Опыт - дитя мысли,
а мысль - дитя действия
Б. Дизраэли

Наскид Димитрович Дарбуашвили, директор фирмы «ПДП», Тбилиси

За многие века существования книг человечество изобрело несколько технологий их переплета, и только некоторые из них нашли производственное применение. На заре книгоиздания первые книги делали так: листы после печати фальцевали, и полученные тетради иголкой пришивали к специальной материи. Потом шитье книжных блоков осуществлялось на специальных ручных станках. Такую технологию можно встретить и по сей день в кустарных переплетных мастерских при изготовлении книг в несколько экземпляров или восстановлении старых книг. В ХХ в. появились первые проволокошвейные машины, которые пришивали тетради к типографской марле с помощью проволочных скоб. Также можно было шить брошюры объемом до 40 страниц внакидку или книги втачку объемом 160–200 страниц. Позже появились ниткошвейные машины, которые пришивали тетради к марле с помощью ниток. Этот способ полностью заменил предыдущую технологию. В конце ХХ в. появилось еще две технологии: шитье тетради термонитками и бесшвейное скрепление.

Шитье термонитками не нашло в типографиях широкого применения, наверное, потому, что оно по своей сложности и себестоимости мало чем отличается от шитья на ниткошвейных машинах. Способ скрепления книжного блока проволочными скобами втачку долгое время также использовалось редко, так как толщина скрепляемого таким способом блока была ограничена. Однако современные ручные степлеры и проволокошвейные машины позволяют скрепить книжные блоки объемом 450–500 страниц.

С помощью бесшвейного скрепления можно изготовить книги высокого качества объемом 800–1000 страниц (если бумага плотностью не более 70–80 г/м2). Кроме того, эту технологию практически не применяют для мелованной бумаги плотностью 100–115 г/м2, на которой, как правило, печатают художественные издания. Их качественного скрепления удается достичь только с применением дорогостоящих профессиональных термоклеящих машин, где одновременно в автоматическом режиме происходит торшонирование корешка и скрепление термоклеем. При использовании ручных термоклеящих машин корешок необходимо предварительно обработать (торшонировать) вручную, что требует много времени и труда.

В итоге единственным способом скрепления книг больших объемов остается шитье с помощью ниткошвейных машин. Однако эти машины плохо работают на разных сортах бумаги, поэтому типографии предпочитают машины с ручной подачей тетрадей, хотя это резко снижает производительность. Из-за больших затрат времени и труда типографии используют ниткошвейные машины только в особых случаях (например, при изготовлении книг в твердом переплете), когда невозможно применение других технологий.

Таким образом, на сегодняшний день распространены три способа скрепления книжного блока: шитье нитками, бесшвейное скрепление и скрепление проволочными скобами.

В данной статье рассмотрим технологию скрепления блоков больших объемов. Известно, что на ниткошвейных машинах можно изготавливать книги любого объема. Используя бесшвейный способ, в зависимости от плотности бумаги можно скрепить книги объемом до 600 страниц при применении более плотных сортов бумаг и до 800–900 страниц при применении тонких бумаг. Но здесь важно учитывать механические свойства бумаги и толщину корешка. При открытии книжного блока слишком большой толщины деформируется клеевой слой, что неминуемо приводит к его разрушению. Также недопустимо применять бесшвейное скрепление на плотных сортах бумаг. Во-первых, из-за сопротивления бумаги на изгиб объемное издание из плотной бумаги плохо раскрывается. Во-вторых, плотные сорта бумаги имеют высокое каландрирование, из-за чего термоклей плохо впитывается. Используя проволочные скобы, можно скрепить не более 450–480 страниц, а до недавних пор - только до 200 страниц. Именно поэтому данный способ применялся только при изготовлении брошюр и журналов и не нашел широкого применения при изготовлении книг. Однако современные степлеры и проволокошвейные машины уже позволяют скреплять книжные блоки объемом 450–480 страниц, но не больше, что препятствует широкому применению данного способа. Автор этой статьи разработал новую технологию скрепления книжных блоков больших объемов проволочными скобами - так называемый «каскадный» способ.

Для применения данной технологии сначала необходимо переделать степлеры (рис. 1), это очень просто. На некоторых степлерах, например степлерах Mах, головка на подставке закреплена винтами. Надо отвинтить головку и между ней и подставкой поместить дополнительную вставку (рис. 2). В зависимости от выполняемых работ вставку можно сделать любой толщины из металла и текстолита (рис. 3) и по желанию головку степлера поднять на любую высоту, чтобы скрепить книгу необходимой величины. Также можно подготовить подставку и на нее закрепить головку степлера (рис. 4). Соответствующим образом надо переделать и упор степлера для удерживания книжных блоков при шитье, увеличивая его высоту до нужных размеров.

Использование данной технологии мы покажем на примере книги объемом 800 страниц. Из 800 страниц берется 450 последних страниц (рис. 5), сверху кладем чистый лист тиражной бумаги, формат которого равен формату книжного блока (рис. 6). До переделки степлера полученный блок зашивается проволочными скобами 24 мм - рис. 7 (мы использовали степлер и проволочные скобы заводского изготовления). После этого открываем чистый лист бумаги и делаем сгиб на уровне скобы, выворачивая ее (рис. 8). После этого лист обрезается с корешковой стороны блока. Таким способом мы прикрываем скобы (рис. 9). Оставшиеся 350 страниц, то есть 175 листов, делим на две части (толщина каждой примерно 8,5 мм). Берем первую, сверху кладем белый лист бумаги и пришиваем его на блок к основе (рис. 10) скобами 20 мм (рис. 11). При шитье надо следить, чтобы между прошиваемой частью книги и головкой степлера было 2–3 мм. Имеет значение и наклон головки степлера при шитье: он должен быть минимальным, в противном случае скоба будет выскакивать наружу книжного блока. Высоту блока можно регулировать, подложив под блок переплетный картон толщиной 2–3 мм. Чистый лист в скрепленном дополнительном блоке обрезается таким же образом, как было указано выше. Далее берем последнюю часть книги и пришиваем сверху уже скрепленной части книжного блока (рис. 12). После этого книжный блок объемом 800 страниц можно вставить в обложку. Получается своего рода каскад (рис. 13).

