Основные типы клеев, применяемые при КБС

ГЛАВА 2.

Основные типы клеев, применяемые при КБС.

2.1. Общая  характеристика клея, как полиграфический  материал.

  
Клей – это композиция на основе веществ, способных соединять (склеивать) различные материалы, благодаря образованию между их поверхностями и клеевой прослойкой прочных адгезионных свойств. 
По физическому состоянию  клеи представляют собой жидкости различной  вязкости, пленки или порошки.  
Могут содержать отвердители  или добавки (наполнители, растворители, стабилизаторы, пластификаторы и т.д.). 
Клеящие свойства жидких веществ  могут проявляться при комнатной  температуре, а твердых веществ  – при нагреве или действии растворителей. По типу основы клеи подразделяют на органические (природные: животные и растительные; синтетические: термореактивные и термопластичные) и неорганические (минеральные и металлические). Они могут быть жидкими, пастообразными или твердыми, одно- или многоупаковочными. 
  
Ко всем клеям  предъявляются следующие требования: 

коррозионная неактивность; 
невыделение летучих веществ при отверждении; 
нетоксичность; 
сопротивление старению; 
грибо-, водо- и атмосферостойкость; 
достаточная жизнеспособность; 
способность к длительному хранению.

Процесс склеивания можно  считать состоящим в типичном случае из следующих основных стадий:  

превращение клеящего вещества в состояние, пригодное для нанесния на поверхность склеиваемого материала (растворение, расплавление, приготовление клеящей пленки и т.д.); 
подготовка поверхности склеиваемых материалов и нанесение клеящего вещества. 
превращение клеящего вещества в клеевой слой, прочно соединяющий склеиваемые материалы, при соответствующем режиме по температуре, давлению, продолжительности выдержки без давления и под давлением и т.д.

Основные характеристики клея: 

вязкость; 
жизнеспособность; 
сухой остаток; 
скорость отверждения; 
смачиваемость; 
липкость; 
плотность.

  
В перплетных процессах применяются  клеи растительного и животного  происхождения, поливинилацетатная дисперсия (ПВАД), термоклеи и полиуретановые клеи (PUR). 
Выбор клея - ответственный момент в технологии КБС, так как от него в большой степени зависит качество скрепления. Клей должен быть удобен в использовании, что определяется его характеристиками: впитывающей способностью и вязкостью. Впитывающая способность влияет на то, как клей проникает в бумагу. Бумага малой и средней степени проклейки без покрытия хорошо смачивается водными растворами клеев или дисперсиями. Однако, если используется материал с поверхностной отделкой, например, мелованная или бумага с большим содержанием золя и проклеивающих веществ, клей хуже воспринимается поверхностью: он не проникает в поры, а следовательно, не склеивает волокна. Поэтому вместо воды обычно подбирают другой растворитель или вводят в состав клея поверхностно-активные вещества (ПАВ). 
Вязкость клея зависит  от его состава и должна быть оптимальной  для данной бумаги. Слишком вязкий клей плохо проникает в поры, а  текучий - полностью впитывается. Вязкость выбирается достаточная для того, чтобы клей заполнил макронеровности  корешка, проник между листами и  образовал пленку на поверхности. 
Помимо удобства в производстве, клей должен обеспечивать долговечность  издания. За это отвечают эксплуатационные свойства: адгезионно-когезионные характеристики, способность клеевого соединения сохраняться  на долгое время. Адгезия и когезия - противоположные явления. Адгезия, или липкость клея, гарантирует его  надежное сцепление с поверхностью бумаги. Когезия - внутримолекулярное взаимодействие структуры клея - обеспечивает прочность и эластичность клеевой  пленки. Если преобладают когезионные  силы, клей будет находиться на поверхности  бумаги и не проникнет в ее структуру. При чрезмерной адгезии клей прочно соединится с бумагой, но когезионных  сил будет недостаточно для формирования прочной клеевой пленки. Оптимальный  баланс гарантирует, что листы будут  прочно скреплены, а корешок не рассыпется. Для этой цели регулируют вязкость и липкость клея, а также прочность  склейки, вводя в состав добавки. 

2.2. Животный  клей.

