книги из ГПНТБ / Березин, Борис Иванович. Полиграфические материалы учебник для учащихся полиграфических техникумов

шитья, для крытья брошюр обложкой и для других работ. До­ пускается разбавление дисперсии водой. Клей достаточно быстро высыхает в результате впитывания дисперсионной среды (воды) в бумагу и слипания частичек смолы в непрерывную пленку, а

также вследствие испарения воды.

Клей из поливинилалкоголя. Растворением поливинилалкого-

ля в воде можно приготовить переплетный клей, пригодный для склеивания ледерина и других переплетных материалов. Клей бесцветен, не застывает при комнатной температуре, свойства рабочего раствора клея не изменяются при продолжительном хранении; поливинилалкоголь не является питательной средой для различных микроорганизмов, поэтому исключается возмож­ ность плесневения переплетов при их хранении в неблагоприят­ ных условиях. Препятствием для широкого применения клея из поливинилалкоголя является его дефицитность и очень высокая стоимость.

Клей из поливинилбутираля. Поливинилбутираль с добавле­ нием 15—35% пластификатора, например дибутилфталата, в ви­ де спиртового раствора может применяться в качестве высоко­ сортного переплетного клея. Пленка пластифицированного по­ ливинилбутираля отличается высокой эластичностью, прочнос­ тью, прозрачностью, светостойкостью, высокими адгезионными свойствами не только к бумаге, но и к стеклу и металлу. Широ­ кому применению этого клея препятствует пока его очень высо­ кая стоимость.

Клей на основе синтетического латекса СКС-30 представляет собой водную дисперсию синтетического каучука СКС-30 с до­ бавлением небольшого количества костного клея; последний вво­ дится для придания клею нужной густоты и повышения лип­ кости клея. На 100 весовых частей латекса СКС-30 берут 10 весо­ вых частей 60%-ного водного раствора костного клея. Иногда в. состав клея вводится бензальдегид для устранения специфиче­ ского запаха синтетического латекса. Латекс СКС-30 и растворкостного клея соединяют при нагревании до 75—85° и энергич­ ном перемешивании; нагревание продолжают еше 20—60 минут,, до тех пор пока клей не будет иметь растекание 24—28 мм. Клей достаточно быстро высыхает, образует прочную эластич­ ную пленку. Применяется при температуре 17—30° для приклей­ ки каптала, крытья брошюр бумажной обложкой, для приклей­ ки форзаца, для изготовления переплетных крышек из переплет­ ного коленкора и для других работ. Рецепт клея разработан ВНИИППиТ (О. Б. Купцова и др.).

Полиамидный клей применяется в виде спиртового раствора полиамидной смолы или сухих клеевых пленок; последние при­ прессовываются к склеиваемым материалам при нагреве.

Спирторастворимый полиамидный клей имеет прозрачную,

прочную, эластичную, недеформирующуюся пленку. Применяет­ ся для заклейки корешков книжных блоков и для бесшвейного скрепления блоков с последующей припрессовкой полиамидной пленки. Клей в виде спиртового раствора применяется при тем­ пературе 17—30°.

Термопластичные клеи состоят в основном из термопластич­ ных синтетических смол (например, фенольно-альдегидных) и пластификаторов. Пластификатор не только придает эластич­ ность клеевой пленке, но и видоизменяет температуру размягче­ ния клея. Практическое применение нашел пока термопластиче­ ский клей, состоящий из идитола экстра (фенольно-альдегидная термопластическая смола) с добавлением 25% глицерина. Сплавление смолы с глицерином производят при температуре 120°. Применяется для заклейки корешков книжных блоков. Тер­ мопластические клеи приобретают нужную подвижность и лип­ кость при нагревании, а при охлаждении опять застывают.

Иногда пленку термопластического клея заблаговременно на­ носят тем или иным способом на переплетный материал, подле­ жащий склеиванию, или выпускают в виде сухих клеевых пленок (бумага, пропитанная термопластическим клеем). Таковы, на­ пример, некоторые виды фенольно-альдегидных и полиамидных клеев.

