(57)【要約】      （修正有）【課題】望ましいプリーツ密度を有するプリーツ状ろ材が配置されたろ材パックの提供。【解決手段】ろ過基材１０は第１縁部１４および第２縁部１６と、第１端部および第２端部とを有し、ろ過基材１０は第１端部から第２端部へ延在する機械方向Ｍと、第１の側２０から第２の側へ延在する交差方向Ｃとを有する。ろ過基材１０は、交差方向に配置されかつ機械方向に延在する複数の波１３を含む。複数の波１３は、ろ過基材１０の第１の側に沿って形成された複数の第１の頂部２４と、ろ過基材１０の第２の側に沿って形成された複数の第２の頂部２６とを含む。ろ過基材１０は複数の隆起部３１を含み、複数の隆起部３１は、複数の第１の頂部２４に沿ってまたは複数の第２の頂部２６に沿って配置され、複数の第１の頂部２４または複数の第２の頂部２６の他方から離れる方向に延在する。【選択図】図１
2020040064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ材であって、
（ａ）第１の側および第２の側を有するろ過基材であって前記第１の側から前記第２の側へまたは前記第２の側から前記第１の側へろ過基材を通る流体の流れによって流体をろ過するように構成されたろ過基材を含み、
（ｂ）前記ろ過基材は第１縁部および第２縁部と、第１端部および第２端部とを有し、前記ろ過基材は前記第１端部から前記第２端部へ延在する機械方向と、前記第１の側から前記第２の側へ延在する交差方向とを有し、
（ｃ）前記ろ過基材は、前記交差方向に配置されかつ前記機械方向に延在する複数の波を含み、
（ｄ）前記複数の波は、前記ろ過基材の前記第１の側に沿って形成された複数の第１の頂部と、前記ろ過基材の前記第２の側に沿って形成された複数の第２の頂部とを含み、
（ｅ）前記ろ過基材は複数の隆起部を含み、前記複数の隆起部は、前記複数の第１の頂部に沿ってまたは前記複数の第２の頂部に沿って配置され、前記複数の第１の頂部または前記複数の第２の頂部の他方から離れる方向に延在する、
ろ材。
【請求項２】
前記ろ材が、前記機械方向に沿って巻かれたロールの形態で構成される、請求項１に記載のろ材。
【請求項３】
ロールの形態の前記ろ材が、芯の周囲に構成され、包装材によって覆われる、請求項２に記載のろ材。
【請求項４】
前記ろ材が、セルロース系ろ材を含み、約４８ｌｂ／３，０００ｆｔ２〜約７５ｌｂ／３，０００ｆｔ２の坪量を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項５】
前記複数の隆起部が、前記ろ過基材をエンボス加工した結果を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項６】
前記複数の隆起部が、少なくとも約５ミルの高さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項７】
前記複数の隆起部が、約５ミル〜約５０ミルの高さを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項８】
前記複数の隆起部が、隆起部間で少なくとも５０ミルの距離だけ離間された隣接する隆起部を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項９】
前記複数の隆起部が、約５０ミル〜約１，５００ミルの距離だけ共通の頂部に沿って離間された隣接する隆起部を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項１０】
前記複数の隆起部が、前記複数の第１の頂部に沿って配置されかつ前記複数の第２の頂部から離れる方向に延在する複数の第１隆起部と、前記複数の第２の頂部に沿って配置されかつ前記複数の第１の頂部から離れる方向に延在する複数の第２隆起部とを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項１１】
前記ろ過基材が複数の折り目を含み、各折り目が、交互に配置される第１および第２のプリーツ面を分離する、請求項１０に記載のろ材。
【請求項１２】
前記複数の第１隆起部が、前記第１プリーツ面に配置され、前記第２プリーツ面には配置されず、前記複数の第２隆起部が、前記第２プリーツ面に配置され、前記第１プリーツ面には配置されない、請求項１１に記載のろ材。
【請求項１３】
前記複数の波が、交互に配置される第１の弧および第２の弧のパターンを横断方向に沿って形成し、前記第１の弧および前記第２の弧が反対方向に弧を描き、前記第１の頂部が前記第１の弧のピーク部に配置され、前記第２の頂部が前記第２の弧のピーク部に配置される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項１４】
前記複数の波が非対称であり、前記第１の弧および前記第２の弧が異なる曲率を有する、請求項１３に記載のろ材。
【請求項１５】
前記複数の汚職が対称であり、前記第１の弧および前記第２の弧が同様の曲率を有する、請求項１３に記載のろ材。
【請求項１６】
前記第１の弧および前記第２の弧が約５ミル〜約１，５００ミルの幅を有する、請求項１３に記載のろ材。
【請求項１７】
前記複数の隆起部が、円錐形のサイド部と丸みを帯びたトップ部とを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項１８】
前記複数の隆起部が球状の形状を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項１９】
前記複数の隆起部が、約１０ミル〜約６０ミルのベース部周囲長さを有する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項２０】
ろ材パックであって
（ａ）交互に配置される第１および第２のプリーツ先端と、交互に配置される第１および第２のプリーツ面とを含むプリーツ構造で提供されたろ材を含み、
（ｉ）前記ろ材は、第１縁部および第２縁部を含み、および前記第１縁部から前記第２縁部まで延在する幅を含み、
（ｉｉ）前記ろ材は、第１端部および第２端部を含み、および前記第１端部から前記第２端部まで延在する長さを含み、
（ｉｉｉ）前記交互に配置される第１および第２プリーツ先端および前記交互に配置される第１および第２プリーツ面は、前記ろ材の長さに沿って配置され、
（ｂ）前記ろ材は、前記ろ材パックの幅にわたって配置されおよび前記ろ材の長さに沿って延在する複数の波を含み、
（ｉ）前記複数の波は、交互に配置される第１の弧および第２の弧を含み、
（ｉｉ）前記第１の弧および前記第２の弧は、反対方向に弧を描き、
（ｉｉｉ）前記第１の弧のそれぞれは第１の頂部を含み、前記第２の弧のそれぞれは第２の頂部を含み、
（ｃ）前記ろ材は複数の隆起部を含み、前記複数の隆起部は、隆起部が前記第１の頂部または前記第２の頂部の他方から離れる方向に延在するように前記第１の弧の前記第１の頂部に沿ってまたは前記第２の弧の前記第２の頂部に沿って配置される、
ろ材パック。
【請求項２１】
前記複数の隆起部が、プリーツ構造で提供されるとき、前記交互に配置される第１および第２のプリーツ面を分離するのに十分な高さを有する、請求項２０に記載のろ材パック。
【請求項２２】
前記ろ材パックが、１インチ当たり約６プリーツ〜１インチ当たり約１６プリーツのプリーツ密度を有する、請求項２０または２１に記載のろ材パック。
【請求項２３】
前記ろ材パックが、少なくとも約０．３７５インチのプリーツ深さを有し、前記プリーツ深さは前記第１プリーツ先端から前記第２プリーツ先端までの最長距離である、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項２４】
前記複数の隆起部が少なくとも約５ミルの高さを有する、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項２５】
前記複数の隆起部が、約５ミル〜約５０ミルの高さを有する、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項２６】
前記複数の隆起部が、隆起部間で少なくとも５０ミルの距離だけ離間された隣接する隆起部を含む、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項２７】
前記複数の隆起部が、約５０ミル〜約１，５００ミルの距離だけ共通の頂部に沿って離間された隣接する隆起部を含む、請求項２０〜２６のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項２８】
前記複数の隆起部が、前記複数の第１の頂部に沿って配置されかつ前記複数の第２の頂部から離れる方向に延在する複数の第１隆起部と、前記複数の第２の頂部に沿って配置されかつ前記複数の第１の頂部から離れる方向に延在する複数の第２隆起部とを含む、請求項２０〜２７のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項２９】
