(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層と第２層とを含む流体流から粒子を濾過するための濾過物品であって、
該第１層が流体流を横切るように位置決め可能であり、該流体流から粒子を濾過するための多孔質ＰＴＦＥ膜を含み、そして
該第２層が、前記第１層のドレナージ及び支持のうちの少なくとも一方を可能にするように、前記流体流を横切るように位置決め可能であり、該第２層は、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも３つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、該ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１のストランドに関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成し、前記流体流の流体圧負荷が１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄであり、前記複数のインターロック領域は前記第２層全体にわたって該インターロック領域間に複数のボイドを形成しており、前記複数のボイドのそれぞれは前記流体流内に位置決めされる前の対応第１面積と、前記流体流内に位置決めされている間の対応第２面積とを有しており、そして前記複数のボイドのそれぞれに関して、該対応第２面積が該対応第１面積の２倍未満である、
流体流から粒子を濾過するための濾過物品。
【請求項２】
前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、対応インターロック・ループ部分がそれぞれ、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも９０°の円弧の周りに延びている、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項３】
前記複数のインターロック領域のそれぞれの断面内部で、前記対応インターロック・ループ部分が、前記複数のストランドが少なくとも３つの異なる階層を構成するように重なって配置されている、請求項２に記載の濾過物品。
【請求項４】
前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、対応インターロック・ループ部分がそれぞれ、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも１８０°の円弧の周りに延びている、請求項３に記載の濾過物品。
【請求項５】
前記複数のインターロック領域のそれぞれの内部で、対応インターロック・ループ部分が、該部分間の相対運動を摩擦的に制限するために前記対応アーチ形経路に沿って係合されている、請求項３に記載の濾過物品。
【請求項６】
前記複数のストランドの少なくとも一部が丸みを帯びた外側形態を有している、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項７】
前記複数のストランドの少なくとも前記部分の各ストランドが撚られている、請求項６に記載の濾過物品。
【請求項８】
前記複数のストランドの少なくとも一部が撚られている、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項９】
前記複数のストランドの少なくとも第１のストランドと異なる前記複数のストランドの少なくとも第２のストランドに関して、各ストランドが種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの１つの対応ウェール内に配置された前記複数のインターロック領域の全ての種々のインターロック領域を部分的に形成している、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項１０】
前記複数のインターロック領域のそれぞれは、前記ウェール及びコースに沿った前記複数のインターロック領域のうちの隣接インターロック領域から対応距離を置いて配置されており、そして前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、前記流体流中に位置決めされている間の前記対応距離は、前記流体流中に位置決めされる前の初期値の２００％以内にある、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項１１】
前記第２層が、前記第１層の少なくとも支持を可能にするために、該第１層に隣接して、そして該第１層の下流側に位置決めされている、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項１２】
前記第１層と前記第２層とは、プリーツを備えていて、少なくとも部分的に入れ子状の相関関係を成して位置決めされており、そして前記第２層のプリーツが、前記複数のウェール又は前記複数のコースのうちの１つに対して平行に延びている、請求項１１に記載の濾過物品。
【請求項１３】
さらに、プリーツを備えた第３層を含み、該第３層は、前記第１層のドレナージを可能にするように少なくとも部分的に入れ子状の相関関係を成して該第１層の上流側で前記流体流を横切るように位置決め可能であり、該第３層は、
複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、
該ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１のストランドに関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、請求項１２に記載の濾過物品。
【請求項１４】
前記第２層が前記第１層に直接に隣接して位置決めされている、請求項１１に記載の濾過物品。
【請求項１５】
前記第１層と第２層とが相互接続されている、請求項１１に記載の濾過物品。
【請求項１６】
さらに、前記第１層のドレナージを可能にするために、前記第１層の上流側に前記流体流を横切るように位置決め可能な第３層を含み、該第３層は、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、該ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１のストランドに関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、請求項１１に記載の濾過物品。
【請求項１７】
前記第１層と、第２層と、第３層とが相互接続されている、請求項１６に記載の濾過物品。
【請求項１８】
前記複数のインターロック領域の間に前記第２層を通してボイドが延びている、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項１９】
前記第２層の互いに対向する側の面積は前記ニットと前記ボイドとによって形成されており、そして前記ボイドが前記面積の少なくとも１０％を形成する、請求項１８に記載の濾過物品。
【請求項２０】
前記インターロック領域が前記面積の少なくとも４０％を形成する、請求項１９に記載の濾過物品。
【請求項２１】
前記多孔質ＰＴＦＥ膜の泡立ち点が少なくとも３０ｐｓｉである、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２２】
前記多孔質ＰＴＦＥ膜の泡立ち点が少なくとも５０ｐｓｉである、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２３】
さらに、前記第１層と前記第２層との間に配置された少なくとも１つの中間層を含む、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２４】
前記フルオロポリマー繊維はＰＴＦＥ又はＰＦＡから成る群から選択される、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２５】
前記第２層を含む複数のストランドは、ラッセル・ニットを形成するように配列された繊維である、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２６】
