JP6315912B2 - 接着剤を塗布する装置及びそのような装置を運転する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載された接着剤を塗布する装置、請求項５に記載された接着剤塗布ノズルを適合させる方法、並びに請求項１０の前提部に記載された接着剤を塗布する別の装置に関する。

無線綴じ方法で製本する際に、接着剤は、ロール塗布装置を用いて本の背に塗布されるか、又は代わりに塗布ノズルを用いて塗布される。この場合、接着剤は、分散接着剤、溶融接着剤又は分散・溶融接着剤・コンビネーションである。この場合、近年、ポリウレタン（略してＰＵＲ）の接着剤が、溶融接着剤として、特に良好なページ抜けにくさを有し、並びに本の中身の１８０°の見開き動作、いわゆるレイフラット動作で特に好適な結果が得られることが判った。この接着剤は、より不良の紙品質、例えばコーテッドペーパーに対しても好適に使用可能であり、コーテッドペーパーでは、塗工成分の割合が、強度に関して必要な繊維の割合を上回るだけでなく、接着のために繊維を露出させるためのラフニングもより不良に行われる。接着剤及び膠の概念は、以下において同義的に用いられる。

ＰＵＲを使用する場合、ロール塗布装置の使用が専ら制限され得ることが問題である。なぜならば、数１００マイクロメートルの比較的薄い接着層は、ロール塗布装置では技術的に困難にコントロールすることしかできず、並びに調節、操作、及び／又はクリーニングに係る手間が極めて高いからである。さらに接着剤は、周囲と接触して健康を損なうイソシアネートを放出し、このことも同じくロール塗布装置に対するＰＵＲ接着剤の使用の可能性を制限する。さらにＰＵＲは、特に雰囲気に対して大きな表面積を有する伝統的なロール塗布装置の場合に、酸素雰囲気において湿気の影響を受けて早期に硬化する。ロール塗布装置のこの欠点は、特に、デジタル印刷により次第に多くのケースで生じているように、少ない発行部数や頻繁に交換が行われる紙種の場合にみられる。

これらの欠点を回避するために、例えば米国特許第４６６７８７９号明細書、欧州特許欧州特許出願公開第１０３３２６２号明細書、欧州特許出願公開第５５０９１３号明細書に示されるように、次第に多くのケースでノズル塗布システムも用いられている。これら全ての刊行物では、接着剤痕の幅を変更する軌道（距離）が求められることが共通している。このことはノズルにとって重要である。なぜならば、ロール塗布システムの場合とは異なり、貼り付けたい面の外側で接着剤がシステムに流れ戻ることはなく、そうして、過度に広幅に調節されたノズルでは、システム又は上位に置かれた装置の汚れを回避することができないからである。

ノズルは、本の背に設けられる所望の接着剤厚さに応じて、本の背に対して間隔を置いて位置決めされる。さらにノズルは、製品厚さに対して調節される。製品厚さ、層厚さ及び塗布長さの大きさから、本の中身のための必要な接着剤塗布量を求めることができる。接着剤塗布が本の中身の傍を通過する際に行われるので、例えば歯車ポンプが正確に圧送することができる時間当たりの必要な塗布量が求められる。製品厚さに応じた塗布ノズルの調節は、軸方向又は半径方向に運動するスライダによる塗布スリットの解放を介して実現される。これにより、スリットの下に位置し、接着剤で充填された室が解放される。室の幅は、製品厚さに対して比例関係にある。

ノズル幅を適合させる構成手段は、既に、例えば米国特許出願公開第４６６７８７９号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２３８９５号明細書及び欧州特許出願公開第１０３３２６２号明細書において公知である。

欧州特許出願公開第２３１９７０７号明細書において、ノズルを用いて本の中身の背に接着剤を塗布する装置が開示されている。正確に制限された膠膜を付けるために、接着剤供給がタイミング制御される。このために接着剤供給路に、制御可能な圧送ポンプ及び切換可能な弁が設けられている。接着剤供給をより早期に終わらせて、膠膜形成を正確に中断するために、弁とノズルとの間に、接着剤引戻し装置が配置されている。接着剤引戻し装置は、本の背に対する膠付けが終わった瞬間から、接着剤を受容する。

