(57)【要約】改良されたろ過媒体またはフィルタ本体は、微細ファイバから作成することができ、内部欠陥のないろ過構造に形成することができる。フィルタ媒体またはフィルタ本体は、定義されたファイバ直径、層の厚さ、および媒体の固体性を有するファイバにおいて、スポットの集合体を備える。微細ファイバは、媒体本体に形成され、かなりの流束（flux）およびろ過効率を得る。ろ過媒体または本体は、改良されたフィルタ本体に結合された微細ファイバの単一層または複数層を備えることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
過フッ化ポリマー材料を実質的に含まないポリマーのフィルタ媒体であって、
前記フィルタ媒体が有機ポリマーを含むファイバの集まりを含み、
前記ファイバが約０．０３から０．５μｍの直径をもち、
前記フィルタ媒体が、約１から１００μｍの厚さをもつ１層を含み、
前記フィルタ媒体が、約５％から５０％の固体性（solidity）をもつことを特徴とするフィルタ媒体。
【請求項２】
前記固体性が、約５％から３０％であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項３】
前記フィルタ媒体が、約５から１００μｍの厚さと、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）とを有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項４】
２つ以上のファイバの層を含み、各ファイバの層が約２０μｍ未満の厚さを独立にもち、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とをもつことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５】
前記ファイバの本体の厚さが約５から８０μｍであり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６】
前記媒体の固体性が約７％から２５％であり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７】
前記フィルタ媒体が、巻き媒体またはプリーツ媒体であり、多孔性の支持体と結合されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項８】
前記媒体が、平坦なパネルフィルタまたは円筒状のフィルタの媒体層を含むことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ媒体。
【請求項９】
前記ファイバの直径が、約０．０５から０．４μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１０】
前記ファイバが、ナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１１】
前記ファイバが、ポリオレフィンを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１２】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレンまたはポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項１１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１３】
前記ファイバが、塩化ポリビニルを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１４】
前記ファイバが、ポリアクリロニトリル・ファイバを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１５】
前記ファイバが、ポリエーテルスルフォンを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１６】
前記ファイバが、ポリエステルを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１７】
前記ポリエステルが、ＰＥＴまたはＰＢＴを含むことを特徴とする請求項１５に記載の媒体。
【請求項１８】
前記ファイバが、フッ化ポリビニリデンを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項１９】
前記ファイバが、フェノール付加物を含むナイロン・ファイバを備えることを特徴とする請求項１０に記載のフィルタ媒体。
【請求項２０】
前記ファイバが、ポリカーボネートを含むことを特徴とする請求項１０に記載のフィルタ媒体。
【請求項２１】
前記ファイバが、スチレン・ポリマーを含むことを特徴とする請求項１０に記載のフィルタ媒体。
【請求項２２】
過フッ化ポリマー材料を実質的に含まないポリマーのフィルタ媒体であって、
前記フィルタ媒体が、有機ポリマーのファイバの少なくとも２つの層を含み、
前記ファイバが、約０．０３から０．５μｍの直径をもち、
前記少なくとも２つの層が結合して一つの本体となり、前記本体が、約２から１００μｍの厚さをもち、約５％から５０％の固体性を有することを特徴とするフィルタ媒体。
【請求項２３】
前記固体性が約５％から３０％であることを特徴とする請求項２２に記載のフィルタ媒体。
【請求項２４】
１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）を有することを特徴とする請求項２２に記載のフィルタ媒体。
【請求項２５】
２つ以上の層を含み、各層が約２０μｍ未満の厚さを独立にもち、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも９８％のろ過効率とをもつことを特徴とする請求項２２に記載のフィルタ媒体。
【請求項２６】
前記ファイバの本体の厚さが、約５から８０μｍであり、各層の厚さが独立に約５から２５μｍであり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項２２に記載のフィルタ媒体。
【請求項２７】
前記ファイバの本体の前記固体性が約７％から２５％であり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項２２に記載のフィルタ媒体。
【請求項２８】
前記フィルタ媒体が、多孔性支持体と結合されていることを特徴とする請求項２２に記載のフィルタ媒体。
【請求項２９】
前記フィルタ媒体が、平坦パネル媒体を含むことを特徴とする請求項２８に記載のフィルタ媒体。
【請求項３０】
前記フィルタ媒体が、円筒状の媒体を含むことを特徴とする請求項２８に記載のフィルタ媒体。
【請求項３１】
前記ファイバの直径が、約０．０５から０．４μｍであることを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３２】
前記ファイバが、ナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３３】
前記ファイバが、ポリアクリロニトリル・ファイバを含むことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３４】
前記ファイバが、フェノール付加物を含むナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３５】
フィルタの構造が、ファイバの３から５層を含み、前記本体が、約５から５０μｍの厚さをもち、各層が約２０μｍ未満の厚さをもつことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３６】
１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）を有することを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３７】
２つ以上の層を含み、各層が約２０μｍ未満の厚さを独立にもち、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３８】
前記ファイバの本体の厚さが約５から８０μｍであり、それぞれの層の厚さが独立に約５から２５μｍであり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項３９】
前記ファイバの本体の前記固体性が、約７％から２５％であり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）と、水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４０】
前記フィルタ媒体が、多孔性支持体と結合されることを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４１】
前記フィルタ媒体が、平坦パネル媒体を含むことを特徴とする請求項４０に記載のフィルタ媒体。
【請求項４２】
前記フィルタ媒体が、円筒状の媒体を含むことを特徴とする請求項４０に記載のフィルタ媒体。
【請求項４３】
前記ファイバの直径が、約０．０５から０．４μｍであることを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４４】
