1. 가로형.세로형 소형 상자포장기
일반적으로 소형 상자포장기(카토너)라 불리는 포장기계는 사용하는 포장재료 (소형 상자)의
가공 정도에 따라서 원지를 타발해 색 머신 (자동제함기)으로 접착 가공한 색 카톤 (엔드로드 카톤)을
사용하는 가로형.세로형 소형 상자포장기와 원지에서 타발한 채 블랭크 시트를 사용하는 랩어라운드
카토너의 2가지 타입으로 대별할 수 있습니다.
여기에서는 색 카톤을 사용하는 가로형 소형 상자포장기와 세로형 소형 상자포장기를 예로 듭니다.
가로형 소형 상자포장기는 피포장물을 옆에서 삽입하는 타입, 세로형 소형 상자포장기는 피포장물을
세로 방향으로 색 카톤에 삽입하는 타입의 소형 상자포장기를 말합니다. 기계의 운동방향에 따라
각각 연속 모션식과 간헐 모션식 등이 있습니다.
소형 상자포장기는 세로형과 가로형, 연속 모션식과 간헐 모션식 등의 분류별로 각각 특징이 있고,
저절로 적성도 알 수 있기 때문에 기종을 고를 때에는 피포장물의 취급방법, 색 카톤의 형태,
처리속도나 설치면적 등 포장공정 전체에 걸쳐 관련성을 고려해 검토할 필요가 있습니다.
(1)색 카톤에 관해서
색 카톤 (이하 카톤이라 한다) 은 표면에 인쇄나 코팅을 한 판지에 괘선을 넣고, 소정의 형상으로
타발한 후 몸통 접착해 색 모양으로 가공한 판지재료입니다. 통상 매거닌 호퍼에 쌓인 색 카톤을
석션 캡 등에 의해 취출, 개구해 피포장물을 삽입한 후 플랩을 접어 넣어 상자포장을 완료합니다.
이 방식으로 하면 피포장물의 형상에는 그다지 영향을 주지 않고, 연질의 피포장물이더라도
6면의 패널 강성에 의해 보호되며, 일정의 완성을 할 수 있지만, 소형 상자포장기의 성능을
충분히 발휘시키기 위해서는 피포장물과 색 카톤의 기계 적성이 중요해집니다.
주로 사용되는 마닐라 판지나 백판지는 인쇄적성이 좋기 때문에 상품의 이미지를 향상시킬 수
있습니다.
가. 색 카톤의 형상
사용되는 색 카톤의 형상을 보면 (그림1-1)에 나타냈듯이 끼움식, 풀 접착식, 끼움 풀 접착식,
원터치식 등이 대표적입니다. 화장품이나 일용품에는 개봉성에 중점을 둔 끼움식 (리버스 터크,
스트레이트 터크 등이 있다)이 많습니다.
한편 식품이나 과자류는 점두판매 시, 사람 손에 닿는 경우가 많기 때문에 풀 접착식을 채택해
버진성을 유지하고, 또 몸통 지퍼를 마련해 이미지 오픈성과 내용물 취출 용이성을 도모하는
경향이 있습니다. 의약품류에는 버진성을 유지하는 목적과 탬퍼레지스턴스 (개찬 방지)의
견지에서 끼움부에 풀 접착한 끼움 풀 접착식이 채택되고, 또 끼움식의 바깥쪽에 풀 접착
플랩을 추가하는 등으로 개봉성과 재봉성 등을 배려하는 경우도 있습니다.
원터치 카톤은 원래 수작업에 적합한 형상이어서 상자포장 공정에서 개구하면 동시에
밑 부분이 자동적으로 상자모양으로 닫히기 때문에 바로 상자포장 작업을 할 수 있습니다.
중량물에도 적합합니다.
나. 색 카톤의 기계적성
소형 상자포장기의 성능을 충분히 발휘시켜 가동률을 올리고, 생산성을 높이기 위해서는 완성도가 높은
상자포장기를 선택할 필요가 있지만, 아무리 높은 완성도를 기계에 요구하더라도 색 카톤의 기계 적성에
신경을 쓰지 않으면 높은 가동률이나 높은 생산성은 발휘할 수 없습니다.
수동 포장 작업으로 사용하고 있던 색 카톤을 그대로 소형 상자포장기에 가설하면 색 카톤의 취출이나
개구, 피포장물의 삽입, 플랩의 끼움 등으로 상태가 좋지 않거나 깨끗하게 완성되지 않거나 하는 경우가
있습니다. 이것들의 원인을 살펴보면 괘선이 얕고, 색 접착 시에 각 모서리선이 평행하게 되지 않고,
발형 정밀도가 적정하지 않아 판지가 휘어집니다. 색 접착 시에 뒤집지 않음 (혹은 되접음 각도가 부족하다),
종이 결이 바뀜 (종목), 습도가 높은 장소에 보관됨, 장기적인 보관기간 등의 요인을 떠올릴 수 있습니다.
통상 소형 상자포장기에서 사용하는 색 카톤에 필요한 조건은 다음과 같습니다.