無線綴じ区間と１つ又は複数のデジタル印刷機とのインライン接続では、生産中断が必要なく、様々に変化するサイズで種々の製造ロットを製造することができる（セレクティブバインディング）場合に、経済性を大幅に高めることができる。同様に、新たなロットの最初の製品が販売可能である（第１版）ことを保証しなければならない。従って、いわゆる調整欠陥品はもはや受け入れられない。接着剤室においてスライダを備えるノズル塗布システムによる背固めの場合、製品厚さの変化に際して、接着剤レベルが一定に維持されないという問題が生じる。サイズ拡大時に塗布ノズルの室内の接着剤レベルが低下し、後続製品の前側の領域に接着剤が供給されない。サイズ縮小時には、ノズルスリットから接着剤があふれ出て、このあふれ出た接着剤の隆起部分もしくは膨らみに後続製品がくっつくと汚れを招く。サイズ拡大時において低下する接着剤レベルは、ポンプが規定の接着剤量を室にあとから圧送することにより、比較的簡単に補整することができる。

米国特許第４６６７８７９号明細書 欧州特許出願公開第１０３３２６２号明細書 欧州特許出願公開第５５０９１３号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２３８９５号明細書 欧州特許出願公開第２３１９７０７号明細書

本発明の課題は、接着剤を塗布する装置並びに接着剤塗布ノズルを適合させる方法を改良して、背景技術の欠点を解消して、狭幅の本の中身の背への切替時にも正確な接着剤塗布を可能にするものを提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、塗布ノズルを用いて本の中身の背に接着剤を塗布する装置であって、塗布ノズルが、接着剤供給システムに管路を介して接続されており、塗布ノズルのノズル開口は、可変であり、かつ加工したい本の中身の厚さに適合可能である、接着剤を塗布する装置において、塗布ノズルは、ノズル開口に隣り合う、接着剤を提供するための第１の室と、ノズル開口と接着剤供給システムとの間に配置された第２の室とを備え、第１の室の幅を変更するために、第１の室の領域に第１のスライダが設けられており、第２の室の容積を変更するために、第２の室の領域に第２のスライダが設けられている。

好適には、第１のスライダ及び第２のスライダに対応してそれぞれ１つの駆動装置が配置されており、両方の駆動装置は、共通の制御ユニットに、データ伝達技術的に接続されている。

好適には、駆動装置は、第１の室の幅を変更する際に、加工したい本の中身の厚さに応じて、第１の室の容積と第２の室の容積とを合計した容積が一定に維持されるように、制御可能である。

好適には、制御ユニットに、その都度加工したい本の中身の厚さが格納されているか、又は、制御ユニットは、加工したい本の中身の厚さを把握するための測定装置に、データ伝達技術的に接続されている。

この課題を解決するための本発明の方法によれば、好適には、加工したい本の中身の厚さに対して、本の中身の背に接着剤を塗布する装置の接着剤塗布ノズルを適合させる方法であって、：ａ）接着剤がノズル開口に提供される第１の室の幅を変更するために、第１のスライダを、第１の室の幅が加工したい本の中身の厚さに適合されるように移動させるステップと、ｂ）同時に、ノズル開口と接着剤供給システムとの間の第２の室に対応して配置された第２のスライダを、第１の室の容積と第２の室の容積とを合計した容積が一定に維持されるように、移動させるステップとを有する。

