Шитье нитками в полиграфии. Способы скрепления книжных блоков и их сравнительная характеристика

Изготовление книжных блоков включает всего две операции - их комплектовку и скрепление, но это операции первостепенной важности, так как качество их выполнения определяет важнейшие потребительские свойства книжных изданий - удобство пользования, их прочность и долговечность.

Комплектовка - это подборка в строгой последовательности всех тетрадей или листов книжного блока или комплектного издания. В соответствии с конструкцией книжных изданий комплектовка книжных блоков выполняется вкладкой и подборкой (рис. 5.1 ); комплектные издания, состоящие из отдельных листов, комплектуются только подборкой.

Комплектовка блоков вкладкой применяется только при изготовлении малообъемных книжных изданий с толщиной блока до 4 или 5 мм - изданий в переплетной крышке и в обложке соответственно. Такое ограничение объясняется тем, что при большей толщине блока ширина листов и передних полей внутреннего разворота готовой книги будет более чем на 3 - 4 мм меньше, чем у наружных листов блока.

В мелкосерийном производстве комплектовку книжных блоков производят вручную. При комплектовке вкладкой стопы тетрадей укладывают на столе по порядку номеров тетрадей слева направо, а комплектовку производят справа налево, вкладывая внутренние тетради в наружные и затем весь блок в обложку. При комплектовке подборкой стопы тетрадей укладывают в ячейки специального стола, комплектовку начинают с последней тетради или листа блока, укладывая их на ладонь или картонный уголок.

В средне- и крупносерийном производстве изданий в обложке комплектовку вкладкой, производят на вкладочно-швейных машинах и вкладочно-швейно-резальных агрегатах (ВШРА). На вкладочно-швейных машинах тетради и обложка вручную раскрываются посередине и последовательно накидываются - внутренняя на цепной транспортер, а наружные и обложка друг на друга по мере их движения к швейному аппарату, работающему в автоматическом режиме. В ВШРА все операции, кроме загрузки самонакладов, автоматизированы. Современные ВШРА имеют максимальную техническую скорость работы от 167 до 300 цикл/мин.

На крупных полиграфических предприятиях комплектовка блоков подборкой выполняется на подборочных автоматах, например, 891 и 892 (фирма «Бремер-Шталь», ФРГ), число станций для загрузки тетрадями может достигать 42, а максимальная техническая скорость - 120 цикл/мин. Перед работой и периодически в процессе работы самонаклада станций подборочной машины вручную загружают стопами тетрадей в строгой последовательности их сигнатурных номеров. Во время работы машины тетради выводятся самонакладами на сборочный транспортер, который за цикл работы машины перемещается на ширину одного магазина и выводит скомплектованные блоки на приемный стол или передает их на последующую обработку (рис. 5.2 ).

На подборочных машинах с большим числом станций за один цикл можно подбирать два или три книжных блока, но если число тетрадей в блоке значительно больше числа станций в машине, то две половины блока комплектуют раздельно, после чего их соединяют вручную. При клеевом бесшвейном скреплении (КБС) книжных блоков подборочный автомат подключают к агрегату КБС, что позволяет организовать непрерывное поточное производство уже с операции комплектовки блока, скорость таких агрегатов может достигать 300 цикл/мин.

В скомплектованных блоках должно быть полное число доброкачественных тетрадей данного издания, которые должны быть расположены в заданном порядке, одноименными полями в одну сторону. Тетради должны быть чистыми, без повреждений. Для визуального, контроля качества блоков, скомплектованных подборкой, по месту корешковых сгибов тетрадей заранее печатаются потетрадные и позаказные метки, которые в скомплектованном блоке образуют на корешке правильную «лесенку» и поперечную полосу (рис. 5.3 ).

Скрепление книжных блоков, состоящих из отдельных листов или тетрадей, может осуществляться различными способами, каждый из которых имеет свои достоинства, недостатки и преимущественную область применения. По варианту технологии скрепления книжных блоков все способы делятся на потетрадные и поблочные, а по виду скрепляющих материалов, деталей или устройств - на швейные, клеевые, швейно-клеевые и механические. По виду укладки тетрадей или блока в швейной машине и месту расположения скрепляющих элементов швейное скрепление может выполняться вразъем (по корешковому сгибу тетрадей), внакидку (по корешковому сгибу блока, скомплектованного вкладкой) и втачку (по корешковому полю блока, скомплектованного подборкой). Клеевое скрепление выполняется по поверхности корешка, а механические способы - по корешковому полю блока.

При потетрадном скреплении книжных блоков, характерном лишь для шитья нитками и проволокой, все листы каждой тетради скрепляются поперечными элементами нитяного шва или ножками проволочных скоб, а тетради последовательно присоединяются друг к другу с помощью наружных элементов шва и корешкового материала или, при шитье проволокой, - только с помощью корешкового материала. При поблочном скреплении листы или тетради книжного блока скрепляются одновременно за один или несколько (при шитье нитками внакидку и втачку - за несколько десятков) циклов работы оборудования.

Технология потетрадного скрепления книжных блоков обеспечивает высокую прочность, долговечность и хорошую раскрываемость книжных изданий, но ее высокая трудоемкость, прямо пропорциональная числу тетрадей в книжном блоке, не позволяет включать эту операцию в непрерывное поточное производство. Технология поблочного скрепления блоков, трудоемкость основных вариантов которого не зависит от их толщины и формата обеспечивает высокую производительность ведущего оборудования, позволяет организовать непрерывное поточное производство наибольшей части цепочки технологических операций, начинать его с комплектовки блоков, а не с их обработки, как это делается при потетрадном скреплении блоков. При поблочном скреплении блоков обычно создается равнопрочная по толщине блока конструкция книжного издания, но крайние (при комплектовке вкладкой - наружные и внутренние) листы блока скрепляются менее прочно. Раскрываемость изданий зависит в основном от вида поблочного скрепления и может изменяться от полной (при скреплении спиралями, гребенками, замками) до плохой (при шитье проволокой втачку, скреплении винтами и заклепками).

В швейных способах, при шитье блоков нитками и проволокой, скрепляющими материалами являются нитки или тонкая проволока, в клеевых бесшвейных способах (КБС) - клей (дополнительно - обложка или окантовочный материал); в швейно-клеевом способе листы каждой тетради скрепляются нитяными скобами, а тетради друг с другом - клеем и окантовочным материалом. В механических способах скрепления блоков используются металлические или пластмассовые крепежные детали - винты с гайками, заклепки, спирали, кольцеобразные гребенки, обоймы и замковые устройства с разъемными дужками.

Швейные способы скрепления блоков позволяют получать высокую прочность и долговечность изданий, но при значительной толщине или высоте блока весьма трудоемки. Клеевое бесшвейное скрепление в зависимости от загрузки полиграфического предприятия может осуществляться на сравнительно простом полуавтоматическом оборудовании или на высокопроизводительных поточных линиях, на которых может выполняться большая часть цепочки брошюровочно-переплетных операций. Оно характеризуется малой трудоемкостью технологического процесса и высокой рентабельностью производства. В то же время КБС дает хорошие результаты лишь при тщательном подборе клея к бумаге и строгом соблюдении режимов выполнения технологических операций. Швейно-клеевое скрепление блоков сочетает достоинства швейного и клеевого способов скрепления, обеспечивает возможность организации непрерывного поточного производства, начиная с комплектовки книжных блоков, хорошую прочность, долговечность и раскрываемость изданий. К его недостаткам можно отнести то, что оно может применяться при обработке листовой печатной продукции, так как скрепление тетрадей нитяными скобами выполняется на фальцевальных машинах, снабженных швейными аппаратами. Механические способы скрепления позволяют надежно скрепить блоки практически любой толщины и любого формата на простом малогабаритном оборудовании. Они обеспечивают высокую прочность и долговечность различной продукции книжного типа, но при их применении необходима предварительная операция высечки или сверления отверстий в корешковой зоне блока, значительно снижается процент использования бумаги.

Можно утверждать, что максимальную прочность и долговечность книжных изданий обеспечивает скрепление блоков нитками, несколько меньшую - скрепление проволокой и термонитями, а наименьшую - клеевое бесшвейное скрепление. Полную раскрываемость книжных изданий обеспечивает скрепление блоков спиралями, гребенками и замками, очень хорошую - потетрадное шитье нитками и проволокой и швейно-клеевое скрепление, хорошую - КБС, а плохую - шитье нитками и проволокой втачку, скрепление винтами, заклепками и обоймами. По производительности ведущего оборудования, трудозатратам и рентабельности производства наилучшие показатели у шитья проволокой внакидку и клеевого бесшвейного скрепления, хорошие - у швейно-клеевого скрепления, наихудшие - у потетрадного шитья нитками и проволокой и механических способов скрепления.

Шитье нитками самый старый способ скрепления книжных блоков, так как он применялся и для скрепления рукописных книг. В мировой практике применяют три вида шитья блоков нитками: потетрадное, внакидку и втачку. Потетрадное шитье имеет две разновидности: на марле и без марли.

Почти два тысячелетия рукописные и печатные книги сшивали потетрадно нитками тонкими сухожилиями и нитками вручную с использованием простого швейного станка (деревянной доски с П-образной стойкой на краю), позволяющего закреплять связки или тесьмы в натянутом состоянии. Технология потетрадного шитья книжных блоков была механизирована лишь в конце 19 в., в 1984 г. (фирма «Бремер», Германия) и автоматизирована в 50-х гг. 20 в. (СССР). В настоящее время шитье блоков нитками осуществляется на специализированных ниткошвейных полуавтоматах и автоматах. Специализированные машины предназначены для потетрадного шитья блоков простым брошюрным стежком (рис. 5.4 ) без марли. Универсальные ниткошвейные машины позволяют шить блоки на марле простым и переставным переплетным стежком и без марли простым и переставным брошюрным стежком.

