ポリプロピレン無織布は、現代の経済で最も広く使用されている柔らかい素材のひとつになっていますが、その成功はリサイクルの難しい問題を引き起こしています。スパンボンドとメルトブローンの医療マスクからSMSコンポジット外科衣、針打ち加工された土石工法用テキスタイル、ウェットティッシュ、包装袋、使い捨て食器用カバーなど、PP無織布廃棄物は医療、衛生、農業、建設、消費財の各分野で大量に生成されています。オーストリアの技術をもとにした最良のPP無織布リサイクルラインは、緩やかな低密度の布材料廃棄物を統一された再生PPパウダーに変換します。独特のカッター・コンプレッサーとシングルスクリューエキスプレイアプローチを備えたこのラインは、材料科学、装置構造、運用条件、品質成果、認証のあり方を意味しています。ポリレテック(ワンスプラ工場)は、自社のリサイクル装置をこのオーストリア由来のプラットフォームに基づき、証明された欧州のプロセスロジックと中国の製造能力を結びつけて、堅牢かつ費用効率の高いラインを開発しています。
PP非織布のリサイクルの特徴は、ポリプロピレンという既知の商品材料そのものではなく、投入されるフィードの物理的形態だ。非織布は軽くてふわふわで、静電気を帯びており、多くの場合、熱溶着接着剤、金属ノーズストリップ、弾性バンド、印刷インキ、および水分が付着している。硬質PPリグンダウニングまたはフィルム片に効果的な従来のリサイクルアプローチは、材料を安定してエクストラクターに供給できないためにここで失敗する。オーストリアの技術では、カッターコンパクターが摩擦熱によってフィードを前処理し、機械で圧縮することで、材料がエクストラクターの缶に到達する前から体積密度を桁違いに高める。その結果、要求の厳しい射出成形、押出成形、および再スピニングアプリケーションに適したリサイクルPPを生み出す安定した、継続的でエネルギー効率の高いプロセスになる。
PP 非編まれた布廃棄物のタンパク源および材質特性の理解
PP ノンウーブン生地は単一の素材ではなく、複数のウェブ形成および接着方法により生産される構造の一族です。各方法によって、物理的特性が異なり、それがどのように資源回収されるかに直接影響します。資源回収エンジニアの最初の任務は、供給原料のプロファイリングです。なぜなら、最適なカッター・コンプレッサー設定、スクロー設計、およびろ過戦略は、実際にプラントに到達したものに従って決定されるからです。クリーンなスパンボンドエッジトリムを処理するラインでは、最終消費者のマスクやウォッペを処理するラインとはまったく異なるチューニングが必要になります。
スパンボンド、メルトブローン、および複合構造
立体型不織布は、連続的なポリプロピレン繊維を動くベルト上に押し出し、熱や機械で接着して作られます。これは、業界の主力製品で、ショッピングバッグ、農作物の被覆、家具用の包装紙、おむつの背身などに用いられています。グラム重量は一般的に15〜150グラム/平方メートルです。産業用エッジトリミングとして収集すると比較的きれいな状態です。溶融吹き付け不織布は、高速熱風によって形成されたさらに細い繊維を用いています。マスクや保護具のフィルタとバリア機能を発揮しますが、より繊細で、埃や静電気の影響を受けやすい特徴があります。SMSは、立体型不織布–溶融吹き付け不織布–立体型不織布の複合体で、強度とバリア性能を兼ね備えたものとして、外科用ガウンやダレに使用されています。針刺し型の土木繊維は、分離、排水、補強に用いるより重い、機械的に纏結されたポリプロピレン製のネットで、体積が大きく、土や石鹸の粉などによって汚れやすい特徴があります。
消費者および衛生部門
最も急増しており、リサイクルが最も困難な原料は、衛生用および個人用保護等の廃棄物、つまり使用済みマスク、保護ガウン、ウェットティッシュ、および使い捨て食器用袋です。これらの流れには、体の油、ローション、インク、接着剤、および臭気が含まれており、これに応じた強力な脱石油化が必要です。包装袋や織り製品の無数のもの容器のほうが汚れが少なくクリーンですが、印刷加工されていることがある一方、一回使用のみの食器用袋やコップホルダーは通常汚れがなく、処理が容易です。こうしたスペクトルを理解することは重要で、リサイクリングラインは平均的なケースではなく、実際の最悪のケースに合わせて設計しなければなりません。
供給パッケージの主要な物理パラメーター
ライン設計において、5 つのパラメータが重要です。グラム重量(15~150 グラム/平方メートル)は体積生産性を決めます。布の粗密度はわずか20~50 キログラム/立方メートルと非常に低いため、最大の課題となっています。凝縮前の水分含量は2~8%であり、シューケットが生じないように、また分解を防ぐため除去する必要があります。静電気は橋状凝縮を引き起こし、均一な送りを妨げます。熱溶融接着剤、メタル型ネス、弾力バンド、および印刷インクなどの汚染物質は、フィルターと分離の手法を決定します。以下の表は、一般的な供給タイプの代表的な値をまとめています。
| 供給元 | 重量(g/m²) | 粒体の密度(kg/m³) | 水分(%) | 典型的な汚染物質 |
|---|---|---|---|---|
| スパウンドボンドエッジ・トリム | 20から80 | 25~45 | 1 から 3 台 | 小型印刷インク、帯電防止エージェント |
| 溶融吹き付けフィルタ媒体 | 15~40 | 20~35 | 2~5つ | 繊維、埃、悪臭 |
| SMS コンポジット PPE | 40~90 | 25~50 | 3〜7 | 熱融接着剤、弾性性、インキ、臭気 |
| 針で穴あけされた土木用布地 | 100〜150 | 30~50 | 3 ~ 8 | 鉱物小繊維、土壌、紫外線安定剤 |
| ワイプおよび衛生関連廃棄物 | 30~70 | 20~40 | 4~8 | ローション、油、臭気、印刷。 |
