20 PPIフィルター・フォーム

液体や気体中の粗い粒子から中程度の粒子を捕捉しながら、安定した透過性、堅牢な機械的強度、容易なメンテナンスを提供します。アルミ溶湯の鋳造、クリーンルームの空気処理、水槽のプレフィルトレーション、その他多くの工業用流体濾過作業において、適切に指定された20 PPI網状フォームは、正しく設置されメンテナンスされれば、強力な性能と費用対効果を発揮します。.

1.20 PPI」の意味と測定方法

“「PPI」とは、pores per inchの略で、網目状フォームの1直線インチに沿って、いくつの開気孔があるかを示す、シンプルな視覚的・機能的指標である。従って、20 PPIフォームの場合、1直線インチあたり約20個の気孔が開いていることになる。この値は、気孔直径、開口面積率、気流または液体の流れ特性と相関する。PPIのカウントは、粒子や支持媒体を捕捉するために利用可能な透過性と表面積を予測するため、メーカーやエンジニアがフォームの気孔率を分類する標準的な方法です。.

重要なニュアンス：PPIは、細孔容積や捕捉される最小粒子径の直接的な尺度ではなく、構造的なカウントである。PPIが同じであっても、細胞壁の厚さ、網目形成の質、原料ポリマーの化学的性質によって、流動抵抗や捕捉効率が異なる場合があります。.

2.網状フィルターフォームの材料と製造方法

市販の20 PPIフィルター・フォームのほとんどは、網状ポリウレタン（PU）エーテルまたはポリエステルから製造されている。この製造工程では、発泡体ブロックの細胞膜が除去されるため、構造は開放骨格網状となり、流体は自由に通過できるが、固形物は細胞表面に捕捉される。網状化は熱的、化学的、機械的に行われ、網状化の質は圧力損失と寿命に大きく影響する。.

バリエーションとコーティング・オプション：

• ベースポリマー： ポリエステル対エーテル PU - エーテルは加水分解に強い傾向があり、ポリエステルは機械的特性が異なる場合がある。.

• 表面処理： 疎水性または親水性コーティング、シリコーン含浸、臭気・吸着タスクのための活性炭飽和。.

• 補強： 高流量または高温環境下での構造的支持のための、縫い付けられた裏打ち、接着剤層、または複合ラミネート。.

鋳造や溶湯の分野では、多くの作業で次のようなものが使用されている。 セラミック・フォーム・フィルター (セラミックCFFは剛性が高く、溶融アルミニウムに化学的に適合し、鋳造品質目標に応じて10～60 PPIなどのPPI範囲で指定されます。金属濾過に「20 PPI」と指定する場合は、ポリマーフォームとセラミックフォームのどちらを意図しているかを確認する必要があります。.

3.典型的な物理的および性能仕様（データシートの要約）

以下は、一般的なメーカーのデータシート（代表値）から引用した、市販の20 PPI網状ポリウレタン・フィルター・フォームの統合された典型的な仕様セットです。この表は出発点として使用し、最終的な設計については、必ずサプライヤーの分析証明書で確認してください。.

キーポイント：データシートの数値はサプライヤーによって異なる。上記の数値は一般的に見られる範囲であり、重要なプロセスでは検証する必要がある。.

4.20PPIを選ぶ理由 - 性能のトレードオフと適合性

20PPIは、実用的な中間点に位置する。それは、微細なフォーム（30～60PPI）よりも粗く、非常に粗いメディア（5～10PPI）よりも微細である。トレードオフは要約できる：

• 透過性： 20PPIは、孔の開口部が大きいため、より高いPPIの媒体よりも高い面速度と低い初期圧力損失を可能にします。そのため、ポンプやブロワーがプレフィルターステージで過度のヘッドロスを起こすことがありません。.

• 粒子捕捉： 粗い微粒子から中程度の微粒子（例えば、砂、溶接の飛散、大きな酸化膜）を効果的に捕捉します。真のサブミクロン捕集には、20 PPIだけでは不十分で、下流により微細なメディアを使用した多段フィルターが必要です。.

• 詰まりとメンテナンス： より粗い発泡体は、急速な表面封鎖に耐えるため、多くの実際のシステムで洗浄間隔が長くなる。フォーラムや現場での報告では、目詰まりによって運転上の問題が生じるようなシステムでは、20～30 PPIが好まれることが多い。.

溶融アルミの濾過では、技術者はポリマーフォーム（溶融金属との接触では使用しない）とセラミックフォームフィルターのどちらかを選択しなければなりません。20PPIのセラミックフィルターは、濾過効率と透過性のバランスが求められる一般的な鋳造によく使用されます。高純度の航空宇宙用鋳物には、より高いPPIのセラミック（30～60）が指定されることがあります。.

