Технології палітурних процесів
1. Об'єкти та способи сушіння
Об'єкти
сушіння. Сушка - це теплофізичних і технологічний процес видалення
надлишкової вологи з вологих матеріалів. Процес сушіння називають теплофізичних,
тому що надмірна волога віддаляється з матеріалів завдяки фізичним
процесам - випаровування або сублімації (кипіння неприпустимо, тому що може
призвести до руйнування матеріалу), в процесі яких між матеріалом і
навколишнім середовищем відбувається обмін теплом і масою - так званий
тепломасообмін. Цей процес є і технологічним, тому що при сушінні
змінюються структурно-механічні і технологічні властивості матеріалів.
В
полуфабрік Атаху брошуровочно-палітурного виробництв ва надлишок вологи містить
клейовий шар і зволожені їм склеювані волокнисті матеріали, якщо при
склеюванні використовуються клеї на водній основі. Надлишок вологи в клеї і
матеріалах ускладнює або робить неможливим проведення подальших операцій,
тому напівфабрикати після склеювання сушать. В оздоблювальних процесах сушать
адгезив, нанесений на прозору полімерну плівку перед її пріпрессов кою, а
також відбитки після нанесення на них лакового покриття. У
брошуровочно-палітурних процесах сушать зошити після приклеювання форзаців,
блоки після заклеювання та обрамлення корінця, приклейки корінцевого матеріалу і
капталобумаж ної смужки, палітурні кришки після збирання, книжкові видання
після крита блоків обкладинками і після вставки блоків в палітурні кришки або після
обтиску і штрихування книг.
Способи
сушіння. Зошити з приклеювання, палітурні кришки і книги перед упаковкою зазвичай
сушать у природних умовах. У цьому випадку напівфабрикати та видання отримують
енергію, необхідну для випаровування надлишкової вологи, від навколишнього повітря
завдяки природній конвекції. Процес цей дуже тривалий (природна
сушка напівфабрикатів при поопераційний обробці займає до 90% виробничих
ного часу) і не завжди забезпечує необхідну якість.
Для
прискорення процесу в поточному виробництві застосовують різні способи сушки:
конвективну, радіаційно-кон вектівную, кондуктивна, в високочастотному
електромагніт ном поле, плазмову. Кожен з цих способів характеризується
швидкістю подачі тепла, інтенсивністю процесу і жорсткістю режиму, які
визначають тривалість сушіння, енергетичні витрати та технологічні
властивості висушеного матеріалу, має свої переваги і недоліки.
Різноманіття поліграфічних матеріалів і різні вимоги до їх технологічним
властивостями не дозволяють рекомендувати якийсь один спосіб сушіння: для отримання
кращого технологічного і техніко-економічного ефекту в кожному окремому
випадку доцільно використовувати той чи інший спосіб або комбіновані
способи.
Штучна
сушка напівфабрикатів, у порівнянні з природною дозволяє:
1)
багаторазово скоротити тривалістю ність процесу обробки напівфабрикатів і
терміни випуску продукції;
2)
забезпечити високу і постійну якість (вологовміст та фізико-механічні
властивості) напівфабрикатів і знизити відсоток браку на наступних операціях;
3)
включити операцію сушіння в потік, не змінюючи його ритму і такту при зміні
технологічних факторів;
4)
поєднувати сушку з транспортуванням, використовуючи спеціальні сушильні пристрої.
Скорочення терміну випуску виробів і зниження браку сприяють підвищенню
ефективності виробництва - зниження собівартості, зростанню продуктивності
праці, збільшення суми прибутку, зростання рентабельності і фондовіддачі.
Штучна
сушка має і недоліки: велика витрата електроенергії, громіздкість сушильних
пристроїв, необхідність для їх обслуговування додаткової робочої сили.
Однак в умовах безперервного потокового виробництва підвищення його
ефективності перекривають ці витрати. У деяких випадках штучна сушка
може і не дати скільки-небудь помітного економічного і якісного
ефекту. Наприклад, немає необхідності піддавати штучної сушці зошити з
приклеювання і окантованими форзацах, оскільки вони встигають висохнути пов'язаних
пачках, перш ніж потраплять на операцію комплектування блоків, а найважливіші
показники якості цих напівфабрикатів - міцність і довговічність склейки --
практично не залежать від способу сушіння. Важко також інтенсифікувати процес
перерозподілу вологи в готовому книжковому виданні. Спроби прискорити сушку
видань в палітурних кришках не дали позитивних результатів, хоча рішення
цієї проблеми дозволило б значно скоротити терміни випуску многооб'емних
видань.
