DE2005961A1

DE2005961A1 - Verfahren zum Buchbinden mit geschweißten Blättern

Info

Publication number: DE2005961A1
Application number: DE19702005961
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Sendor, Mortimer S.; Sendor, Bernard T.; New York, N.Y. (V.St.A.)
Priority date: 1969-02-14
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1970-11-05
Also published as: CH525095A; SE355529B; DE2005961C2; US3560290A; FR2035386A5; GB1289387A; NL7002133A

Description

PAT E NTA N WA LT

D β MÜNCHEN 2, OTTOSTRASSE 1a TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN

TELEFON C081O 083682

14396 München, den 10.Februar 1970

Dr. VMVf

S-1O-P-2/822

Mortimer S. Sendor* und Bernard T. Sendor in New York / V.St.A.

Verfahren zum Buchbinden.mit geschweißten Blättern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Buchbinden ohne die Vervendung von Klebstoffen, Heftdrähten, Nähfäden, mechanischen oder Lose_blattbindern oder anderen Mitteln zum Zusammenhalten der Seiten des Buches. Anstelle der herkömmlichen Hilfsmittel verden erfindungsgemäß Blätter verwendet, die aus Papierbögen hergestellt sind, die zusammengeschveiBt verden können ,vobei die Zusammensetzung des Blattes über die gesamte Fläche gleichmäßig ist, da bei der Herstellung des Blattes noch niemand veiß, velche Teile der Gesamtfläche am Ende die Randteile eines aus dem Blatt hergestellten Buches sein werden. Anwendung von Energie auf kleiner Fläche auf die zusammengeklemmten Blätter verursorfren eine Verschveiöung der Blätter aneinander unter Ausbildung von Verbindungen, vie bei einem Vergleich mit dem oben erwähnten herkömmlichen Binden von Büchern günstig abschneiden*

Es gibt viele herkönualiche Arten, auf die Seiten und Bögen eines Buches miteinander verbunden verden· Man kann beispielsweise Heftdrähte verwenden, die entweder durch den FaIe eines Bogens,

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wiei>ei Heften und Magazinen, gesogen werden, oder die in anderen Fällen, insbesondere bei dickeren Büchern, nahe den hinteren Rändern durch die Seiten geführt werden. Verbreitet ist auch das Nähen, jedoch die geläufigsten"Verfahren bedienen sich eines Klebers, entweder allein oder in Verbindung mit Heftdrähten oder Nähfäden. Auch mechanisches oder Loseblattbinden kann verwendet werden. Sämtliche genannten Verfahren sind arbeits- und kostenintensiv.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Binden von Papierblättern eines Buches, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

* Übereinanderliegende Blätter aus druckfähigem und schweißbarem Papier, das zur Erzielung einer Zusammensetzung über die gesamte Papieroberfläche, die das Schweißen an einer beliebigen Stelle der Oberfläche ermöglicht, ein Harzsystem in Kombination mit den Papierfasern enthält, zusammenträgt, die Blätter in einer gewünschten Stapellage zueinandeijlhält und auf die einander gegenüberliegenden Flächen der Blätter längs ihrer Ränder an einer Seite des /Stapels d^ie mit dem Erhitzen auf die Schweißtemperatur des Papiers zugeführte Wärme sowie den Schweißdruck des Papiers einwirken läßt, während die Blätter sich in der Stapellage befinden,- und zugleich den restlichen Teil der einander gegenüberliegenden Flächen der Blätter von der Einwirkung der mit dem Erhitzen auf Schweißtemperatur erzeugten Wärme schützt.

Die Blätter sind aus Papier hergestellt, wobei der Ausdruck "Papier" im vorliegenden Zusammenhang die in "Webster's unabridged Dictionary" (2nd Ed.) angegebene Bedeutung als sine Substanz, die in Form dünner Blätter oder Seiten aus Lumpen, Stroh, Rinde, Holz oder anderen Fasermaterialien für verschie-

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dene Änwendungszwecke hergestellt ist, besitzt* ·

Erfindungsgemäß wird eine besondere Papierart verwendet» die mit g?^eicheri Blättern verschweißt werden kann*

"Schweißen?¹- oder "Verschweißen" soll im vorliegenden .die Herstellung einer* Verbindung von Blättern bedeuten, bei der die Blätter vermöge der Anwendung von Energie auf die Oberflächen des Blattmaterials und ohne Anwendung von Klebstoffen oder -anderen^ zwischen die Blätter gebrachtem Bindematerial miteinander vereinigt u/erden«

