最新の包装施設を歩くと、平らなブランクが完成した箱に変わるリズミカルな動きが、カートン折り込み糊付け機がその仕事をしているという単純な物語を物語っています。外から見ると簡単そうに見えます-段ボールは平らに入れられ、箱は形を整えて出てきます。しかし、これは実際には段階的な機械的段階の結果であり、それぞれの段階はその前の段階に依存しています。したがって、これらの段階を知ることで、この機械がほぼすべてのサイズの梱包作業に非常に重要である理由がわかります。
平らなブランクから完成した箱まで
カートン折りたたみおよび糊付け機に投入される原材料は、ダイカットされ、事前に折り目が付けられたカートンブランクです。これらのブランクは積み重ねられてインフィードセクションに送られます。次に、供給機構がそれらを一度に 1 つずつ取り上げます。この機構は、多くの場合、真空吸盤です。各シートを山からきれいに持ち上げて、位置をずらすことなく搬送システムに置きます。このステップでシートを正しく位置合わせすることは非常に重要です。フィード時にエラーが発生すると、後のすべてのステップに反映され、後から修正するのが難しい問題が発生するためです。
ブランクが搬送コンベヤーに乗せられると、ブランクは一連の折りレールと折りプレートの中を移動します。これらのパーツは、あらかじめ付けられた折り線に沿ってパネルを段階的に曲げます。ここで折り目付けは重要な役割を果たします。折り目付けにより、設定された線に沿って板紙が弱くなり、希望する場所に正確に折り目が入り、不均等に座屈することがなくなります。学術的な包装ジャーナルの研究では、折り目の形状-特に板厚と比較した折り目の深さと幅-が折りの品質や、安定した再現性のある成形に必要な力にどのように影響するかが調査されています。
接着剤の塗布
折り畳みシーケンスの前または途中で、カートンブランクの接着フラップに接着剤が塗布されます。最新のフォルダー グルアーのほとんどは、正確に配置されたノズルから塗布されるホットメルト接着剤を使用します。ただし、特定のカートン タイプや素材の組み合わせでは、依然として水ベースのコールドグルーが一般的です。-接着システムは、ブランクがアプリケーター ヘッドの下を通過するときに、指定された接着領域に一貫したビードまたはパターンを塗布します。
接着剤の量と配置は、機械の供給速度に連動するセンサーとタイミング塗布バルブによって制御されます。この同期は重要です。接着剤が多すぎると皮膚を通って流れて折り目部分を汚染する可能性があり、一方、十分な被覆がないと接着力が弱かったり不完全になったりする可能性があるからです。 Technical Association for the Pulp, Paper and Converting Industry (TAPPI) は、板紙アセンブリの接着強度を評価するための TAPPI T837 などの試験規格を維持しています。これは、接着剤の性能を測定可能な品質特性として業界がどれだけ真剣に扱っているかを反映しています。
接着剤自体の化学的性質が基材と一致する必要があります。コーティングされた板紙や防湿層のある板紙には、低エネルギーの表面に接着するように作られた接着剤が必要です。-これは、標準的な水性接着剤ではこれらの素材を十分に湿らせない可能性があるためです。-接着剤を選ぶときにチェックするのは、オープンタイム、設定速度、厚さ、そして箱の最終使用環境で機能するかどうかです。
折りたたみシーケンス
接着剤が塗布された後、カートンブランクはカートンの主要な折り畳み部分に入ります。カートン折り機と糊付け機。この部分には、ガイド レール、フォールド プラウ、および圧力ベルトがあります。これらは慎重な順序で設定されています。折りプラウは適切な段階でサイドパネルを内側に偏向させ、材料が前方に進むにつれて折りレールは一貫した形状を維持します。ブランクが生産速度で移動している間、折り曲げ操作全体が継続的に行われます。-折り曲げて再開するために停止することはありません。
