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基本的な運転原理：VFFSと水平方式の仕組み 梱包機 仕事
VFFS包装機：垂直軸での連続成形・充填・密封
垂直フォーム・フィル・シール（VFFS）包装機は、成形カラーと呼ばれる部分を通じてロールからフィルムを引き下げることで動作し、この過程で垂直のチューブ形状が形成されます。製品はこのカラーの上部開口部から供給されます。粒状、粉末状、または小片の固体など、包装対象物は重力によってほとんど自動的に搬送されます。装置にはシール用のカム機構があり、一連の動作で同時に2つの役割を果たします。つまり、あるパウチの底部シールを形成すると同時に、次のパウチの上部シールを直ちに準備するのです。これにより、パッケージ間での停止なしに連続運転が可能になります。2023年にIndustry Efficiency Instituteが発表した最新データによると、高性能なモデルでは毎分60～200パックもの処理が可能です。これらのシステムはラミネート材、アルミホイルだけでなく、リサイクル認証を受けた環境配慮型バイオプラスチックなど、さまざまな素材に対応しています。特に注目すべきは、コンパクトな設計でありながら高い生産能力を実現している点です。工場の床面積が限られている場合でも設置しやすく、製造業者にとって非常に好まれる特徴となっています。
横型包装機：既成ポーチ、フローラップ、Lシールの取り扱い
横型包装機は、あらかじめ成形されたポーチまたはロールフィルムを直線面上で加工します。製品はコンベア上で搬送され、進行するフィルム内にポーチが形成されます。スナックバー、医療機器、壊れやすい物品に最適です。主な構成には以下のものがあります。
- フローラッパー ：長尺状の製品をピロー型ラップで包む
- Lシーラー ：液体やセンシティブ部品向けの側面密封、改ざん検知可能なポーチを製造
- 既成ポーチシステム ：外部から供給されたスタンドアップバッグやジッパーバッグを高精度で充填
VFFSとは異なり、横型システムはポンプ、キャップ、ジッパーなどの重厚な閉鎖具を容易に統合でき、無菌環境での充填、熱に弱い製品の取り扱い、垂直落下を避けた優しいハンドリングに対応可能です。このため、製品の完全性、規制遵守、フォーマットの複雑さが単純な速度よりも重視される用途に特に適しています。
製品および包装フォーマットとの互換性
固体、顆粒、液体、および脆弱品という製品特性と包装機械の構造とのマッチング
垂直フォーム・フィル・シール機械は、重力の下で容易に流れる物質、例えば粒状物、粉末、および小さな固体片に対して最も適しています。これらの機械は、充填中に空気への露出を最小限に抑えるため、湿気の吸収に敏感な材料を扱う際に特に優れた性能を発揮します。これは製薬業界などの分野で非常に重要です。これらの機械の垂直方向の動作により、製品が周囲環境にさらされる時間が短くなり、接触も少なくなります。一方、水平機械は液体、粘稠なペースト、壊れやすい物品の取り扱いに適している傾向があります。このようなシステムでは、製品がすでに成形されたパウチやトレイに優しく配置されるため、衝撃やせん断力による損傷のリスクがありません。また、水平タイプの装置は特殊なツーリング構成や横方向の位置決め機能のおかげで、電子部品、焼きたての焼き菓子、あるいは医療用キットのような形状の不規則な物品も取り扱うことができます。製造業者が流動性、脆さ、厚みといった製品特性に応じて適切な機械を選定することで、包装効率に関する昨年発表された研究によると、包装廃棄物を約18％削減できることが一般的です。
包装形態の柔軟性：スタンドアップパウチ（VFFS） vs. ピロー包装、フローラップ、Lシール（水平）
VFFSは、再密封機能や注ぎ口付きのスタンドアップパウチ（スナックパックや濃縮液体向けに一般的に使用される）を大量生産するための主要な選択肢であり続けている。これらのシステムは、ピローパック形式の製造時におよそ90％のフィルム使用効率を達成する場合が多い。しかし、横型包装機は異なる利点を提供している。より幅広いフォーマットに対応可能で、フローラッパーは栄養補助バー・キャンディ類の包装に最適であり、Lシーラーは医療用途で必要な完全密封・改ざん防止パッケージを作成できる。また、あらかじめ作られた袋を使用するシステムでは、マチ付きの窓付きバッグや独特の形状の容器など、複雑で小売店用にすぐ使えるデザインも実現できる。VFFSの主な欠点は、フォーマット変更の際にフィルムのロール全体を交換しなければならない点であるのに対し、横型機械はトレー密封、フローラッピング、パウチ充填などの工程を迅速に切り替えられる。このため、四半期ごとなど定期的に包装を更新する企業にとって特に魅力的である。ただし、安定した製品ラインにおいて一貫して大量生産を行う場合は、依然としてVFFSが所有コスト総額（TCO）の面で優位性を保っていることに留意すべきである。
性能、スペース、および総所有コスト
スループットの現実：60～200 ppm（VFFS）対40～120 ppm（水平型）－ダウンタイムおよびセット変更効率を考慮
垂直フォームフィルシール機は、連続的に動作し、充填時に重力を活用できるため、流動性の高い製品を扱う場合、毎分60から200パッケージの処理が可能です。一方、水平タイプは通常毎分40から120パッケージ程度の処理にとどまり、定期的にポーチの装填、製品の位置決め、シール工程の完了などのために停止する必要があるため、制限があります。実際の生産台数に関しては、仕様変更（チェンジオーバー）時間も大きな影響を与えます。VFFS機での調整は一般的に5〜15分程度で済み、フィルムロールの交換やカラーの変更などが含まれます。一方、水平タイプははるかに時間がかかり、フローガイド包装とLシール構成の切り替えやトレイ用コンベア設定の微調整などを行うだけで、20分以上かかることもあります。予期せぬダウンタイムに着目すると、VFFS技術にもう一つの利点があります。水平型包装機は、ポーチのフィード不良、フィルムのトラッキング問題、ジャミングなどにより、年間で約12〜18％多い停止が発生する傾向があります。これらの問題は、水平システムの方が機械構造がより複雑であり、運転中に部品が正確に位置合わせされることが強く求められるため、発生頻度が高くなるのです。
