JPH03108590A - Method and device for joining paper layer - Google Patents

Method and device for joining paper layer

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JPH03108590A
JPH03108590A JP8478590A JP8478590A JPH03108590A JP H03108590 A JPH03108590 A JP H03108590A JP 8478590 A JP8478590 A JP 8478590A JP 8478590 A JP8478590 A JP 8478590A JP H03108590 A JPH03108590 A JP H03108590A
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sonotrode
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31FMECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F5/00Attaching together sheets, strips or webs; Reinforcing edges
    • B31F5/008Attaching together sheets, strips or webs; Reinforcing edges by friction, e.g. obtained ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make it unnecessary for separate paper sheets to discretely undergo complicated preparation such as application of a strip of a binder, by using ultrasonic binding. CONSTITUTION: An ultrasonic generator 20 comprises an ultrasonic transformer 21 and a vibrating tool or a so-called sonotrode 24. The sonotrode 24 ensures transmission of ultrasonic power to a welding material 26 to be applied for binding at a tip 25. An abutment 27 absorbs a contact pressure released onto the material 26 by the end part of the sonotrode. By welding paper layers together by ultrasonic waves in this way, complicated preparation such as application of a strip of a binder to separate paper sheets is dispensed with.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は紙の層を結合する方法に関しかつその方法を
達成するための装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a method of bonding layers of paper and to an apparatus for accomplishing the method.

紙の層を結合はまた接続するための方法は数十年にわた
って知られており、製本技術の本質的な部分を形成する
。1時間に10万部までの印刷製品を製作できる高性能
印刷機械装備の到来とともに、紙の層の結合に関する刷
新が必要となった。
Methods for bonding and also connecting layers of paper have been known for decades and form an essential part of bookbinding technology. With the advent of sophisticated printing equipment capable of producing up to 100,000 copies of printed products per hour, innovations in bonding paper layers became necessary.

印刷作業において生じるような紙の層を多量に綴じる作
業のために、特に接着剤による結束、糸綴じおよび針金
綴じまたは留め金で止めることが大変満足のいくやり方
であることが証明されてきた。
For operations involving the binding of large numbers of layers of paper, such as those that occur in printing operations, adhesive binding, thread binding and wire binding or clasping have proven to be very satisfactory methods, in particular.

接着剤による結束は好ましくは本、カタログおよび雑誌
を綴じるために使用される。しばしば種々の接着剤によ
る方法が相互に組合わされる。たとえば第1に低粘性の
湿り気の高いコーティングが適用され、続いて接着力を
改善するコーティングがなされる。これはより単純な方
法に比べて結束の品質を多大に改善することを可能にす
る。
Adhesive binding is preferably used for binding books, catalogs and magazines. Often various adhesive methods are combined with each other. For example, a low-viscosity, high-moisture coating may be applied first, followed by a coating that improves adhesion. This makes it possible to greatly improve the quality of the binding compared to simpler methods.

接合剤による接着の場合には、接合剤を付与する幅は一
般的には4mmである。接合により1時間あたり約1万
5千部を綴じることが可能であり、生産ラインにおいて
はかなりの区域が接合剤の乾燥のために提供されなけれ
ばならない。この方法の重大な不利益は結合された製品
に与えられなければならない乾燥時間である。
In the case of adhesive bonding, the width to which the adhesive is applied is generally 4 mm. It is possible to bind approximately 15,000 copies per hour by bonding, and a considerable area in the production line must be provided for drying of the bonding agent. A significant disadvantage of this method is the drying time that must be given to the combined product.

要約すれば、接着剤による結束は本、カタログおよび雑
誌を綴じるためには上首尾な方法として考えられ得る。
In summary, adhesive binding can be considered as a successful method for binding books, catalogs and magazines.

しかしながら必要、な長い乾燥時間のためのわずかな例
外を除いては、この方法は印刷製品の加工機械の別々の
紙の層のスケール(Scafe)またはフレークストリ
ーム(flake  stream)またはフo−(f
low)での小冊子の結束にはより適当ではない。
However, with a few exceptions due to the necessary long drying times, this method does not require the use of scales or flake streams or flakes of separate paper layers in printed product processing machines.
It is less suitable for bundling booklets.

紙の層の結合のためのさらなる証明された方法は糸綴じ
であるが、それは接着剤による結合により背景へと追い
やられた。縫製能力におけるかなりの向上の結果として
のみ、この方法は再び重大性を獲得した。糸綴じは接着
剤による結束に比べると数々の利点および不利な点を有
する。接着剤による結束の品質は紙のタイプに大いに依
存するが、糸綴じは紙質にはあまり関係がない。
A further proven method for joining paper layers is thread binding, but it has been relegated to the background by adhesive joining. Only as a result of significant improvements in sewing capabilities, this method has again acquired significance. Thread binding has a number of advantages and disadvantages compared to adhesive binding. The quality of adhesive binding is highly dependent on the type of paper, but thread binding has little to do with paper quality.