前記ニットは、少なくとも２つの直交方向で安定している、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２７】
前記フルオロポリマー繊維は撚られたフィラメントを含む、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２８】
前記フルオロポリマー繊維はモノフィラメント及びマルチフィラメントのうちの１つを含む、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項２９】
前記フルオロポリマー繊維は中空フィラメントを含む、請求項１に記載の濾過物品。
【請求項３０】
濾過装置であって、フィルタ・ケージと、該フィルタ・ケージ内部に配置されたフィルタ・エレメントとを有しており、該フィルタ・エレメントが請求項１に記載の濾過物品を含み、前記第１層及び第２層がプリーツを付けられ、少なくとも１つのエッジに沿って該第１層と第２層とを接合するようにポッティングされる、濾過装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の濾過装置を含有する濾過カプセル。
【請求項３２】
流体流から粒子を濾過する方法であって、
該流体流を横切るように位置決めされた多孔質ＰＴＦＥ膜を利用して、流体圧を有する流体流から粒子を濾過し、そして
該多孔質ＰＴＦＥ膜の下流側に位置決めされた安定なニット層を利用して、流体流によって加えられる流体圧負荷に抗して、前記多孔質ＰＴＦＥ膜を支持することを含み、
前記流体圧負荷が１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄであり、前記複数のインターロック領域は前記安定なニット層全体にわたって該インターロック領域間に複数のボイドを形成しており、前記複数のボイドのそれぞれは前記流体流内に位置決めされる前の対応第１面積と、前記流体流内に位置決めされている間の対応第２面積とを有しており、そして前記複数のボイドのそれぞれに関して、該対応第２面積が該対応第１面積の２倍未満であり、前記ニット層が、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも３つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、
前記ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１のストランドに関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、流体流から粒子を濾過する方法。
【請求項３３】
前記支持することは、
前記ニット層全体にわたって前記インターロック領域に前記流体圧負荷を分散することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数のインターロック領域のそれぞれは、前記ウェール及びコースに沿った前記複数のインターロック領域のうちの隣接インターロック領域から対応距離を置いて配置されており、そして前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、前記流体流中に位置決めされている間の前記対応距離は、前記流体流中に位置決めされる前の初期値の２００％以内にある、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2013年7月22日付けで出願された米国特許出願第13/947,733号の優先権を主張し、前記出願は2012年7月23日付けで出願された米国仮特許出願第61/674,677号の優先権を主張し；そして本出願はさらに2013年6月21日付けで出願された米国特許出願第13/923,810号の優先権を主張し；前記出願は2012年6月21日付けで出願された米国仮特許出願第61/662,775号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
医薬、マイクロエレクトロニクス、化学及び食品産業分野において粒子、イオン、微生物、及びその他の汚染物質を流体から濾過する際に、多孔質膜が幅広く使用されている。使用時には、これらの膜は、被濾過流体流中に配置される装置（例えば、カプセル、中空管、スタック型フラットディスクなどの内部に収容し得るプリーツ付きカートリッジ）として形成される。
【０００３】
耐化学物質・温度性の要件を満たすために、半導体製作に際して使用されるほとんどの濾過装置は、全体がフルオロポリマー材料から構成されている。半導体製造において線幅が狭くなる傾向があり、このことは、半導体製作時の粒子汚染コントロールに課せられる負担をますます重くしている。このような傾向によって、定格孔径が１０ｎｍという小ささのフルオロポリマー濾過膜を導入するに至っている。
【０００４】
このような膜は優れた粒子濾過を可能にするものの、濾過効率を維持しつつ膜のライフサイクル又は使用時間を長くすることが望まれる。これに関して、典型的な濾過実施時には、支持層をフルオロポリマー濾過膜の下流側に位置決めすることによって、流体流の圧力に抗して膜を支持することができる。加えて、支持層又は別の下流層は、（例えば流体流が膜を貫流しやすくするために下流への貫流通路を備えたスペーサ層として作用することにより）ドレナージ機能を提供する。これに関連して、上流側のドレナージ層を利用してもよい。
【０００５】
このような配置関係において、周知の上流層及び下流層は、織布、不織布、又は網の形態のフルオロポリマー繊維材料（例えばＰＴＦＥ，ＰＦＡ又はＰＶＤＦ）から構成されている。長い時間の経過とともに、このような織布、不織布、又は網層は、負荷された流体圧に抗してこのような層が濾過膜を所望の通りに支持できなくなる程度まで、層構造内の繊維が運動するようになる場合がある。これは膜のマイクロ構造を損傷し、濾過効率及びドレナージ機能を、フィルタ交換が必要になるレベルまで劣化させる。言うまでもなく、フィルタ交換はシステム停止時間を伴うだけでなく、フィルタのコストが嵩み、及びメンテナンス人材を活用することになる。
【０００６】
従って、装置の長い寿命全体にわたって申し分のない濾過効率を提供しながら、長い使用時間という利点を有する流体濾過物品が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様において、流体流を横切るように位置決め可能な第１層と第２層とを含む流体流から粒子を濾過するための改善された濾過物品であって、第１層が流体流から粒子を濾過するための多孔質ＰＴＦＥを含み、そして第２層が、安定なニットを形成するように配列されたフルオロポリマー繊維ストランドを含む、改善された濾過物品が提供される。第２層は、第１層の支持及びドレナージのうちの少なくとも一方を可能にする。
【０００８】
より具体的には、ニット・フルオロポリマー繊維層は、複数のインターロック領域を含み得る。これらのインターロック領域はそれぞれ、複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されている。ニットの複数のインターロック領域は複数のウェールと複数のコースとを形成している。ストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、これらのループ部分は、少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置されたインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する。
【発明の効果】
【０００９】
このような態様に関連して、多孔質ＰＴＦＥ濾過層とニット・フルオロポリマー繊維層とを組み合わせて使用すると、効率的な粒子濾過を可能にしつつ、ライフサイクルが改善された濾過物品がもたらされることを本発明者は認識した。より具体的には、インターロック・ループ部分を備えた繊維ストランドを有するニット・フルオロポリマー繊維層を利用すると、長時間にわたって改善された寸法安定性が提供され、これにより上記利点が容易に実現される。
【００１０】