前記複数の第１隆起部が、前記第１プリーツ面に配置され、前記第２プリーツ面には配置されず、前記複数の第２隆起部が、前記第２プリーツ面に配置され、前記第１プリーツ面には配置されない、請求項２８に記載のろ材パック。
【請求項３０】
前記複数の波が非対称であり、前記第１の弧および前記第２の弧が異なる曲率を有する、請求項２０〜２９のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項３１】
前記複数の汚職が対称であり、前記第１の弧および前記第２の弧が同様の曲率を有する、請求項２０〜３０のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項３２】
前記第１の弧および前記第２の弧が約５ミル〜約１，５００ミルの幅を有する、請求項２０〜３１のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項３３】
前記複数の隆起部が、円錐形のサイド部と丸みを帯びたトップ部とを含む、請求項２０〜３２のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項３４】
前記複数の隆起部が球状の形状を含む、請求項２０〜３３のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項３５】
前記複数の隆起部が、約１０ミル〜約６０ミルのベース部周囲長さを有する、請求項２０〜３４のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項３６】
フィルタカートリッジを形成する方法であって、
（ａ）交互に配置される第１プリーツ先端および第２のプリーツ先端を形成するために請求項１〜３５のいずれか一項に記載のろ材を折ることによってろ材パックを形成するステップと、
（ｂ）ろ過されるべき流体が前記ろ材パックを迂回することを防止するためにシール部材を提供するステップと
を含む方法。
【請求項３７】
（ａ）前記ろ材パックを円筒形ろ材パックに形成するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
（ａ）前記ろ材パックを円筒形ろ材パックに形成するステップをさらに含む、請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項３９】
（ａ）前記ろ材パックを円錐形ろ材パックに形成するステップをさらに含む、請求項３６〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１５年７月３１日に出願されており、および本出願は、２０１４年８月１日に出願された米国仮特許出願第６２／０３２，３９５号明細書および２０１５年７月１日に出願された米国仮特許出願第６２／１８７，４８４号明細書に基づく優先権を主張し、当該出願の開示内容全体は、参照により完全な形で援用される。
【０００２】
本開示は、ろ材と、プリーツ状ろ材パックと、フィルタカートリッジと、ろ材、プリーツ状ろ材パック、およびフィルタカートリッジを作製するための方法とに関する。本開示は、第１の側および第２の側と、第１の側に沿って形成された複数の第１の頂部および第２の側に沿って形成された複数の第２の頂部と、複数の第１の頂部または複数の第２の頂部の少なくとも一方に沿って配置された複数の隆起部とを有する波形ろ材に向けられる。
【背景技術】
【０００３】
空気および液体などの流体ストリームは、汚染物質をその中で運んでいる。多くの例において、汚染物質の一部またはすべてを流体ストリームからろ過することが望ましい。例えば、自動車または動力生成装置用のエンジンに至る空気流ストリーム、ガスタービンシステムに至るガスストリーム、様々な燃料炉に至る空気ストリーム、および閉鎖環境に至る空気ストリームは、ろ過されるべき粒子状汚染物質をその中で運んでいる。同様に、エンジン潤滑システム、液圧システム、冷却システムおよび燃料システム内の液体ストリームも、ろ過されるべき粒子状汚染物質を運んでいる可能性がある。流体ストリームが選択された汚染物質を含まず、またストリーム内の汚染物質のレベルが低減されていることがそのようなシステムにとって望ましい。様々な流体フィルタ（空気または液体フィルタ）構成が汚染物質低減のために開発されてきた。
【０００４】
プリーツ状ろ材の場合、プリーツ密度は所与の距離の中に配置可能なプリーツの数を指す。所与のろ過用途に関して、ろ過に利用できるろ材の表面面積を最大化し、同時に、プリーツが密に配置され過ぎる結果としてプリーツ状ろ材全体に及ぶ望ましくない圧力の低下に寄与しない望ましいプリーツ密度がしばしば存在する。加えて、ろ材は「膨れない」または触れないことが望ましい、というのも、触れる隣接プリーツ面上のろ材は「マスキングされたろ材」になり、マスキングされたろ材は一般にろ過に使用できないからである。従って、マスキングの存在は、ろ過表面面積の損失をもたらす。マスキングを減らすための例示的な先行の手法は、プリーツ面を分離するために「スペーサ」を使用することである。「スペーサ」の例示的な開示は、米国特許第７，６２５，４１８号明細書に提供されている。
【０００５】
波形ろ材から形成されたプリーツ状ろ材パックが開示されている。例えば、米国特許出願公開第２００６／０１５１３８２号明細書および米国特許出願公開第２０１０／００７８３７９号明細書を参照のこと。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ろ材が記載され、ろ材は第１の側および第２の側を有するろ過基材であって第１の側から第２の側へまたは第２の側から第１の側へそれを通る流体の流れによって流体をろ過するように構成されたろ過基材を含む。ろ過基材は第１縁部および第２縁部と、第１端部および第２端部とを有し、ろ過基材は第１端部から第２端部へ延在する機械方向と、第１の側から第２の側へ延在する交差方向とを有する。ろ過基材は、交差方向に配置されかつ機械方向に延在する複数の波を含む。複数の波は、ろ過基材の第１の側に沿って形成された複数の第１の頂部と、ろ過基材の第２の側に沿って形成された複数の第２の頂部とを含む。ろ過基材は複数の隆起部を含み、複数の隆起部は、複数の第１の頂部に沿ってまたは複数の第２の頂部に沿って配置され、複数の第１の頂部または複数の第２の頂部の他方から離れる方向に延在する。
【０００７】
ろ材パックが記載され、ろ材パックは、交互に配置される第１および第２のプリーツ先端と、交互に配置される第１および第２のプリーツ面とを含むプリーツ構造で提供されたろ材を含む。ろ材は、第１縁部および第２縁部を含み、および第１縁部から第２縁部まで延在する幅を含む。ろ材は、第１端部および第２端部を含み、および第１端部から第２端部まで延在する長さを含む。交互に配置される第１および第２プリーツ先端および交互に配置される第１および第２プリーツ面は、ろ材の長さに沿って配置される。ろ材は、ろ材パックの幅にわたって配置されおよびろ材の長さに沿って延在する複数の波を含む。複数の波は、交互に配置される第１の弧および第２の弧を含み、第１の弧および第２の弧は、反対方向に弧を描き、第１の弧のそれぞれは第１の頂部を含み、第２の弧のそれぞれは第２の頂部を含む。ろ材は複数の隆起部を含み、複数の隆起部は、隆起部が第１の頂部または第２の頂部の他方から離れる方向に延在するように第１の弧の第１の頂部に沿ってまたは第２の弧の第２の頂部に沿って配置される。
【０００８】
フィルタ要素と、ろ材、ろ材パックおよびフィルタ要素を作製する方法とが記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の原理による波形構造でありかつ複数の隆起部を含むろ材基材の一部の斜視図である。
【図２】図１のろ材基材の一部の斜視図である。
【図３】図１のろ材基材の一部の斜視図である。
【図４】図１のろ材基材の一部の側面図である。
【図５Ａ】それぞれ線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂに沿って取られた図１のろ材基材の断面図である。
【図５Ｂ】それぞれ線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂに沿って取られた図１のろ材基材の断面図である。
【図６】図１のろ材基材のプリーツ状ろ材パックの斜視図であり第１流れ面を示す。
【図７】図７のろ材パックの斜視図であり第２流れ面を示す。
【図８】図７のろ材パックの部分断面図である。
【図９】ろ材パックの断面図の写真画像である。
【図１０】図９のろ材パックの断面図の写真画像である。
【図１１】本開示の原理による代替的なろ材パックの斜視図である。
【図１２】図１１のろ材パックの一部の代替的な斜視図である。
【図１３】図１１のろ材パックの側面図である。
【図１４】プリーツ状ろ材パックを含むパネルフィルタ要素の斜視図である。
【図１５】プリーツ状ろ材パックを含む円筒形フィルタ要素の斜視図である。
【図１６】図１５の円筒形フィルタ要素の側面図である。
