[go: up one dir, main page]

EP0390733A2 - Method for binding paper sheets - Google Patents

Method for binding paper sheets Download PDF

Info

Publication number
EP0390733A2
EP0390733A2 EP90810180A EP90810180A EP0390733A2 EP 0390733 A2 EP0390733 A2 EP 0390733A2 EP 90810180 A EP90810180 A EP 90810180A EP 90810180 A EP90810180 A EP 90810180A EP 0390733 A2 EP0390733 A2 EP 0390733A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
paper
pretreatment
printing
sonotrode
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP90810180A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0390733B1 (en
EP0390733A3 (en
Inventor
Erwin Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferag AG
Original Assignee
Ferag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ferag AG filed Critical Ferag AG
Publication of EP0390733A2 publication Critical patent/EP0390733A2/en
Publication of EP0390733A3 publication Critical patent/EP0390733A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0390733B1 publication Critical patent/EP0390733B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42C—BOOKBINDING
    • B42C9/00—Applying glue or adhesive peculiar to bookbinding
    • B42C9/0093—Applying glue or adhesive peculiar to bookbinding by fusing, welding sheets together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F5/00—Attaching together sheets, strips or webs; Reinforcing edges
    • B31F5/008—Attaching together sheets, strips or webs; Reinforcing edges by friction, e.g. obtained ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/43—Gathering; Associating; Assembling
    • B65H2301/436—Gathering; Associating; Assembling on saddles

Definitions

  • the invention relates to a method for connecting layers of paper and a device for carrying out the method.
  • Adhesive binding, thread stitching and wire stitching have proven particularly effective for the mass binding of paper layers, such as occur in printers.
  • the perfect binding is preferably used for binding books, catalogs and specialist magazines.
  • gluing processes are often combined. For example, a low-viscosity layer of high wetting is applied first, followed by layers that improve adhesion. On in this way the bandage quality can be significantly increased compared to the simpler processes.
  • the width of the glue application is usually 4 mm. Approx. 15,000 copies / hour can be bound by gluing, whereby the glue drying on the assembly line must be allowed a considerable distance.
  • a major disadvantage of the process is the drying time that must be granted to the adhesive.
  • Thread stitching has a number of advantages and disadvantages compared to perfect binding. While the quality of the perfect binding largely depends on the type of paper, the thread binding is largely independent of the paper quality.
  • thread stitching can be seen as a relatively slow method and well suited for high-quality binding of books.
  • Wire stitching is of the greatest importance for stapling printed material in the form of booklets and brochures.
  • 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 clamp is pressed against an abutment without a locking mechanism by the spreading paper.
  • Single wire stitchers perform less than rotary wire stitchers per unit of time; but they are also expensive. 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 fact that the material is applied through the clip in the back, which 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.
  • Ultrasonic welding is a known method for joining metals and plastics. The method is based on the fact that the weld metal is heated under the influence of ultrasound due to its internal friction in the contact region in such a way that the material to be joined is melted and thus welded. It is in this connection to the writing "Ultrasound for plastic joining" by R. Altena, W.-R.Behnke, L.Horvath, H.-J.Rheinhardt and W.Ruhland, published by Branson Schallkraft GmbH, Industriestrasse 48, D-6056 Heusenstamm.
  • This coating can be, for example, a printing ink that is applied during printing or a thin, quick-drying plastic film. If necessary, a suitable binder can already be incorporated during paper production. The simultaneous action of heat, pressure and a vibration movement result in sufficient adhesion of the paper layers even when a very small amount of binding material is present.
  • connection of layers of paper by gluing is known, but this method requires that glue must be applied to the adhesive immediately before the gluing. On the one hand, this requires an additional work step in which the paper sheets are individually provided with adhesive and, on the other hand, it must be ensured that the paper sheets prepared for connection do not touch prematurely.
  • the proposed ultrasound process allows the paper to be pretreated simultaneously with the printing for the subsequent connection can - the pre-treatment process can thus be integrated into the printing process - and above all that the further processing of the printed matter, such as cutting, arranging the individual sheets and folding the paper layers, is not impaired by the connection pre-treatment. It is particularly advantageous that the paper layers can be connected in analogy to wire or thread stitching.
  • FIG. 1 shows an example of the basic structure of an ultrasound device, such as is used for welding plastics:
  • the control unit 10 consists of a power supply unit 11, the amplifier 12, the high-frequency transformer 13 and a tunable positive coupler 14. The latter is connected to the input of the amplifier 12 and the high-frequency transformer 13 via the positive feedback circuit 15.
  • the ultrasonic oscillator 20 is connected to the high-frequency transformer as a frequency-determining element. This circuit ensures that the ultrasonic vibrator 20 can be operated in acoustic resonance, which is necessary for a good transmission of the vibration power from the source to the operating point.
  • the phase position of the high-frequency oscillator can be optimized by tuning the co-coupler 14.
  • the basic structure of the ultrasonic vibrator 20 is shown in FIG. 2.
  • This device is generally composed of an ultrasonic transducer 21 and the vibrating tool, the so-called sonotrode 24.
  • the ultrasound transducer 21 consists of a stack of piezo-ceramic plates 22 connected in parallel. If necessary, a sound amplitude transformer, a so-called booster 23, is interposed between the ultrasound transducer and the sonotrode. This passive element 23 causes an increase or decrease in the vibration amplitude.
  • the sonotrode the real thing che connecting tool, ensures at its tip 25 the transmission of ultrasonic power to the weld metal 26 to be connected.
  • An abutment 27 serves to absorb the contact pressure which the sonotrode end exerts on the weld metal 26.
  • the abutment 27 must be designed in such a way that it absorbs as little as possible of the ultrasonic power used, ie it must have the highest possible mechanical inertia with respect to the weld metal 26 and be as undeform
  • the system of ultrasonic transducer 21 - booster 23 - sonotrode 24 is operated in acoustic resonance. Longitudinal vibration is excited in most applications. Ultrasonic welding machines generally work at a frequency of 20 kHz to 40 kHz. Typically, the longitudinal oscillation amplitude at the tip 25 of the sonotrode 24 is approximately 100 ⁇ m at 20 kHz operation and approximately 50 ⁇ m at 40 kHz.
  • the device consisting of the control device 10 and the ultrasonic oscillator 20, is usually operated by means of a control system in such a way that the mechanical amplitude at the sonotrode end 25 has a constant, predetermined value, regardless of the damping by the weld metal 26.
  • the contact pressure which the sonotrode end 25 exerts on the weld metal 26 and the time of the ultrasonic action can be specified.
  • the choice of the booster 23 and the shape of the sonotrode 24 depend on the type of the weld metal 26 and the welding to be carried out. Examples of the most common forms of sonotrodes are given in the previously mentioned work “Ultrasound for plastics Fügen "by R. Altena, W.-R.Behnke, L.Horvath, H.-J.Rheinhardt and W.Ruhland.
  • 3 to 5 show some examples of sonotrodes which are particularly favorable for applications which will be mentioned later.
  • 3 shows a conical, 31, in a tip 32 tapered sonotrode 24, which is suitable for creating spot welds.
  • FIG. 4 illustrates a sonotrode with a flat sonotrode end 41 and a cutting-shaped welding edge 42.
  • This embodiment of the sonotrode 24 is particularly suitable for producing a long, narrow weld seam.
  • FIG. 5 shows a combination of the two embodiments of FIGS. 3 and 4.
  • the flat sonotrode end 41 is designed in a similar cutting shape to that, 42, of FIG. 4.
  • the knife-shaped welding edge 42 provided with notches 53. Welding points lying in a long and narrow weld seam can thus be generated simultaneously.
  • Ultrasonic movement is carried out. Such matting could be weakly demonstrated with a longitudinal movement.
  • the paper layers are slightly moistened.
  • the paper structure is easily destroyed - a paper pulp is formed locally, as is present in the paper production.
  • the paper fibers are felted and glued in analogy to the actual paper production process. In this way, limited liability of the paper layers is already possible.
  • a laterally delimited strip 63 is defined in the fold region 62 of the booklet of the paper sheet 61 and is provided with a printing dye or a plastic which melts at a higher temperature.
  • Such strips 63 can, for example, additionally or alternatively be applied in regions 64 of sheet 61, where later insert sheets, registration and receipt forms, or art prints are inserted.
  • the stripe regions 63, 64 can either be applied as part of the printing process - for example by multiple coating using printing inks, a special printing dye containing a large amount of binder - or in an additional processing step on the paper 61.
  • pretreatment for the subsequent ultrasonic welding of the paper 61 consists in the application of a colorless binder, for example a very thin plastic film, which is not sharply delimited. Such pretreatment does not require any change in the printing process, for example by using a special printing dye.
  • the pretreatment could be accomplished, for example, by spraying the printed sheet in the binding region.
  • the material application which usually falls in the fold region anyway, would hardly be disruptive due to the minimal material application.
  • a further paper treatment consists in that the paper sheet is pretreated on all sides either during the production process during or after the printing process for the ultrasonic welding. With a pretreatment during or immediately after papermaking, respectively. Before or during the printing process, for example, a desired gloss effect, moisture protection or the like could also be added can be achieved.
  • binder or water can be injected, for example, into the fold region 63 of the paper layers already stacked.
  • the paper layers can be pre-perforated and, at the same time or subsequently, provided with binders or water by means of hollow needles or cannulated needles.
  • binders or water by means of hollow needles or cannulated needles.
  • an abutment 27 is necessary to absorb the contact pressure which the sonotrode 24 exerts on the weld metal 26.
  • this abutment can be a plate, as is shown in Fig. 7.
  • the abutment is an instep-shaped device 27 ', on which the paper layers in the scale flow of the printing press, as shown in Fig. 8, are stored.
  • the abutment can be rod-shaped or instep-shaped.
  • FIG. 9 shows an example of a basic illustration of a printing system with an integrated ultrasonic welding device for paper layers.
  • the paper passes from the paper loading device 90 to the printing device 91, which can consist of several printing stages.
  • the printed material is then cut lengthwise and, if necessary, fed to a cutting device 92.
  • the printed matter then reaches, for example, the welding pretreatment device 94, where binder is printed or sprayed on.
  • the substrate is on finally bundled and carried on. If necessary, welding pretreatment can be carried out on the bundled layers of paper by binder binding.
  • the printed matter then arrives in the ultrasonic welding device 95, where the paper layers are connected.
  • the bound products are then accepted by the removal device 96, for example as a shingled stream 93.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)

