(57)【要約】【課題】本発明は、濾過媒体の寿命を延長しながら、体積濾過能力の増加のための少なくとも１つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体に関する。【解決手段】フィルタ寿命を延長しながら、濾過効率の増大のために、媒体層の間における崩壊を防止するようにチャンネルデプス層を組み込む、流体濾過媒体が開示される。本発明は、流体濾過媒体に係り、より特別には、濾過媒体寿命を延長しながら、積濾過能力の増大のために、少なくとも１つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過媒体であって
不織布材料から形成された第１の媒体層と、
不織材布料から形成された第２の媒体層と、
第１の媒体層と第２の媒体層との間に配置される、押出成形されたメッシュ材料から形成されたチャンネルデプス層と、を具備することを特徴とする濾過媒体。
【請求項２】
前記チャンネルデプス層は、約０．２５〜２．５ｍｍの範囲の厚さを有しており、
前記第１と第２の媒体層は、約１２５〜５００μｍの範囲の厚さを有しており、
前記チャンネルデプス層は、前記第１と第２の媒体層に比べてより厚い、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項３】
前記チャンネルデプス層は、８０〜１５０までの範囲の、ストランド数（センチメートル当たりの織り糸）に対するストランド寸法（μｍ）の比を有する、複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項４】
前記チャンネルデプス層は、媒体層の厚さの少なくとも１２５％である、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項５】
前記チャンネルデプス層は、２００〜６００μｍの範囲の公称直径を有する、複数のストランドを具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項６】
前記チャンネルデプス層は、約０．５〜０．９ｍｍの範囲の公称厚さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項７】
前記チャンネルデプス層は、第１の方向においてセンチメートル当たり２〜６ストランドと、前記第１の方向に対して角度が付けられた第２の方向において、センチメートル当たり２〜６ストランドとにより構成された複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項８】
不織布層は、メルトブローフィラメントを具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項９】
濾過媒体を通る流れ方向は、前記第２の媒体層の前に、前記第１の媒体層に接触し、前記第２の媒体層の気孔率は、前記第１の媒体層の気孔率に比べてより小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項１０】
第３の不織布の媒体層を更に具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項１１】
前記第２の媒体層と前記第３の媒体層との間に配置された第２のチャンネルデプス層を更に具備する、ことを特徴とする請求項１０に記載の濾過媒体。
【請求項１２】
チャンネルデプス層が、前記第３の媒体層と前記第２の媒体層との間に配置されない、ことを特徴とする請求項１０に記載の濾過媒体。
【請求項１３】
濾過媒体を通る流れの方向は、前記第３の媒体層の前に、前記第２の媒体層に接触し、前記第３の媒体層の細孔寸法は、第２の媒体層の孔寸法に比べてより小さい、ことを特徴とする請求項１０に記載の濾過媒体。
【請求項１４】
前記第１と第２の媒体層をその間に挟む、第１と第２のキャリア層を更に具備しており、前記第１と第２のキャリア層は、スパンボンド材料であることを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項１５】
前記フィルタは毎分０．００５ｍ3未満の流量で作動することを特徴とする請求項１に記載の濾過媒体。
【請求項１６】
濾過媒体であって、
流れ方向において減少する気孔率を有するように形成される、第１の媒体層及び第２の媒体層と、
開口を画定する、複数の交差する繊維を具備するチャンネルデプス層と、を具備する濾過媒体において、
前記チャンネルデプス層は、前記第１の媒体層と前記第２の媒体層との間に配置されており、
前記開口は、前記第１の媒体層のストランド寸法に比べて、少なくとも５０倍で、より大きい１つの方向における間隔を有する、ことを特徴とする濾過媒体。
