Московский государственный университет печати

Воробьев Д.В.


         

Технология послепечатных процессов

Учебник


Воробьев Д.В.
Технология послепечатных процессов
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление
1.

Предисловие

2.

Введение

3.

Раздел 1. Теоретические основы технологии отделки печатной продукции и технологии брошюровочно-переплетных процессов

3.1.

Основы теории деформирования полимеров

3.1.1.

ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ ПОЛИМЕРОВ

3.1.2.

УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ

3.1.3.

ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ

3.1.4.

ВЫНУЖДЕННАЯ ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ

3.1.5.

ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ

3.1.6.

ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ БУМАГИ И КАРТОНА

3.2.

Основы теории склеивания полимеров

3.2.1.

ПРОЦЕССЫ СКЛЕИВАНИЯ

3.2.2.

КЛЕИ И КЛЕЕВЫЕ КОМПОЗИЦИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ТБПП

3.2.3.

ТИПЫ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

3.2.4.

ЭТАПЫ СКЛЕИВАНИЯ. СМАЧИВАНИЕ И ПРИЛИПАНИЕ

3.2.5.

ТЕОРИИ АДГЕЗИИ И СКЛЕИВАНИЯ

3.2.6.

СХВАТЫВАНИЕ И ЗАКРЕПЛЕНИЕ КЛЕЕВОГО СЛОЯ

3.2.7.

ТЕХНОЛОГИЯ СКЛЕИВАНИЯ

3.2.8.

Оценка технологических свойств клеев

3.2.9.

Факторы, определяющие прочность и долговечность клеевых соединений

3.2.10.

Старение клеевых соединений

3.3.

Основы теории сушки полуфабрикатов и продукции

3.3.1.

Объекты и способы сушки

3.3.2.

Особенности процесса сушки

3.3.3.

Виды влажных тел

3.3.4.

Формы связи влаги с материалом

3.3.5.

Влаго- и теплоперенос во влажных материалах

3.3.6.

Исследование процесса сушки

3.3.7.

Требования к полуфабрикатам и изделиям после сушки

3.3.8.

Конвективная сушка

3.3.9.

Радиационно-конвективная сушка

3.3.10.

Кондуктивная сушка

3.3.11.

Сушка в высокочастотном электромагнитном поле

3.3.12.

Плазменная сушка

3.3.13.

Технологические факторы, влияющие на скорость сушки

3.4.

Основы теории долговечности и механики разрушения полимеров

3.4.1.

Основы теории долговечности полимеров

3.4.2.

ОСНОВЫ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ

4.

Раздел 2. Отделка листовой печатной продукции

4.1.

Лакирование оттисков

4.1.1.

ТЕХНОЛОГИЯ ЛАКИРОВАНИЯ

4.1.2.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОТЛАКИРОВАННЫХ ОТТИСКОВ

4.1.3.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ЛАКИРОВАНИЯ

4.2.

Припрессовка полимерной пленки

4.2.1.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

4.2.2.

КЛЕЕВОЙ СПОСОБ ПРИПРЕССОВКИ

4.2.3.

БЕСКЛЕЕВОЙ СПОСОБ ПРИПРЕССОВКИ

4.2.4.

ЭКСТРУЗИОННЫЙ СПОСОБ ЛАМИНИРОВАНИЯ. ПРИПРЕССОВКА ЛАКОВОГО СЛОЯ

4.2.5.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ОТТИСКОВ С ПРИПРЕССОВАННОЙ ПЛЕНКОЙ

4.3.

Имитация металлических покрытий на оттисках

4.3.1.

БРОНЗИРОВАНИЕ ОТТИСКОВ

4.3.2.

ПЕЧАТАНИЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМИ КРАСКАМИ

4.3.3.

ТИСНЕНИЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОЙ ФОЛЬГОЙ

4.4.

Механические способы отделки

4.4.1.

ГРЕНИРОВАНИЕ

4.4.2.

БИГОВКА

4.4.3.

ПЕРФОРАЦИЯ

4.4.4.

ВЫСЕЧКА

5.

Раздел 3. Изготовление простых тетрадей

5.1.

Сталкивание листов

5.1.1.

ТЕХНОЛОГИЯ СТАЛКИВАНИЯ

5.1.2.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТОЧНОСТЬ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СТАЛКИВАНИЯ

5.2.

Подрезка и разрезка листов

5.2.1.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОДРЕЗКИ И РАЗРЕЗКИ

5.2.2.

СУЩНОСТЬ ЯВЛЕНИЙ ПРИ РАЗРЕЗКЕ ЛИСТОВ

5.2.3.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТОЧНОСТЬ РАЗРЕЗКИ

5.2.4.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР ГЕОМЕТРИИ, СТОЙКОСТЬ И ЧАСТОТУ СМЕНЫ НОЖЕЙ

5.2.5.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СТОЙКОСТЬ И ЧАСТОТУ СМЕНЫ МАРЗАНОВ

5.3.

Фальцовка листов

5.3.1.

ТЕХНОЛОГИЯ ФАЛЬЦОВКИ

5.3.2.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФАЛЬЦОВКИ

5.3.3.

СУЩНОСТЬ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ФАЛЬЦОВКЕ

5.3.4.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ФАЛЬЦОВКИ

5.4.

Прессование, упаковка и складирование тетрадей

5.4.1.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕССОВАНИЯ И УПАКОВКИ ТЕТРАДЕЙ

5.4.2.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРЕССОВАНИЯ

5.4.3.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОЭФФИЦИЕНТ СПРЕССОВАННОСТИ ТЕТРАДЕЙ

5.4.4.

СУЩНОСТЬ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ПРЕССОВАНИИ ТЕТРАДЕЙ

5.4.5.

СКЛАДИРОВАНИЕ ТЕТРАДЕЙ

6.

Раздел 4. Изготовление сложных тетрадей

6.1.

Изготовление и приклейка форзацев

6.1.1.

ТИПЫ ФОРЗАЦЕВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

6.1.2.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ПРИКЛЕЙКА ФОРЗАЦЕВ К ТЕТРАДЯМ ИЛИ БЛОКУ

6.1.3.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ СКЛЕЙКИ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ФОРЗАЦЕВ

6.2.

Изготовление и присоединение вклеек

6.3.

Комплектовка дробных частей листа

6.4.

Технология изготовления тетрадей с вклейками и дробными частями листа

7.

Раздел 5. Изготовление книжных блоков

7.1.

Технология комплектовки книжных блоков

7.1.1.

РУЧНАЯ КОМПЛЕКТОВКА ВКЛАДКОЙ

7.1.2.

РУЧНАЯ КОМПЛЕКТОВКА ПОДБОРКОЙ

7.1.3.

МАШИННАЯ КОМПЛЕКТОВКА БЛОКОВ

7.1.4.

ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ЗАГРУЗКЕ ПОДБОРОЧНЫХ МАШИН

7.1.5.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПЛЕКТОВКИ БЛОКОВ

7.1.6.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КОМПЛЕКТОВКИ

7.2.

Технология скрепления книжных блоков

7.2.1.

ПОБЛОЧНОЕ ШИТЬЕ НИТКАМИ

7.2.2.

ПОТЕТРАДНОЕ ШИТЬЕ НИТКАМИ

7.2.3.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ ПОТЕТРАДНОГО ШИТЬЯ НИТКАМИ

7.2.4.

ШИТЬЕ БЛОКОВ ПРОВОЛОКОЙ

7.2.5.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ШИТЬЯ ПРОВОЛОКОЙ

7.2.6.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ СКРЕПЛЕНИЯ БЛОКОВ ПРОВОЛОКОЙ

7.2.7.

КЛЕЕВОЕ БЕСШВЕЙНОЕ СКРЕПЛЕНИЕ БЛОКОВ С ФРЕЗЕРОВАНИЕМ КОРЕШКА

7.2.8.

КЛЕЕВОЕ БЕСШВЕЙНОЕ СКРЕПЛЕНИЕ БЛОКОВ С ЧАСТИЧНЫМ РАЗРУШЕНИЕМ ФАЛЬЦЕВ

7.2.9.

КЛЕЕВОЕ БЕСШВЕЙНОЕ СКРЕПЛЕНИЕ БЛОКОВ БЕЗ РАЗРУШЕНИЯ КОРЕШКОВЫХ ФАЛЬЦЕВ

7.2.10.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА БЛОКОВ, СКРЕПЛЕННЫХ КБС

7.2.11.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КБС С ФРЕЗЕРОВАНИЕМ КОРЕШКА

7.2.12.

ШВЕЙНО-КЛЕЕВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ КНИЖНЫХ БЛОКОВ

7.2.13.

Механическое скрепление книжных блоков

8.

Раздел 6. Обработка книжных блоков

8.1.

Технология полной обработки книжных блоков

8.1.1.

Многократный обжим корешка и блоков

8.1.2.

Заклейка корешка книжных блоков

8.1.3.

Факторы, влияющие на качество блоков в процессе заклейки, сушки и обжима корешка

8.1.4.

Обрезка блоков с трех сторон

8.1.5.

Кругление корешка и отгибка фальцев или краев

8.1.6.

Приклейка к корешку блока ленточки-закладки, корешкового материала, капталов и бумажной полоски. Окантовка корешка блока

9.

Раздел 7. Изготовление обложек и переплетных крышек

9.1.

Типы, конструкция, оформление и области применения обложек и переплетных крышек

9.1.1.

Типы и конструкция обложек и крышек

9.1.2.

Области применения обложек и переплетных крышек

9.2.

Переплетные материалы и требования к ним

9.2.1.

Обложечные материалы

9.2.2.

Переплетный картон

9.2.3.

Материалы для отстава

9.2.4.

Материалы пластмассовых крышек

9.2.5.

Покровные материалы

9.2.6.

Требования к переплетным материалам

9.3.

Раскрой обложечных и переплетных материалов

9.3.1.

Раскрой картона

9.3.2.

Раскрой рулонных материалов

9.4.

Изготовление обложек и сборка переплетных крышек

9.4.1.

Сборка переплетных крышек

9.4.2.

