単軸プラスチックペレタイザーの解説

Industrial extrusion machine in factory setting

当社の先進的な単軸プラスチック造粒機は、ヒートウェーブ・スタビライゼーション(Heat Wave Stabilization)によりバレル全長にわたって均一な熱分布を実現し、高品質なプラスチックペレットを生産します。この省エネルギー型造粒機は、単段式・二段式のいずれの構成も選択可能で、油圧式スクリーンチェンジャーを標準装備しているため、運転中のダウンタイムがありません。

単軸プラスチック造粒機とは?

単軸プラスチック造粒機(単軸ペレタイザーとも呼ばれます)は、プラスチックスクラップを溶融し、小さく均一なペレットに再生する装置です。ほとんどのプラスチックリサイクルラインの最終工程に位置し、洗浄済みフレークや粉砕再生材を投入すると、密度が高く流動性に優れたペレットが得られます。押出・射出成形にそのまま使えるほか、再生樹脂として販売することもできます。

造粒には、粉砕品のままでは得られない3つの効果があります。第一に、材料を高密度化することです。ペレット1袋は、嵩張ったフィルムフレーク1袋よりはるかに重いため、保管・輸送コストを削減できます。第二に、溶融ろ過工程により、洗浄で取り切れなかった最後の汚染物質(紙繊維、劣化ゲル、微細な砂粒など)を除去できます。第三に、溶融樹脂を均質化するため、すべてのペレットが同じ組成・同じメルトインデックスとなり、これは下流の加工業者が実際に求める品質です。

単軸ペレタイザーの仕組み

動作原理は4つの段階からなります。 供給: プラスチックスクラップがホッパーに入り、バレル内に落下して、回転するスクリューによって前方へ搬送されます。 Melting: バレルに沿ったヒーターバンドが、スクリュー自体によるせん断発熱と相まって、プラスチックを均一な溶融状態にします。当社のヒートウェーブ・スタビライゼーションは、バレル全長にわたって温度を均一に保ち、ポリマーを劣化させるホットスポットを防ぎます。

濾過: 溶融樹脂はスクリーンチェンジャーを通過し、汚染物質を捕捉します。標準装備の油圧式スクリーンチェンジャーは、ラインを止めることなくスクリーンを交換できるため、スクリーン交換時のダウンタイムがありません。 ペレット化: 清浄になった溶融樹脂はペレットに成形されます。水槽で冷却したストランドを切断する方式か、ウォーターリング内でダイフェースにて直接切断する方式のいずれかで、その後乾燥して回収されます。

その他の技術的な工夫として、スクリューシャフトを安定かつ静かに駆動する高精度ギアボックス、特注配合鋼で製造され防錆・耐摩耗のためガス窒化処理を施したバレルとスクリューを採用しています。温度計一体型の超静音換気ファンとPID温度制御が、バレル全長にわたって機能します。

主要コンポーネントの解説

スクリューとバレル。 装置の心臓部です。スクリュー径(SJシリーズでは100~200mm)が処理能力を決め、L/D比(長さ÷直径)がダイに至るまでの溶融・混練の程度を決めます。L/Dが長いほど清浄で均質な溶融樹脂が得られますが、より大きな駆動力が必要になります。

ギアボックスと駆動モーター。 ギアボックスはモーターの回転数をスクリューの実用範囲まで減速し、トルクを増幅します。精密ギアボックスは静粛性に優れ、造粒の連続重負荷下でも長寿命です。

加熱と冷却。 ヒーターバンドが各バレルゾーンを設定温度まで加熱し、冷却ファンが過熱を防ぎます。PID制御が温度を狭い範囲内に保持するため、最初の1kgから最後の1kgまでペレット品質が安定します。

スクリーンチェンジャー。 ペレット品質を守る最後の砦です。当社の装置に標準装備の油圧式スクリーンチェンジャーにより、オペレーターは目詰まりしたスクリーンを押出を止めることなく数秒で交換できます。

Single-screw plastic pelletizing machine in a recycling plant
Single-screw pelletizer extruder and control cabinet

