プラスチックフィルム洗浄ラインの仕組みとは？PPおよびPE廃フィルムの完全な処理フロー

核心的な答え：Aプラスチックフィルムの洗濯物干し圧縮された汚染されたPPおよびPEフィルムを、8つのモジュールを一定の順序で通過させることで、きれいなフレーク状に加工します。これらのモジュールは、計量ベルト供給、60～80mmへの予備切断、40mm以下への二次粉砕、水より密度の高いものをすべて沈殿させる沈下浮上タンク、密閉式スクリュートランスファー、高速摩擦洗浄機、水分を5～8%まで低減するスクリュープレス、そしてペレタイザーに供給するバッファーサイロで構成されています。汚染物質が残っている間はポリマーは溶融しません。最終的なフレークの品質は、個々の機械ではなく、これらのモジュールの順序によって決まります。

フィルムは、機械式リサイクルにおいて最も扱いにくい原料です。薄く、絡まりやすく、折り目ごとに水分が溜まりやすく、ボトルベールよりもはるかに多くの非プラスチック物質を含んだ状態で到着します。米国環境保護庁（EPA）は、2018年のプラスチック全体のリサイクル率を8.7%、プラスチック容器と包装材のリサイクル率を13.6%と発表しました。これらの数字は、フィルムが依然としてどれだけ回収されずに残っているか、そしてライン設計が商業的になぜ重要なのかを示しています。このガイドでは、フローをモジュールごとに順を追って説明し、同じ装置でもPPとPEで異なる設定が必要となる箇所を解説します。

プラスチックフィルム製の物干しロープの実際の働きとは

すべてのモジュールプラスチックフィルムの洗濯物干しこの装置は、材料のサイズ調整、ポリマー表面からの汚染物質の除去、ポリオレフィンと水よりも密度の高い物質の分離、または水分の除去という4つの機能のうちいずれか1つを実行します。モジュールはセットで販売されますが、ブロック状に組み立てられているため、購入者はライン全体を交換することなく、後から温水洗浄工程や2回目のすすぎ工程を追加できます。見積書には、どのブロックが含まれているかが明記されているはずです。

重要な区別は解放そして除去摩擦洗浄は汚れを溶かすのではなく、表面に付着した土、インク、接着剤を削り取り、次の工程で水とともに洗い流します。工程が一つでも欠けると、汚染物質は除去されず、下流に移動するだけで、ペレット中に黒い斑点、金型の摩耗、異臭として再び現れます。

処理フロー全体（モジュール別）

2つのモジュールは標準装備ではなくオプションであり、上の表はそれらを除いたラインを示しています。シュレッダー前の乾燥式プレスクリーンはフィールドフィルムに適しており、苛性ソーダを添加する加熱洗浄槽は印刷済み小売フィルムや食品接触経路に適しています。どちらについても以下で説明します。

1：飼料と2段階のサイズ縮小

オンプラスチックフィルムの洗濯物干しベルトは周波数変換器で駆動されます。なぜなら、供給速度は一連の処理の中で最初に調整可能なポイントだからです。フィルムをシュレッダーの処理能力よりも速く送り込むとチャンバーがブリッジ状態になり、逆に遅すぎると下流のすべてのモジュールがフィルム不足に陥ります。この2つの条件を一致させることでスループットを安定させることができ、安定したスループットはピーク値の高さよりも価値があります。

シュレッダーは細かく砕くためのものではなく、それはクラッシャーの役割です。ギア式トランスミッションを介して低速で高トルクで回転する大径の平らなローターが、大量の材料や絡まりやすい材料（丸ごとのベール、包装されたストレッチフィルム、空気が入ったままの袋など）を処理します。スイング式の油圧プッシャーが材料をローターに押し付け、ローターの上を滑らせないようにすることで、フィルム製造ラインのロス時間を削減します。D2工具鋼製のブレードとCNC加工されたメインシャフトは、この工程に耐える部品です。

破砕機は、あらかじめカットされたチップを40mm以下に粉砕します。ローターは、硬質スクラップに使用される千鳥状のフックではなく、はしご状のブレード配置を採用しています。これは、フィルムには滑り落ちないせん断面が必要だからです。油圧シリンダーによってスクリーンクレードルが開き、ブリッジの除去やスクリーンの交換が行われます。フィルムの場合、スクリーンの交換は年1回ではなく、毎週行う作業です。