考察される実施形態において、多孔質ＰＴＦＥ膜の泡立ち点は、下記のように測定して、約３０ｐｓｉを上回る。例えば微粒子濾過用途において、多孔質ＰＴＦＥ濾過層の泡立ち点は、約５０ｐｓｉを上回ってよく、そして好ましくは約８０ｐｓｉを上回ってよい（例えば半導体製作用途に使用する場合）。
【００１１】
特定の実施態様の場合、改善された濾過物品は、複数のインターロック領域のそれぞれの断面内部で、対応インターロック・ループ部分の種々の長さが少なくとも３つの異なる階層内部に配置されているように構成されてよい。言うまでもなく、このような配列関係は、ニット全体にわたる安定性を高める一方で、インターロック領域内の繊維ストランドの周りの蛇行性流体流に適応する。
【００１２】
インターロック領域のそれぞれに関してニット層の繊維ストランドは、対応インターロック・ループ部分がそれぞれ、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも９０°の円弧の周りに延びるように構成されていてよい。いくつかの実施態様では、インターロック領域のそれぞれに対応するインターロック・ループ部分の少なくとも一部がそれぞれ、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも１８０°の円弧の周りに延びるように構成されていてよい。特定の実施態様において、インターロック領域の少なくとも一部に対応するインターロック・ループ部分の少なくとも一部が閉ループとして提供されてよい。
【００１３】
更なる態様において、改善された濾過物品は、複数のインターロック領域のそれぞれが、フルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも３つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されるように構成されてよい。このようなアプローチは、寸法安定性をさらに高めるために活用することができる。
【００１４】
様々な実施態様において、ニット層において利用されるフルオロポリマー繊維ストランドは様々なフィーチャを有するように構成されてよい。例えば、フルオロポリマー繊維の全て又は少なくとも一部は丸みを帯びた外側形態を有していてよく、且つ／又は撚られていてよい。いくつの実施態様では、フルオロポリマー繊維ストランドはモノフィラメント及びマルチフィラメントを含んでよい。さらに、いくつかの用途では、フルオロポリマー繊維ストランドは中空フィラメントを含んでよい。
【００１５】
言うまでもなく、改善された濾過物品のニット層は縦編タイプであってよい。主な例として、ラッセル・ニット、トリコット・ニット、又は他の同様のニットを採用してよい。
【００１６】
これに関して、また上記のように、複数のストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、これらのループ部分は、複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する。換言すれば、ストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは、ニット層の少なくとも２つの異なるウェールの間でジグザグ状に延びてよく、またこれら少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域にループ部分を形成することができる。このような配置関係は、種々のウェール及びコースに配置されたインターロック領域に、そしてインターロック領域全体にわたって負荷を分散することによって、ニット層に加えられた流体圧負荷を分散するので有利である。さらにいくつかの実施態様では、ニット層は、複数のニット層ストランドの少なくとも第２部分に関して、それぞれのストランドが種々のループ部分を含み、これらのループ部分は、複数のウェールのうちの１つの対応ウェールに沿って配置されたインターロック領域の全て又はほぼ全ての種々のインターロック領域を部分的に形成するように構成されていてよく、これによりさらなる負荷分散がもたらされる。
【００１７】
更なる態様において、改善された濾過物品のニット層はボイド、又は開いたスペースを備えていてよく、ボイドは繊維ストランド間及び複数のインターロック領域間にニット層を通って延びている。これに関してニット層は、ニット層の互いに対向する側のそれぞれにおいて、ボイドが対応面積の少なくとも１０％を形成するように構成されていてよく、これにより流体流の貫流を容易にする。さらにニット層は、フルオロポリマー繊維ストランドが、これにより形成されるインターロック領域を含めて、ニット層の互いに対向する側の面積の少なくとも約２０％を形成するように構成されていてよく、これにより濾過物品内のドレナージ層としてニット層を効果的に使用することが容易になる。いくつかの配列関係では、インターロック領域は面積の少なくとも約４０％を形成することができる。
【００１８】
改善された濾過物品の考察される実施態様では、多孔質ＰＴＦＥ層（例えばＰＴＦＥ膜）の下流側にニット・フルオロポリマー繊維層を位置決めすることにより、ＰＴＦＥ層の少なくとも支持を可能にする。より具体的には、ニット層は多孔質ＰＴＦＥ層を、これを貫流する流体流の圧力に抗して支持するように構成することができる。さらに、ニット層はドレナージ層又はスペーサ層として機能してもよい。様々な配列関係では、下流側のニット層はＰＴＦＥ層に隣接して直接に配置されてよく、或いは、１つ又は２つ以上の中間層がこれらの間に挿入されてもよい。下流側のニット層はＰＴＦＥ層と相互接続されていてよい。
【００１９】
付加的なニット・フルオロポリマー繊維層を多孔質ＰＴＦＥ層の上流側に配置することによって、ドレナージ機能を提供することができる。上流側のニット層はＰＴＦＥ層に隣接して直接に配置されてよく、或いは、１つ又は２つ以上の中間層がこれらの間に挿入されてもよい。上流側のニット層はＰＴＦＥ層と相互接続されていてよい。
【００２０】
いくつかの実施態様では、ニット・フルオロポリマー繊維層及び多孔質ＰＴＦＥ層はそれぞれプリーツ形態を有していてよい。より具体的には、このようなプリーツ付き層は、少なくとも部分的に入れ子状の相関関係を成して配置されてよい。１つの配列関係において、入れ子状のプリーツ付き層は、軸を中心として、そして軸に沿って配置することによって、管状形態を有する濾過物品を形成することができる。これに関して、それぞれの層のプリーツは、軸に対してほぼ平行に延びるように構成されていてよい。濾過物品は、流体流が管状形態の外部から濾過物品を通って管状形態の内部スペースへ流入するように配置されてよい。或いは、管形態を通る流体流方向は反対方向が採用されてもよい。
【００２１】
別の特徴において濾過物品は、このような濾過物品に対して約１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄの流体圧負荷を加える流体流中に位置決めするように構成されていてよく、ニット層の複数のインターロック領域はニット層全体にわたってインターロック領域間に複数のボイドを形成している。これに関して、ボイドのそれぞれは流体流内に位置決めされる前の第１面積と、流体流内に位置決めされている間の対応第２面積とを有していてよい。ニット層は、複数のボイドのそれぞれに関して、対応第２面積が対応第１面積の２倍未満であるように構成されていてよい。
【００２２】
更なる態様において、濾過物品は、このような濾過物品に対して約１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄの流体圧負荷を加える流体流中に位置決めるように構成されていてよく、ニット層は、インターロック領域のそれぞれが、ウェール及びコースに沿った複数のインターロック領域のうちの隣接インターロック領域から対応距離を置いて配置されるように構成されている。複数のインターロック領域のそれぞれに関して、ニット層が流体流中に位置決めされている間の対応距離は、流体流中に位置決めされる前の初期値の２００％以内にあってよい。
【００２３】