① 색 카톤 외치수의 완성치수 정밀도에 주의를 기울일 것
색 카톤 외치수의 완성치수 정밀도는 폭 ±0.2mm, 높이 ±0.3mm, 길이±0.3mm로 합니다.
여기에는 톰슨 칼날의 정밀도 (평행이 될 것)와 색 접착 시의 평행도에 주의를 기울이지 않으면 안 됩니다.
② 종이 결은 횡복일 것
소형 상자포장기에서 개구할 때 힘이 가해지는 방향으로 횡목을 향해 판지를 타발하도록 합니다.
③ 개구력은 300~800g (최종 개구력) 정도일 것
석션캡의 흡인력으로 개구력이 크면 흡인 시에 석션캡이 벗겨지거나 개구되지 못하고, 소위 'L자 접음'
의 원인이 되기도 합니다.
개구력은 주로 괘선의 세기에 영향을 줍니다. 지기 메이커에서 정해진 종이 두께.지질에 대한 괘선의
기준 치수는 있지만, 기계적성에서는 색 접착 후의 개구력은 상기 수치가 바람직합니다.
개구력을 적게 하는 데는 괘선 누르기와 색 접착 시의 충분한 되접음 각도 (120°이상)가 포인트입니다.
④ 끼움 플랩의 형상은 받아들이기 쉽고, 빼기 어려울 것
끼움 플랫의 형상은 삽입 시는 받아들이기 쉽고, 끼워 넣은 후에는 사이드 플랩에 의해 저항이 생겨
빼기 어려워야 합니다.
⑤ 풀 접착 플랩의 톱 플랩에는 적절한 '경사'를 갖게 합니다.
카톤 반송장치의 카톤 수취부의 치수에는 다소 불규칙적인 면이 있기 때문에 카톤 수취부와 카톤과의
사이에는 틈이 생기고 있습니다. 이 때문에 톱 플랩에 풀을 도포해 압착했을 때 카톤이 직각으로 되지 않고,
톱 플랩의 어긋남, 비뚤어짐 등이 두드러지기 쉽습니다. 풀 접착 플랩의 톱 플랩에 소위 '경사'를 갖게하는
것은 이것들을 두드러지지 않게 하기 위한 가공 방식입니다.
⑥ 톰슨 선이 깊게 놀려 있을 것
소위 톰슨 선은 예각으로 구부릴 수 있도록 충분히 깊게 하는 것이 색 접착 공정의 되접음과 관련해
기계 적성을 유지하는 열쇠가 됩니다.
⑦ 풀 접착 시 삐져나온 풀이 앞뒤의 종이에 붙지 않을 것
⑧ 풀 접착 시 꺽음 선과 평행으로 맞출 것
⑨ 수송 상자에는 수직으로 포장, 2단 적재 상자에 포장할 때는 반드시 칸막이를 끼울 것
색 접착 된 카톤을 수송 상자에 채울 때는 반드시 수직으로 채우고, 2단 적재할 경우는 칸막이를
끼웁니다. 수송 상자에 대해 20~30mm 정도의 여유를 갖게 하고 고무 밴드나 종이 밴드 등으로
묶어서는 안됩니다.
⑩ 온도 20~25℃, 습도 60% 정도를 유지하는 실내에 보관하고, 보관기간은 아주 짧게 할 것
보관기간은 조건에 따라 다르지만, 1개월 이내인 것이 바람직합니다.
(2) 가로형 소형 상자포장기
가. 반자동기
가로형 소형 상자포장기의 반자동기는 (그림1-2)에 나타냈듯이 기계에 따라서 색 카톤을 카톤
매거진에서 1매씩 꺼내 개구하고 한쪽 플랩을 덮은 후, 피포장물을 사람이 직접 카톤에 삽입합니다.
그 다음은 기계에 의해 삽입 측의 플랩을 덮습니다. 인력에 의한 삽입작업에 한계가 있기 때문에
포장능력은 분당 30~80상자 정도로 제어할 수 있는데, 봉투류나 연질의 제품 등 기계에서는
삽입하기 어려운 피포장물을 포장하는데 적합합니다.
주로 수작업을 하기 용이하기 때문에 연속 모션식의 기계가 많고, (사진1-1)(포장능력 분당 30~90상자,
카톤 조립 치수 110~280mm(길이), 75~155mm(폭), 25~75mm(두께) 이나 기계를 경사지게 한
(사진1-2)(포장능력 분당 40상자, 카톤 조립 치수 60~300mm(길이), 40~170mm(폭), 12~90mm(두께))
와 같은 종류가 있습니다.
나. 전자동기
나-①, 간헐 모션식 가로형 소형 상자포장기
간헐 모션식 소형 상자포장기는 카톤과 피포장물을 간헐 모션으로 반송해 정지 중에 피포장물을 카톤안으로
삽입합니다. 통상 1곳의 스테이션에서 삽입하기 때문에 연속 모션식 소형 상자포장기에 비교하면 기계를
소형으로 할 수 있습니다. (그림1-3), 단지 간헐 운전을 위해 포장능력은 피포장물로의 충격이나 관성 등의
영향과 기계 구조상의 제약으로 20~100상자 정도에 머뭅니다.