複数の軸で折り畳むには、{0}一部のカートン スタイルではパネルを横方向と横方向の両方に折り畳む必要があります-。特定のブランク ジオメトリごとに機械の折り曲げツールを正確に設定する必要があります。入ってくるブランクの折り目品質と機械内の折り目タイミングは連動します。そこで彼らは、パネルが平らでまっすぐに置かれているか、それとも跳ね返って端が持ち上がっているかを判断します。折り畳みカートンの挙動のコンピューター シミュレーションに関する研究は、信頼できる包装科学情報源に掲載されています。これらの研究では、後の自動梱包ラインで箱を開ける際に、材料の特性と折り目の形状が失敗の数にどのような影響を与えるかを調べています。
圧縮と結合形成
接着フラップが受けパネルに対して折り畳まれた後、接着剤が十分な接着強度を発現するのに十分な時間、2 つの表面を接触させておく必要があります。これは圧縮セクションの機能であり、プレス セクションまたは折り畳みベルト セクションと呼ばれることもあります。平行ベルトまたはローラー アセンブリは、閉じたカートンが圧縮ゾーンを移動する際に持続的な圧力を加え、接着剤が固まるまでの時間を与えます。
圧縮セクションの長さは、最大生産速度に直接関係します。つまり、機械が高速であれば、圧力下で同じ滞留時間を達成するには、より長い圧縮ゾーンか、より速く硬化する接着剤が必要になります。{0}}多くの高速フォルダー グルアーは、より長いベルト セクションと、素早い生強度発現のために特別に配合されたホットメルト接着剤の組み合わせによってこのトレードオフを管理しています。-圧縮直後に初期粘着力が得られ、完全に硬化する前に接合部が再び開くのを防ぎます。
大学の印刷技術学部を通じて発表された、モノ-カートンの製造に関する学術研究では、接着剤の接合部が保持できず、機械から出た後にカートンが勢いよく開いてしまうフラップ-開口部の欠陥-の具体的な原因が調査されています。これらの研究では、この破損モードに寄与する主な変数として、折り目に対する接着剤ビードの位置、基板の含水率、および圧縮タイミングが特定されています。
カウント、スタッキング、および出力
完成した箱は圧縮セクションから出てきます。次に、カウント部分を通過します。この部分は通常、光センサーを使用して各箱を 1 つずつ数えます。ほとんどのカートン折り機および糊付け機システムには、スタッカーまたはシングリングコンベアが装備されています。この部分は、カウントされたグループを収集します。通常、箱は平らに折りたたまれています。そのため、保管や輸送のためのスペースが節約されます。インストールされているライン自動化のレベルに応じて、バッチを手動でバンドで固定することも、自動的にバンドで固定することもできます。
平らに折りたたまれたカートンの積み重ねは、組み立てられた箱よりも大幅に少ないスペースを占めるため、カートンは完全に組み立てられた形状ではなく、折りたたまれた状態で製造および出荷されます。{0}}折り-と-の操作の精度によって、積み上げられたブランクが平らで一貫した状態を保てるかどうかが決まり、それが顧客の梱包ラインでブランクがどの程度確実に組み立てられるかに影響します。
マシン構成とフォーマット切り替え
カートンには、さまざまなサイズ、パネル構成、構造スタイルがあります。カートン折りおよび糊付け機は、この多様性に対応する必要があります。そのため、さまざまなボックスサイズに合わせてセットアップできる調整可能なパーツが使用されています。手動で調整する機械では、折りレール、接着ノズル ホルダー、圧縮ベルト ガイドを手で動かします。これを行うには、ハンドルと目盛マークを使用します。完全にサーボ駆動のマシンでは、新しいボックス サイズの変更は、保存されたプログラムによって行われます。-これらのプログラムは、電動部品を自動的に新しい位置に移動します。したがって、セットアップ時間が大幅に短縮されます。
