DE2716575A1 - Verfahren zum schnellen verkleben von papier-, karton- bzw. kunststoffmaterial - Google Patents
Verfahren zum schnellen verkleben von papier-, karton- bzw. kunststoffmaterialInfo
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . D I PL.-I N G. W. E ITLE · D R. R E R. N AT. K. H O F FMAN N · D I Pl.-1 N G. W. LE H N
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABEllASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO N C H E N 81 · TE LE FO N (089) Yl 1087 · TE LEX 05-29619 (PATH E)
29 309 u/wa
DR. RUDOLF SCHIEBER CHEMISCHE FABRIK KG, BOPFINGEN
Verfahren zum schnellen Verkleben von Papier-, Karton- bzw. Kunststoffmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schnellen Verkleben von Papier-, Karton- bzw. Kunststoffmaterial, wie Bücher,
Kataloge bzw. Folien, durch Aufbringung von Polyvinylacetat-Leim, Auflage des Rückenteils und gegebenenfalls dessen Anpressung.
Die Verklebung von Papier-, Karton- bzw. Kunststoffmaterial
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ist bekannt. Sie hat insbesondere Bedeutung beim Binden bzw. Einhängen von Büchern, Katalogen, Notiz- und Schreibblöcken
etc., wie auch bei der Kaschierung von zwei Papiermaterialien, Papier mit Folie etc.
Das Bücherbinden wird derzeit nach zwei Methodiken durchgeführt. Nach einem weit verbreiteten Verfahren wird der durch
Haltebacken gehaltene Buchblock an seiner Rückseite mit handelsüblichem Polyvinylacetat-Kaltleim bei Raumtemperatur beaufschlagt,
mit dem Umschlagteil in Verbindung gebracht und dieses sodann gegebenenfalls angepresst. Nach einer Variante
dieses Verfahrens wird das fertige Buch nach Vollzug der Verklebung zur schnelleren Aushärtung des verwendeten Leims vereinzelt
mit Hochfrequenzstrahlern nachbehandelt.
Nach der anderen in der Buchbindertechnik üblichen Methodik wird der mit Backen gehaltene Buchrücken in der Hitze mit
Schmelzkleber, z.B. bei 180°C, beaufschlagt und unmittelbar hierauf mit dem Rückenbogen versehen, der gegebenenfalls angepresst
wird. Die Durchführung des Schmelzkleberverfahrens ist gegenüber dem Kalt-Weissleimverfahren dadurch vorteilhaft, dass
die Bindung von Büchern bei vielfach höheren Maschinengeschwindigkeiten durchgeführt werden kann. Andererseits weist
das Verfahren unter Einsatz von Schmelzkleber gegenüber dem, das Polyvinylacetat- bzw. Weissleim verwendet, erhebliche
Qualitätsnachteile auf. Diese bestehen insbesondere in einer geringen Einzelblattfestigkeit gegenüber Ausriss der durch
Schmelzkleber gebundenen Bücher, in einem höheren Schmelzkleberverbrauch, einer geringen Elastizität des Buchrückens, sowie
einer verminderten Kälte- bzw. Wärmefestigkeit der gebundenen Einzelseiten. Diese Nachteile beruhen auf den thermoplastischen
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Eigenschaften der Schmelzkleber, der bei niedrigen Temperaturen
starr ist, so dass bei Kälte, beispielsweise an Kiosken, gelagerte Bücher bei weiderholtem Aufblättern nur eine geringe
Lebensdauer aufweisen, bzw. auf einer durch Einwirkung von Wärme verminderten Klebefähigkeit des Schmelzklebers.
Letzterer Nachteil ist durch die Hitzeerweichung der handelsüblichen, thermoplastische Anteile enthaltenden Schmelzkleber
bedingt.
Es besteht daher ein dringender Bedarf an der Schaffung eines einfachen, billigen Verfahrens zur Verklebung von Papier-,
Karton- bzw. Kunststoffmaterial, insbesondere Büchern und Katalogen, bei dem unter Vermeidung der Nachteile der geschilderten
Verfahren deren Vorteile ausgenützt werden können. Insbesondere soll ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitgestellt
werden, bei dem bei erhöhter Fertigungsgeschwindigkeit der Maschinen trotzdem auf den Einsatz von wärme- bzw.
kältebeständigen Weissleim nicht verzichtet werden muss. Hierbei ist es insbesondere auch beabsichtigt, dass der dem bekannten
Kaltleimverfahren anhaftende Nachteil des Nachquellens der Seiten, der sich durch den Feuchtigkseitseintritt aus dem
Kaltleim in die Seiten ergibt, bei dem nachgesuchten Verfahren vermieden ist.
