Многослойный переплетный материал
Полезная модель относится к легкой промышленности, в частности к производству переплетных материалов, может использоваться в полиграфической промышленности для изготовления крышек обложек книг периодических и подписных изданий, тетрадей, блокнотов, альбомов, книг длительного хранения, реставрационных работ. Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно увеличение прочности переплетного материала, в том числе для использования в реставрационных работах над книгами длительного хранения, периодических и подписных изданий, за счет использования пленки на основе поливинилхлорида (ПВХ) суспензионного пластифицированного на тканой или бумажной основе, с одновременным регулированием глубины проникновения полимерного слоя в основу и тем самым разнообразить глубину тиснения при сохранении светостойкости, качестве тиснения пленочного покрытия, слипания изданий (книг) при укладке их в кипы, повышения технологичности изготовления переплетного материала, за счет получения полимерного покрытия за один проход на кашировальной машине. Поставленная задача достигается тем, что в многослойном переплетном материале, состоящем из тканой-миткаля или бумажной основы и полимерного покрытия, в качестве полимерного покрытия используют пленку на основе поливинилхлорида суспензионного пластифицированного с показателем слипания 0-30 кПа, устойчивостью к многократному изгибу не менее 2000, а в качестве основы используют миткаль аппретированный с поверхностной плотностью 75-110 г/м 2 с числом нитей на 10 см по основе 180-275 и по утку 130-205 или бумагу с капиллярной впитываемостью 6-40 мм при соотношении слоев полимерное покрытие: основа 1,2-2,4:1, а толщина материала составляет 0,2-0,35 мм.
Полезная модель относится к легкой промышленности, в частности к производству переплетных материалов, используемых, например, при изготовлении книг.
Известен переплетный материал, включающий бумажную (ТУ ОП 1300279163-037-97 производства Краснокамского ЦБК) или тканую основу (миткаль суровый арт.45 ОСТ17495-87) и полимерное покрытие, имеющее по меньшей мере один слой из композиции следующего состава, мас.ч.: вододисперсионное связующее акриловая эмульсия марки АК-275 ТУ 6-02-0209912-93 - марки эмульсар ТУ 6-02-00-20-9912-48-95 - 100, смесь загуститель - 35-50, смесь наполнителей - 90-140, вода - 350-400, при этом смесь загустителя содержит крахмал, казеин, карбонат натрия в соотношении 6,5-8:1:0,15-0,2 или крахмал и натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 6-9:1, гипан, - гидролизованный полиакрилонитрил ТУ 6-01-166-89, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 8-12:1 или каолин и порошковую целлюлозу в соотношении 8-12:1, или каолин, литопон и порошковую целлюлозу в соотношении 5-8:1-3:1 при соотношении слоев основы и покрытия по массе 1:0,5-1,25. Способ получения многослойного материала заключается в нанесении с помощью ножевой ракли при t=50-70 С на одну из сторон бумажной или тканой основы полимерного покрытия при t=15-60 С указанного выше состава с обеспечением сушки при t=140-175 С с последующим каландрированием и тиснением покрытия (патент РФ №2169807 МПК D 06 N 3/04, B 42 D 3/02, опубл. 27.06.01). Переплетный материал отличает удовлетворительные светостойкость, качество тиснения пленочного покрытия материала, четкость рисунка; технологичность процесса изготовления книжной продукции из этого материала за счет устранения прилипания переплетных крышек при отделке на тиснильных прессах и слипания книг при укладке их в кипы.
Недостатком переплетного материала является использование химических материалов с нестабильными показателями хранения (Акриловая эмульсия - 9 месяцев) и ограниченным сроком использования, что влияет на прочность материала при длительном использовании, трудоемкость изготовления материала за счет послойного нанесения полимерного покрытия.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно увеличение прочности переплетного материала, в том числе для использования в реставрационных работах над книгами длительного хранения, периодических и подписных изданий, за счет использования пленки на основе поливинилхлорида (ПВХ) суспензионного пластифицированного на тканой или бумажной основе, с одновременным регулированием глубины проникновения полимерного слоя в основу и тем
самым разнообразить глубину тиснения при сохранении светостойкости, качестве тиснения пленочного покрытия, слипания изданий (книг) при укладке их в кипы, повышения технологичности изготовления переплетного материала, за счет получения полимерного покрытия за один проход на кашировальной машине.
