Основные типы клеев, применяемые при КБС

СОДЕРЖАНИЕ: 
ВВЕДЕНИЕ 2 
ГЛАВА 1. 5 
Характеристика  и виды КБС. Этапы технологического процесса КБС. 5 
1.1. Характеристика и виды КБС. 5 
1.2. Этапы технологического процесса  КБС. 12 
ГЛАВА 2. 17 
Основные  типы клеев, применяемые при КБС. 17 
2.1. Общая характеристика клея, как  полиграфический материал. 17 
2.2. Животный клей. 19 
2.3 Дисперсии поливинилацетата (ПВА). 21 
2.4. Термоклей. 21 
2.5. Полиуретановые клеи. 22 
2.6. Комбинированные клеи. 23 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24 
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 26

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Сегодня на российском рынке наблюдается рост издания массовой литературы, такой как: глянцевые журналы, карманные книги, каталоги и рекламные проспекты. Также в последнее время наметилась тенденция к изданию собственных книг представителями разных профессий. Стало модным издавать собственную книгу музыкантам, художникам, ученым или известным политикам. В связи, с этим наблюдается значительное увеличение выпуска брошюр или книг малыми тиражами. 
Поэтому возникает вопрос о быстром и качественном скреплении книжных блоков. Клеевое бесшвейное скрепление (КБС) в настоящее время является самым распространенным скреплением. Этот способ чаще всего используется для различного типа брошюр, а также некоторых книжных изданий (учебников) небольшого объема (двенадцать 32-страничных тетрадей). В дальнейшем при разработке новых, более прочных клеев способ бесшвейного скрепления может быть рекомендован и для других типов изданий. Это распространение обусловлено рядом достоинств КБС: высокая скорость изготовления, малая трудоемкость процесса, которые практически не зависят от количества полос и толщины корешка соответственно, что влечет за собой сокращение финансовых затрат и сроков изготовления продукции. Как правило, данный вид скрепления применяется для изданий недлительного пользования.  
 Эта область находится в постоянном развитии, поэтому существует необходимость сбора и анализа информации. 
Цель работы: проанализировать виды клеев, используемых в способах клеевого бесшвейного скрепления книжных блоков. 
Задачи: 

Дать общую характеристику и описать виды клеевого бесшвейного скрепления (КБС) книжного блока. 
Проанализировать технологический процесс КБС книжного блока. 
Рассмотреть основные типы клеев, применяемые при КБС. 
Выявить достоинства и недостатки клеев, а также дать рекомендации по их использованию в КБС.

Объектом исследования данной работы является типы клеев, как полиграфический материал. 
Предметом исследования являются типы клеев, применяемые при КБС. 
Степень научной  разработанности темы. На сегодняшний день имеется большой объем информации о клеевом бесшвейном скреплении и о типах клеев, которые применяются. Это учебники, статьи в периодических изданиях, а также статьи, размещенные в электронном виде. 
Среди рассмотренных работ  можно выделить: Д.В. Воробьев «Технология послепечатных процессов», Н. Н. Полянский «Основы полиграфического производства», Малколм Дж. Кейф «Послепечатные технологии». 
В этих изданиях излагаются теоретические основы процессов  деформирования, склеивания, сушки, старения и механики разрушения полимеров, а  также технология отделочных процессов  при переработке оттисков в листовые и книжные издания и изделия. Приведены требования к отделочным и переплетным материалам, полуфабрикатам и готовой продукции. Намечены направления  совершенствования конструкции  книжных изданий и технологии изготовления. 
Логика исследования обусловила структуру работы:  

Введение составлено так, чтобы обосновать интерес к этой теме, определены цели и задачи для полного её рассмотрения. 
В первой главе дается характеристика и виды КБС, а также этапы его технологического процесса. 
Во второй главе  рассматриваются типы клеев, применяемые при КБС. 
В заключение даются достоинства и недостатки клеев, а так же рекомендации по их использованию.

ГЛАВА 1.

Характеристика  и виды КБС. Этапы технологического процесса КБС.

1.1. Характеристика  и виды КБС.

  
Клеевое бесшвейное скрепление – это соединение элементов брошюры или книги (тетрадей, отдельных листов) в блок (комплект) с помощью клея без использования шитья нитками или проволокой. 
  
