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

и образует 25—30%-ные растворы. Растворимый крахмал при­ годен для всех переплетно-брошировочных работ, кроме при­ клейки ледерина.

Декстрин получают из картофельного или маисового крах­ мала при тщательном перемешивании его с соляной кислотой и нагревании в течение 3—3,5 часа при температуре 125—155°. Известны бескислотные декстрины, получаемые нагреванием крахмала при температуре 180—190° в течение 5—6 часов без каких-либо добавок, но эти бескислотные декстрины по качеству хуже кислотных и поэтому в полиграфической промышленности не применяются.

Растворимость декстрина в воде при температуре 17,5° должна быть не менее 92%. Водные растворы, содержащие 45—55% декстрина, обладают хорошей липкостью, но высох­ шая пленка декстринового клея имеет чрезмерную хрупкость и очень ограниченную адгезию к поверхностям склеиваемых ма­ териалов. Например, коленкор, приклеенный декстриновым клеем к картону, легко отрывается по слою декстрина, не захва­ тывая картона.

Способ изготовления декстринового клея следующий. Дек­ стрин замачивают водой и перемешивают до тех пор, пока не разойдутся все комки, затем его нагревают на водяной бане до получения однородной, прозрачной в тонком слое массы.

Свойства декстринового клея улучшаются с введением 1,5—2,0% глицерина для повышения эластичности пленки и 2,0—2,5% буры для повышения клеящей силы. Декстриновые клеи применяются только для работ с бумагой. В смеси с кост­ ным клеем, а также с окисленным крахмалом, декстриновый клей можно применять для работ с коленкором и жесткими бу­

магами.

Окисленный крахмальный клей получают нагреванием и при энергичном перемешивании взвеси крахмала с растворами окис­ лителей, например хлорной извести. При такой обработке вна­ чале происходит клейстеризация и загустевание крахмальной массы, а затем наступает разжижение клея, и он становится удобным для работы. Раствор хлорной извести берут с таким расчетом, чтобы он содержал 3,75—4,25% активного хлора. Изготовление окисленного крахмального клея производят по рецепту: 50 кг картофельного крахмала, 47 л водного раствора

шают до 80—85°, и ведут перемешивание до тех пор, пока клей станет прозрачным и будет легко размазываться на бумаге тон­ ким слоем.

Изготовление окисленного крахмального клея по этому спо­

460 Полиграфические материалы

собу связано с применением хлорной извести, а следовательно, с выделением некоторого количества газообразного хлора. По­ этому изготовление окисленного крахмального клея необходимо производить в изолированном помещении, во избежание KOippoзии металлических частей машин, и соблюдать правила техники безопасности.

Окисленный крахмальный клей применяют в теплом виде. Он легко размазывается тонким ровным слоем, не промачивает материал и дает прочную склейку. Клей может применяться для заклейки корешков книжных блоков и для работ со всеми ви­ дами переплетных материалов, за исключением ледерина. Для того чтобы окисленный крахмальный клей можно было приме­ нять в холодном виде, его готовят из маисового крахмала, как это указано выше, и разбавляют 30%-ным раствором декстрина, пока он не приобретет желаемой густоты и не перестанет засты­ вать. К 10 весовым частям окисленного крахмальногЬ клея обычно достаточно бывает добавить 2—3 весовые части раство­ ра декстрина. Клей из окисленного картофельного крахмала за­ густевает быстрее, чем из маисового, и поэтому он менее приго­ ден для работы. Окисленные крахмальные клеи не являются питательной средой для различного рода микроорганизмов, что исключает возможность плесневения переплетных крышек.

Клей, получаемый обработкой крахмала кислотой. Изготов­ ление клея состоит в нагревании до 80—95° и энергичном пере­ мешивании крахмала в смеси с водой, подкисленной кислотой. На 33 весовые части крахмала берут 1,5 весовой части азотной кислоты (удельного веса 1,31) или 3 весовые части соляной кислоты (удельного веса 1,16) и 65 весовых частей воды. Нагре­ вание прекращают, когда клей станет прозрачным и будет хо­ рошо размазываться кистью. Излишне продолжительное нагре­ вание крахмала с растворами кислот приводит к понижению качества клея: он сильно разжижается, промачивает материал, и его клеящая сила понижается.

Клей, полученный обработкой крахмала кислотой, имеет хорошую липкость и применяется для склеивания всех мате­ риалов, кроме ледерина. Клеем пользуются в теплом виде (на­ гретым до 50—60°), так как при остывании он сильно густеет. Если клей получился слишком густым, его можно разбавить 30%-ным раствором декстрина.

