Scherarmes Dosieren von mikroverkapselten Klebstoffen und Flüssigkeiten

In fast allen modernen Industriezweigen nehmen mikroverkapselte Materialien einen immer größeren Stellenwert ein. Sinn der Mikroverkapselung ist es, verschiedenen Medien durch die Zugabe von verkapselten Füllstoffen neue Eigenschaften zu geben. Die Verarbeitung und vor allem die Dosierung dieser Medien stellen jedoch viele neue Herausforderungen an den Anlagenbauer. Die Ingenieure von ViscoTec haben sich intensiv mit der Problematik befasst und Entnahmesysteme für fast alle am Markt befindlichen Gebinde entwickelt, um eine schonende Förderung zu den Dispensern gewährleisten zu können. Solche Dispenser werden beispielsweise bei der Beschichtung von Schraubengewinden mit selbst aushärtender Schraubensicherung erfolgreich eingesetzt. Hier sollen die Mikrokapseln erst durch die Scherkräfte beim Eindrehen der Schrauben in das Gewinde aufbrechen und somit eine Klebe- und Dichtwirkung erzielen.

Die Problematik, die sich bei der Verarbeitung von mikroverkapselten Flüssigkeiten ergibt liegt auf der Hand. Die Entnahme aus den Liefergebinden sowie die anschließende Dosierung und das Applizieren auf den Zielort müssen so gut wie ohne Scherkräfte und Reibung vonstattengehen, um die mikroskopisch kleinen Kugeln nicht zu zerstören. Zur Förderung und Dosierung sind daher beispielsweise Kolbenpumpen ungeeignet, da die durch den Kolbenhub entstehende Druckpulsation zur Zerstörung der Füllstoffe führen kann. Drücke >10bar gelten als gefährlich für die Medien mit Mikroverkapselung. Auch Zahnradpumpen fallen aufgrund ihrer bauartbedingt auftretenden Scherkräfte als Dosiersystem aus. Die Auswahl muss auf ein scherarmes, hochgenaues und zugleich produktschonendes Verfahren fallen. Aufgrund der Anforderungen zeigt sich das Endloskolbenprinzip des Unternehmens als ideale Technologie zur Entnahme, Bereitstellung und Dosierung von mikroverkapselten Fluiden. Die volumetrisch arbeitenden Dosierpumpen fördern viskositäts- und gegendruckunabhängig. Die besondere Dosiergeometrie garantiert einen pulsationsfreien Förderstrom. Durch das Zusammenspiel zwischen Rotor und Stator entstehen abgeschlossene Kammern mit identischem Volumen das sich auch während des Dosierprozesses nicht verändert. Dadurch ist es möglich feststoffbeladene Medien sehr scherarm und mit sehr geringer Reibung zu dosieren ohne die Füllstoffe zu zerstören.

Das Medium wird hierbei von der Saug- zur Druckseite der Pumpe gefördert. Eine Dosiergeometrie, ohne Hinterschneidungen und optimiertem Totraumenvolumen, sorgt für einen konstanten Volumenstrom nach dem FiFo–Prinzip. Die Dosiermenge wird drehzahlproportional über den Antrieb geregelt und ist somit stufenlos einstellbar sowie pulsationsfrei. Zwischen Rotor und Stator bildet, das Pumpensystem eine Dichtlinie. Deshalb benötigt das System keine zusätzlichen Ventile um beim Dosierstop ein Nachtropfen oder Auslaufen des Mediums zu verhindern. Auch abrasive und chemisch aggressive Materialien stellen für die Pumpensysteme kein Problem dar. Als Statormaterial stehen diverse, chemisch sehr beständige, Elastomere zur Verfügung. Die Dosierpumpen können daher für die unterschiedlichsten Medien optimal ausgelegt werden. Dies ist besonders im Hinblick auf die chemische Basis mikroverkapselter Klebstoffe von Bedeutung. Das vergleichsweise schwierige Handling und die chemische sowie physikalische Beschaffenheit der Produkte verlangt nach möglichst geschlossenen Systemen von der Materialentnahme bis zur Dosierung oder Abfüllung, ohne zusätzliche Handlingsschritte. Aufgrund dieser und anderer Aspekte wurde vom Unternehmen ein Kompaktabfüllgerät entwickelt. Das Dosiersystem vereint alle positiven Eigenschaften der Endloskolben Technologie des Unternehmens in einer kompakten Anlage. Es wurde konzipiert, um Medien, produktschonend und hochgenau, teilautomatisch in unterschiedlichste Kleingebinde abzufüllen. Von Spritzen über Kartuschen bis hin zu kundenspezifischen Behältern ist eine prozesssichere und wiederholgenaue Befüllung möglich. Durch die Abfüllung je nach Niveau des Materialspiegels wird ein Lufteintrag in das Gebinde oder Produkt unterbunden. Die Materialentnahme aus Hobbocks, Zuführung als freier Zulauf aus einem Trichter oder die Entnahme mittels einer Sauglanze kann kompakt, auf einem Gestell realisiert werden. Die einzelnen Komponenten können für jede Anwendung spezifisch zusammengestellt werden. So lässt sich nicht nur die Abfüllung sondern auch die Dosierung auf nachfolgende Bauteile in Punkt und Raupenform realisieren.