Lepidla
Obsah

Lepidla (adheziva)

Lepidla jsou makromolekulární látky rozpuštěné ve vodném roztoku – ve většině případů se aplikují v tekuté formě. Lepení vysvětlujeme jako působení mezimolekulových sil mezi slepovaným materiálem a lepidlem. Lepidla se používají při zhotovení knižních vazeb, spojují jednotlivé části knihy. Navíc musí splňovat určité vlastnosti, mezi základní požadavky patří: pevnost lepení, trvanlivost, elasticita (pružnost), rychlé zasychání, vhodná barva – bílá, odolnost proti chemickým a tepelným vlivům, dobrá skladovatelnost a jiné další. Lepidla používaná v polygrafii lze rozdělit na lepidla syntetická (tavná, disperzní a reaktivní) a přírodní (živočišná a rostlinná).

Přírodní lepidla

1. Přírodní rostlinná lepidla:

Škrobová lepidla

Základní surovinou pro výrobu škrobových lepidel je škrob získaný z pšenice, brambor, kukuřice či rýže. Škrob je rostlinný polysacharid, který se hojně vyskytuje v obilovinách a v různých hlíznatých rostlinách. Škrob smíchaný s vodou vytváří škrobový maz – lepidlo. Tato lepidla se používají k lepení předsádek, příloh a obrázků.

Dextrinová lepidla

Základní surovinou pro výrobu těchto lepidel je dextrin = polysacharid, který vzniká při odbourávání škrobu. Využívají se ke strojovému lepení předsádek, příloh a při strojové výrobě knižních desek. Dextrinová lepidla rychle schnou a mají výborné adhezivní vlastnosti. Snadno se rozpouštějí ve vodě a spoje se tak mohou ve vlhkém prostředí rozlepit.

2. Přírodní živočišná lepidla:

Glutinová lepidla (tzv. klíh)

Jsou výjimečná, protože jde o nejstarší lepidla vůbec. Pro jejich výrobu se používá kolagen z kůží a kostí zvířat. Jejich zahřátím na teplotu 60 °C získáme lepidlo. Rozlišujeme bílý a hnědý klih. Hnědý klih se aplikuje při výrobě knižních desek pro vazbu V8. Vyznačují se dobrými spojovacími vlastnostmi a příznivou cenou. Bílý klih lze použít na viditelné části vazby.

3. Přírodní minerální lepidla

Nejdůležitějším zástupcem je tzv. vodní sklo (chemický vzorec Na2SiO3). Ve vodě je nerozpustné a používá se k lepení vlnité lepenky
a papírových krabic.

Syntetická lepidla

Disperzní lepidla

Již z názvu je zřejmé, že půjde o disperze na bázi syntetických polymerů (např. PVAC) rozptýlené v rozpouštědle (např. voda).
Po nanesení lepidla dochází k odpaření rozpouštědla a lepidlo tuhne (vytvoří se polymerní film, který oba slepované materiály spojuje). Disperzní lepidla lze použít pro lepení předsádek, potahů, k bodovému lepení a lepení pevných spojů. Výhodou je jejich dobrá cena, snadná manipulace a dobré lepicí vlastnosti. Jsou vhodná prakticky pro všechny druhy papíru a způsoby zpracování. Nevýhodou je delší doba zasychání lepidla. Disperzní lepidla jsou považována za ekologicky přijatelná.

Tavná lepidla (tzv. hotmelty)

Jde o sloučeniny monomerů jednoduchých chemických sloučenin na bázi pryskyřic. Za normální teploty jde o pevné látky termoplastického charakteru, které se do tekutého stavu dostanou zahřátím (roztavením) na pracovní teplotu 120–200 °C. Po slepení
a snížení teploty lepidlo znovu tuhne. Hotmelty se používají ve všech knihařských zpracováních, například pro lepení brožur a katalogů. Výhodou tavných lepidel je jejich dobrá lepivost (adheze) a vysoká rychlost zpracování. Naopak, při vyšších teplotách lepidla opět měknou a dochází ke ztrátě lepivosti. Užívány při výrobě vazby V2.

