EP3672882B1 - Verfahren zum steuern der menge eines auf einen träger aufzubringenden klebemittels - Google Patents

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EP3672882B1
EP3672882B1 EP18743491.5A EP18743491A EP3672882B1 EP 3672882 B1 EP3672882 B1 EP 3672882B1 EP 18743491 A EP18743491 A EP 18743491A EP 3672882 B1 EP3672882 B1 EP 3672882B1
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EP
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sensor
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gas sensor
container
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Joachim BRZOSKA
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    • B65C2009/0071Details of glueing devices
    • B65C2009/0075Constructional details of glueing rollers

Definitions

  • an adhesive has to be applied to a container, a package or a label.
  • the supply pressure of the adhesive and/or the volume of the supplied adhesive has hitherto been recorded, for which purpose corresponding sensors are arranged in the adhesive supply or in an adhesive container.
  • an application unit for applying the adhesive is then controlled, for example a feed pump with a spray unit or the like.
  • a problem with such a method is that changes in the composition of the adhesive that may contribute to affecting the function of the adhesive are not detected.
  • changes in the composition of the adhesive that may contribute to affecting the function of the adhesive are not detected.
  • a specific adhesive is required for a specific application.
  • Such methods make it impossible to tell whether the correct adhesive has actually been introduced into the adhesive container.
  • a method for controlling an adhesive to be applied to a carrier in which the adhesive is applied to the carrier by means of an application unit and the conveyance of the adhesive to be applied is controlled by a control device of the application unit.
  • a sensor device is used for detecting adhesive parameters, such as the temperature of the adhesive, so that a heating device for heating the adhesive can be controlled based on an output signal from the sensor device.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device which take into account the properties of the adhesive.
  • the invention is based on a method for controlling and monitoring an adhesive to be applied to a carrier, which is applied to a carrier or carrier surface by means of an application unit, e.g is controlled.
  • the process can be used, for example, for labeling containers or packaging, but also for mutually gluing containers, e.g. to form multi-packs of 4, 6 or 8 containers.
  • the gas concentration or the partial pressure of at least one component of the adhesive is measured with at least one gas sensor and the application unit is controlled as a function of the sensor signal from the gas sensor and/or a display and/or an error signal is indicated and/or stored.
  • an additive is recorded as a secondary substance added to the adhesive, e.g. perfume or odor substance.
  • This secondary substance ideally has no functional property for the adhesive or the gluing process itself.
  • the secondary substance is added to the adhesive after the manufacture of the adhesive.
  • solvent should always be understood to mean such a secondary substance.
  • solvent should always be understood to mean such a secondary substance.
  • the partial pressure of the solvent and/or binder decreases, which can be detected by means of the gas sensor.
  • the application unit can thus be stopped before a reference value or limit value is reached, for example, if a satisfactory adhesive result can no longer be expected due to the reduced solvent and/or binder content.
  • a binder and / or Solvent supply can be controlled, which supplies the more volatile components to the adhesive again, so that this remains constant over time in terms of its composition and thus its adhesive quality. In this way, aging of the adhesive due to vaporization or evaporation of more volatile components can be counteracted. It is therefore possible with the invention to also detect the property, ie the composition of the adhesive itself, when controlling the application unit.
  • the evaporation behavior i.e. the change in the partial pressure of the secondary substance
  • a warning message can then be displayed on a display of the system or device, such as a labeling device or container packing station with hot-melt adhesive points, that the adhesive should be replaced.
  • the system could also be stopped, operated at a different output or operated with a higher glue output in order to compensate for the loss in quality of the glue.
  • messages could thus be output to the control device of the system and/or the system itself could be controlled, e.g. not started or stopped.
  • Such an application unit is, for example, a spray application unit with a spray head as the application unit, which sprays the adhesive onto the container or onto a label, or a hot-melt adhesive unit, with at least one application opening as the application unit, which applies a drop of hot-melt adhesive to a container in order to seal it with others to connect containers.
  • a spray application unit with a spray head as the application unit, which sprays the adhesive onto the container or onto a label
  • a hot-melt adhesive unit with at least one application opening as the application unit, which applies a drop of hot-melt adhesive to a container in order to seal it with others to connect containers.
  • It can also be an outer packaging, e.g. a carton or a bottle carrier, which is to be provided with a label.
  • the adhesive can be applied either to the labels, to the container or packaging and/or to points between the containers.
  • the invention not only enables the composition of the adhesive to be checked, but also to check whether the correct adhesive is used at all for a specific purpose. For example, different adhesives can be used for different purposes. Using the wrong adhesive for a specific purpose can lead to improper bonding results. Therefore, by determining the partial pressure of at least one component of the adhesive, in particular a secondary material, it can be recognized immediately whether the correct adhesive has been introduced into the adhesive container for the specified adhesive purpose.
  • the application unit is not even started, for example.
  • the application unit it is therefore possible for the application unit to only be allowed to start when the partial pressure of at least one ingredient in the adhesive is within a permissible value range.
  • non-functional secondary materials to the adhesive has the great advantage that they can be developed and used completely independently of the adhesive itself in terms of their intended use and their detectability.
  • a secondary substance can be very volatile and can no longer be detected very quickly after an adhesive has liquefied, for example if the sole purpose of use is to ensure that only an approved adhesive has been filled into a system.
  • the missing partial pressure peak in temporal connection with the change in the fill level could then lead, for example, to an error message, power throttling of the system or shutdown of the system.
  • the secondary material is added to the adhesive after manufacture of the adhesive and prior to its intended use in or for an application unit. This can be done in particular by known mixing processes and/or by spraying the adhesive with the secondary material.
  • adhesive is understood to be a fully functional adhesive for which the secondary substance has no or virtually no importance in relation to the actual adhesive function.
  • the application unit usually contains an adhesive container, into which the adhesive to be applied is filled, an adhesive supply from the adhesive container to the application unit, and the application unit itself, e.g. a wiper, a spray head with spray nozzles or a droplet application unit.
  • the gas sensor is arranged in the area of one of these components. It is possible for the adhesive to be fed to or stacked in a larger external hopper or tank. In this case, the application unit does not contain its own adhesive container but only the adhesive supply, whereby the gas sensor is then arranged in the area of the adhesive supply or the application unit or possibly a suitable sensor gas space provided there.
  • the gas sensor can be arranged directly on and/or above the application head for the adhesive.
  • the gas sensor can be arranged directly on and/or above the application head for the adhesive.
  • a gas chromatographic or olfactometric sensor is used as the gas sensor, which in particular allows an assessment of the solvent content and/or binder content in the adhesive.
  • gas sensors can also be used, such as sensors based on the principle of proton exchange reaction mass spectrometry.
  • the gas sensor in connection with the analysis and evaluation unit will in particular detect the gas constituents based on the presence or absence of at least one type of substance and/or the concentration of the at least one type of substance.
  • the application unit contains a spray device and the strength of the spray jet is set as a function of the sensor signal.
  • the adhesive can be adjusted to an optimum operating value, taking into account the gas partial pressure of the adhesive's constituents, which allows optimum adhesive performance taking into account the property of the adhesive and possibly the binder and/or solvent content of the adhesive.
  • the application unit is preferably formed as a hot-melt adhesive application unit that is used, for example, for applying adhesive dots.
  • the adhesive dots on the outer circumference of e.g. PET bottles allow them to be connected to one another without surrounding shrink film or plastic straps.
  • the gas sensory monitoring of the property of the adhesive for example the solvent and/or binder content, can ensure that the adhesive properties of the adhesive are optimized at all times.
  • the application unit comprises a circulating system for an adhesive or the application unit is connected to a circulating system for an adhesive.
  • the sensor signal or a signal derived from it is compared with a reference value and an error message is output if the reference value is reached, exceeded or fallen below.
  • a reference value For example, when the solvent content of the adhesive agent is checked by the gas sensor, it happens that due to the higher gas pressure of the solvent, the solvent gradually evaporates from the adhesive agent, so that the content of the solvent decreases continuously.
  • the partial pressure for the solvent can thus be constantly monitored via the gas sensor, and if the solvent content falls below a lower limit value, either a system error message can be issued or a correction message can be issued which results in a solvent and/or binder supply being switched on which re-supplies solvent and/or binder to the adhesive to restore the quality of the adhesive.
