カートニングプロセスガイド 2025：機械、自動化、最適化

キャンディ製造におけるカートニングプロセス：機械、自動化、最適化

はじめに

キャンディーの製造ラインでは、カートニングは重要な最終工程です。平らにした板紙カートンを立て、キャンディー製品を積み込み、密封してパッケージを仕上げます。ハードキャンディー、チョコレート、グミ、包み菓子など、カートニング工程は正確で、信頼性が高く、迅速でなければなりません。

このガイドでは、基本的な概要にとどまらず、より深く掘り下げていきます。分析する：

カートニングを駆動する基本的な機械原理製菓包装機械
コア・アーキテクチャ：断続的な動きと連続的な動き、そしてキャンディ・ラインにおけるトレードオフ
段階ごとの詳細な機械・空気圧故障
自動化、制御システム、センサー、そしてそれらが一貫性とスループットにどのように貢献するか
最適化戦略と一般的な故障モードのトラブルシューティング
カートンの素材／デザインがどのように密接に影響するかキャンディー産業における機械の性能

機械の構造：間欠運動と連続運動（キャンディ用）

キャンディ製品の種類、ライン速度、包装の複雑さ、交換頻度などはすべて、カートニングマシンのアーキテクチャの選択に影響を与える。

建築	説明	キャンディ・ラインの強み	限界／トレードオフ
断続的な動き	製品およびカートンは個別のステップで進む。各ステーションで停止し、次のステップに進む前に作業（立て、積み込み、シール）が完了する。	- デリケートなキャンディーや不規則なキャンディー（フィリング入りのチョコレート、包まれた商品、壊れやすいグミなど）に適している。 - 特殊品や季節商品の手動または半手動のローディングが容易。 - 製品サイズ／タイプ間の交換がより簡単になる。	- 最高速度の低下（カートン/分の減少） - カートンあたりのサイクル時間を増やす - 慎重に設計しなければ、発進／停止時の機械的摩耗が大きくなる可能性がある。
連続的な動き	製品とカートンは機械内を連続的に移動する。ローディング、フラップ折り、シールはすべて "オンザフライ "で行われます。	- 非常に高い処理能力で、大量生産される棒状キャンディ、ラッパー、均一な箱入り菓子に適しています。 - よりスムーズな動きで、多くのスタート／ストップサイクルに比べて動的ストレスが少ない。 - 安定した製品の安定した生産に適している。	- より複雑なタイミングと同期が必要 - 頻繁な製品入れ替えに対する柔軟性が低い - 高い初期資本投資 - より複雑なメンテナンスの可能性

お菓子メーカーは、大量生産でばらつきの少ない製品には連続モーションを選択し、多様性、デリケートなハンドリング、頻繁な製品交換が必要な場合には間欠モーションを選択することが多い。

