(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対面濾材シートの片側に縦溝流路付き濾材シートが積層された片側積層物であって、
（ａ）前記片側積層物は、対面濾材シートに貼り付けられた縦溝流路付き濾材シートを有し、かつ前記片側積層物が濾材積層体に形成されるときに、第１端部または第２端部が前記濾材積層体の第１面を形成し、前記第１端部または前記第２端部の他の端部が前記濾材積層体の第２面を形成するような前記第１端部と前記第２端部とを有し、
（ｂ）前記片側積層物は、前記第１端部または前記第２端部で前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとの間に提供される接着剤を有し、前記縦溝流路付き濾材シートは、前記対面濾材シートに押し付けられ前記接着剤に沿って接着されて、前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとの間でシールを提供することによって、前記縦溝流路付き濾材シートは、前記接着剤が縦溝流路を閉鎖した位置で前記対面濾材シートに押し付けられた前記縦溝流路付き濾材シートを形成し、
（ｃ）前記縦溝流路付き濾材シート中の前記縦溝流路の少なくとも２５％は、隣接する頂点間で前記縦溝流路の長さの少なくとも５０％に沿って延びている少なくとも１つの尾根を有し、前記尾根は、前記隣接する頂点間における前記縦溝流路の曲率の不連続部を含むことを特徴とする片側積層物。
【請求項２】
前記縦溝流路付き濾材シートの前記縦溝流路の少なくとも２５％は、隣接する同じ側の頂点間で前記縦溝流路の長さの少なくとも５０％に沿って延びている少なくとも２つの尾根を含むことを特徴とする請求項１に記載の片側積層物。
【請求項３】
前記縦溝流路付き濾材シートは、２.５以上の縦溝流路の幅対高さ比を示すことを特徴とする請求項１に記載の片側積層物。
【請求項４】
前記縦溝流路付き濾材シートは、３.０以上の縦溝流路の幅対高さ比を示すことを特徴とする請求項１に記載の片側積層物。
【請求項５】
濾材積層体であって、
請求項１に記載の片側積層物を含み、
接着剤ビードで組み立てられて前記濾材積層体を形成し、
前記濾材積層体は、
汚れた流体を受け入れるための入口縦溝流路と、
ろ過された流体を排出するための出口縦溝流路と、
を有し、
前記汚れた流体が前記縦溝流路付き濾材シートまたは前記対面濾材シートを通過して前記汚れた流体がろ過されることを特徴とする濾材積層体。
【請求項６】
前記濾材積層体は、渦巻状構造物として提供されることを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項７】
前記濾材積層体は、積み重ねられた構造物として提供されることを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項８】
前記濾材積層体は、５．４縦溝流路/ｃｍ2（３５縦溝流路/インチ2）以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項９】
前記濾材積層体は、７．０縦溝流路/ｃｍ2（４５縦溝流路/インチ2）以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項１０】
前記濾材積層体は、３０％以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項１１】
前記濾材積層体は、７０％以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項１２】
前記濾材積層体はテーパ状の縦溝流路を含むことを特徴とする請求項５に記載の濾材積層体。
【請求項１３】
前記テーパ状の縦溝流路は、第１断面積を有する第１端部と、第２断面積を有する第２端部とを含み、前記第１断面積と前記第２断面積とは異なっており、前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートを一緒に押して形成されるシールは、前記第１端部または前記第２端部にあることを特徴とする請求項１２に記載の濾材積層体。
【請求項１４】
フィルタエレメントであって、
濾材積層体と、
ハウジングに係合するためのシールと、
を有し、
前記濾材積層体は、
汚れた流体を受け取るための入口縦溝流路と、清浄な流体を排出するための出口縦溝流路とを形成するために、片側積層物と接着剤ビードとを有し、
（ａ）前記片側積層物は、対面濾材シートに貼り付けられた縦溝流路付き濾材シートを有し、かつ前記片側積層物が濾材積層体に形成されるときに、第１端部または第２端部が前記濾材積層体の第１面を形成し、前記第１端部または前記第２端部の他の端部が前記濾材積層体の第２面を形成するような前記第１端部と前記第２端部とを有し、
（ｂ）前記片側積層物は、前記第１端部または前記第２端部で前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとの間に提供される接着剤を有し、前記縦溝流路付き濾材シートが前記対面濾材シートに押し付けられ前記接着剤に沿って接着されて、前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとの間でシールを提供することによって、前記縦溝流路付き濾材シートは、前記接着剤が縦溝流路を閉鎖した位置で前記対面濾材シートに押し付けられた前記縦溝流路付き濾材シートを形成し、
（ｃ）前記縦溝流路付き濾材シート中の前記縦溝流路の少なくとも２５％は、隣接する頂点間で前記縦溝流路の長さの少なくとも５０％に沿って延びている少なくとも１つの尾根を有し、前記尾根は、前記隣接する頂点間における前記縦溝流路の曲率の不連続部を含むことを特徴とするフィルタエレメント。
【請求項１５】
前記濾材積層体から軸方向に延びているハンドル部をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項１６】
前記濾材積層体は、５．４縦溝流路/ｃｍ2（３５縦溝流路/インチ2）以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項１７】
前記濾材積層体は、７．８縦溝流路/ｃｍ2（５０縦溝流路/インチ2）以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項１８】
前記濾材積層体は、３０％以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項１９】
前記濾材積層体は、７０％以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項２０】
前記濾材積層体は、テーパ状の縦溝流路を含むことを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項２１】
前記濾材積層体は、テーパ状でない縦溝流路を含むことを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項２２】
前記濾材積層体を取り巻く前記シールは、ハウジングに係合するために半径方向シールを含むことを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項２３】
前記濾材積層体を取り巻く前記シールは、ハウジングを係合するために軸方向ピンチシールを含むことを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項２４】
片側積層物を形成するための方法であって、
（ａ）縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間に接着剤を適用して前記対面濾材シートに前記縦溝流路付き濾材シートを接着する工程と、
（ｂ）前記接着剤の位置で前記対面濾材シートに向かって前記縦溝流路付き濾材シートを押し付けて接着剤シールを形成する工程と、
を有し、
前記縦溝流路付き濾材シート中の縦溝流路の少なくとも２５％は、隣接する頂点間で前記縦溝流路の長さの５０％に沿って延びている少なくとも１つの尾根を有し、前記尾根は、前記隣接する頂点間における前記縦溝流路の曲率の不連続部を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記接着剤の位置で前記対面濾材シートに向かって前記縦溝流路付き濾材シートを押し付けて接着剤シールを形成する工程は、前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートに対して一連のロールを適用する工程を含み、
前記一連のロールは、
（ａ）前記対面濾材シートに向かって前記縦溝流路付き濾材シートを押し付けるように構成された折り目付けホイールと、
（ｂ）前記縦溝流路付き濾材シートと係合し、かつ前記対面濾材シートに向かって前記縦溝流路付き濾材シートをさらに押し付けるための表面を有する頂冠ホイールと、
（ｃ）前記対面濾材シートに対して前記縦溝流路付き濾材シートを平らにして比較的平らな表面を提供するように構成されている表面を有する平面加工ホイールと、
を有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
（ａ）前記接着剤シールの位置で前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとを細長く切って第１片側積層物と第２片側積層物とを形成する工程をさらに有し、前記第１片側積層物と前記第２片側積層物とは、ともに通過するろ過されていない流体の流れに対して閉じている比較的平らな端部を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記方法は、前記接着剤の位置で前記対面濾材シートに向かって縦溝流路付き濾材シートを押し付けて接着剤シールを形成する工程の前に前記縦溝流路に刻みを付ける工程を持たずに、一定の縦溝流路の閉鎖部を提供することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記接着剤は、連続する接着剤の細長片として適用されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記接着剤は、不連続な接着剤の細長片として適用されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとの間の前記シールは、濾過されていない流体の通過を阻止する押し付けられた端部を有する縦溝流路の閉鎖部を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の片側積層物。
【請求項３１】
前記押し付けられた端部は、一定の縦溝流路の閉鎖部を有することを特徴とすることを特徴とする請求項３０に記載の片側積層物。
【請求項３２】
前記縦溝流路付き濾材シートと前記対面濾材シートとの間の前記シールは、濾過されていない流体の通過を阻止する押し付けられた端部を有する縦溝流路の閉鎖部を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項３３】
前記押し付けられた端部は、一定の縦溝流路の閉鎖部を有することを特徴とすることを特徴とする請求項３２に記載のフィルタエレメント。
【請求項３４】
前記縦溝流路付き濾材シートは、前記縦溝流路の頂点を直接押すことによって前記対面濾材シートに向けて押し付けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の片側積層物。
【請求項３５】
前記縦溝流路付き濾材シートは、一連のホイールによって押し付けられていることを特徴とする請求項３４に記載の片側積層物。
【請求項３６】
前記縦溝流路付き濾材シートは、前記縦溝流路の頂点を直接押すことによって前記対面濾材シートに向けて押し付けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項１４に記載のフィルタエレメント。
【請求項３７】
前記縦溝流路付き濾材シートは、一連のホイールによって押し付けられていることを特徴とする請求項３６に記載のフィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉じている縦溝流路を有するＺ型媒体に関する。ここで、流体をろ過するためのフィルタエレメントを形成するために使用することができる。本発明は、さらに、ろ過媒体の縦溝流路を閉じるための濾材積層体、フィルタエレメント、方法に向けられる。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、米国以外の全ての国を指定国とする出願人である米国国内企業のドナルドソン会社と、米国のみを指定国とする出願人である全て米国人であるテッド・アンソニー・モー、ベニー・ケビン・ネルソン、ブラッドリー・アレン・グロスの名において、国際特許出願として２００９年８月６日に出願されたものである。
【０００３】
関連出願の対応特許出願
本出願は、２００８年８月６日に米国特許商標庁に出願された米国仮特許出願第６１/１８８,６７０号の開示を含む。適切な範囲に対して、米国仮特許出願第６１/１８８,６７０号の優先権を主張する。米国仮特許出願第６１/１８８,６７０号の全ての開示は、引用により本明細書に合体される。
【０００４】
背景技術
空気や液体などの流体の流れは、その中に汚染物を運んでいる。多くの例において、流体の流れから汚染物のいくらかまたは全てをろ過することは好ましい。例えば、自動車用あるいは電力発生装置用エンジンへの空気流の流れ、ガスタービンシステムへのガス流れ、および各種燃焼炉への空気流は、その中にろ過すべき微粒子汚染物を運んでいる。また、エンジン潤滑油システム、水力式システム、冷却システムまたは燃料システムへの液体の流れは、ろ過すべき汚染物を運んでいる場合がある。そのようなシステムに対して、選択される汚染物を流体から除去する（または流体中のレベルを下げる）ことは好ましい。汚染物を低減するために様々な流体（空気または液体）フィルタ構造物が開発されてきた。しかしながら、一般に、絶え間ない改良が求められている。
【０００５】
Ｚ型媒体は、一般に、縦溝流路付きろ過媒体エレメントの１つのタイプであり、流体は、媒体エレメントの第１面を入り、媒体エレメントの第２面を出る。一般に、Ｚ型媒体の面は、媒体の対向する面に提供される。流体は、１つの面の開いた縦溝流路を入って通過し、他の面の開いた縦溝流路から出る。第１面と第２面との間にあるいくつかのポイントで、流体は、１つの縦溝流路から別の縦溝流路を通過して流れてろ過される。
【０００６】
Ｚ型媒体の初期形態は、媒体の特徴が波形の段ボール箱工業で採用されていたので、しばしば波形媒体（corrugated media）と呼ばれていた。しかしながら、段ボール箱は、一般に積載物を運ぶように設計されたものであり、ろ過効率のためではない。縦溝流路の設計は、改善されたろ過媒体の性能を提供するように段ボール箱工業の規格と大きさとから離れる方向に変更することができる。
【０００７】
Ｚ型媒体の縦溝流路の形態を変更するために様々な開示がなされてきた。例えば、米国特許第５,５６２,８２５号は、波形パターンを記載する。狭いＶ字形（波形側部を持つ）の出口縦溝流路に隣接する、いくぶん半円形状（断面の）入口縦溝流路を利用する波形パターンが示されている（米国特許第５,５６２,８２５号の図１と図３参照）。松本他の米国特許第５,０４９,３２６号では、（断面が）円状のまたは管状の縦溝流路が示されており、縦溝流路は、半管を有する別シートに取付けられた半管を有するシートによって画定され、得られる平行でまっすぐな縦溝流路の間の平らな領域を有する。米国特許第５,０４９,３２６号の図２が参照される。石井他の米国特許第４,９２５,５６１号（図１）は、矩形断面を持つように折り曲げられた縦溝流路を示し、その縦溝流路は、長さ方向に沿ってテーパ状となっている。国際特許出願公開第９７/４０９１８号の（図１）には、（隣接するカーブした凸状と凹状のトラフから）カーブした波形パターンを持つが、長手方向にテーパ状となっていて、（従って真っ直ぐでない）縦溝流路または平行な波形物が示されている。また、国際特許出願公開第９７/４０９１８号には、カーブした波形パターンを持つが異なる大きさのリッジとトラフとを持つ縦溝流路が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許番号５,５６２,８２５号明細書
【特許文献２】米国特許番号５,０４９,３２６号明細書
【特許文献３】米国特許番号４,９２５,５６１号明細書
【特許文献４】国際特許出願第９７/４０９１８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
Ｚ型媒体の場合において、一貫して信頼できる縦溝流路の閉鎖物を提供する縦溝流路を閉鎖する技術は、好ましいものである。さらに、縦溝流路の閉鎖物を提供する接着剤の使用の場合、接着剤の量を最小にするか、または減らす縦溝流路の閉鎖技術は、好ましいものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