Reaktivní polyuretanová lepidla (PUR)

Poslední zástupci syntetických lepidel kombinují výhody jak disperzních, tak tavných lepidel. Jde o sloučeniny polyesterů, polyuretanů a dalších polymerů. Výhodou reaktivních polyuretanových lepidel je jejich vysoká pevnost, pružnost a odolnost proti změnám teploty. Nevýhodou PUR lepidel může být vysoká cena, vyšší náklady na vybavení stroje speciální jednotkou, či delší doba zasychání (16-24 hodin). Dnes se aplikují zejména při zpracování vazeb V2 a V8.

Pro vylepšení vlastností výsledné vazby lze použít také kombinace jednotlivých druhů lepidel, čímž vzniká tzv. two-shot lepení. Two-shot lepení neprobíhá smícháním lepidel, nýbrž postupným nanášením jednotlivých druhů lepidel na knižní blok.

 

Zdroje

  • KAPLANOVÁ, Marie. Moderní polygrafie. Praha: Svaz polygrafických podnikatelů, 2010.

  • OSTEN, Miloš. Práce s lepidly a tmely. Vyd. 3., přeprac. a zkrác., v Gradě vyd. 1. Editor Josef Mleziva. Praha: Grada, 1996, 129 s. Profi. ISBN 80-716-9338-3.

  • PŘIKRYLOVÁ, Eva. Knihařské materiály (DUMY). Dostupné v archivu autora. Materiál vznikl v rámci projektu Kvalitní a efektivní vzdělávání pro žáky (DUMY)/ VY_32_INOVACE_02 (číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0772)

  • Potahové knihařské materiály [online]. [cit. 2014-07-01]. Dostupné z: http://www.svettisku.cz/buxus/generate_page.php?page_id=3956&buxus_svettisku=feddc5dc75c7afd51ab79452a5a4a613

Obrázky:

  • Obr. 1: Z knihy: OSTEN, Miloš. Práce s lepidly a tmely. Vyd. 3., přeprac. a zkrác., v Gradě vyd. 1. Editor Josef Mleziva. Praha: Grada, 1996, 129 s. Profi. ISBN 80-716-9338-3.

Domací úkol

B – bílkovinová lepidla, C- karboxymethylcelulóza, D – dextrinová lepidla, DL – disperzní lepidla, EP – epoxidová lepidla, G – glutinová lepidla, KA – kyanakrylátová lepidla, PUR – polyurethanová lepidla, RK – roztoky kaučuků, RP – roztoky plastů, SP – syntetické pryskyřice, Š – škrobová lepidla

Doplňující učivo

Přehled lepidel podle principu tuhnutí ve spoji

  1. Lepidla roztoková tuhnoucí vsáknutím a odpařením obsažené vody
    • alespoň jedna část spoje musí být propustná a pórovitá,
    • spoje nejsou odolné vodě,
    • kaseinová, klihová (glutinová), škrobová, dextrinová, na bázi derivátů celulózy, na bázi polyvinylalkoholu,
    z arabské gumy, vodní sklo, sádra, cement atp.
     
  2. Lepidla disperzní tuhnoucí vsáknutím a odpařením obsažené vody (latexy)
    • nízká viskozita i při velkém obsahu sušiny (50 % hm.),
    • obsahují jen malé množství org. rozpouštědel, lze je ředit vodou,
    • zpracování za normální teploty (ale ne nižší než minimální filmotvorná teplota = minimální teplota, při které ještě vzniká souvislý polymerní film),
    • jeden z lepených materiálů musí být pórovitý a propustný pro vodní páru,
    • asfaltové emulze, kaučukové latexy, polyvinylacetátové disperze, polyakrylátové disperze.
     
  3. Lepidla roztoková tuhnoucí odtěkáním organických rozpouštědel
    • nízký obsah sušiny – vzniká tenký film, který nemůže vyrovnat nerovnosti spojovaných povrchů,
    • ve filmu jsou delší dobu přítomny zbytky rozpouštědel, proto dochází
    k pomalejšímu nárůstu pevnosti spoje, spoj je dlouho měkký,
    • kaučuková, ze sloučenin celulózy(acetátcelulózová, acetobutyrátcelulózová, nitrátcelulózová), polyakrylátová
    a polymethakrylátová, polyamidová, polystyrenová, polyvinylacetátová, na bázi polyvinylchloridu atp.
     
