(57)【要約】  費用対効果が高く、製造が容易な、種々の高性能、高効率のフィルタ材を提供する。特に、表面積の増加をもたらす波形構造を有する少なくとも一つの層を有し、それによってフィルタ材の種々の特性を改良する、種々のフィルタ材を提供する。フィルタ材は、種々の用途に用いるための種々のフィルタ要素を形成するのに使用することが可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細繊維ろ過層、および前記細繊維層を波形構造に保持し、前記ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層を含むフィルタ材であって、前記粗支持層が、谷における繊維の質量よりも、山における繊維の質量が大きい、フィルタ材。
【請求項２】
前記細繊維ろ過層が、平面構造の前記細繊維ろ過層の表面積よりも少なくとも約５０％大きい表面積を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項３】
前記粗支持層が下流の粗支持層を含み、前記フィルタ材が上流の粗支持層を更に含み、前記細繊維ろ過層が、上流の粗支持層と下流の粗支持層との間に設けられている、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項４】
前記下流の粗支持層と前記上流の粗支持層との間に設けられた、少なくとも一つの追加のろ過層を更に含む、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項５】
前記少なくとも一つの追加のろ過層が、細繊維ろ過層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均径を有する繊維から形成される、請求項４に記載のフィルタ材。
【請求項６】
前記上流の粗支持層、前記細繊維ろ過層、および前記下流の粗支持層の全てが波形構造を有する、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項７】
前記上流の粗支持層が、前記細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きく、かつ前記下流の粗支持層を形成する繊維の平均径と等しい又はそれより小さい平均径を有する繊維から形成される、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項８】
前記上流および下流の粗支持層が短繊維層を含み、前記細繊維ろ過層がメルトブロー層およびガラス繊維層の少なくとも一つを含む、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項９】
前記上流の粗支持層の上流に設けられた平面層および前記下流の粗支持層の下流に設けられた平面層の少なくとも一つを更に含む、請求項６に記載のフィルタ材。
【請求項１０】
前記平面層が、前記上流の粗支持層および前記下流の粗支持層を形成する繊維の平均径より小さく、かつ前記細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きい平均径を有する繊維から形成される、請求項９に記載のフィルタ材。
【請求項１１】
前記下流の粗支持層の下流に設けられた平面層を更に含み、前記平面層が、前記上流の粗支持層、前記下流の粗支持層、および前記細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きい平均径を有する繊維から形成される、請求項６に記載のフィルタ材。
【請求項１２】
前記細繊維ろ過層がメルトブロー層を含む、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１３】
前記細繊維ろ過層がガラス繊維層を含む、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１４】
前記粗支持層が、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１５】
前記フィルタ材が１インチ当たり２〜６個の波を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１６】
前記フィルタ材が、約９より大きい放電ＤＯＰアルファ値を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１７】
前記フィルタ材が、約１１よりも大きい放電ＤＯＰアルファ値を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１８】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填されたＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いて測定した塵埃保持容量が、少なくとも約８ｇ／ｆｔ２である、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１９】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後に、約５０ｍｍＨ２Ｏより小さいのＮａＣｌ充填量を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２０】
前記フィルタ材が、約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２１】
前記フィルタ材が約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２２】
前記フィルタ材が約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２３】
複数の波を形成する波形構造を有する第１繊維層であって、各々の波がランダムな波の形状および高さを有し、各々の波が山および谷を有し、隣り合う山が互いに離れた間隔で配置され、隣り合う谷が互いに離れた間隔で配置される、第１繊維層と、
前記第１繊維層と組み合わされた、前記第１繊維層よりも粗い繊維から形成された第２繊維層と
を含む、フィルタ材。
【請求項２４】
前記第１繊維層が、平面構造における第１繊維層の表面積よりも少なくとも約５０％大きい表面積を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２５】
前記第１繊維層が、前記第２繊維層を形成する繊維の平均径よりも小さい平均径を有する細繊維から形成される、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２６】
前記第１繊維層の繊維の平均繊維径が約５μより小さく、前記第２繊維層の繊維の平均径が約１０μよりも大きい、請求項２５に記載のフィルタ材。
【請求項２７】
前記第２繊維層が、前記第１繊維層の谷付近における繊維の密度よりも、前記第１繊維層の山付近における繊維の密度が大きい、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２８】
前記第２繊維層が前記第１繊維層の下流に設けられ、フィルタ材が、前記第１繊維層の上流に設けられた第３繊維層を更に含む、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２９】
前記第３繊維層が、前記第２繊維層を形成する繊維の平均径と等しい又はそれより小さい平均径を有する繊維から形成されており、前記第２繊維層を形成する繊維の平均径が、前記第１繊維層を形成する繊維の平均径よりも大きい、請求項２８に記載のフィルタ材。
【請求項３０】
前記第１、第２、および第３繊維層が波形構造を有し、フィルタ材が、第３繊維層の上流に設けられ、平面構造を有する第４層、および第２繊維層の下流に設けられ、平面構造を有する第５層の少なくとも一つを更に含む、請求項２８に記載のフィルタ材。
【請求項３１】
前記第１繊維層が、メルトブロー層およびガラス繊維層から成る群から選択される、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３２】
前記第２繊維層が、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３３】
前記フィルタ材が、１インチ当たり２〜６個の波を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３４】
前記フィルタ材が、約９より大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３５】
前記フィルタ材が、約１１より大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３６】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填されたＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いて、少なくとも約８ｇ／ｆｔ２の塵埃保持容量を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３７】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後に、約５０ｍｍＨ２Ｏより小さいＮａＣｌ充填量を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３８】
前記フィルタ材が約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３９】
前記フィルタ材が、約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項４０】
