Uit efficiëntie-overwegingen en om minder afval te produceren schakelden meerdere vestigingen van Avery Dennison over op een continuproces voor haar microdoseringen. Twee doseerpompen, drie flowmeters en een statische menger garanderen nu de kwaliteit van de lijm.

Tekst: Marjan Hammink | Fotografie: Marco Vellinga

Precisiedoseringen zijn key bij de ontwikkeling van nieuwe coatings. Rob de Boer weet dat als geen ander. Hij is Principal Scientist Label and Graphics Materials Europe bij Avery Dennison, een wereldwijd actief, materiaalkundig bedrijf, gespecialiseerd in het ontwerpen en produceren van labeling en functionele materialen, zoals etiketten en coatings. “We hebben nu wereldwijd zes à zeven vrij grote doseerinstallaties in bedrijf, waarbij verschillende componenten eerst gemengd en dan gedoseerd worden”, zegt De Boer. Hij is verantwoordelijk voor het ontwikkelen van coatingprocessen en de bijbehorende voedingssystemen van de apparatuur. “We willen werken met constante hoeveelheden om in onze proeffabriek een defectvrije coating als prototype te kunnen maken. Daarna kunnen we dit laten opschalen in een van onze fabrieken.”

Proeffabriek

De proeffabriek in Leiden, waar De Boer werkzaam is, was op zoek naar apparatuur voor het doseren van micro-hoeveelheden van een kleurstof in een lijm. “Dat zijn dan minimale hoeveelheden van een tiende of een honderdste procent van de formulering. Suurmond kon dat.” Sommige lijmsoorten bestaan uit verschillende componenten die voor of tijdens het coatingproces moeten worden samengevoegd. Cruciaal daarbij is de nauwkeurigheid van het doseren en mengen van deze vloeistoffen. Tot voor kort werkte Avery Dennison vooral batchgewijs met nieuwe lijmsoorten: het coatingproces vereist vaak last minute bereiding, terwijl het mengsel vaak beperkt houdbaar en dus kort bruikbaar is. Uit efficiency- en duurzaamheidsoverwegingen werd overgestapt op een continuproces.

Onze labels zijn eigenlijk te goed geworden
Rob de Boer

Procesbeheersing

Continuprocessen vragen om automatisering en een uitgebreide beheersing. Op basis van goede ervaringen met de afname van een eerdere machine werd Suurmond gevraagd de doseer- en mengmodule voor deze nieuwe lijm te ontwikkelen. “Bij hen zit heel veel specifieke kennis. Ze stellen de juiste vragen en geven suggesties als er iets verbeterd kan worden. Ik heb een basisschema aangeleverd en dat hebben zij driedimensionaal uitgewerkt,” aldus De Boer. “Ik werk graag met bedrijven die precies weten wat je nodig hebt, zodat je niet iedere keer het wiel opnieuw hoeft uit te vinden. Ze komen snel met een gedetailleerde specificatie.” De speciaal ontwikkelde doseer- en mengmodule meet ruwweg een kubieke meter. De kast staat in een productieomgeving en is daarom volledig omsloten vanwege de gevoeligheid van de apparatuur: “Ook vanwege de flowmeters moet het bovendien allemaal trillingsvrij zijn. Vaak kunnen de stoffen geen vocht verdragen, dat kan immers leiden tot uitharden. Dat zijn allemaal extra beperkingen en complicerende factoren.” Avery heeft een aantal ‘standaard’ suurDOS-systemen en daarnaast grotere units. Ook de ‘standaard’ suurDOS-systemen die Avery gebruikt zijn uiteindelijk naar wens geconfigureerd. Deze staan in meerdere Europese vestigingen voor het verpompen van lijmen waarbij kleine hoeveelheden stabiel gedoseerd worden.

