접착기_히트씰러

[원텍지기]

각종 히트 씰러

(1) 히트씰러의 개요

예전에는 점두에서 주문에 응해 대면판매를 하고 있어 단지 감싸는 포장만의 간이포장이 주류를

이뤘습니다.

그러나 슈퍼마켓이나 편의점의 셀프서비스 판매가 주류를 이루면서 상품이 낱개 포장화 되고,

위생성, 안정성, 보존성을 높인 밀폐포장품의 니즈가 높아졌습니다. 식품 자체는 전통적인 식품에서

저염, 저당, 저칼로리, 저지방, 담백한 맛, 수분이 많은 식품으로 바뀌어 가고 있으며, 이것은 전통적

식품의 염장, 당장, 훈제, 건조 등의 보존 프로세스와는 상반됩니다. 따라서 적절한 포장에 의한 보존이

중요해 지고, 여기에 열접착이 큰 무게를 차지하는 요인이 되었습니다.

식품의 보존에는 포장의 내부와 외기와의 분위기를 밀봉에 의해 바꾸고, 감압, 진공, 가압, 가스치환,

건조, 무균, 클린, 가열, 냉각, 냉동 등의 방법에 의해 그 효력을 높이는 방법이 일반적으로 행해집니다.

밀봉한다는 것은 외기의 영향을 완전히 차단하는 것이며, 포장재료의 차단성과 함께 열접착의 의의가

큽니다. (표1-1)에 열접착을 포함한 각종 접착 방법을 나타냈습니다.

필름이나 시트를 접착(밀봉)하는 방법에는 크게 나눠 열용착, 기계적 결속, 접착제에 의한 접착 등이 있습니다. 열용착에는 외부 가열과 내부 가열 등이 있고, 전자에는 열접착, 임펄스 접착이 속하고, 후자에는 고주파

접착, 초음파 접착이 속합니다.

(2) 각종 접착 방법과 히트씰러

가. 열판에 의한 열접착

열판에 의해 열접착 되는 히트씰러에는 열판(바) 접착기, 회전 롤 접착기, 벨트 접착기, 접동 접착기, 열용융

접착기, 용단 접착기 등의 종류가 있습니다.

①열판(바)접착기

열판(바) 접착기는 (그림1-1)에 나타냈듯이 열판에 내장된 히터를 열원으로 해 그 히터에 전기가 흘러 일정

온도로 컨트롤하면서 가압해 열용착하는 것입니다.

접착 조건은 열접착하려고 하는 대상물의 열접착 온도보다 높게 온도 제어할 필요가 있고, 열은 금속의 열전도에 의해서 행해집니다. 폴리에틸렌 단일 필름끼리의 접착과 같이 열판에 달라붙기 쉬운 것은 열판과 필름과의 사이에 불소수지(테프론=상품명) 시트를 열판에 덮고, 용융된 폴리에틸렌이 붙지 않도록 궁리하고

있습니다.

이 방법은 간단하고, 확실히 저렴한 동시에 작업시간이 짧게 끝나기 때문에 가장 많이 사용되고 있는 방법입니다. 그러나 고온에 의한 연속 가열이기 때문에 열수축성이 큰 2축연신 폴리프로필렌(OPP)이나 열분해

되기 쉬운 폴리염화비닐(PVC)등에는 적합하지 않습니다.

열판에는 통상 (그림1-2)에 나타낸 바와 같은 평판형, 가로물결무늬형, 세로물결무늬형, 장기판형,

그물무늬형, 직선형 등 각종 접착무늬를 새깁니다.

이것들은 사용 목적에 맞춰 가장 적합한 것을 선택할 필요가 있습니다. 이 접착무늬에 더해 더욱 깔끔한

외관을 얻고 열접착 강도를 높이기 위해서는 열판에서 열접착한 후 냉각 블록에서 가압 냉각하면 한층

효과적입니다.

