Проектирование и расчет брошюровочно-переплетных процессов выпуска изданий

 100                                                0,85

    3,6

                                                                                                   22 

Рис. 9. Схема  раскроя картона на отставы

На одном листе  помещается 16 отставов. На тираж необходимо 40 000 отставов.

Количество листов картона на тираж: 40 000/16=2 500 листов.

Для отставов будем  использовать картон, оставшийся от раскроя  сторонок. 

5.8. Припрессовка полимерных плёнок

    Для проектируемого издания выбран способ припрессовки с использованием дублированных  плёнок. Преимущества этого способа в отсутствии процесса приготовления клеевых композиций – нет пожароопасности (возгорания растворителей), снижаются затраты на электроэнергию (отсутствие сушки растворителей), упрощается конструкция машины и уменьшаются её габариты. Припрессовка плёнки осуществляется на машине ATS 76/102, которая предназначена для работы с дублированными плёнками. Для припрессовки используется глянцевая плёнка Royalam III Glossy фирмы Royal Sovereign.

Royalam III Glossy:

1.1. Тип - полиэстеровая глянцевая пленка.

1.2. Толщина - 25 мкм (12 мкм - PET, 13 мкм - EVA).

1.3. Вес м2 - 29 г.

1.4. Удельный  вес - 0.92 - 0.93г/см3

1.5. Ширина рулона - кратна 5 мм (максимальная - 1000 мм.).

1.6. Длина пленки  в рулоне - 1000, 2000 м.

1.7. Прочность  на разрыв (разрушающее усилие):

- более 70 Н/мм2 в поперечном направлении;

- более 150 H/мм2 в долевом направлении.

1.8. Удлинение  перед разрывом DIN 53455:

- до 120% в поперечном  направлении;

- до 30% в долевом  направлении.

1.9. Рабочая температура припрессовки 130 - 150 С.

1.10. Рабочие  режимы (давление и скорость) подбираются  практически, в соответствии с  возможностями оборудования и  качеством используемой бумаги. Сохраняет свои свойства в  интервале температур - от -20С до +60С. 

    Режимы  припрессовки: температура прессующего каландра – 130-150⁰С, скорость припрессовки – 10 м/мин

    Факторы, влияющие на качество припрессовки:

    - свойства бумаги: разная объемная  масса, пористость, требуют корректировки  режимов припрессовки. С увеличением  массы 1 м² бумаги температуру припрессовки необходимо увеличивать. Для дублированных плёнок и бумаги с повышенной массой 1 м² рекомендуется температурный режим припрессовки – 130⁰С. На прочности припрессовки отрицательно сказывается поверхностная крахмальная проклейка; мелованную бумагу не рекомендуется использовать, если в последующем предполагается припрессовка полимерных плёнок.

     - режимы припрессовки: режимами припрессовки являются  температура, скорость, давление.  
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 10. Влияние режимов на прочность  припрессовки 

    - свойства красочного слоя: после  припрессовки полимерной плёнки  доступ кислорода к красочному  слою исключается, и закрепление  красок замедляется, по незакреплённому  красочному слою припрессовка  не произойдёт. В дальнейшем это может привести к появлению «стрел», т.е. отслаиванию плёнки. Чем больше период с момента печати до припрессовки, тем гарантия качественной припрессовки выше. Отрицательно сказывается на припрессовке введение сиккативов в краску, наличие на поверхности оттиска противоотмарывающего порошка и бумажной пыли. В машинах для припрессовки предусматривается секция очистки поверхности оттисков от противоотмарывающего порошка и пыли с помощью вращающихся щёток и мощного отсоса пыли.

    - внутренние напряжения: в процессе припрессовки полимерных плёнок под действием температуры и давления возможны небольшие линейные растяжения плёнок с последующей усадкой. Поэтому в системе бумага – красочный слой – клей – полимерная плёнка возникают внутренние напряжения, которые с течением времени релаксируют. Нежелательно сразу после припрессвки обрабатывать продукцию (разрезать на заготовки, фальцевать), это может привести к местному отслаиванию полимерной плёнки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.9. Клеи, используемые в технологических процессах

    Общие требования к клеям:

    - должны хорошо смачивать материал  и обладать достаточно высокой  адгезией (обладать клеящей силой);

    - пленка после затвердения должна  быть прочной и выдерживать  деформацию на растяжение и  изгиб, возможно дольше не стареть и не подвергаться действию микроорганизмов;

    - вязкость клея должна соответствовать  свойствам склеиваемого материала  и характеру работы;