片側積層物（single facer media）が提供される。片側積層物は、対面濾材シートに貼り付けられ、かつ第１端部及び第２端部を有する縦溝流路付き濾材シートを有し、片側積層物が濾材積層体に形成されるとき、第１端部または第２端部が、濾材積層体の第１面を形成し、第１端部または第２端部の他の端部が、濾材積層体の第２面を形成する。接着剤は、第１端部または第２端部で、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間に提供される。縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとは、一緒に押され接着剤に沿って一緒に接着されて、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートの間でシールを提供する。縦溝流路付き濾材シート中の縦溝流路の少なくとも２５％は、隣接するピーク間で縦溝流路の長さの少なくとも５０％に沿って延びている少なくとも１つのリッジ（尾根）を有する。
【００１１】
濾材積層体が提供される。濾材積層体は、汚れた流体を受け入れるための入口縦溝流路と、ろ過された流体を排出するための出口縦溝流路とを有する濾材積層体を形成するために、接着剤ビードで組み立てられた片側積層物を含む。汚れた流体が縦溝流路付き濾材シートまたは対面濾材シートを通過して汚れた流体のろ過を提供する。例示の液体流体は、エンジン潤滑油システム、液圧システム、クーラントシステム、および燃料システムで使用される流体を含んでいる。例示のガス流は、自動車または発電装置への空気流、ガスタービンシステムへの空気流れ、様々な燃焼炉への空気流れなどの空気流れを含んでいる。
【００１２】
フィルタエレメントが供給される。フィルタエレメントは、媒体パックと、濾材積層体を取り巻くシールとを含む。ハウジングに係合するための濾材積層体を取り巻くシールは、半径方向シールである。また、ハウジングに係合するための濾材積層体を取り巻くシールは、軸方向のピンチシールなどの軸方向シールである。
【００１３】
片側積層物を形成するための方法が提供される。この方法は、（ａ）縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間に接着剤を適用して対面濾材シートに縦溝流路付き濾材シートを接着する工程と、（ｂ）接着剤の位置で対面濾材シートに向かって縦溝流路付き濾材シートを押し付けて接着剤シールを形成する工程とを有し、縦溝流路付き濾材シート中の縦溝流路の少なくとも２５％は、隣接するピーク間で縦溝流路の長さの５０％に沿って延びている少なくとも１つのリッジ（尾根）を有する。本方法は、さらに、接着剤シールの位置で縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとを細長く切って第１片側積層物と第２片側積層物とを形成する工程をさらに有する。ここで、第１片側積層物と第２片側積層物とは、そこを通過するろ過されていない流体の流れに対して閉じている比較的平らな端部を含む。また、本方法は、接着剤の位置で対面濾材シートに向かって縦溝流路付き濾材シートを押し付けて接着剤シールを形成する工程の前に、縦溝流路に刻みを付ける工程を持たずに、一定の縦溝流路の閉鎖物を提供する工程を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】先行技術の例示のＺ型ろ過媒体の部分概略斜視図である。
【図２】図１で示された先行技術の媒体の一部の部分拡大概要断面図である。
【図３】様々な波形媒体の定義を示す概略図である。
【図４ａ】、
【図４ｂ】、
【図４ｃ】本発明の媒体の一部の部分拡大概略断面図である。
【図５】図４の巻かれたろ過媒体の端面を示す写真である。
【図６】ろ過媒体に充填されたダストの斜視図を示す写真であり、図６では、ダストケーキを見せるために縦溝流路付き濾材シートの一部が剥がされている写真である。
【図７】図４ｂの媒体のテーパ状縦溝流路付き濾材シートの斜視図である。
【図８Ａ】、
【図８Ｂ】図４ｂと図４ｃのテーパ状媒体の断面図である。
【図９】Ｚ型媒体の縦溝流路を閉じる工程を示す概略図である。
【図１０】図９の折り目付け（creaser wheel）ホイールの端面図である。
【図１１】図９の頂冠ホイール（crowning wheel）の側面図である。
【図１２】図１１の頂冠ホイールの一部の部分拡大端部図である。
【図１３】図９の平面加工ホイール（flattening wheel）の側面図である。
【図１４】図１３の平面加工ホイールの一部の部分拡大端部図である。
【図１５】本発明の濾材積層体を収容するフィルタエレメントを含むことができる例示のエアクリーナの断面図である。
【図１６】本発明の濾材積層体を含むフィルタエレメントの部分断面図である。
【図１７】本発明の濾材積層体を含むフィルタエレメントの斜視図である。
【図１８】本発明の濾材積層体を含むフィルタエレメントの斜視図である。
【図１９】図１８のフィルタエレメントの底部からの斜視図である。
【図２０】図２２と図２３のフィルタエレメントの中央板の側面図である。
【図２１】本発明の濾材積層体を含むフィルタ構造物の部分断面図である。
【図２２】本発明の濾材積層体を含むフィルタエレメントを有するエアクリーナの部分断面図である。
【図２３】本発明の濾材積層体を含む例示のフィルタエレメントの斜視図である。
【図２４】本発明の濾材積層体を含む例示のフィルタエレメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
縦溝流路付きろ過媒体
縦溝流路（ひだ）付き濾材（fluted filtration media）は、さまざまな方法で流体フィルタ構造物を提供するために使用することができる。１つのよく知られた形態は、Ｚ型フィルタ構造物である。本明細書で使用されるような用語「Ｚ型フィルタ構造物（z-filter construction）」または「Ｚ型フィルタ媒体（Ｚ型-filtermedia）」は、フィルタエレメント構造物を指すことを意味する。この構造物では、波形加工された、折り曲げられた、縦溝流路付きの、または、別の方法で形成されたフィルタ縦溝流路は、媒体を通過する流体流れの長手方向のフィルタ縦溝流路を画定するために使用される。この流体は、フィルタエレメント流入端部と流出端部（または、流れ面）との間にある縦溝流路に沿って流れる。Ｚ型フィルタ媒体のフィルタエレメントのいくつかの実施例は、米国特許第５,８２０,６４６号、米国特許第５,７７２,８８３号、米国特許第５,９０２,３６４号、米国特許第５,７９２,２４７号、米国特許第５,８９５,５７４号、米国特許第６,２１０,４６９号、米国特許第６,１９０,４３２、米国特許第６,３５０,２９６号、米国特許第６,１７９,８９０号、米国特許第６,２３５,１９５号、意匠第３９９,９４４号、意匠第４２８,１２８号、意匠第３９６,０９８号、意匠第３９８,０４６号、意匠第４３７,４０１号で提供される。これら１５の引用文献は、引用により本明細書に合体される。
【００１６】
濾材積層体によってろ過されることができる流体は、ガス状物質と液体物質とを含む。ろ過することができる例示のガス状物質は、空気を含む。ろ過することができる例示の液体物質は、水、オイル、燃料、および加圧流体を含む。濾材積層体によってろ過される好ましい流体は、空気を含む。一般に、説明の多くは、空気をろ過することに向けられる。しかしながら、濾材積層体が他のガス状物質と他の液体物質をろ過するために使用できることを理解すべきである。
【００１７】
ある種類のＺ型フィルタ媒体は、媒体構造物を形成するために互いに結合された２つの媒体コンポーネントを使用する。２つのコンポーネントは、（１）縦溝流路（例えば、波形）付き濾材シート（flutedmedia sheet）と（２）対面濾材シート（facing media sheet）である。対面濾材シートは、通常は、波形でない。しかしながら、対面濾材シートは、波形とすることができる。例えば、２００５年８月２５日に発行され、引用により本明細書に合体される国際特許出願公開第２００５/０７７４８７号に記載されたように、縦溝流路方向に対して垂直な波形であり得る。あるいはまた、対面濾材シートは、縦溝流路（例えば、波形）付き濾材シートであり得る。縦溝流路または波形物は、縦溝流路付き濾材シートと整列するか、ある角度で整列してもよい。対面濾材シートは、縦溝流路付きかまたは波形であり得えるが、縦溝流路付きや波形でない形態で提供することもできる。そのような形態は、平らな濾材シートを含むことができる。対面濾材シートが縦溝流路付でない場合、縦溝流路付き濾材でない、あるいは非縦溝流路付き濾材シートと呼ばれる。
【００１８】
縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートの２つの濾材コンポーネントを使用するＺ型濾材のタイプは、濾材構造物を形成するために互いに結合され、「片側積層物」と呼ぶことができる。あるＺ型濾材積層体構造物では、片側積層物（縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シート）は、平行な入口と出口の縦溝流路を有する濾材を画定するために使用することができる。他の構成では、テーパ形状の縦溝流路を持つ濾材エレメントの一部の選択に依存しながら、入口と出口の縦溝流路は平行とすることができる。ある例では、縦溝流路付き濾材シートと非縦溝流路付き濾材シートとは、互い固定され、次に、渦巻状に巻かれてＺ型濾材構造物を形成する。このような構造物は、例えば、引用により本明細書に合体される米国特許第６,２３５,１９５号と同６,１７９,８９０号に記述されている。その他の構造物では、平らな濾材に固定された縦溝流路付き濾材の非渦巻状部分を互いに積層して、濾材構造物を形成する。この例は、引用により本明細書に合体される米国特許第５,８２０,６４６号の図１１に記述されている。一般に、Ｚ型濾材を渦巻状に巻いた構造物は、渦巻状構造物と呼ばれ、Ｚ型フィルタ媒体を積層した構造物は、積層構造物と呼ばれる。渦巻状に巻いた構造物または積層した構造物を有するフィルタエレメントを供給することができる。
【００１９】
通常は、渦巻状に巻いた濾材積層体を形成するために、縦溝流路付き濾材シート／対面濾材シートの組み合わせ（例えば、片側積層物）をその周りで渦巻にするのは、対面濾材シートを外に向けた状態でなされる。渦巻状に巻く技術は、その内容が引用により本明細書に合体される２００４年９月３０日に出願された国際特許出願第２００４／０８２７９５号に記載されている。得られる渦巻状構造物は、結果として、通常は、濾材積層体の外部表面として対面濾材シートの一部を持つ。
【００２０】
濾材の構造を示すために本明細書で使用される用語「波形に加工された（corrugated）」は、２本の波形ローラの間で、すなわち、２つのローラの間にあるニップまたは食込み間隙（bite）中に媒体を通過させて得られる縦溝流路付き構造（flute structure）を言うことを意味する。各波形ロールは、得られる濾材中に波形効果を引き起こすのに適した表面特性を有する。用語「波形（corrugation）」は、波形ローラ間の食込み間隙中に濾材を通過させない技術によって形成された縦溝流路については言わない。しかしながら、用語「波形に加工された」は、波形を形成した後に、例えば、２００４年１月２２日に国際公開され、本明細書に引用により合体される国際出願公開第２００４／００７０５４号に記述されるような折り曲げ技術によって、濾材が更に修正または変形される場合にも適用されることを意味する。
【００２１】
波形加工された濾材は、縦溝流路付き濾材の特別な形態である。縦溝流路付き濾材（fluted media）は、濾材を横切って延びている（例えば、波形加工、折り曲げ加工、または縦溝流路形成された）各縦溝流路を持つ濾材である。縦溝流路付き濾材は、所望の縦溝流路形状を提供する技術によって調整されることができる。波形加工は、特定の大きさを持つ縦溝流路を形成するために有用な技術であり得る。縦溝流路高さ（高さは、ピーク（peak）間の高度）を増加させることが好ましい場合には、波形加工技術は、実用的でないかもしれず、濾材を折り曲げるかまたはひだをつけることが好ましいかもしれない。一般に、濾材にひだを付けることは、濾材を折り曲げた結果として得られる。ひだを付けるために濾材を折り曲げる例示の技術は、折り曲げるために刻み目を入れるまたは圧力を用いることを含む。
【００２２】
Ｚ型濾材を使用するフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジ構造物は、ときどき「真っ直ぐに通過する流れ構造物（straight through flow configuration）」またはこの変形と呼ばれる。一般に、この文脈において意味することは、点検整備可能なフィルタエレメンが、流れがほぼ同じまっすぐに通過する方向でフィルタカートリッジに流入しかつ流出する状態の流入端部（または面）と流出端部（または面）とを一般的に持つことである。用語「真っ直ぐに通過する流れの構造物」は、この定義に対して、対面濾材の最も外側の巻き付けを通過する濾材積層体の空気流を無視する。いくつかの例では、各流入端部と各流出端部は、一般に平らまたは平面であり、２つは互いに平行である。しかしながら、これからの変形、例えば、非平面は、いくつかの応用において使用可能である。また、対向する流入面と流出面の特徴は、流入面と流出面が平行であることを必要としない。所望であれば、流入面と流出面は、互いに平行なものとして提供することができる。あるいはまた、流入面と流出面は、流入面と流出面とが平行でないように互いにある角度で提供することができる。さらに、平らでない面は、非平行面と考えられることができる。
【００２３】
真っ直ぐに通過する流れ構造物は、例えば、米国特許第６,０３９,７７８号に示されるタイプの筒状縦溝流路付きフィルタカートリッジとは対照的なものである。筒状縦溝流路付きフィルタカートリッジでは、流れは、一般的に、点検整備可能なフィルタカートリッジを通過するときに実質的に回転する。すなわち、米国特許第６,０３９,７７８号のフィルタでは、流れは、前進する流れのシステムでは、円筒状フィルタカートリッジに入り円筒状の側面を通過し、次に、回転して端面を通過して外に流れる。逆流れのシステムでは、流れは、点検可能な筒状カートリッジに入り、端面を通過し、次に、回転して、筒状フィルタカートリッジの側部を通過して外に出る。そのような逆流れのシステムの実施例は、米国特許第５,６１３,９９２号に示されている。
【００２４】
フィルタエレメントあるいはフィルタカートリッジは、点検可能なフィルタエレメントあるいはフィルタカートリッジと呼ぶことができる。この文脈において用語「点検可能」は、対応するエアクリーナから定期的に取り外して取り替えるフィルタカートリッジを含む媒体を言うことを意味する。点検可能なフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジを含むエアクリーナは、フィルタエレメントまたはフィルタカートリッジの取り外しと交換ができるように構成されている。一般に、エアクリーナは、ハウジングとアクセスカバーを含み、アクセスカバーは、使用したフィルタエレメントの取り外しと、新しいまたは洗浄された（再生された）フィルタエレメントの挿入を提供する。
【００２５】
本明細書で使用するとき、用語「Ｚ型濾材構造物（Z-filtermedia construction）」とその変形は、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートと、濾材を通過するろ過する流路無しに空気流が１つの流れ面から別の流れ面に流れないようにする適切な閉鎖物（closure）とを持つ単一フェーサ（片面構造）の濾材、および／または、渦巻き、積層、または他の方法で縦溝流路の三次元的ネットワークに形成された片側積層物の濾材、および／または、片側積層物の濾材を含むフィルタ構造物、および／または、三次元の縦溝流路のネットワークが（例えば、折り曲げまたは縦溝流路形成で）構成または形成された縦溝流路付き濾材のうちのいずれか、または、全てを言うことを意味する。一般に、適切な縦溝流路の閉鎖物構造物を提供して、濾材の一方の側部（側面）に流入するろ過されていない空気が、濾材を出るろ過された空気流の一部として、濾材の他方の側部（側面）から流出しないようにすることは好ましい。多くの構造物において、Ｚ型媒体構造物は、入口および出口の縦溝流路ネットワークを形成するように構成されており、入口縦溝流路は、入口面に隣接する領域で開いていて出口面に隣接する領域で閉じており、出口縦溝流路は、入口面に隣接して閉じていて出口面に隣接して開いている。しかしながら、代替のＺ型濾材構造物は、可能であり、例えば、２００６年５月４日に公開されたバルドウィンフィルタ会社の米国特許出願第２００６／００９１０８４号が参照される。この構造物は、対向する流れ面の間に延びている縦溝流路と、ろ過されていない空気の流れが濾材積層体を通過するのを妨ぐシール構造物とを有する。本発明の多くのＺ型濾材構造物では、接着剤または密封剤は、ろ過されていない空気が濾材の１つの側部から濾材の他の側部に流れないように、縦溝流路を閉じて適切なシール構造物を提供するために使用することができる。栓（プラグ）、濾材の折り曲げ、または濾材の押しつぶしは、ろ過されていない空気の流れが、濾材の一方の側部（側面）から濾材の他方の側部（側面）に流れるのを防ぐように、縦溝流路の閉鎖物を提供するための技術として使用することができる。
【００２６】