Abstract

The method for stapling layers of paper is based on a bond under ultrasonic action. The sheets of paper are pretreated by means of a bonding agent by printing on, spraying on or impregnation with droplets before, during or after the printing. The ultrasonic action is performed by means of a [lacuna] comprising an ultrasonic vibrator 20 and a control device. The vibrator has a conical or blade-shaped stapling tool, the sonotrode 24. The latter is pressed during the ultrasonic action against the layers of sheets 26 which, in turn, rest against a plate-shaped or ridge-shaped counterbearing 27. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von Papierlagen sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.The invention relates to a method for connecting layers of paper 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 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 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 Klebebindung, die Fadenheftung und die Drahtheftung bestens bewährt.Adhesive binding, thread stitching and wire stitching have proven particularly effective for the mass binding of paper layers, such as occur in printers.

Die Klebebindung wird vorzugsweise zum Binden von Büchern, Kata­logen und Fachzeitschriften verwendet.The perfect binding is preferably used for binding books, catalogs and specialist magazines.

0ft werden verschiedene Klebvorgänge miteinander kombiniert. Bei­spielsweise wird vorerst eine niedrigviskose Schicht hoher Benetzung, anschliessend die Haftung verbessernde Schichten aufgetragen. Auf diese Weise lässt sich die Bindequalität gegenüber den einfacheren Verfahren wesentlich steigern.Different gluing processes are often combined. For example, a low-viscosity layer of high wetting is applied first, followed by layers that improve adhesion. On in this way the bandage quality can be significantly increased compared to the simpler processes.

Bei verleimten Heften beträgt die Breite des Leimauftrages üblicher­weise 4 mm. Es können durch Verleimung ca 15 000 Exemplare/Stun­de gebunden werden, wobei der Leimtrocknung im Fliessband eine beachtliche Strecke eingeräumt werden muss.For glued booklets, the width of the glue application is usually 4 mm. Approx. 15,000 copies / hour can be bound by gluing, whereby the glue drying on the assembly line must be allowed a considerable distance.

Ein wesentlicher Nachteil des Verfahrens ist die Trocknungszeit, die dem Klebgut zugestanden werden muss.A major disadvantage of the process is the drying time that must be granted to the adhesive.

Zusammenfassend kann die Klebebindung als ein erfolgreich einge­setztes Verfahren zum Binden von Büchern, Katalogen und Fachzeit­schriften angesehen werden. Wegen der erforderlichen langen Trock­nungszeit der Verleimung dürften sich die beschriebenen Verfahren- mit wenigen Ausnahmen - für das Binden von Heften im Schuppen­strom der getrennten Papierlagen einer Druckgut-Verarbeitungsma­schine weniger eignen.In summary, perfect binding can be viewed as a successfully used method for binding books, catalogs and specialist journals. Because of the long drying time required for the gluing process, the processes described are, with a few exceptions, less suitable for binding booklets in the shingled stream of the separated paper layers of a printing material processing machine.

Ein weiteres, bewährtes Verfahren zur Heftung von Papierlagen ist die Fadenheftung. Dieses Verfahren ist allerdings durch die Klebe­bindung in den Hintergrund verdrängt worden. Erst durch eine we­sentliche Erhöhung der Heftleistung hat dieses Verfahren wieder Bedeutung erlangt.Another proven method for stapling paper layers is thread stitching. However, this process has been pushed into the background by adhesive binding. This process only regained importance when the stapling performance increased significantly.

Gegenüber der Klebebindung besitzt die Fadenheftung eine Anzahl Vor- und Nachteile. Während die Qualität der Klebebindung wesent­lich von der Papierart abhängt, ist die Fadenbindung weitgehend von der Papierqualität unabhängig.Thread stitching has a number of advantages and disadvantages compared to perfect binding. While the quality of the perfect binding largely depends on the type of paper, the thread binding is largely independent of the paper quality.

