Технологии переплетных процессов (стр. 1 из 3)

1. Объекты и способы сушки

Объекты сушки. Сушка — это теплофизический и технологический процесс удаления избыточной влаги из влажных материалов. Процесс сушки называют теплофизическим, потому что избыточная влага удаляется из материалов благодаря физическим процессам — испарению или сублимации (кипение недопустимо, так как может привести к разрушению материала), в процессе которых между материалом и окружающей средой происходит обмен теплом и массой — так называемый тепломассообмен. Этот процесс является и технологическим, так как при сушке меняются структурно-механические и технологические свойства материалов.

В полуфабрик атах брошюровочно-переплетного производст ва избыток влаги содержит клеевой слой и увлажненные им склеиваемые волокнистые материалы, если при склеивании используются клеи на водной основе. Избыток влаги в клее и материалах затрудняет или делает невозможным проведение последующих операций, поэтому полуфабрикаты после склеивания сушат. В отделочных процессах сушат адгезив, нанесенный на прозрачную полимерную пленку перед ее припрессов кой, а также оттиски после нанесения на них лакового покрытия. В брошюровочно-переплетных процессах сушат тетради после приклейки форзацев, блоки после заклейки и окантовки корешка, приклейки корешкового материала и капталобумаж ной полоски, переплетные крышки после сборки, книжные издания после крытья блоков обложками и после вставки блоков в переплетные крышки или после обжима и штриховки книг.

Способы сушки. Тетради с приклейками, переплетные крышки и книги перед упаковкой обычно сушат в естественных условиях. В этом случае полуфабрикаты и издания получают энергию, необходимую для испарения избыточной влаги, от окружающего воздуха благодаря естественной конвекции. Процесс этот очень длительный (естественная сушка полуфабрикатов при пооперационной обработке занимает до 90% производствен ного времени) и не всегда обеспечивает требуемое качество.

Для ускорения процесса в поточном производстве применяют различные способы сушки: конвективную, радиационно-кон вективную, кондуктивную, в высокочастотном электромагнит ном поле, плазменную . Каждый из этих способов характеризуется скоростью подачи тепла, интенсивностью процесса и жесткостью режима, которые определяют продолжительность сушки, энергетические затраты и технологические свойства высушенного материала, имеет свои достоинства и недостатки. Многообразие полиграфических материалов и различные требования к их технологическим свойствам не позволяют рекомендовать какой-то один способ сушки: для получения лучшего технологического и технико-экономического эффекта в каждом отдельном случае целесообразно использовать тот или иной способ или комбинированные способы.

Искусственная сушка полуфабрикатов, по сравнению с естественной позволяет:

1) многократно сократить продолжитель ность процесса обработки полуфабрикатов и сроки выпуска продукции;

2) обеспечить высокое и постоянное качество (влагосодержание и физико-механические свойства) полуфабрикатов и снизить процент брака на последующих операциях;

3) включить операцию сушки в поток, не меняя его ритма и такта при изменении технологических факторов;

4) совмещать сушку с транспортировкой, используя специальные сушильные устройства. Сокращение срока выпуска изделий и снижение брака способствуют повышению эффективности производства — снижению себестоимости, росту производительности труда, увеличению суммы прибыли, росту рентабельности и фондоотдачи.

Искусственная сушка имеет и недостатки: большой расход электроэнергии, громоздкость сушильных устройств, необходимость для их обслуживания дополнительной рабочей силы. Однако в условиях непрерывного поточного производства повышение его эффективности перекрывают эти затраты. В некоторых случаях искусственная сушка может и не дать сколько-нибудь заметного экономического и качественного эффекта. Например, нет необходимости подвергать искусственной сушке тетради с приклейками и окантованными форзацами, поскольку они успевают высохнуть в связанных пачках, прежде чем попадут на операцию комплектовки блоков, а важнейшие показатели качества этих полуфабрикатов — прочность и долговечность склейки — практически не зависят от способа сушки. Трудно также интенсифицировать процесс перераспределения влаги в готовом книжном издании. Попытки ускорить сушку изданий в переплетных крышках не дали положительных результатов, хотя решение этой проблемы позволило бы значительно сократить сроки выпуска многообъемных изданий.