Изготовление редко применяемых крышек

9.4.3.

Изготовление пластмассовых переплетных крышек

9.5.

Коробление переплетных крышек

9.5.1.

Причины коробления крышек

9.5.2.

Факторы, влияющие на коробление крышек

9.5.3.

Способы устранения коробления крышек

9.5.4.

Оценка качества готовых крышек

10.

Раздел 8. Полиграфическое оформление переплетных крышек

10.1.

Блинтовое тиснение

10.2.

Тиснение полиграфической фольгой

10.2.1.

Общая характеристика тиснения фольгой

10.2.2.

Индексация и ассортимент фольги

10.2.3.

Технология тиснения фольгой

10.3.

Конгревное тиснение

10.3.1.

Комбинированное тиснение

10.4.

Штампы и матрицы для тиснения

10.5.

Сущность явлений при тиснении

10.6.

Оценка качества тиснения

10.7.

Факторы, влияющие на качество тиснения

10.7.1.

Влияние режима на качество тиснения

10.7.2.

Влияние технологических факторов на качество тиснения

10.8.

Печатание на переплетных крышках

10.9.

Другие способы полиграфического оформления печатных крышек

11.

Раздел 9. Крытье блоков обложкой. Вставка блоков в крышки и завершающие операции

11.1.

Крытье обложкой

11.2.

Вставка блоков в крышки

11.3.

Завершающие переплетные операции

11.3.1.

Прессование и сушка книг

11.3.2.

Штриховка книг

11.3.3.

Оценка качества вставки, обжима и штриховки книг

11.3.4.

Обертывание книг суперобложкой

11.4.

Упаковка и хранение книжных изданий

11.4.1.

Виды упаковки книжных изданий

11.4.2.

Марикировка, транспортировка и хранение книжно-журнальной продукции

12.

Раздел 10. Методы и средства контроля качества полуфабрикатов и книг

12.1.

Методы и средства контроля качества полуфабрикатов ТБПП

12.2.

Недостатки методов и средств контроля

12.3.

Объективные методы контроля качества полуфабрикатов и книг

12.4.

Оценка качества готовых книг

12.4.1.

Оценка прочности и долговечности изданий

12.4.2.

Факторы, влияющие на прочность связи обложки и крышки с блоком и долговечность изданий

12.4.3.

Факторы, влияющие на срок службы книжных изданий

13.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

14.

ЛИТЕРАТУРА

15.

Список сокращений, принятых в учебнике

Указатели
123   указатель иллюстраций
Pиc. 2.1. Схема бронзировального автомата: 1 - оттиск; 2 - бункер с металлической пудрой; 3 - накатные валики; 4 - растирочные щетки; 5 - очистные ремни; 6 - очистные валы; 7 - приемное устройство Рис. 2.2. Схемы биговки плоским ножом (а) и дисковыми инструментами (б): 1 - стол; 2 - плоский нож; 3 - опорная планка; 4 - упор; 5 - толстая бумага, картон или фальцуемая тетрадь; 6 - дисковый нож; 7 - опорные диски Рис. 2.3. Изменение силы продавливания и прочности материала в процессе биговки: 1 - сила продавливания; 2 - прочность на изгиб; I, II, III - стадии процесса биговки Рис. 2.4. Зависимость ширины бига от его глубины и области глубины бига: I - недостаточной; II - оптимальной; III - избыточной Рис. 2.5. Схемы перфорации: а - дисковые зубчатые ножи и виды их заточки; б - щелевых отверстий в фальцаппаратах; в - фасонных отверстий в перфорационных машинах; 1 - перфорирующий нож; 2 - опорные кольца; 3 - стопа листов, тетрадь или часть блока; 4 - перфорирующая гребенка; 5 - перфорирующая матрица Рис. 2.6. Схемы высечки: а - ножевой резки; б - неподвижным ножом; в - ротационной. 1 - неподвижная плита; 2 - подвижная плита; 3 - фигурный нож; 4 - упор; 5 - марзан; 6 - полуфабрикат; 7 - толкатель; 8 - опорный вал
4.

Раздел 2. Отделка листовой печатной продукции

Отделкой листовой печатной продукции называют различные процессы, направленные на улучшение ее потребительских свойств - товарного вида, эстетического восприятия, износостойкости, водостойкости, удобства пользования и т.п. К отделке относятся лакирование, припрессовка полимерной пленки, бронзирование, комбинированное тиснение и так называемые механические способы отделки - гренирование, биговка, перфорация, высечка. Отделочные процессы широко применяются в производстве этикеток и картонной упаковки, листовых рекламных и изоизданий, книжных изданий улучшенного и подарочного типов.

4.1.

Лакирование оттисков

Лакирование - это нанесение на оттиск (на всю поверхность листа, за исключением кромок, или только на места красочного изображения) прозрачного бесцветного лака - раствора смолы (олигомера), полимера в подходящем летучем растворителе, жидкого олигомера, затвердевающего при введении инициатора или катализатора реакции полимеризации, под действием ультрафиолетовых лучей или электронных пучков. Во время лакирования жидкий маловязкий лак заполняет макропоры и углубления на поверхности оттиска, покрывает вершины макронеровностей запечатанной поверхности, повышая ее гладкость после высыхания. При достаточной толщине сухого лакового слоя поверхность лаковой пленки может возвышаться над вершинами выступов и закрывать их, принимая вид зеркальной поверхности. Благодаря высокому относительному показателю преломления и прозрачности, высокой гладкости поверхности лакового слоя световой поток, отраженный от бумаги, картона и красочного покрытия и прошедший сквозь лаковый слой и вышедший из него, становится более или менее упорядоченным, приближается по типу к зеркально отраженному. Вследствие этого показатель светимости оттиска заметно возрастает и по зрительному восприятию оттиск становится более насыщенным.

Гладкая и эластичная поверхность лакированного оттиска более износо- и влагостойка, так как смола лакового покрытия, армированная волокнами бумаги или картона, и поверхностные волокна печатного материала, скрепленные смолой, обладают высокой гидрофобностью и хорошо противостоят трению о другие поверхности.

4.1.1.

ТЕХНОЛОГИЯ ЛАКИРОВАНИЯ

Технология лакирования достаточно проста: в лакировальном автомате, состоящем из плоскостапельного самонаклада, лакировального и сушильного устройств и стапельной приемки, лак наносится валиком равномерным тонким слоем на лист и высушивается. При подготовке лакировального автомата к работе под офсетной резинотканевой пластиной декеля на цилиндре закрепляется поддекельная приправка из такой же отработанной пластины и переплетного картона суммарной толщиной 3,2-3,7 мм. Размеры приправки должны быть по меньшей мере на 5 мм меньше размеров лакируемых оттисков.

Лакировать следует оттиски, отпечатанные на относительно толстых и гладких видах бумаги с объемной массой не ниже 0,90 <?xml version="1.0"?>
, поверхностной плотностью не менее 80 <?xml version="1.0"?>
. При двукратном лакировании объемная масса бумаги оттисков должна быть не менее 0,70 <?xml version="1.0"?>
. Оттиски, поступающие на лакировку, должны быть выдержаны до полного закрепления красочного слоя, отпечатаны без применения противоотмарывающих порошков и жидкостей, иметь незапечатанные поля по передней кромке шириной не менее 20 мм и ровные, без повреждений, кромки.

Лак должен хорошо смачивать чистую бумагу и красочный слой оттиска, полностью заполнять углубления и поры на ее поверхности, но не должен проникать в толщу бумаги. Высохший лак должен представлять собой эластичную, гладкую, прозрачную (с коэффициентом пропускания не менее 0,90), бесцветную пленку, не искажающую цветовую гамму оттиска. Лаковая пленка при высыхании и в процессе старения не должна давать усадку, приводящую к скручиванию и короблению продукции, не должна изменять свои оптические и физико-механические свойства (изменять цвет, становиться хрупкой) в течение всего срока службы изделия или издания.

Для лакирования применяются спиртовые, водные, спиртоводные и другие лаки, например затвердевающие под действием ультрафиолетового облучения. Водные и спиртоводные лаки находят ограниченное применение (лак ПВК-4 - для этикеточной продукции, ИЛ-2 - для игральных карт), так как присутствие воды может быть причиной скручивания, коробления и низкой водостойкости лакированной продукции. Широкое распространение получил спиртовой лак ЦГФ-595, состоящий из циклогексанонформальдегидной смолы, канифоли и поливинилбутираля (в качестве пластификатора), растворенных в техническом этиловом спирте. Условная вязкость лака устанавливается в соответствии с гладкостью бумаги: для мелованной бумаги с гладкостью 400-1200 с она должна составлять 17-25 с по вискозиметру ВЗ-4, для обложечной с гладкостью 110-300 с - 20-30 с, для офсетной с гладкостью 80-170 с - 25-30 с. Если вследствие испарения летучего растворителя вязкость лака оказывается завышенной, то лак разбавляют техническим этиловым спиртом.

В процессе работы лакировального автомата приемщик непрерывно, а машинист периодически оценивают качество отлакированной продукции и при необходимости регулируют работу лаконаносящего устройства, режим сушки, корректируют вязкость лака.

Отлакированные листы укладываются на поддон стопой высотой не более 1,0 м и выдерживаются на нем не менее суток до передачи отлакированной продукции на последующие операции.

Для повыщения лоска и глянца иногда прибегают к повторному лакированию и (или) к каландрированию лакового покрытия, пропуская отлакированный и сухой оттиск через каландр, прессовую пару, состоящую из обрезиненного и стального полированного валов. Стальной вал нагревается до 100-150°C, a в каландре создается большая - 50-60 кН (5-6 тс) - сила прессования.

4.1.2.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОТЛАКИРОВАННЫХ ОТТИСКОВ

После настройки лакировальной машины и получения продукции высокого качества машинист утверждает один лист у мастера участка или цеха. Этот лист служит эталоном качества до конца изготовления тиража. В течение смены машинист периодически (каждые 1,5-2 ч работы) оценивает качество отлакированных оттисков по следующим единичным показателям качества: отсутствию липкости, равномерности лакового покрытия (отсутствию полос, просветов, пузырей, затеков), отсутствию загрязнений, окраски, прозрачности, степени лоска, прочности закрепления лакового покрытия, отсутствию скручивания и коробления.

