(57)【要約】【課題】基材に流動性物質を塗布する装置を提供する。【解決手段】本発明は、塗布ノズルが、入口開口（３７）と流路（３８）とノズルスリット（３９）とを含む定置ノズル体（３６）を有し、流動性物質を塗布ノズル（１０）によって搬送する場合、流動性物質が入口開口（３７）から流路（３８）へ、および流路からノズルスリット（３９）へ到達し、ノズルスリット（３９）の出口開口（４０）を通って送出され、出口開口（４０）が、ノズル体（３６）の外側領域に配置されている。塗布ノズル（１０）は、調整要素（２５）によって出口開口（４０）の長手方向延在において出口開口（４０）の上方をノズル体（３６）に相対して可動であり、かつ外側領域に接触する、出口開口（４０）を可変に覆うためのスライダ（２６）さらに有する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットノズルとして形成された塗布ノズル（１０）を用いて少なくとも１つの基材（３）に流動性物質、特に流動性接着剤を塗布する装置（１）であって、前記塗布ノズルが、入口開口（３７）と流路（３８）とノズルスリット（３９）とを含む定置ノズル体（３６）を有し、ｘ、ｙ、ｚ座標を有する直交座標系に関して、流路（３８）の、ｘ−ｚ方向の平面により定義された断面のｙ方向の延在形状と、前記ノズルスリット（３９）の、ｘ方向に定義された幅のｙ方向の延在形状と、前記ノズルスリット（３９）の、ｚ方向に定義された深さのｙ方向の延在形状と、を備え、前記流動性物質を前記塗布ノズル（１０）によって搬送する場合、前記流動性物質が前記入口開口（３７）から前記流路（３８）へ、および該流路から前記ノズルスリット（３９）へ到達し、前記ノズルスリット（３９）の出口開口（４０）を通って送出され、前記出口開口（４０）は、前記ノズル体（３６）の外側領域に配置されており、前記塗布ノズル（１０）は、前記調整要素（２５）によって前記出口開口の長手方向延在において前記出口開口の上方を前記ノズル体（３６）に相対して可動であり、かつ外側領域に接触する、前記出口開口（４０）を可変に覆うためのスライダ（２６）をさらに有する、装置において、前記流路（３８）の長手方向延在（ＬＳ）は、少なくとも前記ノズルスリット（３９）の前記長手方向延在（ＬＤ）と同じ大きさであり、前記流路（３８）の一端（４１）の領域において前記入口開口（３７）が流路と協働し、前記流路（３８）の他端（４２）が、前記ノズルスリット（３９）の一端（４３）の領域で終わり、前記出口開口（４０）は、前記スライダ（２６）によって前記ノズルスリット（３９）の前記他端（４４）から遮蔽可能であり、前記流路（３８）の断面が前記流路（３８）の前記一端（４１）から前記流路（３８）の前記他端（４２）までｙ方向に連続的に小さくなり、前記ノズルスリット（３９）の前記幅は、延在形状にわたってｙ方向に一定であるか、または前記ノズルスリット（３９）の前記幅は、前記ノズルスリットの延在形状にわたって前記他端（４４）から前記一端（４３）までｙ方向に連続的に大きくなり、前記ノズルスリット（３９）の深さは、前記ノズルスリットの延在形状にわたってｙ方向に一定であるか、または前記ノズルスリット（３９）の深さは、前記ノズルスリットの延在形状にわたって前記他端（４４）から前記一端（４３）までｙ方向に連続的に小さくなり、前記ノズルスリット（３９）の前記幅と前記ノズルスリット（３９）の前記深さとが同時に一定であることはないことを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記流路（３８）および／または前記ノズルスリット（３９）は、不変の容積を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記入口開口（３７）の上流に、前記流路（３８）への流動性物質の流入を中断するための遮断手段（２２）が配置されており、特に前記遮断手段（２２）は、前記スライダ（２６）が摺動した場合に遮断位置にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記流路（３８）の長さに対する該流路の断面、および／または前記ノズルスリット（３９）の長さに対する該ノズルスリットの幅、および／または前記ノズルスリット（３９）の長さに対する該ノズルスリットの深さの変化は直線的でなく、特に単一曲率の曲線に相応することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記流路（３８）の他端（４２）における前記流路（３８）の前記断面は、前記一端（４１）における前記流路（３８）の断面の最大で半分の大きさであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記流路（３８）の可変の断面の形状は全く同じであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記ノズル体（３６）は、第１ノズル体部材（４５）と第２ノズル体部材（４６）、特にストリップ状ノズル体部材（４５、４６）を有し、該ノズル体部材は互いに接続されており、該ノズル体部材間に前記流路（３８）および前記ノズルスリット（３９）が形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記流路（３８）および／または前記ノズルスリット（３９）は、前記ノズル体部材（４５）における凹部のみによって形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記流路（３８）の前記断面は、半円の形状を有することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記一方のノズル体部材（４５）において前記流路（３８）および前記ノズルスリット（３９）が形成され、前記他方のノズル体部材（４６）