スーパーマーケットでは毎日何百万もの買い物袋が配られます。バッグには約 5 ～ 15 キログラムの荷物を入れる必要があります。缶詰、瓶、生鮮食品、冷凍食品などがこれにあたります。バッグを運ぶときにハンドルが破れたり、裂けたり、紛失したりしてはいけません。レジでのバッグの破損は小さな問題ではありません。製品に損傷を与えたり、顧客を動揺させたり、店舗を法的リスクにさらしたりする可能性があります。その結果、食料品チェーンはバッグのサプライヤーに対して厳しい重量要件を設けています。だからこそ、買い物袋製造機高速での安定性と強力なパフォーマンスを提供するように構築する必要があります。
この論文は、食品袋袋詰め機の重量がスーパーマーケットで購入する重量基準に達し、それを超える最新の食品袋袋詰め機の機械的、材料およびプロセスの特性を紹介します。
小売部門における耐荷重要件を理解する-
機械工学を理解する前に、スーパーマーケットが何を必要としているのかを正確に知る必要があります。大手小売グループは通常、標準的なテスト方法を使用して許容可能なバッグの性能を設定します。米国材料試験協会 (ASTM) には ASTM D4649 規格があります。買い物袋の積載能力をテストする方法を提供します。これには、紙とプラスチックの両方のタイプが含まれます。この規格によれば、一般的な買い物袋は少なくとも 8kg の静的な垂直荷重を少なくとも 10 秒間保持する必要があります。ハンドル、縫い目、または底が壊れてはなりません (ASTM International、2021)。
実際には、多くのスーパーマーケットチェーンが独自の規制を強化している。通常、充電量は 10 ～ 12 キロです。これには、粗い加工、鋭利な製品、輸送中の積み重ねが含まれます。材料規則と廃棄物削減を備えた欧州規格 EN。ただし、機械試験の詳細は ISO (ISO) 国家規格 (欧州標準化委員会、2020 年) に送信されます。
したがって、食品袋メーカーが製造する袋は、これらの要件を満たすだけでなく、これらの要件よりも高い安全マージンを備えている必要があります。これは、バッグごとにほとんど変更せずに、バッチごとに行う必要があります。
耐荷重を決定する機械的特徴
底部のシールと補強
買い物袋の底は最もストレスがかかる部分です。バッグが平らな底の紙袋であっても、プラスチック製の T シャツ バッグであっても、底部はアイテムの重量をその領域全体に均等に分散する必要があります。-あ買い物袋製造機はこれらのエンジニアリング手法を扱います。
紙製の食料品袋の場合、機械は折り畳まれて複数の層の底に接着されます。これが「バッグの底」または「ブロック」と呼ばれるものです。底部成形ステーションは、ベース フラップの幅全体をカバーする接着剤パターンを保持します。次に、設定した圧力と温度でフラップを押します。ビニール袋は機械から離れる前に完全に固まらなければなりません。 Journal of Applied Polymer Science の研究によると、水ベースの接着剤は処理された茶色の紙上で 4.5 ～ 6.0 N/cm2 のせん断強度を持つことができます。{5}これは、通常の食料品の積載で底が割れるのを防ぐのに十分です (Wiley、2019)。
ビニール袋の場合、底シールは熱溶着されます。シールでは、温度、圧力、滞留時間を組み合わせてポリマー層を溶かし、強固な結合を形成します。シールが完了していない場合、-通常、温度が基準を超えていないため-、底部の縫い目が破損します。これがレジ袋が壊れる主な原因です。新しい機械は、サーボ制御のシーリング システムでこの問題を解決します。{6}これらのセンサーは、バーの周囲の温度をリアルタイムで監視します。
ハンドルの取り付けとハンドルの形状
2番目の弱点はハンドルでした。紙袋の場合、ハンドルはバッグの一部 (ねじれた紙ハンドルまたは平らな紙ハンドル) にすることも、バッグに個別に取り付けることもできます。プラスチック製の T シャツ バッグでは、トリートメントはバッグと同じ管状フィルムから切り取られます。それは彼らを本質的に強くします。ただし、カット形状が圧力を正しく分散する場合に限ります。
