PUR и бесшвейное скрепление *

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ КЛЕЕВ В ПЕРЕПЛЁТНЫХ ПРОЦЕССАХ

В переплётных процессах применяется несколько различных по химическому составу сортов клея. Самые известные — химически активный полиуретановый (polyurethane reactive, PUR), этиленвинилацетатный термический (ethylene vinyl acetate, EVA) и поливинилацетатная «холодная» эмульсия (ПВА). PUR известен в переплётном деле с 1989 г., когда впервые начал применяться в Северной Америке для ручных переплётных процессов. По словам Ксавьера Арданца, менеджера по маркетингу компании National Adhesives, представившей на полиграфический рынок США первое поколение клея, предприятия быстро оценили его преимущества при производстве высококачественной книжной и журнальной продукции, каталогов и годовых отчётов.

Почему PUR?

Популярность PUR неуклонно растёт. В 1995 г. его применяли 28 предприятий, а к концу 2002 г. их число превысило 50 только в США. Причин для перехода с обычного термоклея на PUR много, но главные — его превосходная адгезия и то, что скреплённые им книги сохраняют плоский вид в открытом состоянии.

Адгезия

PUR характерен одинаково хорошим прилипанием к лаковым и УФ-отверждаемым покрытиям, полиэфирным плёнкам (таким как Mylar от DuPont) и бумаге. Благодаря полярной структуре молекул полиуретана имеет хорошую адгезию к мелованной бумаге.

Считается, что изменения в бумаге, покрытиях и красках за последнее время негативно сказались на использовании PUR. По словам Арданца, современные марки PUR-клеев отлично скрепляют бумагу с «тяжёлым» покрытием. Заявлено, что усилие отрыва листа, по сравнению с традиционными термическими клеями, больше на 40–60%.

Наш собеседник добавил, что PUR практически не реагирует на попадание печатной краски на корешок, что у других сортов клея может вызвать немалые проблемы при скреплении.

Плоское раскрывание переплёта

Нанесённый слоем рекомендованной толщины (0,25 мм), PUR заметно эластичнее обычного этиленвинилацетатного термоклея. Благодаря этому переплетённая книга будет лежать ровно — её можно раскрыть и читать, не придерживая страницы. По информации National Adhesives, компания-мировой лидер по продажам ПО и фирма-производитель компьютерной техники из Техаса несколько лет назад выбрали именно PUR для переплёта пользовательских инструкций к своей продукции. Обе были уверены, что удобное исполнение брошюры важно для их клиентов.

Клей PUR рекомендован для переплёта типа Otabind, при котором обложка приклеивается к первому и последнему листам, но не к корешку блока, проклеенному тканевой полосой.

Другие преимущества

Устойчивость к высоким и низким температурам Книги, скреплённые PUR, не развалятся под действием экстремальных температур — даже свыше 90 °С и ниже –40 °С. Это особенно важно крупным типографиям, выполняющим заказы для клиентов, расположенных в различных климатических поясах. Согласно заявлению одного из производителей, после перехода с термоклея на PUR жалобы на качество клеевого скрепления практически прекратились.

Уменьшение дефектов корешка Скрепление блоков с поперечной ориентацией волокон при использовании традиционных термоклеев может вызвать заметную деформацию листов на участках, прилегающих к корешку. А низкая рабочая температура PUR не удаляет влагу из корешковой части блока, и клей сохраняет вязкость после застывания, позволяя волокнам бумаги вернуться к нормальной ориентации.

Меньше обрезков ПУР накладывается примерно в два раза тончайшим слоем, чем термоклей, снижая вероятность повреждения обложки и налипания материала на нож при подрезке скреплённых блоков.

Квадратный корешок Благодаря тонкости клеевого слоя уменьшается выдавливание клея при обжиме обложки, что способствует формированию качественного корешка.

Устойчивость к растворителям Консультант по переплётным процессам профессор Вернер Ребсмен утверждает, что PUR — единственный переплётный материал, полностью защищённый от действия растворителей и масел. Метилэтилкетон (МЭК) и спирт, используемые в полиграфическом производстве, никак не влияют на свойства клеевой плёнки. Зато подобные материалы радикально размягчают традиционные термические клеи и даже растворяют их.

