EP0390734A2 - Method for binding paper sheets by adhesive - Google Patents

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EP0390734A2
EP0390734A2 EP90810181A EP90810181A EP0390734A2 EP 0390734 A2 EP0390734 A2 EP 0390734A2 EP 90810181 A EP90810181 A EP 90810181A EP 90810181 A EP90810181 A EP 90810181A EP 0390734 A2 EP0390734 A2 EP 0390734A2
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EP
European Patent Office
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binder
paper layers
paper
injection
adhesive
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EP90810181A
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French (fr)
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EP0390734B1 (en
EP0390734A3 (en
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Werner Honegger
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Ferag AG
Original Assignee
Ferag AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42C—BOOKBINDING
    • B42C9/00—Applying glue or adhesive peculiar to bookbinding
    • B42C9/0006—Applying glue or adhesive peculiar to bookbinding by applying adhesive to a stack of sheets

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the adhesive binding of paper layers and a device for carrying out the method.
  • Wire stitching is of great importance for the connection of printing material in booklet and brochure form.
  • Rotary wire stitchers have a high performance but are relatively expensive. A copy of a booklet can be up to 100 pages long.
  • the wire clip is spread out by the paper jolt pressed against an abutment without locking mechanism. The paper is folded after stapling.
  • Single wire stitchers perform less than rotary wire stitchers per unit of time; they are expensive too. However, the product can contain up to 300 pages. Single wire stitchers have a stitch abutment with a locking mechanism.
  • wire stitching is the ability to fully open the booklet. There is no closed fold edge that covers part of the print information.
  • wire stitching is the material application through the clip in the back. This limits the stackability of the products. Furthermore, the selection, storage and processing of the suitable wire material requires additional effort. There are also limits to the reliability of wire stitching - especially when it comes to thick, more than 200-page layers of paper.
  • Perfect binding is another paper binding method. It is mainly used in bookbinding. When using the method, the paper is usually first bundled, milled over and then glued on the back. Although this method is well known, it is not without problems. Decisive for the success of this binding method are, for example, the paper quality, the type of bundle (only text or text with pictures), the type of adhesive (dispersion or hot melt adhesive) and the wettability of the printed paper.
  • the drying speed is particularly critical with this method, in which the back is wetted. This depends on the thickness of the adhesive application, the absorbency and the size of the paper. For example, air currents or the action of an electrical high-frequency field are used to accelerate drying.
  • the adhesive can be applied either cold or at an elevated temperature.
  • the task thus arises to develop a method which allows paper layers to be glued simultaneously, without having to accept disadvantages, such as cutting the back before gluing or gluing the individual sheets before assembly.
  • the task is solved by injecting adhesive locally into the paper layers.
  • the binder injection takes place either after a pre-perforation of the paper layers and the binder application by hollow needles resp. cannulated needles or by dropping drops directly into the paper layers.
  • Binder injection enables the paper layers to be connected in analogy to thread or wire stitching after cutting and arranging the individual sheets, possibly even after folding.
  • the proposed method thus differs significantly from the existing adhesive binding method in which the adhesive is applied to the cut back.
  • these classic methods allow optimal preparation of the adhesive - for example by making grooves - the open back method is also available for rapid drying of the adhesive, for example by supplying warm air, radiation, etc.
  • back gluing requires greater preparation.
  • the new binder injection process also differs significantly from the fold bonding described above. While in the former the individual sheets are individually provided with adhesive and care must be taken to ensure that the adhesive cannot touch in an uncontrolled manner before the connection, with the new process the binder is applied in the middle of a sorted and ordered stack of paper.
  • the binder can be injected into the paper layers after a pre-perforation, or can be shot into the paper layers in drop form.
  • the method consists in first bringing water to a pressure of several kbar and delivering it to the cutting nozzle intermittently.
  • the ejected water drops have an initial speed of 600 m / sec to 1000 m / sec.
  • FIG. 1 shows an example of a basic illustration of a printing system with an integrated binder injection device for paper layers.
  • the paper passes from the paper loading device 10 to the printing device 11, which can consist of several printing stages and additionally contains a cutting device 12.
  • the print material will then ordered and transported as bundled paper layers 13, optionally as a stream 14.
  • the printed material then arrives at the binder injection device 15.
  • the binder injection can consist of a pre-perforation with a subsequent injection or of a drop of droplet.
  • the scale stream 14 then arrives in the aftertreatment device 16.
  • the bound products are then accepted by the removal device 17.
  • Fig. 2 shows a first variant of a device for injecting binder into the paper layers.
  • a strip 21 for example, comb-shaped needles 22 are attached, which allow the pre-perforation 23 (FIG. 2a) of the paper layers 13 by means of the needle pressing device 29.
  • the perforation can optionally be carried out sequentially with a single or a few needles 22 instead of simultaneously with a needle comb 24, in which a number of needles 22 are arranged on a strip 21.
  • the binder is removed from the binder reservoir 25 and applied by the binder press device 26 (FIG. 2b).
  • the binder is either pressed directly into the perforation holes 23, or the needles 31 are hollow or provided with cannulas, for example. It is displayed. to press the paper plies 13 against an abutment 28 during the perforation and possibly also the binder injection by means of a pressing device 27, so that the puncture proceeds in a controlled manner and the needles can be pulled out undisturbed.
  • the perforation and the injection of the binder can be carried out in the same operation. This is possible if the binder injection can be carried out directly during perforation by hollow needles 31 or cannulated needles.
  • Another possibility for injecting the binder into the paper layers is to shoot drops of liquid through it.
  • this method is based on the principle of water jet cutting.
  • the pressure booster piston 42 is located in a cylindrical housing 41. Due to its hydraulically controlled movement, the liquid medium supplied by the reload valve 43 is intermittently injected into the material to be processed at a pressure of several kbar via the nozzle 44. The ejected drops have an initial speed of 600 m / sec to 1000 m / sec.
  • the paper layers 13 are pre-pressed, so that the kinetic energy of the medium drops is not used to mechanically shift the paper layers 13, but rather to shoot them through. Pressing thus gives the paper layers a wood-like consistency (wood, for example plywood, is known to be very easy to cut with a water jet).
  • the cover sheet 51, the inner pages forming a collar 52 without a middle page, and the middle page 53 are fed individually.
  • the binder is injected into the collar 52 in the manner mentioned.
  • the three parts 51, 52, 53 are then joined together, for example by means of an aftertreatment device 16, 28, and aftertreated.
  • the binding agent is used very sparingly, it should already be possible to make the bond resilient by briefly pressing it.
  • Another promising option for drying, solidifying and thus increasing the quality of the bond is the use of ultrasound, as it is successfully used to connect plastics.
  • the stackability of the products can be improved by slightly moistening the fold before or during the folding. In the present method, such a treatment is unnecessary, since moistening occurs in any case in connection with the binder injection.