Особливості процесу сушіння
В
процесі сушіння надмірна волога з вологого матеріалу видаляється випаровуванням. У
рідини, як і в газах, при будь-якій температурі, що відрізняється від абсолютного
нуля, завжди є деяке число молекул, що володіють найбільшою
кінетичної енергією, які, опинившись поблизу відкритої поверхні
рідини, здатні подолати поверхневий натяг і покинути рідина.
Середня кінетична енергія, що залишилися в рідині молекул зменшується,
отже, зменшується і температура рідини. Таким чином, випаровування є
ендотермічною процесом; на випаровування одиниці маси рідини необхідно
затратити питому теплоту пароутворення r (Дж/кг), яку рідину отримує
від навколишнього повітря або від спеціального теплоносія. Молекули пара,
покинувши рідина, переходять в навколишнє повітря внаслідок концентраційної
дифузії _ руху молекул під впливом перепаду відносної концентрації
будь-якого компоненту суміші. Концентраційна дифузія пари і повітря взаємна:
одночасно молекули повітря дифундують до поверхні рідини під впливом
щодо відповідності ної концентрації повітря. У міру віддалення від поверхні рідини
цей так званий молекулярний перенесення, що здійснюється окремими молекулами
незалежно один від одного, поступово замінюється молярним перенесенням,
здійснюваним деякими обсягами, тобто конвекцією. На відстані від
поверхні рідини близько 1 мм конвекція стає домінуючим способом
перенесення пари.
Випаровування
вільною, не пов'язаної з матеріалом рідини характеризується трьома
особливостями:
1)
випаровування відбувається в молекулярному поверхневому шарі, так званому дзеркалі
випаровування;
2)
волога переміщається до дзеркала випаровування тільки у вигляді рідини;
3)
переміщення маси рідини до дзеркала випаровування здійснюється в основному
молярним перенесенням - конвекцією - і в меншій мірі молекулярною перенесенням --
броунівським рухом;
4)
на випаровування витрачаючи ється лише теплота пароутворення.
Під
вологих тілах тільки частина вологи вільна, а значною ва її частина більш -
менш міцно пов'язана з матеріалом: рух зв'язаної вологи усередині твердого
тіла утруднене просторовою структурою (каркасом) тіла. Міцність зв'язку
вологи з матеріалом і механізм її рухи всередині твердого тіла залежать від виду
тел. Просторова структура тіл і різні форми зв'язку вологи з матеріалом
визначають особливий механізм випаровування та утворення вологи всередині тіла: вона може
переміщатися не тільки у вигляді рідини, але і у вигляді пари, причому перенесення пара
може бути як молярним, так і молекулярною; випаровування може відбуватися в
щодо товстому шарі, в так званій зоні випаровування.
2.Висечка
Висічка
- Це додання друкованої продукції, картонним заготівлях, буклетів, книжковим
видань в обкладинці складної конфігурації відповідно до їх конструкцією або з
задумом художника. Висічка є обов'язковою операцією при виготовленні
багатьох видів етикеток, упаковок, картонної тари, іграшок, поштових конвертів,
застосовується також в рекламних виданнях і виданнях для дітей дошкільного та
молодшого шкільного віку, виготовлених на спеціальне замовлення видавництва.
Для
отримання виробів і видань складної форми застосовують три способи висічки, в
яких використовують принципи ножової різання рухомим і нерухомим фігурним
ножем і ротаційній висічки (рис. 2.6).
Принцип
ножової різання з рухаються зворотно-Поступу тельно фігурним ножем використовується
в тигельних пресах важкого типу. Висікальні преси важкого типу дозволяють
обробляти листові напівфабрикати великого формату, різної товщини і
жорсткості; на пресах з програмним управлінням штамп після кожного циклу
переміщується в нове положення, що дозволяє на відбитках мати у своєму розпорядженні кілька
десятків однакових зображень малого формату. Вони універсальні, можуть
обробляти будь-яку продукцію, але швидкість їх роботи невелика, тому застосовуються
переважно у виробництві великоформатної упаковки і тари.
Рис.
2.6. Схеми висічки: а - ножової різання; б - нерухомим ножем; в - ротаційній.
