CO₂ reduzieren mit optimiertem Klebstoffauftrag

author Rolf Gräser, Industry Manager Packaging
Massnahmen zur Steigerung der Nachhaltigkeit in Produktionsprozessen gelten häufig als kostspielig. Beim industriellen Klebstoffauftrag bietet eine gezielte Optimierung des Klebstoffverbrauchs jedoch ökologische und wirtschaftliche Vorteile. Vor allem in der Verpackungsindustrie lassen sich dadurch die CO₂-Emissionen reduzieren und gleichzeitig Produktionskosten senken. Wir zeigen Ihnen, wie das gelingt.

Piktogramm für CO2 Reduktion, Hotmelt-Stitching-Auftragskopf Volta, Heizschlauch Performa, Schmelzgerät Vision als Robatechs bester Lösung für nachhaltigen Klebstoffauftrag.

Wo entsteht der grösste CO2-Fussabdruck im Klebstoffauftrag? 

Ein genauer Blick auf den CO₂-Fussabdruck eines Klebstoff-Auftragssystems mit bis zu 8 kg/h Schmelzleistung zeigt, dass die Nutzungsphase den grössten Anteil zur Klimabelastung beiträgt. Über einen Lebenszyklus von 10 Jahren betrachtet verursacht der Durchsatz von Schmelzklebstoff 429 t CO₂-eq., gefolgt vom Stromverbrauch mit 13.7 t CO₂-eq. Ohne Nutzungsphase beläuft sich die Klimabelastung eines Klebstoff-Auftragssystems lediglich auf 1.55 t CO₂-eq.

Grafik zur Klimabelastung eines Klebstoff-Auftragssystems über den gesamten Lebenszyklus.

Folglich entstehen rund 99 % der CO₂-Emissionen im industriellen Klebstoffauftrag bei der Klebstoffherstellung und dem Aufschmelzen des Klebstoffs. Der grösste und direkte Hebel zur Reduktion von CO₂ liegt deshalb bei einem sparsamen Klebstoffauftrag. Vor allem in der Verpackungsindustrie, die vorwiegend Raupenauftrag einsetzt, lassen sich mit optimierten Klebstoffauftragsmengen Scope-3-Emissionen signifikant reduzieren.

Wie viel Klebstoff brauchen Sie wirklich?

Für eine sichere Verklebung muss genügend Klebstoff an der richtigen Stelle aufgetragen werden. Doch was heisst «genügend»? Mehr Klebstoff bedeutet nicht automatisch mehr Haftung. Zur Überprüfung der Haftung kann die Quer-Aufreiss-Kraft als Kennzahl herangezogen werden. Sie beschreibt die Kraft, die erforderlich ist, um eine Verklebung oder ein Material quer zur vorgesehenen Belastungsrichtung aufzureissen bzw. zu trennen. Damit lässt sich verlässlich beantworten:

  • ob die Funktionssicherheit trotz Materialeinsparung erhalten bleibt,

  • ob die Nahtfestigkeit für Transport- und Handlingsbelastungen ausreicht.

Versuche zeigen, dass kürzere Raupen oder Punktaufträge eine grössere Aufreisskraft als längere Raupen erfordern. Genau hier setzt Hotmelt-Stitching
an: Statt den Klebstoff als lange Raupe aufzutragen, wird der Auftrag in kurze Raupen oder Punkte unterteilt. So lässt sich die Klebstoffmenge reduzieren, während die Verklebung sicher bleibt.
 

Wie viel Klebstoff spart Hotmelt-Stitching?

Das folgende Beispiel aus der Praxis zeigt, wie sich eine Optimierung des Klebstoffauftrags vorteilhaft auf den Verbrauch der Klebstoff-Auftragsmenge auswirkt.

Bei einem Kartonverschliesser mit einem Durchsatz von 40 Kartons pro Minute wurden die beiden pneumatischen Spritzköpfe für die Verklebung der Deckellaschen durch elektrische Spritzköpfe ersetzt. Dieser Schritt war nötig, da die Applikation vieler kleiner Raupen oder Punkte eine hohe Schaltfrequenz sowie eine grosse Anzahl an Betriebszyklen verlangt.