比較的遅い方法として、糸綴じは本の高品質な結束のた
めに適当なものとして考えられ得る。
As a relatively slow method, thread binding may be considered suitable for high quality binding of books.

しかしながら、仮とじ本または小冊子の形式での印刷物
の縫製または留め金で止めることに関して最大の重要性
が与えられたのは針金綴じまたは留め金で綴じることで
あった。回転ワイヤスティッチャは高容量を有するが比
較的高1ilIit8である。
However, the greatest importance was given to the sewing or clasping of printed matter in the form of bound books or booklets to wire binding or clasp binding. Rotary wire stitchers have high capacity but relatively high IilIit8.

綴じられた1冊は100頁までを有することができる。A bound book can have up to 100 pages.

回転ワイヤで綴じる場合には針金のクリップまたは留め
金が突合せ点に対抗して広げられた紙の束に押し入れら
れかつそれはロック機構を有しない。
In the case of rotating wire binding, a wire clip or catch is pushed into the stack of paper spread out against the abutment point and it does not have a locking mechanism.

単一ワイヤのスティッチャは回転ワイヤスティッチャよ
り1時間あたりの容量は小さく、また比較的高価格であ
る。しかしながら、その製品は300頁を越える頁を有
することができる。単一ワイヤのスティッチャはロック
機構を有する綴じ突合せ点を有する。
Single wire stitchers have a lower capacity per hour than rotating wire stitchers and are relatively expensive. However, the product can have over 300 pages. The single wire stitcher has a stitching abutment point with a locking mechanism.

針金綴じの利点は小冊子を完全に開く可能性である。印
刷された情報の部分を覆う、閉じられ折畳まれた端はな
い。しかしながら、針金綴じの不利な点は背後の留め金
を介しての材料の適用であり、それが製品の積層能力を
制限する。その上、適切な針金材料の選定、保管および
加工から付加的な費用が生じる。針金綴じの信頼性にも
また限界があり、200頁を越える厚い紙の層の場合に
は特にそうである。
The advantage of wire binding is the possibility of opening the booklet completely. There are no closed, folded edges that cover portions of printed information. However, a disadvantage of wire binding is the application of material through the rear clasp, which limits the stacking ability of the product. Moreover, additional costs arise from the selection, storage and processing of suitable wire materials. The reliability of wire binding also has its limits, especially with thick layers of paper exceeding 200 pages.

こうして、高性能印刷プレスの印刷製品加工動作へ統合
され得る方法に関心が寄せられる、すなわちそれは針金
綴じ方法の能率に比較し得る能率を有ししかしながら金
属の使用等その不利益を被ることがないものである。そ
のような方法を追及するとき、個々の紙が接合剤のスト
リップの適用等複雑な準備を個別に受ける必要がないこ
とを確実にしかつまた長い乾燥期間のために緩衝または
中間の保管時間を必要としないことを確実にするよう特
別の注意が払われた。
Thus, there is interest in a method that can be integrated into the printed product processing operation of a high performance printing press, that has an efficiency comparable to that of wire binding methods, but without its disadvantages such as the use of metals. It is something. When pursuing such methods, it is ensured that individual papers do not need to be individually subjected to complex preparation such as the application of strips of binder and also require buffering or intermediate storage times due to long drying periods. Particular care was taken to ensure that this was not the case.

したがってこの発明の問題は紙の層を結合するための方
法を提供しかつ知られている紙綴じまたは結束の方法の
不利な点を避けることである。この問題は結合される紙
の層が本件の請求項1に従い、超音波の作用の下に結合
されることで解決される。
The problem of this invention is therefore to provide a method for joining paper layers and avoids the disadvantages of known paper binding or binding methods. This problem is solved in that the paper layers to be bonded are bonded under the action of ultrasound according to claim 1 of the present invention.

超音波で紙の層をともに溶着することは自明ではない。Welding together layers of paper with ultrasound is not trivial.

超音波溶着は金属およびプラスチックを結合するための
方法として明白に知られている。
Ultrasonic welding is explicitly known as a method for joining metals and plastics.

