Клеевое бесшвейное скрепление

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

ü высокая скорость;

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

ü 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:

ü без срезки корешковых фальцев;

ü с частичной срезкой корешковых фальцев;

ü 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:

ü механическое удаление корешковых фальцев;

ü торшонирование — придание поверх ности корешка шероховатости;

ü удаление бумажной пыли;

ü нанесение клея;

ü 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.