切断システム。 溶融造粒(ウォーターリング造粒)とストランド造粒のどちらを選ぶかにより、ウォーターリング切断システム、または水槽とペレットグラニュレーターを備えたストランドラインが取り付けられます。より高度な自動化には、ブロワー付き縦型乾燥機から貯蔵サイロへの供給を追加できます。

単段式と二段式の構成

単段式は1台の押出機ですべてを行います。溶融・ろ過・造粒を一貫処理でき、シンプルで安価、メンテナンスも容易です。自社のエッジトリムや前洗浄済みフレークなど、比較的きれいなスクラップに適した選択肢です。

二段式は2台目の押出機を直列に配置します。第一段で材料を溶融して粗ろ過を行い、溶融樹脂はそのまま第二段の押出機に送られて再溶融・精密ろ過された後に造粒されます。この2パス処理により、印刷済みフィルム、土壌残渣のある農業用フィルム、混合された使用済みスクラップといった難易度の高い原料からも、目に見えて清浄なペレットが得られます。ただし、電力は約30~40%増え、設置面積も大きくなります。

大まかな目安として、原料がすでに適切な 洗浄プロセスを経ている場合は、単段式で十分なことがほとんどです。汚れた材料や印刷済み材料をそのまま造粒する場合は、二段式がペレット品質の面で十分に元が取れます。

ストランド造粒とウォーターリング造粒

で ストランドペレタイズでは、溶融樹脂が連続したストランドとしてダイから吐出され、冷却水槽を通過して、ストランドペレタイザーでペレットに切断されます。設備はシンプルで、ペレットは円柱状で均一です。HDPEやPPなどの硬質プラスチック向けに実績のある方式です。

で ウォーターリング造粒では、回転ナイフがダイフェースで溶融樹脂を直接切断し、水がペレットを流し去ります。切断されるストランドがないため、粘着性のある材料や高スループットにより適しており、ペレットはほぼ球状に仕上がるため、下流の供給システムでの流動性に優れています。

単軸造粒機と二軸造粒機

単軸造粒機は、シンプルなリサイクル(溶融・ろ過・造粒)に適した経済的な選択肢です。導入コストが低く、消費電力が少なく、メンテナンスも少なくて済みます。そのため、PE・PPフィルムや硬質プラスチックのリサイクルで主流となっています。

二軸機は、単なる再溶融を超える用途で真価を発揮します。フィラーやカラーマスターバッチの樹脂へのコンパウンド、吸湿性材料からの水分の脱揮、強力な混練を要する配合の処理などです。製品が単純な再生ペレットであれば単軸が賢明な選択です。コンパウンドを設計するのであれば二軸を検討してください。

材料と用途

単軸造粒機は、ポリオレフィンの主流素材であるPEフィルム・袋、PP織布袋・硬質部品、HDPEボトル・容器に対応し、PSやABSの粉砕品も処理できます。代表的な導入例としては、フィルムリサイクルライン(嵩高いフィルム用には カッターコンパクター造粒ライン と組み合わせたもの)、硬質プラスチックの洗浄・造粒ライン、自社生産スクラップの社内再生などがあります。

単軸造粒機はこうしたリサイクル用途に最適ですが、コンパウンド用途に特化した 二軸プラスチック造粒機 もご用意しています。

Recycled plastic pellets produced by a single-screw pelletizing machine

技術仕様

モデルスクリュー直径L/D駆動モーターOutput
SJ-100○100mm20/3245-55 KW100-200 KG/H
SJ-120○120mm20/3255-75 KW100-200 KG/H
SJ-150○150mm20/3275-90 KW200-300 KG/H
SJ-180○180mm20/3290-132 KW200-400 KG/H
SJ-200○200mm20/32160-280 KW600-800 KG/H

CE認証取得可能。
ご要望に応じて、より大型・高出力のモデルもご用意できます。

適切な単軸造粒機の選び方

まず材料から検討します。フィルムや袋類にはカッターコンパクター供給または二段式構成が適し、きれいな硬質粉砕品であれば単段式で十分です。次に、平均ではなくピークの供給速度に合わせて処理能力を選定し、15~20%の余裕を持たせて、押出機が常にフル稼働にならないようにします。

次に、目標とするペレット品質に合わせて構成を選びます。食品接触用途に準じる用途や高透明度のペレットを販売する場合は二段ろ過が正当化されますが、自社スクラップの社内再利用では通常不要です。最後に、ユーティリティを確認してください。大型のSJモデルには十分な電力供給と冷却水能力が必要なため、導入前に工場インフラを確認しましょう。

よくあるご質問 (FAQ)

単軸プラスチック造粒機は何に使われますか?

