계란 선별 현장에서 나타나는 증상은 어디나 비슷합니다. 투명 PET 계란 트레이 더미가 분리 기계(디네스터)로 투입되고, 이따금 두 장이 함께 들려 올라옵니다. 기계가 멈추고, 작업자가 두 장을 손으로 떼어 낸 뒤에야 라인이 다시 돌아갑니다. 손으로는 완벽하게 떨어지는 트레이도 자동 기계에서는 걸릴 수 있습니다. 분리 기계는 더미 위쪽에서 트레이 한 장을 일정한 리듬으로 떼어 내며, 트레이 사이의 간격이 언제나 같은 위치에 있다고 전제하기 때문입니다. 다행인 점은 분리 성능이 라인이 아니라 금형 단계에서 결정되고, 그 배경이 되는 설계 규칙이 이미 잘 정리되어 있다는 것입니다.
네스팅이 트레이에 요구하는 것
계란 트레이는 빈 상태로 서로 포개어 출하됩니다. 헐렁하게 담으면 실리는 것의 대부분이 공기가 되기 때문에, 컵처럼 한 장이 그 아래 장의 안으로 들어갑니다. 네스팅은 각 트레이를 바로 아래 트레이의 안쪽에 조금 넣는 것이고, 분리(디네스팅)는 그 더미를 라인 속도에서 한 장씩 다시 떼어 내는 작업입니다. 성패를 가르는 첫 요소는 캐비티 벽의 테이퍼입니다. 업계 지침은 모든 캐비티 벽에 잠기지 않는 10도 테이퍼를 두는 지점을, 대부분의 설계가 별도의 기능 없이 분리되는 수준으로 봅니다. 어떤 트레이는 7도로도 충분하지만, 깊이 16 mm 미만의 얕은 트레이는 대개 약 15도가 필요합니다. 얕은 벽은 더미가 기댈 각도를 충분히 주지 못하기 때문입니다.
테이퍼를 받쳐 주는 공차들이 함께 따라옵니다. 캐비티 모서리의 반경은 최소 3 mm, 플랜지와 캐비티 사이의 공차는 약 ±0.9 mm, 플랜지 폭은 9.5 mm 내외, 그리고 주름 없는 플랜지와 균일한 벽 두께가 필요합니다. 트레이 한 장에 생긴 주름이 그 아래 트레이의 벽에 끼어 버리기 때문입니다.
진공 잠김, 마찰, 정전기
포개진 더미를 잠그는 힘은 세 가지입니다. 첫째는 진공 잠김입니다. 납작한 바닥 두 면이 서로 맞닿으면 그 사이로 공기가 들어갈 수 없어 트레이를 떼는 일이 흡착 작업이 되므로, 좋은 설계는 더미 안쪽의 공기와 바깥 공기 사이에 숨 쉴 통로를 남겨 둡니다. 둘째는 마찰입니다. PET끼리는 접촉 면적이 작을 때는 잘 미끄러지지만 접촉이 커지면 달라붙습니다. 그래서 소재 업체는 분리 첨가제나 슬립 첨가제를 사용하며, 보통 실리카나 왁스 미세 입자가 표면을 거칠게 만들어 포개진 트레이 사이의 접촉 면적을 줄여 줍니다. 한쪽 면에 바르는 실리콘 에멀전 이형제도 같은 방향으로 작용합니다. 식품 접촉 트레이에 쓰는 첨가제는 반드시 목적지 시장의 식품 접촉 적합성을 갖춰야 하므로, 이 요청은 전화 통화가 아니라 규격서에 담겨야 합니다. 셋째 힘은 정전기입니다. 건조한 공기, 긴 보관, 난방하는 겨울철 건물은 PET 표면에 전하가 쌓이게 만들고, 정전기는 좋은 테이퍼 각도를 봐주지 않습니다.
분리 돌기와 캐비티 교차 배치
테이퍼만으로 트레이가 붙는 것을 막을 수 없을 때는 분리 돌기가 포개진 트레이 사이에 작고 일정한 간격을 유지해, 기계가 언제나 잡을 여지를 갖게 합니다. 일반적인 지침은 지름 최소 2.5 mm, 깊이 최소 3 mm의 반원형 돌기를 네 모서리에 하나씩 두고, 400 mm 각 이상의 큰 트레이에는 대략 50 mm 간격의 격자로 돌기를 추가하는 것입니다. 놓치기 쉬운 부분이 하나 있습니다. 최소 네 개의 서로 다른 다이 캐비티를 사용하고, 돌기 위치를 캐비티마다 최소 6 mm씩 어긋나게 배치하십시오. 더미 속 모든 트레이의 돌기가 같은 위치에 있으면 돌기끼리 서로 포개져 그 기능이 스스로 상쇄됩니다. 이 모든 것은 제품 사진에서는 보이지 않으므로, 돌기 배치는 캐비티 치수와 트림 라인과 함께 금형 도면 패키지에 들어가야 합니다.
