DE19906634A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen und Einmassieren von Rückenleim beim Klebebinden - Google Patents

Abstract

Auf den Blockrücken wird eine dünne Leimschicht aufgebracht und durch eine Massageeinrichtung in die Oberflächenstruktur des Blockrückens einmassiert. Dadurch wird eine verbesserte Blattkantenhaftung erreicht. Es kommt zu einer minimalen seitlichen Verklebung, die zusätzliche Bindefestigkeit bringt und ein Lösen des Blattes beim Umblättern von Layflat-Broschuren verhindert. Es können Standardoberflächenbearbeitung und Standard-Leimsysteme verwendet werden. DOLLAR A Die Massageeinrichtung besteht vorzugsweise aus hintereinandergeschalteten Walzen mit konkaven und konvexen Oberflächenbereichen.

Description

Bei der Herstellung von Broschuren und Zeitschriften wird zur Verbindung der einzelnen Blätter eines Blockes das Klebebindeverfahren eingesetzt. Es ist das wirtschaftlichste Bindeverfahren. Im Vergleich zu Fadenheften als Bindeverfahren ergeben sich einfache Verfahrensabläufe und damit preiswerte Herstellung der Produkte.

Beim Klebebinden werden die Lagenrücken der zusammengetragenen Lagen abgefräst, um alle Blattkanten dem Leimfilm als Fügeelement zu exponieren.

Die Blattkanten müssen nun durch Adhäsion an dem Rückenleimfilm; der nach der Oberflächenbearbeitung des Blockrückens auftgetragen wird, haften. Dabei treten beträchtliche Probleme auf Abhängig von der Art des Leims (Dispersion, PUR oder Hotmelt) und der Papiersorte entsteht eine mehr oder weniger hohe Klebkraft an den Blattkanten. Besonders nachteilig ist stark getrichenes Papier, weil der klebende Faseranteil verringert ist. Besonders kritisch für die Blattkantenhaftung ist das Umblättern in Verbindung mit einem großen Aufschlagwinkel. Die Blätter werden an der Fügestelle bewegt und vom Leimfilm abgehebelt.

Es sind viele Verfahren bekannt geworden, über die Art der Oberflächenbearbeitung die Blattkantenhaftung zu verbessern. Viele Verfahren basieren dabei auf dem Klammereffekt. Dadurch wird ein starkes Aufschlagen verhindert und damit das Lösen der Verklebung beim Umblättern verhindert. Darunter leidet jedoch das Layflatverhalten einer Broschur und damit beträchtlich der Gebrauchskomfort. Unterschiedliche Papiere erfordern unterschiedliche Oberflächenrauhigkeiten für eine optimale Verklebung. Änderungen in der Papierzusammensetzung und Verschleiß des Bearbeitungswerkzeuges können das Bindeergebnis total umdrehen und sind oft vorher nicht zu überschauen.

Desgleichen hat man versucht, von der Leimseite her eine bessere Verklebung zu erreichen. Für kritische Papiere wird heute oft PUR-Hotmelt eingesetzt, bei dem aufgrund der geringen Molekulargröße und späterer Vernetzung eine bessere Penetration in die Oberflächenstruktur des Blockrückens möglich ist. Eine für das Papier unangemessene Oberflächenbearbeitung führt auch hier zu schlechter Bindefestigkeit. Verarbeitung von PUR erfordert außerdem hohen zusätzlichen Maschinenaufwand und bedeutet erheblich mehr Wartungsaufwand. Auch schränkt das teure Leimmaterial die Wirtschaftlichkeit ein.

Außerdem wird versucht mit Twoshot Leimsystemen die Verklebung zu verbessern, indem man zur besseren Penetration in die Oberflächenstruktur einen dünnflüssigen Primer zunächst aufträgt. Das Verfahren ist auf eine exakt abgestimmte Oberflächenbearbeitung angewiesen und erfordert großen maschinellen Aufwand durch Zwischentrocknung, 2. Leimwerk usw.

