書本裝訂方法及其設備的製作方法

2023-05-17 06:03:51 1

專利名稱：書本裝訂方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝訂如護照及銀行帳簿等接受機器閱讀的書本的裝訂方法及書本裝訂設備。更具體地說，本發明涉及一種來裝訂一本帶有由一條裝訂線的裝訂針腳所形成的堅固(rugged)結構的書的書本裝訂方法及其裝訂設備，以便有效地防止偽造。
在典型的傳統書本裝訂方法中，用裝訂機在許多一張放在另一張上面的水平地疊合起來的紙張的中間縫一條裝訂行，而將它們裝訂起來，並在其上加上封皮。然後，將這些經過裝訂的水平地疊合起來的紙張沿該裝訂行折成兩部分就形成一本書。順便說一下，這些如護照和銀行帳簿的書本需要由機器正確閱讀並難於偽造。例如，日本專利審查公報(KOKOKU)No.45267/95公開了一種滿足這一要求的書本裝訂方法。
根據這種傳統的書本裝訂方法，當這些形成內部書頁的水平疊合的紙張用裝訂機由裝訂線裝訂時，沿裝訂線的裝訂行整個長度上塗敷粘接劑，以便這些粘接劑通過裝訂線的毛細作用滲透，然後，粘接劑乾燥增強其硬化程度。之後，以掩蓋裝訂線裝訂行的方式在這些紙張上附加一封皮。
塗敷粘接劑的裝置是一粘接劑排放噴嘴。該粘接劑排放噴嘴直接置於這些水平疊合紙張的裝訂線裝訂行下方，這些紙張在其水平狀態下沿一上升斜坡被傳送，而粘接劑排放噴嘴的一個排放口對著這一裝訂線裝訂行，由於這種安排。隨著水平疊合紙張的傳送，粘接劑從噴嘴的排放口被直接地塗敷到裝訂線的裝訂行上。當塗敷粘接劑後，經裝訂的水平疊合紙張被傳送至乾燥工位，在該工位加強粘接劑的硬化。
這樣得到的書能有效地防偽，因為這些紙張由滲透有粘接劑的裝訂線的裝訂行裝訂或連接。此外，由於粘接劑塗敷到形成書背一部分的裝訂線裝訂行上，且在書頁的打開/閉合側的裝訂線裝訂行上沒有形成上升部分，所以這樣得到的書可由機器正確閱讀。
可是，上述傳統的書本裝訂方法存在這樣的缺點，即需要更多的時間來乾燥滲透到裝訂線中的粘接劑，因而大大降低了生產效率。
另一缺點是，從粘接劑排放嘴的排放口湧出的粘接劑往往會粘附到裝訂線裝訂行附近不需要粘接的區域，這就導致粘接劑的不均勻塗敷。尤其是，如果象落下的水滴一樣從粘接劑排放噴嘴的前端湧出的限量的粘接劑被直接塗敷到裝訂線裝訂行上，而與此同時水平地疊合的紙張一直被傳送，那麼就不會供應根據紙張傳送速度所需要的適量的粘接劑，這就遇到增加了上面提到的不均勻塗敷粘接劑的問題。
鑑於現有技術中存在的這些缺陷，提出了本發明。
所以，本發明的主要目的是提供一種能消除現有技術中存在的上述缺陷的書本裝訂方法及書本裝訂設備。
為了實現這一目的，實質上提供了一種這樣的書本裝訂方法，即由裝訂機用一裝訂線裝訂行將許多水平地疊合起來的紙張裝訂起來，並沿裝訂線裝訂行將這些疊合起來的紙張折成兩部分而形成一本書，其中疊合紙張的裝訂線裝訂行滲透有厭氧紫外線硬化型粘接劑。
這種紫外線硬化型粘接劑可由紫外線輻射燈放射出的紫外線硬化。
按照本發明的另一方面，也提供了許多水平地疊合起來的紙張，當以這些紙張的水平狀態傳送這些紙張時，用一裝訂機沿裝訂線裝訂行將它們裝訂起來，並且沿這一裝訂線裝訂行將這些已裝訂的水平疊合紙張折成兩部分，其中，一粘接劑排放噴嘴和一轉輪直接置於被裝訂的水平疊合紙張的通道下方，在該轉輪的圓周表面上形成一環形槽，隨著轉輪的轉動，沿裝訂線裝訂行塗敷從粘接劑排放噴嘴排放到環形槽中的粘接劑。