好適には、第１の室の幅が縮小されるときにだけ、ステップｂ）を行う。

好適には、ｃ）第２の室がその最小の容積を占める初期位置に第２のスライダを戻すステップを更に有する。

好適には、第２のスライダの戻しを、接着剤供給システムの制御と協調して行い、かつ／又は、第２のスライダの戻しを、複数のより小さなステップで行う。

好適には、第１のスライダの移動速度と第２のスライダの移動速度との比は、第１のスライダの横断面積と第２のスライダの横断面積との比に対して反比例している。

この課題を解決するための本発明の択一的な装置によれば、塗布ノズルを用いて本の中身の背に接着剤を塗布する装置であって、塗布ノズルが、接着剤供給システムに管路を介して接続されており、塗布ノズルのノズル開口は、可変であり、かつ加工したい本の中身の厚さに対して適合可能である、接着剤を塗布する装置において、塗布ノズルは、ノズル開口に隣り合う室と、室の容積を補整するためのダイヤフラム状の面要素とを備え、ダイヤフラム状の面積要素は、室に隣り合って配置されており、室の幅を変更するためにスライダが設けられている。

本発明による装置は、塗布ノズルを用いて本の中身の背に接着剤を塗布する働きを有する。塗布ノズルは、接着剤供給システムに管路を介して接続されていて、かつノズル開口を備え、ノズル開口は、可変であり、加工したい本の背の厚さに適合可能である。好適には、塗布ノズルは、ノズル開口に隣り合う、接着剤を提供するための第１の室と、ノズル開口と接着剤供給システムとの間に配置された第２の室とを備える。「室」という概念は、本明細書では、容積を有する室、通路等を意味する。さらに塗布ノズルは、第１の室の幅を変更するための第１の室の領域に第１のスライダと、第２の室の容積を変更するための第２の室の領域に第２のスライダとを備える。第２の室は、長細く延在するか、又は丸い構成を有してよい。長細く延在する場合、スライダは、室内で並進的に運動することができる。丸い構成を有する場合、スライダは、回転運動することができる。従って第２の室は、可変の容積を有するリザーバを成しており、リザーバは、より大きな厚さの本の中身からより小さな厚さの本の中身に切り替えられる場合に、余剰の接着剤を収容するために用いられ、もしくは、より小さな厚さの本の中身からより大きな厚さの本の中身に切り替えられる場合に、追加的な接着剤を提供するために用いることができる。これにより、余剰の接着剤がノズル開口の変化に際して、塗布ノズルに張り付くか又は本の背を汚す恐れがある接着剤の隆起を惹起しない、ことが保証される。

本発明による装置の特に好適で、従って好ましい改良態様によれば、第１のスライダ及び第２のスライダに対応してそれぞれ１つの駆動装置が配置されており、両方の駆動装置は、共通の制御ユニットに、データ伝達技術的に接続されており、その結果、駆動装置は、制御ユニットにより制御することができる。この場合、データ伝達は、有線又は無線で、例えば無線通信を介して行ってよい。各駆動装置は、例えばステップモータとして構成してよい。特に好適には、駆動装置は、その都度加工したい本の中身の厚さに応じて第１の室の幅を変更する際に、第１の室の容積と第２の室の容積との合計が一定に維持されるように、制御可能である。換言すると、第１のスライダの移動により押し退けられる接着剤が、第２の室により収容される。従って第２の室は、補整リザーバを成す。

本発明による装置の第１の改良態様によれば、制御ユニットに、その都度加工したい本の中身の厚さが格納されている。この場合、本の中身の厚さは、塗布管理システムから提供することができる。択一的な改良態様によれば、塗布装置は、処理したい本の中身の厚さを把握するための測定装置を備え、測定装置は、塗布ノズルの上流側に配置されていて、制御ユニットにデータ伝達技術的に接続されている。両方の態様の場合、塗布ノズルの極めて迅速な適合が保証されているので、いわゆる「セレクティブバインディング」が可能になり、「第１版」の本も要求される品質で、接着剤で濡らして、欠陥品なく生産することができる。

