3M Luftfiltermedien. 3Innovation

Transkript

1 3M Luftfiltermedien 3Innovation

2 Wirkmechanismen der Luftfiltration Die Entwicklung von 3M Produkten für die Luftfiltration folgte einem einfachen Prinzip: Möglichst viele Partikel sollen in einem Faserlabyrinth abgeschieden werden, ohne den Volumenstrom zu beeinträchtigen. Das Ergebnis dieser Entwicklungen ist ein breites Programm von Materialien und Produkten für die Luftfiltration, geeignet für zahlreiche Anwendungen und verschiedene Designs. Das Filtrationsergebnis hängt von der Ausnutzung sich ergänzender Wirkmechanismen ab. Partikel mit einer Korngröße von über 10 Mikrometer setzen sich aufgrund der Schwerkraft aus dem Luftstrom ab, schon bevor sie den Filter erreichen. Große Partikel werden durch Siebung vor dem Filter abgeschieden, um das Leistungsvermögen des Vlieses für die Filtration submikroner Teilchen nicht zu beeeinträchtigen. Im Einzelnen nutzen wir folgende Wirkmechanismen: - - Faser Trägheit - - Faser Abfangen (Interzeption) Luftstrom - - Faser Brown sche Diffusion - - Faser Elektrostatik Trägheit Größere Partikel weichen durch Trägheitseffekte von den die Faser umgebenden Stromlinien ab und berühren die Faseroberfläche. Abfangen Partikel mittlerer Größe werden abgefangen, wenn sie sich auf einer Stromlinie der Faser nähern und dabei bis auf die Hälfte des Partikeldurchmessers an die Faser herankommen. Brown sche Diffusion Je kleiner Partikel sind, desto größer wird ihre Beweglichkeit. Bei Partikeln von unter 0,1 Mikrometer ist diese Beweglichkeit sehr groß, da sie durch Luftmoleküle in Schwingungen versetzt werden. Die Häufigkeit von Zusammenstößen mit den Fasern steigt. Elektrostatik Die elektrostatische Anziehung kann entweder auf Eigenschaften der Partikel und/ oder der Filtermaterialien beruhen. Ein ladungsstabiles Filtermaterial führt zu einer entscheidenden Verbesserung des Filterwirkungsgrades bei kleinen und mittelgroßen Partikeln. 2 Wie aus der Graphik hervorgeht, sind Partikel im submikronen Bereich allein durch eine Kombination mechanischer Wirkmechanismen schwierig abzuscheiden. Für eine optimale Wirkung vereinen 3M Filter verschiedene Filtermechanismen in sich. Die kumulative Abscheideeffizienz erhöht sich durch die Elektrostatik erheblich. Abscheidegrad als Funktion von Partikelgröße Abscheidegrad Abscheidegraderhöhung durch Elektrostatik Kumulierte Abscheidemechanismen M Luftfiltermedien Partikelgröße in µm sind Elektret-Vliese, deren hoher Wirkungsgrad in erster Linie auf der elektrostatischen Anziehung beruht.

3 3M Elektretfilter für hochwirksame Luftfiltration Elektrete können prinzipiell mit Magneten verglichen werden. Sie ziehen Partikel an wie ein Magnet Eisenspäne. Elektrete sind ständig geladene Dielektrika. Coul Die 3M Luftfiltermedien bestehen aus Polymer-Elektretfasern mit einer sehr geringen elektrischen Leitfähigkeit, hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit und sehr guter thermischer Stabilität. Die Ladungsdichte ist verhältnismäßig hoch. Theoretische Berechnungen ergaben, dass die Ladungsdichte der 3M Fasern annähernd 90 nc/cm 2 beträgt; und das bei jahrelanger Aktivität. Als einziges Elektret hat 3M Fasern mit rechteckigem statt rundem Querschnitt. Die bipolare Faserladung führt zur Bildung eines starken, inhomogenen Kräftefelds. Aufgrund dieses Kräftefelds werden ladungsfreie Partikel - ± Pol Coul polarisiert und in kleine Dipol-Teilchen umgewandelt, die dann durch die geladenen Fasern mit Polarisationskräften angezogen werden. Die Anziehung geladener Luftpartikel erfolgt durch die Coulomb-Kraft (siehe Abb. links). 3M Fasern "erkennen" also nicht die Größe von Partikeln, sondern lediglich "Objekte", die von ihnen aufgefangen werden. P.H. de Haan, J. van Turnhout, K.E.D. Wapenaar. Fibrous and granular filters with electrically enhanced dust capturing efficiency. Proc. 5th Intern. Symposium Electrets, Heidelberg (1985), Weitherhin müssen 3M Luftfiltermedien nicht unbedingt sehr dicht gefertigt werden. Sie weisen vielmehr eine offene Struktur auf. Folglich ist der Druckverlust bei dieser Filterart sehr gering Ladungsdichte [nc/cm 2 ] Die Leistung der elektrostatischen Aufladung ist der Schlüssel zu der Leistung der 3M Luftfiltermedien. Die hohe, permanente elektrostatische Aufladung erlaubt den Fasern submikrone Partikel besser zu fangen und (fest) zu halten M Luftfiltermedien Polycarbonat PP Original Data from Electret Fibrous Media for Aerosol Filtration, Baumgartner, Hanspeter, Proceedings of B. VDI, Vol. 3, 146. Düsseldorf: VDI-Verlag,