Особенности процесса сушки

В процессе сушки избыточная влага из влажного материала удаляется испарением. В жидкости, как и в газах, при любой температуре, отличающейся от абсолютного нуля, всегда имеется некоторое число молекул, обладающих наибольшей кинетической энергией, которые, оказавшись вблизи открытой поверхности жидкости, способны преодолеть поверхностное натяжение и покинуть жидкость. Средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул уменьшается, следовательно, уменьшается и температура жидкости. Таким образом, испарение является эндотермическим процессом; на испарение единицы массы жидкости необходимо затратить удельную теплоту парообразования r (Дж/кг), которую жидкость получает от окружающего воздуха или от специального теплоносителя. Молекулы пара, покинувшие жидкость, переходят в окружающий воздух вследствие концентрационной диффузии _ движения молекул под влиянием перепада относительной концентрации какого-либо компонента смеси. Концентрационная диффузия пара и воздуха взаимна: одновременно молекулы воздуха диффундируют к поверхности жидкости под влиянием относитель ной концентрации воздуха. По мере удаления от поверхности жидкости этот так называемый молекулярный перенос, осуществляемый отдельными молекулами независимо друг от друга, постепенно заменяется молярным переносом, осуществляемым некоторыми объемами, т.е. конвекцией. На расстоянии от поверхности жидкости порядка 1 мм конвекция становится доминирующим способом переноса пара.

Испарение свободной, не связанной с материалом жидкости характеризуется тремя особенностями:

1) испарение происходит в молекулярном поверхностном слое, так называемом зеркале испарения;

2) влага перемещается к зеркалу испарения только в виде жидкости;

3) перемещение массы жидкости к зеркалу испарения осуществляется в основном молярным переносом — конвекцией — и в меньшей степени молекулярным переносом — броуновским движением;

4) на испарение затрачива ется лишь теплота парообразования.

Во влажных телах только часть влаги свободна, а значитель ная ее часть более или менее прочно связана с материалом: движение связанной влаги внутри твердого тела затруднено пространственной структурой (каркасом) тела. Прочность связи влаги с материалом и механизм ее движения внутри твердого тела зависят от вида тел . Пространственная структура тел и различные формы связи влаги с материалом определяют особый механизм испарения и движения влаги внутри тела: она может перемещаться не только в виде жидкости, но и в виде пара , причем перенос пара может быть как молярным, так и молекулярным; испарение может происходить в относительно толстом слое, в так называемой зоне испарения .

2.Высечка

Высечка — это придание печатной продукции, картонным заготовкам, буклетам, книжным изданиям в обложке сложной конфигурации в соответствии с их конструкцией или с замыслом художника. Высечка является обязательной операцией при изготовлении многих видов этикеток, упаковок, картонной тары, игрушек, почтовых конвертов, применяется также в рекламных изданиях и изданиях для детей дошкольного и младшего школьного возраста, изготовляемых по специальному заказу издательства.

Для получения изделий и изданий сложной формы применяют три способа высечки, в которых используют принципы ножевой резки подвижным и неподвижным фигурным ножом и ротационной высечки (рис. 2.6).

Принцип ножевой резки с движущимся возвратно-поступа тельно фигурным ножом используется в тигельных прессах тяжелого типа. Высекальные прессы тяжелого типа позволяют обрабатывать листовые полуфабрикаты большого формата, различной толщины и жесткости; на прессах с программным управлением штамп после каждого цикла перемещается в новое положение, что позволяет на оттисках располагать несколько десятков одинаковых изображений малого формата. Они универсальны, могут обрабатывать любую продукцию, но скорость их работы невелика, поэтому применяются преимущественно в производстве крупноформатной упаковки и тары.

Рис. 2.6. Схемы высечки: а — ножевой резки; б — неподвижным ножом; в — ротационной. 1 — неподвижная плита; 2 — подвижная плита; 3 — фигурный нож; 4 — упор; 5 — марзан; 6 — полуфабрикат; 7 — толкатель; 8 — опорный вал

Ножи для ножевой высечки на тигельных прессах изготавливаются из узкой (порядка 25 мм) полосовой высокоуглероди стой стали марки У8 и др. различной твердости: сталь твердостью 60 ед. по Роквеллу используется для ножей с большим радиусом закругления, а твердостью 54 ед. — с малым радиусом закругления. Если высечка делается по периметру заготовки или изделия, то выполняется односторонняя заточка лезвия (одно- или двухгранная) и нож изгибается по контуру рисунка фаской наружу, в сторону обрезков. При высечке отверстий («окон») лезвие затачивается также с одной стороны, но нож изгибается фаской внутрь, в сторону отсекаемой части заготовки или изделия. Если обе части объекта обработки являются деталями изделия (например, мозаичной головоломки), то заточку лезвия делают двусторонней, двух- или четырехгранной. После гибки концы ножа свариваются, а место сварки обтачивается и шлифуется. Готовый нож крепится в колодке из толстой многослойной фанеры, в которой заранее пропиливается фигурный паз по форме ножа.