Термоклеевое оборудование. Изготовление книжного блока

Ниткошвейные машины для потетрадного шитья делятся на автоматы и полуавтоматы.

Ниткошвейные автоматы комплектуются самонакладами раскрывателями тетрадей шлейфного и бесшлейфного (перелистывающего) типов, а в полуавтоматах тетрадь раскрывается и укладывается на стол машины вручную. Правильность номера (сигнатуры) тетради может автоматически контролироваться с помощью фотодатчика.

Тетради в процессе шитья соединяются несколькими непрерывными нитями, образующими швы. Каждая нить складывается вдвое, втягивается внутрь тетради через одно отверстие и вытягивается через другое. Петли образуют цепочку, а последняя в шве петля завязывается узлом.

При потетрадном шитье блоков применяется четыре вида стежков: простой брошюрный, простой переплетный, переставной брошюрный и переставной переплетный. При переплетном шитье выполняется пришивка к блоку корешкового материала. В зависимости от числа типов поддерживаемых стежков ниткошвейные машины делятся на универсальные и специализированные.

Образование стежков происходит в результате взаимодействия швейных инструментов: проколов, игл, крючков и шиберов. Проколы формируют отверстия в фальце раскрытой посередине тетради, иглы заводят нити в отверстия, шиберы передают нити крючкам, которые выводят их наружу. Прошитая тетрадь проталкивается на приемный стол машины -- к остальным тетрадям блока. После сшивания полного комплекта тетрадей для затягивания узлов и отделения блоков друг от друга выполняется холостой стежок, а затем нитка между блоками разрезается. Для дополнительного упрочнения блока крайние тетради могут склеиваться по корешку (клей наносится перед шитьем).

Следует отметить, что наибольшая прочность ниткошвейного скрепления достигается при скреплении тетрадей, имеющих не менее 16 страниц, причем настоятельно рекомендуется, чтобы все тетради имели одинаковый объем.

Поскольку ниткошвейные машиныавтоматы стоят довольно дорого, для большинства типографий, решивших оснастить участок послепечатной обработки оборудованием для шитья нитками, оптимальным выбором станет полуавтоматическая машина.

Клеевое бесшвейное скрепление

При клеевом бесшвейном скреплении (КБС) листы в блоке скрепляются клеевой пленкой. По сравнению с шитьем нитками КБС имеет следующие достоинства:

высокая скорость;

независимость производительности процесса скрепления от объема блока, что позволяет легко агрегировать машины для КБС с подборочным и блокообрабатывающим оборудованием;

относительная простота и дешевизна оборудования.

Вместе с тем блоки, скрепленные клеевым способом, имеют меньшую прочность и худшую раскрываемость, чем сшитые нитками. Еще одним существенным недостатком КБС является непригодность этого способа для скрепления жестких, плохо впитывающих клей бумаг (например, мелованных).

Принято различать три способа КБС:

без срезки корешковых фальцев;

с частичной срезкой корешковых фальцев;

с полной срезкой корешковых фальцев.

Идея КБС без срезки корешковых фальцев весьма привлекательна, поскольку позволяет добиться довольно существенной экономии бумаги при хорошей раскрываемости книги и отсутствии повреждения корешков тетрадей швейными инструментами. Главной проблемой КБС без срезки корешковых фальцев является скрепление листов внутри тетради. Для ее решения может применяться сшивание листов термонитями (см. ниже) или склейка листов. Склейка может выполняться как в процессе фальцовки, так и в машине КБС путем активации предварительно нанесенного термоклея. Еще одним вариантом реализации КБС без срезки корешковых фальцев является использование фальцовки «гармошкой», при которой тетради не имеют вложенных друг в друга листов. Однако добиться при такой фальцовке высокой точности совмещения корешковых сгибов чрезвычайно сложно. В настоящее время КБС без срезки корешковых фальцев применяется сравнительно редко.

КБС с частичной срезкой корешковых фальцев предполагает удаление 6080% корешковых фальцев путем перфорации корешковых сгибов, формирования шлицев или фрезерования средней части корешка на глубину до 1,5 мм. Удаление фальцев позволяет клею проникнуть к внутренним частям тетрадей, в то время как остатки фальцев способствуют прочному скреплению пар листов. При этом КБС с частичной срезкой корешковых фальцев не рекомендуется использовать для тетрадей, содержащих более 16 страниц, так как в этом случае возможно ухудшение раскрываемости книги и не достигается прочная приклейка внутренних листов тетрадей.

