一軸シュレッダー vs 二軸シュレッダー：どちらを選ぶべきか？

01違いを理解する最も簡単な方法

一軸シュレッダーは、1つのロータを使用し、通常は油圧式プッシャーによって材料をロータへ押し付けます。ロータには交換可能な刃物が取り付けられており、ロータの下にあるスクリーンが最大排出サイズを管理します。この組み合わせにより、比較的安定した投入と、より管理された出力が得られます。

二軸シュレッダーは、互いに噛み合うフックまたは刃物を備えた2本の対向回転シャフトを使用します。2本のシャフトが材料を内側に引き込み、カッター間で引きちぎります。多くの二軸設計はサイジングスクリーンなしで動作するため、排出物は通常より大きく均一性が低くなりますが、非常に強力な把持能力を持ち、かさばる、または不規則な形状の製品をより容易に受け入れることができます。

名称は市場によって異なります。二軸シュレッダーは、ツインシャフトシュレッダー、デュアルシャフト、または二軸シュレッダーとして販売されることもあります。これらの名称は、いずれも同じ二軸設計を指します。四軸シュレッダーは、2組目のシャフトを追加することで、1台の機械からより細かく均一な出力を得られますが、より大型で複雑になるため、主に混合固形廃棄物、電子廃棄物、および類似のストリームに使用されます。

02一軸シュレッダーの仕組み

一軸破砕機の投入口は通常広く開放されているため、かさばるプラスチック製品、フィルムのベール、織袋、塊状の材料、生産スクラップなどを直接投入できます。油圧式プッシャーが材料をロータへ押し込みます。ロータの負荷が高くなりすぎると、制御システムがプッシャーを一時停止または後退させ、その後投入を再開できます。これにより機械が継続的に過負荷になることを防ぎ、処理量を安定させます。

ロータには交換可能な角型または異形の刃が取り付けられています。ロータが回転すると、刃がチャンバー内に固定された固定刃に対して材料を切断します。破片が十分小さくなると、ロータ下部のスクリーンを通過します。したがって、スクリーンの目の大きさは、出力サイズ、処理量、消費エネルギーに直接影響します。

この制御された投入動作は、一軸破砕機がプラスチックリサイクルで広く使用されている主な理由の一つです。この機械は、重力だけに頼るのではなく、軽量で柔軟、または不規則な材料を繰り返し切断ゾーンへ戻すことができます。

03二軸破砕機の仕組み

二軸破砕機には、低速で互いに向かい合って回転する2本の平行なシャフトがあります。各シャフトには、スペーサーで区切られた一連の厚い刃またはフックが取り付けられています。シャフトが回転すると、フックが廃棄物をつかみ、下方向に引き込みながら引き裂きます。材料はせん断、引き裂き、圧搾の組み合わせによって小さくなります。

両方のシャフトが積極的に投入材料をつかむため、二軸破砕機には通常、一軸機で使用されるような油圧式プッシャーシステムは必要ありません。これにより、かさばる中空製品、不規則なスクラップ、1つのロータに対して一定の力で押し込むことが難しい混合材料に対して、強力な自己投入能力を発揮します。

その代償となるのが出力サイズの制御です。多くの一次破砕設計では、シャフトの直下にスクリーンがありません。破片は、切断エリアを通り抜けられる大きさまで引き裂かれると、チャンバーから排出されるため、粒度は主に刃の幅、フックの形状、刃の歯数によって決まります。より小さく均一なフレークサイズが必要な場合は、通常下流に粉砕機を設置します。

04どの材料がどちらの設計に適しているか

材料の形状は、単に一定のモーター出力を求めるよりも重要です。ばらのフィルムを処理する1,000kg/hのラインと、大型のプラスチックドラムや重いパージの塊を処理する1,000kg/hのラインとでは、挙動が大きく異なります。

05プラスチックリサイクルラインで一軸破砕機が多く使われる理由

プラスチックリサイクル工場では、破砕機は単に材料を引き裂くだけでなく、それ以上の役割を求められることが多くあります。排出物は次の機械に適したものでなければなりません。この点で、一軸設計には明確な優位性があります。

