تاریخچه استفاده از چسب ها
یکی از قدیمی ترین روش های اتصال اجسام به یکدیگر استفاده از چسب بوده است و آثار گذشته نشان می دهد که حدود سه هزار سال قبل از چسب استفاده می شده است. بدون شک، خون نخستین ماده‌ای بود که بشر از آن به‌عنوان چسب استفاده می‌کرد که البته کیفیت خوبی نداشت و متداول نشد.
به‌تدریج بشر به وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد و استفاده از آنها را آموخت. در واقع اولین ماده چسب دار که بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بود، موادنشاسته‌ای، قندی، صمغ‌ها و شیره‌های برخی از گیاهان بود. مثلا رومیان ازسقز، ماده چسبدار و صمغی که از درختان برگ سوزنی، نظیر سرو و کاج و یا درخت صنوبر ترشح میشود در صنعت کشتی سازی استفاده می‌کردند. به‌تدریج مواد دیگری مانند موم، عسل و یا مواد ژله مانندی از ماهی، شاخ حیوانات یا شیر و تخم مرغ بکار گرفته شدند.
انسان بتدریج با پختن پوست حیوانات در آب ماده ای چسبناک – چسب مایع – به دست آورد.
با پیشرفت صنایع و استخراج و پالایش نفت، از قیر و قطران چوب و … به‌عنوان چسب استفاده به عمل آمد. چسب های قدیمی حالتی شبیه به قیر داشته اند و برای مثال از آنها به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است.
با کشف لاتکس که شیره سفید رنگی از درختان آمریکای جنوبی بود صنعت چسب وارد مرحله نوینی شد.اگر چه کائوچوی طبیعی (لاتکس) از مدت ها قبل شناخته شده بود، اما چون حلال مناسبی برای آن موجود نبود، کاربردی به‌عنوان ماده چسبی پیدا نکرد تا اینکه با دستیابی به روغن‌های نفتی که کائوچو را در خود حل کرده، مایع چسبناکی را بوجود می‌آورند، کاربرد آن به‌عنوان ماده چسبی متداول شد.
تکنولوژی چسب ها در دهه های اخیر رشد زیادی نموده است. برای مثال، آمار نشان می دهد که در سال 1966 در حدود هفت میلیون پوند چسب در دنیا مصرف شده است که نسبت به مصرف سال 1965 پانزده درصد افزایش داشته است. از قرن نوزدهم به تدریج با پیدایش چسبهای سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر، چسبهای سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده است. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد میباشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است. امروزه در دنیا بیش از صدها سازنده و فرمول دهنده چسب وجود دارند و این تعداد روز به روز افزایش می یابد برای مثال صنعت چسب در آمریکا بصورت یک حرفه تخصصی در آمده است که در آن هزاران نفر به کار و فعالیت مشغولند.
تعریف چسب
چسب ماده ای است که میتواند بین دو سطح اتصال چسبی به وجود آورد. یک اتصال چسبی، دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل می شود.
خصوصیات اصلی یک چسب مرغوب
- نباید رنگ موادی که می خواهند چسبانده شوند را تغییر دهد.
- نباید لخته شود و باید دارای غلظت متناسب با مصرف باشد.
- باید طوری تهیه شود که پس از استعمال به سرعت سخت شود.
- باید خاصیت ارتجاعی داشته باشد و در برابر رطوبت نیز مقاوم باشد.
طبقه بندی چسب ها
طبقه بندی بر اساس نام جزء اصلی در فرمول چسب:
این روش تنها برای چسب هائی که در فرمول آنها یک جزء اصلی وجود دارد ، مفید می باشد. بر مبنای این روش انواع چسب ها را در قالب طبیعی و مصنوعی می توان نام برد.
الف) چسب های دارای جزء اصلی طبیعی – ماده طبیعی موجود در چسب ممکن است از نوع سلولزی ویا پروتئینی باشد .
چسب های نوع سلولزی مانند چسب نشاسته، دکسترین و یا هر صمغ گیاهی چسب های پروتئینی ممکن است حیوانی و یا گیاهی باشند. نوع حیوانی مثل آلبومین خون، استخوان، کازئین و غیره و نوع گیاهی مثل آرد دانه لوبیا، آرد بادام و غیره می باشد.
از چسب های دارای پایه مواد طبیعی به غیر از سلولزی و پروتئینی میتوان از کائوچوی طبیعی ، سیلکیات سدیم و شلاک نام برد.
ب) چسب های دارای جزء اصلی مصنوعی – ماده مصنوعی جزء اصلی چسب ممکن است یکی از مواد ترمو پلاستیکی (مانند پلی وینیل الکل، نایلون، پلی اکریلیک) و یا یکی از رزین های ترموستی (مانند رزین فنلی، آمینی، اپوکسی) باشد.
انواع چسب ها
چسب معدنی - طبیعی
مهم ترین چسب معدنی سیلیکات سدیم می باشد ؛ این چسب خیلی کم دوام است و معمولا برای ارتقای دوام با کازیین به صورت مخلوط استفاده می شود .