Соблюдение правильного  технологического режима при бесшвейном скреплении блоков, а также использование  прочных и эластичных клеев дает возможность применять этот способ для различных изданий. Однако в  настоящее время способ бесшвейного  скрепления блоков чаще всего используется для различного типа брошюр, а также  некоторых книжных изданий (учебников) небольшого объема (двенадцать 32-страничных тетрадей). В дальнейшем при разработке новых, более прочных клеев способ бесшвейного скрепления может быть рекомендован и для других типов  изданий. 
Применение бесшвейного  скрепления на полиграфических предприятиях дает возможность значительно сократить  производственный цикл изготовления книг и брошюр, а также полностью  автоматизировать технологический  процесс и создать автоматические поточные линии, пропускная способность  которых не зависит от объема изданий. Все это позволит значительно  снизить себестоимость продукции  и повысить рентабельность брошюровочно-переплетных  цехов. 
Основным материалом, служащим для скрепления тетрадей в блоке  при бесшвейном способе, являются различные  эластичные клеящие вещества. 
Бесшвейное скрепление осуществляется лишь поблочно, что позволяет значительно  сократить продолжительность всего  производственного цикла изготовления полиграфической продукции различного объема. 
В настоящее время разработано  много способов бесшвейного скрепления, однако не все они применяются на производстве. 
Наиболее известен способ бесшвейного скрепления блока с  последующей срезкой корешковых фальцев тетрадей, в результате чего корешок получается состоящим из отдельных листов (долей), которые  в дальнейшем скрепляются клеем. Для достижения большей прочности  скрепления листов рекомендуется перед  заклейкой торшонировать1 корешок. 
Этот способ бесшвейного  скрепления обеспечивает прочное соединение всех листов в блоке, не является трудоемким, не вызывает каких-либо осложнений в  технологическом процессе и полностью  механизирован. 
Применение бесшвейного  скрепления со срезкой корешковых фальцев  позволяет освободиться от одной  технологической операции — приклейки  иллюстраций к тетрадям. Иллюстрации  комплектуются вместе с тетрадями  блока и приклеиваются в процессе бесшвейного скрепления. 
Для бесшвейного скрепления рекомендуется применять эластичные клеящие вещества, обладающие высокой  прочностью и не дающие раскола при  многократном раскрывании блока.  
Некоторое ограничение применения бесшвейного способа скрепления блоков объясняется отсутствием  высококачественных эластичных клеев, а также отсутствием специального оборудования, производящего полную обработку книжных блоков различных  объемов и форматов. 
  
  
  
  
Виды  клеевого бесшвейного скрепления. 
Существует много разнообразных  видов бесшвейного скрепления, из которых наиболее известны следующие: 

Бесшвейное скрепление блока, состоящего из обычных 16 и 32-страничных тетрадей, по корешковому фальцу которых сделана просечка или продольные надрезы в процессе фальцовки. Просечка необходима для проникания клея внутрь тетради в целях лучшего скрепления всех внутренних листов в блоке.

Бесшвейное скрепление блока, состоящего из тетрадей, имеющих поперечные надрезы в корешке. Надрезы делают после комплектовки блока, глубина их зависит от объема тетради и должна обеспечить достаточное проникание клея между листами. В некоторых случаях в целях повышения прочности бесшвейного скрепления в поперечные надрезы вводят нитки.

Бесшвейное скрепление блока, состоящего из односгибных или многосгибных тетрадей, у которых в процессе фальцовки образовались в корешке односгибные листы.

Бесшвейное скрепление блока, скомплектованного из обычных тетрадей, у которых перед скреплением срезают незначительную часть корешкового поля (фальцы тетрадей). Для увеличения прочности скрепления отдельных страниц между собой срезанную поверхность корешка следует несколько разрыхлить (торшонировать), что увеличивает площадь заклейки.

  
 