| 包装と容器 | 50から120 | 30~50 | 2~4 | 重い印刷インキ、ラミネート |
なぜ低密度がコア的なプロセス上の課題であるのか
バルク密度は、物質の質量を単位体積で表すもので、ゆるいPP非織物の場合はわずか20~50キログラム/立方メートルです。これは、1立方メートルのゆるい布が大人ひとり分の体重よりも軽いためです。この極度の軽さは、従来のリサイクリングにおけるほぼすべての供給に関する問題の要因です。軽くてふわふわな材料がエクストラーダ・ホッパーに投入されると、充填率が良くならず、空気がとまり、安定したアーチや橋が形成され、ホッパーの口部分を塞ぎます。さらには、エクストラーダに材料が入ったとしても、充填密度が低いため、メトリングゾーンでは安定した溶融圧力を生み出すことができず、エクストラーダが乱れ、材料を供給できません。
オーストリアの技術的アプローチは、押出前に密度の差をなくすことです。カッター・コンパクターは、ゆたかな布を切り、小さなフレークにし、摩擦の熱を利用して、300から450キログラム/立方メートルの密度をもつ、高温の自由流動的なアグログレイトに乾燥・コンパクト化します。これは十倍の改善であり、固有重力または強制供給による安定した供給に十分です。この前処理工程がないと、オペレーターはクラマー供給装置、減量供給、または別のアグログレイタを使用せざるを得なくなります。これらすべては、スループットを低下させ、エネルギー使用を増大させ、オペレーターの作業負荷を増大させます。
乾燥は問題を増大させます。投入物中の水分が2~8%の時に、パイプ内で蒸気に変化して空隙を作り、溶け出し、仕上がりが劣化します。カッターコンプレッサーが事前加工中に水分を約5%から0.3%以下に下げることで、エクストラクタには乾燥した高密度の物質のみが送られます。この単一の統合点が、本物のPP 不織布リサイクリングラインと再利用されたフィルムペレーティングラインを区別します。
オーストリア技術のルート:ワンステップカッター・コンパクター対二段階押出機
PPリサイクリングにおける「オーストリア技術」とは、エレマやNGRなどのヨーロッパの機器メーカーが先駆したプロセスアーキテクチャを指します。カッター・コンパクターとエキストラクターが直接連動しているもので、前処理と溶融は独立した機器ではなく、連続的で熱的にリンクされた手順で行われます。主に2種類の方式があります。一方は1ステップの統合ライン、もう一方は2ステージのラインです。どちらも、独立したアグロメーターに送料された後、その結果を別のエキストラクターで処理するという従来の方法とは根本的に異なります。
ワンステップ・インテグレートカッター・コンパクタールート
単段設計では、カッタコンパクターが単一スレッドのエキストラーダの真上またはその横に設置されます。カットされ、摩擦で加熱された繊維片は、短い移行口を通ってスレーブ送り口に落下するため、実質的に滞留時間の隙間がなく、熱損失は最小限に抑えられます。エキストラーダは、コントロールされた速度で、熱く乾燥した、緊縮された材料を受け付けます。この配置はコンパクトでエネルギー効率が高く、エッジトリミング、変換済みオフセット、および選別された衛生材料などの、不純物が少ないまたは中度の混合物を持つ不織布廃棄物に最適です。
2段式押出機ルート
2段構造では、最初のエキストルダーで材料を溶融、ろ過、および均質化し、金型へに向けてパルプ化する前に、溶融物を溶融ポンプまたはアダプターを介して第二のエキストルダーへと移します。この分離は、フィードが濃く印刷されている場合、悪臭が発生している場合、または揮発性成分が多い場合に有用です。第二段階では、溶融物安定性を犠牲にすることなく、より長く深い真空ゾーンを運用できるためです。しかし、資本コストが高くなり、設置面積が大きく、エネルギー消費量も増加します。
従来型アグリゲータプラスエクストラーダ
従来の方法では、繊維を締合するためにバッチまたは連続的な集塵機を使用した後、集塵部を手動または気力によって別の押出機に転送します。この接続が不安定であるため、熱損失、粉塵、不一致の供給温度、および労力集中型の作業が発生します。近代的なオーストリア由来のラインでは、この弱いリンクを除去するために、直接接続を使用します。以下の表では、これらの3つのアプローチを比較しています。
| 方面 | ワンステップカッター・コンパクター | 2段式押出機 | 締集機+押出機 |
|---|---|---|---|
| プロセスリンク | 直接接続 | 2つのシリンダーを並列に配置したエトラッサー | 接続解除された機械 |
| 設置面積 | コンパクト | 大型 | 大型にトランスファー機能 |
| 脱抗雑質化の深さ | 適度 | 豊富なステージ。 | 限定 |
| 1kgあたりのエネルギー | 低中 | 高大型 | 高大型 |
| ベストの飼料 | 清潔された中程度の非織物 | 重い印刷インキ、ラミネート | 低価値で寛容な稼働 |
| 資本コスト | 中型 | 高 | 低中 |
Wanplas の工場である Polyretec は、このオーストリア由来の哲学に基づいて新世代のパレタイジングラインを開発しており、そのプロジェクトの歴史には、以前 Erema 機を使用していた上場企業のためにベトナムで構築された PP 無地生地および TPE 手袋リサイクルシステムも含まれています。この事例は、カッターコンプレッサ一体型アーキテクチャがブランドや地域を超えてどのように適用され、同時に同じプロセス ロジックを維持できることを示しています。
コアユニット1:カッタコンポーター
カッター・コンパクターは、PP不織布リサイクリングラインの核となる機器であり、適切なサイジングと調整によりラインが稼働するかどうかが決まります。これは、固定および回転するナイフで内部を仕切り、縦方向に高速回転するホッパーです。テンガンタルの給入口から生地が投入され、より小さな粒にカットされ、ホッパーの壁に打ちつけられます。ここにある部品と材料床との摩擦によって発生する熱によって、粒は乾燥し、PPが十分に柔軟化することで表面の粘着力が生まれ、粒が一緒になって緻密な凝集体を作り出します。これらの凝集体は下方へ押し戻され、排出口に向かいます。