Der Ausdruck "Buch" soll auch Magazine, Broschüren» Hefte, Briefe und Faltblätter unabhängig von der Seitenzahl bis hinunter zu zwei

Blättern umfassen, _ ■'

Die hergestellteil Verbindungen sind nicht die gleichen wie mit Metallen erzielten Schweißverbindungen, jedoch besitzen sie mit diesen charakteristische Eigenschaften gemeinsam. Beispielsweise können die Sehweißverbindungen bei Papierblättern bei niedrigeren Temperaturen hergestellt werden, ^ena ein. höherer Druck angewandt wird? sie können weiter mit einem so geringen Druck erzielt werden, daß die Blätter lediglich fest zusammengehalten werden, sofern eine hinreichende Wärmeeinwirkung und anschließendes Kühlen erfolgen. Es gibt aber auch bestimmte Unterschiede zwischen dem Papier- und dem Metallschweißen. Der Stapel Papierblätter ist kein guter Wärmeleiter, wenngleich d?.e Wärmeleitung durch den ausgeübten Druck verbessert wird. Die Blätter können nicht geschmolzen und gepuddelt -werden, wie das bei Metall der Fall ist« Die Schweißtemperatur der Blätter ist diejenige Temperatur, bei der die einan-

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der gegenüberliegenden Oberflächen der verschiedenen Stellen der Blätter miteinander reagieren, so daß sie fest miteinander verbunden sind, wenn sie wieder kühl sind. Die bestimmte Temperatur hängt von der Zusammensetzung des Blatts oder seinem Harzbeschichtungssystem sowie von dem Feuchtigkeitsgehalts des Blatts ab.

Bei der eintretenden Reaktion ist Wärme erforderlich, jedoch ist der Ausdruck "Wärme" im breiten Sinn zu verstehen, so daß er auch stark inti-:Lⁱsive dielektrische Felder und stark lokalisierte Energie umfaßt, die während einer kurzen Zeit einwirken gelassen wird. fc Für die Herstellung dünner Bücher mit nur wenigen Blättern können heiße Klemmbacken verwendet werden, da die Wärme verhältnismäßig schnell durch die wenigen Blätter hindurchgeleitet wird. Für ein dickes Buch und Blätter mit niedriger Wärmeleitfähigkeit ist es vorteilhaft, elektronisches Erhitzen mit Radiofrequenzen anzuwenden, da es die Wärme innerhalb eines Blattes selbst erzeugt und man nicht von V7ärmeleitung und Temperaturgradienten abhängig ist.

Es ist zweckmäßig, die Blätter des Buches lediglich längs schmaler Abschnitte ihres Heftrandes zusammenzuhalten. Der riemmdruck für

^len

das Schweißen kann sich über einen derart scfoins/Abschnitt erstrecken, daß er nicht ausreicht, die Blätter in der erwünschten Stapellage festzuhalten» Zu diesem Zweck umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren auch Durchführungsformen, wo derselbe Stapel von verschiedenen Kleramkräften zusammengehalten wird, so daß die Klemmkraft, die dazu dient, lediglich die Blätter des Stapels in der richtigen Lage zueinander zuhalten, während sie verschweißt werden, einem anderen Klemmdruck entsprechen kann als die Klemmkraft, die zusammen mit der Schweißtemperatur zur Verschweißung führt.

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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden 1λ folgenden im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben, worin Fig. 1 eine Ansicht eines ungefalteten Blatts zur Verwendung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 das Blatt gemäß Fig. 1 in einmal längs und einmal quer zu einem Bogen mit acht Seiten (vier Blättern) gefaltetem Zustand;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 darstellt, die ein Blatt zeigt, das einmal längs und zweimal quer zu einem Bogen von sechzehn Seiten (acht Blättern) gefaltet werden soll; Fig. 4 die Faltung eines langen Blattes längs zu den Enden paralle-

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ler Linien in Ziehharmonikaform zu einem vielblättrigen Bogen;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Blatts gemäß Fig.4 mit zur Erläuterung des Prinzips der Ziehharmonikafaltung teilweise gefaltetem Blatt?

