レーザーフィルターの仕組み FIMIC(イタリア)

FIMIC レーザーフィルター

レーザーフィルターとは

レーザーフィルターとは、レーザーで穴開け加工を施した鋼材をフィルターとして使用しています。この表面上に溜まった異物(コンタミ)をブレード(刃)が回転しながら回収し、排出します。
この回収と排出を自動的、連続的、完全無人で行うことができ、フィルター交換の手間を大幅に削減できることになります。

目次

 

レーザーフィルターの仕組み 

イタリアのFIMIC社が製造する完全無人化を実現する連続式スクリーンチェンジャーのご紹介です。
25年にわたりスクリーンチェンジャー専業で商品改良を重ね、ついにレーザーフィルターを完成させてました。

<仕組み>
異物を含んだ樹脂がフィルター内に入ります

レーザー加工で無数の小さな穴開けた板の表面に異物が補足されます

→一定の時間(または圧力)になるとブレードが回転を始めます

補足された異物をブレードが回転して回収します

→このスクレーパーカッター(ブレード)が異物を外へ通じる排出口へと運びます

→回収された異物はは排出ルートに溜まります

バルブが開き、異物が排出されます
※下の動画でご覧いただけます

参考記事:水分率3%に高効率、高速脱水できる脱水機に関する記事はこちら

レーザーフィルターの仕組み動画

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レーザーフィルター使用のビフォー&アフター

左の写真(スクラップ)→真ん中の写真(除去された異物)→左の写真(異物除去した再生ペレット)

再生されたペレットは異物が除去されてツヤがあることがご確認いただけると思います。

異物は鉄、繊維、紙、熱硬化性プラスチック、アルミニウム、その他のものを取り除くことができます。

実際に異物を除去した実例の写真を以下にお見せします。

WEEE由来PP粉砕品 レーザーフィルター 150ミクロン使用
WEEE由来PPのコンタミを除去

市場回収LDPE粉砕品 レーザーフィルター 200ミクロン使用
市場回収のLDPEからコンタミ除去

HDPE粉砕品 レーザーフィルター100ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)
スクリーンチェンジャー

HDPE粉砕品 レーザーフィルター150ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)

LDPE粉砕品 レーザーフィルター150ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)
スクリーンチェンジャー

PP粉砕品 レーザーフィルター150ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)
スクリーンチェンジャー

PS粉砕品 レーザーフィルター 200ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)
スクリーンチェンジャー

PS粉砕品 レーザーフィルター 200ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)
スクリーンチェンジャー

TPU粉砕品 レーザーフィルター 150ミクロン使用(連続式スクリーンチェンジャー)
スクリーンチェンジャー

レーザーフィルターにより異物を除去すれば、作られたペレットは製品に使用できるので、付加価値が上がります。

↓実際の加工の18事例を一気に公開している動画です。

レーザーフィルターのメリット

レーザーフィルターは人件費削減できる

  1. 連続で異物を除去できるので、作業員の手間がかからない 人件費ゼロ
    作業者が平常時に行う作業は「ゼロ」ですので、異物が多い樹脂を完全無人でペレット加工することが可能です。
  2. ストレッチフィルムの紙も連続的に除去が可能
    他のフィルターでは、圧力が上がり温度も上昇してしまうために紙が炭化してしまいます。
    FIMICレーザーフィルターは温度上昇を抑えることができるので、紙は炭化せずに回収することができます。
  3. 金網のスクリーンで150メッシュ相当ので異物除去が可能なので、製品の材料向けに再使用できる>>高付加価値の再生ペレット
  4. 金網では2分に一度詰まるくらいの異物でも連続除去が可能
  5. 金網スクリーンの交換と人件費を換算すると、投資回収は短期間で可能
    フィルター代は、東南アジアから調達するよりも廉価な水準で提供しています。
    >>メンテンンス費用についてはこちらのページの「7.スクリーンのコスト」から
  6. メンテナンスやスクリーン交換は一週間に一度なので、メンテナンスが容易
  7. レーザーフィルターのメリット

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レーザーフィルターQ&A

なぜFIMICのレーザーフィルターは異物の除去率が高いのですか?

