超音波シールとティーバッグ包装技術の変遷

ティーバッグの素材に関する議論のほとんどは、バッグが何でできているかに焦点を当てています。これは、どのように密封されるかに焦点を当てています。密封方法によって、使用できる材料、生産ラインの稼働速度、抽出中にティーバッグがしっかりと保持されるかどうかが決まります。ヒートシールから超音波シールへの移行は派手なものではありませんが、ティーバッグの包装でできることを静かに変えつつあります。

ヒートシールに限界がある理由

従来のヒートシールは、加熱したジョーを包装材に当て、熱可塑性プラスチック部品を溶かしてシールを形成することで機能します。これは数十年にわたって業界標準であり、ヒートシール可能な濾紙で確実に機能します。この濾紙には、熱で溶けて紙を接着する熱可塑性繊維 (通常は PE または PP) が少量含まれています。-

制限は、ヒートシールには材料に熱可塑性成分が必要であることです。これは、完全にプラスチックを含まない濾紙はヒートシールできないことを意味します。代替方法が必要です。-また、これは、ナイロンよりも融点が低い (摂氏 220 度に対して約 170 度) PLA メッシュは異なる熱設定を必要とすることを意味し、元々ナイロン用に構成されたマシンでは調整が難しい場合があります。熱は外部から加えられるため、コアが密閉されていない状態では材料の表面が過熱する危険性があります。

超音波溶接の仕組み

超音波シールは根本的に異なるアプローチを採用します。外部から熱を加える代わりに、高周波の機械振動を利用して材料自体の内部に摩擦熱を生成します。-シーリング ツール (ソノトロード) はシーリング ポイントに超音波エネルギーを集中させ、材料層間の摩擦により接着に必要な熱が発生します。超音波溶接装置の大手メーカーであるハーマン・ウルトラソニック社によると、シール時間は通常 100 ～ 200 ミリ秒で、ツールは冷たいままであり、熱は接合される材料内でのみ発生します。

これは 2 つの理由からティーバッグの材料にとって重要です。まず、熱は外部から加えられるのではなく内部で生成されるため、表面が過熱するリスクが少なくなります。シールは内側から外側に向かって形成され、より安定した接着が得られます。次に、超音波溶着は、完全にプラスチックを含まない濾紙、PLA メッシュ、PLA 不織布などの熱可塑性繊維 -- を含まない材料に適用されます。これは、ブランドが堆肥化可能な素材に移行するための重要な要因です。

生産上の実用的な利点もあります。超音波シールは、振動によってシール領域から粒子が移動するため、粉塵の多い充填環境でも確実に機能します。細かくカットしたお茶やハーブの粉末を充填するティーバッグの生産ラインでは、これによりシールの失敗や無駄を減らすことができます。{2}}

これは材料購入者にとって何を意味するか

ティーバッグ材料を調達し、堆肥化可能なオプションへの切り替えを検討している場合、包装ラインの密封方法は最初に確認すべき事項の 1 つです。お使いの機械が超音波シールをサポートしている場合は、PLA メッシュ、PLA 不織布、プラスチック不使用の濾紙、従来のヒートシール可能な紙など、あらゆる素材を利用できます。--お使いの機械がヒートシールのみをサポートしている場合、選択肢は狭くなり、熱可塑性プラスチックを含む材料に限定されます。

ピラミッド型ティーバッグに一般的に使用される MAISA、Teepack、IMA、Coesia モデルを含む超音波機械 - をすでに使用しているブランドの場合、PLA メッシュまたは PLA 不織布への移行は主に、張力、送り速度、超音波エネルギー設定などのパラメーターを調整することによって決まります。機械自体を交換する必要はありません。このため、購入者には、材料の変更を行う前に、機械の機能を確認することをお勧めします。

見落とされがちな詳細の 1 つは、刃の摩耗です。 PLA メッシュはナイロン メッシュとは異なります。当社の顧客の中には、PLA を使用する場合は切断ブレードをより頻繁に交換する必要があると報告している人もいます。ナイロンでは 6 か月持続するブレードでも 4 か月後には PLA が擦り切れ始める可能性があります。これは素材の欠陥ではありません。それは、ポリマーがせん断応力下でどのように挙動するかの違いです。 PLA に切り替える際の現実的なコストの考慮事項は、ブレード交換の頻度を少し増やすための予算を立てることです。