製造業の変革：産業用ラベリング機械 - 総合ガイド

産業用ラベリングマシンは、製品やパッケージにラベルを自動で貼付するための機器とシステムです。現代の製造業では、ブランド化、コンプライアンス、トレーサビリティを実現するために、正確で一貫性のあるラベリングが不可欠です。 自動ラベリングマシンは製品にラベルを貼付または印刷します ボトル、瓶、カートン、パレットなどの包装材に、最小限の人的介入でラベルを貼付できます。食品・飲料から医薬品、電子機器に至るまで、あらゆる業界でこれらの機械は不可欠です。なぜなら、ほぼすべての消費財には、識別、バーコード、原材料、ブランド表示のための明確なラベルが必要だからです。専用のラベル貼付機（ラベルプリンターアプリケーターとも呼ばれます）は、ラベルの印刷と貼付をロボットで行います。最新のラベリングマシンを使用することで、メーカーは手作業では不可能な、より高いスループット、優れた精度、そして規制（バッチコード、有効期限など）への準拠を実現できます。

ラベリングシステムは、自動化レベル（手動、半自動、全自動）、貼付方法（感圧式の「ピールアンドスティック」ラベル vs. シュリンクスリーブ）、容器の形状（丸型ボトル、角型瓶、平らなカートンなど）によって分類できます。例えば、ボトル用ラベリングマシンは円筒形のボトルにラベルを巻き付けたり貼付したりするために設計されていますが、瓶用ラベリングマシンは幅広のボトルや平らな側面に対応します。一部のマシンは、タンプブロー方式またはワイプオン方式で感圧ラベルを貼付しますが、シュリンクスリーブラベリングマシンは、プラスチックスリーブを供給し、その後熱収縮させて360°のカバー範囲をカバーします。最新の「プリントアンドアプライ」ラベラーは、プリンターとアプリケーターを一体化させ、オンデマンドでラベルを印刷し、移動中の製品に即座に貼り付けます。各マシンタイプは、特定の量と製品形状に合わせて設計されています。半自動ラベリングマシンでは、オペレーターがラベルをセットまたはトリガーする必要があります（小ロットに最適）。一方、自動ラベリングマシンは、コンベア上でインラインで動作し、最小限の人的操作で高速にラベルを貼付します。適切なマシンの選択は、生産ニーズ、ラベルの種類、およびコンテナの形状によって異なります。

自動化レベルによる分類

ラベリング マシンには、手動ユニットから半自動、全自動システムまでさまざまなものがあります。手動ラベリング マシンは、非常に少量または手作業の設定で使用されるシンプルなベンチトップ型または手差し型デバイスです。通常、オペレーターは製品を置き、ラベルを手で巻くか押します。このようなマシンでは、手作業によるラベリングよりも一貫性がわずかに向上しますが、それでも完全に人間の作業が必要です。対照的に、半自動ラベリング マシンはプロセスの大部分を自動化しますが、オペレーターは依然として関与します。たとえば、作業者はボトルをコンベアに置くか、ラベルを手動で送り込み、マシンを起動します。その後、マシンがラベルを分配、カット、貼り付け、オペレーターは完成品を取り出します。この設定により、完全に手作業の場合よりも速度と一貫性が向上し、中程度の量の場合はコスト効率が高くなります。ただし、アイテムを正しくロードまたは位置合わせするにはオペレーターが必要です。

全自動ラベリングマシン は最も先進的です。これらの機械はコンベア ラインと統合されており、操作中に人間の介入をほとんど必要としません。製品 (ボトルや缶など) は一方の端から連続的に供給され、完全にラベルが貼られた状態でもう一方の端から排出されます。センサーが各アイテムを検出し、ラベルを貼付する間、ラインを瞬間的に正確に停止または減速します。これらの機械は、機械式アプリケーター (空気圧タンパーやエア ジェットなど) を使用してラベルをリアルタイムで貼り付けるため、高い精度を実現します。自動システムは、1 分間に数百から数千個のアイテムを一貫した配置と最小限のエラーで高速大量生産します。飲料の瓶詰めや医薬品など、精度とスループットが重要となる業界に最適です。一般に、手動および半自動のラベリング マシンは少量生産や特殊生産に最適で、大量生産には自動ラベラーが好まれます。

