PETボトルのラベル剥離機：粉砕前にラベルを除去すべき理由

01粉砕後にラベルがより大きな問題になる理由

粉砕前のシュリンクラベルや紙ラベルは、大きくて見分けやすい物体です。プラスチック粉砕機を通過すると、同じラベルが数十から数百の小片に砕け、PETフレーク全体に混ざることがあります。

大きなラベルは、形状、質量、空気中での挙動がボトルと大きく異なるため、機械的な削り取りと風力選別で除去できます。小さな破片ははるかに厄介です。濡れたフレークに付着したり、工程水とともに移動したり、フレークの間に挟まったり、乾燥・選別工程に入り込んだりします。

ラベル剥離工程が粉砕機の前に置かれる主な理由はここにあります。汚れが見分けやすく、分離しやすいうちに除去するのです。

02PETボトルのラベルはすべて同じではない

「ラベル」には、複数の材料と取り付け方法が含まれます。主に紙ラベルを受け入れるラインと、全面を覆うPVCやPETGのシュリンクラベルが投入されるラインでは、挙動が異なります。

03PVCやPETGのシュリンクラベルには特に注意が必要

シュリンクラベルが最も重要なのは、その多くがPET以外のポリマーで作られているためです。特にPVCは有害で、わずかな量でもPETの加工温度で分解し、変色、黒点、酸性の副生成物を引き起こし、造粒時のIVにも悪影響を与えます。

PETGのシュリンクラベルは別の問題を抱えています。密度と外観がPETに近いため、両方が小さなフレークに粉砕されると、単純な比重分離では確実に除去できません。

全面を覆うシュリンクラベルは、光学式ボトル選別機からボトルを隠してしまいます。大きな不透明のラベルや印刷されたラベルの下では、選別機がポリマーを識別できないことがあります。早い段階でラベルを除去すれば、機械的な洗浄とその後の選別の精度がともに向上します。

PVCやPETGのシュリンクラベルは、比重分離槽でPETとともに沈みます。スリーブの形のうちに除去するか、ボトル選別やフレーク選別で捕捉する必要があります。

04PETボトルのラベル剥離機の仕組み

この機械は、ラベル剥離機、デラベラー、ラベル除去機、ボトルラベル剥離機など、いくつかの名称で販売されています。いずれも、丸ごとのボトルを処理する同じ前段の装置を指します。

一般的な装置は長い処理室を持ち、その中で削り取り用のエレメント、刃、ボルト、歯を備えた回転軸またはドラムが回り、処理室の壁面には固定の削り取りエレメントが配置されています。ボトルが移動する間に繰り返し接触することで、ラベルがボトルの表面から引き裂かれ、はがれていきます。

目的はボトルを粉砕することではありません。優れたラベル剥離機は、ほとんどのボトルをほぼ原形のまま保ちながら、ラベルを開いたり引き裂いたりします。ラベルがはがれると、吸引ファンや風力選別部が軽いラベルを吸い取り、重いボトルは次の工程へ進みます。

これが機能するのは、ラベルの重量あたりの表面積がボトルよりはるかに大きく、制御された気流で持ち上げて運び去れるためです。当社のPETボトル洗浄ラインでは、ラベル剥離機はベール解砕とトロンメルの後に配置され、湿式粉砕機に供給します。

05削り取りと吹き飛ばしは別の機能

ラベル剥離機は、機械的な削り取り部と風力選別部という、つながった2つのシステムとして評価してください。

削り取りが弱いと、ラベルはボトルに残ったままになり、どんな気流でも分離できません。削り取りがうまくいっても気流の調整が不適切だと、はがれたラベルがボトルに混ざったまま粉砕機に送られます。

気流が強すぎると、軽いボトルや損傷したボトルがラベル側に運ばれ、そのままPETのロスになります。そのため、ファンと風路は、ボトルのサイズ、肉厚、ラベルの種類に合わせて調整する必要があります。

