Scelta di un ugello hot-melt

La scelta di un ugello hot-melt influenza le prestazioni delle apparecchiature di imballaggio a fine linea

Scegliere l'ugello giusto per le proprie operazioni d'imballaggio a fine linea è fondamentale. L'ugello hot-melt appropriato consente di massimizzare le prestazioni e l'efficienza del sistema ad adesivo hot-melt. La selezione di un ugello corretto influenza la gestione del materiale, le spese di esercizio e la sicurezza degli operatori.

Per selezionare gli ugelli hot-melt corretti che possano contribuire al meglio all'ottimizzazione delle prestazioni e dell'efficienza di produzione, è necessario tenere conto di quanto segue:

  • le differenze tra i diversi materiali adesivi hot-melt
  • le esigenze specifiche dell'applicazione
  • i requisiti di manutenzione

 

Cos'è un ugello hot-melt?

L'adesivo, dopo aver attraversato il processo di riscaldamento, viene fuso e trasferito all'applicatore, o "pistola", per l'erogazione. All'estremità della pistola, è l'ugello a controllare il volume, la velocità e la direzione di erogazione dell'adesivo. Come componente di un sistema ad adesivo hot-melt, l'ugello ha un ruolo fondamentale nell'evitare gli sprechi e migliorare l'efficienza.

Gli ugelli sono intercambiabili e prodotti in diverse dimensioni e diversi modelli, per un'ampia gamma di applicazioni di erogazione. Gran parte degli ugelli sono classificabili secondo le seguenti categorie:

  • Ugelli per cordoni: erogano un cordone singolo continuo o a pattern
  • Ugelli a spruzzo: erogano a pattern con diverse larghezze e diametri
  • Ugelli multi-linea: erogano più cordoni e pattern da un singolo ugello

 

Come determinare il diametro dell'ugello?

Quando si tratta di determinare il diametro effettivo dell'ugello hot-melt, un'opinione assai diffusa ma errata prevede che sia il più grande possibile, per evitare i tempi di fermo macchina dovuti all'intasamento dell'ugello e tenere attiva la linea di produzione. Nonostante questo approccio possa garantire nel breve termine buoni risultati, è importante sapere che le dimensioni dell'ugello non sono direttamente correlate alla quantità di colla erogata.

Le limitazioni dell'apparecchiatura hot-melt non dovrebbero in nessun caso condizionare la scelta dell'ugello hot-melt, ma spesso succede il contrario. I produttori e i responsabili della manutenzione considerano solitamente gli ugelli hot-melt come materiali di consumo. Tuttavia, ci sono sistemi hot-melt i cui ugelli hanno un effetto diretto sulle prestazioni e sulla durata della pompa.

Comprendere le proprietà dei materiali adesivi hot-melt

Data la disponibilità di centinaia di adesivi hot-melt, il primo passo nella selezione di un ugello hot-melt che garantisca prestazioni ottimali è comprendere le caratteristiche dell'adesivo stesso. Anche in una linea di prodotti dello stesso produttore, le proprietà degli adesivi hot-melt variano da uno all'altro. Ad esempio, la viscosità di un adesivo hot-melt EVA può essere pari a 1100 centipoise a 350°, mentre un adesivo hot melt metallocene può avere una viscosità di soli 700-900 centipoise alla stessa temperatura.

Le prestazioni dell'adesivo hot-melt influenzano le prestazioni dell'intero sistema. Questo sarà particolarmente evidente presso il punto di erogazione: l'ugello. Graco consiglia di coinvolgere il fornitore del materiale nell'ottimizzazione del proprio sistema hot-melt e nella scelta degli ugelli.

Hot melt adhesive pellets

Comprendere le esigenze e le possibilità dalla propria applicazione

Nonostante gran parte delle operazioni di imballaggio a fine linea o di sigillatura di scatole e cartoni abbia obiettivi comuni, ogni singola applicazione è un caso a sé. Quando è il momento di scegliere gli ugelli hot-melt per la propria applicazione, è bene tener conto di diversi elementi: prodotti finiti da contenere, scorte di cartoni, eventuali elementi di marketing visualizzati, velocità della linea, volume di colla richiesto.