【図１７】プリーツ状ろ材パックを含む円錐形フィルタ要素の側面図である。
【図１８】プリーツ状ろ材パックを含む部分円錐形または湾曲形パネルフィルタ要素の斜視図である。
【図１９】線１９−１９に沿って取られた図１８のフィルタ要素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、ろ材（ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅｄｉａ）と、プリーツ状ろ材パックと、フィルタカートリッジと、ろ材、プリーツ状ろ材パック、およびフィルタカートリッジを作製するための方法とに関する。プリーツ状ろ材パックは、ろ材をプリーツ状にすることによって形成可能である。一般に、ろ材はより簡単に、「ろ材（ｆｉｌｔｅｒ  ｍｅｄｉａ）」または「媒体（ｍｅｄｉａ）」と称されることができ、粒子状汚染物質を流体ストリームからろ過するために使用される基材を指す。流体ストリームは、ガスストリームまたは液体ストリームであることができる。例示的なガスストリームは空気を含み、空気ストリームは、自動車のエンジン、動力生成装置、様々な燃焼炉、ＨＶＡＣの空気取込みに対して供給可能であり、および作業環境および家庭環境ならびにクリーンルームなど、粒子が除去されるべき閉鎖された環境の空気取込みに対して供給可能である。ガスストリームはまた、ガスタービンシステムへのガスストリームなどのガスストリームであることもできる。例示的な液体ストリームは、エンジン潤滑系、液圧系、クーラント系、燃料系および水を含む。
【００１１】
ろ材はプリーツを形成するために前後に折り曲げることができ、その結果として得られたものをプリーツ状ろ材パックと称することができる。プリーツ状ろ材パックの折り目は、プリーツ先端（またはプリーツ折り目）としばしば称され、ろ材パックの両側のプリーツ先端は典型的に、入口流れ面および出口流れ面を形成する。プリーツ先端の間に延びるろ材の広がりは、プリーツ面としばしば称される。プリーツ状ろ材パックは時にジグザグ形のろ材パックと称される、というのも、ろ材はジグザグのパターンで構成されるためであり、ジグザグのパターンでは、ろ材はプリーツ先端〜プリーツ面から、プリーツ先端〜プリーツ面へ等、行ったり来たりする。
【００１２】
プリーツ状ろ材パックは、任意の所望の構造で構成可能である。例示的な構造は、パネルフィルタ構造および閉ループまたは管状フィルタ構造を含む。パネルフィルタ構造はパネルフィルタを含み、およびしばしばフィルタカートリッジの両側に配置された入口流れ面と出口流れ面とを有し、それにより、ろ過されるべき流体が入口流れ面でろ材パックに入り、ろ過された流体がろ材パックの反対側の出口流れ面でろ材パックを出るようにする。パネルフィルタは、流体が構造を通って真直ぐに流れる状況において一般的である。閉ループまたは管状フィルタ構成はしばしば、ろ材パックの外側に入口流れ面を、およびろ材パックの内側に出口流れ面を有するが、その逆の場合もある。例示的な閉ループフィルタ構成は、円筒形および円錐形フィルタを含む。円筒形フィルタおよび円錐形フィルタは往々にして、外側流れ面および内側流れ面を有し、流体が典型的に外側表面からろ材を通り内側領域へ流れ、次いでエンドキャップの一方または両方から出るが、その逆の場合もある。
【００１３】
ろ材
ここで図１〜４を参照すると、例示的なろ材またはろ材が、参照番号１０で示されている。ろ材１０は、離散したシートとして示されているが、ろ材１０は、矢印Ｍによって示される機械方向においてほぼ連続的に延在するとみなすことができることを理解すべきである。機械方向Ｍを横切るのは交差方向Ｃまたは横断方向である。ろ材１０は、ろ過特性を呈する基材１１として示されている。ろ材１０は、波形基材１２と称することができる、というのも、複数の波１３が第１縁部１４から第２縁部１６までろ材１０全体にわたり延在しているからである。複数の波１３は機械方向Ｍにおいて連続的に延在して示されている。ろ材１０全体にわたる波の数は、交差方向Ｃの長さと、波の密度（第１縁部１４から第２縁部１６までの単位長さあたりの波の数）とに依存する。複数の波１３は、同じ材料の波形のない基材と比較して、ろ材１０に強度および剛性を提供する一助となる。
【００１４】
ろ材１０は第１の側２０と、第１の側２０の反対の第２の側２２とを含む。複数の波１３は、波形基材１２の第１の側２０に沿いかつ第２の側２２から離れる方向に概ね延在する複数の第１の頂部２４と、第２の側２２に沿って形成されかつ第１の側２０から離れる方向に概ね延在する複数の第２の頂部２６とを含むことを特徴とすることができる。各波１３は第１の頂部２４および第２の頂部２６を含んでいると見なすことができる。第１の側２０を見る図１の斜視図から、複数の第２の頂部２６は、複数の第１の谷２８として認識することができ、それにより複数の波１３は、第１の頂部２４および第１の谷２８が交互になっていると見なすことができる。第２の側２２を見る図３の斜視図から、複数の第１の頂部２４は、複数の第２の谷３０として認識することができ、それにより複数の波１３は、第２の頂部２６および第２の谷３０が交互になっていると見なすことができる。
【００１５】
ろ材１０は複数の隆起部３１を含む。複数の隆起部３１は複数の第１隆起部３２および複数の第２隆起部３３として設けることができる。複数の第１隆起部３２は複数の第１の頂部２４に沿って位置付けて設けられ、複数の第２隆起部３３は複数の第２の頂部２６に沿って位置付けられて設けられる。複数の第１隆起部３２はベース部３４からトップ部３６まで、複数の第１の谷２８から離れる方向に延在するように設けられる。複数の第１隆起部３２は第２の側２２から離れる方向に延在するように示されている。すなわち、複数の第１隆起部３２は、複数の第１の頂部２４の上に突出するように示されている。図５Ａを参照すると、複数の第１隆起部３２は、隆起部ベース部３４から隆起部トップ部３６まで延在する高さＨを有するように設けられる。隆起部ベース部３４は好ましくは、隆起部高さＨの最大の有益性を達成するために、頂部のピークまたは最高点を形成する頂部トップ部４０に配置される。隆起部ベース部３４は好ましくは頂部トップ部４０に位置付けられる一方、隆起部ベース部３４は頂部トップ部４０で正確に形成されず、頂部トップ部４０に近接するが頂部トップ部４０にない頂部上昇部４２に位置付けられ得るようにオフセットされてもよいことを理解すべきである。頂部トップ部４０と頂部上昇部４２との間の高さの差は、隆起部が頂部上昇部４２に位置付けられる場合、隆起部ベース部３４と隆起部トップ部３６との間の距離である理想的な隆起部高さ未満である隆起部高さＨをもたらし得る。従って、隆起部を頂部上昇部４２に位置付けることによって、隆起部高さＨは、隆起部が頂部トップ部４０に位置付けられた場合よりも低いことが予測される。
【００１６】
複数の第２隆起部３３は、複数の第２の頂部２６に沿って位置付けられ、およびベース部３４’からトップ部３６’まで、複数の第２の谷３０から離れる方向に延在するように設けられる。複数の第２隆起部３３は第１の側２０から離れる方向に延在するように示されている。すなわち、複数の第２隆起部３３は、複数の第２の頂部２６の下に突出するように示されている（例えば、図４の斜視図から）。図５Ｂを参照すると、複数の第２隆起部３３は、隆起部ベース部３４’から隆起部トップ部３６’まで延在する高さＨ’を有するように設けられる。隆起部ベース部３４’は好ましくは、隆起部高さＨを最大にするために、第２の頂部２６のピークまたは最高点を形成する頂部トップ部４０’に配置される。隆起部ベース部３４’は好ましくは頂部トップ部４０’に位置付けられる一方、隆起部ベース部３４’は頂部トップ部４０’で正確に形成されず、頂部トップ部４０’に近接するが頂部トップ部４０’にない頂部上昇部４２’に位置付けられ得るようにオフセットされてもよいことを理解すべきである。頂部トップ部４０’と頂部上昇部４２’との間の高さの差は、隆起部が頂部上昇部４２’に位置付けられる場合、隆起部ベース部３４’と隆起部トップ部３６’との間の距離である理想的な隆起部高さ未満である隆起部高さＨ’をもたらし得る。従って、隆起部を頂部上昇部４２’に位置付けることによって、隆起部高さＨは、隆起部が頂部トップ部４０’に位置付けられた場合よりも低いことが予測される。
【００１７】
複数の隆起部３１の隆起部高さは、好ましくは、ろ材１０がプリーツ状にされるとき、複数の隆起部３１がプリーツ面４５に触れる場所を除いてプリーツ面４５が互いに触れることを防止することを複数の隆起部３１が促すように十分なものである。従って、複数の隆起部３１のトップ部が対向プリーツ面と触れることを実現することによって、マスキングの領域だけが、隆起部のトップ部が対向プリーツ面と触れる領域である。結果として、流体はプリーツ面の間を移動可能であり、プリーツ面の残部はろ過に利用可能である。
【００１８】
