自動流動包装機- は一般にフロー ラッパー、ピロー包装機、横型成形-充填-シール（HFFS）機とも呼ばれます - は、世界中の製品包装ラインで最も多用途で広く導入されている機器の 1 つです。キャンディーバーやビスケットから医療機器、ハードウェアコンポーネント、冷凍食品に至るまで、あらゆるものを包装しているのが見つかります。 「フローパッキング」とは商品を包装する方法です。長いフィルムのシートが製品の周りでチューブになります。次に、両端をシールし、チューブを単一の包装片に切断します。これらすべては 1 つの安定したプロセスで迅速に行われます。自動フロー包装機がどのように動作するかを理解することは、包装ラインの運用に携わるすべての人にとって不可欠です。
これらの機械がどのように動作するかを理解することは、包装ラインの設計、生産管理、機器調達、品質保証に携わるすべての人にとって有益です。この記事では、動作原理、主要な機械ステーション、パフォーマンスに影響を与える変数、およびフロー ラッピングに最適な製品を決定する要因について説明します。
基本原則: 1 回の連続動作で成形、充填、密封
フロー包装機の基本的な考え方は非常にシンプルです。包装用フィルムの平らなロールを用意し、それを製品の周りに巻き付け、側面と端に沿ってシールを作成し、単一のパッケージに切断します。これらすべてが、製品の流れを止めることなく 1 回の安定した動作で行われます。自動フロー包装機これと同じ連続運動原理に基づいて、高い出力レートを実現します。{0}}
上から充填される平らなフィルムチューブから袋を形成する縦型フォーム-フィル-シール（VFFS）機とは異なり、フローラッパーは、すでに形成されたトレイ上のビスケット-、コンベア上のキャンディーバー、またはマガジン内のコンポーネント-として到着した製品を扱い、それらの周囲にフィルムを水平に巻き付けます。製品は機械内を水平に移動し、同時にフィルムウェブが形成、シール、切断されます。
この水平方向の配置が、このプロセスの名前と重要な特徴の由来となっています。つまり、このプロセスは、切り替えの複雑さを最小限に抑えながら、さまざまな高さと形状の製品を処理します。そのため、フロー ラッパーは、大量の複数 SKU の梱包作業に最適な機器です。{0}{1}
主要な機械ステーション
フロー包装機は 4 つの主要ステーションで構成され、それぞれが包装サイクルで異なる機能を実行します。各ステーションの動作を理解すると、問題の診断、機器の指定、マシンのパフォーマンスの評価が容易になります。どれでも自動フロー包装機、これらのステーションは正確に同期して動作します。
ステーション 1: フォーミング ゾーン
フィルムは巻き出しスタンドから引き出されます。通常、スタンドには、張力を安定に保つためにダンサー アーム、ロードセル、またはブレーキ システムが付いています。次に、フィルムは成形ゾーンに入ります。
成形ゾーンでは、平坦なフィルムが成形プレートまたはローラーのセットの上を移動します。これらの部品により、フィルムが製品の周囲にチューブ状に成形されます。
フィルムの端は成形カラーによって製品の下側または背面に沿ってまとめられ、フィルムが製品の周囲に巻き付くときに縦方向のフィンシールが形成されます。
成形カラーの形状は重要です。製品の断面プロファイルと一致している必要があります。-円形製品には丸いカラーが必要で、長方形製品には長方形の成形セットが必要です。間違ったカラー形状を使用すると、フィルムにしわができたり、シール形成が不完全になったり、製品が損傷したりする原因になります。
多くの機械では、成形ゾーンに写真プリント登録システムも含まれています。フィルムにグラフィックが印刷されている場合は、センサーがフィルム上のマークを読み取ります。次に、フィルムの送り速度を変更して、印刷されたデザインがパッケージ内の製品と一致するようにします。これは、ブランド情報、用量ガイド、またはバーコードが記載されているパッケージにとって非常に重要です。
ステーション 2: 縦方向のシール