において前記入口開口（３７）と前記入口開口（３７）への連絡部（４８）とが形成されていることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記出口開口（４０）および／または前記ノズルスリット（３９）および／または前記流路（３８）は、前記ｙ方向の延在に対して水平または垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノズル体（３６）は、前記外側領域に平坦に形成されており、前記スライダ（２６）は、前記領域における前記ノズル体（３６）の接触、特に付勢下での密接のための平坦区分を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記出口開口（４０）は、前記スライダ（２６）によって完全に覆い可能であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
当接面（１７）を備えた当接体（１８）を有し、該当接面が、前記出口開口（４０）の長手方向延在に対して垂直に前記出口開口（４０）の側方に、特に前記出口開口（４０）に隣接して配置されており、前記スライダ（２６）は、前記当接体（１８）のほうに向いた側に、前記当接体（１８）の当接面（１７）と平行の当接面（４９）を有し、特に、前記当接面（１７、４９）が前記基材（３）のための収斂する導入面を形成する面領域を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記出口開口（４０）の領域において前記ノズル体（３６）の上方に基材（３）を搬送する搬送装置（８、９）を有し、特に、前記搬送装置（８、９）は、前記基材（３）、特に本の中身を固定して搬送するための移送クランプ（８）の配置を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリットノズルとして形成された塗布ノズルを用いて少なくとも１つの基材に流動性物質、特に流動性接着剤を塗布する装置に関し、塗布ノズルは、入口開口と流路とノズルスリットとを含む定置ノズル体を有し、流動性物質を塗布ノズルによって搬送する場合、流動性物質が入口開口から流路へ、および流路からノズルスリットへ到達し、ノズルスリットの出口開口を通って送出され、ノズルスリットの出口開口は、ノズル体の外側領域に配置されており、塗布ノズルは、調整要素によって出口開口の長手方向延在において出口開口の上方をノズル体に相対して可動であり、かつ外側領域に接触する、出口開口を可変に覆うためのスライダをさらに有する。
【０００２】
ｘ、ｙ、ｚ座標を有する直交座標系に関して、流路の断面がｙ方向に延び、断面は、ｘ−ｚ方向の平面によって定義されており、ノズルスリットの幅がｙ方向に延び、幅がｘ方向に定義されており、ノズルスリットの深さがｙ方向に延び、深さきはｚ方向に定義されている。
【背景技術】
【０００３】
冒頭で述べた種類の装置は様々に使用される。装置による流動性物質の塗布が主要な適用分野であると見なされる。別の主な適用分野は、接着技術とは対照的にコーティング技術であり、したがって基材をコーティングする目的での装置による流動性物質の塗布である。
【０００４】
カタログ、雑誌、冊子、小型本、またはそれに類する製品などの接着を用いる印刷物の製造時に、印刷紙が本の中身としてまとめられ、続いて無線綴じ装置において実質的に背に加工が施され、次いで接着剤が本の中身の背および／または表紙の背の内面に塗布され、表紙は、本の中身と合体され、続いて本の中身にプレス加工される。その際、加工中、本の中身は、それぞれ下へ突き出す背で無線綴じ装置の循環案内される移送クランプに挟み込まれている。
【０００５】
無線綴じ法による製本では、塗布ノズルを用いて接着剤を塗布することが知られている。その際、接着剤は、特に分散接着剤、溶融接着剤、または分散接着剤と溶融接着剤との組合せである。この場合、近年、略してＰＵＲと呼ばれるポリウレタンの接着剤が、特に良好なページ脱落しにくさを有し、さらに本の中身の１８０°の見開き挙動、いわゆるレイフラット挙動に関して特に有利な結果が得られる溶融接着剤であることがわかった。この接着剤は、比較的低品質の紙、例えば、塗工成分の割合が、強度のために必要な繊維の割合を上回り、さらに接着のために繊維を露出させるためのラフニングも比較的不良に行われる塗工紙に対しても有利に使用可能である。
【０００６】
例えば周囲環境の湿気と化学反応するポリウレタンなどの反応性接着剤の加工には、いわゆるスリットノズル塗布装置を使用することが好ましい。接着剤は、通常、乾いたガスが充填された密封された前溶融装置内で液化され、容積式で圧送するポンプ（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｓｃｈ  ｆｏｒｄｅｒｎｄｅｎ  Ｐｕｍｐｅ）によって接着剤給送管を介してスリットノズルとして形成された塗布ノズルの塗布ヘッドに給送され、この塗布ノズルから本の中身の背または表紙へ移送される。単位時間あたりに圧送される接着剤の量は、本の中身の搬送速度と、本の中身の厚さと、本の中身の背または表紙に塗布される接着膜の達成されるべき厚さとに依存する。これらのパラメータにもとづいて、制御装置は、ポンプの必要な回転数もしくはポンプによって圧送されるべき接着剤量を算出する。連続する本の中身間の領域において、スリットノズルへの接着剤給送が中断されなければならない。
【０００７】
