DE2506079B2

DE2506079B2 - Verfahren zur herstellung von klebeverbindungen beim buchbinden

Info

Publication number: DE2506079B2
Application number: DE19752506079
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing.; Lemke Wolfgang Ing.(grad.); 4830 Gütersloh; Cornils Gerd-Ulrich-Karl 5159 Golzheim Dudziak
Original assignee: Reinhard Mohn oHG, 4830 Gütersloh
Priority date: 1975-02-13
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1977-09-01
Also published as: GB1528531A; DE2506079C3; FR2300683A1; FR2300683B3; JPS51106515A; IT1061215B; DE2506079A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebeverbindungen beim Buchbinden unter Verwendung von Schmelzklebern, bei dem auf die zu verklebenden Gegenstände Schmelzkleber aufgebracht, die Gegenstände positioniert und durch Wärmezufuhr verklebt werden.

Beim Einbinden von Druckbogen zu Büchern werden eine Reihe von Klebeverbindungen geschaffen, durch die die Einzelteile des Buches hauptsächlich zusammengehalten werden. Beispielsweise können die Druckbogen eines Buches am Rücken in einer Klebebindemaschine zusammengeklebt werden. Die Buchdecken werden in der Regel durch Verkleben der Einzelteile hergestellt und die Buchblöcke in die Decken mittels Klebeverbindung eingehängt. Des weiteren ist auch das Vorsatzblatt meist an Titel- und Schlußbogen angeklebt und ggf. Hinterklebematerial auf den Buchblockrücken durch Kleben aufgebracht.

Für Klebeverbindungen beim Binden von Büchern kommen hauptsächlich Kunstharz-Dispersionsleime zur Anwendung. Wesentlicher Nachteil der bekannten Dispersionsleime ist ihr hoher Gehalt an Wasser, das während des Abbindevorganges ausgetrieben werden muß, um die Klebeverbindung herbeizuführen. In der Regel wird dabei zur Verkürzung der Zeit" zur Herstellung eines Buches getrocknet. Der Trocknungsvorgang erfordert zum einen geeignete Vorrichtungen und zusätzliche Energie und zum anderen dennoch erhebliche Zeit, wodurch die Weiterverarbeitung verzögert wird. Außerdem muß mit geeigneten Vorrichtungen dafür gesorgt werden, daß während der gesamten Trocknungszeit die zu verklebenden Teile unverschiebbar gehalten werden. Hinzu kömmt, daß Feuchtigkeit vom Papier, insbesondere vom Buchblock und der Decke aufgenommen wird, was beispielsweise ein Verziehen der Decke, Wellen der Vorsatzblätter und weiterer Seiten des Buchblocks zur Folge haben kann. Die Feuchtigkeitseinwirkungen können zwar durch Behandlungen beispielsweise durch Preß- oder Biegevorgänge beseitigt werden, verteuern jedoch den Herstellungsprozeß eines Buches erheblich. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits versucht worden, beim Einhängen eines Buchblocks in die Buchdecke Heißschmelzkleber, sogenannte Hot-melts, zu verwenden. Nach einem bekannten Verfahren werden die Buchblocks an ihren Vorsatzblättern mit dem Kleber versehen und mit den Buchdecken vereinigt, wobei ein heiß verarbeiteter, beim Abkühlen sofort oder leicht verzögert abbindender Leim verwendet wird.

In der Praxis hat sich jedoch die Verwendung von Heißschmelzklebern nicht bewährt, weil, bedingt durch die hohe Abbindegeschwindigkeit beim Abkühlen, zum Zusammenfügen der zu klebenden Teile jene Kleber, die eine teuere Komponente darstellen, in sehr schnell !aufenden und damit kostenaufwendigen und komplizierten Maschinen verarbeitet oder, um das Abbinden etwas zu verzögern, in dicker Schicht aufgetragen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Herstellung von Klebeverbindungen beim Binden von Büchern unter Verwendung von Schmelzklebern zu beschleunigen, ohne daß dabei die oben beschriebenen Nachteile auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Klebeveibindungen beim Buchbinden unter Verwendung von Schmelzklebern, bei dem auf die zu verklebenden Gegenstände Schmelzkleber aufgebracht, die Gegenstände positioniert und durch Wärmezufuhr verklebt werden, gelöst, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zu verklebenden Gegenstände Schmelzkleber auf der Basis Äthylen-Vinylacetat-CopoIymerisat in schmelzflüssiger Form in einer Schichtstärke nicht über 20 g/m² und einer Temperatur zwischen 150° und 180⁰C aufgetragen wird, die Schmelzkleberschicht zum Erstarren gebracht wird, durch Wärmezufuhr im Temperaturbereich zwischen 40° und 180⁰C die positionierten Gegenstände verklebt werden und danach die Schmelzkleberschicht wieder zum Erstarren gebracht wird.