Перфорация фальцев может выполняться в фальцевальных машинах, а для вырубки шлицев и фрезерования требуется специализированное оборудование. Для повышения прочности скрепления блоков может применяться армирование фрезерованной части корешка ткаными или неткаными синтетическими материалами.

Наибольшее распространение в книжном производстве получила технология КБС с полной срезкой корешковых фальцев. При этой технологии блок разделяется на отдельные листы с последующим соединением их клеевой пленкой. Процесс КБС с полной срезкой корешковых фальцев включает следующие операции:

механическое удаление корешковых фальцев;

торшонирование -- придание поверх ности корешка шероховатости;

удаление бумажной пыли;

нанесение клея;

сушка клея.

Удаление корешковых фальцев выполняется c помощью специальных режущих инструментов -- торцевых фрез или дисковых ножей. Минимальная требуемая глубина среза равна толщине корешка тетради, то есть тем больше, чем больше ее страничность и толщина бумаги.

В первом случае отходы имеют пылеобразный вид, а срез -- сильную шероховатость, во втором -- отходы представляют собой бумажную стружку, а срез характеризуется высокой гладкостью. Фрезы и дисковые ножи могут быть монолитными с впаянными зубьями или составными со съемными резцами.

Для удаления фальцев блок передвигается специальными дисками или планкамизахватами относительно вращающегося режущего инструмента. Плоскость вращения инструмента немного наклонена относительно плоскости корешка, поэтому зубцы фрезы или ножа не касаются уже обработанной части блока.

После удаления корешковых фальцев поверхность корешка блока может подвергаться дополнительной обработке с целью улучшения условия контакта листов и клея. Качество корешка после фрезерования определяется прочностью бумаги, геометрией режущего инструмента, степенью его заточки, глубиной резания, скоростью подачи блока и многими другими факторами. В идеале поверхность корешка должна быть шероховатой при высоте макронеровностей до 0,4 мм, что обеспечивает максимизацию площади контакта бумаги и клея при сохранении прочности листов -- без образования надрывов. Для формирования такой поверхности применяется торшонирование с помощью торцевых инструментов: щеток, наждачных дисков и т.п. Торшонирование обязательно должно выполняться в случае срезки фальцев дисковыми ножами (при применении торцевых фрез корешки могут иметь достаточную для прочной склейки шероховатость). Дополнительная обработка корешка после срезки фальцев включает также нанесение поперечных канавок глубиной до 1,5 мм с шагом от 2 до 20 мм. Резцы для формирования канавок могут крепиться на торшонирующей головке.

В высокопроизводительных машинах КБС срезка фальцев и торшонирование, как правило, выполняются в разных секциях, в малоскоростных машинах эти секции могут объединяться.

После торшонирования корешок очищается от бумажной пыли с помощью торцевых или цилиндрических щеток.

В настоящее время для КБС применяются холодный дисперсионный клей на основе ПВА и термоклеи различного состава. Холодный клей ПВАД характеризуется хорошей проникающей способностью, хорошей адгезией к широкому диапазону бумаг, высокой эластичностью клеевой пленки, а также постоянством ее свойств во времени. Основным недостатком ПВАД является необходимость интенсивной сушки, требующей больших энергозатрат.

Термоклеи характеризуются высокой скоростью закрепления, однако по эластичности, адгезионной способности и стойкости к старению клеевой пленки они долгое время уступали ПВАД. Ситуацию изменила разработка термоклеев на полиуретановой основе (см. ст. «Полиуретановые термоклеи для бесшвейного скрепления» в КомпьюАрт № 4'2007), которые по своим характеристикам не только не уступают, но и превосходят ПВАД. В настоящее время многими западными типографиями уже накоплен успешный опыт применения клеев этого типа.