Для шитья используются прочные капроновые и хлопчатобумажные нитки линейной плотностью порядка 50 текс (г/км) и полиграфическая хлопко-полиэфирная марля марки «НШ» (для ниткошвейных машин). При шитье без марли листы тетрадей и тетради друг с другом скрепляются тремя-шестью стежками, число которых зависит от высоты книжного блока, а крайние тетради блока приклеиваются к соседним узкой полоской клея, чтобы предотвратить их отрыв из-за роспуска шва после разрезки нитей между блоками. При шитье на марле к корешку блока наружными элементами шва дополнительно прикрепляется широкая лента корешкового материала, служащая для надежного скрепления переплетной крышки с блоком, а между блоками делается марлевая петля, которая после разрезки, выполняемой вручную на приемном столе машины, образует клапаны корешкового материала, ширина которых может быть 18 или 22 мм в зависимости от формата и толщины блока.

Корешковый материал заготавливается в виде рулонов, ширина которых формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook280/files/4.gif%20" border="0" align="absmiddle" alt=" = В - 35 = в - 25, где В - высота блока до, а в - после обрезки с трех сторон, мм.

Производительность ниткошвейных полуавтоматов составляет около 60 тетрадей в минуту, а максимальная техническая скорость автоматов достигает 100-130 цикл/мин. Однако даже при высокой скорости шитья трудоемкость шитья блоков, состоящих из 20 - 30 тетрадей, составляет значительную часть всех трудозатрат, необходимых на брошюровочно-переплетные процессы. Вследствие этого, в настоящее время потетрадное шитье нитками применяется преимущественно для скрепления, блоков изданий, рассчитанных на большой срок службы и (или) интенсивное пользование - собраний сочинений, энциклопедий, многообъемных словарей и справочников, учебников и др. Потетрадное шитье без марли простым брошюрным стежком применяется в основном при изготовлении изданий в переплетной крышке, если дальнейшую обработку блоков толщиной 12 - 40 мм предполагается обрабатывать на автоматизированных лоточных линиях, на которых марля приклеивается после механической обработки корешка. Этот способ шитья иногда применяют в мелкосерийном производстве многообъемных изданий в обложке при толщине блока свыше 15 мм, если другие способы скрепления нельзя применить (например, из-за отсутствия оборудования) или они не могут обеспечить требуемые значения показателей прочности, долговечности и раскрываемости изданий.

Поблочное шитье блоков нитками внакидку имеет ограниченное применение, например, в крупносерийном производстве малообъемных детских изданий в переплетной крышке. Этот способ скрепления используется в поточной линии «Де Флорес» (фирма «МакКейн», США), в которой шитье блоков выполняется швейной машиной фирмы «Зингер» (США) двухниточным цепочечным швом с длиной стежка до 2 мм.

Шитье книжных блоков нитками втачку может осуществляться на специальных машинах фирмы «Зингер» сравнительно толстыми нитками линейной плотностью порядка 100 текс. За рубежом этот способ достаточно широко применяется при изготовлении изданий, рассчитанных на большой срок службы или интенсивное пользование при выборочном чтении - учебников, справочников, энциклопедий и т.п.

Шитье книжных блоков проволокой в производстве изданий в переплетной крышке среднего, значительного и большого объемов стали применять в последней четверти 19 в.: первая многоаппаратная проволокошвейная машина была создана фирмой «Братья Бремер» (США) в 1875 - 1876 гг. Это была полуавтоматическая машина для потетрадного скрепления блоков на корешковом материале. На таких машинах осуществляется шитье проволокой вразъем, при котором проволочные скобы, сформированные 4-7 швейными аппаратами, прокалывает полураскрытую тетрадь изнутри, а ножки скоб загибаются поверх корешкового материала.

В мировой практике применяют три вида шитья проволокой: потетрадное вразъем и поблочные внакидку (рис. 5.5 ) и втачку. Потетрадное шитье проволокой вразъем широко (наравне с потетрадным шитьем нитками) применялось в течение примерно 80 лет, но конкурировать с автоматизированным шитьем нитками во второй половине 20 в. этот способ уже не мог. В 70-х гг. 20 в. машины для потетрадного шитья проволокой вразъем были сняты с производства, но и в настоящее время они еще используются на полиграфических предприятиях в производстве альбомов, атласов, кляссеров и другой малотиражной продукции практически любого формата и толщины блока.

Поблочное шитье блоков проволокой внакидку может выполняться на проволокошвейных машинах типа 4БШ1-30 (Украина), на вкладочно-швейных машинах типа 731 и 735 (предприятие «Полиграф», ГДР) и на вкладочно-швейно-резальных агрегатах (Н11РА) различных моделей. Поблочное шитье блоков проволокой втачку может выполняться на проволокошвейных машинах 4НШ-30 и на подборочно-швейных автоматах, например, 891-D (фирма «Бремер-Шталъ», ФРГ).

Одноаппаратные проволокошвейные машины рассчитаны на скрепление изданий и блоков малого и среднего объема, при этом они быстро переналаживаются с шитья внакидку на шитье втачку или наоборот. Производительность этих машин невелика (14 - 20 экз/мин при шитье внакидку и 10 - 15 экз/мин при шитье втачку), поэтому они используются в основном в мелкосерийном производстве книжных изданий в обложке.

Подборочно-швейными называют подборочные машины (см. 5.1), снабженные аппаратами для шитья блоков втачку. Они рассчитаны на изготовление блоков среднего объема для изданий в обложке и могут успешно применяться в среднесерийном производстве. В России и странах СНГ эти машины не получили широкого применения, так как такие издания в настоящее время предпочитают скреплять клеевым бесшвейным способом на машинах, которые выполняют и последующую операцию крытья блока обложкой. Вкладочно-швейные машины с ручным накладом тетрадей и обложки не получили широкого применения из-за высокой трудоемкости обслуживания и низкой рентабельности. Широкое распространение получили ВШРА, предназначенные для массового производства изданий в обложке и имеющие максимальную техническую скорость от 150 цикл/мин (модель 750, фирма «Бремер-Шталь, ФРГ) до 300 цикл/мин (модель 301, фирма «Мюллер-Мартини», Швейцария»).

Для шитья используется тонкая (около 0,6 мм) стальная полиграфическая или общего назначения проволока, диаметр которой подбирается в соответствии с поверхностной плотностью бумаги,. толщиной тетрадей или блоков и может отличаться от указанного в меньшую или большую сторону на 01-0,2 мм.

Идея клеевого бесшвейного скрепления (КБС), соединения отдельных листов книжного блока только клеем, появилась давно (первый патент зарегистрирован в Австрии в 1811 г.), но реальная возможность получения прочной и долговечной склейки листов по торцам появилась лишь после получения поливинилацетата (1936 г., Германия), водная дисперсия которого (ПВАД) широко применяется в технологии КБС. В России и странах СНГ этот способ скрепления блоков стал применяться для скрепления изданий в обложке с 50-х гг., а для изданий в переплетной крышке - с 80-х гг. 20 в.

По технологии подготовки тетрадей книжного блока к скреплению способы клеевого скрепления делятся на три группы:

1) с фрезерованием корешковых фальцев тетрадей;

2) с частичным разрушением фальцев;

3) без разрушения фальцев.

В каждой группе различают по три варианта технологии КБС, но в данном учебном пособии дадим описание лишь тех вариантов, которые получили относительно широкое применение в полиграфии России и стран СНГ.

Наиболее широкое применение во всем мире получил вариант КБС с фрезерованием корешковых фальцев без роспуска (сдвига «лесенкой») листов, в котором у скомплектованного блока сфрезеровываются корешковые фальцы на величину до 5 мм, после чего тщательно удаляется бумажная пыль, корешок блока заклеивается толстым (до 0,8 мм) слоем клея, а блок кроется обложкой или окантовывается корешковым материалом. Для изготовления изданий в обложке по данной технологии фирма «Мюллер-Мартини» (Швейцария) выпускает более десяти моделей машин и агрегатов КЕС с максимальной технической скоростью от 25 («Беби-Пони») до 300 цикл/мин («Нормбиндер SFC»). Для оснащения малых полиграфических предприятий различные фирмы выпускают малогабаритные полуавтоматические машины КБС, выполняющие две-три основные операции: фрезерование и заклейку корешка, крытъе блока обложкой.

Ведущие фирмы, производящие брошюровочно-переплетное оборудование, выпускают агрегаты и поточные линии КБС, рассчитанные и на изготовление изданий в переплетной крышке. Такие поточные линии (например, линия на основе агрегата «Систембиндер КМ» фирмы «Колбус», ФРГ) отличаются тем, что подборочный автомат дополняется секцией приклейки или присоединения форзацев к блоку, агрегат КБС работает на «холодном» клее, тлеет секцию окантовки корешка блока, высокочастотное сушильное устройство и дополняется протяженным транспортером для охлаждения и досушки окантованных блоков перед их трехсторонней обрезкой.

Для КБС применяется неразбавленная высоковязкая ПБАД с содержанием сухого вещества около 50% или термоклей на основе сополимера винилацетата с этиленом. Термоклей перед работой разогревается и наносится на корешок блока в виде расплава с температурой от 140 до 180°С. Он не требует сушки, так как закрепляется при затвердевании за счет естественного охлаждения в течение нескольких десятков секунд. КБС предъявляет особые требования к бумаге блока: она не должна быть сильноклееной и жесткой, лучшие результаты по прочности и долговечности изданий обеспечивают пористые, слабоклееные, тонкие бумаги с долевым раскроем,- с машинным направлением вдоль корешка блока.

Применение термоклея позволяет примерно в 1,5 раза повысить скорость работы оборудования и полностью автоматизировать производство на операциях от комплектовки блока до упаковки готовой продукции. К недостаткам этого варианта технологии КБС следует отнести то, что термоклей значительно дороже ПВАД, дает жесткую и относительно недолговечную пленку, что ухудшает раскрываемость изданий и ограничивает область его применения производством изданий в обложке с малым сроком службы,

На Украине в 1960-х гг. был разработан и получил применение вариант КБС с фрезерованием корешковых фальцев и армированием корешка полиграфической марлей, заправляемой в узкие поперечные пропилы (прорези), что значительно повышает прочность и долговечность клеевого скрепления листов блока. Этот вариант КБС осуществляется на полуавтоматах бесшвейного скрепления (ПБС «Спутник»), в которых выполняется контейнерная (сразу по нескольку экземпляров) обработка блоков для изданий в переплетной крышке.