Поставленная задача достигается тем, что в многослойном переплетном материале, состоящем из тканой-миткаля или бумажной основы и полимерного покрытия, в качестве полимерного покрытия используют пленку на основе поливинилхлорида суспензионного пластифицированного с показателем слипания 0-30 кПа, устойчивостью к многократному изгибу не менее 2000, а основой служит миткаль аппретированный с поверхностной плотностью 75-110 г/м2 с числом нитей на 10 см по основе 180-275 и по утку 130-205 или бумага с капиллярной впитываемостью 6-40 мм при соотношении слоев полимерное покрытие: основа 1,2-2,4:1 и толщиной 0,2-0,35 см. На фиг.1 приведено сечение многослойного материала, где 1 - основа тканая или бумажная, 2 - пленочное покрытие. В таблицах 1-4 представлены составы характеристики полимерного покрытия (таблица 1), причем для получения полимерной пленки использованы следующие компоненты: поливинилхлорид суспензионный марок ПВХ-С-7059-М, ПВХ-С-7058-М, ГОСТ 14332-78, сополимер винидхлорида с винилацетатом марки ВА-15, ГОСТ. 12099-75, пластификаторы: ДОФ-ДИ-(2-этил-гексил)-фталат, ДАФ-789, ГОСТ 8728-88, ЭДОС, ТУ 2493-003-13004749-93, ПАВ: неонол, марки АФ9-10, АФ9-12, ТУ 2483-077-05766801-98, нафтенат магния, ТУ 6-14-1039-80, наполнители: алкилбензолсульфонат кальция, ТУ 2421-011-56856807-2002, мел природный гидрофобный сепарированный, ТУ 21 РСФСР 143-84, мел технический дисперсный, ТУ 5743-008-05346453-97, мел природный обогащенный, ГОСТ 12085-88, аэросил марки А-380, А-300, А-175, ГОСТ 14922-77, стабилизаторы: барий-кадмий стеариновокислый марки С-17, ТУ 6-09-17-319-96, стеарат кальция технический, ТУ 6-22-05800165-722-93, кадмий стеариновокислый, марка С-17, ТУ 6-09-17-248-88, двуокись титана пигментная, марки Р-02, А-01, ГОСТ 9808-84; в таблице 2 представлены основы многослойного переплетного материала: бумага - производства Марийского ЦБК, ГОСТ 9995-75, производства Каменногорской фабрики офсетных материалов, ТУ 5431-013-48003781-04; ткань-миткаль, аппретированный и окрашенный арт.6Т-1, ГОСТ 29298-92 «Ткани хлопчатобумажные и смешанные бытовые». Пять примеров многослойных переплетных материалов, их характеристики по соотношению слоев, толщине и конкретным физико-механическим показателям по каждому примеру, также приведены параметры технологических процессов при получении материала - таблица 3. В таблице 4 представлены усредненные сравнительные показатели заявляемого многослойного переплетного материала и аналога с нитроцеллюлозным покрытием «ледерин». Способ получения многослойного переплетного материала осуществляется путем нанесения на тканую или бумажную основу покрытия из поливинилхлорида суспензионного пластифицированного в виде гранул или жгута, имеющих наполнение, стабилизирующую группу, пигментную часть, пластификатор и поверхностно-активное вещество и заключающийся в механизированной подаче гранул (жгута) в зазор, который может регулироваться между 2-мя плавильными валами, где при температуре расплава композиции происходит формирование пленки, переходящей на 3-ий вал (плавильные валы имеют гладкую поверхность) на кашировальной машине
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Полимерное покрытие на основе ПВХ суспензионного пластифицированного с показателем слипания 0-30 кПа, устойчивого к многократному изгибу не менее 2000 | ||||||||||||
| Варианты | Композиция №1 | Композиция №2 | Композиция №3 | Композиция №4 | Композиция №5 | |||||||
| Состав композиции | Mac. ч. | Марка | Mac. ч. | Марка | Mac. ч. | Марка | Mac. ч. | Марка | Mac. ч. | Марка | ||