Fig. 6 einen Querschnitt, der die Art, in der ein einzelner Bogen oder mehrere eingesetzte Bögen längs der Faltung zwischen beheizten Klemmbacken verschweißt werden können, zeigt;

Fig. 7 einen Querschnitt» der die Art, in der die Randteile dickerer BUcher und in der Bögen miteinander verschweißt werden,zeigt; *

Fig. 8 einen Querschnitt, der das Verschweißen der Endteile eines nach dem Ziehharmonikaprinzip gefalteten Bogens sowie das Verschweißen mit Hochfrequenzerhitzen mit Hilfe einer Streufeldelektrode illustriert ; .

Fig. 9 einen Querschnitt, der eine Abwandlung der Vorrichtung zum Verschweißen der Randteile eines Bogens mit unterbrochenen Schweißabschnitten längs der Schweißlinie zeigt;

Fig.10 einen Querschnitt längs der Linie 10-10 von Fig.9; Fig.11 eiaen Querschnitt längs der Linie 11-11 von Fig.8;

Fig.12 eine schematische Ansicht einer Abwandlung der Heizeinrichtung gemäß Fig.6 für kontinuierliche Verfahren, beispielsweise mittels eines Fließbandes; und

Fig.13 eine schematische Ansicht einer weiteren Abwandlung der Erfindung
darstellen.

Im einzelnen zeigt Fig.1 ein blatt 9, das längs eines Querfalzes 10 und längs eines Längsfalzes 12 gefaltet, werden soll.

Fig. 2 zeigt das Blatt 9 nach erfolgtem Falten. Die erste Faltung fand längs des Querfalzes 10 statt, und danach wurde das Blatt längs des Längsfalzes 12 gefaltet. Auf diese Weise wird jedes Blatt des so gebildeten Bogens mit einem anderen Blatt längs der mittleren Falzlinie 12 verbunden, und die Blätter sind außerdem längs der Linie 10 miteinander verbunden· Venn der Bogen zugerichtet wird, werden die Teile, die längs der Linien 10 miteinander verbunden sind, gemäß herkömmlicher Praxis abgeschnitten.

Fig. 3 zeigt ein Blatt 9' $ das zunächst längs Linie 14 und anschließend längs einer quer dazu verlaufenden Falzlinie 16 gefaltet ist. Das Blatt wird anschließend längs der Linien 18 gefaltet, die durch die vorausgehenden Faltungen übereinander zu liegen kommen; dadurch wird ein Bogen mit acht Blättern und sechzehn Seiten erzeugt, wobei jedes Blatt mit einem weiteren Blatt längs einer mittleren Falzlinie verbunden ist, die aus den Falten längs der Linien 14 und 18 gebildet ist, die in dem fertigen Bogen sämtlich aneinanderliegen.

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Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere übliche Art der Bogenherstellung. Ein Blatt 9a wird längs Faltlinien 20 derart gefaltet, daß die Falze an jeder folgenden Linie 20 in die entgegengesetzte Richtung ■gerichtet ist, so daß eine Ziehhar-monikafaltung, wie in Fig. 5 dargestellt ist,, erzielt wird. Wenn die Faltungen fertiggestellt und die aufeinanderfolgenden Blätter miteinander in Berührung gebracht werden, besitzt der Bogen eine Hälfte von Blättern, die an-einer Seite, und eine Hälfte, die an der anderen Seite miteinander verbunden sind» wie in Fig. 8 dargestellt. Diese sind nur ein Beispiel von Faltungsarten oder Kombinationen von Faltungen, die entweder bei flachen Blättern auf Faltmaschinen oder mit Walzen von Blattmaterial, das auf Druckvorrichtungen gedruckt und gefaltet wird, hergestellt werden können.

Das oben beschriebene Faltverfahren sowie übereinander erfolgende Faltungen und viele andere Arten, in denen Blätter zu einem dünnen. Buch oder einem Bogen für ein dickeres Buch gefaltet werden können, sind-wohlbekannt,, und die Beispiele _t die in dem vorliegenden Zusammenhang erläutert werden, sollen die wichtige Tatsache erklären, daß beim Herstellen des Blattes der Hersteller nicht weiß, welcher Teil der Fläche eines Blattes später einmal einen Randteil-eines Blattes darstellt, das zu dem fertigen Buch gebunden wird. Beim Herstellen von Bögen, bei denen die Blätter miteinander verschweißt werden sollen, ist daher erforderlich, den Bogen in seiner gesamten Fläche in gleichmäßiger Konsistenz herzustellen, so daß unabhängig davon, welcher Teil seiner Fläche später zu Randabschnitten eines zusammengelegten Bogens wird, die Randteile aufgrund ihrer Konsistenz miteinander verschweißt werden können. ' .

