トレイシーリングの複雑な課題を解決：TTK-AAI向けにカスタマイズされたTA360トレイシーラー

1．プロジェクト背景および製品仕様

当社の顧客であるAAI社より、極めて高い精度とカスタマイズされたガス混合を要するトレイシール用途についてご相談をいただきました。対象製品には、残留酸素濃度が厳しく制限されたMAP（改質空気包装）が求められ、さらに複雑なシールパターンと高速生産が不可欠でした。

製品および工程要件：

• トレイ仕様：カップ口部直径＜115mm；5レーン中1レーン方式で構成。
• 生産速度目標：残留酸素濃度＜1％を達成しつつ、最大2,400カップ／時。
• シール温度：最高200℃；シールは1パスで実施。
• フィルム仕様：カスタム幅185mmフィルム（顧客は従来150mmフィルムを使用していたため、当社の金型に合わせたアートワーク配置の再設計が必要でした）。

オリジナルのフィルム幅150mmと、必要なフィルム幅185mmの比較。

2．技術的課題その1：2段階式のカスタムシールパターン

最も複雑な技術的課題は、クライアントが既に保有していた製品サンプルから生じました。現在の包装では、独特の2段階式シールパターンが採用されており、まず全面にメッシュグリッド状のパターンを押圧し、その後、その上に均一な平らなリングを重ねて押圧しています。

当社の標準設備では、1回のシール工程しか行えません。このため、端部付近の一部シール領域が押圧されず（サンプルの右側に空のリング状の未シール部分として目視確認可能）ました。

クライアントが要望した仕上げに合わせるため、当社エンジニアリングチームは、中央部を平らに、外周部をメッシュグリッド状に押圧する専用金型を設計・製作しました。これは物理的に最適な解決策でしたが、実際のシール性能については、納入後の据付・試運転時に検証が必要であることを、クライアントへ事前に丁寧に説明しました。

3. 工学上の課題2：TA350からTA360へのアップグレード

当初の提案は当社のTA350モデルをベースとしていましたが、詳細な検討の結果、金型工具に重大な課題があることが明らかになりました。TA350では金型長が短く、隣接するカップ間の間隔が狭くなっています。切断用ナイフは一体で溶接された構造となっており、たとえ1本の刃が損傷しても、アセンブリ全体を交換する必要があり、これにより保守コストが増加し、工具の寸法精度も低下します。

TA350金型：切断ナイフが溶接一体化されたコンパクトなレイアウト。

当社は積極的に、より高性能なTA360モデルへのアップグレードを提案しました。TA360は金型長が長く、カップ間の間隔が広くなっています。また、各切断ナイフは個別に製造・交換可能な構造であり、寸法精度が大幅に向上し、保守作業も容易になります。

TA360金型：独立した高精度切削加工ナイフを採用した拡張レイアウト。

4. 工学上の課題3：カスタマイズガス混合システム

クライアントが要求したガス混合比率は、CO₂とN₂をそれぞれ50％ずつでした。この条件から、以下の2つのガスマイクステクノロジーの選択が課題となりました：

• 固定比率ガスマイクサー：コストは低いが、柔軟性に欠ける。
• タッチスクリーン式可変比率マイクサー：コストはやや高いが、2成分または3成分ガスの精密な比率調整が可能。

プロジェクト全体のコスト効率を維持するため、両方式を検討しました。固定比率方式では2台のマイクサーが必要ですが、タッチスクリーン式の2成分可変比率マイクサー1台で、両方のガスを同一ユニット内で制御できます。

ガスマイクスシステムの構成比較：固定比率方式（2台） vs. タッチスクリーン可変比率方式（1台）。

ガスマイクサーの流量能力をTA360のシール速度に合わせ、生産工程におけるボトルネックを回避しました。

5．エンジニアリング課題4：温度・真空効果・事前シール準備

さらに、以下の2つの運用上の課題について、クライアントとの丁寧なコミュニケーションが必要でした：

製品温度と残留酸素量

クライアントの製品は、機械内に約30°Cで投入されます。温度が高すぎると、残留酸素濃度3.5％未満という厳格な目標値を達成できなくなる可能性があります。当社は技術責任者と事前に協議し、このリスクをクライアントへ積極的に伝え、現行の工程でこの温度条件下でも目標値を達成できるかどうか確認するよう依頼しました。

シール前の資材取扱い

製品がトレイシーラーに入る前には、内容物をカップの縁の高さより高くならないよう、必ず平らに押さえ込んでください。これにより、シール面への汚染を防ぎ、気密性の高いシールを確保します。

内容物は必ず平らに押さえ込み、カップの縁の平面を超えてはいけません。

6．技術課題5：アルミ箔蓋材と真空状態のような外観

クライアントはアルミ箔を蓋材として使用しています。ガス混合比率が二酸化炭素50％の場合、シールおよびガス置換後に、翌日にはアルミ箔が目視で明らかに内側へへこみ、真空状態のような外観を呈します。

当社は、この外観上の影響について、クライアントに対して積極的に説明し、これは通常の物理的反応であることを明確に伝えました。クライアントは、本外観をプロジェクト仕様の一部として了承しました。

トレイのシール工程を示す図（アルミ箔製フタの密封プロセス）

複雑なトレイシール課題を解決する準備は整いましたか？

カスタムシールパターンや高精度金型のアップグレード、多成分混合ガス（MAP）システムに至るまで、当社のエンジニアリングチームは高度な技術的課題に積極的に取り組んでいます。ご要件に応じた具体的なご相談は、お気軽にお問い合わせください。