プラスチックフィルム洗浄ラインの完全ガイド: 細断から乾燥までの包括的なソリューション

一般的なプラスチックフィルム洗浄ラインには、主に次のコア機器が含まれます。

1. シュレッダーまたは粉砕機
2. 高速摩擦ワッシャー
3. フローティングタンク
4. 脱水機・乾燥システム

材料はスクリューコンベアまたは空気輸送によって装置間を移動します。洗浄装置にはさまざまなタイプがありますが、基本的な原理は似ています。製品の品質を向上させるために、トロンメルスクリーン、風力ふるい、バウンスセパレーターなどの補助装置を追加して汚染物質を除去することができます。

前処理：細断と破砕

洗濯ラインの最初のステップは、フィルムを小さな断片に分割し、いくつかの問題に対処することです。

• ビニール袋が機器に巻き付いて出力や安全性に影響が出るのを防ぐ
• 粘着フィルム（ラップフィルム、LLDPEフィルムなど）の分散
• 設備間の材料の流れを円滑にする

この粉砕プロセスには通常、湿式グラインダーまたは工業用シュレッダーが使用されます。

シュレッダー

シュレッダーは、高耐久性、低速、高トルクの装置です。切断ブレードはゆっくり回転するシャフトに取り付けられており、大きな材料を 1 ～ 5 インチの不規則な断片に切り裂くことができます。低速で動作するため、粉塵の発生は最小限に抑えられます。

シュレッダーはシャフトの数によって、単軸、二軸、四軸タイプに分類できます。プラスチック業界以外にも、シュレッダーは次のような分野で広く使用されています。

• ゴムのリサイクル
• 金属リサイクル
• 電子廃棄物処理
• 木材加工
• 機密性の高い物品の破棄（例：期限切れの食品、医薬品）
• 下水処理場およびその他の政府アプリケーション
• 固形廃棄物の前処理（例：食品、パレット、プラスチックドラム、家具）

完全に自動化されたプラスチック洗浄ラインでは、シュレッダーが特に役立ちます。シュレッダーはフィルムの梱包全体を処理できるため、スペースを節約し、物流コストを削減することを目指すリサイクル センターにとって重要です。プラスチック フィルムの梱包のサイズは梱包機とオペレーターによって異なりますが、通常は各辺が 3 ～ 5 フィート、重量は 500 ～ 1,500 ポンドです。

破砕機

シュレッダーとは異なり、破砕機は高速で稼働し、通常は 200 ～ 800 rpm です。シャフトには頑丈な角度付きブレードが取り付けられています。回転するナイフが破砕室内の固定ブレードに接触すると、材料は小さな破片に切断されます。底部またはシャフトの周囲にカスタマイズ可能な開口部を備えたスクリーンにより、材料が目的のサイズに達したときのみ通過します。

破砕機は生産量が少ない一方で、高速運転のため騒音や粉塵が多く発生します。高品質の破砕機メーカーは通常、防音カバーや、スクリーンの追加、速度低下、空気輸送、湿式破砕などの粉塵低減対策を施しています。

プラスチックフィルムの洗浄には、通常、湿式グラインダーが推奨されます。このグラインダーは、プロセス中に粉砕室に水を継続的に噴霧し、粉砕を完了するだけでなく、汚れたフィルムを事前に洗浄します。水は潤滑剤としても機能し、熱と摩耗を軽減して、ブレードの寿命を延ばします。

シュレッダーと破砕機の比較

適切な破砕装置を選択するには、それぞれの長所と短所を比較検討する必要があります。洗浄ラインによっては、シュレッダーで大きなフィルム片を手のひらサイズに前処理し、その後ウェットクラッシャーでさらに細かく砕いて前洗浄するという、両方のタイプの装置を使用するところもあります。

シュレッダーの長所と短所:

利点:

• フィルムベール全体を処理できるため、手作業の労力を削減できます。
• 低速運転、低騒音、低粉塵
• 汚染物質含有量の高い低品質フィルムの処理に適しています
• 一部のモデルではウェットシュレッディング機能を搭載しています

デメリット:

• 出力フラグメントはサイズと形状が不均一で、比較的大きい
• メンテナンスが難しく、ブレードの交換に時間がかかる

クラッシャーの長所と短所:

利点:

• より小さく均一な破片を生成
• メンテナンスが簡単、ブレードの交換が便利

デメリット:

• 供給前にフィルムベールを手動で分離する必要がある
• 高速動作、騒音、ほこりが多い
• 硬い物体によって簡単に損傷し、汚染がひどい材料には適していません。

高速摩擦ワッシャー

必須ではありませんが、高速摩擦洗浄機は洗浄ラインで非常に役立ちます。高速回転ブレードを備えた長いシャフトが中心にあります。シャフトの周囲には脱水用のスクリーン チャネルがあります。装置全体は長方形のハウジングに収められており、スクリーンに水が噴射されます。装置は傾斜しており、下端から材料が供給され、上端から洗浄された材料が排出されます。

高速摩擦洗浄機は、通常、湿式粉砕機の後ろに設置されます。汚れた水と汚染物質の混合物が洗浄機に入り、洗浄機は 1000 rpm 以上で回転します。回転するブレードがフィルムの破片を高速で叩き、強い摩擦を生み出します。遠心力により、汚染物質がスクリーンから排出されます。連続的に水を噴射することで、スクリーンの詰まりを防ぎ、洗浄機内の水を補充します。