Полнота сушки лакового покрытия проверяется после охлаждения отлакированного оттиска: палец не должен прилипать к лакированной поверхности. Прочность закрепления лакового покрытия оценивают по однократному перегибу листа лицевой поверхностью наружу: лаковое покрытие не должно при этом отслаиваться от поверхности оттиска. Все остальные показатели качества оцениваются визуально.

4.1.3.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ЛАКИРОВАНИЯ

В классической технологии лакирования, которую столяры применяли задолго до изобретения книгопечатания, лак на шлифованную, чистую и обеспыленную поверхность дерева наносили в несколько слоев с промежуточной сушкой. Первый тонкий слой жидкого лака обеспечивает хорошее смачивание поверхности материала, глубокое проникание лака в поры и капилляры, а после сушки - хорошее сцепление лакового слоя с поверхностью изделия. Второй тонкий слой лака позволяет заполнить все крупные углубления поверхности, но вершины макронеровностей целиком не закрывает; после сушки второго слоя они удаляются шлифованием. Относительно ровный, гладкий и блестящий слой получается лишь после нанесения и сушки по крайней мере третьего слоя. Такая технология позволяет сократить общее время сушки, так как три тонких слоя высыхают многократно быстрее, чем один слой втрое большей толщины, испарение летучего растворителя из которого затрудняется из-за образования толстой труднопроницаемой для его молекул поверхностной корки (см. подразд. 3.3.5).

Классическая технология лакирования неприемлема в современном массовом производстве печатной продукции из-за больших затрат времени и труда. В подавляющем большинстве случаев лакирование оттисков на бумаге с гладкой поверхностью осуществляют за один прием, сравнительно толстым слоем лака, тщательно подбирая его концентрацию, вязкость и среднюю толщину покрытия с учетом технологических факторов лакируемого материала - гладкости, объемной массы и толщины бумаги или картона.

Концентрация и вязкость лака при определенной настройке лакировального аппарата определяют толщину лакового слоя на оттиске, которую подбирают с учетом объемной массы и гладкости бумаги или картона оттисков. При лакировании оттисков, отпечатанных на материалах с большой объемной массой (<?xml version="1.0"?>
). каландрированных, высококаландрированных и мелованных, с малой пористостью и высокой (300 с и более) гладкостью, для получения гладкого и блестящего покрытия получают при использовании малоконцентрированного низковязкого лака, разбавляя исходный лак ЦТ- 595 техническим этиловым спиртом в соотношении 0.55 кг (около 0,7 л) на 1 кг лака.

При лакировании оттисков, отпечатанных на пористой и шероховатой бумаге с малой объемной массой (0,80 <?xml version="1.0"?>
и менее) и низкой гладкостью, лакированную продукцию удовлетворительного качества можно получить лишь ограничив впитываемость лака в капилляры материала и увеличив толщину лакового слоя на оттиске. Это достигается применением относительно малоразбавленного лака [не более 0,4 кг (0,5 л) на 1 кг лака] или двукратным лакированием, при котором нанесение второго слоя лака может осуществляться малоконцентрированным низковязким лаком.

4.2.

Припрессовка полимерной пленки

Припрессовка полимерной пленки - это прочное соединение бумаги или тонкого картона и оттисков на этих материалах с прозрачным бесцветным пленочным материалом. Сравнительно толстое (от 17 до 50 мкм) полимерное покрытие не только улучшает товарный вид, лоск поверхности, насыщенность оттиска. но и делает лицевую поверхность абсолютно влагонепроницаемой, значительно повышает прочность дублированного материала на истирание, изгиб и разрыв. По этим причинам заранее запечатанная бумага с припрессованной полимерной пленкой широко применяется при изготовлении обложек типа 2 и 3 и переплетных крышек типов 5 и 7 для изданий, рассчитанных на средний и большой срок службы и требующих красочного внешнего оформления. Наиболее широкое применение припрессовка полимерной пленки получила в производстве картонной упаковки для пищевой промышленности, но при этом полимерное покрытие наносится не на лицевую, а на внутреннюю незапечатанную поверхность, так как основное его назначение - обеспечить водонепроницаемость материала и герметизацию емкости после ее заполнения жидким пищевым продуктом.

4.2.1.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

В мировой практике используется три способа соединения пленочного полимерного материала с бумагой или картоном: 1) склейка полимерной пленки с бумагой или картоном с помощью лаков или клеев (клеевой способ); 2) припрессовка дублированной (двухслойной) пленки, один слой которой имеет значительную меньшую температуру плавления, чем другой, и в процессе припрессовки исполняет функцию термоклея (бесклеевой способ); 3) нанесение на бумагу или картон расплава полимера, который в момент нанесения исполняет роль термоклея, а при охлаждении и затвердевании - и защитного покрытия (экструзионный способ). Каждый способ имеет свои достоинства и недостатки в части трудовых, энергетических и финансовых затрат, что должно обязательно учитываться при проектировании отделочного производства.

Клеевой способ припрессовки первым нашел промышленное применение и широко стал использоваться на крупных и средних полиграфических предприятиях. Его несомненное достоинство заключается в том, что он позволяет использовать любую подходящую по технологическим и эксплуатационным свойствам однослойную, относительно дешевую полимерную пленку. Недостатки способа - это использование в качестве клея растворов смол или полимеров в быстролетучих, токсичных и пожароопасных растворителях, требующих специальных защитных мер, длительной сушки и высоких энергозатрат, а также невысокая скорость припрессовки, громоздкость и относительно высокая сложность оборудования.

Бесклеевой способ припрессовки свободен от основных недостатков клеевого способа и дает возможность организовать припрессовку в мелкосерийном производстве на простом оборудовании, но требует применения специальных двухслойных пленок, толщина и стоимость которых значительно выше, чем однослойных. Для толстых двухслойных пленок из-за низкой их теплопроводности кондуктивный подвод тепла малоэффективен и может привести к скручиванию продукции и значительным отходам на технологические нужды производства.

Экструзионный способ позволяет использовать довольно дешевое сырье - гранулы полимера - и наносить очень тонкий (5-7 мкм) слой расплава на максимальной (свыше 100 м/мин) скорости. В способе так называемой коэкструэии, использующей систему из нескольких экструдеров, можно получать за один прием пленки сложной структуры, что позволяет реализовать лучшие свойства каждого полимера (низкую температуру плавления полиэтилена, высокую прочность лавсана, высокую гладкость и блестящую поверхность целлофана и т.п.). Его недостатки - сравнительная сложность оборудования, требующая высококвалифицированного обслуживания, и использование рулонных материалов, поэтому его достоинства проявляются лишь в крупносерийном производстве при достаточно большой годовой загрузке предприятия, например в производстве переплетных покровных материалов и упаковки пищевых продуктов.

4.2.2.

КЛЕЕВОЙ СПОСОБ ПРИПРЕССОВКИ

Технология клеевой припрессовки состоит из семи или восьми выполняемых последовательно операций: 1) раскрой полимерной пленки; 2) нанесение клея на пленку; 3) сушка клеевого слоя; 4) припрессовка пленки к оттискам; 5) выдержка дублированного полуфабриката в рулоне; 6) разрезка рулона на листы; 7) обрезка листов в стопе с четырех сторон или 8) подрезка и разрезка стопы на части.

При клеевом способе припрессовки применяют однослойные полипропиленовую, полиэтилентерефталатную (лавсановую) и триацетатную пленки толщиной от 10 до 40 мкм. Триацетатную пленку используют только для отделки листовых изданий, для отделки переплетных крышек она не применяется из-за малой прочности. Раскрывают полимерную пленку на бобинорезальных машинах типа 2БП-120 (Кизилюртовский ЗПМ, Россия) или на токарных станках, используя вместо резца нож специальной заточки. Ширина рулонов подготовленной к припрессовке пленки должна быть на 10 мм меньше размера передней кромки листов. поступающих в позицию припрессовки. При раскрое должна быть обеспечена плотная намотка рулонов, без смещения кромок на торцах, а при раскрое на токарных станках - без сварки (слипания) кромок.

Нанесение клея на пленку, сушка и припрессовка пленки к бумаге или оттискам производятся на машинах для клеевой припрессовки, из которых в России наибольшее распространение получили машины "Дуофан" (фирма "Бильхефер", Германия). Машина состоит из клеевого аппарата, сушильной камеры, каландра, листового самонаклада оттисков и системы проводки рулонной полимерной пленки через клеевой аппарат, сушильную камеру и каландр и смотки продукции в рулон.

Клей должен быть прозрачным, бесцветным и обладать хорошей адгезией как к бумаге и картону, так и к полимерной пленке, имеющей обычно гладкую и невпитывающую поверхность. По отношению к полимерной пленке клей должен иметь химическое сродство или содержать растворители, вызывающие набухание и частичное растворение пленки, или взаимную диффузию полимерных материалов. В качестве клея обычно используют подходящие бесцветные прозрачные лаки (см. подразд. 2.1.1 и табл. 2.1). Так, для припрессовки триацетатной пленки применяют клей на основе поливинилацетатного лака С-8, для припрессовки полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки - лак на основе смолы ТФ-82.

В клеевом аппарате машины "Дуофан" клей наносится обре-зиненным валиком равномерным и тонким слоем. Толщина клеевого слоя и рабочая вязкость клея подбираются с учетом его состава, вида и гладкости бумаги или картона, наличия и площади запечатанной поверхности оттиска. Расходы клея - 15-20 <?xml version="1.0"?>
(12-15 <?xml version="1.0"?>
по сухому остатку), причем большее значение соответствует незапечатанным и менее гладким, более пористым видам бумаги и картона. Условная вязкость клея может колебаться в пределах 17-50 с по вискозиметру ВЗ-4. Виды бумаги с малой гладкостью для полного заполнения углублений и впадин макронеровностей поверхности требуют применения клея наименьшей вязкости, а мелованной и запечатанной по всей поверхности - клея максимальной вязкости. Толщина клеевой пленки и расход клея также определяются гладкостью бумаги оттисков: чем выше гладкость бумаги, тем меньше требуется клея для получения надежной склейки полимерной пленки с оттиском. Например, при припрессовке триацетатных и полипропиленовых пленок клеем на основе лака БАВ-4 к мелованным бумагам с гладкостью свыше 1500 с, по сравнению с при-прессовкой этих пленок к офсетной бумаге с гладкостью порядка 80 с. расход клея сокращается с 45 до 28,8 <?xml version="1.0"?>
, т.е. на 36%.