ろ材１０は、折り畳まれてプリーツ構造になることができるように調製可能である。ろ材１０に対して、プリーツ面を分離するけがき線または折り目４８を設けることができる。一般に、ろ材１０は、けがき線または折り目４８にプリーツ先端を形成する。図１に示されるように、ろ材１０は、けがき線または折り目４８によって分離される２つのプリーツ面４６および４７を含む。プリーツ面４５の長さは、けがき線または折り目領域４８間の距離として選択可能である。けがき線または折り目領域４８は、ろ材を折ることができるようにろ材に折り目を形成することによって導入可能である。ろ材を形成する間、バッキング材によって支持されるろ材に縁部を適用することによって、ろ材にけがき線を刻むことができる。特に、けがき線の刻みは、ろ材をジグザグパターンで好都合に折ることができるように、交互方向に形成することができる。
【００１９】
隆起部は、ろ材の表面からの３次元突出部の持ち上げられた領域のことを指す。隆起部は陥凹部と称することも可能で、エンボス加工または陥凹形成によって形成可能である。隆起部を形成する１つの技法は、隆起部または陥凹部がプレートに設けられた突出部または窪みから形成されるように２つのプレート間でろ材を押圧することを含む。あるいは、隆起部または陥凹部は、隆起部または陥凹部を形成するろ材の変形を一般に伴う他の技法によって形成可能である。隆起部または陥凹部は、ろ材に亀裂も切れ目も生じない方法で形成されると好ましい。エンボス加工または陥凹形成は、波形加工後に実行可能であり、および湿式繊維が硬化する前に実行可能である。エンボス加工または陥凹形成は、ろ材の硬化後に実行可能であるが、ろ材の硬化前のエンボス加工または陥凹形成と比べて、より高いレベルの跳ね返りがあることが予測される。
【００２０】
ろ材から離れる方向に延在するように複数の隆起部が形成される。図４中の複数の隆起部３２および３３は、複数の隆起部３２および３３が実際にはろ材１０の一部であるとしても、ろ材１０から離れる方向に延在するように示されている。句「から離れる方向に」は、隆起部が凸面から内方に（例えば波の中へ）ではなく外方に（例えば波から離れて）突出することを意味する。ろ材から離れる方向に延在することによって、隆起部は、隣接するプリーツ面間の分離をもたらすように利用可能である。隆起部の代わりに、接着剤またはポリマーのビーズを用いて所望の分離を達成できることも注意されたい。ビーズは、ろ材の隣接シート間に分離をもたらすように隆起部と同様に配置可能である。さらに、ビーズは、ビーズが硬化する前に、ろ材の隣接シートと接触するように配置可能である。この例では、ビーズは、両方の隣接プリーツ面と接着する。所望なら、硬化プロセスの間、ビーズを伸ばしてろ材の隣接シート間に追加の分離をもたらすために、ビーズの伸長を誘発可能である。対照的に、ろ材に向かって延在する隆起部は、隣接するプリーツ面の間に分離をもたらすために利用できないであろう。
【００２１】
ろ材１０に関して、プリーツ面４５は、第１プリーツ面４６および第２プリーツ面４７を含む。第１プリーツ面４６および第２プリーツ面４７の長さは、ろ材１０がそれ自体の上にジグザグ構造に折り重ねられた後、結果として得られたプリーツ状ろ材パックのプリーツ深さに一致する。複数の第１隆起部３２が、第１プリーツ面４６の領域において複数の第１の頂部２４から延在した状態で示され、第２プリーツ面４７に配置された複数の第１の頂部２４からは延在しない。同様に、第２の複数の隆起部３３が、第２プリーツ面４７において複数の第２の頂部２６から延在した状態で示されるが、第１プリーツ面４６に配置された複数の第２の頂部２６からは延在しない。従って、複数の第１隆起部３２は、第１プリーツ面４６に配置可能であり、第２プリーツ面４７には配置できず、複数の第２隆起部３３は第２プリーツ面４７に設けることができ、第１プリーツ面４６に設けることはできない。結果として、ろ材１０がプリーツ状構造に折り畳まれるとき、複数の第１隆起部３２は、第１プリーツ面４６の複数の隆起部３２と係合し得るプリーツ面４７から延在することなくプリーツ面４６から延在する結果としてプリーツ面４６および４７の間に分離をもたらす。同様に、複数の第２隆起部３３は、第１プリーツ面４６から延在されることなくプリーツ面４７から延在される結果としてプリーツ面４６および４７の分離を提供可能であり、および第２プリーツ面４７の第２隆起部３３との接触を提供可能である。隆起部が対向プリーツ面上の同じ頂部に沿って存在する場合、いくつかの可能性が存在する。１つの可能性は、隆起部が互いに係合することにより、特定の環境において、所望されるかもしれないしまたはされないかもしれない増大した分離をもたらすことである。一般に、プリーツ面の相対的な移動により、対向プリーツ面上のおよび同じ頂部上の隆起部が隆起部トップ部だけで互いに接触することを保証することが困難になる可能性があることが予期される。より可能性があるのは、隆起部がそれらの側部に沿って互いに接触することによってマスキングを増大し得ることである。というのも、マスキングはこのとき、隆起部の側部を含み得かつ隆起部がそこで対向プリーツ面に触れる潜在的により大きい接触領域に沿って存在するためである。加えて、増大された数の隆起部は、流れ面の間で流体の流れを中断し得る。プリーツ状ろ材１０は、第１プリーツ面４６上の第１の上の複数の第１隆起部３２と、第２プリーツ面４７上の複数の第２隆起部３３とを備えた状態で示されているが、所望なら、第１の複数の隆起部３２を第１プリーツ面４６および第２プリーツ面４７の両方に設けることができ、および複数の第２隆起部３３を第１プリーツ面４６および第２プリーツ面４７の両方に設けることができることを認識されたい。隆起部は第１プリーツ面４６および第２プリーツ面４７において、ろ材１０を交互に押すことによって形成可能である。例えば、複数の第１隆起部３２は、第１プリーツ面４６を第２の側２２から押すことによって形成可能であり、複数の第２隆起部３３は、第１の側２０から押すことによって第２プリーツ面４７に形成可能である。
【００２２】
ろ材１０に複数の第１隆起部３２だけを、または複数の第２隆起部３３だけを設けることができる。複数の隆起部が、複数の第１の頂部２４から、または複数の第２の頂部２６から延在する場合において、複数の隆起部が、ろ材１０の下流側においてプリーツ間に分離をもたらすように複数の隆起部３２を配置できることが好ましい。典型的な使用において、（空気などの）ろ過されるべき流体は、ろ材１０の上流側から、ろ材１０の下流側へ流れる。上流側から下流側へろ材１０を通る流れが、ろ過のために提供される。プリーツ状ろ材の場合、上流側から流れる流体は、上流側のプリーツを分離した状態に維持する傾向を有する。さらに、この流体流は、プリーツの下流側を一緒に押す傾向も有する。従って、ろ材１０の下流側に複数の隆起部を配置することによって、複数の隆起部は、プリーツを分離した状態に保つ一助となることができる。従って、そのような状況において、上流側の複数の隆起部の存在を見送り、ろ材の下流側だけに複数の隆起部の存在を提供することが可能であり得る。
【００２３】
プリーツ面が互いに触れ合うとき、互いに触れ合うろ材の位置は、マスキングされる傾向を有し、マスキングされたろ材は概ねろ過に利用できないことが一般に認識されている。従って、ろ材の広い表面が互いに触れ合うとき、ろ過に利用できる表面面積の喪失の結果として、ろ材はろ過性能を喪失する傾向がある。加えて、マスキングの存在は、圧力低下を増大する可能性がある。マスキングされる表面面積の量を最小化することによって、ろ過性能を増大可能であり、圧力低下を低減可能である。プリーツ面を分離するための複数の隆起部を含まない波形ろ材の場合、波の頂部は互いに概ね整列し、分離されない限り、隣接するろ材が互いに触れ合う頂部に沿ってかなりのマスキングが存在し得ることが予測される。ろ材の隣接シートを分離する効果を有する複数の隆起部を導入することによって、マスキングのために失われる表面面積の量は一般に、隆起部トップ部４２の表面面積および、隆起部トップ部４２と触れる対応する頂部（または谷）の表面面積に一致する。従って、ろ材の隣接シートを分離するために複数の隆起部を使用することによって、相当のマスキング量を減らすことができる。
ろ過に使用される波形基材は、波の幅および頻度によって特徴付けることができる。一般に、幅は、隣接するピーク間の距離を指し、頻度は、単位距離当たりの完全な波の数を指すことができる。幅がほぼゼロの場合、そのろ材は波形でないと見なすことができる。波が機械方向に延在するとき、頻度測定における距離は、第１縁部１４から第２縁部１６まで測定される。完全な波とは、隣接する第１の頂部と第１の谷の組合せのことを指す。幅および頻度の値は、ろ材の特性および化学的性質に依存する。ろ過目的でセルロール系ろ材を使用することは、合成繊維を含有するろ材と比較して一般に安価なので、往々にして望ましい。一般に、セルロース系ろ材は、エンジン空気ろ過、ガスタービンろ過、およびエンジン液体系ろ過などの用途におけるろ過に有用であり、典型的に、約４８ｌｂ／３，０００ｆｔ２〜約７５ｌｂ／３，０００ｆｔ２の範囲内の坪量を有する。そのようなセルロース系ろ材に関して、およびセルロース系材料に追加して合成繊維および／または材料（例えば、綿または他の天然繊維）を含有する他のろ材に関して。幅は、非波形ろ材以外のその他の点で同一のものと比べて、ろ材に増大された剛性を提供するのに十分なものであり得る。さらに、波は、追加の硬度をプリーツに追加するために波の中に小さい波または畝を含むことができる。増大した剛性を提供できる望ましい幅は、少なくとも約５ミルであり、１ミルは０．００１インチに等しい。望ましい幅は約１５０ミル以下であり得る。例示的な幅の範囲は約約５ミル〜約１５０ミルであり得る。エンジン吸気システム用の空気をろ過する場合、ろ材の幅は、約５ミル〜約７５ミル、約１０ミル〜約６０ミルであり得、および約２０ミル〜約５０ミルであり得る。ガスタービンシステムなどのシステムで使用するための深いパネルの場合、波は約６０ミル〜約１５０ミルであり得、および約８０ミル〜約１２０ミルであり得る。頻度は約１２５ミル〜約１０００ミルであり得る。加えて、頻度は、約２００ミル〜約６００ミルであり得、および約２５０ミル〜約５００ミルであり得る。
