(1)중대용 급대포장기의 정의
중대용 급대포장기는 미리 제대된 크라프트 지대나 플라스틱대 등의 중대를 봉투 매거진에
세트해 1봉투씩 꺼내서 충전구에 장착해 계량된 곡류, 식품, 화학제품, 약품, 그 외의 소재 제품
등을 봉투에 충전하고 봉투 입구를 봉함해 배출하기까지의 기계장치, 또는 일련의 라인을 말합니다.
피계량 충전물은 주로 자연 낙하 가능한 입상, 분상의 고체가 일반적입니다.
이하에 중대용 급대포장기 중 오픈대용의 중대용 급대포장기를 설명합니다.
오픈대라는 것은 봉투 입구가 봉투 폭만큼 개구할 수 있는 봉투를 말합니다.
여기에서는 시멘트대와 같은 봉투의 가로 상부에 밸브구를 부착한 밸브대용의
중대용 급대포장기는 제외합니다.
오픈대를 사용하는 중대용 급대포장기는 넓은 의미에서는 피계량 충전물의 공급, 계량, 충전, 봉함의
각부분을 포함하지만, 이것들 중 공급과 계량의 부분을 제외하고 충전과 봉함의 부분만을 좁은 의미에서
중대용 급대포장기라 부릅니다.
중대용 급대포장기에는 여기에서 설명하는 중대용 급대포장기 외에 튜브 모양의 플라스틱 필름
(재질은 주로 폴리에틸렌 필름)을 롤에서 풀러 소정의 봉투 길이로 절단해 제대하면서 충전 포장하는
중대용 급대포장기가 있습니다.
양자는 충전 공정 이하의 구조는 대체적으로 비슷합니다.
(2) 오픈대를 사용하는 중대용 급대포장기의 종류
중대용 급대포장기를 사용하는 봉투에 따라서 크게 나누면 크라프트지대용과 플라스틱대 (폴리에틸렌
대가 주류이기 때문에 이하 폴리대라고 부른다)용, 그리고 PP (폴리프로필렌), PE (폴리에틸렌)
크르스대용으로 나눌 수 있습니다.
크라프트지대와 크로스대의 봉함에는 주로 봉투 입구 꿰맴 미싱을 사용하고, 폴리대의 봉함에는
열접착기를 사용합니다. 단지 크라프트지 중대 중에서도 핀치대와 같이 핫멜트 글루를 미리 도포한
것은 봉투 입구 꿰맴 미싱으로 하지 않고, 전용 접착기에 의해 봄할할 수가 있습니다.
(3) 포장공정
오픈대를 사용하는 중대용 급대포장기의 포장공정은 피계량 충전물의 공급, 계량, 충전, 봉함의 각 공정
이 있습니다. 이 중 공급과 계량의 공정은 급대포장기의 위쪽에 배치되고, 또 충전, 봉함의 공정은
아래쪽에, 가로방향으로 공정이 진행되도록 배치됩니다. 이하 각 공정에 관해서 해설합니다.
이것들 중 커트 게이트 방식은 자연 낙하로 까다롭게 봉투에 넣는 피계량 충전물에 이용됩니다.
중대 포장에서는 일반적인 공급방식으로 고속기에도 적합합니다. 어떤 공급 방식을 채용할지는
피계량 충전물의 특성에 따라 검토할 필요가 있습니다.
가. 계량
중대용 급대 포장기는 피계량 충전물을 어떻게 계량하는가에 의해
① 네트 계량식 중대용 급대포장기 (정미계량)
② 그로스 계량식 중대용 급대포장기 (봉투 포장계량)
③ 정량 계량식 중대용 급대포장기 (용량계량) 등이 있습니다.
네트 계량식 중대용 급대포장기는 내용물을 계량조에서 받아서 계량합니다. (사진2-1), (그림2-2)
시간당 1000-2000대의 고능력을 요구하는 유저에 사용되는 경우가 많고, 플라스틱 펠릿, 화학비료, 일반 사료
등이 대표적인 용도입니다.
계량기 1대(1연)당 능력은 시간당 500대정도이고, 이것을 2연, 3연, 4연 병렬로 배치해 현재 시간당 2000대까지
가능하게 되고 있습니다.
네트 계량식은 계량기 자체에 계량조(계량 호퍼)가 있고, 하중 검출기 (계량 로드셀), 제어기의 각 유닛으로
구성돼 있습니다. 피계량물을 피더에서 하중 검출기 (계량 로드셀)에 달린 계량 호퍼에 투입해 하중 검출기
(계량 로드셀)에서 정미 질량을 계량한 후 계량 호퍼에 부속된 배출 게이트를 열어 용기(봉투)에 충전합니다.
그로스 계량식 중대용 급대포장기는 피계량 충전물을 중대에서 직접 받아서 중대의 질량도 포함해 계량한 후,
중대의 질량을 제거해 계량치를 냅니다. (사진2-2)
(사진2-2) 그로스 계량식 중대용 급대포장기
20Kg에서 ±1/1000이란 높은 계량 정밀도가 요구되고, 또 탈기나 집진을 하지 않으면 안 되는 분체에 사용되는
경우가 많습니다. 포장능력은 시간당 50-300대 정도입니다.
그로스 계량식은 계량기와 충전기가 일체로 되어 있고, 그 구성은 네트 계량 호퍼 대신 용기(봉투)를 사용하기
때문에 하중 검출기(계량 로드셀)및 제어기만의 유닛으로 구성돼 있습니다.
피 계량물을 피더에서 하중 검출기 (계량 로드셀)에 직접 장착된 용기(봉투)에 직접 투입해 하중 검출기 및
제어기에서 용기(봉투)와 투입 질량을 계량한 다음 그 용기(봉투)의 질량을 계량치에서 자동적으로 제외하고,
투입 질량만을 계량하는 방식입니다.
