Клеевое скрепление: ничего лишнего! в Хабаровске

Помните старые книги в мягкой обложке? Многотомные издания «Классики и современники», «Библиотека советской фантастики», «Мир приключений» и другие подписные серии выпускались именно в этом формате. Увлекательные и познавательные, отпечатанные чётким разборчивым шрифтом, они имели один существенный недостаток: при первом прочтении страницы упорно не хотели раскрываться во всю ширину, а попытка их переупрямить приводила к отрыву листов от корешка. Было до ужаса обидно, что долгожданные «Город» Саймака, «Собачье сердце» Булгакова или «Звёздные дневники Ийона Тихого» Лема превращаются в ворох макулатуры прямо в процессе чтения, составляя явный диссонанс с прелестью авторского стиля и динамичным сюжетом. С той поры за книгами с клеевым скреплением повелась недобрая слава.

Любимые детские книжки тоже выходили в мягких обложках, и мы зачитывали их буквально до дыр!

К счастью, технологии совершенствуются, и сегодня соединение КБС – вполне надёжный способ изготовить многостраничную продукцию, которая будет служить верой и правдой много лет. Пруфы в студию? Обязательно! Только давайте прежде выясним: когда вообще появился клей, каким он был изначально и как менялся со временем? Вперёд, в прошлое!

«Тупиковая ветвь»: очередное заблуждение историков в Хабаровске

Неандерталец, бывший, по мнению учёных, существом туповатым и не склонным к логическим умозаключениям, на поверку оказался весьма развитым субъектом. Интеллект у них был не слабее, чем у кроманьонцев, а мышцы, сухожилия и кости даже покрепче. О причине вымирания Homo neanderthalensis выдвигали множество гипотез – от метеоритной до ядерной, но в настоящий момент главенствует одна: их вытеснили наши с вами прямые предки. Точнее, не вытеснили, а попросту укокошили, не говоря худого слова. Однако в теле любого современного европейца осталась память о них – 2% неандертальских генов. 

Неандерталец подбирает компоненты для клея

Помимо костяных и кремниевых ножей, скребков и оружия волосатые обитатели пещер изобрели первый в мире композитный клей. Во французском поместье Ле Мустье археологи обнаружили смесь, на 55% состоящую из охры и на 45% из битума (продукта выветривания нефти). Находку идентифицировали датой 120 тысяч лет до новой эры. Клей неандертальцев прекрасно скреплял дерево и камень, но не прилипал к рукам, в отличие от нынешних «Супермоментов» и прочих фиксаторов пальцев. 

Первое испытание композитного клея на шкуре бизона

Если с минеральным клеем всё было понятно с самого начала, то клей из бересты, которым пользовалась «тупиковая ветвь эволюции», поставила в тупик самих учёных. Чтобы перегнать древесину в дёготь, нужны тигель и каменная печь, коих у неандертальцев точно не водилось. Разгадка оказалась до смешного простой: оказывается, требовалось всего-навсего навалить кучу бересты возле стенки из негорючего материала (например, сланца или речной гальки) и поджечь, а результат соскрести чем-то вроде шпателя. Исследователи не ограничились теоретическими выкладками, а провели эксперимент: заставили таджика-гастарбайтера робота с механической рукой-клешнёй выдёргивать осколок камня, вклеенный в трещину ветки. Где-то на 80-й попытке автомат внезапно заговорил на русском нецензурном, а к 170-му, последнему, разу обогатил великий и могучий девятнадцатью неологизмами, по крепости не уступающими абсенту (70 градусов чистого спирта), но успеха так и не достиг.

Неандерталец готовит клей из бересты

Объединяя века в Хабаровске

Материальные свидетельства применения клея найдены на раскопках легендарного Вавилона. Кстати, вы знаете, почему развалилась знаменитая на весь мир вавилонская башня? Да схалтурили древние строители: вместо того, чтоб израсходовать запас клея на скрепление камней, они перепродали его втридорога шумерам, а те в знак благодарности прислали 10 бочек крафтового финикового пива. Ну так вот: неразбазаренные запасы вавилонского клея – смеси битумных смол – пошли на изготовление копий (приклеивание наконечников) и поделки из слоновой кости для буржуазии. Возраст артефактов, а также горшков с исходными компонентами – более 6 000 лет.