前記フィルタ材が、約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項４１】
細繊維層と、バインダー繊維および非バインダー繊維の混合物から形成される少なくとも一つの粗繊維層とから形成される、曲線状ウェブであって、前記少なくとも一つの粗支持層が、前記細繊維層の隣り合う山の間の間隔を維持し、かつ前記細繊維層の隣り合う谷の間の間隔を維持する曲線状ウェブと、
前記曲線状ウェブと組み合わされた平面状ウェブと
を含む複層フィルタ材。
【請求項４２】
前記細繊維層が、細繊維メルトブロー層および細繊維ガラス層から成る群から選択される、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項４３】
前記細繊維層が、約５μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成される、請求項４２に記載のフィルタ材。
【請求項４４】
前記少なくとも一つの粗支持層が、前記細繊維層の上流に設けられた第１粗支持層、および前記細繊維層の下流に設けられた第２粗支持層を含む、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項４５】
前記平面状ウェブが、前記第１粗支持層の上流に設けられている、請求項４４に記載のフィルタ材。
【請求項４６】
前記平面状ウェブが、前記第２粗支持層の下流に設けられている、請求項４４に記載のフィルタ材。
【請求項４７】
前記平面状ウェブが、前記第１および第２粗支持層並びに前記細繊維層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成される、請求項４６に記載のフィルタ材。
【請求項４８】
前記第２粗支持層が、前記第１粗支持層を形成する繊維の平均繊維径と等しい又はそれより大きい平均繊維径を有する繊維から形成されており、前記第２粗支持層を形成する繊維の平均繊維径が、前記平面状ウェブを形成する繊維の平均繊維径よりも大きく、前記平面状ウェブを形成する繊維の平均繊維径が、前記細繊維層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい、請求項４４に記載のフィルタ材。
【請求項４９】
前記細繊維層が、平面構造における前記細繊維層の表面積よりも少なくとも５０％大きい表面積を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５０】
前記少なくとも一つの粗支持層が、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５１】
前記フィルタ材が１インチ当たり２〜６個の波を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５２】
前記フィルタ材が約９よりも大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５３】
前記フィルタ材が約１１よりも大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５４】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填されたＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いて、少なくとも約８ｇ／ｆｔ２の塵埃保持容量を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５５】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後に、約５０ｍｍＨ２Ｏより小さいＮａＣｌ充填量を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５６】
前記フィルタ材が約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５７】
前記フィルタ材が約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５８】
前記フィルタ材が約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５９】
約２インチまたはそれより小さい高さを有する複数の不均一な波をフィルタ材が含むような波形構造を有し、かつ少なくとも二つの繊維層を有するフィルタ材であって、前記繊維層の少なくとも一つが細繊維ろ過層であり、前記繊維層の少なくとも一つが粗繊維支持層であるフィルタ材と、
前記フィルタ材の外周の周りに設けられたハウジングと
を含むフィルタ要素。
【請求項６０】
前記ハウジングが、前記フィルタ材の外周の一部分を硬化させることによって形成される、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６１】
前記ハウジングが、前記フィルタ材の外周の周りに設けられた枠を含む、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６２】
前記フィルタ材が７〜１６のＭＥＲＶ評価を有する、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６３】
前記細繊維ろ過層が、メルトブロー層およびガラスファイバー層の少なくとも一つを含む、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６４】
前記細繊維ろ過層が、約５μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成される、請求項６３に記載のフィルタ要素。
【請求項６５】
複数の山および谷を有する波形フィルタ材を形成するために一緒に組み合わされたろ過層および支持層を含み、前記波形フィルタ材に複数のプリーツが形成された、プリーツ状フィルタ要素。
【請求項６６】
前記波形フィルタ材が、当該波形フィルタ材がプリーツを維持するのに十分な硬さの裏材を含む、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項６７】
前記波形フィルタ材が、当該波形フィルタ材がプリーツを維持するのに十分な剛性を有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項６８】
前記波形フィルタ材が、プリーツ形成前に約０．５インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項６９】
前記プリーツ状フィルタ要素が、約１２インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７０】
前記プリーツ状フィルタ要素が、約２インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７１】
前記フィルタ材の外周の周りに設けられたハウジングを更に含む、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７２】
プリーツ状フィルタ材が７〜１６のＭＥＲＶ評価を有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７３】
ハウジングと、
前記ハウジングと組み合わされた複数のフィルタであって、各々のフィルタが、当該フィルタ内にポケットを有し、そこを通って空気流を受けるように構成されており、各々のフィルタが、第２繊維層によって波形構造に保持されて山および谷が形成される第１繊維層を有するフィルタ材から形成される複数のフィルタと
を含むバグフィルタ。
【請求項７４】
前記ハウジングが枠を含み、各々のフィルタの開口端が前記枠と接合され、前記フィルタが互いに平行に配置される、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７５】
前記各々のフィルタが、当該フィルタ内に設けられた少なくとも１個のスペーサーを含み、前記スペーサーが、フィルタの対向する側壁を所定の距離に互いに離れて保持する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７６】
前記フィルタ材が、約２インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７７】
前記フィルタ材が、約０．５インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７８】
前記各々のフィルタが、約１０〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価を有する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７９】
前記第１繊維層が、メルトブロー層およびガラス繊維層の少なくとも一つを含む、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項８０】
前記第１繊維層が、約５μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成されている、請求項７９に記載のバグフィルタ。
【請求項８１】
前記フィルタ材が、前記第１繊維層の、前記第２繊維層と対向する側に設けられた、第３繊維層を含む、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連する出願の相互参照］