なぜ1段階ではなく2段階にするのか？それは、2台の機械が異なる問題を解決するからです。1台は量と連続性を処理し、もう1台は最終的な寸法を処理します。これらを1つのユニットに統合すると、設備投資とダウンタイムのコストを削減できます。細かく粉砕する機械にベール全体を投入すると詰まりが発生し、シュレッダーだけではフロートタンクで均一に洗浄できるチップを生成できません。チップのサイズにも適切な範囲があります。40 mmをはるかに超える破片は、折り畳まれた層の中に土を閉じ込め、水が届きません。一方、それよりはるかに小さい破片は、洗浄水と一​​緒に浮上してスクリーンを詰まらせる微粒子を生成します。

2：フロートタンクは一度に3つの役割を果たします

プラスチックフィルム洗浄ラインでは、沈下・浮上分離によってポリオレフィンが水よりも軽いという性質を利用します。PPの比重は約0.90～0.91 g/cm³、PEは約0.91～0.96 g/cm³、PETは約1.33～1.40 g/cm³、PVCは約1.30～1.45 g/cm³です。比重が1.00を超えるものはすべて沈み、フィルムは浮いて水面から取り除かれます。

それが分離作業であり、ほとんどの記事はそこで終わってしまう。しかし、同じタンク内でさらに2つの作業が行われる。

まず一つ目は浸漬方式です。フィルムは本来水に浮く性質があるため、水面に浮かせるだけのタンクではほとんど洗浄効果が得られません。ステンレス製のパドルでフィルムを水面下に押し下げ、折り目が水に浸り、余分な部分が浮き上がるまで十分な時間保持します。これがフィルムタンクとボトルタンクを分ける唯一のポイントであり、仕様書には記載されていません。

2つ目は、砂の連続排出です。砂利、ガラス、石などが常にタンク底部に堆積し、それらを取り除くためにタンクを停止して排水しなければならない場合、毎日生産量が減少します。エアシリンダー排出バルブを使用すれば、ラインを稼働させたまま堆積物を排出できます。

タンクの形状は、汚れの負荷が鋼鉄に変わる場所です。長さは処理量だけで決まるわけではありません。同じ時間当たりの処理能力でも、原料に鉱物汚染が多いほどタンクは長くなります。公表されている構成は、長さ約4～10m、幅1.5～2mです。これが、フィルム上の洗浄強度が問題であることを示す最も明確な証拠です。滞留時間噴霧圧力ではありません。小型タンクを大型ポンプに交換することはできません。

3：摩擦洗浄：滞留時間が水量に勝る

摩擦洗浄機は、表面に残った汚れを除去する場所です。高速回転するローターが、微細な粒子を穴の開いたスクリーンや他の粒子に衝突させることで、汚れ、インク、接着剤などを化学反応で溶解するのではなく、接触によって摩耗除去します。

この効果を生み出す設計上の工夫は2つあります。ローターは長く傾斜して設置されているため、材料はハウジング内をより長い経路で移動し、接触時間が長くなります。そのため、適切なサイズのワッシャー1枚で、サイズの合わないワッシャー2枚を置き換えることができます。また、シャフトは動的バランス調整され、耐摩耗性を高めるためにメッキ加工が施され、水冷ベアリングで支持されています。これは、湿った砂利の多いハウジングがグリースを劣化させ、最終的にベアリングを損傷させるためです。ローターの回転速度は最高で約900rpmに達しますが、速度自体にはあまり意味がありません。重要なのは、フレークがスクリーンから出るまでに何回スクリーンに接触するかです。

これが、プラスチックフィルム洗浄ラインにおいて、水量ではなく摩擦洗浄が主力となる理由です。

4：脱水後、緩衝液処理

スクリュープレスは、連続的な低速圧縮によって水分を除去します。プラスチックフィルム洗浄ラインでは、プレスが主要な脱水装置であり、乾燥機は仕上げ作業を行うだけです。プレスは、高速回転に依存し、薄いシートでバスケットが目詰まりしやすい遠心式乾燥機よりもフィルムに適しています。機械式プレスでは、材料の水分含有量を約5～8%まで下げ、熱式乾燥機を追加することで3～5%まで下げることができます。スクリュープレスのメーカーは、遠心式乾燥機と比較して大幅な省電力効果を謳っていますが、単一のパーセンテージはベンダーのデータとして扱い、銘板に記載されているkW値を確認してください。