【請求項１７】
前記チャンネルデプス層は、約０．２５〜２．５ｍｍの範囲の厚さを有しており、
前記第１と第２の媒体層は、約１２５〜５００μｍの範囲の厚さを有しており、
前記チャンネルデプス層は、前記第１と第２の媒体層に比べてより厚い、ことを特徴とする請求項１６に記載の濾過媒体。
【請求項１８】
前記チャンネルデプス層は、８０〜１５０までの範囲の、ストランド数（センチメートル当たりの織り糸）に対するストランド寸法（μｍ）の比を有する、複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項１６に記載の濾過媒体。
【請求項１９】
前記チャンネルデプス層は、前記第１の媒体層の厚さの少なくとも１２５％である、ことを特徴とする請求項１６に記載の濾過媒体。
【請求項２０】
前記チャンネルデプス層は、約０．６５〜０．７７ｍｍの範囲の公称厚さを有する、ことを特徴とする請求項１６に記載の濾過媒体。
【請求項２１】
前記チャンネルデプス層は、第１の方向においてセンチメートル当たり３〜４ストランドと、前記第１の方向に対して角度が付けられた第２の方向において、センチメートル当たり３〜４ストランドと、により構成された複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項１６に記載の濾過媒体。
【請求項２２】
前記開口の最大寸法は、約２０００〜３５００μｍである、ことを特徴とする請求項２１に記載の濾過媒体。
【請求項２３】
前記第１と第２の方向は、複数の交点において交差して接続する、ことを特徴とする請求項２２に記載の濾過媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体濾過媒体（fluid filtration media）に係り、より特別には、濾過媒体の寿命を延長しながら、体積濾過能力の増大のための少なくとも１つのチャンネルデプス（channel depth）層を具備する、流体濾過媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車燃料用等の既存の濾過媒体システムは、勾配型フィルタ構造を形成するように構成された、複数の繊維層を具備する。勾配構造フィルタは、流体が層を通って流れるに従い、減少する細孔寸法と、次第に、より小さな粒子を捕捉する構造と、を備える繊維層を有する。フィルタ設計の幾つかの重要な項目は、微粒子除去における有効性と、用途に適した寸法比率と、保守及び関連する費用を制限するための、延長されたフィルタ寿命と、を含む。フィルタの寿命が特に重要である一例は、燃料タンクの内部に設置される、自動車用フィルタである。これらのフィルタは、有用性の持続期間を増加させ且つフィルタを交換する必要性を軽減するように長寿命を有することが必要である。このようなフィルタの交換は、車両からの燃料タンクの取り外し及び豊富なサービス時間を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５７１６５２２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開番号２００６／０２６６０１明細書
【特許文献３】米国特許第６６１３２２７号明細書
【特許文献４】米国特許第７９２７４００号明細書
【特許文献５】米国特許第５９０２４８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、濾過媒体の寿命を延長しながら、体積濾過能力の増加のための少なくとも１つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体を提供する。本開示の様々な形態は、厳しい微粒子条件における長いフィルタ寿命を必要とする用途を含む、改善された柔軟性及び増大されたフィルタ寿命を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施例において、本発明は、不織布材料から形成された第１と第２の媒体層と、不織布の媒体層間に配置された、押出成形されたメッシュ（網）材料から形成されたチャンネルデプス層と、を具備する濾過媒体を具備してもよい。第１と第２の媒体層は、任意の適切な濾過材料から形成されてもよいが、しかしメルトブロー（melt blown）フィラメントから形成されることが好ましい。チャンネルデプス層の厚さは、約０．２５〜４ｍｍまでで変化してもよい一方で、第１と第２の媒体層の厚さは、約１２５〜５００μｍまでの範囲にあってもよい。チャンネルデプス層は、第１と第２の媒体層の間に配置されており、不織布繊維のための支持を提供するように、前の層に比べて少なくとも１２５％で、より大きい厚さを有する。チャンネルデプス層はまた、５０〜１０００までの範囲の、好適には８０〜１５０までの範囲の、更に最も好適には約１１４の、ストランド（糸束）数（センチメートル当たりの織り糸）に対するストランド寸法（μｍ）の比を有する、複数の繊維から形成されてもよい。