  • a stirring or mixing device can of course also be actuated, which then causes the added solvent and/or binder to be well stirred with the adhesive present in the adhesive container.
  • a quantity sensor for the quantity of adhesive present in the adhesive container is provided, so that the controller for the application unit calculates the quantity of solvent to be supplied from the quantity of adhesive still present in the adhesive container and/or binder from the gas partial pressure and the amount of adhesive present in the adhesive container.
  • This plant can thus run automatically and help ensure that the more volatile components of the adhesive, such as solvents and/or binders, always remain at a certain target level.
  • the gas sensor is preferably designed to measure different ingredients in the adhesive.
  • several different gas sensors can also be provided for measuring the different ingredients, for example a gas sensor for a partial pressure of an adhesive base material, a gas sensor for the partial pressure of a binder and a third gas sensor for the partial pressure of the adhesive solvent.
  • an error signal is preferably output if the measured composition of the ingredients deviates from a target composition. This error signal can be used, for example, to show on a display which components deviate from the target composition, so that a service technician is able to add the components that are missing to the adhesive container.
  • a quantity sensor is provided for the adhesive container, which determines the quantity of adhesive present in the adhesive container.
  • This can be a weight sensor, a volume sensor or an optical sensor.
  • the composition of the different ingredients of the adhesive can thus be monitored and possibly even corrected by the invention.
  • the sensor signal and/or a control value derived from the sensor signal is/are recorded over time and an error procedure is carried out if the time derivation of the control values exceeds a limit value.
  • Solvent partial pressure of the adhesive decreases over the period of use, because the solvent evaporates first because of its higher partial pressure from the adhesive. This leads to a time-decreasing intensity profile of the sensor signal. The derivation of the measured intensity over time can thus be formed and this value can be compared with a limit value. In this way it is possible to predict when a certain minimum partial pressure will be reached, above which the adhesive will no longer work satisfactorily.
  • a supply device for the corresponding component can be switched on, which adds the corresponding component either continuously or in batches in order to keep it at a certain desired level in the adhesive.
  • the invention also relates to a device for applying adhesive to a carrier, in particular a label, a container such as a bottle, a can, a keg or a carton.
  • the device comprises an application unit for the adhesive on the carrier, optionally an adhesive container and/or an adhesive feed for the adhesive to be applied to the application unit, the quantity to be applied by the application unit, the temperature and/or the flow rate of the adhesive being controlled by a control device can be controlled.
  • the device contains, in particular in the adhesive container and/or in the adhesive feed, a gas sensor which is designed to detect the partial pressure of at least one ingredient contained in the adhesive, the gas sensor being connected to the control device on the output side and the control device is designed to control the application unit as a function of the sensor signal from the gas sensor.
  • This device allows the measurement of the gas partial pressure of at least one component of the adhesive and the control of the application unit as a function of the sensor signal, ie of the gas partial pressure of the corresponding component. In this way it can be ensured that the property of the adhesive is monitored over time and is advantageously retained. In this sense, the proportion of at least one component of the adhesive, for example the solvent, can be monitored and it can be ensured that the gas partial pressure of the solvent, ie its proportion in the adhesive, does not fall below a specific minimum value.
  • either the application unit can be stopped or a feed device can be switched on beforehand, depending on the sensor signal, which ensures that the volatile component of the adhesive is promptly fed.
  • This feed can be continuous or batchwise. In this way, the quality of the adhesive can be ensured over the entire duration of the process by means of the invention.
  • This device also makes it possible to monitor whether the correct adhesive is used for a desired bonding process.
  • the gas sensor is preferably designed to detect different gas constituents of the adhesive and their concentration. Instead, different gas sensors can also be used for the different gas constituents. In this way, the composition of several components of the adhesive can be monitored for a target value. This also makes it possible, in particular, to identify the adhesive.
  • the device has a supply circuit comprising the adhesive container and/or the adhesive supply as well as the gas sensor arranged in the supply circuit. In this way it can be ensured that the measurement result of the gas sensor is not falsified by external environmental influences.
  • the device preferably contains at least one second sensor which measures at least one of the following parameters: temperature of the adhesive, fill level of the adhesive in the adhesive container, viscosity and/or flow rate of the supplied adhesive.
  • temperature of the adhesive e.g., temperature of the adhesive
  • fill level of the adhesive in the adhesive container e.g., fill level of the adhesive in the adhesive container
  • viscosity and/or flow rate of the supplied adhesive e.g., temperature of the adhesive, fill level of the adhesive in the adhesive container, viscosity and/or flow rate of the supplied adhesive.
  • the device preferably contains gas suction and/or vacuum generation in the area of the adhesive container and/or the adhesive feed and/or the application unit. In this way it can be ensured that the more volatile components of the adhesive do not get into the environment and cause health problems there.
  • the device is preferably a labeling machine for labeling containers, such as bottles, cans or kegs, or a machine for connecting a plurality of containers to form a container pack.
  • Two adhesive sensors are preferably provided for the temperature and/or the viscosity of the adhesive, and the control device is designed to control a heating device and/or a conveying device for the adhesive, such as an adhesive conveying pump, depending on the adhesive sensor(s). In this way it can be ensured, for example, that the viscosity and/or temperature of the adhesive is/are always within a certain target range.
  • FIG 1 shows an example of a labeling device 10 with a vacuum drum 12, which has six receiving locations 14 distributed equidistantly around its circumference, each with an outwardly facing suction surface 28 for one label 24 each.
  • the labeling device 10 also includes a label feed 16 with a cutting roller 18 and a transfer drum 20.
  • the vacuum drum 12 has a receiving area 22 in which a label 24 is transferred from a label receptacle 21 of the transfer drum 20 to the receiving space 14.
  • the Vacuum drum 12 also has a delivery area 26 in which the label 24 is applied from the receiving location 14 to the periphery of a container 34 located at a transport location 30 of a transport device 32 of a treatment device.
  • Each receiving place 14 contains a suction surface 28 which is connected to an associated vacuum space 36 which ends in a perforation 38 of a base plate which is arranged axially normal and concentric to the axis of rotation of the vacuum drum 12.
  • the vacuum spaces 36 of the individual receiving locations 14 are supplied with a vacuum via these perforations 38 .
  • the labeling device 10 also contains a glue roller 13 which is arranged in the first sector A of the vacuum drum 12 between the receiving area 22 and the delivery area 26 and there provides the back of the labels 24 held on the receiving places 14 with glue.
  • This glue roller 13 rotates in the opposite direction to the vacuum drum 12, as a result of which a layer of glue is applied evenly to the back of the labels 24 as they unroll, which layer then serves to attach the labels 24 to the circumference of the containers 34.
  • the figure does not show that the receiving locations 14 can also optionally be moved radially outwards in order to come into improved contact with the outer circumference of the containers 34 in the delivery area 26, for example.
  • the vacuum drum 12 can also be designed and arranged in such a way that the receiving locations 14 enter the peripheral area of the containers 34 located in the transport locations 30 with their suction surface 28 even without radial movement, so that the labels 24 can also be applied without a radial movement of the individual receiving locations 14 is possible.
  • An application unit 40 is provided in the area of the glue roller 13, which has a spray device 42, with which the adhesive is sprayed evenly onto the glue roller 13, which glue roller 13 then subsequently rolls on the reverse side 24 of the label, so that the label 24, after being pressed onto the Container 34 sticks well to this.
  • the amount of adhesive sprayed on is controlled via a control valve 44 which is arranged in an adhesive feed 46 to the spray device 42 .
  • the adhesive supply 46 is connected to an adhesive container 48 in which a larger amount of adhesive is present to over a longer Process duration to ensure the supply of adhesive to the spray device 42.
  • a gas sensor 50 is arranged in the adhesive container 48 and is connected to a control device 52 which controls the control valve 44 .
  • a temperature sensor 54 and a viscosity sensor 56 are arranged in the adhesive supply 46, with which further physical properties of the supplied adhesive can be monitored.
  • a filling level sensor 58 for the amount of adhesive in the adhesive container 48 is arranged in the adhesive container 48 .
  • a heating device 64 in the adhesive container 48 which is also connected to the control device 52 . All of the sensors 50, 54, 56, 58 mentioned above are connected to the control device 52 and supply it with measurement signals or control signals.
  • a solvent supply 60 and a binder supply 62 are connected to the adhesive container 48, which supplies 60, 62 are also controlled via the control device 52.