  
Животный клей – это клей на основе клеящих природных полимеров. 
Виды животных клеев: 
Костный клей – натуральное клеящее вещество, на основе белковых продуктов, получаемый при производстве желатина. Он не ядовит, не токсичен и не вызывает аллергии. Также не горит, не взрывоопасен и не содержит синтетических примесей. Это придает ему потрясающие потребительские характеристики. 
Клей мездровый. Мездра – слой шкуры, отделяемый при выделке. В него входят подкожная клетчатка, остатки мяса и сала. Этим клеем называют продукт, получаемый развариванием с водой мездры, отходов шкур, головок и лапок, обрезков кож и другие отходы кожевных заводов и мясокомбинатов. 
Рыбий (осетровый) клей, получаемый из плавательных пузырей и плавников рыб осетровых пород, является лучшим по качеству, но дорогим и дефицитным материалом. Его применяют при особо ответственных работах: реставрации уникальной мебели, инкрустации, мозаики Буля, золочении, реставрации рукописей. 
Казеиновый клей получают из казеина2 или продуктов его переработки. Выпускают в виде порошков и растворов в щелочных и нейтральных средах. Порошки перед применением разводят водой.  
Наиболее распространен  казеиновый канцелярский клей, применяемый  для соединения древесины, фанеры, бумаги, картона, бумаги со стеклом, древесины  с тканью и др. 
Альбуминовый  клей, основная составная часть — альбумин, содержащийся в крови животных. Такие клеи имеют темно-коричневый (почти черный) цвет и неприятный запах. Применяют их только в производстве клееной фанеры. Склеивание альбуминовым клеем производят при высокой температуре в прессах с нагреваемыми плитами. 
  

2.3 Дисперсии  поливинилацетата (ПВА).

  
Дисперсия ПВА представляет собой вязкую жидкость белого или слегка желтоватого цвета. Обладает хорошими связующими и клеящими свойствами, высокой адгезией к различным материалам. Покрытия из дисперсии ПВА отличаются высокой механической прочностью, светостойкостью, а также стойкостью к жирам, растительным и минеральным маслам. 
В последние годы наблюдается  значительный рост потребления ПВА  для изготовления клеев и красок. Наиболее используемым клеем является поливинилацетатная дисперсия. Она находит свое применение в различных промышленных отраслях. 
В упаковочной промышленности клеи на основе дисперсии ПВА используют в автоматических линиях для изготовления упаковки из картона, многослойных бумажных мешков, картонных барабанов, комбинированных  материалов, конвертов и др. 
В бумажной промышленности Дисперсию ПВА наносят на бумагу для улучшения ее жесткости, цвета, стойкости к жирам и старению и лучшей восприимчивости к типографским краскам. ПВА дисперсию наносят  на моющиеся обои. Добавление дисперсии  в бумажную пульпу улучшает прочность  бумаги. 
В полиграфической промышленности клей ПВА применяется для брошюровки книг и тетрадных блоков. Поливинилацетатную эмульсию используют как связующее  вещество при изготовлении карандашей, пробок. 

2.4. Термоклей.

  
Термоклей представляет собой композицию из сложных полимеров. В обычных условиях это твердые вещества (в виде порошка или гранул). При нагревании до 100–200°С они плавятся, а при охлаждении образуется клеевая пленка, так что скрепление осуществляется практически моментально.  
Поскольку закрепление термоклея  вызвано полимеризацией, а не испарением растворителя, сушка не требуется. Этот материал позволяет работать на больших  скоростях, поэтому он так популярен. При работе с термоклеем очень  важно соблюдать температурный  режим. Для каждой марки предусмотрена  своя рабочая температура. От нее  во многом зависит, как клей поведет  себя с бумагой: заполнит ли поры, образует ли пленку или полностью впитается, не потрескается ли. Забывать про введение соответствующих добавок тоже нельзя. Расплав порошка или гранул сам  по себе не используется. Для того, чтобы  с клеем можно было работать, в  него добавляют пластификатор: благодаря  нему клей становится эластичным, образует клеевую пленку и скрепляет листы блока. Оптимальное содержание пластификатора - 15–20%; при большем количестве клей «течет» и с ним неудобно работать. Одной из причин того, что со временем клеевая пленка трескается, а листы высыпаются из блока, может быть старение клея. Поэтому в его состав добавляют антиокислители, которые продлевают срок службы клея и самого издания. 
  

2.5. Полиуретановые  клеи.

  
Полиуретановые клеи — синтетические клеи, получаемые из исходных веществ для синтеза полиуретанов. Основные компоненты — ароматические или алифатические изоцианаты, содержащие в молекуле не менее двух NCO-групп, и гидроксилсодержащие олигомеры (например, олигоэфиры, синтезируемые из адипиновой кислоты и триметилолпропана). 
 Полиуретановые клеи могут содержать инициаторы отверждения (небольшие количества воды, спирта, водных растворов солей органических кислот и щелочных металлов) и наполнители (двуокись титана, окись цинка, портландцемент). Для лучшего совмещения компонентов и регулирова  
и т.д.................