裝訂線裝訂行的頂部最好面對環形槽內部。
最好提供一將裝訂線裝訂行緊壓向轉輪的壓輥。
最好將一用來均勻地平整粘接劑的塗敷表面刮刀直接置於被裝訂的水平疊合紙張下方。
通過下列的詳細描述並結合附圖就能更好地理解本發明，更易於了解本發明的附加的優點和廣泛應用。其中


圖1是按照本發明一個實施例的書本裝訂裝置的示意圖；圖2A是表示按照本發明的在書本裝訂過程中水平疊合紙張的主要部分的放大圖，圖2B是表示水平疊合紙張裝訂狀態的主要部分的放大圖，圖2C是表示圖2B中的裝訂後的水平疊合紙張背面裝訂線在用粘接劑滲透的情況下的主要部分的放大圖，以及圖2D是表示在圖2C的裝訂後的水平疊合紙張上附加一封皮後的這種狀態下主要部分放大圖；圖3是圖2D狀態下的主要部分的另一實施例的放大圖；圖4A是表示一本裝訂後的書本的透視圖，以及圖4B是該書在其打開位置的透視圖；圖5是一局部剖切側視圖，表示在裝訂後的水平疊合紙張上塗敷粘附劑的裝置；圖6A是表示當從傾斜通道的下端側看時，圖5所示狀態的該傾斜傳送通道的剖面圖；圖6B是用於表示環形槽和裝訂線關係的放大的剖視圖；圖7A表示硬化紫外線硬化型粘接劑的裝置的一種狀態，其中紫外線被輻射到紫外線硬化型粘接劑上，圖7B是該裝置的剖面圖，其中硬化紫外線硬化型粘接劑的裝置處於其備用位置。
現在將參考圖1到7描述本發明的一個實施例。
圖1是表示裝訂一本書整個系統的示意圖。在圖1和圖2A中，標記號1表示由許多紙張1a一張疊放在另一張之上而成的水平疊合紙張。由形成一傳送通道2的支撐板將這些水平疊合紙張1保持在其水平狀態，並通過沿傳送通道2不斷傳送的推進器3推動這些水平疊合紙張的尾部將它們傳送到裝訂工序4，與此同時由一邊緣調節器調節這些紙張的邊緣。
在裝訂工序4中，水平疊合紙張1被夾持在上帶5和下帶6之間並在這種狀態下被傳送。在傳送過程中，如圖2B和圖4所示，由置於傳送通道2上的裝訂機7沿紙張1的傳送方向在水平疊合紙張1中央的8將它們裝訂起來。裝訂後的水平疊合紙張1′包括裝訂針插入側的一前面線8a和裝訂針從中出來側的一背面線8b，這裡線呈環形雙線裝訂，如圖2B所示。因此，前面線8a出現在沿傳送通道2傳送的水平疊合紙張1的上表面側，而背面線8b出現在其下表面側。最好是，背面線8b預先附加上一加強帶8d的增加裝訂強度。
當一個接一個被傳送的水平疊合紙張1經受裝訂8後，連接裝訂後的水平疊合紙張1′的裝訂線8C被切刀9切斷。這樣切斷後的各個經裝訂的水平疊合紙張1′被壓輥10輾壓拉伸，然後被傳送到下一個粘接工序11。
在壓輥10的出口側上，提供一向上傾斜傳送通道12。如圖6A所示，該傾斜通道12包括以一間隙18設置的並適合於支撐該裝訂後水平疊合紙張1′的右支撐板12a和左支撐板12b，以及從支撐板12a和12b的外側升起的適合於調節紙張1′邊緣的邊緣調節器12c,12d。由沿傾斜傳送通道12不斷地傳送的推進器13推動這些由支撐板12a,12b支撐的裝訂後的水平疊合紙張1′的尾部，並由邊緣調節器12c,12d在這些紙張的邊緣進行調節。在前述狀態下，傳送該裝訂後的水平疊合紙張1′。隨著裝訂後水平疊合紙張1′的傳送，沿紙張1′的背面線8b塗敷粘接劑，如在後面更加詳細地描述的那樣。這種粘接劑最好是紫外線硬化型粘接劑14，它呈一種粘稠液形式在通常條件不會硬化。本實施例中所採用的這種紫外線硬化型粘接劑14是一種具有厭氧硬化性能的這一類型的粘接劑。