  • a stirring device which is also actuated by the control device 52 can also be provided in the adhesive container 48 .
  • At least one gas partial pressure of at least one component of the adhesive is measured via gas sensor 50, and depending on this sensor signal from gas sensor 50, control device 52 controls a control valve 44, for example, which is arranged upstream of spray device 42.
  • control device 52 controls a control valve 44, for example, which is arranged upstream of spray device 42.
  • the control device 64 in the adhesive container 48 can be controlled in order to keep the adhesive at a desired temperature, which in turn has an effect on the viscosity of the adhesive.
  • a component of the adhesive other than the solvent can also be detected via the gas sensor 50 .
  • the partial pressures of several chemical components of the adhesive can be detected via the gas sensor, which allows conclusions to be drawn about the type of solvent and thus an assessment of whether the adhesive is correct for the desired purpose or not. If it is determined by the sensor signals from gas sensor 50 and viscosity sensor 56 that, for example, certain ingredients such as solvents or binders are missing, these ingredients can be tracked via solvent supply 60 and binder supply 62, so that the composition of the adhesive in the adhesive container 48 is back to where it should be. When tracking via the solvent supply 60 and the binder supply 62, the current level in the adhesive container 48 can be taken into account via the level sensor 58, so that the optimized amount of solvent and binder can be supplied or tracked.
  • 2 12 shows, for example, the sensor signal of the gas sensor 50, which in this case measures the partial pressure of the solvent in the form of an intensity value I in the adhesive. is applied in 2 hence the intensity value I, i.e. the level of the solvent partial pressure over the measured time t.
  • the curve for the partial pressure of the solvent can have a decreasing course, which means that a straight line dl/dt can be applied to this curve for evaluation purposes, so that a point in time can be determined in connection with a minimum concentration of the solvent I min at which this minimum value is reached in the current process.
  • the partial pressure of the secondary substance and/or solvent then rises sharply and is expected in the intensity range k1. If this peak is actually measured in the expected range due to the sensor signal from the gas sensor, the system is activated. If this peak is not obtained in the intensity range k1 within the subsequent period of time t2 after filling, then the adhesive is either aged or incorrect. A warning signal can then be emitted and/or the system can be stopped or not started up.
  • the labeling device is only shown as an example of an adhesive application device. It can also be a device for labeling boxes, Beverage carriers or gluing devices for gluing several containers to form larger packs, or an application device for adhesive in connection with a folding and erecting station for cardboard packaging.
  • the spray device 42 is mentioned as an example. It can also be a device for applying adhesive dots or some other surface application device.
  • the control device 52 controls the control valve 44 and/or the feed pump.
  • the adjustable feed pump can also replace the control valve.

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Description

  • In der Verpackungsindustrie ergeben sich immer wieder Situationen, in welchen ein Klebemittel auf einen Behälter, eine Verpackung oder ein Etikett aufzubringen ist. Im Rahmen der Steuerung und Überwachung des aufzubringenden Klebemittels werden bislang der Zufuhrdruck des Klebemittels und/oder das Volumen des zugeführten Klebemittels erfasst, wofür entsprechende Sensoren in der Klebemittel-Zuführung bzw. in einem Klebemittel-Behälter angeordnet sind. In Abhängigkeit von den Ausgangssignalen dieser Sensoren wird dann eine Applikationseinheit zum Aufbringen des Klebemittels gesteuert, zum Beispiel eine Zufuhrpumpe mit einer Sprüheinheit oder dergleichen.
  • Ein Problem bei einem solchen Verfahren besteht darin, dass Veränderungen in der Zusammensetzung des Klebemittels nicht erfasst werden, die zu einer Beeinflussung der Funktion des Klebemittels beitragen können. Zudem ist es sogar möglich, dass für eine bestimmte Anwendung ein spezifisches Klebemittel benötigt wird. Durch solche Verfahren ist indes nicht erkennbar, ob in den Klebemittel-Behälter tatsächlich das korrekte Klebemittel eingeführt wurde.
  • Aus der US 2014/311404 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines auf einen Träger aufzubringenden Klebemittels bekannt, bei dem das Klebemittel mittels einer Applikationseinheit auf den Träger aufgebracht und die Förderung des aufzubringenden Klebemittels mittels einer Steuerungsvorrichtung der Applikationseinheit gesteuert wird. Dabei kommt eine Sensoreinrichtung zur Erfassung von Klebemittel-Parametern, wie z.B. der Temperatur des Klebemittels, zum Einsatz, sodass anhand eines Ausgangssignals der Sensoreinrichtung eine Heizeinrichtung zum Heizen des Klebemittels gesteuert werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Eigenschaften des Klebemittels berücksichtigen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der zugeordneten abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben.
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Steuern und Überwachung eines auf einen Träger aufzubringenden Klebemittels, welches mittels einer Applikationseinheit, z.B. einer Sprühapplikationsvorrichtung auf einen Träger oder Trägerfläche aufgebracht wird, wobei beispielsweise die Menge, Temperatur und Fließgeschwindigkeit des aufzubringenden Klebemittels mittels einer Steuerungsvorrichtung der Applikationseinheit gesteuert wird.
  • Das Verfahren ist zum Beispiel bei der Etikettierung von Behältern oder Verpackungen einsetzbar, aber auch beim wechselseitigen Verkleben von Behältern, z.B. zum Bilden von Multi-Packs aus 4, 6 oder 8 Behältern.
  • Erfindungsgemäß wird die Gas-Konzentration beziehungsweise der Partialdruck wenigstens eines Inhaltsstoffes des Klebemittels, wie z.B. eines Bindemittels, eines Lösemittels oder eines Additivs mit wenigstens einem Gassensor gemessen und die Applikationseinheit wird in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Gassensors gesteuert und/oder eine Anzeige und/oder ein Fehlersignal angegeben und/oder gespeichert.
  • Partialdruck und Konzentration soll nachfolgend synonym verwendet werden. Idealerweise wird ein Additiv als dem Klebemittel zugeführter Sekundärstoff erfasst, z.B. Parfüm- oder Geruchsstoff. Dieser Sekundärstoff hat idealerweise keine funktionale Eigenschaft für das Klebemittel oder den Klebevorgang selbst. Vorzugsweise wird der Sekundärstoff dem Klebemittel nach der Herstellung des Klebemittels zugefügt.
  • Nachfolgend soll somit unter Lösungsmittel auch immer ein solcher Sekundärstoff verstanden werden. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob zum Beispiel der Lösungs- oder Bindemittelgehalt des Klebemittels im Laufe des Gebrauchs zu stark abgenommen hat, so dass eventuell kein zufriedenstellendes Klebeergebnis mehr erzielt wird. In diesem Fall nimmt der Partialdruck des Lösungsmittels und/oder Bindemittels ab, was mittels des Gassensors erkennbar wird. Die Applikationseinheit kann somit zum Beispiel vor Erreichen eines Referenzwertes bzw. Grenzwertes gestoppt werden, wenn aufgrund des reduzierten Lösungsmittel- und/oder Bindemittelgehalts kein zufriedenstellendes Klebeergebnis mehr zu erwarten ist. Andernfalls kann durch das Sensorsignal auch eine Bindemittel- und/oder Lösungsmittelzufuhr gesteuert werden, die dem Klebemittel die leichter flüchtigen Komponenten wieder zuführen, so dass dies in seiner Zusammensetzung und damit in seiner Klebequalität über die Zeit konstant bleibt. Auf diese Weise kann einer Alterung des Klebemittels aufgrund Verdampfens oder Verdunstens von leichter flüchtigen Bestandteilen entgegengewirkt werden. Es ist daher durch die Erfindung möglich, auch die Eigenschaft, das heißt die Zusammensetzung des Klebemittels selbst, bei der Steuerung der Applikationseinheit zu erfassen.
  • Es ist ferner möglich, dass durch das Verdampfungsverhalten, d.h. die Partialdruckveränderung des Sekundärstoffes erkennbar wird, ob das Klebemittel gealtert ist und eventuell ausgetauscht werden muss. Entsprechend kann dann auf einem Display der Anlage bzw. Vorrichtung, wie beispielweise einer Etikettiervorrichtung oder Behälterpackstation mit Heißklebepunkten eine Warnmeldung angezeigt werden, dass das Klebemittel ausgetauscht werden sollte. Alternativ könnte die Anlage kann auch gestoppt, auf einer anderen Leistung betrieben oder mit einem höheren Leimaustrag betrieben werden, um die Qualitätsabfall des Leims zu kompensieren.