【０００６】
この実施例において、チャンネルデプス層は、約０．２５〜２．５ｍｍまでの範囲の公称厚さを有してもよく、幾つかの別の実施例において、チャンネルデプス層は、約０．５〜０．９ｍｍまでの範囲の、更に好適には約０．６５〜０．７７ｍｍまでの範囲の、公称厚さを有してもよい。チャンネルデプス層のストランド寸法は、直径において１００〜１０００μｍまでの範囲にあってもよい。幾つかの実施例において、ストランド寸法は、直径において、２００〜６００μｍまでの範囲にあってもよく、最も好適には４００μｍであってもよい。用語「直径」は、ストランド寸法に関連して検討されるが、互い違いの断面形状（例えば、正方形、長方形、台形等）を具備する、ストランドは、本明細書で検討される、ストランド寸法の直径に対応する、断面幅で同様に実施されてもよいことが理解されてもよい。チャンネルデプス層のストランドは、第１の方向と第２の方向とを有する、交差する形態で配置される。
【０００７】
第１の方向におけるストランド間隔は、センチメートル当たり１〜６ストランドの範囲にあってもよく、第２の方向においてセンチメートル当たり１〜６ストランドの範囲であってもよい。幾つかの実施例において、第１の方向のストランド間隔は、センチメートル当たり３〜４ストランドの範囲にあってもよく、第２の方向においてセンチメートル当たり３〜４ストランドの範囲にあってもよい。第１の方向のストランドは、４５から１３５°までの範囲の、更に好適には、約９０°で第２の方向のストランドと交差してもよい。幾つかの実施例において、濾過媒体は、第３の不織布の媒体層と、第２の不織布の媒体層と第３の不織布の媒体層との間に配置された、第２のチャンネルデプス層と、を更に具備してもよい。別の実施例において、チャンネルデプス層はまた、実施例に応じて、第１と第２の不織布の媒体層の間又は第２と第３の不織布の媒体層の間のいずれかに配置されてもよい。幾つかの実施例において、チャンネルデプス層はまた、第１と第２の媒体層の間又は第２と第３の媒体層の間において省略されてもよい。
【０００８】
本明細書において開示された濾過媒体は、勾配型デプス濾過媒体として更に定義されてもよく、濾過媒体を通る流れ方向は、第２の不織布の媒体層の前に、第１の不織布の媒体層に接触しており、第２の不織布の媒体層の気孔率は、第１の不織布の媒体層の気孔率よりも小さい。第３の媒体層を有する実施例において、流れの方向はまた、第３の媒体層の前に、第２の媒体層に接触してもよく、第３の媒体層の細孔寸法は、第２の媒体層の細孔寸法より小さくてもよい。この実施例において、濾過媒体は、第１と第２の媒体層を挟む第１と第２のキャリア層を更に具備してもよい。キャリア層は、任意の適切な濾過材料により構成されてもよいが、しかしスパンボンド（spun-bond 紡ぎ結合）材料を具備することが好ましい。キャリア層は、脆弱なメルトブローフィラメントに支持を提供するように、濾過媒体に含まれてもよい。
【０００９】
別の実施例において、本発明は、流れ方向において減少する気孔率を有するように形成される、第１の媒体層及び第２の媒体層を有する、濾過媒体を具備してもよい。第１と第２の媒体層の間において、チャンネルデプス層は、開口を画定する複数の交差する繊維を具備するように配置されてもよい。流体が濾過媒体を介して流れる場合に、第１の媒体層は、チャンネルデプス層の開口内に延びてもよい。チャンネルデプス媒体層の開口は、第１の媒体層のストランド寸法に比べて少なくとも５０倍で、より大きい一方向おける間隔を有していてもよい。開口の最大寸法は、好適には約２０００〜３５００μｍ、最も好適には約２７００μｍである。チャンネルデプス層内に延びる第１の濾過媒体層を提供するために、チャンネルデプス層は、１００〜１０００μｍまでの範囲の、好適には２００〜６００μｍの範囲の公称直径を有する複数のストランドを具備してもよい。
【００１０】
チャンネルデプス層の厚さは、約０．２５〜２．５ｍｍまで変化してもよく、幾つかの実施例において、０．５〜０．９ｍｍの範囲であってもよい。第１と第２の媒体層の厚さは、約２００〜６００μｍまでの範囲であってよい。一般的に、チャンネルデプス層は、第１と第２の媒体層より厚くてもよく、前の層の１２５％の厚さを有することが好ましくてもよい。チャンネルデプス層はまた、５０〜１０００までの範囲の、好適には８０から１５０までの範囲の、更に最も好適には約１１４のストランド数（センチメートル当たりの織り糸）に対するストランド寸法（μｍ）の比を有してもよい。
【００１１】