Eine Möglichkeit₍ Papier schweißbar zu machen ist, das Papier so viel thermoplastisches Harz enthalten zu lassen, daß dieses den

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ÖÄD ORIÖTNAL

größten Teil der Oberfläche der Papierfasern bedeckt. Ein Papier mit einer Schicht aus Polyäthylen, das mit einer Geschwindigkeit von 9,77 g/m² (6Ib5. per 3OOO ft.²) auf jede Oberfläche durch Extrudieren aufgeschichtet wurde, ist ein Beispiel für ein derartiges Papier, jedoch kann das Papier auch über seine gesamte Dicke gleichartig sein.

Falls das Buch oder der Bogen lediglich einige wenige Blätter enthält, wie beispielsweise die Blätter 24 in Fig.6, und das Falten nach dem Verfahren gemäß Fig.1 bis 3 erfolgt, können die Blätter längs einer Mittelfalte 26 sswischen beheizten Klemmbacken 28 und

" 30 miteinander verschweißt werden.

Bei der dargestellten Vorrichtung ist der Klemmbacken 30 zu einer abgerundeten Oberkante 32 verjüngt, die eine stumpfe Meißelschneide sein kann. Sie darf nicht scharf sein, weil sonst die Gefahr besteht, daß das Papier zerschnitten wird; ein jedoch noch wichtigerer Grund ist, daß die Breite der Klemmberührung des Backens 28· die Breite der Schweißnaht bestimmt und die stärke der Schweißung mit der Breite zunimmt. Der Bogen, der aus den Blättern 24 besteht, P kann über den unteren Klemmbacken 28, wie in Fig. 6 gezeigt, gelegt werden, und der obere Klemmbacken 30 wird anschließend mit der Außenseite der Mittelfaltung in Berührung gebracht, so daß die gefalteten Blätter zwischen den beheizten Backen 28 und 30 zusammengepreßt werden.

Die Temperatur der Klemmbacken 28 und 30 muß höher sein als die Schweißtemperatur des Papiers oder anderen Blattmaterials, sie darf jedoch nicht so hoch sein, daß das Blatt längs der Falte versengt dder auf andere Weisie geschädigt wird. Die Schweißtemperatur

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hängt» wie schon erklärt, von der Zusammensetzung des Blattes ab. Die Wärme muß lange genug einwirken gelassen verden, damit sie durch Leitung durch das Blatt hindurchdringen kann, das sich in Berührung mit den Backen befindet, und damit auch die inneren Blätter auf Schweißtemperatur erhitzt werden. Dieses erfolgt schneller, wenn man höheren Druck anwendet, jedoch muß der Druck auf einem solchen Wert gehalten werden, daß das Blatt nicht zerschnitten oder zerrissen wird, was wiederum von der Schärfe der Kante des unteren Klemmbackens 28 abhängt. Der obere Klemmbacken 30 besitzt eine eingebuchtete Vorderseite, die um eine Achse mit einem Kurvenradius gebogen ist, der vorzugsweise leicht größer ist als der Kurvenradius der Oberkante des. unteren Klemmbackens 28.

Der untere Klemmbacken 28 kann ein Teil eines Fließbandes sein, das nacheinander Bögen zu einer Schure iß st at ion bringt» wie in Verbindung mit Fig. 12 gezeigt werden wird, und der obere Klemmbacken 30 kann mit den nacheinander herangeführten Bögen in dem Augenblick, in dem sie die Schweißstation erreichen, in Berührung gebracht werden. Die Klemmbacken 28 und 30 können durch beliebige herkömmliche Heizeinrichtungen, die eine so große Kapazität aufweisen, daß ihre Temperatur gehalten werden kann, wenn sie auf nacheinan- | der herangeführte Bögen einwirken gelassen verden, und die mit den erforderlichen Regelungseinrichtungen versehen sind, damit die Temperatur keine zu hohen Werte erreichen kann, beheizt werden.