06どの程度のラベル剥離率が期待できるか

ラベル剥離機を、宣伝されている単一の効率値だけで判断すべきではありません。性能はボトルの状態とラベルの種類に大きく左右されます。

よく設計された産業用の機械は、適切な条件下で、対象となるラベルの90%以上を除去できます。結果は、圧縮されたボトル、全面シュリンクラベル、粘着ラベル、変形したボトル、入れ子状態で投入されるボトルの比率によって変わります。

したがって、最も有効なのは、お客様自身のベール材料を使ったテストで、ラベル剥離率だけでなく、ボトルの破損とPETのロスも測定することです。

07圧縮されたPETベールのラベル剥離が難しい理由

ベール状のボトルは、つぶれたり、ねじれたり、入れ子になったりしていることが多く、削り取りエレメントがすべてのボトル表面に均一に届きません。

シュリンクラベルが圧縮された2本のボトルの間に挟まることもあります。ベール解砕機でうまく分けられないと、複数のボトルがひとかたまりのままラベル剥離機を通過します。

強く圧縮されたベールでは、適切なベール解砕と定量供給が不可欠です。ラベル剥離機には、大きな圧縮塊ではなく、ほぐれて制御されたボトルの流れを供給すべきです。

08ラベル剥離機をボトル粉砕機にしてはいけない

削り取りを強くすればより多くのラベルを除去できますが、それには限度があります。ローター速度、刃の突出量、滞留時間が強すぎると、機械がボトルを破損しすぎます。

破損したボトルは、ラベル剥離機の中でPETの破片を生みます。これらの破片はラベル廃棄物に吸い込まれてPETのロスを増やすか、機械内にたまって摩耗を増やします。

適切な設定とは、高いラベル分離率、低いボトル破損率、少ないPETロスという3つの目標のバランスを取ることです。

09湿式粉砕の前にラベルを除去すると下流の負荷が下がる

湿式粉砕機に届いた時点でボトルにラベルが残っていると、粉砕機が大きなラベルを小さな異物に変えてしまいます。

これらの破片は、比重分離槽、摩擦洗浄機、温水洗浄機、水循環システムを通過していきます。ラベルが多いほど、浮遊物が増え、紙繊維が増え、水中の固形物が多くなり、スクリーンやフィルターの清掃頻度も上がります。

粉砕前にラベルを剥離すると、洗浄工程が処理すべきPET以外の材料が減り、薬品や水を増やさずに分離性能が向上します。これは、PETフレークの品質仕様におけるラベルやPVCの上限値を満たすための主要な手段のひとつです。

10ラベル剥離は比重分離を改善するが、その代わりにはならない

多くのラベルやキャップはPPやPEで、浮上する一方、PETフレークは沈むため、粉砕後に比重分離槽で分離できます。

だからといって、ラベル剥離機が不要になるわけではありません。比重分離槽は、大きなラベルの大部分がすでに除去されているほうがはるかによく機能します。ラベルが多いと厚い浮遊層ができ、機械的な持ち込みが増え、PETフレークが浮上側に閉じ込められることがあります。

PVCやPETGなどのラベル用ポリマーは、通常の比重分離では確実に除去できないため、これらには早い段階でのラベル剥離とボトル選別がさらに重要になります。

11ラベル剥離では接着剤は除去できない

よくある誤解は、ラベルを剥がしたボトルには接着剤が残っていないというものです。機械式のラベル剥離で除去できるのはラベル材料であり、接着剤はPETの表面に残ることがあります。

粘着ラベルの接着剤や一部のホットメルト接着剤は、洗剤や苛性ソーダを使った温水洗浄でゆるめ、その後強力な摩擦洗浄とすすぎで残留物を除去する必要があります。

高品質なPETフレークを得るうえで、機械式のラベル剥離と温水洗浄は異なる問題を解決します。一方がもう一方の代わりになることはありません。

12PETリサイクルラインのどこにラベル剥離機を置くべきか

使用済みPETボトルのラインの多くでは、ラベル剥離機はベール解砕と大きな異物の早期除去の後、粉砕機の前に配置します。一般的な前段の順序は次のとおりです。

1. ベール解砕
2. トロンメル：遊離した汚れと小さな異物
3. 金属分離
4. ボトル選別
5. 機械式ラベル剥離
6. 必要に応じて予備洗浄
7. 最終的なボトル検査／選別
8. 湿式粉砕