図１を参照すると、Ｚ型濾材として使用可能な例示の濾材１が示される。濾材１は先行技術の濾材を代表しているが、濾材１を記載するために用いられる用語の多くは、本発明の濾材の部分を記載することもできる。濾材１は、縦溝流路（実施例では波形）付濾材シート３と対面濾材シート４とから形成される。一般に、縦溝流路付波形濾材シート３は、一般に、通常の、カーブした、波形パターンの縦溝流路または波形７を持つものとして、本明細書で特徴付けられる。この文脈で用語「波形パターン（wave pattern）」は、トラフ（谷）７ｂとヒル（山）７ａとが交互にくる縦溝流路あるいは波形パターンを指すことを意味する。この文脈で用語「一定（regular）」は、トラフ（谷）とヒル（山）（７ｂ,７ａ）の組が、ほぼ同じ繰り返しの波形（または、縦溝流路）形状と大きさで交互に形成されることを指すことを意味する。（また、一般的に、一定な構造において、各トラフ７ｂは、実質的に各ヒル７ａの逆形状である。）従って、用語「一定」は、波形（または縦溝流路）パターンが、縦溝流路長さの少なくとも７０％に沿って、実質的に変わらない波形の大きさと形状で、繰り返す組（隣接するトラフとヒルを含む）を持つトラフとヒルを持つことを意味する。この文脈で用語「実質的（substantial）」は、波形加工あるいは縦溝流路付き濾材シートを形成するために使用されるプロセスまたは型の違いからもたらされる変更を言うのであり、縦溝シート３を形成する濾材シートが可撓性であることによるわずかな変動とは異なる。繰り返しパターンの特徴に関して、与えられたフィルタ構造物中に、等しい数のトラフとヒルとが必ず存在することが必要であることを意味するものではない。例えば、濾材１は、トラフとヒルとを含む１組の間で、あるいは、トラフとヒルを含む１組に部分的にそって、終端とすることができる。（例えば、図１では、断片的に図示される媒体１は、８つの完全なヒル７ａと７つの完全なトラフ７ｂとを備える。）また、対向する縦溝流路の端部（トラフとヒルの端部）は、互いに異なってもよい。このような端部における変動は、特に述べない限り、これらの定義において無視される。すなわち、縦溝流路の端部における変動は、上記の定義によって保護されることを意味する。
【００２７】
縦溝流路付濾材の文脈において、特に、例示の濾材１において、ヒル７ａとトラフ７ｂとは、ピークとして特徴付けることができる。すなわち、ヒル７ａの最高点は、ピークとして特徴付けられ、トラフ７ｂの最低点は、ピークとして特徴付けられる。縦溝流路付き濾材シート（flutedsheet）３と対面濾材シート（facing sheet）４の組合せを片側積層物（single facer media）５という。トラフ７ｂに形成されたピークは、片側積層物５の対面濾材シート４に向かって面しているので、内部ピーク（internal peak）と呼ぶ。ヒル７ａに形成されるピークは、片側積層物５を形成する対面濾材シート４から離れる方向に面しているので、外部ピーク（external peak）として特徴付けられる。片側積層物５に対して、縦溝流路付き濾材シート３は、対面シート４に向かって面している内部ピーク７ｂの繰り返しと、対面濾材シート４から離れる方向に面している外部ピーク７ａの繰り返しとを含む。
【００２８】
用語「一定（regular）」が縦溝流路パターンを特徴付けるために使用される場合、「テーパ状」と考えることができる濾材を特徴付けることを意図しない。一般に、テーパ状は、縦溝流路長さに沿って縦溝流路の大きさの減少あるいは増加をいう。一般に、テーパ状の濾材は、濾材の第１端部から濾材の第２端部まで大きさが減少する第１の縦溝流路セットと、濾材の第１端部から濾材の第２端部まで大きさが増加する第２の縦溝流路セットとを示すことができる。一般に、テーパ状パターンは、一定パターンであるとは考えられない。しかしながら、Ｚ型濾材は、縦溝流路の長さに沿って一定と考えられる領域と一定でないと考えられる領域とを含むことができることを理解すべきである。例えば、縦溝流路の第１セットが、例えば、距離の１／４から距離の３／４だけ縦溝流路の長さの距離に沿って一定であり、縦溝流路の残りの長さに対してテーパの存在の結果として一定でないと考えることができる。別の可能な縦溝流路の構成は、テーパ状−一定−テーパ状の構成を持つものである。この構成では、例えば、縦溝流路が第１面から予め選択された位置までテーパ状になっていて、次に、縦溝流路が第２の予め決められた位置まで一定であり、次に、縦溝流路は、第２面までテーパ状になっていている。別の代替の構造物は、一定−テーパ状−一定の構成として、あるいは、一定−テーパ状として提供することができる。様々な代替の構造物は、所望に応じて構成することができる。
【００２９】
Ｚ型濾材の文脈において、一般に、２つのタイプの「非対称」がある。１つのタイプの非対称は、面積非対称と言い、別のタイプの非対称は、体積非対称と言う。一般に、面積非対称は、縦溝流路の断面積の非対称を言い、テーパ状縦溝流路によって示すことができる。例えば、面積非対称は、縦溝流路長さに沿ってある位置の縦溝流路の面積が、縦溝流路長さに沿った別の位置の縦溝流路の面積と異なる場合に存在する。テーパ状縦溝流路は、濾材積層体の第１位置（例えば、端部）から第２位置（例えば、端部）まで大きさが減少するか、または、濾材積層体の第１位置（例えば、端部）から第２位置（例えば、端部）まで大きさが増加するので、面積非対称である。この非対称（例えば、面積非対称）は、テーパーから生じる一種の非対称であり、その結果、このタイプの非対称を有する濾材は、一定でないと言うことができる。別のタイプの非対称は、体積非対称と言い、さらに詳細に説明する。体積非対称は、濾材積層体中の汚れた側部空間と清浄な側部空間との差をいう。体積非対称を示す濾材は、波形パターンが一定であるなら一定として特徴付けることができ、波形パターンが一定でないなら一定でないとして特徴付けられる。
【００３０】
縦溝流路の少なくとも一部がろ過されていない空気の通路に対して閉じているＺ型濾材は、接着剤または密封剤の栓（プラグ）を提供する以外の技術によって、提供することができる。例えば、縦溝流路の端部は、閉鎖物（closure）を提供するために、折り曲げるかまたは押しつぶすことができる。縦溝流路を閉じるための一定でかつ一貫した折り目パターンを提供する１つの技術は、「ダーツ付け（darting）」と呼ぶことができる。ダーツ付けした縦溝流路またはダーツ付けは、一般に、縦溝流路の閉鎖物を言い、閉鎖物は、押しつぶしによってよりはむしろ閉鎖物を提供するために、対面濾材シートの方向に縦溝流路を折りたたむために一定の折り目パターンを生成するために縦溝流路を折り曲げることによって生じる。ダーツ付けは、縦溝流路の閉鎖物がほぼ変わらずかつ制御されるような縦溝流路の部分を折りたたむ結果として、縦溝流路の端部を閉じる秩序立てたアプローチを一般に含む。例えば、米国特許出願第２００６／０１６３１５０号は、縦溝流路端部にダーツ付け構造物を持つ縦溝流路を開示する。特に、閉鎖物は、縦溝流路の先端を凹ませ、次に、凹ませた縦溝流路を対面シートに向かう方向に折り曲げる結果として、提供される。ダーツ付け構造物は、例えば、シールするのに必要な密封材の量を低減する、シール効果に対する安全性を増加する、および、縦溝流路のダーツ付け端部上で好ましい流れパターンを提供することを含む利点を提供することができる。Ｚ型濾材は、ダーツ付け端部を含む縦溝流路を含むことができ、米国特許出願第２００６／０１６３１５０号の全ての開示は、引用により本明細書に合体される。縦溝流路の端部にダーツまたは縦溝流路閉鎖物が存在することは、媒体が一定でないことを意味しないことが理解される。
【００３１】
「カーブした（curved）」波形パターンを特徴付ける文脈において、用語「カーブした」は、媒体に提供される折りたたまれた、あるいは、折り目を付けられた結果のパターンではなく、むしろ各ヒル７ａのピークと各トラフ７ｂの底部とが半曲カーブに沿って形成されるパターンを言うことを意味する。代替手段は可能であるが、そのようなＺ型濾材の典型的な半径は、少なくとも０.２５ｍｍであり、通常は、３ｍｍを超えない。上の定義において、カーブしていない濾材もまた使用可能である。例えば、「カーブした」と考えられないような十分に鋭い半径を持つピークを提供することは好ましい。半径は、０.２５ｍｍ未満、または０.２０ｍｍ未満であり得る。マスキングを抑えるために、ナイフの刃を持つピークを提供することは好ましい。ピークにナイフの刃を提供する能力は、濾材を形成するために使用される装置、媒体自身、および濾材がさらされる条件によって制限することができる。例えば、媒体を切ったり裂いたりしないようにすることは好ましい。従って、ピークを形成するためにナイフの刃を使用することは、ナイフの刃が濾材中に切り傷あるいは裂け目を引き起こす場合には好ましくない。また、濾材を切ったり裂いたりしないで、十分なカーブでないピークを提供するには、軽過ぎるまたは重過ぎる場合がある。また、処理中の空気湿度は、ピークを形成するとき、急な半径を形成するのを補助するのを高めることができる。
【００３２】
図１に示す、波形シート３の特別に一定で、カーブした、波形パターンの更なる特徴は、曲率が反転する遷移領域が、各トラフ７ｂと隣接する各ヒル７ａとの間のほぼ中点３０で、縦溝流路７の長さの大部分に沿って配置されることである。たとえば、図１の裏側または裏面３ａを見ると、トラフ７ｂは、凹形領域にあり、ヒル７ａは凸形領域にある。もちろん、前側または前面３ｂに向かって見ると、裏側３ａのトラフ７ｂは、ヒルを形成し、裏側３ａのヒル７ａは、トラフを形成する。いくつかの例では、遷移領域３０は、点の代わりに、セグメント３０の端部で曲率が反転する真っ直ぐなセグメント３０であってもよい。遷移領域３０が真っ直ぐなセグメントとして提供される場合、例えば、図１で示される波形パターンは、ヒル７ａでのカーブと、遷移領域３０での直線セグメントと、トラフ７ｂでのカーブと、の繰り返しパターンにより「弓形−真っ直ぐ−弓形」として特徴付けることができる。
【００３３】
図１に示される、特別に一定で、カーブした、波形パターンの縦溝流路付き波形濾材シート３の特徴は、各波形が概ね真っ直ぐであることである。この文脈で、「真っ直ぐ」によって、端部８と端部９と間の長さの少なくとも５０％、好ましくは７０％（通常は、少なくとも８０％）を通して、ヒル７ａとトラフ７ｂは、実質的に断面が変化しないことを意味する。図１で示される波形パターンについて言う用語「真っ直ぐ」は、引用により本明細書に合体される国際特許出願公開第０３／４７７２２号および２００３年６月１２日に公開された国際特許出願公開第９７／４０９１８号の図１に記載された波形加工された濾材のテーパ状縦溝流路と部分的にパターンが異なっている。例えば、国際特許出願公開第９７／４０９１８号の図１のテーパ状縦溝流路は、カーブした波形パターンではあるが、本明細書で使用されている用語のような「一定な」パターンあるいは真っ直ぐな縦溝流路のパターンではない。
【００３４】
図１を参照すると、上記参照したように、濾材１は、対向する第１端部８と第２端部９とを持つ。図示された例示に対して、濾材１は、渦巻にまかれて濾材積層体に形成されると、通常は、第２端部９が濾材積層体の入口端部を形成し、第１端部８が濾材積層体の出口端部を形成するが、ある応用では逆の配置もまた可能である。
【００３５】
図示された例において、端部８に隣接して密封材が供給される。この例では、密封材ビード１０の形態で、縦溝流路付き濾材シート３と対面濾材シート４とを一緒にシールする。密封材ビード１０は、波形濾材シート３と対面濾材シート４との間のビードであり、片側積層物１を形成するので、「片側積層物ビード」と呼ばれる場合がある。密封材ビード１０は、そこからの空気通路に対して、端部８に隣接する各閉じた縦溝流路１１をシールする。
【００３６】
図示された例において、端部９に隣接して密封材が供給される。この例では、密封材ビード１４の形態で供給される。密封材ビード１４は、通常は、端部９に隣接して、そこを通過するろ過されていない流体の通路に対して縦溝流路１５を閉じる。密封材ビード１４は、通常は、波形濾材シート３を内側に向けた状態で、濾材１がそれ自身のまわりに渦巻状に巻かれる場合に適用される。したがって、密封材ビード１４は、対面濾材シート４の裏面１７と、縦溝流路付き濾材シート３の側面１８との間でシールを形成する。密封材ビード１４は、細長片１が渦巻きに巻かれて渦巻状濾材積層体にするときに密封材ビード１４が通常適用されるので、「渦巻ビード」と言われる場合がある。渦巻きの代わりに、濾材１を細長片に切断して積層される場合、密封材ビード１４は、「積層ビード」と呼ばれる。
【００３７】
図１を参照すると、濾材１が、例えば、渦巻きまたは積層によって、濾材積層体中に組み込まれると、以下のように作動することができる。最初に、空気は矢印１２の方向に、端部９に隣接して開いている縦溝流路１１に入る。端部８は密封剤ビード１０によって閉じているので、空気は、矢印１３で示される方向に濾材を通過する。次に、空気は、濾材積層体の端部８に隣接する縦溝流路１５の開いた端部１５ａを通過する通路から濾材積層体の外に出ることができる。もちろん、反対の方向に空気流れを導くことができる。
【００３８】
より一般的な用語において、Ｚ型濾材積層体は、対面濾材に固定された縦溝流路付濾材を含み、かつ第１流れ面と第２流れ面との間で延びている縦溝流路の濾材積層体中で構成されるものとして特徴付けることができる。密封材またはシール構造物は、濾材積層体内に提供され、第１の上流流れ面または端部で縦溝流路に入ってくる空気が、濾材を通過するろ過する通路無しに、下流の流れ面または端部から濾材積層体を出ることができないようにする。言い換えると、Ｚ型濾材は、流入面と流出面との間で、通常は、密封材構造物または他の構造物によって、そこを通過するろ過されていない空気通路を閉じている。この追加の代替の特徴は、空気が流れ面の一方から入り、媒体を通って流れ面の他方からからでて空気をろ過するように、縦溝流路の第１部分が、ろ過されていない空気が縦溝流路の第１部分の中に流れ込むのを防ぎ、かつ、縦溝流路の第２部分が、ろ過されていない空気が濾材積層体から外に流れ出るのを防ぐために、閉じられているかまたはシールされていることである。
【００３９】
本明細書の図１に示された特別の構造物に対し、平行な波形７ａ、７ｂは、端部８から端部９まで、濾材をほぼ真っ直ぐに完全に横切る。真っ直ぐな縦溝流路または波形構造物は、選択された位置で、特に端部で、変形または折り曲げることができる。閉鎖物に対する縦溝流路の端部での変形は、通常は、上記の「一定な」「カーブした」および「波形パターン」の定義から外れる。
【００４０】
一般に、濾材は、比較的柔軟な材料であり、通常は、（セルロースファイバ、合成ファイバまたは両方の）不織布の繊維状物質であり、その中に樹脂をしばしば含み、追加物質で処理されている場合がある。したがって、濾材は、例えば、波形加工されたパターンなどの種々の縦溝流路に、容認できないような媒体損傷無しに、加工するまたは形成することができる。また、濾材は、使用のために、容認できないような媒体損傷無しに、渦巻状にあるいは他の構成に容易にすることができる。もちろん、濾材は、使用中に、所望の縦溝流路（例えば、波形）構造物を維持するような性質を持たなければならない。
【００４１】
波形または縦溝流路付け工程では、非弾性変形が濾材中に引き起こされる。これによって、濾材が元の形状に戻ることを防ぐ。しかしながら、張力が解放されると、縦溝流路あるいは波形は、スプリングバックを起こやすく、伸びと曲がり部分の一部だけの回復が起こる。対面濾材シートは、縦溝流路付（または、波形）濾材シートのスプリングバックを禁じるために、縦溝流路付き濾材シートをびょうで留める場合がある。
【００４２】
また、濾材は樹脂を含むことができる。波形形成の工程の間に、媒体は、樹脂のガラス転移点以上の温度まで加熱することができる。樹脂を冷却すると、樹脂は、縦溝流路の形状を維持するのを補助する。
【００４３】
波形濾材シート３、対面濾材シート４またはその両方の濾材は、その一側部または両側部上にファインファイバ物質を提供することができる。このファインファイバは、例えば、参照として本明細書に合体される、米国特許第６,９５５,７５５号、米国特許第６,６７３,１３６号、米国特許第７,２７０,６９３に記載されている。一般に、ファインファイバは、ポリマーファインファイバ（マイクロファイバとナノファイバ）と呼ぶことができ、ろ過性能を向上するために濾材に提供することができる。濾材にファインファイバが存在すると、所望のろ過性を獲得することができ、重さや厚みを低減した濾材を提供することできるので好ましい。従って、濾材にファインファイバが存在すると、ろ過特性を高めたり軽い濾材を提供したり、またはその両方を提供することができる。ファインファイバとして特徴付けられるファイバは、約０.００１μｍ〜約１０μｍ、約０.００５μｍ〜約５μｍ、または、約０.０１μｍ〜約０．５μｍの直径を持つことができる。ナノファイバは、２００ｎｍまたは０.２μｍ未満の直径を有するファイバをいう。マイクロファイバは、０．２μｍより大きいが、１０μｍを超えない直径を有するファイバをいう。ファインファイバを形成するために使用することができる例示の物質は、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール重合体、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共重合体、それらの共重合体、ポリ塩化ビニル、ＰＶＤＣ（ポリ二塩化ビニル）、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＶＤＦ、ポリアミド、およびそれらの混合物を含む。
【００４４】
更に、図１を参照すると、縦溝流路付濾材シート３と対面濾材シート４との間に配置され、２つを一緒に固定するタックビードが２０で示されている。タックビード２０は、例えば、接着剤の不連続な線であり得る。また、タックビード２０は、濾材シートが一緒に溶接されるポイントでもあり得る。
