциях, способность сохранять в установленных пределах значение всех параметров на протяжении всего срока эксплуатации зависит от их стойкости к колебанию температуры, влажности, кислороду воздуха, к действию солнечного света и других факторов.

Свет действует только на открытые торцы клеевого шва и поэтому этим фактором можно пренебречь.

Температура, как правило, является активатором процесса старения клеевых пленок. Влага может играть роль как активатора, так и агента. Вначале прочность клеевого слоя непрерывно возрастает, спустя несколько суток показатель прочности достигает максимума, стабилизируется, но, в дальнейшем, показатель прочности очень медленно и плавно падает, пленка становится хрупкой. Чтобы избежать этого в клей вводят нелетучий пластификатор. Так как лучшим пластификатором для костного клея является вода, в него вводят глицерин, обладающий гигроскопическим свойством. Хорошо сорбируя влагу из воздуха, он делает пленку эластичной, но глицерин ухудшает физико-механические характеристики клеевого слоя, поэтому его содержание в клее не должно превышать 5%. Для многих полимеров в том числе и ПВАД, хорошим пластификатором является дибутилфталат. Это бесцветная маслянистая жидкость, хорошо удерживается пленкой ПВАД клея.

Клеи растительного и животного происхождения подвержены воздействию микроорганизмов, особенно при высокой температуре и влажности воздуха в условиях субтропиков. Чтобы предотвратить плесневение и гниение клеевого соединения, в раствор вводят антисептик-буру или 5 % раствор -нафтола.

Требования к клеям.

Свойства клеев подбираются и формируются на основе технологических и эксплуатационных требований.

Технологические требования.

1. высокая адгезия, что определяет прочность клеевого соединения

2. определенная вязкость и концентрация, от которой зависит процесс проникновения клея вглубь материала и процесс пленкообразования

3. определенная липкость

4. определенное открытое время, или период схватывания

5. стабильность свойств в процессе переработки материалов

6. отсутствие дефицитности и приемлемая стоимость

7. отсутствие токсичности и легковоспламеняемость

Эксплуатационные требования.

1. Срок старения и деструкции, превышающий расчетный срок службы издания

2. Быть нейтральным или слабокислым (рн=5-9), чтобы не разрушать целлюлозу, не изменять цвет и не обесцвечивать оттиски

3. Быть светлым или прозрачным, чтобы не образовывать пятен

4. Иметь высокую когезию после закрепления, так как прочность клеевого слоя должна быть выше или равна прочности соединения материалов.

5. Иметь эластичную пленку

6. отсутствие неприятного запаха

Эти требования являются общими для выполнения всех операций технологического процесса.

На операциях приклейки форзацев, иллюстраций и дробных частей листа склеенные детали долгое время не подвергаются внешнему воздействию, поэтому здесь можно применять клеи со сравнительно малой липкостью и большим периодом схватывания. Если приклейки выполняются вручную, то обычно используют NaКмц-9 % раствор или крахмальный клейстер – 10% раствор, на автоматах - ПВАД. Концентрацию и растекание клеев подбирают так, чтобы ширина склейки на превышала 5 мм.

После склейки на ниткошвейных машинах крайних тетрадей, блоки длительное время находятся в плотном контакте на приемном столе, поэтому здесь применимы клеи с большим периодом схватывания, высокой вязкостью прим алой концентрации и низкой липкостью. Обычно это 6 % раствор NaКмц иногда с добавлением 10 % ПВАД, Прочность и долговечность книги, устойчивость формы ее корешка во многом зависит от клеевого скрепления сшитых тетрадей, длительное сохранение формы свода корешка раскрываемой книги. Рекомендуется использовать в зависимости от тиражной бумаги от 33 до 50%-ной ПВАД.

При бесшвейном скреплении со срезкой корешковых фальцев применяют неразбавленную высоковязкую ПВАД марки ДФ 51/15 с содержанием сухого остатка 50%. Для повышения прочности и долговечности склейки рекомендуется применять двукратное нанесение клея: при первом использовать концентрированную средневязкую (30 сек. По ВМС) дисперсию для пропитки листов бумаги в зоне корешка и при втором нанесении высоковязкую ПВАД для образования клеевой пленки, обеспечивающей прочность корешка блока.

На операциях приклейки к корешку блока марли и каптало-бумажной ленты, а также при сборке переплетных крышек важную роль играют липкость клея и малый период схватывания. Этими качествами обладают концентрированные (52-64%) и горячие (50-60С) растворы желатина и костного клея.

При вставке блоков в переплетные крышки, с подправкой, используются клеи с большим периодом схватывания, так как они обеспечивают хорошее скольжение деталей друг относительно друга. Здесь рекомендуется применять растворы, имеющие при малой концентрации полимера высокую вязкость-9% раствора NaКмц или 10% раствор крахмала. При применении в качестве покровного материала при изготовлении переплетной крышки бумвинила или обложечной бумаги с припрессованной пленкой используется также добавка (25-30%) сополимерной дисперсии винилацетата с дибутилмалейнатом. В противном случае соединение форзацной бумаги с покровным материалом на загибах получается недостаточно надежным. При точном совмещении блока с крышкой используется низковязкая (11-13 сек по ВМС) ПВАД.