Из всех перечисленных  способов наибольшее распространение  имеет КБС со срезкой корешковых фальцев, как менее трудоемкий и более механизированный. 
КБС с просечкой или  продольными надрезами по корешковым фальцам (предусматривающий перфорацию корешковых фальцев тетрадей), является достаточно простым и не требует применения дополнительного оборудования, так как перфорацию корешковых фальцев тетрадей можно выполнять на фальцевальных машинах, снабженных перфораторами, а сам процесс скрепления на обычных заклеечных станках. Однако, несмотря на это, данный способ редко применяется, так как не обеспечивает достаточной прочности скрепления тетрадей. 
КБС с поперечными надрезами  по корешку блока является разновидностью КБС с просечкой или продольными надрезами по корешковым фальцам. Для увеличения прочности клеевого скрепления блока в надрезы необходимо вводить нити, что усложняет процесс и требует установки специального оборудования. Этот способ также не обеспечивает достаточной прочности скрепления и поэтому не получил распространения. 
Третий способ бесшвейного  скрепления ставит обязательным условием наличие в корешке блока односгибных  листов, что возможно при следующих  трех вариантах фальцовки листов: 
1) при фальцовке листов  в один сгиб с последующей  комплектовкой односгибных тетрадей  в блок; 
2) при перпендикулярной  фальцовке в два сгиба листов, имеющих специальный спуск полос,  обеспечивающий правильную последовательность  страниц в тетради. В этом  случае первый сгиб должен  быть по короткой стороне листа  (а не по длинной стороне,  как при обычном варианте двухсгибной  перпендикулярной фальцовки), в результате  получают тетрадь с глухой  петлей в головке и два односгибных  листа в корешке; 
3) при комбинированной  фальцовке в четыре сгиба. В  этом случае, как и во втором, спуск полос должен предусматривать  особенности фальцовки. Листы,  имеющие специальный спуск, сначала  фальцуют в три параллельных  сгиба (гармошкой) по длинной  стороне листа, а четвертый  сгиб должен быть перпендикулярен  первым трем. При этом получают  тетрадь с глухой петлей в  головке и четыре односгибных  листа в корешке. 
Бесшвейное скрепление блока, состоящего из односгибных тетрадей, является более качественным, так  как такие тетради позволяют  получить равномерный роспуск в  корешке, обеспечивающий прочное клеевое  скрепление. Этот способ применяется  для различных альбомов и атласов  с печатью на развороте листа. Однако не исключена возможность  его использования и для других типов изданий. 
Применение данного способа  бесшвейного скрепления на производстве не требует установки какого-либо специального оборудования. 
Четвертый способ бесшвейного скрепления со срезкой корешковых фальцев получил самое большое распространение на производстве для скрепления как книжных, так и брошюрных блоков. При этом блоки, поступающие на бесшвейное скрепление, могут быть скомплектованы из различных тетрадей. 
Тетради, поступающие на бесшвейное скрепление со срезкой корешковых фальцев, должны обязательно иметь  увеличенное по ширине корешковое поле, иначе при срезке фальцев нарушится  правильное соотношение полей в  издании. Увеличение размеров раскладки  корешкового поля для различных  тетрадей зависит от их объема. Например, для 16-страничных тетрадей раскладка  в корешке должна быть увеличена  на 2,5—3 мм, а для 32-страничных — на 4,5—5 мм. 
Дополнительные элементы — иллюстрации и форзацы —  могут быть соединены с блоком по-разному. При комплектовке иллюстраций  вместе с остальными тетрадями следует  предусмотреть увеличение величины раскладки корешкового поля иллюстраций, так же как и у всех тетрадей блока.  
Форзацы, а также иллюстрации, отпечатанные на очень плотных бумагах, нельзя комплектовать как самостоятельные  элементы книжного блока, а их следует  предварительно приклеить к тетрадям. При бесшвейном скреплении форзац должен быть приклеен к тетрадям с отступом от края корешка не менее чем на 5 мм, иначе при срезке корешковых фальцев тетрадей может быть срезан и фальц форзаца, и форзац потеряет свое основное назначение, так как  не будет обеспечивать прочного скрепления блока с переплетной крышкой. 
Как уже отмечалось, при  данном способе бесшвейного скрепления перед нанесением на корешок клея необходимо выполнить дополнительную технологическую операцию — торшонирование — в целях увеличения заклеиваемой поверхности. Без такого предварительного разрыхления клеевое скрепление будет недостаточно прочным. Для осуществления торшонирования не требуется специального оборудования, так как машины, предназначенные для бесшвейного скрепления данным способом, производят срезку фальцев и разрыхление корешка. 
В некоторых случаях после  торшонирования на корешок блока  дополнительно наносят надрезы, в которые при дальнейшей обработке  вводят нити и припрессовывают марлю. Эти дополнительные операции хотя и  увеличивают прочность блока, но значительно усложняют весь процесс  и снижают производительность. 
Бесшвейным способом рекомендуется  скреплять блоки, изготовленные  из бумаги с достаточной впитываемостью, но обладающей высокой гладкостью и имеющей вес не более 80 г, так как в противном случае трудно достигнуть достаточно прочного скрепления листов. Кроме того, при печатании желательно располагать полосы текста так, чтобы линия корешка совпадала с долевым направлением бумажного листа, при этом деформация бумаги от увлажнения клеем будет наименьшей. 
На корешок книжных  блоков, скрепленных бесшвейным способом, необходимо дополнительно наклеить полоску марли и бумаги. Марля  не только повышает прочность бесшвейного  скрепления, но обеспечивает в дальнейшем высокое качество соединения блока  с переплетной крышкой. Полоска  бумаги, наклеенная сверху марли, дополнительно  увеличивает прочность клеевого скрепления, придает корешку блока  определенную устойчивость и предотвращает  его склеивание с корешком переплетной  крышки. 
При бесшвейном скреплении блоков любым из перечисленных способов следует использовать такие клеящие  вещества, которые дают прочную и  эластичную пленку. Это не только улучшает скрепление, но и позволяет без  особых трудностей производить дальнейшую обработку корешка блока.  