別の態様において、流体流の流体から粒子を濾過する方法が提供される。この方法は、流体流を横切るように位置決めされた多孔質ＰＴＦＥ膜を利用して、流体流から粒子を濾過する工程を含んでよい。この方法はさらに、多孔質ＰＴＦＥ膜に隣接してこの膜の下流側に位置決めされた安定なニット層を利用して、流体流によって加えられる流体圧負荷に抗して、多孔質ＰＴＦＥ膜を支持する工程を含んでよい。
【００２４】
この方法において採用される安定なニット層は、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含んでいてよい。複数のインターロック領域はそれぞれ、複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されている。これに関して、この方法は、ニット層全体にわたってインターロック領域に流体圧負荷を分散することを含んでよい。
【００２５】
本発明の下記の実施態様の説明を考察すれば、数多くの更なる特徴及び利点が当業者に明らかになる。
本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［４１］に記載する。
［１］
第１層と第２層とを含む流体流から粒子を濾過するための濾過物品であって；
該第１層が流体流を横切るように位置決め可能であり、該流体流から粒子を濾過するための多孔質ＰＴＦＥ膜を含み；そして
該第２層が、前記第１層のドレナージ及び支持のうちの少なくとも一方を可能にするように、前記流体流を横切るように位置決め可能であり、該第２層は、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、該ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、
流体流から粒子を濾過するための濾過物品。
［２］
前記複数のインターロック領域のそれぞれが、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも３つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されている、項目［１］に記載の濾過物品。
［３］
前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、対応インターロック・ループ部分がそれぞれ、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも９０°の円弧の周りに延びている、項目［２］に記載の濾過物品。
［４］
前記複数のインターロック領域のそれぞれの断面内部で、対応インターロック・ループ部分の種々の長さが少なくとも３つの異なる階層内部に配置されている、項目［３］に記載の濾過物品。
［５］
前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、対応インターロック・ループ部分がそれぞれ、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも１８０°の円弧の周りに延びている、項目［４］に記載の濾過物品。
［６］
前記複数のインターロック領域のそれぞれの内部で、対応インターロック・ループ部分が、該部分間の相対運動を摩擦的に制限するために前記対応アーチ形経路に沿って係合されている、項目［４］に記載の濾過物品。
［７］
前記複数のインターロック領域のそれぞれが、前記少なくとも３つの異なる階層のそれぞれを通って延びる複数の蛇行性流体流経路を含む、項目［４］に記載の濾過物品。
［８］
前記複数のストランドの少なくとも一部が丸みを帯びた外側形態を有している、項目［１］に記載の濾過物品。
［９］
前記複数のストランドの少なくとも前記部分の各ストランドが撚られている、項目［８］に記載の濾過物品。
［１０］
前記複数のストランドの少なくとも一部が撚られている、項目［１］に記載の濾過物品。
［１１］
前記複数のストランドの少なくとも第２部分に関して、各ストランドが種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの１つの対応ウェール内に配置された前記複数のインターロック領域の全ての種々のインターロック領域を部分的に形成している、項目［１］に記載の濾過物品。
［１２］
前記流体流の流体圧負荷が約１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄであり、前記複数のインターロック領域は前記ニット層全体にわたって該インターロック領域間に複数のボイドを形成しており、前記複数のボイドのそれぞれは前記流体流内に位置決めされる前の対応第１面積と、前記流体流内に位置決めされている間の対応第２面積とを有しており、そして前記複数のボイドのそれぞれに関して、該対応第２面積が該対応第１面積の２倍未満である、項目［１］に記載の濾過物品。
［１３］
前記流体流の流体圧負荷が約１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄであり、前記複数のインターロック領域は前記ニット層全体にわたって該インターロック領域間に複数のボイドを形成しており、前記複数のボイドのそれぞれは前記流体流内に位置決めされる前の対応第１面積と、前記流体流内に位置決めされている間の対応第２面積とを有しており、そして前記複数のボイドのそれぞれに関して、該対応第２面積が該対応第１面積の２倍未満であり、前記複数のインターロック領域のそれぞれは、前記ウェール及びコースに沿った前記複数のインターロック領域のうちの隣接インターロック領域から対応距離を置いて配置されており、そして前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、前記流体流中に位置決めされている間の前記対応距離は、流体流中に位置決めされる前の初期値の２００％以内にある、項目［１］に記載の濾過物品。
［１４］
前記第２層が、前記第１層の少なくとも支持を可能にするために、該第１層に隣接して、そして該第１層の下流側に位置決めされている、項目［１］に記載の濾過物品。
［１５］
前記第１層と前記第２層とは、プリーツを備えていて、少なくとも部分的に入れ子状の相関関係を成して位置決めされており、そして前記第２層のプリーツが、前記複数のウェール又は前記複数のコースのうちの１つに対して平行に延びている、項目［１４］に記載の濾過物品。
［１６］
さらに、プリーツを備えた第３層を含み、該第３層は、前記第１層のドレナージを可能にするように少なくとも部分的に入れ子状の相関関係を成して該第１層の上流側で前記流体流を横切るように位置決め可能であり、該第３層は、
複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、
該ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、項目［１５］に記載の濾過物品。
［１７］
前記第２層が前記第１層に直接に隣接して位置決めされている、項目［１４］に記載の濾過物品。
［１８］
前記第１層と第２層とが相互接続されている、項目［１４］に記載の濾過物品。
［１９］
さらに、前記第１層のドレナージを可能にするために、前記第１層の上流側に前記流体流を横切るように位置決め可能な第３層を含み、該第３層は、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されており、該ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、項目［１４］に記載の濾過物品。
［２０］
前記第１層と、第２層と、第３層とが相互接続されている、項目［１９］に記載の濾過物品。
［２１］
前記複数のインターロック領域の間に前記第２層を通してボイドが延びている、項目［１］に記載の濾過物品。
［２２］
前記第２層の互いに対向する側の面積は前記ニットと前記ボイドとによって形成されており、そして前記ボイドが前記面積の少なくとも１０％を形成する、項目［２１］に記載の濾過物品。
［２３］
前記インターロック領域が前記面積の少なくとも４０％を形成する、項目［２２］に記載の濾過物品。
［２４］
前記多孔質ＰＴＦＥ膜の泡立ち点が少なくとも約３０ｐｓｉである、項目［１］に記載の濾過物品。
［２５］
前記多孔質ＰＴＦＥ膜の泡立ち点が少なくとも約５０ｐｓｉである、項目［１］に記載の濾過物品。
［２６］
