Проектирование и расчет послепечатного производства для книжно-журнального издания

Введение
Характеристика брошюровочно-переплётных процессов.
Цель курсового проекта. Характеристика издания. Исходные данные.
1. Анализ издательско-полиграфического оформления и конструкции издания
Таблица 1.1. Техническая характеристика и издательско-полиграфическое оформление издания в переплетной крышке
Показатели оформления ГОСТ (ОСТ), ТУ Проектируемое издание Примечание
Название Литература для школьников младших классов
Автор Козлова Т. А.
Издательство Просвещение
Объем, печ. л. 10
Тираж, экз. 100000
Формат издания и доля листа 70*90/16
Вид форзаца, характер оформления Простой приклейной, не запечатанный
Объем тетрадей, их число 32-х страничные тетради, 5 шт
Способ скрепления издания Сшитые блоки
Тип переплетной крышки Интегральные переплётные крышки ...

Вставка блока в переплётную крышку

На практике в подавляющем большинстве случаев применяется вставка блока в переплетную крышку на форзацы — форзацы блока приклеиваются к внутренним поверхностям сторонок переплетной крышки. Вставка может выполняться на автоматическом или полуавтоматическом оборудовании.
Книговставочные машины-автоматы включают устройства подачи блоков и крышек; клеевые аппараты; вертикальный конвейер с так называемыми крыльями — тонкими металлическими пластинами, которые транспортируют блок в позицию вставки; устройство обжима и приемное устройство. В подобных машинах выполняются следующие основные операции:
1) блоки поштучно подаются в машину;
2) в процессе транспортировки блоков к вертикальному конвейеру на корешковые клапаны наносится клей;
3) блок выравнивается,прираскрывается посередине клиновидным ножом и насаживается на движущееся снизу крыло конвейера;
4) параллельно с транспортировкой блока к вертикальному конвейеру выполняется подача переплетной крышки, кругление ее корешка нагретой фасонной колодкой, после чего крышка помещается в позиции вставки;
5) в процессе подъема блока крылом конвейера его форзацы промазываются клеем, после чего блок насаживает на себя раскрытую переплетную крышку;
6) специальные устройства прижимают сторонки крышки к блоку;
7) книга снимается с крыла вертикального конвейера и передается в приемное устройство.
В полуавтоматических машинах, как правило, нанесение клея на форзацы автоматизировано, после чего оператор вручную наклеивает переплетную крышку на неподвижно закрепленный блок.

Прессование книг

Прессование книг способствует прочной приклейке форзацев к переплетной крышке, предотвращает коробление переплетных крышек в результате воздействия содержащейся в клее влаги и обеспечивает стабильность формы книги. Для прессования применяются винтовые, пневматические и гидравлические прессы. Недостатком винтовых прессов является уменьшение давления по мере деформации книг, поэтому рекомендуется использовать пневматическое и гидравлическое оборудование.

Для прессования книги складываются в стопы, причем эти стопы могут помещаться в специальные контейнеры и тележки, где книги выдерживаются под давлением в течение двух-четырех часов.