【００４５】
上記から、図示された例示の縦溝流路付濾材シート３は、通常は、２つが接するピークに沿って、対面濾材シートに連続的に固定されていない。従って、空気は、隣接する入口縦溝流路の間で、その代わりに隣接する出口縦溝流路の間を、媒体を通過する通路無しに流れることができる。しかしながら、入口面を通過して縦溝流路に入った空気は、ろ過する少なくとも１つの濾材シートを通過せずに出口流れ面を通過して縦溝流路から外に出ることができない。
【００４６】
ここで、図２に着目すると、縦溝流路付（この例では、一定で、カーブした、波形パターン）濾材シート４３と、波形でない平らな対面濾材シート４４とを利用するＺ型濾材構造体４０が示されている。点５０と点５１との間の距離Ｄ１は、与えられた縦溝流路５３の下にある領域５２中の平らな濾材（対面濾材シート）４４の範囲を画定する。点５０と点５１は、縦溝流路付き濾材シート４３の内部ピーク４６，４８の中央点として提供される。さらに、点４５は、縦溝流路付き濾材シート４３の外部ピーク４９の中央点として特徴付けられる。距離Ｄ１は、濾材構造物４０の周期長さまたはインターバルを画定する。長さＤ２は、同じ距離Ｄ１上で、縦溝流路５３に対する弓形の媒体長さを画定し、縦溝流路５３の形状によりＤ１より当然長い。先行技術による縦溝流路付きフィルタの応用で使用される通常の一定な形状の濾材に対し、Ｄ２のＤ１に対する長さの比は、１．２〜２．０の範囲内である。エアーフィルタの共通の例示構造物は、Ｄ２がＤ１の約１．２５〜１．３５倍の構造物を有する。そのような濾材は、例えば、一定でカーブした波形パターンを持つドナルドソン社のＰｏｗｅｒｃｏｒｅ（登録商標）Ｚフィルタ構造物で商業的に使用されている。ここでＤ２／Ｄ１比は、時として濾材に対する縦溝流路／平ら部比（flute/flat ratio）、または濾材しぼり（mediadraw）として特徴付けられる。
【００４７】
縦溝流路高さＪは、対面濾材シート４４から縦溝流路付き濾材シート４３の最高点までの距離である。言い換えると、縦溝流路高さＪは、縦溝流路付き濾材シート４３の隣接するピーク５７とピーク５８との間にある外側の高度差である。縦溝流路高さＪは、縦溝シート厚さを考慮に入れる。ピーク５７を内部ピーク（internal peak）と呼び、ピーク５８を外部ピーク（external peak）と呼ぶ。距離Ｄ１、Ｄ２およびＪは、図２に示される特別の縦溝流路付き濾材構造物に適用されるが、これらの距離は、縦溝流路付き濾材の他の構造物にも適用することができ、そこでは、Ｄ１は、縦溝流路の周期長さまたは所定の縦溝流路の下方の平らな濾材の距離を言い、Ｄ２は、下方ピークから下方ピークまでの縦溝流路付き濾材の長さを言い、Ｊは縦溝流路高さをいう。
【００４８】
別の計測は、うねり長さ（cord length ＣＬ）と呼ばれる。うねり長さは、下方ピーク５７の中点５０から上方ピーク５８の中点４５までの直線距離をいう。うねり長さ（ＣＬ）は、さらに、隣接するピークの中点の間の直線距離として表すことができる。濾材厚さが距離値に影響を与えるので、濾材厚さおよび特別な距離測定の始点または終点の決定は距離値に影響を与えることを理解することができる。例えば、うねり長さ（ＣＬ）は、距離が、内部ピークの底部から外部ピークの底部まで測定されるか否かに依存して、または、距離が内部ピークの底部から外部ピークの頂部まで測定されるか否かに依存して、異なる値を持ち得る。距離におけるこの差は、濾材厚さが距離測定にどのように影響を与えるかの例である。濾材厚さの影響を最小にするために、うねり長さの計測は、濾材内の中点で決定される。うねり長さＣＬと濾材長さＤ２との間の関係は、濾材うねり率（mediacord percentage）として特徴付けられる。濾材うねり率は、
濾材うねり率＝（（１/２）Ｄ２−ＣＬ）×１００／ＣＬ
の式によって決定することができる。
【００４９】
段ボール業界では、様々な規格の縦溝流路が定められている。例えば、規格Ｅの縦溝流路、規格Ｘの縦溝流路、規格Ｂの縦溝流路、規格Ｃの縦溝流路、および規格Ａの縦溝流路などを含む。図３は、以下の表Ａとの組み合わせて、これらの縦溝流路の定義を提供する。
【００５０】
本特許の譲受人であるドナルドソン株式会社（ＤＣＩ）社は、様々なＺフィルタ構造物内における規格Ａと規格Ｂの縦溝流路の変形を使用してきた。ドナルドソン株式会社の規格Ｂの縦溝流路は、約３.６％の濾材うねり率を有する。ドナルドソン株式会社の規格Ａの縦溝流路は、約６.３％の濾材うねり率を有する。さまざまな縦溝流路は、また、表１および図３で画定される。図２は、縦溝流路付き濾材シート４３として規格Ｂの縦溝流路を使用するＺ型濾材構造物４０を示している。
【００５１】
【表１】
0005607624.tif 000002
【００５２】
一般に、段ボール箱業界からの規格の縦溝流路の構造物は、波形濾材に対する波形形状または略波形形状を画定するために使用されてきた。ろ過性能を高める縦溝流路構造物または構造物を提供することによって、濾材の性能を改善することがきる。段ボール業界では、縦溝流路の大きさまたは波形の幾何形状は、荷重を処理するために適した構造を提供するように選択される。段ボール業界における縦溝流路の幾何学的形状は、規格Ａまたは規格Ｂの縦溝流路構造物を発展させた。そのような縦溝流路の構造物は、荷重を取り扱うのに好ましいが、ろ過性能は、縦溝流路の幾何学形状を変更することによって高めることができる。ろ過性能を改良する技術は、一般に、ろ過性能を改良し、かつ選択されたろ過条件下でろ過性能を改良するための幾何学形状と構造物とを選択することを含む。ろ過性能を改良するために変更することができる例示の縦溝流路の幾何学形状と構造物とは、縦溝流路のマスキング、縦溝流路の形状、縦溝流路の幅対高さの比、および縦溝流路の非対称性を含む。縦溝流路の幾何学形状と構造物の広い選択により、フィルタエレメントは、ろ過性能を改良するために、様々な縦溝流路の幾何学形状と構造物の点から、所望のフィルタエレメントの幾何学形状と構造物とを持って構成することができる。
【００５３】
マスキング
Ｚ型濾材の文脈において、マスキングは、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間の近接領域を言い、その位置では、濾材を使用するとき、実質的に圧力差が不足し、有用な濾材の不足をもたらす。一般に、マスキングは、濾材を通過する流れるに対する抵抗があるような別の濾材シートに近い媒体の位置によって、しばしば特徴付けられる。結果として、マスキングされた濾材は、濾材のろ過性能を実質的に高めるためには有用ではない。従って、マスキングを低減して、それによりろ過に利用できる濾材量を増加し、それにより、濾材の容量を増加し、濾材のスループットを増加し、濾材の圧力損失を低減する、うちのいくつかまたは全部を行うことは、好ましい。
【００５４】
図２に示されるようなピークで広い円弧を有するパターンに配置された縦溝流路付き濾材シートの場合に、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの接触領域の近くに、一般的にろ過に有用でない濾材のかなり大きな領域が存在する。縦溝流路付き濾材シートと対面シートとの間の接触点またはピークの円弧を（例えば、より鋭角の接触ポイントを提供して）減少させることによって、マスキングを抑えることができる。マスキングは、一般に、濾材が（例えば、空気ろ過の間に）加圧下にあるときの濾材のゆがみを考慮する。かなり大きい半径は、縦溝流路付き濾材の多くが対面濾材シートに向かう方向へのゆがみをもたらし、それにより、マスキングの増加をもたらす。より鋭角なピーク（例えば、小さい半径）を提供することによって、マスキングを抑えることができる。
【００５５】
縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間で接触する円弧を減少する試みがなされた。例えば、Winter他の米国特許第６,９５３,１２４号が参照される。半径を低減する例が図４ａに示される。図４ａでは、縦溝流路濾材シート７０が、縦溝流路付き濾材シート７０中の比較的鋭いピークまたは接触ポイント７４と７５で対面シート７２と７３で接触する。図１に示されるカーブした波形パターンなどのカーブした波形パターンは、一般的に、少なくとも０.２５ｍｍのピーク半径、通常は、３ｍｍを超えないピーク半径を有する縦溝流路付き濾材シートを提供する。比較的鋭いピークまたは接触ポイントは、０.２５ｍｍ未満の半径を有するピークとして特徴付けられる。好ましくは、約０.２０ｍｍ未満の半径を有する比較的鋭い接触ポイントを提供することができる。さらに、約０.１５ｍｍ未満、および好ましくは約０.１０ｍｍ未満の半径を有するピークを提供することによって、マスキングを抑えることができる。半径を持たないまたは約０ｍｍの半径を本質的に有するピークを提供することができる。比較的鋭いピークまたは接触ポイントを示す縦溝流路付き濾材を提供するための例示の技術は、比較的急なエッジを提供するのに充分な方法で縦溝流路付き濾材を圧印加工する、曲げる、折り曲げる、または折り目を付ける技術を含む。鋭いエッジを提供する能力は、濾材自身の組成、および、曲げ、折り曲げ、または折り目を付けるために使用される処理装置を含む多くの因子に依存することが理解される。一般に、比較的急な接触ポイントを提供する能力は、濾材の重さ、および、引き裂きまたは切断に抵抗するファイバを含むかどうかに依存する。一般に、圧印加工、曲げ、折り曲げ、または縦溝流路付きの間に濾材を切断しないとが好ましい。
【００５６】
マスキングを抑えるために頂点（内部頂点または外部頂点）の半径を減少させることが好ましいが、頂点のすべてが、マスキングを減少させるために減少した半径を持つ必要はない。マスキングを低減することとろ過性能を高めることは、比較的鋭い頂点または接触ポイントを持つ（例えば、少なくとも頂点の約２０％）少なくともいくつかの頂点を提供することによって成し遂げることができる。さらに、濾材の設計に依存するが、低減した半径を持つ外部頂点を提供するか、または低減した半径を持つ内部頂点を提供するか、または低減した半径を持つ外部頂点と内部頂点の両方を提供することにより、十分にマスキングを減少させることができる。
【００５７】
濾材の表面積の増加
ろ過のために利用できる濾材の量を増加させることによってろ過性能を高めることができる。マスキングを低減するために、ろ過のために利用できる濾材表面積を増加させる技術を考慮すべきである。
【００５８】
縦溝流路付き濾材の形状は、縦溝流路の幅対高さの比によって特徴付けられる。縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路の周期長さＤ１の縦溝流路高さＪに対する比である。縦溝流路の幅対高さの比（flute width height ratio）は、
縦溝流路の幅対高さの比＝Ｄ１／Ｊ
の式によって表される。縦溝流路の周期長さＤ１と縦溝流路高さＪなどの測定された距離は、各端部で縦溝流路長さの２０％を除外した縦溝流路長さに沿ったろ過媒体の平均値として特徴付けることができる。距離は、縦溝流路の端部から離れて測定することができる。縦溝流路の端部は、通常は、シール物または閉鎖物がある。縦溝流路の閉鎖物の位置で計算される幅対高さの比は、ろ過が起こっている縦溝流路の幅対高さの比を示す必要はないだろう。従って、縦溝流路の幅対高さの比の測定は、縦溝流路が各端部または各端部の近くで閉じているとき、縦溝流路の閉鎖物の影響を取り除くために、縦溝流路の各端部の近くの縦溝流路の最後の２０％を除いた縦溝流路長さに対する平均値として提供することができる。「一定な」媒体に対して、縦溝流路の周期長さＤ１と縦溝流路高さＪは、縦溝流路長さに沿って比較的一定となることが想定される。比較的一定によって、縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路の閉鎖物の設計が幅対高さの比に影響を与えるかもしれない各端部で２０％の長さを除外した、縦溝流路長さの約１０％以内で変動することができることを意味する。さらに、テーパ状の縦溝流路を有する濾材などの一定な濾材の場合、縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路長さにわたって変動するかほぼ同じままで残り得る。理論的な正三角形状から離れた縦溝流路形状を調整することによって、ろ過にために利用可能な所定体積中の濾材量を増加することができる。従って、少なくとも約２.２、少なくとも約２.５、少なくとも２.７、または少なくとも３.０の縦溝流路の幅対高さの比を有する縦溝流路は、ろ過に利用可能な濾材の表面積を増加させることができる。さらに、約０.４５未満、約０.４０未満、約０.３７未満、または約０.３３未満の縦溝流路の幅対高さの比を有する縦溝流路の設計を提供することにより、ろ過に利用可能な濾材面積の増加を提供することができる。一般に、正三角形形状を有する理論上の縦溝流路は、約１.６の縦溝流路の幅対高さの比を示す。
【００５９】
ろ過のために利用可能な濾材の量を増加させる別の技術は、濾材積層体の縦溝流路密度を増加させる技術を含む。縦溝流路密度は、濾材積層体中の濾材の単位断面積当たりの縦溝流路数を言う。縦溝流路密度は、縦溝流路高さＪ、縦溝流路の周期Ｄ１、および濾材厚さＴを含む多くの因子に依存する。縦溝流路密度は、濾材積層体の縦溝流路密度としてまたは片側積層物の濾材の縦溝流路密度として特徴付けることができる。フィルタエレメントのための濾材積層体の縦溝流路密度（ρ）を計算する式は、
ρ＝チェンネル数（開いたおよび閉じたチャンネル）／（２×Ｚ型濾材積層体の横断面積）
である。フィルタエレメントの縦溝流路密度は、フィルタエレメント横断面中で開いているチャンネルと閉じているチャンネルとを含むチェンネル数を計数することによって、かつチェンネル数が決定される位置でのフィルタエレメントの横断面積の２倍の値でチェンネル数を割ることによって、計算することができる。一般に、縦溝流路密度は、流入面から流出面まで、または、逆も同様に、フィルタエレメントの長さを横切って比較的一定であると想定される。Ｚ型濾材の断面積は、（渦巻または積層）濾材の断面積を言い、フィルタエレメントの断面積をかならずしも言うわけではないことが理解されるべきである。フィルタエレメントは、濾材の断面積より大きい断面積を有するフィルタエレメントを提供するハウジングに係合するためのさや（sheath）あるいはシールを備えるかもしれない。また、濾材の横断面積は、有効面積と言う。すなわち、濾材がコアまたはマンドレルの周囲に巻かれる場合、コアまたはマンドレルの断面積は、Ｚ型濾材積層体の断面積の部分ではない。また、濾材の断面積は、有効面積を言う。すなわち、濾材がコアまたはマンドレルの周りで巻き上げされるなら、コアまたはマンドレルの断面積は、Ｚ型濾材積層体の断面積の一部ではない。また、チェンネル数は、有効面積中のチェンネル数を言う。
【００６０】
片側積層物の縦溝流路密度（ρ）を計算するための代替式は、
ρ＝１／（（Ｊ＋Ｔ）×Ｄ１）
である。縦溝流路密度の計算式において、Ｊは縦溝流路高さ、Ｄ１は縦溝流路周期の長さ、Ｔは縦溝流路付きシート厚さである。この代替式は、片側積層物の縦溝流路密度を計算するための方程式と呼ぶことができる。片側積層物の縦溝流路密度は、片側積層物の構造物に基づいて決定される。対照的に、濾材積層体の縦溝流路密度は、組み立てられた濾材積層体に基づいて決定される。
【００６１】
理論的に、濾材積層体の縦溝流路密度と片側積層物の濾材の縦溝流路密度は、同様の結果を提供するであろう。しかしながら、濾材積層体を濾材積層体の縦溝流路密度と片側積層物の縦溝流路密度が異なる結果を提供するように構成することは可能である。
【００６２】
図２と図３に示されかつ表１で特徴付けられる規格Ｂの縦溝流路は、約３４縦溝流路/インチ2の縦溝流路密度（濾材積層体の縦溝流路密度と片側積層物の濾材の縦溝流路密度）を有する渦巻状濾材を提供する。規格Ｂの縦溝流路から形成される濾材積層体は、約３４縦溝流路/インチ2の平均縦溝流路密度を有するものとして特徴付けることができる。別の方法で述べられないならば、縦溝流路密度（濾材積層体の縦溝流路密度または片側積層物の縦溝流路密度として表現されるか否かに関わらず）は、濾材積層体の平均縦溝流路密度と考えることができる。したがって、縦溝流路密度は、時には、縦溝流路密度として、時には、平均縦溝流路密度と呼ばれる。一般に、平均縦溝流路密度を増加させることは、規格Ｂの縦溝流路付き濾材積層体に対する縦溝流路密度よりも大きな縦溝流路密度を有する濾材積層体を提供することを言う。例えば、増加した縦溝流路密度は、３５.０縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度を有する濾材積層体に対して言うことができる。約３６縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、約３８縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、約４０縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、４５縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、または約５０縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度を有する濾材積層体を提供することができる。縦溝流路を通過して流れる圧力損失あるいは圧力抵抗を低減するために、（規格Ｂの媒体と比較して）減少した縦溝流路密度を有する濾材積層体を提供することができる。例えば、３４.０縦溝流路/インチ2未満の縦溝流路密度、約３０縦溝流路/インチ2未満の縦溝流路密度、または約２５縦溝流路/インチ2未満の縦溝流路密度を有する濾材積層体を提供することができる。