SF-3030 自動丸ボトルラベリングマシン

製品と方法によるラベリングマシンの種類

ラベリングマシンも、製品の形状やラベルの種類に合わせてカスタマイズされます。丸型ボトル用ラベリングマシンは、円筒形の容器（ソーダのボトル、調味料の瓶など）にラベルを巻き付けます。多くの場合、回転ベルトやターンテーブルを使用してボトルを回転させながらラベルを貼り付けるため、スムーズに巻き付けられます。瓶用ラベリングマシンも似ていますが、幅が広い容器や異なる形状の容器に対応している場合があります。平らなまたは四角い製品（カートン、箱、缶など）の場合は、ブラシまたはローラー付きのワイプオンアプリケーターで、1つまたは複数の平らな面にラベルを押し付けます。両面または多面ラベラーは、ケースやカートンを扱い、同期アプリケーターで前面と背面にラベルを貼り付けます。チューブ、缶、バイアル、および特殊な形状用のカスタムマシンがあります。たとえば、バイアルラベリングシステムは、高精度のラップアラウンド方式を使用して医療用バイアルに小さなラベルを貼り付けます。

いくつかの適用方法が使用されます:

• 感圧式（剥がして貼る）ラベリングマシン 印刷済みの粘着ラベルを貼り付けます。ラベルロールを台紙から剥がし、ラベルアプリケーター（空気圧シリンダーまたはブローノズル）で製品に貼り付けます。この方法は、そのスピードと簡便さから非常に普及しています。
• シュリンクスリーブラベリングマシン（またはシュリンクラベルマシン） 容器にスライドするプラスチックスリーブラベル（PVC、PETなど）を使用します。貼り付け後、パッケージはヒートトンネルを通過し、スリーブは収縮して容器にぴったりと密着します。これにより、360°のカバー（ブランド表示スペースを最大限に活用）と不正開封防止シールを実現できます。飲料、化粧品、そして全面グラフィックが必要な製品に人気があります。
• インフレータブルまたはストレッチスリーブラベラー 容器に張る伸縮性のあるラベルを使用します (熱収縮よりも一般的ではありません)。
• インクジェットまたは容器印刷システム データやグラフィックをパッケージに直接印刷します。粘着ラベル用のアプリケーターと組み合わせる場合もあります (プリントアンドアプライと呼ばれます)。

例えば、水のボトリング工場では、ボトルラベル印刷機は、まずラベルロールに可変情報（バッチコード、QRコードなど）を印刷するインクジェットプリンターと、次にそれらのラベルを移動するボトルに巻き付ける自動アプリケーターで構成される場合があります。同様に、ラベルアプリケーター機（ラベルプリンターアプリケーターとも呼ばれる）は、小型プリンターとディスペンサーを組み合わせたもので、オンデマンドでラベルを印刷・貼り付けすることが多いです。

以下は、円筒形容器によく使われるガントリー式ラベリングマシンの例です。ローラーでラベルを搬送し、糊を塗布した後、通過するボトルにブラシでラベルを貼り付けます。もう一つのタイプであるロータリー式ラベリングマシンは、ボトルを回転するカルーセル（下図参照）に保持し、各ボトルの複数の側面に順番にラベルを貼っていきます。それぞれのラベリング方法は、特定の速度とラベルの種類に合わせて設計されています。

図：ローラーとブラシを備えたガントリーラベリングマシンの図。このようなマシンは、円筒形のボトルにラベルを巻き付けるのによく使用されます。

主要コンポーネントと操作

現代のラベリングマシンは、ラベルディスペンサー／プリンター、アプリケーター、搬送機構、そして制御装置といった複数の主要コンポーネントで構成されています。まず、ラベルはロールまたはプリンターから印刷または排出されます。多くのシステムでは、ラベルは（多くの場合、熱転写プリンターまたはインクジェットプリンターを使用して）紙またはフィルムにあらかじめ印刷され、裏面には感圧接着剤が塗布されています。（一部のラベラーは、オンデマンドのバーコードや可変データを作成するために、感熱式またはレーザープリンターを内蔵しています。）ラベルは、貼り付けられるまでアプリケーターパッド上に一時的に保持されます。

次に、ラベルアプリケーターがラベルを製品に貼り付けます。一般的なアプリケーターの方式には以下のものがあります。

• タンプブロー： 空気圧シリンダー (「タンプ」) がラベル パッドを容器に押し付け、その後、空気の噴出 (ブロー) によってラベルが表面に運ばれ、シリンダーが引き抜かれます。
• 吹き付け（エアブロー）： 機械はラベルを容器の前に配置し、圧縮空気を短時間噴射して、ラベルをアプリケーター パッドから製品の表面に接触せずに投影します。
• 拭き取り式: ローラーまたはブラシで容器に粘着ラベルを物理的に拭き取ります。ボトルラベラーでよく使用されます。