Клей, полученный щелочной обработкой крахмала. Способ изготовления клеев щелочной обработки состоит в нагревании и энергичном перемешивании при температуре 90—100° в же­ лезном котле крахмала с водным раствором едкой щелочи в те­ чение 1,5—2,5 часа и последующей нейтрализации избытка щелочи соляной кислотой. Нагревание клея осуществляется за счет тепла, выделяющегося при взаимодействии крахмала со

щелочью, поэтому подведение тепла извне не требуется. В пер­ вой стадии изготовления клея щелочной обработки происходит

в реакторах, оборудованных мощными механическими мешал­ ками. Клей щелочной обработки крахмала может быть изго­ товлен по рецепту: крахмал картофельный 15 кг, вода 80 л, водный раствор едкого натра (удельного веса 1,33) 4 л, соляная

кислота (удельного веса 1,16) 4 л.

Клей щелочной обработки крахмала применяют для следую­ щих переплетных работ: а) крытье переплетных крышек бумаж­ ной обложкой, переплетным коленкором и приклейка коленко­ рового корешка; б) заклейка корешков книг малого формата; в) приклейка первого и последнего листа книжного блока на ниткошвейных машинах.

§ 150. РАЗНЫЕ ВИДЫ ПЕРЕПЛЕТНОГО КЛЕЯ

Клей из карбооксиметилцеллюлозы представляет собой 7— 10%-ные водные растворы карбооксиметилцеллюлозы. Приме­ няется взамен крахмального клейстера, так как значительно превосходит его по качеству. Чрезвычайно удобен в работе и дает прочную склейку. Водные растворы карбооксиметилцел­ люлозы бесцветны, не имеют запаха, хорошо намазываются на переплетный материал. Водные растворы карбооксиметилцел­ люлозы могут сохраняться неограниченное время, так как карбооксиметилцеллюлоза не подвержена брожению и действию микроорганизмов. Растворение карбооксиметилцеллюлозы осу­ ществляется при комнатной температуре.

Клей на основе экстракта сульфитных щелоков состоит из

60% экстракта сульфитных щелоков, 30% специального пласти­ фикатора (рецепт пластификатора приводится ниже) и 10% воды.

Рецепт специального пластификатора (в %):

Пластификатор готовится смешением всех составных частей без подогрева.

Экстракт сульфитных щелоков растворяют в специальном пластификаторе и в воде при подогреве до 70° и при переме­ шивании.

Представляет собой темную однородную массу удельного веса 1,3, вязкостью 40 сек. по воронке ВЗ-4 при 20°.

где Р—груз в граммах; К—среднее значение (1—cos а); b — ширина полоски в сантиметрах.

Другой упрощенный способ испытания липкости клея состоит в отрыве полоски с клеем от поверхности картона при помощи технических весов, так же как это делалось при испытании липкости вальцевой массы (§ 129). Лип­ кость клея по этому методу выражают в г/см2.

Прочность высохшей склейки (сопротивление разрыву) характеризуют усилием, которое необхо­ димо затратить для разрыва двух полосок прочной ткани, склеенных между собой, как это показано на рис. 153. Разрыв полосок друг от друга произ­

ность выдерживать изгибы под более или менее острыми углами без появления трещин. Испытание

эластичности клеевой пленки производят на приборе (рис. 154), состоящем из вертикальной металлической станины и шести металлических стержней диаметром 20, 15, 10, 5, 3 и 1 мм, рас­ положенных на станине в два ряда.

Клей наносят тонким слоем на кусочек алюминиевой фольги и высушивают при комнатной температуре. Затем изгибают фольгу с клеевой пленкой на стержнях прибора, последова­ тельно от большего к меньшему диаметру. Мерой эластичности является минимальный диаметр того стержня, на котором при изгибании у пленки не образуются трещины.

Концентрация растворов костного клея определяется посред­ ством клеемера Зура (рис. 155), который построен по принципу

клея в процентах; нижняя часть (шарик) 3 клеемера, заполнена дробью. Внутри прибора имеется термометр 2, ртутный шарик 4 которого выступает внизу клеемера. Клеемер погружают в рас­ твор испытуемого клеевого раствора и в зависимости от глубины погружения определяют по шкале его концентрацию.

Концентрацию костного клея можно определить, пользуясь обычным ареометром. Для перевода показаний ареометра в про­

центы содержания товарного клея имеется специальная таб­ лица.

Пенистость клеевого раствора. Берут 50 мл 17,5%-ного рас­ твора костного клея (по Зуру) и помещают в закрытый цилиндр емкостью 100 мл. Цилиндр с раствором клея нагревают на водяной бане в течение 30 минут при температуре 45°, затем взбалтывают в течение минуты (2 раза в секунду) и опять по­ мещают на водяную баню при температуре 45°. Объем, занимае­ мый пеной, после отстаивания раствора в течение 2 минут, вы­

раженный высотой пены в миллиметрах, характеризует пени­ стость клея.