この実施例において、チャンネルデプス層の繊維は、押出成形されたメッシュから形成されることが好ましい。複数の繊維は、第１の方向においてセンチメートル当たり２〜６ストランドで且つ第２の方向においてセンチメートル当たり２〜６ストランドの範囲で構成されてもよい。幾つかの実施例において、第１の方向のストランド間隔は、第１の方向においてセンチメートル当たり３〜４ストランドで且つ第２の方向においてセンチメートル当たり３〜４ストランドの範囲であってもよい。第１の方向は、第２の方向に対して更に角度が付けられてもよい。幾つかの実施例において、第１の方向のストランド間隔は、第２の方向のストランド間隔とは異なってもよい。
【００１２】
第１の繊維の方向と第２の繊維方向との間の交差角度は、変化してもよいが、しかし４５〜１３５°までの範囲の角度で、好適には約９０°で交差することが好ましい。繊維は、各交点において、更に接続されるか又は一緒に形成されてもよい。この実施例は、流れの方向に対して、第１と第２の媒体層の上流に第３の媒体層を更に具備してもよく、幾つかの実施例において、第３の媒体層と第１の媒体層との間に配置された、第２のチャンネルデプス層を更に具備してもよい。
【００１３】
開示された濾過媒体は、燃料フィルタ用の公称流量と比較すると、増加された流量の範囲で適用可能であるが、フィルタは、毎分０．００５ｍ3未満の流量を有する、システムに適用することが好ましいことに留意することも重要である。
【００１４】
別の適用分野は、本明細書において提示される記載から明らかになるであろう。説明及び特定の例は、例示の目的のみを意図するものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本明細書に記載の濾過媒体を組み込み可能である、ポンプモジュールを有する自動車用燃料タンクの概略側面図である。
【図２】本開示に従うチャンネルデプス層を具備する、濾過媒体の実施例の拡大部分断面図である。
【図３】本開示に従うチャンネルデプス層の好適な実施の形態の詳細な絵的な図である。
【図４】本開示に従うチャンネルデプス層を具備する濾過媒体の断面図である。
【図５】本開示に従うチャンネルデプス層を具備する濾過媒体の詳細な断面図である。
【図６】本開示に従う単一のチャンネルデプス層を具備する濾過媒体の実施例の拡大部分断面図である。
【図７】本開示に従う単一のチャンネルデプス層を具備する濾過媒体の実施例の拡大部分断面図である。
【図８】本開示に従う単一のチャンネルデプス層を具備する濾過媒体の好適な実施例の拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書に記載の濾過媒体は、これに限定されないが、例えば、無鉛燃料又はディーゼル燃料、油圧流体、潤滑油、尿素、別の流体（液体及び気体の両者）等の、燃料を含む多数の流体の濾過において利用可能であり、そこ（濾過媒体）では、増大された濾過寿命及び増加する流体の流れが求められる。便宜上、濾過媒体は、本明細書において、燃料濾過において使用するためのものとして説明される。濾過媒体の概念の説明を補助するために、図１は、本明細書に記載の濾過媒体を使用可能である、自動車のタンク内に収容された燃料モジュールを示す。濾過媒体は、燃料モジュールの底部に設置された吸込みフィルタ１０に組み込み可能である。タンク内に収容された燃料モジュールの構成及び動作は、当技術分野において公知である。開示された濾過媒体の別の用途は、可能であり、燃料タンクの内側と外側の両方に配置される、種々の燃料フィルタを含む。
【００１７】
図２を参照すると、本発明の教示に従って構成された、濾過媒体２０の実施例が示される。濾過媒体２０は、例えば、その開示が参考文献として本明細書に組み込まれる特許文献１に開示されるようなフィルタの改善である。濾過媒体２０は、第１の媒体層２２ａと第２の媒体層２２ｂと第３の媒体層２２ｃとして更に示される、燃料の濾過に適した濾過媒体２２を具備しており、各々（各媒体層）は、矢印により示される流体の流れ方向に対して減少する気孔率を有する。濾過媒体２０はまた、図２に示される不織布濾過媒体の２つのキャリア（担体）層２４と２６を具備することが好ましい。 キャリア層２４、２６は、スパンボンド（spun bond）されることが好ましく、静電気散逸性要素を更に具備してもよい。濾過媒体２０はまた、外側シェル（殻）層２８を具備することが好ましい。
【００１８】