  4. Lepidla reaktivní tuhnoucí vlivem zvýšené teploty
    • v průmyslovém měřítku,
    • na bázi epoxidových, fenolformaldehydových, močovinoformaldehydových
    a melaminformaldehydových pryskyřic,
    • lepidla reaktivní tuhnoucí vlivem vlhkosti prostředí
    • vteřinová – kyanakrylátová lepidla – spoj je elastický, houževnatý
    s širokou adhezní účinností, k lepení hladkých, nesavých a odmaštěných ploch,
    • silikonová lepidla (tmely) – výborná přilnavost k čistým a odmaštěným povrchům.
     
  5. Lepidla reaktivní tuhnoucí kontaktem s kovy
     
  6. Lepidla reaktivní tuhnoucí po přidání tvrdidel
    • epoxidová – je třeba dodržet poměr míšení pryskyřice s tvrdidlem, lze je plnit anorganickými práškovými plnivy až do obsahu cca 40 % hmotnosti základní pryskyřice,
    • fenolformaldehydová, močovinoformaldehydová, polyesterová, polymethakrylátová, polyurethanová.
     
  7. Lepidla tavná
    • za normální teploty jsou to pevné látky, při zahřátí se roztaví a nanesou na spoj,
    • další možností je lepidlo ve formě prášku, folie, pásku, které se po nanesení na jednu z ploch aktivují teplem za mírného tlaku,
    • po vychladnutí má spoj zůstat ještě několik vteřin pod tlakem, aby bylo zajištěno dostatečné ztuhnutí,
    • spoj lze opětovným zahřáním rozpojit,
    • polyamidová, polyesterová, ethylen-vinylacetátová, atp.
     
  8. Lepidla stále lepivá, citlivá na tlak
    • v kombinaci s nosiči – samolepicí pásky, fólie, štítky atp.

Opakování

Škrob je polysacharid, který je tvořen pouze molekulami glukózy.

Zopakujte si kapitolu o polysacharidech (biochemie).

Obrázek
Obrázek
Zajímavost

Vodní sklo je vodný roztok křemičitanu sodného (chemický vzorec Na2SiO3). Dříve, ještě ve druhé polovině dvacátého století, se na území bývalého Československa používal k uchovávání vajec, když se vejce naskládala do láhve a zalila vodním sklem. Roztok ucpal póry ve skořápkách vajec a ta tak vydržela řadu měsíců.

  

Obr. 4: Vejce

Zajímavost

Lepicí pásky.

Lepicí pásky, které používají jako lepidlo hotmelt (syntetický kaučuk), mají výbornou lepivost, kvalitní mechanické vlastnosti a jdou dobře potisknout.

HOT-MELT - lepidlo tvořené syntetickým kaučukem a pomocnými látkami pro vylepšení vlastností. Ve výrobě se nanáší na folii za horka v roztaveném stavu. Snadno přilne k lepenému materiálu, rychle tvoří spoj nerozebíratelný bez poškození lepené krabice. Lepidlo vhodné pro použití i v chladu. Lepidlo po aplikaci hůře odolává expozici UV záření (dlouhodobý pobyt na slunci).

Odkaz

Jaké existují v knihařství vazby a jejich výrobní postup se dozvíte na :

Zamysli se

Zamyslete se nad důležitostí lepidel v polygrafickém průmyslu. A co lepidla používaná v oblasti obalového potravinářského průmyslu? Ta musí mít nejenom ideální vlastnosti, ale musí být také zdravotně nezávadná.

Doplňující učivo

Znakem lepidel je koheze a adheze

Adheze

  • je přilnavost
  • soubor sil mezi molekulami podložky a lepidla

 

Koheze

  • je soudržnost
  • působení vnitřních sil uvnitř jedné látky