ボリュームクラスとスループット
この用途のための商用カッタコンパクターは、有効描線容量が 300、600、900、1200 リットルである。選択は、コンパクターが最大マッスル流量の生地を準備しながら過負荷にならないようにするための標準ラインのスループットに適合する。300 リットルのユニットは、ランディングおよび小規模な商用ラインに適しており、1200 リットルのユニットは、大容量プーリエストラーダと組み合わせて、大量の後処理用に使用できます。2. 小売店、レストラン、ホテルなどの商業施設は、比較的清潔なプラスチック廃棄物をかなり大きな量生成します。商業用のプラスチック廃棄物は、集中的な廃棄物管理の実践によって、住居用の廃棄物に比べて汚染レベルが低い傾向があります。包装資材からのフィルムプラスチック、食品サービスで使用される容器その他の商業用のプラスチックは、大きなリサイクル機会をもたらしています。
| コンパクター容積(L) | 代表的な回転速度(rpm) | ナイフ先の速度(m/s) | スクリーを合わせる(mm単位) | およそ吐出率 (kg/h) |
|---|---|---|---|---|
| 300 | 900〜1100 | 30 から 38 kW | 90 から 105 | 150~300 |
| 600 | 800~1000 | 34~42台 | 105〜120 | 300〜500 |
| 900 | 700〜900 | 38~44 | 120〜135度 | 500~800 kg/h |
| 1200 | 600~800 | 40から45 | 135~150 kW | 800~1200 |
ナイフの素材、劣化、隙間設定
回転ノズルおよび固定ノズルは、通常、鋼鉄を硬化させたものやタングステンカーバイドを先端に付けた合金などにより、鉱物が含まれる土質織物やプリントされたコーティングに対する摩耗を防ぐように作られています。ノズルが摩耗するとカット隙間が広くなり、カット効率が低下し、摩擦による加熱が低下し、材料が最適な温度区間から切り離されることになります。定期的なカット隙間の検査と、ノズルの適切な回転または再研磨を実施しておくことが、重要なメンテナンス項目となります。レーザタングステンコーティングによって、タンジェンシャルフィード部は傾いており、材料が直接下方に向かって流れるのではなく、室全体を横断しながら流れるようになっています。これにより、高密度化に必要な滞留時間と摩擦時間を最大限に引き延ばすことができます。
温度制御ウィンドウ
コンパクターからの目標放出温度は80~110℃です。これはポリプロピレンの融点である160~165℃よりも低く意図的に設定されています。適切な温度では、PPが柔軟化し、表面的に粘着性がありますが融融しません。そのため、粒子は固体マッスの融着せずに凝集します。温度が高くなりすぎると、材料が溶け、ローターに付着し、排出口に詰まる恐れのある気泡が形成されます。オペレーターは、ロータ速度、供給速度、室内冷却、製造空気の再循環を介して、この窓を制御します。この段階で、水分は約5パーセントから0.3パーセント未満に減少し、バルク密度は20~50kg/m³から300~450kg/m³に上昇します。
コアユニット2:単一圧縮ロールエキストラーダ
カッターとコンパクターの次に位置するのは、鋭角ビニリル樹脂(非織物リサイクルのため)を融解・混合・抜け殻化・圧縮していく単気筒型のエクストラクターです。単気筒の構成を選ぶことは、フィードがすでに改質されていることと、目指すゴールが集中的な混合作業ではなく、連続的な溶融であることからです。シルバーとスチールが重要な役割を担うため、両者のジオメトリと温度管理がペレットの品質を決めます。
ヘックス径と軸径比
標準直径は90、105、120、135、および150ミリメートルです。より長いねじ(長さ対直径(L/D)比が30~36)、は融解、混合、および排気のための滞留時間を長くします。L/Dの高さは、臭気発生の可能性がある衛生食品のデボルティライゼーションゾーンをサポートします。ねじの設計では、固形物を溶融から分離するためのバリアゾーンと、放出口付近にある混合ヘッドを使用して、温度と色を均一にし、濾過前に融合させます。
| ヘックス径(mm) | L/D比 | バレルゾーン温度 (℃) | 液体温度 (°C) | 真空(MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 90 | 30 から 33 | 180~220 | 200~220 | -0.06〜0.08 |
| 105 | 30 から 34 | 185 ~ 225 | 200~220°Cで成形、水45~65°C | -0.06〜0.09 |
| 120 | 32~35 | 185 ~ 228 | 205~224 | -0.07〜0.09 |
| 135 | 32~36 | 190から230です。 | 205~225 | -0.07〜0.09 |
| 150 | 33 to 36 | 190から230です。 | 208~225ミクロン | -0.08〜0.09 |
バリアースクリューとミキシングヘッド
バリア型ねじには、溶融させていない固形分のガスと溶融層を分離する二次飛(めきゅう)形状が設けられており、これを通過させることで、溶融効率が向上し、粒の内部に刻みが成立する可能性が減ります。計量部は、混合ヘッド前で安定した圧力を構築します。混合ヘッドは分散および分散要素であり、温度を均一化し、添加されるマスターバッチや安定剤を組み込みます。PP 非織布フィードは既に均一なポリマーなので、混合ヘッドは激しいものになる必要はありません。過削ぎは、熱的・酸化的な劣化を促進するだけです。