Содержание
Введение
1. Анализ издательско-полиграфического оформления и конструкции книги
2. Выбор и обоснование основных технологических решений
2.1 Обоснование выбора технологических решений
2.2 Обоснование и выбор оборудования
2.3 Выбор и обоснование используемых материалов
3. Разработка технологического процесса
4. Технологические расчеты
Заключение
Список литературы

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.Обжим корешкаОбработка книжного блока, сшитого нитками, начинается с обжима корешка. Эта операция вызывается необходимостью уплотнения корешка после шитья на ниткошвейных машинах и автоматах с тем, чтобы в процессе заклейки корешка клей не мог свободно проникать через проколы во внутреннюю часть тетради и склеивать листы.Обжим корешка необходимо проводить с соблюдением определенного режима (давление и продолжительность).Для обжима корешка блока, сшитого нитками, используют различное оборудование отечественного производства и зарубежных фирм. На всех поточных линиях по обработке блока и соединения его с крышкой первой выполняется операция обжима корешка, которая проводится в соответствующих секциях или отдельных машинах. В настоящее время больше половины всех книг изготовляют на поточных линиях, которые имеют высокую производительность и обеспечивают хорошее качество продукции.Заклейка корешкаОперация заклейки корешка книжного блока состоит в промазке его клеем с глубиной проникновения до 1,5 мм, так чтобы образовалась прочная и гибкая клеевая пленка и тетради склеились между собой.Назначение заклейки: окончательно скрепить тетради в книжном блоке после шитья так, чтобы при откры­вании книги между ними не было просвета (так называемого раскола); придать устойчивую форму корешку блока (благодаря свойствам клеевой пленки корешок блока сохраняет округлую форму после кругления); улучшить раскрываемость готовой книги.Сушка корешкаСушка полуфабрикатов в послепечатном цехе проводится на различных стадиях технологического процесса. Сушка необходима после операция, на которых используются различные клеевые растворы, содержащие влагу, впитываемую бумагой.Сушка – это удаление избыточной влаги из клеевого слоя, а так же из бумаги, соприкасающейся с клеевым слоем.При заклейки на корешок блока наносится клеевой слой, поэтому блоки после заклейки корешков необходимо просушить. Влажность клеевой плёнки после высыхания должна составить 12%. При такой влажности плёнка теряет липкость, но сохраняет свою эластичность, что необходимо для проведения последующих операций по обработки блоков.Сушка корешковых книжных блоков после заклейки можно проводить как в естественных, так и в искусственных условиях. Сушка корешковых блоков в естественных условияхБлоки, закреплённые по корешку, укладывают стопками на специальные стеллажи, установленные в цехе. В зависимости от использованного при заклейки корешков клея определяется продолжительность сушки, которая может быть в переделах 1,5-4ч. Сушка в естественных условиях не находит широкого применения.Основные недостатки этого метода:Блоки, уложенные для просушки, занимают большие производственные площади в цехе;Влага испаряется непосредственно в помещении цеха, что ухудшает условия труда рабочих;Удлиняется производительный цикл.Искусственная сушка корешков блоковСуществует несколько способов искусственной сушки:Конвективная ( с подогревом или без подогрева )Термоизлучением ( при при помощи световых или только тепловых излучений ).Конвективная сушка подогретым воздухом. Сушка блоков проводится в специальных сушильных устройствах, куда вентилятором подаётся нагретый воздух. Нагретый воздух не проникает внутрь клеевого слоя, а нагретый не только с поверхности, где быстро образуется клеевая плёнка, которая препятствует удалению влаги из внутренних слоёв. Чтобы поверхность клеевого слоя не пересыхала, температура в камере поддерживается в пределах 45-500С. Такая сушка рекомендуется для корешков блоков, заклеенных клеями, содержащими большое количество влаги. Время сушки 8-11 минут.