Вавилонская глиняная табличка с тригонометрическими расчётами, склеенная битумными смолами

Из всех искусств клейких и связующих веществ для нас египтян были пчелиный воск, яичный белок, алебастр, глина, камедь, натрон (природная сода) и крахмал. Пчелиный воск употреблялся в кораблестроении, бронзолитейном деле и бальзамировании, им заливали крышки сосудов для герметизации, а также скрепляли волосы в сложные причёски. Яичным белком грунтовали стены перед росписью и добавляли его в сами краски, после чего их не брала ни холодная, ни горячая вода, ни мыло, использовали для накладывания сусального золота на штукатурку. 

Чудесно сохранившиеся ворота Иштар (VI в до н.э.). Краски обязаны стойкостью яичному белку

Гуммиарабик – ароматная смола для воскурений – употреблялся для склеивания льняных полотен и соединения фрагментов мозаичных полов. Менее редкие природные смолы шли на починку инструментов и разбитой посуды, создание мебели и саркофагов. В гробнице Тутанхамона (1365 г. до н.э.) нашлась кедровая шкатулка, не выточенная из дерева целиком, а соединённая с помощью казеинового клея (композиция молочного белка с добавками – крахмалом, известью, канифолью и проч). Клеем соединяли и листы папируса – будущие свитки, древние книги египтян.

Гуммиарабик – застывшая смола акации

Взгляните на этот роскошный шлем римского легионера, изготовленный 2300 лет назад! Серебряные лавровые листья прикреплены к основе особым клеем – смеси животного жира, древесной смолы и битума. Такой же состав применяли для украшения доспехов, починки стеклянной и металлической посуды. В целях улучшения адгезии римляне добавляли в клей неорганику – сажу и кварцевый песок. 

Шлем римского легионера, IV в. до н.э.

В трудах Плиния Старшего есть сведения о применении хризоколлы в качестве припоя для золота. Ихтиоколой он называет рыбу белугу и клей из её плавательного пузыря – он использовался для фанерирования древесины цитрусовых. «Из коровьей (bourn) кожи вываривают клей, особенно хорош он из бычьей (taurorum)», - пишет Плиний. Диоскорид добавляет: «Клей (κόλλα), который некоторые называют столярным (ξυλοκόλλα) или бычьим клеем (ταυροκόλλα): самый лучший – родосский, приготовляемый из бычьей или коровьей кожи, он белый и прозрачный, а тёмный — хуже...». Готовили эти связующие в огромных чанах путём многочасового кипячения. Античные мастера успешно применяли крахмальные, костные и казеиновые клея, аравийскую камедь, вишнёвую смолу и другие природные связующие.

Ложе для трапезы. Римляне знали толк в комфортабельных лежбищах!

В пух и прах, или «птичку жалко» в Хабаровске

О мрачном Средневековье сложено немало отвратительных легенд, и вот вам очередной пример: птичий клей, который использовали кустари-мебельщики, сапожники и гончары, якобы изготовлялся из тщедушных тел мелких пичужек. Добычу заманивали в холщовые мешки вкусняшками – канареечным семенем или червячками, затем складывали в железный котёл, заливали водой и кипятили до получения однородной массы. Перья и маленькие крылатые души после остывания отцеживали, а состав наносили на дерево, керамику или кожу.

«Какая дикость! Какая жестокость!» – скажете вы. Но этот гнусный поклёп имеет мало общего с реальным старинным рецептом. На самом деле птичьим клеем называли не только готовый продукт, но и исходное сырье – плоды омелы белой. Ягоды вечнозелёного паразитического растения – излюбленное лакомство пернатых. Наевшись сочных жемчужно-белых пузырьков, птицы вытирают клювы о ветви деревьев, распространяя семена по окрестностям. Эти-то плоды средневековые мастера и брали за основу для своего клея. Впрочем, птичек с его помощью действительно ловили – большей частью для водворения в клетки на потеху городским жителям, но порой и для приготовления изысканных аристократических яств. 

Омела белая

Книги в то время изготавливали только вручную, их страницы сшивали нитью и крепили к твёрдому переплёту кожаным/вощёным шнуром или застёжками. Клей использовали при декорировании переплётной крышки, оформлении форзаца и эрзаца. Издания в мягкой обложке появятся гораздо позже – в XIX столетии. 