濾過媒体２２は、濾過媒体２０が使用される、流体を濾過するのに適した任意の媒体であってもよい。燃料の場合において、濾過媒体２２は、燃料を濾過するために十分であることが当業者に既知である、多数の媒体の内のいずれかであってもよい。例えば、濾過媒体２２は、好適には、メルトブローフィラメントの複数の不織布層２２ａ、２２ｂ、２２ｃを具備する、勾配型デプス（gradient depth）濾過媒体であってもよい。幾つかの実施例において、濾過媒体は、構造において勾配がない、単一の媒体層又は複数の媒体層を具備してもよい。層２２ａ−２２ｃは、燃料の流れの方向においてフィラメント及び孔寸法を減少させることにより配置されており、微粒子状物質の勾配のある濾過を提供する。その結果として、第１の媒体層２２ａは、第１の気孔率を有しており、第２の媒体層２２ｂは、より小さい気孔率を有し、第３の媒体層２２ｃは、最も小さい気孔率を有する。勾配密度型メルトブロー濾過媒体層の例は、当技術分野で公知であり、その適切な例は、以下の参考文献：即ち、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に開示される。上記列挙の参考文献は、それらの全体が参考文献として本明細書に組み込まれる。
【００１９】
濾過媒体２０の外側シェル層２８は、例えば、ナイロン、ポリエステル、アセタール又はテフロン（登録商標）等の、任意の適切な耐燃料性且つ不浸透性材料の押出成形メッシュからから構成されることが好ましいが、しかしながら、それはまた、十分な耐久性を示す任意の不織布又は織布材料により構成されてもよい。外側シェル層２８の相対的な粗さは、濾過媒体２０のための非常に安定していて且つ耐摩耗性の外側カバーを提供する。外側メッシュ層２８は、押出成形されるが、しかしそれは織物の外観を有する。縦糸フィラメント及び横糸フィラメントが各交点において接続されるか又は一体的に形成されるので、フィラメントの隙間は非常に均一である。この形態は、パンタグラフに対する耐性による卓越した寸法的安定性と、メッシュの強度による頑丈さと、その優れた耐摩耗性とを有する、押出成形されたメッシュの外側メッシュ層を結果としてもたらす。ここで用いるように、用語の「パンタグラフ」は、（織布材料の）見本の側部が引っ張られるか又は押される時に、パンタグラフのように変形するか又は折り畳まれる織布材料の見本の傾向又は能力を説明する。本明細書中で使用されてもよい、外側シェルの一実施例は、本明細書に参考文献として更に組み込まれる、特許文献５に関係する。
【００２０】
濾過媒体２０のキャリア層２４と２６は、スパンボンドのナイロンフィラメントから構成されてもよいが、しかしまた、スパンボンドのポリエステル、アセタール、テフロン（登録商標）、又は別の安定した耐燃料性材料であってもよい。本明細書中で使用されるように、用語の「スパンボンドフィラメント及びスパンボンド濾過媒体」は、フィラメントがその細くなることを停止する、成形の際に直ちに冷たい空気を適用することにより冷却される、不織布材料のそのクラス（等級）を説明する。そのようなフィラメントの直径は、約１００μｍであってもよいが、しかしまた５０〜２００μｍの間の範囲であってもよい。
【００２１】
キャリア層２４及び／又は２６は、静電気散逸性要素を更に具備してもよい。本明細書において使用されるように、用語の「静電気散逸性及び静電気散逸性」要素は、ＥＳＤ協会により静電気散逸性であるとして分類された、物質のそのクラスを説明する。ＥＳＤ協会によれば、材料は、それが１ｘ １０5Ω／ｓｑ（面）以上であるが１ｘ １０12Ω／ｓｑ未満の表面抵抗率又は１ｘ １０4Ω／ｃｍ2以上であるが１ｘ １０12Ω／ｃｍ2未満の体積抵抗率を有する場合に、静電気散逸性であると分類される。濾過媒体における静電気散逸性層の実施の例は、その全体が参考文献として本明細書に組み込まれる、特許文献３である。
【００２２】
静電気散逸性材料に関して、電荷は、導電性材料に比べて、よりゆっくりと且つ幾分より制御された状態で接地に流れる。材料が、静電気散逸性としてまだ分類されないが、静電気的に散逸可能であることを実現することが重要である。ＥＳＤ協会に従って導電性として分類されるであろう多数の材料は、この基準に合致する。静電気散逸性繊維は、炭素又は金属繊維等の単一の成分材料を具備可能である。おおよその状況において、炭素又は金属の粉末又は粒子は、本質的に散逸性ポリマーであり得るとして使用可能である。
【００２３】
濾過媒体２２は、流体の流れの方向において、気孔率において減少する、メルトブロー濾過媒体により構成されてもよい。メルトブロー濾過媒体の第１の媒体層２２ａは、キャリア層２４に隣接して配置されており、１０μｍより大きく、好適には約１０〜２５μｍの範囲の公称直径を有する、フィラメントを具備する。約１０μｍ及び好適には、約５〜１５μｍの範囲の公称フィラメント寸法を有する、メルトブロー濾過媒体の第２の媒体層２２ｂは、第１の媒体層２２ａに隣接する。約１０μｍ未満及び好適には、約１〜５μｍの範囲の公称フィラメント寸法を有する、メルトブロー濾過媒体の第３の媒体層２２ｃは、第２の媒体層２２ｂに隣接する。本明細書中で使用されるように、用語の「メルトブローフィラメント及びメルトブロー濾過媒体」は、フィラメントがその細くなることを促進するように成形する際に直ちに熱風を適用することにより高温に維持される、不織布材料のそのクラスを説明する。一般的に、メルトブローフィラメントは、スパンボンドされたフィラメントに比べて１０倍程度でより小さいので、直径において公称で１０μｍであり、直ちに５〜２０μｍの範囲であってもよい。列挙されたフィラメントの寸法は一例であり、単に例示のためであり、限定することを意図しないことが理解されるべきである。
