라벨접착기_매엽 라벨접착기

[원텍지기]

매엽 라벨접착기는 시트모양의 라벨을 수납 케이스 (라벨 매거진)에서 1매씩 꺼내 풀 접착 공정을 거쳐 용기 등에 붙이는 기계입니다. 캔, 병, 플라스틱 용기 등 모든 용기의 표면에 상표나 품종을 나타내는 라벨을 붙일 수가 있습니다. 일반적으로 많이 사용되는 택 라벨접착기와 비교해 보면 라벨 코스트가 낮고, 다품종소량생산에도 적합합니다.

라벨의 재료는 종이라벨 (편면 아트지, 코트지), 알루미늄 포일지, 합성지 등이 주로 사용되며, 라벨재료의 특징

(섬유방향, 두께, 강성, 통기성)에 적합한 기계를 선택하는 것이 중요합니다.

기계의 성능을 좌우하는 중요한 요소 중의 하나가 풀의 선택입니다. 풀의 선택 제1단계는 사용하는 라벨이 사용하는 용기에 붙여지는 것이고, 제2단계는 그 풀의 기계적성에 관한 것입니다. 여기에서 말하는 기계적성은 접착 처리

능력을 만족시키는지 어떤지는 물론이거니와 운전 시의 보수성에 관해서도 검토해 둘 필요가 있습니다.

특히 전분계 풀 (콜드 글루)은 풀 특성이 연간을 통해 안정되지 않고 사용 환경이나 온도 (여름, 겨울)의 영향을 받기

쉬운 등 온도 의존성이 높고, 또 풀 접착장치에 있어서는 기계적 전단력에 의한 점도의 저하도 있습니다.

운전 중에 점도 저하가 현저하면, 초기 접착력의 저하, 비산 등의 문제가 발생하기 때문에 사용조건, 작업조건을 잘

고려해 선택하지 않으면 안 됩니다.

매엽 라벨접착기는 라벨 매거진에서의 라벨 취출 방법과 풀의 접착 방법에서 각각 특징이 있기 때문에 이것들과

접착 대상 용기의 형상 등에 서로 다른 특징이 있기 때문에 이에 적합한 것을 선정합니다.

(1) 라벨의 취출 방법 분류와 각각의 특징

매엽 라벨접착기를 라벨 취출 방법에 따라 분류하면 풀의 접착력을 이용한 풀 취출 방식과 진공회로에 의한 진공

흡인 방식의 2가지로 나뉘고, 각각 요동 매거진 방식과 고정 매거진 방식으로 나뉩니다. 아래에 이것들에 관해서

나타냈습니다.

가. 풀 취출 방식

취출 방식이라는 것은 풀의 취출 방법에 의한 분류를 의미하는 것은 아니고, 풀의 접착력을 이용해 라벨 매거진에서

라벨을 1매씩 꺼내는 방식을 말합니다. 이 방식의 특징은 풀 바름 장치 (매거진 유닛)에 의해 표면에 풀이 발라진

글루 파렛트가 사용된다는 점입니다.

매거진이 요동하는 요동 매거진 방식과 고정된 고정 매거진 방식이 있습니다.

가-①, 요동 매거진 방식

풀 취출 방식에서 요동 매거진 방식은 드럼 위에 등분으로 배치된 글루 세그먼트 (라벨의 치수, 형상에 맞춘 활모양

부품)의 공전운동과 라벨 매거진의 요동 운동에 의해 라벨을 꺼내는 것입니다. (그림1-1)

가-②, 고정 매거진 방식

풀 취출 방식에서 고정 매거진 방식은 원주 위에 등분으로 배치된 글루 파렛트의 공전운동과 요동운전에 의해 고정된 라벨 매거진에서 라벨을 꺼내는 것입니다. (그림1-2)

나. 진공흡인 방식

진공흡인 방식 (버큠 방식) 이라는 것은 진공흡인력을 이용해 라벨 매거진에서 라벨을 1매씩 꺼내는 것입니다.

이 방식의 특징은 진공회로를 가진 버큠 플레이트가 사용된다는 점입니다.

매거진이 요동하는 요동 매거진 방식과 고정된 고정 매거진 방식이 있습니다.