段階別の内訳キャンディカートナーの仕組み

以下は、カートニングマシンに不可欠な段階であり、特にキャンディー包装に適用される技術的な詳細である。

ステージ	機能／目的	主要機械／オートメーション・コンポーネント	お菓子特有の考察
1.カートンの組み立て	平らなカートンのブランクから→お菓子を受け入れる準備ができてカートンを開きます。	- カートンマガジン（ブランクの山を保持する） - 真空ピック＆プレースシステム - プレ・ブレーキング／スコア・プレフォールド - 対向する成形アームまたは成形ダイ - ブランクのピックを確認し、ブランクの向きを修正するセンサー	キャンディーの場合：カートンの反りを避けるためには、ブランクの品質（板紙の厚さ、含水率、硬さ）が重要である。コーティングされた板紙やニス引きされた板紙は、異なる真空設定が必要な場合がある。プレブレイクは、ボードの "記憶 "を克服するのに十分でなければならないが、折り目が表面や外観を損なわない程度でなければならない。
2.製品投入とローディング	キャンディ（またはキャンディのグループ）が運ばれてきて、開いたカートンに挿入される。	- インフィードコンベヤ、バケットフィーダ、レーンフィーダ - タイミングスクリューまたはプッシャー - 機械式カムまたはサーボ駆動プッシャー - 連続システム、バレルカムローダー、ロータリーローディングタレットの場合 - 特殊な形状や混合パックの場合、ロボット（スカラまたはデルタ）によるローディングを行うこともある。	キャンディは、形や大きさ、壊れやすさが異なることが多い。プッシャーの力が強すぎると、包まれた部分やコーティングされた部分が欠けたり変形したりすることがある。製品の間隔を均一にすることが重要である。例えばグミまたはチョコレートプラリネは、レール・ガイドに、よりやさしいキャプチャーやクッションが必要かもしれない。ミックス（例：ミックス・スイーツ）はアライメントを複雑にする；一貫した製品の方向性が重要かもしれない（ロゴ、見た目）。
3.クロージングとシーリング	フラップを折りたたみ、接着剤または機械的な留め具をつけ、プレスまたは圧縮してシールを固定する。	- スタティック・プラウまたはタッカー・アームによるフラップ折りたたみ - 接着剤／ホットメルト接着剤システム（タンク、ポンプ、ホース、ノズル） - フラップをプレスするための圧縮ベルトまたはガイドレール - 接着剤の代わりにタックインクロージャーを使用した場合 - シール前のフラップ位置のセンサーフィードバック	キャンディーの場合、美観と衛生が特に重要である。糊の塗布は、製品を汚染したり、包装を透かして光るような余分なものがなく、清潔で、一貫していなければならない。糊の温度、糊の粘度、タイミング（圧縮するまでの時間）、圧縮の圧力／滞留時間をコントロールしなければならない。カートンの中には、食品に接触する規制を遵守しなければならないものもある。接着剤は食品用でなければならず、接着剤の跡がキャンディーを汚染してはならない。また、水分や糖分を含むキャンディーは、糊の接着に影響を与える可能性がある。

オートメーション、制御、センサー

最新のカートニングマシンは、高い再現性、安全性、スピードを達成するために、空気圧、機械、電子機器、センサー、ソフトウェアを組み合わせたメカトロニクスシステムです。ここでは、キャンディラインにおける主なコンポーネントとその影響をご紹介します。

コントローラ（PLC）、レシピ管理、HMI

PLC (プログラマブルロジックコントローラ):カートンピッキング、製品プッシュ、フラップ折り、接着剤塗布など。特に連続運動する機械では、正確なタイミングが要求される。
HMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）:タッチスクリーンインターフェースまたはパネルにより、オペレーターは製品の「レシピ」（カートンサイズ、接着剤パターン、モーションプロファイル）を選択し、生産カウンターをモニターし、アラーム/故障を表示し、必要に応じて手動で介入することができます。
レシピ能力 において非常に重要である。キャンディ季節や商品の種類が頻繁に変更されるライン（ホリデーボックス、限定版、カートンあたりのアイテム数が異なる、美的パッケージング）。

サーボドライブとメカニカル/カム駆動モーションの比較

従来のカム / 機械式ドライブ堅牢でシンプルだが、柔軟性に欠ける。例えば、製品サイズを変更する場合、機械的な変更（カム、ガイド、工具）が必要になることがある。
サーボモーター 重要な軸（プッシャー、オープナー、フラップフォルダー、グルーノズル）のモーションプロファイルは、ソフトウェア/レシピを介して変更することができます。これにより、より迅速な段取り替え、より優しい動き（特にデリケートなキャンディーへのダメージを軽減）、より高い位置精度、より優れた診断（トルク、負荷、速度）が可能になります。
特に高精度の包装や、デリケートなコーティングやエンロービングシェルを施したお菓子に効果的です。

センサーとビジョン・システム

センサーはリアルタイムでフィードバックを提供し、正しい動作を保証します。ここでは、主なセンサーの種類と、それらがキャンディーのカートニングで使用される場所／理由をご紹介します：

