Die Klebstoff-Auftragsdüse sitzt am Ende des Spritzelements. Sie ist entweder integriert oder aufgeschraubt. Einschraubdüsen können vom Anwender ohne spezielle Fachkenntnisse gewechselt werden. Weitaus wichtiger ist jedoch die Bedeutung, die der Auftragsdüse für die Qualität des Klebstoffauftrags zukommt. Die Düse definiert zusammen mit dem Pumpendruck die Klebstoffmenge, die auf dem zu verklebenden Produkt appliziert wird. Damit beeinflusst sie die Betriebskosten, denn Klebstoff ist ein grosser Kostentreiber im Klebeprozess. Die Düse entscheidet aber auch über die Sicherheit und Sauberkeit der Produktverklebung.
Kriterien für die Wahl der passenden Raupendüse
Jedes Produkt oder Format stellt eine andere Anforderung an die Qualität des Klebstoffauftrags. Die Verklebung einer Pralinen-Primärverpackung erfordert nur einen winzigen Klebstoffpunkt mit hochpräzisem Abriss ohne Fadenzug. Bei einer Transportverpackung aus Wellkarton sind millimeterdicke, lange Raupen gefragt. Nur so bleibt der Karton trotz hoher Rückstellkräfte sicher verschlossen. In diesem Fall spielt die Qualität des Abrisses eine untergeordnete Rolle. Für die Wahl einer Auftragsdüse sind folgende Kriterien zu berücksichtigen:
❱ Je kleiner der Düsendurchmesser, desto weniger Klebstoff wird aufgetragen und desto präziser der Klebstoffabriss.
❱ Je besser die Wärmeführung durch die Geometrie der Düse und je kürzer der Düsenkanal, desto sauberer der Klebstoffabriss.
❱ Die Kanallänge entscheidet darüber, in welcher Distanz zum Substrat der Spritzkopf positioniert werden kann.
Beim Beispiel Primärverpackung sollte demnach die ideale Auftragsdüse, ausgehend von einem Pumpendruck von 2,5 bar, einen Durchmesser von 0,2 mm und eine Kanallänge von 1,5 mm haben, um sehr feine Raupen mit etwa 0,30 g/m zu applizieren. Für die Transportverpackung, die ca. 3,40 g/m bis 5,40 g/m, also eine dicke Klebstoffraupe, benötigt, müsste ein Düsendurchmesser von 0,40 mm bis 0,50 mm mit einer Kanallänge von 1,5 mm bis 2,5 mm gewählt werden.
Die Rolle des Schmelzklebstoffs bei der Düsenwahl
Schmelzklebstoffe variieren in Viskosität und Temperaturempfindlichkeit. Beide Kriterien beeinflussen die Düsenwahl: je höher die Viskosität und/oder die Neigung zur Verkokung, desto grösser sollte der Düsendurchmesser sein, um eine unerwartete Verstopfung zu vermeiden. Düsen mit grossem Durchmesser eigenen sich jedoch nur für Anwendungen, die grosse Klebstoffmengen in g/m benötigen. Dazu gehört unter anderem die Verklebung von Wellkarton, Matratzen oder Holz.
Bei High-End-Anwendungen wie Primärverpackungen werden Düsen mit kleinem Durchmesser eingesetzt. Um das Risiko von Verstopfung zu senken, sollten hochwertige Hotmelts wie zum Beispiel Metallocen-basierte Schmelzklebstoffe eingesetzt werden. Diese haben ein sehr sauberes, zuverlässiges Abrissverhalten. Anders als weniger thermostabile Klebstoffe halten sie Düsen mit kleinem Durchmesser länger sauber.
Risiken bei der Montage der falschen Auftragsdüse
Die Montage der falschen Auftragsdüse führt häufig zu Qualitätsproblemen wie unzureichender oder übermässiger Klebstoffmenge auf dem Substrat oder Fadenzug. Die Tatsache, dass zu wenig Klebstoffauftrag zu mangelnder Haftung und damit zu Ausschussproduktion führt, ist vielen Anwendern bekannt. Meist unbekannt ist, dass auch übermässiger Klebstoffauftrag die Sicherheit der Verklebung gefährdet. Der Grund: mit zunehmender Klebstoffmenge verlängert sich die Abbindezeit, die Zeit, die der Klebstoff braucht, um eine ausreichende Haftung zwischen zwei Substraten zu entwickeln. In diesem Fall sind Düsendurchmesser, Klebstoffauftragsmenge, Offenzeit und Anpresszeit nicht mehr optimal aufeinander abgestimmt. Mit einer sauberen Ersatzteilhaltung lassen sich jedoch Fehler beim Düsenwechsel und damit Qualitätsprobleme im Klebstoffauftrag vermeiden. Dazu gehören: ❱ Genügend Ersatzdüsen für jeden Düsentyp auf Lager zu halten.
❱ Eine Übersicht zu führen, an welchem Auftragskopf welcher Düsentyp montiert ist.
❱ Bei Formatwechsel nachvollziehen zu können, welcher Düsentyp für welches Produktformat eingesetzt wird.
Die Wahl der richtigen Auftragsdüse trägt entscheidend dazu bei, ein Produkt oder Format effizient zu verkleben: mit der minimalen Klebstoffauftragsmenge für eine sichere Verklebung in der erforderlichen Auftragsqualität und in Verbindung mit dem gewünschten Schmelzklebstoff.
Birgit Herrscher-Lingua, Marketing-Texterin, Robatech AG Schweiz/Muri
