Eine lösungsmittelfreie Kaschieranlage ist – entgegen der Erwartung – eine der leichter zu diagnostizierenden Maschinen in der Weiterverarbeitung. Der Grund ist einfach: Es gibt weniger Stellen, an denen sich eine Ursache verstecken kann. Kein Trockenkanal, kein Lösungsmittelsystem, kein Temperaturprofil über die Schicht. Wenn ein Fehler auftritt, liegt die Ursache in einer kurzen Liste mechanischer und verfahrenstechnischer Größen.
Dieser Beitrag beschreibt fünf Fehlerfamilien, nennt für jede die verantwortliche Größe und endet mit der Diagnosedisziplin, die aus Fehlersuche eine Routine macht.
Auf einer lösungsmittelbasierten Linie kann ein Fehler vom Klebstoff, vom Lösungsmittel, vom Ofenprofil, von der Belüftung oder von deren Zusammenspiel kommen – und das thermische System driftet über die Schicht zusätzlich. Eine lösungsmittelfreie Linie entfernt diese ganze Ebene: Der Verbund entsteht mechanisch zwischen zwei Dosierwalzen und dem Niplineal und entwickelt sich anschließend chemisch, bei Raumtemperatur, im gewickelten Rollenwickel.
Damit bleiben fünf Hebel, hinter denen sich ein Fehler verstecken kann:
Jede der fünf Fehlerfamilien lässt sich einem oder zwei dieser Hebel zuordnen. Wer das einmal verinnerlicht hat, kann die Ursache häufig benennen, bevor die Rolle überhaupt aufgeschnitten ist.
Blasen sind der am häufigsten gemeldete Fehler, und ihre Lage sagt fast alles. Blasen an einer festen Position – gleicher Abstand zur Kante, in jeder Wiederholung – deuten auf eine mechanische Ursache: eine beschädigte Dosier- oder Gummiwalze, eine Kerbe in einer Walze oder ein Fremdkörper am Neip. Blasen an wechselnden Positionen deuten auf eine verfahrenstechnische Ursache: zwei Folien, deren Züge am Neip gegeneinander arbeiten, oder Gas, das in der Klebstoffschicht selbst entsteht.
Die zweite Gruppe hat ein Merkmal, das man kennen sollte: Ein falsch gemischter Klebstoff oder eine feuchtebelastete Isocyanatkomponente kann bei der Reaktion Gas freisetzen. Dieses Gas bildet Mikroblasen über die gesamte Bahn statt an einzelnen Stellen. Wenn also überall gleichzeitig Blasen auftreten, zuerst Mischungsverhältnis, Lagerung und Topfzeit prüfen – und erst danach an der Mechanik arbeiten.
Danach gilt die Reihenfolge nach Wahrscheinlichkeit: zu niedrige Auftragsmenge für den Verbund, zu geringer Neipdruck, Zugungleichgewicht.
Tunneling ist ein längs verlaufender Delaminierungskanal, der erst sichtbar wird, nachdem die Rolle abgekühlt oder gelegen hat. Es ist der typische Fehler eines Zugungleichgewichts: Eine Folie wurde am Neip unter höherer Spannung gehalten als die andere. Nach dem Wickeln entspannt sie sich stärker als ihr Partner, und die Klebstoffschicht – so dünn sie ist – verliert und lässt entlang einer Linie los.
Der Hinweis liegt im Zeitpunkt. Ein wirklich schwacher Verbund zeigt sich im Schälversuch. Ein Tunnel erscheint in Rollen, die im Schälversuch an anderer Stelle einwandfrei sind. Deshalb ist Tunneling als Zugproblem zu lesen und nicht als Klebstoffproblem.
Die Korrektur ist Rechnen, nicht Chemie: Beide Abwickelzüge und der Zug nach dem Neip müssen so eingestellt werden, dass keine Folie relativ zur anderen gedehnt wird, und das Zugverhältnis muss zur Steifigkeit der jeweiligen Folie passen. Verbunde aus einer steifen und einer dehnbaren Folie brauchen den Zug bewusst gesetzt und nicht nach Gewohnheit. Wie Zug und Bahnführung zusammenwirken, beschreibt der Beitrag zu Zugkraft und Bahnführung.
Weiße Punkte – kleine unverbundene Stellen, die gegen eine reflektierende oder folienkaschierte Struktur sichtbar werden – und ein flächiger Schleier haben meist dieselbe Wurzel: Die Auftragsmenge liegt unter dem, was die Oberfläche des Verbunds verlangt. Jede Folienoberfläche hat eine Textur, und der Klebstoff muss diese Textur füllen, um eine geschlossene optische Schicht zu bilden. Fällt die Grammzahl zu niedrig aus, zeichnen sich die Erhebungen als Punkte ab, oder die ganze Schicht streut Licht.