少量の紙汚染物質を含む材料の場合、強力な摩擦によって紙がパルプに分解され、スクリーンから排出されるため、高速摩擦洗浄機が特に効果的です。

ブレードの傾斜角度により、物質は上方に移動し、最終的に上部からフローティング タンクまたはより高度な液体固体分離器に排出されます。処理工場によっては、汚染物質をより効果的に分離するために、浸漬時間を延長するために高速摩擦洗浄機の代わりに長い水タンクまたはフローティング タンクを使用することを選択する場合があります。

フローティングタンク

フローティング タンク (沈下浮上タンクとも呼ばれます) には、主に 2 つの機能があります。

1. 洗浄：汚染物質の分離を容易にするためにフィルムを浸す
2. 分離：密度の違いを利用して軽い膜を浮かせ、重い不純物を沈める

一般的なフローティング タンクは、幅約 2 ～ 3 メートル、長さ約 4 ～ 6 メートル、高さ約 2 ～ 3 メートルの長方形の大型水槽です。プラスチック フィルムがタンクに入ると、ゆっくりと回転するパドルまたは水流によって前方に移動します。密度の違いにより、プラスチック フィルム (密度 <1 g/cm³) は表面に浮かんで前方に移動しますが、水よりも密度の高い不純物 (石、砂など) は底に沈みます。

分離タンクの底は円錐形で、集められた廃棄物は空気圧バルブで制御されるコンベアベルトで取り除かれます。主に水分を含むこの廃棄物は、焼却するか、専用の埋め立て地に送ることができます。

サイクロンセパレーター

サイクロンセパレーターは、 ペットボトルのリサイクルは、プラスチックフィルムの洗浄にも適しています。フローティングタンクと同様に機能しますが、分離効率が向上し、地球の重力の約20倍の遠心力を生成します。サイクロン分離プロセスでは、空気圧がタンク混合装置よりもはるかに高くなります。サイクロンによって生成された遠心力により、軽いフィルムは外側と上向きに回転し、重い材料は沈みます。

乾燥システム

乾燥はフィルム洗浄ラインの最終ステップであり、押し出しペレット化前の重要なプロセスです。徹底した乾燥により押し出し中のエアポケットが防止され、フィルムの水分含有量は 15% 未満に抑える必要があります。一般的な乾燥方法は 2 つあります。

1. 脱水機（遠心分離機）＋熱風乾燥機：
   脱水機は遠心力を利用してほとんどの水分を除去し、フィルムの水分含有量を20〜30%に減らします。さらに熱風で約15%まで乾燥させます。
2. スクリュープレス:
   フィルムを絞ってねじることで水分を除去する経済的な方法。

脱水機/熱風乾燥機

脱水機は高速摩擦洗浄機と構造が似ており、中央の高速回転（約 1000 rpm）ブレードシャフトの周囲をスクリーンが囲んでいます。湿った膜が入ると、遠心力によって水がスクリーンから排出されます。

熱風乾燥では、脱水したフィルムを熱風と混合し、搬送チャネル内で回転させ、最後にサイクロン分離器に通して残りの水分をさらに蒸発させます。通常、要件に応じて 1 ～ 3 段階の熱風乾燥が使用されます。

スクリュープレス

スクリュープレスは、食品製造、製紙、廃水処理などの業界で広く使用されています。高価な熱風乾燥装置を必要とせずに、効果的に脱水できます。

スクリュープレスの核となるのは、直径が徐々に大きくなる螺旋状のシャフトで、その周囲には穴の開いた排水溝があります。湿ったフィルムが入ると、螺旋状のシャフトの直径が大きくなるにつれて圧縮され、小さな穴から水が排出されます。装置の端にある狭い隙間により、水分含有量を約 15% まで減らすことができます。

カスタマイズ フィルム洗浄ライン

洗浄ラインの具体的な構成は、処理するフィルムの種類と汚染レベルによって異なります。たとえば、汚染度の高い材料や大量生産の要件を扱う場合は、破砕機よりもシュレッダーの方が適しています。

一般的な LDPE フィルム (98/2 またはグレード A フィルム) 洗浄ラインには、湿式粉砕機、高速摩擦洗浄機、フローティング タンク、遠心脱水機、熱風乾燥機が含まれます。あるいは、水タンクを延長して高速摩擦洗浄機を不要にすることもできます。一部の工場では、洗浄タンクの前後に 1 台ずつ、合計 2 台の高速摩擦洗浄機を使用しています。粉砕機の摩耗を減らすために、前処理にシュレッダーを追加できます。

設備を増やすと製品の質は向上しますが、投資コストと運用コストも増加します。人件費が低い地域では、コンベアの代わりに設備間の手動移動を使用するなど、一部の設備を手作業で置き換えることができます。

結論

この記事では、プラスチックフィルム洗浄ラインでよく使用される代表的な装置を紹介します。リサイクル方法に決まった基準はなく、フィルムの種類や汚染レベルに応じて慎重に選択することが重要です。装置によって性能に大きな差があるため、決定する前にメーカーの工場を訪問することをお勧めします。