特に上述のように、本発明は、本の中身の背に接着剤を塗布する装置の接着剤塗布ノズルを適合させる方法にも関する。この方法は、処理したい本の中身の厚さに適合させるために役立ち、この場合、以下のステップを有する：
第１のステップでは、ノズル開口において接着剤が提供される第１の室の幅を変更するために、第１のスライダが移動させられる。第１のスライダの移動は、第１の室の幅がその都度加工したい本の中身の厚さに適合されるように、行われる。同時に進行する第２のステップでは、ノズル開口と接着剤供給システムとの間の第２の室に対応して配置された第２のスライダの移動が行われる。第２のスライダの移動は、第１の室の容積と第２の室の容積の合計が一定に維持されるように、行われる。従って第１のスライダにより押し退けられた接着剤量は、第２のスライダの後退により第２の室に収容される。

本発明による方法の好適な改良態様によれば、第１の室の幅が縮小されるとき、つまり狭幅の本の背に切り替えられるときにだけ、第２のステップが行われる。この場合、第１のスライダにより接着剤が押し退けられる。この接着剤は、塗布ノズルのノズル開口を通って逃がすべきではない。なぜならば、そうしないと接着剤の隆起部分がノズル開口又は本の中身の背に形成されることになるからである。

本発明による方法の好適な改良態様によれば、追加的なステップで、第２の室がその最小の容積を有する初期位置への第２のスライダの戻しが行われる。そうして到達した初期位置から出発して、第２のスライダは、あとで、第１の室の幅を更に縮小する際に、容積補整のために再度用いることができる。特に好適には、第２のスライダの戻しは、接着剤供給システムの制御と協調して行われ、かつ／又は、第２のスライダの戻しは、複数のより小さなステップで行われる。前述の両方の取組みにより、ノズル開口に、瞬間的にも本の中身の背により収容することができない過度に大量の接着剤が提供されないことを保証することができる。

本発明による方法の好適な改良態様によれば、第１のスライダの移動速度と第２のスライダの移動速度との比は、第１のスライダの横断面積と第２のスライダの横断面積との比に対して反比例している。これにより、第２の室の容積が第１の室の容積の低減と同じ程度に、つまり同じ速さで増加する、ことが達成される。

本発明は、塗布ノズルを用いて本の中身の背に接着剤を塗布する択一的な装置にも関する。この装置では、塗布ノズルは、接着剤供給システムに管路を介して接続されており、塗布ノズルのノズル開口が可変であり、加工したい本の中身の厚さに対して適合可能である。本発明によれば、塗布ノズルは、ノズル開口に隣り合う室と、室の容積補整のためのダイヤフラムとを備え、ダイヤフラムは、室に隣り合って配置されている。さらに、室の幅を変更するためにスライダが設けられている。室の幅を縮小するためにスライダが移動する際に接着剤が押し退けられると、ダイヤフラムは膨張され、押し退けられた接着剤を収容することができる補整室を提供する。このためにダイヤフラムは、弾性材料から製作されている。この装置は、塗布ノズルの僅かな構造変化しか必要とせず、簡単な手段で、余剰の接着剤に基づく接着剤の隆起を阻止することができる、という利点を有する。

記載された本発明及び記載された本発明の好適な改良態様は、任意に組み合わせても、本発明による好適な改良態様を成すものである。

更なる利点及び本発明の構造的かつ機能的な観点で好適な構成は、従属請求項並びに任意の図面に関する発明を実施するための形態の説明を参照されたい。

接着剤塗布装置の概略図である。 広幅の本の中身の背のための調節装置を備える接着剤塗布装置を示す図である。 狭幅の本の中身の背のための調節装置を備える接着剤塗布装置を示す図である。

次に本発明の実施の形態を、図示の態様を用いて詳しく説明する。

図面において、それぞれ対応する構成要素及び構成部材には、同一の符号を設けた。

接着剤塗布装置１００は、接着剤塗布ノズル１を備え、接着剤塗布ノズル１は、ノズルスリット３を有する接着剤塗布ヘッド２を備え、ノズルスリット３を介して、接着剤１９が、本の中身２２の背４に移される。この場合、本の中身２２は、クランプ２３により保持され、搬送方向Ｔに、接着剤塗布装置１を越えて動かされる。ノズルスリット３は、背固めしたい本の中身の厚さ５に応じて、第１のスライダ６により開かれるか又は閉じられる。スライダは、所定の横断面７を有し、本の背の厚さ５に対応するその都度の開放幅８により、所定の接着剤量９にスペースを提供する。