В последнее десятилетие получил промышленное применение вариант КБС без срезки корешковых фальцев и склейкой мест корешковых сгибов в процессе фальцовки запечатанной бумажной ленты в фальцаппаратах рулонных книжно-журнальных печатных машин. Проклейка мест корешковых сгибов может выполняться системой струйных аппаратов типа «Оптиматик-6000» (фирма «Планатольверке В. Хессельман, ФРГ). Изготовление и обработка книжных блоков, состоящих из таких тетрадей, может выполняться на любых машинах и поточных линиях клеевого бесшвейного скрепления при отключении секции фрезерования корешка, что позволяет считать этот вариант КБС весьма перспективным в крупносерийном производстве книжных изданий.

Другие варианты КБС в данной дисциплине не рассматриваются.

Способ швейно-клеевого скрепления книжных блоков был разработан в ГДР и получил промышленное применение в 60-х гг. 20 в. По этому способу скрепление книжного блока происходит в два этапа: каждая тетрадь блока в процессе ее фальцовки прошивается специальными нитками по месту корешкового сгиба, а скрепление скомплектованного блока, состоящего из прошитых тетрадей, производится клеем и окантовочным материалом. Шитье тетрадей производится в фальцевальных машинах, снабженных специальными швейными аппаратами модели 311, установленными над транспортным столом последней фалъцсекции. Швейный аппарат формирует две нитяные скобы (рис. 5.6 ), ножки которых в момент кратковременной остановки тетради на транспортном столе фальцмашины выводятся через отверстия, образованные тонкими иглами, на наружную сторону тетради, отгибаются в сторону, прижимаются и привариваются к тетради по линии последующего корешкового сгиба нагретыми примерно до 250° С колодками. В фальцмашине, в зависимости от высоты корешка сшиваемой тетради, могут быть задействованы от одного до четырех швейных аппаратов, что позволяет скреплять тетради двумя-восемью скобами, которые распределяют попарно и равномерно по высоте корешка.

Шитье термонитями может осуществляться также на полуавтоматических машинах модели 301 и на швейно-фальцевалъных автоматах 341 (фирма «Бремер-Шталь», ФРГ). На полуавтоматах 301 раскрытая тетрадь укладывается вручную на рабочем столе и прошивается при нажатии на педаль. Швейно-фальцевальные автоматы 341 могут подключаться к любой фальцевальной машине для шитья частично сфальцованной тетради и получения последнего (третьего или четвертого) сгиба.

На автомате 341 установлен один швейный аппарат ротационного принципа действия (рис. 5.7 ), который скрепляет тетради в процессе их движения, поэтому нитяные скобы распределяются равномерно по всей длине фальца, получаемого в секции корешкового сгиба, а их число определяется высотой корешка.

Швейные полуавтоматы 301 рассчитаны на применение в малых полиграфических предприятиях, где их используют в производстве малообъемных издании в обложке, рекламных изданий книжного типа. Фалъцевально-швейные машины с аппаратами 311 и швейно-фальцевальные автоматы предназначены для средних и крупных предприятий, выпускающих книжную продукцию в переплетных крышках.

Для шитья термонитями используются специальные двухкомпонентные вискозно-полипропиленовые нити, полипропиленовая составляющая которых при шитье играет роль термоклея, переходящего в жидкотекучее состояние в интервале температур 220-270°С.

Швейно-клеевое скрепление предусматривает еще две операции, которые выполняются после комплектовки блока: заклейку корешка и его окантовку, что позволяет получить прочное клеевое скрепление сшитых тетрадей друг с другом и повышает надежность скрепления ножек нитяных скоб (рис. 5.8 ). Эти и последующие, операции выполняются на заклеечно-окантовочном агрегате 670 (фирма «Бремер-Шталь», ФРГ), который используется как пооперационное оборудование или работает в поточной линии, состоящей из подборочной машины 891, агрегата 670, сушильного устройства Т2, ТЗ или Т4 (различной мощности - в зависимости от толщины книжных блоков) и трехножевого резального автомата SDY-EZ.

Скрепление термонитями получило широкое применение в Германии (в конце 80-х гг. 20 в. в ГДР этим способом скреплялось около 50% книжных изданий). В России и странах СНГ оно находит ограниченное применение, так как предполагает использование листовой печати и получение тетрадей на фальцевальных машинах. Из-за неоспоримого достоинства этого способа скрепления - получения малых отверстий от проколов тонкими иглами в корешке тетрадей, через которые не проникает клей, наносимый на корешок в процессе обработки блока и портящий внутренние развороты книги, - этот способ применяют в производстве иллюстрированных книжных изданий, отпечатанных на мелованных и высококаландрированных бумагах.

Шитье нитками самый старый способ скрепления книжных блоков, так как он применялся и для скрепления рукописных книг. В мировой практике применяют три вида шитья блоков нитками: потетрадное, внакидку и втачку. Потетрадное шитье имеет две разновидности: на марле и без марли.

Почти два тысячелетия рукописные и печатные книги сшивали потетрадно нитками тонкими сухожилиями и нитками вручную с использованием простого швейного станка (деревянной доски с П-образной стойкой на краю), позволяющего закреплять связки или тесьмы в натянутом состоянии. Технология потетрадного шитья книжных блоков была механизирована лишь в конце 19 в., в 1984 г. (фирма «Бремер», Германия) и автоматизирована в 50-х гг. 20 в. (СССР). В настоящее время шитье блоков нитками осуществляется на специализированных ниткошвейных полуавтоматах и автоматах. Специализированные машины предназначены для потетрадного шитья блоков простым брошюрным стежком Универсальные ниткошвейные машины позволяют шить блоки на марле простым и переставным переплетным стежком и без марли простым и переставным брошюрным стежком.

Для шитья используются прочные капроновые и хлопчатобумажные нитки линейной плотностью порядка 50 текс (г/км) и полиграфическая хлопко-полиэфирная марля марки «НШ» (для ниткошвейных машин). При шитье без марли листы тетрадей и тетради друг с другом скрепляются тремя-шестью стежками, число которых зависит от высоты книжного блока, а крайние тетради блока приклеиваются к соседним узкой полоской клея, чтобы предотвратить их отрыв из-за роспуска шва после разрезки нитей между блоками. При шитье на марле к корешку блока наружными элементами шва дополнительно прикрепляется широкая лента корешкового материала, служащая для надежного скрепления переплетной крышки с блоком, а между блоками делается марлевая петля, которая после разрезки, выполняемой вручную на приемном столе машины, образует клапаны корешкового материала, ширина которых может быть 18 или 22 мм в зависимости от формата и толщины блока.

Производительность ниткошвейных полуавтоматов составляет около 60 тетрадей в минуту, а максимальная техническая скорость автоматов достигает 100-130 цикл/мин. Однако даже при высокой скорости шитья трудоемкость шитья блоков, состоящих из 20 - 30 тетрадей, составляет значительную часть всех трудозатрат, необходимых на брошюровочно-переплетные процессы. Вследствие этого, в настоящее время потетрадное шитье нитками применяется преимущественно для скрепления, блоков изданий, рассчитанных на большой срок службы и (или) интенсивное пользование - собраний сочинений, энциклопедий, многообъемных словарей и справочников, учебников и др. Потетрадное шитье без марли простым брошюрным стежком применяется в основном при изготовлении изданий в переплетной крышке, если дальнейшую обработку блоков толщиной 12 - 40 мм предполагается обрабатывать на автоматизированных лоточных линиях, на которых марля приклеивается после механической обработки корешка. Этот способ шитья иногда применяют в мелкосерийном производстве многообъемных изданий в обложке при толщине блока свыше 15 мм, если другие способы скрепления нельзя применить (например, из-за отсутствия оборудования) или они не могут обеспечить требуемые значения показателей прочности, долговечности и раскрываемости изданий.

Поблочное шитье блоков нитками внакидку имеет ограниченное применение, например, в крупносерийном производстве малообъемных детских изданий в переплетной крышке. Этот способ скрепления используется в поточной линии «Де Флорес» (фирма «МакКейн», США), в которой шитье блоков выполняется швейной машиной фирмы «Зингер» (США) двухниточным цепочечным швом с длиной стежка до 2 мм.

Шитье книжных блоков нитками втачку может осуществляться на специальных машинах фирмы «Зингер» сравнительно толстыми нитками линейной плотностью порядка 100 текс. За рубежом этот способ достаточно широко применяется при изготовлении изданий, рассчитанных на большой срок службы или интенсивное пользование при выборочном чтении - учебников, справочников, энциклопедий и т.п.

Страница 4 из 4

Общие сведения о скреплении блоков нитками

Шитье нитками - один из самых давних способов скрепления отдельных тетрадей в книжные блоки. В настоящее время, несмот­ря на бурное развитие бесшвейного способа, шитье нитками оста­ется основным видом скрепления книжных блоков для ответствен­ных изданий (учебников, справочной литературы, энциклопедий и др). Книги, сшитые нитками, имеют наибольшую прочность и хо­рошую раскрываемость, с ними пока что не могут конкурировать книги, скрепленные другими способами.

Существует два вида скрепления блоков нитками поблочное и потетрадное (рис. 14). При поблочном скреплении прошиваются одновременно все листы блока. При потетрадном шитье каждая тетрадь блока прошивается через корешковый фальц и скрепляется с предыдущими тетрадями теми же нитками.

Поблочное шитье нитками может выполняться однониточным узловязальным и двухниточным цепочечным швом. Узловязальное шитье выполняется длинными стежками (порядка 10 см) и ис­пользуется за рубежом при изготовлении малообъемных изданий, комплектуемых вкладкой. В России оно не применяется.