充填物の分散および揮発
発泡ゾーンは、マイナス0.06~0.09メガパスコの真空下で,閉じ込められている空気,残留湿気蒸気および劣化性気体を排出する場所です。衛生的かつPPEに使用する場合、このゾーンは優先的に臭気抑制の段階となります。適切にサイズを調整し、密閉されたベントによって,”ベント漏れ"という典型的な障害を防ぐことができます。�缶温度は180~230度摂氏、実際の溶融温度は200~225度摂氏で保たれ、PP鎖の熱劣化を抑えます。
コアユニット3:溶媒フィルタリングとスクリーンカウンタ
カッター圧縮および押出処理を行っても、溶融体には汚染物質が含まれます。それには炭化物、クロスリンクされたゲル、印刷インク残留物、ホットメルト接着剤の断片、ペーパーラベル繊維、さらには微細な金属粉が含まれます。溶融体の濾過によってこれらを除去すると、ダイを保護し、きれいなペレットを生産できます。オーストリアの技術では、連続的な濾過によりスクリーンの交換が生産を中断させることもなく行われます。
連続的なベルトフィルターとスクリーンチェンジャー
連続ベルトフィルターは、ゆっくりと進められるレーザーで穴を開いた無限のベルトを通して溶融物を渡し、汚れた部分が溶融流の中から排出され、清掃または廃棄され、新しいスクリーンが差し込まれます。これにより、ほぼ一定の圧力を維持できます。ダブルコラムの4ステーションカラーチェンジャーでは、複数の位置に2つのフィルターパックを並べて連結します。これにより、1つのパックを交換しながらもう1つを稼働させることができます。これらは、手動のスライドプレート型カラーチェンジャーで発生する圧力の急上昇と短期的な停止を回避します。
レーザーフィルターのミクロレーティング
レーザー打ち抜きスクリーンは、56、80、100、および150マイクロメートルで提供されます。その選択は、バランスがとれています。より細かいスクリーンはより多くの汚染物質を取り除きますが、逆圧を上げてスクリーン寿命を短くします。一方、粗いスクリーンは、生産量を守る一方で、より多くのゲルと埃を通過させます。すこし汚れているスパンボンドトリムには、100から150マイクロメートルのスクリーンが一般的ですが、印刷物、接着剤を含むもの、または埃が多い衛生用品の場合は、高い圧力コストに対処して56から80マイクロメートルのスクリーンが選択されます。
| スクリーンタイプ | ミクロン(µm) | 最良の給糧 | 背圧 | スクリーン寿命 |
|---|---|---|---|---|
| レーザーフィルター、粗目 | 150 | スパンボンド製品のトリミングの清掃 | 低。 | 長さ |
| レーザーフィルター、中間段階 | 100 | SMS、ライトプリンタ | 中型 | 中型 |
| レーザーフィルター、細目 | 80 | 印刷用接着剤 | 高 | 中小型:中小型のプラスチック細断機は、小型と大型の機器を結合するトランジションモデルで、電機出力は30kW~55kW、刃の長さは600mm~1000mm、最大供給サイズは800mm、かつ時間当たりの処理能力は300kg/h~800kg/hです。このタイプの機器は最適化された二軸シェード細断構造を採用しており、破砕効率と省エネ性能をバランスさせ、柔軟および剛体のプラスチックの混合破砕に対応することができます。 |
| レーザーフィルター、超極細 | 56 | ダスティー、地質テキスタイル | 非常に高い | 短い |
バックフラッシュセルフケア式フィルタリング
バックプレッシャー方式の自動掃除フィルターでは、クリーン溶融液の小さな部分をスクリーンを通して逆方向に流し、捕獲された汚染物質を取り外し、スクリーン寿命を延ばし、圧力を安定させます。フィル トレーションエリアは、処理量に合わせる必要があります。エリアが小すぎる場合、頻繁な交換と圧力変動が引き起こされますが、エリアが大きすぎるとコストが増加し、溶融液の滞留時間が長くなります。フィードの汚染レベル、すなわちポリマーの種類が、要求されるフィル トレーションエリアおよびスクリーンの前進頻度を決めます。
中核ユニット4:ペレタイジング方法
濾過後、きれいな溶融物は金型を通過してペレットにカットされます。三つの方法が存在します:水輪方式のペレット化、水中ペレット化、および糸状ペレット化。選択は、ペレットの形状、冷却効率、埃の発生、そして操作員の作業負荷に影響します。
| 方法 | 冷却 | MFRレンジフィット | 粉塵のレベル | 典型的な用途 |
|---|---|---|---|---|
| ウォーターリングペレタイジング | 水環状、空気乾燥 | 広い (中高域) | 低。 | PP 無地に好まれる |
| 水中ちっぽけ化 | 浸潤した水 | 中低から中度 | 非常に低い | 高収率、低MFR |
| リング状パシフィング | 水浴式、空中乾燥方式 | 中型、熱にあてがわない材料 | 中型 | 少量、実験室用、特殊用途 |
PPの無地リサイクリングでは、水リール式ペレタイジングがデフォルトです。溶融物はダイ面から下方や水平方向に出て、直ちに冷却され、カットされたペレットが移送されます。この方法では、リサイクルPPの典型的な広い溶融物流量範囲に対応し、ほとんど尾部のない均一な丸形ペレットを生産でき、運転者の介入が最小限に抑えられる連続運転が可能です。非常に高いスループットと低粘性溶融物の場合は、水中ペレタイジングが選択され、低容量または熱に敏感な特殊製品のために、低速で制御可能なプロセスを実現できるストランドペレタイジングが用いられます。
中核ユニット5:補助システム
5つの基幹ユニットを、プロセスを保護し最終子球の品質を定義する補助装置が支えています。これらのシステムは頻繁に過小評価されますが、安定した商用運用を決定づける要因となるものです。
金属分離