【００２４】
図（例えば、図２及び図６〜８）において層の間に示された隙間が存在するが、これは、濾過媒体２０の説明において便利であることに留意すべきである。実際の実施において、様々な層の間において隙間は存在しない（あるいは、少なくとも最小限である）。キャリア層２４と２６は、フィルタ層２２ａ〜２２ｃにより共に巻取り可能であり、熱、機械的溶接、接着剤又は結合剤を用いて、それに結合可能である。同様に、フィルタ層２２ａ−２２ｃは、熱、機械的溶接、接着剤又は結合剤を用いて、キャリア層２６に結合可能である。
【００２５】
従来技術の濾過媒体の限界が発見されており、本明細書において従来技術の濾過媒体の設計上の改善を強調するように開示される。特には、従来の濾過媒体は、濾過媒体層の間における、特には、内部のメルトブロー層間における崩壊に起因して、能力を失うことが発見された。流体の流れが、媒体層を通過する際に、第１の媒体層は、第２の媒体層内に圧縮可能であり、同様に第２の媒体層は、第３の媒体層等に圧縮可能であること等が発見された。フィルタ業界における好適な解決案は、濾過媒体における崩壊を説明しない。それぞれの媒体層の勾配（ロフト）及び繊維数を増加させることによるフィルタの寿命を向上させる当初の試みは、濾過媒体層間における崩壊を防止しない。
【００２６】
同様に、従来技術の濾過媒体の設計は、例えば、内部メルトブロー層の厚さを増大すること等の、微粒子保持能力を高めるための、増大されたフィルタ比率を示唆するが、しかし、フィルタの比率を増大することは、限られた空間を必要とする燃料フィルタ用途にとって望ましくない。従来の濾過媒体とは対照的に、本開示は、性能を維持し、更にフィルタ寿命を改善するために必要であると以前は考えられてきた、付加的な厚さとフィルタの比率と繊維寸法との要求を軽減させながら、改善されたフィルタの寿命を提供する。
【００２７】
再び図２を参照すると、本開示に従って、チャンネルデプス層３０を具備する、濾過媒体の実施例が示される。第１のチャンネルデプス層３２は、第１の媒体層２２ａと第２の媒体層２２ｂとの間に配置されており、第２のチャンネルデプス層３４は、第２の媒体層２２ｂと第３の媒体層２２ｃとの間に配置される。本実施例において、流体の流れが、濾過媒体２０を通過する時に、第１の媒体層２２ａは、第１のチャンネルデプス層３２に接触する。従来のフィルタ設計は、チャンネルデプス層がフィルタ寿命を減少させるであろうことを示唆するが、その理由は、それが第１の媒体層２２ａの有効性を制限するからである。従来の教示とは反対に、第１の媒体は、第１のチャンネルデプス層３２と接触し、更に第２の媒体層２２ｂ内への崩壊に起因して通常失われるであろう、有効性を維持することが発見された。
【００２８】
具体的には、改善された濾過寿命は、溝深媒体層２０間のチャンネルデプス層３０を適用する場合に、チャンネルデプス層３０内の拡大された孔開口により支持される、媒体層２２間の、増大された容量によるものであると現在理解されている。流体圧力が第１の媒体層を第１のチャンネルデプス層３２内に押し込むので、第１の媒体層２２ａの繊維は、第１のチャンネルデプスの層３２の開口内に伸びることにより、濾過において有効な状態を維持する。チャンネルデプス層３０の開口は、第１の媒体層２２ａが、第２の媒体層２２ｂ内に崩壊して、崩壊に起因する減少された能力に苦しませるよりもむしろ、上流側の第１の媒体層２２ａに支持を提供する。
【００２９】
開示された濾過媒体２０の寿命は、汚染物質が濾過媒体２０の寿命を通して蓄積する場合に、改善された負荷処理により更に延長する。濾過媒体には、ゴミ及び汚染物質が堆積するので、制限された流体の流れにより濾過媒体２０に構築された圧力は、第１の媒体層２２ａにより、第１のチャンネルデプス層３２を押圧する。第１の媒体層２２ａは、第１のチャンネルデプス層３２の開口内に伸びており、第１の媒体層２２ａの不織布繊維が捕捉された汚れを第２の媒体層２２ｂに対して解放することを可能にし、更に濾過媒体２０のごみ保持能力を高めることを可能にする。媒体層の間に捕捉されたゴミを共有することにより、チャンネルデプス媒体３０を具備する、開示された濾過媒体２０は、チャンネルデプス層３０を具備しない従来の媒体に比べて、フィルタ層２２において、より多くのゴミを捕捉することができる。