本出願は、２００７年１１月９日に提出された、発明の名称が『波形フィルタ材およびフィルタ要素』である米国特許仮出願第６０／９８６，６２６号、および２００７年２月２８日に提出された、発明の名称が『曲線状フィルタ材』である米国特許仮出願第６０／８９２，０２５号に対する優先権を主張し、前記仮出願はその全体を参照することによって、本願書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ろ過、特に高容量フィルタ材およびフィルタ要素に関する。
【背景技術】
【０００３】
浮遊粒子状汚染物質の空気からの除去は、全ての人の関心事である。気相粒子ろ過は、伝統的に、織物の又は不織の布帛（ｆａｂｒｉｃ）またはウェブ（ｗｅｂ）を利用する方法によって行われてきた。そのような系の性能は、粒子寸法の関数としての粒子の除去または補集の初期効率、ガス流速または前面風速の関数としての、空気流またはガス流に対する系の初期抵抗、およびフィルタ要素に粒子状汚染物質が充填されるに従ってこれらのファクターの両方が変化する方法によって特徴付けられる。一般的測定の一つは、フィルタ材のアルファ値であり、前記アルファ値は圧力損失とろ過効率の積であり、以下のように計算する：
α＝−１００＊ｌｏｇ（（１００−（効率））／１００）／（圧力損失）
【０００４】
通常、特定のフィルタ材がより高いアルファ値を有することは、フィルタ材が低い圧力損失および高い効率を有することを示しているので、望ましい。例えば、ＡＳＨＲＡＥバグフィルタに使用されるガラス材料は、１２〜１６の範囲（フィルタ材の特定の効率に依存する）のアルファ値（ＤＯＰ試験で得られる）を有し、このアルファ値を達成するために、いずれの種類の静電荷にも依存しない。ガラスペーパーは約１２〜１３のアルファ値を有することが可能であり、膜材料は、約２０のアルファ値を有することが可能であり、エレクトロスピニングによるナノファイバー材料は約５〜１２の範囲のアルファ値を有することが可能である。これらの材料はいずれも、アルファ値を達成するために、いずれの種類の帯電にも依存しない。
【０００５】
メルトブロー法による材料、スパンボンド法による材料、カーディングされた不織材料、および湿式合成材料を用いて形成されたフィルタ材は、帯電した場合、非常に高いアルファ値を有し得る。しかし、電荷を除去した場合、これらのフィルタ材のアルファ値は、他の材料を用いて作製されるフィルタ材のアルファ値よりかなり小さい水準まで、著しく減少する。
【０００６】
従って、改良したフィルタを提供する必要性、特に、改良された放電アルファ値を有するフィルタ材およびフィルタ要素を提供する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【０００７】
一の態様において、細繊維ろ過層、および前記細繊維ろ過層を波形構造に保持し、ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層を有するフィルタ材を提供する。フィルタ材の層および各々の層の種々の特性は、様々なものであってよい。一の態様において、粗支持層は、谷における繊維の質量よりも大きい繊維の質量を、山において有する。別の態様において、細繊維ろ過層は、平面構造の細繊維ろ過層の表面積よりも少なくとも５０％、より好ましくは１００％大きい表面積を有し得る。別の態様において、粗支持層は下流の粗支持層であってよく、フィルタ材は、上流の粗支持層を更に含んでよい。細繊維ろ過層を、上流の粗支持層と下流の粗支持層との間に設けてよい。フィルタ材は、下流の粗支持層と上流の粗支持層との間に設けられた、少なくとも一つの追加のろ過層を含んでよい。一の例示的な態様において、前記少なくとも一つの追加のろ過層は、細繊維ろ過層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均径を有する繊維から形成してよい。
【０００８】
種々の層の繊維径は様々なものであってよい。一の態様において、上流の粗支持層は、細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きく且つ下流の粗支持層を形成する繊維の平均径以下である平均径を有する繊維から形成してよい。一の例示的態様において、上流の粗支持層、細繊維ろ過層、および下流の粗支持層は全て、波形構造を有する。一の例示的態様において、フィルタ材は１インチ当たり約２〜６個の波を有する。上流および下流の粗支持層は、例えば短繊維層から形成してよく、細繊維ろ過層は、メルトブロー層およびガラス繊維層の少なくとも一つであってよい。粗支持層は、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成してもよい。
【０００９】
別の態様において、フィルタ材は、上流の粗支持層の上流に設けられた平面層および下流の粗支持層の下流に設けられた平面層の少なくとも一つを含んでよい。前記平面層は、上流の粗支持層および下流の粗支持層を形成する繊維の平均径より小さく、細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径より大きい平均径を有する繊維から形成してよい。別の態様において、前記平面層は、上流および下流の粗支持層並びに細繊維ろ過層よりも大きい平均径を有する繊維から形成してよい。そのような態様において、前記平面層は好ましくは、下流の粗支持層の下流に設けられる。
【００１０】
フィルタ材は、種々の特性を有することも可能である。例えば、フィルタ材は、
約９よりも大きい、より好ましくは約１１よりも大きいＤＯＰアルファ値；
１．５インチＨ２Ｏの圧力損失にまで充填されたＡＳＨＲＡＥ試験塵埃を用いた、２５ＦＰＭの前面速度における少なくとも約８ｇ／ｆｔ２の塵埃保持容量；
２５ＦＰＭの前面速度における、０．２６μの粒子がおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填された後の約５０ｍｍＨ２Ｏ未満のＮａＣｌ充填量；
約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性；約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量；および／または
約１．５ｍｍ〜２５ｍｍ
の範囲の厚さを有し得る。
【００１１】
更に別の態様において、複数の波を形成する波形構造を有する第１繊維層を有するフィルタ材を提供し、各々の波は任意の波型および高さを有し、各々の波は山および谷を有し、隣り合う山は互いに離れた間隔で配置され、隣り合う谷は互いに離れた間隔で配置される。
【００１２】
一の態様において、第１繊維層は、平面構造の第１繊維層の表面積よりも少なくとも約５０％大きい、より好ましくは１００％大きい表面積を有することが可能である。前記第１繊維層は、例えば、第２繊維層を形成する繊維の平均径よりも小さい平均径を有する細繊維から形成してよい。第１繊維層の繊維の平均径は、約５μ未満であってよく、第２繊維層の繊維の平均径は、約１０より大きい。別の態様において、第２繊維層は、第１繊維層の谷付近における繊維の密度よりも大きい繊維の密度を、第１繊維層の山付近において有してよい。第２繊維層は、第１繊維層の下流に設けてよく、フィルタ材は、第１繊維層の上流に設けられた第３繊維層を含むことも可能である。一の例示的態様において、前記第３繊維層は、第２繊維層を形成する繊維の平均径以下の平均径を有する繊維から形成され、第２繊維層を形成する繊維の径は、第１繊維層を形成する繊維の平均径よりも大きい。第１、第２、および第３繊維層は、波形構造を有してよく、フィルタ材は、第３繊維層の上流に設けられ、平面構造を有する第４層、および第２繊維層の下流に設けられ、平面構造を有する第５層の少なくとも一つを含むことも可能である。特定の例示的態様において、第１繊維層はメルトブロー層またはガラス繊維層であり、第２繊維層は、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される。
【００１３】
更に別の態様において、細繊維層と、バインダー繊維および非バインダー繊維の混合物から形成される少なくとも一つの粗支持層とから形成される曲線状ウェブを有する複層フィルタ材を提供する。前記少なくとも一つの粗支持層は、細繊維層の隣り合う山の間の間隔を維持すること、および細繊維層の隣り合う谷の間の間隔を維持することが可能である。フィルタ材は、曲線状ウェブと組み合わされた平面状ウェブを含むことも可能である。
【００１４】
一の態様において、細繊維層はメルトブロー層またはガラス層であってよく、前記少なくとも１つの粗支持層は、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成してよい。前記少なくとも一つの粗支持層は、細繊維層の上流に設けられた第１粗支持層、および細繊維層の下流に設けられた第２粗支持層を含んでよい。平面状ウェブを第１粗支持層の上流に設けてよい。一の例示的態様において、第２粗支持層は、第１粗支持層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成され、第２粗支持層を形成する繊維の平均繊維径は、平面状ウェブを形成する繊維の平均繊維径よりも大きく、平面状ウェブを形成する繊維の平均繊維径は、細繊維層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい。他の要旨において、細繊維層は、平面構造の細繊維層の表面積よりも、少なくとも約５０％大きい表面積を有し得る。
【００１５】
他の要旨において、波形構造を有し、その結果フィルタ材が約２インチまたはそれより小さい高さを有する複数の不均一な波を含む、少なくとも二つの繊維層を備えたフィルタ材を有するフィルタ要素を提供する。繊維層の少なくとも１つはメルトブロー層またはガラス層等の細繊維ろ過層であってよく、繊維層の少なくとも一つは粗繊維支持層であってよい。フィルタ要素は、フィルタ材の外周の周りに設けられたハウジングを含むことも可能である。一の態様において、フィルタ材の外周の一部を硬化させることによってハウジングを形成してよい。別の態様において、ハウジングはフィルタ材の外周の周りに設けられた枠（またはフレーム）であってよい。フィルタ材は好ましくは７〜１６のＭＥＲＶ評価を有する。