Конвективная сушка без подогрева воздуха. Этот способ сушки дает хорошие результаты только при использовании быстросохнущих клеев. ПВАД – обладает свойством быстро образовывать на поверхности пленку, в результате чего блоки можно передавать через 15 – 20 минут на последующие операции и без искусственной сушки, но при этом блоки нельзя раскрывать в течении 2-3ч, так как при раскрывании клеевая плёнка разрушается. Это объясняется тем, что образовавшаяся на поверхности клеевого слоя плёнка не даёт возможности испаряться избыточной влаге из внутренних слоёв. Чтобы удалить эту влагу, корешок блока достаточно подвергнуть сильной обдувке струёй воздуха без подогрева в течение 7-9 минутКачество сушки воздухом без подогрева во многом зависит от относительной влажности воздуха в цехе. Нормальная влажность воздуха 65%. При повышенной влажности продолжительность сушки блоков болжна быть увеличина.Сушка термоизлучением. Сушка клеевого слоя термоизлучением основана на способности тепловых излучений проникать на некоторую глубину ( 1-2мм ) в высушиваемый материал. Этого вполне достаточно для сушки корешков блоков после заклейки. Клеевой слой прогревается на всю толщину и высушивается не с поверхности, а по всей толщине, благодаря чему обеспечивается хорошее качество сушки при малых затратах времени ( 6-7 минут ).Сушка термоизлучением бывает:Инфракрасными лампами;Токами высокой частоты.Сушка корешков блоков при передаче тепла излучением обеспечивает высокое качество при пользовании любых клеёв.Вторичный обжимПри заклейки корешков волокна бумаги набухают и деформируются, а поскольку в процессе сушки корешки блоков находятся в свободном состоянии, корешковые фальцы тетрадей несколько разрыхляются. Поэтому для восстановления прежней плотности корешков проводят их обжим после сушки. Эту операцию можно проводить на любых прессах, предназначенных для местного обжима блоков ( пресс FN фирмы Kolbus ) Для высококачественного обжима корешков блоков на обжимном прессе необходимо установит правильное расстояние между прессующими колодками, которое должно соответствовать 2/3 толщины корешка необжатого блока. Обрезка блока с 3-х сторонЕсли книжные блоки состоят из тетрадей, то обрезка блоков с трёх сторон обеспечивает свободный доступ читателю к любой странице книжного издания, т. к. при выполнении этой операции срезаются все фальцы тетрадей блока, кроме корешковых.Величина срезки нижнего, верхнего и переднего полей регламентируется ГОСТ 5773, а формат блока после обрезки называют форматом издания. В соответствии с требованиями ГОСТ 5773 на обрезку нижнего поля даётся 6-7 мм, верхнего – 3-4 мм ( в сумме 10 мм ), а переднего – 5мм.Допуск на точность обрезки, включает в косину 0,1 мм.Обрезка позволяет получить ровные и гладкие обрезы, т. е. повышает эстетические показатели качества книги. Обрезку необходимо выполнять до механической обработки корешка, т. к. наличие фальцев у верхнего, переднего и нижнего краёв блока препятствует относительному смещению листов тетрадей в процессе кругления корешка.Обрезку можно проводить поблочно ( по одному блоку ) и превёртками ( пачками блоков ).Блоки обрезают с трёх сторон как на одноножевых бумагорезальных, так и на специальных трёхножевых машинах, которые за один рабочий ход обрезают привёртку с трёх сторон.Обрезку проводят точно, с соблюдением предусмотренных норм. Любые отклонения при обрезке с трёх сторон имеют размеры и нарушают соотношение размеров и полей.Вставка блока в переплётную крышкуНа практике в подавляющем большинстве случаев применяется вставка блока в переплетную крышку на форзацы — форзацы блока приклеиваются к внутренним поверхностям сторонок переплетной крышки. Вставка может выполняться на автоматическом или полуавтоматическом оборудовании. Книговставочные машины-автоматы включают устройства подачи блоков и крышек; клеевые аппараты; вертикальный конвейер с так называемыми крыльями — тонкими металлическими пластинами, которые транспортируют блок в позицию вставки; устройство обжима и приемное устройство. В подобных машинах выполняются следующие основные операции: 1) блоки поштучно подаются в машину; 2) в процессе транспортировки блоков к вертикальному конвейеру на корешковые клапаны наносится клей; 3) блок выравнивается, прираскрывается посередине клиновидным ножом и насаживается на движущееся снизу крыло конвейера; 4) параллельно с транспортировкой блока к вертикальному конвейеру выполняется подача переплетной крышки, кругление ее корешка нагретой фасонной колодкой, после чего крышка помещается в позиции вставки; 5) в процессе подъема блока крылом конвейера его форзацы промазываются клеем, после чего блок насаживает на себя раскрытую переплетную крышку; 6) специальные устройства прижимают сторонки крышки к блоку; 7) книга снимается с крыла вертикального конвейера и передается в приемное устройство. В полуавтоматических машинах, как правило, нанесение клея на форзацы автоматизировано, после чего оператор вручную наклеивает переплетную крышку на неподвижно закрепленный блок.