フィルムを製品に巻き付けた後、重なった端を一緒にシールしてパッケージの裏側の継ぎ目を形成する必要があります。これは、フィン シーラーまたはバック シーラーと呼ばれることが多い縦方向のシーリング システム - によって行われます。
フロー ラッパーで最も一般的なシール タイプは、加熱回転シール ホイールまたは連続シール ベルトです。フィルムチューブが機械内を移動すると、重なり合ったフィルムの端が回転する加熱シールホイールの間を通過し、熱と圧力を加えてフィルム表面を融着させます。回転運動は製品の速度と同期しているため、フィルムの移動に合わせてシールが連続的に貼り付けられます。
高速用途の場合、連続シールベルトは回転シールホイールの実用限界を超えるシール速度を達成できます。{0}その代償として、機械の複雑さが増し、メンテナンス要件がより厳しくなります。
一部の機械では、ヒート シールではなく圧着シールを使用します -。特に、ヒート シールではなく圧力シールが必要な紙ベースまたはアルミホイルのラミネートの場合に使用します。-圧着では、パターン化されたローラーを使用して、熱による結合ではなく機械的な結合を作成します。
ステーション 3: 横方向のシール
縦方向のシールはパッケージの背面の継ぎ目を作成しますが、横方向のシール ステーションは上部と下部のシール - を作成し、個々のパッケージの前縁と後端で個々のパッケージを閉じる横方向の継ぎ目を作成します。
フローラッパーの横方向シーラーは、断続運動原理で動作します。フィルムと製品が機械内を連続的に移動する間、横方向のシール ジョーが急速に開閉して、個別のシール-カット-シール サイクルが作成されます。製品がシールゾーンに近づくと、ジョーがフィルムチューブの周りで閉じ、横方向のシールが形成されます。ジョーの間の切断ナイフがパッケージ間のフィルムを切断します。その後ジョーが開き、次のパッケージに対してこのプロセスが繰り返されます。現代では自動フロー包装機、この周期運動はサーボモーターによって正確に制御されます。
この周期運動は最新の機械のサーボ モーターによって駆動され、ジョーを閉じる時間、シール圧力、切断位置を正確に制御できます。古いマシンでは機械式のカム駆動タイミング システムが使用されており、シンプルさと信頼性は提供されますが、パラメータ調整の柔軟性が低くなります。-
横シールは最も熱がかかる場所であり、製品残留物、ほこり、湿気 - によるシール - の製品汚染が最も発生しやすい場所でもあります。これを管理するには、製品固有のシーラージョーカバーと付着防止コーティング-が一般的に使用されます。-
ステーション 4: 放電ゾーン
横方向のシールと切断の後、個々のパッケージはシールゾーンを出て、機械から搬送されます。
ほとんどのフローラッパーには排出コンベアが付いています。ラップされたパッケージをラインの次のステップに移動します。これは、箱詰め業者、箱詰め業者、または品質検査ステーションである可能性があります。
一部のマシンにはインライン日付プリンタも備えています。-これは通常、熱転写プリンタまたはホットフォイル コーダです。密封されたパッケージが機械から出荷される際に、バッチ番号、有効期限、またはロット コードを印刷します。コーダーは機械のエンコーダーと同期しているため、製品間隔のわずかな違いに関係なく、コードが各パッケージの正しい位置に表示されます。
パッケージの品質と速度を決定する変数
フロー ラッパーを適切に実行するということは、いくつかのプロセス変数間の相互作用を管理することを意味します。最も重要なものとその主な影響:
フィルム張力:成形ゾーンとシーラーを通じてフィルムの挙動を制御します。張力が強すぎると、フィルムの伸び、見当ズレ、シール不良が発生します。張力が弱すぎると、シワ、シール形成不良、およびフィルムの束ねによる製品の損傷が発生します。自動張力制御を備えた機械では、ダンサー アームまたはロード セルを定期的に校正することで、長期間の稼働でも安定した性能を維持できます。