1.2. Этапы  технологического процесса КБС.

Блок вставляется в зажим (ручной или автоматический) каретки и фиксируется. Обложка загружается отдельно вручную или в автоматический самонаклад. Закрепленный книжный блок транспортируется в секцию фрезерования, а затем - торшонирования. В зависимости от типа машины может быть только одна из этих операций. Далее блок подается на проклейку корешка и боковую проклейку. Правда, в некоторых машинах устройство для боковой проклейки не предусмотрено. Далее блок совмещается с обложкой и перемещается на обжим. Его время выбирается в зависимости от сорта бумаги, клея, толщины блока и обычно составляет 1–5 с, по истечении которых зажим раскрывается и книга попадает на стапель. 
Рассмотрим  подробно основные операции: 

Закрепление книжного блока. Итак, блок размещен в зажиме каретки. При фрезеровании величина будущего среза определяется выходом из зажима. Этот параметр, наравне с типом бумаги, оказывает непосредственное влияние на качество фрезерования. Обычно величину среза устанавливают в 2–4 мм. При этом, чем больше выход из зажима, тем более шероховатой будет сфрезерованная поверхность. Поэтому при выборе пористой, мягкой, слабоклееной бумаги величина среза должна быть минимальной, а при использовании бумаг с высокой зольностью и степенью проклейки - наоборот. Надо помнить, что в данном случае больше - не значит лучше: зазор между зажимом и фрезой выбирается минимально необходимый для конкретной бумаги, с учетом толщины тетрадей. Может произойти такая непредвиденная ситуация: сгибы внутренних листов толстых тетрадей не срезаются, а при увеличении глубины фрезерования оказывается, что срезали слишком много. В результате нарушается формат издания, уменьшается корешковое поле и т. д. Поэтому соответствующие поправки необходимо вводить еще при спуске полос. 
Фрезерование. Его осуществляют при помощи фрезы. Фреза представляет собой диск с расположенными по окружности резцами, которые делаются из высокопрочной стали. Резцы должны быть правильно установлены во фрезерной головке - на одном радиусе и в одной плоскости. Если в процессе эксплуатации из строя выходит резец, заменяют весь комплект. Острота резцов определяет качество сфрезерованной поверхности так же, как и скорость вращения фрезы. А вот со скоростью подачи блока все наоборот: чем она ниже, тем лучше будет сфрезерован корешок. С ее увеличением на листах бумаги увеличивается глубина вырывов, тем самым уменьшается площадь склейки, а значит, снижается прочность блока. 

 Цель фрезерования - срезать корешковые фальцы, чтобы клей смог соединить листы между собой. Блок, состоящий не из тетрадей, а из отдельных листов во фрезеровании не нуждается, так же, как и односгибные тетради из газетной или офсетной бумаги (для них достаточно торшонирования). Иногда при фрезеровании образуются вырывы, которые ослабляют прочность клеевого скрепления, в итоге блок будет рассыпаться. Появление вырывов может быть обусловлено рыхлой структурой бумаги или плохой заточкой фрезы. 
  