Вариант технологии КБС с использованием ПВАД имеет следующие свойства:

-позволяет обрабатывать блоки практически любой толщины от 3 до 60 мм.

- обеспечивает высокую прочность склейки (в 1.5 раза большую, чем с термоклеем) и практически неограниченную долговечность.

- высокую эластичность пленки, обеспечивающую хорошую раскрываемость изданий

- клей не токсичен

- сравнительно дешев

К недостаткам данной технологии следует отнести:

- сравнительно длительное закрепление клеевой пленки

- необходимость длительной сушки до передачи полуфабрикатов на последующие операции

Во втором варианте технологии применяется термоклей, основным компонентом которого является сополимер винилацетата с этиленом. Кроме сополимера в клей вводится 20% парафин для понижения текучести, 10% канифоли для повышения адгезии.

При заклейке корешка клей наносится в виде расплава при температуре 155-175 в зависимости от состава клея. Толщина наносимого клеевого слоя может изменяться от 0,4 до 1.0 мм в зависимости от толщины блока, формата издания и вида бумаги: большая толщина рекомендуется для толстых блоков большого формата и для изданий, отпечатанных на типографских бумагах № 3 и газетных.

Так как расплав термоклея затвердевает уже через 20-50 сек. В зависимости от толщины слоя, то издание может передаваться на последующие операции без риска снижения прочности клеевого скрепления.

По сравнению с ПВАД он имеет следующие преимущества:

- в 1.5-2 раза повышается скорость работы

-позволяет организовать непрерывное поточное производство

К недостаткам технологии КБС с использованием термоклея следует отнести:

-примерно 1.5-кратное снижение прочности КБС по сравнению с ПВАД.

- худшая раскрываемость

- падение прочности КБС в процессе старения клеевого слоя

- необходимость длительного разогрева клея перед началом работы (3 -4часа)

- необходимость точного поддержания температуры клея из-за риска потери его клеящих свойств.

- выделение токсичных веществ

- более высокая стоимость по сравнению с ПВАД (2.5-5 раз).

ВТОРОЙ КОНСПЕКТ.

Обработка книжных блоков.

Обработка блоков после их скрепления предполагает придание будущему книжному изданию дополнительных эксплуатационных свойств, повышающих его прочность и долговечность, улучшающих внешний вид и удобство пользования. Различают две стадии обработки: первичную и вторичную. Назначение первой повысить прочность швейного скрепления тетрадей блока и его компактность, обеспечить свободный доступ к любой странице, получить требуемые размеры блока в соответствии с принятым форматом издания.

Назначение вторичной обработки – повышение долговечности издания и улучшение его эстетических показателей. Часть вторичной обработки необязательна и выполняется по договору с издательством. Это закраска обреза и приклейка ленточки-закладки.

В зависимости от состава операций различают три варианта обработки блоков: полную, частичную, минимальную.

Схема технологического процесса

полной обработки книжного блока.

1. Многократный обжим корешка и блока

2. Заклейка корешка

3. Сушка корешка

4. Многократный обжим корешка

5. Обрезка блока с трех сторон

6. Закраска обрезов

7. Кругление корешка

8. Отгибка фальцев

9. Приклейка корешкого материала

10. Приклейка ляссе.

11. Приклейка каптально-бумажной полоски

Схема технологического процесса

частичной обработки книжного блока

1. Заклейка корешка

2. Сушка корешка

3. Обжим корешка

4. Обрезка блока с трех сторон

5. Кругление и отгибка фальцев

6. Приклейка корешкового материала

Схема технологического процесса

минимальной обработки блока.

1. Заклейка корешка блока, сшитого на марле

2. Сушка корешка

3. Обжим корешка

4. Обрезка блока с трех сторон

5. Приклейка каптально-бумажной ленты

Полная обработка книжного блока сформировалась во второй половине ХХ века. Ее отличительной особенностью является потетрадное шитье блоков без корешкового материала, что позволяет автоматизировать механическую обработку корешка блока. В этом варианте полиграфическая марля приклеивается к корешку после его механической обработки. Этот вариант применим к книжным блокам толщиной от 12 до 50 мм. Если блок имеет толщину менее 12 мм, приклеивать марлю нецелесообразно, так как она не даст прочного соединения из-за малой площади контакта.

Обжим корешка и блоков перед из заклейкой и сушкой выполняется для сжатия отверстий от швейных инструментов, чтобы предотвратить проникновение через них клея и склейку листов тетради.

На современных поточных линиях обжим корешка производится многократно: четырёх кратно на автоматах FM и FN (фирма Колбус) и трехкратно на автоматах БПО-350 (Ходоровский ЗПМ, Украина).