  • Es könnten somit im Rahmen der Steuerung durch das Sensorsignal des Gassensors sowohl Mitteilungen an die Steuerungsvorrichtung der Anlage ausgegeben werden und/oder die Anlage selbst gesteuert werden, z.B. nicht gestartet oder gestoppt werden.
  • Eine derartige Applikationseinheit ist zum Beispiel eine Sprühauftragseinheit mit einem Sprühkopf als Auftragseinheit, die das Klebemittel auf den Behälter oder auf ein Etikett aufsprüht oder eine Heißklebeeinheit, mit wenigstens einer Auftragsöffnung als Auftragseinheit, die einen Tropfen eines Heißklebers auf einen Behälter aufbringt, um diesen mit anderen Behältern zu verbinden. Es kann sich auch um eine Umverpackung, z.B. einen Karton oder einen Flaschenträger handeln, die/der mit einem Etikett zu versehen ist. Das Klebemittel kann dabei entweder auf die Etiketten, auf die Behälter bzw. Verpackung und/oder auf Punkte zwischen den Behältern aufgebracht werden.
  • Die Erfindung ermöglicht nicht nur die Überprüfung der Zusammensetzung des Klebemittels, sondern auch die Überprüfung, ob für einen bestimmten Zweck überhaupt das richtige Klebemittel verwendet wird. So können zum Beispiel für unterschiedliche Zwecke unterschiedliche Klebemittel eingesetzt werden. Wenn für einen bestimmten Zweck ein falsches Klebemittel eingesetzt wird, kann dies zu untauglichen Klebeergebnissen führen. Deswegen kann über die Ermittlung des Partialdrucks wenigstens einer Komponente des Klebemittels, insbesondere eines Sekundärstoffes, sofort erkannt werden, ob für den vorgegebenen Klebezweck das korrekte Klebemittel in den Klebemittel-Behälter eingeführt wurde.
  • Falls sich aufgrund des Sensorsignals (d.h. dem Partialdruck beispielsweise des Sekundärstoffes) herausstellen sollte, dass es sich um das falsche Klebemittel handelt, wird die Applikationseinheit zum Beispiel erst gar nicht gestartet. Es ist daher in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung möglich, dass ein Start der Applikationseinheit nur erlaubt wird, wenn der Partialdruck wenigstens eines Inhaltsstoffes des Klebemittels in einem zulässigen Wertebereich liegt. Es ist zusätzlich oder alternativ zur Steuerung der Applikationseinheit immer möglich, ein Fehlersignal abzugeben und/oder entsprechende Daten in geeigneter Weise zu speichern, was dann die Anlagensteuerung oder eine mit der Steuerung beauftragte Person in beliebiger Weise nutzen kann, z.B. zum Stoppen oder Leistungsverringerung der Anlage, und zum Überprüfen der Klebemittelherstellung.
  • Das Zuführen der vorgenannten nicht funktionalen Sekundärstoffe zum Klebemittel hat den großen Vorteil, dass diese in ihrem Nutzungszweck und hinsichtlich der Erfassbarkeit vollständig unabhängig vom Klebemittel selbst entwickelt und eingesetzt werden können. So kann bspw. ein Sekundärstoff sehr leicht flüchtig sein und schon sehr schnell nach dem Verflüssigen eines Klebemittels nicht mehr nachweisbar sein, wenn bspw. der Zweck des Einsatzes alleinig ist, sicherzustellen, dass nur ein zugelassenes Klebemittel in eine Anlage eingefüllt wurde. Der ausbleibende Partialdruckpeak im zeitlichen Zusammenhang mit der Veränderung des Füllstandes könnte dann bspw. zu einer Fehlermeldung, Leistungsdrosselung der Anlage oder Abschalten der Anlage führen.
  • Idealerweise wird dem Klebemittel der Sekundärstoff nach der Herstellung des Klebemittels und vor der zweckbestimmten Nutzung in oder für eine Auftragseinheit zugefügt. Dies kann insbesondere durch bekannte Mischprozesse und/oder durch Besprühen des Klebemittels mit dem Sekundärstoff erfolgen. Hierbei wird, wie oben ausgeführt, unter Klebemittel ein vollfunktionsfähiges Klebemittel verstanden, für welches der Sekundärstoff keine oder quasi keine die eigentlich Klebefunktion betreffende Bedeutung hat.
  • Üblicherweise enthält die Applikationseinheit einen Klebemittel-Behälter, in welchen das aufzubringende Klebemittel eingefüllt wird, eine Klebemittel-Zuführung von dem Klebemittel-Behälter zur Auftragseinheit, und die Auftragseinheit selbst, z.B. einen Abstreifer, einen Sprühkopf mit Sprühdüsen oder eine Tropfenauftragseinheit. Der Gassensor ist in dem Bereich einer dieser Komponenten angeordnet. Es ist möglich, dass das Klebemittel über einen größeren externen Vorlagebehälter oder Tank zugeführt oder dort gestapelt wird. In diesem Fall enthält die Applikationseinheit keinen eigenen Klebemittel-Behälter sondern nur die Klebemittel-Zuführung, womit der Gassensor dann im Bereich der Klebemittel-Zuführung oder der Auftragseinheit oder ggf. einem dort vorgesehenen, geeigneten Sensorgasraum angeordnet ist.
  • Insbesondere kann der Gassensor unmittelbar am und/oder oberhalb des Applikationskopfes für das Klebemittel angeordnet sein. Im Falle einer solchen Anordnung ist aufgrund der ggf. stark wechselnden Gasströmungs- und Vermischungszustände häufig nur eine Ja/Nein-Aussage bezüglich der gesuchten Gasinhaltsstoffe möglich.
  • Vorzugsweise wird als Gassensor ein gaschromatografisch oder olfaktometrisch arbeitender Sensor verwendet, der insbesondere eine Beurteilung des Lösungsmittelgehalts und/oder Bindemittelgehalts in dem Klebemittel erlaubt. Dabei sind aber auch alle anderen denkbaren Gassensoren einsetzbar, wie bspw. Sensoren nach dem Prinzip der Protonentauschreaktions-Massenspektrometie. Der Gassensor in Verbindung mit der Analyse- und Auswerteeinheit wird insbesondere die Gasinhaltsstoffe nach der An- oder Abwesenheit mindestens einer Stoffart und/oder der Konzentration der mindestens einen Stoffart erfassen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält die Applikationseinheit eine Sprühvorrichtung und die Stärke des Sprühstrahls wird in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eingestellt. Auf diese Weise kann das Klebemittel unter Berücksichtigung des Gaspartialdrucks des Inhaltsstoffes des Klebemittels auf einen optimalen Betriebswert eingestellt werden, der eine optimale Klebeleistung unter Berücksichtigung der Eigenschaft des Klebemittels und eventuell des Bindemittel- und/oder Lösungsmittelgehalts des Klebemittels erlaubt.
  • Vorzugsweise ist die Applikationseinheit in einer anderen Ausführungsform als Schmelzkleberauftragseinheit gebildet, die zum Beispiel zum Auftragen von Klebepunkten verwendet wird. Die Klebepunkte an dem Außenumfang von z.B. PET-Flaschen erlauben es, diese ohne umgebende Schrumpffolien oder Kunststoffbänder miteinander zu verbinden. Durch die gassensorische Überwachung der Eigenschaft des Klebemittels, zum Beispiel des Lösungsmittel- und/oder Bindemittelgehalts, kann sichergestellt werden, dass die Klebeeigenschaften des Klebemittels jederzeit optimiert sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Applikationseinheit ein Umlaufsystem für ein Klebemittel oder ist die Applikationseinheit mit einem ein Umlaufsystem für ein Klebemittel verbunden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Sensorsignal oder ein daraus abgeleitetes Signal mit einem Referenzwert verglichen und eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn der Referenzwert erreicht oder überschritten oder unterschritten wird. Wenn zum Beispiel der Lösungsmittelgehalt des Klebermittels durch den Gassensor überprüft wird, kommt es vor, dass aufgrund des höheren Gasdrucks des Lösungsmittels dieses allmählich aus dem Klebemittel verdampft, so dass dessen Gehalt laufend abnimmt. Der Partialdruck für das Lösungsmittel kann somit über den Gassensor ständig überwacht werden, und wenn ein unterer Grenzwert für den Lösungsmittelgehalt unterschritten wird, kann entweder eine Systemfehlermeldung ausgegeben werden oder eine Korrekturmeldung ausgegeben werden, die dazu führt, dass eine Lösungsmittel- und/oder Bindemittelzufuhr eingeschaltet wird, die dem Klebemittel wieder Lösungsmittel und/oder Bindemittel zuführt, um die Qualität des Klebemittels wieder aufrechtzuerhalten. In Abhängigkeit von dem Sensorsignal kann selbstverständlich auch eine Rühr- oder Mischvorrichtung betätigt werden, die dann dazu führt, dass das zugegebene Lösungs- und/oder Bindemittel mit dem im Klebemittel-Behälter vorhandenen Klebemittel gut verrührt wird.