Die Erfindung wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist,
(a) dass man einen modifizierten Polyvinylacetat-Leim,
der rasch auf Hitze anspricht, auf die zu verklebende Teilfläche aufbringt,
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(b) das leimbeaufschlagte Material durch eine Hitzezone
führt,
(c) das im wesentlichen bzw. völlig leimfreie Rückenteil aufbringt, und sodann gegebenenfalls den Einbanddeckel
einhängt.
Für den Einsatz im erfindungsgemässen Verfahren ist der handelsübliche
Kaltleim auf Polyvinylacetatgrundlage, der derzeit für das Kaltbuchbindeverfahren eingesetzt wird, weniger
geeignet. Dies ist hauptsächlich dadurch bedingt, dass seine Hitzeansprecheigenschaften bei einem Hochgeschwindigkeitsbuchbindeverfahren
noch unbefriedigend sind. Daher wird zweckmässigerweise im erfindungsgemässen Verfahren ein Leim
auf Polyvinylacetatgrundlage verwendet, der einen Weichmacher- und/oder Lösungsmittelanteil, gegebenenfalls auch einen
Harzanteil enthält. Als Weichmacher können beispielsweise Phthalsäureester und/oder Adipinsäureester und/oder Phosphorsäureester
angeführt werden. Insbesondere kann es jedoch bevorzugt sein, zusätzlich oder, je nach Natur des eingesetzten
Polyvinylacetatmaterials, alternativ ein Lösungsmittel zu verwenden. Als Lösungsmittel können organische Lösungsmittel,
insbesondere auch Lösungen wasserlöslicher organischer Polymerer, eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind z.B. Äthylacetat,
Lösungen von Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, etc. Der Polyvinylalkohol kann vorteilhaft mit einem Hydrolysegrad
von 80 bis 100 %, vorzugsweise 85 bis 89 %, eingesetzt werden. Jedoch auch der Einsatz nicht-brennbarer chlorierter
Lösungsmittel, insbesondere dann, wenn die Hitzezone nach aussen gut abgedichtet ist, kann zweckmässig sein.
Für den Harzanteil des Leimes können Lösungen oder Dispersionen
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klebrigmachender Harze, wie z.B. Derivate von Kolophonium oder synthetische Produkte auf Basis ungesättigter aliphatischer
oder aromatischer Kohlenwasserstoffe zur Modifizierung des Leims verwendet werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Hitzezone ein Hitzekanal verwendet, der mit Mikrowellenstrahlern
versehen ist. Diese Mikrowellenstrahler sind bevorzugt in Richtung der zu verklebenden Flächen, d.h. beim Bücher-
bzw. Katalogbinden auf deren Rückseite gerichtet. Sollen in dem erfindungsgemässen Verfahren jedoch die Bücher
an ihrem Rücken zusätzlich mit einer Gaze- bzw. Kreppauflage versehen werden, so wird dieses Material anstelle des Umschlags
angepresst. Das Einhängen muss dann in einem weiteren Arbeitsgang vorgenommen werden. Es kann je nach Verarbeitung
zweckmässig sein, die Mikrowellenstrahler auch auf die Seitenflächen des Buches zu richten, damit die Verklebung rasch
durchgeführt werden kann.
