縦型充填シール（VFFS）包装機は今日ほぼすべての業界で使用されていますが、それには十分な理由があります。貴重な工場の床面積を節約する、高速で経済的なパッケージング ソリューションだからです。
包装機械の導入が初めての方も、既に複数のシステムを保有されている方も、その仕組みに興味をお持ちではないでしょうか。この記事では、縦型製袋充填シール機が包装フィルムのロールを、すぐに店頭に並べられる完成品の袋に加工する仕組みを解説します。
簡素化された縦型包装機は、大きなフィルムロールを袋状に成形し、袋に製品を充填して密封する作業を、すべて縦方向に行い、毎分最大300袋の速度で行います。しかし、それだけではありません。
1. フィルムの輸送と巻き戻し
縦型包装機は、通常ロールストックと呼ばれる芯に巻かれた一枚のフィルム材を使用します。この連続した包装材はフィルムウェブと呼ばれます。この材料は、ポリエチレン、セロハンラミネート、箔ラミネート、紙ラミネートなど多岐にわたります。フィルムロールは、機械背面のスピンドルアセンブリにセットされます。
VFFS包装機の作動中、フィルムは通常、機械前面の成形チューブの横に配置されたフィルム搬送ベルトによってロールから引き出されます。この搬送方法は最も広く使用されています。一部のモデルでは、シーリングジョー自体がフィルムを掴み、下方に引き下げることで、ベルトを使用せずに包装機内を搬送します。
オプションのモーター駆動式表面巻き出しホイール（パワーアンワインド）を取り付けることで、2本のフィルム搬送ベルトの駆動を補助し、フィルムロールを駆動することができます。このオプションは、特にフィルムロールが重い場合の巻き出し作業効率を向上させます。
2. フィルムの張力
VFFS包装機のフィルム巻き戻しと供給巻き戻しの際、フィルムはロールから巻き出され、VFFS包装機の背面にある加重ピボットアームであるダンサーアーム上を通過します。このアームには複数のローラーが組み込まれています。フィルムが搬送されると、アームが上下に動き、フィルムに張力をかけます。これにより、フィルムが移動中に左右に振れることを防ぎます。
3. オプション印刷
ダンサーの後、フィルムは印刷ユニット（設置されている場合）を通過します。プリンターは感熱式またはインクジェット式です。プリンターはフィルムに希望の日付やコードを印字したり、レジストレーションマーク、グラフィック、ロゴなどを印字したりします。
4. フィルムのトラッキングとポジショニング
vffs-packaging-machine-film-tracking-positioningフィルムがプリンターの下を通過すると、レジストレーションフォトアイを通過します。レジストレーションフォトアイは印刷されたフィルム上のレジストレーションマークを検出し、成形チューブでフィルムに接触するプルダウンベルトを制御します。レジストレーションフォトアイはフィルムを正しい位置に維持し、適切な位置でフィルムをカットします。
次に、フィルムはフィルム追跡センサーを通過します。フィルム追跡センサーは、包装機内を通過するフィルムの位置を検出します。センサーがフィルムの端が通常の位置からずれていることを検出すると、アクチュエータを動かす信号が生成されます。これにより、フィルムキャリッジ全体が必要に応じて左右に移動し、フィルムの端を正しい位置に戻します。
5. バッグ成形
vffs-packaging-machine-forming-tube-assemblyここからフィルムは成形チューブアセンブリに入ります。成形チューブのショルダー（カラー）を越えると、フィルムはチューブの周囲に折り畳まれ、最終的にフィルムの両端が重なり合った長さのフィルムが形成されます。これが袋成形工程の始まりです。
成形チューブは、ラップシールまたはフィンシールのどちらか一方を成形するように設定できます。ラップシールはフィルムの両端の縁を重ねて平らなシールを形成し、フィンシールはフィルムの両端の縁の内側を合わせてフィンのように突き出たシールを形成します。一般的に、ラップシールはフィンシールよりも美観に優れ、使用する材料も少なくて済みます。
成形チューブの肩部（カラー）付近にロータリーエンコーダが設置されています。フィルムがエンコーダホイールに接触することで、エンコーダホイールが駆動されます。移動距離ごとにパルスが生成され、PLC（プログラマブルロジックコントローラ）に送信されます。袋の長さはHMI（ヒューマンマシンインターフェース）画面で数値で設定され、設定値に達するとフィルムの搬送が停止します（間欠動作機のみ。連続動作機では停止しません）。
フィルムは、成形チューブの両側に設置された摩擦プルダウンベルトを駆動する2つのギアモーターによって引き下げられます。必要に応じて、摩擦ベルトの代わりに、真空吸引を利用して包装フィルムを掴むプルダウンベルトを使用することもできます。摩擦ベルトは摩耗が少ないため、粉塵の多い製品には推奨されることが多いです。
6. 袋詰めと密封
VFFS包装機の水平シールバー間欠動作包装機では、フィルムが一時的に停止し、形成された袋に垂直シールが施されます。高温の垂直シールバーが前進し、フィルムの垂直方向の重なり部分に接触することで、フィルムの層を接着します。
連続動作 VFFS 包装装置では、垂直シール機構がフィルムと継続的に接触しているため、フィルムは垂直シームを受け取るために停止する必要がありません。
次に、加熱された水平シールジョーが連動して、1つの袋の上部シールと次の袋の底部シールを行います。間欠VFFS包装機では、フィルムは停止し、開閉するジョーによって水平シールされます。連続動作包装機では、ジョー自体が上下と開閉の動作を行い、フィルムの移動に合わせてシールを行います。一部の連続動作包装機では、速度を向上させるために2組のシールジョーを備えています。
「コールドシーリング」システムの選択肢の一つとして超音波があります。これは、熱に敏感な製品や汚れやすい製品を扱う業界でよく使用されます。超音波シーリングは、振動を利用して分子レベルで摩擦を誘発し、フィルム層間の領域のみに熱を発生させます。
シーリングジョーが閉じている間、包装対象物は中空成形管の中央に落下し、袋に充填されます。マルチヘッドスケールやオーガーフィラーなどの充填装置は、各袋に充填される製品量を正確に計量し、放出する役割を担っています。これらの充填装置はVFFS包装機の標準装備ではないため、機械本体とは別に購入する必要があります。多くの企業では、包装機に充填装置を組み込んでいます。
7. バッグ排出
VFFS包装機の排出製品が袋に放出されると、ヒートシールジョー内の鋭利なナイフが前進し、袋を切断します。ジョーが開き、包装された袋が落下します。これが縦型包装機の1サイクルの終了です。機械と袋の種類によって異なりますが、VFFS装置は1分間に30～300サイクルのサイクルを実行できます。
完成した袋は容器またはコンベアに排出され、チェック計量機、X 線装置、ケース梱包機、カートン梱包機などのダウンライン機器に搬送されます。
投稿日時: 2024年4月19日