Подводя итог сказанному, следует подчеркнуть, что наиболь­ шее практическое значение в настоящее время в брошировочнопереплетных процессах имеют: поливинилацетатная дисперсия, применяемая главным образом для заклейки корешка книжного

латекса СКС-30 не применяется для проклейки корешка книж­ ного блока по той простой причине, что в силу высокой эластич­ ности клеевой пленки не удается осуществить процесс кругления корешка. Работать с клеем из латекса СКС-30 можно при условии хорошего действия вентиляционных устройств, так как при изготовлении клея, намазке и высыхании клеевой пленки происходит выделение некоторого очень незначительного.коли­ чества паров стирола, вредно влияющего на здоровье.

§ 146. ГЛЮТИНОВЫЙ КЛЕЙ

Группу глютиновых клеев составляют костный, мездровый и желатиновый клеи. Глютиновыми называют клеи, основным клеящим веществом которых является белок — глютин. Глютиновые клеи вырабатываются из костей, мездры и кожи живот­ ных. Глютин образуется из коллагена, который при нагревании с водой переходит в глютин. Последний в холодной воде не рас­ творяется, а только набухает, а в горячей растворяется и образу­

ет вязкие клейкие растворы, застудневающие при охлаждении. При длительном нагревании водного раствора глютина выше 70° он гидролитически расщепляется и теряет способность застуд­ невать, в результате чего клеящая сила его понижается. (Под­

робнее см. в § 65).

При замачивании в холодной воде костный клей, как уже указывалось, не растворяется, но впитывает воду и набухает. Набухший клей при нагревании быстро переходит в жидкое состояние. Сухие же плитки в горячей воде слипаются в общий комок и очень медленно растворяются. Поэтому перед раство­ рением сухой плиточный клей помешают в клееварочный бачок

изамачивают в воде согласно рецепту в течение суток. После этого содержимое бачка нагревают на водяной бане до 60—70°

иперемешивают до полного растворения.

Нагревать раствор клея выше 70° не рекомендуется, так как от продолжительного нагревания выше 70° содержащийся в клее глютин разрушается и клей теряет свою клеящую силу; вязкость

его понижается.

Готовый раствор клея из клееварочного бачка разносят по рабочим столам и разливают по клеянкам. Для поддержания клея в горячем состоянии клеянки должны быть снабжены электрообопревом и отрегулированы так, чтобы температура клея

держалась в пределах 50—60°.

Густота и липкость клеевого раствора зависит от содержания в нем товарносухого костного клея. Для приклейки ледерина тре­ буется клей большой липкости, быстро схватывающий края мате­ риала при загибании; в этом случае применяют 50—55%-ный раствор костного клея. При оклейке переплетов переплетным коленкором и другими тканями, а также жесткой плотной бума­ гой требуется главным образом, чтобы клей не промачивал мате­ риал; поэтому содержание сухого клея в клеевом растворе мож­ но понизить приблизительно до 45%. При механизированном изготовлении крышек из ледерина и переплетного коленкора на крышкоделательных машинах, а также для механизированной приклейки марли и каптала на оклеечно-каптальном автомате применяется костный клей 60%-ной концентрации с добавле­ нием 2% глицерина. В раствор костного клея для заклейки ко­ решков книжных блоков обязательно добавляют 3—7% глице­ рина, придающего эластичность высохшей клеевой пленке.

Для консервирования клеевого раствора, т. е. для сохране­ ния постоянства его свойств в течение продолжительного вре­ мени, а также для предотвращения возможного появления пле­ сени на переплетах при их хранении во влажных условиях, в состав клеевого раствора вводят один из указанных антисепти­ ков в следующих количествах в пересчете на воздушносухое вещество (в %):

Для устранения возможного вспенивания клеевого раствора, в особенности при механизированных процессах, в клей реко­ мендуется добавлять около 1,0—1,5% раствора воска в скипи­ даре (1 весовая часть воска пчелиного, 2 весовых части скипи­ дара) или около 0,4—0,5% спирта терпинеол (циклический спирт из класса терпенов).

В целях экономии костного клея, а также для повышения вязкости и липкости клеевых растворов и предохранения его проникновения на оборотную сторону коленкора можно вводить в состав клеевых растворов наполнители, например каолин, в ко­ личестве около 10% от веса клеевого раствора или 25% от веса воздушносухого костного клея.

Мездровый клей изготовляется из мездры — отходов коже­ венных заводов. Мездровый клей по клеящей силе намного выше костного клея. Он применяется главным образом в деревообра­ батывающей промышленности (мебельные и столярные работы), почему и называется иногда столярным. Мездровый клей может применяться для переплетных целей взамен костного во всех вышеприведенных рецептах.