1 - нерухома плита; 2 - рухома плита; 3 - фігурний ніж; 4 - упор; 5 --
МАРЗАН; 6 - напівфабрикат; 7 - штовхач; 8 - опорний вал
Ножі
для ножової висічки на тигельних пресах виготовляються з вузькою (близько 25
мм) смуговий високоуглероді стій сталі марки У8 та ін різної твердості:
сталь твердістю 60 од. по Роквеллу використовується для ножів з великим радіусом
заокруглення, а твердістю 54 од. - З малим радіусом заокруглення. Якщо висічка
робиться по периметру заготовки або виробу, то виконується одностороння
заточування леза (одно-або двухгранная) і ніж згинається по контуру малюнка
фаскою назовні, у бік обрізків. При висіканні отворів ( «вікон») лезо
заточується також з одного боку, але ніж згинається фаскою всередину, у бік
відсікаємо частини заготовки або виробу. Якщо обидві частини об'єкта обробки
є деталями вироби (наприклад, мозаїчного головоломки), то заточування леза
роблять двосторонньої, двох-або чотиригранної. Після згинання кінці ножа зварюються,
а місце зварювання обточується і шліфується. Готовий ніж кріпиться в колодці з
товстої багатошарової фанери, в якій заздалегідь пропілівается фігурний паз по
формі ножа.
При
підготовці тигельні висікальні преса до роботи на його нижній плиті встановлюються
або приклеюються упори, що забезпечують точне суміщення висічки з контуром
зображення відбитків, і МАРЗАН, що забезпечує повноту висічки і
запобігає пошкодження кромки леза ножа в процесі висічки. Висікальні
ніж з допомогою фанерною колодки кріпиться до верхньої плиті преса з урахуванням
розташування відбитка і картонній заготівлі пакувального матеріалу на його нижній
плиті. Щоб забезпечити високу якість продукції і довгострокову експлуатацію
дорогого обладнання, висікальні ніж слід розташовувати поблизу центру
застосування сили, яка на тигельних пресах при повному навантаженні становить
кілька МН (десятків тонн-сили).
Принцип
ножової висічки з нерухомим фігурним ножем (рис. 2.5, б) використовується в
малогабаритних і простих по конструкції напівавтоматах, виконавчі механізми
яких (штовхач з гідравлічним приводом, наскрізний фігурний ніж, жолоби
укладання і приймання) розташовуються під невеликим, близько 15 °, нахилом до
горизонту. Сам принцип продавлюючи ня стопи заготовок через наскрізний ніж не
дозволяє робити ножі складної конфігурації, тому він використовується
переважно в масовому виробництві етикеток, кишенькових календарів та іншої
продукції прямокутної форми з закругленими кутами. Фігурні ножі
виготовляють з більш широкої (близько 100 мм) смуговий сталі, а для готових
ножів робляться спеціальні облямовування або до них приварюються деталі, необхідні
для надійного кріплення до корпусу гідросистеми штовхача або приймального столу.
Проста
конструкція пресів з нерухомим ножем вимагає малого часу на переналагодження
при зміні замовлення: необхідні лише зміна ножа і регулювання положення накладного
столу і стінки по відношенню до найближчих кромок леза ножа. Продуктивність
висікальні пресів з нерухомим ножем досить висока: напівавтомат типу
ПВЕ-2М Зарайського філії ГФ «Поліграфресурси» за один цикл роботи обробляючи
ет стопу висотою 10_12 см, тобто кілька сотень примірників заготовок. До
недоліків цього принципу висічки можна віднести відносну складність
виготовлення ножа з шірокополос ної сталі, порівняно складну систему його
кріплення, малі розміри (площа до 2 дм2), що отримуються виробів.
Ротаційний
принцип висічки (мал. 2.6, в) припускає використання фігурного ножа,
ріжуча кромка якого розташована на циліндричної поверхні, і
циліндричної твердої опори - МАРЗАН. Цей принцип вимагає дуже високої
точності виготовлення виконавчих інструментів, тому ножі робляться з
каліброваної високоякісної сталі з застосуванням лазерного гравірування на
прецизійного обладнання. Циліндричні ножі робляться з відрізків
тонкостінної труби або з листової сталі. В останньому випадку ножі
встановлюються на циліндрах, забезпечених електромагнітних по нітной системою кріплення.
Ротационная висічка може виконуватися на спеціальному обладнанні або в секціях
рулонних машин спецвидів друку. Суміщення висічки (суміщення контурів леза
ножа і багатоколірного відбитка) виконується звичайними засобами, що використовуються в
рулонних друкарських машинах, - реєстрових валиками, що змінюють довжину шляху
паперового полотна від друкарської секції до секції висічки, і осьовим зсувом
рулону.
