급대포장기

[원텍지기]

1. 급대포장기

(1) 급대포장기의 탄생

1950년대부터 일부 식푸미회사에서는 전용기를 사용해 봉투 포장상품의 생산을 해 왔는데,

그 당시의 포장작업은 일반적으로 수작업을 중심으로 하고 있어 봉투 포장 후 탁상형이나

페달식 힛씰러를 사용해 그 봉투 입구를 막고 있었습니다.

급대포장기는 그러한 수작업을 중심으로 이루어지고 있던 봉투 포장 작업을 자동화하는 역할을 맡고

탄생하게 되었습니다.

급대포장기의 개발은 사람이 하는 동작을 하나하나 분석해 기계 기구로 바꿔놓고 있었습니다.

이렇게 해서 ① 제대기에 의해서 만들어진 봉투를 스토커 케이스에 정렬시켜 두고, 봉투를 흡반에

의해 진공으로 흡착해 1매씩 꺼냅니다.

②봉투를 반송 클램프에 끌고 들어오게 합니다.

③클램프가 이동해 진공 스테이션으로 봉투의 입구를 엽니다.

④계량장치나 계수장치 등에 의해 나온 피충전물을 넣습니다.

⑤봉투의 입구를 잡아 당겨 주름을 펴서 열접착 합니다.

⑥배출 - 이러한 일련의 동작을 하는 기계가 탄생했습니다.

(2) 급대포장기의 특징

수작업으로 포장한 봉투를 그대로 사용할 수 있기 때문에 매력이 있고, 이것이 급대포장기가 보급된

하나의 요인이라 생각할 수 있습니다. 한편 모든 분야에서 인력절감화가 기계화의 최대 초점이 되고

있어 봉투를 인력으로 기계에 보급하는 작업이 생산라인의 전자동화를 막는 장애가 된다고

지적되었습니다.

그러나 다품종 소량생산용으로는 봉투 사이즈의 변경에 제약이 있고, 필름을 대량으로 제작하지

않으면 안 되는 제대포장기와 비교했을 경우 사이즈 변경이 쉽게 포장 재료의 낭비가 없다는

이점이 있습니다.

또 스탠딩파이치, 거싯트대, 지퍼 부착 봉투 등 특수 형태의 봉투를 사용한 다종다양한 포장에 응용할 수

있는 것도 제대충전포장기에 없는 매력이 되고 있습니다.

급대포장기에도 제대충전포장기와 같은 고속화가 요구되고 있습니다.

연동시키는 계량장치 등의 능력에 제약을 받아 충전물에 따라서는 분당 30-40대 정도의 능력밖에

발휘할 수 없었던 것이 계량장치 등의 발달에 의해서 분당 60-100대로 향상되었습니다.

그것에 맞는 급대장치의 계량도 테마가 되고, 다량의 봉투를 스톡할 수 있어 고속으로 급대할 수 있는

기술개발이 진행되고 있습니다.

급대포장기의 진보는 ①PL대책의 충실 ②HACCP 관리수법으로의 대응 ③생산 수나 접착 온도의 설정

등의 터치패널 내의 상품 메뉴에서 지지할 수 있는 통신기능을 플러스한 조작성의 향상

등의 영향을 미치고 있습니다.

(3) 급대포장기의 사용 예

얇은 가다랭이포나 땅콩 등과 같이 산화하기 쉬운 피충전물은 급대포장기의 중요한 충전 대상입니다.

가스차단성이 있는 봉투에 피충전물을 넣고, 가스 플래시 방식으로 챔버 방식에 의해 질소가스 등을

봉입해 봉투 안의 산소와 치환합니다.

이 가스충전포장기의 예를 (사진1-1)에 나타냈습니다.

땅콩과 같이 안이 비어 있는 것 같은 대상물의 경우는 챔버 방식의 것이 가스치환을

높이기 때문에 바람직하지만, 챔버 방식은 1사이클의 시간이 길고 생산능률이 낮아

대량의 가슬르 소비한다는 결점이 있습니아.

가스 플래시 방식에서는 어떤가를 보면 생산능률은 높지만 가스치환율의 점에서는

챔버 방식에 떨어진다는 일장일단이 있습니다.

이와 관련하여 가스치환포장이라는 것은 밀봉포장 등에서 공기를 흡인 배기하고 대신해

질소, 이산화탄소와 같은 가스로 치환해 충전물의 변질 등을 방지하는 것을 목적으로

하는 포장방법을 말합니다.