Abstract

The method for binding bundled paper sheets 13 is based on an injection of adhesive into the paper sheets. This injection 15 of adhesive can consist of pressing the adhesive into the paper sheets which have been previously perforated by needles 22, the perforation being undertaken either in advance or in the same work process by means of injection by hollow or channelled needles 22. Another possibility of injection 15 of adhesive is based on the inclusion of drops of adhesive. The subsequent treatment 16 of the paper sheets can consist of pressing and/or the effect of ultrasound. If appropriate, the injection of adhesive is undertaken only into the inside sheets 52 of the paper sheets 13 without a cover sheet 51 and centre sheet 53. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kle­bebindung von Papierlagen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method and a device for the adhesive binding of paper layers and a device for carrying out the method.

Verfahren zur Verbindung von Papierlagen sind seit Jahrzehnten bekannt. Sie sind wesentlicher Gegenstand der Buchbinderei. Innova­tionen in der Technik des maschinellen Verbindens von Papierlagen drängten sich mit dem Aufkommen von Hochleistungsdruckanlagen auf, die bis 100'000 Druckerzeugnisse pro Stunde herstellen können.Methods of joining paper layers have been known for decades. They are an essential part of bookbinding. Innovations in the technology of mechanically joining paper layers became apparent with the advent of high-performance printing systems that can produce up to 100,000 printed products per hour.

Für die Massenbindung von Papierlagen, wie sie in Druckereien auf­treten, haben sich vor allem die Drahtheftung und die Klebebindung gut bewährt.For the mass binding of paper layers, as they occur in printers, wire stitching and perfect binding have proven to be particularly effective.

Grosse Bedeutung für das Verbinden von Druckmaterial in Heft- und Broschürenform besitzt die Drahtheftung. Rotations-Drahthefter be­sitzen eine hohe Leistung, sind aber verhältnismässig teuer. Der Umfang eines Heft-Exemplars kann bis zu 100 Seiten umfassen. Beim Rotations-Drahtheften wird die Drahtklammer durch den ausgebreite­ ten Papierstoss gegen ein Widerlager ohne Verschlussmechanik ge­drückt. Die Falzung des Papiers erfolgt nach der Heftung.Wire stitching is of great importance for the connection of printing material in booklet and brochure form. Rotary wire stitchers have a high performance but are relatively expensive. A copy of a booklet can be up to 100 pages long. In rotary wire stitching, the wire clip is spread out by the paper jolt pressed against an abutment without locking mechanism. The paper is folded after stapling.

Einzel-Drahthefter leisten in Stückzahlen pro Zeiteinheit weniger als Rotations-Drahthefter; sie sind auch teuer. Allerdings kann das Pro­dukt bis über 300 Seiten umfassen. Einzel-Drahthefter besitzen ein Heft-Widerlager mit einer Verschlussmechanik.Single wire stitchers perform less than rotary wire stitchers per unit of time; they are expensive too. However, the product can contain up to 300 pages. Single wire stitchers have a stitch abutment with a locking mechanism.

Ein Vorteil der Drahtheftung ist die Möglichkeit zum vollständigen Oeffnen des Heftes. Es ist keine verschlossene Falzkante vorhanden, die einen Teil der Druckinformation abdeckt.One advantage of wire stitching is the ability to fully open the booklet. There is no closed fold edge that covers part of the print information.

