消費財に関連する計画と設計は数多くあります。食品・飲料メーカーは、内容物の保護から購買意欲を高める魅力的なデザインまで、ホットメルト接着剤を活用して安全なパッケージを実現できます。ホットメルトパッケージング接着剤は短い圧着時間ですばやく硬化するように設計されていて、数秒で強力に接着してパッケージの中身を守ります。パッケージの生産ラインをスムーズに稼働し、ダウンタイムを回避するため、オペレーターは接着剤と機器がどのように連携して優れた接着を生んでいるかを理解する必要があります。
ホットメルト接着剤の塗布では、高速生産において塗布が一貫したものになる精度が求められます。ドット、ステッチ状、または連続ビードなど、どの塗布パターンであっても、ホットメルト接着剤のノズルには、きれいなカットオフ、正確な位置決め、そして均一な塗布が求められます。塗布の設定で重要な要素となるのがノズルのサイズです。塗布器のノズルのサイズ選択には、パッケージ上に吐出される接着剤の速度と量を決める重要な役割があります。ノズルは開口部のサイズ（開口部の直径）またははめ合い長さによって異なります。開口部のサイズは接着剤ビードの幅に大きく影響するため、通常、ノズルは開口部のサイズで選択します。正しいノズルサイズを選択するには、塗布ごとに以下を考慮する必要があります。
- パッケージサイズに最適な接着剤ビード幅を満たす
- 塗布に硬化速度を組み込む
- 絞り出しやオーバースプレーによる接着剤の付着を防ぐ
- 機器状態を良好に保つ
- 接着剤の製品レベルと一貫した温度を維持する
最適な塗布を行うには、詰まりのない最小の開口部サイズを選択することをお勧めします。通常は、30 mm～45 mm（0.012インチ～0.018インチ）の範囲です。
塗布温度とタンク圧力は、ノズルのサイズとともに塗布量に影響します。塗布量はパッケージの完全性にとって最も重要な要素の1つです。ノズルのサイズの変更は、塗布するホットメルト接着剤の量に大きく影響します。通常、ノズルからうまく吐出しない場合、オペレーターはまず単純にタンク圧力を上げようとします。こうするとより多くの接着剤が塗布され、一時的に問題が解決することがありますが、残念ながら、ノズルが正しく作動しない原因はほかにもたくさんあります。よくある原因としては以下が挙げられます。
- 塗布に対してノズル開口部のサイズが誤っている
- ノズル先端の詰まり
- ノズルヘッド周辺の接着剤の付着
接着剤塗布量に一貫性がないと、接着の問題につながるおそれがあります。生産ライン上には同じサイズのノズルを維持することが重要です。このことはパッケージの完全性にとって不可欠です。何らかの理由でノズルのサイズを変更する場合は、接着剤の量を最適にするために、その塗布におけるすべてのノズルを変更し、タンク圧力を下げる必要があります。ノズル性能のチェックには3つの簡単なステップがあります。
生産ラインの速度によっては、ノズルを頻繁に交換する必要があります。生産ラインのスムーズな稼働を維持するには、週1回ノズルの詰まりを検査し、4～6週間に1回はノズルを交換することをお勧めします。同一塗布に異なる開口部サイズを使用することがないように、ノズルの在庫を維持することが重要です。交換の際に誤ったサイズのノズルを使用すると、塗布量の不一致を招き、不十分な接着が原因ではじけ開きが発生する可能性があります。ノズルの詰まりが繰り返し発生する場合、交換を続けたり大きい開口部サイズに切り替えたりすることはお勧めしません。その場合は、機器または接着剤の担当者に調査を依頼する必要があります。炭化物や屑があれば、除去するためにシステムのフルクリーニングが必要な場合があります。
大きな開口部サイズが保証されるケースもあります。より広い面積を接着する場合は、ノズルのサイズを大きくすることを検討するべきです。それがラインの稼働を維持するための最も効率的な方法である可能性があります。簡単ではありますが、単にノズルのサイズを大きくすることに関していくつか問題もあります。大きなノズル開口部への切り替えは、塗布する接着剤の量に大きく影響します。一般的な業界の事例から、この影響を以下の表に示します。
0.014インチまたは0.36 mm
0.016インチまたは0.41 mm