  • In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn ein Mengensensor für die Menge des im Klebemittel-Behälter vorhandenen Klebemittels vorgesehen ist, so dass die Steuerung für die Applikationseinheit aus der Menge des noch im Klebemittel-Behälter vorhandenen Klebemittels die zuzuführende Menge an Lösungsmittel und/oder Bindemittel aus dem Gaspartialdruck und der Menge des im Klebemittel-Behälter vorhandenen Klebemittels errechnen kann. Diese Anlage kann somit automatisch laufen und dazu beitragen, dass die leichter flüchtigen Komponenten des Klebemittels, wie zum Beispiel Lösungsmittel und/oder Bindemittel, immer auf einem gewissen Soll-Niveau bleiben.
  • Vorzugsweise ist der Gassensor konzipiert, unterschiedliche Inhaltsstoffe des Klebemittels zu messen. Alternativ können auch mehrere unterschiedliche Gassensoren für die Messung der unterschiedlichen Inhaltsstoffe vorgesehen sein, zum Beispiel ein Gassensor für einen Partialdruck eines Klebemittelgrundstoffes, ein Gassensor für den Partialdruck eines Bindemittels und ein dritter Gassensor für den Partialdruck des Klebemittellösungsmittels. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Fehlersignal ausgegeben, wenn die gemessene Zusammensetzung der Inhaltsstoffe von einer Soll-Zusammensetzung abweicht. Mit diesem Fehlersignal kann zum Beispiel auf einem Display angezeigt werden, welche Komponenten von der Soll-Zusammensetzung abweichen, so dass ein Servicetechniker in der Lage ist, die entsprechend unterschüssigen Komponenten in den Klebemittel-Behälter nachzuführen. Dies kann auch automatisch geschehen, wenn durch die unterschiedlichen Gassensoren oder durch die Messwerte für die unterschiedlichen Inhaltsstoffe entsprechende Zufuhreinrichtungen für die unterschiedlichen Inhaltsstoffe angesteuert werden, die dann automatisch entsprechend den gemessenen Signalen die als unterschüssig gemessenen Komponenten in der korrekten Menge zuführen. Auch hierfür ist es vorteilhaft, wenn ein Mengensensor für den Klebemittel-Behälter vorgesehen ist, der die Menge des im Klebemittel-Behälter vorhandenen Klebemittels bestimmt. Dies kann ein Gewichtssensor, ein Volumensensor oder ein optischer Sensor sein. Durch die Erfindung kann somit die Zusammensetzung der unterschiedlichen Inhaltsstoffe des Klebemittels überwacht und eventuell sogar korrigiert werden. Prinzipiell ist es durch den/die Gassensor/Gassensoren für unterschiedliche Komponenten möglich, das Klebemittel auf seine chemische Zusammensetzung hin zu untersuchen, d.h. nicht nur auf seinen Lösungs- und Bindemittelgehalt, sondern auch auf seine z.B. klebetechnisch wirksamen chemischen Substanzen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird/werden das Sensorsignal und/oder ein aus dem Sensorsignal abgeleiteter Steuerwert über die Zeit erfasst und eine Fehlerprozedur wird ausgeführt, wenn die zeitliche Ableitung der Steuerwerte einen Grenzwert überschreitet. Es ist zum Beispiel möglich, dass der Lösungsmittelpartialdruck des Klebemittels über die Benutzungsdauer abnimmt, weil das Lösungsmittel wegen seines höheren Partialdruckes als erstes aus dem Klebemittel verdampft. Dies führt zu einem zeitlich abnehmenden Intensitätsverlauf des Sensorsignals. Es kann somit die Ableitung der gemessenen Intensität über die Zeit gebildet werden und dieser Wert mit einem Grenzwert verglichen werden. Auf diese Weise ist es möglich, vorherzusagen, wann ein bestimmter Mindestpartialdruck erreicht wird, ab dem das Klebemittel nicht mehr zufriedenstellend arbeitet. Andererseits kann durch die Kenntnis der Ableitung und den Mindestwert eine Zufuhreinrichtung für die entsprechende Komponente eingeschaltet werden, die die entsprechende Komponente entweder laufend oder chargenweise zugibt, um sie in dem Klebemittel auf einem gewissen Soll-Level zu halten.
  • Es könnte hiermit eine starke oder zu schnelle Alterung erkannt werden, die bspw. durch zu große oder zu langandauernde thermische oder mechanische Belastung des Klebemittels erfolgt ist, so dass die Klebemittelqualität nicht mehr den Sollwerten entspricht. Somit ist es auf diesem Wege auch möglich, dass bei Nutzung des richtigen Klebemittels ein von Ideal- oder Sollwerten abweichender Anlagenbetrieb vermieden oder nachgewiesen werden kann.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Aufbringen von Kleber auf einem Träger, insbesondere einem Etikett, einem Behälter wie zum Beispiel einer Flasche, einer Dose, einem Keg oder einem Karton. Die Vorrichtung umfasst eine Applikationseinheit für das Klebemittel auf den Träger, gegebenenfalls einen Klebemittel-Behälter und/oder eine Klebemittel-Zuführung für das aufzubringende Klebemittel zu der Applikationseinheit, wobei die durch die Applikationseinheit aufzubringende Menge, die Temperatur und/oder die Fließgeschwindigkeit des Klebemittels durch eine Steuerungsvorrichtung steuerbar ist. Gemäß der Erfindung enthält die Vorrichtung, insbesondere in dem Klebemittel-Behälter und/oder in der Klebemittel-Zuführung, einen Gassensor, der konzipiert ist, den Partialdruck wenigstens eines im Klebemittel enthaltenen Inhaltsstoffes zu erfassen, wobei der Gassensor ausgangsseitig mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist und die Steuerungsvorrichtung konzipiert ist, die Applikationseinheit in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Gassensors zu steuern.
  • Hinsichtlich der Vorteile und der Eigenschaften dieser Vorrichtung wird auf die Beschreibung des oben genannten Verfahrens verwiesen. Diese Vorrichtung erlaubt die Messung des Gaspartialdrucks wenigstens eines Inhaltsstoffes des Klebemittels und die Steuerung der Applikationseinheit in Abhängigkeit von dem Sensorsignal, das heißt von dem Gaspartialdruck des entsprechenden Inhaltsstoffes. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Eigenschaft des Klebemittels über die Zeit überwacht wird und vorteilhafterweise erhalten bleibt. In diesem Sinne kann der Anteil wenigstens einer Komponente des Klebemittels, zum Beispiel des Lösungsmittels, überwacht werden und sichergestellt werden, dass der Gaspartialdruck des Lösungsmittels, das heißt, dessen Anteil im Klebemittel, einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreitet.
  • In diesem Fall könnte eine starke Alterung durch zu große thermische oder mechanische Belastung des Klebemittels vorliegen, so dass die Klebemittelqualität nicht mehr den Sollwerten entspricht.
  • Wenn dies der Fall ist, kann entweder die Applikationseinheit gestoppt werden, oder es kann vorher bereits eine Zufuhrvorrichtung eingeschaltet werden in Abhängigkeit von dem Sensorsignal, die sicherstellt, dass die leicht flüchtige Komponente des Klebemittels zeitnah nachgeführt wird. Diese Zuführung kann kontinuierlich oder chargenweise erfolgen. Auf diese Weise kann mittels der Erfindung die Qualität des Klebemittels über die gesamte Prozessdauer sichergestellt werden.