請求項１の前提部の特徴を有する装置は特許文献１から公知である。この装置は、流動性接着剤を塗布するために用いられる。この場合、室壁の構成要素であるベローズが調整装置によって外へ引っ張られることにより、接着剤が充填された室に負圧が発生する。負圧によって接着剤が室内に吸い込まれる。続いて、ベローズが調整装置によって室内に押し込まれることによって室内に負圧が発生する。負圧は、接着剤が面塗布ノズルによって室から押し出されて塗布されることをもたらす。面塗布ノズルのノズル開口はスリット開口として形成されている。スリットは、その出口断面に関して、加工されるべき本の背の最大幅に相当する最大長さを有している。比較的幅の狭い本の背の場合、ノズルスリットは、スライダによって望ましい本の背の幅に相応して密閉して閉じられる。この装置では、部分領域、特にベローズの部分領域に接着剤がほとんど、またはあまり流れない。このような空間において、接着剤は劣化し、完全または部分的に硬化し得る。これを別としても、ベローズを有する装置の形成は構造が複雑であり故障が起きやすい。
【０００８】
無線綴じ区間と１つまたは複数のデジタル印刷機とのインライン接続では、生産中断の必要なく様々なサイズの種々の製造ロットを製造できるならば経済性をはるかに高めることができる。同様に、新たなロットの最初の製品が販売可能であることが確保されなければならない。したがって、いわゆる調整欠陥品はもはや容認できない。
【０００９】
特許文献２から、塗布ノズルを用いて本の中身の背に接着剤を塗布する装置が公知である。塗布ノズルは、接着剤供給システムと管路を介して接続されている。塗布ノズルのノズルスリットの出口開口は、可変であり、加工されるべき本の中身の厚さに適合可能である。このために、塗布ノズルは、出口開口に隣接する、接着剤を提供するための第１の室と、出口開口と接着剤供給システムとの間に配置されている第２の室とを有している。第１の室の領域にある第１のスライダは、第１の室の幅を変更するために用いられ、第２の室の領域にある第２のスライダは、第２の室の容積を変更するために用いられる。したがって、第２の室は、より大きな厚さの本の中身からより小さな厚さの本の中身に切り替えられる場合に、余剰の接着剤を収容するために、もしくはより小さな厚さの本の中身からより大きな厚さの本の中身に切り替えられる場合に追加の接着剤を送出するために用いることができる、可変の容積を有するリザーバをなす。これにより、ノズルスリットの出口開口が変化した場合に余剰の接着剤が、塗布ノズルにくっつくか、または本の中身を汚す恐れのある接着剤の隆起をつくらないことが確保される。この装置には、ほとんど、またはあまり流れない領域が塗布ノズルに存在し、それによりこれらの中空室内で特にＰＵＲ接着剤が劣化し、完全または部分的に硬化し得るという欠点がある。これを別としても、この装置は構造がかなり複雑に形成されている。
【００１０】
ノズル体に形成された流路が洋服のハンガーの形状に形成されている流動材料から平らな押出物を形成するための塗布ノズルが特許文献３から公知である。この塗布ノズルでは、流路における入口開口が流路の中央領域に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３２０５１５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２６８４７０２号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０５８９９８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、請求項１の前提部の特徴を有する装置を、特に簡単な構造に形成され、スライダの異なった覆い位置で出口開口を通る流動性物質の均一な流出が保証され、出口開口のカバー位置の変更時に出口開口から流動性物質が流出しない、さらに流動性物質が充填されないか、または部分的にしか充填されない空洞がノズル体に形成されないように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。
【００１４】
本発明による装置では、流路の長手方向延在が少なくともノズルスリットの長手方向延在と同じ大きさであることが予定されている。この場合、流路の一端の領域において入口開口が流路と協働する。流路の他端はノズルスリットの一端の領域で終わる。出口開口は、スライダによってノズルスリットの他端から遮蔽可能（ａｂｂｌｅｎｄｂａｒ）である。この場合、流路の断面が流路の一端から流路の他端までｙ方向に連続的に小さくなり、ノズルスリットの幅は、ｙ方向の延在形状にわたって一定であるか、またはノズルスリットの幅は、ノズルスリットの延在形状にわたって他端から一端までｙ方向に連続的に大きくなり、ノズルスリットの深さは、ノズルスリットの延在形状にわたってｙ方向に一定であるか、またはノズルスリットの深さは、ノズルスリットの延在形状にわたって他端から一端までｙ方向に連続的に小さくなり、ノズルスリットの幅とノズルスリットの深さとが同時に一定であることはない。
【００１５】
装置のこの形態にもとづいて、流動性物質は、スライダの位置とは無関係に、したがって出口開口の遮蔽の程度とは無関係に常に流路の全長にわたって、したがって流路の入口開口から該入口開口から離反した一端まで搬送される。流路長さにわたる流路の断面およびノズルスリットの長さにわたるノズルスリットの断面は、スライダの位置とは無関係に、ノズルスリットの長さにわたって流動性物質が均一に分布して送出されるように寸法設定されている。その結果、スライダはノズルスリット内の流動性物質に影響を及ぼさないので、スライダの調節時にノズルスリット内の流動性物質がノズルスリットから搬送されることはない。流路およびノズルスリットの形態にもとづいて、流動性物質の送出が、スライダによって覆われないノズルスリットの出口開口の長さにわたって略一定である。
【００１６】
製造技術上の理由から、ノズルスリットは、その長さにわたって、形状に関して全く同じ断面を有している。
【００１７】