Кстати, в бумагах мягких сортов скобы «утапливаются» в книжном блоке и практически не влияют на толщину корешка книги. В бумагах плотных сортов толщина корешка увеличивается незначительно.

Длина скобы, которой пришиваются дополнительные части книги, должна быть больше, чем удвоенная толщина пришиваемой части. Это можно представить в виде следующей формулы:

С = 2Т + К (1),

где С - размер скобы, мм; Т - толщина пришиваемой части книги, мм; К - свободный коэффициент.

Коэффициент К можно также назвать коэффициентом прочности. Когда К<0, существует большая вероятность разрушения блока, причем, чем больше минусовое значение, тем больше вероятность разрушения. Когда К=0, получаем так называемое мягкое соединение, при значении К>0 - жесткое соединение, которое тем жестче и прочнее, чем больше значения К. Выбор значения К зависит от плотности бумаги и формата книги. Чем выше плотность бумаги, тем больше должен быть коэффициент.

В полиграфической литературе при рассмотрении способа скрепления блока встречными скобами указывается, что перекрытие скоб должно быть 5 мм. Это подходило до недавнего времени, поскольку, как правило, объем книжных блоков, скрепленных проволочными скобами, не превышал 200 страниц, хотя были и исключения. Однако надо учитывать, что неправильное определение длины скобы приводит к разрушению книг при использовании. Поэтому далее рассмотрим этот вопрос более подробно.

При открытии книги на корешок действуют механические силы. Приведем простой пример. Хорошо известно, что для сдвига тяжелого предмета используют рычаг (рис. 14). Действие рычага объясняется законом момента силы по формуле:

M = Fh (2),

где M - момент силы, F - сила, h - плечо.

Из формулы видно, что действие момента силы равно произведению силы на плечо и чем длиннее плечо, тем больше момент силы. На рис. 14 мы имеем два момента силы, M1 и M2:

M1 = L1* F1 (3)
M2 = L2* F2 (4),

где L1 - длина плеча, расстояние между точками A и B, F1 - сила, действующая в точке A, L2 - длина плеча, расстояние между B и C, F2 - сила действующая в точке C.

Из приведенных двух формул не известно только F2. Моменты сил M1 и M2 между собой равны:

L1* F1 = L2* F2 (5)

Тогда:

F2 = L1* F1/L2 (6)

Те же законы действуют на корешок книжного блока. В книге вместо рычага - проволочная скоба (рис. 15), плечом является отрезок AB, точка упора в данном случае - точка В. При открытии книги сила действует в точке B, а результирующая сила (сила разрушения) действует на отрезке BC. На отрезке BC также действуют силы трения, которые удерживают скобу. Таким образом, по формуле момента силы получается, что чем длиннее расстояние отрезка скобы AB (то есть чем больше толщина пришитой части книги), тем больше влияние сил разрушения. Чем длиннее отрезок ВС, тем больше силы трения, которые удерживают скобу. Таким образом, чем меньше толщина пришитой части книги (отрезок АВ) и чем больше длина скобы, удерживающей пришитую часть книги на остальные части книги, тем прочнее данное соединение. Разрушение книги происходит, когда результирующая сила (сила разрушения) больше, чем силы трения (силы, удерживающие скобу).

Если увеличивается толщина пришитой части книги AB, допустим, вдвое, а расстояние BC остается то же самое (рис. 16), например 5 мм, как это предусмотрено в некоторых справочниках, то получается, что по формуле (5) сила, действующая на разрушение книги, увеличивается вдвое, тогда как силы трения остаются те же самые.

Используя новую технологию при жестком скреплении книги, когда К>1, силы трения всегда будут больше, чем силы, действующие на разрушение блока. Кроме того, когда К>1, в любой точке корешка любой лист удерживается четырьмя скобами, что в два раза увеличивает силы трения, удерживающих книжный блок, то есть в два раза увеличивается прочность книги.

Теперь отметим достоинства и недостатки новой технологии. Теоретически толщина блока, который можно скрепить «каскадным» способом, не ограничена. Но удобство чтения при увеличении объема книги уменьшается. Кроме того, при слишком больших объемах (более 12–15 см) при плотных сортах бумаги начинается упругая деформация и разрушение проволоки. В таких случаях действуют совершенно другие законы механики, рассматривать которые мы не будем. Блоки, скрепленные по новой технологии, по прочности не уступают книгам, изготовленным на ниткошвейной машине, и во много раз превосходят скрепленные термоклеем. Их удобочитаемость почти такая же, как у книг, скрепленных бесшвейным способом, но уступает изданиям, сшитыми нитками. Так, с помощью «каскадного» способа можно скрепить блоки практически любого объема и формата, что является большим преимуществом перед другими технологиями. По себестоимости такие издания обходятся дешевле книг, скрепленных нитками или термоклеем. Да и затраты времени на подготовку книжных блоков по новому способу в среднем немного меньше.

Как видим, «каскадный» способ, как и другие технологии, имеет свои достоинства и недостатки. Но думается, что типографии с его помощью решат многие проблемы.