색 카톤의 반송기구는 예를 들면 ①어태치먼트 부착 체인으로 카톤 유지 집게 (카톤 스페이서)를 설치해
엔드리스로 한 것, ②워킹 빔(트랜스퍼) 방식의 것, ③성형 플라스틱 플레이트를 연결한 것, ④에태치먼트
(프로필) 부착 타이밍 벨트에 의해 반송 하는 것 등, 여러가지 방식이 있습니다.
반송기구에는 여러가지 장점과 단점이 있습니다.
엔드리스 체인에 유지 집게를 부착한 반송기구는 유지 집게의 설정에 의해 비교적 작은 상자에서 중간상자에
이르는 상자 (중형의 상자)까지 대응할 수 있습니다. 체인을 사용하고 있는 것에서부터 공업제품 등의 중량물
(1~1.5Kg)에도 사용할 수 있습니다. 그러나 엔드리스로 하기 위해서 양쪽 엔드의 턴 부분만 스페이스가 여분이
필요하고, 기본적으로는 정기적으로 급유를 하기 때문에 (무급유 체인을 사용하는 경우도 가능하지만)
직접.간접으로 피포장물의 기름 비산 염려가 있어 기름받이 설치나 적정 급유량에 주의가 중요합니다.
위킹 빔 방식의 반송기구는 박스 모션을 위해 엔드리스 체인식에 비해 스페이스는 차지하지 않지만,
반송 집게와 정류 시의 유지 집게가 따로 필요한 것이어서 유지 집게를 얇게 하지 않으면 안 되는 경우가
있고, 그것에 의한 강도 부족을 일으키는 경우가 있습니다.
또 매회 카톤을 주고받아 보내주기 때문에 카톤에 상처를 주기도 쉬워 유지 집게의 표면 마무리에 주의가
필요합니다. 이 외에 워킹 빔 방식으로 카톤의 사이즈 체인지 대응 시 엔드리스 체인을 사용한 반송방식보다
조정 개소가 많고, 그 때문에 시간이나 수고가 드는 경우가 있습니다.
어태치먼트 부착 타이밍 벨트를 사용한 반송기구는 무급유성이 평가되고, 체인과 같은 경년 변화에 의한
길어짐도 적고, 식품이나 의약품의 소형 상자포장기에 채용되는 경우가 많게 되었습니다.
반면 어태치먼트의 높이는 5~10mm 정도가 일반적이고, 비교적 작은 상자의 취급이 주가 됩니다.
중간 상자에서 집적물을 취급하는 비교적 큰 상자에 대응시킬 경우는 카톤 개구 후의 반발력이 억제되고
상자의 마무리를 잘 하기 위해 취출.개구 시에 거꾸로 접기를 하는 등의 대책도 요구됩니다.
위생관리에 유리한 발코니형이라 불리는 타입도 있습니다. 이것은 피포장물이 카톤을 반송하는 컨베이어
하부의 구동계통을 없애고, 가능한 한 오픈 구조로 해 반송 라인의 아래쪽에는 수납 슈트를 설치함으로써
만일 피포장물이나 카톤을 기계 안에 떨어뜨리더라도 발견하기 쉽고, 없애기 쉽고 청소나 메인테넌스가
쉬운 것을 목표로 한 것으로 식품이나 의약품용으로 적합합니다.
<그림1-3> 간헐 모션식 가로형 소형 상자포장기
나-②. 연속 모션식 가로형 소형 상자포장기
연속 모션식 가로형 소형 상자포장기는 카톤과 피포장물의 반송을 연속 모션으로 함으로써 연속적으로
피포장물을 카톤에 삽입합니다. 피포장물에 대한 충격이 적고, 운전속도도 통상 분당 100~200개 정도,
고속화 되면 분당 300개 이상 처리할 수가 있습니다.
연속 모션식 가로형 소형 상자포장기를 구조로 보면 카톤 취출기구가 왕복운동식에서 로터리식으로
옮겨지는 경향이 있고, 그 중에서도 개구 집게나 개구 보조장치를 설치해 여러 가지 특성의 카톤에
폭넓게 대응할 수 있는 것이 주목됩니다.
연속 모션식 가로형 소형 상자포장기는 어태치먼트 부착 체인을 사용하는 기종이 많지만, 간헐 모션식
소형 상자포장기와 같이 어태치먼트 부착 타이밍벨트를 사용해 카톤 반송을 하는 것도 있습니다.
상품의 다양화에 따라 다품종 소량 생산화가 진행돼 대량 생산품이 줄어들고 그 때문에 고속 운전보다도
사이즈 체인지의 용이함이 강하게 요구되는 경우가 많아지고, 스크류와 게이지를 조합시킨 포지션
인디케이터를 장비한 기종이나 수동에 의한 사이즈 체인지 개소를 감소시키기 위해 자동 사이즈 체인을
하는 기종이 증가하고 있습니다.
(참조:월간포장타임즈)