Zusammenfassend kann die Fadenheftung als relativ langsame Metho­de als gut geeignet für das hochqualitative Binden von Büchern angesehen werden.In summary, thread stitching can be seen as a relatively slow method and well suited for high-quality binding of books.

Die grösste Bedeutung für das Heften 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 ausgebreite­ten Papierstoss gegen ein Widerlager ohne Verschlussmechanik ge­drückt.Wire stitching is of the greatest importance for stapling printed material in the form of booklets and brochures. 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 clamp is pressed against an abutment without a locking mechanism by the spreading paper.

Einzel-Drahthefter leisten in Stückzahlen pro Zeiteinheit weniger als Rotations-Drahthefter; sie sind aber 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; but they are also expensive. 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.

Als Nachteil der Drahtheftung muss der Materialauftrag durch die Klammer im Rücken angesehen werden, welcher 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 fact that the material is applied through the clip in the back, which 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.

Es besteht damit ein Interesse für ein Verfahren, das sich in den Verarbeitungsprozess des Druckgutes einer Hochleistungs-Druckma­schine integrieren lässt, das also eine dem Drahtbindeverfahren ver­gleichbare Leistungsfähigkeit besitzt, aber dessen erwähnten Nach­teile, wie beispielsweise das Verwenden von Metall, nicht aufweist. Bei der Suche nach einem solchen Verfahren wäre das Augenmerk vor allem darauf zu richten, dass die einzelnen Papierblätter nicht separat einer aufwendigen Vorbereitung, wie beispielsweise das An­bringen von Leimstreifen, unterzogen und dass keine Puffer- bezw. Zwischenlagerzeiten durch lange Trocknungszeiten in Kauf genommen werden müssen.There is therefore an interest in a method which can be integrated into the processing process of the printed matter of a high-performance printing press and which therefore has a performance comparable to that of the wire binding method, but does not have the disadvantages mentioned, such as the use of metal, for example. When looking for such a method, the main focus should be on the fact that the individual paper sheets are not separately subjected to extensive preparation, such as the application of glue strips, and that no buffer or. Interim storage times due to long drying times have to be accepted.

Es ist damit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden von Papierlagen unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Pa­pierheftmethoden zu schaffen.It is therefore an object of the invention to provide a method for connecting paper layers while avoiding the disadvantages of the known paper stitching methods.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die zu verbindende Papierlagen unter Ultrasschalleinwirkung verbunden werden, gemäss Erfindungsdefiniti­on im Patentanspruch 1.The object is achieved by connecting the paper layers to be connected under the action of ultrasound, in accordance with the definition of the invention in patent claim 1.

Papierlagen unter Ultraschalleinwirkung zu verschweissen ist nicht naheliegend. Die Ultraschallverschweissung ist zwar ein bekanntes Verfahren zum Verbinden von Metallen und Kunststoffen. Die Metho­de beruht darauf, dass das Schweissgut unter Ultraschalleinwirkung aufgrund seiner inneren Reibung in der Kontaktregion derart er­wärmt wird, dass eine Aufschmelzung des zu verbindenden Materials und damit eine Verschweissung zustande kommt. Es sei in diesem Zusammenhange auf die Schrift "Ultraschall für das Kunststoff-Fü­gen" von R. Altena, W.-R.Behnke, L.Horvath, H.-J.Rheinhardt und W.Ruhland, herausgegeben von Branson Schallkraft GmbH, Industrie­strasse 48,D-6056 Heusenstamm, hingewiesen.It is not obvious to weld paper layers under the influence of ultrasound. Ultrasonic welding is a known method for joining metals and plastics. The method is based on the fact that the weld metal is heated under the influence of ultrasound due to its internal friction in the contact region in such a way that the material to be joined is melted and thus welded. It is in this connection to the writing "Ultrasound for plastic joining" by R. Altena, W.-R.Behnke, L.Horvath, H.-J.Rheinhardt and W.Ruhland, published by Branson Schallkraft GmbH, Industriestrasse 48, D-6056 Heusenstamm.

Mit Ultraschall organische Faserstoffe, wie Papier, Karton, Holz, Geweben und Non-Woven zu verbinden, scheint zunächst abwegig, da sich solche Materialien unter ultraschallbedingter Wärmeeinwirkung in der Regel zersetzen und in Anwesenheit von Sauerstoff gegebe­nenfalls sogar in Brand geraten. Vor allen Dingen lassen sie sich nicht in eine flüssige Phase, die für eine Verschweissung notwendig ist, überführen.Combining organic fibers such as paper, cardboard, wood, fabrics and non-woven fabrics with ultrasound initially seems absurd, since such materials usually decompose under the influence of heat caused by ultrasound and may even catch fire in the presence of oxygen. Above all, they cannot be converted into a liquid phase, which is necessary for welding.

Aufgrund eigener Untersuchungen wurde hingegen festgestellt, dass bereits eine sehr dünne Beschichtung genügt, um eine hinreichende Haftung zwischen den Papierlagen zu gewährleisten. Diese Beschich­tung kann beispielsweise eine Druckfarbe sein, die während der Bedruckung aufgebracht wird oder ein dünner, raschtrocknender Kunststoffilm. Gegebenenfalls kann ein geeignetes Bindemittel bereits bei der Papierherstellung eingearbeitet werden. Die gleichzeitige Einwirkung von Wärme, Druck und einer Vibrationsbewegung bewir­ken selbst beim Vorliegen einer sehr kleinen Bindematerialmenge eine hinreichende Haftung der Papierlagen.However, based on our own investigations, it was found that a very thin coating is sufficient to ensure sufficient adhesion between the paper layers. This coating can be, for example, a printing ink that is applied during printing or a thin, quick-drying plastic film. If necessary, a suitable binder can already be incorporated during paper production. The simultaneous action of heat, pressure and a vibration movement result in sufficient adhesion of the paper layers even when a very small amount of binding material is present.

Die Verbindung von Papierlagen durch Verklebung ist zwar bekannt, doch erfordert dieses Verfahren, dass unmittelbar vor der Verklebung Klebstoff auf dem Klebgut angebracht werden muss. Damit ist einer­seits ein zusätzlicher Arbeitsgang notwendig, bei welchem die Pa­pierblätter einzeln mit Klebstoff versehen werden und andererseits muss beachtet werden, dass sich die zur Verbindung vorbereiteten Papierblätter nicht vorzeitig berühren. Das vorgeschlagene Ultra­schallverfahren erlaubt es hingegen, dass das Papier gleichzeitig mit der Bedruckung zur anschliessenden Verbindung vorbehandelt werden kann - der Vorbehandlungsprozess also in den Druckvorgang inte­grierbar ist - und vor allem, dass die weitere Verarbeitung des Druckgutes, wie Schneiden, Ordnen der Einzelblätter und Falzen der Papierlagen, durch die Verbindungsvorbehandlung nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere ist es von Vorteil, dass die Papierlagen in Analo­gie zur Draht- oder Fadenheftung verbunden werden können.The connection of layers of paper by gluing is known, but this method requires that glue must be applied to the adhesive immediately before the gluing. On the one hand, this requires an additional work step in which the paper sheets are individually provided with adhesive and, on the other hand, it must be ensured that the paper sheets prepared for connection do not touch prematurely. The proposed ultrasound process, on the other hand, allows the paper to be pretreated simultaneously with the printing for the subsequent connection can - the pre-treatment process can thus be integrated into the printing process - and above all that the further processing of the printed matter, such as cutting, arranging the individual sheets and folding the paper layers, is not impaired by the connection pre-treatment. It is particularly advantageous that the paper layers can be connected in analogy to wire or thread stitching.