| 1. Полимер | 100 | Поливинилхлорид суспензионный марки ПВХ-С7059М | 100 | Поливинилхлорид суспенэионный марки ПВХ-С-7058М | 92,5 | Поливинилхлорид суспензионный марки ПВХ-С-7059М | 95 | Поливинилхлорид суспензионный марки ПВХ С-7059М | 100 | Поливинилхлорид суспензионный марки ПВХ С7058М | ||
| 7,5 | Сополимер винилхлорида с винилацетатом марки ВА-15 | 5 | Сополимер винилхлорид с винилацетатом ВА-15 | |||||||||
| 2. Пластификатор | 43 | Ди(2-этил-гексил)-фталат (ДОФ) | 30 | ДОФ | 37 | ДОФ | 43 | ДАФ-789 диалкилфталат | 45 | ДОФ | ||
| 13 | ЭДОС | |||||||||||
| 3. Наполнитель | 15 | Мел природный обогащенный марки ММО, ММОР, ММС-1, ММС-2 | 15 | Мел технический дисперсный марки МТД-1 | 15 | Мел МТД-2 | 15 | Мел гидрофобный сепарированный | 15 | Мел МТД-1 | ||
| 4. Стабилизатор | 2,5 | Барий-кадмий стеариновокислый Марки C-l 7 | 2,5 | Барий-кадмий стеариновокислый Марки С-17 | 1,5 | Стеарат кальция | 2,3 | Стеарат кальция | 2,5 | Барий-кадмий стеариновокислый | ||
| 3,0 | Стеарат кадмия | 3,0 | Стеарат кадмия | |||||||||
| 5. Поверхности о-активное вещество (ПАВ) | 0,5 | Неонол АФ9-10 | 0,5 | НеонолАФ9-12 | 0,5 | Нафтенат магния | 0,15 | Нафтенат магния | 0,5 | Алкилбензол сульфонат кальция (АБСК) | ||
| 6. Матирующий агент | 1 | Аэросил А-380 | I | Аэросил А-380 | 1 | Аэросил А-175 | 2.5 | Аэросил А-380 | 2,0 | Аэросил Л-300 |
| 7. Пигменты | 0,3 | Белый TiO2 (двуокись титана) | 2,34 | Белый TiO 2 (двуокись титана) | 2,34 | Белый TiO2 (двуокись титана) | 1,26 | Белый TiO2 (двуокись титана) | 3,0 | Белый TiO 2 (двуокись титана) |
| 4,03 | Цветной | 1,65 | Цветной | 1,65 | Цветной | 0,84 | Цветной | 0,3 | Цветной |
| Таблица 2 | |||||||||||||||
| Показатели основы многослойного переплетного материала | |||||||||||||||
| Показатели | Поверхностная плотность г/м. кв. | Разрывная нагрузка полоски 50×200 мм H | Удлинение при разрыве, % | Число нитей на 10 см | Линейная плотность пряжи Текс | Переплетение | |||||||||
| Основа | по основе | по утку | по основе | по утку | по основе | по утку | по основе | по утку | |||||||
| 1. Ткань арт.6Т-1 | 75-110 | 250-405 | 120-225 | 4-8 | 15-25 | 180-275 | 130-205 | 25 | 16,5 | Полотняное | |||||
| Показатели | Поверхностная плотность г/м. кв. | Разрывная нагрузка в продольном направлении полоска 15×100 мм кгс | Капиллярная впитываемость мм | Жесткость cH | Толщина мм | Влажность % | |||||||||
| Основа | В продольном направлении | В поперечном направлении | |||||||||||||
| 2. Бумага пр-ва Марийского ЦБК | 86-94 | 8-15 | 20-40 | 10-40 | 6-25 | 0,153-0,187 | 5-8 | ||||||||
| 3. Бумага пр-ва Каменногорской ф-ки офсетных бумаг | 76-87 | 6-11 | 6-21 | 10-19 | 5-9 | 0,11-0,145 | 5-7 | ||||||||
| Таблица 3 | |||||
| Многослойный переплетный материал, технологические параметры его получения | |||||
| Композиция | |||||
| Состав. Технологические параметры, показатели | №1 | №2 | №3 | №4 | №5 |
| Полимерное покрытие | Пленка эластичная, мягкая, устойчива к многократному изгибу, имеет повышенную светостойкость, практически отсутствует слипание. нет миграции красителя на поверхность, не огнеопасна | ||||
| Основа | |||||
| Бумага | - | - | + | + | - |
| Ткань | + | + | - | - | + |
| Соотношение слоев: Основа:покрытие | 1:2 | 1:1,6 | 1:1,2 | 1:1,7 | 1,24 |
| Толщина материала (мм) | 0,35 | 0,29 | 0,20 | 0,23 | 0,27 |
| Параметры технологического процесса | |||||
| - температура плавильных валов, °С | |||||
| S1 | 195 | 180 | 185 | 180 | 170 |
| S 2 | 205 | 190 | 190 | 185 | 180 |
| S3 | 185 | 180 | 180 | 175 | 175 |