この方法に従えば、溶着材料は、結合されるべき材料の
溶解が存在しそれゆえ溶着が得られるようにその接触領
域における内部の摩擦による超音波運動のもとに加熱さ
れる。これに関連してD−6056ホイゼンシュタム、
インダスツリエーストラーセ 48のプランゾンシャル
クラフト・ゲ・エム・べ−・バーにより出版されたR、
アルテナ、W、−R,ベーンケ、L、ホルファート、H
oJ、ラインハルトおよびW、ルーランドによる出版物
「プラスチック接着のための超音波J  (Ultra
schall  f’ur  das  Kunsts
toff−Fugen)への参照がなされる。
According to this method, the welding materials are heated under ultrasonic motion due to internal friction in their contact area so that there is melting of the materials to be joined and hence a weld is obtained. In this connection D-6056 Heusenstamm,
Published by Industrie Strasse 48 Planzonschallkraft G.M.B.R.
Altena, W.-R., Behnke, L., Holfert, H.
The publication “Ultrasonic J for Plastic Bonding” by OJ, Reinhardt and W, Ruland
shall f'ur das Kunsts
toff-Fugen).

初めは、紙、ボール紙、44木、織布および不織布等の
有機繊維材料を結合するために超音波を使用することが
適切だとは思われなかったが、これはこれら材料が一般
的には超音波加熱作用のもとでは分解しかつ酸素がある
と火がつくことさえ可能だからである。特に、それらは
溶着に必要な、液相にもたらされ得ない。
Initially, it did not seem appropriate to use ultrasound to bond organic fiber materials such as paper, cardboard, 44 wood, woven and non-woven fabrics, as these materials are generally decomposes under ultrasonic heating and can even catch fire in the presence of oxygen. In particular, they cannot be brought into the liquid phase, which is necessary for welding.

しかしながら、我々の研究は紙の層の間の十分な接着を
確実にするためには大変薄いコーティングしか必要とさ
れないことを立証した。このコーティングはたとえば印
刷工程の間に与えられる印刷用インクでもよいしまたは
薄い、急速に乾燥するプラスチックのフィルムでもよい
。任意には適当な結合剤が紙の製造の間に組込まれ得る
。同時に起こる熱、圧力および振動性の動きの作用が、
結合剤の量が大変少ないときでさえ、紙の層の十分な接
着へと導く。
However, our studies have demonstrated that only very thin coatings are required to ensure sufficient adhesion between the paper layers. This coating may be, for example, a printing ink applied during the printing process or a thin, rapidly drying plastic film. Optionally, suitable binders may be incorporated during paper manufacture. The simultaneous effects of heat, pressure and oscillatory motion
Even when the amount of binder is very small, it leads to good adhesion of the paper layers.

ボンディングによる紙の層の結合が知られているが、前
記の方法はボンディングの直前に接着される製品への接
着剤の付与を必要とする。しかしながら、このことは紙
が個々に接着剤を与えられかつまた結合されるために準
備される紙の間に尚早の接触がないことを確実にしなけ
ればならないという付加的な動作を必要とする。しかし
ながら、提案される超音波による方法は後の結合目的の
ために実際の印刷と同時に紙に事前処理を施すことを可
能にする、すなわち事前処理方法が印刷工程に統合され
ることが可能で、特に印刷された製品のさらに他の加工
、たとえば個々の紙の裁断、整頓および紙の層を折畳む
ことが結合の事前処理により妨害されたりより困難にさ
れたりしない。紙の層が針金綴じまたは紙綴じに類似し
た態様で結合され得ることは特に有利である。
Although the joining of paper layers by bonding is known, said method requires the application of an adhesive to the product to be glued immediately prior to bonding. However, this requires the additional action of having to ensure that there is no premature contact between the papers that are individually applied with adhesive and also prepared to be bonded. However, the proposed ultrasonic method makes it possible to pre-treat the paper simultaneously with the actual printing for later bonding purposes, i.e. the pre-treatment method can be integrated into the printing process; In particular, further processing of the printed product, such as cutting the individual papers, arranging them and folding the paper layers, is not hindered or made more difficult by the bonding pre-treatment. It is particularly advantageous that the paper layers can be joined in a manner similar to wire binding or paper binding.

この発明は非限定の実施例および添付の図面に関連して
下記により詳細に述べられる。
The invention will be described in more detail below with reference to non-limiting examples and the accompanying drawings.

第1図は例示的な態様で、プラスチックの溶着のために
使用され得る超音波装置の構造を示す。
FIG. 1 shows, in an exemplary manner, the structure of an ultrasonic device that can be used for welding plastics.