Рецепт костного клея. «Технолог-практик», О.В. Мильчевский. Книга фабричных, заводских, ремесленных, художественных и других промышленных производств. Москва, 1868

Эх, хвост-чешуя! в Хабаровске

Первый костный клей фабричного производства выпустили в 1690 году в Голландии. А первый патент в сфере адгезивных материалов зарегистрировали в Англии в 1754 году. Его состав трудно назвать оригинальным – классический рыбий клей, каковой вовсю применяли ещё античные мастера. Кстати, многочисленные вариации этого экологичного безопасного связующего используются в мебельной и столярной отрасли до сих пор, и есть множество нюансов его приготовления!

На рентене хорошо различим плавательный пузырь рыбы

В исходном виде рыбий клей – невзрачные серо-бежевые равные пластинки, стружка или отдельные волокна, в разведённом – прямо бульон от ухи, только густой и без аппетитных золотистых бликов масла. Застывший клей похож на ананасный мармелад, не обвалянный в сахаре. Элитной версией состава во все времена считался осетровый - карлук, изготовляемый из плавательных пузырей севрюги, белуги, осетра, стерляди. 

Осётр в шоке от человеческой жадности: ни грамма в отходы!

Обычный рыбий клей делают из костей, хрящей, плавников и чешуи сома, трески, сазана и более мелких подводных обитателей. В продажу он поступает в виде пластин, гранул, паст или густых растворов.

Обычный рыбий клей в исходном виде

Столярный рыбий клей реализуется на вес в гранулированной форме или в виде спрессованных брусков. Хранить его нужно в прохладном месте, а после разведения использовать как можно скорее: натуральный состав склонен к заплесневению. Зато это нетоксичное и абсолютно безопасное для человеческого здоровья связующее.

Столярный рыбий клей

Спешим утешить всех рыбаков, аквариумистов и зоозащитников: «Любимая типография» не покушается на жабродышащий объект вашего интереса! В полиграфии применяются в основном современные адгезивы, которые не наносят природе никакого урона. О них и пойдет речь в следующем разделе.

Кулинарная книга полиграфиста: соусы и пропитки в Хабаровске

В печатном деле используются разные типы клеёв: целлюлозные, на полиуретановой основе, водно-дисперсионные, животные и термоклеи. К любому составу мы предъявляем…. Нет, пока не претензии, но очень суровые требования. Он должен:

• обладать хорошей адгезией к соединяемым материалам – это определяет прочность скрепления;
• обладать нужной вязкостью – от этого зависит, насколько быстро и глубоко клей пропитает бумагу, картон или ткань;
• быть достаточно липким, чтобы сцепиться с материалом, но не слишком, чтобы мухи не приняли его за мёд или абрикосовый джем;
• сохранять одинаковые физические и химические свойства в течение всей операции;
• иметь высокую когезию (молекулярное сцепление между одинаковыми по структуре телами). Проще говоря, прочность клеевого слоя не должна уступать прочности соединения материалов;
• не должен деформировать рвущиеся и мнущиеся листы;
• не должен быть источником летучих токсинов, неприятного запаха и легко воспламеняться;
• срок деструкции должен превышать расчетный срок службы продукции (например, если журналом учёта будут пользоваться в течение 5 лет, то клеевое соединение берем из расчета минимум на 10 – ведь устаревшая документация часто отправляется в архив);
• предпочтительны нейтральные и слабокислые составы, которые не изменяют цвет оттисков и самих целлюлозных волокон;
• желательны бесцветные и очень светлые цвета клея – тогда он точно не оставит пятен на репутации издания.

Именно этот список мы показываем поставщикам расходников для «Любимой типографии». Тем, кто удержится от обсценной лексики и не сбежит в ужасе через канадскую границу, мы наливаем кофе и начинаем рассматривать предложенные каталоги. А там…

Целлюлозный клей в Хабаровске

В эту группу входят нитрат, бутират ацетата целлюлозы, метил- и этилцеллюлоза. Ужасные термины, да? Сами в шоке, а куда деваться… Мы их не за кошмарные имена любим. 