流路および／またはノズルスリットが不変の容積を有するならば特に有利であると考えられる。したがって、スライダのそれぞれの位置とは無関係に、流路もしくはノズルスリットの容積が変化せず、それに応じて容積の変化をもたらすであろう他の挿入物をノズル体内に設ける必要がない。定置ノズル体に関しては、このノズル体に入口開口、流路、およびノズルスリットを設けることだけが必要であるので、装置は特に簡単な構造で形成される。
【００１８】
本発明の好ましい一展開形態では、入口開口の上流に、流路への流動性物質の流入を中断するための遮断手段が配置されていることが予定されている。特に、開位置と閉位置に移行させることができる弁であるこの遮断手段は、流動性物質がノズル体から送出されるべき場合、したがって基材への流動性物質の塗布時にはいつも開位置にある。特に、遮断手段はスライダの摺動時にその遮断位置にある。したがって、スライダが摺動されると、流動性物質は入口開口を通って流路およびノズルスリットへ搬送されない。
【００１９】
流路は、ノズルスリットの領域において流路のそこでの長さにわたって実質的に直線的に可変の断面を有するか、またはその変化が単一曲率の曲線（ｅｉｎｆａｃｈ  ｇｅｋｒｕｍｍｔｅ  Ｋｕｒｖｅ）、したがって変曲点のない曲線である断面を有することが好ましい。この形態は、流路の一端の領域において流動性物質が給送され、したがって、流動性物質の量が、流動性物質がノズルスリットを通って送出されることからさらに物質の搬送時の摩擦損失が、流路の下流より上流のほうが大きくなければならないという事情を大いに考慮している。この要求は、ノズルスリットの領域における流路の断面のこのような変化によって、特に有利に満たすことができる。
【００２０】
特に、流路の断面は、流路の他端に向かって、したがって、入口開口から離反した端に向かって小さくなる。
【００２１】
特に、流路の他端における流路の断面は、一端における流路の断面の最大で半分の大きさである。
【００２２】
流路の可変の断面の形状は全く同じであることが好ましい。そのような形態は、特に簡単な構造に製造することができるとともに流路における最適な流量条件を可能にする。
【００２３】
特に、流路の断面の、および／またはノズルスリットの幅の、および／またはノズルスリットの深さの変化は、それぞれその長さに対して直線的でなく、特に単一曲率の曲線に相応する。
【００２４】
ノズル体が第１ノズル体と第２ノズル体とを有し、第１ノズル体と第２ノズル体とが互いに接続され、第１ノズル体と第２ノズル体との間に流路とノズルスリットが形成されているならばノズル体が特に簡単な構造に形成される。したがって、流路とノズルスリットとは、特に簡単に一方または他方のノズル体部材に、または両方のノズル体部材に一体化することができ、それにより２つのノズル体部材を接続するとノズル体が形成される。特に、ノズル体は、ストリップ状のノズル体部材を有する。したがって、ノズル体部材は長尺に形成されており、ノズル体に流路とノズルスリットとを形成するのに特に良好に適している。
【００２５】
流路および／またはノズルスリットが、ノズル体部材における凹部のみによって形成されているならば有利であると考えられる。このことは、ノズル体の組立および製造コストを著しく低減する。この観点で、特に、流路の断面が半円の形状を有することが予定されている。そのような半円形の凹部は、関連するノズル体部材に特に簡単に導入することができる。
【００２６】
特に、一方のノズル体部材において流路およびノズルスリットが形成され、他方のノズル体部材において入口開口と入口開口への連絡部（Ｚｕｆｕｈｒｕｎｇ）とが形成されていることが予定されている。それによって、機能が構造的に分離され、すなわち流路およびノズルの機能が一方のノズル体部材に割り当てられ、入口開口の機能および入口開口への連絡が他方のノズル体部材に割り当てられる。このことは、ノズル体の製造を簡略化するだけでなく、流動性物質のための連絡部へのノズル体の接続も簡略化する。
【００２７】
好ましい一展開形態では、ノズルスリットはその長さにわたって、ノズルスリットの幅が流路と出口開口との間で一定であるか、または流路から出口開口に向かって連続的に先細りになる、特に直線的に先細りになる形状を有することが予定されている。したがって、ノズルスリットの長さに関して流路における流路の長さにわたる圧力条件が同じである場合、ノズルスリットの長さにわたって、ノズルスリットの出口開口を通る流動性物質の一定の流量が達成される。
【００２８】
特に、出口開口および／またはノズルスリットおよび／または流路が、それらの長手方向延在に関して水平に配置されている、特に出口開口が流路の上方に配置されていることが予定されている。この形態および配置は、ノズル体の上方に配置され、その出口開口を介して搬送される基材に塗布する目的で、流動性物質、ここでは特に流動性接着剤が上へ送出されることを考慮する。上述の水平の配置の代わりに垂直の配置が十分に可能である。
【００２９】
上述の垂直の配置、したがって塗布ノズルの垂直の向きは、特に、いわゆるエッジバンディングにおいて用いられる。このことは、例えば木材加工産業におけるシート材料の製造において使用される。その際、接着剤は、シート材料の幅狭の縁辺に塗布される。
【００３０】
特に、出口開口を有するノズル体の外側領域が平坦に形成され、スライダが、この領域において、ノズル体と接触する、特に付勢下で密閉接触するノズル体と接触する平坦な区分を有する。
【００３１】
塗布ノズルの出口開口は、スライダによって完全に覆い可能であること、特に密閉して覆い可能であることが好ましい。流動性物質、特にＰＵＲ接着剤を塗布する装置が停止した場合、塗布ノズルにおける物質もしくは接着剤が反応し得ること、特に周囲空気の湿気にもとづいて硬化し得ることは阻止される。
【００３２】
装置が、出口開口の長手方向延在に対して垂直に出口開口の側方に配置されている当接面を備えた当接体を有するならば、さらにスライダが当接体のほうに向いた側に当接体の当接面と平行に配置された当接面を有するならば有利であると考えられる。したがって、スライダの位置とは無関係に、当接体の当接面とスライダとの間にそれぞれの基材のための導入領域が形成されている。ここでは特に、クランプ装置に保持され、当接体とスライダの当接面とスライダとの間でスライダのガイドの側方で接触する本の中身が問題である。