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

  • Fig. 1 zeigt eine Prinzip-Darstellung einer Ultraschall-Schweiss­vorrichtung wie sie beispielsweise zum Verbinden von Kunststoffen verwendet wird,
  • Fig. 2 veranschaulicht das Prinzip einer Ultraschallwandler-Boo­ster-Sonotroden-Vorrichtung,
  • Fig. 3 zeigt eine erste mögliche konische Formgebung der Spitze der Sonotrode,
  • Fig. 4 ist eine Darstellung einer zweiten, als Schneide ausgebil­dete Formgebung der Sonotrode und
  • Fig. 5 zeigt eine dritte mögliche Formgebung der Sonotrode in Form einer Schneide mit Einkerbungen.
  • Fig. 6 ist eine Darstellung eines Papierblattes mit streifenförmiger Vorbehandlung,
  • Fig. 7 zeigt eine Darstellung einer Vorrichtung zum Ultraschall­verschweissen von Papierlagen mittels eines plattenförmigen Widerlagers und
  • Fig. 8 zeigt die entsprechende Verschweissung von Papierlagen auf einem Rücken mittels eines leistförmigen Widerlagers.
  • Fig. 9 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Druckanlage, in die eine Ultraschallschweiss-Vorrichtung integriert ist.
For example, information and devices for making such connections are described using the following figures:
  • 1 shows a schematic diagram of an ultrasonic welding device as used, for example, for connecting plastics,
  • 2 illustrates the principle of an ultrasonic transducer booster sonotrode device,
  • 3 shows a first possible conical shape of the tip of the sonotrode,
  • FIG. 4 is an illustration of a second cutting edge shape of the sonotrode and
  • Fig. 5 shows a third possible shape of the sonotrode in the form of a cutting edge with notches.
  • 6 is an illustration of a paper sheet with strip-shaped pretreatment,
  • 7 shows an illustration of a device for ultrasonically welding paper layers by means of a plate-shaped abutment and
  • Fig. 8 shows the corresponding welding of paper layers on a back by means of a power-like abutment.
  • Fig. 9 is an illustration of an example of a printing system in which an ultrasonic welding device is integrated.

In Fig. 1 ist ein Beispiel des prinzipielle Aufbau eines Ultraschallge­rätes, wie es zum Verschweissen von Kunststoffen eingesetzt wird, dargestellt:1 shows an example of the basic structure of an ultrasound device, such as is used for welding plastics:

Das Steuergerät 10 besteht aus einem Netzteil 11, dem Verstärker 12, dem Hochfrequenztransformator 13 und einem abstimmbaren Mit­koppler 14. Letzterer ist über den Mitkopplungskeis 15 mit dem Ein­gang des Verstärkers 12 und dem Hochfrequenztransformator 13 verbunden. Am Hochfrequenztransformator ist als frequenzbestim­mendes Glied der Ultraschallschwinger 20 angeschlossen. Diese Schal­tung gewährleistet, dass der Ultraschallschwinger 20 in akustischer Resonanz betrieben werden kann, was für eine gute Uebertragung der Schwingungsleistung von der Quelle zum Arbeitspunkt notwendig ist. Durch Abstimmung des Mitkopplers 14 lässt sich die Phasenlage des Hochfrequenzoszillators optimieren.The control unit 10 consists of a power supply unit 11, the amplifier 12, the high-frequency transformer 13 and a tunable positive coupler 14. The latter is connected to the input of the amplifier 12 and the high-frequency transformer 13 via the positive feedback circuit 15. The ultrasonic oscillator 20 is connected to the high-frequency transformer as a frequency-determining element. This circuit ensures that the ultrasonic vibrator 20 can be operated in acoustic resonance, which is necessary for a good transmission of the vibration power from the source to the operating point. The phase position of the high-frequency oscillator can be optimized by tuning the co-coupler 14.

Der prinzipielle Aufbau des Ultraschallschwingers 20 ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Vorrichtung setzt sich in der Regel aus einem Ultraschallwandler 21 und dem schwingenden Werkzeug der sog. Sonotrode 24 zusammen. Der Ultraschallwandler 21 besteht aus einem Stapel von parallel beschalteten Piezo-Keramikplatten 22. Gegebe­nenfalls ist zwischen dem Ultraschallwandler und der Sonotrode ein Schall-Amplitudentransformator, ein sog. Booster 23, zwischenge­schaltet. Dieses passive Element 23 bewirkt eine Erhöhung, oder Erniedrigung der Schwingungsamplitude. Die Sonotrode, das eigentli­ che Verbindungswerkzeug, gewährleistet an dessen Spitze 25 die Uebertragung der Ultraschalleistung auf des zu verbindende Schweissgut 26. Ein Widerlager 27 dient zum Abfangen des Anpress­druckes, welches das Sonotrodenende auf das Schweissgut 26 ausübt. Das Widerlager 27 muss derart beschaffen sein, dass es möglichst wenig der angewandten Ultraschalleistung aufnimmt, d.h. es muss gegenüber dem Schweissgut 26 eine möglichst hohe mechanische Trägheit besitzen und möglichst undeformierbar sein.The basic structure of the ultrasonic vibrator 20 is shown in FIG. 2. This device is generally composed of an ultrasonic transducer 21 and the vibrating tool, the so-called sonotrode 24. The ultrasound transducer 21 consists of a stack of piezo-ceramic plates 22 connected in parallel. If necessary, a sound amplitude transformer, a so-called booster 23, is interposed between the ultrasound transducer and the sonotrode. This passive element 23 causes an increase or decrease in the vibration amplitude. The sonotrode, the real thing che connecting tool, ensures at its tip 25 the transmission of ultrasonic power to the weld metal 26 to be connected. An abutment 27 serves to absorb the contact pressure which the sonotrode end exerts on the weld metal 26. The abutment 27 must be designed in such a way that it absorbs as little as possible of the ultrasonic power used, ie it must have the highest possible mechanical inertia with respect to the weld metal 26 and be as undeformable as possible.

Das System Ultraschallwandler 21 - Booster 23 - Sonotrode 24 wird, wie erwähnt, in akustischer Resonanz betrieben. Bei den meisten An­wendungen wird eine Longitudinalschwingung angeregt. Ultraschall-­Schweissgeräte arbeiten in der Regel bei einer Frequenz von 20 kHz, bis 40 kHz. Typischerweise beträgt die longitudinale Schwingungsam­plitude an der Spitze 25 der Sonotrode 24 ca. 100 um bei 20 kHz-­Betrieb und ca 50 um bei 40 kHz.As mentioned, the system of ultrasonic transducer 21 - booster 23 - sonotrode 24 is operated in acoustic resonance. Longitudinal vibration is excited in most applications. Ultrasonic welding machines generally work at a frequency of 20 kHz to 40 kHz. Typically, the longitudinal oscillation amplitude at the tip 25 of the sonotrode 24 is approximately 100 μm at 20 kHz operation and approximately 50 μm at 40 kHz.