【００６３】
一般に、増加した縦溝流路密度を有する濾材を提供することは、濾材の体積内の濾材表面積を増加させる傾向があり、したがって、濾材の充填容量を高める傾向を持つ。従って、濾材の縦溝流路密度を増加させることは、濾材の充填容量を高める効果を持つことができる。しかしながら、濾材の縦溝流路密度を増加させることは、他の因子が一定であると仮定すると、濾材を通過する圧力損失を増加させるという影響をもたらし得る。また、濾材の縦溝流路を低減することは、初期の圧力低下を低減する効果を持ち得る。
【００６４】
濾材の縦溝流路密度を増加させることは、縦溝流路高さ（Ｊ）、縦溝流路周期の長さ（Ｄ１）、または両方を下げるという効果を持つことができる。その結果として、縦溝流路の大きさ（縦溝流路の大きさは、縦溝流路の横断面積を言う）は、縦溝流路密度の増加とともに減少する傾向がある。その結果として、縦溝流路の大きさを小さくすると、濾材を横切る圧力損失を増加させる影響を持つ。一般に、濾材を横切る圧力損失について言うとき、濾材の第２面で測定される圧力に対する濾材の第１面で決定される圧力差を言うが、ここで、第１面と第２面とは、一般に対向する縦溝流路の各端部に提供される。所望の圧力損失を保持しながら、比較的高い縦溝流路密度を有する濾材を供給するために、縦溝流路長さを減らすことができる。縦溝流路長さは、濾材の第１面から濾材の第２面までの距離を言う。燃焼機関用空気をろ過するために使用可能な濾材の場合、短い長さの縦溝流路は、約５インチ未満の縦溝流路長さ（例えば、約１インチ〜約５インチ、または約２インチ〜約４インチ）を有する縦溝流路として特徴付けられることができる。中程度の長さの縦溝流路は、約５インチ〜約８インチの長さを有する縦溝流路として特徴付けられることができる。長い長さの縦溝流路は、約８インチより長い長さの縦溝流路（例えば、約８インチ〜約１２インチ）を有するものとしてを特徴付けられることができる。
【００６５】
縦溝流路形状
濾材積層体内でろ過用に利用可能な濾材の量を増加させる別の技術は、表１に記載されるような規格の縦溝流路の設計と比較して、ろ過に利用可能な濾材の量を増加した縦溝流路構造物を選択する技術を含む。ろ過用に利用可能な濾材の量を増加させる縦溝流路構造物の設計を提供するための１つの技術は、隣接する頂点間でリッジ（尾根）を形成することである。上記記載されたように、縦溝流路付き濾材頂点は、縦溝流路が対面濾材シートに接着されて片側積層物を形成するような場合に、頂点が対面濾材シートに向かって面しているか対面濾材シートから離れる方向に面しているかに依存して、内部頂点と外部頂点として特徴づけられる。図４ａ〜図４ｃにろ過性能を高めるために例示の縦溝流路形状を有する濾材の部分を示す。図４ａで示される縦溝流路形状は、「低接触（low contact）」縦溝流路形状と呼ぶことができる。図４ｂと図４ｃに示される縦溝流路形状は、「ゼロ歪（zero strain）」と呼ぶことができる。一般に、「低接触」の名前は、規格Ａと規格Ｂの縦溝流路付き濾材と比較される縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間で接触する量（例えば、マスキング）を低減するが、対面シート間の縦溝流路の量を増やすための縦溝流路形状の能力についていう。「ゼロ歪み」の名前は、媒体上に好ましくないレベルの歪みを導入しないで、縦溝流路長さに沿ってテーパを提供する縦溝流路形状の能力をいう。一般に、濾材中の好ましくないレベルの歪み（または、伸び）は、濾材中に亀裂や裂け目を生じるひずみ量を言うか、または、より高いレベルの歪みに耐えることができるより高価な濾材の使用を要求するひずみ量を言うことができる。一般に、約１２％以上の歪みに耐えることができる濾材は、高いレベルの歪みに耐えることができる特別な濾材と考えられるし、約１２％まで歪みを取り扱うように備えられた濾材より高価であることができる。ゼロ歪みの縦溝流路付き濾材シートは、さらに、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートの間で低減した接触（例えば、低減したマスキング）を提供することができる。
【００６６】
ここで、図４ａ〜４ｃを参照すると、濾材１１０は、対面濾材シート１１１と対面濾材シート１１３の間に縦溝流路付き濾材シート１１２を含み、濾材１２０は、対面濾材シート１２１と対面濾材シート１２３との間に縦溝流路付き濾材シート１２２を含み、濾材１４０は、対面濾材シート１４１と対面濾材シート１４３との間に縦溝流路付き濾材シート１４２を含む。縦溝流路付き濾材シート１１２と対面濾材シート１１３との組合せを片側積層物１１７と呼ぶことができ、縦溝流路付き濾材シート１２２と対面濾材シート１２３との組合せを片側積層物１３７と呼ぶことができ、縦溝流路付き濾材シート１４２と対面濾材シート１４３の組合せを片側積層物１４７と呼ぶことができる。片側積層物１１７、１３７、または１４７を渦巻くかまたは積層にする場合、対面濾材シート１１１、１２１、または１４１は、積層した濾材の場合には別の片側積層物から、また、渦巻いた濾材の場合には同じ片側積層物から提供することができる。
【００６７】
濾材１１０、１２０、および１４０は、空気などの流体を浄化するためのフィルタエレメントを提供するように構成することができる。フィルタエレメントは、渦巻いたエレメントまたは積層したエレメントとして構成することができる。一般に、渦巻いたエレメントは、渦巻状構造物を提供するために渦巻いた縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとを含む。丸い形状、ほぼ丸い形状、または競馬場の形状によって特徴付けられる形状を有する渦巻状構造物を提供することができる。一般に、積層した構造物は、対面濾材シートに接着された縦溝流路付き濾材シートを含む濾材の交互層を含む。一般に、対面濾材シートに接着された縦溝流路付き濾材シートは、片側積層物と呼ばれる。図４ａで示される濾材１１０は、「低接触」と「ゼロ歪み」形状のために縦溝流路濾材シートの断面形状を示すために濾材を横切って得られる断面図である。縦溝流路長さに沿って延びている横断面形状を提供できることを理解できる。また、縦溝流路は、濾材がＺ型濾材として機能するようにシールすることができる。所望であれば、シールは、接着物質又はシール物質として提供することができる。
【００６８】
図４ａで、距離Ｄ１は、内部頂点（internal peak）１１４の中点から外部頂点（external peak）１１６の中点まで測定される。その代わりに、距離Ｄ１は、外部頂点（external peak）１１５の中点から外部頂点１１９の中点まで測定される。各周期長さＤ１に対してまたは濾材の長さＤ２に沿って２つのリッジ（尾根）１１８を有する縦溝流路付き濾材１１０が示される。縦溝流路長さの少なくとも一部に沿って伸びるリッジ１１８が提供される。一般に、各リッジ１１８は、縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１１８ａが、縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１１８ｂと結合する一般領域として特徴付けることができる。リッジ（例えば、頂点でないリッジ（尾根））は、異なる傾斜の濾材部分の間の交点と考えることができる。リッジは、その位置で濾材が変形した結果として形成されることができる。濾材は、濾材に圧力をかける結果としてリッジで変形されることができる。リッジを形成する技術は、圧印、折り目付け、曲げ、折りたたみを含む。好ましくは、リッジは、波形ロールがリッジを形成するために濾材に圧力をかける波形工程の間の圧印の結果として提供することができる。縦溝流路付き濾材シートと片側積層物を形成するための例示の技術は、２００８年２月４日に米国特許庁に出願された米国出願第６１/０２５,９９９号に記載されている。米国出願第６１/０２５,９９９号の全体の開示は、本明細書中に参考として合体される。ピークはリッジとして呼ぶことができることが認められる。しかしながら、本開示の文脈では、「リッジ（尾根）」への言及は、リッジがピーク間に明確に提供されるとき、文脈から、「ピークでないリッジ（尾根）」について言うことを理解することができる。
【００６９】
例示の縦溝流路付き濾材シート１１２に対して、縦溝流路付き濾材１１８ａの比較的平らな部分は、外部頂点１１５とリッジ（尾根）１１８との間で伸びている縦溝流路付き濾材の一部として図４ａで見ることができる。外部頂点１１５からリッジ１１８までの縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１１８ａの平均角度は、対面濾材シート１１３に対して４５°未満として特徴付けることができ、および対面濾材シート１１３に対して約３０°未満で提供されることができる。縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１１８ｂは、内部頂点１１６からリッジ（尾根）１１８に伸びている濾材の一部として特徴付けることができる。一般に、内部頂点１１６からリッジ（尾根）１１８まで伸びている濾材の一部として特徴付けられる縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１１８ｂの角度は、対面濾材シート１１３に対して４５°より大きくなることができ、対面濾材シート１１３に対して約６０°より大きくなることができる。縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１１８ａと縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１１８ｂとの間の角度差が、リッジ（尾根）１１８の存在のために提供される。縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１１８ａの角度と縦溝流路付き濾材１１８ｂの比較的急な部分１１８ｂの角度とが、濾材の部分の端部ポイントを形成するポイント間の平均角度として決定することができ、この角度は、対面濾材シートから測定することができることを理解することができる。
【００７０】
リッジ（尾根）１１８は、縦溝流路付き濾材１２を形成する間に、縦溝流路付き濾材シート１１２の長さに沿って圧印加工、折り目付け、曲げ、または折り曲げの結果として提供することができる。縦溝流路付き濾材１１２を形成する工程の間に、リッジ１１８を付ける工程を設けることは好ましいが、必ずしも必要ではない。例えば、リッジ１１８は、熱処理、湿気処理またはその組合せによって付けることができる。さらに、リッジ１１８は、リッジ（尾根）を付ける追加の工程無しに、リッジ（尾根）を形成するために圧印加工、曲げ、または折りまげの結果として存在することができる。また、リッジ１１８の特徴付けは、縦溝流路付き濾材シートの外部頂点１１５または１１９と、縦溝流路付き濾材シートの内部頂点１１６、１１４と混同されないことである。リッジ（尾根）の存在を特徴付ける方法として、一般により平らな部分１１８ａと一般により急な部分１１８ｂの特徴をあげることができる。一般に、より平らな部分１１８ａとより急な部分１１８ｂとは、曲線を示すことが予想される。すなわち、より平らな部分１１８ａと、より急な部分１１８ｂとは、特に、空気流などの流体がろ過の間に濾材を通過するときに、完全に平らではないと予想される。それにもかかわらず、濾材のその部分の平均角度を提供するために、濾材の角度は、リッジ（尾根）から対応する隣接するピークまで測定することができる。
【００７１】
図４ａで示される濾材の形状は、低接触形状（low contact shape）と言うことができる。一般に、低接触形状は、縦溝流路付き濾材シート１１２と対面濾材シート１１１との間の比較的低い接触領域を言う。リッジ１１８の存在は、頂点１１５、１１９でマスキングを低減するのを補助する。リッジ１１８は、縦溝流路付き濾材シート１１２を変形した結果として存在し、その結果、頂点１１５、１１９で媒体上の内部応力が減少する。リッジ１１８が存在しないと、縦溝流路付き濾材シート１１２中にあるレベルの内部張力が存在し、内部張力は、頂点１１５、１１９でより大きい半径を形成して、それによりマスキングを増加させる。その結果として、リッジ（尾根）１１８の存在は、隣接する頂点間（例えば、頂点１１５、１１４）に存在する濾材の量を増加させるのを助けるとともに、リッジ（尾根）がないときに頂点で媒体を伸ばさせるか、または平らにする、縦溝流路付き濾材シート１１２内の張力をある程度まで軽減するため、頂点（例えば、頂点１１５）半径を減少させるのを助ける。
【００７２】
リッジ（尾根）１１８の存在は、目視観察によって検出することができる。図６は、低接触形状を有するものとして特徴付けることができる縦溝流路付き濾材積層体のフィルタエレメントの端部の写真を示す。低接触形状の存在が、縦溝流路付き濾材の端部を見るのから特に明らかでないかもしれないが、縦溝流路の長さに沿って延びているリッジ（尾根）の存在を見ることができる。さらに、リッジの存在は、フィルタエレメントがダストで充填された図６の写真によって示された技術によって確認することができる。そして、縦溝流路付き濾材上のリッジに対応するリッジを有するダストケーキを明らかにするために、縦溝流路付き濾材シートは対面濾材シートから剥き取ることができる。一般に、ダストケーキ上のリッジは、異なる平均角度を持つダスト表面の別の部分と交差する平均角度を有するダスト表面の一部を反映している。ダスト表面ケーキの２つの部分の交点は、リッジ（尾根）を形成する。縦溝流路内でダストケーキを提供するように、縦溝流路を満たすために媒体を充填するのに使用することができるダストは、ＩＳＯのファインテストダストとして特徴付けることができる。
【００７３】
ここで図４ａを参照すると、縦溝流路付き濾材シート１１２は、長さＤ２間に２つのリッジ（尾根）１１８を含む。ここで、長さＤ２は、ピーク（頂点）の中点１１４から頂点１１６の中点までの縦溝流路付き濾材シート１１２の長さをいい、ここでリッジ１１８は、ピーク（頂点）１１４、１１５、１１６、または１１９ではない。ピーク１１４、１１６は、内部ピーク（頂点）ということができるが、ピーク（頂点）１１５と１１９は、外部ピーク（頂点）ということができるが、ピーク（頂点）は、対面シートピーク（頂点）として特徴づけられることができる。一般に、濾材は、巻き付け、または積層などの異なる構成で配置され、かつ対面濾材シートピークとしてピークの特徴の使用を支持して、内部と外部の特徴付けを無視することができるように、空間的に配置されると信じられている。用語内部と外部の使用は、図で示されているようなかつ片側積層物の一部として提供されるような縦溝流路について説明するのに都合がよい。
【００７４】
各長さＤ２に沿って２つのリッジ（尾根）１１８を持つ縦溝流路付き濾材シート１１２が提供されるが、各周期長さＤ２に沿って単一リッジ（尾根）を持つ縦溝流路付き濾材シート１１２を提供することができるし、所望であれば、周期のいくつかが少なくとも１つのリッジ（尾根）を示し、周期のいくつかが２つのリッジ（尾根）を示し、周期のいくつかがリッジ（尾根）がなく、またはそれらの組み合わせの構成を持つ縦溝流路付き濾材シートを提供することができる。縦溝流路付き濾材シートは、リッジの繰り返しパターンを有するものとして提供することができる。リッジの繰り返しパターンは、波状パターンがリッジのパターンを示すことを意味する。リッジの繰り返しパターンは、隣接するピーク間で、１つおきの隣接するピーク間で、３つおきの隣接するピーク間で、またはリッジの繰り返しパターンを示すような濾材の波状パターンに対して知覚できる何らかの変動の間にある。
【００７５】
リッジ（尾根）の存在の特徴は、リッジが縦溝流路長さ方向に沿って存在することを意味すると理解すべきである。一般に、リッジは、所望の性能を有する濾材を提供するために、縦溝流路長さ方向に沿って充分な長さで提供することができる。リッジ（尾根）が縦溝流路の全長に伸びているかもしれない場合に、例えば、縦溝流路の端部の影響の結果として、リッジが縦溝流路の全長に伸びていない可能性がある。例示の影響は、縦溝流路の端部で、縦溝流路中の閉鎖物（例えば、ダーツ）とプラグ（栓）の存在を含む。好ましくは、リッジは、縦溝流路長さの少なくとも２０％の長さだけ伸びている。例示の方法によって、リッジは、縦溝流路長さの少なくとも３０％の長さ、縦溝流路長さの少なくとも４０％の長さ、縦溝流路長さの少なくとも５０％の長さ、縦溝流路長さの少なくとも６０％の長さ、または縦溝流路長さの少なくとも８０％の長さだけ伸びている。縦溝流路の端部は、何らかの方法で閉じていてもよく、閉鎖物の結果として、濾材積層体を１面から見ると、リッジの存在を検出できるか、または検出できないかもしれない。従って、縦溝流路長さに沿って伸びているようなリッジの存在の特徴は、リッジが縦溝流路の全長に沿って伸びていなければならないことを意味するものではない。また、リッジは、縦溝流路の端部で検出されないかもしれない。
【００７６】