5.代表的な産業および商業用途

A.鋳造とアルミ鋳造

20PPIのアルミナベースのセラミックフォームフィルターは、アルミ鋳造において、溶融物の流れのバランスをとりながら酸化物系介在物や乱流に起因する欠陥を低減するために広く使用されている。多くの場合、流れをスムーズにしてスラグを捕捉するためにゲートまたはランナーに配置されます。フィルターが溶融金属にさらされる場合は、セラミックCFFを選択してください。.

B.HVACと空気プレフィルトレーション

20PPIの網状フォームは、HVACユニットの再利用可能なプレフィルターとして、システムを詰まらせることなく粗いほこりやごみを除去するのに適しています。市販の交換用フォームの多くは、民生用および軽商用フィルター用に20 PPIで販売されています。.

C.水槽と池のろ過

多くの水槽用フィルターカートリッジとモデルは、多段式カートリッジの粗層として20 PPI定格のフォームを使用しています；これはより大きな微粒子を捕捉し、下流の生物学的媒体を保護します。メーカーのパーツリストには、一般的に20 PPIの粗い交換用パッドが記載されています。.

D.液体研磨と工業プロセスろ過

20 PPI発泡体は、薬液槽、冷却ループのストレーナー、その他の工業用液体システムにおいて、吸入ストレーナー、スプラッシュガード、粗大粒子防止装置として使用されます。.

6.デザインとサイズに関する推奨事項

20PPIフォームを使ったろ過ステージの設計には、面速度（vf）、厚さ（t）、利用可能な表面積（A）に注意を払う必要がある。目標は、粒子捕獲のために十分な滞留時間と表面積を与えながら、発泡体全体の圧力損失を許容範囲内に保つことである。.

簡単なサイズ決定の経験則

• 面速度（空気）： 使い捨てプレフィルターのvfを2.5-3.0 m/s以下に保つと保守的な性能が得られる；vfが高くなると圧力損失と摩耗が増加する。.

• フェース速度（液体）： 粘度と粒子負荷による。琢磨ステージでは0.1～0.5 m/sで開始し、パイロットテストで調整する。.

• 厚さ： 一般的なフォームの厚さは6mmから50mmです。発泡体を厚くするとホコリの保持力が高まるが、初期圧力損失が高くなる。.

• 冗長性： 汚れの負荷が高い場合は、層を使用する：上流に粗い20 PPI、次に下流に30～60 PPIまたは深さのメディアを使用する。このステージングにより、より細かいメ ディアが保護され、メンテナンス間隔が延びます。.

計算例（エアプレフィルター）

風量Q = 1,000 m³/h、所望の面速度vf = 2 m/sとすると、必要面積A = Q / vf = (1000/3600) / 2 ≈ 0.139 m²。設計流速を維持するために、同等以上の自由面積を持つ標準サイズのパネルを選択する。.

ファンおよびダクトの仕様を最終決定する前に、必ず製造サンプルで実際の圧力損失対流量をベンチテストしてください。メーカーのフローカーブとASTMに基づく試験は不可欠です。.

7.設置、取り扱い、メンテナンスのベストプラクティス

• カッティングとシェイピング： 鋭利な刃物と定規を使用する。フレームへの接着は通常、PUと互換性のあるスプレー式接着剤で行う。.

• オリエンテーション： 微粒子を下流のステージに押し込まないように、一次ローディング面が粗いフィードを受け取るようにフォームを設置する。.

• クリーニング： 再利用可能なフォームの洗浄には、圧縮空気によるバックブロー（空気システム）、低圧水または洗剤による洗浄（液体システム）、または穏やかなブラッシングが含まれる。網状骨格を裂く可能性のある高圧洗浄は避ける。.

• 交換間隔： 負荷によりますが、一般的な使用期間は数週間から数ヶ月です。一般的な目安は下記の交換表を参照。.

• ストレージ： 直射日光やオゾン源を避け、乾燥した風通しの良い場所に保管すること。.

8.試験、品質管理および受入基準

製造バッチを受け入れるには、サプライヤーに以下を要求する：

1. PPIカウントの検証（目視サンプリング）。.

2. 密度および引張/伸長試験報告書（ASTM D3574または同等品）。.

3. 標準的な厚さにおける空気または液体の流量対圧力損失曲線。.

4. 予想される液体と洗浄剤の化学的適合性ワークシート。.

5. トレーサビリティのための原産地証明書と製造年月日。.

一般的なQC試験には、セル数、体積空気流量、圧縮永久歪み、引裂強度が含まれます。20種類のPPIフォームの代表的なデータシートには、これらのパラメータが記載されています。.

9.よくある問題とトラブルシューティング

• 急激な圧力上昇： 通常、表面積が小さいか、予想外の粒子負荷が原因。面積を大きくするか、粗いプレフィルターを追加することで解決する。.