Классификация способов шитья нитками.

Шитье блоков внакидку двухниточным швом (оно еще называет­ся шитьем впрострочку) выполняется по месту корешкового сгиба специальными швейными машинами с одной иглой и одним крюч­ком. Применяется этот вид шитья очень ограниченно при изготов/\.е-нии малоформатных изданий (например, сберегательных книжек). Поблочное шитье нитками втачку осуществляется двухниточ­ным швом. Этот способ у нас и в других странах Европы не приме­няется, хотя достаточно распространен в книжном производстве США (школьные учебники, детские книжки, энциклопедии, слова­ри, справочники).

В России используется только потетрадное шитье блоков. Оно имеет следующие положительные черты:

1. конструкция такого скрепления характеризуется упругостью и гибкостью;
2. листы в тетрадях и в блоке соединяются достаточно прочно благодаря значительному количеству стежков, большой их суммар­ной длине, эластичности нитей;
3. долговечность, поскольку нитки нейтральны к бумаге, клею и окружающей среде;
4. блок имеет небольшое утолщение корешка;
5. возможна любая последующая обработка блока (кругление, отгибка фальцев, обжим, сушка и т.д.);
6. книги имеют хорошую раскрываемость.

Принцип работы ниткошвейного автомата

Потетрадное шитье блоков нитками, которое выполняется на ниткошвейном оборудовании, состоит из таких операций:

• раскрывание тетради посредине и транспортировка ее к швейному аппарату;
• прошивание тетради через фальц и присоединение к ранее сшитой части блока;
• проталкивание прошитой тетради на приемный стол;
• склеивание крайних пар тетрадей блока по корешку;
• образование холостого стежка;
• разрезка нитей между блоками;
• образование петли марли (при шитье на корешковом материале);
• автоматический контроль правильности комплектовки тетрадей в блоке.

Структурная схема ниткошвейного автомата (а) и технологическая линия вывода и раскрывания тетрадей (б)

Для выполнения этих операций ниткошвейный автомат имеет сле­дующие составные части и устройства (рис 15) самонаклад-раскрыватель 1, транспортирующую систему 2, качающийся стол 3, швейный аппарат 4, приемный стол 5, клеевой аппарат б, пульт управления 7.

Кроме показанных на схеме составных частей имеются также при­вод, вакуумная система, блокировки и другие механизмы и устройства. На структурной схеме кружочками показаны исходные полуфаб­рикаты, которые используются в НША Т - тетради (укладывают­ся в самонаклад-раскрыватель), К - клей (подается в клеевой аппа­рат) , Н - нитки, М - марля (используются в швейном аппарате), Б - сшитые готовые книжные блоки на приемном столе.

Рассматривая взаимное размещение составных частей НША, видим, что движение полуфабриката (тетрадей) в нем происходит по п-образной траектории, в которой можно выделить три техно­логические линии.

А-В - вывод тетрадей из магазина и раскрывание их посредине, В-С - транспортировка тетрадей в швейный аппарат, C-D - шитье и вывод сшитых блоков на приемный стол. Принцип работы ниткошвейного автомата целесообразно рас­сматривать в соответствии с указанным выше делением.

Технологическая линия вывода и раскрывания тетрадей (рис 15, б). Тетради со шлейфом укладывают в магазин горизон­тального типа, опираясь корешком на ремни транспортера 1, верх­няя ветвь которого двигается по настилу.

Тетради спереди ограничены передней стенкой. К первой тетради подходит рычаг 6 с присосами, которые отгибают его корешок в сто­рону листовыводного барабана 5 Клапаны корешка 2 закрываются, и тетрадь при вращении барабана по часовой стрелке выводится из ма­газина. Затем закрываются клапаны шлейфа 4. В автомате БНШ-6А применяется листовыводное устройство реверсивного типа для тет­радей со шлейфом.

При вращении барабана реечно-зубчатой передачей 3 от главно­го вала самонаклада 8 в обратном направлении (против часовой стрел­ки) тетрадь раскрывается посредине и накидывается на седлоподобный стол 7 цепного транспортера. Привод всех механизмов самонаклада-раскрывателя осуществляется от кулачков, которые расположе­ны внизу на главному валу. Вакуумный насос 9 обеспечивает само­наклад вакуумом Пополняется магазин тетрадями вручную.

Технологическая линия транспортировки тетрадей (рис 16, а). Выведенная из магазина самонакладом-раскрывателем 4 тетрадь 1 падает на седлоподобный стол 3, где подхватывается упором 6 цеп­ного транспортера 2, который находится внутри стола и двигается влево. Сначала он проходит возле фотоголовки устройства провер­ки правильности комплектовки 5, затем попадает в зону клеевого аппарата 7, который вращающимся диском наносит узкую полоску клея на корешковую зону тетради (разрез А-А). Следует отметить, что фотоконтроль осуществляется только на одной тетради в блоке, а клей обычно наносится только на две тетради (вторую и после­днюю). Команды на включение этих устройств поступают с блока управления автоматом, работающего по специальной программе.

После прохождения клеевого аппарата тетради подаются к втал­кивающим роликам, которые состоят из двух вращающихся дис­ков нижнего 9 - с неподвижной осью вращения и верхнего 8 - с подвижной осью, установленной на качающемся рычаге. Привод ролики получают от индивидуального электродвигателя, а окруж­ная скорость их значительно больше скорости транспортера. Когда тетрадь попадает в зону действия роликов, верхний вращающий­ся ролик опускается на корешок тетради и прижимает его к нижне­му. Зажатая между вращающимися роликами тетрадь получает им­пульс энергии и с высокой скоростью перелетает на качающийся стол 10, имеющий такую же седлоподобную форму, как и цепной транспортер. Тетрадь головкой подходит к боковым упорам 11 на качающемся столе (подвижного упора на лицевой стороне и непод­вижного на тыльной его части).

На этом транспортировка заканчивается - тетрадь доставлена на качающийся стол и находится на его седле в полураскрытом виде, головка касается боковых упоров.

Технологическая линия шитья и вывода сшитыж блоков. Пос­ле вывода тетради на качающийся стол 1 (рис 16, б) на ее фальц опускается обжимная планка-угольник 2, которая обжимает тетрадь и плотно усаживает ее на седло стола (положение А).

Качающийся стол 1 начинает перемещаться к швейной каретке 9, при этом подвижный боковой упор 11 (рис 16, а), который имеет на конце планки ролик и катится по неподвижной горке 12, сдвига­ет тетрадь вправо и выравнивает ее перед шитьем Качающийся стол подходит к швейной каретке 9 (см рис 16, б) и останавливается (положение В). В этот момент качающийся стол и швейная каретка образуют швейный аппарат. На качающемся столе (внутри седла) расположены проколы (прокалывающие иглы) 4 и шиберы 3 (их называют иногда нитеводителями), на швейной каретке установ­лены иглы и крючки. Начинается процесс петлеобразования на ос­нове взаимодействия всех вышеперечисленных швейных инструментов. Из-под стола сначала выходят проколы 4 и делают отвер­стия в корешке тетради Затем опускается вниз швейная каретка 9, а в отверстия в фальце вводятся иглы с нитками и крючки, шиберы захватывают нить и переносят ее на крючки. Швейная каретка со всеми инструментами поднимается вверх петля нити выводится наружу. Таким образом, тетрадь через фальц пришита к предыду­щим, а качающийся стол возвращается в исходное положение для приема следующей тетради.

После окончания шитья тетради проталкиваются на приемный стол 10 с помощью проталкивающей планки (на схеме не показа­на). Когда проталкивающая планка отходит, тетрадь удерживается на приемном столе брошюрными иглами.

Технологические линии транспортировки тетрадей (а), шитья и вывода сшитых блоков (б)

При возвращении стола в положение А верхняя половина тетради некоторое время будет лежать на гребне седла. Снятие ее осуществляет механизм съемного рычага 5.

Разматывание нитей со шпуль 8, их освобождение во время растягивания петель шиберами и плотная затяжка стежков выполня­ются механизмом нитепровода.

В случае шитья блоков на корешковом материале (например, марле) она подается с бобины 7 через механизм образования мар­левой петли б. Этот механизм после окончания шитья блока делает качающееся движение вниз-вверх, вытягивая запас марли, доста­точный для образования петли, необходимой для получения клапа­нов после разрезки марли. Таким образом, тетради, которые посту­пают на качающийся стол, транспортируются им к швейному аппа­рату, прошиваются нитками через фальц и остаются там в верти­кальном положении, постепенно продвигаясь по приемному столу 10. Сшитые блоки выходят в виде достаточно плотной сплошной гори­зонтальной стопы, которую сзади подпирает угольник 11.

Для разделения книжных блоков в технологическом процессе шитья предусмотрен холостой стежок (тетрадь при шитье отсутству­ет). Для образования холостого стежка тетрадь из магазина само­наклада не выводится, все исполнительные устройства автомата работают вхолостую. При этом осуществляются такие технологи­ческие операции, как образование марлевой петли при шитье пе­реплетными стежками и разрезка нитей между блоками.

В настоящее время в сегменте книг в переплете, так же как и в большинстве других сегментов рынка печатной продукции, отчетливо заметна тенденция к уменьшению тиражей. Для выполнения подобных заказов автоматические брошюровочные линии, оставшиеся на некоторых предприятиях еще с советских времен, малоэффективны, а потому можно констатировать, что постепенно формируется довольно привлекательная новая рыночная ниша - производство малых тиражей книг в переплете на полуавтоматическом оборудовании.

Изготовление высококачественных книг в переплетах с уверенностью можно назвать одной из высших ступеней полиграфического мастерства. Отличительной чертой процесса производства этого вида продукции является сложная послепечатная обработка, которая включает три основные стадии:

• изготовление книжного блока;
• изготовление переплетной крышки;
• сборка и финишная обработка книги.

Изготовление книжных блоков

Для изготовления книжных блоков из отпечатанных листов формируются тетради, которые затем подбираются в комплекты, скрепляемые швейным или бесшвейным способом.