Bei dem Schweißverfahren, das in Fig. 6 erläutert ist, kann die Schweißnaht auf die Falte des Blattes beschränkt werden, und der Mittelteil des Buches kann flach geöffnet werden. Jedoch steigt die Schweißzeit mit der Zahl der bei dem Verfahren gemäß Fig. 6-verwendeten Seite» an. Dies erfolgt wagen der verhältnismäßig ge-

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ringen Wärmeleitfähigkeit des Blattes, insbesondere dann, wenn es aus Papier ist; und die Zahl der Seiten, die mit dem WärmeschweißverPahren gemäß Fig.6 verschweißt werden kann, ist auf verhältnismäßig wenige Blätter beschränkt, wenn das Verfahren schnell durchgeführt werden soll.

Die Verwendung eines heißen Klemmbackens von 177Xwurde schon zum erfolgreichen Verschweißen von Papier ohne Schädigung des Papiers vervendet, jedoch ist die Eindringtiefe der Wärme umgekehrt proportional der Dicke des Papiers zwischen den Klemmbacken, und fe größere Dicken können wegen der Verfärbung des Papiers nicht durch Erhöhung der Temperatur kompensiert werden. Ilemaibackenteraperaturen von 204X^haben in der Praxis bereits zur Papierverfärbung geführt. Diese Temperaturen sind jedoch lediglich zur Erläuterung angegeben, da die Ergebnisse von der Zusammensetzung des Blattes abhängen.

Bei größeren Dicken von Blattmaterial, d.h. bei einer beträchtlichen

Aneahl von zu verschweißenden Blättern, muß ein Schweißverfahren angewandt werden, bei dem man nicht von der Wärmeleitfähigkeit " durch das Papier abhängig ist. Hierfür ist beispielsweise Radiofrequenzenergie geeignet, wie im Zusammenhang mit anderen Figuren der Zeichnungen beschrieben werden wird. Die Anwendung von Radiofrequenzenergie kann jedoch weniger zweckmäßig sein, wenn nur wenige Blätter zu verschweißen sind. Für Bögen mit 16 und 32 Seiten werden bessere Ergebnisse erzielt, wenn man das Verschweißen mit Hilfe von durch sehr hochfrequente Radioenergie von vorzugsweise etwa 27 Millihenry erzeugter Wärme durchführt.

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Radiofrequenzenergie ist mit Vorteil zum Verschweißen des Papiers bei einer Frequenz von etwa 27 Millihenry verwendet worden. Höhere Frequenzen bis zu etwa 45 Millihenry können verwendet werden, um die gleichen Ergebnisse bei verminderter Spannung zu erzielen. Ein Bogen aus 16 Blatt kann in einer halben Sekunde mit einer Leistung von 1,3 kW und einer Frequenz von etwa 27 Millihenry verschweißt werden. Dabei war eine Abkühlzeit nicht erforderlich.

Bei einem 32-seitigen Bogen betrug die Leistung etwa 1,8 kW bei sonst gleichen übrigen Faktoren. Diese Ergebnisse dienen rein der i Erläuterung. Das zur Erzielung dieser Ergebnisse verwendete Papier war Papier von P.H. Glaifelter, Spring Grove, Peiina. mit der Bezeichnung "Selbstbinäepapier* (Self Binding Paper).

Fig. 7 zeigt zwei Segen 40 und 42. Wenn diese Bögen dünn sind, können sie zuvor längs ihrer Falten nach dem Verfahren gemäß Fig.6 verschweißt werden. Dies"kann deshalb erfolgen, um die einzelnen Bögen in ihrer Stapellage zu halten, ist jedoch nicht erforderlich, wenn ein Bogen mit einem anderen verschweißt werden soll*da die gleiche Verschweißung_r die die Bögen miteinander verbindet, ebenso die Blätter der einzelnen Bögen miteinander verbindet.

In Fig. 7 sind Klemmbacken 44 und 46 dargestellt, die die Bögen in ihrer Stapellage festhalten. Diese Klemmbacken 44 und 46 können die gesamte Oberfläche der Bögen 40 und 42 mit Ausnahme der Rand- ; teile, die miteinander verschweißt werden sollen, bedecken;~ Weitere Klemmbacken 48 und 50 stehen mit den Randteilen der Bögen 40 und in Berührung und pressen diese mit beträchtlichem Druck zusammen,

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Die Klemmbacken 48 und 50 können, zur Heranführung der erforderlichen Schweißwärme gemäß Fig. 7 beheizt werden. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit der meisten Papiersorten ist es jedoch vorteilhafter, das Papier unter Verwendung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, das von einer Streufeldelektrodeneinrichtung 51 erzeugt wird, zu erhitzen, wie ausführlicher in Verbindung mit Fig. 8 und 11 beschrieben werden wird. Das hochfrequente dielektrische Feld erhitzt das Papier zwischen den Backen 48 und 50; wobei die Wärme in dem Papier selbst erzeugt wird, so daß man von Temperaturgradienten oder Wärmeleitung zu den inneren Blättern unabhän- ^ gig ist. Die Intensität des Feldes und die Dauer seiner Aufrechterhai tung reichen dazu aus, das Papier zwischen den Klemmbacken 48 und 50 auf Schweißtemperatur zu bringen.