  • Durch diese Vorrichtung ist es ebenfalls möglich, zu überwachen, ob für ein gewünschtes Klebeverfahren das richtige Klebemittel verwendet wird.
  • Vorzugsweise ist der Gassensor dazu konzipiert, unterschiedliche Gasinhaltsstoffe des Klebemittels und deren Konzentration zu erfassen. Es können stattdessen auch unterschiedliche Gassensoren für die unterschiedlichen Gasinhaltsstoffe verwendet werden. Auf diese Weise kann die Zusammensetzung mehrerer Komponenten des Klebemittels auf einen Soll-Wert überwacht werden. Damit ist insbesondere auch die Identifikation des Klebemittels möglich.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Zufuhrkreislauf auf, der den Klebemittel-Behälter und/oder die Klebemittel-Zuführung umfasst als auch den Gassensor, der in dem Zufuhrkreislauf angeordnet ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Messergebnis des Gassensors nicht durch äußere Umwelteinflüsse verfälscht wird.
  • Vorzugsweise enthält die Vorrichtung wenigstens einen zweiten Sensor, der wenigstens einen der folgenden Parameter misst: Temperatur des Klebemittels, Füllstand des Klebemittels im Klebemittel-Behälter, Viskosität und/oder Fließgeschwindigkeit des zugeführten Klebemittels. Durch die zusätzliche Messung dieser Parameter und gemeinsame Interpretation und Auswertung der Daten kann die Qualität des Klebemittels über die Prozesslaufdauer überwacht und sichergestellt werden. Die Berücksichtigung der Temperatur ermöglicht sogar die Verwendung unterschiedlicher Lösungsmittelgehalte bei unterschiedlichen Temperaturen, so dass ein für die entsprechend vorherrschende Temperatur optimales Klebeergebnis erreicht wird. Die Erfassung des Füllstands ermöglicht es, im Fall einer Nachführung einzelner Komponenten des Klebemittels, die noch im Klebemittel-Behälter vorhandene Menge an Klebemittel zu erfassen und entsprechend die fehlenden oder unterschüssigen Komponenten optimal hinzu zu dosieren. Über die Viskosität kann eine weitere wichtige Eigenschaft des Klebemittels erfasst werden und diese kann laufend optimiert werden, zum Beispiel durch Zugabe von Lösungsmittel und/oder Bindemittel.
  • Vorzugsweise enthält die Vorrichtung eine Gasabsaugung und/oder Unterdruckerzeugung im Bereich des Klebemittel-Behälters und/oder der Klebemittel-Zuführung und/oder der Applikationseinheit. Auf diese Weise kann sichergestellt, dass die leichter flüchtigen Komponenten des Klebemittels nicht in die Umwelt gelangen und dort zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung eine Etikettiermaschine zum Etikettieren von Behältern, wie zum Beispiel Flaschen, Dosen oder Kegs, oder eine Maschine zum Verbinden mehrerer Behälter zu einem Behälter-Pack.
  • Vorzugsweise sind zwei Klebemittelsensoren für die Temperatur und/oder die Viskosität des Klebemittels vorgesehen und die Steuerungsvorrichtung ist konzipiert, eine Heizvorrichtung und/oder eine Fördervorrichtung für das Klebemittel, wie zum Beispiel eine Klebemittelförderpumpe, in Abhängigkeit von dem/den Klebemittelsensoren zu steuern. Auf diese Weise kann zum Beispiel sichergestellt werden, dass die Viskosität und/oder Temperatur des Klebemittels sich immer in einem gewissen Soll-Bereich befindet/befinden.
  • Es ist offensichtlich für den Fachmann, dass die oben beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung untereinander als auch miteinander beliebig kombinierbar sind.
  • Folgende Ausdrücke werden synonym verwendet: Sensorsignal - Ausgangssignal; Zufuhr - Zufuhreinrichtung; Regelventil - Stellventil;
    Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
  • Fig. 1
    eine sehr schematische Aufsicht auf eine Etikettiermaschine, und
    Fig. 2
    ein Diagramm des gemessenen Lösungsmittelgehalts eines Klebemittels über die Zeit.
    Fig. 3
    ein Diagramm des gemessenen Lösungsmittelgehalts eines Klebemittels über die Zeit in Verbindung mit der Neubefüllung eines Klebemittel-Behälters mit Klebemittel.
  • Figur 1 zeigt beispielhaft eine Etikettiervorrichtung 10 mit einer Vakuumtrommel 12, die äquidistant an ihrem Umfang verteilt sechs Aufnahmeplätze 14 mit jeweils einer nach außen weisenden Ansaugfläche 28 für jeweils ein Etikett 24 aufweist. Die Etikettiervorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Etikettenzufuhr 16 mit einer Schneidwalze 18 und einer Transfertrommel 20. Die Vakuumtrommel 12 hat einen Aufnahmebereich 22, in welchem ein Etikett 24 von einer Etikettenaufnahme 21 der Transfertrommel 20 auf den Aufnahmeplatz 14 übernommen wird. Die Vakuumtrommel 12 hat weiterhin einen Abgabebereich 26, in welchem das Etikett 24 von dem Aufnahmeplatz 14 auf den Umfang eines an einem Transportplatz 30 einer Transportvorrichtung 32 einer Behandlungsvorrichtung befindlichen Behälters 34 aufgebracht wird. Jeder Aufnahmeplatz 14 enthält eine Ansaugfläche 28, die mit einem zugehörigen Vakuumraum 36 verbunden ist, der in einer Perforierung 38 einer Grundplatte endet, die achsnormal und konzentrisch zur Rotationsachse der Vakuumtrommel 12 angeordnet ist. Über diese Perforierungen 38 werden die Vakuumräume 36 der einzelnen Aufnahmeplätze 14 mit Vakuum versorgt. Die Etikettiervorrichtung 10 enthält weiterhin eine Leimwalze 13, die in dem ersten Sektor A der Vakuumtrommel 12 zwischen dem Aufnahmebereich 22 und dem Abgabebereich 26 angeordnet ist und dort die Rückseite der auf den Aufnahmeplätzen 14 gehaltenen Etiketten 24 mit Leim versieht. Diese Leimwalze 13 rotiert gegensinnig zu der Vakuumtrommel 12, wodurch auf die Rückseite der Etiketten 24 beim Abrollen gleichmäßig eine Leimschicht aufgetragen wird, die dann zur Befestigung der Etiketten 24 auf dem Umfang der Behälter 34 dient. In der Figur ist es nicht dargestellt, dass die Aufnahmeplätze 14 auch optional radial nach außen bewegt werden können, um so im Abgabebereich 26 z.B. in verbesserter Weise in Kontakt mit dem Außenumfang der Behälter 34 zu treten. Die Vakuumtrommel 12 kann auch so ausgebildet und angeordnet sein, dass die Aufnahmeplätze 14 mit ihrer Ansaugfläche 28 auch ohne radiale Bewegung in den Umfangsbereich der in den Transportplätzen 30 befindlichen Behälter 34 treten, sodass ein Aufbringen der Etiketten 24 auch ohne eine radiale Bewegung der einzelnen Aufnahmeplätze 14 möglich ist.
  • Im Bereich der Leimwalze 13 ist eine Applikationseinheit 40 vorgesehen, die eine Sprühvorrichtung 42 aufweist, mit der das Klebemittel auf die Leimwalze 13 gleichmäßig aufgesprüht wird, welche Leimwalze 13 dann nachher auf der Etikettenrückseite 24 abrollt, so dass das Etikett 24 nach dem Aufdrücken auf den Behälter 34 gut auf diesem haften bleibt.
  • Die Menge des aufgesprühten Klebemittels wird über ein Stellventil 44 gesteuert, welches in einer Klebemittel-Zuführung 46 zu der Sprühvorrichtung 42 angeordnet ist. Die Klebemittel-Zuführung 46 ist mit einem Klebemittel-Behälter 48 verbunden, in welchem eine größere Menge des Klebemittels vorhanden ist, um über eine längere Prozessdauer die Klebemittelzufuhr zu der Sprühvorrichtung 42 zu gewährleisten. In dem Klebemittel-Behälter 48 ist ein Gassensor 50 angeordnet, der mit einer Steuerungsvorrichtung 52 verbunden ist, die das Stellventil 44 ansteuert.