食料品袋製造機ハンドル紙袋付きモデルでは、ハンドル取り付け部分に十分な接着面積と接着剤の適用範囲があることを確認する必要があります。精密グルーガンまたはローラーを使用して、ステッカーステーションに貼り付けます。これらの接着パターンにより、接触面積が最も大きくなります。また、周囲の紙の繊維を弱める過剰な接着剤も避けます。国際包装研究機関協会 (IAPRI) の調査によると、食品用買い物袋の構造的欠陥の約 63% は、ハンドルの取り付け部分の故障が原因であることがわかりました。この研究では、接着面積が 15% 増加すると、失敗率が 40% 近く減少することもわかりました (IAPRI、2022)。
ポリ袋の場合、製袋機内でハンドル部分を精密な金型でカットします。型は鋭利であり、厳密な範囲内に保たれていなければなりません。型が鈍かったりオフラインになったりすると、ハンドルの付け根に小さな破れが生じます。負荷がかかると裂け目が大きくなり、ハンドルが早期に折れてしまいます。
ガセットの形成と壁の完全性
ガスケットは、パッケージの内側に折り畳まれるサイド パネルです。-大規模なプロジェクトに対応するためにオープンしています。バッグの重量を分散するのにも役立ちます。折り目が適切に形成されていない場合、折り目に応力点が生じます。折り目に沿ってバッグが裂ける可能性があります。
ガセット-折りたたみステーション買い物袋製造機調整可能なガイド プレートとサーボ駆動の折りたたみブレードを使用します。{0}均一でシャープなガゼット折り目をつけます。紙袋の場合、折り目によって紙の繊維が割れることはありません。ビニール袋の場合、折り畳んでも圧力による白化やフィルムの薄化は起こりません。さまざまなバッグサイズの素材の厚さに対して、機械はガセットの品質を変化させずに維持することができ、これはバッグの重量分散効果に直接影響します。
マテリアルハンドリングと基材の適合性
耐荷重能力は機械力学だけから得られるものではありません。{0}飼料の品質や種類によっても異なります。適切に設計された機械は、さまざまな材料を加工しながら、生産における一貫性を維持できます。-
紙基材
紙を扱う食品袋機械では、坪量 80 ～ 150 g/m2 のクラフト紙を扱う必要があります。機械の張力制御システムは、ペーパー ロールの幅全体にわたってウェブの張力を均一に保つ必要があります。成形時のしわ、ズレ、破れを防ぎます。張力が高すぎると紙が伸びて繊維が弱くなってしまいます。張力が低すぎると、折り目が適切に整列せず、接着剤が不均一に貼り付きます。
国連食糧農業機関 (FAO) は、包装の持続可能性ガイドラインの中で、買い物袋用のクラフト紙の引張強度は縦方向で 5.0 kN/m、横方向で 2.5 kN/m である必要があると述べています。これにより、バッグの準備ができたときに確実に積み込むことができます (FAO、2022)。機械のウェブ処理システムは、成形、切断、シール中にこれらの特性を維持する必要があります。-
プラスチックフィルム基板
食料品用のプラスチック袋の場合、この機械は吹き込みまたはキャストされたポリエチレン フィルムを使用します。このようなフィルムの厚さは通常 15 ～ 40 ミクロンです。フィルムの引張強度、破断伸び、ダーツ落下に対するフィルムの耐衝撃性によって、バッグの最終的な耐荷重が決まります。 ISO 527 および ASTM D1709 はこれらの特性を定義しています。機械の仕事はフィルムを優しく処理することです。これにより欠陥が回避されます。また、機械は特定のポリマーの種類と厚さに応じてヒートシールパラメータを正しく設定する必要があります。
品質管理とインラインテスト
最新の食品バッグ システムにはインライン品質モニタリング機能が備わっています。これにより、製造プロセス全体を通じて耐荷重性能が一定の範囲内に維持されることが保証されます。これらのシステムには通常、次のものが備わっています。
- 接着剤の塗布量、シールの品質、寸法精度をフル生産速度でチェックする視覚検査システム