Die Vorrichtung, bestehend aus der Steuervorrichtung 10 und dem Ultraschallschwinger 20, wird üblicherweise mittels einer Regelung derart betrieben, dass die mechanische Amplitude an der Sonotro­denende 25 - unabhängig von der Dämpfung durch das Schweissgut 26 - einen konstanten, vorgegebenen Wert hat. Bei komfortableren Ultraschallschweissanlagen kann zusätzlich zur Ultraschalleistung der Anpressdruck, der das Sonotrodenende 25 auf das schweissgut 26 ausübt, sowie die Zeit der Ultraschalleinwirkung vorgegeben werden.The device, consisting of the control device 10 and the ultrasonic oscillator 20, is usually operated by means of a control system in such a way that the mechanical amplitude at the sonotrode end 25 has a constant, predetermined value, regardless of the damping by the weld metal 26. In the case of more convenient ultrasonic welding systems, in addition to the ultrasonic power, the contact pressure which the sonotrode end 25 exerts on the weld metal 26 and the time of the ultrasonic action can be specified.

Die Wahl des Boosters 23, sowie die Formgebung der Sonotrode 24 richtet sich nach Art des Schweissgutes 26 und der auszuführenden Verschweissung. Beispiele der gebräuchlichsten Sonotroden-Formen sind in der bereits erwähnten Arbeit "Ultraschall für das Kunststoff-­ Fügen" von R. Altena, W.-R.Behnke, L.Horvath, H.-J.Rheinhardt und W.Ruhland aufgeführt.The choice of the booster 23 and the shape of the sonotrode 24 depend on the type of the weld metal 26 and the welding to be carried out. Examples of the most common forms of sonotrodes are given in the previously mentioned work "Ultrasound for plastics Fügen "by R. Altena, W.-R.Behnke, L.Horvath, H.-J.Rheinhardt and W.Ruhland.

In den Fig. 3 bis Fig. 5 sind einige Beispiele von Sonotroden darge­stellt, die für Anwendungen, die später erwähnt werden, besonders günstig sind. So zeigt Fig. 3 eine konisch, 31, in eine Spitze 32 auslaufende Sonotrode 24, die sich zur Schaffung von punktförmigen Verschweissungen eignet.3 to 5 show some examples of sonotrodes which are particularly favorable for applications which will be mentioned later. 3 shows a conical, 31, in a tip 32 tapered sonotrode 24, which is suitable for creating spot welds.

Fig. 4 veranschaulicht eine Sonotrode mit einem flachen Sonotroden­ende 41 und schneidenförmiger Schweisskante 42. Diese Ausführungs­form der Sonotrode 24 eignet sich insbesondere zur Herstellung einer langen schmalen Schweissnaht.4 illustrates a sonotrode with a flat sonotrode end 41 and a cutting-shaped welding edge 42. This embodiment of the sonotrode 24 is particularly suitable for producing a long, narrow weld seam.

Fig. 5 zeigt eine Kombination der beiden Ausführungsformen von Fig. 3 und Fig. 4. Das flache Sonotrodenende 41 ist ähnlich schnei­denförmig gestaltet wie diejenige, 42, von Fig. 4. Allerdings ist zur Erhöhung des lokalen Anpressdruckes zwischen Sonotrode 24 und Wi­derlager 27 die schneidenförmige Schweisskante 42 mit Einkerbungen 53 versehen. Es können damit simultan in einer langen und schmalen Schweissnaht liegende Schweissstellen erzeugt werden.FIG. 5 shows a combination of the two embodiments of FIGS. 3 and 4. The flat sonotrode end 41 is designed in a similar cutting shape to that, 42, of FIG. 4. However, in order to increase the local contact pressure between the sonotrode 24 and the abutment 27 the knife-shaped welding edge 42 provided with notches 53. Welding points lying in a long and narrow weld seam can thus be generated simultaneously.

Mit Vorrichtungen, wie sie in den Fig. 1 bis Fig. 5. dargestellt sind, lassen sich Lagen aus trockenem, unbedrucktem Papier, wie bereits erwähnt, nicht verbinden. Entsprechende Versuche zeigten nur eine Schwärzung, welche auf die ultraschallbedingte thermische Einwir­kung zurückzuführen war. Ein weiterer Schritt wäre, die einzelnen Papierfasern während der Ultraschallbewegung ineinander verfilzen zu lassen - vor allem wenn eine zur Papieroberfläche transversaleLayers of dry, unprinted paper, as already mentioned, cannot be connected with devices as shown in FIGS. 1 to 5. Corresponding tests only showed blackening, which was due to the ultrasound-induced thermal action. Another step would be to have the individual paper fibers matted together during the ultrasonic movement - especially if one is transverse to the paper surface

Ultraschallbewegung ausgeführt wird. Eine solche Verfilzung konnte mit einer Longitudinalbewegung schwach nachgewiesen werden.Ultrasonic movement is carried out. Such matting could be weakly demonstrated with a longitudinal movement.

Bedeutend bessere Resultate liessen sich erreichen, wenn die Papier­lagen leicht befeuchtet sind. In diesem Falle wird die Papierstruktur leicht zerstört - es bildet sich lokal ein Papierbrei, wie er bei der Papierherstellung vorhanden ist. Bei der darauffolgenden ultraschall­bedingten Erwärmung und Pressung findet, in Analogie zum eigentli­chen Papierherstellungsprozess, eine Verfilzung und Verleimung der Papierfasern statt. Auf diese Weise ist bereits eine beschränkte Haftung der Papierlagen möglich.Significantly better results can be achieved if the paper layers are slightly moistened. In this case, the paper structure is easily destroyed - a paper pulp is formed locally, as is present in the paper production. During the subsequent ultrasound-related heating and pressing, the paper fibers are felted and glued in analogy to the actual paper production process. In this way, limited liability of the paper layers is already possible.

Bessere Resultate lassen sich allerdings erreichen, wenn das Papier mit einer schmelzbaren Beschichtung versehen ist, wobei ein sehr dünner Film durchaus genügt. Bereits beim Trennen von zwei Pa­pierlagen, von der die eine unter Anwendung gewöhnlicher Drucker­schwärze bedruckt, die andere unbedruckt ist, kann nach der Ultra­schalleinwirkung eine teilweise Uebertragung der Druckfarbe auf das unbedruckte Blatt festgestellt werden. Das bedeutet, dass die Haftung der Druckfarbe am unbedruckten Blatt ebenso gut ist, wie deren Haftung bei der ursprünglichen Applikation. Eine starke Bedruckung, beispielsweise Dunkelbrauntöne auf Glanzpapier, wie sie bei illu­strierten Zeitschriften lokal vorhanden sind, ergeben unter der Ein­wirkung des Ultraschalles eine sehr gute Haftung.However, better results can be achieved if the paper is provided with a meltable coating, although a very thin film is quite sufficient. Already when separating two layers of paper, one of which is printed using ordinary printing ink and the other is unprinted, a partial transfer of the printing ink to the unprinted sheet can be determined after the action of ultrasound. This means that the adhesion of the printing ink to the unprinted sheet is just as good as the adhesion of the original application. A strong print, for example dark brown tones on glossy paper, as is available locally in illustrated magazines, results in very good adhesion under the influence of ultrasound.