    - в исходном виде клей должен  обладать достаточной липкостью,  чтобы соединенные материалы  оставались в зафиксированном положении вплоть до затвердевания пленки;

    - образовывать эластичную пленку;

    - клей должен легко и равномерным  слоем распределяться по поверхности  материала без образования длинных  нитей;

    - время схватывания должно быть  достаточным для соединения склеиваемых деталей, в то же время иметь сравнительно высокую скорость затвердения;

    - иметь, по возможности, или  нейтральную, или слабокислотную, или слабощелочную реакцию с  рН от 5 до 9, чтобы не происходило  пожелтения бумаги, изменения цвета переплетных материалов и обесцвечивания красок на оттиске;

    - при нанесении клея в машинах  не должно возникать пены, которая  препятствует образованию ровного  клеевого слоя;

    - быть светлым, чтобы не возникали  пятна на склеиваемом материале,  не иметь неприятного запаха, не выделять вредных испарений  и не загрязнять окружающую  среду, обладать морозо- и теплостойкостью,  длительное время сохранять стабильность  своих рабочих свойств, иметь невысокую стоимость. 
 

Для приклейки форзацев и окантовки корешка используется клей ПВАД.

    Процесс производства ПВАД состоит из приготовления  водной среды, полимеризации винилацетата, нейтрализации и пластификации  дисперсии. Процесс полимеризации  начинают при температуре 64–65ºС, а заканчивают при 65–70ºС. Пластифицируют ПВАД дибутилфталатом (ДБФ), при этом ДБФ вводят в течение двух часов с последующим перемешиванием в течение одного часа при температуре 20–30ºС.

    ПВАД обладает высокой адгезией к бумаге и достаточной когезией, поэтому образуемые ею соединения обладают высокой прочностью. При нанесении дисперсии на бумагу она довольно быстро образует клеевую пленку, что позволяет передавать полуфабрикаты на последующие технологические операции без задержек. Высокое содержание сухого остатка (50%) в дисперсиях дает возможность получать пленку необходимой толщины при однократной промазке корешка.

    Для вставки блока в переплётную крышку используется клей NaКМЦ+ПВАД.

    Приготовление клеев на основе NaКМЦ осуществляется следующим образом: NaКМЦ предварительно замачивают примерно 1/2 – 2/3 необходимого количества воды. Через 16–24 ч, добавив остальное количество воды, раствор перемешивают со скоростью 30–50 об/мин при подогреве до 50–60 ºС. Раствор имеет щелочную среду, поэтому необходимо нейтрализовать раствором уксусной кислоты. Если водный раствор применяется для загущения дисперсии ПВА, то нейтрализацию проводить не нужно, т. к. с увеличением рН степень загущения увеличивается. При этом рН не должен быть больше 7,5.

    Клей  на основе водных растворов NaКМЦ главным образом применяют на операции вставки блоков в переплетные крышки. Основным требованием к клеям на этой операции является длительное время скольжения, т.е. возможность сдвига блока относительно переплетной крышки. Применение клеев на основе смеси NaКМЦ и ПВАД, а также водных дисперсий сополимеров ВА с этиленом позволяет использовать эти композиции для склеивания различных переплетных материалов. Они заменяют крахмальный клейстер на операции вставки блоков в переплетные крышки и имеют ряд существенных преимуществ: более стабильны во времени, обладают хорошей адгезией к применяемым переплетным материалам, мало пенятся в клеевых ваннах, не плесневеют, быстро сохнут.

    Для  сборки переплётных  крышек используется костный клей.

    Костный клей – водный раствор глютина  – белкового вещества, состоящего из различных белков, отличающихся по составу аминокислотных остатков, размером макромолекул, характеру связей. Глютин в холодной воде не растворяется, но набухает. Поэтому костный клей перед приготовлением необходимо замачивать на 8–10 ч, количество воды должно быть равно количеству костного клея, т. к. степень его набухания составляет около 80 %. После набухания в клей доливают необходимое количество воды и нагревают до 70 ºС при перемешивании. Поднимать температуру выше 70ºС нельзя, т.к. наблюдается ухудшение клеящих свойств.