シール温度と圧力:横シールには、フィルム表面を溶かすのに十分な熱と、溶けた表面を分子接触させるのに十分な圧力の両方が必要です。これらのパラメータはフィルム ゲージおよびフィルム タイプと相互作用します。正しい温度で実行するということは、設定値だけでなく、時間の経過とともにコントローラーの読み取り値から変動する可能性があるシール面 - の実際の温度を理解することを意味します。
ジョーを閉じる時間とカット位置:サーボ駆動の機械では、横ジョー サイクルのタイミングはソフトウェアで制御されます。-ジョーは製品の位置に対して正確なタイミングでフィルムの周りを閉じる必要があります-早すぎるか遅すぎると、シールがパッケージに対して中心からずれて貼り付けられます-。カット位置の誤差により、部分的にシールされたパッケージや、端の位置がずれたパッケージが発生します。
製品送り精度：上流の製品フィードの品質は、包装されたパッケージの品質を直接決定します。不均一な間隔、高さのばらつき、または角度のずれのある成形ゾーンに到着した製品は、包装紙自体がどれほど適切にセットアップされているかに関係なく、不十分に包装されたユニットを生成します。多くの自動フロー包装機機械の問題のように見える問題は、実際には給餌の問題です。
製品の適合性: 何がよく流れ、何が流れにくいのか
フロー ラッピングは汎用性が高くなりますが、実用的な制限があります。このプロセスは次の場合に最適です。
個別に積み込まれる製品: ビスケット、チョコレートバー、ケーキ、冷凍食品、ハードウェア製品、医療機器 - 個の個別またはトレイに積み込める製品
一貫した形状の製品: 高さと断面が均一なので、フィルムの無駄を最小限に抑えたきれいな包装が可能になります。{0}}
熱と圧力に耐える製品: 横シール プロセスには熱とシール ジョーでのクランプ力が必要となるため、熱に弱い製品に影響を与える可能性があります。{0}}
液体、非常に不規則な製品、または非常に壊れやすい製品には、中央にシートを挿入したピローパック、折り畳みボックス包装紙、または袋詰め用アタッチメント - など、修正されたフローラッパー構成 - が必要になる場合や、完全に別の包装形式の方が適している場合があります。
切り替えに関する考慮事項
フロー包装機の稼働に関する実際の事実の 1 つは、切り替え時間です。異なる製品サイズやフィルム幅に切り替えるには、フォーミング カラーの調整、フィルムの通し直し、位置合わせシステムのリセット、シール設定の変更が必要です。-手動切り替えステップを備えたマシンでは、これには 30 ～ 90 分かかる場合があります。 -適切に設計された自動フロー包装機は、適切な機械設計と保存された設定によって切り替え時間を短縮します。
デジタル制御システムを備えた最新のサーボ駆動機械は、ストアド パラメータ リコール - により製品 SKU ごとに機械設定を保存し、ボタンを押すだけで復元できるため、切り替え時間を大幅に短縮できます。ただし、成形カラーの交換、ガイド レールの調整などの機械的切り替えステップ - には依然として物理的な介入が必要であり、完全に自動化することはできません。
短期間の生産で多数の SKU を実行する運用では、多くの場合、切り替え効率がマシン選択の決定要因となるため、設置後に初めてその重要性を発見するのではなく、機器の仕様段階で慎重に評価する価値があります。
重要なポイント
自動流動包装機はこんな感じで動作します。平らなフィルム ロールを使用し、移動する製品に巻き付け、背面の縫い目と両端をシールし、シールされたチューブから包まれた各部分を切り出します。このプロセスは高速かつ柔軟で、単一の固体製品を大量に製造するのに適しています。
機械の性能は、フィルムの品質、機械的な調整、シールの設定、および製品の供給がどのように連携するかによって決まります。最良の結果を得るには、機械単体だけでなく、梱包ライン全体を 1 つのシステムとして見る必要があります。また、ある部分の変更が他の部分に影響を与えることも知っておく必要があります。