さらに、前記第１層と前記第２層との間に配置された少なくとも１つの中間層を含む、項目［１］に記載の濾過物品。
［２７］
前記フルオロポリマー繊維はＰＴＦＥ又はＰＦＡから成る群から選択される、項目［１］に記載の濾過物品。
［２８］
前記第２層を含む複数のストランドは、ラッセル・ニットを形成するように配列された繊維である、項目［１］に記載の濾過物品。
［２９］
前記ニットは、少なくとも２つの直交方向で安定している、項目［１］に記載の濾過物品。
［３０］
前記フルオロポリマー繊維は撚られたフィラメントを含む。項目［１］に記載の濾過物品。
［３１］
前記フルオロポリマー繊維はモノフィラメント及びマルチフィラメントのうちの１つを含む、項目［１］に記載の濾過物品。
［３２］
前記フルオロポリマー繊維は中空フィラメントを含む、項目［１］に記載の濾過物品。
［３３］
濾過装置であって、フィルタ・ケージと、該フィルターケージ内部に配置されたフィルタ・エレメントとを有しており、該フィルタ・エレメントが項目［１］に記載の濾過物品を含み、前記第１層及び第２層がプリーツを付けられ、少なくとも１つのエッジに沿って該第１層と第２層とを接合するようにポッティングされる、濾過装置。
［３４］
項目［３３］に記載の濾過装置を含有する濾過カプセル。
［３５］
流体流から粒子を濾過する方法であって：
該流体流を横切るように位置決めされた多孔質ＰＴＦＥ膜を利用して、流体圧を有する流体流から粒子を濾過し；そして
該多孔質ＰＴＦＥ膜の下流側に位置決めされた安定なニット層を利用して、流体流によって加えられる流体圧負荷に抗して、前記多孔質ＰＴＦＥ膜を支持する
ことを含む、流体流から粒子を濾過する方法。
［３６］
前記ニット層が、複数のインターロック領域を有するニットを形成するように配列された複数のフルオロポリマー繊維ストランドを含み、該複数のインターロック領域はそれぞれ、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも２つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されている、項目［３５］に記載の方法。
［３７］
前記支持工程は：
前記ニット層全体にわたって前記インターロック領域に前記流体圧負荷を分散する
ことを含む、項目［３６］に記載の方法。
［３８］
前記流体圧負荷が約１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄであり、前記複数のインターロック領域は前記ニット層全体にわたって該インターロック領域間に複数のボイドを形成しており、前記複数のボイドのそれぞれは前記流体流内に位置決めされる前の対応第１面積と、前記流体流内に位置決めされている間の対応第２面積とを有しており、そして前記複数のボイドのそれぞれに関して、該対応第２面積が該対応第１面積の２倍未満である、項目［３７］に記載の方法。
［３９］
前記ニットの前記複数のインターロック領域が複数のウェールと複数のコースとを形成しており、そして前記複数のストランドの少なくとも第１部分に関して、各ストランドは種々のループ部分を含み、該ループ部分は、前記複数のウェールのうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された前記複数のインターロック領域のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する、項目［３７］に記載の方法。
［４０］
前記流体圧負荷が約１ｐｓｉｄ〜１０ｐｓｉｄであり、前記複数のインターロック領域のそれぞれは、前記ウェール及びコースに沿った前記複数のインターロック領域のうちの隣接インターロック領域から対応距離を置いて配置されており、そして前記複数のインターロック領域のそれぞれに関して、前記流体流中に位置決めされている間の前記対応距離は、流体流中に位置決めされる前の初期値の２００％以内にある、項目［３９］に記載の方法。
［４１］
前記複数のインターロック領域のそれぞれが、前記複数のフルオロポリマー繊維ストランドの少なくとも３つのインターロック・ループ部分から成る種々の対応セットによって形成されている、項目［３９］に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の濾過物品の実施態様を含む濾過装置の実施態様を示す図である。
【００２７】
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の濾過物品の実施態様のニット層の実施態様を示す図である。
【００２８】
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の濾過物品の実施態様のニット層の実施態様を示す図である。
【００２９】
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の濾過物品の実施態様のニット層の実施態様を示す画像である。
【００３０】
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の濾過物品の実施態様のニット層の実施態様を示す画像である。
【００３１】
【図４】図４Ａは、図４Ｂに示されたものとは別のニット層の実施態様のニット構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
少なくとも１つのフルオロポリマーニット材料層を含む流体濾過物品の実施態様をここに説明する。ニット層は、全体的にフルオロポリマー材料から形成され得るフィルタ・カートリッジ内の支持層及び／又はドレナージ層として使用することができる。このようなニット層は、申し分のない粒子濾過効率を有する、改善された使用時間（time-in-use)品質を有する濾過物品を提供する。
【００３３】
図１は、全体的にフルオロポリマー材料から形成され得るフィルタ・カートリッジ（１００）を示している。フィルタ・カートリッジは、流体流（ＦＳ）が貫流する濾過カプセル（１０２）（図１では仮想線によって示される）内部に位置決めするようにサイズ設定されてよい。フィルタ・カートリッジ（１００）は、プリーツ付き多孔質フルオロポリマー濾過膜（１０）と、濾過膜（１０）の下流側に配置されたプリーツ付きフルオロポリマーニット層（１２）と、濾過膜（１０）の上流側に配置された任意のプリーツ付きフルオロポリマーニット層（１４）とを含む濾過物品（１）を含むことができる。図示のように、濾過膜（１０）、ニット層（１２）及びニット層（１４）は少なくとも部分的に入れ子式に配置されている。濾過物品（１）のプリーツ付きの濾過膜（１０）、ニット層（１２）、及びニット層（１４）の一方又は両方の端部をポッティングして、このような端部をシール可能に相互接続することができる。
【００３４】
言うまでもなく、濾過物品のプリーツ形態を利用すると、濾過膜（１０）の有効サイズを増大させることによって濾過能力を高めることができる。図１に示された実施態様の場合、プリーツ付き濾過物品（１）は、円筒形の管状形態を成している。この形態は、外方に向かって突出する逆Ｖ字形のプリーツを有している。これらのプリーツは濾過物品（１）の両端部間の長手方向軸の周りに位置決めされ、またこの長手方向軸に沿って延びている。これに関して、プリーツは濾過物品の長手方向軸の周りに、そして長手方向軸に沿って隣接プリーツ間にＶ字形の領域又は谷を形成している。
【００３５】
フィルタ・カートリッジ（１００）は、内側コア（２０）と、外側ケージ（２２）と、端部集成体（２４），（２６）とを含んでいてもよい。端部集成体（２４）は、（例えば表面間溶融作業を介して）外側ケージ（２２）に相互接続された環状界面を有する環状部材（２４ａ）と、（例えば表面間溶融作業を介して）環状部材（２４ａ）に相互接続された環状面を有するクロージャ部材（２４ｂ）とを含んでいてよい。端部集成体（２６）は、フランジ付き管状界面部材（２６ｂ）の環状面に相互接続された環状面と、管状界面部材（２６ｂ）に配置されたシール部材（２６ｃ）（例えばＯリング）とを有している。端部集成体（２６）は、濾過カプセル（１０２）からの出口ポートにシール可能に相互接続されていてよい。
【００３６】