Ein Nachteil der Drahtheftung ist der Materialauftrag durch die Klammer im Rücken. Dadurch wird die Stapelbarkeit der Produkte beschränkt. Weiterhin erfordert die Auswahl, Lagerung und Verarbei­tung des geeigneten Drahtmaterials zusätzlichen Aufwand. Ebenfalls sind der Zuverlässigkeit der Drahtheftung Grenzen gesetzt - vor allem wenn es sich um dicke, mehr als 200 Seiten umfassende Pa­pierlagen handelt.A disadvantage of wire stitching is the material application through the clip in the back. This limits the stackability of the products. Furthermore, the selection, storage and processing of the suitable wire material requires additional effort. There are also limits to the reliability of wire stitching - especially when it comes to thick, more than 200-page layers of paper.

Die Klebebindung ist eine weitere Papierbindmethode. Sie wird vor allem in der Buchbinderei eingesetzt. Bei der Anwendung des Ver­fahrens wird meist das Papier zunächst gebündelt, überfräst und anschliessend auf dem Rücken mit Leim versehen. Obwohl diese Methode altbekannt ist, ist sie nicht unproblematisch. Massgebend für den Erfolg dieser Bindemethode ist beispielsweise die Papierqua­lität, die Art des Bundes (nur Text oder Text mit Bildern), die Art des Klebstoffes (Dispersions- oder Hotmelt-Klebstoff) und die Be­netzbarkeit des bedruckten Papiers.Perfect binding is another paper binding method. It is mainly used in bookbinding. When using the method, the paper is usually first bundled, milled over and then glued on the back. Although this method is well known, it is not without problems. Decisive for the success of this binding method are, for example, the paper quality, the type of bundle (only text or text with pictures), the type of adhesive (dispersion or hot melt adhesive) and the wettability of the printed paper.

Besonders kritisch bei dieser Methode, bei welcher der Rücken be­netzt wird, ist die Trocknungsgeschwindigkeit. Diese hängt von der Dicke des Klebstoffauftrages, von der Saugfähigkeit und vom Lei­mungsgrad des Papiers ab. Zur Beschleunigung der Trocknung werden beispielsweise Luftströme oder die Einwirkung eines elektrischen Hochfrequenz-Feldes angewandt.The drying speed is particularly critical with this method, in which the back is wetted. This depends on the thickness of the adhesive application, the absorbency and the size of the paper. For example, air currents or the action of an electrical high-frequency field are used to accelerate drying.

Der Klebstoff kann entweder kalt oder bei erhöhter Temperatur auf­getragen werden.The adhesive can be applied either cold or at an elevated temperature.

Zur Vergrösserung der Adhäsionsfläche hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den zu verleimenden Rücken mittels eines mit äquidistant angeordneten Messern versehenen Fräsers mit Kanälen (Nuten) zu versehen. In jedem Fall ist darauf zu achten, dass sich der als Schmelze oder Dispersion aufgetragene Klebstoff optimal auf der Blattkante ablagern kann.To enlarge the adhesive surface, it has proven to be advantageous to provide the back to be glued with channels (grooves) by means of a milling cutter provided with equidistantly arranged knives. In any case, it must be ensured that the adhesive applied as a melt or dispersion can optimally deposit on the edge of the sheet.

Ein weiteres Klebeverfahren ist das sog. Falzkleben. Dasselbe besteht darin, dass die einzelnen Papierlagen zunächst individuell mit strei­fen- oder spotförmig angeordneten Klebstellen versehen und an­schliessend unter Druck verbunden werden, wie das beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. DE 35 27 660 C2 beschrieben ist. Durch Falzkleben ist es möglich, bis maximal 32 Seiten bei üblicher Druckgeschwindigkeit simultan zu verbinden. Das Verfahren bedingt allerdings einen zusätzlichen Arbeitsgang und erfordert eine aufwen­dige, individuelle Papierführung der einzelnen Papierblätter. Insbe­sondere muss beachtet werden, dass sich die zur Verbindung vorbe­reiteten Papierlagen nicht vorzeitig berühren. In diesem Zusammen­hang sei auf eine interessante Lösung von I. Köbler, die in der schweizerischen Patentschrift Nr. CH 665 389 A5 beschrieben ist, hingewiesen. Das Verschmieren des Klebstoffes, der durch zyklisches Anpressen der Papierbahn gegen eine klebstofftragende Walze aufge­bracht worden ist, wird dadurch verhindert, dass die Papierbahn über Umlenkrollen geführt wird, die entsprechend den Klebstoffstreifen, mit Gruben versehen sind.Another gluing process is the so-called fold gluing. The same is that the individual layers of paper are initially individually provided with adhesive or striped spots and then connected under pressure, as described, for example, in German Patent No. DE 35 27 660 C2. With fold gluing it is possible to connect up to a maximum of 32 pages simultaneously at the usual printing speed. However, the process requires an additional work step and requires complex, individual paper guidance of the individual paper sheets. In particular, it must be ensured that the paper layers prepared for the connection do not touch prematurely. In this connection, an interesting solution by I. Köbler, which is described in Swiss Patent No. CH 665 389 A5, should be pointed out. The smearing of the adhesive caused by cyclical Pressing the paper web against an adhesive-bearing roller has been prevented in that the paper web is guided over deflection rollers which are provided with pits in accordance with the adhesive strips.

