Eine optimale Viskosität gewährleistet eine gleichmäßige Anwendung und starke Haftung, während Inkonsistenzen zu Mängeln, Abfall und erhöhten Kosten führen.Inline-Viskosimeter, wie die fortschrittlichen Instrumente von Lonnmeter, ermöglichen Echtzeitüberwachung und -steuerung und bieten erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Offline-Methoden wie Efflux-Cups.
Definition der Klebstoffviskosität
Die Viskosität eines Klebstoffs beschreibt seinen Fließwiderstand. Diese wichtige Eigenschaft bestimmt sein Verhalten bei der Anwendung in industriellen Prozessen. Die Viskosität wird in den Einheiten Centipoise (cP) und Millipascalsekunden (mPa·s) angegeben.
Dünnflüssiger Kleber eignet sich aufgrund seiner hohen Fließfähigkeit zum Auftragen oder Aufsprühen, dickflüssiger Kleber eignet sich ideal zum Füllen von Fugen oder zum Verkleben unebener Flächen.
Niedrigviskose Klebstoffe fließen leicht und eignen sich ideal zum Beschichten oder Sprühen, während hochviskose Klebstoffe dickflüssiger sind und sich zum Füllen von Lücken oder zum Verkleben unebener Oberflächen eignen. In der industriellen Automatisierung gewährleistet eine präzise Messung der Klebstoffviskosität eine gleichmäßige Anwendung und beeinflusst so die Klebkraft, die Aushärtezeit und die Produktqualität. Faktoren wie Temperatur, Schergeschwindigkeit und Materialzusammensetzung beeinflussen die Viskosität, sodass eine Echtzeit-Kontrolle der Klebstoffviskosität für zuverlässige Produktionsergebnisse unerlässlich ist.
Klebstoffauftrag in automatisierten Industrieprozessen
Klebstoffe spielen eine zentrale Rolle in automatisierten Industrieprozessen in Branchen wie Verpackung, Automobilindustrie, Elektronik und Bauwesen. In automatisierten Systemen werden Klebstoffe durch Sprühen, Beschichten oder Dosieren aufgetragen, um Komponenten effizient zu verbinden.
Automatisierte Viskositätsmessung ermöglicht eine präzise Anwendung, indem sie optimale Fließeigenschaften des Klebstoffs gewährleistet und Probleme wie Verstopfungen oder ungleichmäßige Verteilung verhindert. Generell erfordert die Automatisierung eine konstante Viskosität, um Abfall zu minimieren, Ausfallzeiten zu reduzieren und den Durchsatz zu erhöhen. Daher ist es notwendig, robuste Viskositätsmessgeräte in Rohrleitungen oder Tanks zu integrieren, um eine kontinuierliche Überwachung und Steuerung zu gewährleisten.
Gängige Klebstoffe für die industrielle Automatisierungsproduktion
In der industriellen Automatisierung kommen verschiedene Klebstoffe zum Einsatz, die je nach Anwendungsanforderungen, Klebkraft und Umgebungsbedingungen ausgewählt werden. Zu den wichtigsten Klebstofftypen gehören:
- Stärkebasierte Klebstoffe: Diese werden aus natürlichen Quellen wie Mais oder Weizen gewonnen und finden aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit, niedrigen Kosten und biologischen Abbaubarkeit breite Anwendung in der Wellpappenproduktion. Zusätze wie Borax verbessern Viskosität und Klebrigkeit.
- Polyvinylacetat (PVA): PVA ist auf Wasserbasis hergestellt, kostengünstig und vielseitig. Es wird zum Verkleben von Papier, für Verpackungen und in der Holzverarbeitung verwendet und bietet eine gute Haftung bei Raumtemperatur.
- Schmelzklebstoffe: Bei hohen Temperaturen aufgetragene thermoplastische Klebstoffe, ideal für Verpackung und Produktmontage aufgrund der einstellbaren Viskosität über die Temperaturregelung.
- Epoxide und Polyurethane: Synthetische Klebstoffe für hochfeste Verbindungen in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie, die Hitze- und Chemikalienbeständigkeit bieten, aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Umweltfaktoren jedoch eine präzise Kontrolle der Klebstoffviskosität erfordern.
