Технология брошюровочно-переплетных процессов

Переплетные крышки типа 7, по сравнению с другими  крышками (5, 8, 9) с клеевым соединением  деталей, просты по конструкции, дешевы в изготовлении, более прочны. Изготовленные с применением сравнительно дорогих покровных материалов на тканевой основе, они используются для многотомных изданий классиков, для подписных изданий художественной литературы, энциклопедий и других изданий. Для отдельных произведений и сборников политической и художественной литературы стали применять покровные материалы на бумажной основе с полимерным покрытием (типа бумвинила, балакрон и др.), которые по прочности и долговечности мало уступают переплетным тканям.

Переплетная крышка типа 8 изготавливается обычно с применением коленкоров, имеет современный «рубленный» вид, весьма прочна. Она находит применение в изданиях по искусству большого формата (обычно 1/8 долю), преимущественно второй группы по толщине блока при малых и средних тиражах.

Переплетные крышки типов 5-9 могут применяться  для вставки блоков, скрепленных  нитками или КБС, а крышка типа 9 предназначены для изданий, скрепляемых  бесшвейными клеевыми способами с окантовкой корешка. Предполагается, что они более технологичны, чем крышка типа 8, так как отсутствуют операции изготовления корешка блока и соединения его с накладными сторонами.

 

 

 

5. Этапы склеивания. Требования, предъявляемые к клеям.

Ответ

Наиболее важные этапы склеивания — это прилипание, схватывание, закрепление, в результате чего образуется пленка и происходит клеевое соединение в готовом изделии. Необходимым условием прилипания (адгезии) является смачивание жидкостью (клеевым раствором или расплавом) твердой поверхности материала. Без смачивания клеевое соединение невозможно, клеевой раствор будет собираться в виде капель и его невозможно распределить тонким слоем по поверхности тела. Большинство клеев, применяемых в брошюровочно-переплетном производстве, — водные растворы или дисперсии полимеров. Капля такого клея, нанесенная на поверхность материала, под действием поверхностного натяжения на границах раздела фаз образует с горизонтальной поверхностью тела краевой угол смачивания 0. Если тело смачивают водой или водным раствором, то при условии 0≤cosθ≤+1 (0≤θ≤π/2 рад.) тело называют гидрофильным, а при –l≤cosθ≤0 — гидрофобным. Такие материалы, как бумага, картон или переплетные ткани, гидрофильны и хорошо смачиваются клеями на водной и спиртовой основе.

Схватывание — это удержание одного материала  другим при помощи жидкого клея, исключающее самопроизвольное смещение и разъединение склеиваемых деталей. Технологичность клея обеспечивается тремя условиями схватывания.

1) В момент  присоединения одной детали ко  второй поверхностный слой клея  должен иметь достаточную липкость, сохраняя при этом текучесть.  Время достижения оптимальной  липкости и машинное время,  отведенное на выполнение данной  операции, должны быть взаимно  согласованы, иначе это приведет  к частым остановкам оборудования, снижению показателей качества  полуфабрикатов. При конструировании  машины следует учитывать время  достижения оптимальной липкости реального клея, а при эксплуатации существующего оборудования необходимо подбирать или корректировать рецептуру клея и его рабочую температуру в соответствии с машинным временем. Приближенно о времени достижения оптимальной липкости можно судить по открытому времени (времени с момента нанесения клея на одну из склеиваемых деталей до потери клеем липкости), так как липкость становится оптимальной незадолго до полной потери ее. На машинных операциях обычно используются клеи с малым открытым временем, а на ручных — с большим. В последнем случае это позволяет рабочему выполнять сначала промазку большой партии деталей клеем, а затем их соединение.

2) На этапе схватывания склеиваемые детали должны быть неподвижны относительно друг друга. Повышенное внешнее давление (прижим приклеек) способствует принудительному проникновению вязкого клея в поры и макрокапилляры материалов и упрочнению склейки.

3) Закрепление клеевой пленки происходит вследствие перехода клея из жидкого состояния в твердое. Для коллоидных растворов и дисперсий полимеров это связано с гелеобразованием (образование студня, или геля) при естественном удалении растворителя или дисперсной среды — впитывании в капилляры склеиваемых материалов и испарении. В процессе гелеобразования в объеме клея образуется пространственная молекулярная, или фазовая, сетка, которая придает образующейся клеевой пленке основное свойство твердого тела — прочность и специфическую для полимеров эластичность. На ранней стадии образования клеевого слоя происходит коагуляция поверхностных слоев клея. Это может быть вызвано не только быстрой потерей влаги из-за капиллярного впитывания, но и адсорбцией стабилизатора волокнистым материалом. При дальнейшем удалении влаги взаимодействие между частицами полимера и дисперсионной среды заменяется взаимодействием между частицами полимера, и когезионные силы растут. В момент замены коагуляционных контактов на прочные когезионные или адгезионные контакты утрачивается понятие вязкости, поскольку текучесть заменяется прочностью, при этом резко возрастает сопротивление клеевого слоя деформациям сдвига и растяжения.

Для термоклеев процесс закрепления связан с охлаждением расплава и переходом полимера из вязкотекучего в высокоэластическое и стеклообразное состояния. Процесс охлаждения даже достаточно толстых пленок (0,8 мм) протекает довольно быстро — за 20–50 с, поэтому этап закрепления для термоклеев не вызывает технологических затруднений.

Прочность и долговечность клеевого соединения зависит от специфических факторов, которые рассматриваются в соответствующих темах, посвященных тому или иному технологическому процессу. Здесь рассматриваются лишь те факторы, которые являются общими для всех клеевых соединений. К ним относятся: шероховатость поверхности склеиваемых материалов, вязкость клея, его температура, толщина клеевой пленки, давление при склеивании.