制御手段10は主要部分11、増幅器12、高周波変成
器13および増幅器12および変成器13の入力に正帰
還キー15により接続された同調可能な正帰還手段14
を含む。超音波発生器20の周波数決定要素は高周波変
成器に接続される。この回路は超音波発生器20がソー
スから動作点への振動量の良好な伝送のために必要な、
音響共振で動作され得ることを確実にする。正帰還手段
14を同調することにより、高周波発振器の位相位置が
最適化され得る。
The control means 10 comprises a main part 11, an amplifier 12, a high frequency transformer 13 and a tunable positive feedback means 14 connected by a positive feedback key 15 to the inputs of the amplifier 12 and the transformer 13.
including. The frequency determining element of the ultrasound generator 20 is connected to a high frequency transformer. This circuit allows the ultrasonic generator 20 to perform
Ensures that it can be operated at acoustic resonance. By tuning the positive feedback means 14, the phase position of the high frequency oscillator can be optimized.

第2図は超音波発生器20の基本的構造を示す。FIG. 2 shows the basic structure of the ultrasonic generator 20.

それは一般的には超音波変成器21および振動する工具
またはいわゆるソノトロード24を含む。
It generally includes an ultrasonic transformer 21 and a vibrating tool or so-called sonotrode 24.

超音波変成器21は−重ねの並列に接続されたピエゾセ
ラミックのプレート22を含む。音振幅変成器またはブ
ースタ23が任意に超音波トランスジューサおよびソノ
トロードの間に介在させられる。この受動素子23は発
振振幅における増加または減少へ導く。実際の接続また
は結合工具であるソノトロードがそのチップ25におい
て結合される溶着材料26への超音波パワーの伝送を確
実にする。突合せ点27は材料26上へソノトロード端
部により放たれた接触圧力を吸収する。突合せ点27は
与えられる超音波パワーの最小のものを吸収するような
態様で組立てられなければならない、すなわち大変高い
機械的慣性を有しがっ溶着材料26に関して大変変形し
にくいものでなければならない。
The ultrasonic transformer 21 includes a stack of parallel-connected piezoceramic plates 22 . A sound amplitude transformer or booster 23 is optionally interposed between the ultrasound transducer and the sonotrode. This passive element 23 leads to an increase or decrease in the oscillation amplitude. The sonotrode, the actual connecting or joining tool, ensures the transmission of ultrasonic power to the welding material 26 to be joined at its tip 25. Abutment point 27 absorbs the contact pressure exerted by the sonotrode end onto material 26. The abutment point 27 must be constructed in such a way that it absorbs a minimum of the ultrasonic power applied, i.e. it must have a very high mechanical inertia and be very difficult to deform with respect to the welding material 26. .

超音波トランスジューサ21、ブースタ23およびソノ
トロード24を含むシステムは合音共振で作動する。縦
方向の振動が多くの応用において励起させられる。超音
波溶着装置は一般的には20ないし40KHzの周波数
で作動する。ソノトロード24のチップ25での縦方向
の振動振幅は典型的には20KHzでは約1100uで
あり40KHzでは約50μmである。
The system including ultrasound transducer 21, booster 23 and sonotrode 24 operates in synchronized resonance. Longitudinal vibrations are excited in many applications. Ultrasonic welding equipment typically operates at frequencies of 20 to 40 KHz. The longitudinal vibration amplitude at the tip 25 of the sonotrode 24 is typically about 1100 u at 20 KHz and about 50 μm at 40 KHz.

制御手段10および超音波発生器20を含む装置は一般
的には溶着材料26によるダンプニングとは無関係に、
ソノトロード端部25での機械的振幅が一定の予め定め
られた値を有するような態様で制御システムにより作動
させられる。より有利な超音波溶着機械装置の場合には
、超音波パワーに加え、溶着材料26上にソノトロード
端部25より放たれる接触圧力および超音波動作時間を
予め定めることが可能である。
The device including the control means 10 and the ultrasonic generator 20 generally operates independently of dampening by the welding material 26.
It is operated by the control system in such a way that the mechanical amplitude at the sonotrode end 25 has a constant predetermined value. In the case of a more advantageous ultrasonic welding machine, it is possible to predetermine, in addition to the ultrasonic power, the contact pressure exerted by the sonotrode end 25 on the welding material 26 and the ultrasonic operating time.

ブースタ23の選択およびソノトロード24の形状決定
は溶着材料26および実行される溶着の性質の関数であ
る。最も標準的なソノトロードの形および形式の例がR
−アルテナ、W・−R・ベーンケ、L@ホルファート、
H−−J・ラインハルトおよびW・ルーランドによる前
記の著作「プラスチック損性のための超音波」に記載さ
れる。
The selection of booster 23 and the shape of sonotrode 24 are a function of the welding material 26 and the nature of the welding performed. An example of the most standard sonotrode shape and format is R
-Altena, W. -R Behnke, L@Holfert,
as described in the aforementioned work "Ultrasound for Plastic Damage" by H.--J. Reinhardt and W. Ruhland.