- Cyanacrylate: Schnell aushärtende Klebstoffe für kleine Bauteile in der Elektronik, die für eine präzise Dosierung eine niedrige Viskosität erfordern.
Die Viskosität dieser Klebstoffe variiert, sodass Viskositätsmessgeräte erforderlich sind, um eine gleichbleibende Leistung in automatisierten Systemen sicherzustellen.
Anwendung von Stärkeleim bei der Herstellung von Wellpappe
Stärkeleim ist bei der Wellpappenproduktion unverzichtbar. Er verbindet gewellte Papierlagen zwischen flachen Deckschichten und schafft so stabile, nachhaltige Verpackungen. Der Leim wird durch Kochen von Stärke in Wasser bei etwa 90 °C hergestellt. Zusätze wie Borax oder Natriumhydroxid passen die Viskosität des Leims an und sorgen so für optimale Klebrigkeit und Kohäsion.
Stärkeleim wird in automatisierten Wellpappenanlagen auf die Wellenenden aufgetragen. Eine konsistente und präzise Kontrolle der Leimviskosität ist für Hersteller von Vorteil, um eine gleichmäßige Verteilung und starke Haftung ohne übermäßigen Abfall zu gewährleisten. Das pseudoplastische und thixotrope Verhalten des Leims erfordert eine Echtzeitüberwachung, um eine konsistente Anwendung zu gewährleisten.
Wie die Viskosität die Klebeleistung und Qualität von Wellpappe beeinflusst
Die Viskosität hat direkten Einfluss auf die Leimleistung und die Qualität der Wellpappe. Eine optimale Leimviskosität gewährleistet die richtige Imprägnierung der Papierschichten und verbessert so die Klebkraft, Flexibilität und Haltbarkeit.
Bei zu hoher Viskosität verteilt sich der Klebstoff möglicherweise nicht gleichmäßig. Dies führt zu schwachen Verbindungen oder Verklumpungen, was wiederum die Kartonfestigkeit beeinträchtigt und den Ausschuss erhöht. Umgekehrt kann eine niedrige Viskosität zu übermäßiger Penetration führen, die die Haftung verringert und zu Verformungen oder Delaminierungen führt. Bei Stärkeleim ist die Einhaltung einer Viskosität innerhalb eines bestimmten Bereichs (typischerweise 30–60.000 mPa·s) entscheidend, um eine gleichmäßige Beschichtung zu erzielen und Fehler wie Nadellöcher oder ungleichmäßige Schichten zu vermeiden. Schwankungen aufgrund von Temperatur, Scherung oder unsachgemäßer Mischung können die Qualität beeinträchtigen. Daher ist die Messung der Klebstoffviskosität für eine konsistente Produktion unerlässlich.
Instrument zur Messung der Viskosität
Das Instrument zur Messung der Viskosität in industriellen Umgebungen ist ein Viskosimeter, wobei Inline-Viskosimeter der Goldstandard für automatisierte Prozesse sind. Diese Geräte, wie Rotations-,Schwingungs, oder Resonanzfrequenz-Viskosimeter, messen die Viskosität direkt im Prozessstrom. Diese Viskositätsmessgeräte liefern kontinuierliche Echtzeitdaten, im Gegensatz zu herkömmlichen Ausflussbechern, die bei dynamischen Prozessen weniger genau sind.
Vorteile der Viskositätsautomatisierung im Wellpappenprozess
Die Viskositätsautomatisierung im Wellpappenprozess verbessert die Produktionseffizienz und Produktqualität. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Konstante Qualität: Die automatisierte Viskositätsmessung stellt sicher, dass die Klebstoffviskosität im optimalen Bereich bleibt, wodurch Fehler wie schwache Bindungen oder ungleichmäßige Schichten reduziert und die Kartonfestigkeit und Verwendbarkeit verbessert werden.
- Weniger Abfall: Anpassungen in Echtzeit minimieren Überdosierung oder Ausschuss, senken die Materialkosten und unterstützen Nachhaltigkeitsziele.