【００２４】
複数の隆起部が、波の頂部に沿って好ましくは設けられ、隣接するろ材が触れることを防止するのに十分な高さを、および隣接シート上の偏向されたろ材が触れることを引き起こし得る隆起部間の偏向にろ材が抵抗するのに十分な分散で、提供する。好ましくは、複数の隆起部は、プリーツ面間の分離を維持する一助となるべく波の各頂部に沿って提供される。隆起部は好ましくは、波の頂部に沿って配置され、流体が隣接隆起部間を流れることができるように隣接隆起部間に十分な分離を提供するように少なくとも約０．２５インチだけ分離される。加えて、隆起部は、ろ材が偏向することにより対向面のろ材が隣接隆起部間で触れることがないように波の頂部に沿って好ましくは離間される。隆起部の間隔は不均一であり得、および例えば、波の長さに沿ってまたは横断方向に隆起部の密度を増やすまたは減らすことによって、変更可能である。さらに、隆起部の形状または高さは不均一であり得、および例えば、波の長さに沿ってまたは横断方向に隆起部の高さを増大または低減することによって、変更可能である。分離は、約０．２５インチから約１．０インチであり得、および約０．４０インチ〜約０．８５インチであり得る。隆起部は突出部またはエンボスと称することができる。一般に、隆起部は、ろ材の隣接シート間に所望の分離効果をもたらすいずれかの形状を有することができる。さらに、隆起部形状は、球状または円錐台状の隆起部よりも広い領域に及んでもよい。それらは不規則な形状を取ることができ、例えば、硬度を波およびプリーツに追加するために横方向または横断方向のどちらかにおいて長尺状であることができる。例示的な隆起部の形状は、球体および円錐台を含む。これらの形状は、隆起部を形成する結果として最も亀裂が入りにくいと予期される。隆起部は、例えば押圧プレートを用いてろ材を所望の形状に押圧することによって形成可能である。押圧プレート上の球体および円錐台の形状には、滑らかな縁部を提供可能であり、それにより、押圧プレートがろ材に適用されるときにそれら縁部がろ材を引き裂かないようにする。一般に、複数の隆起部の高さは、隣接するろ材シート間に分離をもたらすのに十分なものであるべきである。隆起部の高さは、分離をもたらすために、少なくとも約５ミル（０．００５インチ）であり得る。隆起部の高さが５ミル未満である場合、隆起部はろ材の隣接シート間に十分な分離をもたらさない可能性がある。さらに、複数の隆起部の高さは、隆起部の形成中に、ろ材の亀裂を生じさせるほどの高さであるべきでない。約４８〜７５ｌｂ／３，０００ｆｔ２の坪量を有するセルロース系ろ材の場合、隆起部の高さは約５０ミル未満であることが予期される。例示的な隆起部の高さの範囲は、約５ミル〜約５０ミル、約７ミル〜約４０ミルおよび約１０ミル〜約３０ミルを含む。加えて、隆起部のベース部は、隆起部高さを達成するためにろ材を引き裂くことなく所望の隆起部高さをもたらすのに十分な外周を有し得る。例示的な円錐台状の隆起部の場合、円錐台の形状を有する複数の隆起部は、約１０ミル〜約６０ミルのベース部周囲長さを有し得る。隆起部トップ部は好ましくは形状が球状であり、または弧の形状が提供され、それにより、隆起部を形成する間に引き裂く傾向を有し得る鋭い角度を回避する。
【００２５】
プリーツ状ろ材パック
ここで図６〜８を参照すると、プリーツ状ろ材パックの一部が、参照番号８０で示されている。プリーツ状ろ材パック８０は、プリーツ先端８４および８６で折られた結果として、ろ材８２がジグザグパターンにそれ自体の上に前後に折り重ねられた状態で示されている。プリーツ先端８４は第１の流れ面８８を形成し、プリーツ先端８６は第２の流れ面９０を形成する。プリーツ状ろ材パック８０は、第２のプリーツ面９０側と比較して第１プリーツ面８８側でより大きな容量を提供するので、容量非対称性を有するものとして特徴付けることができる。多くの用途において、より大きな容量を有するプリーツ状ろ材パックの側を入口側として提供すること、およびより少ない容量を有するプリーツ状ろ材パックの側を出口側として提供することが望まれるかもしれない。このタイプの構造は、入口側でより大きな粒子の装入に備える。一般に、容量非対称性は、ろ材パックの一方の側が、ろ材パックの他方側の容量よりも少なくとも１０％大きい容量を有することを指す。上流側は、ろ過前のろ材パックの容量を指し、下流側は、ろ過後のろ材パックの容量を指す。容量非対称性は、波の形状によって（例えばろ材パック８０など）、またはろ材パックの構成によって（例えば円筒形または円錐形ろ材パック）、達成可能である。
【００２６】
ろ材８２は、図１〜４に示されているろ材１０のプリーツ状の形態と見なすことができ、ここでは第１プリーツ面４６および第２プリーツ面４７がそれぞれ第１プリーツ面９２および第２プリーツ面９４を形成する。図８により明確に示されるように、第１プリーツ面９２は複数の第１隆起部９６を含み、第２プリーツ面は複数の第２隆起部９８を含む。
【００２７】
ろ材８２は、複数の波１００を含み、プリーツ先端８４および８６が複数の波１００全体を横切って折られた状態で示されている。図８により明確に示されるように、ろ材８２は、第１の側１０２および第２の側１０４を有し、プリーツ構造に折られると、図６〜８に示される構造において、第１の側１０２は上方および下方に交互に面し、第２の側１０４は上方および下方に交互に面する。これは、ろ材８２がそれ自体の上に前後に折り重ねられる結果である。加えて、複数の第１隆起部９６は、第２の側１０４から離れる方向に第１の側１０２から延在する状態で示され、複数の第２隆起部９８は、第１の側１０２から離れる方向に第２の側１０４から延在する状態で示されている。プリーツ状ろ材８２に関して、複数の第１隆起部９６は第１プリーツ面９４に設けられ、第２プリーツ面９６には設けられず、複数の第２隆起部９８は第２プリーツ面９４に設けられ、第１プリーツ面９２には設けられない。従って、複数の第１隆起部９６および複数の第２隆起部９６は、交互のプリーツ面に配置され、ろ材８２の同じプリーツ面には存在しない。複数の第１隆起部９４および複数の第２隆起部９６は、所望なら同じプリーツ面に設けることができることを認識することができる。
【００２８】
ここで図９および１０を参照すると、プリーツ状ろ材パックの画像が、参照番号１１０で示されている。画像は両方ともプリーツ状ろ材パック１１０の断面図である。図９の場合、画像は、複数の隆起部１１４に相対的に近いろ材１１２の層で切断されたプリーツ状ろ材パック１１０を示し、それにより、複数の隆起部１１４は、ろ材１１２の層を分離した状態ではっきり示されている。対照的に、図１０の画像は、複数の隆起部１１４から離れたプリーツ状ろ材パック１１０の切断図を示し、それにより、複数の隆起部１１４は画像中ほとんど見えず、１１２のろ材の層は互いに離れて空気中に浮いているように見える。
【００２９】
ここで図１１〜１３を参照すると、代替的なプリーツ状ろ材パックが参照番号１５０で示されている。ろ材パック１５０は、プリーツ構造に折り畳まれるろ材１５２から形成される。ろ材１５２は、機械方向Ｍに延在する複数の波１５４を含む。ろ材パック１５０は第１プリーツ先端１５６および第２プリーツ先端１５８と、第１プリーツ面１６０および第２プリーツ面１６２とを含む。同じく示されているのは隆起部１６４である。図１１〜１３に示される線１７０および１７２は、プリーツ先端の波の形状を示す一助となるべく接線を示していることが指摘される。
【００３０】
複数の波１５４は、「対称的な波」として特徴づけることができる、というのも、ろ材１５０の入口側の容量はろ材１５０の出口側の容量とほぼ同じと見なすことができるからである。例えば、２つの側の容量の差は、差が存在する場合、１０％未満である。対照的に、図６〜８に示されるろ材パックの場合、ろ材パックの入口側と出口側の間に１０％を超える容量の差がある。図６〜８の複数の波は、「非対称的な波」として特徴づけることができるろ材パック８０を提供する。さらに、複数の波１５４は、「対称的な波」として特徴づけることができるが、ろ材パック１５０は、例えば円筒形ろ材を形成することによって、容量非対称性を提供するろ材パックに形成することができる。
【００３１】