| - температура подогревного вала, °С | 100 | 95 | 90 | 70 | 90 |
| V1 | |||||
| - давление тиснильного вала, бар | |||||
| - Р | 2.5 | 3.0 | 50 | 40 | 3.5 |
| - скорость, м/мин. | 20 | 15 | 45 | 25 | 10 |
| температура созревания ПВХ композиции в горячем смесителе, °С | 90 | 105 | 95 | 85 | 100 |
| Физико-механические показатели | ||||||
| - светостойкость, баллы | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| - жесткость, с н | 14 | 9,4 | 28 | 20 | 6,5 | |
| продольн. Напр. | ||||||
| поперечн. напр. | 8 | 5,0 | 15 | 10 | 4,5 | |
| - устойчивость к многократному изгибу (двойные перегибы) | более 3000 | более 3000 | более 3000 | более 3000 | более 3000 | |
| - прочность связи пленочного покрытия с основой, Н/см | не расслаивается | не расслаивается | 8,0 | не расслаивается | не расслаивается | |
| - хрупкость (эластичность) | Материал эластичный, трещин нет. | |||||
| - перемещение красителя на поверхность пленки (миграция) | отсутствует | |||||
| - огнеопасность | Не горит при удалении источника огня | |||||
| - четкость рисунка тиснения | стабильная | стабильная | стабильная | стабильная | стабильная | |
| P.S возможно изменение глубины (за счет регулирования массы пленки, скорости, температуры, давления) и рисунка тиснения в зависимости от направления моды для расширения ассортимента | ||||||
| Таблица 4 | |||||||
| Сравнительные физико-механические показатели переплетных материалов на тканой и бумажной основах | |||||||
| № п/п | Наименование показателей | Един. измер. | Переплетный материал с нитроцеллюлозным покрытием "ледерин" (аналог) | Переплетный материал с поливинилхлоридным покрытием на тканой основе | Переплетный материал с поливинилхлоридным покрытием на бумажной основе | Примечания | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 1. | Поверхностная плотность | Г/м2 | 220+15 | 240±15;270±15 | 230+20;220±20 | ||
| 2. | Жесткость: по основе | сН | 6-12 | 6-20 | 10-36 | Для заявляемого материала можно регулировать жесткость по требованию заказчика | |
| по утку | 3,5-9 | 4-12 | 6-25 | ||||
| 3. | Хрупкость покрытия по основе и утку | После 5 изгибов образуются трещины | Трещины не образуются после многократных изгибов | Трещины не образуются после многократных изгибов | В «ледерине» допускаются трещины после 5-ти изгибов. Покрытие и способ получения заявляемого материала обеспечивают эластичность материала. | ||
| 4. | Устойчивость к многократному изгибу (ГОСТ 9996, 9779) | Число двойных перегибов до обрыва | Менее 250 с обрывом | Более 2500-3000 без обрыва | |||
| 5. | Слипание | Кгс/см 2 (кПА) | 0,7(70) | 0-0,1(0-10) | 0-0,3(0-30) | Фактически на заявляемом материале слипание отсутствует, либо не превышает 30 кПа | |
| 6. | Термостойкость | При t°=115±5° заметное изменение цвета | При t=180° изменения цвета нет | Технологический процесс пленкообразования "ледерина" - при t°70-90(возможно изменения цвета при t°110-120) на заявляемом -при t°180-190(изменений цвета не наблюдалось, используются термо - и светостойкие пигменты) | |||
| 7. | Светостойкость | Баллы | 4 | 5 | 5 | ||
| 8. | Прочность сцепления пленки с тканью | КГС | 1,4 | Более 1,5 (не расслаивается) | Не расслаивается | Заявленный материал практически не расслаивается | |
| 9. | Перемещение красителя на поверхность. Пленки(миграция) | Возможно | Отсутствует | отсутствует | Миграция на "ледерине" возможна. На заявленном материале случаев миграции нет; используются миграционно устойчивые пигменты. | ||
| 10. | Скручиваемость | Сек. | 10 | Более 120 | |||