Конструкции клеевых аппаратов в современных машинах КБС весьма разнообразны. Как правило, эти аппараты имеют индивидуальный привод, обеспечивающий равенство окружной скорости вращения наносящих валиков и линейной скорости движения блока. Для регулирования толщины наносимого клея применяются ракели. Клеевой аппарат может содержать дополнительные валики или щетки для втирания и разглаживания клея. Излишки клея удаляются специальным скребком. Аппараты для нанесения термоклеев оснащаются системами регулирования температуры. Иногда, в особенности при применении полиуретановых термоклеев, такие аппараты могут иметь закрытую конструкцию.

В некоторых машинах КБС холодный клей наносится в два приема: в первой клеевой секции наносится тонкий слой жидкой композиции, которая хорошо впитывается и глубоко проникает в бумагу, а во второй -- толстый слой более вязкого клея.

Для сушки холодного клея используется ИКизлучение или сверхвысокочастотные токи. Термоклей закрепляется при остывании и в принудительной сушке, как правило, не нуждается.

Дополнительной операцией после склейки блока может быть его окантовка бумажной или тканевой лентой в соответствующей секции машины КБС. Для этого специальный клеевой аппарат выполняет боковую промазку блока или окантовочной ленты. На практике находит применение как продольная, так и поперечная подача окантовочного материала, который отрезается от рулона, позиционируется на корешке и прижимается к нему.

Транспортная система машин КБС может строиться по прямолинейной, круговой (карусельной) и замкнутой прямолинейнокруговой схемам. По первой схеме строятся в основном низкопроизводительные машины, по второй -- машины средней производительности, по третьей -- высокопроизводительные системы.

Шитье термонитями (швейно-клеевое скрепление)

Шитье термонитями -- технология, позволяющая прочно скрепить листы в тетрадях. Для шитья используется особая нить, включающая плавящуюся при нагреве составляющую. По месту будущего фальца тетради прошиваются несколькими нитяными

Побразными скобами, концы которых привариваются нагретой планкой к бумаге. После этого на фальцевальной воронке формируется последний фальц тетради. Подобранные комплекты сшитых термонитями тетрадей скрепляются в блок клеевым способом (фальцы не удаляются).

Основные достоинства шитья термонитями:

высокая прочность скрепления, сравнимая с традиционным шитьем нитками;

хорошая раскрываемость книг;

высокая скорость шитья, что позволяет агрегировать оборудование для скрепления термонитями с фальцевальными машинами.

К сожалению, оборудование для шитья термонитями стоит довольно дорого и выпускается только одной фирмой -- производителем полиграфических машин.

 

1.5 Обработка блоков

 

Процесс обработки скрепленных блоков может включать следующие операции:

обжим блока;

заклейка и сушка корешка;

обжим корешка;

трехсторонняя обрезка блока;

закраска обрезов;

кругление корешка;

отгибка фальцев или краев;

приклейка корешкового материала;

приклейка ленточкизакладки;

приклейка капталов;

приклейка бумажной полоски.

Обязательными операциями для блоков, скрепленных нитками, являются заклейка, сушка и обжим корешка, а также трехсторонняя обрезка, остальные же операции выполняются в случае предъявления соответствующих требований к оформлению и долговечности книги. Для блоков, скрепленных клеевым способом, обязательна только трехсторонняя обрезка.

Обжим скрепленных швейным способом блоков перед заклейкой корешка выполняется с целью их калибровки по толщине. Кроме того, в процессе обжима происходит сжатие отверстий, проделанных в фальцах швейными инструментами, что предотвращает проникновение через них клея внутрь блока. Для достижения лучшей спресованности блоков в блокообрабатывающих агрегатах обжим выполняется многократно. После обжима выполняется заклейка корешка, в результате которой корешки тетрадей дополнительно скрепляются клеевой пленкой, которая придает корешку блока монолитность и прочность.

При трехсторонней обрезке блоков срезаются все фальцы, кроме корешковых, и блок приобретает окончательные геометрические размеры. Обрезка выполняется в один прием на трехножевой резальной машине или в три приема на одноножевой резальной машине. Во втором случае вначале обрезается нижний край блока, затем -- головка и только после этого -- передний край. При обрезке нижнего и верхнего краев блок следует укладывать так, чтобы нож вначале врезался в корешок, поскольку при этом минимизируется риск вырывания части корешка.