네트 계량에 비해 그로스 계량은 기구적으로 발진량이 적게 되기 때문에 분체물에 많이 이용되고 있습니다.
정량 계량식 중대용 급대포장기는 질량이 아니고 용량으로 계량하는 것으로 용량(볼륨) 계량기를
사용합니다. (사진2-3)
통상 납입 실적이 많은 네트 계량식 중대용 급대포장기를 단순히 중대용 급대포장기라 부르며 이것과 구별하기
위해 그로스 계량식 중대용 급대포장기를 '그로스 계량식' 이라 표기하는 것이 일반적입니다.
이 네트 계량식으로 할지 그로스 계량식을 할지의 선택은 피계량물 충전물의 형상 (입상 또는 분상), 비중,
물성(통상 흐르기 쉬운 것인지, 부착 점착성이 있는 것인지) 등의 차이에 따라서 결정됩니다.
네트 계량식, 그로스 계량식에 대해서 정량 계량식은 어느 일정의 용량이 흐르는 시간을 규정해 피충전물의
용량을 결정하기 때문에 용량 표시 가능한 것 (원예용 흙, 배양토, 자갈 등)에 용도가 한정됩니다.
이 방식의 경우도 '정량 계량식'이라 표기해 구별됩니다. 정량 계량방식은 피더와 배출 게이트로 구성됩니다.
피충전물이 피더를 일정 시간 흐른 양을 용량으로 해서 검출한 후 배출 게이트를 열어 충전합니다.
나. 충전
협의의 중대용 급대포장기의 일반적 기구는 그림2-2(이 그림은 네트 계량식 중대용 급대포장기)에
나타냈듯이 ①급대부 ②봉투 정렬부 ③봉투 개구 가로 이동부 ④봉투 클램프부 ⑤충전 촉진 봉투 밑
두드림부 ⑥ 봉투 삽입부 ⑦봉합부 (이 그림에서는 접착기) 로 구성됩니다.
①의 급대부를 세트하는 부분에서 지대로 100매, 폴리대로 200매 정도 장착할 수 있습니다.
맨 끝에 흡반이 달린 진공 흡착용 에어실린더에서 봉투를 1매씩 꺼내 인출 롤을 이용해 봉투 정렬부를 보냅니다.
②의 봉투 정렬부에서는 인출 롤에서 보내진 봉투를 경사판에서 받아 봉함할 때의 봉투 위치를 규제해
흡반에서 진공 흡착해 꺼내서 반송 면에 수직으로 세웁니다.
③의 봉투 개구 가로 이동부에서는 개구용 흡반으로 봉투를 받고, 가로로 이동해 계량기 밑의 피충전물
배출슈트까지 봉투를 이동하고, 봉투 클램프부에서 봉투를 받아 넘기면서 동시에 봉투 입구를 엽니다.
④의 봉투 클램프부는 봉투의 양측을 클램프해 개구 미스가 없는 것을 확인해 계량기에 대해서
'배출 OK' 지시를 냅니다. 계량기와 충전부의 최하부에 확장 호퍼가 붙어 있고, 피충전물이 계량기에서
봉투로 배출될 때 열고 배출이 끝난 타이밍에서 닫습니다.
⑤의 충전 촉진 봉투 밑 두드림부에서는 배출된 피충전물이 봉투 안에서 빨리 가라앉아 안정되도록
봉투 밑을 두드립니다.
⑥의 봉투 삽입부에서는 충전 종료 후 클램프를 해제해 정형 프레스바로 봉투의 위쪽부분을 끼워서
확실하게 보전하면서 ⑦의 봉함부로 삽입합니다.
다. 봉함
중대용 급대포장기에 사용되는 봉함방식은 피충전물에 의해서도 다르지만, 봉투의 종류에 따라서
크게 나누면 (그림2-3) 과 같습니다.
봉투의 봉함방식에 따라서 다음과 같은 봉함방식이 있습니다.
미싱 봉함은 봉투 입구 봉함 미싱에 의해 크라프트 지대나 크로스대에 사용됩니다.
봉투 입구 봉함 미싱은 미싱 머리부를 발판에 설치, 봉투 검출기가 봉투의 통과를 확인하면 동작하고,
봉투 통과 후 봉함 실을 (크레이프 종이테이프나 오버테이프를 사용하는 경우는 그것들의 테이프마다)
커터 장치에 의해 자동적으로 절단합니다. 고속 회전시키기 위해 미싱 머리 부분에 급유장치를 설치하거나
자동 급유 완전 밀폐형 미싱 (사진2-4)을 사용하거나 해서 고속화를 꾀하고 있습니다.
봉투 입구 봉함 미싱 부착 내층 폴리대 접착기가 있고, 미싱 봉함 + 오버 테이프 + 내층 폴리 접착에 사용합니다.
그리고 펀치 접착기는 펀치대에 사용하고, 오버테이프 접착기는 오버테이프 글루접착에,
열접착기는 폴리대에 사용합니다.
4) 중대용 급대포장기의 존재 이유
중대 포장작업의 자동화는 1960년대에 사료 업계에서 시작해 오늘날에는 식품, 화학, 요업, 광업 등의
봉투 포장 작업에 도입되고 있습니다.
처음에는 상당히 어려운 노동을 기계로 대체할 목적으로 도입되었지만, 그 후 생산 코스트의 삭감,
합리화를 위한 자동화가 중심이 되었습니다. 품질 관리 기준의 강화, 균일화의 니즈나 환경문제에의
대응으로도 수요가 있습니다.
경제의 글로별화에 따라 포장 형태도 세계 표준화가 추진, 세계적 규모에서의 중대 포장의 자동화가
진행되고 있습니다.
(참조:월간포장타임즈)