ここで図４ｂを参照すると、縦溝流路付き濾材１２０は、対面シート１２１と１２３との間に提供される縦溝流路付き濾材シート１２２を含む。縦溝流路付き濾材シート１２２は、隣接するピーク（頂点）１２４とピーク（頂点）１２５との間に少なくとも２つのリッジ（尾根）１２８、１２９を含む。長さＤ２に沿って、縦溝流路付き濾材シート１２２は、４つのリッジ（尾根）１２８、１２９を含む。媒体の一つの周期長さは、４つのリッジを含む。リッジ１２８、１２９は、対面シートピーク（頂点）ということができるピーク（頂点）１２４、１２５、または１２６ではないことが理解される。縦溝流路付き濾材シート１２２は、隣接ピーク（頂点）（例えば、ピーク（頂点）１２５、１２６）間に２つのリッジ１２８、１２９を持つように提供することができる。また、縦溝流路付き濾材シート１２２は、隣接ピーク（頂点）の間に１つのリッジがある、またはリッジがないように提供することができる。それぞれの隣接するリッジの間で２つのリッジがある必要性は全くない。リッジの代替物が存在するか、または、隣接するリッジ間で予め決められた間隔で提供されることが好ましい場合には、リッジ間でリッジが存在しないことがあり得る。
【００７７】
リッジ（尾根）１２８は、縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１２８ａが縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１２８ｂと結合する領域として特徴付けられる。一般に、縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１２８ａは、リッジ１２８と１２９の間でかつ対面濾材シート１２３に対して測定される角度が、４５°未満、好ましくは約３０°未満の角度を持つものとして特徴付けられることができる。縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１２８ｂは、ピーク（頂点）１２６からリッジ１２８での間でかつ対面濾材シート１２３に対して測定される角度が、４５°以上、好ましくは約６０°以上の角度を持つものとして特徴付けることができる。リッジ１２９は、縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１２９ａと縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１２９ｂの交差点の結果として提供することができる。一般に、縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１２９ａは、リッジ１２８からリッジ１２９まで伸びている濾材の一部の角度に対応している。一般に、縦溝流路付き濾材の比較的平らな部分１２９ａは、４５°未満、好ましくは約３０°未満の傾斜を有するものとして特徴付けられる。縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１２９ｂは、リッジ（尾根）１２９とピーク（頂点）１２５の間に伸びている濾材の一部として特徴付けられ、リッジ１２９とピーク（頂点）１２５の間でかつ対面濾材シート１２３に対してある角度を持つものとして特徴付けられる。一般に、縦溝流路付き濾材の比較的急な部分１２９ｂは、４５°以上、好ましくは約６０°以上の角度を持つものとして特徴付けられる。
【００７８】
ここで、図４ｃを参照すると、縦溝流路付き濾材１４０は、対面濾材シート１４１、１４３の間に提供される縦溝流路付き濾材シート１４２を含む。縦溝流路付き濾材シート１４２は、内部ピーク（頂点）１４４と外部ピーク（頂点）１４５との間に少なくとも２つのリッジ１４８、１４９を含む。長さＤ２に沿って、濾材１４０は、４つのリッジ１４８、１４９を含む。一つの濾材周期長さは、４つのリッジを含むことができる。リッジ１４８と１４９は、ピーク（頂点）１４４と１４５でないことが理解される。濾材１４０は、隣接するピーク（頂点）（例えば、ピーク（頂点）１４４と１４５）の間に、２つのリッジ１４８、１４９があるように提供することができる。さらに、縦溝流路付き濾材シート１４０は、他の隣接しているピーク（頂点）間に１つのリッジ、２つのリッジ、またはリッジ無しで提供することができる。各隣接するピーク（頂点）間で、２つのリッジがあるという必要性は全くない。リッジの代替物が存在することが好ましい場合か、または、隣接するリッジ間で予め決められた間隔で提供されることが好ましい場合には、リッジ間でリッジが存在しないことがあり得る。一般に、縦溝流路のパターンが繰り返し、隣接するリッジ間でリッジ（尾根）が存在する縦溝流路のパターンを提供することができる。
【００７９】
リッジ１４８、１４９は、縦溝流路付き濾材シートの比較的平らな部分が縦溝流路付き濾材シートの比較的急な部分と結合する領域として特徴付けることができる。リッジ１４８の場合に、縦溝流路付き濾材シートの比較的平らな部分１４８ａは、縦溝流路付き濾材シートの比較的急な部分１４８ｂと結合する。リッジ１４９の場合に、縦溝流路付き濾材シートの比較的平らな部分１４９ａは、縦溝流路付き濾材シートの比較的急な部分１４９ｂと結合する。縦溝流路付き濾材の比較的急な部分は、対面濾材シート１４３に対する媒体の部分として測定される場合、４５°以上、好ましくは約６０°以上の角度を持つものとして特徴付けることができる。比較的平らな部分は、対面濾材シート１４３に対する濾材のその部分に対して４５°未満、好ましくは約３０°未満の傾斜を有するものとして特徴付けることができる。
【００８０】
縦溝流路付き濾材シート１４２の巻き付け角度を縦溝流路付き濾材シート１２２の巻き付け角度より少なくすることができるので、縦溝流路付き濾材シート１４２は、縦溝流路付き濾材シート１２２に対して調整するためにより有利であると考えられることができる。一般に、巻き付け角度は、縦溝流路形成工程の間に濾材を回転して得られる角度の合計をいう。縦溝流路付き濾材シート１４２の場合、媒体は、縦溝流路付き濾材シート１２２と比較して、縦溝流路形成の間により少なく巻き付けされる。その結果、縦溝流路付き濾材シート１４２を形成するための縦溝流路形成において、媒体に要求される引張り強度は、縦溝流路付き濾材シート１２２と比べて低いものである。
【００８１】
縦溝流路付き濾材シート１１２、１２２、１４２は、ピーク（頂点）からピーク（頂点）まで比較的対称なものとして示される。すなわち、縦溝流路付き濾材シート１１２、１２２、１４２に対し、縦溝流路は、隣接するピーク（頂点）間で同じ数のリッジ（尾根）を持って繰り返す。隣接するピーク（頂点）は、縦溝流路付き濾材長さに沿って互いに最も近いピーク（頂点）をいう。例えば、縦溝流路付き濾材シート１１２に対して、ピーク（頂点）１１４とピーク（頂点）１１５とは、隣接するピーク（頂点）と考えられる。しかしながら、濾材の周期は、隣接するピーク（頂点）間で同じ数のリッジを持つ必要性はなく、この場合には、濾材は、非対称であると特徴付けられる。すなわち、周期の半分上に１つのリッジを有し、周期の他の半分の上にリッジを有さない媒体を調整することができる。
【００８２】
縦溝流路付き濾材の隣接するピーク（頂点）間に単一のリッジ（尾根）または複数のリッジ（尾根）を提供することによって、規格Ａや規格Ｂの縦溝流路などの先行技術の濾材に対して長さＤ２を増加することができる。１つのリッジまたは複数のリッジが存在する結果として、例えば、規格Ａや規格Ｂの縦溝流路と比べてろ過に利用可能な多くの濾材を有する濾材を提供することが可能である。前に説明された濾材うねり率の測定を隣接するピーク（頂点）間に提供される濾材量を特徴付けるために使用することができる。長さＤ２は、縦溝流路付き濾材シート１１２、１２２、１４２の周期に対する縦溝流路付き濾材シート１１２、１２２、１４２の長さとして画定される。縦溝流路付き濾材シート１１２の場合、長さＤ２は、下側ピーク（頂点）１１４から下側ピーク（頂点）１１６までの縦溝流路付き濾材シートの長さである。この距離は、２つのリッジ（尾根）１１８を含む。縦溝流路付き濾材シート１２２の場合、長さＤ２は、下側ピーク（頂点）１２４から下側ピーク（頂点）１２６までの縦溝流路付き濾材シートの長さである。この距離は、少なくとも４つのリッジ（尾根）１２８、１２９を含む。一つまたはそれ以上の折り目を隣接するピーク（頂点）間に提供する結果として、隣接するピーク（頂点）間での増加した濾材の存在は、濾材うねり率によって特徴付けることができる。前に説明したように、規格Ｂおよび規格Ａの縦溝流路は、それぞれ約３．６％と約６.３％の濾材うねり率を示す。一般に、図４ａに示される縦溝流路の設計などの低接触縦溝流路は、約６.２％〜約８.２％の濾材うねり率を示すことができる。図４ｂと図４ｃに示される縦溝流路の設計では、約７.０％〜約１６％の濾材うねり率を提供することができる。好ましくは、縦溝流路は、５.２％以上の濾材コード％を示し、より好ましくは６.５％以上の濾材コード％を示す。図５ｂと５ｃに示された縦溝流路の設計は、約７.０％〜約１６％までの濾材コード％を提供することができる。所望であれば、約６.３％以上または約８.３％以上の濾材コード％を示す縦溝流路を有する濾材積層体を提供することができる。
【００８３】
図４ｂと図４ｃの濾材１２０と１４０は、濾材中に歪みを生み出さずに縦溝流路の長さに沿って縦溝流路をテーパ状にする能力を提供する追加の利点がある。これにより、図４ｂと図４ｃで示される縦溝流路の形状は、ゼロ歪みの縦溝流路形状と呼ぶことができる。ここで図７と図８ａを参照すると、縦溝流路付き濾材シート１２２はテーパ状構造物で示される。図８ａに、外形１２２ａから外形１２２ｄまでテーパ状になっている縦溝流路付き濾材シート１２２を示す。テーパ状の結果として、縦溝流路付き濾材シートは、１２２ｂと１２２ｃとして示される外形を含む。縦溝流路付き濾材は、１２２ａから１２２ｄまでテーパ状であるので、リッジ（尾根）１２８、１２９は、下側ピーク１２６に近づき、上側ピーク１２５から離れる方向に動く。従って、縦溝流路付き濾材１２２は１２２ａから１２２ｄまでテーパ状であるので、縦溝流路付き濾材シート１２２と対面濾材シート１２３との間の断面の表面積は減少する。断面の表面積におけるこの減少に対応して、縦溝流路付き濾材シート１２２によって形成される対応する縦溝流路と、上側ピーク１２５に接触する対面濾材シートは、断面の表面積が増加する。さらに、テーパが１２２ａと１２２ｄで示される端部外形に向かって移動するので、リッジが一緒に合体するかまたは互いから識別可能でなくなる傾向となることがわかる。１２２ａで示される外形は、低接触形状により似る傾向がある。さらに、縦溝流路付き濾材が１２２ｄから１２２ａまでテーパ状となると、リッジ（尾根）１２８とリッジ１２９は上側ピーク１２５に近づくことがわかる。テーパ状でゼロ歪形状の場合、縦溝流路付き濾材シートは、縦溝流路の長さの少なくとも３０％、好ましくは、少なくとも５０％を超える長さまで隣接するピーク間で複数の縦溝流路を持つものとして特徴付けることができる。
【００８４】
縦溝流路付き濾材シート１２２がリッジ１２８とリッジ１２９を含む濾材１２０を使用する利点は、過度の歪みを生じることなく縦溝流路をテーパ状にする能力と、１２％以上の歪みを示す必要のないろ過媒体を使用する能力である。一般に、歪みは、
歪み＝（（Ｄ２max−Ｄ２min）/Ｄ２min）×１００
の式で特徴付けられる。Ｄ２minは、濾材がほぐれたまたは歪みがないときの濾材距離を言い、Ｄ２maxは、裂ける直前の歪みのときの濾材距離を言う。亀裂無しで最大約１２％の歪み量に耐えることができる濾材は、ろ過産業で比較的一般的に使用されている。一般的に使用される濾材は、セルロースベースのものとして特徴付ることができる。濾材が耐えることができる歪み量を増加させるために、合成ファイバを濾材に追加することができる。従って、１２％以上の歪み量に耐えられる媒体を使用することは、比較的高価となる。従って、濾材の歪みを最小にし、かつ１２％より多い歪み量を可能にする、高価な濾材を使用せずに、縦溝流路をテーパ状とする縦溝流路の構造物を利用することは、好ましい。
【００８５】
ここで図８ｂを参照すると、図４ｃの縦溝流路付き濾材シート１４２は、位置１４２ａから位置１４２ｂまで、そして次に位置１４２ｃまで伸びるテーパ状の構造物として示される。縦溝流路が、より小さい断面領域（縦溝流路付き濾材シート１４２と対面濾材シート１４３の間の領域）までテーパ状となるので、リッジ１４８、１４９は、ピーク１４５に向かって移動する。逆もまたいえる。すなわち、縦溝流路の断面領域が増加するので、リッジ（尾根）１４８、１４９は、ピーク（頂点）１４４に向かって移動する。
【００８６】
図４ａ〜４ｃに例示された縦溝流路の形状は、規格Ａと規格Ｂの縦溝流路と比べてピークでマスクされる濾材領域が減少するのを補助する。さらに、図４ａ〜４ｃに例示される形状は、規格Ａと規格Ｂの縦溝流路と比べてろ過に利用可能な濾材量が増加するのを補助する。図４ａでは、対面濾材シート１１３から縦溝流路付き濾材１１２を見ると、リッジ１１８が凹形である縦溝流路を提供することができることが理解される。対面濾材シート１１１の斜視図から、リッジ（尾根）１１８は、凸形を有する縦溝流路を提供することが理解される。ここで、図４ｂを参照すると、リッジ１２８、１２９は、ピークから隣接するピークまで縦溝流路付き濾材１２２のどちらの側からも凹形と凸状の両方を提供するこができることがわかる。縦溝流路は、リッジの存在からみて、実際に凹状または凸状でないことを理解することができる。従って、リッジは曲面に遷移部かまたは不連続部を提供する。リッジの存在を特徴付ける別の方法は、不連続が存在しない規格の縦溝流路Ａと規格Ｂの濾材の曲部で不連続部を観測することである。また、図４ａ〜４ｃと図８ａ〜８ｂで示された縦溝流路の形状は、いくらか誇張されていることを理解すべきである。すなわち、縦溝流路付き濾材を形成した後に、媒体は、ある程度、垂れさがるかまたは曲がるように媒体中に記憶されるかまたは変形するであろう。また、濾材を通過する流体（例えば、空気）へ適用すると、濾材は歪む。その結果として、この記載に基づいて調整された実際の濾材は、図４ａ〜４ｃと図８ａ〜８ｂで示された図に沿って必ずしも正確に従うものではない。
【００８７】
所望であれば、図４ａ〜４ｃに示される片側積層物構造物は、逆にすることができる。例えば、片側積層物１１７は、縦溝流路付き濾材シート１１２と対面濾材シート１１３とを含む。所望であれば、片側積層物は、縦溝流路付き濾材シート１１２と対面濾材シート１１１を含むように構成することができる。所望であれば、同様に、図４ｂと図４ｃに示される単一フェーサ媒体を逆にすることができる。図４ａ〜４ｃに示される片側積層物の特徴は、本発明を説明するために提供することができる。片側積層物が図４ａ〜４ｃで示されるのと本質的に反対の方法で対面濾材シートに縦溝流路付き濾材シートを結合することによって調整できることを理解することができる。すなわち、縦溝流路付き濾材シートに縦溝流路を付ける工程の後に、縦溝流路付き濾材シートは、縦溝流路付き濾材シートのどちらかの側部に対面濾材シートを結合することができる。
【００８８】
縦溝流路体積の非対称
縦溝流路体積の非対称は、上流側体積と下流側体積の間で、フィルタエレメントあるいはフィルターカートリッジ内の体積差をいう。上流側体積は、ろ過されていない流体（例えば、空気）を受け入れる濾材の体積をいい、下流側体積は、ろ過された流体（例えば、空気）を受け入れる濾材の体積をいう。フィルタエレメントは、汚れた側と清浄な側とを持つものとしてさらに特徴付けることができる。一般に、濾材の汚れた側は、ろ過されていない流体を受け入れる濾材の体積をいう。清浄な側は、汚れた側からろ過通路を通過するろ過された流体を受け入れる濾材の体積をいう。清浄な側あるいは下流側体積より大きい汚れた側あるいは上流側体積を有する濾材を提供することが好ましい場合がある。空気をろ過する場合、空気中の微粒子は汚れた側で堆積し、それにより、濾材の容量は、汚れた側の体積によって決定されることが観測される。体積の非対称を提供することによって、汚れた空気を受け取るのに利用可能な濾材の体積を増加させ、それにより、濾材積層体容量を増加させることは可能である。
【００８９】
上流側体積と下流側体積との差が１０％以上ある場合に、縦溝流路体積が非対称な濾材が存在する。縦溝流路体積の非対称を持つ濾材は、非対称な体積の構造物を持つ濾材積層体と呼ぶことができる。縦溝流路体積の非対称は、
体積の非対称＝（上流側体積−下流側体積）×１００／下流側体積
によって表現できる。好ましくは、体積の非対称を示す濾材は、約１０％以上、約２０％以上、３０％以上、および、好ましくは、約５０％以上の体積の非対称を示す。縦溝流路体積の非対称に対する例示の範囲は、約３０％〜約２５０％、および約５０％〜約２００％を含む。一般に、上流側体積が下流側体積より大きいことは好ましい。あるいはまた、下流側体積に対して上流側体積を最小にするのが好ましい状況がある。例えば、安全エレメントの場合には、濾材が満杯となり破壊が上流側フィルタエレメント中で起こったことを指示するものとして、比較的素早く流れを止めるように、比較的低い上流側体積を有する安全エレメントを提供することが好ましい。
【００９０】
体積の非対称は、縦溝流路の断面を示す写真から縦溝流路の断面積を測定することによって計算することができる。縦溝流路が通常パターンを形成する場合、この計測は縦溝流路体積の非対称をもたらす。縦溝流路が通常でない場合（例えば、テーパ状の場合）、媒体をいくつかに分けて、内挿法または外挿法を使用して縦溝流路体積の非対称を計算することができる。
【００９１】
縦溝流路の設計は、ろ過機能を向上する縦溝流路の非対称を供給するように調整することができる。一般に、縦溝流路の非対称は、上流側体積と下流側体積が異なるように、狭いピークと広いアーチ形の谷（トラフ）または逆の形状を有する縦溝流路をいう。対称形状の縦溝流路の例は、ワグナー他の米国特許出願公開第２００３/０１２１８４５号によって提供される。米国特許出願公開第２００３/０１２１８４５号の開示は引用により本明細書に合体される。