Желатин по химическому составу представляет собой почти чистый глютин, в то время как в костном и мездровом клее, помимо глютина, содержится также некоторое количество про­ дуктов его разложения и различных примесей.

Учитывая высокую клеящую силу желатина, его применяют для изготовления клея № 22, предназначенного для заклейки корешков книжных блоков изданий ответственного назначения. Состав клея № 22 следующий (в %):

§ 147. КАЗЕИН

Казеин (от латинского слова «казеус» — сыр)—сложный бе­ лок фосфопротеид. Содержит фосфорную кислоту, связанную с белком в виде сложного эфира оксиаминокислоты — серина. Получается свертыванием молока, в котором он находится в коллоидно-взвешенном состоянии в виде казеината кальция.

нерастворимость его кальциевой соли з воде, что обуславливает выпадение его в осадок при свертывании молока, когда образую­ щаяся при этом процессе молочная кислота нарушает устойчи­ вость казеиновой дисперсии. Казеин имеет ясно выраженные кислотные свойства, что является следствием наличия в белковой молекуле свободных карбоксильных и других кислотных групп. Молекулярный вес казеина точно еще не установлен и колеблется от 75 тысяч до 375 тысяч.

Таким образом, если к молоку прибавить небольшое количе­ ство сычужного фермента, кислоты или дать молоку просто скиснуть (при скисании молока образуется молочная кислота), казеин выпадет в виде хлопьевидного нерастворимого в воде осадка, который можно отфильтровать, высушить и измельчить.

В зависимости от способа изготовления различают два вида казеина: сычужный и кислотный. Кислотный казеин применяют в полиграфии для изготовления переплетного клея. Сычужный казеин в полиграфии не применяется, так как он плохо раство­ ряется и образует очень вязкие и менее клейкие растворы, чем кислотный казеин.

Технический (товарный) кислотный казеин (ГОСТ 1211—41) представляет собой аморфный белый или желтоватый порошок удельного веса 1,26. Казеин в воде не растворяется, а только набухает. Высушенный казеин очень гигроскопичен и погло­ щает влагу из воздуха. При содержании в казеине более 14% влаги казеин может загнивать и портиться, поэтому его следует хранить в сухом, хорошо вентилируемом помещении. Нормаль­ ная влажность казеина не более 12%.

Казеиновый клей получают путем растворения технического казеина в воде при добавлении в нее щелочей или солей со ще­ лочными свойствами. Так, для растворения з воде 100 весовых частей казеина достаточно взять одну из следующих щелочных добавок (в весовых частях):

казеин образует два вида коллоидных клеевых растворов: обра­ тимые и необратимые. Обратимые казеиновые растворы явля­

растворы, напротив, являются клеями водоупорными, в силу того, что высохшая пленка клея не набухает в воде и не может в ней растворяться. Водоупорные клеи образуются при раство­ рении казеина в воде в присутствии гашеной извести. Так как казеин, отличаясь кислыми свойствами, вступает в реакцию с гидратом окиси кальция, образуя нерастворимый казеинат кальция, водоупорные клеи в жидком виде могут сохраняться недолго — не более 6—8 часов, после чего они необратимо загу­ стевают. Необратимые казеиновые клеи в полиграфической про­ мышленности не применяются; они идут для склеивания дере­ вянных изделий (фанеры), фарфора.

Наилучшие казеиновые клеи для переплетных работ полу­ чаются растворением казеина при помощи буры или аммиака. Водный раствор буры — тетраборнокислого натрия Na2B4O?-

• ЮНгО — имеет щелочную реакцию постоянного значения pH. Например, изготовление казеинового клея можно производить по следующему рецепту: 10 кг технического казеина помещают

ния казеина должен быть из меди или из нержавеющей стали; он может быть также эмалированным или луженым оловом.

Казеиновые клеи, подобно костному клею, рекомендуется консервировать антисептиками. Качество казеинового клея мо­ жет быть значительно улучшено добавлением 50—75 весовых частей мочевины на каждые 100 весовых частей технического казеина. Такие казеиновые клеи пригодны, например, для работ на форзацприклеечной и оклеечнокаптальной машинах.