В процессе припрессовки клеевой слой оказывается замкнутым между бумагой, слабо проницаемой для паров растворителя иди дисперсионной среды клея, и абсолютно непроницаемой полимерной пленкой. Поэтому, чтобы избежать длительной сутки склейки после припрессовки, перед склейкой пленки с оттиском клей высушивается, но не до потери липкости. Для сушки клеевого слоя применяют радиационно-конвективный способ: сушильное устройство оборудуется несколькими группами инфракрасных нагревателей, каждая из которых может включаться отдельно от другой, приточно-вытяжной вентиляцией и эксгаустером, предназначенным для удаления паров растворителей, содержащихся в клее. Режим сушки (включением разного числа нагревателей и регулировкой скорости перемещения полимерной пленки в сушильной камере) устанавливается так, чтобы клей перед припрессовкой сохранял липкость.

Таблица 2.1. Режимы припрессовки полимерных пленок

Вид и толщина пленки

Клей Температура сушки, gradC.gif (316 bytes) Сила прижима, кН Температура каландра, gradC.gif (316 bytes) Скорость припрессовки, м/мин
основа условная вязкость, с
   Клеевой способ
Лавсановая, 10-20 мкм

Смола
ТФ-82

17-28

40-50

15-30

100-110

7-18
То же Лак
БАВ-4м
22-25 40-50 25-30 105-110 15-18
Полипропиленовая То же 22-25 50-60 25-30 50-60 10-18
Триацетатная, 17-25 мкм Лак
БАВ-4м
18-22 60 25-30 50-60 10-15
Триацетатная, 40 мкм (с двух сторон) Лак С8,
ВА-558
28-30 40-50 15-20 80 18
Диацетатная Лак
БАВ-4м
18-20 40-50 20-25 50-60 6-10
   Бесклеевой способ
Лавсан-полиэтилен ПНЛ-3, 25 мкм

-

-

-

40

110-120

7-18
Полиэтилен-целлофан ПЦ-2, 32-34 мкм - - - 40 100-120 7-18
Полиамид-полиэтилен ПА-ПЭ, 40-45 мкм - - - 20 125 9-12
   Припрессовка            лакового слоя
Лавсановая, 25 мкм

Смола ПА

25-50

70-74

20-30

100-130

8-12

Припрессовка полимерной пленки производится каландром, состоящим из обрезиненного вала и стального полированного вала, снабженного регулируемым нагревом. Сила прессования также регулируется и контролируется прибором, отградуированном в единицах силы (кН или кгс). Одновременно с полимерной пленкой с подсушенным клеевым слоем из плоскостапельного самонаклада подаются оттиски непрерывным каскадным потоком, с небольшим (до 10 мм) нахлестом друг на друга, чтобы лента полимерной пленки не прилипала к обрезиненному валу каландра. Режим припрессовки устанавливается в зависимости от технологических факторов - вида пленки, гладкости бумаги и др.

После припрессовки полимерной пленки дублированный материал сматывается в рулон. В полую втулку готового рулона вставляют металлическую ось, с помощью которой рулон подвешивается в специальной стойке так, чтобы он не касался пола. В таком положении рулон выдерживается не менее суток, прежде чем будет отправлен на разрезку и последующие операции. В процессе вылеживания происходит перераспределение остатков растворителя в толще дублированного материала, своеобразная досушка клеевого и адгезионного слоев. Одновременно протекают и практически заканчиваются релаксационные процессы, вызванные температурным и силовым воздействием всего процесса припрессовки. Вылеживание способствует повышению прочности склейки полимерной пленки с бумагой или картоном и уменьшает величину деформации или устраняется вовсе скручивание и коробление дублированного материала.

При малой годовой загрузке предприятия разрезку рулона на листы производят вручную специально заточенным ножом, а при высокой загрузке - на автомате типа ВТШ/102 (фирма "Бильхефер", Германия). После разрезки листы укладываются на платформу стопой, высота которой не должна превышать 1,0 м, так как более высокая стопа может рассыпаться при толчках во время транспортировки. Через сутки, если не наблюдается скручивания и коробления листов, выполняют обрезку или подрезку и разрезку листов в стопе на части на одноножевой бумагорезальной машине.

4.2.3.

БЕСКЛЕЕВОЙ СПОСОБ ПРИПРЕССОВКИ

При бесклеевом способе припрессовки применяют двухслойные полимерные пленки. К двухслойным полимерным пленкам предъявляются такие же требования, как и к пленкам для клеевой припрессовки: при умеренной толщине они должны быть бесцветны и прозрачны, иметь зеркально-гладкую поверхность, быть прочными и износостойкими. Термопластичный слой двухслойных пленок в расплавленном состоянии должен хорошо заполнять все углубления макронеровностей бумаги или картона и обеспечивать высокую адгезию к ним и к красочному слою оттиска. Он должен иметь определенную температуру размягчения, которая должна быть выше температуры воздуха в экстремальных условиях эксплуатации издания или изделия, но не превышать значительно температуру деструкции целлюлозы оттиска и резины эластичного вала каландра. В готовой продукции термопластичный слой не должен значительно увеличивать толщину и жесткость дублированного материала и ухудшать его потребительские свойства. В качестве клеевого слоя двухслойных пленок используют полиэтилен, полиолефины, сополимеры этилена с винилацетатом и сплавы полимеров на основе полиолефинов. Для лицевого слоя дублированных пленок используют те же полимеры, что и для клеевого способа припрессовки, и даже целлофан, который из-за низких прочностных свойств однослойных пленок давно не применяется для отделки печатной продукции.

Технология бесклеевой припрессовки. Бесклеевая припрессовка пленки к рулонной бумаге и печатной продукции шириной до 720 мм выполняется на автоматах типа БП-72у (Шадринский ЗПМ, Россия). Автомат рассчитан на припрессовку пленки толщиной от 20 до 50 мкм со скоростью до 20 м/мин, снабжен каландром, в котором поддерживается температура до 150°С и обеспечивается сила прижима до 40 кН (4 тс). При нагреве в каландре термоплавкий слой пленки переходит из твердого в жидкое вязкотекучее состояние и под действием давления, развиваемого в полосе контакта, заполняет макро- и микроуглубления и устья капилляров бумаги, смачивает ее поверхность и красочный слой оттиска, вступает с ним в адгезионное взаимодействие. При выходе из полосы контакта и охлаждении термоплавкий слой затвердевает, при этом адгезионные слои приобретают новые качества, отличные от исходных: поверхностный слой бумаги или оттиска становится монолитным, так как отдельные волокна и зерна наполнителя скреплены прочным, эластичным и прозрачным адгезивом, а слой прозрачного полимера армирован волокнами бумаги или картона. По этим причинам проклеенные. лакированные и дублированные материалы имеют большую прочность при одинаковой площади сечения, чем исходные волокнистые материалы и пленка адгезива.

В случае применения полиэтилен-полиамидной пленки (ПЭ-ПА) термоплавким клеевым слоем служит полиэтилен, интервал температур плавления которого составляет 95-105°С. Температура каландра устанавливается примерно на 25°С выше средней температуры плавления; сила прижима в каландре устанавливается минимальной, аскорость припрессовки - максимальной, при которой обеспечивается высокое качество дублированного материала по основным показателям.

Достижение максимальной технической скорости припрессовки двухслойной пленки лимитируется пределом прочности пленки на растяжение при динамических нагрузках и скоростью подачи тепла к поверхностным слоям контактирующих материалов. Если в этом процессе теплоносителем является стальной цилиндр каландра, оборудованный электронагревательным устройством, то поток тепла, нагревающий оба материала и расплавляющий адгезионный слой, за короткое время контакта с нагретой поверхностью стального цилиндра должен преодолеть толщу дублированной пленки, оба слоя которой (и особенно полиэтилен в твердом состоянии) имеют низкие коэффициенты тепло- и температуропроводности. Попытки повысить плотность теплового потока за счет повышения температуры теплоносителя [<?xml version="1.0"?>
в формуле (1.46)] приводят к изменению деформационных свойств - возрастанию усадки лицевого слоя двухслойной пленки и скручиванию готовой продукции.

В каландрах автоматов нового поколения для бесклеевой припрессовки двухслойных полимерных пленок следует изменить подачу тепла к термопластичному слою; кондуктивный и радиационно-конвективный способы передачи тепловой энергии целесообразно использовать лишь при подводе тепла со стороны термоплавкого слоя. Решение этой проблемы позволит существенно повысить скорость бесклеевой припрессовки двухслойных пленок.

4.2.4.

ЭКСТРУЗИОННЫЙ СПОСОБ ЛАМИНИРОВАНИЯ. ПРИПРЕССОВКА ЛАКОВОГО СЛОЯ

Экструзионный способ. Экструзия (от латинского extrusio - выталкивание) - это способ получения изделий или покрытий из полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии, в виде расплава. В соответствии с терминологией ГОСТ 19112 "облагораживание бумаги (картона) нанесением на ее поверхность полимера методом расплава" называется ламинированием. Однако составители стандарта ошиблись: за рубежом и в России ламинированием называют облагораживание, защиту от внешнего воздействия бумаги, картона, оттисков, документов и т.п. независимо от способа прочного соединения тонкой полимерной пленки с листовым материалом или изделием.