Изготовление тетрадей

Тетради делятся на простые и составные. Первые представляют собой сфальцованный печатный лист, вторые включают дополнительные элементы: приклейки и/или вклейки.

Фальцовка

Операция фальцовки служит для формирования из отпечатанных листов (полотна) тетрадей требуемого формата и конструкции.

Число выполняемых при фальцовке книжных изданий сгибов обычно не превышает четырех, что позволяет получать 32­страничные тетради, однако растущее в последние годы использование листовых и рулонных машин очень большого формата привело к тому, что были введены в обиход 48­ и 64­страничные тетради, имеющие пять сгибов. Число сгибов может быть ограничено в зависимости от толщины и плотности бумаги. Толстые жесткие бумаги фальцуются с меньшим числом сгибов, чем тонкие (при невозможности получения тетради требуемого формата фальцовкой применяется разрезка стопы). Мелованные бумаги обычно фальцуются не более чем в три сгиба (16­страничные тетради).

Схема фальцовки зависит от соотношения формата печатных листов и формата книги, а также от требований к конструкции тетрадей. По взаимному расположению фальцев различают параллельную (каждый последующий сгиб параллелен предыдущему), перпендикулярную (каждый последующий сгиб перпендикулярен предыдущему) и комбинированную фальцовку. По расположению фальцев на листе фальцовка делится на симметричную и смещенную. В книжном производстве при получении на операционном оборудовании 8­, 16­, 32 и 64­страничных тетрадей, как правило, используют симметричную перпендикулярную фальцовку, а при изготовлении 12­ 24­ и 48­ страничных тетрадей - комбинированную.

Предпочтительно, чтобы в сформированных в результате фальцовки тетрадях машинное направление бумаги было параллельно корешку. При таком расположении волокон фальцы имеют четкую форму при минимальных деформационных нагрузках на бумагу, что улучшает раскрываемость книги и способствует большей прочности скрепления блока. Также рекомендуется, чтобы головка тетради была закрытой, по­скольку такие тетради технологичней для дальнейшей обработки (особенно в случае применения самонакладов­раскрывателей).

Фальцовка может выполняться в фальцевально­резальных модулях рулонных печатных машин или на операционном оборудовании, которое используется для обработки оттисков, полученных на листовых печатных машинах. На рулонных печатных машинах, как правило, производится крупнотиражная продукция, поэтому основным оборудованием для фальцовки средних и малых тиражей являются операционные машины­автоматы.

Независимо от технологических характеристик фальцевальные автоматы включают следующие основные модули: самонаклад, фальцевальные секции, приемное устройство. Для транспортировки листов через секции машины служит система листопроводки. Кроме того, фальцевальные машины могут комплектоваться дополнительными технологическими узлами и модулями.

В современных фальцевальных автоматах используются два типа самонакладов: плоскостапельные и круглостапельные. Плоскостапельные самонаклады подают листы из установленной на плоском столе вертикальной стопы, а круглостапельные включают два стола: листы укладываются на верхний стол с небольшим сдвигом относительно друг друга (вроспуск), формируя каскадный поток, а нижний стол служит для подачи листов в машину. Главным достоинством круглостапельных самонакладов является возможность загрузки бумаги без остановки машины, однако при этом они имеют большие габариты и относительно небольшую емкость.

Проводка листов через фальцевальную машину выполняется роликовыми или тесемочными транспортерами. Тесемочные транспортеры имеют меньшую стоимость, чем роликовые, однако роликовые обеспечивают более стабильные условия проводки листов.

Фальцовка листа выполняется парой стальных валиков, которые обжимают согнутый лист - так называемую петлю, образуя фальц. Усилие обжима определяется расстоянием между фальцевальными валиками и зависит от толщины бумаги, числа и взаимного расположения сгибов и ориентации волокон в листе. Большее усилие требуется при фальцевании толстых бумаги, многосгибных тетрадей и при формировании сгибов поперек волокон бумаги.

В зависимости от способа формирования петли фальцаппараты делятся на два типа: кассетные и ножевые. Кассетный фальцевальный аппарат включает систему из трех валиков и кассету. Валики предназначены для подачи листа в кассету, формирования петли и фальцовки листа. Они образуют две пары: подающую и фальцевальную (один валик является общим). Кассета имеет полость для вхождения листа с ограничителем­упором и устанавливается под углом к горизонтальной плоскости.

Кассетная секция может содержать несколько кассет, расположенных в шахматном порядке, которые могут использоваться для образования параллельных фальцев, в том числе для фальцовки намоткой и гармошкой.

В ножевых фальцевальных аппаратах петля образуется в результате деформации листа ножом. Глубина опускания ножа подбирается таким образом, чтобы он надежно вводил петлю между валиками, но не касался их поверхности.

Главным достоинством ножевых фальцевальных аппаратов является высокая точность фальцовки при работе с материалами различной толщины, в том числе при большом числе сгибов. Ножевые фальцаппараты компактны, однако их техническое обслуживание и ручная наладка затруднены из­за плохой доступности механизмов. К существенным недостаткам ножевых фальцаппаратов относится ограниченный выбор схем фальцовки (параллельная фальцовка, как правило, невозможна) и ограниченная производительность вследствие наличия в механизме ножа, совершающего возвратно­поступательное перемещение.

Кассетные фальцевальные аппараты предлагают очень большой выбор схем фальцовки и отличаются высокой производительностью, поскольку все их механизмы либо вращаются с постоянной скоростью, либо неподвижны. Они отличаются сравнительно простой конструкцией и легко поддаются наладке. Однако точность кассетной фальцовки ниже, чем ножевой, и в большой степени зависит от толщины листа. Фальцовка в кассетных устройствах очень тонких и очень толстых бумаг, а также получение многостраничных тетрадей обычно технологически сложна или невозможна.

В настоящее время широкое распространение получили комбинированные фальцевальные машины, в которых первые фальцы формируются в кассетных секциях, а последние - в ножевых.

Фальцевальные машины дополнительно могут комплектоваться штанцевальными устройствами для разрезки, биговки и перфорации листов, клеевыми аппаратами, а также устройством шитья термонитью (см. ниже). Разрезка дисковым ножом может использоваться при изготовлении тетрадей­двойников и дает возможность увеличить коэффициент использования формата машины. Биговка и перфорация применяются для облегчения формирования фальца при работе с плотными материалами или при большом числе сгибов.

Приемные устройства фальцевальных машин формируют каскадный поток или горизонтальную стопу сфальцованных тетрадей.

Приклейка

Составные тетради представляют собой сфальцованный печатный лист, укомплектованный дополнительными элементами: форзацем, иллюстрационными вклейками, вклейками с географическими картами и т.п. Дополнительные элементы приклеиваются к тетради снаружи или вклеиваются внутрь.

Форзац - бумажная или комбинированная деталь, соединяющая и скрепляющая книжный блок с переплетной крышкой. Форзац приклеивается либо к первой и последней тетрадям блока перед подборкой, либо к подобранному и скрепленному блоку.

По конструкции и способу присоединения к блоку различают около десяти типов форзацев, однако на практике в абсолютном большинстве случаев применяется простой приклейной форзац, который при большом объеме книги может окантовываться бумагой или тканью.

Форзац изготавливается из специальной прочной на излом бумаги. При применении дисперсионного холодного клея следует использовать водостойкую бумагу. Масса форзацной бумаги должна быть тем больше, чем больше объем блока и масса бумаги блока. Раскрой форзацной бумаги обязательно должен быть долевым, чтобы фальц выполнялся по машинному направлению.

Позиция приклейки простого форзаца к тетради зависит от способа скрепления блока. При швейном скреплении форзац приклеивается в 1­2 мм от корешка, при бесшвейном со срезкой корешковых фальцев - не менее чем в 5 мм от корешка, при скреплении тетрадей термонитями - без отступа. Ширина полоски клея должна составлять 4­5 мм.

Окантовка простого приклейного форзаца может выполняться с использованием узкой бумажной или тканевой ленты в случае швейного скрепления блока. Окантовку бумажной лентой рекомендуется производить в случаях, когда объем блока превышает 400 страниц, тканевой лентой - когда объем блока более 640 страниц.

Вклейка дополнительных элементов внутрь тетради, как правило, выполняется вручную, для приклейки может применяться полуавтоматическое и автоматическое оборудование. Различают машины для приклейки форзацев (или других элементов) к тетрадям и машины для приклейки форзацев к блокам.

Автоматические машины для приклейки к тетрадям включают самонаклад тетрадей, самонаклад форзацев (или других элементов), транспортер, клеевой аппарат, устройство обжима и приемное устройство. Клей наносится на тетрадь или форзац - в зависимости от того, какой из этих элементов подается первым. После выравнивания тетради и форзаца, находящихся на разных уровнях транспортера, они подаются в валковую или ленточную секцию обжима, где выполняется склеивание. После приклейки дополнительных элементов клей должен быть высушен.

Автоматические машины для приклейки форзацев к блоку имеют подобный принцип действия - с той разницей, что одновременно осуществляется приклейка двух форзацев, для чего требуются два самонаклада форзацев, два клеевых аппарата, а транспортер должен иметь три уровня. Такие машины, как правило, агрегируются с другим оборудованием для обработки блоков, а потому не имеют собственных самонаклада блоков и приемного устройства.

Приклейка форзацев к блокам по сравнению с приклейкой к тетрадям имеет два основных достоинства: возможность точного позиционирования форзаца у корешка, что обеспечивает максимизацию прочности скрепления, и высокую производительность приклейки, поскольку оба форзаца прикрепляются одновременно. Недостатком является невозможность окантовки форзаца.

Подборка (комплектовка блока)

Книжные блоки комплектуются подборкой: тетради накладываются одна на другую в заданной последовательности. Такой способ комплектовки, в отличие от вкладки, не налагает ограничений на объем блока.