    Рабочая температура 50–60ºС. В состав клея вводят антисептик – буру, пеногаситель – терпинеол, пластификатор – глицерин. Пленки из костного клея подвержены действию бактерий, не термостойки, не водостойки, очень гигроскопичны. С увеличением влажности пленки свыше 15 % прочность ее падает, но увеличивается эластичность. При падении влажности пленка становится хрупкой. Однако основным преимуществом костного клея является высокая липкость, сохраняющаяся длительное время, что делает его незаменимым при механизированном изготовлении переплетных крышек и приклейке дополнительных элементов к корешку блока на всех видах блокообрабатывающих агрегатов. Клей экологичен, что дает возможность полной переработки его вместе с бумагой и картоном. 
 
 

5.10. Сушка полуфабрикатов

    Сушка необходима после следующих операций:

    - окантовка корешка;

    - сборка переплётных крышек;

    -вставка  блока в переплётные крышки.

    Тетради с приклейками, переплетные крышки и книги перед упаковкой обычно сушат в естественных условиях. В этом случае полуфабрикаты и издания получают энергию, необходимую для испарения избыточной влаги, от окружающего воздуха благодаря естественной конвекции.

    После окантовки корешок сушится высокочастотной сушкой. 

5.11. Упаковка готовой продукции

    Упаковка  осуществляется на машине AVM.500 поблочно в термоусадочную плёнку.

    Количество  поддонов для хранения полуфабрикатов:

    Размер  поддона 1×1 м, высота стапеля 1,5 м.

    Размер готового издания: 14,9×22,1 см, толщина 1,17 см.

    По  периметру поддона умещается 24 издания.

    На  одном поддоне умещается: 1,5 м  × 24/0,0117 м = 3 076 изданий

    Количество  поддонов: 40000/3076 = 13. Необходимое количество поддонов – 13.

    Площадь для хранения: 1,25 × 1,5 × 13 = 24,38 м². 
 
 
 
 
 
 

 