§ 148. КРАХМАЛЬНЫЙ КЛЕЙ (КРАХМАЛЬНЫЙ КЛЕЙСТЕР)

Крахмал — полисахарид, встречающийся в растениях; эмпи­ рическая формула его (СвНюОз) , где п — коэффициент поли­ меризации. Элементарным .звеном молекулярной цепи крахмала является остаток глюкозы.

Крахмал, как и целлюлоза, принадлежат к одному и тому же классу химических соединений — полисахаридам— и имеют одну и ту же эмпирическую формулу. Но крахмал отличается от целлюлозы строением молекулярной цепи и значительно мень­ шим молекулярным весом, т. е. меньшей длиной молекулярной цепи.

Крахмал образуется в результате фотосинтеза в зеленых ча­ стях растений из углекислоты воздуха и воды, а затем в виде первичных зерен уносится вместе с соками растения и отла­ гается в других его частях, например в клубнях и зернах. Наи­ большее количество крахмала содержится в зернах риса, куку­ рузы, пшеницы и в клубнях картофеля. Зерна крахмала в раз­ личных растениях имеют неодинако­ вую форму и величину (рис. 151). Та­ ким образом, рассматривая крахмал под микроскопом, можно установить его происхождение. Зерна картофель­ ного крахмала достигают величины в 0,1 мм, пшеничного — 0,04 мм, куку­ рузного—0,03 мм, рисового—0,01 мм.

зываемой температурой клейстеризации, зерна крахмала сильно набухают, разрываются, и крахмал переходит в более или менее однородный липкий коллоидный раствор, называемый крах­ мальным клейстером. Температура клейстеризации крахмалов различного происхождения указана в табл. 30.

Температура клейстеризации крахмала (в С.°)

Клейстер из картофельного крахмала изготавливают еле-

дующим образом. Крахмал замешивают с небольшим количеством холодной воды, затем в получившееся крахмальное мо­ лочко вливают при энергичном перемешивании остальную воду.

456 Полиграфические матепиалы

нагретую до температуры кипения, с таким расчетом, чтобы содержание воздушносухого крахмала составляло в клейстере 6—8%. Вследствие происходящего при этом постепенного повы­ шения температуры крахмал равномерно клейстеризуется, без образования комков и сгустков. Температура заварки карто­ фельного крахмала в 70—75° является наилучшей, позволяющей получить клейстер с наибольшей клеящей силой и наименьшей способностью промачивать переплетный материал. При более высоких температурах клейстер постепенно делается прозрач­ ным, стекловидным, тянется за кистью длинными нитями, обра­ зуя полосы и бугры на переплетном материале, и сильно прома­ чивает его. Дальнейшее повышение температуры заварки вызы­ вает быстрое падение клеящей силы клейстера. ПрЯ'изготовлепии небольшого количества клейстера пользуются обычными вед­ рами и кастрюлями. Большое количество крахмального клей­ стера следует готовить в специальном чане с механической мешалкой и водяным обогревом.

Добавление в состав крахмального клейстера небольшого количества буры (около 0,5% к весу воздушносухого крахмала)

крахмального клейстера рекомендуется производить следующим порядком. В посуду постоянной емкости наливают воду, нагре­ тую до 35—40°. В воду засыпают необходимое количество крах­ мала и буры и тщательно размешивают содержимое посуды. При больших количествах завариваемого клейстера размеши­ вание производят механической мешалкой. При малых количе­ ствах (например, в ведре) клейстер размешивают деревянным веслом вручную. Нагревают содержимое посуды на водяной бане до нужной для клейстеризации температуры 65—70°.

Клейстер из маисового крахмала. Клейстеризация маисового крахмала происходит при более высокой температуре, 75—80° приблизительно. Поэтому замешивание маисового крахмала производят в теплой воде, нагретой до 45—50°, а затем прили­ вают кипяток, доводя температуру клейстера до 80°.

Маисовый клейстер не стоек при хранении и вскоре после изготовления и остывания сильно густеет, плохо размазывается и, выделяя воду, сильно промачивает коленкор и бумагу. Поэто­ му маисовый клейстер всегда нужно готовить с добавлением буры, улучшающей свойства клейстера из маисового крахмала.

