심교형 진공포장기

[원텍지기]

심교형 진공포장기는 컴퓨터 제어 기술의 발달에 의해 보다 정밀도가 높은 제어, 안정된 품질의 기계가 되고

있습니다. 그것뿐만이 아니라 사용자 측에서의 피포장물의 겸용화나 특수 사양의 요구가 많아지고 있습니다.

(1) 심교형 진공포장기의 구성과 구조

심교형 진공포장기는 주로 하부 필름 공급부, 성형부, 제품 공급부, 상부 필름 공급부, 진공부, 가로 커터부,

세로 커터부, 필름 구동부, 전기제어부로 구성되어 있습니다.

심교형 진공포장기의 동작 특징은 간헐 모션입니다. 즉 포장의 기준이 되는 하부 필름은 소정의 길이만큼만

이동해 정지하는 움직임을 반복하고 있습니다. (소정의 길이라는 것은 포장대의 치수 정수부를 말합니다.)

필름이 정지돼 있는 사이에 하부 필름에 대한 가열 성형, 피포장물의 공급, 포장대 내부의 진공 흡인, 밀봉

접착, 일부나 로트 번호 등의 인자, 인쇄 마크 피치 제어, 소정 치수로 절단 등의 각 공정이 수행되는 것입니다.

이하에 (그림3-1)에 포장의 구조를 설명합니다.

하부 필름은 엔드리스 체인에 설치돼 있는 필름 클립에서 양측 테두리부가 클립 돼 하부 필름 공급부에서

인출돼 소정의 길이씩 간헐적으로 이동, 정지합니다. 정지돼 있는 사이에 성형부에서 하부 필름을 가열

연화시키고, 진공성형 또는 압공성형을 합니다.

제품 공급부에서는 성형부에서 성형된 용기모양의 오목부에 피포장물 (예를 들면 슬라이스 햄 등)이 공급

됩니다. 상부 필름 공급부에서는 뚜껑이 되는 상부 필름이 인출되고, 피포장물이 공급된 용기모양의 오목부

위에 씌워져 진공부 바로 앞에서 하부 필름과 일체가 됩니다.

진공부는 맞춰진 상부 필름과 하부 필름과의 틈이라든가, 미리 설치된 진공흡인용의 구멍 또는 틈에서

용기모양의 오목부 안의 공기를 흡인해 내부를 진공으로 만듭니다. 그 다음 진공을 유지하면서 상부 필름과

하부 필름이 용기 모양 오목부의 주위부에서 열접착 됩니다.

가로형 커터부에서는 필름 진행방향에 대해 전후에 용기와 용기의 사이가 절단됩니다. 여기까지가 하부 필름이

정지했을때에 이루어집니다. 세로 커터부에서는 필름 진행방향에 대해 서로 이웃한 용기와 용기의 사이가 필름의

이동 중에 절단돼 소정의 치수 포장품이 되어 배출됩니다.

하부 필름이 엔드리스 체인에 설치돼 있는 필름 클럽에서 인출되고 나서 상부 필름과 맞춰 진공부에서 열접착 되고,

마지막으로 소정의 치수로 절단된 후는 필름 클립에 필름 양측 테두리부가 스크랩으로 남습니다.

이 부분은 필름 스크랩 권취장치에서 권취되던가 집진기에서 흡수됩니다.

환경문제 등올 스크랩 커터 장치에서 가늘게 커트해 수취함이나 봉투 등에서 받는 방법으로 후처리가 손쉽도록 고안한 것도 있습니다.

(사진3-1)에 심교형 진공포장기의 예를 나타냈습니다.

(2) 포장 능력과 면 구성

심교형 진공포장기는 한 번에 복수의 포장품을 만들 수가 있습니다.

통상 4개에서 8개 (사양에 따라서는 그 이상) 을 한 번에 성형, 밀봉 접착해 연결한 다면 포장체를 만듭니다.

(4면 구성, 8면 구성 등이라 합니다.)

(그림3-2)는 슬라이스햄의 면 구성 예(6면 구성) 입니다.

이 다면 포장체의 평탄부를 가로 커터장치와 세로 커터장치로 분리함으로써 분리된 포장품이 완성되는 것입니다.

(그림3-3)

심교형 진공포장기의 포장능력을 높이는 방법은 단순히 기계의 스피드를 올리는 것만이 아니라 이 면 구성을

늘리는 것으로도 달성할 수가 있습니다.

(3) 각부의 구조

가. 하부 필름 공급 및 송출 기구

하부 필름은 소정 길이씩 간헐적으로 이동합니다. 하부 필름의 원단은 하부 필름 공급부에 세트됩니다.

하부 필름 공급부에는 필름 위치제어 기구와 필름의 느슨함을 방지하는 브레이크 기구가 설치돼 있습니다.

하부 원단 필름은 그 양측 테두리부가 엔드리스 체인에 설치된 필름 클립 (그림3-4)으로 클립 돼 간헐적으로

인출됩니다.