| Прочность окраски к сухому трению | Баллы | 4 | 4-5 | ||||
| 12. | Горючесть | Нитроцеллюлозное покрытие горит в пламени и при удалении огня продолжает гореть | Поливинилхлоридное покрытие горит в пламени, а при удалении огня только оплавляется | Возможна корректировка рецептуры с использованием специальных добавок и получением огнестойкого ПВХ покрытия. | |||
| 13. | Хрупкость после старения | Нитроцеллюлозное покрытие растрескивается и переламывается пополам при однократном изгибе; неэластичное | Поливинилхлоридное покрытие выдерживает многократные изгибы, без трещин; эластичное | Проверка образцов осуществлялась после длительного хранения | |||
«БЕМА-1570 или - 1800), после чего горячая пленка в 1 проход дублируется с тканой или бумажной основой, поступающей в зазор между 3-м плавильным и подогревным валками, далее посредством тиснильного вала и прижимного устройства на горячей сдублированной пленке с основой отпечатывается рисунок тиснения. Материал охлаждается и наматывается в рулон. Все режимные показатели представлены в таблице 3.
Полученные многослойные переплетные материалы подвергались испытаниям в соответствии с действующими ГОСТами по ниже приведенным показателям: слипание по ГОСТ 10719-75, светостойкость по ГОСТ 9780-78, жесткость по ГОСТ 8977 на образцах размером 20×95 мм, устойчивость к многократному изгибу по ГОСТ 9779 на образцах, вырезанных в поперечном направлении, хрупкость (эластичность) по ГОСТ 8705 п.3,6 определяли на двух образцах размером 30×100 мм, вырезанных по основе и утку: образец переплетного материала изгибают под углом 180° пять раз, в том числе на лицевую сторону - три раза, на изнаночную - 2 раза. После каждого изгиба на место сгиба помещают груз массой 1±0,01 кг на 1 с. После испытания покрытие переплетного материала не должно давать трещин в месте сгиба, прочность сцепления пленки с основой по ГОСТ 17317 на пробах размером 20×150 мм, перемещение красителя на поверхность пленки по ГОСТ 8705-78: определяли на образце размером 100×200±1 мм. Образец помещают в термостат лицевой стороной вверх и выдерживают в течение 2 час. При t=115±5°С. На поверхности образца не должны появляться кристаллы красителя, четкость рисунка тиснения - визуально при увеличении ×4, огнеопасность определяли путем поднесения открытого пламени горелки к поверхности полимерного покрытия. Поливинилхлоридное покрытие горит в пламени, а при удалении источника огня только оплавляется и не горит.
Таким образом, в сравнении с прототипом получен новый многослойный переплетный материал с показателями представленными в таблице 4, который может использоваться в полиграфической промышленности для изготовления крышек обложек книг периодических и подписных изданий, тетрадей, блокнотов, альбомов, книг длительного хранения, реставрационных работ. Материал технологичен как при механическом изготовлении продукции, так и вручную.
Многослойный переплетный материал, состоящий из тканой-миткаля или бумажной основы с нанесенным на нее полимерным покрытием, отличающийся тем, что в качестве полимерного покрытия используют пленку на основе поливинилхлорида суспензионного пластифицированного с показателем слипания 0-30 кПа, устойчивостью к многократному изгибу не менее 2000, а в качестве основы используют миткаль аппретированный с поверхностной плотностью 75-110 г/м 2 с числом нитей на 10 см по основе 180-275 и по утку 130-205 или бумагу с капиллярной впитываемостью 6-40 мм при соотношении слоев полимерное покрытие: основа 1,2-2,4:1, а толщина материала составляет 0,2-0,35 мм.