Крахмальный клейстер применяется в теплом состоянии (при температуре 40—60°) для приклеивания, главным образом, бу­ маги, например для приклейки бумажной обложки к картонным

Для изготовления стабильного крахмального клейстера в чан наливают воду и нагревают ее до 50°. Затем приводят в дейст­ вие мешалку, засыпают в чан крахмал и приливают раствор хлористого магния. Содержимое чана нагревают до 85—90°. Вначале крахмал клейстеризуется и образуется густая масса. Перемешивание продолжают 1—2 часа, до тех пор пока клей не разжижится (он должен хорошо размазываться и ложиться на бумагу тонким ровным слоем). После этого в чан вводится 10%-ный раствор едкого натра, в количестве, указанном в ре­ цепте, и все хорошо перемешивается.

Стабильный крахмальный клейстер можно применять для приклейки плотной обложечной бумаги, для работы на нитко­ швейных и форзацприклеечных машинах; разбавленный водой на 50%, он пригоден для приклейки бумажной обложки к кар­ тонным сторонкам.

§ 149. КРАХМАЛЬНЫЙ КЛЕИ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Как уже указывалось, в строении молекулы крахмала и цел­ люлозы много общего, но крахмал, построенный из остатков мальтозы и имеющий гораздо меньший молекулярный вес, в от­ личие от целлюлозы, легко гидролизуется под действием кислот и щелочей при повышенной температуре и в присутствии воды. При этом происходит расщепление гигантской молекулы крах­ мала на более мелкие звенья, и в конечном счете гидролиз крах­ мала кислотами может дойти до конца, т. е. до образования глюкозы (СвНюОб).; + пН2О->-гаСбН12Ов.

Крахмал, обработанный водными растворами кислот, щело­ чей и окислителей, называют модифицированным. Кислоты, ще­ лочи и окислители по-разному действуют на крахмал.

Кислоты вызывают гидролитическое расщепление крахмала, т. е. его распадение на частицы с меньшим молекулярным весом и меньшей длиной молекулярной цепи.

Гидролиз крахмала идет не сразу, а постепенно, в несколько последовательных стадий, с образованием ряда промежуточных продуктов, с более короткой, чем исходный крахмал, постепенно уменьшающейся длиной молекулярной цепи:

Первой стадией гидролитического расщепления крахмала яв­ ляется растворимый крахмал, хорошо растворимый в воде при нагревании и дающий с иодом синее окрашивание. При даль­ нейшем гидролизе образуются различного рода декстрины,

легко растворимые в воде, даже без нагревания. Высшие дек­ стрины дают с иодом буро-фиолетовое окрашивание, низшие окрашивания не дают.

Декстрины, по сравнению с крахмалом, лучше коллоидно растворяются в воде и образуют менее вязкие растворы. Так, если содержание крахмала в обычном крахмальном клейстере составляет всего 6—8% (при большем содержании крахмала образуется студень, непригодный для склеивания), то содержа­

мальном клейстере в значительной степени агрегированы между собой водородными связями и межмолекулярными силами при­ тяжения. По этой причине крахмальный клейстер имеет боль­ шую вязкость при сравнительно небольшой концентрации в нем крахмала. Щелочи пептизируют крахмал, т. е. взаимодействуют с подвижным атомом водорода гидроксильной группы крахмала, разрушают водородную связь и разъединяют молекулы крах­ мала друг от друга.

Окислители действуют главным образом на концевые полу­ ацетальные группы молекулы крахмала, превращая их в высо­ коактивные карбоксильные группы, что в корне меняет хими­ ческие свойства крахмала. Химическая активность молекулы крахмала повышается, она приобретает способность со щело­ чами образовывать соли, молекула крахмала становится поляр­ ной, приобретая разные электрические заряды на противополож­ ных концах молекулы. Растворимость крахмала увеличивается.

Следовательно, в целях увеличения содержания сухого клея­ щего вещества и связанного с этим увеличения липкости и клея­ щей силы крахмального клейстера применяется химическая обработка крахмала кислотами, щелочами, окислителями и некоторыми хлористыми солями (например, хлористым маг­ нием) при нагреве, преимущественно в водной среде. Все эти способы, как уже указывалось, основаны на различном хими­ ческом действии на крахмал указанных реагентов.

Растворимый крахмал. Если крахмал смочить раствором хлористого магния или некоторых других солей, хорошо пере­ мешать и высушить, а затем поджарить при температуре 150—260°, получится продукт с новыми ценными свойствами, называемый растворимым крахмалом. Новый продукт получил название растворимого потому, что, не теряя химических свойств крахмала, он растворяется уже при небольшом нагревании