【００３３】
特に、当接面は、基材のための収束する導入面を形成する面領域を有している。
【００３４】
上述の展開形態を含めた本発明の装置の好ましい適用分野は、本の背への接着剤の塗布である。特に、この装置は、「ブック・オン・デマンド」という上位概念を有するデジタル印刷および後続の製本と関連した接着剤塗布装置の構成要素として使用することができる。これは、最低１つの部数を含み得ることを意味する。したがって、本の背への接着剤の塗布幅は、２つの連続する本の中身への２つの接着剤塗布間の時間中に調節することができることが可能でなければならない。それにより、接着剤塗布の品質が十分であるように厚さの異なる連続する２つの本へ接着剤を塗布することができる。この塗布幅は、わずか２〜５ｍｍの範囲で十分であり得る。
【００３５】
これに関連して、ＰＵＲなどの反応硬形の溶融接着剤の特異性を考慮に入れ、かつ周囲空気、したがって湿気の侵入を最小化し、かつ接着剤の機械的負荷を小さく押さえる閉じた接着剤システムが用いられる。この観点で、スリットノズルの使用が特に有利である。スリットノズルは、それぞれの本の背における接着剤の塗布幅を調節するための調節機構を有している。調節後、スリットノズルの格納が必要でなく、それにより調節後の最初の本における接着剤塗布の品質がすでに十分なものである。スライダとその駆動装置とは、スライダの位置の調節中、スリットノズル内の接着剤の量に影響が及ぼされないように設計されている。したがって、調節中は、接着剤が流出せず、接着剤が充填されないか、または部分的にしか充填されない付加的な空洞は生じない。スリットノズルとスライダの調節機構とは、くっつく恐れのある可動部材が存在しないように設計されている。接着剤を案内する部材の簡単なジオメトリにもとづいて簡単な清掃が可能である。スリットノズル内の容積は、接着剤が供給されるすべての空洞に接着剤が流れ、いわゆる接着剤が劣化するかまたは硬化し得るデッドスペースが存在しないように形成されている。
【００３６】
上述の展開形態の他に本発明による装置は、さらに、接着剤と接触する部材が少ない簡単な構造を特徴とする。それにより、装置は、わずかな手間で分解され、清掃され、かつ保守される。接着剤塗布の均一性は、本の中身の厚さにわたって実質的に一定であり、それにより接着剤塗布の品質は少なくとも十分なものである。接着剤塗布のこの均一性は、接着剤塗布の塗布幅の全調節範囲にわたって維持される。この均一性は、接着剤の粘性の広い範囲にわたって同様に維持される。
【００３７】
本発明の他の特徴は、従属請求項、図の説明、および図自体に示されており、その際、すべての個々の特徴および個々の特徴のすべての組合せが本発明に必須であることを付言しておく。
【００３８】
図において、好ましい実施例を、それに限定されることなく模式的に図示して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明による装置に関連する領域が示される無線綴じ機の図である。
【図２】図２は、部分領域を詳細に示す図１の図示による無線綴じ機の図である。
【図３】図３は、接着剤が塗布された本の背の図である。
【図４】図４は、無線綴じ機の塗布ステーションの立体図である。
【図５】図５は、図４によるＶ方向に見た塗布ステーションの図である。
【図６】図６は、図５によるＶＩ方向に見た塗布ステーションの図である。
【図７】図７は、図５によるＶＩＩ方向に見た塗布ステーションの図である。
【図８】図８は、第１実施例による塗布ステーションにおいて使用されるスライダが示されない塗布ノズルの立体図である。
【図９】図９は、図８に示された配置の別の方向から見た立体図である。
【図１０】図１０は、図８による配置の図８によるＸ方向に見た図である。
【図１１】図１１は、図１０によるＸＩ方向に見た図である。
【図１２】図１２は、図１０によるＸＩＩ方向に見た図である。
【図１３】図１３は、図１１におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】図１４は、図１１におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】図１５は、付加的に内側領域を点線で示した図１０により示された配置の図である。
【図１６】図１６は、図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】図１７は、図１５におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である
【図１８】図１８は、図１５におけるＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である
【図１９】図１９は、図１５におけるＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である
【図２０】図２０は、図１５による図示におけるスライダが示されない第２実施例について示される塗布ステーションで使用される塗布ノズルの図である。
【図２１】図２１は、図２０におけるＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う断面図である。
【図２２】図２２は、図２０におけるＸＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図２３】図２３は、図２０におけるＸＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２４】図２４は、図２０におけるＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図２５】図２５は、無線綴じ機の接着剤フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図の説明