  • Weiterhin sind in der Klebemittel-Zuführung 46 ein Temperatursensor 54 und ein Viskositätssensor 56 angeordnet, mit welchen weitere physikalische Eigenschaften des zugeführten Klebemittels überwacht werden können.
  • In dem Klebemittel-Behälter 48 ist ein Füllstandssensor 58 für die Menge des im Klebemittel-Behälter 48 befindlichen Klebemittels angeordnet. Zudem befindet sich im Klebemittel-Behälter 48 eine Heizvorrichtung 64, die ebenfalls mit der Steuerungsvorrichtung 52 verbunden ist. Alle oben genannten Sensoren 50, 54, 56, 58 sind mit der Steuerungsvorrichtung 52 verbunden und liefern dieser Messsignale bzw. Steuerungssignale. Weiterhin ist eine Lösungsmittelzufuhr 60 und eine Bindemittelzufuhr 62 mit dem Klebemittel-Behälter 48 verbunden, welche Zufuhren 60, 62 ebenfalls über die Steuerungsvorrichtung 52 gesteuert werden. In dem Klebemittel-Behälter 48 kann auch eine Rührvorrichtung vorgesehen sein, die ebenfalls durch die Steuerungsvorrichtung 52 betätigt wird.
  • Erfindungsgemäß wird über den Gassensor 50 wenigstens ein Gaspartialdruck wenigstens einer Komponente des Klebemittels, zum Beispiel der Lösungsmittelpartialdruck, gemessen und in Abhängigkeit von diesem Sensorsignal des Gassensors 50 steuert die Steuerungsvorrichtung 52 zum Beispiel ein Stellventil 44, welches vor der Sprühvorrichtung 42 angeordnet ist. Somit kann die Menge des aufzutragenden Klebemittels in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Gassensors 50 gesteuert werden.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, die Applikationseinheit 40 komplett abzuschalten, wenn ein gewisser Grenzwert des vom Gassensor 50 gemessenen Partialdrucks einer fraglichen Komponente des Klebemittels unterschritten wird, was darauf hinweist, dass die gemessene Komponente des Klebemittels nicht mehr in einem ausreichenden Maße vorhanden ist, um ein zufriedenstellendes Klebeergebnis zu erzielen. Neben dem Gassensor 50 kann über den Temperatursensor 54 und den Viskositätssensor 56 ständig die Viskosität und die Temperatur des Lösungsmittels abgefragt werden bzw. überwacht werden, was die Steuerungsvorrichtung dazu veranlassen kann, ebenfalls die Menge des zuzuführenden Klebemittels über das Stellventil 44 optimiert auf die Viskosität und die Temperatur einzustellen. Weiterhin kann in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors 54 die Heizvorrichtung 64 in dem Klebemittel-Behälter 48 gesteuert werden, um das Klebemittel auf einer Soll-Temperatur zu halten, was wiederum Auswirkungen auf die Viskosität des Klebemittels hat. Über den Gassensor 50 kann auch ein anderer Inhaltsstoff des Klebemittels als das Lösungsmittel erfasst werden.
  • In einem Fall können zum Beispiel über den Gassensor die Partialdrücke mehrerer chemischer Komponenten des Klebemittels erfasst werden, was einen Rückschluss über die Art des Lösungsmittels zulässt und damit eine Beurteilung, ob das Klebemittel für den gewünschten Zweck korrekt ist oder nicht. Wenn durch die Sensorsignale des Gassensors 50 und des Viskositätssensors 56 festgestellt wird, dass zum Beispiel gewisse Inhaltsstoffe wie Lösungsmittel oder Bindemittel fehlen, können diese Inhaltsstoffe über die Lösungsmittelzufuhr 60 und die Bindemittelzufuhr 62 nachgeführt werden, so dass die Zusammensetzung des Klebemittels in dem Klebemittel-Behälter 48 wieder auf einem Soll-Stand ist. Bei der Nachführung über die Lösungsmittelzufuhr 60 und die Bindemittelzufuhr 62 kann der aktuelle Füllstand im Klebemittel-Behälter 48 über den Füllstandssensor 58 berücksichtigt werden, so dass die optimierte Menge an Lösungsmittel und Bindemittel zugeführt bzw. nachgeführt werden kann.
  • Fig. 2 zeigt zum Beispiel das Sensorsignal des Gassensors 50, welches in diesem Fall den Partialdruck des Lösungsmittels in Form eines Intensitätswertes I in dem Klebemittel misst. Aufgetragen ist in Fig. 2 somit der Intensitätswert I, das heißt die Höhe des Lösungsmittelpartialdrucks über die gemessene Zeit t. Es ist zum Beispiel festzustellen, dass die Kurve des Partialdrucks des Lösungsmittels einen abnehmenden Verlauf haben kann, wodurch sich auswertungstechnisch an diese Kurve eine Gerade dl/dt anlegen lässt, so dass im Zusammenhang mit einer Mindestkonzentration des Lösungsmittels Imin ein Zeitpunkt eruiert werden kann, an dem bei dem laufenden Prozess dieser Mindestwert erreicht wird. Es kann dann entweder die Applikationseinheit 40 vorher gestoppt werden oder die Lösungsmittelzufuhr 60 und die Bindemittelzufuhr 62 derart aktiviert werden, dass der Verlust an Lösungsmittel und/oder Bindemittel durch die entsprechende Zugabe wieder kompensiert wird. Auf diese Weise kann eine gleichbleibende Qualität des Klebemittels über die Dauer sichergestellt werden.
  • Figur 3 zeigt ein Diagramm eines Partialdruckes über die Zeit, wie es im Rahmen einer Neubefüllung des Klebemittelbehälters oder eines externen Vorlagebehälters mit Klebemittel zu erwarten wäre. Hierbei bedeuten
    • t1 = Zeitdauer der Befüllung mit Klebemittel
    • t2 = Zeitdauer für einen erwarteten Partialdruckpeak
    • k1 = Intensitätsbereich der erwarteten Partialdruckpeaks nach der Neubefüllung des Klebemittelbehälters mit Klebemittel. Es kann hierbei z.B. der Partialdruck des Lösungsmittels oder eines Sekundärstoffes im Klebemittel gemessen werden, das nur für Identifikationszwecke dem Klebemittel beigegeben wird, wie oben ausgeführt.
  • Wenn das Klebemittel über die Zeitdauer t1 in den Klebemittel-Behälter oder externen Vorlagebehälter eingefüllt wird, steigt anschließend der Partialdruck des Sekundärstoffes und/oder Lösungsmittels stark an und wird im Intensitätsbereich k1 erwartet. Wird tatsächlich aufgrund des Sensorsignals des Gassensors dieser Peak im erwarteten Bereich gemessen, so wird die Anlage freigeschaltet. Wird dieser Peak nach der Befüllung innerhalb der sich anschließenden Zeitdauer t2 nicht im Intensitätsbereich k1 erhalten, so handelt es sich um ein gealtertes oder um ein falsches Klebemittel. Es kann dann ein Warnsignal abgegeben werden und/oder die Anlage gestoppt bzw. nicht hochgefahren werden.
  • Weiterhin besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass beispielsweise bei den Ausführungsvarianten gemäß den Figuren 2 und 3 auch eine Temperaturabhängigkeit beachtet wird. Somit wird bei höherer Temperatur des Klebemittels ein steilerer Verlauf dl/dt einstellen und im Falle der Ausführungsform nach Figur 3 das Erwartungsfenster k1, t2 für den Konzentrationspeak in seiner Lage und ggf. Dimension unterschiedlich sein.
  • Die Etikettiervorrichtung ist nur beispielsweise als Klebemittelauftragsvorrichtung gezeigt. Es kann sich dabei auch um eine Vorrichtung zum Etikettieren von Kartons, Getränketrägern oder um Klebevorrichtungen zum Verkleben von mehreren Behältern zu größeren Packs handeln, oder eine Auftragseinrichtung für Klebemittel im Zusammenhang mit einer Falt- und Errichtungsstation für Kartonverpackungen.
  • Die Sprühvorrichtung 42 ist beispielsweise genannt. Es kann sich dabei auch um eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebepunkten oder um eine sonstige Flächenauftragsvorrichtung handeln.