PP プリント基布、特にマスクやガウンは、鼻の金属のリム、スタッピング、及びワイヤーを含んでおり、磁気セパレーターで鉄系の部分をコンパクターの前に取り除き、金属検知器または渦流ユニットで非鉄系の破片を取り除きます。カッター・コンパクターやスクリュに金属が入ると、刃と軸受に甚大な損傷をもたらすので、早い段階で分離が必要であり、交渉の余地はありません。
空気圧アクチュエーター、振動子、および清掃パルスは清潔で乾燥した圧縮空気に依存します。計測機器は温度、水位、および徐々に増加する残留湿度を制御します。このサブシステムは小さくなりますが、その故障は大規模な障害を引き起こすため、大きなマシンを制御する重要な部分となっています。
ペレティングの後に、装置は、ペレットを表面水を除去する脱水圧搾機へ、さらにペレットのサイズを分類し、微粒および副成分を除去する振動板へ移動します。ペレットのサイズが一貫して保たれることにより、下流アルミの供給および外観が改善されます。同時刻間隔での連続操作は、原料の組成が変動する場合に必要になります。ホモジナイザーでは、連続作業のバッチ間差を均一化して調整します。
処理水および乾燥ループ
ウォーターリングおよび水中システムにより、加工水がフィルターとチラーを通過し、ペレットの温度と形状を一貫して維持します。きれいな水回路により、ペレットの汚染を防ぎ、生物の増殖を抑えることができます。シロ材積み前に行う乾燥工程により、最終的なペレットの湿気量は、射出成形時に不具合を生じる下限値以下に抑えられます。
生産効率とエネルギー消費量
ラインのキャパシティはネジの直径に比例し、非線形の関係があります。これは、大きなネジがより深く走り、より重い溶融流れを処理できるためです。下記の数値はカッタ―コンプレッサーの一体型単一ネジラインに PP の非織布を投入した場合の代表的なもので、適度な汚染と適切な前処理を前提としています。
| ヘックス径(mm) | 生産能力(kg/h) | 具体的なエネルギー(kWh/kg) | 相対資本コスト |
|---|---|---|---|
| 105 | 150~300 | 0.30 から 0.40 | 中型 |
| 120 | 300〜500 | 38 | 中高型 |
| 135 | 400~700 | 0.28~0.36 | 高 |
| 150 | 800~1200 | 0.28 ~ 0.35 | 非常に高い |
具体的なエネルギー消費量は、通常、リサイクルされたPPペレット1キログラムあたり0.28から0.40キロワット時の間となっています。大型のラインの方が、固定オーバーヘッドがより多くの出力に分散されるため、また、統合カッターコンパクターは、個別のアグロメーターの二重加熱を回避できるため、低方に傾いています。低いボール密度、高い水分、および厳しいフィルター作業は、消費を上方に押し上げます。オペレータは、具体的なエネルギーを定期的な主要パフォーマンス指標として追跡する必要があります。なぜなら、微小で小さな上昇は、ノズルの摩耗、スクリーンの汚れ、ベントの問題がスクラップを生み出す前に起こっている場合が多いからです。
リサイクルPPの品質指標
リサイクルされたPPの価値は、いくつかの測定可能な指標で定義されます。リサイクルされたPPペレットの購入者は、契約でこれらのパラメーターを記述します。そのため、リサイクルラインはそれらを一貫して満たすように調整する必要があります。
溶融流動率の変化
新品スパンボンドグレードのPPの溶融流動率は25~35グラム/10分です。リサイクルする場合、熱的酸化の鎖切断によって熱処理中にポリマー鎖が破壊され、溶融流動率が通常30~45グラム/10分に上昇します。この増加は、リサイクルされた材料がより容易に溶融し、一般的に成型が容易になる一方で、衝撃劣性が増すこともあります。大きく制御されていない溶融流動率の急増は過剰な熱処理を意味し、溶融温度を下げ、滞留時間を短くし、安定化剤を加えることでこれを矯正する必要があります。
色、灰、臭い、そして機械的保持
黄変指数(YI)は、熱および酸化にさらされた状態、および残留インクにより高くなります。この指数は、低い処理温度と、必要に応じて少量の光学添加剤または明色マスターバッチを添加することで管理できます。灰分は、充填剤、鉱物、紙などの無機汚染を反映しているため、よい給料と絞りによって最小限に抑えられる必要があります。臭いは、VDA 270 の感覚的法により、低い値が良いというスコアで評価されます。これは、自動車や衛生関連用途向けの主要な受け入れ基準です。純粋な同種の 80 ~ 95% の引張強度が、清浄な給料で達成可能であると同時に、黒点の数量/単位面積は、絞りとスクリューの清浄度によって管理されます。
| インジケーター | 純粋なPP基準 | リサイクルPPの典型的な特徴 | 制御操作部 |
|---|---|---|---|
| 熔融流動度 (g/10分) | 25~35 | 30~45 | 温度、レジデンス、安定化剤 |
| 黄変指数 | 低。 | 中低から中度 | 温度、カラー・マスターバッチ |
| 灰分含量(%) | 0.1%以下 | 0.1〜1.5 | 分離、濾過 |
| 臭気レベル(VDA 270) | 1級から2級 | 2~4等級 | 095 megapascals removes residual moisture, volatile ink components, and low-molecular-weight degradation products. The first vent removes most of the moisture shortly after the melting zone; the second, further downstream, extracts the remaining volatiles from a fully molten and mixed material. Single-vent machines can handle clean post-industrial film, but on printed post-consumer material they produce porous pellets, visible surface bubbles, and a persistent odor. |