前記ファイバが、ナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４５】
前記ファイバが、ポリアクリロニトリル・ファイバを含むことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４６】
前記ファイバが、フェノール付加物を含むナイロン・ファイバを備えることを特徴とする請求項４５に記載のフィルタ媒体。
【請求項４７】
ポリマーファイバの層が、隣接するポリマーのファイバ層とは異なるポリマーを含むことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４８】
ファイバ層が、隣接するファイバ層とは異なる厚さをもつことを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項４９】
前記ファイバ層の前記固体性が隣接するファイバ層の前記固体性とは異なることを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項５０】
前記ファイバの直径が、約０．０５から０．４μｍであることを特徴とする請求項２３に記載のフィルタ媒体。
【請求項５１】
過フッ化ポリマー材料を実質的に含まず、かつ欠陥の経路を実質的に含まないフィルタ媒体であって、
前記フィルタ媒体が、ポリマーファイバの少なくとも２つの層を備え、
前記ファイバが、約０．０３から０．５μｍの直径をもち、
前記少なくとも２つの層が結合されて一つの本体となり、
前記一つの本体が、約５から１００μｍの厚さと約５％から５０％の固体性とをもち、
液体のろ過中、少なくとも２４時間のろ過動作で、前記フィルタ媒体を横切る前記液体のろ過は、１０ｐｓｉにおいて水の少なくとも約１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）の流束（flux）で、かつ、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子を９８．５％より高いろ過効率に維持して行うことができることを特徴とするフィルタ媒体。
【請求項５２】
前記固体性が約５％から３０％であることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５３】
前記ファイバの直径が約０．０５から０．４μｍをもつことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５４】
２つ以上の層を含み、各層が約２０μｍ未満の厚さを独立にもち、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において、約０．２μｍの粒子について少なくとも約９９％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５５】
前記ファイバの本体の厚さが約５から８０μｍであり、各層の厚さが個別に約５から２５μｍであり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも９９％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５６】
前記ファイバの本体の前記固体性が、約７％から２５％であり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも９９％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５７】
前記媒体が、多孔性の支持体と結合されることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項５８】
前記フィルタ媒体が、平坦パネル媒体を含むことを特徴とする請求項５７に記載のフィルタ媒体。
【請求項５９】
前記フィルタ媒体が、円筒状の媒体を含むことを特徴とする請求項５７に記載のフィルタ媒体。
【請求項６０】
前記ファイバの直径が、約０．０５から０．４μｍであることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６１】
前記ファイバが、ナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６２】
前記ファイバが、ポリアクリロニトリル・ファイバを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６３】
前記ファイバが、フェノール付加物を含むナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項６１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６４】
前記フィルタの構造が、ファイバの３から５層を含み、前記本体が、約５から１００μｍの厚さをもち、各層が、約２０μｍ未満の厚さをもつことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６５】
前記フィルタ媒体は１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）を有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６６】
２つ以上の層を含み、各層が約２０μｍ未満の厚さを独立にもち、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において、約０．２μｍの粒子について少なくとも９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６７】
前記ファイバの本体の厚さが、約５から８０μｍであり、各層の厚さが、個別に約５から２５μｍであり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の約１５から６０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（60mL-min-1-cm2）の流束（flux）と、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６８】
前記ファイバの本体の前記固体性が、約７％から２５％であり、
前記フィルタ媒体が、１０ｐｓｉにおいて水の１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）と、ほぼ室温の水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について少なくとも９８％のろ過効率とを有することを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項６９】
前記フィルタ媒体が、多孔性の支持体と結合されていることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７０】
前記フィルタ媒体が、平坦パネル媒体を含むことを特徴とする請求項６９に記載のフィルタ媒体。
【請求項７１】
前記フィルタ媒体が、円筒状の媒体を含むことを特徴とする請求項６９に記載のフィルタ媒体。
【請求項７２】
前記ファイバが、ナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７３】
前記ファイバが、ポリアクリロニトリル・ファイバを含むことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７４】
前記ファイバが、フェノール付加物を含むナイロン・ファイバを含むことを特徴とする請求７３に記載のフィルタ媒体。
【請求項７５】
ポリマーのファイバ層が、隣接するポリマーのファイバ層とは異なるポリマーを含むことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７６】
ファイバ層が、隣接するファイバ層とは異なる厚さを備えることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７７】
ファイバ層が、隣接するファイバ層とは異なるファイバのサイズを含むことを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７８】
ファイバ層のポアサイズが、隣接するファイバ層のポアサイズとは異なることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項７９】
ファイバ層の前記固体性が、隣接するファイバ層の固体性とは異なることを特徴とする請求項５１に記載のフィルタ媒体。
【請求項８０】
フィルタ媒体を形成する方法であって、
（ａ）約１〜１００μｍの厚さを有する層を基板の上に形成する工程であって、ファイバが約０．０３から０．５μｍの直径をもち、前記ファイバが前記基板とポリマーの溶液とを１０キロボルトより大きい電位差に晒すことによって形成される工程と、
（ｂ）前記ファイバを前記基板から分離して層を形成する工程と、
（ｃ）前記ファイバの２つ以上の層を結合してフィルタ本体を形成する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８１】