在這一實施例中，傾斜通道12也可以是能與前面的工序在同一水平面內傳送的一種傳送通道。
例如，在本實施例中使用的這種紫外線硬化型粘接劑14是一種由Nippon Locktight Kabuchiki(位於日本1-15-13,Fukuura,Kanazawa-Ku,Yokohama-shi,Kanagawa-Ken)生產的厭氧紫外線硬化型粘接劑。這種厭氧紫外線硬化型粘接劑14瞬時硬化，即使在針眼8′中的沒有經受紫外線輻射的粘接劑也因該粘接劑的厭氧性能而硬化。該粘接劑14硬化後變成一種熱固性丙烯酸類樹脂，這是一種具有極好的耐化學性能、耐冷/熱性能、電絕緣性能、粘接強度和粘附性能的粘接劑/密封劑，並且這種粘接劑/密封劑具有滿意的耐用性。此外，由於這種厭氧紫外線硬化型粘接劑14是一種單一溶液(singre solution)/不可溶解化學反應型粘接劑，不發生體積收縮。
作為一種用來塗敷厭氧紫外線硬化型粘接劑14的裝置，設置一直接設置在傾斜傳送通道12下方的轉輪16，它能沿傳送方向轉動，還設有一用來排放粘接劑的並相對於紙張1′置於轉輪16內側的粘接劑排放嘴15。
轉輪16是由例如象尼龍這樣的合成樹脂製成的一圓盤。沿轉輪16的圓周表面形成一環形槽17。
轉輪16直接置於傾斜傳送通道12的下方。如圖6所示，轉輪16的圓周邊緣部分的一部分插入支撐板12a,12b之間的空隙18中，且環形槽17朝向這一空隙18。這就是說，當轉輪16沿預定軸轉動時，轉輪16的圓周邊緣部分的一部分被插入該間隙18中，所以在傾斜傳送通道12上被傳送的裝訂後的水平疊合紙張1′的背面線8b面對空隙18中的環形槽17。
如圖6所示，轉輪16的圓周表面與裝訂後的水平疊合紙張1′相鄰接或相貼合，以便背面線8b的頂部8b′面對環形槽17，且在線8b的頂部8b′和槽17的內底面之間形成一空間19。因此，轉輪16繞預定軸轉動時總是在轉輪16和一個接一個被傳送的已裝訂的水平疊合紙張1′的背面線8b之間形成一空間19。這一空間19是在已裝訂的水平疊合紙張1′的背面線8b和環形槽17之間形成的最小的空間。在這一空間19中，從粘接劑排放嘴15排放到環形槽17中的粘接劑14從環形槽17的內部被傳送到背面線8b上。
如圖5所示，通過裝訂後的水平疊合紙張1′的傳送使得逐漸移動的背面線8b面對空間19中的環形槽17，並允許通過傳送點P。轉輪16以與在傾斜通道12上傳送的推進器13的傳送速度相同的速度轉動。
另一方面，粘接劑排放嘴15相對於紙張1′被安裝在轉輪16的入口側，且該排放嘴15相對於在傾斜通道12上傳送的裝訂後的水平疊合紙張1′以一傾角α設置。該粘接劑排放嘴15的排放口15a在裝訂後水平疊合紙張1′的傳送方向上在環形槽17內是敞開的。為了使排放出的粘接劑14不立即在那時與背面線8接觸，排放口15a在環形槽17的轉動方向上在傳送點P之前敞開。粘接劑排放嘴15的前端不與環形槽17的壁相接觸，因而不妨礙轉輪16的轉動。