• Целлюлозные клея устойчивы к биологическим факторам, отличаются водостойкостью и гарантированно избавлены от риска лёгкого воспламенения.
• Ацетат целлюлозы сохраняет нейтральный цвет, несмотря на повышение температуры до +50°С; ацетобутират и вовсе прозрачен как вода.
• Капрату целлюлозы плевать на УФ-излучение, а со скреплённой им книжкой можно смело пойти в баню – выдержит до +100°С, разве что немного обмякнет.
• Нитроцеллюлозным составом можно склеить не только бумагу, но и картон, кожу, текстиль и некоторые виды пластика.
• Этилцеллюлозой гранёный стакан не вылечить от трещин, зато починить велосипедную шину или металлический корпус дачной газовой плитки вполне реально! Зимовку в холодном гараже такой клей тоже переживёт без последствий.
• Оксиэтилцеллюлозный клей устойчив к воздействию щелочных растворителей, он идеален для соединения пористых материалов.
• Метилцеллюлоза превращается в тонкую блестящую плёнку, что не везде уместно, однако иногда этот «глюк» можно использовать как фирменную фишку. 

Отсутствие усадки при высыхании позволяет применять метилцеллюлозу при наклейке обоев, склеивании кожи и даже креплении глазных линз.

Это не молекула лизергиновой кислоты, а целлюлоза под микроскопом!

Животный клей в Хабаровске

В группу белковых клеёв входят костный, мездровый и казеиновый. Костный вырабатывается из обезжиренных отполированных костей домашнего рогатого скота и рыб. Чтобы избавиться от остатков мышц и сухожилий, кости обезжиривают бензином, обдают соляной кислотой и тщательно промывают проточной водой. Затем их разваривают до мягкости, готовый бульон концентрируют, отбеливают и распределяют по формам, как заливное. Получившийся студень режут на пластины и высушивают… не до звона, но до сухого стука уж точно. Пробовали когда-нибудь треснуть сушеной воблой по деревянной столешнице? Оно и есть! 

Мездровый клей получают путём разваривания отходов кожевенных заводов – так отделяется связующее вещество коллаген. Этот гликопротеин составляет около 35% белков в нашем с вами организме – он составляет основу хрящей, костей, фасций, сухожилий и дермы. На заводах коллаген изымают из обрезков кож по технологии, аналогичной производству костного клея. 

В лаборатории завода-производителя животных клеёв

Достоинства костного и мездрового клеёв – экологичность, биологическая чистота и демократичная цена. Недостатки – лёгкая загниваемость, длительность подготовки состава (набухает около 12 часов), необходимость поддержания постоянной температуры во время операции скрепления (иначе клей превратится в переваренную манную кашу), низкая водо- и теплостойкость. И ещё: дождаться, пока сей белковый клей изволит высохнуть – работка не для слабонервных!

Казеиновый клей – однородный порошок цвета мышиной шерстки. Казеином называют белковое вещество, выделяемое из обезжиренного молока. Такой клей часто используют на мебельных фабриках, применяют для изготовления грунтовок и шпатлёвок, но в полиграфии он – нежелательная персона. Проблема в том, что казеиновый клей очень чувствителен к влаге: возьмите скреплённую им книгу в ванную – и после часа блаженства по воде вместо лепестков роз поплывут страницы недочитанной книги! Впрочем, есть у него и положительные стороны: нетребовательность к условиям хранения, стойкость к высоким температурам и 100% безопасность.

Водно-дисперсионный клей в Хабаровске

Эта группа характеризуется экономичностью, быстрым высыханием и стабильной вязкостью. Клей равномерно распределяется по любой основе, а излишки легко удаляются без применения чистящих веществ. Как явствует из названия, базовый компонент клея –вода, а вот связующим могут выступать разные компоненты:

• декстрины, крахмалы и прочие растительные полимеры. При отличной липкости, высокой вязкости и умеренной стоимости они обладают существенным недостатком – карамельный или янтарный цвет, который ограничивает возможности применения;
• казеин – тоже тёмный, зато более устойчивый к влажности и температурным качелям;
• синтетические полимеры (эмульсии поливинилацетата и этиленвинилацетата). Клей ПВА вам хорошо знаком со школьных уроков труда: только вытекший из тюбика, он белый, как рисовая каша, но при отверждении теряет цвет и полностью сливается с обработанным материалом. Офигенный плюс его – способность задружить не только пористые, но и гладкие листы (например, глянцевую мелованную бумагу);
• натуральный или искусственный каучук. Синтетическую резину ещё называют полихролопреновой, в её составе – растворитель (бензин, бензол, толуол), модификатор (смола), сшиватель (изоциант), вулканизатор (оксид магния или цинка), антиоксидант (ага, чтоб не появились морщины!) и наполнитель-корректор (силикат кальция, пылеобразный кварцевый песок, сажа или глина). Клей на полихлорпиреновой основе податлив в обработке: можно ускорить срок застывания, подняв температуру до 80 градусов, и увеличить прочность, подвергнув соединение давлению в 0,3 МПа. Состав не годится для скрепления изделий, которым предстоит находиться вблизи хлорированных углеводородов, кетонов или сильных окислителей. Но, думаем, книгам в мягкой обложке это не грозит – разве что содержание будет настолько унылым, что от вашего взгляда на очередную страницу скиснут сливки на молочных комбинатах всего района!

Полиуретановый клей в Хабаровске

Соединить два листа бумаги, пусть даже разной плотности, не составляло трудности ещё в эпоху Ренессанса. Но как скрепить союз картона с атласом, дизайнерской бумаги с фольгой, натуральной кожи с калькой, балакрона с мелованными листами? Отчетливый мезальянс согласится узаконить только на голову пробитый священник синтетический клей, а именно полиуретановый. 

Первый образец такого клея представил германский химик-технолог Отто Байер в 1937 году. Поначалу ими склеивали только натуральную щетину и синтетические волокна (известные любовью к чистоте немцы возвели зубные и платяные щётки в предмет культа). Но вскоре выяснилось: полиуретан отлично соединяет эластичные, мягкие, твёрдые и пористые материалы, комбинации из стекла, керамики, металла и дерева

Отто Байер, создатель полиуретана

Причин такой популярности несколько:

• ПУ эффективно смачивают материалы с разной степенью пористости – от полиэтилена до папиросной бумаги;
• PUR легко образует водородные связи с поверхностью;
• малый размер молекул полиуретана позволяет ему просачиваться в слоистые материалы и равномерно пропитывать волокна;
• ПУ с точки зрения химика – сегментированный полимер, состоящий из мягких (полиэфир/полиэфирдиол) и твёрдых (полиизонцианат+полиол/диамин) сегментов. Несовместимость сегментов приводит к образованию микродоменов, для которых характерно вязкоупругое поведение. Это обуславливает уникальные свойства полиуретанового клея: способность сохранять работопригодность даже при охлаждении до температуры абсолютного нуля (-273°С) и значительном растяжении;
• клей PUR, залитый в закрытую ёмкость оборудования, сохраняет рабочие свойства в течение 7 дней.

Клей PUR применяется для скрепления чистых листов и запечатанной бумаги, изготовления твёрдых переплётных крышек, мягких обложек, корешков книжных блоков, бумажных пакетов и т.д.. Такие книги можно раз за разом открывать и закрывать – соединение не растрескается в отличие от менее эластичных составов.

Термоклей в Хабаровске

Это настолько замечательная штука, что из уважения мы приведём и полные варианты его имени: термопластичный клей, термоплавкий клей, клей-расплав. Поставьте ему задачу склеить бумагу, картон, ткань, пластик, стекло, керамику, дерево, металл – справится с любой! 

Выпускают несколько видов термоклея: на основе полиамида, этиленвинилацетата, полиолефинов, синтетического каучука и реактивного полиуретана. Они различаются по свойствам – например, полиолефины склеивают сложные поверхности с неоднородной текстурой, а каучуковые остаются липкими в течение неограниченного времени. Нужную прочность, степень адгезии, пластичность и устойчивость к ультрафиолету придают воски, пластификаторы, антиоксиданты. Оптимальную консистенцию и экономичность обеспечивают инертные добавки – мел, оксид цинка, диоксид титана и т.д.