前記フィルタ本体が、少なくとも約１００℃の温度で、少なくとも約５ｐｓｉの圧力に晒され、約５から１００μｍの厚さと約５％から５０％の固体性とをもつフィルタ媒体を形成することを特徴とする請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
前記固体性が、約５％から３０％であることを特徴とする請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
ファイバの前記本体は、ファイバの２つ以上の層を結合して前記本体を形成し、前記本体を約１００から２５０℃の温度で約１５から１００ｐｓｉの圧力でカレンダロールに晒して約７％から２５％のフィルタ媒体の固体性を形成することによって形成されることを特徴とする請求項８０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体、フィルタ構成（filter arrangement）および方法に関する。より具体的には、本発明は、ガス流れまたは液体流れなどの流体流れ（fluid streams such as gas or liquid stream）、例えば、空気または水溶性の流れから、微粒子の材料をろ過する構成に関する。本発明は、そのような流体流れから微粒子材料の所望の除去を達成する方法にも関する。本発明は、改良された微細ファイバ媒体（fine fiber medium）を使用する改良されたフィルタ媒体または構造に関する。本発明は、より好ましくは、「欠陥のない」構造（"defect free" structure）に製造することができ、かつ有効なろ過能力をかなりの期間にわたって維持することができる繊維フィルタ材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００３年８月５日に米国企業であり米国所在（すべての国への出願人）であるＤｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．の名前で米国を除くすべての国を指定し、２００２年８月２０日に出願された米国特許出願１０／２２５５６１および２００３年４月７日に出願された米国特許出願１０／４１１５６７の優先権を主張する、ＰＣＴ国際特許出願として出願するものである。
【０００３】
流体（fluid）、すなわち液体および気体の流れ（liquid and gaseous stream）は、しばしば、混入された微粒子の材料を搬送する。多くの場合、流体流れから微粒子材料のいくらかまたはすべてを実質的に除去することは、安全性および健康、機械動作、ならびに美観（aesthetics）を含む理由のために重要である。たとえば、モータで駆動する車両または発電装置のエンジンへの空気取入れ流れ、ガスタービン用の流れ、および様々な燃焼炉への空気流れは、しばしば混入された微粒子を含む。微粒子の材料が、関与する様々な機構の内部作業領域に到達すると、かなりの損傷を生じ得る。他の場合、工業的なプロセスからの生成するガスまたは排出されるガスは、プロセスで発生した粒子など微粒子の材料を内部に含み得る。そのようなガスを様々な下流機器を経て、および／または大気に向ける前に、またはそうする前に、微粒子材料をそれらの流れから実質的に除去することが要求されることがある。様々な空気フィルタまたはガスフィルタの構成が、様々な形態の媒体材料のアレイを使用して微粒子を除去するために開発されてきた。
【０００４】
通常、フィルタの媒体材料は、流体経路に配置されたろ過構造中で使用される。媒体は、通常、流体流れから微粒子を物理的に分離する。媒体は、通常、他と比べて機械的に安定であり、適切な浸透性と、比較的小さいポア・サイズと、小さい圧力降下と、流体の影響に対する耐性とをもつので、深刻な機械的な媒体の故障を生じずに、ある期間にわたって流体から微粒子を有効的に除去し得る。媒体は、織物または不織の形態でいくつかの材料から作成することができる。そのような材料は、エア・レイド（air-laid）、ウォーターレイド（water laid）、メルト・ブロウン（melt  blown）することができ、またはそうでない場合は、有効なポア・サイズ、多孔率、固体性、もしくは他のろ過要件をもつシート状材料に形成することができる。
【０００５】
不織ろ過要素（non-woven filter element）は、表面の充填媒体として使用することができる。一般に、そのような要素は、微粒子材料を運ぶ流れを横切って配向されたセルロース、ガラス、ＰＴＦＥ、合成ファイバまたは他のファイバの高密度のマットを含む。媒体は、一般に、ガスの流れに対して浸透性であり、また、選択されたサイズより大きい粒子が媒体を通過することを阻止するために、十分に微細なポア・サイズおよび適切な多孔率を有するように構築される。材料がフィルタ・ペーパを通過する際に、フィルタ・ペーパの上流側は、ガス（流体）流れから選択されたサイズの粒子を捕集して保持するように、拡散および遮断により動作する。粒子は、フィルタ・ペーパの上流側においてダスト・ケークとして集められる。やがて、ダスト・ケークもフィルタとして動作し始め、効率が増大する。これは、「シーズニング」すなわち、初期効率より優れた効率の展開と呼ばれることもある。
【０００６】
本明細書において開示される原理を使用するいくつかを含めて、エアークリーナ・システムにおいて有用な媒体のタイプには、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ［ミシガン州ワイアンドット］または３Ｍ［ミネソタ州セントポール］などのフォーム供給業者から入手可能なポリウレタン・フォーム媒体などの連続気泡（opencell foam）媒体、およびいくつかの場合の微孔性媒体（microporous media）がある。たとえば、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ  ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．［デラウエア州ニューアーク］によって全般的に製造され、またはその監督下にあり、かつ名称Ｇｏｒｅ−Ｔｅｘ（登録商標）で販売されているタイプのフィブリルによって相互接続されたノードを備える伸張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜、およびＤｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｉｎｃ．の一部門であるＴｅｔｒａｔｅｃによって製造され、商標名Ｔｅｔｒａｔｅｘ（登録商標）で販売されているＰＴＦＥ材料は、微孔性膜（microporous membrane）である。そのような微孔性膜を製造する技術は、米国特許第３９５３５６６号、第４１８７３９０号、第４１１０２３９号、および第５０６６６８３号において全般的に提供されており、参照によって本明細書に組み込まれている。多くの場合、そのような膜は、エアークリーナ・フィルタの構築に使用され、膜は、スクリムなどの基板にラミネートされ、または、膜は、フェルトもしくはスクリムの２つの層など、様々な基板間に配置される。一般に、ＰＴＦＥ膜または類似の微孔性膜は、表面充填または障壁フィルタとして動作する。一方、連続気泡膜（opencell foam membrane）は、通常、デプス媒体（depth media）として動作する。
【０００７】
ろ過機器において使用される他の媒体は、ガラス・ファイバの使用を含む。そのようなガラス・ファイバ媒体は、通常、化学的攻撃に対する相当の耐性を有する織物構造または不織構造で構成された比較的小さい直径のガラス・ファイバであり、フィルタ・カートリッジの応用分野において比較的小さい多孔率および高い効率（ＨＥＰＡ）を有することができる。そのようなガラス・ファイバ媒体は、以下の米国特許番号において見られる：Ｓｍｉｔｈら、米国特許第２７９７１６３号、Ｗａｇｇｏｎｅｒ、米国特許第３２２８８２５号、Ｒａｃｚｅｋ、米国特許第３２４０６６３号、Ｙｏｕｎｇら、米国特許第３２４９４９１号、Ｂｏｄｅｎｄｏｒｆら、米国特許第３２５３９７８号、Ａｄａｍｓら、米国特許第３３７５１５５号、およびＰｅｗｓら、米国特許第３８８２１３５号。他のろ過媒体は、間隔をおいて配置される微細ファイバ構造を使用し、参照によって本明細書に組み込まれているドナルドソンの米国特許第５６７２３９９号、および参照によって本明細書に組み込まれている一般的に譲渡された１９９７年９月２９日出願の米国特許出願０８／９３５１０３において特徴付けられる。そのような材料は、デプス媒体タイプ構造と表面充填構造との間にあるハイブリッドと見なすことができる。すなわち、粒子は、そのような構成の深さを経て分布されるが、微細ファイバ層は、それぞれ、一部には障壁の形態として一般に動作し、いくつかの場合、間隔材料は、主に微細ファイバ層を分離し、かつ充填を見込むように動作する。そのような媒体は、本明細書において特徴付けられる原理を含む選択構成において使用することもできる。
【特許文献１】米国特許第３９５３５６６号
【特許文献２】米国特許第４１８７３９０号
【特許文献３】米国特許第４１１０２３９号
【特許文献４】米国特許第５０６６６８３号
【特許文献５】米国特許第２７９７１６３号
【特許文献６】米国特許第３２２８８２５号
【特許文献７】米国特許第３２４０６６３号
【特許文献８】米国特許第３２４９４９１号
【特許文献９】米国特許第３２５３９７８号
【特許文献１０】米国特許第３３７５１５５号
【特許文献１１】米国特許第３８８２１３５号
【特許文献１２】米国特許第５６７２３９９号