これらの方法は、包装機器の設計参考資料に記載されています。例えば、タンプブローシステムでは、シリンダーが伸びてラベルの粘着面をボトルに接触させ、その後収縮し、エアノズルがラベルをボトルの壁面に押し付けます。具体的な方法は、容器の材質（ガラスかプラスチックか）、形状、速度によって異なります。

センサーと制御が作業を同期させます。光電センサーはボトルの到着を検知し、適切なタイミングでアプリケーターを起動します。ラベリングマシンには、各アイテムを配置するためのコンベアまたはターンテーブルも備わっています。大規模な生産ラインでは、ビジョンシステムと位置合わせ制御によって、ラベルが正しい角度と位置に確実に貼付されます。

印刷と貼り付けラベラー

一部のラベリングマシンは、印刷と貼り付けを1つのユニットに統合しています。これらの印刷・貼り付けラベラーは、白紙のラベルストックのロールを受け取り、必要な情報（テキスト、バーコード、グラフィック）をその場で印刷し、移動中の製品に即座に貼り付けます。製品がコンベア上を進むと、それぞれの製品は貼り付け装置の前で一時停止します。機械は次のラベルを印刷し、ライナーから剥がし、貼り付けます。これらはすべて、製品がまだ機械内にある間に行われます。これにより、別途事前印刷を行う必要がなくなり、印刷済みラベルの在庫を削減できます。印刷・貼り付けシステムは、ジャストインタイムオペレーションや、各製品へのバッチデータやシリアル番号のエンコーディングに非常に効率的です。機能を組み合わせることで、材料の無駄や人的ミスを削減します。

自動ラベル付けのメリット

最新のラベリングマシンは、手作業や旧式の方法に比べて多くの利点があります。主な利点は次のとおりです。
高速性とスループット：自動ラベリングマシンは、1分間に数百個のアイテムを処理できます。例えば、高性能の丸型ボトルラベラーは、1分間に200個以上のボトルを処理できます。この比類のない速度により、生産を滞りなく進めることができ、大量注文にも対応できます。

• 精度と一貫性の向上: 機械はラベルを正確な位置と張力で貼り付けるため、しわ、位置ずれ、間隔の不均一さを解消します。ラベルの正確な配置は、バーコードやブランディングの一貫性を保つ上で不可欠です。自動化システムは、各製品タイプに正しいラベルが確実に貼付されるようにします。センサーと位置合わせ機能を使用することで、手作業によるラベル貼付に比べてエラー率をはるかに低減します。
• 労働とコスト効率： 一度設置すれば、自動機はほとんど監視を必要としません。これにより人件費が削減され、スタッフは他の作業に専念できます。半自動ラベラーでも、手作業によるラベリングに比べてオペレーターの疲労と反復作業の負担が大幅に軽減されます。時間の経過とともに、機械への投資は生産性の向上と廃棄物の削減によって回収されます。
• 汎用性と柔軟性: 多くの機械は、ラベルのサイズ、形状、製品に合わせて迅速に調整またはプログラムできます。例えば、クイックチェンジプラットフォームや再構成可能なアプリケーターヘッドにより、メーカーはダウンタイムを最小限に抑えながら、ある日は背の高いボトルにラベルを貼り、次の日は背の低い瓶にラベルを貼るといった切り替え作業が可能になります。ソフトウェア制御の印刷により、オンザフライでのデザイン変更も可能です。
• フルカバーブランディング（シュリンクスリーブ）： シュリンクスリーブラベラーは、製品を360°カバーし、ボディ全体にグラフィックを印刷したり、不正開封防止シールを貼付したりできます。これにより、ブランドの認知度が最大限に高まります。包装専門家によると、シュリンクスリーブは容器全体にクリエイティブで包括的なラベリングを施すことができるため、「優れたブランディングの機会」を提供します。
• 耐久性と保護: 機械で貼り付けるラベル、特にシュリンクスリーブは耐久性に優れています。シュリンクスリーブは湿気、摩耗、化学物質に耐性があり、輸送中や保管中も重要な情報（栄養成分表示、安全に関する警告）の判読性を維持します。しっかりとした接着力により、過酷な環境下でもラベルの剥がれを防ぎ、保護します。
• コンプライアンスとトレーサビリティ: 自動ラベラーは、製品に直接シリアル番号（バーコード、QRコード、RFIDタグ）を印刷・貼り付けできます。これは、医薬品や食品など、個々の製品を追跡する必要がある規制産業にとって非常に重要です。例えば、RFIDラベルプリンターはチップを埋め込み、各ラベルにデータをエンコードします。印刷・貼り付け型ラベラーは、バッチ番号や有効期限をリアルタイムで追加できるため、すべての製品で最新のコンプライアンスを確保できます。