چسب سیلیکات سدیم به چسب کاغذ معروف است که نمونه ای از مرغوت ترین آنها می توان به هموپلیمر ونیل استات رزین جام اشاره کرد و برای چسباندن کارتن و کاغذ کرافت استفاده می شود و در صنعت چاپ نیز کاربرد دارد.
چسب طبیعی - گیاهی
نشاسته، سریش، دکسترین، صمغ عربی، سویا و چسبهای سلولزی نشاسته معمولترین ماده برای چسباندن کاغذ بوده است، که از آرد غلات تهیه می شود. امروزه چسبهای ترموپلاستیک جایگزین این دسته از چسبها شده اند.
چسب طبیعی - حیوانی
ژلاتین ، سریشم ، کازیین ، زیین و فیلشم ( سریشم ماهی)
چسبهای حیوانی معمولا برای جلدسازی به کار گرفته میشوند؛ آنچه در بازار ایران متداولتر است، چسبی است که از استخوان چهارپایان تهیه می شود.
امروزه اغلب چسبهایی با پایه – پلی وینیل استات – جایگزین چسبهای حیوانی در صنعت شده اند.
سریشم از چسبهایی است که در صحافی کاربرد دارد و بیشتر در جلد سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چسب باید در حرارت غیر مستقیم قرار بگیرید تا یک‌دست بماند.این چسب را با قلمو نمی‌توان کار کرد و حتماً باید با دستگاه سریشم‌زنی مورد استفاده قرار گیرد.
چسب سنتزی (مصنوعی)
مواد اولیه این چسب ها را مواد شیمیایی مصنوعی تشکیل می دهند و امروزه اکثر چسب های مورد استفاده در صنایع از این دسته هستند. مواد تشکیل دهنده ی چسب های مصنوعی عبارتند از :
رزین : ماده خالص چسب ؛ سبب اتصال سطوح به یکدیگر
سخت کننده :موادی است برای سخت شدن و اتصال و استحکام چسب
حلال ها :موادی است برای سیالیت چسب و پخش یکنواخت رزین بین سطوح
قدرت دهنده ها : موادی است برای تقویت و استحکام لایه چسب
رقیق کننده ها : موادی است برای کنترل جاری شدن چسب و میزان نفوذ آن
پایدار کننده ها :موادی است برای پایداری و دوام لایه چسب
مواد پر کننده : موادی برای کنترل ضریب انبساط حرارتی و مقاومت حرارتی چسب
کاتالیزور : موادی برای گیرایی چسب در زمان کوتاه – انعقاد سریع تر چسب –
چسب مصنوعی – ترموپلاست ( گرمانرم )
این چسبها در اثر حرارت نرم می شوند و تغییر شکل می دهند و در اثر از بین رفتن حرارت سخت می شوند.
چسب مصنوعی – ترموست ( گرماسخت )
این چسبها در اثر حرارت سخت می شوند و در اثر حرارت دادن مجدد تغییر شکل نداده و به همان شکل باقی می مانند.
چسبهای صحافی بسته به نوع کاربرد، انواع و اقسام مختلفی دارند.
اما اغلب چسبهای مورد استفاده در این صنعت باپایه های رزینی و پلیمری متفاوت در دسته ی چسبهای ترموپلاستیک قرار دارند.
دسته بندی عمومی چسب های مصرفی
الف) چسب سرد ب) چسب گرم
از گذشته برای صحافی کتاب شیوه های گوناگونی ابداع گردیده است. در روشهای ابتدایی، انتهای کتب دوخته می شد . با گذشت زمان و ظهور برخی از چسب های جدید ، از چسب هایی با منشأ حیوانی و سپس از چسبهای سیلیکاتی و پلی وینیل استاتی استفاده می‌شد. با توجه به تیراژ بسیار بالای کتاب در سال‌های اخیر و با توجه به سرعت صحافی پایین با چسب های سنتی، عموماً مشکلات زیاد در تحویل کتب ایجاد می‌شد. با ارائه چسبهای گرم و سرد سرعت کاربری بسیار بالا و با استفاده از دستگاههای اتوماتیک سرعت صحافی افزایش سریع یافت. امروزه با استفاده از این چسب ها امکان صحافی چند هزار جلد کتاب در یک ساعت نیز ایجاد شده است.چسبهای صحافی آمیزه‌ای از چند پلیمر، عوامل چسبناک کننده، اصلاح کننده ویسکوزیته و پایدار کننده‌های حرارتی می‌باشند. با تغییر مقدار هریک از این اجزاء می توان خواص متفاوتی از چسبهای گرم به دست آورد. لازم به ذکر است که در انتخاب یک چسب بایستی پارامترهای مختلفی بررسی شوند. رنگ، ویسکوزیته، زمان گیرایی، نقطه نرم شوندگی، میزان چسبندگی، قیمت و شرایط مصرف مثل نوع دستگاه و نوع جلد مشخص کننده نوع چسب مصرفی میباشد.