23％
0.016インチまたは0.41 mm
0.018インチまたは0.46 mm
21％
0.018インチまたは0.46 mm
0.020インチまたは0.51 mm
19％
わずかな調節に思えますが、ノズル開口部のサイズを0.05 mm（0.002インチ）大きくすると、接着剤の量は大幅に増え、不要な場合の廃棄物が多くなります。接着剤コストの増加も同様である一方で、ノズル開口部のサイズを大きくしたことが原因の品質の問題が発生することもあります。
ホットメルト接着剤ノズルの開口部サイズを変更すると、パッケージラインの他の領域に影響を及ぼす場合があります。ノズルのサイズを増減すると影響を受けることが多いのが、硬化速度です。硬化速度とは、ホットメルト接着剤が基材よりも強くなり、線維の引き裂きが起こるまでの時間を指します。これはパッケージの密封性に大きく関わるため、非常に重要な要素です。覚えておくべきガイドラインがいつくかあります。
- ノズル開口部のサイズを大きくすると、より多くの接着剤が塗布され、硬化速度が遅くなります。接着剤の使用量が増えると、接着面よりも強度を持ち、線維の引き裂きが起こるまでにかかる時間が長くなります。接着剤が十分に硬化していないと、はじけ開きが発生する場合があります。
- ノズル開口部のサイズを小さくすると、より少ない接着剤が塗布され、硬化速度が速くなります。接着剤の量が少ないと接着より前に冷えすぎて、硬化前の問題が生じる場合があります。
- ノズル開口部のサイズ変更に対処するために、パッケージラインの圧着時間またはベルト速度の調節が必要な場合があります。正しく調節しないと、はじけ開きが発生しやすくなります。
ノズルのサイズ、タンク圧力、接着剤の動作温度は、ともに作用して塗布に影響します。ノズル開口部のサイズを変更するときは、タンク圧力または塗布温度の調節を考慮することが大切です。一貫した塗布量を維持しながら、より大きいノズル開口部が必要な場合、タンク圧力を5 psi（0.34 Bar）間隔に下げることをお勧めします。同時に、塗布温度を3°C～5°C（5°F～10°F）ほど下げることができます。温度調節は、推奨される動作温度内に留まるように少しだけ行うようにしてください。技術データシートに記載されている硬化範囲外の温度で接着剤を使用することはお勧めしません。
TECHNOMELT®などのホットメルト接着剤は、材料を連続して押し出して塗布します。ノズル開口部のサイズを大きくすると、より多くの接着剤が基材に吐出されます。この過多な接着剤は、塗布工程によく見られる糸曳きの原因になる場合があります。多くの場合、接着剤は生産域に網目状の微細な接着剤の線維を作り出します。この余分な接着剤が、パッケージのふたがシーリングされた後にふたの間からはみ出すこともあります。はみ出た接着剤がコンベヤーベルトや機械に付くほか、パッケージ全体の魅力や外観にも影響する可能性もあります。
ホットメルトパッケージング接着剤の塗布に影響する変動要素はたくさんあります。推奨される設定の参照先として役立つのは、機器のマニュアルです。ノズルサイズの一般的なガイドラインは、前述のように30 mm～45 mm（0.012インチ～0.018インチ）です。ホットメルトのノズルが連続して詰まる場合は、ホースやノズル内の炭化物など、別の問題が発生していることが考えられます。この妨害物を克服するために強い圧力が必要な場合は、機器をくまなく調べ、必要があれば交換することをお勧めします。
ホットメルト接着剤の塗布の一貫性をいかに維持するかを理解することは重要です。各機器メーカーは、機械が効率的かつ効果的に作動し続けるためのベストプラクティスを用意しています。食品・飲料メーカーは、強力に密封または接着するホットメルトパッケージング接着剤の効果に頼っています。ブランドオーナーは、しっかりとした接着を生むための最適な接着剤の性能を理解する必要があります。ホットメルト接着剤の効率を上げる方法の理解を深めるために、ヘンケルのデジタルトレーニングプラットフォームに登録し、接着剤の動作寿命を延ばすためのベストプラクティスをさらに習得しましょう。
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