粘接劑排放嘴15呈針狀。在裝有粘接劑14的膠罐20的排出壓力作用下，紫外線硬化型粘接劑14從噴嘴15的排放口15a被壓出，結果被匯集在環形槽17中。這些匯集起來的粘接劑14被移動到傳送點P，也就是說，被移動到空間19中，以便粘接劑14隨轉輪16的轉動被傳送到背面線8b上。
在傳送位於上升傾斜傳送通道12上的裝訂後的水平疊合紙張1′的過程中由轉輪16和粘接劑排放嘴15塗敷所述紫外線硬化型粘接劑14。即，在裝訂後水平疊合紙張1′的傳送方向上轉輪16繞預定軸轉動的同時，粘接劑14被塗敷到背面線8b的整個長度上。
在沿傾斜傳送通道12從下遊側到上遊側傳送裝訂後水平疊合紙張1′的過程期間，從斜坡的上端到其下端將粘接劑14塗敷到背面線8b的整個長度上。即，通過讓裝訂後的水平疊合紙張1′的背面線8b從充滿了被排放有紫外線硬化型粘接劑14的環形槽17的上面經過，粘接劑14被滲透到背面線8b的整個長度上。
作為一優選實施例，如圖5和6A所示，為防止紙張1′的被裝訂部分8升起，相對於傾斜通道12與轉輪16相對地提供一壓輥21(傾斜通道12在轉輪16和壓輥21之間)。壓輥21沿與紙張1′的傳送方向相同的方向轉動，同時壓住紙張1′的被裝訂部分8。根據驅動力的任何需要該壓輥21可自由地轉動。在圖6A中由虛線表示的壓板21′被設置在壓輥21的兩側。每一壓板21′均是由如不鏽鋼或類似材料這樣的薄板製成。壓板21′將裝訂後的水平疊合紙張1′緊壓在支撐板12a,12b上。
塗敷到背面線8b整個長度上的紫外線硬化型粘接劑14由裝訂線8c的毛細作用被滲透進裝訂線8C和針眼8′中，以便裝訂線8C和紙張1a完全粘附在一起。由於粘接劑14的特性，從裝訂後水平疊合紙張1′的背面線8b滲入的粘接劑14被限制從書本打開側的前面線8a滲出。藉此，從裝訂後水平疊合紙張1′的背面線8b滲入的紫外線硬化型粘接劑14不會上升到書本打開側的前面線8a上。因此，不會妨礙護照、銀行帳簿或類似物的機器閱讀。
作為一均勻地平整裝訂後水平疊合紙張1′的粘接劑塗敷後表面14′的裝置，以與紙張1′與轉輪16的外側相鄰的方式直接在傳送通道下方設置一刮刀22。該刮刀22是由不鏽鋼板或類似材料製成的。刮刀22的較上端22a沿裝訂後水平疊合紙張1′的傳送方向呈后角傾斜並與背面線8b的頂部彈性地可撓曲接觸。
刮刀22用來去除粘接劑塗敷後表面14′上的不規則之處，以便形成一均勻地平整後的粘接劑塗敷後表面14″。該刮刀22也用來去除不均勻塗敷的粘接劑，以便得到一本由裝訂線裝訂的難於偽造的書。
在上述提到的塗膠步驟11，使用的粘接劑14不限於紫外線硬化型粘接劑，也可以使用其它的粘接劑。
如圖1所示，其上塗敷了紫外線硬化型粘接劑14的且徑均勻平整的裝訂後水平疊合紙張1′從傾斜通道12的終端水平地返回到下一傳送通道23，然後由推進器13傳送到粘接硬化步驟24。這一傳送通道23具有用來調節紙張1′的相對側的左右調節器23c,23d，且以與傾斜傳送通道12相同的方式設置了一左支撐板23a和右支撐板23b，它們之間留有間隙25。呈水平狀態保持在傳送通道23上的裝訂後水平疊合紙張1′的粘接劑塗敷後表面14″從該空隙25暴露於傳送通道23的下表面。