Die Breite der Verschweißung wird dadurch reguliert, daß man die einander gegenüberliegenden Klemmflächen der Backen 48 und 50 verhältnismäßig schmal hält. Wegen dieser Schmalheit der Backen 48 und 50 und der Tatsache, daß sie nahe an dem einen Rand des Blätterstapels angeordnet sind, empfiehlt es sich, sich auf diese Backen nicht als die einzigen Mittel zu verlassen, um die Bögen in der " gewünschten Stapellage zu halten. Die Klemmbacken 44 und 46 stellen weitere Einrichtungen zum Haltern der Bögen in der gewünschten Stapellage während des VerSchweißens dar.

Fig. 8 zeigt Klemmbacken 54 und 56, die Blätter 60 zusammenklemmen, die durch die Ziehharmonikafaltung eines Bogens in der in Zusammenhang mit Fig. 4 und 5 beschriebenen Weise gebildet worden sind. Diese Klemmbacken 54 und 56 halten die Blätter 60 unter einem solchen Druck zusammen, daß sie in der gewünschten Stapel-

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lage gehalten werden und mit ihren Randabschnitten 62 neben den Klemmbacken 54 und 56 herausragen.

Eine Streufeldelektrodeneinrichtung 51 erstreckt sich quer zu diesen Randteilen 62. Diese Vorrichtung enthält eine Gruppe von Stäben 63, die mit Stäben 64 einer weiteren Gruppe abwechseln. Nebeneinanderliegende Stäbe besitzen einander entgegengesetzte Polarität, und in der in den Fig. 8 und 11 erläuterten Vorrichtung sind die Stäbe 63,64 voneinander durch Lücken getrennt» Die Stäbe 63 und 64 sind etwas länger^ als es der Dicke des Stapels von Blättern 60 entspricht j iind jede Stabreihe ist länger, als es der Länge der Blätter entspricht, so daß dieselbe Vorrichtung zum Verschweißen von Seiten von Büchern mit unterschiedlicher Höhe und unterschiedlicher Dicke verwendet werden kann* Die beschriebene Vorrichtung ist ein Bei- ^: spiel für eine Vorrichtung zum Verschweißen von Blättern durch Be- ι heizen mit hochfrequenten elektrischen Feldern. Die Klemmbacken 54 ' und 56 bestehen vorzugsweise aus keramischem Material, das durch ' das dielektrische Feld nicht wesentlich aufgeheizt wird· Selbst- ■ verständlich kann die beschriebene Vorrichtung außer für das Ver- ■ schweißen von aiehharmonikaartig gefalteten Blättern zum Verschweißen von Einzeiblättern, Bögen oder beliebigen Kominationen ' f davon verwendet werden.

Fig. 9 zeigt Blätter 70, die voneinander völlig getrennt, d.h. nicht durch Faltungen miteinander verbunden sind* Diese Blätter 70 werden von den Klemmbacken 74 und 76» die hinreichend große Flächen der Blätter bedecken, um sie in aev gewünschten Stapellage zu halten, festgehalten, während die Randpartien 72 zwischen andere Klemmbacken 78 und 80 eingeklemmt sind. Diese Klemmbacken 78 und 80 be-

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sitzen Vorsprtinge 82, die an einander gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind, um kleinflächige Gebiete des Papiers zwischen sich unter beträchtlichem örtlichem Druck einzuklemmen. Diese Bakken 78 und 80 können auf einander zu und voneinander weg mit Oberschal lfrequenz unter Anwendung oder Fortlassung zusätzlichen Heizens bewegt werden.

Falls das Blatt eine Zusammensetzung besitzt, bei der in dem Blatt beträchtliche Wärme erzeugt wird, wenn es wiederholten Hochfrequenzkompressionen ausgesetzt wird, und wenn die Schweißtemperatur des

Blattes niedrig genug ist, kann die erzeugte Wärme zum Verschweißen ψ der Blätter zwischen den Vorsprüngen 82 mittels Punktschweißen verwendet werden.