図１は、基材に、ここでは本の中身３の本の背２に流動性接着剤を断続的に塗布する無線綴じ機１の取付状況を示す。接着剤は、例えばポリウレタンである。この溶融接着剤は、特に良好なページ脱落しにくさ、さらに、本の中身３に最適なレイフラット挙動を有する。
【００４１】
図１および図２の図示を参照して、装置１に関して前溶融装置４と、加熱された接着剤のための給送管５と、加熱された接着剤のための返送管６と、加熱された接着剤のための塗布ステーション７とが示されている。本の中身３は、移送クランプ８に挟み込まれ、牽引手段９によって、示された直交系のｘ座標に相当する運動方向に塗布ステーション７の上方、具体的には塗布ステーション７の塗布ノズル１０の上方で動かされる。さらにｙおよびｚ座標が示されている。上からｚ座標の向きと反対に見たとき、塗布ノズル１０の矩形の出口断面１１は、調節可能なｙ方向の長手方向延在を有し、一定の幅延在をｘ方向に有している。出口断面の可変の長手方向延在は、本の中身３のそれぞれの幅に合わせてあり、この幅はｙ方向に延在する。塗布ノズル１０が開くと、それぞれの本の中身３のｘ方向の搬送移動にもとづいて本の中身３の本の背２に接着剤の塗布長さが生じる。開いた塗布ノズル１０に相対する本の背２の搬送速度と塗布ノズル１０の出口断面１１を通る接着剤の質量流量とに依存して、本の背２にｚ方向に定義された塗布厚さが生じる（特に図３の図示を参照）。
【００４２】
制御装置１２と電気駆動装置１３と、該駆動装置１３によって駆動可能な、流動性接着剤を搬送するポンプ１４とを用いて、接着剤が本の背２に均一に塗布される。駆動装置１３はその回転数が制御可能である。ポンプ１４は、歯車ポンプである。駆動装置１３およびポンプ１４は、前溶融装置４の下に配置されている。駆動装置１３は、クラッチを介してポンプ１４と接続されている。
【００４３】
それぞれの移送クランプ８は、プレートとして形成された前頬部１５と、同様にプレートとして形成された後頬部１６とを有する。それぞれの移送クランプ８の頬部１５、１６は、同期してｘ方向に動かされる。それぞれの後頬部１６は、ｙ方向に動かない。前頬部１５のみがｙ方向とその反対方向とに動くことができ、それにより本の中身３を頬部１５、１６間で締め付ける目的で２つの頬部１５、１６の間隔寸法を変化させることができる。それぞれの後頬部１６は、前頬部１５のほうに向いた側に、塗布ステーション７の固定当接体１８の当接面１７とわずかな相違を除いて実質的に同じ平面上に位置するｘおよびｚ座標で表される平面を形成する。この供給装置１８は、塗布ステーション７の塗布ヘッド１９において本の中身３のガイドを形成する。
【００４４】
本の中身３のｘ方向の搬送速度を検出するためのセンサ２０と、ｘ方向に関してそれぞれの本の中身３の初めと終わりとを検出するためのセンサ２１と、塗布ヘッド１９に流動性接着剤を給送するための弁として形成された調整要素２２と、必要な場合には圧力センサ２３とが接続線２４を介して制御装置１２と相互作用するよう接続されている。流動性接着剤は、駆動装置１３によって駆動され、かつ制御装置１２によってコントロールされるポンプ１４により容積式（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｓｃｈ）で前溶融装置４から給送管５を介して給送される。ポンプ１４により搬送された接着剤は、接着剤塗布が行われない間に還流管６を介して前溶融装置４に返送される。
【００４５】
図３は、本の中身３とその重要な寸法の原理図とさらに接着剤塗布２９を示す。本の背２に接着剤が塗布される。接着剤の塗布厚さ３０は、０．０５〜４ｍｍの範囲で設定することができる。ＰＵＲの場合、塗布厚さが０．３〜０．６ｍｍの範囲であることが好ましい。本の中身３の塗布始まり３１から前側３２までの距離と本の中身３の塗布終端３３から後側３４までの距離とは−５〜１００ｍｍで設定することができる。これらの値は０〜１５ｍｍであることが好ましい。塗布幅、したがってｙ方向の寸法は、本の中身の厚さに実質的に相当し、１〜８０ｍｍの範囲である。本の中身３の予想される最高生産速度は、毎時１０００から毎時約６０００に設定することができる。しかし上述のシステムは、はるかに高い生産速度用にも用いることができる。その場合、スライダ２６を調節することによる塗布幅の変更は、後続の２つの本の中身間に制限される。
【００４６】
図４〜図７は、塗布ノズル１０の出口断面１１を調節するための調節機構２５を有する塗布ヘッド１９の詳細を示す。スライダ２６として形成されているカバーは、出口断面１１を大きくまたは小さく覆う。スライダ２６は、調節機構２５によってｙ方向、およびその反対方向に移動可能である。それぞれの本の中身３は、スリットノズルとして形成された塗布ノズル１０の上方をｘ方向に直線的に動かされる。その際、流動性接着剤は、出口断面１１を介して本の背２へ移送される。可動のスライダ２６は、リニアガイド２７によって可能な限り遊びなしに案内され、駆動装置２８によって駆動される調節機構２５を介して操作され、それぞれ、出口断面１１の長さｙが実質的に本の中身の厚さに相当するように調節される。
【００４７】
スリットノズルとして形成された塗布ノズル１０の具体的な構造は、第１の好ましい実施例についての図８〜図１９に示されている。
【００４８】