ロータ下部のスクリーンにより、最大粒度が明確に定められます。これにより、破砕された材料を粉砕機、洗浄ライン、コンパクター、押出機に合わせやすくなります。例えば、大型のプラスチックビンは、まず一軸破砕機で小さくすることで、粉砕機へ連続的に投入できる大きさにできます。その後、粉砕機が洗浄や造粒に必要な最終的なフレークサイズを作り出します。

一軸機は、材料に確実な投入動作が必要な場合にも有効です。フィルム、ラフィア、織袋、かさばる成形品は、必ずしも均等に切断チャンバーへ落下するわけではありません。油圧式プッシャーは材料をロータへ継続的に送り込み、制御システムはモーター負荷に応じて押し込み圧力を調整できます。

06二軸破砕機が優位になる場合

二軸破砕機は、廃棄物をつかみ、その体積を減らすことが主な課題である場合に有効です。2本のシャフトが両側から材料を切断ゾーンへ引き込むため、他の投入システムでは転がったり、跳ねたり、架橋してしまうような不規則な形状の物体も処理できます。

このため、二軸破砕機は、非常にかさばる中空製品、混合された産業用廃プラスチック、大型ドラム、厚みのあるハウジングなど、厳密に制御された最終粒度よりも粗い減容を最初の目的とする用途に適しています。

もう一つの利点は、形状の不均一さに対する許容度です。投入される廃棄物の種類が頻繁に変わり、寸法の異なる製品が混在する場合、自己把持機能によって投入が容易になります。ただし、下流工程は、より粗く、ばらつきのある排出物を受け入れる必要があるか、破砕機の後に粉砕機を追加する必要があります。

07スクリーンによる出力制御と粗い一次破砕の比較

スクリーンの有無は、この2つの設計の最も実際的な違いの一つです。

一軸破砕機では、材料はスクリーンを通過できる大きさになるまで、通常切断チャンバー内に留まります。スクリーンの目を小さくすると出力サイズは小さくなりますが、切断サイクルが増え、処理量が減少し、刃とスクリーンの摩耗が増加します。そのため、スクリーンは可能な限り小さい目を選ぶのではなく、次工程に応じて選定すべきです。

一般的な二軸一次破砕機にはスクリーンがない場合があります。出力サイズは、刃の幅、フックの設計、材料の壊れ方によって左右されます。目的が単に体積を減らすこと、または次の機械のために材料を準備することであれば問題ありませんが、次工程で狭いフレークサイズの範囲が求められる場合には適していません。

08フィルムと織袋:投入制御が重要な理由

柔軟なプラスチックは、硬質製品とは挙動が大きく異なるため、特別な注意が必要です。フィルムや織袋は軽量で伸縮性があり、回転部品に巻き付きやすい性質があります。かさ密度が低いため、ホッパーの容積が大きくても、必ずしも質量としての処理量が高くなるわけではありません。

ベール状のフィルム、農業用フィルム、ラフィア、織袋には、油圧式プッシャー付きの一軸破砕機が実用的な選択になることが多く、プッシャーが材料を圧縮し、制御された方法でロータへ投入するためです。単に大きなモーターを搭載するよりも、ロータの形状、刃の配置、巻き付き防止構造の方が重要になります。

材料に土、砂、石が多く混入している場合は、乾式の前処理洗浄も検討すべきです。研磨性のある異物は刃とスクリーンの摩耗を増加させ、下流設備の耐用年数を縮める可能性があります。

09パレット、ビン、大型硬質製品

プラスチックパレット、ビン、大型クレートについては、技術的には両方の破砕機タイプが可能ですが、適切な選択はラインをどのように運用する予定かによって決まります。

プロジェクトが、粉砕機、洗浄ライン、または押出機の前に管理された中間サイズを必要とする場合、一軸シュレッダーは、そのスクリーンと管理された押し込みシステムにより、統合しやすいことが多いです。製品が非常にかさばる、不規則な形状である、または他の大型産業廃棄物と混在していて、主な要件が強力な一次破砕である場合は、二軸シュレッダーのほうが適している場合があります。

1個あたりの完全な製品の寸法は、常に提供すべきです。600mmのクレートと1,200mmの産業用ビンは、材料の種類と出力1kgあたりの重量が似ている場合がありますが、ホッパー開口、ロータ幅、投入方式はまったく異なります。