라인 속도가 요구하는 것
분리 불량은 속도에 비례해 커집니다. 농장용 포장 기계는 정격이 소형 시간당 약 14,400개부터 대형 시간당 72,000개까지이고, 가장 큰 선별 공장은 시간당 288,000개에 이릅니다. 트레이 한 장에 계란 30개라면 시간당 약 480~2,400장, 즉 1.5~7.5초마다 트레이 한 장을 분리해야 합니다. 이 속도에서는 분리 기계가 트레이 사이의 간격을 매번 같은 위치에서 찾아야 하므로, 기계 제작사들이 플랜지와 피치에 엄격한 공차를 요구하고 투입 불량을 잡는 트레이 감지 센서를 추가하는 이유가 여기에 있습니다. 손으로는 100장 중 99장이 떨어지는 더미도 최고 속도에서는 몇 분마다 라인을 세우며, 1년치 그런 정지는 대개 세심한 트레이와 부주의한 트레이의 가격 차이보다 더 큰 비용이 됩니다.
작업대 위 시험
기계가 개입하기 전에 포장 업체와 기계 제작사는 작업대 하나만 있으면 되는 간단한 적재 시험을 씁니다. 먼저 트레이를 한 장씩 떼어 다시 쌓아 어떤 것도 포개진 상태로 시작하지 않게 한 뒤, 높이 약 600 mm로 더미를 만듭니다. 더미를 약 25 mm 압축한 다음, 맨 위에서부터 더미 끝까지 천천히 한 장씩 들어 올립니다. 첫 장부터 마지막 장까지 걸림 없이 분리되면 그 설계는 대개 고성능 포장 라인에 쓸 수 있는 수준입니다. 시험에서 떨어졌다고 해서 늘 재설계가 필요한 것은 아닙니다. 구동 클립이나 공기 보조로 안정적으로 돌아가는 트레이도 있지만, 그것은 실제 기계에서 입증해야 합니다.
같은 원칙이 출하에도 이어집니다. 트레이는 기둥 형태로 쌓고, 각 기둥은 약 1 percent 적게 채우며, 컨테이너 안에서는 더미를 옆으로 눕혀 네스팅 구조가 설계되지 않은 하중을 받지 않게 하십시오.
규격서에 넣어야 하는 항목
- 테이퍼. 캐비티 벽 한 면당 각도이며, 쉬운 분리 같은 표현이 아니라 도 단위로 적어야 합니다.
- 돌기. 위치, 지름, 깊이, 그리고 다이 캐비티 전체에 걸친 교차 배치 계획입니다.
- 소재. 수지 종류와 두께, 그리고 슬립 또는 분리 첨가제를 쓴다면 식품 접촉 지위와 함께 문서로 밝힌 진술입니다.
- 공차. 플랜지와 캐비티, 플랜지와 플랜지, 캐비티와 캐비티 사이를 밀리미터 단위로 적습니다.
- 승인. 600 mm 적재 시험을 영상으로 기록하고, 금형 잔금을 치르기 전에 귀사의 기계나 공급업체 시험 설비에서 시가동합니다.
- 출하 포장. 기둥 높이, 덜 채우는 허용치, 컨테이너 적재 시 측면 적재 여부입니다.
이 항목들은 적어 두는 비용은 적고 라인에서 발견하는 비용은 큽니다. 인접한 결정은 금형 견적과 캐비티 수 선택에 관한 저희 글에서 다루고 있습니다.
빠른 답변
계란 트레이가 서로 잠기지 않게 하는 테이퍼 각도는 얼마입니까?
업계 지침은 모든 캐비티 벽에 잠기지 않는 10도 테이퍼를 두는 지점을, 대부분의 열성형 트레이가 별도의 기능 없이 분리되는 수준으로 봅니다. 어떤 트레이는 7도로도 충분하고, 깊이 16 mm 미만의 얕은 트레이는 대개 약 15도가 필요합니다. 첨가제나 기계를 탓하기 전에 테이퍼를 먼저 확인하십시오.
손으로는 잘 떨어지는데 포장 라인에서는 왜 걸립니까?
손으로 당기는 동작은 느리고 관대하지만, 분리 기계는 일정한 속도로 떼어 내며 트레이 사이의 간격이 매번 같은 위치에 있을 것으로 기대합니다. 흔한 원인은 모든 다이 캐비티에 돌기를 같은 위치에 두어 서로 포개지게 만든 경우, PET 표면의 정전기, 납작한 바닥 사이의 진공 잠김, 그리고 플랜지에 누적되는 공차입니다. 압축을 가한 600 mm 적재 시험은 이 가운데 상당수를 기계가 트레이를 보기 전에 드러냅니다.
rPET 트레이는 버진 PET 트레이와 분리 특성이 다릅니까?
그럴 수 있습니다. 재활용 원료는 표면 마찰과 강성을 조금 바꾸고, 배치 간 변동도 버진 수지보다 큽니다. 따라서 버진 PET에서 입증된 트레이가 rPET에서 저절로 입증되는 것은 아닙니다. 공급업체에 슬립 또는 분리 첨가제를 식품 접촉 지위와 함께 문서로 밝히도록 요청하고, 실험실 샘플이 아니라 실제 생산 소재로 적재 시험을 다시 하십시오.
분리는 잘 되면 보이지 않고 잘 안 되면 비용이 크며, 해법의 거의 전부는 첫 생산 몇 주 전에 내리는 도면 결정입니다. 저희 제품 섹션에는 현재 성형하고 금형을 갖춘 계란 트레이 규격이 정리되어 있고, 블리스터 계란 포장 FAQ는 주문 전에 나오는 질문에 답하며, 블리스터 포장 소개는 트레이 자체의 공정을 설명합니다.
Grace Lin은 Yelui Packaging 팀을 위해 포장 자동화와 수출 조달에 관해 글을 씁니다.