ろ材概要
ろ材は、比較的柔軟性のあるろ材として提供可能であり、セルロース系繊維、合成繊維、ガラスファイバ、またはそれらの組合せを含有する不織布繊維性材料を含み、しばしば樹脂をその中に含み、および時に追加の材料によって処理される。例示的なろ材は、湿潤および高温時に裂けることなくおよそ１２パーセント（１２％）までの歪みに耐えることができるが、乾燥および低温時により低いパーセント（一部のろ材では３％と同程度に低い）の歪みで破断するセルロース系ろ材として特徴付けることができる。ろ材は、許容できないろ材の損傷なく、波状にする、エンボス加工を施す、けがき線または折り目を刻む、およびプリーツ構造に折り畳むことができる。加えて、ろ材は、使用の間、その波、隆起部構造、およびプリーツ構造を維持するように、性質が望ましい。およそ１２パーセント（１２％）を超える歪みに耐えることができるろ材が利用可能であり、そのようなろ材が本発明に従って使用可能である一方、その種のろ材は、その中に合成繊維を組み込むために、典型的により高価である。
【００３２】
波型加工プロセスにおいて、非弾性的な変形がろ材中に形成され得、それにより、ろ材がその元の形状に戻ることが防止される。波は時折部分的に跳ね返る傾向があり得、生じた伸張および曲がりの一部だけを回復する。同じく、ろ材は樹脂を含有し得る。波形加工プロセスの間、ろ材は樹脂を軟化するために加熱されることができる。樹脂は冷却すると、波を維持する一助となる。隆起部の形成は、ろ材をエンボス加工することによって達成可能である。例えば、圧力を介して隆起部を形成するプレートの間にろ材を配置することができる。波形加工プロセスと同様に、および弾性の変形において、ろ材中に形成され得、それによりろ材がその元の形状に戻ることが防止される。ろ材は部分的に跳ね返る傾向があり得るが、エンボス加工の伸長は、所望の複数の隆起部をもたらすはずである。さらに、複数の隆起部は、隆起部が交互のプリーツ面で交互方向に延在するようにプリーツ面間で交互に配置されることができる。すなわち、第１プリーツ面の隆起部は第１の方向に延在し得、隣接するプリーツ面の隆起部は反対方向に延在し得る。このパターンは連続し得る。さらに、波形加工およびエンボス加工されたろ材は、ろ材をプリーツ構造に折るときに補助となるようにプリーツ先端の位置にけがき線または折り目を刻まれ得る。けがき線または折り目の刻み付けは、連続プロセスの一部として実行可能であり、連続プロセス中、縁部が波全体にわたってろ材に適用され、および折り目の方向はプリーツ面間で交互になる。加えて、けがき線またはプリーツ面間の距離は、続いて折られるプリーツ状ろ材パックのプリーツ高さを表す。
【００３３】
ろ材に、例えば、参照によって完全な形で本明細書に組み込まれる米国特許第６，９５５，７７５号明細書、同６，６７３，１３６号明細書、および同７，２７０，６９３号明細書に従って、その一方または両方の側に、細繊維材料を提供可能である。一般に、細繊維は、高分子細繊維（マイクロファイバおよびナノファイバ）と称することができ、ろ過性能を改善するためにろ材に提供可能である。ろ材に細繊維が存在する結果として、低減された重量または厚さを有する一方で所望のろ過特性を得るろ材を提供することが可能であり得る。従って、ろ材上の細繊維の存在は、向上したろ過特性をもたらすことができる、より薄いろ材の使用をもたらすことができる、またはその両方をもたらすことができる。細繊維として特徴づけられる繊維は、約０．００１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、約０．００５マイクロメートル〜約５マイクロメートル、または約０．０１マイクロメートル〜約０．５マイクロメートルの直径を有し得る。細繊維を形成するために使用可能な例示的な材料は、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコールポリマー、ポリウレタン、およびナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン６，６、ナイロン６，１０などの様々なナイロンを含むコポリマー、およびそれらのコポリマー、ポリ塩化ビニル、ＰＶＤＣ、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ、ポリアミド、およびそれらの混合物を含む。
【００３４】
プリーツ状ろ材の性能を向上するためにいくつかの技法に頼ることができる。その技法は、パネルフィルタ構成で使用されるプリーツ状ろ材に、および閉ループフィルタ構成で使用されるプリーツ状ろ材に適用可能である。プリーツ状ろ材がパネルフィルタ構成で使用されるように意図されているか、それとも閉ループフィルタ構成で使用されるように意図されているかに依存して、代替的な選好を提供することができる。本開示内容を考えると、特定の選好がパネルフィルタ構成により望ましい場合、および特定の選好が閉ループフィルタ構成により望ましい場合を理解するだろう。
【００３５】
従って、選好の識別はパネルフィルタ構成および閉ループフィルタ構成の両方にとっての選好を反映するように意図されないことを理解すべきである。さらに、フィルタ構成が前進流れ構成（汚れた空気が外部円筒表面からろ材パックに流れ込む）として特徴づけることができる構成であるように意図されているか、それとも逆流ろ材パック（汚れがろ材パックの内側表面からろ材パックに流れ込む）として特徴づけることができる構成であるように意図されているかの結果として選好は変化し得ることを理解すべきである。
【００３６】
フィルタ要素
以下のフィルタ要素は例として提供され、本発明に従い構成されているが、本明細書の教示に従って作成された要素の設計の全てを含んでいるつもりははい。むしろ、当業者であれば、様々な代替的要素を本開示および請求項の範囲内にある一方で構成できることを認識するであろう。図１４中、パネルフィルタ３００が示されている。パネルフィルタ３００は、プリーツ折り目３０２を含む構成でプリーツ状にされている第１ろ材３０１を含む。示されているパネル３００は、シール構成３１２を有するフレーム構造３１０を含む。シール構成３１２はパネルフィルタ３００が配置されるハウジングまたは他の構造とのシールを形成するように概ね構成される。パネルフィルタ３００は、パネルフィルタ構造３００の１つの表面全体に及ぶ支持グリッド３１４も含む。
【００３７】
図１４に示されるものからのパネルフィルタの変形が存在する一方で、一般にその特徴は類似しており、複数の平行なプリーツ；パネルフィルタ内に固定されたシール構造；および、ある面のプリーツ折り目３１６の１つの組と、別の面のプリーツ折り目３１８の第２の組とを備えた矩形構造を含む。プリーツの両端部または両縁部３２０は、所望なら、シーラントによって、または型もしくは枠組の中に入れることによって、閉鎖可能である。図１４に示されないが、プリーツ状ろ材中の複数の波が、往々にして、プリーツ折り目３１６および３１８に対し実質的に垂直に延在する（他の非垂直方向も考えられる）。このように、複数の汚職がプリーツ折り目３１６からプリーツ折り目３１８までの方向に延在可能である。
【００３８】
他の構成において、プリーツ状ろ材は、開放中心領域の周りに構成または配置される。そのようなフィルタ構成の例が図１５および１６に示されている。図１５を参照すると、フィルタ構成３３０が示されている。フィルタ構成３３０は、第１および第２のエンドキャップ３３２および３３４を含み、それらの間にプリーツ状ろ材３３６が延在する。プリーツ状ろ材３３６のプリーツは、エンドキャップ３３２および３３４の間の方向に概ね延在する。図１５の特定のフィルタ構成３３０は外側ライナ３４０を有し、外側ライナ３４０はプリーツを見るために１箇所で切欠きを設けられた状態で示されている。典型的に、プリーツはライナ３４０を通して見ることができるが、構成３３０は単に便宜上、そのように描かれない。示される外側ライナ３４０は展伸金属を含むが、プラスチック製のものを含む多様な代替外側ライナを使用可能である。いくつかの例では、外側ライナは単に使用されない。図１６にも同じく注意が向けられる。図１６は構成３３０の側面図であり、エンドキャップ３３２および３３４を示す。プリーツ折り目３３６が示され、外側ライナ３４０も示される。図１５の特定の構成３３０に関して、プリーツ方向に対して垂直な方向は概ねフィルタ構成３３０の円周方向であり、それは両頭矢印３４２によって示されている。
【００３９】
示されている特定のフィルタ構成３３０は概ね円筒形であるが、代替の形状も可能である。典型的に、要素３３０のような要素は、この例ではエンドキャップ３３２に対応する開放エンドキャップと、この例ではエンドキャップ３３４に対応する閉鎖エンドキャップとを有するが、代替の形態が可能である。用語「開放」は、エンドキャップに関して使用されるとき、ろ材３３６を通過することなく、フィルタ構成３３０の内側空間３４６と外側との間の空気流を許容する開放中心開口３４４を有するエンドキャップを指すつもりである。閉鎖エンドキャップは、比較すると、開口のないエンドキャップである。示されていないが、プリーツ状ろ材３３６の外側プリーツ折り目から垂直に（またはほぼ垂直に）要素の内側へ内側容積３４６に向かう方向にひだが典型的に配置される。しかしながら、ひだは外側プリーツ折り目に対して垂直に延在しなくてもよいことは理解されるだろう。