나-ⓛ, 요동 매거진 방식

진공흡인 방식 (버큠 방식)에서 요동 매거진 방식은 진공회로를 가진 딜리버리 롤러의 회전과 라벨 매거진의 요동

크랭크 운동에 의해서 라벨을 꺼내는 것입니다. (그림 1-3)

요동하는 라벨 매거진은 딜리버리 롤러와의 주고받는 포인트에서는 딜리버리 롤러의 외주 스피드와 동기하는 기구가 되고 있습니다. 또, 이 포인트는 동시에 딜리버리 롤러 상의 버큠 구멍 (라벨의 치수, 형상에 의해 결정됩니다.)

과 라벨 매거진 상의 라벨과가 접촉하는 포인트이기고 합니다.

<그림1-3> 요동 매거진 방식

나-②, 고정 매거진 방식

진공흡인 방식 (버큠 방식)에서 고정 매거진 방식은 진공회로를 가진 트랜스퍼 핑거의 전후 요동운동 (크랭크와 캠의 합성운동)에 의해서 라벨을 꺼냅니다. (그림 1-4)

트랜스퍼 핑거의 맨 끝에 붙은 진공 흡인용 흡반에 의해 라벨 매거진 위의 라벨을 끝면에서 꺼냅니다. 트랜스퍼 롤러

를 사용한 경우도 있습니다.

(2) 풀 접착 방법의 분류와 각각의 특징

라벨의 꺼냄 방법에 따라서 기계의 구성이 서로 다르게 하도록 풀의 바름 방법에 따라서도 기계의 구성을 서로 다르게 합니다. 풀의 바름 방법은 사용되는 풀의 종류에 따라서 선택되는 경우도 있습니다.

풀의 바름 방법에는 압착 전사 방식과 직접 전사 방식이 있습니다.

가. 압착 전사 방식

압착 전사 방식은 풀 꺼냄 방법에서 라벨 매거진에서 라벨을 꺼낼 때의 글루 파렛트를 사용한 풀 바름이 이것에 상당

합니다. 라벨을 라벨 매거진에서 꺼낼 때, 글루 파렛트 상의 풀이 라벨 이면에 전사돼 일시적으로 「글루 파렛트 + 풀

+ 라벨」 의 상태가 됩니다. 이다음 트랜스퍼 드럼에서 글루 파렛트 표면에서 라벨이 박리됨으로써 풀 바름이 완료됩니다. 일반적인 박리 방식에는 메커니컬 그립식과 라벨 스크래퍼식이 있고, 각각 다른 풀 바름 패턴이 선택됩니다.

나. 직접 전사 방식

직접 전사 방식은 진공 흡인 (버큠) 방식으로 라벨 매거진에서 라벨을 꺼낼 때의 라벨로의 풀 바름이 이것에 상당합니다. 라벨 매거진에서 라벨을 꺼낸 후 다음 공정의 드럼 위에서 거밍 롤러에 의해서 풀 바름 하는 것으로 거밍 롤러의 형상에 의해서 라벨로의 풀 바름 패턴을 선택할 수 있습니다. 거밍 롤러와 드럼(라벨의 반송과 유지를 합니다.)

의 주속은 같지만, 회전 위상을 동기시키면 풀 바름 패턴을 임의로 선택할 수 있습니다.

(3) 접착 대상 용기의 형상 등 상이함에 의한 매엽식 라벨 접착기의 분류와 선정 조건

주로 취급하는 용기의 형상에 의해서 매엽식 라벨접착기 (사진 1-1)는 라인형과 로터리형 (사진1-2)으로 나눕니다.

가. 라인형

용기(병)를 직선 컨베이어 위에서 반송하면서 라벨을 접착하는 방식입니다. 주로 둥근형 용기에 편면 1점 부착,

전체 둘레 감기 부착, 또는 양면 1점 부착하는 경우에 사용됩니다. 둥근형 용기의 경우, 용기를 컨베이어 위에서

회전시키면서 라벨링하는 것이 특징입니다. 용기의 회전은 드럼의 회전력과 고정 패드의 저항력에 의해서 결정됩니다. 용기의 중심 이동속도(v)가 드럼 외주 속도 (v)의 1/2이 되도록 결정됩니다. (그림1-5). 이렇게 둥근형 용기의

경우는 드럼(라벨 기준)에 대해서 컨베이어의 이동속도가 반 정도 됨으로써 라인 제어가 용이하게 됩니다.

단지 용기의 회전과 부착을 동시에 하기 때문에 용기에 회전 얼룩이 생기지 않도록 고정 패드의 형상, 재질 및 보내는 병의 안정을 도모하지 않으면 라벨의 기울기나 들뜸의 원인이 되기 때문에 주의를 요합니다.