【特許文献１３】米国特許出願０８／９３５１０３号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
我々は、ポリマー材料からフィルタ媒体を形成し、そしてファイバを微細ファイバの比較的厚い集合体に形成することによって、有効なフィルタ媒体を作成することができることを見いだした。層の微細ファイバは、約０．０１から約１μｍ、好ましくは約０．０３から０．５μｍの直径を有することが好ましい。ファイバを含む層は、約１から１００μｍの厚さを有し、約５％から５０％、好ましくは約５％から３０％の媒体固体性を有する。本発明のポリマー・フィルタ媒体は、過フッ化ポリマー以外の有機ポリマー材料から作成される。これらの媒体は、ガスおよび液体の流体を含めて、流体をろ過するために使用することができる。本発明の好ましい媒体は、約５から１００μｍの厚さと、水の１０ｐｓｉにおいて約１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい実質的なフィルタ寿命にわたって維持することができるかなりの流束(flux)とを有する。本発明の媒体の一態様では、媒体固体性(media solidity)は、流体をろ過するために使用されるとき、約７％から２５％とすることができ、１０ｐｓｉにおいて１０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2（10mL-min-1-cm2）より大きい流束（flux）、および水の約２０ｍＬ/ｍｉｎ/ｃｍ2の流速（flow rate）において試験されるとき、約０．２μｍの粒子について少なくとも約９８％の試験ろ過効率である。
【０００９】
本発明の媒体は、通常、単一工程において微細ファイバを比較的厚い媒体層に形成することによって、または静電紡糸（electrostatic spinning）プロセスにより複数工程を使用して媒体の厚さを構築することによって、形成される。次いで、形成されたフィルタ・マットは、流体流れから微粒子を効果的に除去することができるほぼ欠陥のない特性を有する機械的に安定な媒体層に層を圧縮することができる温度および圧力の条件に晒す。本発明では、「欠陥のない」という用語は、フィルタ要素またはカートリッジが本発明の媒体を使用して作成されるとき、媒体が、流体流れからかなりの量の微粒子を除去することができ、製造プロセスにおいて形成されるポアより著しく大きいポア・サイズを有する欠陥経路を微粒子が通過することにより、障害が生じないことを意味する。本発明では、媒体は、水の約２０ｍＬ-ｍｉｎ-1-ｃｍ2の流速（flow rate）において約０．２μｍの粒子について、約９８％のろ過効率を有する。媒体の効率をこのパラメータより低く低減するあらゆる深い経路が、欠陥経路を構成する。
【００１０】
また、本発明は、熱、湿度、反応材料、および機械的応力に対して改善された環境安定性を有して製造することができるポリマー材料にも関する。そのような材料は、改善された安定性および強度を有する本発明の媒体において使用されるマイクロファイバ材料およびナノファイバ材料などの微細ファイバの形成に使用することができる。ファイバのサイズが低減されるので、材料の残存性は、よりいっそう問題となる。そのような微細ファイバは、様々な応用分野において有用である。一応用分野では、フィルタ構造は、この微細ファイバ技術を使用して用意することができる。本発明は、ポリマー、ポリマー組成、ファイバ、フィルタ、フィルタ構築、およびろ過方法に関する。本発明の適用は、具体的には、空気流れおよび液体（たとえば、非水性および水性）流れからなど、流体流れから粒子をろ過することに関する。記述される技術は、フィルタ媒体において微細ファイバの１つまたは複数の層を有する構造に関する。組成およびファイバ・サイズは、特性および残存性の組合わせについて選択される。
【００１１】
フィルタ媒体は、機械的に安定なフィルタ構造において基板材料または多孔性支持体と随意選択で結合される少なくともマイクロファイバまたはナノファイバの媒体層を含む。これらの層は、ガスまたは液体などの流体が本発明の微細ファイバ・フィルタ媒体を通過するとき、最小の流れ制限において優れたろ過と、高い粒子捕集の効率とを併せて提供する。本発明の媒体は、流体流れの上流、下流、または内部層に配置することができる。様々な産業が、ろ過のためにろ過媒体を使用すること、すなわち、ガスまたは液体などの流体から所望されない粒子を除去することに、近年大きな関心を寄せている。共通するろ過プロセスは、空気流れもしくは他のガス流れを含む流体から、または圧媒液、潤滑油、燃料、水流れ、もしくは他の流体などの液体流れから、微粒子を除去する。そのようなろ過プロセスは、マイクロファイバおよび基板材料の機械的強度ならびに化学的および物理的安定性を必要とする。フィルタ媒体は、広範な温度条件、湿度、機械振動および衝撃に晒されることがあり、反応性および無反応性、研磨性または非研磨性の微粒子が流体流れに混入することがある。さらに、ろ過媒体は、しばしば、フィルタ媒体を反転圧力パルス（微粒子の表面コーティングを除去するための流体流れの短い反転）に晒する自己クリーニング能力、またはフィルタ媒体の表面から混入微粒子を除去することができる他のクリーニング機構を必要とする。そのような反転クリーニングは、パルス・クリーニング後、大きく改善された（すなわち）低減された圧力降下をもたらすことができる。粒子捕集効率は、パルス・クリーニング後、通常は改善されないが、パルス・クリーニングは、圧力降下を低減し、ろ過動作のエネルギーを節約する。そのようなフィルタは、修理のために取り外して、水性または非水性のクリーニング組成においてクリーニングすることができる。そのような媒体は、しばしば、微細ファイバを紡糸（spinning）させ、次いで多孔性基板の上にマイクロファイバのかみ合いウエブを形成することによって、製造される。紡糸（spinning）・プロセスにおいて、ファイバは、ファイバ・マットを統合層の中にかみ合わせるように、ファイバ間に物理的結合を形成することができる。次いで、そのような材料は、カートリッジ、平坦ディスク、キャニスタ、パネル、バッグ、およびポーチなどの所望のフィルタ・フォーマットに製作することができる。そのような構造内では、媒体は、実質的にプリーツ状にする、圧延する、またはそうでない場合は支持体構造の上に配置することができる。
【００１２】
ポリマー・ナノファイバおよびポリマー・マイクロファイバが既知であるが、これらの使用は、機械的応力に対し脆弱であり、表面積対容積率が非常に高いために化学的劣化を受けやすいことにより、非常に限定されていた。本発明において記述されるファイバは、これらの限定に対処することにより、非常に様々なろ過、織物、膜、および他の多様な応用分野において有用である。フィルタは、ろ過し、ろ過中に微粒子を繊維マトリックスに充填（load）し、一方、実際の流速（flow rate）すなわち過速度と許容可能な圧力降下とを維持する能力を保持するはずである。
【００１３】
フィルタの「寿命」は、通常、フィルタの両端の選択された限定圧力降下（limiting pressure drop）に従って定義される。フィルタの両端の圧力増大は、応用分野または設計について定義されたレベルにおける寿命を定義する。この圧力増大は、充填の結果であるので、同等の効率のシステムでは、より長い寿命は、通常、より高い能力に直接関連付けられる。効率は、微粒子を通過させるのではなく、微粒子を捕集する媒体の傾向である。通常、フィルタ媒体がガス流れからより効率的に微粒子を除去すると、一般に、より迅速にフィルタ媒体が「寿命」圧力差に近付くのなるのは明らかである（他の変数が一定に保持されると想定する）。
【００１４】
本明細書において、「フィルタ要素」という用語は、一般に、フィルタ媒体を内部に含むエアークリーナの一部を指すことを意図する。フィルタ要素は、流体からの微粒子の機械的分離を提供する。一般に、フィルタ要素は、エアークリーナの取外し可能および交換可能、すなわち修理可能な一部として設計される。すなわち、フィルタ媒体は、フィルタ要素によって担持され、かつエアークリーナの残りの部分から分離可能であり、それにより、充填された、または部分的に充填されたフィルタ要素を取り外して、それを新しい、またはクリーニングされたフィルタ要素と交換することによって、再生することができる。エアークリーナは、取外しおよび交換を手によって行うことができるように設計されることが好ましい。「フィルタ媒体」または「媒体」という用語は、流体が通過する材料または材料の集合体を指し、粒子は、媒体において、または媒体の上に、随伴的かつ少なくとも一時的に付着する。
【００１５】
上記で議論した従来の媒体は、ろ過機器およびプロセスにおいて割り当てられた役割について適切な性能を有していた。しかし、これらの媒体は、すべて、使用中の背圧または圧力降下、比較的大きいポア・サイズ、浸透性の問題、およびろ過寿命にわたってフィルタを通る材料の流速（flow rate）に関する他の問題を含めて、様々な問題の影響を受ける。当技術分野では、有効なポア・サイズを低減し、空気およびガス流れからろ過し得る微粒子の範囲を増大させるとともに、一方、高い浸透性、長いサービス寿命（service life）、および制御可能な圧力降下を維持することによって、フィルタ媒体を改良することが本質的に必要とされる。
【００１６】
