1. 제대기
제대기는 플라스틱 필름을 열접착에 의해 봉투로 완성되는 기계를 말합니다.
일반적으로 ① 필름 롤 (원단이라 함)을 걸고, 그것을 송출하는 원단부, ② 필름을 2매 중첩시키는 반절부 (또는
필름을 튜브 모양을 성형하는 포밍부), ③ 열접착과 절단을 하는 제대부, ④ 완성된 봉투를 집적하는 대수부로
구성됩니다.
주요 기구는 고무 롤러에 의해서 필름을 간헐 송출하는 필름 송출 기구와 실러나 냉각판 등을 상하로 움직이게 하는
접착 기구 등으로 나눌 수 있습니다.
이하에 제대기의 주요 부분에 관해서 기술합니다.
(1) 필름 송출 제어
필름 송출 기구는 컴퓨터로 제어되는 AC서보모터에 의해 필름 송출용 고무 롤러를 구성하는 것이 일반적입니다.
복수 단의 고무 롤러를 가진 경우는 각각의 고무 롤러를 개별의 AC서보모터로 구동하고, 각 단 사이에서 필름에
걸리는 장력이 일정 유지되도록 각 단의 회전 속도(필름의 송출 속도)를 제어합니다.
(2) 인쇄 무늬 맞춤
필름을 인쇄 무늬에 맞춰 정치수 송출하는 경우는 AC서보모터에 설치된 엔코더로부터 나오는 필름 송출량을
나타내는 펄스 신호와 마크센서로부터 나오는 인쇄도안을 검출하는 신호를 비교해 마크센서의 위치를 보정하는
스테핑모터를 돌리고, 마크센서의 위치를 필름 흐름 방향으로 움직인다는 제어 방법에 의해 인쇄 무늬 맞추기를
합니다.
이 외에도 방법은 있지만, 이 제어 방식을 이용함으로써 지금까지의 곤란했던 기계 시동 시나 기계 정지 중에
히터의 열에 의해 수축해 버린 인쇄 도안도 연속적으로 검출할 수 있고, 또 인쇄 피치를 항상 측정해, 그 데이터를
축적해 둠으로써 항상 인쇄 피치에 합치된 필름 송출량을 확보할 수 있고, 제대한 필름의 인쇄 피치 데이터의
기록도 가능합니다.
(3) 열접착 기구
접착 기구의 구동도 필름 송출 기구와 마찬가지로 AC서보모터에 의한 것이 일반적입니다. 그 예를 (그림1-1)에
나타냈습니다.
또 래미네이트 필름을 사용할 경우의 열 프레스 접착 (열판 접착) 방식의 예를 (그림1-2)에, 열접착 한 후 필름을
봉투 형상으로 완성하는 절단장치의 예를 (그림1-3)에 나타냈습니다.
(4) 필름 송출 조건과 열접착 조건의 설정
제대기에 AC서보모터가 사용되기까지는 하나의 동력으로 필름 송출과 열접착 기구의 양쪽을 구동하고 있었기
때문에 기계 1사이클 중, 필름 송출량과 열접착에 사용하는 시간의 비율은 1대1인지, 그렇기 않으면 일정의 비율로
고정되어 있었습니다. AC서브모터의 사용에 의해 필름 송출 조건과 열접착 조건과가 각각 임의로 설정 가능하게
돼 생산효율의 향상으로 이어집니다.
또 제대 순서 교체 시에는 필름 송출도 열접착도 하지 않는 노는 시간이 간단하게 설치되도록 되었기 때문에 조정
작업 내용에 따라서 속도를 변경해 조정한 뒤, 가동에 들어가게 되었습니다.
(5) 제대기의 종류
제대기에는 삼방 접착 제대기, 센터 접착 제대기, 사이드 웰드 제대기, 폴리에틸렌 규격대 제대기, 쓰레기 봉투 제대기, U백 제대기 등 수많은 종류의 제대기가 있고, 각각 용도에 맞춰 사용되고 있지만, 여기에서는 대표적인 3기종을
듭니다.
① 삼방 접착 제대기
삼방 접착 제대기는 래미네이트 필름을 사용하는 제대기입니다. 필름의 재질, 구성, 봉투 형상 등에 따라 다르지만,
최대 분당 200쇼트로 제대합니다.
레토르트 카레 파우치, 조미국물 팩, 의료용 멸균대 등의 제대에 사용됩니다. 스탠딩 파우치용 옵션, 자크(지퍼)부착
대용 옵션 등을 더함으로써 샴푸, 부엌 세제 등의 리필용 봉투, 목캔디, 이불 보존용 봉투의 제대도 가능하게 됩니다.
삼방 접착 제대기의 필름 흐름과 봉투의 형상을 (그림1-4)에 나타냈습니다.
삼방 접착 제대기에서 열접착 방식은 접착하는 면이 평면으로 완성돼 대략 150~250℃의 범위 내의 일정 온도에
설정된 금속 블록 (열접착 바라 부릅니다) 을 0.2~0.7MPa의 압력으로 필름에 눌려 복수회 열접착하고, 그후
냉각판에서 냉각하는 열 프레스 접착 방식이 통상 채용됩니다.
② 센터 접착 제대기
센터 접착 제대기도 삼방 접착 제대기와 마찬가지로 래미네이트 필름을 사용하는 제대기로 필름의 재질, 구성, 봉투
형상 등에 따라 다르지만, 최대 분당 200쇼트로 제대합니다.