欧州段ボール製造業者連盟 (FEFCO) およびその他の業界団体は、折り畳みカートン構造のサイズ規格と設計ルールを発行しています。これらは、フォルダーグルアーが満たさなければならない幾何学的ニーズを設定するのに役立ちます。{1}これらの規格に準拠すると、ブランクを設計するエンジニアは機器がどの寸法パラメータを処理する必要があるかを知っているため、機器のセットアップが簡素化されます。
品質監視システム
現在のフォルダーグルアーには、単純な出力カウントを超えたインライン品質モニタリングが組み込まれていることがよくあります。{0}カメラ システムと光学センサーは、ブランクを通過するたびに接着剤ビードの存在、幅、位置をスキャンします。接着剤が欠けていたりずれていたりすると、自動拒否メカニズムが作動し、スタッカーに到達する前にその特定のブランクを良好な製品の流れから迂回させます。-
一部のシステムでは、監視を拡張して、折り角度の一貫性をチェックしたり、カートンパネルの表面欠陥を検出したり、下流のラベル付けやコード読み取りが正しく機能するために定義された許容範囲内に位置合わせする必要がある印刷されたレジストレーションマークを検証したりできます。 Springer と ScienceDirect を通じて発表された包装品質研究では、包装材料の特性と構造的完全性を評価するための試験方法を調査し、これらの監視システムが強制する品質基準に科学的根拠を提供しています。
用途と材質範囲
上で説明した動作原理は広く適用されますが、特定のカートン折り機および糊付け機の具体的な機能は、その設計構成によって異なります。標準の直線フォルダー-グルアは、標準的なボックス スタイルの大部分を処理します。クラッシュ ロック マシンは、食品包装で一般的なボトム ロック カートン スタイル用に構成されています。-専門ユニットは、高級小売包装用の 4 角箱や 6 角箱、医薬品用途の封筒型カートンを扱います。-
材料の能力は、食品や化粧品の包装に使用される軽量の折り畳みボックスボードから、タバコや高級品の包装に使用されるより重いグレードの漂白硫酸塩固形板まで多岐にわたります。波形マイクロフルートボードは、波形構造の構造的利点とソリッドボード表面の印刷品質を組み合わせており、適切に構成されたフォルダグルアで処理することもできます。- TAPPI と ASTM International は両方とも、これらの基材の物理的特性に関連する試験方法を公開しています。-この特性は、折り曲げおよび接着プロセスを通じて材料がどのように動作するかに直接影響します。
運用上の理解が重要な理由
包装エンジニアや生産管理者にとって、カートン折り機と糊付け機の作業手順を知ることは、単なる書籍の知識ではありません。これにより、問題をより迅速に解決し、サプライヤーとより適切に話し合い、機械を購入する際に賢明な選択ができるようになります。完成した箱の欠陥は、ダイカッター (ブランクに折り目をつける)、接着剤の混合ステーション、または圧縮部分から始まる可能性があります。-したがって、欠陥の原因を特定するには、各ステップがどのように機能するか、材料や機械の設定に何が必要かを知る必要があります。
ブランクの品質、接着剤の化学的性質、折り曲げツールの形状、圧縮設定はすべて相互に影響します。そのため、小さな変化がすぐに積み重なっていきます。これらの接続を理解している包装専門家は、箱の品質と機械の速度の両方を同時に向上させることができます。品質とスピードを相反するものとして扱う必要はありません。
参考文献:
TAPPI (パルプ・紙・加工産業技術協会)。試験方法 T837: 板紙アセンブリの接着強度。
ASTMインターナショナル。紙規格および包装規格 - は、接着剤の性能、基材の特性、および包装の構造試験を対象としています。
ScienceDirect / エルゼビア。 「紙器製造におけるシワ・キズの比較」プロセディア製造、2021 年。
推進技術ジャーナル/大学印刷技術研究。 「モノカートン貼り付け後のフラップ開き防止」、2024年。
スプリンガー。 「包装材料と構造の試験と品質評価」学術包装工学参考文献の章、2022 年。
FEFCO (欧州段ボール製造業者連盟)。紙器構造の技術基準と設計ガイドライン。