Die Ursachen einer fallenden Auftragsmenge sind wenige und mechanisch: verschlissene oder beschädigte Dosierwalzen, eine falsche Walzenkombination für die Zielgrammzahl, mit der Temperatur driftende Viskosität oder eine ungefilterte Charge mit Gelen, die den Spalt zeitweise zusetzen.
Aluminiumfolie und Papier brauchen mehr Gramm als Folie-zu-Folie-Verbunde. Entscheidend ist die Messung: Die tatsächlich geförderte Menge wird gravimetrisch bestimmt und nicht von der Anzeige abgelesen. Eine Anzeige sagt, was eingestellt ist – nicht, was ankommt.
Der häufigste Grund für einen schwachen Verbund ist nicht zu wenig Klebstoff, sondern zu wenig Zeit. Die Reaktion läuft nach dem Wickeln weiter, und bei 24 bis 48 Stunden Reifezeit ist ein Verbund, der nach zwei Stunden geprüft wird, schlicht noch nicht fertig. Wer in dieser Phase nachstellt, verändert ein System, das noch nicht im Gleichgewicht war.
Erst wenn der Verbund die vorgesehene Reifezeit hatte und der Schälversuch dann noch schwach ausfällt, sind die übrigen Ursachen zu prüfen: Auftragsmenge, Mischungsverhältnis, Oberflächenspannung der Folie nach der Vorbehandlung und – bei sehr alten Rollen – der Verlust der Coronabehandlung.
Wölbung entsteht, wenn die beiden Folien nach dem Verbund unterschiedlich arbeiten: unterschiedliche Wärmeausdehnung, unterschiedliche Feuchteaufnahme oder unterschiedliche Restspannung. Falten entstehen dagegen meist an der Führung – aber nicht immer. Die Unterscheidung ist praktisch: Falten, die an derselben Stelle bleiben, sind ein Führungsproblem; Falten, die wandern, sind ein Zug- oder Spannungsproblem.
Die wirksamste Gegenmaßnahme bei Wölbung ist die Wahl der richtigen Kombination, nicht die Nachstellung der Maschine. Wo der Verbundaufbau selbst die offene Frage ist, hilft der Beitrag was eine lösungsmittelfreie Kaschieranlage ist mit den Parametern und ihren Wirkungen.
Der einzige Habit, der den Unterschied macht, ist die Änderung einer Größe pro Versuch. Wer gleichzeitig Zug, Auftragsmenge und Neipdruck verstellt, weiß danach nicht, welche Änderung gewirkt hat – und kommt beim nächsten Fehler wieder von vorn. Drei Regeln genügen:
Diese Disziplin ist auch der Grund, warum eine Anlage mit dokumentierten Rezepturen schneller wieder läuft als eine ohne: Der Vergleich zur letzten guten Einstellung ist die halbe Diagnose.
Frage 1: Warum erscheinen Blasen in jeder Wiederholung an derselben Stelle?
Weil die Ursache mechanisch ist und mit der Walze umläuft: eine Kerbe, eine Beschädigung oder ein Fremdkörper am Neip.
Frage 2: Was verursacht Tunneling nach der Kaschierung?
Ein Zugungleichgewicht. Eine Folie war stärker gespannt und entspannt sich nach dem Wickeln stärker als die andere.
Frage 3: Woran erkennt man, dass ein schwacher Verbund nur unzureichend ausgehärtet ist?
Am Zeitverlauf: Wird der Schälwert über die Reifezeit besser, war es die Aushärtung. Bleibt er konstant schlecht, liegt es an Menge, Mischung oder Oberfläche.
Frage 4: Welche Auftragsmenge verhindert weiße Punkte auf Folienverbunden?
Das hängt an der Oberflächentextur. Aluminium und Papier brauchen mehr als Folie-zu-Folie. Gemessen wird gravimetrisch, nicht über die Anzeige.
Frage 5: Kann ein Verlust der Coronabehandlung ein Verbundversagen bei korrekter Einstellung erklären?
Ja. Die Oberflächenspannung sinkt mit der Lagerzeit, und dann haftet der Klebstoff nicht mehr, obwohl alle Parameter stimmen. Deshalb gehört die Oberflächenspannung der eingesetzten Rollen in die Prüfung.
Für die Unterstützung an einer laufenden Anlage beschreibt der Beitrag zum After-Sales für Kaschiermaschinen die Wege; die Maschinen selbst stehen unter Kaschiermaschine ohne Lösungsmittel.