Es ist aus der GB-PS 5 32 120 ein Verfahren bekannt, daß u.a. zum Buchbinden Anwendung finden soll, bei dem thermoplastische Substanzen im Eckbereich oder in der Nähe der Eckbereiche der zu verbindenden Blätter aufgetragen und die Bereiche lateral mit Wärme beaufschlagt werden, während die Teile zusammengepreßt werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Schmelzkleber sind zwar im weitesten Sinne thermoplastische Substanzen, ihre Verwendung in der bekannten Weise führt jedoch nicht zum gewünschten Erfolg. Vielmehr müssen die besonderen Eigenschaften der Schmelzkleber auf der Basis Äthylen-Vinyiacetat-Copolymerisat berücksichtigt werden. Diese wiederum legen deren Verwendung beim Buchbinden nicht nahe. Denn es ist bekannt, daß die Heißschmelzkleber nicht die Verwendbarkeit für alle Papiersorten gewährleisten. Sie werden bei falscher Behandlung brüchig (Dmckprint 2/1973, Seite 78 und 80), sind alterungsempfindlich, neigen zum Kältebruch und zersetzen sich bei wechselndem Aufheizen und Abkühlen (Druckwelt 23/24/1974, Seite 986 und 988). Insbesondere diese

Neigung zum Zersetzen stand dem erfindungsgemäßen Verfahren entgegen, wonach in jedem Fall wechselndes Aufheizen und Abkühlen zwingend vorgeschrieben sind. Dennoch hat sich gezeigt, daß sich bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausgezeichnete Klebebindungen ergeben. Wahrscheinlich liegt dies in der äußerst dünnen Schicht begründet, wobei der Erfolg jedoch aufgrund des Standes der Technik nicht zu erwarten war.

Schmelzkleber auf der Basis von Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat sind zu 100% wasser- und lösungsmittelfreie Klebstoffe, die aus einem heterogenen Gemisch von thermoplastischen Kunststoffen bestehen, zusätzlich geeignete Additive wie Klebrigmacher, Füllstoffe und Stabilisierungsmittel enthalten und sich bei normaler Raumtemperatur im festen Zustand befinden. Brauchbare Schmelzkleber sind an sich seit 1961 bekannt. Sie zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie keinerlei Dispergier- oder Lösungsmittel enthalten. Aus diesem Grunde ist ihre »offene« Zeit sehr kurz (wenige Sekunden). Eine Verlängerung der offenen Zeit ist mit der Zusammensetzung der Grundstoffe und der Aufheiztemperatur im kleinen Bereich möglich. Schmelzkleber setzen sich in der Hauptsache aus den Komponenten Basispolymer, klebrig-machendes Harz und Füll- und/oder Streckmittel, ggf. Weichmacher, Antioxydantien zusammen. Das Basispolymer für die Zwecke der Erfindung ist ein hochmolekulares Mischpolymerisat (Copolymerisat) von Äthylen und Vinylacetat (Elvax-Vinylharz), wobei der Fachmann für die Belange der Erfindung in bezug auf Papierverträglichkeit, Verarbeitungsvorrichtungen und kurze offene Zeit die geeigneten handelsüblichen Sorten auswählen kann. Als klebrigmachende Harze dienen meist Kclophoniuimderivate sowie auch Kunstharze. Füll- und Streckmittel sind meist mineralischer Herkunft wie z.B. Schwerspat, Calciumsulfat, Kreide.

Gut geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren ist beispielsweise ein Schmelzkleber aus 50% Äthvlen-Vinylacetat-Copolymerisat (Elvax), 30% Harz und 20%Modifizierungsmittel.