センサー / ビジョンタイプ	機能	典型的なキャンディ・ラインの位置	品質またはスループットへの影響
光電 / 光センサー	カートンブランクの有無、インフィード上の製品、シールステーションに到着した充填済みカートンの検出	カートンマガジン、インフィードレーン、シール前/排出前	空のカートンや充填漏れを防止し、ジャムを回避。カートン不足や位置ずれの際に機械を停止することで、ダウンタイムを削減。
近接/誘導センサー	可動機械部品の位置検出：モジュール、ガード、フラップ、安全ドア	フラップ折りモジュール、タッカー、マシンガード	安全性：正確なタイミングの確保、衝突や折りたたみミスの回避
エンコーダ / 回転位置フィードバック	ドライブ、コンベア、ロータリーローダーに正確な位置/速度情報を提供します。	メインチェーンドライブ、タレットローダー、連続動作トラック	ミスアライメントや製品破損を避けるため、連続運動機械に不可欠。
ビジョン/カメラシステム	品質チェック：適切なフラップ閉鎖、登録/印刷（日付、バーコード）、均一な糊ビード/接着剤の位置、パッケージグラフィックの完全性	ローディングの後、シールする前に、私たちの梱包ライン排出で	不合格品の削減、トレーサビリティのサポート、カートンの誤印字や誤封入の防止によるエンドユーザーの満足度の向上。
真空スイッチ / 圧力センサー	バキュームカップがブランクに吸着していること、または接着剤や空気圧が十分であることを確認する。	ブランクピックアップユニット、接着剤塗布装置、空気圧タッカーアームについて	ブランクがピックされていない、接着剤の量が不足している、フラップが折れ曲がっているなどのエラーを防ぐ。

キャンディカートンの最適化とトラブルシューティング

OEE（Overall Equipment Effectiveness：総合設備効率）の最大化は、収益性を高めるために不可欠です。キャンディラインでのカートニングには、高い稼働率、高いパフォーマンス、高い品質が求められます。以下は、戦略と一般的な問題です。

最適化のための戦略

SMED(金型交換・段取り替え時間短縮)
- カートン・ブランク、ガイド・レール、フラップ・スコアリング・ツールなどのプレキット。 - 調整が必要な部分にはクイックリリースファスナーを使用 - デジタルまたは機械式インジケーター（スケール／ゲージ）により、アライメント設定を走行間で再現します。 - サーボ軸を使用するため、機械的な段取り替えが少なくて済む
予防保全と予知保全
- 潤滑、カム、チェーン、ベルトの点検 - ノズルの先端、バキュームカップの摩耗を監視する - ドライブフィードバック（トルク、電流スパイク）を使用して、ミスアライメントや機械的抵抗を早期に検出します。
品質チェックポイント／インライン・フィードバック
- 最初の10～50個のカートンを検査し、接着剤、フラップの位置、印刷、包装の完全性を確認する。 - ビジョンシステムを使用し、ミスフィード、カートンの紛失、間違った製品を検出する。 - フィードバックループを構築し、糊の量やフラップの折る力をライブで調整する。
プロセス・パラメーター・モニタリング
- ホットメルト接着剤の温度と粘度 - 板紙の温度と湿度（板紙の水分は折り目やスコアの開きに影響する） - コンベア速度、モーター負荷 - 接着剤やボードの剛性に影響を与える可能性のある周囲温度
統計的工程管理（SPC）
- 時間当たりのカートン数、不良品率、ダウンタイム、接着不良など、主要な指標を長期的に追跡。 - 管理図を使って傾向を把握し、ドリフトを捕まえる - 欠陥がしきい値を超えた場合の根本原因分析