その秘密は、広いフィルター面積にあります。一番小さなフィルターでも1,206c㎡(生産量300-500kg/h)あります。

この表面積が大きいということが、様々なメリットをもたらすことになります。

一般的に、大きなフィルター面積は、フィルターに接する樹脂の圧力が低くなります

通常の金属で編んだ網のフィルターや他社のレーザーフィルターは、樹脂圧が高く、フィルターの穴に異物が強く押し付けられて、異物が通過してしまいます。

しかし、FIMICレーザーフィルターでは、樹脂圧が低いので異物がフィルターを通過せず、止まります。その間に回転したブレードが異物を回収します。FIMICの異物の捕捉率が高い理由は、フィルターの「低い樹脂圧」にあるのです。


参考記事:レーザーフィルターのろ過面積の違いが生み出す5つのメリット

なぜ金属の混入にも強いのですか?

他のメーカーのフィルターは金属などの混入に非常に弱い構造になっています。金属などが入りますと、フィルターやブレードを傷付けて、その交換費用は多大なものになります。
それは車で例えますと、フェラーリが走れない凸凹のダートをオフロード車(FIMIC)が逞しく走るようなイメージとでも申し上げておきます。

一方、FIMICレーザーフィルターは、金属の混入にも強い構造を採用しており、他のフィルターでは除去できない金属の異物を除去することが可能です。

他社様のレーザーフィルターのお話を聞く機会があれば、金属の混入トラブルについて、確認してみてください。

なぜ紙がとれるのでしょうか?

他社のレーザーフィルターでは紙を除去できない場合が多いです。しかし、FIMICのレーザーフィルターはそれが可能です。むしろ、紙の除去はFIMICレーザーフィルターの最も得意なことかもしれません。

可能である理由:樹脂温度が高くならないので、紙が炭化しないため

一般的に、樹脂に混ざっている紙は、樹脂温度が200度を超えて、220度くらいになると、炭化して、炭の粉になってフィルターを通過します(異物が除去できない)。
FIMICフィルターでは樹脂温度が炭化しないレベルに維持ができるので、回転ブレードが紙を回収できるのです。
その証拠に、FIMICレーザーフィルターが回収した紙の色は茶色です。炭化していないので、黒でなく茶色であることがポイントです。

下の写真をご覧ください。

左写真:加工前の紙入りのLDPEスクラップ
真ん中写真:除去された紙(炭化していないので茶色
右写真:製造したペレット(紙が炭化するともっと黒くなりますが、色が薄くついただけです)

スクリーンチェンジャー
他社のレーザーフィルターが紙の除去が可能かどうか、紙除去時の色などを是非確認してみてください。

排出口がトラブルになったときの費用が安いのはなぜですか?

FIMICフィルターの排出口は「バルブ」の開閉により行われる方式を採用しています。

もし、仮にダメージを与えるような異物が排出口でバルブにダメージを与えたとします。

それでもバルブは小さな部品ですので、たった€250(約35,000円)で交換が可能です。

一方で、他社の排出方式は「スクリュー」で排出する方式をとっています。

スクリュー方式の場合、異物がスクリューにダメージを与えますと、スクリューを交換することになります。

押出機をご存じの方はもうご想像できると思いますが、スクリューを交換する費用というのは、大変な金額になってしまいます。(メーカーにもよりますが、50万円~100万円と思われます)

FIMICフィルターは異物からのダメージにも低コストで回復可能なフィルターです。

是非、他のフィルターメーカーのお話を聞くことがあれば、スクリューの交換にいくら必要か確認してみてください。

FIMICフィルターはなぜ歩留まりが他のメーカーより高いのですか?