Fig. 10 zeigt den Elektrodenklemmbacken 80. Der obere Backen 78 kann von gleichem Bau, jedoch entgegengesetzter Anordnung sein. Die wirksame Fläche des Backens 80, die mit dem Blatt in Berührung steht, besitzt Vorsprünge 82, die an voneinander in einem Abstand angeordneten Stellen mit dem Blatt in Berührung kommen, um ununterbrochene Bereiche hohen Druckes zu erzielen. Die Vorrichtung gemäß fc Fig. 9 und 10 erzeugt Verschweißungen, die längs der Schweißlinie unterbrochen sind, während die »it den in den anderen Figuren -dargestellten Vorrichtungen vorzugsweise kontinuierliche Verschweißungen erzielt werden.

Fig. 12 zeigt eine abgeänderte Form der thermischen verschweißung gemäß Fig. 6. Die Blätter 24 sind über eine untere unterstützung 28a gelegt, die an die Stelle des unteren Xlemmbackens 28 von Fig. 6 ^ä tritt. Eine Druckwalze 30a nimmt den Platz des oberen Kleaunbackens

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30 aus Fig. 6 ein. Sowohl unterstützung 28a als auch Druckrolle 30a werden vorzugsweise erhitzt; und die Unterstützung 28a ist'vorzugsweise Bestandteil eines Fließbandes, das nacheinander Broschüren oder Bücher, die Blätter 24 enthalten, an der Walze 30a vorbeiführt.

Statt der beheizten Waise 30a kann längs des Weges der Blätter 24 auch eine heiße Kontakt stange angeordnet sein, um die Wärme und den Druck zum Verschweißen der Blätter an ihren Faltungen oder Rändern au bewirken» Eine Schulter 86 an der Unterstützung 28a verhindert, daß die Blätter von der Unterstützung abgleiten und be- ( wirkt den Stoß zum Fortbewegen der Blätter. Gewünschtenfalls kann die Walze 30a oder die Kontaktstange längs des Buches oder der Blätter 24 bewegt werden. , "

Fig. 13 seigt eine'weitere Abwandlung der Erfindung zum Binden von Mehrfachblättern oder Bögen aus Spezialpapier 88, das durch Anwendung von Infrarotenergie 89 aus einer Strahlungsquelle 90 auf die Ränder des Papiers, das von Klemmbacken 92 festgehalten wird, erfolgt. Die Infrarotstrahlungsquelle 90 kann durch ein beheiztes Element ersetzt werden, das auf die Ränder des Blattstapels einwirken gelassen wird. Es können auch andere Heizquellen verwendet werden. Auch toei diesem Verfahren ist das Binden von sowohl Einzelblättern als auch einer Vielzahl von Bögen möglich.

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Claims

Patent ansprüche

1.1 Verfahren zum Binden von Papier blättern eines Buches, dadurch gekennzeichnet, daß man übereinanderliegende Blätter aus druckfähigem und schweißbarem Papier, daß zur Erzielung einer Zusammensetzung über die gesamte Papieroberfläche, die das Schweißen an einer beliebigen Stelle der Oberfläche ermöglicht, ein Harzsystem in Kombination mit den Papierfasern enthält, zusammenträgt, die Blätter in einer gewünschten Stapellage zueinande^hält und au£ die einander gegenüberliegenden Flächen der Blätter längs ihrer Ränder cm einer Seite des Stapels die mit dem Erhitzen auf die Schweißtemperatur des Papiers zugeführte Wärme sowie den Schweißdruck das Papiers einwirken läßt, während die Blätter sich in der Stapellage befinden, und zugleich den restlichen Teil der einander gegenüberliegenden Flächen der Blätter von der Einwirkung der mit dem Erhitzen aufSchweißtemperatur verbundenen Wärme schützt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Papier ein Papier mit einem Harzsystem verwendet, das die Blätter bei einer Temperatur, die wesentlich höher als die Temperatur der umgebenden Atmosphäre, der Bücher normalerweise ausgesetzt sind, jedoch niedriger als die Temperatur, bei der Hitzeverfärbung des Papiers, ist, zusammenbindet, daß man die laridpartie.n der Blätter so fest zusammenklemmt, daß ein inniger Oberflächenkontakt der Blätter Über mindestens diejenigen Teile ibrer Flächen erfolgt, die miteinander verschweißt werden sollen, und daß man die so zusammengeklemmten Teile auf eine Temperatur ürhitzt, die die Bindetemperatur des Harzes übersteigt.

3· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Buch aus großen Papierblättern ohne die Verwendung eines Klebstoffes herstellt und wobei man ein Blatt mit Oberflächen von gleichmäßiger Zusammensetzung über seine gesamte Fläche sowohl

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längs als auch quer zu einem Bogen mit einer Anzahl Blättern faltet, vobei Falten längs verschiedener Ränder des gefalteten Blattes auftrete», wobei jedoch ein Rand vorhanden ist, an dem jedes der Blätter an Seitenfaltungen des Bogens mit einem anderen Blatt verbunden ist, daß man auf sämtliche dieser seitlichen Faltungen von der Innenseite der Faltungen aus längs des Randes einen Druck und von der Außenseite des Bogens längs der Seitenfaltungen einen Gegendruck ausübt, um die Blätter längs des Randes an den Seitenfaltungen zu verschweißen.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine Anzahl Bögen zu einem Buch mit vielen Bögen zusammenklemmt und die aufeinanderfolgenden Bögen an ihren geschweißten Falten aneinanderschweißt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Buch aus großen Papierblättern ohne Verwendung eines Klebemittels herstellt, wobei man.ein Papierblatt von über seine gesamte Fläche gleichmäßiger Zusammensetzung ziehharmonikaartig vorwärts und rückwärts zu einem Bogen faltet, daß man auf dem Bogen von der Vorderseite und der Rückseite aus mindestens längs des Randes an einer Seite des Bogens, an der sich Übereinander!iegende j Faltungen befinden, Druck ausübt, daß man die Blätter längs der Ränder, an denen der Druck ausgeübt wird, zusammenschweißt und daß man das gefaltete Blatt zur Entfernung der gefalteten Ränder an der Seite, die den verschweißten Faltungen gegenüberliegt, zurichtet.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu verschweißenden Teile der Blätter zwischen beheizten Klemmr

backen einklemmt und den Druck auf die Klemmbacken aufrecht erhält.

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- 18 bis die innersten Blätter auf Schveißtemperatur gebracht sind.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß man au

die/verschweißenden Randteile eine» hochfrequenten elektrischen Feld unterwirft, das in sämtlichen Blättern zugleich Warme erzeugt, durch die die Blätter schnell, ohne daß Wärmeleitung durch das Papier der anderen darüber oder darunterliegenden Blätter erforderlich wird, auf Schweißtemperatur gebracht werden.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu verschweißenden Randabschnitte unter einem solchen Druck zu-

P sanunenklemmt, daß ein Verschweißen der Blätter bei der durch das hochfrequente elektrische Feld erzeugten Temperatur stattfindet, und daß man den an die Randteile angrenzen, en Teil des Stapels bei einem niedrigeren Druck zusamiaenklemmt, der nicht ausreicht, um ein Verschweißen der Blätter bei der in den Blättern durch das hochfrequente Feld erzeugten Temperatur zu bewirken.

9· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die übereinanderliegenden Blätter ober einen beträchtlichen Blattbereich zusammenklemmt und daß man einen anderen, höheren und * örtlich begrenz-ten Druck auf Randteile der Blätter ausübt» die miteinander verschweißt werden sollen.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß man den höheren Druck und die örtlich begrenzte Klemmkraft als Schwingungskraft anwendet.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß men als Schwingungskraft eine Kraft mit Oberschallfrequenz anwendet.

12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

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das Verschweißen kontinuierlich Über die volle Länge des Binde·» randes jedes der tibereinanderliegenden Blätter ausführt.

13«· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die -Vea?schweißung längs der Bindekante mit Unterbrechungen ausführt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13» da-durch gekennzeichnet, daß man die übereinanderliegenden Blätter im Abstand voneinander befindlichen und örtlich begrenzten Druckzonen längs der Schweißlinie unterwirft und das Papier lediglich an den Stellen der Einwirkung des örtlich begrenzten Druckes verschweißt.

15- Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schweißwärme in den Randpartien, der Blätter durch Erhitzen mittels Streufeldelektrode bei Radiofrequenz zwischen etwa-27 und-45 Millihenry erzeugt. ' * ■

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