前溶融装置１８から、図１に示すように、溶融された接着剤１９が、ヒートチューブ１４を介して、ポンプ２０により、当初の段階では閉じられた弁１５にポンピングされ、ヒートチューブ１６を介して、再び前溶融装置１８にポンピングして戻される。接着剤を本の背５に塗布しようとすると、直ちに弁１５が開かれ、接着剤は、通路１７を介して、室１０にポンピングされる。

図２ａに示すように広幅の本の中身の背４の代わりに、図２ｂに示すように狭幅の本の中身の背４を接着剤１９で濡らそうとする。このため、スリットノズル３の塗布幅が縮小されるとき、第１のスライダ６は、駆動装置２５により、矢印ａで示すように移動させられ、スライダ６は、第１の室１０に存在する接着剤１９を押し退ける。同時に別の駆動装置２５により、第２のスライダ１１が、第２の室１２内で、矢印ａで示すように移動させられる。このため、接着剤塗布ヘッド２内の第１の室１０及び第２の室１２の合計容積は維持されたままであり、余剰の接着剤１９は、通路１３を介して、第２の室１２に逃げることができる。つまり、第１の室１０内の容積９は、第２の室１２内の容積２１が増加されるのと同程度に減少される。この時点で、合計容積は、第１のスライダ６の位置とは無関係に、接着剤塗布ヘッド２内で一定である。第２のスライダ１１を再びその準備位置（準備位置では容積２１は略ゼロである）にもたらすために、第２の室１２内にある極めて少量の接着剤１９が、第１の室１０に押し戻され、認識されない程度にしか本の中身の背４に移されない。この段階で、より大きな本の中身の厚さ５を有する本の中身によりノズルスリット３の開放が必要であるとき、優先的に接着剤１９は第２の室１２から提供され、必要な場合にだけ、ポンプ２０のポンプ出力が高められる。そうして、最小の製品厚さ５と最大の製品厚さ５との間で絶えず切替が行われる場合でさえも、余剰の接着剤１９がノズルスリット３に提供され、本の中身の背４に塗布されることがないことを保証することができる。図示の態様では、スライダ６，１１は、互いに平行に上下に配置されていて、端面側で通路１３を介して互いに接続されている。しかも、第２の室１２は、ノズルスリット３の反対側で、第１の室１０と同一高さにあってもよい。

１ 接着剤塗布ノズル
２ 接着剤塗布ヘッド
３ ノズルスリット
４ 本の中身の背
５ 本の中身の厚さ
６ 第１のスライダ
７ 第１のスライダの横断面積
８ 開放幅
９ 第１の室の接着剤量
１０ 第１の室
１１ 第２のスライダ
１２ 第２の室
１３ 中間通路
１４ ヒートチューブ
１５ 弁
１６ ヒートチューブ
１７ 通路
１８ 前溶融装置
１９ 接着剤
２０ ポンプ
２１ 第２の室の接着剤量
２２ 本の中身
２３ 本の中身のクランプ
２４ 測定装置
２５ 駆動装置
２６ 制御ユニット
１００ 接着剤を塗布する装置
Ｔ 本の中身のクランプの運動方向
ａ スライダの運動

Claims (8)