【００１６】
別の態様において、複数の山および谷を有する波形フィルタ材を形成するために一緒に組み合わされたろ過層および支持層を有する、プリーツ状フィルタ要素を提供する。前記波形フィルタ材は、プリーツ状である。一の例示的態様において、波形フィルタ材は、当該波形フィルタ材がプリーツ形状を維持できるようにするのに十分な硬さの裏材を含む。これに代えて又は付加的に、波形フィルタ材は、波形フィルタ材がプリーツを維持できるようにするための剛性を有してよい。一の例示的態様において、波形フィルタ材は、プリーツ形成の前に約０．５インチまたはそれより薄い厚さを有し、プリーツ形成した場合に約１２インチまたはそれより薄い、より好ましくは約２インチまたはそれより薄い厚さを有する。プリーツ状波形フィルタ材は、フィルタ材の外縁の周りに設けられたハウジングを含んでもよい。一の例示的態様において、プリーツ状フィルタ材は、７〜１６のＭＥＲＶ評価を有する。
【００１７】
別の要旨において、ハウジングおよび前記ハウジングと組み合わされた複数のフィルタを有するバグフィルタを提供する。各々のフィルタは、そのフィルタに形成されたポケットを有してよく、そのポケットを通じて空気の流れを受けるように構成することが可能であり、各々のフィルタは、山および谷を形成するために第２繊維層によって波形構造に保持された、メルトブロー層またはガラス層等の第１繊維層を有するフィルタ材から形成してよい。ハウジングは、例えば枠であってよく、各々のフィルタの開放端を、前記枠と組み合わせてよい。フィルタは、互いに平行に設置してよい。フィルタは、前記フィルタ内に設けられ、フィルタの向かい合う側壁を互いに所定の間隔で保持するように適合された、少なくとも一つのスペーサーをオプションとして含んでもよい。一の例示的態様において、フィルタ材は、約２インチまたはそれより薄い、より好ましくは約０．５インチまたはそれより薄い厚さ、および／または約７〜１６、より好ましくは約１０〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価を有する。フィルタ材は、第１繊維層の、第２繊維層とは反対の側に設けられた第３繊維層を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、フィルタ材の一の態様の側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、フィルタ材の別の態様の側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａのフィルタ材の一の層の側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、パネルフィルタの一の態様の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのパネルフィルタの、直線２Ｂを横切る垂直断面図である。
【図３】図３は、パネルフィルタの別の態様の側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、プリーツ状フィルタ要素の一の態様の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、プリーツ状フィルタ要素の別の態様の垂直断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、プリーツ状フィルタ要素の更に別の態様の垂直断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、バグフィルタであって、当該バグフィルタ内に設けられた複数のフィルタバッグを有するバグフィルタの一の態様の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのフィルタバッグの一つの斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂのフィルタバッグの垂直断面図である。
【図６】図６は、種々のフィルタ材に関する、圧力損失に対する放電ＤＯＰ透過率を示すグラフである。
【図７】図７は、種々のフィルタ材に関する塵埃保持容量を示すグラフである。
【図８】図８は、種々のフィルタ材に関するＮａＣｌ充填量を示すグラフである。
【図９】図９は、種々のフィルタ材に関するマルチパス液体試験を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書において開示される装置の構造、機能、製造および使用、並びに方法の原理の全面的理解を提供するために、特定の例示的態様をここで説明する。ここで特に説明する装置および方法が限定的でない例示的態様であること、および本発明の範囲が特許請求の範囲のみによって規定されることを当業者は理解するであろう。一の例示的態様に関連して説明した特徴は、他の態様の特徴と組み合わせてよい。そのような変更および変形は、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。
【００２０】
本発明は概括的には、費用対効果が高く製造が容易で、高性能、高効率の種々のフィルタ材を提供する。特に、表面積の増加をもたらす波形構造を備えた少なくとも１つの層を有する、種々のフィルタ材を提供し、前記表面積の増加によって、フィルタ材の種々の特性が向上する。フィルタ材は、種々の用途に使用するための様々なフィルタ要素を形成するのに用いることが可能である。
【００２１】
［フィルタ材］
概略的に言えば、１以上の追加の繊維層によって波形または曲線状構造に保持された、少なくとも一つの繊維層を有する種々のフィルタ材を提供する。波形構造の結果として、フィルタ材は、増加した表面積を有し、増加した表面積はろ過特性の向上をもたらす。フィルタ材は、種々の繊維層を含んでよく、いくつかの層のみ又は全ての層を波形にすることが可能である。図１Ａはフィルタ材の一の例示的態様を示しており、少なくとも一つのろ過層と、前記ろ過層を波形構造に保持して当該ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する少なくとも一つの粗支持層とを有するフィルタ材１０を示す。図示した態様において、フィルタ材１０は、細繊維ろ過層１２、下流の第１粗支持層１４、および細繊維ろ過層１２の反対側に設けられた上流の第２粗支持層１６を含む。支持層１４、１６は、細繊維ろ過層１２及び場合により追加のろ過層のいずれをも波形構造に維持するのに役立つ。二つの粗支持層１４、１６を示しているが、フィルタ材１０は両方の支持層を必ずしも含む必要はない。ただ一つの粗支持層を提供する場合、前記粗支持層は、（１以上の）ろ過層の上流または下流に設けてよい。
【００２２】
フィルタ材１０は、場合により、フィルタ材１０の最も上流側および／またはもっとも下流側に位置する、１以上の外部層または被覆層を含んでもよい。図１Ａは、フィルタ材１０の上流側に設けられた、上流塵埃保持層として機能する最上層１８を図示する。最上層１８は、審美的な層としても機能し得、前記最上層を以下により詳細に説明する。図示した態様における層は、最上層１８を空気の入る側（符号Ｉ）に設け、第２粗支持層１６を最上層１８のすぐ下流に、細繊維ろ過層１２を第２粗支持層１６のすぐ下流に設け、第１粗支持層１４を第１層１２の下流の空気の出る側（符号Ｏ）に設けるように配置される。空気流の方向（即ち空気の入口Ｉから空気の出口Ｏへの方向）を、符号Ａの矢印で示す。
【００２３】
これに代えて又は付加的に、外部層または被覆層は、フィルタ材１０に構造的一体性を与えて波形構造の維持を助ける強化成分として機能する、フィルタ材１０の下流側に設けられた底部層であってよい。（１以上の）外部層または被覆層は、耐剥離性を与えるためにも機能し得る。図１Ｂは、図１Ｂのフィルタ材１０と類似した別の態様のフィルタ材１０Ｂを図示する。この態様において、フィルタ材１０Ｂは、最上層を含まないが、その代わり、細繊維ろ過層１２Ｂ、前記細繊維ろ過層１２Ｂのすぐ下流に設けられた第１粗支持層１４Ｂ、空気入口側Ｉにおいて細繊維ろ過層１２Ｂのすぐ上流に設けられた第２粗支持層１６Ｂ、および空気出口側Ｏにおいて第１粗支持層１３Ｂのすぐ下流に設けられた底部層１８Ｂを有する。当業者は、種々の他の構造が可能であること、およびフィルタ材が任意の数の層を種々の配置で含んでよいことを理解するであろう。
【００２４】
［細繊維層］
上で示したように、一の例示的態様において、フィルタ材１０は、少なくとも一つの細繊維ろ過層１２を含む。一の例示的態様において、細繊維から形成された単一のろ過層１２を用いるが、フィルタ材１０は、下流粗支持層と上流粗支持層との間に設けられた、細繊維ろ過層１２と隣り合った、またはフィルタ材内の他のいずれかの場所に設けられた、任意の数の追加のろ過層を含んでよい。図示していないが、（１以上の）追加のろ過層を、細繊維ろ過層１２と共に波形構造に維持することが可能である。特定の例示的態様において、フィルタ材１０は、細繊維ろ過層１２の上流に設けられた１以上の追加のろ過層を含んでよい。前記追加の（１以上の）ろ過層は、細繊維から形成してよく、より好ましくは、細繊維ろ過層１２を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成してよい。
【００２５】
細繊維ろ過層１２は、種々の繊維から形成してよいが、一の例示的態様において、細繊維ろ過層１２は、約１０μ未満、より好ましくは約５μ未満、より好ましくは約３μ未満の平均繊維径を有する繊維から形成される。特定の例示的態様において、繊維は約１．５μまたはそれより小さい平均繊維径を有することが可能であり、前記繊維には、約１μ未満の平均径を有するナノ繊維が含まれる。
【００２６】