【００３０】
本実施例は、第２の媒体層２２ｂと第３の媒体層２２ｃとの間に配置された、第２のチャンネルデプス層３４を更に具備することが好ましい。第１の媒体層２２ａと同様に、第２の媒体層２２ｂは、流体圧力が適用される場合に、第２のチャンネルデプス層３４に対して押し込まれて、更にそうでなければ第３の媒体層２２ｃ内への崩壊からもたらされるであろう、効率を維持する。
【００３１】
濾過媒体２０の溝深さ層３０は、例えば、ナイロン、ポリエステル、アセタール又はテフロン（登録商標）等の任意の適切な耐燃料性で且つ不浸透性材料の押出成形メッシュにより構成されてもよい。押出成形されたメッシュが指定されるが、別の実施例において、チャンネルデプス層は、織布材料、打ち抜き膜、成形された材料、射出成形材料等を含む、別の材料により構成されてもよい。チャンネルデプス層３０は、１００〜１０００μｍまでのストランド寸法を有する、複数の繊維を更に具備してもよく、それ（そのストランド寸法）は、追加的な安定性を提供するが、しかし、より重要には、媒体層２２が、チャンネルデプス層３０の開口内に伸長することを可能にして、隣接する媒体層２２内に崩壊しないことを可能にする。好適な実施例において、チャンネルデプス層の平均ストランド寸法は、４００μｍであってもよい。チャンネルデプス層３０の繊維は、縦糸と横糸繊維の交差する構成（図３、３Ａ及び３Ｂを参照）により織られるように見えるが、しかし、この実施例における繊維は、各交点において、実際に接続するか又は一体的に形成される。繊維間の接続は、パンタグラフに対するメッシュの抵抗により、繊維又はストランド間における非常に均一な間隔と優れた寸法的安定性とを提供する。
【００３２】
ここで図３、３Ａ及び３Ｂを参照すると、チャンネルデプス層３０の好適な実施の形態の詳細な絵的な図が、開示された本発明の教示に従って示される。チャンネルデプス層３０の各ストランドは、縦糸方向３６においてセンチメートル（ｃｍ）当たり３〜４ストランドの実質的に均一な間隔で、及び横糸方向３８においてセンチメートル当たり３〜４ストランドの実質的に均一な間隔で構成されてもよい。「実質的に均一であること」は、当技術分野で知られるように、ストランド間隔及び平行な整列の維持において、例えば、１５％変動等のある程度の自然の変動を含む。１つの好適な実施例において、ストランド間の平均間隔は、縦糸方向３６においてセンチメートル当たり１〜６、好適には、３〜４ストランドで、且つ横糸方向３８においてセンチメートル当たり１〜６、好適には、３〜４ストランドであってもよい。第１の方向のストランドは、４５〜１３５°の範囲の、好適には約９０度の角度で第２の方向のストランドと交差してもよい。縦糸と横糸方向が、参考として本明細書において示されるが、用語は、理解を容易にするように使用されており、織布材料に関して本明細書において適用される方向上の用語は、同等物に関して置換可能に使用されてもよいことが理解されるべきである。チャンネルデプス層の縦糸と横糸の繊維の別の図解の実施例は、２〜４ｍｍの範囲の縦糸ストランド間隔ＷＡ及び１〜３ｍｍの範囲の横糸ストランド間隔ＷＥを具備してもよい。
【００３３】
縦糸と横糸ストランドの直径は、約１００〜１０００μｍの直径で変化してもよい。１つの好適な実施の形態において、縦糸ストランドは、直径において２００〜６００μｍの範囲であってよい一方で、横糸ストランドは、直径において２００〜６００μｍまでで変化してもよい。更に別の実施例において、縦糸ストランドの公称直径は、４００μｍであってもよい一方で、横糸ストランドの公称直径は４００μｍであってもよい。前記の観点において、チャンネルデプス媒体層の開口は、第１の媒体層のストランド寸法に比べて、少なくとも５０倍で、より大きい１つの方向における間隔を有していてもよい。開口の最大寸法は、好適には、約２０００〜３５００μｍ、最も好適には、約２７００μｍである。
【００３４】
図３Ａは、横糸方向３８のストランドから約９０°で角度が付けられる、縦糸方向３６のストランドを示す。例えば、押出成形又は別の成形技術等の、成形方法により、繊維は、各交点において、接続されており、更に一体的に又は単一的に形成されることが好ましい。各交点における方向性のあるストランド３６、３８間におけるこの一体的な成形は、図３Ｂに示されており、ストランドの組み合わされた直径未満のチャンネルデプス層３２の厚さをもたらしてもよい。例えば、ストランドは、約２００〜６００μｍの公称直径を有してもよい一方で、チャンネルデプス層３２の厚さは、約０．２５〜０．０９ｍｍの範囲（４００〜１２００μｍの組み合わされた直径よりわずかに小さい）にあってもよい。
【００３５】