水分は見た目の問題ではありません。押出機に水が入ると、水は瞬時に蒸気となり、空隙を生じさせ、ダイに圧力をかけ、機械的強度の低いペレットを生成します。

洗浄工程とペレット化工程の間にあるバッファサイロは、ライン上で最も過小評価されている部分です。洗浄工程は連続的に行われますが、ペレット化工程は供給の中断に対して非常に敏感です。バッファがない場合、上流工程でのわずかな停止でもダイでの起動スクラップとなり、起動スクラップは工場で発生する最も高価な材料です。また、ステンレス製のサイロは、洗浄されたフレークが床面で汚染物質を拾うのを防ぎます。

5：オプションの2つのモジュール

乾燥前スクリーニング。シュレッダーの前に設置されたトロンメルまたは振動スクリーンは、1リットルの水を使用せずに、緩んだ土、砂、石、作物残渣を取り除きます。フィールドフィルムやヤードで収集されたフィルムの場合は、この方式は容易に正当化されますが、きれいな工業用端材の場合はそうではありません。経済的な理由は単純です。シュレッダーに到達する研磨性の鉱物は刃の寿命を縮め、フィルムの刃の寿命はすでに数週間単位なのです。

高温洗浄、すすぎ付き。加熱されたタンク（通常は苛性ソーダが添加されている）は、接着剤を緩め、油を鹸化します。250～1,500 kg/h ラインでの公表されている消費量は、モデルやモジュールの搭載状況によって、蒸気が 0～約 450 kg/h、化学薬品が 0～約 10 kg/h となっています。両方の範囲の下限にあるゼロは参考情報です。冷水洗浄が基本であり、加熱は有料のアップグレードオプションで、印刷物や食品接触に関する要件を満たす必要がある場合にのみ購入すべきです。

PPとPEで同じ行でも設定が異なる必要がある理由

1つの生産ラインで両方のポリマーを生産することは可能だが、全く同じ条件で生産することはできない。

サプライヤーのウェブサイトが避けがちな点は以下のとおりです。密度分離ではPPフィルムとPEフィルムを分離することはできません。両者の濃度範囲は近すぎるため、水槽で分離することはできません。浮選によってPPとPEを分離すると謳うプラスチックフィルム洗浄ラインは、物理的に不可能なことを説明しているのです。単一樹脂の流れが必要な場合は、近赤外線選別による上流工程、または供給業者による厳格な管理によって、原料の受け入れ段階で分離を行う必要があります。そうしないと、正直な出力はPP/PE混合物となり、価格も販売価格も一体として扱われます。

2種類のポリマーを互換性のあるものとして扱うことは、清浄な材料で良好な結果が得られたラインで期待外れの生産量となる最も一般的な原因である。

収量、水、電力を決定する要因

経済性を左右する4つの数値があり、それらはすべて原料価格によって左右される。

物質収支。汚染物質は製品ではなく、スラッジとして残ります。畑から回収された農業用フィルムは、総重量の30～50%が土壌、砂、水分を含んでいると広く報告されており、その原料からの収率は50～70%が一般的です。1,500 kg/hのライン供給式マルチフィルムは、1,500 kg/hのフレークを生産するわけではありません。これとは異なることを示唆する引用は、よりクリーンな原料を前提としているか、湿重量で計算していることになります。

権力、二度述べた。設置電力と運転電力は異なる数値であり、両方とも必要です。このクラスの送電線では、設置電力は最小で約195kW、1,500kg/hで約530kWまでですが、実測消費量は約120～395kWhです。モーターは起動時と最悪の負荷時に合わせて設計されているため、比率は1.4～1.6程度になります。設置電力は変圧器と送電ケーブルのサイズを決定し、運転電力は電気料金を決定します。どちらか一方しか提示しない見積もりでは、質問に回答したことにはなりません。

水。契約書には、1トンあたりの淡水取水量と、汚泥排出計画を明記する必要があります。農業用フィルムの場合、汚泥の量が製品全体の質量に匹敵する可能性があるため、洗浄機ではなく、水処理施設が処理能力の限界となることがよくあります。

