Reduzierung von ausfallzeiten durch klebstoffverkohlung

Auswirkungen von Klebstoffverkohlung, Düsenverstopfungen und Schmelzklebstoffen auf die Bilanz

Wenn sich die Klebstoffeigenschaften durch thermischen und oxidativen Abbau ändern, geht die thermoplastische Eigenschaft des Klebstoffs verloren, was zu Überhitzung oder Verkohlung (Charring) des Klebstoffs führt. Wenn sich erst einmal verkohlter Klebstoff in der Heißleimanlage gebildet hat, ist es sehr schwierig, diesen ohne die Ergreifung weitreichender Maßnahmen zu entfernen.

Klebstoffverkohlung ist die größte Einzelursache für Ausfall und Stillstand von Hotmelt-Anlagen für die Endverpackung und den Kartonverschluss. Die Gesamtkosten für Ausfälle durch Klebstoffverkohlung können leicht 4.240 bis 12.720 Euro pro Stunde und Linie je nach Hotmelt-Verfahren erreichen.


Klebstoffverkohlung erhöht die Betriebskosten

Herkömmliche Heißleimanlagen sind mit einem beheizten Behälter ausgestattet, der große Mengen geschmolzenen Klebstoff für Stunden oder Tage auf einmal vorhält. Zusammen mit sich verändernden Füllständen beeinträchtigen diese langen Durchwärmzeiten die Klebstoffkonsistenz. Dadurch werden harte Klumpen aus verkohltem Klebstoff erzeugt.

Diese harten Klumpen aus verkohltem Klebstoff verursachen die Verstopfung von Heißleimschläuchen und Ausgabedüsen und in der Folge ungeplante Ausfälle, welche die Produktivität des Fertigungsprozesses beeinträchtigen. Üblicherweise haben Linienbetreiber zu viele Austauschdüsen zur Hand, um die Ausfallzeiten zu minimieren.

Die finanziellen Folgen der Klebstoffverkohlung

Schichten aus verkohltem Klebstoff bauen sich im Inneren des Heißleimschlauches auf, was die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Klebstoffviskosität in der gesamten Anlage erschwert. Im Ergebnis müssen die Schläuche häufiger ausgetauscht werden. Falls Klebstoffverkohlung ein häufig vorkommendes Problem ist, verlagert es sich auch in die Pumpe der Anlage und führt letztendlich zu einem vorzeitigen Versagen der Fluiddichtungen in Pumpen und Ausgabegeräten. 

Je nach Produktionsprozess kann die Beeinträchtigung der Rentabilität durch Klebstoffverkohlung beträchtlich sein. Einige Beispiele der direkten Kosten durch Probleme mit Verkohlungen (ohne damit verbundene Stillstandszeit):

  • 500 bis 1.025 Euro: Heißleimschlauchaustausch für 100 Euro pro 30 cm
  • 1.275 bis 4.250 Euro für Pumpenaustausch und Neuaufbau
  • 5.950 bis 11.900 Euro: Kapitalkosten für zusätzliche Geräte

Schichten aus verkohltem Heißleim können sich im Inneren von Schläuchen aufbauen

Aufbau von verkohltem Klebstoff in einer herkömmlichen Heißleimanlage mit Schmelzbehälter

Stillstandszeit durch Reinigung der Hotmelt-Düsen und -Behälter

Anlagen mit beheizten Behältern erfordern oft eine regelmäßige Reinigung und Wartung, um übermäßige Verkohlung zu vermeiden. Diese Reinigungen sind sehr arbeitsintensiv und zeitraubend, was wiederum die verfügbare Betriebszeit und Produktivität beeinträchtigt.

Hersteller müssen unter Umständen die Behälter außer Betrieb nehmen, um die Ablagerungen von verkohltem Klebstoff vollständig von den Behälterinnenwänden abzuschaben. Solche Behälterabschabungen können mindestens einen halben Tag dauern, was zu Arbeits- und Gemeinkosten zwischen 850 und 1.275 Euro führt. Firmen, die nicht für die Durchführung der Behälterreinigung ausgestattet sind, müssen eventuell die Behälter zur Entfernung des verkohlten Klebstoffs außer Haus geben, was zu zusätzlichen Aufarbeitungs- und Versandkosten sowie zusätzlichen Einbußen bei der effektiven Betriebszeit führt.

Nachdem die Anlage von Verkohlungen befreit wurde, verschwendet die Technologie mit Behälter wertvolle Betriebszeit bis zur Erreichung der Betriebstemperatur. Um teure Ausfallzeit während der normalen Produktion zu vermeiden, lassen Betreiber Heißleimbehälter oft eingeschaltet (auch wenn die Anlage abgeschaltet ist) und verschwenden so Energie und senken die Rentabilität weiter.

Eine neue Schmelztechnologie beseitigt die Klebstoffverkohlung

  • Statt herkömmlicher Behälter nutzen neue Heißleimanlagen mit Tank-FreeTM Technologie speziell gestaltete Schmelzkammern. Der Wegfall beheizter Behälter verbessert die Leistung von Hotmelt-Anlagen drastisch. Durch eine größere Schmelzoberfläche sind diese Schmelzgeräte effizienter und sorgen für wesentlich kürzere Aufheizzeiten, d. h. sie erreichen die Betriebstemperatur innerhalb von 10 Minuten. Dagegen brauchen herkömmliche Heißleimbehälter Anfahrzeiten von mindestens 45 Minuten.

Gewinn durch den Einsatz neuer Schmelztechnologie

Durch die kürzere Zeit, die der Klebstoff in diesen Anlagen der Wärme ausgesetzt ist, wird auch die Verkohlung reduziert. Eine kürzere Verweilzeit bei hoher Temperatur führt zu weniger Klebstoffverkohlung. Bei minimalem Schmelzvolumen wird der heiße Klebstoff schnell ausgegeben und durch frischen Klebstoff ersetzt.

Die Verringerung der Verkohlung bewirkt:

  • Weniger Materialverschwendung
  • Weniger Düsenverstopfungen
  • Geringerer Wartungsaufwand für die Gesamtanlage
  • Längere Standzeit der Fluiddichtungen
  • Weniger Stillstandszeit der Produktionslinie

Erweiterung der Heißleimauswahl

Bestimmte Heißschmelzklebstoffe werden üblicherweise überhaupt nicht in Betracht gezogen, weil sie bei herkömmlichen Anlagen mit beheizten Behältern zur Verkohlung neigen. Um die negativen Auswirkungen der Klebstoffverkohlung zu umgehen, haben manche Hersteller auf kostspieligere Klebstoffe umgestellt, die eine bessere Temperaturstabilität aufweisen. Obwohl diese Klebstoffe eine gute Option sein mögen, beeinträchtigen die erhöhten Kosten oft die Gewinnspannen. Letztlich sollte die Heißleimanlage auf keinen Fall die Auswahl der Klebstoffe bestimmen.

Die neu entwickelten Schmelzkammern in den neuen Tank-Free-Anlagen haben die Möglichkeiten für die Verwendung alternativer Heißschmelzklebstoffe erweitert, z. B. Metallocene, EVA und andere. Diese Klebstoffalternativen sind erschwinglicher und helfen Herstellern bei der Verpackungsoptimierung.

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