Tabelle mit Gegenüberstellung der Parameter Typ Auftragskopf, Auftragsdüse, Heizschlauch, Schmelzgerät, Pumpendruck, Klebstoffverbrauch, vor und nach der Optimierung des Klebstoff-Auftragssystems.

Kartonlaschenverklebung: Reduktion des Klebstoffverbrauchs durch Hotmelt-Stitching und nachfolgender Prozessoptimierung

Ursprünglich wurden pro Karton 18 g Klebstoff appliziert. Durch die Einführung des Hotmelt-Stitching konnte eine Klebstoffeinsparung von 8.2 g erreicht werden. Die nachfolgende Optimierung des Auftragsprozesses führte zu einer weiteren Einsparung um 2.6 g pro Karton. Daraus ergibt sich eine Klebstoffeinsparung von 60 %.

 

Einsparung auf einen Blick

Auf ein Betriebsjahr hochgerechnet wirkt sich die Optimierung des Klebstoffauftrags gleich auf mehreren Ebenen vorteilhaft aus. Am oben genannten Beispiel des Kartonverschliessers zeigt sich, dass die geringere Klebstoffauftragsmenge die CO₂-Emissionen und die Klebstoffkosten beträchtlich reduziert. Zusätzliche Einsparungen bei Wartung und Ersatzteilen entstehen durch den Einsatz der elektrischen Auftragsköpfe. Diese arbeiten ohne Druckluft und kommen deshalb ohne dynamische Dichtung und Magnetventil aus. Zudem beträgt die Lebensdauer von Volta, dem Hotmelt-Stitching-Kopf aus unserem Beispiel, bis zu zwei Milliarden Betriebszyklen. Obwohl durch das Stitching die Schaltfrequenz bis zu viermal grösser ist als beim Raupenauftrag mit einem pneumatischen Spritzkopf, ist die Lebensdauer je nach pneumatischem Vergleichsmodell zehn- bis vierzigmal länger. Zusammenfassend ergeben sich folgende Einsparungen:

  • CO2-Reduktion: 24.42 t pro Jahr
  • Einsparung bei den Klebstoffkosten: 12'285 Euro pro Jahr für Deckel- und Bodenbeleimung
  • Einsparung bei Wartung und Ersatzteilen: 4'040 Euro pro Jahr
  • Return on Investment (ROI): 9.4 Monate

Weniger CO₂, geringere Kosten, sichere Verklebung

Der Einsatz eines elektrischen Auftragskopfes mit Hotmelt-Stitching-Funktion wie auch die gezielte Optimierung des Auftragsprozesses mindern unmittelbar die CO₂-Emissionen. Durch die Reduktion der Klebstoffauftragsmenge verringern sich die Produktionskosten und die Sicherheit der Verklebung nimmt sogar zu. Im industriellen Klebstoffauftrag ist Nachhaltigkeit deshalb kein Kostenfaktor – sondern ein Effizienzhebel mit messbarem wirtschaftlichem Nutzen.

Sind Sie neugierig, wie Sie Ihre Kennzahlen zu CO₂-Emissionen und Klebstoffverbrauch konkret verbessern können? Wir analysieren gerne Ihren Klebstoffauftrag und berechnen bei Bedarf auch Ihren ROI.

FÜR ANALYSE ANMELDEN

 
author

Rolf Gräser, Industry Manager Packaging

Rolf Gräser arbeitet seit 30 Jahren in der Verpackungsbranche. Als Industry Manager Packaging bei Robatech in Muri/Schweiz nutzt er sein profundes Know-how, um die ökologischen und ökonomischen Bedürfnisse des Marktes in die Entwicklung neuer Klebstoff-Auftragssysteme und -komponenten einfliessen zu lassen.

KOMMENTARE

0 KOMMENTARE

Diesen Beitrag teilen

Ähnliche Beiträge

Fragen?

Close

Newsletter

Close