環境負荷と摩耗。最上位のラインでは、建物の長さが約70m、幅が約15m必要で、最小のラインでは約29mで済みます。倉庫の長さは、プロジェクトを頓挫させる最初の制約となることが多く、価格交渉の前に決定されます。摩耗についても同様です。砂は研磨剤であるため、現場のフィルムで確認できるブレード、スクリーン、ポンプインペラの交換間隔は週単位で測定され、予備部品の予算は事業計画の初日から組み込まれます。

フィルム洗濯物干しが失敗する場所

プラスチックフィルム洗濯物干しの仕様の決め方

価格交渉に入る前に、以下の5つの質問で仕様の大部分が確定します。主な原料は何ですか？重量比で測定された汚染度はどのくらいですか？フレークの購入者は実際にどの程度の品質を許容しますか？また、その品質はどのように測定されますか？年間生産量はどのくらいで、シフト数はいくつですか？敷地内の水、電力、床面積の制限はどのくらいですか？また、後からペレット化を追加する予定はありますか？ペレット化を追加すると、サイロやレイアウトの決定事項が変わります。

そのうち2点は特に強調すべきである。汚染は推定ではなく測定されなければならない。乾燥させて重量を測定したサンプルは、発生源の説明よりも多くの情報を提供してくれる。また、製品の品質には明確な試験方法が必要である。試験方法のない純度数値は契約において強制力を持たないからだ。

5つの質問に書面で回答すると、モジュールのサイズがそれに従って決定されます。回答を省略すると、決して到達しない平均値に基づいて行のサイズが決定されます。

FAQ

どれだけの水がプラスチックフィルムの洗濯物干し使用？消費量は、原料の汚染度と循環システムが閉鎖型かどうかによってほぼ完全に左右されます。鉱物含有量の多い農業用フィルムは、きれいな工業用端材よりもはるかに多くの水を消費し、連続的に汚泥を除去する閉鎖型循環システムは、淡水の取水量を大幅に削減します。時間当たりの数値ではなく、投入量1トン当たりのリットル数を尋ね、排出計画と併せて提示してください。

1つのラインでPPフィルムとPEフィルムの両方を処理できますか？はい、乾燥温度、カッタークリアランス、洗浄温度などのパラメータを調整すれば可能です。ただし、浮選によって2種類のポリマーを分離することはできません。近赤外線選別を前工程で行わない限り、PPとPEの混合物が残ることを想定してください。

洗浄後のフィルムフレークは、どのくらいの水分含有量に達するべきでしょうか？スクリュープレスでは通常5～8%の残留水分が残りますが、その後の熱乾燥機で3～5%まで下げられます。データシートではなく、ご自身の測定器で乾燥機の出口で水分量を確認し、複数回サンプリングしてください。フィルムは印刷開始時に乾燥ムラが生じるためです。

プラスチック製の物干しロープはいくらですか？コストは、処理能力、洗浄工程数、水処理能力、ペレット化処理の有無によって左右されます。マルチフィルム用のラインは、同じ時間当たりの生産量でも、シュリンクラップ用のラインよりもフロントエンドとスラッジ処理設備がかなり大きいため、見積もりは全体ではなく、モジュールごとに比較してください。

洗浄後、ペレット化する必要はありますか？必ずしもそうとは限りません。フレーク状の製品は地域によっては安定した市場がありますが、ペレット状の製品は輸送しやすく、計量も容易で、価格も高くなります。プラスチックフィルム洗浄ラインは通常、洗浄モジュールを交換することなく後からペレット化機能を追加できるように設計されているため、バッファサイロやレイアウトの余裕は後ではなく今の方が重要になります。

結論

プラスチックフィルム洗浄ラインは、力任せではなく、供給、プレカット、粉砕、浮遊、移送、洗浄、プレス、緩衝といった一連の工程によって機能します。正しい順序で処理すれば、きれいなフレークが得られます。いずれかの工程を省略すると、汚染物質が下流に移動し、修復コストが高くなります。成功を予測する仕様は、地味なものばかりです。重量による汚染度、乾燥機出口での水分量、1トンあたりの水使用量、設置電力と運転電力の比率、そして摩耗部品のスペアパーツ計画などが挙げられます。

PP/PEフィルム製造ラインの導入をご検討されている場合は、原料分析結果と目標とするフレークまたはペレットの仕様をお送りください。KiTechが最適なモジュール構成をご提案し、カタログ上の数値ではなく、実際の歩留まりをお知らせいたします。

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