Спосіб
ротаційній висічки знаходить широке застосування в масовому виробництві
самоклеяться етикеток, при виготовленні яких висічка робиться тільки на
товщину матеріалу етикеток, а захисна антіадгезіонная підкладка служить
своєрідним марзаном для циліндричного фігурного ножа. Цей спосіб висічки
вимагає великих витрат на придбання спеціального обладнання та виготовлення
ножів, але висока продуктивність, можливість агрегатування з друкуванням
і Гумування відбитків і автоматизації наклейки фігурних етикеток на вироби
роблять цей спосіб цілком конкурентоспроможним у виробництві різноманітних
етикеток.
3.Фактори, що впливають на міцність потетрадного шиття
нитками
Міцність
потетрадного шиття нитками визначається на динамометрі з максимальним навантаженням
до 200 Н (20 кгс) при випробуванні на виривання внутрішніх листів або цілої зошити
блоку. Міцність потетрадного шиття нитками залежить від виду шиття, міцності
паперу та напрямки її розкрою в зошитах, обсягу зошитів, міцності і
відносного подовження ниток, числа і довжини стібків, наявності та виду
корінцевого матеріалу.
Від
виду шиття залежать міцність скріплення зошитів один з одним і міцність
зв'язку палітурній кришки з блоком. Найвищу міцність скріплення книжкової
конструкції забезпечує шиття блоків на марлі палітурними стежками, при
якому марля надійно з'єднується з блоком зигзагоподібні ми зовнішніми
елементами стежка, а палітурна кришка у готовій книзі скріплюється з блоком
клапанами корінцевого матеріалу. Переваги палітурного шиття на марлі
використовуються у виробництві видань в палітурній кришці, розрахованих на
середній і великий термін служби і інтенсивне користування. Простий палітурний
стежок простий в налаштуванні, але розташування стібків в сусідніх зошитах один під
іншому обмежує область його застосування скрапленим блоків видань середнього
обсягу через велику нашивки фальців (потовщення корінця). При шиття
порівняно тонких блоків число скріплюють корінцевий матеріал діагональних
елементів шва збільшується за рахунок збільшення кількості стібків: по висоті блоку
замість одного переставний палітурного стежка ви можете отримати три простих
палітурних стежка. Переставний палітурний стежок, що дає вдвічі менше
потовщення корінця при шиття, завдяки високій міцності скріплення і зошитів,
і кришки з блоком застосовується у виробництві многооб'емних видань великого
формату (з великою масою блоку) - енциклопедій, словників, довідників і т.п.
Шиття
без марлі, що здійснюється із застосуванням простого і комбінованого брошурної
стібків, забезпечує досить надійне скріплення зошитів блоку, дозволяє
робити повну обробку блоком на автоматизованих потокових лініях, але
при його застосуванні зв'язок палітурній кришки або обкладинки з блоком здійснюється
тільки клейовим з'єднанням, міцність і довговічність якого залежать від
багатьох факторів і в значній мірі - від культури виробницства, якості
вихідних матеріалів, суворого дотримання рецептури клеїв і режимів технологічним
ського процесу. Цей вид шиття широко застосовується у виробництві
різноманітних за призначенням видань значного обсягу, розрахованих на
середній і великий термін служби при малої інтенсивності користування.
Чим
вище міцність паперу на розрив, тим вище і міцність швейного скріплення, але
при цьому випробуванні має велике значення і напрямок її розкрою. Якщо
зошити книжкового блоку мають часткової розкрій, то під час випробування внутрішніх
аркушів на виривання розривне зусилля направлено до паперу в поперечному напрямку,
при якому у всіх видів паперу (крім ватману ручного виготовлення) воно завжди
менше, ніж у частковому напрямку. Зрозуміло, це не означає, що з метою
підвищення цього показника слід використовувати зошити з поперечним розкриємо
папери, але при складанні норм міцності цей фактор необхідно враховувати.
Обсяг
зошитів практично не впливає на показник міцності на виривання внутрішніх
аркушів зошитів, тому що при виривши перші пари листів зошити руйнується
папір, а при виривши двох-трьох (і більше) пар листів рвуться нитки. При
випробуваннях на виривання з блоку цілої зошити показник міцності багато в чому
залежить від міцності швейного і клейового скріплень зошити з сусідніми
зошитами і з корінцевим матеріалом, тому з збільшенням кількості сторінок у
зошитах міцність на їх викопати зростає. У випробуваннях на виривання першої пари
внутрішніх аркушів 32-сторінкових зошитів, зшитих чотирма стежками, сила вириваючи
не перевищує 10 Н (1 кгс), але при виривши цілої зошити показник міцності в
12-15 разів вище.