이 엔드리스 체인의 간헐 구동기구에는 캠과 레버의 조합에 의한 레버 요동운동을 이용한 것, 제네바장치를

이용한 것, 전자 클러치 브레이크장치를 사용해 동작, 정지를 반복하는 것 등이 있는데, 서보모터 구동, 마이크로

컴퓨터 제어를 채용해 정밀도가 높은 필름 송출을 하는 방법이 주류를 이루고 있습니다.

서보모터 구동, 마이크로컴퓨터 제어의 이점은 필름 송출량을 조작 패널 위에서 간단하게 설정할 수 있는 것이고,

이것에 의해 겸용성이 높아졌습니다. 디지털로 송출량을 설정할 수 있기 때문에 송출 피치 정밀도도 높아지고,

인쇄 피치에 대한 초기 설정도 간단합니다. 기계적인 간헐 구동과 달리 스피드를 자유롭게 컨트롤 할 수 있기

때문에 슬로 스타트, 슬로 스톱 등이 가능하게 되고, 예를 들면 액체를 넣는 피로장물을 반송할 때의 흐름 방지에

위력을 발휘합니다.

나. 상부 필름 공급 및 송출 기구

상부 필름의 원단은 상부 필름 공급부에 세트됩니다. 상부 필름은 진공부의 바로 앞에서 하부 필름과 합쳐져 진공부

에서 열접착 되는 것을 서술했는데, 상부 필름의 송출은 이 열접착에 의한 접착에 의해 하부 필름이 전진하는데

따라서 인출됩니다.

상부 필름 공급부는 하부 필름 공급부와 마찬가지로 필름 위치 제어 기구와 필름의 느슨함을 방지하는 브레이크

기구가 설치돼 있습니다. 제조년월일이나 상미기간 등을 표시하는 인자장치를 설치하는 스페이스도 있고, 필요에

응해서 인자장치를 복수로 설치할 수가 있습니다.

다. 성형부

성형부는 심교형 진공포장기의 중요한 포인트 중 하나로 여기에서 하부 필름의 성형을 합니다. 연질 필름에 대해서는 주로 진공성형으로 이루어지지만, 압공성형 또는 압공.진공 병용으로 이루어지는 것도 있습니다.

우선 하부 필름을 연화시키고, 연화된 필름을 진공 흡인해 성형 틀에 넣거나 압공(압축공기)에 의한 압력으로 성형

틀에서 꽉 눌러 틀에 의해서 용기 모양의 오목부를 성형하는 것입니다. 연질 필름의 경우는 균일한 두께를 얻기 때문에 진공성형에 플러그 성형을 병용하는 것도 있습니다.

예열 히터로 하부 필름을 연화시키면 내용 제품의 형상으로 만든 플러그가 내려오고, 직접 하부 필름을 꽉 눌러 기계적으로 필름을 눌러 용기 모양의 오목부를 성형하고 (플러그 성형), 이어서 진공성형 (경우에 따라서는 압공성형 또는 압공.진공 병용)을 하는 것입니다.

하부 필름의 성형에서 중요한 요건의 하나는 필름의 각부를 균일하게 가열 연화시키는 것이 좋은 성형품을 얻기

위한 제일의 요건이라 할 수 있습니다. 특히 하부 필름이 두꺼울 때라든가 성형 면적이 넓을 때에는 하부 필름 전면을 균일하게 가열하는 것이 대단히 어렵게 됩니다. (그림3-5)는 하부 필름 성형장치의 예입니다.

통칭 성형 브릿지라 불리는 상자가 포장기 본체에 고정돼 있습니다. 하부 필름은 성형 브릿지의 밑면보다 약간의 틈을 유지한 위치에서 이동합니다. 성형 브릿지 안에는 하부 필름을 가열 연화시키는 열판이 있고, 전면이 균일한

온도를 유지하도록 컨트롤 되고 있습니다. 통칭 성형박스라 불리는 상자는 하부 필름의 아래쪽에서 상하 왕복운동

하도록 되어 있고 (상하 움직임의 동력원은 에어 실린더 또는 모터), 상승했을 때에는 하부 필름을 끼운 상태에서

성형 브릿지의 밑면에 다다르고, 하부 필름을 사이에 두고 각각 상하가 밀실 상태가 되도록 되어 있습니다. 성형박스가 하강했을 때에는 하부 필름은 성형돼 있고(하부 필름 이동면에서 아래쪽에 오목부가 성형됩니다.) 오목부가

자유롭게 통과할 수 있을 정도의 공간을 유지하고 있습니다.

이 성형부에서 하부 필름이 성형되는 순서를 설명하면, 우선 하부 필름이 정지했을 때 성형박스가 상승해 하부 필름을 성형 브릿지와의 사이에 끼웁니다. 다음에 성형 브릿지의 내측을 진공 흡인하면 (또는 성형박스 쪽에서 압축공기

를 넣습니다.) 열판에 하부 필름이 밀착하는 상태가 되고, 그 상태에서 일정시간 가열함으로써 하부 필름은 연화되기 때문에 성형 브릿지 안쪽의 진공(또는 성형 브릿지 쪽에서의 압축공기의 흡인)으로 교체됩니다.

