四、粘接器(膠訂機)的結構與特性 1.結構 目前國內常用的膠訂機有手工長條式、自動圓盤式、全自動聯(lián)動式多種。手工長條式膠訂機結構簡單,造價低廉,以手工操作為主,效率較低,目前用量不大。自動圓盤式膠訂機由機架、大夾盤、進本機構、涂膠機構、封面輸送機構、包本機構、收書機構、傳動機構、控制裝置等組成。隨著計算機技術的普及,控制裝置已開始用可編程序控制,變頻調速,PID溫度控制,具有無級調速、膠鍋自動加熱、溫度自動控制、故障自動檢測功能。有5個以上的書芯夾子裝置圍繞膠訂機大夾盤中軸運轉。除人工供給書芯外,對書芯進入機器后的闖齊——銑背——開槽——涂背膠——涂側膠——輸送封面——封面壓折線——自動包貼——封面托實等過程,均由機器自動完成。國內大中型書刊定點印制廠普遍使用自動圓盤式膠訂機?! ∪詣勇?lián)動式膠訂機是由書帖配頁機、書芯傳送機構、無線膠訂機、固化定型機構、三面切書機等組成全程自動化控制,穩(wěn)定性高,生產速度快。此類機型因造價高昂,至今在為數不多的大型企業(yè)運用。 2.自動圓盤膠訂機的特性 自動圓盤膠訂機的裝訂工藝流程見圖2。 其中,銑背和涂膠(含背膠、側膠)是包本的關健技術?! 楸WC書芯折頁套疊處被切削徹底和冊頁間的粘接,要分別進行銑背刀、開槽刀工作面各自與夾書器下平面的間隙調整(前者約0.7~0.9 mm,后者約0.2~0.6 mm),入書端與出書端的微量(0.05 mm)的傾斜,以及保持銑刀的鋒利?! 楸WC涂膠均勻和對書芯冊頁間的滲透,除機械方面要對涂底、側膠的膠輪進行調整外,最主要的是控制膠鍋溫度,使其在有好的流動性(便于操作)前提下,保持正常的粘度并防止快速老化。 五、各要素在生產條件中的動態(tài)影響 上述各生產要素不僅因各自的結構組合形成各自的不同特性,并在生產條件中,各自產生動態(tài)變化,又發(fā)生相互改變個性的動態(tài)影響。 1.紙張纖維結構在膠訂機銑刀的機械切削力作用下,產生縱、橫等多方位的斷裂。強大的外力造成被造紙施用膠粘劑定位的填料等顆粒錯位。切削界面變得粗糙。界面粗糙是銑背的目的,纖維斷裂處的絨毛,同時又成為膠液灌注通道上的柵欄?! ?.內文用紙制造時選用的漿料和低量的膠料,使其印刷后有較快的吸濕速率、較高的新增水分和明顯的壓縮率與較低的彈性恢復率。這些物理指標的變化,均源于印刷后內文紙張中的水分含量明顯增加。層壓緊密疊放的書帖,在進入膠訂程序的高溫低濕特定小氣候區(qū)域時,外部環(huán)境較高的溫度和較低的濕度,啟動自身的排濕功能,要向貼近的產生熱力的膠訂機蒸騰水汽。這種水分的蒸發(fā),主要集中在銑背——涂膠程序。纖維毛細導管自冊頁中心部位向周邊、特別是被銑加工的書背部位輸導擴散進行。在高溫低濕環(huán)境中內文印刷紙張水分的輸導揮發(fā),有以下幾種現(xiàn)象發(fā)生: 第一,銑背加工粗糙處的水分因直接處于外界空間的邊緣,首先向膠訂機揮發(fā)。同時引導帖頁內深處的水分沿此途徑輸導向外界逸出。這種自內向外的輸導距離和脫濕速率,決定了水分的大量揮發(fā)要有在膠訂機上停留的足夠時間。而自動圓盤膠訂機900~1 800本/h的效率難以滿足。這就使書芯內文的脫濕排水因有效時間太短難以完成。加之銑削界面的粗糙毛絨,破壞了纖維導管的貫通,阻緩了水分的順利揮發(fā),而又聚集于銑削界面,成為新的濕部集中區(qū)。紙張潤脹狀態(tài)下銑出的槽穴,其形狀與尺寸將隨紙張水分的逐漸揮發(fā)和紙張收縮而變形寬大,與膠粘附力產生分離力。 第二、隨著銑背開槽水分的揮發(fā),涂膠機構向書背平面滾動涂膠,膠液在未與紙張接觸前的瞬間,與紙張中揮發(fā)的水汽首先接觸。相對溫度要低的多(膠液溫度≥150~170℃)的水分子,繼續(xù)從高溫度膠液層面吸收熱量的熱平衡運動中加快揮發(fā)速度。在這種熱平衡與蒸發(fā)兩種運動同時交織進行中,膠液的表層溫度迅速降低,開始產生結皮,流動性變差。對冊頁間的灌注滲透能力減弱,潤濕粘附力下降。這種狀況,隨著紙張內含水量大和膠液溫度高,更為嚴重。 3.加熱后粘流態(tài)的熔膠液,因上述紙張形狀改變引發(fā)界面毛絨、水分揮發(fā),致使膠液表面降溫結皮兩種動態(tài)的影響,改變了機械作用力下的涂膠效果。使操作者誤認為其流動性不好是粘度高,溫度低而致。就采用繼續(xù)提高對膠的加熱溫度的操作方法和加大膠鍋容積、增加新膠料預熱器等方式。其結果是膠鍋可容納5kg以上膠料,靠熱力傳導全部熔融的時間約2小時;起初投入的膠料,正常均勻循環(huán)(實際上因加熱裝置的隔分,不可能有均勻循環(huán)流動)用完的時間不低于12小時。也就是說,最初期投入的膠料始終處于較長時間?gt;2~12小時)的加熱狀態(tài)。實際的操作行為和機械設計,結果是加速了熱作用下的膠液分解老化,加劇了上述紙張水分變化的動態(tài)作用。不能達到改變流動性、保證膠訂質量的目的?! ?.膠訂機運轉過程中各機構的調整不當、松動引發(fā)的位移、運行中的正常磨損等機械變化,也會對包書成型造成不同影響(見表8) 六、必要的調整 相對而言,印刷材料和印刷工藝是膠訂生產無法改變的客觀基礎。因紙張纖維經機械銑削破壞后的界面粗糙和水分蒸發(fā)時對膠訂熱熔膠的氣阻及降溫結皮等不適應性隨時存在,只有對膠訂工藝所涵蓋的機械、材料、技術等做必要的調整,才能保證在實際印刷品的基礎上,有正確的應對和可靠的質量。 1.膠訂熱熔膠的材料選擇與配合,應以膠訂生產時熱力需求降低來設計。軟化點的降低,緩解水分蒸發(fā)量及其負作用。既可提高其流動性,又能防止高溫下的膠體老化。低溫型膠訂熱熔膠及可速熔的小顆粒造型,是其改進方向?! ?.膠訂機的膠鍋造型設計與制作宜窄不宜寬,以較短時間能讓鍋內膠液全部循環(huán)使用為準。涂膠輪直徑易大不易小,以其周長略大于所包書長為準,以保證書背涂膠量均勻。預熔釜裝置溫度控制宜稍低,還應有定量供應及過濾生料功能?! ?.規(guī)范操作技術。對膠料的添加堅持勤加少加的原則,注重防止長期加熱引發(fā)的新料快速老化。(曹 華 程秋玉 陳順立)
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