プロセスノウハウ
ストランドカット方式 vs. 水環式 vs. 水中カット方式
溶融物をペレット化する3つの方法。それぞれが異なる出力範囲、材料、ペレット形状の制御レベルに適しています。.
ストランドカット方式 vs. 水環式 vs. 水中カット方式
重要なポイント
- ストランドカット方式は、ポリマーをストランド(紐状)のまま冷却してから切断します。検査が容易で、低生産量に適しています。.
- ウォーターリングカット方式は、ダイ面で切断しつつ水で冷却する方式で、多くのリサイクルポリマーに適しています。.
- 水中カット方式は、水中でダイ面を切断する方式で、ペレット形状の厳密な制御が必要な場合に使用されます。.
- 選択によって、ペレットの形状、生産範囲、および後工程の冷却・搬送システムの構成が決まります。.
- ダイ面での水中切断では、ペレット同士がくっつかないよう急速に冷却する必要があり、これは機械の性能だけでなく材料の特性にも大きく依存します。.
3つの方式
いずれも溶融ポリマーをペレット状に加工しますが、以下の点で異なります。 ポリマーを冷却する場所と切断する場所の関係, この唯一の違いが、それぞれの特性のほぼすべてを決定づけます。.
ストランドカット方式
ポリマーをダイからストランド状に押し出し、通常は水槽で冷却した後、ストランドカッターでペレットに切断します。.
長所:
- 切断前にストランドの状態を確認できるため、溶融品質の問題を容易に発見できます。.
- 構造がシンプルで堅牢であり、メンテナンスが容易です。.
- 起動・停止が簡単で、ダイ面での切断のような同期調整が不要です。.
短所:
- 冷却・処理できるストランドの本数に制限があるため、生産量に限界があります。.
- 特に溶融強度の低い材料ではストランドが切れやすく、ライン停止の原因となります。.
- ダイ面カット方式と比較して人手がかかります。.
ストランドカット方式は、低生産量の場合や、溶融状態の目視検査が重要な場合に適しています。.
ウォーターリングカット方式
回転するブレードがダイ面で直接ポリマーを切断し、同時にダイ面に水を噴霧または流します。ペレットは水環(ウォーターリング)の中に投げ込まれ、冷却・搬送されます。.
長所:
- ダイ面で切断するため、ストランドを扱う必要がなく、切断トラブルがありません。.
- 幅広いリサイクルポリマーに対応可能です。.
- 中程度の生産量で、良好なペレット形状が得られます。.
短所:
- ペレット形状は、溶融温度、切断速度、水冷の相互作用に依存するため、
単にスイッチを入れるだけでなく、調整が必要です。.
- 冷却が不十分だとペレットが凝集する可能性があります。.
ウォーターリングカット方式は、一般的な品質のペレットが求められるほとんどのリサイクルポリマーにおいて一般的な選択肢です。.
水中カット方式
ダイ自体を水中に沈め、 水中で, ダイ面を切断します。切断と同時にペレットが急冷されます。.
長所:
- 急冷が瞬時に均一に行われるため、3方式の中で最も均一なペレット形状が得られます。.
- 形状制御が重要な材料や生産レートに適しています。.
- 切断から冷却までの距離が非常に短いため、ペレット同士の付着が抑えられます。.
短所:
- 構造が複雑で、より厳しい公差と高度なメンテナンスが求められます。.
- 水温と流量の厳密な制御が必要です。.
- 設備投資額が高くなります。.
これは、一般的なアップグレードとしてではなく、最終製品が真に厳密なペレット形状を必要とする場合に選択されます。.
選択方法
| 検討事項 | 選定のポイント |
|---|---|
| 低出力、目視による溶融状態の確認が有効 | ストランド |
| 一般的な再生ポリマー、中程度の出力 | 水環式(ウォーターリング) |
| 厳密なペレット形状の要求 | 水中式(アンダーウォーター) |
| ストランドが切断されやすい低溶融強度の材料 | ダイフェースカット(水環式または水中式) |
| 最もシンプルなメンテナンスと始動 | ストランド |
| 最高のペレット均一性 | 水中式(アンダーウォーター) |
後工程について
ペレタイジング方式によって、その後の工程が決まります。水環式および水中式システムではペレットが水とともに搬送されるため、脱水および乾燥工程が必要となります。ストランド方式では、すでに冷却され、ほぼ乾燥したペレットが生成されるため、後工程の構成はよりシンプルになります。.
いずれの場合も、ペレットの冷却、搬送、貯蔵はシステムの一部であり、別途購入するものではありません。サイロに到達した時点でペレットがまだ温かいと、サイロが詰まってしまうためです。.
関連情報: 1段式 vs 2段式ペレタイジング · スクリーンチェンジャーと溶融ろ過 · プラスチックペレット化システム
著者について
プラスチックリサイクルプロセスおよびシステムエンジニアリング
Retechエンジニアリングチームは、材料分析、プロセス設計、リサイクルライン構成、工場試験、プロジェクトの試運転まで幅広く対応しています。.
質問
ストランド式 vs. 水環式 vs. 水中式ペレタイジング — よくある質問
どのペレット化方法が私の材料に適していますか?
主に嵩密度と汚染の程度に依存します。嵩密度の低いフィルムや繊維は、通常、押出成形前に圧縮が必要ですが、フレークや粉砕品はそのまま投入できることがよくあります。切断方法は、最終製品に求められるペレットの形状に合わせて選択されます。.
水環式ペレタイザーと水中ペレタイザーの違いは何ですか?
どちらもダイフェースでカットする方式です。水環式ペレタイザーでは、カットされたペレットは水のリングの中に投げ込まれ、飛行中に冷却されます。一方、水中ペレタイザーではダイフェース自体が水中に沈んでいるため、ペレットはカットされた瞬間に急冷されます。水中式は、より複雑な形状でも高い精度で制御することが可能です。.
ストランドが切断されると、なぜストランドペレタイジングは停止するのですか?
ストランドは、ダイからカッターまで切断されることなく維持される必要があります。溶融強度の低い材料や、ストランドを分断するような不純物を含む材料は、ストランドが切れてラインを停止させてしまいます。これが、処理の難しいリサイクルストリームにおいてダイフェースカットが好まれる理由の一つです。.
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