Экструзионный способ при ламинировании заключается в непрерывном выдавливании расплава полимера через узкую щель экструдера на движущееся полотно печатного, переплетного или упаковочного материала. В экструзионных поливочных машинах ротационного принципа действия термопластичный полимер, применяемый в виде гранул, расплавляется в экструдере и через его щелевую головку наносится на предварительно нагретое полотно основы. Расплав прижимается к бумаге или картону в каландре, валы которого располагаются горизонтально, разглаживается и охлаждается при огибании полотном стального полированного цилиндра, охлаждаемого проточной водой. В способе коэкструзии, использующем систему из двух-пяти экструдеров, можно получать за один прием пленки сложной структуры, различной толщины и с разными потребительскими свойствами. Ротационный принцип действия и автоматизированный электронный контроль за режимом технологического процесса и качеством продукции позволили уже в конце 1980-х гг. получить скорость работы оборудования 115 м/мин, которая примерно на порядок превышает скорость клеевой и бесклеевой припрессовки, обеспечивая высокую рентабельность производства.

Экструзионный способ получения прозрачного полимерного покрытия широко применяется в производстве упаковочных материалов и изделий, некоторых видов рекламных изданий и может быть использован при изготовлении переплетных покровных материалов на бумажной основе.

Припрессовка лакового слоя. Способ припрессовки лакового слоя был разработан ВНИИ полиграфии и в нормативных изданиях называется нанесением полимерного покрытия методом переноса [ссылка на источники литературы]. По виду применяемых материалов и технологии этот вариант отделки бумаги и оттисков является припрессовкой сухого лакового слоя и выполняется на оборудовании для клеевой припрессовки полимерных пленок. По данной технологии жидкий спиртовой лак, содержащий 9-10% полиамидной смолы ПА 6/66-3, наносится на временную подложку (гладкую и прочную полимерную пленку), высушивается до потери липкости, припрессовывается к бумаге или оттиску и сматывается в рулон. После двухдневной выдержки склейки в рулоне пленку-основу отделяют от бумаги или оттиска и, если она не повреждена, используют многократно. Чтобы не повредить отлакированную продукцию при отделении временной подложки, последняя должна иметь высокую прочность на разрыв. Для получения гладкого и блестящего покрытия лаковый слой должен хорошо смачивать временную подложку, но его адгезия к ней должна быть умеренной, чтобы при отделении подложки вероятность повреждения лакового покрытия и подложки была минимальной. Лак должен удовлетворять обычным требованиям, предъявляемым к лакам для непосредственного лакирования, из которых главными являются высокая адгезия к бумаге и к красочному слою и высокая прочность сухого лакового слоя.

К достоинствам способа припрессовки лакового слоя следует отнести то, что в нем используется относительно дешевое сырье, а не готовый лак, использование одного оборудования для двух способов отделки и возможность получения гладкого и блестящего покрытия на шероховатой поверхности при малой толщине сухого клеевого слоя, так как этот показатель определяется не степенью заполнения жидким лаком всех углублений и покрытия вершин неровностей на поверхности полуфабриката, а гладкостью поверхности временной подложки. Недостатки способа - наличие дополнительной операции отделения временной подложки, значительные расходы на временную подложку, поскольку на технологические нужды производства расходуется от 10 до 50% ее стоимости, и возможность появления дефектов, характерных для технологии бесклеевой припрессовки.

Охрана труда и техника безопасности. При лакировании, припрессовке лакового слоя и клеевом способе припрессовки полимерной пленки используются летучие органические растворители, вредные для здоровья людей, загрязняющие атмосферу, пожаро- и взрывоопасные. По этим причинам участок лакировки и припрессовки полимерной пленки и лака располагают в отдельном помещении, оборудованном по категории IIIб в противопожарном отношении, общей и местной (над клеевым и лакировальным аппаратами, сушильной камерой и каландром) вентиляцией во взрывобезопасном исполнении. В помещении должна поддерживаться температура в пределах 18-20°С и влажность воздуха 40-60%.

4.2.5.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ОТТИСКОВ С ПРИПРЕССОВАННОЙ ПЛЕНКОЙ

Оценка качества продукции с припрессованной пленкой. После наладки машины и получения качественной продукции машинист утверждает один экземпляр оттиска у мастера, этот оттиск служит эталоном при контроле качества продукции в процессе изготовления тиража. В течение смены машинист, мастер участка и контрольный мастер периодически, через каждые 1,5-2 с работы, контролируют качество продукции по следующим показателям: гладкости поверхности; плотности припрессовки пленки (отсутствию пузырей, полос, складок, блесток); прочности припрессовки; отсутствию скручивания и коробления; прозрачности пленки на оттиске; соответствию цветовой гаммы эталону.

Гладкость поверхности, прозрачность пленки, соответствие цветовой гаммы эталонному оттиску и отсутствие дефектов плотности припрессовки оцениваются визуально, причем отсутствие пузырей и блесток контролируется также перед разрезкой рулона на листы и перед отправкой продукции на последующие операции - через двое-трое суток после припрессовки. Прочность закрепления пленки на оттиске в цеховых условиях проверяют двумя приемами: по отрыву пленки от бумаги и складыванию листа пленкой внутрь с проглаживанием сгиба ногтем. Отслаивание пленки на пробельных участках оттиска должно происходить по бумаге, а пленка на сгибе не должна отслаиваться. В сомнительных случаях, а также при отработке новых вариантов технологии прочность закрепления определяется в лабораторных условиях на динамометре; она должна быть в пределах 0.2-0,7 даН/см (кгс/см). Объективным критерием хорошего адгезионного взаимодействия клея с бумагой и полимерной пленкой может служить также коэффициент упрочнения системы <?xml version="1.0"?>
:

<?xml version="1.0"?>

где <?xml version="1.0"?>
- прочность слейки дублированного материала, кН/м; <?xml version="1.0"?>
- прочность бумаги, кН/м (кгс/см); <?xml version="1.0"?>
- прочность полимерной пленки, кН/м (кгс/см).

При правильном подборе клеевой композиции, режимов сушки и припрессовки <?xml version="1.0"?>
.

На качество продукции с припрессованной пленкой влияют режимы припрессовки и технологические факторы. К режимам относятся факторы внешнего воздействия, с помощью которых технолог может изменить ход технологического процесса с целью повышения качества, уменьшения трудовых и энергетических затрат, сокращения срока обработки тиража. К технологическим факторам относятся те, по которым полуфабрикаты отличаются друг от друга и требуют изменения режимов технологического процесса, чтобы повысить качественные и экономические показатели. В процессах припрессовки полимерной пленки и лакового слоя к режимам припрессовки относятся сила прижима f в каландре, температура каландра <?xml version="1.0"?>
, скорость припрессовки <?xml version="1.0"?>
, а к технологическим факторам - толщина, гладкость, объемная масса бумаги, наличие красочного слоя и вид печати.

Режимы припрессовки. Сила прижима, регистрируемая манометрами в гидравлической системе каландра, обеспечивает определенное давление в прессовой паре, необходимое для смятия и сглаживания вершин макронеровностей бумаги, приведения в полный контакт смыкающихся поверхностей полимерной пленки и бумаги, вдавливания адгезива (клея или лака), находящегося в вязкотекучем состоянии, в углубления и поры бумажной поверхности, обеспечивает достаточную плотность и прочность припрессовки. Среднее значение технологически необходимого давления припрессовки может быть вычислено по формуле <?xml version="1.0"?>
где S - площадь контакта в прессовой паре, которая может быть определена по диаметру цилиндров и жесткости резины в прессовой паре каландра. Она зависит от технологических факторов - гладкости и объемной массы бумаги, вязкости адгезива в момент прижима.

Чем больше сила и давление прижима, тем выше гладкость поверхности, плотность припрессовки и прочность закрепления пленки, но вместе с этим линейно возрастают деформация растяжения пленки по ее машинному направлению и вероятность скручивания готовой продукции. Температура каландра при всех способах припрессовки устанавливается в соответствии с температурой размягчения сухого лака или средней температурой плавления термопластического полимера, используемого в качестве адгезива. С повышением температуры каландра повышается температура лицевого слоя пленки, адгезива и бумаги, при этом повышается пластичность склеиваемых материалов и понижается вязкость адгезива, что способствует повышению прочности закрепления, плотности припрессовки и гладкости лицевой поверхности полимерной пленки. Вместе с тем с повышением температуры каландра линейно возрастает усадка полимерной пленки в готовой продукции, которая может вызвать ее скручивание и коробление. Скорость припрессовки полимерной пленки и лакового слоя определяет производительность оборудования, время контакта лицевого слоя с теплоносителем и время силового воздействия на склеиваемые материалы в каландре. С повышением скорости припрессовки возрастает сменная производительность оборудования, но при этом уменьшаются количество теплоты, полученной склеиваемыми материалами, и температура всех слоев контактируемых материалов. Это способствует уменьшению усадки лицевого слоя и скручивания склейки, но вместе с этим понижается и прочность склейки пленки с красочным слоем оттиска и с бумагой.

Технологические факторы. Толщина бумаги определяет ее жесткость, сопротивление изгибу и величину абсолютной остаточной деформации поверхностных слоев, которую можно получить при данном режиме припрессовки. Как правило, относительно толстая бумага (от 200 мкм), толщина которой в 5-10 раз превышает толщину полимерного покрытия, не скручивается и не коробится после лакировки и припрессовки полимерной пленки и лакового слоя. Для сглаживания ее поверхности обычно требуются несколько меньшие температура и сила прижима в каландре, чем при припрессовке пленки к относительно тонкой бумаге.

Гладкость бумаги. Бумага пониженной гладкости (80-300 с) имеет на своей поверхности значительные углубления, поры, макронеровности. Чтобы обеспечить высокую плотность припрессовки при клеевом способе и при припрессовке лакового слоя, при такой бумаге требуется большей толщины слой клея или лака, что достигается повышением исходных концентрации и вязкости. При всех способах припрессовки полимерной пленки и лакового слоя менее гладкая бумага требует увеличения температуры и силы прижима каландра, что обеспечивает повышение пластичности материалов, более полное сглаживание вершин макронеровностей бумаги, большую глубину проникания адгезива в бумагу.

