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.
- Obr. 2: Eugster, Simon. http://cs.wikipedia.org/wiki/. [online]. [cit. 2014-11-08]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Knochenleim_Granulat.jpg/1280px-Knochenleim_Granulat.jpg
- Obr. 3: Askholm, B. http://cs.wikipedia.org/wiki/. [online]. [cit. 2014-11-08]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Limpotte_8903-01-01.jpg/640px-Limpotte_8903-01-01.jpg
- Obr. 4: Autor neznámý. www.pixabay.com. [online]. [cit. 2014-11-08]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/Eggs_3145g.jpg
- Obr. 5: Autor neznámý. http://www.kz.all.biz/. [online]. [cit. 2014-11-08]. Dostupné z: http://www.kz.all.biz/img/kz/catalog/372355.jpeg
- Obr. 6: Autor neznámý. http://www.hotmelt.cz/. [online]. [cit. 2014-11-08]. Dostupné z: http://www.hotmelt.cz/img/hotmelt-lepidlo.gif
Tabulka
![](/uploads/block_images/2597/content_03.jpg)
Obr. 1: Lepidla doporučovaná pro jednotlivé aplikace
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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Lepidla reaktivní tuhnoucí kontaktem s kovy
- 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.
- 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.
- 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).
Zajímavost
![](/uploads/block_images/2604/content_372355.jpg)
Obr. 5: Vodní sklo
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
![](/uploads/block_images/2613/content_hotmelt-lepidlo.gif)
Obr. 6: Popis vrstev lepicí pásky
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