第3図ないし第5図は以下に議論される使用のために特
に適切なソノトロードのいくつかの例を示す。こうして
、第3図は点状のまたはスポット溶着を得るために適当
な、円錐31のソノトロード24を示す。
Figures 3-5 illustrate some examples of sonotrodes that are particularly suitable for the uses discussed below. Thus, FIG. 3 shows a conical 31 sonotrode 24 suitable for obtaining point-like or spot welds.

第4図は平坦なソノトロード端部41およびナイフの刃
状の溶着端部42を有するソノトロードを示す。ソノト
ロード24のこの実施例は長く幅の狭い溶着を作るため
に特に適当である。
FIG. 4 shows a sonotrode having a flat sonotrode end 41 and a knife-edge welded end 42. FIG. This embodiment of sonotrode 24 is particularly suitable for making long narrow welds.

第5図は第3図および第4図の2つの実施例を組合わせ
たものである。平坦なソノトロード端部41は第4図の
42のように、ナイフの刃状である。しかしながら、ソ
ノトロード24と突合せ点27の間の局部接触圧力を増
加するために、溶着端部42に切込み53が設けられる
。こうして溶着点は同時に長く幅の狭い溶着シームに製
作され得る。
FIG. 5 is a combination of the two embodiments of FIGS. 3 and 4. The flat sonotrode end 41 has a knife edge shape, as shown at 42 in FIG. However, a notch 53 is provided in the welding end 42 to increase the local contact pressure between the sonotrode 24 and the abutment point 27. In this way, the welding points can be made into long and narrow welding seams at the same time.

第1図ないし第5図に示されるような装置を使用して、
乾燥した印刷されていない紙の層を結合することは不可
能である。対応するテストは超音波により引き起こされ
る熱の動作が原因で暗くなったり黒くなったりすること
を明らかにしたにすぎない。さらなるステップは超音波
動作の間に個々の紙の繊維が共にもつれることを可能に
するであろうし、後者が紙表面に対して横方向に向けら
れたときには特にそうである。このようなもつれは縦方
向の動きの場合にもわずかに検知された。
Using an apparatus such as that shown in FIGS. 1 to 5,
It is impossible to combine dry, unprinted paper layers. Corresponding tests only revealed a darkening or blackening due to the thermal action caused by ultrasound. A further step would allow the individual paper fibers to become entangled together during the ultrasonic operation, especially when the latter are oriented transversely to the paper surface. Such entanglements were also slightly detected in the case of longitudinal motion.

紙の層をわずかに湿らせることによってさらにより良い
結果が得られ得る。この場合には紙の構造がわずかに損
傷され紙の製造において生じるように、局部的に紙作製
ストックを形成する。紙製造方法において多くがそうで
あるように、次の超音波により引き起こされる加熱およ
び抑圧が紙の繊維のもつれおよび接合に導く。このこと
が本質的に紙の層の制限された接着を可能にする。
Even better results can be obtained by slightly moistening the paper layer. In this case the structure of the paper is slightly damaged, as occurs in paper manufacturing, forming a paper making stock locally. As in many paper manufacturing processes, the subsequent ultrasound-induced heating and compression leads to entanglement and bonding of the paper fibers. This essentially allows limited adhesion of the paper layers.

しかしながら、紙に、大変薄いフィルムで十分なのだが
、溶解可能なコーティングが与えられればさらにより良
い結果さえ得られ得る。一方が標準印刷インクを使用し
て印刷されており、他方が印刷されていない分離する2
つの紙の層の上でさえ、超音波動作の後に、印刷されて
いない頁への印刷インクの部分的移動がある。このこと
は印刷されていない頁への印刷インクの接着が本来の適
用の間における接着とちょうど同じぐらいに良好である
ことを意味する。たとえばイラスト入り雑誌に局部的に
あるような、光沢のある紙の上に濃い茶色の影等を強く
印刷することは超音波動作のもとでは大変良好な接着へ
導く。
However, even better results can be obtained if the paper is provided with a dissolvable coating, although a very thin film is sufficient. Separate 2 where one is printed using standard printing ink and the other is not printed
Even on one paper layer, after ultrasonic operation there is a partial transfer of printing ink to unprinted pages. This means that the adhesion of the printing ink to the unprinted page is just as good as the adhesion during the original application. Strong printing, such as dark brown shadows on glossy paper, such as those found locally in illustrated magazines, leads to very good adhesion under ultrasonic action.

信頼できる接続を確実にするために、紙が事前に処理さ
れることが勧められる。これに関しては異なる可能性が
存在する。
It is recommended that the paper be pre-processed to ensure a reliable connection. There are different possibilities in this regard.