Твёрдый переплёт

Уменьшение затрат по сравнению с шитьём нитками

Многие годы стандартной технологией изготовления книг в твёрдом переплете было шитьё нитками с последующей проклейкой холодным эмульсионным клеем и круглением корешка. Согласно европейским исследованиям, переплётчики могут сократить расходы на 30-40%, применяя торшонирование сфальцованных тетрадей с проклейкой PUR. Арданц отметил, что шитьё нитками гораздо более трудоёмкая операция, требующая значительных капиталовложений.

Защищая ниткошвейную технологию, Ребсмен заметил, что немецкая ассоциация по исследованию полиграфических технологий FOGRA ежегодно имеет дело более чем с 400 жалобами на клеевое бесшвейное скрепление, и многие связаны с использованием PUR.

Скругляемость и сохранение формы

Большинство книг в твёрдом переплёте подвергаются операциям кругления формовки корешка блока для придания прочности и презентабельного вида. Существенное улучшение качества корешка достигается проклейкой блока клеем PUR перед круглением и формовкой. Если он схватится непосредственно в станции кругления, будет достигнута максимальная стойкость формы корешка. Книги, проклеенные обычным термическим клеем и впоследствии прошедшие кругление корешка, не имеют такой «памяти».

Оборудование

Чтобы избежать преждевременной полимеризации и обеспечить чистоту склейки, необходимы некоторые предосторожности. Специально были разработаны открытые клеевые ванны и закрытые экструзионные системы.

Открытая клеевая ванна Первая открытая ванна для PUR была разработана в типографии Commercial Printing для аппарата бесшвейного крепления Mu..ller Martini Star Plus. Компания Nordson, производитель устройств предварительного расплава клея и форсуночных экструдеров, тогда разработала новую одноколёсную систему, устанавливаемую на некоторые переплётные устройства. Через несколько лет Kolbus начал предлагать открытую ванну, специально для PUR. А затем Mu..ller Martini представил специальную PUR-клеевую ванну, подходящую для некоторых моделей биндеров (Corona, Acoro и Star).

Закрытая экструзионная система Изначально закрытая система состояла из устройства предварительного расплава, резервуара и трубок, питающих наносящую клей головку. Это решение имело ограниченный успех в США, и на преодоление её недостатков было потрачено несколько лет.

Немецкая компания Inatec разработала систему, основная идея которой заключалась в нанесении PUR на обложку в момент, когда она транспортируется из подачи в секцию обжима, где приклеивается к книжному блоку. Такое решение давало хороший результат при работе с бумагами, легко поддающимися скреплению, когда после торшонирования корешок оставался ровным. Глубина проникновения клея в корешок зависела от давления при обжиме обложки.

Новейшая система от Nordson прокачивает клей через нагретые трубки, и он выдавливается на корешок книжного блока, зажатый в каретке. За последний год три таких системы были установлены в США, ещё несколько в Европе. Эта конструкция позволяет клеевым соплам включаться и выключаться, а оператору, как заявлено, контролировать участки нанесения клея. Система предотвращает попадание воздуха в экструдер, что уменьшает количество испорченного клея.

Удовлетворительное функционирование системы требует покупки новой переплётной машины либо переоснащения старой, т. к. для правильной проклейки блока необходима настройка высоты каретки над экструзионной головкой. Секция обжима обложки должна создавать давление, достаточное для проникновения клея внутрь корешка блока.

Специалисты замечают, что PUR не рекомендуется применять на старом оборудовании бесшвейного скрепления, т. к. с износом высокоточные работы становятся всё более проблематичными.

Вопросы себестоимости

Один из основных вопросов внедрения PUR — его цена. Он втрое дороже традиционного термоклея, но расход в два раза ниже. По отношению к цене производства всей книги это незначительная сумма, учитывая, что качество скрепления заметно возрастает.

Большинство типографий, использующих PUR, считают, что ценовой фактор — не повод для возврата на термоклей или смены типа клея в зависимости от заказа. Ведь, используя PUR, оператор имеет куда больше возможностей для настройки машины и может поддерживать минимальный расход.

Конечно, нельзя не учитывать стоимость оборудования. В связи с тем, что клей поставляется в 200-литровых бочках (или в 20-литровых вёдрах), предприятие должно иметь оборудование для перекачки его в клеевую ванну или экструдер (от 25 до 50 тыс. долл.). Сама специализированная клеевая система обойдётся в 25-35 тыс. долл.