作為用於硬化紫外線硬化型粘接劑14的裝置，採用一紫外線輻射燈26。因為採用這種紫外線輻射燈26，例如一種能輻射波長為365mm的紫外線的高壓汞燈或類似物，所以可通過在其上輻射紫外線來立即硬化紫外線硬化型粘接劑14。
如圖7所示，紫外線輻射燈26直接設置在傳送通道23下方，以便裝訂後水平疊合紙張1′直接在紫外線輻射燈26上方通過。這樣做，紫外線被輻射到塗敷到面對支撐板23a、23b之間的間隙25的背面線8b上的紫外線硬化型粘接劑14上。與此同時，通過將紙張1′直接停在燈26正上方或在傳送紙張1′的同時，均可將紫外線均輻射到裝訂後的水平疊合紙張1′上。
紫外線硬化型粘接劑14以與上述提到的方式相同的方式立即被硬化。當硬化後，粘接劑14變成一種熱固性丙烯酸類樹脂，這是一種具有極好的抗化學性能、抗冷/熱性能，電絕緣性能的粘接劑/密封劑並具有優良的粘接強度和粘附性能，同時也具有令人滿意的耐用性。這樣，每張紙1a和裝訂線8C被整體地硬化，因此可得到一種具有堅固結構(rugged)的粘接。
紫外線輻射燈26保持在其on狀態，且燈26上安裝一用來遮擋紫外線的遮光罩27。該遮光罩27在輻射位置28和遮光位置29之間繞燈26周期地轉動。
如圖1和7A所示，當裝訂後的水平疊合紙張1′由推進器13推動被傳送到直接位於紫外線輻射燈26的上方時，將遮光罩27轉動到輻射位置28，從而允許將紫外線輻射到粘接劑14上。例如，當傳感器檢測到裝訂後的水平疊合紙張1′時，遮光罩27就轉動到輻射位置28，允許將紫外線輻射到粘接劑14上從而增強其硬化。當紙張1′經過後，遮光罩27就轉動到如圖7B所示的遮光位置29。
代替所述遮光罩27，當傳感器檢測到裝訂後水平疊合紙張1′時，可允許紫外線輻射燈26打開，而當粘接劑14已變硬後該燈26就關閉。
粘接劑14硬化後的裝訂後水平疊合紙張1′被傳送到下一個封皮粘貼工序30。
在該封皮粘貼工序30，一個供應封皮真空輪31設置在傳送通道23的下部位置。封皮32在真空輪31的下方靜點附近被吸入且沿一圓周表面被傳送到一上方靜點。在這一傳送過程中，將粘接劑33塗敷到封皮表面。這之後，封皮32定時地疊加在背面線8側的紙張1a上並在壓輥34的壓力作用下粘接在其上。
所以，背面線8b不僅是通過滲透進去的粘接劑而變硬，而且也通過粘貼封皮的粘接劑33而使其變硬，並且由封皮32將該背面線掩蓋住。
粘貼有封皮的裝訂後水平疊合紙張1″被集中到儲存部分35並堆疊起來。當堆疊了預定量的紙張1″後，它們被傳送到後壓工序36，在該工序中從上方給紙張1″施加一強壓力，以便將粘接劑33固定，將紙張1″很好地平整。
然後，將裝訂後水平疊合紙張1″傳送到下一個雙摺疊工序37，在該工序沿裝訂線裝訂行Y(裝訂線8C)將紙張1″折成兩部分從而形成一本書38。設置一對摺疊輥39作為雙摺疊裝置，且將一可提升的摺疊板40直接置於輥39之間的上方。當摺疊板40落下時，它插在這對輥子39之間，而當將該摺疊板40向上升起時，它們保持在這對滾子39之間的上方備用位置。在所述備用位置，這樣傳送裝訂後的水平疊合紙張1″，即裝訂線8C(裝訂線裝訂行Y)直接置於摺疊板40的下方，然後降下摺疊板40將紙張1″推到摺疊輥39之間。結果，紙張1″就被雙摺疊成書38。
由於從粘貼有封皮的書背側上的背面線8b滲透了厭氧紫外線硬化型粘接劑14，所以這樣形成的書38用裝訂線裝訂具有堅固的結構，並且可有效地防止偽造。由於沒有粘接劑14上升出現在打開側的前面線8a，可在沒有任何妨礙的情況下進行機器閱讀。