성형박스에는 성형금형이 미리 내장돼 있기 때문에 연화돼 있는 하부 필름은 성형박스 안의 진공 흡인력(또는 성형

브릿지 안의 공기압)으로 성형금형에 밀착돼 용기모양의 오목부가 형성됩니다.

마지막으로 진공압(또는 압축공기압)을 개방해 성형박스가 하강한 다음, 하부 필름이 소정 피치분만 이동해 정지합니다. 이 순서가 반복됨으로써 연속된 오목부가 성형됩니다.

1회의 성형으로 만들어지는 용기모양의 오목부는 4~8개 (4~8면 구성)의 경우가 많습니다. 이 때문에 가열되는 하부 필름의 면적이 넓기 때문에 불량 없이 가열하는 데는 열판 전면의 온도분포를 일정하게 유지 하는 것이 중요하고,

히터나 균열 효과를 꾀한 히트 파이프의 배치에 노하우가 필요합니다. 그리고 성형 브릿지와 성형박스는 히터에 의한 온도상승을 막기 위해 냉각수를 통해 냉각합니다.

라. 제품공급부

심교형 진공포장기의 제품 공급부는 필름 성형품의 뒤에 있고, 성형된 오목부에 수동 또는 자동 공급됩니다.

공급은 필름의 한쪽 또는 양쪽에서 할 수가 있고, 피포장물의 검사를 겸해 공급할 수가 있습니다.

성형된 오목부와 피포장물과의 사이에는 어느 정도의 여유(약간의 간격)가 필요합니다. 이것은 너무 좁히기보다

넓은 편이 작업성은 좋지만, 여유를 너무 두면 진공포장의 효과, 필름에 주름이 생길 수 있습니다.

마. 진공부

마-①.진공.접착

진공.접착은 성형부와 함께 심교형 진공포장기의 중요한 포인트의 하나로 여기에서 오목부 안의 진공 흡인과

상부 필름, 하부 필름 간의 접착, 밀봉을 행합니다.

오목부 안을 진공으로 하는 방식에는 2가지가 있습니다. 하나는 상부 필름 쪽에서 진공 흡인하는 상부공급 진공방식, 또 하나는 하부 필름 쪽에서 진공 흡인하는 하부공급 진공방식입니다.

상부공급 진공방식은 구조가 간단한 것이 이점이지만, 진공부의 위에는 밀봉 접착용 히터가 설치돼 있기 때문에,

수분이 많은 피포장물에는 적합하지 않습니다. 하부공급 진공방식은 구조는 약간 복잡하지만, 피포장물을 가리지

않는 이점이 있습니다. (그림3-6)은 하부공급 진공방식의 예입니다.

통칭 진공 브릿지라고 불리는 상자 모양의 것이 포장기 본체에 고정돼 있습니다. 하부 필름과 상부 필름은 진공 브릿

지의 밑면에서 약간 간격을 유지한 위치에서 이동합니다. 진공 브릿지안에는 하부 필름과 상부 필름을 진공 후에

밀봉 접착시키는 접착용 열판이 있고, 온도 컨트롤이 되고 있습니다.

통칭 진공박스라 불리는 상자 모양의 것은 하부 필름과 상부 필름의 아래쪽에서 상하 왕복운동 하도록 되어 있습니다. 이 상하 왕복운동은 에어실린더나 모터에 의해 이루어집니다. 상승할 때에는 하부 필름과 상부 필름을 끼운 상태에서 진공 브릿지의 밑면에 닿아 하부 필름과 상부 필름이 제각각 상하 밀봉상태가 됩니다. 진공박스가 하강했을

때에는 오목부가 자유롭게 통과할 수 있는 공간을 가집니다.

(그림3-7)은 진공부(하인 진공방식)의 부분단면 예입니다.

진공 브릿지와 진공박스로 밀실이 가능하면 진공 브릿지 안이 진공 흡인되고, 거의 동시에 진공박스 안이 진공 브릿지 안이 진공 흡인되고, 거의 동시에 진공박스 안이 진공 흡인됩니다. 그 때 미리 하부 필름에 설치된 공기 방출 구멍

을 통해 성형 오목부가 진공 흡인됩니다. 다음에 진공 브릿지 안에 설치돼 있는 밀봉 접착용 열판이 하강해 상부

필름과 하부 필름이 밀봉 접착됩니다.

하부공급 진공방식의 경우는 (그림3-8)에 나타냈듯이 상부 필름에 미리 커트돼 있는 공기 방출용 슬리트를 통해

오목부 안쪽이 진공 흡인되고, 그 후 밀봉 접착용 열판이 하강해 상부 필름과 하부 필름이 밀봉 접착됩니다.

오히려 진공 브릿지와 진공박스는 히터에 의한 온도 상승을 막기 위해 냉각수를 통해 냉각됩니다.

(참조:월간포장타임즈)