プラスチックスクラップ(フレーク、粉砕フィルム、粉砕品)を、押出・射出成形・インフレーションフィルムラインに直接投入できる均一なペレットに変換します。造粒により材料は高密度化され、残留水分や汚染物質が除去され、粉砕品のままより高い再販価格が付く安定した原料が得られます。

単段式と二段式の造粒機の違いは何ですか?

単段式は1台の押出機で、溶融・ろ過・造粒を1パスで行います。比較的きれいなスクラップに適しています。二段式は第一段の後に2台目の押出機を追加した構成で、第一段で溶融・前ろ過、第二段で再溶融・精密ろ過を行い、より汚れた原料や印刷済み原料からも清浄なペレットを生産できますが、消費電力は高くなります。

ストランド造粒とウォーターリング造粒、どちらを選ぶべきですか?

ストランド造粒はダイからストランドを押し出し、水槽で冷却してからペレットに切断します。シンプルで経済的な方式で、硬質プラスチックに適しています。ウォーターリング造粒は、ウォーターリング内でダイフェースにて溶融樹脂を直接切断する方式で、粘着性のある材料や高スループットにより適し、より丸いペレットが得られます。詳しくは当社の ウォーターリングペレタイザーガイド で詳細を解説しています。

単軸造粒機と二軸造粒機、材料にはどちらが適していますか?

単軸機は、PE、PPおよび類似のポリオレフィンのシンプルな溶融・造粒リサイクルにおける主力機です。低コストでメンテナンスも簡単です。二軸機は、充填・強化された配合や多成分系向けに強力な混練・コンパウンド機能を備えています。当社の 二軸押出機ガイド で、コンパウンドが必要となるケースを解説しています。

単軸造粒機の処理能力はどのくらいですか?

以下のSJシリーズは、スクリュー径、L/D比、材料により100~2,000kg/hをカバーします。同じ装置でも、軽いフィルムは密度の高い粉砕品より処理速度が遅くなります。必ずピークの供給速度に合わせて選定し、発注前に実際のスクラップでテスト結果を確認してください。

ラインに合ったプラスチック造粒機の選び方は?

材料(フィルムか硬質か)、汚染レベル(単段か二段か)、目標とするペレット品質、下流工程に合わせて装置を選んでください。当社の プラスチック造粒機購入ガイド では選定プロセス全体を解説しており、 PET単軸造粒機の記事 ではPET特有の考慮点を解説しています。

設置や購入後のサポートはありますか?

はい。設置指導、試運転支援、オペレータートレーニングに加え、スクリュー、バレル、ヒーター、スクリーンチェンジャーなどの長期的なスペアパーツサービスを提供しています。

お使いの材料に合った造粒機の選定でお困りですか? プラスチック造粒機購入ガイドをぜひご覧ください または 当社のエンジニアリングチームにご連絡ください。 に、スクラップの種類と目標スループットを添えてご連絡いただければ、最適なご提案をいたします。

著者: プラスチックリサイクルマシン - Rumtoo

Rumtooプラスチックリサイクルマシナリーは、PETボトルおよびPP/PEフィルムのリサイクルにおける高性能ソリューションを専門とするトップメーカーです。20年以上の実績に基づき、高度な洗浄システム、ペレタイジングライン、プラスチックシュレッダー、クラッシャーなど、幅広い設備を提供しています。当社の技術は、汚れたLDPEフィルムやPP不織布バッグといった難処理廃棄物を高純度のプラスチック顆粒に変換することに特化しています。現在、Rumtooは世界中の数百のリサイクル施設をサポートし、毎月数千トンのプラスチックを処理し、世界の循環型経済の目標達成に貢献しています。