本発明のフィルタ媒体は、ガス流れおよび液体流れを含めて流体のろ過を含む事実上あらゆる応用分野において使用できる。材料は、流れから様々な微粒子物質を除去するのに使用できる。微粒子物質は、有機または無機の汚染物質の両方を含み得る。有機汚染物質は、大きな微粒子天然産物、有機化合物、ポリマー微粒子、食品の残留物、および他の材料を含み得る。無機残留物は、ほこり、金属微粒子、灰、煙、ミスト、および他の材料を含み得る。
【００１７】
本発明のろ過媒体は、平坦パネル・フィルタ、楕円フィルタ、カートリッジ・フィルタ、らせん巻きフィルタの構造を含む事実上あらゆる従来の構造において使用することができ、有用な形状もしくはプロファイルに媒体を形成することを含めて、プリーツ状のＺフィルタまたは他の幾何学的構造において使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、フィルタ媒体、フィルタ要素、フィルタ・カートリッジ、または微細ファイバ・フィルタ媒体を備える他のフィルタ技術に関する。微細ファイバ・フィルタ媒体は、媒体層においてファイバの集合体を備えた過フッ化ポリマー材料がほぼない実質的に有機ポリマーの微細ファイバを備え、ファイバは、約０．０３から０．５μｍの直径と、約１から１００μｍの厚さと、約５％から５０％もしくは約５％から３０％の固体性とを有する。固体性（solidity）の増大により、効率または他のフィルタ特性を大きく低下させずに、厚さを低減することが可能になる。一定の厚さにおいて、固体性を最高で約５０％の限界まで増大させることにより、ポア・サイズが低減し、微粒子の貯蔵量が増大する。そのようなフィルタ媒体技術は、流体流れから微粒子を除去する、特に好ましくは水溶液の流れである液体から微粒子を除去する様々なろ過方法において使用することができる。
【００１９】
本発明の層を包含するマイクロファイバまたはナノファイバを備える微細ファイバは、ファイバとすることができ、約０．０１から２μｍ、好ましくは０．０３から０．５μｍの直径をもち得る。通常の微細ファイバろ過層の厚さは、ファイバ直径の約０．１から１００倍であり、約５から３５μｍ・ｃｍ-2の坪量（basic weight）と、最高で５０％の容積による固体性（solidity）とをもつ。
【００２０】
改良されたポリマー材料は、改善された物理的および化学的安定性を有する。ポリマー微細ファイバ（fine fiber）は、有用な産物フォーマットに作成できる。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である。通常の媒体は、約１μｍより大きいファイバ直径を有する。この微細ファイバは、改良された単一層または複数層の微細ろ過媒体構造（microfiltration media structure）の形態に作成し得る。本発明の微細ファイバ層は、かみ合いネットを形成するように結合することができる微細ファイバの無作為分布を備える。ろ過性能は、主に、微細ファイバが流体を処理し、微粒子の通過に対する障壁（barrier）を確立した結果として得られる。剛性、強度、プリーツ性の構造特性は、微細ファイバが接着される基板によって提供される。微細ファイバかみ合いネットワークは、重要な特性として、マイクロファイバまたはナノファイバの形態の微細ファイバ、およびファイバ間の比較的小さい空間（ポア・サイズ）を有する。そのような空間は、通常、ファイバ間において、約０．０１から約２５μｍ、またはしばしば約０．１から約１０μｍの範囲にある。フィルタ製品は、微細ファイバ層および随意選択の支持体または他の媒体層を備える。稼働中（in service）、フィルタは、付随微粒子が微細ファイバ媒体層を通過するのを停止することができ、捕集粒子の実質的な表面充填を達成することができる。ダストまたは他の付随微粒子を備える粒子は、微細ファイバ表面上にダスト・ケークを迅速に形成し、微粒子除去の高い初期および全体的な効率を維持する。約０．０１から約１μｍの粒子サイズを有する比較的微細な汚染物質を有する場合でさえ、微細ファイバを備えるフィルタ媒体は、非常に高いダスト収容力（dust capacity）を有する。
【００２１】
本発明の微細ファイバ媒体は、約０．００５から約０．０２μｍの寸法を有することがあるウィルス、約０．０１から約１μｍの範囲の粒子サイズを有することがあるタバコの煙、約０．５から最高で１００μｍの範囲の粒子サイズを有する家庭の埃、約０．０３から約２０μｍの範囲である粒子サイズを有する細菌、約０．１から約１００μｍの範囲とすることができる家庭の埃、および他の有害なもしくは所望されない微粒子材料と同程度に小さい粒子を捕集するのに上首尾とすることができる。本発明の媒体の有効なろ過活性（filter activity）は、０．０２μｍから最高で１００μｍおよびそれ以上の小さい粒子において現われ得る。
【００２２】
本明細書において開示されるポリマー材料は、熱、湿度、高流速、反転パルス・クリーニング、動作による摩砕、サブミクロン微粒子、使用フィルタのクリーニング、および他の必要な条件の所望されない影響に対して、大きく改善された耐性を有する。改良されたマイクロファイバおよびナノファイバの性能は、マイクロファイバまたはナノファイバを形成するポリマー材料の改善された性質の結果である。さらに、本発明の改良されたポリマー材料を使用する本発明のフィルタ媒体は、高効率、より低い流れの制限、摩砕微粒子が存在する状態における高い耐久性（応力に関係、または環境に関係）、遊離ファイバまたはフィブリルのない滑らかな外表面を含めて、いくつかの有利な特徴を提供する。フィルタ材料の全体的な構造は、全体的により薄い媒体を提供し、これにより、単位容積あたりの改良された媒体領域、媒体を通る低減された速度、改善された媒体効率、および低減された流れの制限が可能になる。微細ファイバから本発明の媒体を準備することにより、容易に取り扱い、フィルタ構造に組み立てることができる媒体構造において高品質の微細ファイバろ過活性を提供し、一方、小さいファイバ・サイズ、小さいポア・サイズ、高浸透性、および許容可能な固体性を維持する微細ファイバから全面的に作成される大きな深度を有する媒体層が提供される。
【００２３】
媒体において使用されるポリマーには、ポリエチレンおよびポリプロピレン、ナイロン、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＢＴなどのポリエステル、ポリエーテルスルフォン、ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、スチレン・ポリマーおよびコポリマー、ならびにその他がある。
【００２４】
本発明の好ましいモードは、第１ポリマーと、高温において調整または処置される第２の異なるポリマー（ポリマーのタイプ、分子量、または物理的特性が異なる）を備えるポリマー混合物である。ポリマー混合物は、反応させて、単一化学種に形成することができ、またはアニーリング・プロセスによって混合組成に物理的に結合させることができる。アニーリングは、物理的変化、類似の結晶性、応力の緩和、または配向を課す。好ましい材料は、示差走査熱量計分析が単一ポリマー材料を出現させるように、単一ポリマー種に化学的に反応される。そのような材料は、好ましい付加材料と結合されるとき、マイクロファイバの上に付加剤の表面コーティングを形成することができ、これは、高温、高湿度、および異なる動作条件で接触されるとき、オレオフォビシティ（ｏｌｅｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ）、疎水性、または他の関連する改善された安定性を提供する。そのようなマイクロファイバは、付加材料の離散層、または部分的に可溶化もしくは合金化された付加材料の外側コーティング、あるいはその両方をポリマー表面に備える滑らかな表面を有し得る。混合ポリマー・システムにおいて使用される好ましい材料には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６−１０、ナイロン（６−６６−６１０）コポリマー、および他の鎖状の一般的な脂肪族ナイロン組成がある。好ましいナイロン・コポリマー樹脂（ＳＶＰ−６５１）が、末端滴定によって分子量について分析された。（Ｊ．Ｅ．ＷａｌｚおよびＧ．Ｂ．Ｔａｙｌｏｒ、ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  ｏｆ  ｎｙｌｏｎ、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．Ｖｏｌ．１９、Ｎｕｍｂｅｒ７、４４８〜４５０ページ（１９４７年））。いくつかの平均分子量（Ｗｎ）は、２１，５００と２４，８００との間にあった。この組成は、ナイロン６約４５％、ナイロン６６約２０％、およびナイロン６１０約２５％の３つの成分のナイロンの融解温度の相図によって推定された。（ページ２８６、Ｎｙｌｏｎ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、Ｍｅｌｖｉｎ  Ｋｏｈａｎ編、Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ、ニュー・ヨーク（１９９５年））。
【００２５】
８７から９９．９％以上の加水分解度を有するポリビニルアルコールをそのようなポリマー・システムにおいて使用することができる。これらは、架橋されていることが好ましい。架橋され、オレオフォビックで疎水性のかなりの量の付加材料と結合されることが最も好ましい。
【００２６】
本発明の他の好ましいモードは、ファイバの寿命または動作特性を改善するように、付加組成と結合された単一ポリマー材料を含む。
【００２７】
