ファインファイバー技術は原子レベルに近い物質を操作して生じるユニークな現象を利用して新たな応用を実現します。¹ ファインファイバー技術の一例が、産業用エアフィルトレーションの高性能層として使用されるファインファイバーです。 ナノファイバー層を製造するために、エレクトロスピニングプロセスでは、直径0.2～0.3ミクロンの高反発の連続極細ファイバーが製造され、フィルトレーションメディアの基材に適用されます。 ファインファイバーは、基材表面に非常に微細な隙間を持つ永続的なウェブを形成します。 ウェブはフィルター表面で粉塵、泥、汚染物などを捕集します。セルロース、セルロース/合成、スパンボンド、メルトブローンなどの汎用フィルターメディアを使用した従来フィルターに比べ、より多くのメリットを提供します。
集塵機用のプレミアムナノファイバー高性能層フィルターは、市販の濾材のフィルターよりも高価かもしれませんが、ナノファイバー層フィルターは高価格に十分見合う価値があります 以下は、プレミアムファインファイバー高性能層フィルターをおすすめする理由トップ5です。
1. 最初から最後まで高効率を維持。 集塵機の主な機能は、製造工程で発生する排出物を制御し、最小限に抑えることです。 クリーンで新しいフィルターは、通常、粉塵が付着しているフィルターと比較して、効率が低く（したがって排出量も多く）なります。 フィルトレーションメディア表面のファインファイバー層は、クリーンな状態の場合、ファインファイバー層のないクリーンなフィルターよりも粉塵粒子をよく捕捉します。図1を参照してください。 こうした能力を実現したフィルタリング機構が遮断・拡散・固着です。図2を参照してください。
ただし、初期効率は全体で見ればほんの一部に過ぎません。 大半の産業用集塵機は、何らかのフィルタークリーニング方法を使用して、フィルターの使用可能期間中に、フィルター表面に粉塵が蓄積するのを防いでいます。 フィルタークリーニング（通常、圧縮空気の逆パルスクリーニングを行います）を行う度に、フィルターメディアに蓄積した粉塵が破壊され放出される可能性があります。 ファインファイバー高性能層フィルターを使用すると、捕捉された粉塵は、メディア内ではなくフィルトレーションメディアの表面に蓄積されるため、より少ないパルスで除去できます。 パルスが少ないほど、排出発生事象が少なくなります。
2. フィルターメディア全体の圧力損失が少ないため、エネルギーを節約できます。 ほとんどの集塵システムは、ファンを使って汚染源から粉塵を含んだ空気を集塵機へ取り込み、その後フィルターメディアに引き込むという方法を採用しています。 フィルトレーションシステム内の空気の移動に必要なエネルギー（静圧）に基づき、必要なファンサイズと、システムの稼働に必要な有効エネルギーが決まります。 フィルターメディアや捕集された粒子により制約が生じると、システムの全体的なファンエネルギーの必要量に大きく影響する可能性があります。 市販のメディアフィルターの場合、捕集された粉塵粒子の多くがメディア細孔の深部に入り込みます。 フィルトレーションメディアの深部で捕集された粉塵は、ファインファイバー高性能層フィルトレーションメディアで表面捕集された粒子と同じく、クリーニングできません。図3を参照してください。 捕集された粉塵をメディア深部から除去できない場合、フィルターメディア全体に高い圧力差が生じたままとなり、エネルギー需要が増加します。 ファインファイバー層のメディアは、粉塵を表面で捕捉し、深部に入り込む粉塵の量が少ないため、クリーニングがしやすく、フィルトレーションメディア全体が小さい圧力差で動作し、エネルギー需要が抑えられます。 フィルターメディア全体の制約が小さいため、新システムの設計やコンポーネントの選択時にシステム全体のエネルギー要件が低くなり、ファンの必要サイズも小さくなります。 システムファンが可変周波数ドライブ制御システムを使用している場合は、さらに大幅なエネルギー節約が可能です。
表面捕集
デプス捕集
3. 集塵システムのパルスジェットクリーニングに必要な圧縮空気の消費量を抑えることができます。 表面捕集ファインファイバー層メディアにはもう1つメリットがあります。 前述のように、フィルターメディアの表面で粉塵を捕集する場合、深部で捕集するメディアよりもクリーニングに必要な圧縮空気パルスがはるかに少ない量で済みます。図4参照。 圧縮空気のパルスが少ないため、圧縮空気の消費量が全体的に少なくなり、コンプレッサーのエネルギー需要とコンプレッサーの運転コストが削減されます。
清浄な状態のファインファイバー層フィルター
表面捕集後のファインファイバー層フィルター
4. より長いフィルター寿命。 ほとんどの集塵機フィルターは、フィルターメディア深部が捕集粉塵でいっぱいになり、システム内のファンを使っても規定の風量を確保できる許容レベルまでクリーニングできなくなったときに寿命を迎えます。 ファインファイバー高性能層と表面捕集という特性の結果、ファインファイバー層フィルターは、従来の市販フィルターエレメントと比べ、大幅に長持ちします。 フィルターが長持ちするということは、フィルターの購入頻度が減り、長期的に大幅な費用節約になるということです。 さらに、フィルター寿命が長いと、フィルター交換作業による生産ダウンタイムが減少し、コストを削減できます。
5. 問題解決に役立つ柔軟なフィルター構成。 ファインファイバー高性能層メディアは、さまざまな基材上で使用でき、多様なフィルター構成に組み込むことができます。 ファインファイバー層は、セルロース、合成、スパンボンドのメディア基材に適用でき、これら各メディアの性能を向上させます。 ファインファイバー高性能層の利点を生かしながら、帯電防止や温度、耐湿性など、特性に合わせた独自の基材をお選びいただけます。 ファインファイバー高性能層フィルターは、カートリッジフィルターとして数年前から販売されていますが、今では各メーカーからプリーツバグやひだ折りフィルターの形で提供されるようになりました。
フィルター構成のバリエーションが増えたことと、より幅広い用途に対応したプレミアムファインファイバー高性能層フィルターが誕生したことで、より多くの集塵機オペレーターが汎用フィルターから切り替え、排出量を削減し、エネルギーを節約して、収益を向上できるようになりました。
1 National Nanotechnology Initiative (www.nano.gov)