在圖3中，按照本發明的教導，當水平疊合紙張1以其水平狀態被傳送並由裝訂機7用裝訂線裝訂後，由一翻轉裝置將裝訂後水平疊合紙張1′翻轉，以便在裝訂機7插入針側的前面線8a和在另一側的後面線8b進行翻轉。這樣做，位於被傳送的裝訂後水平疊合紙張1′的下表面側的前面線8a的頂部8a′面對轉輪16的環形槽17，前面線8a以與上述相同的方式經受粘合處理，以使封皮32能粘貼到在被塗膠的前面線8a側的紙張1a上。
按照本發明，由於備有粘接劑排放嘴且轉輪被直接置於裝訂後水平疊合紙張的傳送通道下方，所以隨著轉輪的轉動，適量的粘接劑能被從環形槽僅集中塗敷於傳送的紙張的裝訂線上。因而，可獲得難於解除被裝訂部分的一種書籍裝訂。這樣，當將本發明應用於護照、銀行帳簿等時，能獲得一種有效防偽的護照，等。此外，即使增加書本的傳送速度，也能均勻塗敷粘接劑。所以生產率得到提高。
進一步，採用厭氧紫外線硬化型粘接劑作為上面提到的粘接劑，該粘接劑能由從紫外線輻射燈輻射的紫外線立即硬化。因此，這種粘接劑尤其增加了硬化強度且能增強有效防偽。此外，與現有技術相比，能減少硬化粘接劑的時間。本發明中採用的粘接劑證明了其本身適合作為被滲入書中裝訂線中的一種粘接劑。
儘管特別地以優選的形式對本發明作了描述，但很清楚這種優選形式只是作為實施例的方式公開的，在不偏離本發明宗旨和後面權利要求保護範圍的前提下，在結構的細節和部件的安排方面可有許多的變化形式。
權利要求
1．一種書本裝訂方法，其中採用裝訂機通過一條裝訂線裝訂行將許多水平疊合紙張裝訂起來，且沿所述裝訂線裝訂行將所述疊合紙張折成兩部分而形成一本書，其中所述疊合紙張的所述裝訂線裝訂行滲有厭氧紫外線硬化型粘接劑。
2．按照權利要求1所述的書本裝訂方法，其特徵在於所述紫外線硬化型粘接劑由紫外線輻射燈輻射的紫外線硬化。
3．一種書本裝訂設備，其中在以其水平狀態傳送所述水平疊合紙張的同時，用裝訂機沿裝訂線裝訂行將許多這種水平疊合紙張裝訂起來，且將所述裝訂後水平疊合紙張沿所述裝訂線裝訂行折成兩部分，其特徵在於粘接劑排放嘴和一轉輪被直接設置在所述裝訂後水平疊合紙張通道的下方，在所述轉輪的圓周表面內形成一環形槽，從所述粘接劑排放嘴排放到所述環形槽中的粘接劑隨著所述轉輪的轉動被塗敷到所述裝訂線裝訂行上。
4．一種按照權利要求3所述的書本裝訂設備，其特徵在於，所述裝訂線裝訂行的頂部面對所述環形槽的內部。
5．一種按照權利要求3所述的書本裝訂設備，其特徵在於，設置一用來將所述裝訂線裝訂行壓緊在所述轉輪上的壓輥。
6．一種按照權利要求3所述的裝訂設備，其特徵在於，在所述裝訂後水平疊合紙張的所述傳送通道下方直接設置一用來均勻地平整所述粘接劑塗敷表面的刮刀。
全文摘要
一種書本裝訂方法，其中用裝訂機通過一條裝訂線縫合行將許多水平疊合紙張裝訂起來，且將這些疊合紙張沿該裝訂線縫合行折成兩部分而形成一本書，其中疊合紙張裝訂線縫合行滲有厭氧紫外線硬化型粘接劑。本發明也公開了一種書本裝訂裝置。
文檔編號B42B2/02GK1227799SQ9811597
公開日1999年9月8日 申請日期1998年7月8日 優先權日1998年3月2日
發明者宇野忠男 申請人:宇野忠男