食品・飲料パッケージは、消費者が製品に求めるオプションが増えるのに伴って進化し続けています。新しいパッケージオプションの中で変わらないものの1つは、ケースやカートンのシーリングにホットメルト接着剤を使用することです。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し、強力な接着を形成するように設計されています。消費者の要求に合わせるには、パッケージングラインをスムーズに稼働させ、ダウンタイムを回避する必要があります。この効率性を実現するため、パッケージングラインのオペレーターは、接着剤と機器がどのように連携して優れたシーリング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システムは、接着剤塗布用の一連のポンプ、ホース、ノズル、タンクとともに、各生産ラインのニーズに合うように構成されています。粘着性ペレットまたはチャブを加熱する溶融タンクから、溶融接着剤に加圧するポンプまで、各部品がパッケージング工程内で役割を果たします。システムの鍵となる要素がホットメルトタンクの圧力です。ノズルと塗布温度とともに、吐出される接着剤の速度と量に影響を及ぼします。塗布ごとに、オペレーターは以下を行う必要があります。
- 圧力設定を決定する
- 塗布に硬化速度を組み込む
- 接着剤の付着とオーバースプレーを回避する
正しい設定を維持すれば、ダウンタイムにつながる問題を回避できます。
パッケージ業界では、タンク圧力を20~50 psiに設定するのが普通です。タンク圧力が低すぎると、パッケージにビードをきれいに吐出する圧力が十分でなくなるかもしれません。高すぎると、接着剤の吐出が強すぎて、パッケージに当たってから飛び散ってしまうかもしれません。ホットメルト接着剤のタンク圧力は、接着剤の塗布量に影響します。正しいレベルに設定しないと、タンク圧力が原因でパッケージング塗布の問題が発生したり、生産ラインの効率性に影響が出たりする場合があります。一般に、オペレーターは次の場合にポンプ圧力を上げます。
- 接着剤ビードが小さすぎる
- 接着の問題が発生するか、線維の引き裂きが不十分である
- 接着剤がまったく吐出されず、ノズルの詰まりを示している
多くのオペレーターは、これらの問題を解決する最も簡単な方法はホットメルトタンクの圧力を上げることだと考えがちですが、問題を十分に診断せずに圧力を変更すると、思わぬ不具合を引き起こす可能性があります。タンク圧力を調節すると、接着剤の塗布量が増えます。ただし、ポンプ圧力だけが対象の変数ではありません。塗布温度とノズルのサイズは、ポンプ圧力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。下の表は、タンクの温度またはノズルを調節せずに圧力を上げると、塗布量にどのような影響があるかという例を示しています。
5 psi上げると、接着剤の消費量が10%増加する可能性があります。圧力の5 psiの増加は小さな調節ですが、長期的にはメーカーにとって大きな総量となる場合があります。コスト以外にも、タンク圧力を上げ過ぎたことによって品質の問題が発生する場合があります。タンク圧力の調節が必要な場合は、3~5 psiの増加にしてください。
初期圧力
最終圧力
接着剤の増加%
初期圧力
最終圧力
接着剤の増加%
初期圧力
最終圧力
接着剤の増加%
ホットメルト接着剤システムの圧力を変更すると、パッケージングラインの他のエリアに影響が及ぶ場合があります。硬化速度は圧力変更の影響を最も受けることがよくあります。ホットメルト接着剤が基材より強固になり、線維の引き裂きが生じるようになるまでの時間、と定義される硬化速度は、ホットメルトのはじけ開きに影響があるため重要な要素です。タンク圧力と生産ライン速度の間には反比例の関係があります。 パッケージングラインのタンク圧力を上げると、基材に塗布される接着剤の量が増え、その分、冷却してしっかり接着するまでに必要な時間も長くなります。これによって、接着剤が圧着されてから硬化して良好な接着を生むライン速度が遅くなる可能性があります。反対に、パッケージングラインのタンク圧力が低すぎると、接着剤の塗布量が少なくなります。生産ラインの速度は上がるかもしれませんが、ホットメルト接着剤が早く冷えすぎたり、2つの基材をしっかり接着するのに十分な量が塗布されていなかったりすると、接着前に問題が発生する可能性があります。
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。タンク圧力を上げると、より多くの接着剤が基材に塗布されます。この過多な接着剤は、塗布工程によく見られるオーバースプレーの原因になる場合があります。多くの場合、接着剤は生産ライン上に吐出またはスプレーされます。また、圧力を上げると、かなり多くの量の接着剤がパッケージング基材に吐出される場合があります。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があります。はみ出た接着剤がベルトや機械に付くほか、パッケージ全体の魅力にも影響する可能性もあります。
ホットメルト機器の動作要件を理解すると、工程の問題を特定して解決する際に役立ちます。タンク圧力の調節によって問題が改善することもありますが、それが常に機器の動作を改善するための答えとは限りません。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。タンク圧力範囲の一般的なガイドラインは、前述のとおり20~50 psiです。ホットメルトタンクの圧力をこの範囲外にして稼働すると、ホースやノズルの詰まり、システム内の炭化など、別の問題が発生する場合があります。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。
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