第6図は超音波溶着のために事前に処理される1枚の紙
を示す。紙61の折目領域62では溝方向に境界決めさ
れたストリップ63が規定され、印刷インクまたはより
高い温度で溶解するプラスチックを与えられる。そのよ
うなストリップ63は後に挿入頁、エントリまたはオー
ダフオームもしくはアート印刷物が挿入されるべき紙6
1の領域64に付加的にまたは代替的に適用され得る。
FIG. 6 shows a sheet of paper that has been pretreated for ultrasonic welding. In the fold area 62 of the paper 61 a strip 63 delimited in the groove direction is defined and is provided with printing ink or a plastic that melts at higher temperatures. Such a strip 63 is a sheet of paper 6 into which later an insert page, entry or order form or art print is to be inserted.
may be applied additionally or alternatively to one area 64.

ストリップ領域63.64はいずれも印刷工程の間にた
とえば印刷インク、特に多量の結合剤を含む印刷染料を
使用しての多重コーティングにより、または付加的な加
ニステップにおいて紙61へ適用され得る。
Both strip areas 63,64 can be applied to the paper 61 during the printing process, for example by multiple coatings using printing inks, in particular printing dyes containing a large amount of binder, or in an additional coating step.

紙61の後の超音波溶着のためのもう1つの事前処理の
可能性はたとえば大変薄いプラスチックフィルムなどの
無色結合剤のはっきりとは規定されていない適用からな
る。このような事前処理はたとえば特別の印刷染料を使
用することによる、印刷工程への変更を必要としない。
Another pretreatment possibility for ultrasonic welding after the paper 61 consists of the undefined application of a colorless binder, for example a very thin plastic film. Such pre-treatment does not require changes to the printing process, for example by using special printing dyes.

事前処理はたとえば結束領域での印刷された頁にスプレ
ーすることにより成し遂げられ得るであろう。いずれの
場合でも一般的に折目領域で生じるIイ料の適用は最小
の材料の適用によりほとんど不利な効果を持たないであ
ろう。
Pre-treatment could be accomplished, for example, by spraying the printed pages in the binding area. In any case, the application of I-dye, which generally occurs in the fold area, will have little adverse effect due to the minimal application of material.

さらなる紙の処理はその製造工程の間もしくは印刷工程
の間またはその後のいずれかに超音波溶着のためにその
表面全体にわたって紙が事前処理されることからなる。
Further treatment of the paper consists in pre-treating the paper over its entire surface for ultrasonic welding either during or after its manufacturing process or printing process.

たとえば、付加的には所望の光沢効果、湿り気の保護、
またはその他同様ものが紙の製造の間または直後もしく
は印刷工程の前または間に達成され得るであろう。
For example, additionally the desired gloss effect, moisture protection,
or the like could be accomplished during or immediately after the manufacture of the paper or before or during the printing process.

さらなる事前処理の手順として、既に重ねられた紙の層
の折目領域63へ結合剤または水が注入され得るであろ
う。紙の層は事前に穿孔され得るし、同時にまたはその
後に中空のまたは管状の針により結合剤または水が与え
られ得る。また紙の層へ液体の小滴を浴びせることも可
能である(同時に出願された「紙の層の損性剤による結
束のための方法」という名称の特許出願スイス特許節0
1155/89−3を参照)。
As a further pre-treatment step, a binder or water could be injected into the fold area 63 of the already stacked paper layers. The paper layer can be pre-perforated and simultaneously or subsequently applied with binder or water by means of hollow or tubular needles. It is also possible to shower the paper layers with droplets of liquid (according to the simultaneously filed patent application entitled ``Method for binding of paper layers with abrasive agents'' Swiss Patent Section 0).
1155/89-3).

述べられたとおり、溶着材料26上にソノトロード24
により放たれた接触圧力を吸収するために突合せ点27
が必要である。この突合せ点は第7図に示されるように
プレートであっちでよい。
As mentioned, the sonotrode 24 on the welding material 26
butt point 27 to absorb the contact pressure exerted by
is necessary. This abutment point may be anywhere on the plate as shown in FIG.

もう1つの可能性は突合せ点が第8図に示されるように
、その上に紙の層が印刷プレスのスケールフローで置か
れる、手首状の装置27であることである。この場合に
は突合せ点は竿または手首状であってもよい。
Another possibility is that the abutment point is a wrist-like device 27, on which a layer of paper is placed in the scale flow of a printing press, as shown in FIG. In this case, the abutment point may be rod-shaped or wrist-shaped.