Волшебные клеевые палочки

Работать с термоклеем – сплошное удовольствие: достаточно разогреть его термопистолетом до 90-190°С, аккуратно нанести на материал и на несколько секунд плотно прижать друг к другу соединяемые поверхности. Пройдёт около полуминуты – и ура! Мир, дружбы, жвачка.

КБС: качественно, быстро, современно в Хабаровске

Клеевое бесшовное соединение – бюджетная альтернатива монументальному твёрдому переплёту. Если разобраться, шикарная одёжка с тиснением по коже, вышивкой шёлковой нитью или гравировкой нужна далеко не каждому многостраничному изданию.

Предположим, ваша чайная фабрика регулярно печатает свежий каталог продукции: в прошлом году главной фишкой были травяные сборы, а в нынешнем – фантазийные фруктово-ягодные купажи. Эти многостраничные презентации сотрудники раздают на выставках, а продавцы прикладывают в качестве подарка оптовым покупателям. Ну, и кому захочется таскать в сумочке тяжеловесный презент? А при пересылке по почте лишние граммы – это лишние расходы. Именно в таких случаях и выручает мягкая обложка, соединённая почти невесомым клеем. 

Или, допустим, защищаете вы дипломную работу. Даже если есть подозрение, что ваши изыскания привели к открытию не менее важному, чем закон всемирного тяготения или закон Бойля-Мариотта, надо бы сначала удостовериться в этом у авторитетных граждан. Вот когда они подтвердят вашу гениальность – можно смело заказывать книгу в бархатном переплёте с позолоченным именем автора, а пока достаточно и мягкой обложки с КБС!

Личные и свадебные альбомы, тетради, журналы, книги, меню для ресторанов, дипломы, научно-исследовательские работы – КБС подходит для любых многостраничных изданий с толщиной корешка от 3 до 50 мм. В отличие от КШС (клеевого швейного соединения), в КБС не используются нитки – качество скрепления определяют свойства клея и правильная последовательность подготовительных операций.

На первом этапе происходит подбор и упорядочение печатных листов – к счастью, выполнять эту нудную задачу вручную нам не приходится, на то есть листоподборочные машины. Далее выполняется торшонирование… нет-нет, это не чтение вслух при янтарно-жёлтом свете торшера! Так называется придание корешку книжного блока шероховатости (нанесение насечек) для увеличения адгезии. Клей просачивается сквозь микропрорези, выполняя функции ниток или скоб при других вариантах скрепления. Эту операцию мы тоже доверяем автоматам – термобиндерам.

Схема выполнения КБС

Основной этап - собственно склеивание. Опытным путём мы пришли к выводу, что для КБС наилучшим решением является применение термоклея либо состава PUR. Если вы заказали всего один альбом, наш сотрудник лично вооружится термопистолетом и по старинке соединит листы издания вручную. Но большие тиражи, разумеется, мы скармливаем всё тому же термобиндеру. Это конь железный, пусть пашет!

Финальный этап – подрезка по краям, она тоже выполняется автоматически. Если для многих людей жизнь на гильотине окончилась, то для изданий в мягкой обложке с гильотины она начинается! Ведь именно так называется массивная бумагорезательная гидравлическая машина, оснащенная тяжёлым ножом. 

Бумагорезательная машина

Есть у формата КБС некоторые ограничения – их надо принять во внимание:

• минимальное число листов плотностью 80 г/м2 – 30, максимальное – 220. Если речь идёт о газетной бумаге, количество листов может доходить до 500;
• нежелательно печатать внутренний блок на бумаге плотностью выше 130 г/м2: в районе корешка он будет слишком жёстким и не даст развернуть издание на 180 градусов;
• меньший срок эксплуатации, чем у жёсткой обложки.

Однако плюсов у клеевого бесшовного скрепления всё-таки больше. Первый – демократичная цена. Второй – оперативность производства: благодаря максимальной автоматизации всех процессов изготовление книги с КБС укладывается в сжатые сроки. Издания имеют опрятный внешний вид, а широкий ассортимент материалов для мягкой обложки (мелованная бумага плотностью 250-300 г/м2, дизайнерская бумага, картон двустороннего мелования, прозрачный и непрозрачный пластик, ледерин, балакрон, искусственная кожа, бумвинил) позволяет создать оригинальный продукт с уникальным художественным оформлением.