10金属の混入によって提案が変わる

プラスチック廃棄物には、金属インサート、ネジ、ヒンジ、補強材、または偶発的な金属の混入が含まれている場合があります。これは、シュレッダーを選定する前に必ず検討すべき事項です。

二軸シュレッダーは、精密な粉砕機よりも扱いにくい混合投入材に対する耐性がありますが、金属は依然として刃物の摩耗を引き起こし、シャフト、スペーサー、ベアリングを損傷させることがあります。一軸シュレッダーも金属処理機械ではないため、大きい、または硬い金属部品は可能な限り除去すべきです。

金属混入が想定されるリサイクルラインでは、一次シュレッディングの後、粉砕機の前に磁力選別機を設置できます。これにより、より精密な下流の機械を保護し、金属が洗浄または押出セクションに到達する可能性を低減します。

11モーター出力だけで選定しない

75kWの一軸シュレッダーと75kWの二軸シュレッダーは、同等の機械ではありません。モーター出力だけでは、その機械がどれだけの廃棄物を処理できるかはわかりません。

一軸シュレッダーの場合、重要な要素には、ロータの径、有効ロータ幅、刃物のサイズと数量、スクリーン開口、油圧式プッシャーのストロークと力、ギアボックスのトルク、投入チャンバーの容量、制御ロジックが含まれます。

二軸シュレッダーの場合、シャフトの径、刃物の厚さ、フックの形状、刃物の重なり、ギアボックスのトルク、シャフト間隔、フレームの強度は、いずれも性能に影響を与えます。同じ搭載モーター出力であっても、機械的設計と実際の廃棄物によって、結果は大きく異なることがあります。

したがって、処理量は、材料の形態と必要な出力サイズと合わせて検討すべきです。サプライヤーは、廃棄物の写真、寸法、情報を確認せずに、「1,000kg/h」といった目標値だけからシュレッダーを提案すべきではありません。

12シュレッダーの後に粉砕機を続けるべきなのはいつか

シュレッダーは通常、第一段階の機械です。下流の工程でより小さく均一なフレークが必要な場合は、シュレッディングの後に粉砕機を追加できます。

代表的な例として、大型ビン、パレット、厚いパージ材、大型パイプスクラップ、かさばるドラムなどがあります。シュレッダーが、投入と減容の問題を解決します。その後、粉砕機が、事前にシュレッドされた破片を、洗浄、乾燥、空気輸送、または押出に必要な最終サイズまで縮小します。

この2段階のアプローチは、非常に大型の粉砕機1台に完全な製品を直接投入させようとするよりも、安定していることがあります。また、各機械が最も適したサイズ縮小の範囲で動作できるようになります。

13見積もりを依頼する前に、どのような情報を提供すべきか

一軸シュレッダーと二軸シュレッダーのどちらを選ぶかを決めるには、サプライヤーはポリマーの名称だけでなく、実際の廃棄物を確認すべきです。

• プラスチックの種類：PP、PE、HDPE、LDPE、LLDPE、ABS、PVC、または混合プラスチック。
• 製品の形態：フィルム、織袋、クレート、ビン、パレット、ドラム、塊、パイプ、その他の製品。
• 1個あたりの完全な製品の最大寸法とおおよその重量。
• 該当する場合は、肉厚または材料の厚さ。
• 材料がばらの状態か、ベール状か、圧縮されているか、入れ子になっているか。
• 金属、砂、石、ラベル、ロープ、繊維、その他の汚れの有無。
• 必要な処理量（kg/h）。
• 必要な排出サイズ、または下流の機械。
• 次の工程が、洗浄、粉砕、造粒、押出、または直接再利用のいずれであるか。

特殊な材料については、写真と短い稼働動画は、長い文章による説明よりも有用な場合が多いです。最終的な機械の構成を確定する前に、投入時の挙動、現実的な処理量、排出サイズを確認する最も確実な方法は、材料テストです。

14最終的な選定：シュレッダーを作業内容に合わせる

最良の選択は、シャフトの数、最大のモーター、最も重い機械によって決まるものではありません。廃棄物の形態、投入時の挙動、必要な出力サイズ、そして次に続く設備によって決まります。

よくあるご質問