한편 고속인 것으로는 반대 방향에서의 사용 예도 있습니다. 분당5-10대로 상당히

낮은 능력으로 사용된는 급대포장기로 각종 약품, 용제, 화학제품 등 포장작업을 하는

외에 인체에 악영향이나 위험이 미치기 때문에 종래의 사람 손에 의해 봉투 포장되고

있던 특수한 피충전물을 안전한 동시에 확실하게 포장하는 목적으로 사용되고

있는 것입니다.

급대포장기를 베이스로 한 응용 예도 여러 가지 있는데, 여기에서는 절임이나 청과물용으로

급대에서 부터 알루미늄 결찰까지를 전자동으로 행하는 급대포장기 (사진1-2)와

알루미늄 결찰에서는 포장 후, 금속검출기에 걸리면 결찰재의 알루미늄이 반응해 버리는

가장 중요한 금속 이물이 검출될 수 없기 때문에 결찰재에 나일론 클리퍼를 사용한

급대포장기 (사진1-3)를 나타냈습니다.

(4) 급대포장기의 타입

급대포장기의 타입을 보면 로터리타입이 일반적입니다.

로터리타입은 복수의 봉투 클램프장치가 부착된 로터리 테이블을 제네바기구나 롤러 기어 인덱스 등에

의해 간헐 구동시킵니다. 이것에 의해 로터리 테이블이 이동과 정지를 반복, 정지 스테이션마다에

①봉투 공급 ②봉투 열기 ③봉투에 인자 ④충전 ⑤봉투의 정형 ⑥공기 빼기

⑦봉투 입구의 접착 ⑧ 접착부의 냉가 ⑨취출 - 이라는 공정을 진행해 갑니다.

로터리 테이블이 없고 1스테이션에서 복수의 공정을 행해 전체를 2-3공정으로 마치는 슬라이드 타입도

있습니다.

(사진1-4)는 로터리 타입의 변형으로 로터리 테이블을 트럭 테이블로 바꿈으로써 트레이나

건조제 등의 자동 공급 장치를 부착한 급대포장기입니다.

(사진1-5)의로터리 급대포장기는 더블 피치타입으로 분당 100대

로 고능력입니다.

(사진1-6)은 거식트대 급대 포장기로 봉투 입구를 사각으로 열어 홀드 하는 4개의 그립을 갖추고 있습니다.

급대방식은 (그림1-1), (그림1-2)에 나타냈듯이 수평 급대방식과 컨베이어 급대방식이 있습니다.

수평 급대방식은 봉투의 두께가 균일한 사방대에 적합합니다.

이것은 봉투를 적재하기 때문에 두께가 균일하지 않은 봉투는 적재하면 부채형으로 돼 무너지거나 공급이

불안정하게 되기는 쉽기 때문입니다.

그렇게 되지 않을 정도로 적재 매수를 제한하면 이방.삼방.사방 접착대, 지퍼 부착대, 스텐딩파우치에도

사용할 수 있습니다.

수평 급대방식에는 정렬시킨 봉투를 적재하는 매거진이 1개인 것과 2개인 것이 있고, 매거진이 1개인

것은 적대된 봉투가 없어질 때마다 봉투를 다시 보급하지 않으면 안 되지만, 매거진이 2개인 것은 한쪽의

매거진이 비었을 때 다른 한쪽이 미리 봉투가 적재된 매거진과 자동적으로 교체돼 운전이 멈추지 않게 됩니다.

컨베이어 급대방식에는 세로형과 가로형이 있습니다.

세로형은 봉투를 컨베이어 벨트 위에 세워서 공급합니다.

컨베이어의 길이만큼 봉투를 적재할 수 있기 대문에 연속 운전에 적합하지만, 봉투 형태는 사방씰 봉투만으로

한정됩니다.

가로형은 봉투를 컨베이어 벨트 위에 횡으로 눕혀 공급합니다.

비교적 많은 봉투를 적재할 수 있고, 봉투 형태도 이방, 삼방, 사방 접착대, 지퍼 부착대, 스텐딩파우치

(거싯트대, 스파우트대)와 폭넓게 사용할 수 있는데, 미끄러지기 쉬운 봉투의 경우 공급이 불안정하게 되는 경우가

있습니다. 그래서 봉투가 꺾여 나오더라도 1매씩 위치가 정해짐으로써 트러블을 피하는 등의 설계를 합니다.