Üblicherweise erfolgt der Auftrag des Leimes ohne mechanischen Kontakt zu der Blockoberfläche, wobei nur ein hydrodynamischer Staudruck abhängig von der Überlaufgeschwindigkeit der zu beleimenden Produkte für den Auftrag sorgt. Der Staudruck ist undefiniert und kann andererseits sogar zu Leimeinläufen führen. Der Leim wird dabei nicht in die Lage versetzt, lose Fasern zu umschließen und in Vertiefungen der Oberfläche einzudringen. Staubpartikel verhindern Kontakt des Leimes mit der Oberfläche.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit Standard-Leimsystemen wie Dispersion und EVA- Hotmelt eine gute Bindefestigkeit bei optimalem Layflat-Verhalten und bei weitestgehender Unabhängigkeit von der Oberflächenbearbeitung zu erreichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein dünner Leimfilm auf den Blockrücken aufgetragen wird und unmittelbar darauf dieser Leimfilm durch mechanische Einwirkung in alle Poren und um alle Fasern herum einmassiert wird. Dabei erfolgt eine Relativbewegung zum Blockrücken, wodurch auch Staubpartikel im Leim eingebettet werden und nicht mehr die Klebefläche reduzieren.

Die weitestgehende Unhabhängigkeit von der Oberflächenbearbeitung wird dadurch erreicht, daß man eine stark aufgerauhte Fläche gut verkleben kann auch wenn bereits einzelne Fasern zerstört sind. Durch das Einmassieren werden die zerstörten Fasern im Leim eingebettet. Man benötigt also kein exakt auf Papier und Leim abgestimmtes Oberflächenbearbeitungsverfahren sondern wählt unabhängig vom Papier ein Verfahren, das z. B. durch spitze Bearbeitungselemente hohe Rauhigkeit und wegen der geringen Berührungsfläche aber wenig Strichverschmierung erzeugt.

Sehr geeignet erscheint die Anordnung einer Schmirgelwalze, deren Achse rechtwinklig oder im stumpfen Winkel zum Blockrücken angeordnet ist.

Der anfängliche dünne Leimauftrag verhindert starke Leimeinläufe beim Einmassieren. Es kann nur der Leim in die Oberflächenstruktur einmassiert werden, der zur Verfügung steht. Es wird vielmehr ein definiertes mikroskopisch geringes Einlaufen erreicht. Dabei wird teilweise eine seitliche Verklebung der Blattkanten erreicht. Eine seitliche Verklebung in der Größenordnung von 0,1 mm erhöht bereits die Klebefestigkeit um ein Mehrfaches zumal die seitliche Verklebung auf Schub beansprucht wird, was für eine Verklebung die günstigste Beanspruchungsrichtung ist.

Beim Aufschlagen wird ein Walken der Blattkante im Leimfilm verhindert, weil die Blätter sich wegen der minimalen seitlichen Verklebung abstützen.

Es entsteht eine Klebebindung mit gutem Layflat-Verhalten und extrem guter Bindefestigkeit bei Verwendung von Standard-Leimsystemen und Standard-Oberflächenbearbeitung. Das Verfahren bietet sich an, aufwendige und schwierig zu entscheidende Oberflächenbearbeitungen und teure Leimsysteme zu vermeiden.

Fig. 1 zeigt das Eindringen des Leimes in die Oberflächenstruktur.

Fig. 2 zeigt das Aushebeln der Blattkante beim Umblättern bei normaler Verklebung der Faseranteile bei gestrichenen Papieren.

Fig. 3 zeigt die Abstützwirkung der Blätter beim Umblättern bei seitlicher Verleimung.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer Beleim- und Massagevorrichtung.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht einer Beleim und Massagevorrichtung.

Fig. 6 zeigt eine Massagewalze im Detail.

Der dünn voraufgetragene Leim in der Schichtdicke d wird in die rauhe Oberflächenstruktur einmassiert. Siehe Fig. 1. Die Blätter 1 haben einen Faseranteil 1a und einen Strichanteil 1b. Der Leim wird durch geeignete mechanische Mittel in herausgerissene Faseranteile 2a gedrückt. Bei abgeplatzten Strichbereichen 2b entsteht durch den hineingedrückten Leim eine seitliche Verklebung des benachbarten Blattes. Es wird ein minimales Eindringen zwischen die Blattkanten erreicht. 2c Staubpartikel 2d und lose Fasern 2e werden vom Leim umschlossen.

Fig. 2 zeigt, wie beim Umblättern in Richtung a durch Stützkraft der Blattkante P eine Zugkraft Z auf den verklebten Faseranteil 1a ausgeübt wird, der die Blattkante aus der Verklebung lösen möchte. Fig. 3 stellt dagegen dar, wie durch minimale seitliche Verklebung eine Stützwirkung der Blätter zueinander entsteht, die ein Aushebeln beim Umblättern verhindert.