녹차, 생과자, 된장등의 파우치 제대에 사용됩니다. 센터 접착 제대기의 필름의 흐름과 봉투의 형상을 (그림1-5)에
나타냈습니다. 열접착 방식은 삼방 접착 제대기와 마찬가지로 열 프레스 접착 방식이 통상 채용됩니다.
③ 사이드 접착 제대기
주로 CPP, OPP, PE 등의 단일 필름을 사용하는 제대기입니다.
봉투 형상에 따라 다르지만 최대 분당 360쇼트로 제대합니다.
채소용(방담필름 사용)이나 식빵, 의료품, 문구용 등 상당히 폭넓은 용도 분야에서 사용되는 각종 봉투의 제대에
사용됩니다.
용도 분야의 넓이와 함께 거싯장치, 핫멜트장치, 헤더 삽입장치, 초음파 접착장치 등 많은 옵션을 가진 것이 특징입니다.
사이드 접착 제대기의 기본적인 필름의 흐름과 봉투의 형상을 (그림1-6)에 나타냈습니다.
사이드 접착 제대기의 열접착 방식은 접착을 하는 면의 형상이 산 모양으로 마무리돼 있어 대략 350~450℃의 범위
내의 일정 온도로 성정된 금속 블록 (열칼날이라 부릅니다) 으로 필름을 사이에 두고 누름으로써 열접착과 동시에
열용단합니다. 이런 것에 의해 봉투의 가장자리에서 선상에 접착된 사이드 접착이라 불리는 형태로 제대됩니다.
열칼날의 형상을 (그림1-7)에 나타냈습니다.
2. 스파우트 부착기
쓰레기의 소량화, 용기의 경량화를 위해 병이나 캔에서 PET보틀로, 또 플라스틱 봉투로 용기의 변천을 보이는
가운데 캡 부착 스파우트를 플라스틱 봉투에 설치된 스파우트 부착 봉투가 주목되고 있습니다. 스파우트 부착 봉투는 사용 중에는 캡을 하면 일시 보관하거나 운반하는 것이 가능하고, 사용 후 부피가 커지지 않습니다.
주로 이러한 이유로 천연수, 주스, 고영양 유동식, 고추냉이, 된장, 케첩, 소스, 레몬 과즙, 식용유, 기계유, 액체세제
등의 유동물에 사용되고 있습니다. (사진2-1) 또 수통이나 비상용수의 보관용기로서, 내용물을 넣지 않고 파우치만으로도 판매되고 있습니다.
(1) 스파우트 부착기의 특징
스파우트 부착기(스파우트 인서트)는 래미네이트 필름으로부터 제대된 봉투에 스파우트를 삽입해 설치하는 기계
입니다.
(사진2-2)에 나타낸 스파우트 부착기는 최대 분당 60대의 스파우트 부착 능력이 있고, 봉투의 반송 조건과 열접착
조건이 개별 설정 가능한 구조로 되어 있습니다. 예를 들면 봉투의 반송조건 설정을 바꾸지 않고, 열접착 시간을
연장하는 등의 설정 변경이 가능합니다.
봉투의 반송 중에 스파우트를 삽입하기 때문에 생산성이 높습니다.
(2) 스파우트 부착기의 구조
가. 주요 구조
스파우트 부착기의 주요 부분을 (그림2-1)에 나타냈습니다.
급대부에서는 제1컨베이어 위에 회 모양으로 세트된 봉투를 컨베이어 벨트에서 수취부로 나르고, 1매씩 제2컨베이어에 받아 건넵니다. 봉투 픽업부에서는 급대부의 제2컨베이어에서 봉투를 빨아올려 고정 유닛으로 봉투를 받아
건넵니다.
봉투 반송부는 이동 유닛과 고정 유닛으로 나뉘어져 있습니다. 이동 유닛은 서보모터에 의해 구동되고, 정해진
스트로크로 정확하게 왕복운동합니다. 이동 유닛에는 봉투 픽업부, 코너 커트 스테이션, 개구 스테이션, 배출 스테이션이 붙여져 있습니다. 이동 유닛과 고정 유닛에서 교대로 봉투를 보관하고, 봉투를 차례로 보내 반송합니다.
봉투의 픽업(공급)에서 배출까지를 (그림2-2)에 나타냈습니다.
급대 컨베이어에서 픽업된 봉투는 코너 커트 스테이션으로 반송되고, 코너가 커트된 후 나아가면 개구 스테이션에서 접착 스테이션으로 반송되는 사이에 개구해 스파우트가 삽입됩니다.
접착 스테이션에서 정지됐을 때 이미 봉투에는 스파우트가 삽입돼 있기 때문에 바로 접착을 하고, 냉각 스테이션
으로 보내져 냉각 후에 배출됩니다.
배출 방법은 봉투 픽업부와 마찬가지로 스파우트가 장착된 봉투를 공정 유닛에서 빨아 올려 배출 컨베이어에 건넵니다. 배출 컨베이어 위에서는 스파우트가 장착된 봉투를 육안검사를 할 수 있습니다.
나. 스파우트의 흐름
스파우트는 호퍼, 파츠 피더, 직진 피더에 의해 정렬 공급되면, 스파우트 공급부에서 1개씩 분리되고, 회전 반송부에 보내져 90° 씩 회전해 프리히트 스테이션으로 보내집니다. 프리히트 스테이션에서는 필요에 응해서 스파우트의
접착부를 사전에 따뜻하게 프리히트를 하고, 그 후에 접착 스테이션으로 향하는 과정으로, 개구해서 반송 중인 봉투와 합체합니다.
(참조:월간포장타임즈)