【００４０】
エンドキャップ３３２および３３４に関して様々な構成が開発されてきた。エンドキャップは、ろ材に対して成型される高分子材料を含み得る。代替的にはエンドキャップは、金属製エンドキャップを、または適切な接着剤または注封剤を用いてろ材に固定される他のプリフォームされたエンドキャップを含み得る。特定の示されるエンドキャップ３３２および３３４は、成型されたエンドキャップであり、それぞれ圧縮可能な発泡ポリウレタンを含む。エンドキャップ３３２は、使用中要素３３０をハウジング内に封じ込めるハウジングシール３５０と共に示される。示されるシール３５０は内側半径方向シールであるが、外側半径方向シールおよび軸方向シールも可能である。
【００４１】
要素は図１５に示されるようにろ材３３０の内側に沿ってエンドキャップ３３２および３３４の間に延在する内側ライナ３５２を含み得るがいくつかの構成ではそのようなライナは任意選択的なものであることが注記される。内側ライナは、使用される場合、展伸金属または穿孔された金属などの金属であり得、またはそれはプラスチック製であり得る。
【００４２】
外側および内側プリーツ折り目によって決定される外側円筒表面と内側円筒表面との間の距離は、プリーツ深さとして一般的に言及される。
【００４３】
図１５および１６に示されるものなどの構成は、本明細書中、「円筒形に構成されたろ材」を使用する「円筒形構成」として、または同様の特徴付けによって、時に言及される。閉ループ構造または管状構造を使用する全てのフィルタ構成が円筒として構成されるわけではない。この例は図１３に示されている。図１７を参照すると、フィルタ構成４００は、プリーツ状にされたろ材４０２の延長部分を含み、プリーツ方向は矢印４０４の方向に延在している。フィルタ構成４００はいくらか円錐台状であり、幅広い端部４０６と狭い端部４０８とを有する。広い端部４０６にエンドキャップ４０７が配置され、狭い端部４０８にエンドキャップ４０９が配置される。円筒型の構成に関して、多様な開放および閉鎖エンドキャップを使用可能である。示される特定の例では、エンドキャップ４０７は開放され、エンドキャップ４０８は閉鎖される。
【００４４】
フィルタ構成４００は、エンドキャップ４０７と４０９の間に延在する外側支持スクリーン４１０を含む。特定の構成４００は、内側支持スクリーンを含まないが、それを使用することもできる。フィルタ要素４００は、この例では軸方向シールであるシール構成４１２を含むが、内側または外側半径方向シールも可能である。要素４００は、ハウジングを取り付けるための、非連続的にねじ切りされた取付構成４１４を含む。構成４００は、参照により本明細書に組み込まれる２００３年１０月２３日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２００３／３３９５２号パンフレットに詳細に全体的に記載されている。
【００４５】
ここで図１８および１９を参照すると、フィルタ構成が参照番号５００として示されている。フィルタ構成５００は円錐形フィルタ要素の一種および／またはパネルフィルタ要素の一種であると見なすことができる。フィルタ要素５００は、第１の面５０２および第２の面５０４を有して示され、プリーツ状ろ材５０６は第１の面５０２と第２の面５０４との間に延在している。本明細書中の考察に従って構成された波が典型的に第１および第２の面５０２、５０４の間に一方向に配置される。第１の面５０２はスクリーン５０３を含み、第２の面５０４はスクリーン５０５を含む。フィルタ要素５００は第１の側５１０、第２の側５１２、第１の端部５１４および第２の端部５１６を含む。第１の側５１０および第２の側５１２は、プリーツ状ろ材５０６の側部をシールする一助となる注封材料５２０と、要素５００がエアクリーナ内に配置されるとき、流体がろ材５０６を迂回することを防止するシール５２２とを含む。第１の端部５１４および第２の端部５１６はプリーツ状ろ材の面の端部をシールし、および要素５００をエアクリーナ内で整列する一助となる案内ピン５３０を含む。
【００４６】
示されるフィルタ要素５００は半径Ｒ１が半径Ｒ２と異なるので円錐状と見なすことができる。一般に、半径Ｒ１は第１の側５１０の半径を指し、半径Ｒ２は第２の側５１２の半径を指す。フィルタ要素５００は円錐構造を有して示されているが、フィルタ要素が部分的に円筒状の構成にまたは湾曲したパネル構成にさらによく似るように半径Ｒ１およびＲ２が同じであることが可能である。
【００４７】
フィルタ要素は様々なハウジング構成において使用可能であり、フィルタ要素は所望なら周期的に交換または清掃または改修可能である。空気ろ過の場合、ハウジングは、エンジン吸気、タービン吸気、集塵、および加熱および空気調整を含む様々な空気清浄または処理用途のためのエアクリーナの一部として提供可能である。液体ろ過の場合、ハウジングは、例えば水、油、燃料および液圧流体を浄化または処理するための液体クリーナの一部であることができる。
【００４８】
本明細書に記載された原理、技術および特徴は、様々なシステムに適用可能であり、特定された有利な特徴の全てが、本開示による利益を得るために、アセンブリ、システムまたは構成要素に組み込まれるべきであるという要件はない。
【００４９】
いくつかの選択された最終的な特徴
本概要において、本明細書中の教示のいくつかの選択された最終的な要約した特徴が提供される。いくつかの選択された最終的な要約した特徴は以下を含む：
１．ろ材であって、
（ａ）第１の側および第２の側を有するろ過基材であって第１の側から第２の側へまたは第２の側から第１の側へそれを通る流体の流れによって流体をろ過するように構成されたろ過基材を含み、
（ｂ）ろ過基材は第１縁部および第２縁部と、第１端部および第２端部とを有し、ろ過基材は第１端部から第２端部へ延在する機械方向と、第１の側から第２の側へ延在する交差方向とを有し、
（ｃ）ろ過基材は、交差方向に配置されかつ機械方向に延在する複数の波を含み、
（ｄ）複数の波は、ろ過基材の第１の側に沿って形成された複数の第１の頂部と、ろ過基材の第２の側に沿って形成された複数の第２の頂部とを含み、
（ｅ）ろ過基材は複数の隆起部を含み、複数の隆起部は、複数の第１の頂部に沿ってまたは複数の第２の頂部に沿って配置され、複数の第１の頂部または複数の第２の頂部の他方から離れる方向に延在する、
ろ材。
２．ろ材が、機械方向に沿って巻かれたロールの形態で構成される、特徴１に記載のろ材。
３．ロールの形態のろ材が、芯の周囲に構成され、包装材によって覆われる、特徴２に記載のろ材。
４．ろ材が、セルロース系ろ材を含み、約４８ｌｂ／３，０００ｆｔ２〜約７５ｌｂ／３，０００ｆｔ２の坪量を有する、特徴１〜３のいずれか１つに記載のろ材。
５．複数の隆起部が、ろ過基材をエンボス加工した結果を含む、特徴１〜４のいずれか１つに記載のろ材。
６．複数の隆起部が、少なくとも約５ミルの高さを有する、特徴１〜５のいずれか１つに記載のろ材。
７．複数の隆起部が、約５ミル〜約５０ミルの高さを有する、特徴１〜６のいずれか１つに記載のろ材。
８．複数の隆起部が、隆起部間で少なくとも５０ミルの距離だけ離間された隣接する隆起部を含む、特徴１〜７のいずれか１つに記載のろ材。
９．複数の隆起部が、約５０ミル〜約１，５００ミルの距離だけ共通の頂部に沿って離間された隣接する隆起部を含む、特徴１〜８のいずれか１つに記載のろ材。
１０．複数の隆起部が、複数の第１の頂部に沿って配置されかつ複数の第２の頂部から離れる方向に延在する複数の第１隆起部と、複数の第２の頂部に沿って配置されかつ複数の第１の頂部から離れる方向に延在する複数の第２隆起部とを含む、特徴１〜９のいずれか１つに記載のろ材。
１１．ろ過基材が複数の折り目を含み、各折り目が、交互に配置される第１および第２のプリーツ面を分離する、特徴１０に記載のろ材。
１２．複数の第１隆起部が、第１プリーツ面に配置され、第２プリーツ面には配置されず、複数の第２隆起部が、第２プリーツ面に配置され、第１プリーツ面には配置されない、特徴１１に記載のろ材。
１３．複数の波が、交互に配置される第１の弧および第２の弧のパターンを横断方向に沿って形成し、第１の弧および第２の弧が反対方向に弧を描き、第１の頂部が第１の弧のピーク部に配置され、第２の頂部が第２の弧のピーク部に配置される、特徴１〜１２のいずれか１つに記載のろ材。
１４．複数の波が非対称であり、第１の弧および第２の弧が異なる曲率を有する、特徴１３に記載のろ材。
１５．複数の汚職が対称であり、第１の弧および第２の弧が同様の曲率を有する、特徴１３に記載のろ材。
１６．第１の弧および第２の弧が約５ミル〜約１，５００ミルの幅を有する、特徴１３に記載のろ材。
１７．複数の隆起部が、円錐形のサイド部と丸みを帯びたトップ部とを含む、特徴１〜１６のいずれか１つに記載のろ材。
１８．複数の隆起部が球状の形状を含む、特徴１〜１７のいずれか１つに記載のろ材。