本発明の特に好ましい材料は、約０．１から１μｍの寸法を有するファイバ材料を備える。最も好ましいファイバ・サイズの範囲は、０．０３から０．５μｍである。好ましいサイズを有するそのようなファイバは、優れたフィルタ活性、容易なバック・パルス・クリーニング、および他の態様を提供する。そのようなモードでは、ポリマー材料は、フィルタ構造を横断する反転方向を除いて、通常のろ過条件とほぼ同等であるパルス・クリーン入力を受けながら、基板に添付されていなければならない。そのような接着は、ファイバが基板と接触される際のファイバ形成の溶媒効果、または、熱もしくは圧力による基板上におけるファイバの事後処置の結果とすることができる。しかし、ポリマーの特性は、水素結合などの特定の化学相互作用、Ｔｇより高いまたは低い温度で生じるポリマーと基板との接触、および付加剤を含むポリマー調合など、接着を決定するのに重要な役割を果たすと思われる。接着時に溶媒または流れで可塑化されたポリマーは、増大された接着性を有することができる。
【００２８】
本発明の重要な態様は、フィルタ構造に形成されるそのようなマイクロファイバ材料またはナノファイバ材料の有用性である。そのような構造では、本発明の微細ファイバ材料は、フィルタの別々の媒体として作用する。他の媒体も、微細ファイバ媒体と共にフィルタにおいて使用することができる。天然ファイバおよび合成ファイバの基板、スパン・ボンデッド布の類似物、合成ファイバの不織布、セルロース誘導体、合成ファイバ、およびガラス・ファイバの混合物から作成される不織布、不織および織ガラス布、押し出しおよび穴開けされたプラスチック・スクリーン状材料、有機ポリマーのＵＦ膜およびＭＦ膜を使用することができる。次いで、シート状基板またはセルロース誘導体不織ウエブをフィルタ構造に形成することができ、このフィルタ構造は、懸濁微粒子または混入微粒子を流れから除去するために、空気流れまたは液体流れを含めて流体流れに配置される。フィルタ構造の形状および構造は、設計エンジニアに委ねられる。
【００２９】
本発明のポリマー組成において使用することができるポリマー材料は、ポリオレフィン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、セルロースエーテルおよびエステル、硫化ポリアルキレン、酸化ポリアリレン、ポリスルホン、改質ポリスルフホンポリマー、ならびにその混合物など、付加ポリマーおよび縮合ポリマーの材料の両方を含む。これらの包括的なクラスに入る好ましい材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリメチルメタクリレート（および他のアクリル樹脂）、ポリスチレン、およびそのコポリマー（ＡＢＡタイプのブロック・コポリマーを含む）、ポリ（塩化ビニリデン）、ポリ（塩化ビニリデン）、架橋形態および非架橋形態にある様々な加水分解度（８７％から９９．５％）のポリビニルアルコールがある。好ましい付加ポリマーは、ガラス状である傾向がある（室温より高いＴｇにおいて）。これは、塩化ポリビニルおよびポリメチルメタクリレート、ポリスチレン・ポリマー組成、または合金、もしくはフッ化ポリビニリデンおよびポリビニルアルコールの材料について結晶度が低い場合である。ポリアミド縮合ポリマーの１つのクラスは、ナイロン材料である。「ナイロン」という用語は、すべての長鎖合成ポリアミドの総称である。通常、ナイロンの名称は、開始材料がＣ６ジアミンおよびＣ６２酸（diacid）（第１数字がＣ６ジアミンを指し、第２数字が、Ｃ６ジカルボン酸化合物を指す）であることを示すナイロン６，６など、一連の番号を含む。他のナイロンは、少量の水が存在する状態で、イプシロンカプロラクタムの重縮合によって作成することができる。この反応は、線形ポリアミドであるナイロン６（イプシロン−アミノカプロン酸としても知られるサイクリック・ラクタムから作成される）を形成する。さらに、ナイロン・コポリマーも、考慮される。コポリマーは、様々なジアミン化合物、様々な２酸（diacid）化合物、および様々な環状ラクタム構造を反応混合物において組み合わせ、次いでナイロンをポリアミド構造の無作為配置モノマー構造に形成することによって、作成することができる。たとえば、ナイロン６，６−６，１０材料は、ヘキサメチレンジアミンならびに２酸（diacid）のＣ６およびＣ１０の混合物から製造されたナイロンである。ナイロン６−６，６−６，１０は、イプシロンアミノカプロン酸、ヘキサメチレンジアミン、ならびにＣ６およびＣ１０の２酸（diacid）材料の混合物の共重合によって製造されたナイロンである。
【００３０】
ブロック・コポリマーも、本発明のプロセスにおいて有用である。そのようなコポリマーでは、溶媒膨潤剤の選択が重要である。選択される溶媒は、両方のブロックが溶媒に可溶性であるようなものである。一例は、塩化メチレン溶媒におけるＡＢＡ（スチレン−ＥＰ−スチレン）ポリマーまたはＡＢ（スチレン−ＥＰ）ポリマーである。１つの成分が溶媒に可溶性ではない場合、ゲルを形成する。そのようなブロック・コポリマーの例には、スチレン−ｂ−ブタジエンおよびスチレン−ｂ−水素化ブタジエン（エチレンプロピレン）のクラトン（Ｋｒａｔｏｎ）（登録商標）タイプ、ｅ−カプロラクタム−ｂ−酸化エチレンのペバックス（Ｐｅｂａｘ）（登録商標）タイプ、シンパテックス（Ｓｙｍｐａｔｅｘ）（登録商標）ポリエステル−ｂ−酸化エチレン、ならびに酸化エチレンおよびイソシアネートのポリウレタンがある。
【００３１】
フッ化ポリビニリデンなどの付加ポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、フッ化ビビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、ポリビニルアルコール、酢酸ポリビニル、ポリ（アクリロニトリル）ならびにアクリル酸およびメタクリレートとのコポリマーなどのアモルファス付加ポリマー、ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）およびその様々なコポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）およびその様々なコポリマーは、低圧および低温において可溶性であるので、比較的容易に溶液スピニングすることができる。しかし、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの高度に結晶性のポリマーは、溶液紡糸（solution spinning）される場合、高温、高圧の溶媒を必要とする。したがって、ポリエチレンおよびポリプロピレンの溶液防止は、非常に困難である。静電溶液紡糸（electrostatic solution spinning）は、ナノファイバおよびマイクロファイバを作成する１つの方法である。
【００３２】
われわれは、２つ以上のポリマー材料をポリマー混合物、合金フォーマット、または架橋化学結合構造において備えるポリマー組成を形成する大きな利点も見いだした。そのようなポリマー組成は、ポリマー鎖の柔軟性または鎖の可動性を改善する、分子量全体を増大させる、およびポリマー材料のネットワークを形成するにより強化を提供するなど、ポリマーの属性を変化させることによって、物理的特性を改善すると考えられる。
【００３３】
この概念の一実施形態では、２つの関係するポリマー材料は、有利な特性のために混合することができる。たとえば、高分子量のポリ塩化ビニルを、低分子量のポリ塩化ビニルと混合することができる。同様に、高分子量のナイロン材料を、低分子量のナイロン材料と混合することができる。さらに、一般的なポリマー族の異なる種を混合することができる。たとえば、高分子量のスチレン材料を、低分子量で耐衝撃性のポリスチレンと混合することができる。ナイロン６材料は、ナイロン６；６，６；６，１０コポリマーなどのナイロン・コポリマーと混合することができる。さらに、８７％加水分解ポリビニルアルコールなどの低度の加水分解を有するポリビニルアルコールを、９８と９９．９％との間およびそれ以上の加水分解度を有する完全に加水分解された、または超加水分解されたポリビニルアルコールと混合することができる。混合物におけるこれらの材料のすべては、適切な架橋機構を使用して架橋することができる。ナイロンは、アミド結合した窒素原子と反応する架橋剤を使用して架橋することができる。ポリビニルアルコール材料は、ホルムアルデヒドなどのモノアルデヒドなどのヒドロキシル反応材料、尿素、メラミンホルムアルデヒド樹脂およびその類似物、ホウ酸および他の無機化合物、ジアルデヒド、２酸（diacid）、ウレタン、エポキシ、ならびに他の既知の架橋剤を使用して架橋することができる。架橋技術は周知であり、架橋試薬が反応して、分子量、化学的耐性、全体的な強度、および機械劣化に対する耐性を大きく改善するように、ポリマー鎖間に共有結合を形成する現象が理解されている。
【００３４】