Bei Verwendung dieser Schmelzkleber mit kurzer offener Zeit wird die aufgetragene dünne Schicht nach dem Erstarren durch Wärmezufuhr wieder klebriggemacht und durch das anschließende Erstarren eine Klebeverbindung erzielt, die in bezug auf Adhäsion und Kohäsion den bekannten Schmelzkleberverbindungen zumindest gleichwertig ist. Wahrscheinlich erhält man durch das plötzliche Temperaturgefälle während des Auftrags des heißen Schmelzklebers auf die »kalten Gegenstände« (Zimmertemperatur) ein derart eingefrorenes Gleichgewicht im erstarrten Schmelzkleber, daß nach der Wiedererwärmung die Klebeeigenüchaften unverändert erhalten geblieben sind.

Die Temperatur des schmelzflüssigen Klebers vor dem Auftrag liegt vorzugsweise zwischen HiO⁰ und 17O⁰C. Die Schichtdicke sol! vorzugsweise zwischen 5 und 10 g/m- liegen. Eine derart dünne Schicht führt — bedingt durch das Temperaturgefälle — zum sofortigen Erstarren des Klebers, so daCI die damit bestrichenen Gegenstände ohne besondere Trocknung sofort weiterverarbeitct oder zwischengestapelt oder unbegrenzte Zeit gelagert werden können, ohne daß das Klebemittel den Produktionsgang verzögert oder wegen seiner Klebrigkeit erschwert. Da die Schmelzkleber zudem kein Wasser enthalten, wird auch das Papier nicht gewellt oder verzogen, wie dies bei Verwendung von Disnersionsleimen der Fall ist. Der hauchdünne Auftrag des Schmelzkleber» ist darüber hinaus nicht nur wirtschaftlich, sondern trägt insbesondere auch dazu bei, daß die Schichtstärke der Klebeverbindung unbeachtlich ist, d.h. die Klebstoffschicht zu keiner nennenswerten Verdickung führt.

Da die heiß aufgetragene und sofort erstarrte Schicht völlig trocken und der beschichtete Gegenstand auch nicht verzogen ist, kann z.B. auf Vorrat gearbeitet werden oder die sofortige Weiterverarbeitung ohne

ίο besondere Vorkehrung in bezug auf Trocknung, Pressung oder Verschmieren vorgenommen werden, wobei die zu verklebenden Gegenstände mit geeigneten Vorrichtungen maschinell positioniert, erwärmt und dann abgekühlt werden. Der Schmelzkleber behält dabei seine kurze offene Zeit bei und erstarrt nach der Abkühlung sofort wieder unter Bildung der gewünschten Klebeverbindung.

Die Erwärmung nach dem Positionieren bzw. während des Positionierens erfolgt mittels geeigneter Vorrichtungen. Hierbei ist die Anwendung von Hochfrequenz oder Ultraschall besonders günstig. Der Temperaturbereich beim Erwärmen liegt insbesondere zwischen 50° und 92°C. Zur Unterstützung der Adhäsion beim Kleben kann in vorteilhafter Weise Druck angewendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren beschleunigt das Binden eines Buches erheblich und erfordert keinen zusätzlichen aufwendigen Maschinenpark. Es ist insbesondere geeignet zur Herstellung eines Buchblocks durch Klebebindung sowie zur Deckenherstellung und zum Einhängen des Buchblocks in die Decke. Des weiteren ist das Verfahren in vorteilhafter Weise anwendbar zum Ankleben des Vorsatzes an den Titel- und Schlußbogen sowie ggfs. des Hinterklebematerials auf den Buchblockrücken, weil insbesondere dabei keine nennenswerten Verdickungen des Buchblocks an den Klebestellen auftreten.

Bei der Deckenherstellung werden beispielsweise auf das Überzugsmaterial und/oder die Pappdeckel und Rückeinlagen eine ²Λο mm dicke heiße Schmelzkleberschicht aufgetragen, die wegen der hohen Temperaturdifferenz zwischen Schmelzkleber (etwa 17O⁰C) und z.B. Überzugsmaterial (etwa 20°C) sofort erstarrt. Die Einzelteile werden dann auf Vorrat gelagert bzw. das Bezugsmaterial aufgerollt. Zur Herstellung der Klebeverbindung werden der Bezugsstoff vor der Bahn gerollt, die Pappdeckel und Rückeneinlagen positioniert, der Bezugsstoff geschnitten und gefaltet, dann die Schmelzkleberschicht erwärmt, so daß die Klebeverbindung hergestellt wird, und anschließend die Schmelzkleberschicht abgekühlt, wobei der Schmelzkleber in kürzester Zeit erstarrt und die Klebeverbindung herstellt. Selbstverständlich können die Verfahrensgänge variiert und maschinell ausgeführt werden. Die maschinelle Deckenherstellung ist vorzugsweise dabei so ausgestaltet, daß eine breite beschichtete Bezugsstoffbahn abgerollt wird und mehrere Deckel und Rückeneinlagen nebeneinander gleichzeitig positioniert werden. Dadurch werden gleichzeitig mehrere Decken hergestellt, die sogar unterschiedliche Abmessungen aufweisen können. Die auf diese Weise hergestellten Decken sind sofort nach dem Abkühlen zum Einhängen der Buchblocks verwendbar, sie können aber auch beliebig lange gelagert werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht außerdem insbesondere darin, daß das Vorsatzpapier ebenfalls zeitlich unabhängig von den zu verklebenden Teilen in einem Arbeitsgang beschichtet