Нитки,
застосовуються при шиття блоків, мають розривне зусилля близько 15 Н (1,5 кгс),
що дає приблизно 1,5-кратний запас міцності на виривання внутрішніх листів
зошитів книжкових видань середнього формату, зшивати чотирма стежками. Звичайно,
чим більше міцність ниток, тим вище і міцність швейного скріплення, але
застосовувати більш «товсті» (більшої лінійної щільності, меншого торгового
номера) і більш міцні нитки доцільне лише за шиття блоків втачку, при
якому навантаження на швейне скріплення при користуванні книгою значно вище.
Використання ниток з синтетичні ських волокон, що мають велике відносне
подовження при розриві, не тільки знижує число обривів ниток в процесі шиття,
але і сприяє меншому руйнуванню паперу блоку в процесі його механічної
обробки і при користуванні книгою, підвищує термін служби видання.
Встановлено,
що міцність скріплення аркушів і зошитів книжкового блоку пропорційна числу
стібків, яке, як це зазначено в табл. 5.2, залежить від висоти блоку і
виправдано навантаженнями, зростаючими при користуванні книгою зі збільшенням
формату видання, товщини і маси книжкового блоку. Довжина стібків надає
менший вплив на міцність книги: збільшення довжини стібків вдвічі дає приріст
міцності листів на виривання приблизно на 20%. Тому блоки книг великого формату
та обсягу доцільно шити максимальним числом коротких стібків.
За
даними досліджень, проведених у ВНДІ поліграфії в 1950-х рр.. [17],
міцність блоків на виривання, розрив блоків і міцність зв'язку палітурній кришки з
блоком залежать від виду і розмірів корінцевого матеріалу. Як корінцевого
матеріалу були відібрані два види тканини з малою поверхне ною щільністю
(батист і бязь) і два види марлі - фасонная і двонитковому по основі. Дослідження
показали, що максимальна міцність блоку досягається при використанні
двонитковому марлі, що має підвищену міцність на розрив за качку і великі
осередку, що забезпечують вільне проникнення клею до фальца зошитів при
заклеювання корінця і міцну склейку марлі з папером блоку і форзаців. Більше
міцні на розрив, але погано пропускають клей тканини у випробуваннях на розрив
блоку і на виривання зошитів показали на 21-29% меншу міцність.
Міцність
зв'язку палітурній кришки з блоком максималь ну, якщо корінцевий матеріал
викроюється по всій висоті блоку, але при шиття блоків на марлі це
неможливо, тому що при обрізку блоків краю марлі осипаються. Щоб
корінцевий матеріал меншого розміру по висоті блоку не заходив у готовій книзі
на клапани загинання покривного матеріалу палітурній кришки, рулон корінцевого
матеріалу викроюють шириною, меншою номінальної висоти блоку на 35 мм. У
готової книзі смужка марлі повинна розташовуватися симетрично, на рівному
відстані від верхнього та нижнього обрізів; щоб це сталося, при підготовці
ниткошвейних машини до роботи лівий край марлевого полотна зрушують до верхнього
краю блоку так, щоб це відстань в зшитих блоках було дорівнює 15 мм.
Мінімальна
ширина клапанів корінцевого матеріалу, що забезпечує їх надійну склейку з
форзацах, розраховується виходячи з мінімально допустимої ширини склеювання
тканинних палітурних матеріалів з папером та картоном, що дорівнює 10 мм, 20%-ного
запасу міцності і величини розставивши при використаний ії для палітурних кришок
тонкого картону
(5.5)
де
рм - мінімальна величина розставив, мм; kзп - коефіцієнт запасу міцності
склеювання; ШМС - мінімальна величина склеювання тканини з картоном, мм.
При
рм = 4,5 мм, kзп = 1,2 і ШМС = 10 мм ШМК = 17 мм, що з допуском в 1 мм враховано
в Нормах витрати матеріалів і рекомендацій ціях технологічних інструкцій з
ТБПП [21, 2]. Зі збільшенням товщини блоку і товщини всіх матеріалів палітурній
кришки величина розставити і ширина клапанів корінцевого матеріалу
відповідно збільшуються до 22 мм.
Список літератури
1.Воробьев
Д.В., Дубасов О.І., Лебедєв Ю.М. Технологія брошуровочно-палітурних процесів.
Підручник. - М.: Книга, 1989.
2.
Воробйов Д.В. Технологія брошуровочно-палітурних процесів. - М.: Книга, 2000.
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.yuro.ru