چسبهای سرد و کاربردهای آن:به طور کلی چسبهای سرد برای عطف کتاب به کار گرفته میشود.در کارگاههای کوچک صحافی این چسبها، که پایه پلیمری دارند به صورت دستی و با برس اعمال می شوند. در چاپخانههای بزرگتر، دستگاههای متنوعی برای اعمال این قبیل چسبها وجود دارد.خاصیت اصلی مورد انتظار از چسبهای سرد، نگهداری عطف کتاب است؛ به صورتیکه فرم یکپارچه در خلال استفاده از کتاب حفظ گردد.این چسبها بر پایه پلی وینیل استاتتولید میشوند و در زمره ارزانترین و در دسترسترین چسبها طبقه بندی میشوند. در اصطلاح عموم، از آنها با نام چسب چوب نیز یاد میشود.گونه های تخصصی تر چسبهای سرد مورد مصرف در این صنعت، به کاربردهائی نظیر “گرد کردن عطف کتاب“، “شیرازه چسبانی”، “ایجاد انعطاف پذیری بیشتر در شیرازه کتاب” و … مربوط میشوند.
• روش مصرف چسبها ی سرد
ابتدا چسب بوسیله آب تمیز- دارای درجه حرارت متعادل- رقیق گردد. میزان آب مصرفی بر حسب نوع کار و نیاز حداکثر حدود50 درصد وزن چسب میباشد. پس از اختلاط کامل و حصول مخلوطی همگن و یکنواخت بر حسب امکانات موجود کارگاهی، چسب بوسیله غلطک ( ماشینهای مربوطه) و یا بصورت دستی بر روی سطوح کار اجرا و با توجه به دمای محیط کار، پس از تامل زمان لازم بهم چسبانده میشود.
معرفی برخی از انواع چسب سرد:
چسب پلاستیک سرد
نوعی چسب میباشد که جهت چسباندن کارهایی که روکش سلفون دارند و باید به بخشی از مقوا چسبانده شوند، کاربرد دارد. این چسب شباهت زیادی به چسب صحافی سرد دارد و با قلمو به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
چسب M
نوعی چسب سرد است که باز هم جهت چسباندن کارهای روکش سلفون مورد استفاده قرار می‌گیرید و از چسب پلاستیک بسیار قوی‌تر است. طوری که به راحتی میتوان دو روکش سلفون را به همدیگر چسباند.
چسب صنعتی
از چسبهایی است که در صحافی جلدسازی برای چرمو پارچه و امثال این‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چسب هم از چسبهای سرد است و حلال آن تولوئن میباشد و حسن بسیار خوب آن تاب برنداشتن کار میباشد.
نقطه ضعف این چسب این است که بوی شدیدی دارد و در هوای آزاد به سرعت تولوئن آن تبخیر میشود. نحوه‌ی کار کردن با این چسب این است که بعد از چسب زدن باید حدود 5 دقیقه صبر کرد تا روی آن خشک شود، سپس کار را با فشار به همدیگر چسباند.
به دلیل اینکه این چسب آب ندارد و کار تاب بر نمی‌دارد از آن برای چسباندن گالینگور (کاغذ به مقوا) زیاد بهره می‌برند. زیرا به راحتی با استفاده از قلمو یا دستگاه چسب‌زن غلتکی میتوان آن را به کار برد.
چسبهای گرم و کاربردهای آن
چسبهای گرم نیز عمدتا برای عطف کتاب به کار میروند.
این چسبها عموما بر پایه اتیل وینیل استات یا سنتتیک رابر تهیه میشوند و تفاوت آنها در مواد افزودنی دیگری است که بسته به فرمولاسیون آنها متغیر است.
با توجه به انواع کاغذهای موجود در بازار، این چسبها نیز گستردگی قابل توجهی به لحاظ تعداد نامهای تجاری دارند. به صورت کلی، چسبهای گرم با توجه به “کاغذهای تحریری”، “کاغذهای گلاسه” و “گرماژهای متفاوت” کاغذ و جلد مورد استفاده برای این کار تعیین و مورد استفاده قرار میگیرند.
گونه دیگری از این چسبها برای استفاده به عنوان چسب “بغل چسبان” یا به اصطلاح چسب “جاناخنی” مورد استفاده قرار میگیرند.
چسب صحافی گرم بهترین چسبی است که در جلدسازی و شومیز کردن به خصوص برایکتاب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این چسب به صورت گرانول (جامد) است و در حرارت خاصی مایع میشود و بسته به کارخانه سازنده زمان جهت چسباندن کار از 10 ثانیه تا 50 ثانیه متغیر میباشد.
این چسب هم باید با دستگاه چسب گرم مورد استفاده قرار گیرد و نمی‌توان با قلمو آن را به کار برد.خاصیت خوب این چسب این است که آب در آن وجود ندارد و کار تاب بر‌نمی‌دارد.
• روش مصرف چسبهای گرم
سطح کار تمیز و عاری از هر گونه آلودگی و گرد و خاک باشد. چسب پس از رسیدن به نقطه ذوب مناسب – بر اساس دمای کاربرد- بوسیله ماشین مخصوص و با ضخامت 0.5 تا یک میلی متر بر روی سطح مورد نظر اجرا و بلافاصله دو سطح بهم چسبانده می شوند.