Ein weiterer Nachteil des Falzklebens ist es, dass das Druckprodukt im Falz nicht vollständig geöffnet werden kann. Bei doppelseitigen Illustrationen in Heften und Broschüren kann Bildinformation verlo­ren gehen.Another disadvantage of fold gluing is that the printed product cannot be fully opened in the fold. Image information can be lost in double-sided illustrations in booklets and brochures.

Es ergibt sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, das eine simultane Verklebung von Papierlagen erlaubt, ohne dass Nach­teile, wie das Aufschneiden des Rückens vor der Verleimung oder die Beleimung der Einzelblätter vor dem Zusammenfügen, in Kauf genom­men werden müssen.The task thus arises to develop a method which allows paper layers to be glued simultaneously, without having to accept disadvantages, such as cutting the back before gluing or gluing the individual sheets before assembly.

Die Aufgabe wird gelöst, indem Klebstoff lokal in die Papierlagen-­injiziert wird. Die Bindemittelinjektion erfolgt entweder nach einer Vorperforierung der Papierlagen und der Bindemittelapplizierung durch Hohlnadeln resp. kanülierte Nadeln oder durch direkten Trop­feneinschuss in die Papierlagen.The task is solved by injecting adhesive locally into the paper layers. The binder injection takes place either after a pre-perforation of the paper layers and the binder application by hollow needles resp. cannulated needles or by dropping drops directly into the paper layers.

Die Bindemittelinjektion erlaubt es, dass die Papierlagen in Analogie zur Faden- oder Drahtheftung nach dem Schneiden und Ordnen der Einzelblätter, gegebenenfalls sogar erst nach dem Falzen, verbunden werden können.Binder injection enables the paper layers to be connected in analogy to thread or wire stitching after cutting and arranging the individual sheets, possibly even after folding.

Das vorgeschlagene Verfahren unterscheidet sich damit wesentlich von den bestehenden Klebebindeverfahren, bei welchen der Klebstoff auf dem aufgeschnittenen Rücken aufgetragen wird. Diese klassischen Methoden erlauben zwar eine optimale Vorbereitung des Klebegutes- beispielsweise durch Anbringen von Rillen -, zusätzlich ist der offene Rücken Verfahren zur raschen Trocknung des Klebstoffes, beispielsweise durch Warmluftzufuhr, Bestrahlung usw, zugänglich. Es ist aber festzuhalten, dass die Rückenbeleimung, wie bereits erwähnt, grössere Vorbereitungen erfordert.The proposed method thus differs significantly from the existing adhesive binding method in which the adhesive is applied to the cut back. Although these classic methods allow optimal preparation of the adhesive - for example by making grooves - the open back method is also available for rapid drying of the adhesive, for example by supplying warm air, radiation, etc. However, it should be noted that back gluing, as already mentioned, requires greater preparation.

Auch vom oben beschriebenen Falzkleben unterscheidet sich das neue Bindemittelinjektionsverfahren wesentlich. Während in ersterem die Einzelblätter individuell mit Klebstoff versehen werden und sorgfältig beachtet werden muss, dass sich das Klebgut vor der Verbindung nicht unkontrolliert berühren kann, wird beim neuen Verfahren das Bindemittel mitten in einen sortierten und geordneten Papierstapel appliziert.The new binder injection process also differs significantly from the fold bonding described above. While in the former the individual sheets are individually provided with adhesive and care must be taken to ensure that the adhesive cannot touch in an uncontrolled manner before the connection, with the new process the binder is applied in the middle of a sorted and ordered stack of paper.

Zur Ausübung des Bindemittelinjektionsverfahrens bieten sich ver­schiedene Möglichkeiten an, insbesondere kann das Bindemittel nach einer Vorperforierung in die Papierlagen injiziert, oder in Tropfen­form in die Papierlagen eingeschossen werden.There are various possibilities for practicing the binder injection process, in particular the binder can be injected into the paper layers after a pre-perforation, or can be shot into the paper layers in drop form.

Das Prinzip des Einschusses von Bindemitteltropfen in die Papierla­gen ist neuartig. Es beruht auf der Methode des Wasserstrahlschnei­dens, die zur Trennung von festen Materialien, wie Stein, Metall, Holz, Kunststoff usw erfolgreich eingesetzt wird.The principle of the injection of binder drops into the paper layers is new. It is based on the method of water jet cutting, which is successfully used to separate solid materials such as stone, metal, wood, plastic, etc.

Die Methode besteht darin, dass zunächst Wasser auf einen Druck von mehreren kbar gebracht und stossweise an die Schneidedüse abgegeben wird. Die ausgestossenen Wassertropfen haben eine Anfangsgeschwindigkeit von 600 m/sec bis 1000 m/sec.The method consists in first bringing water to a pressure of several kbar and delivering it to the cutting nozzle intermittently. The ejected water drops have an initial speed of 600 m / sec to 1000 m / sec.