Ecco alcuni requisiti applicativi che influenzano la scelta dell'ugello:

  • Lunghezza ugello: la lunghezza del foro dell'ugello
    Al crescere di tale lunghezza, il flusso di adesivo diminuisce.
  • Requisiti del pattern di erogazione
    L'orientamento dell'ugello determina i possibili pattern di erogazione. L'utilizzo di un ugello con un singolo orifizio consente pattern di erogazione rettilinei e a 90°. Quando l'ugello utilizzato ha più orifizi, è possibile sceglierne l'impostazione per creare pattern di erogazione specifici con ampia variabilità degli angoli.
  • Requisiti di interruzione
    L'interruzione del flusso di adesivo deve essere pulita e netta, per evitare la formazione di filature o "capelli d'angelo" ed eliminare gli scarti.
  • Velocità
    Un ugello più piccolo consente di ottenere una pressione di spinta superiore, quindi un flusso di adesivo più potente e con maggiore gittata.
  • Capacità di pressione della pompa e sue fluttuazioni
    Le pompe pneumatiche a pistone erogano pressioni elevate costanti e supportano diversi orientamenti dell'ugello. Una pompa elettrica a ingranaggi garantisce un flusso continuo a bassa pressione e richiede ugelli più grandi. Le opzioni di orientamento dell'ugello sono limitate.

Considerazioni sull'utilizzo di ugelli mono- o multi-orifizio

Spesso, gli ugelli multi-orifizio vengono evitati a causa delle prestazioni scarse, dell'apertura indesiderata dei cartoni una volta usciti dalla struttura produttiva e delle problematiche di fermo macchina.

Un altro errore assai diffuso riguarda l'inutile sovradimensionamento degli ugelli mono- e multi-orifizio per evitarne l'intasamento, e non perché si tratti dell'ugello giusto per l'applicazione. A prescindere da quando viene presa tale decisione (se durante la realizzazione della linea o successivamente), è sempre meglio scegliere gli ugelli in base all'applicazione, anziché lasciare che siano le limitazioni del sistema e dell'apparecchiatura hot-melt a condizionare tale scelta.

Requisiti di manutenzione per estendere la durata dell'ugello

A prescindere dall'ugello selezionato, pulizia e manutenzione restano esigenze imprescindibili per salvaguardare i volumi di erogazione e i tempi di operatività. La carbonizzazione dell'adesivo è un problema molto diffuso sui sistemi di imballaggio a fine linea, ed è quello che più pregiudica le prestazioni di un ugello hot-melt.

Non è raro che i manutentori estendano la vita utile di un ugello o lo riutilizzino ripristinandone il foro con un puntizzatore o una piccola punta da trapano. Nonostante questa possa essere una soluzione accettabile a breve termine per mantenere il flusso di adesivo, questo approccio può aumentare le dimensioni dell'orifizio dell'ugello, determinando così consumi e costi maggiori. Identificare e verificare i parametri di manutenzione con i fornitori delle apparecchiature contribuirà a mantenere le prestazioni ottimali senza aumentare i costi dei materiali o dei ricambi.

Evitare gli intasamenti degli ugelli

Evitare i tempi di fermo macchina indesiderati e le problematiche correlate è possibile. Negli ambienti di produzione dove la qualità dell'aria è scarsa, aumenta il rischio di penetrazione di contaminanti nell'adesivo. Selezionare apparecchiature e ugelli hot-melt con elevati livelli di filtrazione consente di prevenire l'intasamento degli ugelli da parte dei contaminanti, riducendo gli eventi di fermo macchina. Alcuni sistemi ed ugelli sono progettati proprio per garantire "zero intasamenti".

Quando possibile, chiedere al produttore dell'apparecchiatura di dimostrare queste affermazioni, verificando se sia disponibile un programma dimostrativo. La possibilità di vedere l'apparecchiatura in funzione nella realtà consentirà di valutare come la tecnologia proposta possa risolvere le problematiche relative agli eventi di fermo macchina imprevisti causati dagli interventi di manutenzione.

In definitiva, selezionare l'ugello corretto influenza direttamente la gestione del materiale, le spese di esercizio e la sicurezza degli operatori. È bene essere certi di aver compreso approfonditamente le proprietà dei diversi adesivi hot-melt, nonché i requisiti specifici dell'applicazione e le necessità di manutenzione, per poter selezionare gli ugelli hot-melt più adatti ad ottimizzare al massimo le prestazioni e l'efficienza di produzione. 

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