これらのメリットはいずれも、メーカーが品質基準を満たし、市場の需要を満たすのに役立ちます。実際、印刷・貼付システムを統合することで「効率性が向上し、人的ミスのリスクと人件費が削減される」ため、大量生産ラインに最適です。したがって、企業は高度なラベリング機器に投資することで、生産性の向上、リコールの削減、そしてブランドイメージの強化を実現できます。

産業アプリケーション

ラベリングマシンは、あらゆる分野の包装ラインで広く使用されています。主な用途は次のとおりです。

• 食品・飲料: おそらく最も一般的な用途でしょう。水のボトリング、ソーダ、ビール、ソース、調味料などの製造には、高速ボトルラベリングマシンが活用されています。例えば、水処理ラインには、3～5ガロンの容器にカスタムラベルを素早く貼付するためのウォーターボトルラベル印刷機が組み込まれています。乳製品、缶詰、食用油の分野でも、ラップアラウンド型や表裏両面ラベル印刷機が原料ラベルやブランドラベルの貼付に使用されています。
• 医薬品: 医薬品、バイアル、注射器、健康食品には、安全性（投与量指示、ロットコードなど）を確保するために、ラベルの正確な貼付が求められます。バイアルおよびアンプルのラベリングシステムは、小型ガラス容器の取り扱いに特化しており、ラベルの判読性を確認するための画像検査機能を備えている場合が多くあります。シリアル番号ラベラー（ケースパレット集約装置）は、医薬品の追跡と偽造防止に広く利用されています。
• 化粧品・パーソナルケア： ローションボトル、瓶入りクリーム、チューブ入りクリームなどの製品には、魅力的なグラフィックラベルを貼付するためにラベリングマシンが使用されています。シュリンクスリーブラベラーは、ウォーターボトル、日焼け止め、飲料ボトルなどのフルラップデザインに人気があります。両面ラベラーは、シャンプーや洗剤ボトルなどの前面と背面のラベルを同時に貼付できるため、需要の高いラインのスピードアップに貢献します。
• 工業・化学： 化学薬品、油、潤滑油などの容器には、耐久性のあるラベル貼付ソリューションが使用されています。これらの機械は、溶剤に耐性のある、より大型で丈夫なラベル（箔や合成樹脂製のものもある）を貼付することがよくあります。タンクローリーや大型ドラム缶にも、専用のアプリケーターでラベルを貼付できます。
• エレクトロニクス＆自動車： 電池、ケーブル、電子部品などの製品には、識別のためにラベルが貼付されています。印刷して貼付するタイプのラベラーは、出荷ラベルや資産タグによく使用されています。RFIDラベリングシステムは、自動倉庫における部品の追跡にますます利用されています。
• 物流と電子商取引: 消費者にとっての「製品」ではありませんが、ラベリングマシンは出荷や倉庫保管にも役立ちます。ケースラベラーは出荷ラベルや箱の内容ラベルを素早く貼り付け、パレットラベラーはパレット全体の識別ラベルを印刷します。

いずれの場合も、ラベリングマシンの種類とラベル素材は、製品の要件（サイズ、材質、処理能力）に合わせて選択されます。IQSの業界ガイドに記載されているように、ラベリングマシンは食品・飲料から家庭用品まで「様々な業界に利用」されており、基本的なバーコードから複雑なロゴまで、あらゆるラベルを作成できます。現代の工場では、複数のラベリングステーションが設置されていることがよくあります。例えば、メインの製品ラベル用に1台のラベラー、安全ラベルや内容ラベル用にもう1台のラベラーなどです。これらはすべて中央制御システムによって制御されています。