Das Wasserstrahlschneiden von Papier ist untersucht worden. Entge­gen der Erwartungen löste sich ein auf Papierlagen auftreffender Wasserstrahl nach kurzer Distanz auf, wobei das Medium zwischen die Papierlagen eindrang und diese zum Aufquellen brachte. Es ergab sich eine unbefriedigende Schnittqualität. Es ist daher nicht weiter verwunderlich, dass das Wasserstrahlschneiden in der papierverarbei­tenden Industrie keine Bedeutung erlangt hat. Somit ist es auch nicht naheliegend, eine solche Methode im Zusammenhang mit dem Verkleben von Papierlagen aufzugreifen. Die Unzulänglichkeiten des Wasserstrahlschneiden von Papier, nämlich die nachteiligen Folgen der Benetzung, des Aufquellens und der Verfaserung des Materials sind hier im Zusammenhang mit einer Verklebung jedoch erwünscht.The water jet cutting of paper has been studied. Contrary to expectations, a jet of water hitting paper layers dissolved after a short distance, whereby the medium penetrated between the paper layers and caused them to swell. The cutting quality was unsatisfactory. It is therefore not surprising that water jet cutting has gained no importance in the paper processing industry. It is therefore not obvious to adopt such a method in connection with the gluing of paper layers. The inadequacies of water jet cutting of paper, namely the disadvantageous consequences of wetting, swelling and fibrillation of the material are desirable here in connection with gluing.

Diese beiden Ausführungsmethoden des Bindemittelinjektionsverfah­ren besitzt gegenüber der Drahtheftung eine Anzahl Vorteile:
- Es ist keine genau justierte und verschleissanfällige Mechanik zur Einpressung und Umbiegung der Klammern erforderlich. Es ist lediglich ein leichtes Pressen des Klebgutes in der Umge­bung der Klebstelle notwendig.
- Neben dem Papier ist kein zusätzliches Material (Klammerdraht) zu lagern und zuzuführen.
- In Bezug auf Recycling ist die Methode sehr günstig, da das Papier mit keinerlei Fremdgut (Drahtklammern) versehen ist. Die erforderliche Klebstoffmenge ist irrelevant klein.
- Es können mehrlagige Produkte simultan bearbeitet werden.
- Infolge der Befeuchtung der Falzregion durch das Bindemittel wird die Falzmöglichkeit verbessert.
These two methods of executing the binder injection process have a number of advantages over wire stitching:
- No precisely adjusted and wear-prone mechanism for pressing and bending the clamps is required. It is only necessary to lightly press the adhesive in the vicinity of the bond.
- In addition to the paper, no additional material (staple wire) is to be stored and fed.
- In terms of recycling, the method is very cheap, since the paper is not provided with any foreign material (wire clips). The amount of adhesive required is irrelevant.
- Multi-layer products can be processed simultaneously.
- As a result of the moistening of the fold region by the binder, the possibility of folding is improved.

Verschiedene Nachbehandlungsverfahren, die sich bei der Klebebin­dung als günstig erwiesen haben, wie das Trocknen im Luftstrom, sind allerdings beim neuen Verfahren der Bindemittelinjektion nicht angezeigt, da die Klebstelle nicht offen zugänglich ist.Various post-treatment processes that have proven to be advantageous in perfect binding, such as drying in an air stream, are not indicated in the new binder injection process, however, since the bond is not openly accessible.

Beispielsweise Angaben und Vorrichtungen zur Durchführung solcher Verbindungen sind anhand der folgenden Abbildungen beschrieben:

  • Fig. 1. zeigt schematisch ein Beispiel einer Druckanlage zur Her­stellung von Massendruckgut unter Einbezug der Bindemit­telinjektion in die Papierlagen,
  • Fig. 2. veranschaulicht das Prinzip einer zweistufigen Vorrichtung zur Ausführung des Bindemittelinjektionverfahrens, beste­hend aus einer Vorperforierung (2a) und der Bindemittelin­jektion (2b),
  • Fig. 3. ist eine Darstellung einer entsprechenden einstufigen Vor­richtung,
  • Fig. 4. veranschaulicht eine Vorrichtung zum Tropfeneinschuss in die Papierlagen.
  • Fig. 5. zeigt das Prinzip einer Vorrichtung zur getrennten Behand­lung des Deck- und Mittelblattes beim Bindemittelinjekti­onsverfahren.
For example, information and devices for making such connections are described using the following figures:
  • 1 schematically shows an example of a printing system for the production of bulk printed matter, including the binder injection into the paper layers,
  • 2 illustrates the principle of a two-stage device for carrying out the binder injection method, consisting of a pre-perforation (2a) and the binder injection (2b),
  • 3 is an illustration of a corresponding one-stage device,
  • Fig. 4. illustrates a device for dropping bullets into the paper layers.
  • 5 shows the principle of a device for the separate treatment of the cover and middle sheets in the binder injection process.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Prinzipdarstellung einer Druckanlage mit integrierter Bindemittelinjektions-Vorrichtung für Papierlagen. Das Papier gelangt von der Papierlade-Vorrichtung 10 zur Druckvor­richtung 11, die aus mehreren Druckstufen bestehen kann und zu­sätzlich eine Schneidevorrichtung 12 enthält. Das Druckmaterial wird anschliessend geordnet und als gebündelte Papierlagen 13, gegebenen­falls als Schuppenstrom 14 weiter befördert. Anschliessend gelangt das Druckgut zur Bindemittelinjektionsvorrichtung 15. Die Bindemit­telinjektion kann nach einer Vorperforierung mit anschliessender Injektion oder aus einem Tropfeneinschuss bestehen. Anschliessend gelangt der Schuppenstrom 14 in die Nachbehandlungsvorrichtung 16. Die gebundenen Produkte werden anschliessend von der Entnahme-­Vorrichtung 17 entgegengenommen.1 shows an example of a basic illustration of a printing system with an integrated binder injection device for paper layers. The paper passes from the paper loading device 10 to the printing device 11, which can consist of several printing stages and additionally contains a cutting device 12. The print material will then ordered and transported as bundled paper layers 13, optionally as a stream 14. The printed material then arrives at the binder injection device 15. The binder injection can consist of a pre-perforation with a subsequent injection or of a drop of droplet. The scale stream 14 then arrives in the aftertreatment device 16. The bound products are then accepted by the removal device 17.