我々は、付加材料は、微細ファイバの形態にあるポリマー材料の特性を著しく改善することができることを見いだした。熱、湿度、衝撃、機械的応力、および他の負の環境作用の影響に対する耐性は、付加材料の存在によって大きく改善することができる。我々は、本発明のマイクロファイバを処理するときに、付加材料が、オレオフォビック特性（oleophobic character）、疎水性特性を改善することができ、かつ材料の化学的安定性の改善を補助することができると思われることを見いだした。マイクロファイバの形態にある本発明の微細ファイバは、これらのオレオフォビック付加物および疎水性付加物の存在によって改良されるが、その理由は、これらの付加物が、保護層コーティング、削磨表面を形成し、または、ポリマー材料の性質を改善するように、ある深さまで表面を貫通するからであると考える。これらの材料の重要な特性は、オレオフォビック特性をも有することができることが好ましい強疎水性基が存在することであると考える。強疎水基には、フルオロカーボン基、疎水性炭化水素の表面活性剤またはブロック、およびほぼ炭化水素のオリゴマー組成がある。これらの材料は、ポリマーとの物理的結合または関連を通常提供するポリマー材料と共存可能である傾向がある分子の一部を有する組成に製造され、一方、付加物とポリマーとの関連の結果として、疎水基またはオレオフォビック基は、表面上にある、またはポリマー表面層と合金化される、もしくは混合される保護表面層を形成する。付加物のレベルが１０％である０．２μｍのファイバでは、表面の厚さは、付加物が表面に向かって泳動している場合、約５０Åであると計算される。泳動は、バルクな材料におけるオレオフォビック基または疎水基の非共存可能性のために生じると考えられる。５０Åの厚さは、保護コーティングには妥当な厚さであると思われる。０．０５μｍの直径のファイバでは、５０Åの厚さは、２０％の質量に対応する。２μｍの厚さのファイバでは、５０Åの厚さは、２％の質量に対応する。付加材料は、好ましくは約２から２５ｗｔ．％の量において使用される。本発明のポリマー材料と組み合わせて使用することができるオリゴマー付加物には、フルオロケミカル、非イオン性表面活性剤、および低分子量樹脂またはオリゴマーを含めて、約５００から約５０００、好ましくは約５００から約３０００の分子量を有するオリゴマーがある。フッ化有機湿潤剤も、本発明において有用であることがある。
【００３５】
さらに、低級アルコールエトキシレート、脂肪酸エトキシレート、ノニルフェノールエトキシレートなどを含めて、非イオン性炭化水素表面活性剤も、本発明の付加材料として使用することができる。これらの材料の例には、トリトンＸ−１００およびトリトンＮ−１０１がある。
【００３６】
本発明の組成において付加材料として使用される有用な材料は、第３ブチルフェノールオリゴマーである。そのような材料は、比較的低分子量の芳香族フェノール樹脂である傾向がある。そのような樹脂は、直接芳香環から芳香環への酵素酸化カップリングによって準備されるフェノールポリマーである。メチレン・ブリッジがないことにより、固有の化学的および物理的安定性が得られる。
【００３７】
これらのフェノール材料の例には、Ｅｎｚｙｏｍｏｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．［オハイオ州コロンバス］から得られるＥｎｚｏ−ＢＰＡ／フェノール、Ｅｎｚｏ−ＴＢＰ、Ｅｎｚｏ−ＣＯＰ、および他の関係するフェノールがある。
【００３８】
媒体の幾何学的形状に関して、好ましい幾何学的形状は、通常、プリーツ状円筒パターンである。そのような円筒パターンは、一般に好ましいが、その理由は、製造が比較的簡単であり、従来のフィルタ製造技術を使用し、サービスが比較的容易であるからである。媒体をプリーツ状にすることにより、所与の容積内に配置される表面積が増大する。一般に、そのような媒体配置に関する主なパラメータは、プリーツの深度、プリーツ状媒体円筒の内径に沿って１インチあたりのプリーツの数で通常測定されるプリーツの密度、および円筒の長さまたはプリーツの長さである。一般に、具体的には障壁（非ハイブリッド）構成について、媒体のプリーツ深度、プリーツ長、およびプリーツ密度の選択に関する主要なファクタは、所与の応用例または状況に必要な全表面積である。そのような原理は、本発明の媒体および好ましくは類似の障壁タイプ構成（barrier type arrangement）に一般的に適用される。
【００３９】
米国特許第５４２３８９２号において指摘されるように、デプス媒体システム、または障壁媒体およびデプス媒体の組合わせを使用するシステムは、幾何学的形状に関して、厳密な障壁システムより制約されない。たとえば、米国特許第５４２３８９２号、カラム１８、６０行からカラム２１、６８行を参照されたい。しかし、一般には、これまで、そのような構成は、具体的には自動車用フィルタに関して、同様の応用例のプリーツ媒体構成と同じサイズおよび形状（同じ媒体容積の少なくとも約６６％および一般にそれ以上を通常有する）において作成された。したがって、全媒体構造が内側ライナと外側ライナとの間に配置される場合、媒体容積は、一般に、内側ライナと外側ライナとの間において定義される円筒容積であり、上記で指摘したのと同じ方式で計算することができる。
【００４０】
効率に関して、原理は、関与する媒体のタイプに関して変化する。たとえば、セルロース・ファイバまたは同様の障壁媒体は、一般的な多孔率または浸透性全体を変更することによって、効率に関して全般的に変更される。また、米国特許第５４２３８９２号および第５６７２３９９号において説明されているように、いくつかの場合、媒体に油を補給することによって、ならびに他の場合、通常は５μｍ未満である比較的微細なファイバ、および多くの場合、サブミクロン・サイズ（平均）のファイバを媒体の表面に付着させることによって、障壁媒体の効率を修正することができる。米国特許第５４２３８９２号において説明されているように、乾式繊維媒体などの繊維状デプス媒体構成に関して、効率に関する変数には、媒体のパーセント固体性、含まれる構成内において媒体を圧縮する方式、全体的な厚さまたは深度、およびファイバのサイズがある。
【００４１】
本発明によるフィルタ媒体の構築は、微細ファイバ媒体の層をフィルタ構造に固定することを含む。
【００４２】
浸透性の微細ファイバ材料の第１層は、フレージャ浸透性試験によって構成の残りから分離されて評価される場合、少なくとも３．５ｍ−ｍｉｎ-1、通常かつ好ましくは約２０ｍ−ｍｉｎ-1の浸透性を示す材料を備える。本明細書では、効率を参照するとき、特に断りがない限り、本明細書で記述されるように、０．７８μｍ単分散ポリスチレン球状粒子を用いて２０ｆｌ−ｍ-1（６．１ｍ−ｍｉｎ-1）においてＡＳＴＭ−１２１５−８９に従って測定されるときの効率を参照することを意味する。
【００４３】
本発明のポリマー材料、本発明の微細ファイバ材料、および本発明の微細ファイバ材料からの有用なフィルタ構造の構築の様々な態様に関する以上の一般的な記述は、本発明の動作の全般的な技術原理の理解を提供する。１０μｍ未満の小さい直径のファイバの電界紡糸（electro spinning）は、ポリマー・ジェットを非常に微細なフィラメントに伸張する引張り力として作用する強い電場からの静電力を使用して得られる。融解ポリマーは、電界紡糸プロセスにおいて使用することができるが、１μｍより小さいファイバが、ポリマー溶液から作成されることが最適である。ポリマーの塊がより小さい直径に引き延ばされる際に、溶媒は気化し、ファイバ・サイズの低減に寄与する。溶媒の選択は、いくつかの理由で重要である。溶媒が過度に迅速に乾燥する場合、ファイバは、平坦で、直径が大きくなる傾向がある。溶媒が過度に緩慢に乾燥する場合、溶媒は、形成されたファイバを再び溶解させる。したがって、乾燥率とファイバ形成とを整合させることが重要である。高い生成率では、大量の排出空気流れが、引火性の大気となることを防ぎ、かつ発火の危険性を低減するように作用する。燃焼性ではない溶媒が有用である。製造環境において、処理機器は、必要に応じたクリーニングを必要とする。安全な低毒性溶媒が、作業者が有害化学物質に晒されるのを最小限に抑える。
【００４４】
一定量（unit）のマイクロファイバまたはナノファイバは、電界紡糸プロセスによって形成することができる。電界紡糸装置は、微細ファイバ形成ポリマー溶液が包含されるリザーバおよび排出装置を含み、排出装置に、ポリマー溶液がポンプで送られる。排出装置は、リザーバからポリマー溶液を得て、以下で議論されるように、静電場において、溶液の液滴が、静電場によって収集媒体に向けて加速される。排出装置に対面するが、間隔をおいて、ほぼ平面のグリッド（grid）が配置され、その上に、収集媒体基板または組合わせ基板が配置される。グリッドを経て空気を引き出すことができる。収集媒体は、グリッドに近接して配置される。高電圧静電位が、排出装置とグリッドとの間において維持され、収集基板が、適切な静電電圧源と、グリッドおよび排出装置にそれぞれ接続される接続とによってその間に配置される。
【００４５】