  • In der Klebemittel-Zuführung 46 befindet sich in der Regel noch eine Förderpumpe, mit welcher der Förderdruck des Klebemittels an der Sprühvorrichtung 42 einstellbar ist. Die Steuerungsvorrichtung 52 steuert dann vorzugsweise das Stellventil 44 und/oder die Förderpumpe. Die einstellbare Förderpumpe kann auch das Stellventil ersetzen.
  • Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Patentansprüche beliebig variiert werden.
  • Bezugszeichenliste:
  • 10
    Etikettiervorrichtung
    12
    Vakuumtrommel
    13
    Leimwalze
    14
    Aufnahmeplatz -Vakuumpad
    16
    Etikettenzufuhr
    17
    Endlosetikettenband
    18
    Schneidwalze
    20
    Transfertrommel
    21
    Etikettenaufnahme der Transfertrommel
    22
    Aufnahmebereich
    24
    Etikett
    26
    Abgabebereich
    28
    Ansaugfläche
    30
    Transportplatz der Transportvorrichtung
    32
    Transportvorrichtung der Behälterbehandlungsvorrichtung
    34
    Behälter - Flasche
    36
    Vakuumraum des Aufnahmeplatzes
    38
    Perforierung in der Grundplatte
    40
    Applikationseinheit
    42
    Sprühvorrichtung
    44
    Stellventil
    46
    Klebemittel-Zuführung
    48
    Klebemittel-Behälter
    50
    Gassensor
    52
    Steuerungsvorrichtung
    54
    Temperatursensor
    56
    Viskositätssensor
    58
    Füllstandssensor
    60
    Lösungsmittelzufuhr
    62
    Bindemittelzufuhr
    64
    Heizvorrichtung im Klebemittel-Behälter oder in der Klebemittel-Zuführung
    t
    Zeit
    t1, t2
    Zeitdauer
    k
    Intensität
    k1
    Intensitätsbereich

Claims (19)

  1. Verfahren zum Steuern und/oder Überwachen eines auf einen Träger aufzubringenden Klebemittels, wobei das Klebemittel mittels einer Applikationseinheit (40) auf den Träger aufgebracht wird, wobei die Förderung des aufzubringenden Klebemittels mittels einer Steuerungsvorrichtung (52) der Applikationseinheit (40) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Partialdruck oder die Gas-Konzentration wenigstens eines Inhaltsstoffes des Klebemittels mit wenigstens einem Gassensor (50) gemessen wird, dieses Sensorsignal in einer Steuereinheit (52) ausgewertet wird,
    und dass die Applikationseinheit (40) in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Gassensors (50) gesteuert und/oder eine Anzeige und/oder ein Fehlersignal ausgegeben und/oder gespeichert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Start, eine Geschwindigkeit und/oder ein Klebemittelvolumenstrom der Applikationseinheit (40) nur erlaubt und/oder entsprechend gesteuert wird, wenn der Partialdruck eines Inhaltsstoffes des Klebemittels in einem zulässigen Wertebereich liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gassensor (50) ein olfaktometrisch arbeitender Sensor verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Applikationseinheit (40) eine Sprühvorrichtung (42) enthält und die Stärke des Sprühstrahls in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eingestellt wird oder
    - die Applikationseinheit (40) eine Schmelzkleber-Auftragsvorrichtung enthält.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (50) konzipiert ist, unterschiedliche Inhaltsstoffe zu messen, und dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn die gemessene Zusammensetzung der Inhaltsstoffe von einer Sollzusammensetzung abweicht, insbesondere hinsichtlich mindestens einer Stoffart und/oder Konzentration von einer Sollzusammensetzung abweicht.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorausgangssignal und/oder ein aus dem Sensorsignal abgeleiteter Steuerwert über die Zeit erfasst wird/werden, und dass eine Fehlerprozedur ausgeführt wird, wenn die zeitliche Ableitung der Steuerwerte einen Grenzwert überschreitet.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorausgangssignal und/oder ein aus dem Sensorsignal abgeleiteter Steuerwert in Abhängigkeit mit dem Füllstandswert und/oder Befüllungsvorgang mindestens eines Klebemittel-Behälters und/oder eines externen Vorlagebehälters erfasst und korreliert wird/werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klebemittel in Abhängigkeit von dem Sensorsignal ein Bindemittel und/oder Lösungsmittel zugeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einem zweiten Sensor wenigstens einer der folgenden Parameter gemessen wird:
    - Temperatur des Klebemittels,
    - Füllstand des Klebemittels im Klebemittel-Behälter (48),
    - Viskosität des zugeführten Klebemittels und/oder
    - Fließgeschwindigkeit des zugeführten Klebemittels,
    und dass das Sensorsignal des Gassensors (50) zusammen mit dem mindestens einem Parameter oder mindestens einem hieraus gewonnenen Datensatz des mindestens einen weiteren Sensors ausgewertet und korreliert wird, und weiterhin die Applikationseinheit (40) und/oder mindestens ein funktional verbundenes Maschinenelement in Abhängigkeit dieser Daten gesteuert und/oder eine Anzeige erfolgt und/oder mindestens ein Fehlersignal ausgegeben und/oder gespeichert wird.
  10. Vorrichtung zum Aufbringen eines Klebemittels auf einen Träger, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Applikationseinheit (40) für das Klebemittel auf den Träger (24), welche einen Klebemittel-Behälter (48) und/oder eine Klebemittel-Zuführung (46) für das aufzubringende Klebemittel als auch eine Auftragsvorrichtung (42) aufweist, wobei das durch die Applikationseinheit (40) aufzubringende Klebemittel durch eine Steuerungsvorrichtung (52) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet dass
    sie einen Gassensor (50) aufweist, der konzipiert ist, den Partialdruck wenigstens eines im Klebemittel enthaltenen oder diesem anhaftenden Inhaltsstoffes zu erfassen, dass der Gassensor (50) ausgangsseitig mit der Steuerungsvorrichtung (52) verbunden ist, und dass die Steuerungsvorrichtung (52) konzipiert ist, die Applikationseinheit (40) in Abhängigkeit vom Sensorsignal des Gassensors (50) zu überwachen bzw. zu steuern und/oder ein Fehlersignal auszugeben.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugeinrichtung im Applikationsbereich vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (50) in dem Klebemittel-Behälter (48) und/oder in einer Klebemittel-Zuführung (46) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (50) konzipiert ist, unterschiedliche Gasinhaltsstoffe des Klebemittels und deren Konzentration zu erfassen.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zufuhrkreislauf aufweist, der den Klebemittel-Behälter (48) und/oder die Klebemittel-Zuführung (46) umfasst, und dass der Gassensor (50) in dem Zufuhrkreislauf angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen zweiten Sensor aufweist, der wenigstens einen der folgenden Parameter misst:
    - Temperatur des Klebemittels,
    - Füllstand des Klebemittels im Klebemittel-Behälter (48),
    - Viskosität des zugeführten Klebemittels,
    - Fließgeschwindigkeit des zugeführten Klebemittels, und diese Parameter in der Steuereinheit (52) alleine oder in Abhängigkeit voneinander auswertbar sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gasabsaugung/Unterdruckerzeugung im Bereich des Klebemittel-Behälters (48) und/oder der Klebemittel- Zuführung (46) aufweist.
  17. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Etikettiermaschine (10) oder eine Maschine zum ein- oder beidseitigen klebenden Verbinden von Glas- oder Kunststoffflaschen, Dosen oder dergleichen Behältern zu Gebinden ist.
  18. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
    dass sie Klebemittel-Sensoren (54, 56) für die Temperatur und die Viskosität des Klebemittels sowie eine Heizvorrichtung (64) und eine Steuereinrichtung, insbesondere eine Förderpumpe und/oder ein Stellventil (44) für das Klebemittel enthält, und dass die Steuerungsvorrichtung (52) konzipiert ist, in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Klebemittel-Sensoren (54, 56) diese Heizvorrichtung (64) und/oder diese Steuereinrichtung zu steuern.
  19. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine das Klebemittel abgebende Baueinheit, wie eine Leimwalze (13) oder einer Sprühvorrichtung (42), aufweist und der mindestens eine Gassensor (50) an oder oberhalb von besagter Baueinheit angeordnet ist und/oder direkt hieran gelagert oder befestigt ist.
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