Автоматическая подборка тетрадей выполняется в подборочных машинах, основными элементами которых являются самонаклады, транспортер и выводное устройство. Современные подборочные машины строятся по линейной горизонтальной схеме: тетради последовательно подаются на стол транспортера из установленных на одной горизонтальной линии самонакладов. В настоящее время применяются в основном самонаклады с выводом тетрадей снизу стопы, поскольку такая схема обеспечивает возможность пополнения запаса тетрадей во время работы без остановки машины.

Каждый самонаклад содержит тетради определенной сигнатуры. Тетради загружаются в магазины самонакладов в последовательности от приемного устройства: в последний магазин - первая тетрадь, в предпоследний - вторая и т.п. На транспортер первой подается последняя тетрадь, затем на нее укладывается предпоследняя и так далее до полной комплектации блока. На случай, если подборочная машина не содержит достаточного числа самонакладов, может быть предусмотрена ручная подача в машину предварительно частично подобранных комплектов.

Подборочные машины могут агрегироваться с оборудованием для скрепления блоков, в частности с машинами для клеевого бесшвейного скрепления.

Скрепление блоков

Основными способами скрепления книжных блоков являются шитье нитками и клеевое бесшвейное скрепление. Кроме того, интересной, хотя и не нашедшей широкого применения является технология скрепления тетрадей термонитями с дальнейшим клеевым скреплением блока.

Шитье блоков нитками

Шитье нитками - старейшая технология скрепления книжных блоков, которая использовалась еще в Средневековье при изготовлении рукописных книг. Столь долгое ее существование обусловлено тем, что шитье нитками обеспечивает наибольшую прочность и долговечность скрепления блока.

Различают поблочное и потетрадное шитье, однако в России традиционно применяется только потетрадное. К его достоинствам относятся высокая прочность скрепления блока и хорошая раскрываемость книги. Кроме того, потетрадное шитье не налагает ограничений на последующие операции обработки блоков. Главные недостатки этого способа скрепления - высокая трудоемкость и зависимость производительности шитья от объема блока: для блоков, содержащих разное число тетрадей, время скрепления различно. Эта особенность потетрадного шитья существенно затрудняет агрегирование ниткошвейного оборудования с подборочными машинами и линиями для поточной обработки блоков.

Ниткошвейные машины для потетрадного шитья делятся на автоматы и полуавтоматы. Ниткошвейные автоматы комплектуются самонакладами­раскрывателями тетрадей шлейфного и бесшлейфного (перелистывающего) типов, а в полуавтоматах тетрадь раскрывается и укладывается на стол машины вручную. Правильность номера (сигнатуры) тетради может автоматически контролироваться с помощью фотодатчика.

Тетради в процессе шитья соединяются несколькими непрерывными нитями, образующими швы. Каждая нить складывается вдвое, втягивается внутрь тетради через одно отверстие и вытягивается через другое. Петли образуют цепочку, а последняя в шве петля завязывается узлом.

При потетрадном шитье блоков применяется четыре вида стежков: простой брошюрный, простой переплетный, переставной брошюрный и переставной переплетный. При переплетном шитье выполняется пришивка к блоку корешкового материала. В зависимости от числа типов поддерживаемых стежков ниткошвейные машины делятся на универсальные и специализированные.

Образование стежков происходит в результате взаимодействия швейных инструментов: проколов, игл, крючков и шиберов. Проколы формируют отверстия в фальце раскрытой посередине тетради, иглы заводят нити в отверстия, шиберы передают нити крючкам, которые выводят их наружу. Прошитая тетрадь проталкивается на приемный стол машины - к остальным тетрадям блока. После сшивания полного комплекта тетрадей для затягивания узлов и отделения блоков друг от друга выполняется холостой стежок, а затем нитка между блоками разрезается. Для дополнительного упрочнения блока крайние тетради могут склеиваться по корешку (клей наносится перед шитьем).

Следует отметить, что наибольшая прочность ниткошвейного скрепления достигается при скреплении тетрадей, имеющих не менее 16 страниц, причем настоятельно рекомендуется, чтобы все тетради имели одинаковый объем.

Поскольку ниткошвейные машины­автоматы стоят довольно дорого, для большинства типографий, решивших оснастить участок послепечатной обработки оборудованием для шитья нитками, оптимальным выбором станет полуавтоматическая машина.

Клеевое бесшвейное скрепление

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

• высокая скорость;
• независимость производительности процесса скрепления от объема блока, что позволяет легко агрегировать машины для КБС с подборочным и блокообрабатывающим оборудованием;
• относительная простота и дешевизна оборудования.

Вместе с тем блоки, скрепленные клеевым способом, имеют меньшую прочность и худшую раскрываемость, чем сшитые нитками. Еще одним существенным недостатком КБС является непригодность этого способа для скрепления жестких, плохо впитывающих клей бумаг (например, мелованных).

Принято различать три способа КБС:

• без срезки корешковых фальцев;
• с частичной срезкой корешковых фальцев;
• с полной срезкой корешковых фальцев.

Идея КБС без срезки корешковых фальцев весьма привлекательна, по­скольку позволяет добиться довольно существенной экономии бумаги при хорошей раскрываемости книги и отсутствии повреждения корешков тетрадей швейными инструментами. Главной проблемой КБС без срезки корешковых фальцев является скрепление листов внутри тетради. Для ее решения может применяться сшивание листов термонитями (см. ниже) или склейка листов. Склейка может выполняться как в процессе фальцовки, так и в машине КБС путем активации предварительно нанесенного термоклея. Еще одним вариантом реализации КБС без срезки корешковых фальцев является использование фальцовки «гармошкой», при которой тетради не имеют вложенных друг в друга листов. Однако добиться при такой фальцовке высокой точности совмещения корешковых сгибов чрезвычайно сложно. В настоящее время КБС без срезки корешковых фальцев применяется сравнительно редко.

КБС с частичной срезкой корешковых фальцев предполагает удаление 60­80% корешковых фальцев путем перфорации корешковых сгибов, формирования шлицев или фрезерования средней части корешка на глубину до 1,5 мм. Удаление фальцев позволяет клею проникнуть к внутренним частям тетрадей, в то время как остатки фальцев способ­ствуют прочному скреплению пар листов. При этом КБС с частичной срезкой корешковых фальцев не рекомендуется использовать для тетрадей, содержащих более 16 страниц, так как в этом случае возможно ухудшение раскрываемости книги и не достигается прочная приклейка внутренних листов тетрадей.

Перфорация фальцев может выполняться в фальцевальных машинах, а для вырубки шлицев и фрезерования требуется специализированное оборудование. Для повышения прочности скрепления блоков может применяться армирование фрезерованной части корешка ткаными или неткаными синтетическими материалами.

Наибольшее распространение в книжном производстве получила технология КБС с полной срезкой корешковых фальцев. При этой технологии блок разделяется на отдельные листы с последующим соединением их клеевой пленкой. Процесс КБС с полной срезкой корешковых фальцев включает следующие операции:

• механическое удаление корешковых фальцев;
• торшонирование - придание поверх­ ности корешка шероховатости;
• удаление бумажной пыли;
• нанесение клея;
• сушка клея.

Удаление корешковых фальцев выполняется c помощью специальных режущих инструментов - торцевых фрез или дисковых ножей. Минимальная требуемая глубина среза равна толщине корешка тетради, то есть тем больше, чем больше ее страничность и толщина бумаги.

В первом случае отходы имеют пылеобразный вид, а срез - сильную шероховатость, во втором - отходы представляют собой бумажную стружку, а срез характеризуется высокой гладкостью. Фрезы и дисковые ножи могут быть монолитными с впаянными зубьями или составными со съемными резцами.

Для удаления фальцев блок передвигается специальными дисками или планками­захватами относительно вращающегося режущего инструмента. Плоскость вращения инструмента немного наклонена относительно плоскости корешка, поэтому зубцы фрезы или ножа не касаются уже обработанной части блока.

После удаления корешковых фальцев поверхность корешка блока может подвергаться дополнительной обработке с целью улучшения условия контакта листов и клея. Качество корешка после фрезерования определяется прочностью бумаги, геометрией режущего инструмента, степенью его заточки, глубиной резания, скоростью подачи блока и многими другими факторами. В идеале поверхность корешка должна быть шероховатой при высоте макронеровностей до 0,4 мм, что обеспечивает максимизацию площади контакта бумаги и клея при сохранении прочности листов - без образования надрывов. Для формирования такой поверхности применяется торшонирование с помощью торцевых инструментов: щеток, наждачных дисков и т.п. Торшонирование обязательно должно выполняться в случае срезки фальцев дисковыми ножами (при применении торцевых фрез корешки могут иметь достаточную для прочной склейки шероховатость). Дополнительная обработка корешка после срезки фальцев включает также нанесение поперечных канавок глубиной до 1,5 мм с шагом от 2 до 20 мм. Резцы для формирования канавок могут крепиться на торшонирующей головке.

В высокопроизводительных машинах КБС срезка фальцев и торшонирование, как правило, выполняются в разных секциях, в малоскоростных машинах эти секции могут объединяться.

После торшонирования корешок очищается от бумажной пыли с помощью торцевых или цилиндрических щеток.

В настоящее время для КБС применяются холодный дисперсионный клей на основе ПВА и термоклеи различного состава. Холодный клей ПВАД характеризуется хорошей проникающей способностью, хорошей адгезией к широкому диапазону бумаг, высокой эластичностью клеевой пленки, а также постоянством ее свойств во времени. Основным недостатком ПВАД является необходимость интенсивной сушки, требующей больших энергозатрат.

Термоклеи характеризуются высокой скоростью закрепления, однако по эластичности, адгезионной способности и стойкости к старению клеевой пленки они долгое время уступали ПВАД. Ситуацию изменила разработка термоклеев на полиуретановой основе (см. ст. «Полиуретановые термоклеи для бесшвейного скрепления» в КомпьюАрт № 4’2007), которые по своим характеристикам не только не уступают, но и превосходят ПВАД. В настоящее время многими западными типографиями уже накоплен успешный опыт применения клеев этого типа.