適切なラベリングソリューションの選択

工業用ラベリングマシンの選択は、いくつかの要因によって決まります。

• 生産速度と量: 1分あたりまたは1時間あたりの最大処理本数を見積もります。少量生産や立ち上げ時のラインでは手動または半自動のラベラーが使用される場合がありますが、大量生産の工場では自動インラインマシンが必要になります。機械の規定速度（例：50本/分、100本/分、300本/分）をニーズに合わせて確認してください。
• コンテナの種類とレイアウト: 形状（丸型、楕円形、長方形）、サイズ範囲、表面（凹凸面か平面か）を考慮してください。機械によってはモジュール式で、様々な直径に合わせて調整できるものもあれば、固定式のものもあります。例えば、丸型ボトルのラベリングマシンには、様々なボトルサイズに対応できるよう、調整可能なガイドと洗浄ステーションが搭載されていることがよくあります。複雑なパッケージ（複数のパネル）の場合は、マルチヘッドシステムが必要になる場合があります。
• ラベルの材質と粘着剤: ラベルが感圧性（紙またはフィルム）かシュリンクスリーブかを決定します。シュリンクスリーブ印刷機を使用する場合は、シュリンクトンネルも必要です。特殊な粘着剤（防水性、再剥離性）を必要とするラベルの場合は、アプリケーターの選択に影響する場合があります。RFIDラベルを使用する場合は、プリンターがエンコードをサポートしていることを確認してください。
• 統合と制御: ラベラーをラインにどのように組み込むかを決定します。コンベアから供給するのか、それともスタンドアロンなのか？どのようなソフトウェア/PLCインターフェースが必要ですか？多くの最新のラベラーは、レシピ変更を容易にするヒューマンマシンインターフェース（HMI）と、トレーサビリティシステムのためのネットワーク接続機能を備えています。
• 柔軟性: 多数の商品や季節限定のSKUにラベルを貼る場合は、迅速な段取り替え（調整可能または工具不要）とラベルフォーマットのソフトウェアメモリを備えた機械をお選びください。半自動機は、ホッパーやコンベアを追加することで自動機にアップグレードできる場合もあります。
• 予算とメンテナンス: コストとROIのバランスを取りましょう。全自動システムはコストは高くなりますが、長期的には人件費を削減できます。メンテナンス要件（スペアパーツ、清掃）と、メーカーによるトレーニングとサポートの提供状況を確認してください。信頼性の高い機械は、ダウンタイムを最小限に抑え、長年にわたり安定した性能を発揮する必要があります。

ラベリングマシンメーカーへの相談やケーススタディの検討は、意思決定に役立ちます。機械の機能を製品やラベルの要件に合わせて調整することで、最適な効率性を確保できます。いずれの場合も、適切に統合されたラベリングソリューションは、ライン効率の向上、エラーの削減、そして高品質なブランディングを実現します。

進化するトレンド

ラベリングマシンは技術トレンドに合わせて進化を続けています。主な開発は以下の通りです。

• スマート製造統合: 最新のラベラーには、IoT接続とデータロギング機能が搭載されていることが多く、これにより生産速度のリアルタイム監視、迅速な故障診断、リモートアップデートが可能になります。例えば、一部の機械はマシンビジョンを用いて、コンテナの速度や位置のわずかな変化を自動的に調整できます。
• デジタル印刷技術： デジタルプリンターの高速化と低価格化に伴い、プレプリントラベルの代わりにオンデマンド印刷を採用するラインが増えています。これにより、無駄が削減され、直前の変更にも対応できるようになります。また、UVインクジェット印刷やデジタルエンボス加工も、カスタムメイドの小ロットラベル向けに登場しています。
• 先端材料: 持続可能でスマートなラベル素材がますます増えています。生分解性のラベル素材と水性接着剤は、環境に優しい包装を実現します。RFIDやNFCインレイがラベルに組み込まれ、インタラクティブな包装やサプライチェーンの追跡が可能になります。
• ロボット工学および多機能ステーション: 現在では、ロボットアームを用いて製品をハンドリングしたり、ラベル貼りと他の作業（キャップ装着や検査など）を組み合わせたり、従来とは異なる角度でラベルを貼付したりするシステムも登場しています。回転式ラベラー（回転式システム）は、超高速ライン向けに改良が続けられています。

ラベリングの基本原則は変わりませんが、柔軟性、トレーサビリティ、効率性の向上を求める声から、メーカーはこれらのイノベーションを導入せざるを得ません。競争力を維持したい企業は、将来のアップグレードや進化する規格にも対応できるラベリング機器を検討すべきです。

結論

産業用ラベリングマシンは、現代の製造業の基盤であり、製品に必要な情報とブランドイメージを確実に付与します。ラベル貼付を自動化することで、企業は手作業よりも高い速度、一貫性、そして品質を実現できます。自動ボトルラベラーからシュリンクスリーブシステムまで、様々な専用機が、様々な製品タイプや業界に対応しています。ラベルアプリケーター、コンベア、統合プリンターなどの重要なコンポーネントが連携し、大規模かつ正確にラベルを貼付します。その結果、生産ラインの合理化、人件費の削減、そして業界標準への準拠が実現します。適切に設計・選定されたラベリングマシンは、製品の見栄えと運用効率を向上させ、包装分野における企業の競争力を高めます。

産業用ラベリング機械に関するよくある質問