1. 塗布ノズル（１）を用いて本の中身の背（４）に接着剤（１９）を塗布する装置（１００）であって、
   塗布ノズル（１）が、接着剤供給システム（１４，１５，１６，１７，１８，２０）に管路を介して接続されており、前記塗布ノズル（１）のノズル開口（３）は、可変であり、かつ加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）に適合可能である、接着剤を塗布する装置において、
   前記塗布ノズル（１）は、前記ノズル開口（３）に隣り合う、接着剤（１９）を提供するための第１の室（１０）と、前記ノズル開口（３）と前記接着剤供給システム（１４，１５，１６，１７，１８，２０）との間に配置された第２の室（１２）とを備え、前記第１の室（１０）の幅（８）を変更するために、前記第１の室（１０）の領域に第１のスライダ（６）が設けられており、前記第２の室（１２）の容積（２１）を変更するために、前記第２の室（１２）の領域に第２のスライダ（１１）が設けられており、
   前記第１のスライダ（６）及び前記第２のスライダ（１１）に対応してそれぞれ１つの駆動装置（２５）が配置されており、両方の前記駆動装置（２５）は、共通の制御ユニット（２６）に、データ伝達技術的に接続されており、
   前記駆動装置（２５）は、前記第１の室（１０）の幅（８）を変更する際に、加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）に応じて、前記第１の室（１０）の容積と前記第２の室（１２）の容積とを合計した容積（９＋２１）が一定に維持されるように、制御可能であることを特徴とする、接着剤を塗布する装置。
2. 前記制御ユニット（２６）に、その都度加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）が格納されているか、又は、
   前記制御ユニット（２６）は、加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）を把握するための測定装置（２４）に、データ伝達技術的に接続されている、請求項１記載の装置。
3. 加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）に対して、本の中身の背（４）に接着剤（１９）を塗布する装置（１００）の接着剤塗布ノズル（１）を適合させる方法であって、
   ａ）接着剤（１９）がノズル開口（３）に提供される第１の室（１０）の幅（８）を変更するために、第１のスライダ（６）を、前記第１の室（１０）の幅（８）が加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）に適合されるように移動（ａ）させるステップと、
   ｂ）同時に、前記ノズル開口（３）と接着剤供給システム（１４，１５，１６，１７，１８，２０）との間の第２の室（１２）に対応して配置された第２のスライダ（１１）を、前記第１の室（１０）の容積と前記第２の室（１２）の容積とを合計した容積（９＋２１）が一定に維持されるように移動させる（ａ）ステップと、
   を有することを特徴とする、接着剤塗布ノズルを適合させる方法。
4. 前記第１の室（１０）の幅が縮小されるときにだけ、前記ステップｂ）を行う、請求項３記載の方法。
5. ｃ）前記第２の室（１２）がその最小の容積を占める初期位置に前記第２のスライダ（１１）を戻す（ａ）ステップを更に有する、請求項３又は４記載の方法。
6. 前記第２のスライダ（１１）の戻し（ａ）を、前記接着剤供給システム（１４，１５，１６，１７，１８，２０）の制御と協調して行い、かつ／又は、前記第２のスライダ（１１）の戻し（ａ）を、複数のより小さなステップで行う、請求項５記載の方法。
7. 前記第１のスライダ（６）の移動速度と前記第２のスライダ（１１）の移動速度との比は、前記第１のスライダ（６）の横断面積と前記第２のスライダ（１１）の横断面積との比に対して反比例している、請求項３から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 塗布ノズル（１）を用いて本の中身の背（４）に接着剤（１９）を塗布する装置であって、
   塗布ノズル（１）が、接着剤供給システム（１４，１５，１６，１７，１８，２０）に管路を介して接続されており、前記塗布ノズル（１）のノズル開口（３）は、可変であり、かつ加工したい本の中身（２２）の厚さ（５）に対して適合可能である、接着剤を塗布する装置において、
   前記塗布ノズル（１）は、前記ノズル開口（３）に隣り合う室（１０）と、該室（１０）の容積を補整するためのダイヤフラム状の面要素とを備え、該ダイヤフラム状の面積要素は、前記室（１０）に隣り合って配置されており、前記室（１０）の幅を変更するためにスライダ（６）が設けられている、
   ことを特徴とする、接着剤を塗布する装置。

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