Прессование книгПрессование книг способствует прочной приклейке форзацев к переплетной крышке, предотвращает коробление переплетных крышек в результате воздействия содержащейся в клее влаги и обеспечивает стабильность формы книги. Для прессования применяются винтовые, пневматические и гидравлические прессы. Недостатком винтовых прессов является уменьшение давления по мере деформации книг, поэтому рекомендуется использовать пневматическое и гидравлическое оборудование.Для прессования книги складываются в стопы, причем эти стопы могут помещаться в специальные контейнеры и тележки, где книги выдерживаются под давлением в течение двух-четырех часов.Упаковка изданияУпаковка готовых книжных изданий выполняется для сохранности, удобства транспортировки книжно-журнальной продукции на склады готовой продукции полиграфических предприятий, книготорга, в книжные магазины и библиотеки, а так же для удобства хранения и учёта имеющейся на складах продукции.Виды упаковки и основные требования к ней регламентируются отраслевым стандартом ОСТ 29.2.Стандарт предусматривает два вида упаковки: в пачку из бумаги или коробочного картона и в ящик из картона. Допускается также упаковка в термоусадочную плёнку.К упаковке книжно-журнальной продукции предъявляются определённые требования:Масса пачки после упаковки не должна превышать 8 кг;Продукцию в зависимости от её формата укладывают в пачки в одну, две или четыре стопы, миниатюрные издания допускается укладывать в восемь стоп;Книги в стопы укладывают плашмя по одной или несколько единиц корешками в разные стороны;Число единиц в стопе должно быть равным двум или пяти;Высота стопы не должна превышать 19 см;Пачки упаковывают в бумагу или картон ( коробочный или гофрированный ), при этом нахлёст клапанов бумаги или картона должен быть 4-5см;После упаковки пачку обвязывают двумя поясами, располагая их перекрёстно или параллельно; Обвязочный материал должен плотно обтягивать пачку; скрепление обвязочного материала должно быть прочным и не оставляющим следов на поверхности переплётных крышек или обложек;При упаковке в бумагу под обвязочный материал укладывают прокладки из картона шириной не менее 8см, а при параллельной обвязке в двух местах – не менее 15см;При упаковке в картон или при упаковке в бумагу продукции, предварительно вложенной в картонные футляры, прокладки под обвязочный материал не предусматриваются.Сталкивание листов форзацной бумагиПервые технологические операции для продукции, поступающей в виде отдельных листов, - сталкивание, разрезка и фальцовка. Готовые тетради минуют эти операции. Сталкиванием называется процесс выравнивания листов по двум верным взаимно перпендикулярным сторонам. Листы необходимо сталкивать перед разрезкой, так как в печатном цехе отпечатанные листы выравнивают недостаточно хорошо, и они после разрезки их на части не имели бы ровных полей. Таким образом, сталкивание отпечатанных листов обеспечивает не только высокое качество разрезки их на части, но и фальцовки листов. Сталкивают также и неотпечатанные (чистые) листы перед их счетом и подрезкой. Подрезка - это срезка кромок у листов. Эту операцию проводят в целях получения листов нужного формата или для устранения косины. Подрезка обеспечивает верные стороны у чистых листов. Операция сталкивания отпечатанных листов складывается из создания воздушной прослойки между ними и выравнивания всех листов по верным сторонам путем приведения их торцевых кромок в контакт с какой-либо ровной поверхностью. Образующаяся воздушная прослойка уменьшает силы трения и выполняет роль смазки между трущимися поверхностями листов; в результате листы свободно скользят один относительно другого и легко сталкиваются. На качество и трудоемкость процесса сталкивания большое влияние оказывают: 1) формат бумажных листов, 2) масса 1 м2 бумажного листа, 3) гладкость бумаги, 4) наличие или отсутствие статического электричества в бумаге, 5) влажность бумаги. Статическое электричество в бумаге препятствует образованию воздушной прослойки между листами, так как при этом наблюдается явление слипания листов. Гладкая бумага сталкивается легче, чем шероховатая, так как силы трения при этом меньше, что способствует лучшему скольжению листов относительно друг друга. При пониженной или повышенной влажности затрудняется процесс сталкивания, так как при недостаточной влажности в