Торшонирование проводится после фрезерования или как самостоятельная операция. Вообще торшонирование применяется для увеличения площади склейки: на торцах листов образуются макронеровности, в которые проникает клей. Максимально допустимая их величина - 0,4 мм, иначе из-за глубоких вырывов ухудшится сцепление бумаги с клеем и уменьшится прочность скрепления. Поэтому блок, состоящий из отдельных листов рыхлой, пористой бумаги (газетной и некоторых сортов офсетной), не нуждается в торшонировании. Чаще всего для него используют торцевые фрезы с зубьями или фрезерные головки с набором дисковых фрез. 
Проклейка.  Конструкция клеевых аппаратов зависит от вида клея. Для ПВАД они состоят из ванны, заполненной клеем, одного или двух валиков, наносящих клей, и ракеля, который снимает излишки с корешка блока. Клеевой аппарат для работы с термоклеем устроен сложнее. Корпус клеевой ванны оснащен электрообогревом, а температура расплава контролируется терморегуляторами. Клеенаносящие валики также имеют электрообогрев. Скорость их вращения должна быть на 10% ниже скорости подачи блока. Первый клеенаносящий валик должен почти соприкасаться с корешком для лучшего проникновения клея в бумагу, второй располагается на расстоянии и удаляет излишки клея. Имеется устройство для снятия клеевых нитей и выравнивания толщины клеевой пленки. Толщина пленки выбирается таким образом, чтобы часть клея проникла в структуру бумаги, а часть осталась на поверхности. Чрезмерное количество клея не способствует прочности блока: корешок потрескается и листы будут выпадать. Перед нанесением термоклей нагревают в котле, а уже оттуда он подается в ванну. На разогрев уходит 2–3 ч, поэтому машины оборудованы автоматическим устройством для включения клеевого аппарата перед началом первой смены и для отключения в конце рабочего дня. Температура устанавливается в зависимости от вида клея. Нужно помнить, что при повышении температуры увеличивается проникновение клея в поры, однако при чрезмерном нагревании термоклей теряет свои свойства. Помимо заклейки корешка, в некоторых машинах производится боковая проклейка - полоски клея наносятся на первую и последнюю страницы вдоль корешка. За счет этого обложка надежнее скрепляется с блоком. К проклеенному блоку присоединяется обложка и далее следует обжим. Усилие и время обжима (до 5 секунд) выбирается с учетом толщины блока, свойств бумаги (плотность, жесткость, гидрофильность) и клея (липкость, вязкость, время высыхания). Для плотной бумаги с высокой степенью проклейки время увеличивается, а для офсетной бумаги оно может быть минимальным.

  
Требования  к бумаге. 
Бумага  – анизотропный материал с неориентированным расположением волокон, состоящий преимущественно из целлюлозных волокон различного типа и наполнителей. 
Пожалуй, ни в одном другом способе скрепления бумага не играет такую важную роль, как при КБС. Поэтому нужно учитывать ее свойства: состав, степень проклейки, плотность, раскрой, влажность и др.  
Основные компоненты, входящие в состав бумаги, - целлюлоза и  древесная масса. Чем выше процент  содержания древесной массы, тем  более шероховатой будет бумага. За счет этого увеличивается площадь  склейки, что необходимо учесть при  дозировании клея. 
В бумаге с высоким уровнем  белизны присутствуют наполнители - белые минеральные порошки (каолин, мел, диоксид титана, микротальк и  др.), придающие гладкость и микропористость  ее структуре. Количество наполнителя  характеризуется зольностью. С его  увеличением уменьшается количество неровностей при фрезеровании и  ухудшается сцепление с клеем.  
При проклейке вводят дополнительные вещества - синтетические смолы, крахмал, Na-КМЦ и др. При этом преследуются две цели: снижение гидрофильности и увеличение прочности. В первом случае осуществляется так называемая гидрофобизующая проклейка - это  обязательно надо учесть при подборе  клея. Другой тип проклейки - связывающая - не оказывает сильного гидрофобизующего действия: она скрепляет волокна  и тем самым снижает выщипываемость и пыльность бумаги. Чем выше степень  проклейки, тем хуже материал будет  впитывать клей. 
Плотность бумаги зависит  от количества наполнителя и степени  проклейки: чем выше эти показатели, тем больше плотность. Естественно, что при фрезеровании бумаг с  малой массой будет больше неровностей. Такой же результат получится  при поперечном раскрое бумаги. 
На качество фрезерования влияет и влажность: с ее увеличением  возрастает количество вырывов, поэтому  при изменении влажности одна и та же бумага будет вести себя по-разному. 
Отдельно отметим, что  не рекомендуется использовать в  КБС мелованную бумагу: она плохо  впитывает клей, поэтому листы  будут буквально высыпаться из блока. Однако, если все-таки необходимо использовать именно такой материал, стоит узнать у поставщика клея, какие добавки  нужно ввести в его состав или  приобрести специальный клей.