使用時、ポリマー溶液は、排出装置にポンプで送られる。グリッドと排出装置との間の静電位は、電荷を材料に付与し、それにより、液体は、薄いファイバとして排出装置から排出され、ファイバは、グリッドに向けて引かれ、グリッドに到着して、頑強で機械的に安定な１つまたは複数の単位層を形成するのに十分な量が基板上に収集される。本発明のフィルタ媒体は、約０．１から３００、好ましくは１〜２００μｍの厚さである１つまたは複数の初期層として形成される。溶液のポリマーの場合、溶媒は、グリッドへの移行中にファイバから気化し、したがって、ファイバは、収集基板に到達する。微細ファイバは、グリッドにおいてまず遭遇する基板ファイバに結合する。静電場の強度は、ポリマー材料自体が、排出装置から収集基板媒体まで加速されることを保証するように選択され、加速は、材料を非常に薄いマイクロファイバまたはナノファイバの構造にするように十分である。収集媒体の進行率を増大または減少させることにより、より多いまたはより少ない排出ファイバを形成媒体の上に付着させることができ、それにより、上に付着される各層の厚さを制御することが可能になる。シート状収集基板（sheet-like collection substrate）は、微細ファイバで形成される。次いで、シート状基板は、分離部（separation station）に送られ（directed）、１つまたは複数の微細ファイバ層が、必要であれば連続動作において、基板から除去される。もし更にシート状基板の連続長を形成するために他の層が微細ファイバ紡糸部（fine fiber spinning station）に送られる場合、紡糸装置が、追加の微細ファイバ層を形成してこの微細ファイバをろ過層に配置する。微細ファイバ層がシート状基板の上に形成された後、微細ファイバ層および基板は、カレンダリング部（calendaring station）などの熱処理および圧力処理に送られ、圧縮された厚さおよび坪量を有する微細層にその層を形成するために適切な処理がされる。次いで、シート状基板および微細ファイバ層は、効率モニタなどの適切な部（approproate station）において、ＱＣについて試験される。次いで、シート状基板およびファイバ層は、適切なフィルタ製造部（filter manufacturing station）または巻取り部（winding station）に導かれて、更なる処理または後のフィルタ製造用に適切なスピンドル上に巻き付けられる。
【００４６】
本発明の媒体の処理後、媒体は、連続シート状媒体構造に形成された微細ファイバの単一層または複数層を備える。処理が完了し、媒体が最終的厚さ（final thickness）になった後、媒体構造の単一層は、約０．ｌから約１００μｍ、好ましくは約１から約５０μｍ、最も好ましくは約１から約１５μｍの最終深度（final depth）を備えることができる。複数層構造では、全体的な最終厚さは、約０．１から約１００μｍに範囲にわたることがあり、各個々の層は、約０．１から約１００μｍ、好ましくは約０．３から約５０μｍの厚さを有する。全体的な固体性(overall solidity)、平均的なポアサイズ、浸透性（permeability）、および坪量（basic weight）は、以下の通りである。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
本発明によるある好ましい構成は、フィルタ構築全体において、一般的に定義されるフィルタ媒体を含む。そのような使用のいくつかの好ましい構成は、円筒プリーツ構成で構成された媒体を備え、プリーツは、全体的に縦方向、すなわち円筒パターンの縦軸と同じ方向に延びる。そのような構成では、媒体は、従来のフィルタの場合と同様に、エンド・キャップに埋め込まれることが可能である。そのような構成は、通常の従来の目的のために、所望であれば、上流ライナおよび下流ライナを含むことが可能である。
【００４９】
いくつかの応用例では、本発明による媒体は、ろ過性能全体または寿命を改善するために、従来の媒体など、他のタイプの媒体と共に使用されることが可能である。たとえば、本発明による媒体は、従来の媒体にラミネートされる、スタック構成において使用される、または従来の媒体の１つまたは複数の領域を含む媒体構造に組み込まれる（一体式特徴）ことが可能である。本発明による媒体は、良好な充填のために、そのような媒体の上流において使用されることが可能であり、および／または、高効率研磨フィルタとして、従来の媒体の下流において使用されることが可能である。
【００５０】
本発明によるある構成は、液体フィルタ・システムにおいて使用されることも可能である。すなわち、ろ過される特定の材料は、液体において搬送される。また、本発明によるある構成は、空気から微細ミストをろ過する構成など、ミスト収集装置において使用されることが可能である。
【００５１】
本発明によれば、ろ過方法が提供される。方法は、ろ過のために、記述された媒体の使用を一般に含むことが有利である。以下の記述および例からわかるように、本発明による媒体は、比較的効率的なシステムにおいて比較的長い寿命を提供するように特定的に構成および構築できることが有利である。
【００５２】
様々なフィルタ設計が、フィルタ材料と共に使用される１つおよび複数のフィルタ構造の様々な態様を開示および主張する特許において示されている。Ｅｎｇｅｌら米国特許第４７２０２９２号は、全体的に円筒のフィルタ要素設計を有するフィルタ・アセンブリの径方向封止設計を開示し、フィルタ要素は、円筒径方向内向き対面表面を有する比較的柔軟なゴム様エンド・キャップによって封止される。Ｋａｈｌｂａｕｇｈら米国特許第５０８２４７６号は、本発明のマイクロファイバ材料と結合されたプリーツ構成要素を有するフォーム基板を備えるデプス媒体を使用するフィルタ設計を開示する。Ｓｔｉｆｅｌｍａｎら米国特許第５１０４５３７号は、液体媒体をろ過するのに有用なフィルタ構造に関する。液体は、フィルタ・ハウジングの中に混入され、フィルタの外面を通って内部環状コアの中に進み、次いで、基板における能動的な使用に戻る。そのようなフィルタは、圧媒液のろ過に非常に有用である。Ｅｎｇｅｌら米国特許第５６１３９９２号は、通常のジーゼル・エンジン空気取入れフィルタ構造を示す。構造は、混入した湿気を含むまたは含まないハウジングの外面から空気を得る。空気は、フィルタを通過し、一方、湿気は、ハウジングの底部まで進み、ハウジングから排出され得る。Ｇｉｌｌｉｎｇｈａｍら米国特許第５８２０６４６号は、Ｚフィルタ構造を開示する。これは、適切なろ過性能を得るために、流体流れがＺ形経路においてフィルタ媒体の少なくとも１つの層を通過することを必要とするプラグ通路を含む特定のプリーツ・フィルタ設計を使用する。プリーツ状のＺ形フォーマットに形成されたフィルタ媒体は、本発明の微細ファイバ媒体を含むことができる。Ｇｌｅｎら米国特許第５８５３４４２号は、本発明の微細ファイバ構造を含み得るフィルタ要素を有するバグ・ハウス構造を開示する。Ｂｅｒｋｈｏｅｌら、米国特許第５９５４８４９号は、ダスト収集装置構造を示す。これは、環境空気において大量のダスト充填を生成する工作物を処理した後、空気流れからダストをろ過するために、大量のダスト充填を有する通常は空気を処理するのに有用である。最後に、Ｇｉｌｌｉｎｇｈａｍ、米国意匠第４２５１８９号は、Ｚフィルタ設計を使用するパネル・フィルタを開示する。
【００５３】
本発明の様々な態様の以上の記述は、本発明のフィルタ構造における微細ファイバ媒体の構造を理解する基盤を提供する。以下の例およびデータは、本発明の機能特性をさらに示す。例示される材料は、本発明の具体的な実施形態であり、請求の範囲を狭めることを意図するものではない。
【００５４】
比較の基準として、ミリポアの酢酸セルロースおよび硝酸セルロースの系統（line）が、以下の表１に示す様々な動作パラメータの項目において特徴付けられた。これらの結果は、液体およびガスの性能の両方を示した。
【００５５】
【表２】
2005536347.tif 000003
【００５６】
これらのデータに基づいて、ファイバ直径を低減することによりポア・サイズを低減するが、一方、固体性と、浸透性と、耐性が増大された圧力降下とを維持することによって、改良されたフィルタ媒体を作成することができると考える。ポア・サイズ分布を狭くすることができる場合、従来のミリポア膜の候補として同等の分離特性をもつより薄い構造を流速（flow rate）を実質的に増大して製造することができる。
【００５７】
表２および３は、一定質量において層の厚さを低減することによって得られる固体性の増大およびファイバ間空間の結果を列挙する。表１を表２および３と比較することにより、層の厚さを８０μｍに低減することにより、ミリポア０．２２膜に匹敵する留継ぎ円筒ファイバ間の空間（mitered cylinder inter-fiber space）が与えられる。約２０μｍの厚さにさらにカレンダリングすることにより、示唆された製造業者のポア等級に近い留継ぎ円筒ファイバ間の空間が得られる。同様に、ミリポア０．２２膜に匹敵する０．２５の固体性において、０．５μｍの平均ファイバ間空間および０．１９μｍの平均ポア・サイズを有するろ過構造は、１５０から４０μｍに厚さを大きく低減することにより、ほぼ４倍に流速（flow rate）を増大させた。さらに、２つの４０μｍの層が接合される場合、分離効率を向上させて、約２倍の流れの利点を達成することができる。これらのモデルに基づいて、同等または改善された効率における大きな流速（flow rate）の利点を、単一構造または複数層構造においてカレンダリングされた微細ファイバ・マトリックス（calendered fine fiber matrix）で達成することができると考える。表２および３は、改良された媒体のフィルタ特性の計算を記述する。
【００５８】
【表３】
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【００５９】
【表４】
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【００６０】
【表５】
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【００６１】
上記の仕様、例、およびデータは、本発明の製造および組成の使用の完全な記述を提供する。本発明の多くの実施形態は、本発明の精神および範囲から逸脱せずに実施することができるので、本発明は、別紙の請求の範囲に定義される。
【国際調査報告】
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