Объемная масса бумаги. Бумага с высокой (0,9-1,2 <?xml version="1.0"?>
) объемной массой - мелованная, иллюстрационная, для глубокой печати - требует повышенной температуры и силы прижима каландра, чтобы обеспечить плотный контакт подсушенной клеевой пленки, расплава полимера или лака с оттиском, так как для получения одинаковых остаточных деформаций такая бумага требует больших давлений.

Красочный слой на бумаге и вид печати (красочность, полнота заполнения площади бумажного листа) значительно влияют на прочность закрепления лака и пленочного материала на оттиске. Фоновая печать и многокрасочные оттиски намного ухудшают смачивание поверхности запечатанной бумаги клеем и расплавом, снижают плотность припрессовки и прочность закрепления полимерной пленки на оттиске. Как правило, такие оттиски требуют повышения температуры и силы прижима каландра, чтобы обеспечить достаточную плотность и прочность припрессовки.

4.3.

Имитация металлических покрытий на оттисках

Имитация металлических покрытий под золото и серебро применяется в крупносерийном производстве этикеток, поздравительных открыток и адресов, картонной упаковки товаров высокого качества, для оформления обложек книжных изданий популярных серий, в мелко- и среднесерийном производстве факсимильных листовых и книжных изданий - репродукций старинных икон, рукописных книг и др. Для этих целей, в зависимости от уровня оформления и тиража, применяются бронзирование, печатание металлизированной краской, тиснение металлизированной фольгой, часто в сочетании с конгревным тиснением.

4.3.1.

БРОНЗИРОВАНИЕ ОТТИСКОВ

Бронзированием называют нанесение бронзовой или алюминиевой тонкодисперсной пудры на свежеотпечатанный оттиск. Бронзированием можно отделывать оттиски, отпечатанные на клееной каландрированной и высококаландрированной бумаге с проклейкой 1,5 <?xml version="1.0"?>
0,25 мм и гладкостью не менее 100 с. Бумага машинной гладкости для этого вида отделки непригодна, так как пудру невозможно полностью удалить с пробельных элементов шероховатой бумаги. Бронзирование выполняют последним прогоном, когда красочная пленка основного изображения прочно закрепилась и не воспринимает металлическую пудру.

Непосредственно перед бронзированием под золото и серебро получают оттиск краской соответствующего тона: при бронзировании под золото - желтого, под серебро - сине-серого. Краска должна быть вязкой, липкой (растекаемость 38-40 мм, липкость около 3 мДж/см) и быстросохнущей, для чего после получения подходящего тона в нее вводят крепкую полиграфическую олифу и сиккативную пасту - по 14.5% от общей массы.

Для бронзирования применяют бронзовую пудру марок БПП, БПК и БПЛ и алюминиевую марки ПАК-1 и др. Размеры тонких чешуеобразных частиц бронзовой пудры от 40 до 60 мкм (у специальных видов - от 20 до 50 мкм), алюминиевой - от 20 до 40 мкм.

В мелкосерийном производстве бронзирование производят вручную, нанося пудру ватным тампоном легкими крестообразными движениями. Излишки пудры снимают чистым ватным тампоном. Производится это обязательно под вытяжкой, чтобы летучие частицы металлической пудры не попали в дыхательные пути рабочего. В крупносерийном производстве этикеток и бумажной упаковки бронзирование производят на автоматах, которые подсоединяют к печатным машинам, обеспечивая непрерывное поточное производство (рис. 2.1 Pиc. 2.1. Схема бронзировального автомата: 1 - оттиск; 2 - бункер с металлической пудрой; 3 - накатные валики; 4 - растирочные щетки; 5 - очистные ремни; 6 - очистные валы; 7 - приемное устройство).

Технология машинного бронзирования включает следующие основные операции: 1) печатание краской желтого или сине-серого тона; 2) нанесение металлической пудры на свежеотпечатанный оттиск; 3) втирание пудры в красочный слой; 4) удаление излишков пудры; 5) полировка металлизированного слоя оттиска; 6) удаление остатков пудры с двух сторон бумажного листа. Первая операция выполняется на машине плоской офсетной или высокой печати, а все последующие - на бронзировальном автомате, который можно агрегатировать с любой печатной машиной. Бронзировальный автомат состоит из системы проводки оттисков, шести исполнительных устройств и высокостапельной приемки готовой продукции. Нанесение металлической пудры на оттиск выполняется пудронакатным устройством, состоящим из бункера, дукторного вала и двух накатных валиков. Втирание пудры и полировка металлизированного слоя производится двумя системами щеток, движущимися возвратно-поступательно и перпендикулярно оси движения оттисков; очистка оттиска и тыльной стороны бумажных листов выполняется бесконечными пудроочистительными ремнями, расположенными параллельно щеткам, а на выходе из бронзировальной камеры - очистными валами.

Накатные валы, очистительные ремни и валы бронзировального автомата покрыты плюшем, чтобы избежать смазывания оттиска. Степень прижима первой группы растирочных щеток к оттискам постепенно возрастает по ходу продвижения оттисков в машине. Для полного удаления металлической пудры с пробельных участков оттисков на плюшевое покрытие второй группы очистительных ремней с помощью форсунок наносится водный раствор глицерина; работа форсунок автоматизирована, причем периодичность их включения может регулироваться в широких пределах. Растирочные щетки и очистительные ремни периодически промывают авиационным бензином, а полотно транспортера - техническим этиловым спиртом.

4.3.2.

ПЕЧАТАНИЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМИ КРАСКАМИ

Основное отличие металлизированных полиграфических красок состоит в том, что красящее вещество имеет плотность, примерно в 3 и 9 раз превосходящую плотность связующего, в связи с чем краски, готовые к употреблению, распространения не получили, так как такие краски довольно быстро расслаиваются с образованием плотного осадка на дне емкости. Металлизированные краски изготавливают в виде твердообразных паст с минимальным содержанием невысыхающего связующего. Перед употреблением пасту разжижают крепкой олифой и вводят кобальтовый сиккатив, чтобы обеспечить высокую липкость, минимальную растекаемость и быстрое закрепление на оттиске. Запас готовой к употреблению металлизированной краски должен быть минимальным, так как быстрая полимеризация связующего ведет к ухудшению, а через одни-двое суток и к потере печатных свойств.

Металлическая пудра, играющая роль пигмента, предъявляет особые требования к связующему и печатной бумаге: они должны быть нейтральными, так как даже невысокая их кислотность приводит к быстрой потере металлического блеска оттисков. Повышенную кислотность обычно имеет немелованная бумага, поэтому при отделке оттисков печатанием бронзовой и алюминиевой красками следует пользоваться мелованной бумагой, которая к тому же обеспечивает высокий блеск запечатанной поверхности. Другие важные требования к печатной бумаге - высокая прочность на выщипывание, так как липкость металлизированных красок высокая, В остальном технология печатания металлизированными красками практически ничем не отличается от технологии печати обычными красками, содержащими органические пигменты.

4.3.3.

ТИСНЕНИЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОЙ ФОЛЬГОЙ

Тиснение металлизированной фольгой на бумаге и тонком картоне в отечественной полиграфии применялось крайне редко, в основном при изготовлении праздничных поздравительных открыток, но с возрождением рыночной экономики этот способ отделки оттисков интенсивно развивается. Тиснение полиграфической фольгой - сравнительно дорогой способ отделки, так как фольга дороже металлизированной краски и металлической пудры, а процессы тиснения уступают процессам печатания по производительности.

Для имитации металлических покрытий на различных материалах применяют два типа полиграфической фольги, которые по отечественной терминологии называются "бронзовая" (независимо от материала металлической пудры) и "юбилейная". Наиболее употребляемые виды отечественной "бронзовой" фольги -универсальная серии № 114-01 и 184-01, предназначенная для тиснения на переплетных материалах с поливинилхлоридным покрытием, а "юбилейной" - № 313, 313М и 284. Серия № 313 предназначена для тиснения на офсетной и мелованной бумаге, а серия № 313М отличается приглушенным блеском. Серия № 384 предназначена для тиснения на изобразительных открытках и материалах с поливинилхлоридным покрытием. рекомендуемые интервалы температур штампа при тиснении "бронзовой" фольгой 100-130°С, "юбилейной" фольгой- 100-120°С. Приглушенный блеск оттисков "бронзовой" и "юбилейной" фольгой серии М, по мнению художников-оформителей, подчеркивает строгость изделия или издания.

Цвет "юбилейной" фольги создается за счет цвета напыленного алюминия и прозрачного бесцветного или окрашенного лака, поэтому оттиски этим видом фольги имеют высокий металлический блеск и любые оттенки различных благородных металлов за счет оттенков прозрачного лака. Металлизированная и бронзовая фольга примерно на 10-15% дороже цветной, что вместе с ярким видом оттисков в какой-то мере определяет области их применения - производство упаковки дорогих товаров, рекламных изданий, поздравительных открыток и этикеток.

Развитие рыночных отношений выявило реальные затраты на переплетные материалы и многотрудную работу переплетчиков, поэтому цена книжных изданий в переплетной крышке по отношению к ценам на другие продукты потребления возросла в несколько раз. Это привело к резкому сокращению выпуска книжных изданий в переплетной крышке и относительному росту производства книжных изданий в обложке. Рыночные отношения потребовали от издательств и более внимательного отношения к оформлению обложек - обложки стали многоцветными, лакированными, часто с комбинированным тиснением "юбилейной" фольгой и конгревным тиснением, которое применяется за рубежом преимущественно в производстве картонной упаковки.

Тиснение полиграфической фольгой и конгревное тиснение подробно рассматриваются в подразд. 7.3. здесь же целесообразно изложить лишь особенности отделки листовой печатной продукции. Чтобы снизить себестоимость сравнительно сложного и дорогого по материалам комбинированного способа тиснения, на современном оборудовании за один цикл работы получают сразу несколько одинаковых оттисков, в случае тиснения на обложках - от 2 до 8 в зависимости от формата издания и обложек. При подготовке позолотного пресса к работе это требует высокой точности размещения штампов и, самое главное, точного совмещения матриц со штампами. Сравнительно простым решением проблемы является способ изготовления матриц после закрепления штампов в прессе с использованием пастообразных олигомеров или полимеров, затвердевающих при введении инициатора полимеризации.