Таблица 8

5.12. Технологическая пооперационная карта заказа

№ п/п	Наименование  операции	Наименование  оборудования	Применяемые материалы	Метод выполнения, режимы	Параметры, подлежащие контролю	Требования  к объекту по данному параметру	Метод выполнекния  контрольной операции	Контрольная оснастка	Исполнитель	Характер контроля
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Сталкивание отп. листов (блок)	Polar-115	-	Вручную	- Высота  привёрт-ки	- Должна  быть в диапазоне 500-1000 листов, в зависимос-ти от толщины бу-маги	Визуальный		Рабочий	Выборочный 1 раз в смену
2	Сталкивание форзацев
					- Качество сталки-вания	- Края  листов в столкнутой стопе  должны лежать в одной плоскости - Края  стопы не должны иметь механических  повреждений и загрязнений	Измерительный	Линейка	Рабочий	Постоянный
3	Сталкивание отп. листов (обложка)
4	Разрезка  отп. листов (блок)	Polar-115	-	Машинный Усилие  прижима стопы балкой 40 кН Угол  заточки ножа 19-230 Усилие  резания 27 кН/м	- Качество обрез-ки	- Обрез гладкий,  и чистый - Нижние  листы должны быть пол-ностью  прорезаны	Визуальный		Резчик	Выборочный  скользящий
					- Прямоуголь-ность листов пос-ле  разрезки	- Угол  между двумя верными сторонами  листа должен сос-тавлять 900, допуск на косину 0,1% от длины листа	Геометрический	Линейка, шаблон	Резчик	Выборочный
5	Разрезка форзацев
6	Разрезка отп. листов (обложка)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
7	Фальцовка тетрадей	T 900	-	Машинный Комбинированная фальцовка в 4 сгиба Упоры кассет: 16 стр. тетр. L1 = 30 см L2 = 22,5 см L3 = 15 см Влажность бумаги 8-10% Упоры кассет: 24 стр. тетр. L1 = 22,5 см L2 = 22,5 см L3 = 30 см L4 = 15 см	- Точность фаль-цовки	- Допуск на  неравен-ство корешковых полей  от 1 до 3,5 мм (в зав. от формата) - Допуск  на косину 0,5-2 мм (в зав. от формата)	Геометрический	Линейка, шаблон	Контрольный мастер	Выборочный  скользящий
					- Плотность за-тяжки фальцев	- Листы должны  плотно прилегать по месту  сгиба	Визуальный		Контрольный мастер	Выборочный  скользящий
					- Отсутствие скла-док и морщин	- На страницах  не должно быть скла-док и  морщин	Визуальный
8	Фальцовка форзацев	Ti-36	-	Машинный Кассетная фальцовка в 1 сгиб Упор  кассеты – 15 см	- Точность фаль-цовки	- Листы должны  быть сфальцованы ровно, без  косины, листы форзаца дол-жны быть одинако-вой ширины	Визуальный		Рабочий	Выборочный  скользящий
9	Присоед. форзацев	VAM	Клей  ПВАД, с.о. 50 %	Машинный Величина  отступа 1,5 мм Ширина  склейки 4 мм Клей: клеящая  сила не менее 2 Н/см, время схватывания  не более 15 сек, толщина клеевого слоя 15 мкм	- Отсутствие  пере-коса	- Должен быть  при-клеен параллельно корешку  блока	Визуальный		Рабочий	Выборочный
					- Величина отсту-па	- Должна быть  равна 1,5 мм	Измерительный	Линейка	Рабочий	Выборочный
					- Прочность при-клейки	- Форзац должен быть приклеен прочно, т.к. от него зависит прочность соединения блока с крышкой	Усилие на разрыв	Разрывная машина	Контрольный масер	Выборочный 1 раз  в смену
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10	Комплектовка  блоков подборкой	ZU-804L	-	Машинный	- Правильность комплектовки	- Тетради должны  быть скомплек-тованы в соответ-  ствующем порядке - В каждом  комплекте блока должно быть  полное число тетрадей - Не  должно быть двух одинаковых  тетрадей - В блок  не должны попадать тетради  из других заказов	Визуальный, с  помо-щью потетрадных и позаказных меток		Рабочий	Выборочный  скользящий
11	Потетрадное шитье нитками	БНШ-6А	Нитки капроновые	Машинный Стежок  простой брошюрный Количество  стежков – 4 Длина стежка 17 мм Толщина нити 0,2 мм	- Отсутствие  об-рывов нитей	- Все стежки должны присут-ствовать в блоке	Визуальный		Рабочий мастер	Выборочный  скользящий
					- Отсутствие об-шива фальцев	- Стежки должны  находиться ровно на линии  фальца и не смещаться с  неё	Визуальный		Рабочий мастер	Выборочный  скользящий
					- Достаточная плотность шитья	- Блок должен  быть сшит плотно	Оценивается по коэф-фициенту сдвига и по величине смещения верхней части книж-ного блока при при-ложении сдвиговой  нагрузки 10 Н		Рабочий мастер	Выборочный 1 раз  в смену
					- Отсутствие сме-щения тетрадей в головке блока	- Тетради в  головке блока должны находиться  на одном уровне	Визуальный		Рабочий мастер	Выборочный  скользящий
					- Отсутствие рва-ных проколов	- Проколы на  внутреннем сгибе не должны  быть рваными и слишком большими	Визуальный		Рабочий мастер	Выборочный  скользящий
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
12	Заклейка, окантовка и сушка корешка	SB-7010	Микрокрепированная  бумага, 70 г; Клей  ПВАД	Машинный Сухой остаток  не менее 50%, содержание пластификатора 15 % по сухому остатку.	- равномерность  клеевого слоя на корешке;	- Клей должен  быть нанесён равномер-ным слоем	Визуальный		Рабочий	Выборочный  скользящий
					-отсутствие  затеков клея в проколы от  игл;	- Клей не  должен затекать в проколы  и межде тетрадями	Визуальный		Рабочий	Выборочный
					- Отсутствие перекоса оканто-вочного материа-ла	- Окантовочный  материал должен быть приклеен  без перекоса, ширина загибки  с обеих сторон должна быть  одинаковой: 15-18 мм.	Визуальный	Линейка	Рабочий	Выборочный
13	Местный обжим	Sigloch DNH-80	-	Машинный	- Коэффициент спрессованности	- Должен быть  в диапазоне 0,8-0,9	-	-	Контрольный мастер	Выборочный
14	Обрезка с 3х сторон	Kolbus HD-142	-	Машинный Угол  заточки ножей 19-230 Движение  ножа сабельное	- Формат	- Допускаемое  от-клонение по высоте ±2 мм, по ширине ±1 мм	Геометрический	Линейка, шаблон	Рабочий	Выборочный
					Качество  обрезки	Обрез гладкий	Визуальный		Контрольный мастер	Выборочный  скользящий
15	Вставка блока  в перепл. крышки	EMP 597	Клей NaКМЦ+ ПВАД	Машинный Прочность склеивания не менее 2 Н/м	- Правильное рас-положение блока в переплётной крышке	- Блок не  должен быть смещён отно-сительно  переплёт-ной крышки - Размеры  верхнего и нижнего кантов, а  также боковых кантов должны  быть одинаковы	Визуальный		Рабочий мастер	Выборочный