| 引張強度保持率(%) | 100 | 80〜95 | 酸化防止剤、連鎖増長剤 |
| 黒点(カウンター/kg) | 最低レベルのダウンタイム | 低。 | フィルター、ネジの保管 |
添加物や変更を通じた品質向上
リサイクルされたPPは下流の仕様を満たすために対象別の修正が必要です。混合ヘッドと均一化シロにおける物質の混合によって、リサイクリングラインはこれらの添加物を配分するのに理想的な場所です。
安定化とチェーン延長。
抗酸化剤1010と抗酸化剤168をそれぞれ0.2〜0.4%配合した融合抗酸化パッケージは、最初の使用期間とリサイクル中に失われた温度的・酸化的保護を復元します。0.3〜0.8%の多機能エポキシーチェーンエクステンダーは、チェーン末端と反応して分子量を部分的に回復し、MFRの上昇と溶融強度および衝撃強度の向上に寄与します。この2つの措置は、売れるリサイクルPPの礎となります。
強化、充填および臭気制御
5〜10%のポリオレフィンエラストマー(POE)は、自動車用や持ち物用として低温衝撃性と柔軟性を改善します。 カルシウムカルボネートフィラー用マスターバッチはコストを削減し、重要でない部品の剛性を向上させます。 また、変動的な原料供給に対応した色を統一管理できるマスターバッチが存在します。 掃除用品やPPE流れからの臭いを解消するための脱臭マスターバッチと強化した真空揮発消散装置を活用することで、解消することができます。 表は、変性ツールキットの概要を示しています。
| 付加剤 | 量定: 土壌負荷に応じた適切な量を検証し、充填後の洗浄を行ってください。 | 機能 | 特性への影響 |
|---|---|---|---|
| 酸化防止剤 1010/168 | 0.2~0.4% | 熱的酸化安定化 | MFR 上昇を制限。強度を保持。 |
| エポキシ鎖延長剤 | 0.3から0.8% | 分子量の回復 | 金型溶融強度が高く、よりもろい |
| POE 強化剤 | 5~10 パーセント | 衝撃改変 | 低温インパクトを改善する |
| CaCO3 フィラー乾薬 | 必要に応じて | コストと剛さ | 高い剛性で低いコスト |
| カラーマスターバチ | 必要に応じて | 見た目標準化 | バッチ間で一貫した色。 |
| 除菌マスターバッチ | 必要に応じて | 臭いを隠蔽および吸収 | より低い VDA 270 レベル |
再資源化されたPPの下流応用
不織布フィードからのリサイクルPPはあらゆる用途に使用できる高品質の樹脂です。具体的な用途は、ラインで実現した最終的なMFR、色、臭気指数、灰分含量によって異なります。
| アプリケーション | プロセス | 品質要件 | 代表的なフィード性能 |
|---|---|---|---|
| 射出成形で作られた棚・ボンベ | 射出成形 | 高い剛性、低い臭気 | 清潔~中程度 |
| 自動車内装の目に見えない部品 | 射出成形 | 低枯れ臭い、安定したMFR | 換気・安定化 |
| ジオテキスタイルの再紡糸 | 回転 | 高いMFR、低いゲル含有率 | スパンボンド製品の清掃 |
| ストラッピングと縛り | 押出 | 引張強度が高く、灰分が低い | フィルタ処理済み、清潔な状態 |
| 編組されたサックとバッグ | テープの押出し装置。 | よい描画性 | 中程度。安定化します。 |
| 家具部品 | 射出成形 | 頑丈さ、外観 | 強化、カラーリング |
最も広いチャンスは、非重要な耐久消費財の射出成形です。この分野では、わずかなMFRの変動や小さな性能損失は無視できます。最もクリーンな原料で新しい地面埋設用テクスタイルまたは非織り布にリショップすることは可能であり、最も循環的なルートです。2026 年以降に、可 Sustainable Development Goals (SDGs) およびその他の持続可能性に関する要件が拡大すると、これらの分野への認定再生 PP の需要が増え続け、専用の PP 非織り布リサイクリングラインの事業性も高まるでしょう。
認定と規制
リサイクルされたPPを規制対象またはブランド主導のサプライチェーンで販売するには、文書化が必要です。関連する規格は、プレーンテキストの参照名称として発行されており、技術文献でハイパーリンクすることはできません。
リサイクルコンテンツと追跡可能性の基準
GRS(グローバルリサイクルスタンダード)は、サプライチェーン全体のリサイクル原料と責任ある処理を認証し、ブランド間で広く要諸されています。EuCertPlastは、ヨーロッパにおける後処理消費者向けのリサイクルプラスチック生産物を定められた基準に基づいて認定します。RecyClassは、プラスチックパッケージにおけるリサイクル可能性とリサイクル原料を評価します。ISO 14021は、「リサイクル原料含有率」などの自主的に表明された環境性能を規定し、EN 15343は、リサイクルプラスチック含有率の追跡可能性と計算方法を定義します。これらの基準を合わせて用いると、リサイクラーはリサイクル原料の量とその由来を証明することができます。
食品接触および単一用途に関する法規制
食品に接触するリサイクル済みPPについて、EUの2022/1616号規定が中央規制となり、許可されたプロセスでリサイクルされたプラスチックを生産し、汚染物質除去を証明するEFSAの挑戦テストを通じて安全であることが求められています。ノンウォVENフィードから食品等級のrPPを生成することは困難であり、衛生管理やPPE廃棄物はさまざまな汚染物質を持ち、超清浄なプロセスの検証が要求されるためです。そのため大部分のラインは、産業用等級の生産を目指しています。需要側では、EUの単用途プラスチック(SUP)指令は、リサイクル成分を指定製品に盛り込み、信頼性の高いリサイクル済みPPの価値を間接的に高めます。