第9図は紙の層のための統合された超音波溶着装置を有
する例示的な印刷機械装備を示す。紙は紙積載装置90
からいくつかの印刷段階を含み得る、印刷機構91へ至
る。それから印刷物は縦に裁断されかつ任意には裁断機
構92へ供給される。
FIG. 9 shows an exemplary printing machine setup with an integrated ultrasonic welding device for paper layers. For paper, use the paper loading device 90
to a printing mechanism 91, which may include several printing stages. The printed product is then cut lengthwise and optionally fed to a cutting mechanism 92.

印刷物はそれからたとえば結合剤が押圧されまたはスプ
レーされる、溶着事前処理手段94へ進む。
The prints then proceed to a welding pretreatment means 94 where, for example, a binder is pressed or sprayed.

印刷材料はその後束ねられさらに運ばれる。任意には結
合剤を浴びせることによる溶着事前処理は束ねられた紙
の層で行なわれ得る。それから印刷物は紙の層が結合さ
れる、超音波溶着装置95の中へ進む。たとえばスケー
ルフロー93として、束ねられた製品はそれから除去手
段96により受取られる。
The printing material is then bundled and transported further. Welding pre-treatment, optionally by dosing with a binder, can be carried out on the bundled paper layers. The print then advances into an ultrasonic welder 95 where the paper layers are bonded. The bundled product is then received by removal means 96, for example as scale flow 93.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はたとえばブラチックを結合するために使用され
るような、超音波溶着装置の図である。 第2図は超音波トランスジューサーブースターソノトロ
ード手段の原理を示す図である。 第3図はソノトロードのチップの第1の可能な円錐形を
示す図である。 第4図はナイフの刃の形でのソノトロードの第2の形を
示す図である。 第5図は切込みを有するナイフの刃としての第3の可能
なソノトロードの形を示す図である。 第6図はストリップ状の事前処理を有する紙を示す図で
ある。 第7図はプレート状の突合せ点による紙の層の超音波溶
着のための装置を示す図である。 第8図はバー状の突合せ点による背の上での紙の層の対
応する溶着を示す図である。 第9図は超音波溶着装置が統合された印刷機械装備の例
を示す図である。 図において11は主要部分、12は増幅器、13は変成
器、14は正帰還手段、15は正帰還キ、20は超音波
発生器、21は超音波トランスジューサ、22はピエゾ
セラミックプレート、23は受動素子、24はソノトロ
ード、25はチップ、26は溶着材料、27は突合せ点
、31は円錐、32はチップ、41は平坦なソノトロー
ドの端部、42は溶着端部、53は切込み、61は紙、
62は折目領域、63.64はストリップ領域、90は
紙積載装置、91は印刷機構、92は裁断機構、93は
スケールフロー、94は溶着事前処理手段、95は超音
波溶着装置、96は除去手段である。
FIG. 1 is a diagram of an ultrasonic welding device, such as is used, for example, to join brass. FIG. 2 is a diagram showing the principle of the ultrasonic transducer booster sonotrode means. FIG. 3 shows a first possible conical shape of the sonotrode tip. FIG. 4 shows a second form of the sonotrode in the form of a knife blade. FIG. 5 shows a third possible sonotrode shape as a knife blade with a notch. FIG. 6 shows a paper with a strip-like pre-treatment. FIG. 7 shows a device for ultrasonic welding of paper layers by plate-like abutment points. FIG. 8 shows the corresponding welding of the paper layers on the spine by bar-shaped abutment points. FIG. 9 is a diagram showing an example of printing machine equipment in which an ultrasonic welding device is integrated. In the figure, 11 is the main part, 12 is an amplifier, 13 is a transformer, 14 is a positive feedback means, 15 is a positive feedback key, 20 is an ultrasonic generator, 21 is an ultrasonic transducer, 22 is a piezo ceramic plate, and 23 is a passive element, 24 is a sonotrode, 25 is a tip, 26 is a welding material, 27 is an abutment point, 31 is a cone, 32 is a tip, 41 is a flat end of the sonotrode, 42 is a welding end, 53 is a cut, 61 is a paper ,
62 is a fold area, 63 and 64 are strip areas, 90 is a paper loading device, 91 is a printing mechanism, 92 is a cutting mechanism, 93 is a scale flow, 94 is a welding pre-treatment means, 95 is an ultrasonic welding device, 96 is a It is a means of removal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)超音波結束が使用されることを特徴とする、紙の
層を小冊子、仮とじ本または本の形に結合するもしくは
挿入シートに結束するための方法。 (2)超音波動作の前に、紙の層が表面全体のまたは局
部的な事前処理を受けることを特徴とする、請求項1に
記載の方法。 (3)事前処理が結合剤を付与することからなることを
特徴とする、請求項2に記載の方法。 (4)事前処理が湿り気を与えることを含むことを特徴
とする、請求項2に記載の方法。(5)事前処理が紙製
造の間等、印刷の前に実行されることを特徴とする、請
求項2または請求項3に記載の方法。 (6)事前処理が印刷工程の間に実行されることを特徴
とする、請求項2または請求項3に記載の方法。 (7)事前処理が印刷の後に、任意にはスケールフロー