フットプリントと設備統合：垂直スタッキング効率 vs. リニアレイアウトの要件
垂直フォームフィルシール（VFFS）装置は、製品が機械内を垂直に移動するため、実際の床面積を大幅に節約できます。検数機、金属探知機、または日付印字装置を装備しても、ほとんどの設置環境では15平方メートル未満しか必要としません。水平システムはこれとは異なり、成形エリア、冷却セクション、後処理用ストレージなどを含む標準的な設置では、単にコンベアベルトのために25～40平方メートルもの直線的スペースを要します。そのため、VFFS機械はスペースが限られている工場やプラントのアップグレード時によく適しています。一方で、天井高さに余裕があり、将来のモジュール拡張も見据えた新設プロジェクトには、水平ラインの方がより適していると言えます。
TCO比較：初期投資、メンテナンス負担、および予備部品の入手性 梱包機
所有総コスト（TCO）は、購入価格とエネルギー使用量、メンテナンス頻度、材料のロス、および残存価値を比較する必要があります。横型機械は初期コストが15～30％低いことが多くありますが、VFFSは長期的に測定可能な利点を提供します。
- エネルギー効率 簡素化されたメカニズムとアクチュエータ数の削減により、消費電力が約20％低下します
- 材料廃棄物 フィルムの位置ずれやウェブ張力の問題により、横型システムでは8～10％の廃棄が発生するのに対し、適切に調整されたVFFSラインではわずか2～3％です
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メンテナンス負荷 横型シーラーは、部品点数の多いシールヘッド、サーボ駆動コンベア、多軸同期機構により、年間メンテナンス工数が約30％多く必要になります
残存価値もこれを裏付けています。高負荷用途のVFFS装置は5年後でも新品価格の約40％を維持しますが、同程度の横型機械は約25％であり、これは連続的かつ高サイクル運用におけるVFFSの耐久性を反映しています。
ライン統合および業界別適合性
供給システムとの互換性：VFFSと横型包装機械における計量機、オーガ式充填機、およびロボット技術
垂直フォームフィルシールシステムは、多頭線計量機、オーガフィラー、および私たちがよく知っている振動フィーダーなどの上部供給装置と非常にうまく連携します。被加工物が重力によって成形コラーサー内に落下するため、プロセス全体の自動化がはるかに簡単になります。ロボットアームは排出端で直ちに充填済みパウチを掴むことができ、床面積もほとんど必要なく、複雑なインフラ構成も不要です。しかし、水平タイプの機械は異なります。コンベア、ピックアンドプレースロボット、フィルムの移動の間でタイミングを正確に取る必要があります。つまり、エンジニアは寸法に対して特に注意を払い、制御はかなり複雑になります。直線型の設計のため、水平機械は横置きされた製品をより適切に取り扱うことができます。そのため、既に包装済みの商品や組み立て済みトレイ、あるいは投入時に特定の向きが重要なものを扱う場合によく使用されます。
主要な業界での応用：各包装機械タイプの食品、医薬品、消費財における使用例
食品生産ラインにおいて、スナック食品、朝食用シリアル、コーヒー製品、ペットフードの用途では、垂直フォーム・フィル・シール（VFFS）機械が主流です。これらのシステムは、毎分60〜200パウチ程度のスタンドアップパウチを、ほとんどの場合非常に安定した速度で生産できます。一方、製薬会社はまったく異なるアプローチを採用しており、ブリスターパックや滅菌されたL型シールの医療機器トレイ、各種バイアルやカートンのラッピング工程などには主に水平機器を使用しています。その理由は、製品を丁寧に取り扱う必要があること、施設内でISO規格を維持しなければならないこと、そして妥協できない詳細なバリデーション記録が必要とされるためです。消費財メーカー各社は、それぞれ最適な方法に基づいて機械の使い分けを行っています。外観が重要なポイントとなる電子機器の箱詰め、美容製品、工具キットなどには水平ラッピング機が使われます。一方、VFFS機械は、液体石けんの詰め替え用、1回分に分量されたビタミンパック、柔軟性のあるパウチ入りペット用おやつなどを処理します。結局のところ、こうした選択は運用上最も重視する要素によって決まります。食品メーカーはスピードと生産量を重視し、製薬業界は正確さと規制遵守を求め、消費財メーカーは魅力的な包装、環境問題、そして変化する商品ラインナップへの対応を両立させようとしています。
よくある質問セクション
VFFSマシンとは何ですか？
VFFSマシンは、フィルムのロールからパウチを作成し、製品を充填してシールする一連の工程を垂直方向で行う、垂直成型充填密封装置です。
横型機械で使用される主な製品は何ですか 梱包機 ?
横型機械は通常、あらかじめ作られたパウチ、フローラップ、Lシールを扱い、スナックバー、医療機器、壊れやすい製品などの包装に適しています。
スペースの利用効率という点で、どちらの機械が優れていますか
VFFSマシンは垂直方向への積み重ね設計のため、設置面積を節約でき、床面積が限られている工場に最適です。