- 張力監視センサーは、出力品質を損なう前にウェブの切れ目やドリフトを検出できます。
- シール温度、滞留時間、接着剤の量などの主要な設定を追跡する統計的プロセス制御 (SPC) ソフトウェア。設定範囲外の変更にはフラグを立てます。
国際標準化機構 (ISO) は、ISO 9001 および ISO 15378 を通じてパッケージングの品質管理をカバーしています。どちらの規格でも、メーカーは一貫した製品パフォーマンスを提供するプロセス制御を使用することが求められています (ISO、2023)。マシン上のインライン監視は、これらのルールを満たす最も簡単な方法です。生産後にサンプルをチェックするのではなく、不良が発生した時点で発見します。
強度を犠牲にすることなくスピードを達成
買い物袋を作る上で最も難しい部分の 1 つは、高い耐荷重品質を維持することです。{0}}スーパーマーケットでは、紙の場合は毎分 150 ～ 300 袋、プラスチックの場合は毎分 300 ～ 500 袋を生産する必要があります。この速度では、硬化時間、シール冷却時間、および材料の沈降時間が短縮されます。
機械メーカーは、マルチステーションの並列処理でこの問題を解決しています。{0}}これは、複数のバッグが同時に異なる成形ステップにあることを意味します。また、プロセスのタイミングも改善されます。たとえば、紙袋製造機はステーションを底部に貼り付けた後、より長い冷却チャネルを使用できます。これにより、歩留まりが高い場合でも、積み重ねて計数する前にビニール袋が完全に固まります。同様に、急速冷却シールはビニール袋製造機でも使用できます。 0.3秒以内で安定した溶接が可能です。次の袋は、封を破る危険なくすぐに廃棄できます。よく調整された-買い物袋製造機これらすべてのステーションを同期して、すべてのバッグの耐荷重の整合性を維持しながら、一貫した出力を実現します。{0}
結論
フードバッグ メーカーは、正確な機械設計、材料科学、プロセス制御の組み合わせにより、スーパーマーケットの耐荷重ニーズに応えています。{0}底部シールは、ベース領域全体に重量を分散する結合を形成する必要があります。ハンドルの取り付けまたは切断は、最大応力がかかる時点で構造的に健全でなければなりません。ガセットの形成では、応力の蓄積に耐えるために安定した折り目を提供する必要があります。インライン品質監視では、不良バッグが顧客に届く前に問題を検出する必要があります。
その結果、10kg以上の食料品を確実に運ぶことができるバッグが誕生しました。単純なことのように見えますが、接着剤の化学、ポリマー物理学、機械的精度の複雑な組み合わせから生まれます。新しい持続可能性規則により、業界ではより薄い素材の使用とより多くのコンテンツのリサイクルが推進されるため、マシンはさらに多くのことを行う必要があります。その結果、店舗の期待に応えるためには、強力なエンジニアリングとプロセス管理がより重要になります。
参考文献
ASTMインターナショナル。 （2021年）。ASTM D4649: 耐荷重紙製輸送袋の選択と使用に関する標準ガイド。ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン: ASTM.
欧州標準化委員会。 （2020年）。EN 13428: 包装 - 製造および組成に特有の要件 - 発生源削減による防止。ブリュッセル: CEN.
ワイリー。 （2019年）。処理済みクラフト紙基材上の水-接着剤のせん断強度。応用ポリマー科学ジャーナル、136(18)、47531。
IAPRI (国際包装研究機関協会)。 （2022年）。食料品袋の構造性能の故障モード分析: ハンドルの取り付けと底部の縫い目の完全性。 IAPRI年次会議議事録。
FAO (国連食糧農業機関)。 （2022年）。持続可能な食品の包装: 紙ベースの買い物袋の材料仕様-。ローマ: FAO。
ISO (国際標準化機構)。 （2023年）。ISO 15378: 医薬品の一次包装材料 - GMP に関する ISO 9001 適用の特別要件。ジュネーブ: ISO。