| 標準 / 規制 | 対象範囲 | PP 不織布に対する関連性2. 500 kg/h 洗浄ラインに対する関連性3. リサイクルラインに対する関連性 |
|---|---|---|
| GRS(グローバル・リサイクル基準) | リサイクル原料、責任ある処理。 | ブランドサプライチェーンの要件 |
| EuCertPlast | 欧州リサイクルプラスチック認証 | EU 市場へのアクセス |
| 回収、ろ過、ゆったりとした摩擦 | リサイクル可能性とリサイクル含量 | 包装に関する主張 |
| ISO 14021 | 自ら環境への影響を宣言 | リサイクル含有量のラベリング |
| 01 mg/kg 以下でなければなりません。EFSA はまた、リサイクリングプロセスに、温度、時間、真空の制御された条件で運用する少なくとも 1 つの専用脱汚ステップを組み入れることを要求しています。 | 追跡可能性と内容の計算 | チェーン・オブ・カストディの証明 |
| EU 2022/1616 | 食品接触用リサイクルプラスチック | 食品グレードのrPP経路 |
| 1µm) | リサイクル工程の安全検証 | 食品用品の承認 |
| EU SUP指令 | 単用プラスチックの含有量規制 | リサイクル需要の誘発。 |
よくある欠陥とトラブルシューティング
よく指定されたラインでも、故障が発生します。PP非織物リサイクル回収工場における最も一般的な問題は、フードの低ボリューム密度と高い汚染率の性質によるものです。早期に発見することで、廃棄物が生じず、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。
| 過誤。 | おそらく原因 | 正当な対策 |
|---|---|---|
| コンパクターのブンクリングまたは詰まり | 高温、階段状な刃の間隔、過剰な粘着剤 | ロータ速度を下げて、隙間を広げ、フィード量を減らし、サイクルを冷却します。 |
| スクリューのスリップ、不適切な供給 | 低バルク密度、ブリッジング、冷却 (feed) | コンパクターの締締の状態を確認し、クラマーを追加して、入力量を調査してください。 |
| 換気口からの分離物質(換気口からの物質) | 過度に満たされたベントゾーン、弱い真空、低融点 | 充填量を減らし、防衛装置を修復し、フードの座面を調整する |
| 頻繁な画面切り替え | 高い汚染率、細かすぎるスクリーン、小さな面積 | スクリーンを粗くし、フィルタエリアを拡大し、プレソートを向上させる |
| テールの付いたペレット | カッターが劣化している、速度が適切でない、溶融温度が不均一です。 | 刃を研ぎ、カット速度を調整し、混合を改善します。 |
| 仕様を超える臭い | 換気不足、高揮発性の飼料 | 真空を深化し、防臭剤を加えて2段階に分けられる。 |
ほとんどの欠陥は供給品の安定性にまで遡ります。源を元に有機布廃棄物をグレードする、金属を除去する、そして色が濃く印刷されたまたは接着剤が多量に含まれる物質を分離する徹底した受入検査は、全ラインを保護します。Wanplas の工場である Polyretec は、工学支援と毎年無償の予備品を支給して、ナイフ、スクリーン、バレルライナーなどの消耗品を故障後にではなく予定どおりに交換できます。
よく寄せられる質問
PP 非織布リサイクルラインの最適な構成は何ですか。
ほとんどの産業廃棄物および消費品廃棄物の PP 非編組廃棄物の場合、最も優れた配置は、カッターとコンパクターを直接接続した一段階のライン、続いて連続スクリーントラッカー、溶融濾過、およびウォーターリング鋳造装置です。オーストリア発のこの方式は、非編組ソリッド廃棄物の非常に低いボリューム密度に対処するため、別のアグロメーターを使用する必要がありません。
PP微細繊維のリサイクルにおいて、バルク密度はなぜ最大の課題なのですか?
ゆったりしたPP不織布のバルク密度は、わずか20から50キログラム/立方メートルです。このボリュームの軽さにより、ネジ投入が不安定になり、ブリッジ形成が発生し、エクストラクターに負荷がかかります。カッターコンパクターは、擦り損傷による加熱と圧縮で材料を事前に準備し、バルク密度を300から450キログラム/立方メートルにまで引き上げた状態で材料を筒の中に送ります。
一段階のカッターコンパクターと二段階の押出の違いは何ですか。
片段線ではカッタコンパクターを直接単一ねじ押出機に統合し、事前に加熱された高密度化粉を連続的にねじの幹部に供給します。二段階線では、最初の押出機で融着およびマッシュに分別し、その後、溶解液を第二の押出機に供給して脱臭および最終的なペレタイジングを行います。二段階システムは、大量の印刷物や汚染物質が大量に含まれた、または非常にわき気味な飼料に適しています。
カッターコンパクターはどの程度熱くなり、PPは溶けますか?
カッタコンプレッサは材料を大体80~110度に加熱します。これはポリプロピレンの融点である160~165度にもかなわないので、PPは完全に溶融するのではなく軟化、乾燥、凝集します。この温度範囲を維持することによって、溶融液の集中によるトマミングと詰まりを防ぎます。
PP不織布の出力に使うべきねじの直径はどのくらいですか?
105 ミリメートルのシングルスクリューでは、通常 150 から 300 キログラム / 時間の出力、135 ミリメートルのスクリューでは 400 から 700 キログラム / 時間、150 ミリメートルのスクリューでは 800 から 1200 キログラム / 時間の出力が可能です。投入物の量、汚れの程度、および必要とされるペレット品質を考慮して直径を選択してください。
リサイクルされたPP不織布のために適切な溶融フィルターの構造は何ですか?