Наиболее  прочно склеиваются материалы с развитой шероховатой поверхностью, так как более шероховатые поверхности лучше смачиваются клеем, имеют большую площадь контакта с адгезивом и, следовательно, большую поверхность склейки, а острые вершины микронеровностей, обладающие повышенным запасом свободной энергии, являются активными центрами притяжения молекул адгезива. Большинство переплетных материалов имеет достаточно развитую поверхность, поэтому к механической обработке прибегают лишь при бесшвейном клеевом скреплении со срезкой корешковых фальцев, когда малая площадь торцов листов, по мнению многих специалистов, не может обеспечить достаточно надежную склейку.

Требования  к клеям.

Свойства  клеев подбираются и формируются  на основе технологических и эксплуатационных требований. Технологические требования:

1) высокая  адгезия, от которой зависит  прочность клеевого соединения;

2) определенная  вязкость и концентрация, от которых зависит процесс проникновения клея в глубь материала и процесс пленкообразования;

3) определенная  липкость, позволяющая удерживать  детали в требуемом положении  до окончательного затвердевания  пленки;

4) определенное  открытое время клея, или период  схватывания, рассчитанное на время обработки материалов на каждой операции;

5) стабильность  свойств в процессе переработки материалов;

6) отсутствие дефицитности и  приемлемая для данного издания  стоимость;

7) отсутствие  токсичности и легковоспламеняемости. Эксплуатационные требования:

1) срок  старения и деструкции, превышающий  расчетный срок службы издания;

2) быть  нейтральными или слабокислыми (рН = 5—9), чтобы не разрушать материалы, содержащие целлюлозу, не изменять их цвета и не обесцвечивать оттиски;

3) быть  светлыми или прозрачными, чтобы  не образовывать пятен, не ухудшать  товарный вид издания;

4) иметь  высокую когезию после закрепления, так как прочность клеевого слоя должна быть выше или равна прочности соединяемых материалов:

5) иметь  эластичную пленку, не разрушающуюся  при дальнейшей механической обработке полуфабрикатов, а также при чтении, хранении и транспортировке готовых изданий;

6) отсутствие  неприятного запаха.

Перечисленные требования являются общими для выполнения всех операций технологического процесса, однако при выполнении конкретной операции то или иное требование может оказать решающее влияние на выбор типа и рецептуры клея [1].

 

 

Задача. Определите расход ткани в метрах для изготовления переплетных крышек типа 7, если формат издания 70×90/16, объем блока 18,72 усл. п. л., толщина тиражного листа 98 мкм, клеевое бесшвейное скрепление, корешок прямой, тираж 25 тыс. экз., ширина рулона ткани 76 см. Выполните технологическую схему изготовления данного издания.

Решение

Сначала необходимо определить размер блока  до и после обрезки. Так как  формат книжного издания равен 70´90¹/₁₆, то

размеры блока до обрезки — 175´225 мм;

размеры блока после обрезки  — 170´215 мм.

Технологическая схема изготовления издания приведена на рис. 1.

Технологическая схема  изготовления книги в переплете

Рис. 2.1

Для расчета необходимо рассчитать размеры заготовки покровного материала для переплетных крышек типа 7. Канты верхний и нижний равны 3 мм, передний кант — 4 мм, расстав —8 мм, загибка материала равна 15 мм.

Расчет  ширины покровного материала определяется по формуле:

Ш_п = Т_б + 2 ´ (Ш + К + Р + К_п + З),

где Ш ¾ ширина обрезанного блока, мм;

К ¾ толщина картона, мм;

Р ¾ расстав, мм;

К_п ¾ размер переднего канта, мм;

З ¾ величина загибки, мм

Толщина блока определяется по следующей  формуле:

Т_б = d × V_бум.л × h_т.б.

где     h_т.б. — толщина тиражной бумаги для основного текста;

d ¾ доля листа;

V_{бум .л.} ¾ объем издания, бум. л.;

h_ф — толщина тиражной бумаги для форзацев.

Объем издания  в печатных листах равен:

V_печ.л = V_{усл печ.л} / 1,17 = 18,72/1,17 = 16 печатных листа

Объем издания  в бумажных листах равен 8.

Т_б = 16 × 8 × 0,098_. = 12,54 мм ≈ 13 мм.

Ш_п = 13 + 2 × (170 + 2 + 7 + 4 + 15 ) = 409 мм.

Высота  покровного материала определяется по формуле:

В_п = В + 2 ´ (К_вн + К + З),

где В ¾ высота обрезанного блока;

 К_вн ¾ размер верхних и нижних кантов.

В_п = 215 + 2 ´ (2 + 3 + 15) = 255 мм.

Таким образом, размер заготовки покровного материала составил 409×255 мм.

Для изготовления покровного материала используется бобина шириной  760 мм. По ее ширине располагается две заготовки. Из этого следует, что при ширине материала в 760 мм из 409 мм материала получается две заготовки. При тираже издания 25 000 экземпляров количество материала в метрах будет равно:

0,409×25 000/2 = 5112,5 метров.

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воробьев, Д. В. Технология брошюровочно-переплетных  процессов: Учебник / Д. В. Воробьев, А. И. Дубасов, Ю. М. Лебедев — М.: Книга, 1989. — 392 с.

2. Технология брошюровочно-переплетных процессов: Учеб. пособие для студентов специальности 1-47 04 01 «Технология полиграфического производства» / Сост. И. В. Марченко; Науч. ред. И. Г. Пиотух. — Мн.: БГТУ, 2004. — 158 с.

3. Трубникова, Г. Г. Технология брошюровочно-переплетных процессов / Г. Г. Трубникова — М.: Книга, 1987. — 496 с.