Zur Gewährleistung einer zuverlässigen Verbindung ist eine Vorbe­handlung des Papiers, wie erwähnt, empfehlenswert. Es bestehen dazu verschiedene Möglichkeiten.To ensure a reliable connection, pretreatment of the paper, as mentioned, is recommended. There are various ways of doing this.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung eines Papierblattes, das für die Ultra­schallverschweissung vorbehandelt worden ist. In der Falzregion 62 des Heftes des Papierblattes 61 ist ein seitlich begrenzter Streifen 63 definiert, der mit einem Druckfarbstoff oder einem bei höherer Temperatur schmelzenden Kunststoff versehen ist. Solche Streifen 63 können beispielsweise zusätzlich oder alternativ in Regionen 64 des Blattes 61 angebracht werden, wo später Einlageblätter, Anmelde- und Bon-Formulare, oder Kunstdrucke eingefügt werden. Die Strei­fenregionen 63, 64 können entweder im Rahmen des Druckvorganges - beispielsweise durch eine Mehrfachbeschichtung durch Druckfarben, einen speziellen viel Bindemittel enthaltenden Druckfarbstoff - oder in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt des Papiers 61 angebracht werden.6 shows an illustration of a sheet of paper which has been pretreated for the ultrasonic welding. A laterally delimited strip 63 is defined in the fold region 62 of the booklet of the paper sheet 61 and is provided with a printing dye or a plastic which melts at a higher temperature. Such strips 63 can, for example, additionally or alternatively be applied in regions 64 of sheet 61, where later insert sheets, registration and receipt forms, or art prints are inserted. The stripe regions 63, 64 can either be applied as part of the printing process - for example by multiple coating using printing inks, a special printing dye containing a large amount of binder - or in an additional processing step on the paper 61.

Eine andere Möglichkeit der Vorbehandlung für die nachträgliche Ultraschallverschweissung des Papiers 61 besteht in einer nicht scharf begrenzten Applikation eines farblosen Bindemittels, beispiels­weise eines sehr dünnen Kunststoffilmes. Eine solche Vorbehandlung erfordert keine Veränderung des Druckprozesses, beispielsweise durch Verwendung eines speziellen Druckfarbstoffes. Die Vorbehandlung könnte beispielsweise durch eine Besprühung des bedruckten Blattes in der Binderegion bewerkstelligt werden. Der Materialauftrag, der in der Regel ohnehin in die Falzregion fällt würde wegen des minimalen Materialauftrages kaum störend wirken.Another possibility of pretreatment for the subsequent ultrasonic welding of the paper 61 consists in the application of a colorless binder, for example a very thin plastic film, which is not sharply delimited. Such pretreatment does not require any change in the printing process, for example by using a special printing dye. The pretreatment could be accomplished, for example, by spraying the printed sheet in the binding region. The material application, which usually falls in the fold region anyway, would hardly be disruptive due to the minimal material application.

Eine weitere Papierbehandlung besteht darin, dass das Papierblatt entweder während des Herstellungsvorganges während, oder nach dem Druckvorgang für die Ultraschallverschweissung ganzseitig vor­behandelt wird. Mit einer Vorbehandlung während oder unmittelbar nach der Papierherstellung, bezw. vor oder während des Druckvor­ganges könnte beispielsweise zusätzlich ein erwünschter Glanzeffekt, Feuchtigkeitsschutz oder dergleichen erreicht werden.A further paper treatment consists in that the paper sheet is pretreated on all sides either during the production process during or after the printing process for the ultrasonic welding. With a pretreatment during or immediately after papermaking, respectively. Before or during the printing process, for example, a desired gloss effect, moisture protection or the like could also be added can be achieved.

Als weitere Art der Vorbehandlung kann beispielsweise in die Falzre­gion 63 der bereits gestapelten Papierlagen Bindemittel oder Wasser injiziert werden. Die Papierlagen können vorperforiert und gleichzei­tig oder nachträglich mittels Hohlnadeln oder kanülierten Nadeln mit Bindemittel oder Wasser versehen werden. Ferner besteht die Mög­lichkeit, Flüssigkeitstropfen in die Papierlagen einzuschiessen. (Siehe Näheres in der parallel eingereichten Patentanmeldung Nr.... vom ... mit dem Titel "Verfahren zur Klebebindung von Papierlagen".)As a further type of pretreatment, binder or water can be injected, for example, into the fold region 63 of the paper layers already stacked. The paper layers can be pre-perforated and, at the same time or subsequently, provided with binders or water by means of hollow needles or cannulated needles. There is also the possibility of shooting drops of liquid into the paper layers. (For more information, see the parallel application for patent application dated .... dated ... entitled "Process for the perfect binding of paper layers".)

Wie bereits erwähnt, ist zum Auffangen des Anpressdruckes, der die Sonotrode 24 auf das Schweissgut 26 ausübt, ein Widerlager 27 not­wendig. dieses Widerlager kann eine Platte sein, wie das in Fig. 7 festgehalten ist.As already mentioned, an abutment 27 is necessary to absorb the contact pressure which the sonotrode 24 exerts on the weld metal 26. this abutment can be a plate, as is shown in Fig. 7.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Widerlager eine ristförmige Vorrichtung 27′ ist, auf dem die Papierlagen im Schup­penstrom der Druckmaschine, wie in Fig. 8 dargestellt, gelagert sind. Das Widerlager kann in diesem Falle stab- oder ristförmig ausgebil­det sein.Another possibility is that the abutment is an instep-shaped device 27 ', on which the paper layers in the scale flow of the printing press, as shown in Fig. 8, are stored. In this case, the abutment can be rod-shaped or instep-shaped.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer Prinzipdarstellung einer Druckanlage mit integrierter Ultraschallschweiss-Vorrichtung für Papierlagen. Das Papier gelangt von der Papierlade-Vorrichtung 90 zur Druckvorrich­tung 91, die aus mehreren Druckstufen bestehen kann. Anschliessend wird das Druckgut längs geschnitten und gegebenenfalls einer Schneidevorrichtung 92 zugeführt. Das Druckgut gelangt dann bei­spielsweise zur Schweissvorbehandlungs-Vorrichtung 94, wo Bindemit­tel aufgedruckt oder aufgesprüht wird. Das Druckmaterial wird an­ schliessend gebündelt und weiter befördert. Gegebenenfalls kann eine Schweissvorbehandlung durch Bindemitteleinschuss an den gebündel­ten Papierlagen vorgenommen werden. Anschliessend gelangt das Druckgut in die Ultraschallschweiss-Vorrichtung 95, wo die Papierla­gen verbunden werden. Die gebundenen Produkte werden anschlies­send, beispielsweise als Schuppenstrom 93, von der Entnahme-Vor­richtung 96 entgegengenommen.9 shows an example of a basic illustration of a printing system with an integrated ultrasonic welding device for paper layers. The paper passes from the paper loading device 90 to the printing device 91, which can consist of several printing stages. The printed material is then cut lengthwise and, if necessary, fed to a cutting device 92. The printed matter then reaches, for example, the welding pretreatment device 94, where binder is printed or sprayed on. The substrate is on finally bundled and carried on. If necessary, welding pretreatment can be carried out on the bundled layers of paper by binder binding. The printed matter then arrives in the ultrasonic welding device 95, where the paper layers are connected. The bound products are then accepted by the removal device 96, for example as a shingled stream 93.