Fig. 2 zeigt eine erste Variante einer Vorrichtung zur Injektion von Bindemittel in die Papierlagen. Auf einem Leist 21 sind beispielsweise kammförmig Nadeln 22 angebracht, welche die Vorperforierung 23 (Fig. 2a) der Papierlagen 13 mittels der Nadelpressvorrichtung 29 er­laubt. Die Perforierung kann gegebenenfalls auch statt simultan mit einem Nadelkamm 24, bei dem eine Anzahl Nadeln 22 auf einem Leist 21 angeordnet sind, sequentiell mit einer einzigen oder wenigen Nadeln 22 vorgenommen werden. Nach der Perforierung wird das Bindemittel dem Bindemittelreservoir 25 entnommen und durch die Bindemittelpressvorrichtung 26 appliziert (Fig. 2b). Zu diesem Zweck wird entweder das Bindemittel direkt in die Perforierungslöcher 23 eingepresst, oder es sind beispielsweise die Nadeln 31 hohl oder mit Kanülen versehen. Es ist angezeigt. die Papierlagen 13 während der Perforierung und gegebenenfalls auch der Bindemittelinjektion mittels einer Pressvorrichtung 27 gegen ein Widerlager 28 zu drücken, so­dass sowohl der Einstich kontrolliert verläuft, als auch das Heraus­ziehen der Nadeln ungestört ablaufen kann.Fig. 2 shows a first variant of a device for injecting binder into the paper layers. On a strip 21, for example, comb-shaped needles 22 are attached, which allow the pre-perforation 23 (FIG. 2a) of the paper layers 13 by means of the needle pressing device 29. The perforation can optionally be carried out sequentially with a single or a few needles 22 instead of simultaneously with a needle comb 24, in which a number of needles 22 are arranged on a strip 21. After the perforation, the binder is removed from the binder reservoir 25 and applied by the binder press device 26 (FIG. 2b). For this purpose, the binder is either pressed directly into the perforation holes 23, or the needles 31 are hollow or provided with cannulas, for example. It is displayed. to press the paper plies 13 against an abutment 28 during the perforation and possibly also the binder injection by means of a pressing device 27, so that the puncture proceeds in a controlled manner and the needles can be pulled out undisturbed.

Wie Fig. 3 darstellt, kann, je nach Beschaffenheit der Papierlagen, die Perforierung und die Injektion des Bindemittels im gleichen Ar­beitsgang durchgeführt werden. Dies ist dann möglich, wenn die Bindemittelinjektion direkt bei der Perforierung durch Hohlnadeln 31 oder kanülierten Nadeln vorgenommen werden kann.As shown in FIG. 3, depending on the nature of the paper layers, the perforation and the injection of the binder can be carried out in the same operation. This is possible if the binder injection can be carried out directly during perforation by hollow needles 31 or cannulated needles.

Eine weitere Möglichkeit zur Injektion des Bindemittels in die Pa­pierlagen besteht im Durchschuss von Flüssigkeitstropfen. Wie bereits erwähnt, beruht diese Methode auf dem Prinzip des Wasserstrahl­schneidens.Another possibility for injecting the binder into the paper layers is to shoot drops of liquid through it. As already mentioned, this method is based on the principle of water jet cutting.

In Fig. 4 ist eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung abgebildet, wie sie zum Wasserstrahlschneiden Verwendung findet. In einem zylindrischen Gehäuse 41 befindet sich der Druckverstärkungskolben 42. Durch dessen hydraulisch kontrollierte Bewegung wird stossweise das vom Nachladeventil 43 gelieferte flüssige Medium stossweise bei einen Druck von mehreren kbar über die Düse 44 in das zu bear­beitende Material eingeschossen. Die ausgestossenen Tropfen haben eine Anfangsgeschwindigkeit von 600 m/sec bis 1000 m/sec.4 shows a basic illustration of a device as used for water jet cutting. The pressure booster piston 42 is located in a cylindrical housing 41. Due to its hydraulically controlled movement, the liquid medium supplied by the reload valve 43 is intermittently injected into the material to be processed at a pressure of several kbar via the nozzle 44. The ejected drops have an initial speed of 600 m / sec to 1000 m / sec.