4 3M Typ G Luftfiltermedien Kreative Antworten zur Entwicklung einer sauberen Umgebung/Umwelt. 3M Typ G Luftfiltermedien sind ideal für Anwendungen bei denen hohe Filterleistung, niedriger Differenzdruck bei gleichzeitig hohem Luftdurchsatz entscheidend sind. Eigenschaften Längere Lebensdauer und, damit verbunden, geringere Kosten aufgrund der offenen Konstruktion mit einer hohen elektrostatischen Aufladung. Wirtschaftlicherer Einsatz wegen des geringeren Differenzdruckes, verbunden mit einer hohen Effizienz (Filterleistung). Permanent aufgeladene Fasern fangen mehr submikrone Partikel als herkömmliche Filtermedien. Große Auswahl an verschiedenen Flächengewichten und Dicken. Eine Vielzahl an Produktformen, wie Stanzteile, gefaltene und gerahmte Filter. 3M Typ G Luftfiltermedien weisen offene und gleichmäßige Vliese auf. Die aufgeladenen Fasern ermöglichen den Filtermedien Partikel durch die ganze Tiefe des Filters einzufangen, anstatt nur an der Oberfläche. 3M Luftfiltermedium ohne Staubspeicherung. 3M Luftfiltermedium mit Staubspeicherung. Die Kombination von einzigartigen Elektreteigenschaften und offener Medien-Konstruktion ermöglicht einen niedrigen Differenzdruck mit dennoch hoher Effizienz. Der niedrigere Differenzdruck erlaubt die Konstruktion eines Filterystems mit einem höheren Luftdurchsatz und somit verbunden, mehr Luftdurchsatz per Stunde. Die gesamte Filterleistung, über den Anstieg an Effizienz hinaus, ergibt eine längere Lebensdauer (Haltbarkeit) und damit verbunden, reduzierte Kosten und Energieersparnis. 4

5 3M Typ G Luftfiltermedien Anwendungen Die Anwendungen beinhalten Luftfilter für Raumluftreiniger, Klimaanlagen, Diskettenlaufwerke, Staubsauger-Ausblasfilter, Drucker, elektronische Geräte und Fahrzeuginnenraum-Filter. 3M Luftfiltermedien können auch in einer Vielfalt von Geräten eingesetzt werden, wie Inhalationsgeräte, Lungenfunktions-Messgeräte und Schlaf-Apnoe-Geräte. Produktauswahl 3M Typ G Luftfiltermedien gibt es in einer großen Vielfalt an Basisgewichten und Konstruktionen, um alle Ihre Filtrationsbedürfnisse abzudecken. Die Flächengewichte bewegen sich von 30 bis 300 Gramm pro Quadratmeter. Wir können Ihnen bei der Konstruktion eines optimalen Filters für Ihre Bedürfnisse helfen. Die nachfolgenden Abbildungen gewähren Ihnen einen guten Überblick für die Auswahl der für Ihren Gebrauch am besten geeigneten Konstruktionstypen. Typ G Luftfiltermedien-Konstruktionen Typ G Typ GS Typ GSB Leichtes Trägervlies Effizienz % Effizienz/Luftdurchsatz (200) 200 (400) G-200 G-150 G-100 GSB (600) Luftdurchsatz cm/s (fpm) Anm.: TSI 8110 Automated Filter Tester mit Sodium Chlorid Filterleistung und Druckabfall Die graphische Darstellung zeigt die Anfangs-Filtereffizienz für die Standard-Basisgewichte der 3M Typ G Luftfiltermedien bei spezifizierten Luftdurchsatzraten. Wir können Ihnen auch Informationen zu spezifischen Durchsatzraten und erforderlichen Filterleistungen Ihrer entwickelten Anwendungen liefern. Temperatur und Feuchtigkeitsbeständigkeit 3M Typ G Luftfiltermedien widerstehen Leistungsabfall über die Zeit und sind fähig, extremen Temperaturen und Feuchtigkeit bis zu 70 C und relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 100 % standzuhalten. Empfohlene Lagerfähigkeit: Zwei Jahre ab dem Datum der Produktherstellung und Lagerung bei Raumtemperatur von 22 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 %. 5

6 WICHTIGER HINWEIS: Die in dieser Produktinformation enthaltenen Angaben stellen unsere gegenwärtigen Erfahrungswerte dar. Es obliegt dem Besteller, vor Verwendung des Produktes selbst zu prüfen, ob es sich, auch im Hinblick auf mögliche anwendungswirksame Einflüsse, für den von ihm vorgesehenen Verwendungszweck eignet. Die Gewährleistung und Haftung für unsere Produkte bestimmt sich nach den jeweiligen kaufvertraglichen Regelungen, insbesondere auch unseren Allgemeinen Verkaufsbedingungen, sofern nicht gesetzliche Vorschriften etwas anderes vorsehen. 3 3M Deutschland GmbH Special Markets Carl-Schurz-Straße Neuss Telefon / Telefax / specialmarkets@mmm.com SMD-0405/LF/G-3M