Производительность

Безусловно, один из главнейших факторов здесь — время застывания. I поколение PUR допускало подрезку «в линию» и требовало не менее суток для полного застывания, чтобы выдержать тряску при транспортировке.

Продукт II поколения (1994 г.) выдерживал подрезку «в линию» и достигал достаточной для транспортировки прочности уже через 4 часа, при условии достаточной влажности бумаги и поддержания влажности воздуха в производственном помещении. Проблемы возникали зимой, когда относительная влажность опускалась ниже 20%.

У клея III поколения время застывания составляло всего 1 час, единственное требование предъявлялось к влажности бумаги. Книги могли упаковываться в термоусадочную плёнку прямо на выходе из переплётного аппарата. Но уменьшение времени застывания имело и негативную сторону. Некоторые пользователи отметили загустевание клея в резервуаре, особенно часто это проявлялось в районах с повышенной влажностью, а также в типографиях, производящих относительно тонкие книги, где резервуар опустошается реже.

Наконец, был разработан PUR IV поколения. Эта версия обладает таким же коротким периодом застывания, но способна долго сохраняться в клеевой ванне и полностью заменила предыдущие. Особенно успешно его применение с новыми экструзионными системами.

Арданц из National Adhesive отмечает: «Новые поколения клеящих материалов дают возможность отгружать изделия клиентам в день их изготовления. Ускоряется процесс склейки, растёт производительность, повышается оперативность производства».

Будущее PUR

Первоначально PUR получил распространение среди переплётчиков, имеющих большой процент заказов на отраслевые журналы и годовые отчёты. С тех пор, как такие переплётные цеха начали скреплять высокомелованную и бумагу с поперечным расположением волокон, этот рынок остаётся самым крупным пользователем PUR. Позднее многие издатели, убедившись в преимуществах технологии, предпочли её для своей продукции, чтобы обеспечить наилучшее качество скрепления. Сейчас даже небольшие переплётные мастерские задумываются о внедрении PUR, что привело к его широкому распространению по всей территории США.

Следующий крупный рынок, в который он будет внедряться, — производство книг в твёрдом переплёте. Главное оружие — ценовое преимущество перед шитьём нитками и способность последнего поколения проходить операцию кругления корешка «в линию». Завоевание рынка ширится по мере того, как переплётчики убеждаются в несомненных достоинствах PUR.

Чак Клайн, президент Binding Solutions

* Журнал «Американский печатник», май 2003 г. ” 2003, American Printer Magazine, a PRIMEDIA publication. All Rights Reserved.

Как убедить клиента

Даже если менеджеры типографии и переплётчики понимают все преимущества PUR, заказчик может не соглашаться на небольшое увеличение цены. На коммерческом переплётном предприятии Steffens Bookbinders нашли способ убедить клиентов. Им предлагали взять две книги, одну, скреплённую традиционным этиленвинилацетатным термоклеем, другую — PUR, и положить на ночь в холодильник. Попытавшись раскрыть утром книгу на термоклее, клиент слышит треск ломающегося корешка, а другая раскрывается, как ни в чём не бывало.

Эксперимент с заморозкой демонстрирует, что произойдёт, если оставить книгу зимой в машине. Чтобы смоделировать обратную ситуацию, предлагается подержать книги в течение дня под задним стеклом авто. Книга на термоклее, нагреваясь до температуры 40 °С, начинает рассыпаться в руках.

По словам представителя компании, относительный рост цены при использовании более выносливого адгезива настолько незначителен, что они предлагают PUR, даже если клиент производит впечатление очень чувствительного к цене.

Некоторые работы требуют обязательного использования PUR. В Steffens Bookbinders вспоминают заказ на переплёт, состоящий из глянцевой мелованной обложки, листов с плашками, напечатанными «на вылет» со стороны корешка, с высечкой, водным лакированием и ещё имеющий повышенные требования к прочности скрепления. С такой задачей мог справиться только один адгезив.

Специалисты компании советуют печатникам и переплётчикам никогда не пренебрегать тестированием новых и неизвестных материалов. Только это даст уверенность в результате и исключит неприятные сюрпризы. В Steffens Bookbinders тестирование — часть ежедневной рабочей программы, что позволяет менеджерам быть готовыми к любым вопросам клиентов.

Источник: National Adhesives