Потетрадное шитье нитками требует обязательной заклейки и последующей сушки корешка, так как на этой операции применяются клеи на водной основе. В процессе заклейки корешка клей наносится на всю поверхность корешка, заполняет углубления между фальцами и частично проникает между ними, а после высыхания образует эластичную, ровную пленку. Основное назначение операции:

1. придать корешку и блоку монолитность и прочность, чтобы предотвратить смещение тетрадей при последующей обработке корешка

2. устранить просветы между тетрадями

3. повысить сохранность формы корешка

4. повысить прочность и долговечность готовой книги

Для заклейки корешка применяют поливинилацетатную дисперсию марки ДФ 47/7 ВП, разбавленную водой до содержания сухого остатка от 33 до 45%.

На малых предприятиях заклейку корешка производят вручную, на средних и крупных на полуавтоматах и автоматах.

В современных заклеечно-сушильных машинах заклейка корешка блока производится в зажатом состоянии при выходе корешка из клея на 5-25 мм.

В процессе заклейки корешковые части тетрадей получают значительные утолщения фальцев за счет клеевой пленки и набухания бумаги под действием влаги. Толщина заклеенного и высушенного корешка блока может превышать толщину переднего края на 10-20% в зависимости от вида бумаги. По этим причинам необходимо обжать корешок до трехсторонней резки, что дает возможность откалибровать толщину блоков в заказе.

Обжим корешка блока производиться при усилии 30 кгс/см². На малых предприятиях обжим корешка производиться на блокообжимных станках типа БПБ-270. На крупных предприятиях 3 и 4-х кратный обжим производиться на автоматах FN и БПО-350.

Заклеенные, высушенные и обжатые блоки оцениваются по следующим показателям качества:

1. равномерность слоя клея на корешке

2. глубина захода клея между тетрадями ( 1мм – 16 стр. тетради, 2 мм – 32 стр. тетради, допуск + 1 мм).

3. отсутствию затеков клея в отверстия от швейных инструментов

4. отсутствию раскола корешка

5. отсутствие склейки блоков между собой

6. полноте высыхания клея на отлип

Если книжные блоки состоят из тетрадей, то обрезка блоков с трех сторон обеспечивает свободный доступ к любой странице книжного издания. Обрезка позволяет получить ровные и гладкие обрезы и производить ее надо до обработки корешка, так как наличие петель в тетрадях препятствует смещению листов в процессе кругления.

Обрезку переднего поля осуществляют только после обрезки нижнего и верхнего края блока.

Операция выполняется на автоматах типа MD и HD (фирма «Колбус») или 3БТР 125/450.

На трехножевых резальных автоматах перед обрезкой толстых блоков и блоков в стопе, на прижимной колодке необходимо сделать приправку, выравнивающую силу сжатия блока.

В соответствии с требованиями ГОСТ 5773 на обрезку нижнего поля дается 6-7 мм, верхнего – 4-3 мм, а переднего 5 мм. Допуск на точность обрезки, включая и косину 0,1 мм.

Книжные блоки после обрезки оцениваются по следующим показателям:

1. точности формата издания

2. отсутствию косины

3. полноте среза фальцев, графеечных проколов и кромок листов.

4. гладкости и чистоте обреза

5. отсутствию слипания листов

Закраска обрезов

Закраска обреза является отделочной операцией, улучшающей внешний вид книги. Закраску производят вручную в паковально-обжимных прессах. Краска готовиться на основе поливинилового спирта, в водной основе которого растворяется водорастворимый пигмент, предварительно измельченный в шаровых мельницах.

На средних и крупных полиграфических предприятиях закраску обрезов на автоматах типа SF (фирма Колбус), которые могут быть подключены в любую поточную линию этой фирмы.

Золочение обрезов

Золочение обрезов может быть применимо для изданий подарочного типа и до недавнего времени выполнялось вручную.

Блок после обрезки зажимается в переплетных тисках, чтобы обеспечить максимальное сжатие листов у обреза. Обрез полируют остро заточенным скребком, типа широкой стамески, двигая его от себя с небольшим наклоном вперед. Потом полируют наждачной шкуркой и протирают комком тонкой бумаги, смоченной жидким крахмальным клейстером. На подготовленную поверхность обреза наносят тонкий слой клея, приготовленного из яичного белка, разбавленного водой. Для золочения используют листовое сусальное золото, которое нарезается на полоски, равные ширине обреза. Полоска переносится на обрез веерообразной кисточкой. Наложенную полоску сусального золота прижимают ватным тампоном, а после естественной сушки полируют через Высококаландрированную бумагу, пропитанную воском, специальным инструментом - «лощильный зуб».

На машинах проводятся следующие операции: шлифовка, полировка и очистка от бумажной пыли, заклейка и сушка обреза, припрессовка фольги. В качестве клея – спиртовой щелочно-канифольный лак. Для припрессовки обрезиненным роликом при температуре 180-200С используют юбилейную фольгу 313-051К.