бумаге образуется статическое электричество, а при избыточной влажности листы становятся более тяжелыми и рыхлыми. Постоянную нормальную влажность в цехе обеспечивает кондиционирование воздуха. При нормальной равновесной влажности бумаги (7-8%) обеспечиваются нормальные условия сталкивания бумаги без образования статического электричества. Сталкивание листов выполняют вручную или на специальных машинах (станках). Сталкивательные машины недостаточно совершенны, малопроизводительны и неудобны в обслуживании. Станок для сталкивания механизирует операции создания воздушной прослойки между листами и сталкивания. Обе эти операции проводятся на разных столах. Перенос листов с одного стола на другой, а также загрузку и съем столкнутых листов выполняют вручную. Поэтому производительность машинного сталкивания незначительно превышает производительность сталкивания вручную - всего на 3-5%. Машины для сталкивания широкого распространения не имеют. Сталкивание вручную - очень трудоемкий процесс, он требует большой затраты тяжелого физического труда. В среднем за одну смену рабочий на операции сталкивания поднимает около 5 тонн бумаги. Поэтому необходимо совершенствовать конструкцию машин для сталкивания и внедрять на производстве механизированное сталкивание.Разрезка листов на форзацыОтпечатанные листы (с текстом, иллюстрациями, обложками или форзацами) после сталкивания поступают на следующую технологическую операцию — разрезку.Разрезке подвергаются только тс бумажные листы, на каждом из которых расположено несколько листов для фальцовки, несколько иллюстраций, обложек или форзацев. В зависимости от количества этих перечисленных элементов лист разрезают на соответствующее количество частей.Зная число листов для фальцовки, долю листа, можно определить число частей, на которое нужно разрезать данный лист, и минимальное число резов. Следует помнить, что число резов никогда не совпадает с количеством частей, на которые разрезается лист.При разрезке незапечатанных бумажных листов, предназначенных для изготовления форзацев и обложек, необходимо помнить, что их раскрой всегда должен быть долевым, т.е. бумажные волокна в полученных заготовках должны располагаться параллельно корешку тетради или блока.Разрезка листов является чрезвычайно ответственной операцией, так как брак, полученный при разрезке, неисправим. Малейшее отклонение от допустимых линейных размеров, установленных техническими условиями, приводит к неисправимому браку. Поэтому к качеству разрезки листов предъявляются очень жесткие требования:отклонение в линейных размерах разрезаемой продукции не должно превышать 1 мм;все листы после разрезки должны иметь прямоугольную форму;допустимая косина листов не должна превышать 1 мм;ширина разрезных полей листов данного издания должна быть одинаковой во всех пачках; допустимое отклонение ±1 мм;обложки и иллюстрации должны быть нарезаны по утвержденному эталону; допустимое отклонение ± 0,5 мм.Точность разрезки отпечатанных листов зависит не только от квалификации резальщика, но и от правильной раскладки печатной формы, от правильного положения листа в печатной машине.К разрезке другой листовой продукции — переплетных тканей, картона, пластических масс и т.д.— предъявляются особые технические требования.Правильность разрезки в первую очередь проверяет сам резальщик в процессе работы, а также мастер участка.Качество разрезанной продукции оказывает большое влияние на работу и производительность оборудования, выполняющего последующие операции (фальцевальные машины, форзацприклеечные автоматы, крытвенные машины и т.д.).ФальцовкаФальцовка является одной из операций в брошюровочном процессе и оказывает большое влияние на качество издательской продукции, а также на характер и трудоемкость брошюровочно-переплетных работ, в частности, на подборку, шитье и формирование корешка блока. Трудоемкость машиной фальцовки сравнительно невелика, но она во многом определяет качество печатной продукции. В полиграфии четкий сгиб принято называть фальцем (от нем. falz), продукт фальцовки – сфальцованным листом или тетрадью, а соответствующие устройства и машины - фальцевальными. Особенность терминологии в русском языке состоит в том, что наряду с термином "фальц" часто употребляется другой – "сгиб". Вместе с тем сложилось так, что первый термин скорее относится к физическому воплощению результата фальцовки, тогда как второй – одновременно к действию и результату на каком-либо этапе фальцовки.