Hechteigenschappen

Een van de uitdagingen bij de ontwikkeling van lijmen is dat ze enerzijds super moeten hechten, maar anderzijds ook eenvoudig te verwijderen moeten zijn met het oog op bijvoorbeeld recycling van kunststof. Een paradox, schetst de Boer: “Onze labels zijn eigenlijk te goed geworden. Neem bijvoorbeeld een PET-flesje waar je een label op plakt dat overal moet blijven zitten. Pas op het allerlaatste moment, bij de recycling, moet dat er in één keer af kunnen: dat is controversieel. Daar proberen we oplossingen voor te vinden, want in afvalstromen is lijm een inherent moeilijke factor. We werken aan een label dat je samen met de lijm kunt hergebruiken, dan hoef je dat niet te scheiden en kun je het gelijktijdig verwerken. Daarnaast heb je de liner van het label zelf, die gooi je ook weg. We zitten dan te denken in de richting van hergebruik, of het elimineren ervan, en ook dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Ook als het gaat om patenten - wat is nieuw en wat kun je vervolgens beschermen?”

Continu produceren

De nieuwe doseringstechnologie heeft het mogelijk gemaakt om over te stappen van batchgewijs naar continu produceren. Duurzamer en efficiënter, stelt De Boer: “Wat dat betreft is het doseersysteem een groot voordeel. Dus geen grote hoeveelheden meer van de benodigde twee of drie componenten, gemengd in een groot vat. Soms is dat mengsel maar een paar uur goed. Door dit continusysteem produceren we minder afval.”

Implementatie

Installatie en implementatie geschiedde in meerdere stappen. De Boer: “Omdat ik niet al te ver van Suurmond vandaan woon, kon ik er tijdens de bouw binnenstappen om iets te bespreken. Het moment van gereedheid was het sein voor de factory acceptance test, dus nog niet in een dynamische omgeving. Bij hen werd er zoveel mogelijk getest; zit alles op de goede plek, zit het goed aan elkaar, is het waterdicht, is het luchtdicht?” Omdat het om een modulair systeem gaat, werd het binnen 8 uur geïnstalleerd, geïnitieerd en opgestart: “Dat heeft ook veel met voorbereiding te maken, alles is nagemeten, zodat we precies onze contactpunten in de trillingsvrije omgeving hebben kunnen voorbereiden.”

Onderhoud

Momenteel hanteert de Boer het principe ‘geen nieuws is goed nieuws’ als het om onderhoud gaat: “We hebben het inmiddels over proven technology. Maar soms gaan dingen toch net even iets anders gaan dan gedacht. Dat heeft vaak te maken met een externe factor zoals een tropische omgeving, dan heb je iets meer werk te doen, om bijvoorbeeld het vocht eruit te houden.” Onderhoud doet Avery Dennison helemaal zelf. De apparatuur wordt zeer regelmatig helemaal uit elkaar gehaald, bekeken en opnieuw in elkaar gezet. “Dat is ook een van de voordelen van dit systeem: het is niet zo dat als je het een keer uit elkaar gehaald hebt, het allemaal net iets minder past.”

Reiniging

Schoonmaken werd meteen meegenomen in de ontwerpfase. Sommige onderdelen zijn inherent moeilijk te reinigen, zoals de dunne leidinkjes van de drie flowmeters. Ook kan er aanslag ontstaan op de wanden van een leiding of bij afdichtingen, er kan gelvorming optreden bij het bij elkaar komen van componenten. De Boer houdt dat scherp in de gaten: “Dat zijn dingen die je checkt en mocht dat gebeuren, dan vindt er overleg plaats om te kijken waar dat aan kan liggen.” Voor beide partijen stond de wens voorop om het schoonmaakproces zo veilig en makkelijk mogelijk te maken: “Je kunt dingen zo compact mogelijk willen maken, maar dan kun je er niet goed bij. Alles moet ook veilig losgemaakt kunnen worden. Dat is een belangrijk aspect in het ergonomische ontwerp. We kunnen overal makkelijk bij om het schoon te maken, want anders gebeurt het niet! Ik zie dat veel leveranciers veel moeite hebben om complexe apparatuur in elkaar te zetten. Vergewis je er dus van een partij te kiezen die dit bewezen in de vingers heeft.”

Mengendoseren