で実行されることを特徴とする、請求項2ないし請求項
4の1つに記載の方法。 (8)事前処理が印刷動作からなり、結合剤が印刷イン
クの中に含まれ、または印刷インク自体が結合剤である
ことを特徴とする、請求項6に記載の方法。 (9)事前処理がスプレー動作からなることを特徴とす
る、請求項5または請求項7の1つに記載の方法。 (10)事前処理が紙の層への結合剤または水の注入か
らなることを特徴とする、請求項7に記載の方法。 (11)紙の層への超音波動作が点状でまたはストリッ
プ状の態様で行なわれることを特徴とする、請求項1な
いし請求項10の1つに記載の方法。 (12)紙の層を小冊子、仮とじ本または本の形に結合
するまたは挿入頁に結束するための請求項1に記載の装
置であって、結束手段が制御手段(10)および超音波
発生器(20)を含み、それは順に超音波トランスジュ
ーサ(21)と、任意には振幅変成器、いわゆるブース
タ(23)と、チップ(32)またはナイフの刃(42
)に向かってテーパするソノトロード端部(25、31
、41)を有するソノトロード(24)とを含みかつ突
合せ点(27、27′)が設けられることを特徴とする
、装置。 (13)ソノトロード(24)の端部(31、41)が
円錐(31)であることを特徴とする、請求項12に記
載の装置。 (14)ソノトロード(24)の端部(31、41)が
ナイフの刃状(41)でありかつ任意には切込み(53
)を含むことを特徴とする、請求項12に記載の装置。 (15)突合せ点がプレート状(27)、竿状または手
首状(27′)であることを特徴とする、請求項12に
記載の装置。 (16)超音波結束装置(10、20)が印刷機械装備
の中へ統合されていることを特徴とする、請求項12に
記載の装置。 (17)超音波結束装置(10、20)がスケールフロ
ー(93)に置かれることを特徴とする、請求項12に
記載の装置。
Claims: (1) A method for binding paper layers in the form of a booklet, binding or book or into an insert sheet, characterized in that ultrasonic binding is used. 2. Method according to claim 1, characterized in that, before the ultrasonic operation, the paper layer is subjected to a general or localized pretreatment. 3. Process according to claim 2, characterized in that the pre-treatment consists in applying a binder. 4. The method of claim 2, wherein the pretreatment comprises moistening. (5) A method according to claim 2 or claim 3, characterized in that the pre-processing is carried out before printing, such as during paper manufacturing. (6) A method according to claim 2 or claim 3, characterized in that the pre-processing is carried out during the printing process. (7) A method according to one of claims 2 to 4, characterized in that the pre-processing is performed after printing, optionally in scale flow. (8) A method according to claim 6, characterized in that the pre-treatment consists of a printing operation and the binder is included in the printing ink or the printing ink itself is a binder. (9) Method according to one of claims 5 or 7, characterized in that the pretreatment consists of a spraying operation. 10. Process according to claim 7, characterized in that the pre-treatment consists of injecting a binder or water into the paper layer. 11. Process according to claim 1, characterized in that the ultrasonic action on the paper layer is carried out in a dot-like or strip-like manner. (12) Apparatus according to claim 1 for binding layers of paper in the form of a booklet, a staple or a book, or for binding into insert pages, the binding means comprising a control means (10) and an ultrasonic generator. (20), which in turn comprises an ultrasonic transducer (21), optionally an amplitude transformer, a so-called booster (23), and a tip (32) or knife blade (42).
) tapering towards the sonotrode ends (25, 31
, 41) and a sonotrode (24) having an abutment point (27, 27'). (13) Device according to claim 12, characterized in that the ends (31, 41) of the sonotrode (24) are conical (31). (14) The ends (31, 41) of the sonotrode (24) have a knife blade shape (41) and optionally have a notch (53).
13. The device according to claim 12, characterized in that it comprises: ). (15) Device according to claim 12, characterized in that the abutment point is plate-shaped (27), rod-shaped or wrist-shaped (27'). 16. Device according to claim 12, characterized in that the ultrasonic binding device (10, 20) is integrated into the printing machine equipment. (17) Device according to claim 12, characterized in that the ultrasonic binding device (10, 20) is placed in the scale flow (93).
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