• 泡の破壊（クラム化）： 化学物質の不適合や過度の温度曝露が原因である可能性がある。より耐薬品性の高いポリマーに変更するか、洗浄化学薬品を変更してください。.

• チャネリングまたはバイパス： フレームのシーリング不良により、未処理液がフォームをバイパスする。ガスケットまたは接着剤でフレームを保持する。.

• 鋳造時の溶融汚染（セラミックケース）： 20PPIのセラミックを添加しても介在物が残る場合は、より高いPPIのセラミック、または2段階のセラミック配置（粗＋微細）を検討し、上流での溶融物の取り扱いを再評価してください。.

10.環境、安全、互換性に関する注意事項

• ポリウレタン・フォーム 空気システムで使用する場合は、地域の消防法に準拠し、必要な場合は難燃性のものを検討する。.

• 廃棄： 使用済みポリマーフォームは通常、非有害固形廃棄物であるが、廃棄前に吸着している有害成分（油や重金属など）がないか確認する。.

• セラミックフォーム 溶融金属に使用されるものは脆いので、取り扱いには注意すること。使用済みのセラミック・フィルターは産業廃棄物とみなされる場合があり、多くの場合、別個の取り扱いが必要である。.

11.製品選定チェックリスト（クイック調達フォーム）

12.テーブル

表A：クイック仕様スナップショット

表B PPIと一般的なアプリケーションの比較（セレクションマップ）

表 C. 推奨交換／整備間隔（代表値）

13.よくある質問

1. 20PPIフォームが捕捉する粒子径は？
   PPIは、絶対的なミクロン評価ではなく、孔の形状に相関します。20PPIの発泡体は、粗粒子と中粒子（通常数十ミクロンから数百ミクロン）を効果的に捕捉します。サブミクロンの捕捉には、下流のファインメディアまたはデプスフィルターを使用します。.

2. ポリウレタン20PPIフォームを溶融アルミニウムに接触させて使用できますか？
   ポリマー発泡体は燃焼または分解します。溶融金属濾過には、定格20 PPIのアルミナベースのセラミック・フォーム・フィルターを使用してください。.

3. 20PPIフォームの洗浄頻度は？
   負荷による。水族館の場合は毎週、HVACの場合は毎月のチェックと3～6ヶ月の交換、工業用ループの場合はΔPが設計設定値に達したら洗浄する。.

4. PPIが高ければ高いほど濾過能力が高いということですか？
   必ずしもそうとは限りません。PPIが高いほど表面積が大きくなり、より小さな粒子を捕捉できるが、圧力損失と目詰まりのリスクが高まる。多くの場合、段階的アプローチが最適です。.

5. 20PPIフォームの典型的な機械的特性は？
   一般的な値は、PUフィルターフォームの場合、引張強さ≥18 lb/in、伸び≥150%である。供給元のデータシートを確認してください。.

6. 20PPIフォームは洗浄して再利用できますか？
   はい、多くの網状発泡体は、やさしく洗浄し、劣化する化学物質や定格以上の温度にさらされなければ、洗って再利用できます。.

7. PPIの測定方法は？
   代表的なサンプルの直線インチあたりの孔を光学的に数える。サプライヤーはPPI±公差を記載する。.

8. 20PPIフォームを購入する際、サプライヤーに何を求めるべきですか？
   PPI検証、密度、フロー対ΔP曲線、引張／伸び、化学的適合性の詳細、検証用サンプル・クーポンを要求する。.

9. 難燃性の20 PPIフォームはありますか？
   はい、改良された化学物質や処理されたフォームが存在します。HVACまたは公共スペースで使用する場合は、ULまたはローカルコードの承認を確認してください。.

10. 20PPIのセラミックと20PPIのポリマーフォームの比較は？
    セラミックフィルターは硬質で熱に安定し、溶融金属や高温プロセス向けであり、ポリマーフォームは柔軟で温度が低く、空気／液体のプレフィルトレーションに適している。用途に適したメディアをお選びください。.

調達チームとエンジニアへの最終提案

1. まずメディアファミリーを確認する - ポリマーとセラミックの比較アルミ鋳造にはセラミック・アルミナ・フォームを、空調や水族館には網状ポリウレタンを。.

2. 実際のデータシートとサンプルクーポンを請求する また、代表的な条件下で圧力損失と粒子保持のベンチテストを実施する。.

3. 段階的システムとしてフィルターを設計する そのため、20 PPI層がより微細な下流メディアを保護し、システム寿命を延ばし、総運用コストを削減する。.

4. ΔPアラームと定期的な清掃スケジュールの確立 予想される粒子状物質の負荷に合わせ、経験則ではなく実際のデータを使ってモニターし、調整する。.