100~150ミクロンのレーザーフィルタースクリーンは、わずかに汚染されたスパンボンドやSMSエッジトリムに適しています。一方で、フィードに細い繊維、塵、紙ラベル、または残留熱溶解接着剤が含まれる場合は、56~80ミクロンのスクリーンが使用されます。精密なフィルター処理はバックプレッシャーを高め、スクリーン寿命を短縮するため、評価値は実際の汚染レベルに合致する必要があります。
水リング式、水中式、またはストランド方式のペレタイジング。どれが最適でしょうか。
PP 不織布のリサイクルには、リサイクルされたPPの広い溶融流動度範囲を処理し、ペレットの変形を最小限に抑え、連続運転を可能にするウォーターリングペレタイジングが推奨されています。水中ペレタイジングは大量生産と低粘度溶融物に適していますが、ストランドペレタイジングは少量または熱に敏感な配合物用に留っています。
再生PPノンワovenにどのような溶融流量が見込めますか?
未加工スパンボンド等級のPPの溶融流動度は通常、10分間当たり25~35グラムです。リサイクル後に、熱酸化での鎖切断が起こり、値が10分間当たり30~45グラムに変化します。この増加は予測されるものであり、チェーンエクステンダー、または未加工物質とブレンドすることで補うことができます。
マスクやウェットティッシュからのリサイクルPPの臭いをどのように抑えますか?
マスク、ウエス、および個人防護装備からの臭いは、体油、ローション、インク、および分解性揮発物により発生します。-0.06から-0.09メガパスカで深い真空中減気区、消臭マスターバッチの添加、および換気容器セクションでの長い滞留時間によってこれを低減できます。最終的に臭気を確認するためにはVDA 270の感官グレードが必要です。
リサイクルされたPP編組素材は食品用途に適合しますか?
食品接触再生PPは難しく、EU 2022/1616の遵守と、回収プロセスで汚染物質が安全レベルまで除去されていることを示すEFSAの試験が必要です。多くの不織布再生ラインでは、産業用レベルの再生PPが生産されます。食品グレードのrPPは、確認済みの超清潔なプロセスとそのトレースアビリティが明記されている場合にのみ実現可能です。
リサイクルPPをGRSまたはEuCertPlast認証製品として販売するにはどのような認証が必要ですか?
GRS(Global Recycled Standard)は、再生材料と責任ある加工を対象としています。 EuCertPlastはヨーロッパでの消費者後層再生プラスチックの出荷量を認証します。 RecyClassは再生可能性と再生材料を評価し、EN 15343は追跡可能性と再生材料の計算を規定します。 ISO 14021は自発的環境宣言をカバーします。
PP 非編組繊維再生ラインはキログラムあたりどのくらいのエネルギーを消費しますか?
カッター・コンパクター一体型 シングルスクリーンラインでの特定のエネルギー消費量は、平均0.28から0.40キロワット時/キログラムのリサイクルPPペレットで変動します。エネルギー消費量は、供給物質のブロッキング密度が低く、水分が高く、フィルタリング時の圧力が引き締まると上昇します。1段階の方法は、別のアグロメーターとエクストラーダの組み合わせよりも一般的にエネルギー消費量が少ないとされています。2.特定のエネルギー消費量は、サイズを正常化して比較する最も公平な方法であり、機械の健康状態の主要な指標でもあります。数カ月間に上昇・下降する特定のエネルギー消費量は、スクリューとバレルの間隙が拡大した、フィルタリングのバックプレッシャーが上昇した、または供給物質の処理が劣化したことを指示しています。以下の数値はきれいな乾燥した原料を対象としており、取得可能な電力と現実的な運転時の電力消費を両方含んでいます。
カッターコンパクターがグワと詰まる、または詰まる原因は何ですか?
ボール化や目詰まりは、コンパクターの温度がPPの軟化窓を超える場合、ナイフの隙間があまりにも狭い場合、供給量が過剰な場合、または原料に過剰な熱融着剤やエラストマー成分を含む場合に発生します。対策として、ロータスピードを下げる、ナイフの隙間を広げる、供給速度を減らす、および締合前に冷却サイクルを加えるなどが挙げられます。
結論
オーストリアの技術をもつ成功したPP非編布繊維リサイクルラインでは、どの機械もそれ自身が重要ではなく、カッターとコンパクターから単巻きねじ擬射装置、溶融ろ過、パルメティゼーションへの連続的で熱的につながった奇数のセッケンスが重要です。カッターとコンパクターでは、間に素材を挟み込み摩擦熱で圧縮し、圧密密度を20から50キログラムキロメートルから300から450キログラムキロメートルに高め、水分を0.3パーセント以下にし、さらに非モルタル素材パーツを混入させます。単巻きねじ擬射装置では、指定温度の200から225摂氏度に溶融させ、混合し、脱気化します。スクリーンカンパーとレーザーフィルターでは、56マイクロメートルの粗ちを含む物質を除去し、ウォーターリングパルメティゼーションでハモニカルなパルメットを0.28から0.40キロワット時/kgの規定エネルギーで得ます。
品質は、融流率、黄色指数、灰分、VDA 270の臭気等級、引張強度などの測定可能な指標を通して管理され、そのうえで抗酸化剤1010/168、エポキシチェーンエクステンダー、POE強化剤、充填剤、着色剤、脱臭剤のマスターバッチにより強化されます。これにより生成されるリサイクルPPは、射出成型、土工用再紡績、靴ひも、編み織製袋、家具部品などに用いられ、GRS、EuCertPlast、RecyClass、ISO 14021、EN 15343の認証を取得できます。PolyretecというWanplas工場は、このオーストリア源流のプロセスロジックと中国の製造能力、およびWanplasが誇る「中国プラスチック機械を通じて世界中のお客様に温かいサービスを提供する」というブランドコミットメントを融合し、2026年以降のPP非織物リサイクルラインを構築またはアップグレードするプロセッサーにとって強力なパートナーとなります。