Es ist insbesondere bevorzugt, neben den Mikrowellenstrahlern in die Hitzezone, die zweckmässigerweise einen Hitzekanal
darstellen kann, der von den zu bindenden Büchern durchlaufen wird, Heissluft einzublasen. Hierbei kann es unter Berücksichtigung
des eingesetzten Materials bzw. der Qualität des Buches zweckmässig sein, die Temperatur der Heissluft bzw. die Intensität
der Mikrowellenstrahler derart einzustellen, dass die Temperatur unmittelbar vor dem zu bindenen Buch bei etwa
150 bis 45O°C, vorzugsweise zwischen etwa 300 bis 400°C liegt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist vielseitig einsetzbar,
wenngleich sein Hauptanwendungsgebiet auf dem
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Binden von Büchern, Katalgoen, sogenannten Paperbacks,Heften,
Blöcken etc. liegen dürfte. Es ist jedoch auch auf die Bogenkaschierung von z.B. Papier auf Pappe, Metallfolie auf
Papier, Kunststoffolie auf Papier etc. anwendbar. Im Fall, dass im erfindungsgemässen Verfahren Metallfolien kaschiert
werden sollen, so ist es zweckmässig, diese vorzuerhitzen,
um der Wärmeausdehnung der Metallfolie zu begegnen. Bei Kunststoffolien können naturgemäss nur relativ temperaturunempfindliche
Kunststoffolien, z.B. Melaminharz- bzw. Polyesterfolien oder besonders stabilisierte PVC-Folien Anwendung
finden.
Das Verfahren ist jedoch auch auf dem Gebiet der Längsbzw. Quernahtverleimung von Karton, Papier, beispielsweise
zur Verklebung von Papierpackungen geeignet. Derartige Verleimungen werden z.B. bei der Herstellung von Arzneimittelpackungen,
Flaschenpackungen usw. angewandt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden eine Reihe
von Vorteilen erzielt. Diese ergeben sich dadurch, dass die nachteiligen Eigenschaften des Einsatzes von Schmelzkleber
vermieden sind, trotzdem aber mit Produktionsgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann, die bislang nur bei der Verwendung
von Schmelzkleber erreicht werden konnten. Diese Vorteile werden insbesondere bei den bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung unter anderem dadurch erreicht, dass der bislang bei der Kaltverleimung verwendete Leim auf Polyvinylacetatbasis
modifiziert wird, dass er rasch in der Hitze anspricht, wobei dann durch eine Kombination von Hitzestrahlung und
Heissluftverblasung der erforderliche Wasseraustritt aus dem
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Leim und Aktivierung des Leimes in äusserst kurzen Zeiten erreicht werden können, was wiederum die Steigerung der Maschinengeschwindigkeit
erlaubt. Aufgrund der Kombination von Hitzestrahlung, Heissluftverblasung in Kombination mit schnell hitzeansprechendem
Polyvinylacetatleim ist es im allgemeinen auch nicht erforderlich, zur Beschleunigung der Aushärtung eine Nacherhitzung
des bereits gebundenen Materials vorzunehmen, wie dies vereinzelt in der Buchbindetechnik bereits angewandt wird.
Hierbei fanden bislang Hochfrequenzstrahler Verwendung, deren Einsatz, abgesehen von enormen Investitionskosten und den laufenden
hohen Betriebskosten, die durch die relativ kurze Lebensdauer der Braun1sehen Röhren massgeblich beeinflusst sind, auch
in anderer Weise nachteilig ist. So bilden sich beispielsweise dann, wenn die Einstellung der Frequenz bzw. Intensität der
Strahler nicht exakt erfolgt ist, innerhalb des Buches Brandkanäle aus oder es kommt zu einer ungleichmässigen Trocknung.
Der Einsatz von Mikrowellenstrahlern vor der Aufbringung des Rückenteils ist erheblich billiger sowohl im Hinblick auf die
erforderlichen Investitions- als auch die laufenden Betriebskosten. Der gleichzeitige Einsatz von Heissluft, der nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, unterstützt die Wirkung der Mikrowellenstrahler, wobei
die Heissluft beispielsweise in einem Hitzekanal im Umlaufkanal geführt werden kann. Durch die kombinierte Einwirkung
von Heissluft und Hitzestrahlung kann dann die Wasserabführung aus dem Leim auch aus der Tiefe des Leims erfolgen, so dass
sich die bislang befürchtete Oberflächenhaut, unter der Restfeuchtigkeit
eingeschlossen ist, und die die gleichmässige Durchtrocknung des Klebstoffilms verhindert, nicht ausbilden kann.
Derher ist ein vollständig homogener Auftrag und eine feste Verklebung des Rückenteils bzw., wenn eine Einhängung des
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Buches erfolgt, des Einbanddeckels möglich, da gleichlaufend eine augenblickliche Aktivierung des Polyvinylacetatleimes
hauptsächlich durch die Hitzestrahlungseinwirkung bewirkt wird.