よくある故障とその対策

症状／問題	考えられる原因	是正措置
空白が選べない、またはミスフィード	真空レベルが低すぎる、真空カップが汚れているか摩耗している、ブランクが反っているか変形している、マガジンがずれている	真空ポンプ圧力のチェック、カップの洗浄または交換、ブランクスタックにゆがみがないか検査、ガイドレールの調整、ブランクが適切に搬送または分離されていることの確認
カートンが開かない／立て付けが悪い	スコアラインが硬すぎる、プリブレイク機構の設定が正しくない、ブランクの木目の向きが悪い、機械的なタイミングがずれている。	ブランクのグレードとスコアの品質を確認する；プレブレーカーの深さやフレックスを調整する；ボードの木目の方向が正しいことを確認する；成形アーム間の動きを同期させる；機械的またはサーボのタイミングをチェックする
ローディング中の製品詰まり	プッシャーとカートンのミスアライメント、規格外の製品サイズ、一貫性のない製品供給、速度/加速度の上げ過ぎ	インフィードレールとカートンのセンタリングを調整し、製品の寸法を検査し、ローディング前に製品のグループ化または集積を確認し、プッシャーの動作プロファイルをスローにし、ガイドを調整して製品を適切に流します。
シーリング不良（フラップの飛び出し、接着剤の糸引き、漏れ）	接着剤の粘度が低すぎる／高すぎる；接着剤の塗布量が間違っている；接着剤のノズルがずれているか詰まっている；ボードの表面が汚れている；圧縮が不十分である；フラップの寸法が誤っている	接着剤タンクの温度とポンプ圧力のチェック、ノズルの清掃または位置合わせ、ボードが汚れていないことの確認、圧縮時間または圧力の増加、スコアラインの深さと位置のチェック、目視またはカメラによる接着剤パターンの検査。
誤印刷やずれたグラフィックによる不合格品	ブランク印刷機の見当違い、ブランクのゆがみ、ブランク供給業者のばらつき、回転または反転したブランクを供給する機械	印刷サプライヤーのQCを強化する；反りを避けるためにブランクを適切に保管する；マガジン内でブランクの向きを確認する；梱包前に印刷／見当を確認するセンサーまたはビジョンシステムを追加またはチェックする。

カートンの素材とデザイン：見落とされがちな要素

キャンディカートニングでは、カートンブランクそのものは単なる受動的なものではありません。完璧な」機械とオートメーションのセットアップでさえ、劣悪なカートンブランクや貧弱な設計機能によって損なわれることがあります。

主な設計特性：

ボードのグレードとキャリパー（厚さ/硬さ）： カートンボードが薄すぎると、真空ピックアップ、フラップ折り、シールの際に変形する。厚すぎると、筋入れや折り加工が難しくなり、割れたり、強い力が必要になったりする。
グレイン・ディレクション 板紙には目があり、目に沿って折る方が簡単で正確です。木目に逆らって折ると、力が強くなり、ボードの抵抗が大きくなり、「ボードの記憶」（折りたたまれたままにならないフラップ）が多くなり、ミスシールやフラップの飛び出しにつながる可能性がある。
スコアラインの質： スコア（型抜き）の深さ、きれいさは、ボードの折れ具合に影響する。スコアが悪いと、折り間違い、破れ、折る力が一定せず、機械的ストレスが大きくなります。
表面仕上げとコーティング： コーティング（ワニス、光沢、印刷層）は摩擦と摩擦係数（COF）を変化させる。高光沢／低摩擦はガイドの滑りを引き起こし、コーティングは糊の接着に影響する。また、キャンディーのパッケージングでは、仕上がりの見た目が非常に重要で、目に見える糊やズレは知覚品質を低下させる。
フラップデザイン＆タックの特徴 タック・フラップが（接着剤の代わりに）設計の一部である場合、それらのタックの寸法、リードインの面取り、スリットの品質は正確でなければならない。フラップの重なり、リードインの面取り、タックの角度がずれていると、挿入や閉鎖に失敗することがある。

結論

キャンディ製造におけるカートニングは、"お菓子を箱に入れる "以上のものである。力学、材料科学、オートメーション、プロセス制御を含む、高度な技術を要する統合プロセスなのです。そのためキャンディ・メーカー、高品質を提供無駄を最小限に抑え、強力なスループットを実現するには、カートンの設計、機械の構造、モーション・コントロール、センサー、接着剤など、あらゆる要素が連動しなければならない。

深いメカニズムを理解し、適切な自動化を適用し、定期的な最適化とメンテナンスを行い、カートンの素材自体に細心の注意を払うことで、メーカーは総合設備効率（OEE）を大幅に改善し、不良品を減らし、段取り替えを迅速化し、エンドユーザーの満足度を高めることができる。