Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der F\u00f6rderantrag bezieht sich auf das Binden von Taschenb\u00fcchern, auch als Softcover oder Paper-back bezeichnet, Brosch\u00fcren und das neueste Angebot Printing on demand f\u00fcr Digitaldruck. Diese Druckerzeugnisse werden in Auflagen von 1 bis > 5000 hergestellt. Das Vorhaben hat das Ziel, den hohen Energieverbrauch beim konventionellen Binden aufgrund der Verwendung von Hei\u00dfkleber drastisch zu reduzieren und weitere Umweltprobleme, die aus der Verwendung dieses Klebers resultieren, zu vermeiden. Dazu sollte ein Verfahren zum automatischen Klebebinden entwickelt werden, das auf einem Dispersionsklebstoff basiert, der kalt verarbeitet wird. Das Vorhaben verbessert auch die Qualit\u00e4t der Brosch\u00fcren, da die Bl\u00e4tter besser haften und das Buch flach aufgeschlagen liegen bleibt. Es klappt also nicht zu. Der Buchr\u00fccken bricht nicht mehr wie bei den konventionell gebundenen Produkten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklungsarbeiten begannen mit der Entwicklung und Beschaffung geeigneter Dispersionskleber. Dieser Klebstoff muss aus einem geschlossenen System aufgetragen werden, um das Abdampfen der w\u00e4ssrigen Phase zu vermeiden. Deshalb war zun\u00e4chst eine Auftragvorrichtung mit gesteuertem Verschluss zu entwickeln, wobei die Auftragd\u00fcse Klebstoffabsto\u00dfend zu beschichten ist. Die Klebung mittels Kaltleim erfordert eine bessere Aufbereitung der Blattfasern an der Klebekante des Buchblocks, um eine gute Penetration und Verankerung des Dispersionsklebers in den Blattfasern zu erreichen. Dies wird mit einer neuartigen Fr\u00e4smethode erreicht. Daf\u00fcr waren geeignete Fr\u00e4swerkzeuge sowie die Schnittdaten zu entwickeln. Bei entsprechender Behandlung der Blattkanten entsteht eine Art L\u00f6schblatt- oder Kapillareffekt und, verst\u00e4rkt durch die rheologischen Eigenschaften des Kaltleims, kommt es zu der gew\u00fcnschten Penetration.
\nDanach wurde der Prototyp einer automatischen Bindemaschine erstellt, die mit den neuen Komponenten f\u00fcr Fr\u00e4sen der Blattkanten und Klebstoffauftrag best\u00fcckt ist. An diesem Prototyp mussten die angef\u00fchrten Eigenschaften nachgewiesen werden. F\u00fcr die erfolgreiche Durchf\u00fchrung des Projekts wurde Fachwissen aus verschiedensten Gebieten ben\u00f6tigt, weshalb entsprechende Fachleute in die Entwicklungsarbeiten eingebunden wurden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurde ein neuartiges Buchbindeverfahren entwickelt, das vor allem f\u00fcr B\u00fccher und Brosch\u00fcren mit Klebebindung verwendet werden soll. Das Verfahren soll die Klebebindung mittels Hei\u00dfklebern (Hotmelt) ersetzen, da diese Bindetechnik erhebliche Nachteile aufweist, wie hoher Energieverbrauch durch t\u00e4gli-ches Aufschmelzen und Fl\u00fcssighalten w\u00e4hrend der gesamten Arbeitszeit, Freisetzung gef\u00e4hrlicher D\u00e4mpfe bei h\u00f6heren Temperaturen, Entstehen von Crackprodukten, welche die Qualit\u00e4t und Haltbarkeit der Bindung negativ beeinflussen. Auch ist die Reinigung problematisch, anfallender Abfall muss als Sonderm\u00fcll entsorgt werden. Nachteilig f\u00fcr den Leser ist insbesondere, dass sich derart gebundene B\u00fccher nicht flach aufschlagen lassen. Er muss sie beidh\u00e4ndig halten, da sie sonst aufgrund der R\u00fcckstellkr\u00e4fte des Schmelzklebers im Buchr\u00fccken sofort zuklappen. Zudem ist die Haltbarkeit der Hot-melt-Bindung gering; h\u00e4ufig bricht der Buchr\u00fccken und einzelne Bl\u00e4tter rei\u00dfen aus.