Немаловажным элементом технологии подготовки позолотного пресса к работе является также размещение штампов, занимающих малую площадь по отношению к площади единицы листового полуфабриката. Для экономии полиграфической фольги расстояние между штампами в направлении движения ленты фольги в прессе должно быть таким, чтобы соответствующий размер штампов с учетом припуска в 5 мм укладывался целое число раз в расстояние между штампами.

4.4.

Механические способы отделки

Механическими способами отделки листовой печатной продукции называют все способы силового воздействия на полуфабрикаты с целью изменения фактуры и рельефа их поверхности. сопротивления изгибу, размеров и конфигурации, уменьшения прочности на разрыв. Рассматриваемые ниже способы отделки расположены в порядке возрастания степени механического воздействия на бумагу и картон. Технология подрезки и разрезки листов в стопе и все операции механического воздействия на объемные полуфабрикаты рассматриваются в разделах, относящихся к технологии брошюровочно-переплетных процессов.

4.4.1.

ГРЕНИРОВАНИЕ

Гренирование - это изменение фактуры или создание определенного рельефа у тонкого рулонного или листового материала и на оттисках. Оно применяется при изготовлении специальных видов бумаги и картона, в производстве упаковки престижных товаров и редко - при изготовлении репродукций и открыток высокого качества. Технология гренирования во многом аналогична технологии конгревного тиснения, но величина рельефа лицевой поверхности материала или оттиска невелика, обычно меньше толщины материала, подвергаемого отделке.

В массовом производстве гренированных материалов прессовая пара представляет собой латунный каландр из двух стальных валов. На поверхность одного вала регулярный рельефный рисунок наносится электронным гравированием, травлением медного покрытия или набивкой комплектом пуансонов. Второй цилиндр играет роль матрицы, он имеет плотное бумажное покрытие, контррельеф на котором получают постепенным вдавливанием рельефного изображения на малой скорости работы каландра. В среднесерийном производстве, при работе на позолотных прессах штамп изготавливают ручным гравированием, травлением листовой меди или латуни после получения на пластине копии изображения, стойкой к действию хлорного железа. В качестве матрицы могут быть использованы картон поверхностной плотностью от 250 до 1000 <?xml version="1.0"?>
, твердая резина, кожа и специальная паста, затвердевающая при введении инициатора полимеризации. Вид матрицы подбирается с учетом вида рисунка и материала для гренирования: картонная - для простых изображений на тонкой бумаге и металлической фольге, на толстой бумаге и картоне, резиновая - для мелких рисунков на жесткой бумаге, полимерная - для любых рисунков на мягкой бумаге и полимерных пленках.

Рекомендуемая влажность бумаги и картона в процессе гренирования - 10%. В процессе гренирования регулируются температура, сила прижима и скорость вращения каландра, которые и определяют время силового и теплового воздействия на деформируемый материал. Эти параметры, как и режимы конгревного тиснения (см. подразд. 10.3). определяют качество продукции - внешний вид и сохранность полученного рельефного рисунка.

Разновидностью гренирования является воспроизведение фактуры мазка при факсимильном воспроизведении картин масляной живописи. По технологии УкрНИИСВП (Украина) для репродукций, печатаемых в масштабе 1:1, тиснение рельефа выполняется на плоскопечатных машинах с гальваностереотипов, полученных с каучуковой матрицы. Рельеф мазка на репродукциях, выполненных в уменьшенном масштабе (например, на открытках), воспроизводят с гравированных вручную штампов по обычной технологии конгревного тиснения.

4.4.2.

БИГОВКА

Биговка - это нанесение на тонкий (до 3 мм) листовой материал или фальцуемую тетрадь прямых углубленно-выпуклых линий, облегчающих изгиб полуфабриката на последующих операциях. Биговка широко применяется в производстве картонной упаковки и тары, при изготовлении поздравительных открыток, пригласительных билетов, временных пропусков, а в брошюровочно-переплетных процессах - при изготовлении обложек для книжных и папок для комплектных изданий, картонных переплетных крышек типа 6, папок для различных документов и др. Она необходима в тех случаях, когда из-за большой толщины и жесткости материала и полуфабриката нельзя получить требуемые точность и внешний вид сгиба.

Биговка выполняется на универсальных перфорировально-биговальных станках типа 2УПБ-500 (Харьковский ЗПМ. Украина) или в секциях фальцевальных машин. На универсальных станках биговка выполняется плоским тупым ножом и опорной планкой с пазом, а в фальцмашинах - дисковым инструментом и двумя опорными дисками (рис. 2.2 Рис. 2.2. Схемы биговки плоским ножом (а) и дисковыми инструментами (б): 1 - стол; 2 - плоский нож; 3 - опорная планка; 4 - упор; 5 - толстая бумага, картон или фальцуемая тетрадь; 6 - дисковый нож; 7 - опорные диски).

При переналадке биговального станка и биговальных инструментов секций фальцевальной машины регулируются глубина и ширина бига в соответствии с толщиной и прочностными свойствами обрабатываемого материала, а также положение бига или бигов по отношению к его верной кромке. В фальцмашинах при необходимости меняют и толщину дискового ножа: в сменных инструментах фальцмашин предусматривается два комплекта дисковых ножей толщиной 0,8 и 2,0 мм соответственно для биговки тонких и толстых материалов и тетрадей. В каждом комплекте по четыре ножа, диаметры которых различаются на 0,5 мм, что позволяет изменять глубину бига в пределах 0-2,0 мм. В биговальных станках глубина бига может изменяться плавно ограничением нижнего положения ножа.

Глубина бига является важнейшим показателем настройки оборудования, так как она определяет внешний вид и прочность полуфабриката и изделия. В процессе биговки биговальный нож с закругленным лезвием продавливает волокнистый материал в паз колодки или в промежутки между ножом и опорными дисками на некоторую глубину; при этом происходит растяжение наружных и сжатие внутренних слоев волокнистого материала. Деформации растяжения и неизбежные деформации сдвига на краях бига приводят к частичному разрыву связей между волокнами, а деформации сжатия - к уплотнению материала. Весь процесс биговки протекает в три стадии (рис. 2.3 Рис. 2.3. Изменение силы продавливания и прочности материала в процессе биговки: 1 - сила продавливания; 2 - прочность на изгиб; I, II, III - стадии процесса биговки). На первой стадии плавное нарастание усилия биговки сопровождается пропорциональным увеличением плотности и прочности материала на разрыв и уменьшением прочности на изгиб. На второй стадии при незначительном изменении прилагаемой нагрузки прочность материала на разрыв стабилизируется, а скорость падения прочности на изгиб в 2,5-3 раза уменьшается. Для третьей стадии характерно быстрое падение прочности материала на растяжение при относительно малых нагрузках.

При малой глубине бига изгибание полуфабриката под прямым углом приводит к разрыву наружных слоев на выпуклой стороне бига, а при избыточной глубине - к разрывам на внутренней его стороне (области I и III на рис. 2.4 Рис. 2.4. Зависимость ширины бига от его глубины и области глубины бига: I - недостаточной; II - оптимальной; III - избыточной). Оптимальные значения глубины бига соответствуют второй стадии биговки, когда разрыва поверхностных слоев бига при изгибе полуфабриката не происходит, а прочность материала на разрыв и изгиб Лабильна и выше первоначальной. У малопрочного картона второй стадии биговки может и не быть: если участок стабильной прочности материала отсутствует, то получить продукцию без разрушения поверхностных слоев бита невозможно. Пригодность картона для биговки можно определить по значению коэффициента <?xml version="1.0"?>
.

<?xml version="1.0"?>

где <?xml version="1.0"?>
- наибольшая глубина бита, при которой не разрушается его внутренняя поверхность при изгибе полуфабриката на 90°; <?xml version="1.0"?>
- наименьшая глубина бига, при которой не разрушается его наружная поверхность, мм; <?xml version="1.0"?>
- толщина материала, мм.

Продукцию высокого качества можно получить при значения <?xml version="1.0"?>
При меньших его значениях вероятность выпуска дефектной продукции резко возрастает [ссылка на источники литературы].

Ширина паза биговальной колодки и расстояние между опорными дисками <?xml version="1.0"?>
должны быть больше толщины биговального ножа по крайней мере на толщину материала, если его пористость не менее 50%. Однако большие сдвиговые деформации на краях бига в процессе биговки при малых зазорах между ножом и краями опор могут привести к резкому падению прочности и даже к разрушению полуфабриката. Оптимальным считается зазор, соответствующий относительной деформации сжатия материала порядка 25%, поэтому ширину паза и ширину линии бига устанавливают из соотношения

<?xml version="1.0"?>

где <?xml version="1.0"?>
- толщина ножа, мм; <?xml version="1.0"?>
- толщина материала, мм.

4.4.3.

ПЕРФОРАЦИЯ

Перфорация - это просечка в малой стопе листов бумаги, тонкого картона, оттисков, в фальцуемой тетради или в книжном блоке, состоящем из отдельных листов (долей), цепочки расположенных на одной линии и близко друг от друга щелеообразных, круглых или прямоугольных отверстий сравнительно небольшого размера. Перфорацию в виде щелеобразных отверстий выполняют в фальцевальных машинах и в фальцаппаратах книжно-журнальных ротаций с целью устранения утолщений на сгибах и диагональных морщин, облегчения выхода воздуха из замкнутых полостей в процессах фальцовки и прессования тетрадей. Она выполняется дисковыми зубчатыми ножами с односторонней или двусторонней заточкой (рис. 2.5, а Рис. 2.5. Схемы перфорации: а - дисковые зубчатые ножи и виды их заточки; б - щелевых отверстий в фальцаппаратах; в - фасонных отверстий в перфорационных машинах; 1 - перфорирующий нож; 2 - опорные кольца; 3 - стопа листов, тетрадь или часть блока; 4 - перфорирующая гребенка; 5 - перфорирующая матрица) с углом заточки соответственно 20° и 30°. Полный комплект дисковых зубчатых ножей позволяет получить щелевые отверстия длиной от 1 до 48 мм с промежутками от 1 до 5 мм.