任意の追加のろ過層を設ける場合、種々の繊維から同様に形成してよいが、一の例示的態様において、（１以上の）追加のろ過層は、約５μより大きいが好ましくは約１０μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成される。
【００２７】
繊維を形成するために種々の材料が使用でき、合成材料でも非合成材料でもよい。一の例示的態様において、細繊維ろ過層１２、および（１以上の）任意の追加のろ過層は、メルトブロー繊維から形成する。これらに限定しないが、例えば、ポリプロピレンおよびポリエチレン等のポリオレフィン；ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレート等のポリエステル；ナイロン等のポリアミド；ポリカーボネート；硫化ポリフェニレン；ポリスチレン；ポリウレタン等を材料とできる。別の態様において、細繊維ろ過層１２は、ガラス繊維から形成してよい。ガラス繊維ウェブを形成するために種々の製造技術を用いてよく、前記ウェブには湿式ウェブおよび乾式ウェブが含まれる。ガラス繊維の種類および寸法もまた、様々であり得るが、一の例示的態様においては、前記ガラス繊維は、ロータリー（ｒｏｔａｒｙ）法またはフレーム・アティニュエーション（ｆｌａｍｅ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）法を用いて作製されたＡ型またはＥ型のガラス繊維等の、約０．２μ〜５μの範囲の平均繊維径を有するマイクロガラス繊維である。他の適切な材料には、ポリビニルアルコールおよびフッ化ポリビニリデンが限定的でない例として含まれる。細繊維ろ過層１２および（１以上の）任意の追加のろ過層は、当該技術分野で公知の種々の他の技術を用いて形成してもよく、前記技術には、湿式技術、エアレイド（ａｉｒ  ｌａｉｄ）技術、カーディング（ｃａｒｄｉｎｇ）、エレクトロスピニング（ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｉｎｇ）、およびスパンボンディング（ｓｐｕｎｂｏｎｄｉｎｇ）が含まれる。
【００２８】
得られる細繊維ろ過層１２および（１以上の）任意の追加のろ過層は、所望の用途の要求に応じて、種々の厚さ、空気透過性、坪量、およびろ過効率を有することも可能である。一の例示的態様において、細繊維ろ過層１２は、平面構造において測定する場合、約２ｍｉｌ〜３０ｍｉｌの範囲の厚さ、約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性、約３ｇｓｍ〜５０ｇｓｍの範囲の坪量、および約２０％〜９９％の範囲のＤＯＰろ過効率を有する。いずれかの追加のろ過層を提供する場合、特定の例示的態様において、各々の追加のろ過層は、平面構造で測定した場合、約２ｍｉｌ〜３０ｍｉｌの範囲の厚さ、約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性、約３ｇｓｍ〜５０ｇｓｍの範囲の坪量、および約２０％〜９９％の範囲のＤＯＰろ過効率を有する。
【００２９】
［粗支持層］
上でも示したように、フィルタ材１０は、少なくとも一つの粗繊維支持層を含んでよい。一の例示的態様において、フィルタ材１０は、細繊維ろ過層１２の空気流出側Ｏに設けられた下流の粗支持層１４を含み、前記下流の粗支持層１４は、細繊維ろ過層１２を波形構造に保持するのに有効である。フィルタ材１０は、下流の粗支持層１４と対向する、細繊維ろ過層１２の空気流入側Ｉに設けられた上流の粗支持層１６を含んでもよい。上流の粗支持層１６は、細繊維ろ過層１２を波形構造に維持するのに同様に役立つ。上に示したように、フィルタ材１０がいずれの数の層をも含んでもよいこと、および前記フィルタ材が二つの粗支持層または最上層を含むことを必ずしも必要としないことを、当業者は理解するであろう。特定の例示的態様において、フィルタ材１０は、細繊維ろ過層１２および単一の隣り合う粗支持層１４または１６から形成してよい。他の態様において、フィルタ材は、種々の構造に配置された、いずれの数の追加の層をも含んでよい。個々の数および種類は、フィルタ材の使用目的に依って変えてよい。
【００３０】
粗支持層１４、１６は、種々の種類および寸法の繊維から形成してよい。一の例示的態様において、下流の粗支持層１４は、細繊維ろ過層１２、上流粗支持層１６、および形成されているならば最上層１８の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成され、上流の粗支持層１６は、下流の粗支持層１４の平均繊維径よりも小さいが、細繊維ろ過層１２および最上層１８の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成される。特定の例示的態様において、下流の粗支持層１４は、約５μ〜４０μの範囲、より好ましくは約２０μ〜３０μの範囲である平均繊維径を有する繊維から形成してよく、上流の粗支持層１６は、約１０μ〜４０μの範囲、より好ましくは約１５μ〜２０μの範囲である平均繊維径を有する繊維から形成してよい。
【００３１】
粗支持層１４、１６の繊維を形成するために、合成材料および非合成材料を含む種々の材料を用いることも可能である。一の例示的態様において、粗支持層１４、１６は、短繊維から形成され、特にバインダー繊維と非バインダー繊維との組み合わせから形成される。適切な繊維組成物の一つは、少なくとも約２０％のバインダー繊維と残りの非バインダー繊維との混合物である。本発明のフィルタ材は、種々の種類のバインダー繊維および非バインダー繊維を用いて形成してよい。バインダー繊維は、層間の熱接合を促進するように、非バインダー繊維の溶融温度よりも低い活性化温度を有するいずれの材料からも形成してよい。バインダー繊維は、単一成分繊維、または数多くの異相構造バインダー繊維の内のいずれか一つであってよい。一の態様において、バインダー繊維は、異相構造繊維であってよく、各々の成分は、異なる溶融温度を有してよい。例えば、バインダー繊維は、芯および鞘であって、鞘の活性化温度が芯の溶融温度よりも低い芯および鞘を含んでよい。このことによって、芯の前に鞘が溶けて鞘が層内の他の繊維と結合し、その一方で芯がそれ自体の構造的完全性を維持することが可能になる。このことは、ろ液を補集するためのより密着した層の作製において、特に好都合である。前記芯鞘バインダー繊維は同心性または非同心性であり得、芯と鞘のバインダー繊維には例えば以下のものが含まれてよい：ポリエステル芯／コポリエステル鞘、ポリエステル芯／ポリエチレン鞘、ポリエステル芯／ポリプロピレン鞘、ポリプロピレン芯／ポリエチレン鞘、およびそれらの組み合わせ。他の異相構造バインダー繊維としては、例えばスプリットファイバー（ｓｐｌｉｔ  ｆｉｂｅｒ）、サイドバイサイド型繊維、および／または海島型（ｉｓｌａｎｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｅａ）繊維が含まれてよい。更に、異相構造バインダー繊維には例えばＴｒｅｖｉｒａ  Ｔｙｐｅｓ  ２５４、２５５、および２５６；Ｉｎｖｉｓｔａ  Ｃｅｌｌｂｏｎｄ（登録商標）Ｔｙｐｅ  ２５５；Ｆｉｂｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ  Ｔｙｏｅｓ  ２０１、２０２、２１５、および２５２；並びにＥＳ  Ｆｉｂｅｒｖｉｓｉｏｎｓ  ＡＬ−Ａｄｈｅｓｉｏｎ−Ｃ  ＥＳＣ  ８０６Ａが含まれてよい。
【００３２】
非バインダー繊維は、合成および／または非合成であってよく、一の例示的態様において、非バインダー繊維は約１００％合成であってよい。湿気、熱、長時間のエージング、および微生物分解に対する耐性に関しては、通常、非合成繊維よりも合成繊維が好ましい。合成非バインダー繊維には、例えばポリエステル、アクリル樹脂、ポリオレフィン、ナイロン、レーヨン、およびそれらの組み合わせが含まれてよい。これに代えて、フィルタ材を形成するのに用いる非バインダー繊維には、ガラス繊維、グラスウール繊維、セルロースパルプ繊維（例えばウッドパルプ繊維）等の非合成繊維、およびそれらの組み合わせが含まれてよい。合成非バインダー繊維には、例えばＴｒｅｖｉｒａ  Ｔｙｐｅ  ２９０、並びにＷｅｌｌｍａｎ  Ｆｏｒｔｒｅｌ（登録商標）Ｔｙｐｅｓ  ２０４、２８９、および５１０が含まれてよい。
【００３３】
粗支持層１４、１６は、当該技術分野において公知の種々の技術を用いて形成してもよく、例えば、メルトブロー法、湿式技術、エアレイド技術、カーディング、エレクトロスピニング、およびスパンボンディングを用いることができる。しかし、一の例示的態様において、粗支持層１４、１６は、カーディングされたウェブまたはエアレイドウェブである。得られる層１４、１６は、所望の用途の要求に応じて、種々の厚さ、空気透過性、および坪量を有することも可能である。一の例示的態様において、下流の粗支持層１４および上流の粗支持層１６は、平面構造で測定する場合、各々、約１０ｍｉｌ〜６０ｍｉｌの範囲の厚さ、約３００ＣＦＭ〜１０００ＣＦＭの範囲の空気透過性、および約１０ｇｓｍ〜１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する。
【００３４】
［外部層または被覆層］
上で示したように、フィルタ材１０は、場合により、空気流入側Ｉおよび／または空気流出側Ｏに設けられた、１以上の外部層または被覆層を含んでもよい。図１Ａは、フィルタ材１０の空気流入側Ｉに設けられた最上層１８を図示する。最上層１８は、塵埃充填層として機能し得、および／または審美的な層として機能し得る。一の例示的態様において、最上層１８は、細繊維ろ過層１２および粗支持層１４、１６を波形にした後に、フィルタ材１０と組み合わされた平面層である。従って、最上層１８は、見た目の良い最上部の表面を与える。最上層１８は、種々の種類および寸法の繊維から形成してよいが、一の例示的態様において、最上層１８は、最上層１８のすぐ下流に設けられた上流の粗支持層１６の平均繊維径より小さいが、細繊維ろ過層１２の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成される。特定の例示的態様において、最上層１８は、約５μ〜２０μの範囲の平均繊維径を有する繊維から形成される。結果として、最上層１８は、以下で更に詳細に説明するように、フィルタ材１０のアルファ値に影響を及ぼすことなく、塵埃保持層として機能することが可能である。