Конструкции клеевых аппаратов в современных машинах КБС весьма разнообразны. Как правило, эти аппараты имеют индивидуальный привод, обеспечивающий равенство окружной скорости вращения наносящих валиков и линейной скорости движения блока. Для регулирования толщины наносимого клея применяются ракели. Клеевой аппарат может содержать дополнительные валики или щетки для втирания и разглаживания клея. Излишки клея удаляются специальным скребком. Аппараты для нанесения термоклеев оснащаются системами регулирования температуры. Иногда, в особенности при применении полиуретановых термоклеев, такие аппараты могут иметь закрытую конструкцию.

В некоторых машинах КБС холодный клей наносится в два приема: в первой клеевой секции наносится тонкий слой жидкой композиции, которая хорошо впитывается и глубоко проникает в бумагу, а во второй - толстый слой более вязкого клея.

Для сушки холодного клея используется ИК­излучение или сверхвысокочастотные токи. Термоклей закрепляется при остывании и в принудительной сушке, как правило, не нуждается.

Дополнительной операцией после склейки блока может быть его окантовка бумажной или тканевой лентой в соответствующей секции машины КБС. Для этого специальный клеевой аппарат выполняет боковую промазку блока или окантовочной ленты. На практике находит применение как продольная, так и поперечная подача окантовочного материала, который отрезается от рулона, позиционируется на корешке и прижимается к нему.

Транспортная система машин КБС может строиться по прямолинейной, круговой (карусельной) и замкнутой прямолинейно­круговой схемам. По первой схеме строятся в основном низкопроизводительные машины, по второй - машины средней производительности, по третьей - высокопроизводительные системы.

Шитье термонитями (швейно-клеевое скрепление)

Шитье термонитями - технология, позволяющая прочно скрепить листы в тетрадях. Для шитья используется особая нить, включающая плавящуюся при нагреве составляющую. По месту будущего фальца тетради прошиваются несколькими нитяными
П­образными скобами, концы которых привариваются нагретой планкой к бумаге. После этого на фальцевальной воронке формируется последний фальц тетради. Подобранные комплекты сшитых термонитями тетрадей скрепляются в блок клеевым способом (фальцы не удаляются).

Основные достоинства шитья термонитями:

• высокая прочность скрепления, сравнимая с традиционным шитьем нитками;
• хорошая раскрываемость книг;
• высокая скорость шитья, что позволяет агрегировать оборудование для скрепления термонитями с фальцевальными машинами.

К сожалению, оборудование для шитья термонитями стоит довольно дорого и выпускается только одной фирмой - производителем полиграфических машин.

Обработка блоков

Процесс обработки скрепленных блоков может включать следующие операции:

• обжим блока;
• заклейка и сушка корешка;
• обжим корешка;
• трехсторонняя обрезка блока;
• закраска обрезов;
• кругление корешка;
• отгибка фальцев или краев;
• приклейка корешкового материала;
• приклейка ленточки­закладки;
• приклейка капталов;
• приклейка бумажной полоски.

Обязательными операциями для блоков, скрепленных нитками, являются заклейка, сушка и обжим корешка, а также трехсторонняя обрезка, остальные же операции выполняются в случае предъявления соответствующих требований к оформлению и долговечности книги. Для блоков, скрепленных клеевым способом, обязательна только трехсторонняя обрезка.

Обжим скрепленных швейным способом блоков перед заклейкой корешка выполняется с целью их калибровки по толщине. Кроме того, в процессе обжима происходит сжатие отверстий, проделанных в фальцах швейными инструментами, что предотвращает проникновение через них клея внутрь блока. Для достижения лучшей спресованности блоков в блокообрабатывающих агрегатах обжим выполняется многократно. После обжима выполняется заклейка корешка, в результате которой корешки тетрадей дополнительно скрепляются клеевой пленкой, которая придает корешку блока монолитность и прочность.

При трехсторонней обрезке блоков срезаются все фальцы, кроме корешковых, и блок приобретает окончательные геометрические размеры. Обрезка выполняется в один прием на трехножевой резальной машине или в три приема на одноножевой резальной машине. Во втором случае вначале обрезается нижний край блока, затем - головка и только после этого - передний край. При обрезке нижнего и верхнего краев блок следует укладывать так, чтобы нож вначале врезался в корешок, поскольку при этом минимизируется риск вырывания части корешка.

Закраска обрезов - операция, улучшающая внешний вид книги, - выполняется на автоматических машинах или вручную. Также существует автоматическое и полуавтоматическое оборудование для металлизации (как правило, золочения) обрезов полиграфической фольгой. В таких машинах поверхность обреза предварительно шлифуется и покрывается грунтовым лаком.

Кругление корешка - придание корешку книжного блока и его переднему обрезу округлой формы - выполняется для выравнивания блока по толщине и улучшения раскрываемости книги. В полуавтоматических машинах кругление выполняется сталкиванием в профильную колодку, в автоматических блокообрабатывающих линиях часто применяется прокатка в валиках.

Отгибка фальцев (краев) корешка блока - придание корешку грибообразной формы - способствует повышению прочности блока и прочности скрепления блока с переплетной крышкой, поскольку отогнутые фальцы создают опоры для сторонок крышки. Отгибка фальцев, как правило, выполняется с помощью профильной колодки или профильного валика.

Приклейка к корешку ленточки закладки, корешкового материала, капталов и бумажной полоски завершает обработку блока перед его вставкой в переплетную крышку. Корешковый материал и бумажная полоска служат для упрочнения блока.
В случае если блок скреплялся нитками с пришиванием полиграфической марли (переплетными стежками), приклейка дополнительной полоски корешкового материала может не выполняться.

Каптал - хлопчатобумажная, полушелковая или шелковая лента шириной до 10 мм с утолщенным краем. Каптал наклеивается на верхний и нижний края блока, чтобы дополнительно скрепить их и прикрыть зазор между корешком блока и корешком переплетной крышки.

Обработка блоков может выполняться вручную, на операционном оборудовании или на автоматических блокообрабатывающих линиях. В условиях мелкотиражного производства рациональным выбором представляется использование полуавтоматического оборудования в сочетании с ручным трудом при выполнении некоторых редких операций (например, в случае необходимости приклейки закладки).

Окончание в следующем номере

n1.doc

9. ШИТЬЕ КНИЖНЫХ БЛОКОВ НИТКАМИ

Классификация способов шитья нитками представлена на рисунке 9.1.

Рис. 9.1. Классификация способов шиться нитками
При поблочном скреплении прошиваются одновременно все тетради книжного блока. При потетрадном шитье каждая тетрадь блока прошивается через корешковый фальц, тетради соединяются между собой за счет перехода нитей стежков из тетради в тетрадь. Поэтому создается возможность шить как на корешковом материале, так и без него.

Наибольшее применение для скрепления книжных блоков получили потетрадные способы скрепления.
9.1. Поблочные способы шитья нитками

Для шитья нитками внакидку блок комплектуется вкладкой, поэтому объем блока ограничен до 80 страниц (5–7 мм). При скреплении узловязальным шитьем в корешковом фальце выполняются три прокола, в которые вводится нить, образуя нитяные скобы, концы нитей завязываются узлом. Недостатком является неплотное шитье и возможность развязывания нитяного узла, неряшливый вид из-за наличия в разъеме тетради узла. Схематичное формирование нитяного узла представлено на рисунке 9.2.


Рис. 9.2. Схема узловязального шитья
Способ в европейских странах используется для скрепления школьных и общих тетрадей. В нашей стране не нашел применения.

При шитье нитками челночным швом блок, скомплектованный вкладкой, прошивается в прострочку по корешковому фальцу. При использовании двух бобин ниток шитье называют челночным, а при использовании одной – цепочечным. Длина стежка колеблется от 5 до 20 мм. При использовании одной нитки шов образуется за счет ее переплетения, нитка в виде петли иглой протыкается через фальц и крючок, захватывая ее, перемещает до следующего прокола, где вновь образованная петля протягивается сквозь предыдущую.

Поблочное шитье нитками применяется для малообъемных детских изданий. Существуют поточные линии, включающие оборудование для комплектовки блоков вкладкой, специализированную швейную высокоскоростную машину фирмы «Зингер», машину для обрезки блоков с трех сторон и оборудование для вставки блоков в переплетные крышки. Схема технологического процесса изготовления книг с использованием поблочного шитья нитками внакидку цепочечным швом представлена на рисунке 9.3.


Рис. 9.3. Схема технологического процесса изготовления книг
с использованием поблочного шитья нитками внакидку цепочечным швом
В приведенной технологии используется «свой» форзац. Расход ниток около 0,3 кг на тысячу книг большого формата. Используются специальные термостойкие нити, т.к. из-за трения игла нагревается до 400 °C. Скорость работы подобных поточных линий может достигать до 60 блок/мин в зависимости от высоты корешка. Подобная поточная линия была установлена в типографии «Детская книга» г. Москва, изготовитель – фирма «Мак-Кейн» США.

Поблочное шитье нитками втачку может осуществляться узловязальными стежками или челночным швом. Эта технология развивалась главным образом в США, она включает комплектовку блоков подборкой, фиксацию корешка клеем, просверливание отверстий для нитяного шва вдоль корешкового поля на расстоянии 5 мм от фальца, прошивание челночным швом. Недостатком технологии является плохая раскрываемость книги, необходимость увеличивать корешковое поле и уменьшать полосу набора, что ведет к увеличению расхода бумаги. Данная технология не нашла применения в европейских странах и России.
9.2. Потетрадное шитье блоков нитками

Развитие способа потетрадного шитья нитками позволило улучшить технологию изготовления книг. Способ имеет ряд неоспоримых преимуществ:

– нитки химически нейтральны к бумаге и стойки к атмосферным воздействиям, незначительно утолщают корешковую часть блока, обеспечивают высокую прочность скрепления и долговечность книг;

– шитье нитками позволяет применить различные варианты обработки корешка;

– внедрение автоматизированного шитья нитками дало возможность созданию многопозиционных блокообрабатывающих агрегатов и поточного производства.