In den beiliegenden Figuren ist das erfindungsgemässe Verfahren
bzw. ein hierdurch erzeugtes Buch schematisch dargestellt. So zeigt Fig. 1 einen zwischen Taschen 4 gehaltenen
Buchblock 1, der in einem Heissluftkanal 3 der Einwirkung
von Mikrowellenstrahlen 2 ausgesetzt ist. Wie der Figur entnommen werden kann, ist bei Eintritt des Buchblocks in den Hitzekanal
dessen Rückenteil bereits mit einem Leimauftrag versehen.
In Fig. 2 ist schematisch die Führung der Buchblocks 1, auf
deren Rückseite mittels eines Leimwerks 7 ein Leimauftrag erfolgt ist, durch den Heissluftkanal 3 gezeigt. In dem Heissluftkanal
3 sind die Mikrowellenstrahler 2 angeordnet und es wird gleichzeitig mittels eines Heissluftgebläses 5 die Heissluf
t im geschlossenen Umlauf geführt. Die Buchblöcke, die den Heissluftkanal während eines äusserst kurzen Zeitraums durchlaufen,
können durch die dort erfolgte Leimaktivierung sodann leicht mit dem Umschlagteil 6 versehen werden.
In Fig. 3 ist schliesslich ein nach einer Ausführungsform des Verfahrens erzeugtes Produkt, nämlich ein Buch gezeigt.
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Leerseite
Claims (12)
- -r-PATENTANSPRt)CHEVerfahren zum schnellen Verkleben von Papier-, Kartonbzw. Kunststoffmaterial, wie Bücher, Kataloge bzw. Folien, durch Aufbringung von Polyvinylacetatleim, Auflage des Rückenteils und gegebenenfalls dessen Anpressung, dadurch gekennzeichnet ,(a) dass man einen modifizierten Polyvinylacetat-Leim, der rasch auf Hitze anspricht, auf die zu verklebende Teilfläche aufbringt,(b) das leimbeaufschlagte Material durch eine Hitzezone führt,(c) das im wesentlichen bzw. völlig leimfreie Rückenteil aufbringt und sodann gegebenenfalls den Einbanddeckel einhängt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyvinylacetat-Leim mit einem Weichmacher- und/oder Lösungsmittelanteil und gegebenenfalls anderen üblichen Zusätzen verwendet.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Weichmacher Phthalsäure-, Adipinsäure-Ester bzw. -polyester und/oder Alkyl- oder Aryl- oder Alkylary!phosphate verwendet.- 10 -809842/032Θ■ ORJGiNAu IN&rcCTED- yt-
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass man als Lösungsmittel ein wasserlösliches organisches Polymeres verwendet.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass man als Lösungsmittel Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 100 %, vorzugsweise 85 bis 89 % verwendet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass man als Lösungsmittel Acetate und/oder Alkohole, wie z.B. Äthyl-, Butyl- oder Äthylglykolacetat bzw. Methanol, Butanol, Benzylalkohol etc. und/oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methylenchlorid, verwendet.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass man Lösungen oder Dispersionen klebrigmachender Harze, wie z.B. Derivate von Kolophonium oder synthetische Produkte auf Basis ungesättigter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffe zur Modifizierung des Leims verwendet.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Hitzezone einen Hitzekanal darstellt, der mit Mikrowellenstrahlern versehen ist.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet , dass in die Hitzezone Heissluft eingeblasen wird.- 11 -809842/0329-X-3
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Heissluft und die Leistung der Mikrowellenstrahler derart eingestellt ist, dass die Temperatur unmittelbar vor der verklebenden Fläche etwa zwischen 150 und 450 C, vorzugsweise zwischen 300 und 400°C liegt.
- 11. Buch bzw. Katalog, das unter Verwendung von Polyvinylacetat-Leim gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass es dadurch hergestellt worden ist, dass man einen modifizierten Polyvinylacetat-Leim, der rasch auf Hitze anspricht, auf die zu verklebende Teilfläche aufbringt, das leimbeaufschlagte Material durch eine Hitzezone führt, das im wesentlichen bzw. völlig leimfreie Rückenteil aufbringt und sodann gegebenenfalls den Einbanddeckel einhängt.
- 12. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Längsnahtverleimung von Papier bzw. Karton bei der Herstellung von z.B. Arzneimittelpackungen etc.8098 4 2/0329
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