不要な異物を排出する際に、「異物のみ」が排出されれば歩留まりは悪くなることはありません。
しかし実際には、異物は樹脂と一緒に排出されてきます。
ただ、気を付けたいのは、その一緒に出る樹脂の量です。
上記の「なぜFIMICフィルターの排出口は異物のダメージから簡単に復旧できるのか」について説明しました。

その理由は、バルブ方式という説明をしましたが、このバルブ方式がFIMICフィルターの歩留まり率が高くしている要因にもなっているのです。バルブ方式ですから、不要な異物をバルブが開いた時だけ排出します。バルブが開くのは約2秒程度です。
したがって、異物と一緒に排出される樹脂の量は非常に少ないわけです。一方、他のメーカーでとられている排出方式は「スクリュー方式」の場合が多いのです。

このスクリューは常に回転して常に異物を排出しています。すると、当然ながら異物と一緒に樹脂も排出され続けることになります。

一般的に、FIMICのロス率は1%前後ですが、他社のフィルターはロス率が5-15%程度になります。
他社メーカーのフィルターのお話を聞くことがあれば、ロス率を確認してみてください。

参考記事:歩留まり率UP!レーザーフィルターのバルブ方式とは?

樹脂の物性が保てるのはなぜか

FIMICフィルターは樹脂の物性の劣化を最低限に止めることができます。このメリットもフィルター面積が大きいことが起因となっています。フィルター面積が大きいことで、フィルターの樹脂圧力は低く保たれます。圧力が低ければ、樹脂温度も低く保つことが可能になります。樹脂温度が低ければ、物性の劣化が最小限で済みます。

下の写真はFIMICレーザーフィルターの操作パネル画面です。樹脂の温度表示がありますが、設定温度は220℃で、①入口温度②フィルター内部の温度③出口温度の3つの温度に差がないことがお分かりいただけますでしょうか。

樹脂は温度が高いと物性が劣化します。FIMICフィルターは加工温度を低く保つことができ、樹脂の劣化を抑えることができます。(上記の紙が炭化しない理由も同じです)

なぜ低コストなのでしょうか?

FIMICのレーザーフィルターの機械本体は高価なものです。しかし、その投資がもたらす効果は、フィルターの本体の投資金額をすぐに回収することになります。

  • フィルター交換の人件費なし
  • 安い低グレード材料を高品質に加工可能
  • 東南アジアのメーカーと比べても最も安い消耗品(フィルター、ブレード)コスト

消耗品については、FIMICから直接購入することで中間マージンもなく、「世界最安値」で購入することが可能です。

レーザーフィルターのコストの大きなポイントであるフィルターの価格が安いのは、レーザー加工機を自社保有しているからです。自社保有している会社はほとんどなく、外注で加工しています。
FIMICは安い消耗品の提供にとことんこだわり、高価なレーザー加工機を4台も保有していることが他社の消耗品と圧倒的な価格差となっているのです。

FIMICフィルターの寿命は?

これは、使用の仕方や再生する材料、汚れ方など、様々な要因の結果であり、同じ機械でもその寿命は異なります。しかしながら、一般的には15年くらいは問題なく使用が可能です。

現在でも稼働している最も古いFIMICレーザーフィルターは23年間使用されています。もちろん、ユーザーの素晴らしいメンテナンスに支えられていることは言うまでもありませんが。

フィルターの交換頻度は?

フィルターの交換頻度は、その使用する材料により大きく変わります。汚く汚れた材料だと5日で変える必要があるかもしれません。綺麗な材料であれば、2週間交換の必要はない場合もあります。しかし、一般的には1週間に一度とお考え下さい。

フィルター交換にかかる時間は?人数は?

FIMICフィルターは1週間に一度交換の必要があります。その交換は、作業者1名で、最大30分です。非常に短時間かつ少人数での交換作業が可能です。

レーザーフィルター(IFMIC社)とPOLYSTAR社のコラボ

レーザーフィルターとPOLYSTARの押出機がセットで設置されている事例を動画でご覧ください。
すでに世界でこのコンビネーションが30セット販売され、日本でも2021年からセットが設置され始めました。

単体でも販売することも可能です。

どのような押出機にも取り付け可能です。

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レーザーフィルターについての詳細情報

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