Claims (17)

1. Verfahren zum Verbinden von Papierlagen in Form von Heften, Broschüren oder Büchern oder zum Einheften von deren Beilage-Blättern, dadurch gekennzeichnet, dass die Heftung unter Ultraschalleinwirkung geschieht.1. A method for connecting layers of paper in the form of booklets, brochures or books or for inserting their insert sheets, characterized in that the stapling takes place under the influence of ultrasound. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierlagen vor der Ultraschalleinwirkung einer ganz­flächigen oder lokalen Vorbehandlung unterworfen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the paper layers are subjected to a full-area or local pretreatment before the action of ultrasound. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung in der Applikation eines Bindemittels besteht.3. The method according to claim 2, characterized in that the pretreatment consists in the application of a binder. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung in einer Befeuchtung besteht.4. The method according to claim 2, characterized in that the pretreatment consists in moistening. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, dass die Vorbehandlung vor der Bedruckung, bei­spielsweise bei der Papierherstellung, vorgenommen wird.5. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the pretreatment is carried out before printing, for example in papermaking. 6. Verfahren nach Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, dass die Vorbehandlung während des Druckvorganges vorgenommen wird.6. The method according to claims 2 or 3, characterized in that the pretreatment is carried out during the printing process. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung nach der Bedruk­kung, gegebenenfalls im Schuppenstrom, vorgenommen wird.7. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the pretreatment is carried out after the printing, optionally in the stream of flakes. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung in einer Bedruckung besteht, wobei das Bindemittel in der Druckfarbe enthalten ist oder die Druckfarbe selbst das Bindemittel darstellt.8. The method according to claim 6, characterized in that the pretreatment consists of printing, the binder being contained in the printing ink or the printing ink itself being the binder. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung in einer Besprü­hung besteht.9. The method according to any one of claims 5 or 7, characterized in that the pretreatment consists of spraying. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung in einer Injektion von Bindemittel oder Wasser in die Papierlagen besteht.10. The method according to claim 7, characterized in that the pretreatment consists in an injection of binder or water into the paper layers. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschalleinwirkung auf die Pa­pierlagen punkt- oder streifenförmig erfolgt.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the action of ultrasound on the paper layers is punctiform or strip-shaped. 12. Vorrichtung zum Verbinden von Papierlagen in Form von Heften, Broschüren oder Büchern oder zum Einheften von Beilage-Blättern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Heftvorrichtung aus einem Steuergerät (10) und einem Ultraschallschwinger (20) besteht, der seinerseits aus einem Ultraschallwandler (21), gegebenenfalls einem Ampli­tudentransformator, sog. Booster (23), einer Sonotrode (24) mit einem, zu einer Spitze (32) oder zu einer schneiden­förmigen Kante (42) auslaufenden, Sonotrodenende (25, 31, 41) aufgebaut ist und ein Widerlager (27, 27′) vorhanden ist.12. Device for connecting layers of paper in the form of booklets, brochures or books or for inserting Insert sheets according to claim 1, characterized in that the stapling device consists of a control device (10) and an ultrasonic oscillator (20), which in turn consists of an ultrasonic transducer (21), optionally an amplitude transformer, so-called booster (23), a sonotrode (24 ) is constructed with one, to a tip (32) or to a cutting edge (42), sonotrode end (25, 31, 41) and an abutment (27, 27 ') is present. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (31, 41) der Sonotrode (24) konisch (31) ausgebildet ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the end (31, 41) of the sonotrode (24) is conical (31). 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (31, 41) der Sonotrode (24) schneidenförmig (41) ausgebildet ist und gegebenenfalls Einkerbungen (53) enthält.14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the end (31, 41) of the sonotrode (24) is designed in a cutting shape (41) and optionally contains notches (53). 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager platten-(27), stab- oder ristförmig (27′) ist.15. The apparatus according to claim 12, characterized in that the abutment is plate (27), rod or instep-shaped (27 '). 16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallheftvorrichtung (10, 20) in die Druck­anlage integriert ist.16. The apparatus according to claim 12, characterized in that the ultrasonic stapling device (10, 20) is integrated in the printing system. 17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschall-Heftvorrichtung (10, 20) im Bereich des Schuppenstromes (93) angeordnet ist.17. The apparatus according to claim 12, characterized in that the ultrasonic stapling device (10, 20) in the area of the scale stream (93) is arranged.
EP19900810180 1989-03-30 1990-03-08 Method for binding paper sheets Expired - Lifetime EP0390733B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH115689 1989-03-30
CH1156/89 1989-03-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0390733A2 true EP0390733A2 (en) 1990-10-03
EP0390733A3 EP0390733A3 (en) 1991-05-08
EP0390733B1 EP0390733B1 (en) 1994-08-10

Family

ID=4203791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19900810180 Expired - Lifetime EP0390733B1 (en) 1989-03-30 1990-03-08 Method for binding paper sheets

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0390733B1 (en)
JP (1) JP2934276B2 (en)
DE (1) DE59006734D1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5564685A (en) * 1994-01-10 1996-10-15 Ferag Ag Device for the adhesive stitching of printed products
US5634758A (en) * 1994-01-19 1997-06-03 Ferag Ag Process and apparatus for the adhesive connection of the sheets of a multi-sheet folded printed product
US5716182A (en) * 1993-06-11 1998-02-10 Ferag Ag Method and apparatus for connecting the sheets of a multi-sheet printed product
EP0888907A1 (en) * 1997-06-30 1999-01-07 Xerox Corporation Bookbinding system employing microwave heating
WO1999025547A1 (en) * 1997-11-17 1999-05-27 Mölnlycke Health Care Ab A method of joining together paper
WO2003057461A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for simultaneously imprinting a pattern and bonding cellulose webs using ultrasonic energy
EP1588971A1 (en) 2004-04-22 2005-10-26 Ferag AG Method and apparatus for handling of printed products
DE102013225737A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Method for producing a packaging and packaging machine
EP3188915B1 (en) 2014-09-04 2018-10-10 Bundesdruckerei GmbH Data carrier, booklet- or book-shaped object containing the data carrier, and method for producing the data carrier
CN113543963A (en) * 2019-03-01 2021-10-22 星德科技术有限公司 Tubular bag machine for producing paper bags
US11541623B2 (en) 2019-03-01 2023-01-03 Syntegon Technology Gmbh Method and apparatus for joining paper material

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4044104B2 (en) * 2005-03-31 2008-02-06 大王製紙株式会社 Paper sheet and paper sheet joining method
JP5440458B2 (en) * 2010-05-21 2014-03-12 大日本印刷株式会社 Booklet production equipment