- Energieeffizienz: Präzise Steuerung reduziert den Energieverbrauch durch Optimierung des Klebstoffauftrags und der Aushärtungsprozesse.
- Prozessoptimierung: Durch kontinuierliche Überwachung ist eine Feinabstimmung von Parametern wie Temperatur und Mischung möglich, wodurch Durchsatz und Chargenkonsistenz verbessert werden.
- Anomalieerkennung: Inline-Systeme erkennen Viskositätsabweichungen sofort und verhindern so Ausfallzeiten und Wartungsprobleme.
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Durch die Automatisierung wird die Einhaltung von Umweltstandards durch Minimierung des Lösungsmittelverbrauchs und der Abfallmenge gewährleistet.
Diese Vorteile machen Instrumente zur Viskositätsmessung für moderne Wellpappenanlagen unverzichtbar.
Lonnmeter-Viskositätsmessgeräte
i. Hauptfunktion und Parameter
Lonnmeter-Viskositätsmessgeräte sind für die Echtzeit-Messung der Klebstoffviskosität in industriellen Anwendungen wie der Wellpappenproduktion konzipiert. Ihre Hauptfunktion ist die Überwachung und Regelung der Viskosität in Rohrleitungen, Tanks oder Mischsystemen, um eine gleichbleibende Klebstoffleistung zu gewährleisten. Zu den wichtigsten Parametern gehören ein Viskositätsbereich von 1–1.000.000 cP, eine Temperaturtoleranz von bis zu 450 °C und die Kompatibilität mit nicht-newtonschen Flüssigkeiten wie Stärkeleim. Ausgestattet mit fortschrittlichen Vibrationssensoren schwingt das Gerät mit einer bestimmten Frequenz entlang seiner axialen Richtung, liefert genaue, kontinuierliche Messwerte und kann neben der Viskosität auch die Dichte messen. Sie verfügen über benutzerfreundliche Schnittstellen für die einfache Integration in automatisierte Systeme und sind optional für die Wandmontage oder Inline-Installation erhältlich.
ii. Vorteile gegenüber der herkömmlichen Offline-Viskositätsüberwachung
Im Vergleich zur herkömmlichen Offline-ViskositätsüberwachungLonnmeter Viskositätsmessgerätebieten erhebliche Vorteile.
Offline-Methoden basieren auf regelmäßigen Probenahmen, was aufgrund von Temperatur- oder Scherschwankungen zu Verzögerungen und Ungenauigkeiten führt. Die Inline-Systeme von Lonnmeter liefern Echtzeitdaten, eliminieren Probenahmefehler und ermöglichen sofortige Anpassungen.
Sie verarbeiten komplexe Flüssigkeiten wie pseudoplastischen Stärkeleim präzise, im Gegensatz zu Offline-Werkzeugen, die mit nicht-newtonschem Verhalten zu kämpfen haben. Darüber hinaus reduziert ihr robustes Design den Wartungsbedarf und die Automatisierung minimiert menschliche Fehler, was die Prozesszuverlässigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Methoden erhöht.
iii. Vorteile der Viskositätsautomatisierung
Das Lonnmeter-Gerät zur Viskositätsmessung bietet bahnbrechende Vorteile bei der Viskositätsautomatisierung in Wellpappenprozessen. Dazu gehört eine überlegene Produktqualität durch eine konstante Kontrolle der Klebstoffviskosität, die eine fehlerfreie Verklebung und gleichmäßige Kartonfestigkeit gewährleistet. Sie senken die Betriebskosten durch Minimierung von Klebstoffabfall, Nacharbeit und Energieverbrauch und tragen so zu Nachhaltigkeitszielen bei.
Automatisierte Anpassungen steigern die Effizienz, reduzieren Ausfallzeiten und erhöhen den Durchsatz. Die Fähigkeit der Instrumente, Anomalien in Echtzeit zu erkennen, beugt Produktionsproblemen vor, während die Integration in Steuerungssysteme die Abläufe rationalisiert. Insgesamt sorgen die Lösungen von Lonnmeter für Präzision, Kosteneinsparungen und Umweltverträglichkeit bei automatisierten Klebeanwendungen.
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Veröffentlichungszeit: 13. August 2025