Перфорация мелких круглых и щелеообразных отверстий делается для удобства пользования некоторыми видами документов (квитанционными и чековыми книжками), календарями-ежедневниками, марками - для отрыва по мере надобности листа от блока, уголка или марки от листа. Перфорация сравнительно крупных (от 4 до 8 мм) круглых, овальных и прямоугольных отверстий необходима при использовании скрепления блоков спиралями и гребенками в производстве различных изданий книжного типа и беловых товаров.

Перфорацию фасонных отверстий в зависимости от формата листовой продукции и объема производства осуществляют на настольных перфорационных станках с ручным приводом, полуавтоматах типа 2УПБ-500 (Харьковский ЗПМ, Украина) и на автоматах АР-600 (фирма "Ренц Машиненбау", Германия) или ЕХ380/610/700 (фирма "Джеймс Берн Интернэшнл", Швеция). Скорость работы автоматов - от 140 до 80 цикл/мин в зависимости от длины обрабатываемых листов (этот определяющий размер, выраженный в мм, указан в трехзначном шифре различных моделей оборудования). За один цикл работы автоматы могут обрабатывать столку бумаги или картона толщиной до 2,5 мм.

Исполнительными инструментами на перфорационном оборудовании являются перфорирующая гребенка, состоящая из металлического корпуса, в котором закреплено несколько десятков пуансонов, и работающая с ней в паре перфорирующая матрица, пластина со сквозными отверстиями, форма которых с минимальным зазором повторяет форму пуансонов гребенки. В процессе перфорирования перфорирующая матрица неподвижна, а перфорирующая гребенка совершает возвратно-поступательные движения, т.е. используется ножничный принцип реза. В комплекте оборудования имеются сменные перфорирующие инструменты с различной формой, размерами и шагом пробиваемых отверстий.

При смене заказа переналадка оборудования включает следующие операции: 1) замену перфорирующих инструментов; 2) установку или наклейку упора, определяющего положение линии перфорации по отношению к верной кромке листа. При работе на автоматах регулируются передние и боковые упоры, фиксирующие точное положение листа или малой стопы при работе перфорирующей гребенки, положение перфорационного узла относительно передних упоров, а также плоскостапельный самонаклад и приемно-выводное устройство по формату и толщине листов или стопы. Смена перфорирующих инструментов на автоматах длится не более 15 мин, а полная переналадка - 22-32 мин.

Чтобы полнее использовать возможности оборудования, перфорацию следует производить полной приверткой (стопой) с учетом деформационных свойств материала. Число листов <?xml version="1.0"?>
, которое можно перфорировать одновременно, определяется по формуле

<?xml version="1.0"?>

где <?xml version="1.0"?>
- максимальное усилие, развиваемое оборудованием, Н; <?xml version="1.0"?>
- тангенциальное напряжение (сопротивление срезу) в материале при перфорации. Па; <?xml version="1.0"?>
- толщина одного листа материала, м; l - длина кромки (периметр) пуансона, м; <?xml version="1.0"?>
- число пуансонов, перфорирующих материал.

Сопротивление срезу бумаги и картона в процессе перфорации зависит от их состава по волокну, плотности и влажности материала. При влажности этих материалов, равновесной с нормальными атмосферными условиями, сопротивление срезу изменяется в пределах 25-35 МПа. С увеличением влажности от 0 до 23% сопротивление срезу у бумаги и картона, не содержащих наполнителей, уменьшается по линейному закону, примерно на 9% при увеличении влажности на 5%. С учетом этой закономерности перфорирование картона и бумаги целесообразно производить при их влажности порядка 8-12%.

4.4.4.

ВЫСЕЧКА

Высечка - это придание печатной продукции, картонным заготовкам, буклетам, книжным изданиям в обложке сложной конфигурации в соответствии с их конструкцией или с замыслом художника. Высечка является обязательной операцией при изготовлении многих видов этикеток, упаковок, картонной тары, игрушек, почтовых конвертов, применяется также в рекламных изданиях и изданиях для детей дошкольного и младшего школьного возраста, изготовляемых по специальному заказу издательства.

Для получения изделий и изданий сложной формы применяют три способа высечки, в которых используют принципы ножевой резки подвижным и неподвижным фигурным ножом и ротационной высечки (рис. 2.6 Рис. 2.6. Схемы высечки: а - ножевой резки; б - неподвижным ножом; в - ротационной. 1 - неподвижная плита; 2 - подвижная плита; 3 - фигурный нож; 4 - упор; 5 - марзан; 6 - полуфабрикат; 7 - толкатель; 8 - опорный вал).

Принцип ножевой резки с движущимся возвратно-поступательно фигурным ножом используется в тигельных прессах тяжелого типа. Высекальные прессы тяжелого типа позволяют обрабатывать листовые полуфабрикаты большого формата, различной толщины и жесткости; на прессах с программным управлением штамп после каждого цикла перемещается в новое положение, что позволяет на оттисках располагать несколько десятков одинаковых изображений малого формата. Они универсальны, могут обрабатывать любую продукцию, но скорость их работы невелика, поэтому применяются преимущественно в производстве крупноформатной упаковки и тары.

Ножи для ножевой высечки на тигельных прессах изготавливаются из узкой (порядка 25 мм) полосовой высокоуглеродистой стали марки У8 и др. различной твердости: сталь твердостью 60 ед. по Роквеллу используется для ножей с большим радиусом закругления, а твердостью 54 ед. - с малым радиусом закругления. Если высечка делается по периметру заготовки или изделия, то выполняется односторонняя заточка лезвия (одно- или двухгранная, см. рис. 3.4) и нож изгибается по контуру рисунка фаской наружу, в сторону обрезков. При высечке отверстий ("окон") лезвие затачивается также с одной стороны, но нож изгибается фаской внутрь, в сторону отсекаемой части заготовки или изделия. Если обе части объекта обработки являются деталями изделия (например, мозаичной головоломки), то заточку лезвия делают двусторонней, двух- или четырехгранной. После гибки концы ножа свариваются, а место сварки обтачивается и шлифуется. Рутовый нож крепится в колодке из толстой многослойной фанеры, в которой заранее пропиливается фигурный паз по форме ножа.

При подготовке тигельного высекального пресса к работе на его нижней плите устанавливаются или приклеиваются у поры, обеспечивающие точное совмещение высечки с контуром изображения оттисков, и марзан, обеспечивающий полноту высечки и предотвращающий повреждение кромки лезвия ножа в процессе высечки. Высекальный нож с помощью фанерной колодки крепится к верхней плите пресса с учетом расположения оттиска и картонной заготовки упаковочного материала на его нижней плите. Чтобы обеспечить высокое качество продукции и долгосрочную эксплуатацию дорогого оборудования, высекальный нож следует располагать близ центра приложения силы, которая на тигельных прессах при полной нагрузке составляет несколько МН (десятков тонн-силы).

Принцип ножевой высечки с неподвижным фигурным ножом (рис. 2.5, б) используется в малогабаритных и простых по конструкции полуавтоматах, исполнительные механизмы которых (толкатель с гидравлическим приводом, сквозной фигурный нож, желоба укладки и приемки) располагаются под небольшим, порядка 15°, наклоном к горизонту. Сам принцип продавливания стопы заготовок через сквозной нож не позволяет делать ножи сложной конфигурации, поэтому он используется преимущественно в массовом производстве этикеток, карманных календарей и другой продукции прямоугольной формы с закругленными углами. Фигурные ножи изготавливают из более широкой (порядка 100 мм) полосовой стали, а для готовых ножей делаются специальные оправки или к ним привариваются детали, необходимые для надежного крепления к корпусу гидросистемы толкателя или приемного стола.

Простая конструкция прессов с неподвижным ножом требует малого времени на переналадку при смене заказа: необходимы лишь смена ножа и регулировки положения накладного стола и стенки по отношению к ближайшим кромкам лезвия ножа. Производительность высекальных прессов с неподвижным ножом довольно высока: полуавтомат типа ПВЭ-2М Зарайского филиала ГФ "Полиграфресурсы" за один цикл работы обрабатывает стопу высотой 10-12 см, т.е. несколько сотен экземпляров заготовок. К недостаткам этого принципа высечки можно отнести относительную сложность изготовления ножа из широкополосной стали, сравнительно сложную систему его крепления, малые размеры (площадь до 2 <?xml version="1.0"?>
) получаемых изделий.

Ротационный принцип высечки (рис. 2.6, в) предполагает использование фигурного ножа, режущая кромка которого расположена на цилиндрической поверхности, и цилиндрической твердой опоры - марзана. Этот принцип требует очень высокой точности изготовления исполнительных инструментов, поэтому ножи делаются из высококачественной калиброванной стали с применением лазерного гравирования на прецизионном оборудовании. Цилиндрические ножи делаются из отрезков тонкостенной трубы или из листовой стали. В последнем случае ножи устанавливаются на цилиндрах, снабженных электромагнитной системой крепления. Ротационная высечка может выполняться на специальном оборудовании или в секциях рулонных машин спецвидов печати. Приводка высечки (совмещение контуров лезвия ножа и многоцветного оттиска) выполняется обычными средствами, используемыми в рулонных печатных машинах, - регистровыми валиками, изменяющими длину пути бумажного полотна от печатной секции до секции высечки, и осевым смещением рулона.

Способ ротационной высечки находит широкое применение в массовом производстве самоклеящихся этикеток, при изготовлении которых высечка делается только на толщину материала этикеток, а защитная антиадгезионная подложка служит своеобразным марзаном для цилиндрического фигурного ножа. Этот способ высечки требует больших затрат на приобретение специального оборудования и изготовление ножей, но высокая производительность, возможность агрегатирования с печатанием и гуммированием оттисков и автоматизации наклейки фигурных этикеток на изделия делают этот способ вполне конкурентоспособным в производстве различных этикеток.

© Центр дистанционного образования МГУП