正確な順序はボトルの状態によって異なります。汚れや粘着ラベルをゆるめるために予備洗浄を行うプロジェクトもありますが、シュリンクラベルは一般に、さらに収縮して密着させてしまう加熱工程の前に機械的に除去すべきです。工程全体については、PETボトル洗浄ラインの仕組みをご覧ください。

13洗浄・乾燥後のジグザグ式ラベル分離機

前段のラベル剥離機ですべての破片を捕らえることはできません。小さなネックラベル、ボトルの折り目に挟まった破片、残った軽いフィルムが残ることがあります。

そのため、多くの高品質なPET洗浄ラインでは、洗浄・乾燥の後にジグザグ式分離機（ジグザグ風力選別機、ラベル分離機とも呼ばれます）を追加しています。ジグザグ状の流路を通る制御された気流が、乾いた軽いラベル片や微粉を重いPETフレークから持ち上げて分離します。

2つの機械は異なる役割を担います。前段のラベル剥離機は大きなラベルを粉砕機に入れないようにし、最後のジグザグ式分離機は洗浄後に残った軽い破片を除去してフレークの品質を仕上げます。どちらも、PETボトルリサイクル機械のライン一式に組み込まれています。

14最適な機械設定はラベルの種類で決まる

全面シュリンクラベル、ゆるい巻き付けフィルム、紙ラベルは、同じ削り取りの強さと気流に対して同じようには反応しません。

全面シュリンクラベルには、フィルムを開くのに十分な引き裂き作用が必要です。薄いBOPPラベルには、軽い破片を効率よく捕集できる風力選別機が必要です。紙ラベルでは、水分と接着剤の状態によって紙の剥がれやすさが変わります。

あるボトルではよく機能する機械も、別のボトルでは刃、速度、気流の調整が必要になることがあります。そのため、モーター出力を比べるよりも、実際の原料を使った生産テストのほうが多くのことがわかります。

15ラベル剥離の効率を左右する要素

• ボトルの形状と直径。
• ボトルの肉厚と剛性。
• 丸形、角形、または大きく変形したボトル。
• ベールの圧縮度。
• ラベル材料：PVC、PETG、PP、PE、BOPP、紙、その他のフィルム。
• 全面シュリンクラベルか部分ラベルか。
• ラベルの厚みと収縮の強さ。
• 接着剤の種類と量。
• ローター速度と削り取りエレメントの設計。
• 機械内での滞留時間。
• ボトルの供給量と流れの安定性。
• 風力選別の風量と風路の調整。

16まとめ：ラベルはラベルのうちに除去する

ボトルのラベルを除去する最適なタイミングは、粉砕機がそれを何百もの小さな異物に変えてしまう前です。

適切に選定したラベル剥離機は、洗浄工程に入るPVC/PETGシュリンクラベル、PP/PEフィルム、紙などのラベル材料を減らします。これにより分離の負荷が下がり、工程水中のラベル片が減り、温水洗浄と最終的なフレーク選別の条件が改善されます。

ラベル剥離機は、ボトル選別、比重分離、温水洗浄、下流のジグザグ式分離機の代わりにはなりません。高品質なPETボトルリサイクルラインにおける、最初の主要な異物管理工程です。

ラベル剥離機を評価する際は、実際のボトルでの性能、つまりラベル分離率、ボトル破損率、PETのロス、処理能力の安定性、摩耗部品の寿命、処理後に残るラベルの種類を確認してください。モーター出力よりもはるかに多くのことがわかります。テスト用のベールをお送りいただくこともできます。

よくあるご質問