開示された本発明の別の実施例は、本明細書に記載の典型的な範囲から変動してもよく、開示された発明の精神と一致する状態を維持する。例えば、幾つかの実施例において、縦糸３６は、横糸ストランド３８に比べて、直径及び間隔の両方において、より大きくてもよい（例えば、３：２又は２：１の比により）一方で、横糸ストランドは、縦糸ストランドに比べて、センチメートル当たりより多くのストランドを有してもよい。幾つかの実施例において、縦糸ストランドは、横糸ストランドと同じ直径及び間隔を有してもよい。チャンネルデプス層はまた、５０〜１０００の範囲、好適には８０〜１５００の範囲、そして最も好適には約１１４の、ストランド数（センチメートル当たりの織り糸）に対するストランド寸法（μｍ）の比を有する、複数の繊維から形成されてもよい。
【００３６】
図４及び５を参照すると、図２の濾過媒体２０の実施例の断面図が示される。濾過媒体２０は、第１の媒体層２２ａと第２の媒体層２２ｂとの間に配置された第１のチャンネルデプス層３２と、第２の媒体層２２ｂと第３の媒体層２２ｃとの間に配置された第２のチャンネルデプス層３４と、を具備する。好適な実施例において、第１のチャンネルデプス層３２の厚さｄ１は、前の媒体層２２ａの厚さｄ２の少なくとも１２５％である。チャンネルデプス層３２は、約０．２５〜２．５ｍｍの範囲、更に好適には０．５０〜０．９０ｍｍの範囲の厚さｄ１を有してもよい。前の媒体層２２ａは、約１２５〜５００μｍの範囲の厚さｄ２を有してもよい。典型的な一実施例において、チャンネルデプス層３２の厚さｄ１は、約０．６５〜０．７７ｍｍであってもよい。ほとんどの場合において、チャンネルデプス層は、前の媒体層に比べてより厚くあるべきである。チャンネルデプス層３０と前の媒体層２２との間の関係は、本明細書に開示される、チャンネルデプス層３０と上流側の媒体層２２との別の用途に適用されてもよい（例えば、第２のチャンネルデプス層３４及び第２の媒体層２２ｂ）。
【００３７】
図６及び７を参照すると、単一のチャンネルデプス層４０を具備する、濾過媒体２０の別の実施例が、本開示に従って図示される。図６を参照すると、単一のチャンネルデプス層４０は、第２の媒体層２２ｂと第３の媒体層２２ｃとの間に配置される。図７を参照すると、単一のチャンネルデプス層４０は、第１の媒体層２２ａと第２の媒体層２２ｂとの間に配置される。
【００３８】
図６及び図７の実施例は、単一のチャンネルデプス層４０だけを適用しながら、図２に示される、改善された媒体層２０の効率及び改善された寿命の同様の特徴を実証する。これらの実施例は、厚さ及び繊維数を減少させながら、増大した流量条件下においてさえも、増加したフィルタ寿命を可能にすることにより、本開示の有益性を更に実証する。これらの実施例はまた、増大したフィルタ寸法比率を必要としないで、延長したフィルタ寿命を提供する。現在示した実施例は、現代の燃料システムにおいて入手可能な限られた寸法比率に準拠しながら、本濾過用途において、延長したフィルタ寿命を可能にするように適用されてもよい。開示された実施例は、本質的に例示であり、本開示を限定するものとして考えるべきではない。
【００３９】
図８を参照すると、単一のチャンネルデプス層４０及び減少された媒体層２２とを具備する、濾過媒体の好適な実施例が、本開示に従って図示される。この実施例において、単一のチャンネルデプス層４０は、第２の媒体層２２ｂと第３の媒体層２２ｃとの間に配置される。第１の媒体層２２ａは、この実施例では省略される。この例は、濾過媒体層２２の間に配置された、開示のチャンネルデプス層３０の利点を更に例示する。この実施例は、燃料フィルタにおける改善された実施例に関するフィルタ寸法比率の更なる低減と、改善されたフィルタ寿命とを可能にする。
【００４０】
本明細書に記載の濾過媒体は、その精神又は特徴から逸脱することなく別の形態で具体化されてもよい。記載された実施形態は、全ての点において、単なる例示であり、限定的ではないと考えられるべきである。従って、本発明の範囲は、前述の説明によるよりもむしろ、添付の特許請求の範囲により指定される。特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲内に入る、全ての変更は、それらの範囲内に包含されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月5日(2018.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過媒体であって
不織布材料から形成された第１の媒体層と、
不織材布料から形成された第２の媒体層と、
第１の媒体層と第２の媒体層との間に配置される、押出成形されたメッシュ材料から形成されたチャンネルデプス層と、を具備することを特徴とする濾過媒体。
【外国語明細書】
2018047468000001.pdf