塗布ノズル１１は、固定ノズル体３６を有している。このノズル体は、入口開口３７と流路３８とノズルスリット３９とを有している。塗布ノズル１０を通って接着剤が搬送されると、流動性接着剤が入口開口３７から流路３８に、および流路からノズルスリット３９に到達する。流動性接着剤は、出口断面１１を画定するノズルスリットの出口開口４０を通って送出される。出口開口４０は、ノズル体３６の外側領域に配置されている。塗布ノズル１０は、調節機構２５によって出口開口４０の長手方向延在において出口開口の上方をノズル体３６に相対して可動であり、ノズル体３６の外側領域に接触する、出口開口４０を可変に覆うためのスライダ２６をさらに有している。特に、スライダ２６は、出口開口４０の、スライダ２６によってそれぞれ覆われる領域を最適に密閉する目的で、ばね力の作用下でノズル体３６に押し付けられる。
【００４９】
ノズル体３６は、流路３８の長手方向延在ＬＳがノズルスリット３９の長手方向延在ＬＤと少なくとも同じような大きさであるように形成されている。実施例において、寸法ＬＳは寸法ＬＤよりわずかに大きい。この場合、入口開口３７は、流路３８の一端４１の領域においてこの流路と協働する。流路の他端４２は、ノズルスリット３９の一端４３の領域で終わる。出口開口４０は、スライダ２６によってノズルスリット３９の他端４４から遮蔽可能である。流路３８は、ノズルスリット３９の領域において、流路３８のそこでの長さにわたって連続的に可変の断面を有し、より大きい断面が入口開口３７のほうに向いている。
【００５０】
流路３８とノズルスリット３９とは、それぞれ１つの不変の容積を有している。
【００５１】
詳細には、流路３８は、ノズルスリットの領域において、流路３８のそこでの長さにわたって連続的に可変の断面を有する。断面は、直線的に変化する必要はなく、通常、単一曲率の曲線であるだろう。流路３８のこの断面は流路の端４２に向かって小さくなる。この場合、流路３８の可変の断面の形状は全く同じである。流路３８の断面は、半円の形状を有している。
【００５２】
ノズルスリット３９は、その長さにわたって、流路３８とノズルスリット３９の出口開口４０との間のノズルスリット３９の幅ＢＤが一定であるような形状を有している。ノズルスリット３９の深さ（ｚ方向の延在）は、他端４４から一端４３に向かって小さくなる。この深さは、単一曲率の曲線に沿って可変である。
【００５３】
出口開口４０およびノズルスリット３９は、水平に配置されており、流路３８は、水平線に対してわずかに傾けて配置されている。
【００５４】
ノズル体３６は、２つのストリップ状のノズル体部材４５、４６を有している。これらは、ノズル体部材４５を貫通してノズル体部材４６のねじ孔５３にねじ込まれているねじ４７によって互いに固定的に接続されている。２つのノズル体部材４５、４６間には流路３８とノズルスリット３９とが形成されている。流路３８とノズルスリット３９とはノズル体部材４６における凹部のみによって形成されている。さらに、２つのノズル体部材４５、４６の向き合う面が平坦に形成されており、それによりノズル体部材４５、４６は、互いに接続された状態においてこの平坦な面の領域において互いに密接している。入口開口３７への連絡部がノズル体部材４５に形成されており、連絡部は、Ｌ型通路（Ｗｉｎｋｅｌｋａｎａｌ）４８として形成されている。Ｌ型通路４８は、ノズルスリット３９の出口開口４０から離反した領域において流路３８の端４１の領域で流路３８に通じている。
【００５５】
当接体１８の当接面１７は、出口開口４０の長手方向延在に対して垂直に出口開口４０の側方に配置されている。スライダ２６は、その当接体１８のほうに向いた側に当接面４９を有し、この当接面は、中央領域において、当接体１８の当接面１７の中央領域と平行である。側方で、このそれぞれの中央領域は、当接面１７および４９の導入斜面および導出斜面に結合されている。したがって、当接体１８とスライダ２６とは、それがノズル体３６上に搬送された場合に本の中身３の案内のために用いられる。本の中身３の導入は、収束する導入面、つまり当接面１７、４９にもとづいて容易になる。
【００５６】
ノズル体部材４６は、その離反した端面の領域に、ねじ５１を収容するための段付き孔５０を備えており、ねじは、固定ノズル体３６を取り付けるために塗布ヘッド１９のベース５２のねじ孔にねじ込み可能である。
【００５７】
スリットノズルとして形成された塗布ノズル１０の具体的構造が第２の好ましい実施例についての図２０〜図２４に示されている。この場合、第１実施例に関して図１〜図１５に該当する実施形態の全内容を参照されたい。図２０〜図２４による第２実施例は、流路３８およびノズルスリット３９のジオメトリを変更した点で区別されるにすぎない。図２０〜図２４から、流路３８がノズルスリットの領域において流路３８のそこでの長さにわたって連続的に可変の断面を有することが見て取れる。この変化は直線的である必要がなく、通常、単一曲率の曲線であるだろう。流路３８のこの断面は流路の端４２に向かって小さくなる。この場合、流路３８の可変の断面の形状は全く同じである。流路３８の断面は、半円の形状を有している。流路３８の断面は、流路３８の他端４２において、一端４１における流路３８の断面の最大で半分の大きさである。
【００５８】
ノズルスリット３９は、その長さにわたって、ノズルスリット３９の深さ（ｚ方向の延在）が端４３と端４４との間で一定であるような形状を有する。ノズルスリット３９の幅ＢＤ、したがってノズルスリット３９のｘ方向の延在は、他端４４から一端４３に向かって小さくなる。この幅は、単一曲率の曲線に沿って可変である。この幅は、ノズルスリットの深さがノズルスリットの長さにわたって１ｍｍで一定であるときに、例えば、ＸＸＩ−ＸＸＩ断面において０．３２ｍｍであり、ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ断面において０．３５ｍｍであり、ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ断面において０．４ｍｍであり、ＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ断面において０．５３ｍｍである。