werden kann, und zwar zur Herstellung des Vorsatzes (Verkleben mit dem Titel- und Schlußbogen) a>s auch für das Einhängen in die Decke. Das dera.-i präparierte Vorsatzpapier kann dann in einer Vorsatzanklebemaschine weiterverarbeitet werden, wobei die Wärmeeinwirkung lokalisiert wird, so daß die Schmelzklebeischicht auf der Außenseite des Vorsatzes erstarrt bleibt. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Einhängen des Buchblocks in die Decke und Ankleben des Vorsatzes gleichzeitig oder kurz nacheinander durchzuführen.

In all diesen Fällen wird die Buchbinderei erheblich wirtschaftlicher und schneller durchführbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht darüber hinaus insbesondere auch den Verbund der Seiten an der oberen und unteren Kante des Buchblockrückens, insbesondere bei Büchern bei denen die Vereinigung der Bogen durch konventionelle Klebebindung oder Fadenheftung erfolgt ist. Bei diesen Büchern kommt es häufig vor, daß die einzelne Seite an der oberen oder unteren Ecke des Buchblockrückens beispielsweise beim Blättern reißt. Dies kann vermieden werden, wenn die Kanten und/oder kleine Flächen des einzelnen Blattes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Schmelzkleber beschichtet und anschließend die Blätter zum Buchblock vereinigt und dabei die beschichteten Flächen der Blätter zur Herstellung einer Klebeverbindung erwärmt werden. Dabei ist es möglich, die Beschichtung bereits in der Falzmaschine und die Erwärmung später vorzunehmen. Es hat sich gezeigt, daß derart hergestellte Klebeverbindungen stärker sind als die Reißfestigkeit des Papiers, so daß diese

ίο bekannten kritischen Bereiche eines gebundenen Buches auf einfache Weise verstärkt werden können, wobei bedingt durch die hauchdünne Schmelzkleberbeschichtung keine nennenswerte Verdickung des Buchblocks an der Klebeverbindung auftritt.

Das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht die Herstellung der Klebeverbindungen erheblich, weil die Klebeverbindung in kürzester Zeit nach dem Erwärmen durch Abkühlen erzielt wird, so daß ein Verrutschen der zu klebenden Gegenstände während des Abbindens des Klebers unmöglich wird. Aus diesem Grunde sind aufwendige Haltevorrichtungen, die ein Verrutschen nach dem Kleberauftrag verhindern sollen, und Trocknungsanlagen überflüssig.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Klebeverbindungen beim Buchbinden unter Verwendung von Schmelzklebern, bei dem auf die zu verklebenden Gegenstände Schmelzkleber aufgebracht, die Gegenstände positioniert und durch Wärmezufuhr verklebt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zu verklebenden Gegenstände Schmelzkleber auf der Basis Äthylen-Vinylacetat-Copoiymerisat in schmelzflüssiger Form in einer Schichtstärke nicht über 20 g/m² und einer Temperatur zwischen 150° und 180⁰C aufgetragen wird, die Schmelzkleberschicht zum Erstarren gebracht wird, durch Wärmezufuhr im Temperaturbereich zwischen 40° und l80°Cdie positionierten Gegenstände verklebt werden und danach die Schmelzkleberschicht wieder zum Erstarren gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schmelzkleber im Temperaturbereich zwischen 160° und 170⁰C aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schmelzkleber in einer Schichtstärke zwischen 5 und 10 g/m² aufgetragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr zum Verkleben im Temperaturbereich zwischen 50 und 92° C erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I₁ 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch Anwendung von Hochfrequenz oder Ultraschall erfolgt.