\nZiel der Entwicklung war es zun\u00e4chst, den Schmelzkleber durch einen Kaltleim auf Dispersionsbasis zu ersetzen. Dazu mussten zusammen mit namhaften Herstellern neue, wasserbasierte l\u00f6semittelfreie Kle-ber entwickelt werden. Als Inhaltsstoffe wurden Polyvinylacetat (PVA) und Polychloropren (PCR) in verschiedenen Zusammensetzungen erprobt, wobei PCR die besten Ergebnisse zeigte.
\nDiese Klebstoffe m\u00fcssen aus geschlossenen Systemen aufgetragen werden, um das Abdampfen der w\u00e4ssrigen Phase zu vermeiden. Nach Pr\u00fcfung des Marktangebotes wurde erkannt, dass eine spezielle Dosier- und Auftragseinheit entwickelt werden musste, die die Klebstoffmenge und dessen Auftragung automatisch an Format und Dicke der zu bindenden Druckerzeugnisse anpasst. Die Dosiervorrichtung wurde zum Patent angemeldet.
\nDie Bearbeitung des Buchr\u00fcckens wurde wesentlich verbessert, in dem durch neuartige Fr\u00e4swerkzeuge eine Auffaserung der einzelnen Blattkanten im Bindebereich erzielt wurde. Beste Ergebnisse wurden durch die Verwendung von Saphirschneiden (kristallines AL2O3) erzielt. Durch die weitgehende Faserfreilegung an jeder Blattkante kann der Kaltleim sehr gut in die Blattkanten eindringen, wodurch mit geringen Klebstoffmengen eine sehr haltbare Klebebindung entsteht.
\nDer Erfolg der Entwicklung hinsichtlich der Qualit\u00e4tssteigerung der Bindetechnik konnte an einem Prototyp nachgewiesen werden. Die beabsichtigte Energieeinsparung gegen\u00fcber der konventionellen Binde-technik mit Hei\u00dfklebern wurde ebenfalls erreicht. Mit der neuen Bindemaschine k\u00f6nnen t\u00e4glich etwa 130 kWh an elektrischer Energie eingespart werden. Da in Deutschland etwa 1 500 Bindemaschinen in Gebrauch sind, bietet die neue Technik die M\u00f6glichkeit zu einer mittelfristigen Energieeinsparung in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von \u00fcber 40 000 MWh pro Jahr. Auch die anderen oben angef\u00fchrten Umweltbelastungen entfallen durch die Verwendung der neuen Bindetechnik mit Kaltleim. Das neue Bindeverfahren arbeitet zudem wesentlich wirtschaftlicher als konventionelle Verfahren.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse dieser Entwicklungsarbeit wurden bereits in verschiedenen Medien bekannt gemacht. Sie wurden sowohl im Fachmagazin Deutscher Drucker als auch bei gro\u00dfen Herstellern von Druckmaschinen in Europa und den USA und auf Messen pr\u00e4sentiert. Kopien von Pressever\u00f6ffentlichungen befinden sich im Anhang des Abschlussberichts.
\nDas Projekt wurde auch in der DBU-Brosch\u00fcre Energiesparende Verfahren und Produkte vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit dem Projekt wurde das Ziel verfolgt, den hohen Energieverbrauch beim Buchbinden mittels Schmelzklebern drastisch zu reduzieren und die weiteren Umweltprobleme, die aus der Verwendung des Hei\u00dfklebers resultieren, zu vermeiden. Gleichzeitig sollte die Bindung in ihrer Haltbarkeit und den Gebrauchseigenschaften verbessert und der Bindevorgang kosteng\u00fcnstiger gestaltet werden.
\nDiese Ziele konnten mit der Entwicklung einer neuartigen Bindemaschine und der Substitution des \u00fcblichen Schmelzklebers durch einen f\u00fcr diesen Einsatzbereich neu entwickelten Kaltleim erreicht werden. Innovativer Kern ist eine bessere Aufbereitung der Blattfasern an der Klebekante des Blattr\u00fcckens durch neuartige Fr\u00e4smethoden, die mit geringen Mengen Dispersionskleber hohe Festigkeiten erreicht. Auch ein neuartiges Klebstoffdosier- und Auftragssystem wurde entwickelt. Das neue Bindeverfahren wurde bereits in die Bindemaschinen der Ribler GmbH integriert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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