【００９２】
非対称な体積構造物を有する濾材は、通常の縦溝流路またはテーパ状縦溝流路の存在から得られることができる。また、比較的対称的なテーパ状縦溝流路（例えば、比較的同じ範囲にそれぞれの方向でテーパ状となっている縦溝流路）を有する濾材は、非対称（１０％未満の体積非対称）の体積構造物が欠落している媒体を提供することができる。従って、テーパ状縦溝流路が存在することまたは存在しないことは、非対称の体積構造物が存在することまたは存在しないことを意味しない。通常の縦溝流路構造物（例えば、テーパ状でない）を有する媒体は、非対称の体積構造物を示すかもしれないし、示さないかもしれない。
【００９３】
濾材積層体は、濾材積層体中の縦溝流路が一定（regular）なまたはテーパ状の両方であるように提供することができる。例えば、縦溝流路の長さに沿って、長さの一部で縦溝流路がテーパ状になり、長さの一部で縦溝流路が一定であるような縦溝流路を提供することができる。例示の構造物は、例えば、縦溝流路が１つの面から予め決められた位置までテーパ状であり、長さの別の部分で一定であり、次に、別の予め決められた位置まで一定の構成を示し次に、テーパ状を示すような、テーパ状−直線−テーパ状の構造物を含む。テーパ状−直線−テーパ状の構造物の存在は、体積の非対称を提供するのを補助するために使用することができ、充填と圧力低下を取り扱うのを補助するために使用することができる。
【００９４】
縦溝流路の閉鎖物
図９〜１４は、縦溝流路が図４ａ〜４ｃで示された形状を有し、かつ一定かまたはテーパ状であるＺ型濾材の縦溝流路の端部を閉じるための技術を示す。図９は、波形形成部２００、片側積層物形成部２０２および縦溝流路閉鎖部２０４を含む片側積層物形成工程の概要図である。波形形成部２００で、２つの波形ロール２０６と２０８は、その間で波形バイト２１０を形成する。波形でない濾材シート２１２は、波形バイト２１０中に向けられて示されており、得られる連続する波形を付けたウェブ２１４が図示した機械方向２１８にほぼ垂直な方向に横切る波形２１６を有する状態で波形に形成される。片側積層物形成部２０２で、波形でない濾材シートは、波形にされた濾材シート２１４の側部２２２と係合される。２つの濾材シート２１４と２２０は、製造工程を容易にするために、濾材シートに沿った様々なポイントで互いに接合することができる。これを達成するために、ホットメルトなどの接合する接着剤を使用することができる。ある場合には、接合を効果的にするために超音波溶接を使用することができる。
【００９５】
接着剤２２５は、２つの濾材シート２１４と２２０のうちの１つまたは両方に、または、２つの濾材シート２１４と２２０の間の位置に適用することができるし、あるいは、中央部か、または、中間部に提供することができるし、または、濾材シート２１４と濾材シート２２０の端部近くに提供することができる。中央部または一般に端部から離れる方向に提供される場合、複数の片側積層物製品を形成することができる。接着剤２２５は、最終製品中のシールを提供するために使用することができるし、縦溝流路の閉鎖物を提供することができる。接着剤２２５は、ホットメルト接着剤として、または、ホットメルトでない接着剤として提供することができる。さらに、接着剤２２５は、接着剤の細長片またはビードとして提供することができるし、接着剤の細長片またはビードは、連続する接着剤の細長片またはビードとしてまたは不連続な接着剤の細長片またはビードとして提供することができる。不連続な接着剤の細長片またはビードの例は、液滴として適用される接着剤である。液滴は、あるパターンであるいはランダムに適用することができる。例えば、接着剤は、２つの濾材シート２１４と２２０のうちの１つかまたは両方にスプレー又は印刷して適用することができる。接着剤２２５は、縦溝流路の閉鎖物がシールで縦溝流路を通過する流体の流れに対して閉じられるように、片側積層物２３０を形成し、かつ２つの濾材シート２１４と２２０を一緒に保持するように２つの濾材シート２１４と２２０の間にシールを形成するために提供される。接着剤２２５は、連続した細長片として適用することができるが、２つのシール２１４と２２０の間で所望のシールとそこを通る流体流れを防ぐように所望の縦溝流路閉鎖物をもたらす限り、不連続な細長片として適用することもできることを理解すべきである。
【００９６】
片側積層物２３０は、２つの濾材シート２１４と２２０の間に延びている縦溝流路を含む。縦溝流路は、ほぼ横方向に延びていて、ほぼウェブを横切って中央に配置されている機械方向に沿って延びている接着剤２２５を提供することができる。もちろん、接着剤２２５の配置を変えることができる。ある状況では、ウェブ内のほぼ中央に提供される接着剤２２５を持つことは好ましいかもしれない。他の例では、ウェブの側部近くに提供される接着剤２２５を持つことは好ましいかもしれない。他の例では、複数の片側積層物を形成するためにウェブに沿って延びている複数の接着剤ラインを持つことは好ましいかもしれない。接着ラインに言及する場合、縦溝流路の閉鎖物で縦溝流路付きシートと対面濾材シートの間にシールを形成するために、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートの間に適用される接着剤の全体的な領域について言うことを理解すべきである。接着ラインは、接着剤の細長片またはビードとして提供することができるし、接着剤の細長片あるいはビードは、所望に応じてシールを形成するために適用されるとき、連続あるいは不連続なものとして特徴付けることができる。
【００９７】
縦溝流路閉鎖部２０４で、縦溝流路は、接着剤２２５に沿って閉じられる。縦溝流路閉鎖部２０４は、折り目付けホイール（creaser）２４０、頂冠ホイール（crowning wheel）２５０、および平面加工ホイール２６０を含んでいる。折り目付けホイール２４０、頂冠ホイール２５０、平面加工ホイール２６０のそれぞれの互いに対向するロールは、ロール２４２、２５２、および２６２である。一般に、折り目付けホイール２４０、頂冠ホイール２５０、および平面加工ホイール２６０は、一緒に作動して、接着剤２２５の位置で表面シート２２０に対して縦溝流路付き濾材シート２１４を徐々に平らにする。平面加工ホイール２６０の作動の結果として片側積層物がいったん平らにされると、片側積層物２３０は、スリッタ２７０で接着剤２２５に沿って切り裂さかれて、第１片側積層物２７２と第２片側積層物２７４を提供することができる。第１片側積層物２７２と第２片側積層物２７４は、それに続いてロールに取り上げて濾材積層体とフィルタエレメントを形成することができる。第１片側積層物２７２と第２片側積層物２７４が得られる図９に示す技術は、２倍幅工程と呼ぶことができる。２倍幅の工程の代替の工程が、米国特許第７,３２９,３２６号に記載されている。例えば、３倍幅、４倍幅などで特徴付けることができるような追加の接着ラインを提供することができる。すなわち、濾材積層体を形成するために使用することができる複数の片側積層物の部分を形成するために、複数の（連続するまたは不連続な）接着ラインを有する片側積層物２３０を提供することができる。ある状況では、一方の側部または端部上に縦溝流路の閉鎖物を含み他の側部または端部には閉鎖物を含まない媒体を提供するために、形成された片側積層物の側部または端部を整えることが必要であるかもしれない。例えば、３倍幅、４倍幅などのプロセスの特徴は、２倍幅の形態であることを理解すべきである。
【００９８】
得られる第１と第２の片側積層物２７２と２７４は、縦溝流路付き濾材シートが対面濾材シートに押し付けられる第１端部または第２端部を有するものとして特徴付けることができる。一緒に押しつけられてその位置で切り裂かれた縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートで得られる組合せは、比較的平らで実質的にまっすぐな端部として提供することができる。端部で、縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートの組み合わせは、例えば、媒体を巻きつけて濾材積層体を形成するときに、曲げたりカーブ付けたりすることができる。端部に対する所望の流動性を提供するために、端部が比較的まっすぐで平らであることは一般的に好ましいものである。すなわち、縦溝流路の閉鎖物を有する片側積層物の端部は、比較的まっすぐで平らなものであるとして特徴付けることができ、従って、片側積層物は、濾材積層体を形成するために曲げるかまたはカーブを付けることができる。濾材積層体を形成するために曲げるか、またはカーブを付けるときでさえ、その端部は、比較的まっすぐで平らであるとして特徴付けることができる。カーブが一般的に全体として片側積層物に適用されることができ、かつ端部に沿ってランダムでないからである。片側積層物に沿って得られる押し込められた部分は、比較的平らであるまたは平らであるものとして特徴付けることができる。「比較的平らである」によって、「完全に平ら」でないことを意味する。濾材は、本来的に表面の不規則性を有し、かつその不規則性は、潜在的な折り目と同様に、表面が「完全に平らである」ことを妨げるかもしれない。それにもかかわらず、表面は、比較的平らであると考えることができ、かつ平らということができる。
【００９９】
ここで、図１０を参照すると、折り目付けホイール２４０が示されている。折り目付けホイール２４０は、回転軸２４１が縦溝流路方向と平行に向けられるように配向されている。このことは、折り目付けホイール２４０が縦溝流路の長さに対して横方向の平面中で回転することを意味する。図示された折り目付けホイール２４０は、回転軸２４１がその中心を通過する状態で示されている。折り目付けホイール２４０は、中心軸２４１に隣接しかつ端部領域２４６に延びている中央領域２４５から互いに対向しあう表面２４３と２４４でテーパ状になっている。中央領域２４５で折り目付けホイール２４０を横切る幅と比べると、端部領域２４０の幅は狭い。多くの実施例で、端部領域２４６を横切る幅は、中央領域２４１を横切る距離の１/３以下がある。図示した例示の実施例では、テーパ状表面２４３と２４４は、１０°未満の角度αで、少なくとも１°、特別の例では１〜６°でテーパ状になっている。
【０１００】
折り目付けホイール２４０は、片側積層物中の対面シートに向かって縦溝流路付き濾材シートを押し付けるために使用される。すなわち、折り目付けホイール２４０は、縦溝流路付きシートを押し下げる。接着剤２２５が縦溝流路付き濾材シートと対面濾材シートとの間に提供される場合、折り目付けホイール２４０は、折り目付けホイール２４０とロール２４２の間の直接的な領域から接着剤を離れる方向に押し付ける傾向がある。
【０１０１】
ここで、図１１と図１２を参照すると、頂冠ホイール２５０が示される。図１１で、頂冠ホイール２５０の側面図が示される。図１２に、頂冠ホイール２５０の部分端面図が示される。頂冠ホイール２５０は、縦溝流路付き濾材シートに係合するために滑らかで丸い表面２５４を含む。例示の実施例では、表面２５４は、半径Ｒが少なくとも１インチ（２.５４ｃｍ）で０.５インチ（１.３ｃｍ）以下であり、通常は、１.５〜２.５イン（３.８〜６.４ｃｍ）であるの環状表面である。例示の頂冠ホイール２５０の直径は、少なくとも３インチ（７．６ｃｍ）で１０インチ（２５．４ｃｍ）以下であり、通常は、５〜９インチである。軸表面２５５と２５６のそれぞれと丸い表面２５４との間の表面は、カーブしており、例示の実施例では、半径ｒは、少なくとも０.０２インチ（０.０５ｃｍ）で０.２５インチ（０.６ｃｍ）以下であり、通常は０.０８〜０.１５インチ（０.２〜０.４ｃｍ）である。
【０１０２】
頂冠ホイール２５０の目的は、折り目付けホイール２４０が縦溝流路付き濾材シートと接触する位置に沿って縦溝流路付き濾材シートに更に平らな加工を提供することである。頂冠ホイールは縦溝流路付き濾材シートと係合するので、接着剤は、頂冠ホイール２５０とロール２５２の間の領域から押し出される傾向がある。
【０１０３】
ここで、図１３と図１４を参照すると、平面加工ホイールは、参照番号２６０で示される。平面加工ホイール２６０は、表面２６４が実質的に平らであり、平らとして提供することができるという以外はほぼ頂冠ホイール２５０と同様である。図１２に示されるように、表面２５４は全体的なカーブがある。図１４では、表面２６４は、完全に平らでないかもしれないが、ほぼ平らである。すなわち、表面２６４に対してカーブがあるかもしれないが、表面２６４の半径は、表面２５４のカーブの半径より大きいはずである。平面加工ホイールは、平面加工ホイール２６０とロール２６２の間の領域中で縦溝流路付きシートに平面を提供する。
【０１０４】
図４ａ〜４ｃで一般的に示される形状を有する濾材の縦溝流路付き濾材シートを平らにする利点は、１つのリッジ（尾根）または複数のリッジ（尾根）が存在すると、縦溝流路付きシートのピークを比較的容易に対面シートに向かって押し下げることができる。すなわち、縦溝流路の周期内で１つのリッジ（尾根）または複数のリッジ（尾根）が存在する、縦溝流路付き濾材シートは、例えば、米国の特許出願第２００６/０１６３１５０号によって記載されたようなダーツ付けまたは刻み付け工程により係合する必要無しに、対面濾材シートに向かって押し下げることができる。リッジ（尾根）の存在により、縦溝流路ピークは、対面濾材シートの方向に向かって直接的に押し下げることができる。
【０１０５】
縦溝流路を閉鎖する（すなわち、平らにする）技術は、一定の縦溝流路とテーパ状縦溝流路に適用することができる。一般に、一定の縦溝流路は、縦溝流路の長さに沿って比較的一定の大きさ（すなわち、縦溝流路付きシートと対面シートの間の断面積）を示す。対照的に、テーパ状縦溝流路は、一般に、縦溝流路の長さに沿って断面積の減少または増加を示す。ある縦溝流路は、一定及びテーパ状の特徴の両方を示すかもしれない。例えば、縦溝流路は、縦溝流路の長さの一部を横切って一定形状を持つかもしれないし、次に、縦溝流路の端部の方向に、あるいは縦溝流路の一部の方向に向かってテーパ状であり、次に、再び一定形状を取り戻すかもしれない。一定の縦溝流路は、縦溝流路の閉鎖技術によって平らにすることができるし、テーパ状縦溝流路（または、テーパ状である縦溝流路の一部）は、閉鎖技術によって平らにすることができる。縦溝流路のテーパの場合は、比較的大きい横断面サイズ領域または比較的小さい横断面サイズ領域のいずれの領域も平らにすることができる。言い換えれば、平らにする技術は、テーパ状縦溝流路の所望の端部に適用することができる。縦溝流路の閉鎖技術を、例えば、１２２ａまたは１２２ｄに適用することができる図８Ａに注目する。同様に、図８Ｂの文脈で、縦溝流路の閉鎖は、１４２ａまたは１４２ｃで起こりえる。
【０１０６】
栓（プラグ）長さと縦溝流路の高さ
Ｚ型濾材は、濾材の流入面から流出面に延びている縦溝流路を有するものとして特徴付けられ、かつ、縦溝流路の第１部分が入口縦溝流路として特徴付けられ、縦溝流路の第２部分が出口縦溝流路として特徴付けることができる。入口縦溝流路は、出口面または出口面の近くに栓（プラグ）またはシールを提供することができる。また、出口縦溝流路は、入口面または入口面の近くに栓（プラグ）またはシールを提供することができる。もちろん、この構造物の代替物を利用することができる。例えば、シールまたは栓（プラグ）は、所望なら、入口面または出口面から離れて提供することができる。シールまたは栓（プラグ）としてホットメルト接着剤を使用する場合には、栓は、規格Ｂの縦溝流路付濾材において、少なくとも約１２ｍｍの長さをしばしば有することを理解することができる。栓長さは、エレメントの表面から栓の内面まで測定することができる。出願人は、栓（プラグ）長さを減少することによって、充填能力の増加、低い初期の圧力低下、ろ過に利用できる濾材の表面積の増加、フィルタエレメントのために必要な濾材の量の低減またはそれらの組み合わせを含む濾材の好ましい特性を提供することができることを見出した。約１０ｍｍ未満、約８ｍｍ未満、約７ｍｍ未満、および、より好ましくは約６ｍｍ未満である栓長さを提供することが好ましい場合がある。栓長さを低減すると、縦溝流路の長さが比較的短い（例えば、約５インチ未満の縦溝流路の長さ）状況で性能の増加を提供することができる。比較的長い縦溝流路長さ（例えば、８インチ以上）のために栓長さを減少させることは、短い縦溝流路長さを有する濾材の栓長さを減少させることと比べて、性能を高めるには有効でないかもしれない。短い長さの縦溝流路、例えば、約５インチ未満の長さ（例えば、約２インチから約４インチ）を有する縦溝流路は、栓長さを約７ｍｍ未満または約６ｍｍ未満まで減少させると、性能を高めることができる。栓（プラグ）長さは、平均栓（プラグ）長さと呼ぶことができ、第１の複数の縦溝流路をシールする平均栓長さ、または第２の複数の縦溝流路をシールする平均栓長さ、または両方の平均栓（プラグ）長さとして測定することができる。すなわち、平均栓長さは、濾材積層体の面の１つまたはその近くに存在する栓を減少することができる。平均栓長さが濾材積層体内のすべてのシールのための平均栓長さであるという必要性は全くない。すなわち、縦溝流路の第１部分の平均栓長さは、縦溝流路の第２部分の栓長さと異るようにすることができる。所望であれば、平均栓長さは、（例えば、第１の複数の縦溝流路と第２の複数の縦溝流路のための）シールのすべてに対する平均栓長さとして提供することができる。
【０１０７】