In Fig. 4 und 5 ist eine Vorrichtung zum Beleimen und Einmassieren beispielhaft dargestellt. Leim wird aus dem Leimbecken 3 durch die Leimwalze 4 aufgenommen und in der Schichtdicke durch den einstellbaren Schaber 5 dosiert. Die Walze ist so angetrieben, daß sie an der Berührungslinie mit dem darüber mit der Geschwindigkeit v von einem Transportsystem 14 transportierten Block 15 etwa synchron läuft. Dabei wird der Leim entsprechend einem Teilungsverhältnis auf den Blockröcken übertragen.

Im weiteren Verlauf gelangt der dünn beleimte Blockrücken zu den relativ zur Transportbewegung drehenden Massagewalzen 6a und 6b. Vorzugsweise drehen sie gegenläufig zum Transport. Sie bestehen aus mehren Ringen 7 mit Rillen 8 dazwischen. Die beiden Massagewalzen sind axial um die Breite eines Ringes gegeneinander versetzt, damit die zweite Walze dort arbeitet, wo die Rillen der ersten sind. Siehe auch Fig. 6. Durch besondere Ausgestaltung der Mantelfläche der Walzen wäre auch eine einzelne Walze für die komplette Abdeckung der Rückenfläche denkbar.

Durch die Bürsten oder Abstreifer 9 wird der von der Blockrückenfläche abgenommene Leim ausgestreift.

Die Mantelfläche der Ringe 7 ist durch eine geringe Welligkeit gekennzeichnet. Die erhabenen Bereiche 7a drücken den Leim durch die Relativbewegung in die Oberflächenstruktur. Durch die Rillen 8 wird ein Staudruckaufbau verhindert. Vorzugsweise sind die erhabenen Bereiche 7a auf den verschiedenen Ringen etwas gegeneinander versetzt.

Vorzugsweise wird dem Leimbecken 3 ein weiteres Leimbecken 9 nachgeschaltet, wo durch eine weitere Leimwalze 10 und einen gesteuerten Schaber 11 eine weitere Leimschicht auf den Rücken aufgetragen wird, die dann mit dem Rakel 12 oder ersatzweise einer Spinnerwalze auf die gewünschte Auftragsstärke gebracht wird. Dusch die Verstellung 13 ist die zweite Leimstufe auf Höhe einstellbar.

Die gesamte Vorrichtung ist vorzugsweise herausziehbar am Leimwerksgestell 16 eines Klebebinders angeordnet.

Leimwalzen und Massagewalzen sind vorzugsweise durch einen gemeinsamen Antrieb 17 verbunden und werden über einen vorhandenen Antrieb 18 angetrieben.

Für die Verarbeitung von Hotmelt werden die Leimbecken mit Heizpatronen 19 versehen.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Einrichtung, bei der eine oder mehrere Massagewalzen einem standardmäßigen Leimwerk nachgeschaltet werden.

Die Massagewirkung kann statt Walzen auch über rotierende Scheiben mit konvexen und konkaven Bereichen erfolgen. Die Massagerichtung ist dann schräg oder quer zum Blockrücken.

Claims (14)

1. Verfahren zum Beleimen oder zur Nachbehandlung von beleimten Blockrücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Leim durch mechanische Mittel in die Oberflächenstruktur gedrückt wird und außerdem eine geringe seitliche Verklebung der Blattkanten erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massagerichtung parallel oder in flachem Winkel zum Blockrücken ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massagerichtung quer oder in einem stumpfen Winkel zum Blockrücken ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Leimwalzen oder andere Mittel zunächst ein dünner Leimfilm auf den Blockrücken aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massageelemente selbst den Leim aufbringen.

6. Vorrichtung zum Beleimen von Blockrücken, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine oder mehrere hintereinander angeordnete Massagewalzen der aufgetragene Leim in die Oberflächenstruktur gedrückt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Massagewalzen eine Relativbewegung zur Blockoberfläche machen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch daß die Walzenachse rechtwinklig oder in stumpfem Winkel zum Blockrücken steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Massagewalzen aus mehren Ringen 7 mit Rillen 8 bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Massagewalzen gegeneinander versetzt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der Ringe der Massagewalzen eine gewellte Form haben, deren erhabene Bereiche den Leim durch Druck und Reibung einmassieren.

12. Vorrichtung zum Beleimen von Blockrücken, dadurch gekennzeichnet, daß durch rotierende Scheiben mit konvexen und konkaven Bereichen der aufgetragene Leim in die Oberflächenstruktur gedrückt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Leimwalze der Rücken zunächst dünn beleimt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine nach der Massageeinrichtung angeordnete Leimwalze die gewünschte endgültige Leimschichtdicke aufgetragen wird.