편평한 용기의 경우는 부착 시에 드럼 외주의 속도와 용기 중심의 이동속도가 같아지도록 결정됩니다. 용기의 기울기가 라벨을 주고받을 때 어긋날 수 있기 때문에 용기의 반송과 동기한 용기 입구 누름 기구를 설치해 라벨 접착 시

용기의 안정을 도모할 필요가 있습니다. 편평한 용기에서 부착 정밀도를 요구할 경우는 다음항의 로터리형을 추천

장려합니다.

나. 로터리형

용기를 로터리 테이블 위에서 반송하면서 라벨을 붙이는 방식입니다. 둥근형, 각형, 편평, 방향규제가 필요한 용기 등 각종 형상의 용기를 취급할 수가 있습니다. 라벨링 유닛(라벨의 취출, 반송, 풀 접착, 용기로의 주고받음을 하나로 묶은 장치)을 사용해 병의 편면, 양면, 어깨, 목감기, 전체 둘레 감기가 가능합니다. 용기의 머리 부분(캡 윗면)

을 톱 로케이터, 밑 부분을 보텀 로케이터로 유지해 용기의 위치 결정을 하면서 반송하기 때문에 고속에서의

핸들링에 접합합니다. 용기의 위치 결정, 라벨의 주고 받음, 라벨 부착 공정에서 용기의 회전은 스핀캠에 의해

세그먼트 기어, 피니온 기어를 끼워 보텀 로케이터가 회전하는 것에 의해 행해지고, 소정의 각도를 얻습니다.

(그림 1-6). 둥근 용기에 라벨의 부착 위치가 결정될 경우 용기의 위치 결정을 하고나서 붙일 필요가 있습니다.

일반적으로는 용기 표면 또는 밑 부분에 오목부를 설치, 용기를 회전시켜 그 위치를 기계적으로 찾아서 위치

맞춤을 합니다. 그 예를 (그림1-7)에 나타냈습니다.

<그림 1-6> 용기 회전기구

<그림 1-7> 용기 위치 결정 장치

보텀 로케이터에 밑 부분을 유지시킨 용기는 본체 외주부에 설치된 마찰판에 의해 마찰 롤러가 회전하면 용기의

오목부(스폿)가 보텀 로케이터 위의 스토퍼에 닿을 때까지 회전해 위치 결정됩니다. 마찰판과 마찰 롤러에서 용기

에 회전을 주는 방법 외에 스핀 캠과 세그먼트 기어, 피니온 기어로 구동하는 것도 가능합니다. 또 이러한 기계식

에서는 없고 위치 결정 수단으로써 광전 센서나 CCD카메라를 이용해 서보모터나 스테핑모터를 사용하는 경우도

늘고 있습니다.

설계 기준이 되는 것은 드럼에서 용기로의 라벨 주고받음 속도로, 예를 들면 용기 공전 외주속도를 Vb, 드럼 외주

속도를 Vd, 로터리테이블 지름을 Dr, 용기 지름을 Db, 로터리테이블의 헤드 수를 Hr, 드럼 지름을 Dd, 드럼의

라벨 할당 수를 Hd 라고 하면

Vb = (Dr + Db) π / Hr ≥ Vd

Vd = Dd x π / Hd ≥ 라벨 사양 최대 길이 + 28mm

일반적인 라벨 주고받음에서는 용기는 로터리테이블 위의 공전만으로 자전은 하지 않지만, 자전을 가한 접착

방법의 경우는 Vr + Vb ≥ Vd의 관계식이 됩니다. (그림 1-8)

여기에서 Vd는 라벨을 주고받을 때에 라인형과 마찬가지의 관계를 얻을 수가 있지만, 라인식에 비해서 유리한 점은

보틀의 회전이 드럼에 의해 가해지는 것이 아니라 독립돼 있기 때문에 용기의 회전 얼룩 없이 안정된 주고받음이

가능하게 됩니다. Vd / 2 = Vd 의 관계를 더하면 용기 반송속도를 라인식과 마찬가지로 할 수 있습니다.

(4) 매엽 라벨접착기의 선정 조건

매엽 라벨접착기를 선정할 때 상세히 고려해야 할 조건에 관해서 (그림 1-9)에 나타냈습니다.

(참조 : 월간포장타임즈)