【００５９】
図２５は、無線綴じ機１の原理的構造を示す。無線綴じ機の移送クランプ８は、牽引手段９に取り付けられており、所定速度でｘ方向に動かされる。通常、生産中はこの速度が一定である。本の中身３は移送クランプ８に挟み込まれ、移送クランプ８と一緒に動かされる。本の中身３の速度がセンサ２０によって検出され、処理のために制御装置１２へ転送される。前側３２に割り当てられた本の前縁と後側３４に割り当てられた本の後縁とがセンサ２１によって検出され、処理のために制御装置１２へ転送される。無線綴じ機は、本の中身の厚さの信号を適当な仕方で制御装置１２へ伝送し、それにより制御装置は、加工されるべき本の中身の厚さを加工されるべき本の中身に一義的に割り当てることができる。その際、制御装置１２が速度および本の中身の厚さのデータを自由に使え、かつ各接着剤塗布の開始時点と終了時点とを確認できることが決定的に重要である。そのために必要なデータが制御装置１２に到達する手順は図示または記載されるのと異なる仕方で行われてもよい。
【００６０】
接着剤は、前溶融装置４において溶融され、流動する形で用意される。ポンプ１４は、前溶融装置４に用意された接着剤を本の背２への接着剤の塗布中に給送管５と調整要素２２もしくは弁とを介して塗布ノズル１０へ圧送するか、または返送管６を介して前溶融装置４へ戻す。接着剤圧力は、調整要素２２の直前でオプションの圧力センサ２３により検出され、制御装置１２へ伝送される。圧力センサ２３は、システムが申し分なく機能するために必ずしも必要ではなく、コストの理由から省略されてもよいし、一時的に取り付けられてもよい。
【００６１】
接着剤の塗布幅を調節するための塗布ノズル１０のスライダ２６は、調節機構２５と駆動装置２８とによって操作、調節、および設定される。信号と駆動装置２８の制御とは、無線綴じ機の制御装置によって、または装置１の制御装置１２によって提供されるか、もしくは行われてもよい。塗布ノズル１０への接着剤の給送のための調整要素２２は、各接着剤塗布の初めと各接着剤塗布の終わりとが予め決定された値に正確に対応するように制御装置１２によって操作される。調整要素２２は、切替弁として形成されている。調整要素２２が第１位置にあるとき、給送管５から塗布ノズル１０への貫流が可能にされ、返送管６は遮断されている。調整要素２２が第２位置にあるとき、塗布ノズル１０への接着剤の給送が中断され、給送管５が調整要素２２と一体化されたスロットル３５を介して返送管６と接続される。このようなスロットルを調整要素２２と一体化する代わりに、このようなスロットルもしくはスロットル要素を別個の部品として返送管６に取り付けてもよい。塗布ノズル１０への接着剤の給送が調整要素２２によって中断される場合、本の中身の厚さが変化したために必要である限り、新たな本の中身の厚さに適合すべくスライダ２６の摺動が行われる。
【００６２】
ポンプ１４の駆動装置１３は、上述したすべての信号を用いて、本の中身３への接着剤塗布が、明確に定義された始まりと、明確に定義された終わりと、塗布長さにわたる均一な分布とを有するように制御装置１２によって制御される。このことはポンプ１４による接着剤の実質的に容積式圧送（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｓｃｈｅ  Ｆｏｒｄｅｒｕｎｇ）によって行われる。塗布中の接着剤の理論的な流量は、動かされる本の中身３の速度、塗布幅、および本の中身３への接着剤の塗布厚さから算出される。塗布厚さはパラメータとして制御装置１２に供給される必要がある。このことは、通常、装置１の使用者によって操作される入力端末を介して行われる。デジタル式製本という意味で、塗布厚さのデフォルト値は、無線綴じ機によって、または制御装置１２の上位の制御部によって供給することもできる。同様に、本の中身の厚さの信号を制御装置１２の上位の制御部により供給することが考えられる。本の中身３への接着剤塗布が中断され、かつ調整要素２２が前溶融装置４への接着剤の返還に切り替えられている間、ポンプ１４は、通常、接着剤塗布の接着剤流量とは異なる接着剤流量を圧送する。前溶融装置４への返送中の、すなわち接着剤の循環中の接着剤のこの容積流は、調整要素２２の前の接着剤圧力が本の背２への塗布ノズル１０による接着剤塗布中と可能な限り同じ大きさであるような大きさである。
【符号の説明】
【００６３】
１  装置
２  本の背
３  本の中身
４  前溶融装置
５  給送管
６  返送管
７  塗布ステーション
８  移送クランプ
９  牽引手段
１０  塗布ノズル
１１  出口断面
１２  制御装置
１３  駆動装置
１４  ポンプ
１５  頬部
１６  頬部
１７  当接面
１８  当接体
１９  塗布ヘッド
２０  センサ
２１  センサ
２２  調整要素
２３  圧力センサ
２４  接続線
２５  調節機構
２６  スライダ
２７  リニアガイド
２８  駆動アセンブリ
２９  接着剤塗布
３０  塗布厚さ
３１  塗布始まり
３２  前側
３３  塗布終端
３４  後側
３５  スロットル
３６  ノズル体
３７  入口開口
３８  流路
３９  ノズルスリット
４０  出口開口
４１  流路  端
４２  流路  端
４３    ノズルスリット  端
４４  ノズルスリット  端
４５  ノズルスリット体部材
４６  ノズルスリット体部材
４７  ねじ
４８  Ｌ型通路
４９  当接面
５０  段付き孔
５１  ねじ
５２  ベース
５３  ねじ孔
ｘ  座標
ｙ  座標
ｚ  座標
ＬＳ  長手方向延在  流路
ＬＤ  長手方向延在  ノズルスリット
ＢＤ  幅  ノズルスリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【外国語明細書】
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