【００３５】
これに代えて又は付加的に、図１Ｂに示すように、フィルタ材１０Ｂは、フィルタ材１０Ｂの空気流出側Ｏに設けられた底部層１８Ｂを含んでよい。底部層１８Ｂは、フィルタ材１０Ｂに構造的一体性を与えて波形構造の維持を助ける強化成分として機能することが可能である。底部層１０Ｂは、耐剥離性を与えるために機能することも可能である。このことは、使用する間に最外層が摩耗にさらされるＡＳＨＲＡＥバッグ用途において、特に望ましい。底部層１８Ｂは、上で論じたように、最上層１８と類似の構造を有してよい。しかし、一の例示的態様において、底部層１８Ｂは、好ましくは最も粗い層である。即ち、底部層１８Ｂは、フィルタ材の他の全ての層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成される。底部層は例えばスパンボンド層であるが、種々の構造を有する種々の他の層を用いてよい。
【００３６】
外部層または被覆層の繊維を形成するために、合成材料および非合成材料を含む種々の材料を用いてもよい。一の例示的態様において、外部層又は被覆層（例えば最上層１８および／または底部層１８Ｂ）は、短繊維から、特にバインダー繊維と非バインダー繊維との組み合わせから形成される。一の適切な繊維組成物は、少なくとも約２０％のバインダー繊維と残りの非バインダー繊維との混合物である。本発明のフィルタ材を形成するために、粗支持層１４、１６に関して上で先に論じたものを含む、種々の種類のバインダー繊維および非バインダー繊維を用いてよい。
【００３７】
外部層または被覆層（例えば最上層１８および／またはいずれかの底部層）は、当該技術分野において公知の種々の技術を用いて形成してもよく、前記技術には、メルトブロー法、湿式技術、エアレイド技術、カーディング、エレクトロスピニング、およびスパンボンディングが含まれる。しかし、一の例示的態様において、最上層１８はエアレイド層であり、底部層１８Ｂはスパンボンド層である。得られる層は、所望の用途の要求に応じて、種々の厚さ、空気透過性、および坪量を有してもよい。一の例示的態様において、外部層または被覆層は、平面構造で測定する場合、約２ｍｉｌ〜５０ｍｉｌの範囲の厚さ、約１００ＣＦＭ〜１２００ＣＦＭの範囲の空気透過性、および約１０ｇｓｍ〜５０ｇｓｍの範囲の坪量を有する。
【００３８】
図１Ａは４層のフィルタ材を図示しているが、フィルタ材は任意の数の層を種々の構造で含んでよいことを、当業者は理解するであろう。ろ過作用を向上させるため、支持を与えるため、構造を変更するため、または他の種々の目的のために、種々の層を加えてよい。限定的でない例として、フィルタ材は、種々のスパンボンド湿式セルロース層、乾式合成不織層、湿式合成層、および湿式マイクロガラス層を含んでよい。
【００３９】
［製造方法］
種々の製造技術を用いて、いくつかの層または全ての層を波形構造に成形してよいが、一の例示的態様において、細繊維ろ過層１２、任意の追加のろ過層、および好ましくは粗支持層１４、１６の少なくとも一つを、互いに隣接して空気流入側から空気流出側へ所望の配置で設置し、その組み合わせた層を、例えば第１表面の速度よりも遅い速度で第２表面が移動するような、異なる速度で移動する第１移動表面と第２移動表面との間に運ぶ。第１移動表面に向けて層を引っ張るために、およびその後、層が第１移動表面から第２移動表面に移動するときに第２移動表面に向けて層を引っ張るために、吸引力（真空力等）を用いてよい。それらの層が第２移動表面に移るときに、速度差が、層にＺ方向の波の形成を引き起こし、従って、層に山および谷が形成される。所望の１インチ当たりの波数を得るために、各々の表面の速度を変化させることが可能である。山および谷の大きさ（または振幅）を規定するために、表面間の距離もまた、変化させることが可能であり、一の例示的態様においては、距離を０〜２インチの間に調節する。所望のフィルタ材構造を得るために、異なる層の特性を変化させることも可能である。一の例示的態様において、フィルタ材は、約０．０２５インチ〜２インチの範囲の高さ（全体の厚さ）を備えた、１インチ当たり約２〜６個の波を有するが、これは、目的とする用途に応じて著しく変化し得る。図１Ａに示すように、一つの波Ｗは、一の山の中央から隣り合う山の中央にわたる。
【００４０】
図１Ａに示す態様において、細繊維ろ過層１２および粗支持層１４、１６が波形である場合、得られる細繊維ろ過層１２は、図１Ｃに示すように、その各々の表面（即ち空気流入側Ｉおよび空気流出側Ｏ）において複数の山Ｐおよび谷Ｔを有するだろう。粗支持層１４、１６は、山Ｐを越えて広がり、かつ谷Ｔの中に広がり、その結果、粗支持層１４、１６もまた、波形構造を有する。当業者は、細繊維ろ過層１２の空気流入側Ｉにおける山Ｐが、対応する谷Ｔを空気流出側Ｏにおいて有するであろうことを理解するだろう。従って、下流の粗支持層１４は、谷Ｔの中に広がり、反対に、同じＴは山Ｐであり、前記山Ｐを越えて上流の粗支持層１６が広がるであろう。下流の粗支持層１４が、細繊維ろ過層１２の空気流出側Ｏにおける谷Ｔの中に広がるので、下流の粗支持層１４は、空気流出側Ｏにおける隣り合う山Ｐを、互いに離れた距離で維持し、空気流出側Ｏにおける隣り合う谷Ｔを、互いに離れた距離で維持するであろう。上流の粗支持層１６は、形成されている場合、細繊維ろ過層１２の空気流入側Ｉにおける隣り合う山Ｐを互いに離れた距離で同様に維持することが可能であり、細繊維ろ過層１２の空気流入側Ｉにおける隣り合う谷Ｔを互いに離れた距離で維持することが可能である。その結果、細繊維ろ過層１２は、平面構造における細繊維ろ過層の表面積と比較して、著しく増加した表面積を有する。特定の例示的態様において、波形構造における表面積は、平面構造における同じ層の表面積と比較して、少なくとも約５０％増加し、一部の場合においては１２０％も増加する。以下により詳細に論ずるように、表面積の増加によってろ過効率の増加がもたらされる。
【００４１】
特定の例示的態様において、下流および／または上流の粗支持層１４、１６は、谷における繊維の密度または質量よりも大きい繊維の密度または質量を山において有してよい。このことは、細繊維ろ過層１２と比較して、下流および／または上流の粗支持層１４、１６が粗いことに起因することがある。特に、層が第１移動表面から第２移動表面に移るときに、細繊維ろ過層１２の相対的に細かいという特性によって、細繊維ろ過層１２に形成された波の周りに下流および／または上流の粗支持層１４、１６を固めることが可能となるだろう。粗支持層１４、１６が山Ｐを越えて広がる場合、移動距離は、各々の層１４、１６が谷を満たすために移動する距離よりも小さいであろう。その結果、粗支持層１４、１６は、山において束になり、従って、谷と比較して増加した繊維の質量を山において有し、それによって、層は移動してループ状構造を形成する。
【００４２】
一旦層を波形構造に形成すると、バインダー繊維を活性化させて繊維の結合を生じさせることによって、波形形状を維持することが可能である。バインダー繊維を活性化させるために、種々の技術を用いてよい。例えば、芯および鞘を有する異相構造バインダー繊維を用いる場合、熱を用いることによってバインダー繊維を活性化してよい。単一成分バインダー繊維を用いる場合、熱、蒸気、および／または他の形態の温蒸気を用いることによって、バインダー繊維を活性化してよい。最上層１８（図１Ａ）および／または底部層１８Ｂ（図１Ｂ）を、上流の粗支持層１６（図１Ａ）の最上部または下流の粗支持層１４Ｂ（図１Ｂ）の底部に各々設けてもよく、上流の粗支持層１６または下流の粗支持層１４Ｂと、結合等によって同時に又は後で組み合わせてよい。場合により、バインダー繊維を用いる以外の種々の技術を用いて層を互いに組み合わせてよいことをも、当業者は理解するであろう。他の適切な組み合わせ技術には、接着、ニードリング、ハイドロエンタングルメント（ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）、および化学結合剤が含まれる。層は、個別に結合された層であってもよく、かつ／またはそれらの層は、波形にする前に、互いに組み合わせてよい（結合を含む）。
【００４３】
材料を乾燥させる前に、場合により含浸剤（ｓａｔｕｒａｎｔ）を塗布してもよい。繊維の溶融温度よりも低い温度における層の形成を促進するために、種々の含浸剤を本発明のフィルタ材に用いてよい。含浸剤には、例えば、水性溶媒または有機溶媒中に存在する、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレン／アクリレート、塩化ポリビニル、ポリエチレン／塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、並びにそれらの組み合わせ及び共重合体が含まれ得る。
【００４４】
他の態様において、得られるフィルタ材は、以下に示す特性の少なくとも一つ、場合により全てにおいて傾斜を有してもよい：バインダー繊維および非バインダー繊維の組成、繊維径、固体性（ｓｏｌｉｄｉｔｙ）、坪量、および含浸剤含有量。例えば、一の態様において、フィルタ材は、軽量の、かさ高い（ｌｏｆｔｙ）、粗繊維の、少し結合した、かつ少し飽和したシートを上流に有してよく、より重い、より高密度の、細繊維の、多く結合した、かつ多く飽和したシートを下流に有してよい。このことによって、より粗い粒子を上流の層において補集することが可能になり、底部層の早期の飽和を防ぐ。他の態様において、最も上流の層は、最も下流の層よりも軽量かつ／またはかさ高くてよい。即ち、上流の層は、下流の層よりも小さい固体性（ｓｏｌｉｄｉｔｙ）（例えばウェブにおける繊維の固体体積比率（ｓｏｌｉｄ  ｖｏｌｕｍｅ  ｆｒａｃｔｉｏｎ））及び坪量を有してよい。更に、フィルタ材が含浸剤を含む態様において、フィルタ材は、最も上流の層および最も下流の層における含浸剤の量に関して傾斜を有してよい。当業者は、フィルタ材が有し得る種々の特性を理解するであろう。