フルオロポリマー膜（１０）は延伸ＰＴＦＥ膜を含んでよい。延伸ＰＴＦＥ膜は、米国特許第７，３０６，７２９号、同第３，９５３，５６６号、同第５，４７６，５８９号、及び同第５，１８３，５４５号の各明細書に記載された方法に従って調製されてよい。これらの前記明細書は全体を参照することによって本明細書中に組み入れられる。フルオロポリマー膜は、ノードがフィブリルによって相互接続されていることを特徴とするマイクロ構造を有する官能性ＴＦＥコポリマー材料を含む延伸ポリマー材料を含んでもよい。官能性ＴＦＥコポリマー材料はＴＦＥ及びＰＳＶＥの官能性コポリマーを含む。官能性ＴＦＥコポリマー材料は米国特許出願公開第２０１０／０２４８３２４号明細書に記載されている方法に従って調製することができる。前記明細書は全体を参照することによって本明細書中に組み入れられる。
【００３７】
コア（２０）、ケージ（２２）、及び端部集成体（２４），（２６）は、周知の熱可塑性フルオロポリマー、例えばＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ，ＰＣＴＦＥ，ＥＣＴＦＥ，ＰＶＤＦなどから成っていてよい。
【００３８】
図１に示されているように、フィルタ・カートリッジ（１００）は、濾過カプセル（１０２）内に流入した流体流（ＦＳ）がケージ（２２）に設けられた開口を通り、濾過物品１を通り、そしてコア（２０）に設けられた開口を通って、管状通路に流れるように配置されていてよい。管状通路はフィルタ・カートリッジ（１００）を通って、端部集成体（２６）を介してカートリッジの外方へ延びている。上流側のニット層（１４）は、濾過膜（１０）のプリーツのうちの隣接プリーツの、外方に面する表面の間を通る、そしてこれらの表面を貫流するための流体流通路を提供するようにスペーサとして作用する。下流ニット層（１２）は、濾過膜（１０）の、内方に面する表面の間を通る、そして表面を貫流するための流体流通路を提供するようにスペーサとして作用する。下流ニット層（１２）はさらに、負荷された流体圧に抗して濾過膜（１０）を支持するのを可能にするように配置されている。
【００３９】
この点に関連して、図示の配列関係では、下流層（１２）を濾過膜（１０）に直接に隣接させて配置することにより、流体流ＦＳによって加えられた流体圧負荷に抗して濾過膜（１０）を表面間で支持するのを可能にする。他の配列関係では、下流層（１２）は、１つ又は２つ以上の中間層が間に挿入された状態で、濾過膜（１０）を支持してもよい。
【００４０】
上記のように、そしてさらに下述するように、下流層（１２）は、インターロック領域を設けることによって下流層（１２）全体にわたって流体圧を有利に分散するニット構造から成っていてよい。これにより、従来の流体濾過物品と比較して安定性が高められ、使用時間特性が向上する。特定の配列関係、例えば図１に示されたプリーツ付き形態では、下流層（１２）のニット構造はまた、インターロック領域間、及びインターロック領域の周りに通路を形成することによって、流体流の貫流を容易にし、すなわち膜ドレナージ機能を向上させる。
【００４１】
様々な実施態様において、濾過物品（例えば上記フィルタ物品（１））は、濾過層（例えば上記濾過膜（１０））と、１つ又は２つ以上のニット層（例えば上記下流層（１２）及び／又は上流層（１４））とを含んでいてよい。ニット層は、インターロック領域を有するニットを形成するように配列されたフルオロポリマー繊維ストランドを含んでいる。インターロック領域はインターロック・ループを有している。インターロック・ループは、少なくとも１つの方向において材料伸長性を低減することによって、寸法安定性がより高いニットをもたらす。また、ニット構造のインターロック・ループ形態は、交錯する繊維内及び繊維の周りに流体流パターンを許すための付加的なスペースを提供する。このことは、織布メッシュ開口だけに流れが限定され得る直交繊維を有する織布構造と比較して有利である。
【００４２】
ニット層の繊維は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＦＥＰ又はＰＦＡから選択されたフルオロポリマーを含んでよい。好ましくは、ニット層を形成するためにｅＰＴＦＥ繊維を使用してよい。ＰＴＦＥニット層は少なくとも１種のＰＦＴＥ繊維を有するヤーンから形成される。米国特許第５，７０８，０４４号、同第６，５４１，５８９号、及び同第７，５３１，６１１号、及び米国特許出願第１１／９０６，８７７号、及び同第１２／４１０，０５０号の各明細書（これら全ては全体的に参照することにより、本明細書中に組み入れられる）に記載されているように、ＰＴＦＥという用語は延伸ＰＴＦＥ、延伸変性ＰＴＦＥ、及びＰＴＦＥの延伸コポリマーをも含むものとする。ＰＴＦＥ繊維は指向性フィブリルを含み、無孔質又は多孔質であってよい。ＰＴＦＥ繊維はモノフィラメントであってよく、或いは種々のデニール、密度、長さ、又は寸法の差異を有する２種の異なるＰＴＦＥ繊維であってもよい。少なくとも１種のＰＴＦＥ繊維と、ＰＴＦＥではない少なくとも１種の他のタイプのフルオロポリマー繊維とを有する複数のヤーンストランドを濾過物品実施態様に採用することもできる。
【００４３】
図２Ａ及び２Ｂは、濾過物品実施態様のニット層（５０）の構造の実施態様を示している。言うまでもなく、ニット層（５０）は、流体流から粒子を濾過するための多孔質ＰＴＦＥ材料（例えばＰＴＦＥ膜）を含む濾過層の下流側及び／又は上流側に位置決めされてよい。これに関して、ニット層（５０）は、濾過層の下流側に配置されたときには支持及びドレナージ機能を提供し、また濾過層の上流側に位置されたときにはドレナージ機能を提供することができる。
【００４４】
図２Ａ及び２Ｂの実施態様に示されているように、ニット層（５０）は、複数のインターロック領域（７０）を形成するように配列されたフルオロポリマー繊維ストランド（６０）を含んでいてよい。インターロック領域のうちの２つが図２Ａ及び２Ｂのそれぞれにおいて円で囲まれている。図２Ａ及び２Ｂに示されたニット層（５０）は、理解のためにインターロック領域（７０）を弛緩した状態で示している。言うまでもなく、（図３Ａ及び３Ｂの実施態様に示されているように）インターロック領域（７０）は使用前に締められる。図示のように、インターロック領域（７０）のそれぞれは、ストランド（６０）の少なくとも２つのインターロック・ループ部分（６２）から成る種々の対応セットによってそれぞれ形成されている。インターロック領域（７０）は複数のウェール（８０）と複数のコース（８２）とを形成することができる。
【００４５】
インターロック領域（７０）は、これらの間に流体圧負荷を分散することによって、インターロック領域（７０）間のストランド（６０）の相対運動及び／又は伸長を制限するように機能することができ、これにより安定性を高める。これに関して、図２Ａ及び２Ｂに示された実施態様において、インターロック領域（７０）はそれぞれ、フルオロポリマー繊維ストランド（６０）の３つのインターロック・ループ部分（６２）から成る種々の対応セットによって形成されている。図示のように、ストランド（６０）の一部に関して、各ストランドは種々のループ部分を含んでおり、これらのループ部分は、前記複数のウェール（８０）のうちの少なくとも２つの異なるウェールに沿って配置された複数のインターロック領域（７０）のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成する。さらに、ストランド（６０）の別の部分に関して、それぞれのストランドが種々のループ部分を含み、これらのループ部分は、ウェール（８０）のうちの１つの対応ウェールに沿って配置されたインターロック領域（７０）の全ての種々のインターロック領域を部分的に形成する。インターロック領域（７０）をこのように設けることにより、種々のウェール及びコースに配置されたインターロック領域（７０）に、そしてインターロック領域（７０）全体にわたって負荷を分散することによって、ニット層（５０）に加えられた流体圧負荷を分散する。
【００４６】
例えば、図２Ａの実施態様では、ストランド（６０）の一部に関して、それぞれのストランドが種々のループ部分を含み、これらのループ部分は、ウェール（８０）のうちの２つの隣接ウェールに沿って配置された複数のインターロック領域（７０）のうちの種々の互い違いのインターロック領域を部分的に形成するのに対して、図２Ｂの実施態様では、ストランド（６０）の一部に関して、それぞれのストランドが種々のループ部分を含み、これらのループ部分は、ウェール（８０）のうちの、別の１つのウェール（８０）を間に挿む２つのウェールに沿って配置された複数のインターロック領域（７０）のうちの種々の互い違いのインターロック領域（７０）を部分的に形成する。