Beispielsweise mit Hilfe einer Pressvorrichtung 27 werden die Papier­lagen 13 vorgepresst, sodass die kinetische Energie der Mediumstrop­fen nicht zur mechanischen Verschiebung der Papierlagen 13, sondern zu deren Durchschuss aufgewendet wird. Die Pressung bewirkt somit, dass die Papierlagen eine holzähnliche Konsistenz erhalten (Holz, beispielsweise Sperrholz, lässt sich bekanntlich sehr gut durch den Wasserstrahl schneiden).For example, with the help of a press device 27, the paper layers 13 are pre-pressed, so that the kinetic energy of the medium drops is not used to mechanically shift the paper layers 13, but rather to shoot them through. Pressing thus gives the paper layers a wood-like consistency (wood, for example plywood, is known to be very easy to cut with a water jet).

Es ist naheliegend, dass auf diese Art Wasser, selbst wenn es ein wenig Klebstoff enthält, durch, resp. in den Falz eingeschossen wer­den kann. Die Papierlagen 13 werden dabei leicht befeuchtet. Bei dispersiver oder kolloidaler Beigabe zum "Schneidewasser" wird zu­sätzlich Bindematerial in die Papierlagen gebracht. Da nur wenig Bindemittel erforderlich ist, kann die Bindemittelkonzentration im Wasserstrahl sehr niedrig gehalten werden, was der Verstopfungs- und Erosionsgefahr der Düse entgegenwirkt.It is obvious that in this way water, even if it contains a little bit of glue, may be can be shot in the fold. The paper layers 13 are slightly moistened. In the case of dispersive or colloidal addition to the "cutting water", additional binding material is brought into the paper layers. Since only a small amount of binder is required, the binder concentration in the water jet can be kept very low, which counteracts the risk of blockage and erosion of the nozzle.

In beiden Fällen der Bindemittelinjektion findet eine lokale Verlet­zung der Papierlagen statt. Diese Verletzung kann unsichtbar ge­macht werden, indem sowohl das Deckblatt des Heftes und gegebe­nenfalls auch die Mittelseite nach der Bindemittelinjektion aufge­bracht werden. Das bei der Nachbehandlung aus den Injekionslöchern austretende Bindemittel gewährleistet die Haftung der Deck- und Mittelblätter. In Fig. 5 ist eine entsprechende Vorrichtung darge­stellt.In both cases of binder injection there is a local injury to the paper layers. This injury can be made invisible by applying both the cover page of the booklet and, if applicable, the middle page after the binder injection. The binder emerging from the injection holes during post-treatment ensures the adhesion of the cover and middle sheets. A corresponding device is shown in FIG.

Das Deckblatt 51, die einen Bund 52 bildenden inneren Seiten ohne Mittelseite, sowie die Mittelseite 53 werden einzeln zugeführt. In den Bund 52 wird auf erwähnte Weise das Bindemittel injiziert. An­schliessend werden die drei Teile 51, 52, 53 beispielsweise mittels einer Nachbehandlungsvorrichtung 16, 28 zusammengefügt und nach­behandelt.The cover sheet 51, the inner pages forming a collar 52 without a middle page, and the middle page 53 are fed individually. The binder is injected into the collar 52 in the manner mentioned. The three parts 51, 52, 53 are then joined together, for example by means of an aftertreatment device 16, 28, and aftertreated.

Bei sehr sparsamer Verwendung des Bindemittels dürfte die Klebstelle bereits durch kurzes Pressen belastbar gemacht werden können. Eine weitere erfolgversprechende Möglichkeit zur Trocknung, Verfesti­gung und damit zur Qualitätserhöhung der Klebstelle ist die Anwen­dung von Ultraschall, wie er zum Verbinden von Kunststoffen erfolg­reich eingesetzt wird.If the binding agent is used very sparingly, it should already be possible to make the bond resilient by briefly pressing it. Another promising option for drying, solidifying and thus increasing the quality of the bond is the use of ultrasound, as it is successfully used to connect plastics.

Eine Verbesserung der Stapelbarkeit der Produkte kann dadurch erzielt werden, dass der Falz vor oder während der Falzung leicht befeuchtet wird. Beim vorliegenden Verfahren erübrigt sich eine solche Behandlung, da im Zusammenhang mit der Bindemittelinjektion ohnehin eine Anfeuchtung zustande kommt.The stackability of the products can be improved by slightly moistening the fold before or during the folding. In the present method, such a treatment is unnecessary, since moistening occurs in any case in connection with the binder injection.

Bezeichnungen P0319.Designations P0319.

  • 10 Papierlade-Vorrichtung10 paper loading device
  • 11 Druckvorrichtung11 printing device
  • 12 Schneidevorrichtung12 cutting device
  • 13 Papierlagen13 layers of paper
  • 14 Schuppenstrom14 scale flow
  • 15 Bindemittelinjektionsvorrichtung15 binder injection device
  • 16 Nachbehandlungsvorrichtung16 aftertreatment device
  • 17 Entnahmevorrichtung17 removal device
  • 21 Leist21 power
  • 22 Nadel22 needle
  • 23 Vorperforierung23 pre-perforation
  • 24 Nadelkamm24 needle comb
  • 25 Bindemittelreservoir25 binder reservoir
  • 26 Bindemittelpressvorrichtung26 binder press device
  • 27 Papierpressvorrichtung27 paper pressing device
  • 28 Widerlager28 abutments
  • 29 Nadelpressvorrichtung29 needle pressing device
  • 31 Hohlnadel31 hollow needle
  • 41 Zylindrisches Gehäuse41 Cylindrical housing
  • 42 Druckverstärkungskolben42 pressure boosting pistons
  • 43 Nachladeventil43 reload valve
  • 44 Düse44 nozzle
  • 51 Deckblatt51 cover page
  • 52 Innenseiten ohne Mittelseite52 inside pages without middle page
  • 53 Mittelseite53 middle side