466 Полиграфические материалы

Для неорганических кислот характерно наличие в их молекуле гидроксильных групп ОН с подвижным атомом водорода в них; для органических кислот характерно наличие карбоксильной группы, или карбоксила, СООН, также имеющей гидроксил с подвижным атомом водорода. Например:

положительно заряженные ионы водорода (катионы) и отрица­ тельно заряженный кислотный остаток (анион), например:

HNO3 # Н+ + NOS~

Константа равновесия этой реакции называется константой ионизации или диссоциации. Она служит мерой силы кислоты, выражающейся водородным показателем pH. Водный раствор нейтрален при рН=7; кислый раствор имеет pH меньше 7. Чем меньше pH, тем кислее раствор. К слабым кислотам относятся кислоты с константой диссоциации при 25° ниже 10-5 (уксусная 1,8-10—5, угольная 3,5-10-7, синильная 7,2-Ю"10). Ионизация мно­ гоосновных кислот протекает в несколько ступеней; каждая из них характеризуется своей константой ионизации, например Н3РО4(7,6-10-3), Н2РО4- (5,8-Ю-8), НРО4— (3,5-10“13).

Кислоты при нормальной температуре могут быть в твердом или жидком состоянии. Жидкими в этих условиях будут серная, азотная, соляная и др.; твердыми — метафосфорная кисло­ та НРОз, ортофосфорная Н3РО4, борная Н3ВО3 и др.

Наличие в молекулах кислот гидроксила с подвижным ато­ мом водорода, способным замещаться атомами металлов, сооб­ щает кислотам ряд общих свойств:

а) водные растворы кислот имеют кислый вкус; б) окрашивают лакмус в красный цвет, фенолфталеин де­

лают бесцветным, метилоранж (при рН<3) окрашивают в крас­

ный цвет; в) при взаимодействии с металлами, основными окислами и

основаниями образуют соли:

Mg + H2SO4 = MgSO4 4- Н2

MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2o

Mg (OH)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2 H2O

При реакции полной нейтрализации кислот образуются сред­ ние соли, например:

2NaOH + H2SO4 ->■ Na2SO4 + 2Н2О

Серная кислота — это химическое соединение серного ангид­ рида SO3 с водой Н2О; двухосновная сильная кислота. Серная кислота моногидрат H2SO4— бесцветная маслянистая жидкость удельного веса 1,834 (при 18°), затвердевающая при охлажде­ нии в кристаллическую массу. Кристаллы плавятся при темпе­ ратуре + 10,37°. Реактивные сорта серной кислоты имеют удель­ ный вес 1,8300—1,8350 и содержат 93,56—95,60% H2SO4 моногид­ рата. Технические виды серной кислоты представляют собой смеси моногидрата с водой в различных концентрациях; олеум,

газа. Органические вещества разрушает и обугливает. Попадая на кожу рук вызывает сильные ожоги. Концентрированная сер­ ная кислота жадно поглощает влагу и применяется поэтому для обезвоживания различных веществ, в частности газов (напри­ мер, воздуха). При разбавлении крепкой серной кислоты водой происходит выделение большого количества тепла.

Серная кислота является одной из самых сильных кислот, в водных растворах диссоциирует главным образом на Н+ и HSO4 . Образует два типа солей: средние, называемые суль­

фатами Na2SO4, и кислые, называемые бисульфатами, например

NaHSO4.

Сульфаты металлов: меди, железа, цинка, никеля и кобаль­ та, называют купоросами. Они хорошо растворяются в воде и кристаллизуются в кристаллогидраты различного цвета с раз­ ным количеством кристаллизационной воды: медный купорос

CuSO4-5H2O — синие, железный купорос FeSO4-7H2O — бледнозеленые, цинковый купорос ZnSO4-7H2O — белые, никелевый ку­ порос NiSO4-7H2O — зеленые и кобальтовый купорос CoSO4- •7Н2О — красные.

Сульфаты металлов бария, кальция, свинца не растворяются в воде и используются в качестве белых пигментов и наполните­ лей-субстратов при изготовлении красочных лаков, печатных красок, мелованной бумаги и пр.

Цинк, алюминий, никель и многие другие металлы раство­ ряются как в концентрированной, так и в разбавленной серной кислоте. При растворении этих металлов образуется соответ­ ствующая соль и выделяется водород.

Железо в концентрированной серной кислоте не растворяет­ ся, так как образующийся при взаимодействии тонкий слой сер­ нокислого железа нерастворим в серной кислоте и надежно защищает металл от дальнейшего разрушения. Разбавленная серная кислота хорошо растворяет металл, так как сернокислая соль железа хорошо растворима в воде.

Свинец, наоборот, в разбавленной серной кислоте не раство­ ряется, так как в этом случае образуется весьма мало раство­ римый в воде сернокислый свинец. В концентрированной сер­ ной кислоте свинец легко растворяется, так как образующийся в этих условиях сернокислый свинец (сульфат) переходит в кис­ лый сернокислый свинец (бисульфат) по схеме:

PbSO, + H2SO4 —>- Pb(HSO4)2

При действии серной кислоты на серебро, медь и ртуть про­ исходит образование окислов металлов и сернистого газа:

H2SO4 + Си ------->- СиО + SO2 + Н2О

На золото и платину серная кислота не действует.

В промышленности серную кислоту получают башенным (гловерным) и контактным способами. В том и другом случае серная кислота получается окислением сернистого газа.