【００４７】
様々な実施態様において、インターロック領域（７０）を形成するストランド（６０）のループ部分は、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも９０°の円弧の周りに延びるように配置されていてよい。図２Ａ及び２Ｂの実施態様を参照すると、インターロック領域（７０）と対応するストランド（６０）のループ部分の少なくとも一部が、種々の対応アーチ形経路に沿って少なくとも１８０°の円弧の周りに延びるように配置されていてよい。
【００４８】
図３Ａ及び３Ｂは、本発明のＰＴＦＥニット層（９０）の実施態様の画像を示している。ニット層（９０）は、延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）繊維から成っており、２バー・イン・レイ・ラッセル・ロックド・ステッチ・デザイン(2 bar in lay Raschel locked stitch design)を使用して構成される。この２バー・イン・レイ・ラッセル・デザイン(2 bar in lay Raschel design)の構成は図４Ａ及び４Ｂに示されている。ニット層（９０）はウェール及びワープ方向において寸法安定な構造を提供する。
【００４９】
ＰＴＦＥの摩擦係数が低いことにより、寸法安定なニットを構成することは難しい。しかし、２バー・イン・レイ・インターロック・ステッチ(2 bar in lay interlock stitch)を採用したインターロック・ステッチ・デザインを使用することによって、図２Ａ，２Ｂ，３Ａ及び３Ｂに示されたニット層において、寸法安定なニットを構成することができる。
【００５０】
図２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ及び４Ｂは具体的なニット・デザインの実施態様を示しているが、言うまでもなくウェール方向及び／又はコース方向に寸法安定性をもたらすものであれば、いかなるニットパターンを使用してもよく、例えばインターロック・ステッチ・トリコット・デザイン(interlock stitch Tricot design)を用いたウェフト・ニットを使用してもよい。
【００５１】
本明細書中に記載されたフルオロポリマーニットは濾過膜の上流側又は下流側に配置してよい。ニット層は濾過膜の上流側及び下流側の両方に配置してもよい。ニット層は様々な形態を成して提供してよい（例えば平面状、プリーツ付き平面状、管状、プリーツ付き管状など）。１つの配列関係において、ニット層は、濾過膜の互いに対向する側に位置決めしてよく、これらの層にプリーツを施し、層の端部をシールすることによって、従来技術において記載された周知の方法を用いて、上記で考察したように、プリーツ付き濾過カートリッジを形成することができる。さらに、カートリッジを、流体流が貫流するカプセル又はハウジング内に配置することができる。
【００５２】
様々な実施態様において、濾過膜とニット層との間に中間層を配置することができる。中間層は付加的な支持機能を提供することができる。好適な中間層は多孔質フルオロポリマー網、織布、膜、又は不織布を含む。好ましい中間層は、米国特許出願公開第２０１２／０６４２７３号明細書に記載された多孔質フルオロポリマー物品であってよい。
【００５３】
本発明の前記記述は、例示及び説明を目的として提示されている。さらにこの記述は、本明細書中に開示された形態に本発明を限定しようとするものではない。従って上記教示内容には、変更形及び改変形が相応しい。関連する技術及び知識は本発明の範囲に含まれる。上記実施態様はさらに、本発明の既知の実施形態を説明すること、そしてこのような実施態様又は他の実施態様において、また本発明の特定の用途又は使用によって必要となる種々様々な改変形とともに、当業者が本発明を利用するのを可能にすることを目的としている。添付の請求項は、従来技術によって許容される範囲で別の実施態様を含むと解釈されるものとする。
【００５４】
試験法及び測定
粘性液体流動試験
体積を基準として７５％のグリセロールと２５％のＤＩ水とを混合することにより、グリセロールの水溶液を調製した。室温（７５°Ｆ）における溶液の粘度測定値は約４０ｃｐであった。濾過物品試料（４７ｍｍ直径）をホルダ内部に確実に入れた。グリセロール溶液をポンピングにより試料に通した。試料を横切る初期圧力差は約５０ｐｓｉｄであった。試料は、濾過膜と下流側のニット層とのスタックを含んだ。任意には、試料は中間層及び／又は上流ニット層を含むこともあった。試験全期間中、下記例の１つ又は２つ以上において記すように、試料を横切る圧力差を記録した。
【００５５】
初期圧力差が５０ｐｓｉｄからより低い値まで降下するのにかかる時間を試料強度のインジケータとして使用した。圧力差の降下にかかる時間が長ければ長いほど、試料は強く、又は安定している。強度、安定性が低い試料の場合、差圧が５０ｐｓｉｄからより低い値まで降下するのにかかる時間は１０分未満となる。強度の高い試料は少なくとも約２４時間にわたって５０ｐｓｉｄの初期差圧を維持するのが典型的である。
【００５６】
この試験は、負荷された圧力に抗して膜層を十分にするドレナージ層の能力の安定性尺度を提供すると考えられる。この試験は試料の長期粒子濾過効率との相関関係を提供するとも考えられる。すなわち、この試験によって高い強度であることが示された試料は、優れた長期粒子濾過効率をも有することになる。
【００５７】
長期粒子濾過効率試験
この試験を用いて、上記の濾過物品試料の長期粒子濾過効率を測定した。どの２つの穴間の中心間距離も９．６ｍｍとなるように互いに離隔した直径９．６ｍｍの１９個の穴を備えたステンレス鋼板（直径９０ｍｍ）上に試料を置いた。次いで試料をステンレス鋼板と一緒に流体の入口及び出口を備えたホルダ内部に入れた。下記試験手順を用いて粒子濾過効率を測定し、初期濾過効率として報告した。
【００５８】
試料を先ずＩＰＡで湿潤させ、次いでＤＩ水中０．１％のTriton（登録商標）X-100を含有する２５０ｍＬ溶液を使用して、これに初期洗浄を施した。この洗浄は試料を横切る圧力差が約３ｐｓｉｄの状態で行った。排液を捕集して「background（バックグラウンド）」と標識付けした。
【００５９】
チャレンジ(challenge)溶液を、４９ｎｍのマイクロスフィア(Part No. B50, Thermo Fisher Scientific Inc.)を使用して調製した。４９ｎｍのマイクロスフィアを含有する１重量％のストック溶液８３マイクロリットルを、ＤＩ水中０．１％のTriton（登録商標）X-100を含有する溶液２リットルに添加することによって、４９ｎｍのチャレンジ溶液を調製した。
【００６０】
次いで、濾過膜を横切る６ｐｓｉｄの差圧下で、２５０ｍＬのチャレンジ溶液が膜を貫流するようにしておいた。チャレンジ溶液は流体流に直接に曝した。濾液を捕集し、「downstream（下流）」と標識付けした。
【００６１】
Cary Eclipse蛍光分光光度計を使用して、チャレンジ溶液、バックグラウンド、及び下流試料の蛍光強度を測定した。分光光度計の強度測定値を、所与のマイクロスフィア・サイズを有する３つの異なる粒子濃度のチャレンジ溶液から生成された較正基準を用いて三点曲線に対して較正した。
【００６２】
強度値から、粒子保持効率（Ｅ）（％）を次の等式に従って計算した：
【数１】
0006530018.tif 000002
【００６３】
複製の濾過物品試料を、上記のデザイン及び寸法を有する別のステンレス鋼板上に置いた。次いで、試料をステンレス鋼板と一緒に流体の入口及び出口を備えたホルダ内部に入れた。試料を１４日間にわたって１４０℃でプロピレングリコール流に曝した。試料を横切る差圧は約３．０ｐｓｉｄであった。
【００６４】
１４日後に、粒子濾過効率をこの試料において上記のように測定し、（１４０℃でプロピレングリコールに１４日間にわたって曝露した後の）最終効率として報告した。
【００６５】