栓（プラグ）長さを低減させる例示の技術は、栓長さを減少するために対面濾材シートに縦溝流路付き濾材シートを保持するシール剤または接着剤を含む片側積層物の端部を整えることである。すなわち、製造の間に片側積層物の幅は、片側積層物の幅が栓長さを減少するために整えられるという条件で、必要なものより長くすることができる。さらに、栓長さは、濾材の一面または両面を整えることによって低減することができる。栓長さを低減する代替技術は、短い長さを有するシールまたは栓を提供するために高濃度または高粘性の接着剤物質を使用することである。
【０１０８】
縦溝流路高さ（J）は、得られるろ過媒体に対する所望の縦溝流路の高さまたは縦溝流路の大きさに依存して選択することができる。ろ過媒体のための使用条件は、所望の縦溝流路の高さ（Ｊ）を選択することに依存する場合がある。本発明の濾材を利用するフィルタエレメントは、例えば、規格Ｂの縦溝流路、高さＪが約０.０７５インチから約０.１５０インチである慣用のフィルタエレメントの代用品として使用することができる。本発明の媒体を利用するフィルタエレメントは、例えば、規格Ａの縦溝流路、高さＪが約０.１５インチから約０.２５インチである慣用のフィルタエレメントの代用品として使用することができる。
【０１０９】
例示の濾材の定義
空気ろ過への応用のために、特に内燃機関の空気流をろ過するために、有用なＺ型濾材の場合、濾材の定義は、濾材がダスト充填能力を最大にするか、圧力低下を最小にするか、またはダスト充填能力と圧力低下の両方の好ましいレベルを提供することを意図しているかどうかに依存して選択することができる。ダスト充填能力は、ろ過媒体の寿命を言及するということができる。ときには、濾材の取り替えが必要である前に所望の寿命を示す濾材を設計することが好ましい。あるいはまた、ある状況では、所望の圧力低下の範囲内で作動できる濾材を設計することがより好ましいかもしれない。濾材のための様々な定義の選択は、特定の環境と特定のエアクリーナのために濾材を定義するための柔軟性を提供する。さらに、濾材の様々な定義を選択することは、特定の環境に適合するようにエアクリーナを設計するときの柔軟性を可能する。
【０１１０】
以下に「低接触」または「ゼロ歪み」として前に言及した縦溝流路形状を持つまたは持たない説明する例示の濾材が提供される。縦溝流路媒体におけるピーク（頂点）間に１つのリッジ（尾根）か複数のリッジ（尾根）を提供することは、濾材の要件ではないが、性能を高めるために期待することができる。
【０１１１】
第１の例示の濾材は、ダストの充填能力を最大にするために選択することができる。縦溝流路密度は、規格Ｂの縦溝流路濾材から調整された濾材の縦溝流路密度よりも大きい縦溝流路密度となるように縦溝流路密度を選択することができる。例えば、下記の式で計算される縦溝流路密度が、少なくとも約３５.０縦溝流路/インチ2の縦溝流路密度を持つ濾材を提供することができる。
ρ＝（開いているおよび閉じている）チャネル数／（２ｘＺ型濾材積層体の断面積）
チャネル数は、濾材の断面積が決定する位置で濾材の断面中のチャネル数を数えることによって決定される。好ましくは、縦溝流路密度は、４５縦溝流路/インチ2または約５０以上縦溝流路/インチ2より大きくすることができる。縦溝流路密度を増加することによって引き起こされる圧力低下を抑えるために、縦溝流路長さを低減することができる。例えば、５インチ未満の縦溝流路の長さを持つ濾材を提供することができる。縦溝流路の長さが比較的短いので、ろ過に利用可能な濾材量を増加させるために比較的短いものとして栓（プラグ）長さを提供することができる。例えば、約７ｍｍ未満、および好ましくは約６ｍｍ未満の長さを有する栓を提供することができる。さらに、濾材の縦溝流路体積の非対称を調整することができる。例えば、上流側体積が下流側体積より少なくとも１０％大きい濾材の縦溝流路体積の非対称を提供することができる。好ましくは、縦溝流路体積の非対称は、３０％以上と、好ましくは５０％以上であるかもしれない。縦溝流路の幅対高さ比が少なくとも約２.７、好ましくは少なくとも約３.０である縦溝流路濾材を提供することができる。
【０１１２】
第２の例示の濾材は、所望の寿命を提供するために選択することができる。第２の例示の濾材は中位の縦溝流路長さを持つことができる。例えば、縦溝流路長さは、約５インチから約８インチであるかもしれない。規格Ｂの濾材のほぼ縦溝流路密度である約３４縦溝流路/インチ2の縦溝流路密度を持つ第２の例示の濾材は、テーパなしで提供することができる。縦溝流路の幅対高さ比が約２.７以上、好ましくは約３.０以上である第２の例示の濾材を提供することができる。さらに、縦溝流路体積の非対称が２０％以上、好ましくは３０％以上である第２の例示の濾材を提供することができる。
【０１１３】
濾材が所望の低い圧力損失を示す第３の例示の濾材を提供することができる。第３の例示の濾材は、約３４未満縦溝流路/インチ2、好ましくは約２５未満縦溝流路/インチ2の比較的低い縦溝流路密度を持つことができる。さらに、濾材の縦溝流路の長さは、中位または長い長さにすることができるし、少なくとも約５インチの長さを持つことができるし、約６インチから約１２インチの長さを持つことができる。第３の例示の濾材は、縦溝流路体積の非対称の有無にかかわらず提供することができる。縦溝流路体積の非対称が提供される場合、濾材は約３０％以上、または約７０％以上の縦溝流路体積の非対称を持つことができる。縦溝流路は、テーパ状またはテーパ状でないものとして提供することができる。
【０１１４】
第４の例示の濾材は、所望のダスト充填レベルと所望の圧力低下をバランスするように選択することができる。第４の例示の濾材は比較的長い縦溝流路長さを持つことができる。例えば、濾材の縦溝流路長さは、約８インチから約１２インチであるかもしれない。第４の例示の濾材は、テーパ状でまたはテーパ状でないものとして提供することができる。
【０１１５】
フィルタエレメント
ここで、図１５〜２４を参照すると、濾材積層体を含むフィルタエレメントが記載されている。本明細書に記載された特徴付けられた濾材積層体に基づいたろ過媒体パックを提供することができる。図１５〜２４に図示されたフィルタエレメントが本明細書に特徴付けられるような濾材を収容するためにどのように変更したかを理解することができる。例えば、濾材は、巻き付けてまたは積層して提供することができ、記載されたような縦溝流路長さと縦溝流路密度範囲を有する濾材を提供することができる。さらに、図１５〜２４で示されるフィルタエレメントは、空気をろ過するために使用することができるので一般に、エアーフィルタエレメントとして特徴付けられる。
【０１１６】
濾材積層体は、それらの開示は引用により本明細書中に合体される、例えば、米国特許第６,３５０,２９１号、米国特許出願第２００５/０１６６５６１号および国際公開第ＷＯ２００７/０５６５８９号に記載されているように、半径方向シールを含むフィルタエレメントの一部としてを提供することができる。例えば、図１５を参照すると、フィルタエレメント３００は、片側積層物が巻き付けた濾材積層体３０２として提供することができる濾材構造体３０１と第１面３０４と第２面３０６を含むことができる。フレーム３０８は、濾材積層体３１０の第１端部上に提供することができ、第１面３０４を超えて延びることができる。また、フレーム３０８は、第１面３０４を超えて延びている支持体３１４と円周中に階段かまたは減少部とを含むことができる。支持体３１４上にシール部材３１６を提供することができる。ハウジング３２０中にフィルタエレメント３０１が挿入されると、シール部材３１６は、ろ過されていない空気が濾材積層体３００を迂回しないようにハウジングシール面３２２と係合してシールを提供する。シール部材３１６は、シール部材３１６は、ハウジングシール面３２２に半径径方向に係合してシールを提供するシール面３１７を含んでいるので半径方向シールとして特徴付けることができる。さらに、フレーム３０８は、フレーム３０８を支えるのを補助し、空気濾材３００を圧縮してはめ込むのを補助する濾材濾材積層体の交差支柱または支持体構造３２４を含むことができる。ハウジング３２０内でフィルタエレメント３００を取り囲むアクセス・カバー３２４を提供することができる。
【０１１７】
濾材積層体は、半径方向シール構造物上で変更を有するフィルタエレメントの一部として提供することができる。図１６に示すように、シール３３０は、濾材積層体３３４にフレーム３３２を保持するのを確実にすることができる。図１５に示すように、フレーム３０８は、濾材積層体３０１に接着して取り付けることができる。図１６に示すように、フレーム３３２は、第１面３３６に隣接して提供することができ、シールが追加の接着剤を使用せずに濾材積層体３３４にフレーム（支持材）３３２を保持するようにシール３３０を提供することができる。シール３３０は、シールが第１端部３４０でシール支持材３３８の両側に沿ってかつ濾材積層体３３４の外面上に膨張するように過剰に鋳込まれたシール（overmold seal）として特徴づけることができる。
【０１１８】
濾材積層体は、その全体の開示が引用により本明細書に合体される米国特許第６,２３５,１９５号のフィルタエレメントの一部として提供することができる。ここで、図１７を参照すると、フィルタエレメント３５０は、長方形または競馬場形状と、端部に取り付けられかつ媒体パックの外部に外接している軸方向ピンチシール３５４と、を有する巻き付けた濾材積層体３５２を含んでいる。濾材積層体の第１面３５６と第２面３５８の間に提供される軸方向ピンチシールが示される。軸方向ピンチシール３５４は、基部３６０とフランジ部３６２を含む。基部３６２は、濾材積層体に取り付けるために提供することができる。フランジ部３６２は、シールを形成するために２つの表面の間に挟むことができる。表面の１つは、フィルタエレメント３５０を含むハウジング表面であるかもしれない。また、フランジ３６２を挟む他の構造は、ろ過されていない空気が濾材積層体を迂回せずに濾材積層体を通過するように、ハウジング中に提供されるシールを保持するのを補助するアクセス・カバーまたは別の構造であるかもしれない。フィルタエレメント３５０は、第１面３５６から軸方向に延びているハンドル部３６４を含むことができる。所望であれば、第２面３５８から軸方向に延びているハンドル部を提供することができる。ハンドル部３６４は、ハウジングからフィルタエレメント３５０を引き出すかまたは取り外すことを可能する。
【０１１９】
ここで、図１８〜２０を参照すると、フィルタエレメントが参照番号４００で示される。フィルタエレメント４００は、巻き付けた濾材積層体４０２、ハンドル構造物４０４、およびシール構造物４０６を含む。このフィルタエレメント構造物の詳細は、その全体の開示が引用により本明細書中に合体される米国特許第６,３４８,０８４号で理解することができる。前に説明した片側積層物は、フィルタエレメント４００を調製するために使用することができる。
【０１２０】
ハンドル構造物４０４は、中央ボード４０８、ハンドル部４１０、およびフック構造物４１２を含む。片側積層物は、ハンドル部４１０が濾材積層体４０２の第１面４１４から軸方向に延びるように中央ボード４０８の周りで巻き上げることができる。フック構造物４１２は、媒体パック４０２の第２面４１６から延びることができる。ハンドル部４１０は、オペレータがハウジングからフィルタエレメント４００を取り外すのを可能する。フック構造物４１２は、交差する支柱または支持体４２０への取り付けのために提供される。フック構造物４１２は、交差する支柱または支持体４２０に係合するフック部材４２２と４２４を含んでいる。交差する支柱または支持体４２０は、第２面から延びていてシール支持体部材４３２を含むシール支持体構造物４３０の一部として提供することができる。シール４３４は、フィルタエレメント４００とハウジングとの間にシールを供給するためにシール支持体部材上に提供することができる。シール４３４は、半径方向に面しているシール面４３６とハウジングシール面が接触した結果としてシールを提供するように意図された場合、半径方向シールとして特徴付けることができる。
【０１２１】
濾材積層体は、その全体の開示が引用により本明細書中に合体される米国特許第６,３４８,０８５号に記載されているガスタービンシステムの一部として提供することができる。例示のガスタービンのろ過エレメントは、図２１に参照番号４５０で示される。フィルタエレメント４５０は、第一フィルタエレメント４５２と第二フィルタエレメント４５４を含むことができる。第二フィルタエレメント４５４は、安全フィルタエレメントと呼ぶことができる。メインの第１フィルタエレメント４５２は、前に本明細書で説明された濾材積層体として提供することができる。濾材積層体は、片側積層物を巻き上げた結果として、または、片側積層物を積層した結果として提供することができる。第一フィルタエレメント４５２と第二フィルタエレメント４５４はスリーブ部材４６０中に固定することができる。スリーブ部材４６０は、シール４６４を含むフランジ４６２を含むことができる。取り付けられると、フィルタエレメント４５０は、フランジ４６２とシール４６４が支持体４６６に隣接し、かつシール４６４がろ過されていない空気がフィルタエレメント４５０を迂回しないように十分なシールを提供するようにクランプ２００によって適所に保持されて提供することができる。
【０１２２】
本濾材積層体を利用できる別のフィルタエレメントは、米国特許第６,６１０,１２６号に記載されており、その全体の開示は引用により本明細書中に合体される。ここで、図２２を参照すると、フィルタエレメント５００は、濾材積層体５０２、半径方向シール構造物５０４およびダストシールまたは二次シール構造物５０６を含む。フィルタエレメント５００は、エアクリーナハウジング５１０中に提供することができ、フィルタエレメント５００の下流に安全または二次フィルタエレメント５１２を含むことができる。また、アクセス・カバー５１４は、ハウジング５１０を取り囲むために提供することができる。ハウジング５１０とアクセス・カバー５１４は、ダスト・シール５０６がピンチシールとしてを特徴付けることができるようにダスト・シール５０６を挟むことができる。
【０１２３】
濾材積層体は、その開示が本明細書中に引用により合体される国際公開第ＷＯ２００６/０７６４７９号と国際公開第ＷＯ２００６/０７６４５６号の積層された濾材積層体として提供することができる。ここで、図２３を参照すると、ブロック化され、積み重ねられた濾材積層体６０２を含むフィルタエレメントが参照番号６００で示される。ブロック化され、積み重ねられた濾材積層体６０２は、長方形または直角平行四辺形の濾材積層体として特徴付けることができる。側部パネル６０４と６０６は、濾材積層体６０２の互いに対向しあう端部をシールするために配置される。側部パネル６０４と６０６は、互いに積層された片側積層物の先端部と末端部をシールする。濾材積層体６０２は、互いに対抗しあう流れ面６１０と６１２を有する。流れ面６１０と６１２の間に、空気が濾材積層体６０２の濾材を通過し、その結果、ろ過されることが必要でない流路が提供されないことが指摘される。周辺部の周囲のハウジングシールリング６１４は、エアーフィルタエレメント６００中に配置される。図示された特定のシールリング６１４は、軸方向ピンチシールリングである。所望であれば、濾材積層体表面６２６と６２２上に保護の鞘またはパネルを提供することができる。
【０１２４】
濾材積層体は、その全体の開示が引用により本明細書に合体される国際公開第ＷＯ２００７/１３３６３５号の積み重ねられた濾材積層体構造物として提供することができる。ここで、図２４を参照すると、参照番号６５０でフィルタエレメントが示される。フィルタエレメント６５０は、第１面、この場合は流入面６５４と、対抗する第２面、この場合は流出面６５６と、を有する積み重ねらたＺ型濾材構造物６５２を含む。さらに、フィルタエレメント６５０は、上面６６０、下面６６２、および互いに向かい合う側端部６６４と６６６を含む。一般に、積層されたＺ型濾材構造物６５２は、各細長片が対面濾材シートに固定された縦溝流路付き濾材シートを含む片側積層物の細長片の１つまたはそれ以上の積層体を含む。細長片は、傾斜構造物中に提供することができる。細長片は、縦溝流路が流入面６５４と流出面６５６の間で延びている状態で提供することができる。図示されたフィルタエレメント６５０は、２つの積層された濾材積層体部６７０と６７２を含む積層されたＺ型濾材積層体を含む。シール部材６８０は濾材積層体に鋳込み成形することができる。また、フィルタエレメント６５０は、軸方向に延びているハンドル部６８２を含む。軸方向に延びているハンドル部６８２は、第１ハンドル部６８４と第２ハンドル部６８６を持って提供することができる。ハンドル部６８２は、片側積層物を中央ボードにシールすることができる濾材積層体内に延びている中央ボードに取り付けることができる。
【０１２５】
例示の図１５〜２４により、濾材積層体が、高められた性能を提供するために種々のハウジング構造物中に提供できることを理解することができる。
【０１２６】
上記明細書は、本発明の濾材とフィルタエレメントの製造および利用に関する完全な記載を提供する。しかしながら、本発明の多くの実施例は、本発明の精神と範囲から逸脱することなくなし得るので、本発明は、付属の特許請求の範囲に存在している。
【図１】
0005607624.tif 000003
【図２】
0005607624.tif 000004
【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図５】
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【図６】
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