１９．複数の隆起部が、約１０ミル〜約６０ミルのベース部周囲長さを有する、特徴１〜１８のいずれか１つに記載のろ材。
２０．ろ材パックであって
（ａ）交互に配置される第１および第２のプリーツ先端と、交互に配置される第１および第２のプリーツ面とを含むプリーツ構造で提供されたろ材を含み、 
（ｉ）ろ材は、第１縁部および第２縁部と第１縁部から第２縁部まで延在する幅とを含み、
（ｉｉ）ろ材は、第１端部および第２端部と第１端部から第２端部まで延在する長さとを含み、
（ｉｉｉ）交互に配置される第１および第２プリーツ先端および交互に配置される第１および第２プリーツ面は、ろ材の前記長さに沿って配置され、
（ｂ）ろ材は、ろ材パックの前記幅にわたって配置されおよびろ材の前記長さに沿って延在する複数の波を含み、
（ｉ）複数の波は、交互に配置される第１の弧および第２の弧を含み、
（ｉｉｉ）第１の弧のそれぞれは第１の頂部を含み、第２の弧のそれぞれは第２の頂部を含み、
（ｃ）ろ材は複数の隆起部を含み、複数の隆起部は、隆起部が第１の頂部または第２の頂部の他方から離れる方向に延在するように第１の弧の第１の頂部に沿ってまたは第２の弧の第２の頂部に沿って配置される、
ろ材パック。
２１．複数の隆起部が、プリーツ構造で提供されるとき、交互に配置される第１および第２のプリーツ面を分離するのに十分な高さを有する、特徴２０に記載のろ材パック。
２２．ろ材パックが、１インチ当たり約６プリーツ〜１インチ当たり約１６プリーツのプリーツ密度を有する、特徴２０〜２１のいずれか１つに記載のろ材パック。
２３．ろ材パックが、少なくとも約０．３７５インチのプリーツ深さを有し、プリーツ深さは第１プリーツ先端から第２プリーツ先端までの最長距離である、特徴２０〜２２のいずれか１つに記載のろ材パック。
２４．複数の隆起部が少なくとも約５ミルの高さを有する、特徴２０〜２３のいずれか１つに記載のろ材パック。
２５．複数の隆起部が、約５ミル〜約５０ミルの高さを有する、特徴２０〜２４のいずれか１つに記載のろ材パック。
２６．複数の隆起部が、隆起部間で少なくとも５０ミルの距離だけ離間された隣接する隆起部を含む、特徴２０〜２５のいずれか１つに記載のろ材パック。
２７．複数の隆起部が、約５０ミル〜約１，５００ミルの距離だけ共通の頂部に沿って離間された隣接する隆起部を含む、特徴２０〜２６のいずれか１つに記載のろ材パック。
２８．複数の隆起部が、複数の第１の頂部に沿って配置されかつ複数の第２の頂部から離れる方向に延在する複数の第１隆起部と、複数の第２の頂部に沿って配置されかつ複数の第１の頂部から離れる方向に延在する複数の第２隆起部とを含む、特徴２０〜２７のいずれか１つに記載のろ材パック。
２９．複数の第１隆起部が、第１プリーツ面に配置され、第２プリーツ面には配置されず、複数の第２隆起部が、第２プリーツ面に配置され、第１プリーツ面には配置されない、特徴２８に記載のろ材パック。
３０．複数の波が非対称であり、第１の弧および第２の弧が異なる曲率を有する、特徴２０〜２９のいずれか１つに記載のろ材パック。
３１．複数の汚職が対称であり、第１の弧および第２の弧が同様の曲率を有する、特徴２０〜３０のいずれか１つに記載のろ材パック。
３２．第１の弧および第２の弧が約５ミル〜約１，５００ミルの幅を有する、特徴２０〜３１のいずれか１つに記載のろ材パック。
３３．複数の隆起部が、円錐形のサイド部と丸みを帯びたトップ部とを含む、特徴２０〜３２のいずれか１つに記載のろ材。
３４．複数の隆起部が球状の形状を含む、特徴２０〜３３のいずれか１つに記載のろ材パック。
３５．複数の隆起部が、約１０ミル〜約６０ミルのベース部周囲長さを有する、特徴２０〜３４のいずれか１つに記載のろ材。
３６．フィルタカートリッジを形成する方法であって、
（ａ）交互に配置される第１プリーツ先端および第２のプリーツ先端を形成するために請求項１〜３５のいずれか一項に記載のろ材を折ることによってろ材パックを形成するステップと、
（ｂ）ろ過されるべき流体がろ材パックを迂回することを防止するためにシール部材を提供するステップと
を含む方法。
３７．（ａ）ろ材パックをパネル状ろ材パックに形成するステップ
をさらに含む、特徴３６に記載の方法。
３８．（ａ）ろ材パックを円筒形ろ材パックに形成するステップ
をさらに含む、特徴３６〜３７のいずれか１つに記載の方法。
３９．（ａ）ろ材パックを円錐形ろ材パックに形成するステップ
をさらに含む、特徴３６〜３８のいずれか１つに記載の方法。
【００５０】
上記の明細書は、本発明の構成の製造および使用の完全な記載を提供する。本発明の多くの実施形態は本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく作製できるので、本発明はこれより後に付随されている請求項の中に存在する。
【図１】
2020040064.tif 000003
【図２】
2020040064.tif 000004
【図３】
2020040064.tif 000005
【図４】
2020040064.tif 000006
【図５Ａ】
2020040064.tif 000007
【図５Ｂ】
2020040064.tif 000008
【図６】
2020040064.tif 000009
【図７】
2020040064.tif 000010
【図８】
2020040064.tif 000011
【図９】
2020040064.tif 000012
【図１０】
2020040064.tif 000013
【図１１】
2020040064.tif 000014
【図１２】
2020040064.tif 000015
【図１３】
2020040064.tif 000016
【図１４】
2020040064.tif 000017
【図１５】
2020040064.tif 000018
【図１６】
2020040064.tif 000019
【図１７】
2020040064.tif 000020
【図１８】
2020040064.tif 000021
【図１９】
2020040064.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月20日(2019.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ材パックであって
（ａ）交互に配置される第１および第２のプリーツ先端と、交互に配置される第１および第２のプリーツ面とを含むプリーツ構造で提供されたろ材を含み、
（ｉ）前記ろ材は、第１縁部および第２縁部と前記第１縁部から前記第２縁部まで延在する幅とを含み、
（ｉｉ）前記ろ材は、第１端部および第２端部と前記第１端部から前記第２端部まで延在する長さとを含み、
（ｉｉｉ）前記交互に配置される第１および第２プリーツ先端および前記交互に配置される第１および第２プリーツ面は、前記ろ材の前記長さに沿って配置され、
（ｂ）前記ろ材は、前記ろ材パックの前記幅にわたって配置されおよび前記ろ材の前記長さに沿って延在する複数の波を含み、
（ｉ）前記複数の波は、交互に配置される第１の弧および第２の弧を含み、
（ｉｉ）前記第１の弧および前記第２の弧は、反対方向に弧を描き、
（ｉｉｉ）前記第１の弧のそれぞれは第１の頂部を含み、前記第２の弧のそれぞれは第２の頂部を含み、
（ｃ）前記ろ材は、複数の隆起部を含み、前記複数の隆起部は、隆起部が前記第１の頂部または前記第２の頂部の他方から離れる方向に延在するように前記第１の弧の前記第１の頂部に沿ってまたは前記第２の弧の前記第２の頂部に沿って配置される、
ろ材パック。
【請求項２】
前記複数の隆起部が、プリーツ構造で提供されるとき、前記交互に配置される第１および第２のプリーツ面を分離するのに十分な高さを有する、請求項１に記載のろ材パック。
【請求項３】
前記ろ材パックが、少なくとも約９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）のプリーツ深さを有し、前記プリーツ深さは、前記第１プリーツ先端から前記第２プリーツ先端までの最長距離である、請求項１〜２のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項４】
前記複数の隆起部が、前記複数の第１の頂部に沿って配置されかつ前記複数の第２の頂部から離れる方向に延在する複数の第１隆起部と、前記複数の第２の頂部に沿って配置されかつ前記複数の第１の頂部から離れる方向に延在する複数の第２隆起部とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のろ材パック。
【請求項５】
前記複数の隆起部が、円錐形のサイド部と丸みを帯びたトップ部とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のろ材。
【請求項６】
前記複数の隆起部が球状の形状を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のろ材パック。
【外国語明細書】
2020040064000001.pdf