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1382415A (en) * 1963-12-24 1964-12-18 Omega Lab Ltd Method and apparatus for the assembly by welding of fibrous materials and products conforming to those thus obtained
US3321558A (en) * 1962-10-08 1967-05-23 Cavitron Ultrasonics Inc Ultrasonic heating method
DE2126495A1 (en) * 1970-05-27 1971-12-09 Xerox Corp., Rochester, N.Y. (V.StA.) Method for binding multiple sheets of paper
US3793016A (en) * 1972-10-19 1974-02-19 Xerox Corp Electrophotographic sheet binding process
US4149288A (en) * 1977-06-06 1979-04-17 Sendor Bernard T Ultrasonic paper welding
EP0014946A1 (en) * 1979-02-14 1980-09-03 Maschinenfabrik Rissen GmbH Method for the adhesive bonding of paper and/or cardboard parts
EP0340334A2 (en) * 1988-05-05 1989-11-08 Drescher Geschäftsdrucke Gmbh Apparatus for joining two or multilayered paper articles together

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3321558A (en) * 1962-10-08 1967-05-23 Cavitron Ultrasonics Inc Ultrasonic heating method
FR1382415A (en) * 1963-12-24 1964-12-18 Omega Lab Ltd Method and apparatus for the assembly by welding of fibrous materials and products conforming to those thus obtained
DE2126495A1 (en) * 1970-05-27 1971-12-09 Xerox Corp., Rochester, N.Y. (V.StA.) Method for binding multiple sheets of paper
US3793016A (en) * 1972-10-19 1974-02-19 Xerox Corp Electrophotographic sheet binding process
US4149288A (en) * 1977-06-06 1979-04-17 Sendor Bernard T Ultrasonic paper welding
EP0014946A1 (en) * 1979-02-14 1980-09-03 Maschinenfabrik Rissen GmbH Method for the adhesive bonding of paper and/or cardboard parts
EP0340334A2 (en) * 1988-05-05 1989-11-08 Drescher Geschäftsdrucke Gmbh Apparatus for joining two or multilayered paper articles together

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MODERN PACKAGING. vol. 52, no. 9, September 1979, NEW YORK US Seiten 39 - 41; "ULTRASONICS: THE NEW WAVE IN SEALING" *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5716182A (en) * 1993-06-11 1998-02-10 Ferag Ag Method and apparatus for connecting the sheets of a multi-sheet printed product
US5564685A (en) * 1994-01-10 1996-10-15 Ferag Ag Device for the adhesive stitching of printed products
US5634758A (en) * 1994-01-19 1997-06-03 Ferag Ag Process and apparatus for the adhesive connection of the sheets of a multi-sheet folded printed product
EP0888907A1 (en) * 1997-06-30 1999-01-07 Xerox Corporation Bookbinding system employing microwave heating
US6042318A (en) * 1997-06-30 2000-03-28 Xerox Corporation Bookbinding system employing microwave heating
WO1999025547A1 (en) * 1997-11-17 1999-05-27 Mölnlycke Health Care Ab A method of joining together paper
WO2003057461A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for simultaneously imprinting a pattern and bonding cellulose webs using ultrasonic energy
EP1588971A1 (en) 2004-04-22 2005-10-26 Ferag AG Method and apparatus for handling of printed products
US8342317B2 (en) 2004-04-22 2013-01-01 Ferag Ag Processing on a transporter
DE102013225737A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Method for producing a packaging and packaging machine
EP3079895B1 (en) * 2013-12-12 2019-04-10 Robert Bosch GmbH Method for producing packaging, and packaging machine
US10723096B2 (en) 2013-12-12 2020-07-28 Robert Bosch Gmbh Method for producing packaging, and packaging machine
EP3188915B1 (en) 2014-09-04 2018-10-10 Bundesdruckerei GmbH Data carrier, booklet- or book-shaped object containing the data carrier, and method for producing the data carrier
CN113543963A (en) * 2019-03-01 2021-10-22 星德科技术有限公司 Tubular bag machine for producing paper bags
US11541623B2 (en) 2019-03-01 2023-01-03 Syntegon Technology Gmbh Method and apparatus for joining paper material

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03108590A (en) 1991-05-08
EP0390733B1 (en) 1994-08-10
JP2934276B2 (en) 1999-08-16
DE59006734D1 (en) 1994-09-15
EP0390733A3 (en) 1991-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0390733B1 (en) Method for binding paper sheets
DE2005961C2 (en) Method for binding sheets of paper to form a book
DE2237583A1 (en) BINDING LINK AND METHOD OF BINDING PAGES IN BOOK FORM
EP0193726A2 (en) Process for glueing together products of paper, foils etc., especially for marking sheets
EP0390734A2 (en) Method for binding paper sheets by adhesive
DE2910741A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING COMPOSITE BODIES FROM POLYVINYL CHLORIDE FILMS WITH WELDED-IN REINFORCING MATERIAL
EP0556475B1 (en) Handle for bags with a flat bottom, method and apparatus for manufacturing same
US2747865A (en) Booklet forming means and method
EP3352992B1 (en) Method and device for producing a security document
DE102018108273A1 (en) Method for joining two packaging material substrate layers
EP1147917A2 (en) Method and device for binding folded products
WO2008043193A2 (en) Form comprising a folding card producible therefrom, and multilayer materials for the production of such a form
DE69311562T2 (en) METHOD FOR FOLDING AND STICKING A PAPER SHEET CONTAINING INFORMATION
DE102007050707A1 (en) Method and device for mechanically fusing planar units
DE19525634A1 (en) Application of dispersion adhesives in book binding - with adhesive being heated prior to its application.
DE4008044C2 (en)
EP0344685A2 (en) Laminating machine in a corrugating installation
DE19781029B4 (en) Process for the preparation of bound printed products and printed product
DE69104078T2 (en) Process for gluing a paper web in the tobacco industry and cigarette filter rod manufactured by this process.
DE69601350T2 (en) Photo album production process
EP1234685A2 (en) Binding element and device for digital printing
EP0692444B1 (en) Material for attaching the leading end of a roll of paper web
EP1136250B1 (en) Method and device for glueing together webs of fibrous sheet material, such as paper
DE2151600C2 (en) Hot-melt adhesive application in bookbinding - involves coating of book block front and rear end sheets and compression with book covers
DE102020116773A1 (en) Adhesive application system

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CH DE GB LI SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CH DE GB LI SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19910918

17Q First examination report despatched

Effective date: 19930512

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE GB LI SE

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940810

REF Corresponds to:

Ref document number: 59006734

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940915

EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 90810180.1

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PFA

Owner name: FERAG AG

Free format text: FERAG AG#ZUERICHSTRASSE 74#8340 HINWIL (CH) -TRANSFER TO- FERAG AG#PATENTABTEILUNG Z. H. MARKUS FELIX ZUERICHSTRASSE 74#8340 HINWIL (CH)

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20060322

Year of fee payment: 17

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070309

EUG Se: european patent has lapsed
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20070308

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20060314

Year of fee payment: 17

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070308

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20080220

Year of fee payment: 19

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20080321

Year of fee payment: 19

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090331

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091001

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090331