열판에는 (그림1-3)에 나타냈듯이 열 파이프를 병용하면 열판의 균열화를 도모할 수가 있기 때문에 많은

포장기계에 채택되고 있습니다. 이하 열파이프에 관해서 간단하게 설명을 더합니다.

열파이프는 1960년 후반 NASA에서 인공위성 선체의 균열화와 대용량 통신장치의 방열용에 이용되고,

포장기계에는 온도의 균열화를 꾀하는 목적으로 1980년대부터 일본에서 열판 접착기에 사용되게

되었습니다.

열파이프의 구조는 바깥쪽은 구리, 니켈, 스테인리스스틸과 같은 금속 파이프로 이루어져 있고, 내부에는

헬륨, 질소, 알코올, 물, 나프탈레 또는 칼륨 등의 액체를 봉입하고, 감압해 관의 양끝을 막고 있습니다.

열판 접착에 사용하는 열파이프는 동파이프와 물의 조합 외에 고온역에서 안정된 스테인리스스틸 파이프와

나프탈렌이 조합된 것도 사용됩니다. 봉입된 액체 (관내에 충만한 것은 아니다)가 관내를 이용하기 쉽게

하기 위해 파이프와 동질의 가는 와이어를 관의 내벽에 중공 모양으로 묶도록 해 설치돼 있습니다.

이것을 와이어 위크라 하고, 액체는 상온에서 위크에 의한 모세관 현상에 의해 관의 내벽에 균등하게

흐트도록 되어 있습니다.

위크의 구조에는 이 외에 파이프 내벽에 홈을 낸 글루브 위크, 금속 메시를 감아 관의 내벽을 따라 설치된

메시 위크 등이 있지만, 포장기계로 사용할 경우 열판의 치수 제한으로 굵은 파이프가 사용될 수 없기 때문에

가는 파이프라도 균열효과를 발휘할 수 있는 와이어 위크가 적합합니다.

열파이프의 작동원리는 (그림 1-4)와 같습니다.

증발부에서 외부로부터 가열되면 내부에서 작동액이 관벽에서 열을 빼앗아 증발합니다. 증기압이 올라가면

관내부의 압력차에 의해 증발부에서 증기가 응축부를 향해 흐르고, 여기에서 증기는 액체로 되돌아가고,

모세관 현상에 의해 관내벽을 따라서 앞의 증발부로 되돌아옵니다. 즉 증발부에서 증발열을 빼앗기고,

그것이 응축부에 옮겨져 응축열을 방출하는 열 현상이 일어나고, 열의 이동이 행해져 관의 균열화가 촉진

됩니다.

열파이프를 열판 접착기의 히터에 더해져 접착면의 바로 내측에 설치하면 히터의 발열 차이를 고르게 하는

효과와 포장재료에 빼앗기는 열을 재빨리 보충하는 효과를 기대할 수 있습니다. 실제로 (그림 1-5)와 같이

가로형 필로우 타입 포장기에 설치되면 열파이프를 설치하지 않는 경우에 비해 운전상태에서 12~25℃의

온도 차이를 4~8℃로 안정시킨다는 효과가 발휘됩니다.

열판 접착기의 온도 차이 때문에 온도의 설정을 높게 설정하고 있던 것을 낮게 설정할 수 있게 됨에 따라

접착이 안정돼 에너지 절약 효과도 있습니다. 이 에너지 절약 효과는 열파이프의 효과와 더불어 열판 접착기의 외면을 단열재로 덮음으로써 상승적 효과가 나타나고, 동일 열접착 강도 환산으로 20%인 히터의 전력

소비 절감을 확인할 수 있습니다.

순환형 경제사회를 맞아 자원절약을 부르짖고, 포장재료의 박육화 현상이 출현하고 있을때 이것에 대응해

편차가 적은 안정된 접착을 실현할 수 있는 열파이프의 유용성으로의 평가가 높아지고 있습니다.

(참조:월간포장타임즈)