初期効率値と最終効率値との間の変化が無視できる程度のものであるということは、試料が優れた長期粒子保持力を提供することを示し、またこのような試料が濾過装置の寿命全体にわたってその粒子濾過効率を維持することを示唆する。
【００６６】
泡立ち点測定
ASTM F31 6-03の一般的教示内容に従って、Capillary Flow Porometer (Porous Materials Inc., Ithaca, N.Y.のModel CFP 1500 AEXL)を使用して、濾過物品に採用し得る濾過膜試料の泡立ち点を測定する。試料膜を試料チャンバ内に入れ、表面張力１９．１ダイン／ｃｍのSilVVick Silicone Fluid (Porous Materials Inc.から入手可能）で湿潤させる。試料チャンバの下側クランプは、直径２．５４ｃｍ、厚さ３．１７５ｍｍの多孔質金属ディスク挿入体（Mott Metallurgical, Farmington, Conn., 40ミクロン多孔質金属ディスク）を有し、試料チャンバの上側クランプは直径３．１７５ｍｍの穴を有した。Capwinソフトウェア・バージョン6.62.1を使用して、すぐ下の表に指定されているように下記パラメータを設定する。泡立ち点に関して提示された値は２つの測定値の平均であった。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
パラメータ                                    設定点              
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
maxflow (cc/m)                                200000
bubflow (cc/m)                                100
F/PT (old bubltime)                           40
minbppres (PSI)                                0
zerotime (sec)(ゼロタイム）                    1
v2incr (cts)                                   10
preginc (cts)                                  1
pulse delay(パルス遅延) (sec)                  2
maxpre (PSI)                                   500
pulse width (sec)(パルス幅)                    0.2
mineqtime (sec)                                30
presslew (cts)                                 10
flowslew (cts)                                 50
eqiter                                         3
aveiter                                        20
maxpdif (PSI)                                  0.1
maxfdif (cc/m)                                 50
sartp (PSI)                                    1
sartf (cc/m)                                   500
___________________________________________________________
【００６７】
例
例１
表Ｉに記載された特徴を有する延伸ＰＴＦＥ繊維からニット試料を製造した。４００個のｅＰＴＦＥ繊維端部から成るワープ・ビームを作成した。ここではビームの全幅にわたる張力を一定に保ち、その結果ワープ・ビームが有する皺及び繊維交差が最小限になるようにした。ワープ・ビームを典型的な２バー縦編み機に置いた。挿入繊維のためにｅＰＴＦＥ繊維の付加的な供給コーンを使用した。２バー・イン・レイ・ラッセル・ロックド・ステッチ・デザインを使用して、所期ニットを製造した。
【表１】
0006530018.tif 000003
【００６８】
米国特許出願公開第２０１０／０２４８３２４号、及び同第２０１１／００３９９６０号、及び継続中の米国仮特許出願第６１／５３８，６２５号の各明細書の教示内容に従って形成された延伸ＰＴＦＥ膜層の下流側に、上記ニット層を置いた。この二層スタックに、膜側が直接流体流に曝露される状態で、長期粒子濾過効率試験を施した。初期効率及び最終効率の測定値は両方とも９５％であり、これはこのスタックの長期粒子保持力が優れていることを示唆する。
【００６９】
この二層スタックに粘性液体流動試験を施した。この場合膜側を流体流に直接に曝露した。スタックを横切る（初期値５０ｐｓｉｄからの）差圧の降下は２４時間後でも観察されなかった。この試験を９６時間にわたって実施した。９６時間後にも観察し得る差圧降下は生じなかった。
【００７０】
例２
延伸ＰＴＦＥ層と、一方の側に設けられた凝集性の不規則なＦＥＰ粒子網状構造とを有する多孔質物品を形成する中間層を、米国特許出願公開第２０１２／０６４２７３号明細書の教示内容に従って製造した。この層を、例１のスタックの延伸ＰＴＦＥ膜とニット層との間に配置した。中間層のｅＰＴＦＥ膜がニット層に隣接し、そして凝集性の不規則なＦＥＰ粒子網状構造がスタックのｅＰＴＦＥ膜に隣接するように位置づけを行った。このスタックに長期粒子濾過効率試験を施した。初期効率及び最終効率の測定値は両方とも９５％であり、これはこのスタックの長期粒子保持力が優れていることを示唆する。
【００７１】
比較例１
商業的に入手可能なプリーツ付きカートリッジ・フィルタ（Pall CorporationのProduct Number ABFG1GPK3EH1-K3 Ultikleen G2 Excellar ER 20nm）からＰＴＦＥ網層と延伸ＰＴＦＥ膜とを取り出し、この二層スタックに粘性液体流動試験を施した。この場合膜側を流体流に直接に曝露した。差圧は５分以内に５０ｐｓｉｄから約５ｐｓｉｄ未満に降下した。このことは安定性が低いことを示唆する。
【００７２】
このスタックに対する長期粒子濾過効率試験によれば、初期効率の測定値は９０％、そして最終効率の測定値は６９％であり、このことは長期粒子保持性能が低いことを示唆する。
【００７３】
比較例２
商業的に入手可能なプリーツ付きカートリッジ・フィルタ（Pall CorporationのProduct Number FLHF050-10M3F-PW-300 Fluoryte（登録商標） 50nm）からＰＴＦＥ網層と延伸ＰＴＦＥ膜とを取り出した。この二層スタックに粘性液体流動試験を施した。この場合膜側を流体流に直接に曝露した。差圧は５分以内に５０ｐｓｉｄから約５ｐｓｉｄ未満に降下した。
【００７４】
比較例３
商業的に入手可能なプリーツ付きカートリッジ・フィルタ（Mykrolls Corporationの製品QCCYATM01, Quickchange（登録商標） 0.03ミクロン定格カートリッジ）からＰＦＡ織布層を取り出した。商業的に入手可能なプリーツ付きカートリッジ・フィルタ(Fluoroflow（登録商標）XF SELECT, Parker Hannifin Corporation)の０．１ミクロン定格孔径の延伸ＰＴＦＥ膜をＰＦＡ織布層の上流側に配置した。この二層スタックに粘性液体流動試験を施した。この場合ＰＴＦＥ膜側を流体流に直接に曝露した。差圧は５分以内に５０ｐｓｉｄから約５ｐｓｉｄ未満に降下した。
【図１】
0006530018.tif 000004
【図２Ａ】
0006530018.tif 000005
【図２Ｂ】
0006530018.tif 000006
【図３Ａ】
0006530018.tif 000007
【図３Ｂ】
0006530018.tif 000008
【図４】
0006530018.tif 000009