【００４５】
エレクトレット繊維ウェブを形成するために、静電荷をフィルタ材に又はフィルタ材の種々の層に与えることもまた、場合により可能である。エレクトレットフィルタ材を形成するために、永久双極子を重合体ウェブに与えるための様々な技術がよく知られている。ＡＣ（または交流）および／またはＤＣ（または直流）コロナ放電ユニットおよびそれらの組み合わせを用いることによって、帯電を行ってよい。個々の放電特性は、電極の形状、極性、ギャップの寸法、およびガスまたはガス混合物によって決まる。摩擦に基づく帯電技術を含む他の技術を用いて、帯電を行ってもよい。
【００４６】
フィルタ材は、波形構造に形成した後にプリーツ形成してもよく、種々の例示的構造を以下に更に詳細に論じる。波形フィルタ材にプリーツ形成するために、当該技術分野において公知のプリーツ形成技術のいずれを用いることも実質的に可能であることを、当業者は理解するであろう。通常、複数の平行な折り線をフィルタ材に形成させることによって、および各々の折り線で折り目を形成させることによって、フィルタ材にプリーツを施す。
【００４７】
［フィルタ材の特性］
上で示したように、得られたフィルタ材の特性は、フィルタ材の構造および目的とする用途に応じて様々であってよい。一の例示的態様において、波形構造は、フィルタ材１０の表面積を増加させるのに有効であり、それが今度は、平面構造を有する他の点では類似のフィルタ材よりも改良されたろ過特性を有するフィルタ材をもたらす。
【００４８】
フィルタの性能を異なる基準に基づいて評価してよいが、フィルタまたはフィルタ材を、ろ取すべき汚染物質のフィルタを横切る透過率の低さによって特徴付けることが望ましい。しかし同時に、フィルタを横切る圧力損失または抵抗が比較的低くあるべきである。透過率（多くの場合パーセンテージとして表される）は以下のように定義される：
（透過率）＝Ｃ／Ｃ０
ここでＣは、フィルタを通過した後の粒子濃度であり、Ｃ０は、フィルタを通過する前の粒子濃度である。フィルタ効率は以下のように定義される。
１００−（透過率）（％）
【００４９】
有効なフィルタが、フィルタを横切る透過率および圧力損失の両方に関してできるだけ低い値を維持することが望ましいので、アルファ（α）と呼ばれる値（透過率の対数の、フィルタを横切る圧力損失に対する傾き）に従ってフィルタを評価する。傾きが急なほど又はアルファ値が高いほど、フィルタ性能がより良いことを示している。アルファは、以下の式に従って表現される。
α＝−１００ｌｏｇ（Ｃ／Ｃ０）／ＤＰ
ここで、ＤＰはフィルタ材を横切る圧力損失である。
【００５０】
多くのろ過状況において、高い初期アルファ値を有することが重要である。しかし、それほど重要ではない場合、許容可能なアルファ値をろ過工程の中でうまく維持することが同様に重要である。例えば、呼吸器の用途において、製造規格は、最終的な呼吸器フィルタ（呼吸器マスク等）をエージングの影響をシミュレーションするために高温度に付すことを命じている。従って、フィルタ材は、熱に付されたときに高いアルファ値を維持することが可能でなければならない。
【００５１】
特定の用途（ＨＶＡＣ等）においては、放電性能もまた、重要である。合成フィルタ材は、ろ過性能を高めるために、多くの場合帯電している。フィルタを使用する間にこの帯電が消失することが懸念されるため、フィルタの考え得る最も低い効率をユーザーに知らせるという動向が存在する。ＥＮ７７９：２００２（粗フィルタおよび細フィルタのための欧州規格）は、性能低下の可能性が存在するか否かを測定するための、放電前および後における、平らなフィルタ片に対する義務的な試験を包含する。試験方法は、完全に放電したフィルタ材をもたらすいずれの手順を用いてもよい。提案された手順には、イソプロパノール若しくは界面活性剤水溶液に浸すこと、またはディーゼルガスに曝すことが含まれる。イソプロパノールによる処理では、未処理のフィルタ材試料の効率を最初に測定する。次に、試料をイソプロパノール１００％溶液に浸し、フィルタ試料がイソプロパノールでぬれた後に、乾燥のためのドラフトチャンバー（ｆｕｍｅ  ｃｕｐｂｏａｒｄ）内の平らな不活性表面に試料を置く。２４時間乾燥した後に、効率の測定を繰り返す。
【００５２】
ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）試験は、ＴＳＩ，Ｉｎｃ．から購入した、油発生器を備えた自動フィルタ試験ユニット（８１３０）を採用する。その機器は、１１５Ｌ／分またはそれより遅い流速において、フィルタ材を横切る圧力損失、および結果として得られる透過率の、ある瞬間に基づく又は「充填中の」値を測定する。瞬間の読み込みは、一つの圧力損失／透過率の測定として定義する。ＴＳＩの仕様書によれば、油発生器は、ＤＯＰ、ＤＥＨＳ、パラフィン、またはＥｍｏｒｙ  ３００４を用いて０．３３ミクロンの質量中央径（ｍａｓｓ  ｍｅａｎ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）、０．２０ミクロンの個数中央径（ｃｏｕｎｔ  ｍｅａｎ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）を発生させる。本明細書におけるＤＯＰアルファに対する全ての言及は、１００ｃｍ２の試料寸法を適用したＤＯＰ試験に関して言及している。空気の流速は、１０．５ｆｐｍの前面速度を生み出す３２ｌｐｍ、または２５ｆｐｍの前面速度を生み出す７６ｌｐｍであった。
【００５３】
別の例示的試験は、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）試験であり、これはＴＳＩ，Ｉｎｃ．の、塩化ナトリウム発生器を備えた８１３０ＣｅｒｔｉＴｅｓｔ（商標）自動フィルタ試験ユニットを採用している。塩粒子発生器によって作製した平均粒子寸法は０．２６ミクロンの質量中央径、または０．０７ミクロンの個数中央値である。機器は、１１５Ｌ／分（ｌｐｍ）またはそれより遅い流速における、フィルタ材を横切る圧力損失、および結果として得られる透過率の瞬間的値を測定する。８１３０は、一つの圧力損失／透過率を、ほぼ毎分読み込む連続モードにおいて運転することができる。本明細書におけるＮａＣｌアルファに対する全ての言及は、フィルタに充填される細粒子を表すために、流速７６ｌｐｍ（前面速度２５ｆｐｍ）における、１００ｃｍ２の試料へのＮａＣｌ粒子の連続的充填について言及している。試料１００ｃｍ２当たりおよそ６０ｍｇのＮａＣｌを充填するために、６０分間１５ｍｇ（ＮａＣｌ）／ｍ３（空気）の濃度で試料を充填した。
【００５４】
Ｆ５〜Ｆ８のＥＮ７７９等級を満たすガラスフィルタ材が、上述のようにイソプロピルアルコールを用いて放電する前および後に前面速度５．３ｃｍ／ｓで試験した場合、ＤＯＰまたはＤＥＨＳ（ジオクチルセバケート、ＤＯＰと同等のものであると認められる）を用いて約１２〜１６の範囲のアルファ値を有することがわかっている。本発明のフィルタ材は、イソプロピルアルコールを用いて放電した後に、９、更に好ましくは約１１より大きい、最も好ましくは１６より大きいＤＯＰアルファの最小値を達成し、従って、ガラスフィルタ材の適切な代替物を提供する。ＤＯＰアルファ９に対して、ＩＰＡに浸した後の対応するＮａＣｌアルファは約１２であり、ＤＯＰアルファ１１に対して、ＩＰＡに浸した後の対応するＮａＣｌアルファは約１４であり、ＤＯＰアルファ１６に対して、ＩＰＡに浸した後の対応するＮａＣｌアルファは約２０である。しかし、本発明のフィルタ材のアルファ値は、フィルタ材またはフィルタ材を含むフィルタ要素の構造に応じて様々であってよい。
【００５５】
フィルタの、空気から粒子を取り除く能力を説明するために、ＭＥＲＶ（最小効率報告値、Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  Ｖａｌｕｅ）評価が、ＨＶＡＣ（暖房、換気、および空気調節、Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）産業に用いられている。ＭＥＲＶ評価は、種々の寸法範囲における粒子に対するフィルタ効率に由来しており、ＡＳＨＲＡＥ  ５２．２に記載された方法に従って計算する。ＭＥＲＶ評価がより高いことは、より良好なろ過およびより優れた性能を意味する。一の例示的態様において、本発明のフィルタ材は約７〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価を有するが、前記評価は、目的とされる用途に応じて様々であってよい。
【００５６】
得られるフィルタ材は、所望の用途の要求に応じて、種々の厚さ、空気透過性、坪量、および、塵埃保持容量を有することも可能である。厚さは、本明細書において言及する場合、適切なキャリパーゲージを用いて、ＴＡＰＰＩ  Ｔ４１１に従って測定する。坪量は、本明細書において言及する場合、ＡＳＴＭ  Ｄ−８４６に従って測定する。塵埃保持容量は、本明細書において言及する場合、バッグの代わりに平面シートにおける塵埃の充填を試験するための、ＡＳＨＲＡＥ  ５２．１を変更したものに基づいて試験する。１ｆｔ２の試料を横切る圧力損失は、前面速度２５ｆｐｍにて測定する。ＡＳＨＲＡＥ  ５２．１に記載されているＡＳＨＲＡＥ塵埃を、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失に達するまで、１グラムの増加量で加える。この圧力損失に達するためのグラム数は、ｇｒａｍ／ｆｔ２で言及される。