또 수평 급대방식과 컨베이어 급대방식이 대체될 수 있도록 되어 있어 다종다양한 봉투에 대해서 어느 쪽이든

선택할 수 있는 것도 있습니다.

급대포장기의 성능을 (표 1-1)에 나타냈습니다.

<표1-1> 타입별로 본 급대포장기의 성능

타입	봉투 사이즈 (단위 mm)	능력(대/분)
표준타입	폭 100~230 . 길이 130~380	30~60
	폭 130~250 . 길이 140~380	30~70
	폭 80~230 . 길이 100~350(450)	15~50 (45)
	폭 100~180. 길이 150~280	60 (최대)
고속타입	폭 80~160 . 길이 150~330	60~100
	폭 80~150. 길이 250(최대)	30~100
	폭 80~160. 길이 100~250	30~100
	폭 80~130. 길이 140~300	50~70
중간 봉투용	폭 140~320. 길이 190~480	15~30
	폭 200~350. 길이 250~500	20 (최대)
거싯트대	폭 80~130, 길이 170~300	20~40
트레이 삽입	폭 100~230, 길이 140~380	30~40
결속포장	폭 150~240. 길이 250~350	15~25
	폭 180~230. 길이 300~400	15~20

급대포장기의 표준 타입인 로터리 급대포장기의 최대 능력은 분당 70대 입니다.

그러나 이것에는 충전 속도가 따라 갈 수 없는 등의 문제가 있어 실제로는 분당 50~60대에서

사용되는 경우가 많습니다.

(사진1-1) 에 나타낸 가스 플래시 방식의 가스 충전포장기의 경우 가다랭이포 등을 분당 60대로 포장

하고 있습니다. 챔버 방식의 가스 충전포장기의 경우는 능력이 낮게 억제되고 있었지만 개발이 진행돼

분당 60대까지 올랐습니다.

급대포장기의 작업 흐름은 기계의 사양에 따라서 크게 다르지만 기본적인 흐름은 (표1-2)와 같습니다.

주요부의 구조 및 구동 제아 기구는 인버터 등으로 제어된 모터의 회전을 감속기를 이용해 필요한

회전으로 떨어뜨려 주축에 전달합니다. 주축 1회전에 1포장(봉투)의 비율로 하는 것이 일반적입니다.

주축에는 캠이 설치돼 있어 그것에 의해 각각의 장치가 작동합니다. (그림1-3)

이것과는 별도로 서보모터나 공기압 기구의 특징을 살려 모든 하드 캠 기구에서 소프트 캠 기구로 바뀌고

있는 부분도 있습니다. 그러나 모든 것을 이런 소프트 캠 기구로 변경하는 것은 아니고, 각각의 기구 특징을

살려 적절하게 이용하는 것으로 효과를 발휘하고 있습니다.

(5) 급대포장기의 장래

앞으로 급대포장기에 요구될 것으로 예측되는 포인트를 몇 가지 적출해 봅니다.

우선 위생 면에서 HACCP 관리기법 등의 도입이 진행되고, 공장의 무인화도 연구될 것으로 보입니다.

보급이 현저한 인터넷을 활용한 전자메일 송수신 기능으로 세계 어디에서라도 간단히 생산정보를

송수신 할 수 잇는 원격 감시 관리시스템도 도입되고 인트라넷의 활용에 의해 프로그램 등의 다운로드,

업로드가 가능하게 될 것입니다. 그래서 급대포장기도 컴퓨터로 관리되는 것이 예상되기 때문에 다른

피충전물에 대해서 급대방식, 그립 폭, 인자 위치, 충전방식 등이 자동적으로 변경할 수 있는 기능을 가져

소정의 장소에서 필요한 양만 연속 공급이 가능한 포장재료 공급 장치와 함계 개발이 진행될 것입니다.

고장 시 자기 진단 기능을 가진 급대포장기나 포장된 피충전물에 대해서는 급대포장기 내에 검사 기능을

갖춰 다음 고정으로는 완전한 제품만을 보내는 급대포장기의 개발이 예상됩니다.

다품종 소량생산에 대해서는 제품의 변경에 따른 각 장치의 설정이나 조정의 자동화가 진행되고,

미리 다른 봉투를 거싯트에 준비해 두면 터치패널에서 품종이나 생산량 등을 선정하는 것만으로

스타트 가능한 급대포장기의 개발이 진행될 것입니다.

(참조 : 월간포장타임즈)