Основным недостатком потетрадного шитья нитками является зависимость трудоемкости шитья от объема блока. Следствием этого является трудность синхронизации операции шитья с последующими технологическими операциями, что приводит к недоиспользованию мощности ниткошвейного оборудования при небольшом объеме книги и недостатку мощности в случае издания большого объема. Парк ниткошвейного оборудования типографии рассчитывается обычно на средний объем книг.
9.2.1. Виды стежков. Потетрадное шитье нитками на универсальных ниткошвейных машинах может осуществляться следующими видами стежков: простым брошюрным, переставным брошюрным, простым перелетным, переставным переплетным.

Наибольшее распространение получил простой брошюрный стежок. Он применяется для шитья книжных блоков объемом до 30 п.л. (III гр. по объему), предназначенных для обработки на блокообрабатывающих агрегатах. Схема образования простого брошюрного стежка представлена на рисунке 9.4.

Рис. 9.4. Схема образования простого брошюрного стежка

Простой брошюрный стежок обеспечивает хорошую плотность шитья, при обнаружении брака шов можно легко распустить и блок перешить. В связи с более простым движением швейных элементов обеспечивается стабильная работа машины.

Переставной брошюрный стежок характеризуется смещением нитяной скобы в смежных тетрадях. Схема стежка представлена на рисунке 9.5а.

Рис. 9.5. Схемы стежков: а) переставной брошюрный стежок;
б) простой переплетный; в) переставной переплетный
Стежок не нашел широкого применения из-за возможного сдвига тетрадей в головке на 1,5–2 мм и меньшей плотностью шитья по сравнению с простыми стежками.

Переставной переплетный стежок (рис. 9.5в) рекомендуется для потетрадного шитья нитками на марле книг II,II, IV групп по объему любого формата при дальнейшей пооперационной обработке (мелкосерийное производство). Для энциклопедических изданий, словарей большого объема IV гр. и серийного производства с обработкой на блокообрабатывающих агрегатах допускается шитье без марли.
9.2.2. Технология потетрадного шитья нитками и требования к материалам, тетрадям, сшитым блокам. В процессе шитья каждого блока на ниткошвейном оборудовании выполняются следующие операции.

– раскрывание тетради посередине и транспортировка к швейному аппарату;

– прошивание тетради через фальц с присоединением к ранее сшитой части блока;

– проталкивание тетради на приемный стол;

– склеивание крайних пар тетрадей по корешковому полю;

– образование холостого стежка (для последующего разделения нитей между блоками);

– разрезка нитей между блоками;

– образование марлевой петли при шитье на марле;

– автоматический поблочный контроль комплектовки по положению первой тетради с форзацем в блоке.

Шитье может осуществляться нитками на основе натурального волокна, искусственного и комбинацией натурального и искусственного волокна. Для шитья используются нитки хлопчатобумажные № 30 в 6 сложений, капроновые № 50к в 3 сложения, комбинированные состоят из полиэфирных нитей, которые скручиваются с хлопчатобумажными волокнами или обматываются ими. Синтетическое волокно придает смешанным ниткам более высокую прочность, эластичность и стойкость к влаге. Хлопок улучшает поверхностные свойства, при хорошей гладкости и устойчивости к скольжению. Выбор ниток для шитья зависит от вида бумаги, количества и объема тетрадей. Для малообъемных тетрадей нитки должны быть более тонкими. При использовании высокоскоростных ниткошвейных автоматов нитки должны обладать устойчивостью к разрыву и растяжению. Устойчивость ниток из искусственных волокон к сгибу и разрыву значительно выше, чем ниток хлопчатобумажных. Следует учитывать, что нитки из натурального волокна при хранении могут подвергаться гниению. Поэтому нитки из хлопчатобумажного волокна все более вытесняются искусственными нитями на основе полиамидного шелка, диаметр составляет 0,23 мм. Смешанные нитки используются для шитья мелованной бумаги для высокохудожественных изданий.

Марля для шитья используется хлопчатобумажная двуниточная по основе, аппретированная крахмальным аппретом или синтетическим. Недостатком является ворсистость.

В качестве клея для склеивания крайних пар тетрадей используется композиция, состоящая из 90 в.ч. раствора NaКМЦ (концентрация 6%) и 10 в.ч. ПВАД. Склейка необходима для предотвращения распускания стежка при разъединении блоков на приемном столе машины.

Требования к тетрадям:

– вид шлейфа (левый или правый) должен соответствовать требованиям применяемого ниткошвейного оборудования;

– размер шлейфа (8±2) мм;

– ширина форзацев и других приклеек должна соответствовать узкой половине тетради;

– отсутствие смятия или надрыва шлейфа;

– отсутствие склеивания тетрадей с приклейками (форзацев, иллюстраций);

Требования к сшитым блокам:

– отсутствие обрывов нитей;

– обшива фальцев;

– достаточная плотность шитья;

– отсутствие смещения тетрадей в головке блока, отсутствие втяжки тетрадей в блок, правильность разрезки нитей холостого стежка, правильность размеров марлевых клапанов, отсутствие рваных или слишком больших проколов на внутреннем сгибе.

Плотность шитья характеризуется величиной смещения верхней части книжного блока при приложении сдвиговой нагрузки в 10 Н, а также коэффициентом сдвига

,

где С – коэффициент сдвига;

А – величина смещения, мм;

Т бл – толщина блока, мм.

Рис. 9.6. Определение величины смещения

Ширина марлевых клапанов для малых и средних форматов – 18 мм, для больших форматов – 22 мм.
9.2.3. Факторы, влияющие на прочность потетрадого шитья. Прочность потетрадного шитья характеризуется двумя показателями (усилием вырыва внутренних листов тетради и усилием вырыва целой тетради из блока) и зависит от следующих факторов: прочности бумаги на разрыв, направления отлива бумаги, объема тетрадей, прочности и эластичности нитей, количества и длины стежков, вида корешкового материала.

С увеличением прочности бумаги растет и прочность потетрадного шитья.

Поперечный раскрой дает прочность при вырыве внутренних листов в
1,5–2 раза больше, чем при долевом раскрое. Это объясняется тем, что усилие направлено перпендикулярно основной массе волокон. Бумаги с долевым раскроем должны иметь высокую прочность в поперечном направлении.

Объем тетрадей не сказывается на вырыве внутренних листов, но при вырыве целой тетради с увеличением объема усилие вырыва повышается.

Прочность ниток должна быть больше прочности бумажного листа, но ниже прочности тетради на вырыв, считается нормальным, если нити выдерживают при растяжении нагрузку 7–8 кг.

Чем больше относительное удлинение нитей, тем меньше вероятность надрыва бумаги около проколов и соответственно тем выше прочность.

Наибольшую прочность и эластичность имеют синтетические нити.

Зависимость прочности от количества стежков – линейная, с увеличением количества стежков прочность возрастает.

Длина стежков меньше влияет на прочность. При увеличении длины стежка вдвое, прочность возрастает на 20 %. При шитье стараются увеличить количество стежков, поэтому блоки малого формата шьют двумя стежками, среднего – четырьмя, большого – пятью, а формата 60Ч90/8 – шестью.

Наличие, сорт и прочность корешкового материала оказывают влияние в основном на прочность связи блока с крышкой, так как прочность корешкового материала больше прочности нитей.

9.2.4. Ниткошвейное оборудование. Ниткошвейное оборудование различают по возможности выполнения тех или иных стежков и степени автоматизации. На отечественных предприятиях эксплуатируются машины БНШ-6А (автомат). БНШ-6 (полуавтомат), производства Украины, выполняющие все виды стежков. Германия представлена базовой моделью F-140 (полуавтомат, все виды стежков); F-145A (автомат, простой брошюрный стежок); F-142A (автомат, брошюрные стежки простые и переставные). В Европе крупнейшим поставщиком ниткошвейного оборудования является итальянская фирма Meccanotecnica, наиболее известные модели Aster180, Aster220SA, Aster220C. В этих моделях – самые высокоскоростные самонаклады Headop, скорость шитья достигает
180–220 тетрадей в минуту (10–12 тыс. тетрадей в час). Настройка при переходе на новый заказ осуществляется в автоматическом режиме, автоматизированы также разделение блоков и съем готовой продукции. Разработка данной серии высокоскоростных машин способствовала возрождению интереса к технологии шитья нитками. На базе этих ниткошвейных автоматов фирма Meccanotecnica разработала автоматизированную поточную линию Multiplex. Она включает листоподборочную машину горизонтального типа, (возможно от 6 до 30 магазинов для тетрадей). Скомплектованные блоки в виде приверток высотой
100 мм передаются на загрузочные транспортеры каждого ниткошвейного автомата и оттуда каскадно поступают непосредственно в самонаклады. Линия комплектуется тремя ниткошвейными машинами Aster180 или Aster220C. Самонаклады оснащены системой проверки правильности комплектовки Opticontrol. Сшитые блоки либо стапелируются, либо непрерывно направляются в блокообрабатывающие агрегаты. Использование подобных линий существенно повышает производительность труда, сокращает число работающих и производственные площади, ведет к снижению себестоимости продукции. В европейских странах работает более 20 таких линий.

Потетрадное шитье нитками может встраиваться и в технологии печати «книг по требованию». Совместная разработка фирм Xerox и Zechini Grafor позволила создать линию, включающую цифровую печатную машину DocuTech и послепечатную обработку с потетрадным шитьем нитками. Подготовленный PostScript-файл передается из сети на контроллер печати DocuTech, который производит растровое преобразование и управляет процессом печати. Система печатает полосы в подбор, отпечатанные листы фальцуются и поступают на ниткошвейную линию, где они сначала комплектуются в тетради, прошиваются в порядке, соответствующем спуску полос, далее блок с помощью термоклея кроется мягкой обложкой и после обрезки с трех сторон передается заказчику.