Claims (15)

1. Verfahren zum Verbinden von gesammelten oder gebündel­ten Papierlagen in Form von Heften, Broschüren oder Büchern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindemittel in die Papierlagen injiziert wird.1. A method for connecting collected or bundled paper layers in the form of booklets, brochures or books, characterized in that a binder is injected into the paper layers. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel einen Klebstoff enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that the binder contains an adhesive. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektion des Bindemittels nach einer Vorperforierung der Papierlagen erfolgt, wobei die Bindemittelinjektion im selben, oder in einem weiteren Arbeitsgang erfolgt.3. The method according to claim 2, characterized in that the injection of the binder takes place after a pre-perforation of the paper layers, wherein the binder injection takes place in the same, or in a further operation. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel durch Tropfeneinschuss in die Papierlagen injiziert wird.4. The method according to claim 2, characterized in that the binder is injected into the paper layers by dropping drops. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in alle gebündelten Papierlagen injiziert wird.5. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the binder is injected into all bundled layers of paper. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in die inneren Pa­pierlagen ohne das Deckblatt und gegebenenfalls ohne das Mittelblatt injiziert wird.6. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the binder is injected into the inner paper layers without the cover sheet and optionally without the middle sheet. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemittelinjektion eine Nach­behandlung folgt.7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the binder injection is followed by an aftertreatment. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlung in einer Ultraschalleinwirkung besteht.8. The method according to claim 7, characterized in that the aftertreatment consists in an ultrasound effect. 9. Vorrichtung zum Verbinden von gebündelten Papierlagen in Form von Heften, Broschüren oder Büchern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bindemittelinjekti­onsvorrichtung (15) und gegebenenfalls eine Nachbehand­lungsvorrichtung (16) vorhanden und derart angeordnet sind, dass sie auf die gebündelten und gegebenenfalls mittels der Papierpressvorrichtung (27) und dem Widerlager (28) gepressten Papierlagen (13) einwirken können.9. A device for connecting bundled paper layers in the form of booklets, brochures or books according to claim 1, characterized in that a binder injection device (15) and optionally a post-treatment device (16) are present and arranged such that they are on the bundled and optionally by means the paper press device (27) and the abutment (28) pressed paper layers (13) can act. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelinjektionsvorrichtung (15) mit Nadeln (22) versehen ist und dass diese Nadeln (22) derart aus­gebildet sind, dass sie das Perforieren der Papierlagen (13) erlauben.10. The device according to claim 9, characterized in that the binder injection device (15) is provided with needles (22) and that these needles (22) are designed such that they allow perforation of the paper layers (13). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (22) hohl sind oder Kanülen aufweisen und über eine Bindemittelpressvorrichtung (26) mit dem Bindemittelreservoir (25) in Verbindung stehen.11. The device according to claim 10, characterized in that the needles (22) are hollow or have cannulas and are connected to the binder reservoir (25) via a binder press device (26). 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelinjektionsvorrichtung (15) aus einem Zylindergehäuse (41) mit einem Druckverstärkungskolben (42), einem Nachladeventil (43) für das Bindemittel und einer Düse (44) besteht und derart angeordnet ist, dass das Bindemittel durch die Düse auf die Papierlagen (13), gegebenenfalls nach einer Pressung mittels einer Papier­pressvorrichtung (27) gegen ein Widerlager (28), einwirken kann.12. The device according to claim 9, characterized in that the binder injection device (15) consists of a cylinder housing (41) with a pressure booster piston (42), a reload valve (43) for the binder and a nozzle (44) and is arranged such that the binder can act on the paper layers (13) through the nozzle, optionally after pressing by means of a paper press device (27) against an abutment (28). 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierlagen (13) derart geführt sind und die Bindemittelinjektionsvorichtung (15) derart angeordnet ist, dass das Bindemittel nur in die Innenseiten (52), ohne Deckblatt (51) und gegebenenfalls ohne Mittel­blatt (53) injiziert wird und dass das Deckblatt (51) und gegebenenfalls das Mittelblatt (53) nach der Bindemittelin­jektion mit den übrigen Papierlagen zusammengefügt wer­den kann.13. The device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the paper layers (13) are guided in such a way and the binder injection device (15) is arranged such that the binder only in the inner sides (52), without cover sheet (51) and optionally injected without a middle sheet (53) and that the cover sheet (51) and optionally the middle sheet (53) can be joined together with the other paper layers after the binder injection. 14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlungsvorrichtung (16) eine Pressung der Papierlagen (13) gegen ein Widerlager (28) bewirken kann.14. The apparatus according to claim 9, characterized in that the post-treatment device (16) can cause a pressure of the paper layers (13) against an abutment (28). 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlungsvorrichtung (16) auf die Papierla­gen (13) eine Ultraschalleinwirkung ausüben kann.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the post-treatment device (16) on the paper layers (13) can exert an ultrasound effect.
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