【００５７】
例えば、一の態様において、得られるフィルタ材は、図１Ａに示すように、約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さｔｍ、約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有し得る。得られるフィルタ材は、約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填するＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いた、前面速度２５ＦＰＭにおける少なくとも約８ｇ／ｆｔ２の塵埃保持容量、および／または前面速度２５ＦＰＭにて０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後の、約５０ｍｍＨ２Ｏより少ないＮａＣｌ充填量を有することも可能である。
【００５８】
［フィルタ要素］
先に示したように、本明細書において開示するフィルタ材は、液体および空気ろ過の両方の用途を含む種々の用途に用いるための、様々なフィルタ要素に組み込むことが可能である。用途としては、例えばＡＳＨＲＡＥバグフィルタ、プリーツ形成可能なＨＶＡＣフィルタ、液体バグフィルタフィルタ材、塵埃バグハウスフィルタ、住居用炉フィルタ（ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  ｆｕｒｎａｃｅ  ｆｉｌｔｅｒ）、塗装スプレーブースフィルタ（ｐａｉｎｔ  ｓｐｒａｙ  ｂｏｏｔｈ  ｆｉｌｔｅｒ）、外科用フェイスマスク、工業用フェイスマスク、客室用エアフィルタ、商業用ＡＳＨＲＡＥフィルタ、呼吸器フィルタ、自動車の吸気フィルタ、自動車の燃料フィルタ、自動車の潤滑油フィルタ、室内空気清浄機フィルタおよび真空掃除機の排気フィルタが含まれる。フィルタ要素は、種々の構造を有し得、特定の例示的フィルタ要素の構造を以下により詳細に論じる。これらに限定しないが、例えば放射状のフィルタ要素であってその中に設けられた円柱形フィルタ材を含むフィルタ要素、液体ろ過のためのミクロン等級のベッセルバグフィルタ（ソックフィルタとも呼ぶ）、フェイスマスク等をフィルタ要素とできる。
【００５９】
［パネルフィルタ］
一の例示的態様において、フィルタ材は、パネルフィルタにおいて用いることが可能である。特に、フィルタ材１０は、その周りに設けられたハウジングを含んでよい。ハウジングは種々の構造を有してよく、個々の構造は、目的とする用途に基づいて様々であってよい。一の態様において、図２Ａに示すように、ハウジングは、フィルタ材１０の外周の周りに設けられた枠２０の形状である。図示した態様において、枠２０は、通常長方形であるフィルタ材１０の四辺全てを囲むような長方形構造を通常有するが、個々の形状は様々であってよい。枠２０は、ボール紙、金属、ポリマー等を含む種々の材料から形成することができる。特定の例示的態様において、枠２０は、約１２インチまたはそれより薄い、より好ましくは約２インチまたはそれより薄い厚さｔを有し得る。図２Ｂは、枠の垂直断面図を図示しており、前記図は、前記枠内に設けられた波形フィルタ材を示している。別の態様において、枠は、フィルタ材の縁から形成することが可能である。特に、図３に示すように、フィルタ材１０’の周囲は、熱シールしてその周りに枠２０’を形成することができる。パネルフィルタは、枠、スペーサー等と比較してフィルタ材を安定化させるための安定化機能等の、当該技術分野において公知である種々の他の機能を含むことも可能である。
【００６０】
使用において、パネルフィルタ要素は、商業用および住居用のＨＶＡＣフィルタ；自動車の客室用空気フィルタ；自動車の吸気フィルタ；および塗装スプレーブースフィルタを含む、種々の用途に用いることが可能である。フィルタ要素の個々の特性は、目的とする用途に基づいて様々であり得るが、特定の例示的態様においては、フィルタ要素は７〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価、および約０．１インチ〜１インチＨ２Ｏの範囲の圧力損失を有する。
【００６１】
［プリーツ状フィルタ］
波形フィルタ材は、プリーツ形成すること及びプリーツ形成したフィルタを用いることも可能である。上で論じたように、波形楳体、またはそれらの種々の層は、所定の距離でたがいに離れている折り線を形成し、フィルタ材を保持することによってプリーツ形成することが可能である。しかし、当業者は、他のプリーツ形成技術を用いることができることを理解するであろう。フィルタ材を一旦プリーツ形成すると、図２Ａのパネルフィルタと同様に、フィルタ材をハウジング内に組み込むことができる。図４Ａは、枠３０の中に設けられたプリーツ状フィルタ材３２の一の態様を図示する。図２Ａに関連して上で論じたように、枠は、種々の形状および寸法を有してよい。フィルタ材は、枠の寸法および目的とする用途に応じて、任意の数のプリーツを有してよい。特定の例示的態様において、フィルタ材は、１インチ当たり１〜２個のプリーツ、および約０．７５インチ〜２インチの範囲のプリーツ高さを有する。しかし、いくつかの用途においては１２インチまでの高さを有する山が利用される。
【００６２】
プリーツ形成を容易にするために、フィルタ材は、自立性であってよい（即ち、プリーツ形成を可能にする剛性を有してよい）。特定の例示的態様において、フィルタ材の最小の剛性は、プリーツ形成を可能にするために、約２００ｍｇである（ガーレー剛性試験機（Ｇｕｒｌｅｙ  Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｔｅｓｔｅｒ）による）。これに代えて又は付加的に、フィルタ材は種々の硬化成分を含んでよい。限定的でない例として、図４Ｂおよび４Ｃは、フィルタ材３２ａ、３２ｂの空気流出側に（例えば接着剤または他の接合技術を用いて）接着した安定化ストラップ３４ａ、３４ｂを含む、プリーツ形成された波形フィルタ材３２ａ、３２ｂを図示する。フィルタ材３２ａ、３２ｂが枠３０ａ、３０ｂの中に設けられていることも示す。図４Ｂは、フィルタ材３２ａを硬化させてプリーツ状構造の保持を助けるためにフィルタ材３２ａ上に設けられたスクリーン状裏材（ｓｃｒｅｅｎ  ｂａｃｋｉｎｇ）３６ａを更に図示する。スクリーン状裏材３６ａはエキスパンデッドメタルワイヤーまたは押出し成形されたプラスチックメッシュであってよい。
【００６３】
使用において、プリーツ状の波形フィルタ要素は、プリーツ形成可能なＨＶＡＣフィルタ、住居用炉フィルタ、客室用エアフィルタ、商業用ＡＳＨＲＡＥフィルタ、自動車用吸気フィルタ、自動車用燃料フィルタ、自動車用潤滑油フィルタ、室内空気清浄機フィルタ、および真空掃除機排気フィルタを含む、種々の用途に用いることが可能である。フィルタ要素の個々の特性は、目的とする用途に依って様々であり得るが、特定の例示的態様において、フィルタ要素は、７〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価、約０．１〜１インチＨ２Ｏの範囲の圧力損失を有する。フィルタ材は、プリーツ形成前に約０．５インチまたはそれより薄い厚さ、およびプリーツ形成後に約２インチまたはそれより薄い厚さを有することも可能である。しかし、特定の用途において、プリーツ形成後の厚さは１２インチまで可能である。
【００６４】
［バグフィルタ／ポケットフィルタ］
更に別の態様において、フィルタ材は、暖房、空気調節、換気、および／または冷蔵に用いるためのバグフィルタまたはポケットフィルタ；およびミクロン等級の液体フィルタバッグの中に組み込むことが可能である。二つのフィルタ材を一緒に置き（または一つのフィルタ材を半分に折りたたみ）、３辺（または折りたたんでいる場合には２辺）を互いに合わせて１辺のみが開いたままになるようにし、それによってフィルタ内にポケットを形成することによって、バグフィルタまたはポケットフィルタを形成することができる。図５Ａに示すように、複数のフィルタポケット４２を枠４４に取り付けてフィルタ要素４０を形成することができる。各々のポケット４２は、開口端が枠内に位置し、従って、空気が、線Ａで示す方向で各々のポケット４２の中に流れ込むことが可能となるように設けることができる。枠は、各々のポケットの中に広がってそれらを保持する長方形の環を含んでよい。枠が実質的にどんな構造をも有してよいこと、およびポケットを枠に接合するために当該技術分野において公知の種々の接合技術を用いてよいことを、当業者は理解するであろう。更に、枠は、任意の数のポケットを含んでよいが、バグフィルタは通常、６〜１０個の間のポケットを含む。
【００６５】
図５Ｂは、１個のポケット４２を図示しており、三つの端４２ａ、４２ｂ、４２ｃが閉じており、一つの端４２ｄが開口してそれによって線Ａで示すような空気流を受けるようになっていることを示している。図５Ｂに更に示すように、ポケットフィルタ４２は、対向する側壁を互いに離れた所定の距離で保持するために構成された、前記ポケットフィルタ４２の中に設けられた任意の数のスペーサー４３をも含んでよい。スペーサーは、スレッド（ｔｈｒｅａｄ）、または両方の側壁の間に伸びる他のいずれかの要素であってよい。図５Ｃは、図５Ｂのポケットフィルタ４２の断面図を図示しており、スペーサー４３が側壁の間に伸びていることを示している。空気流の方向を、再び線Ａで示す。バグフィルタまたはポケットフィルタに用いるための、当該技術分野において公知の種々の特性を、本明細書において開示されたフィルタ材の中に組み込んでよいことを、当業者は理解するであろう。
【００６６】
フィルタ要素の個々の特性は、目的とする用途に基づいて様々であってよいが、特定の例示的態様において、フィルタ要素は、約７〜１６、より好ましくは１０〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価、および約０．１〜１インチＨ２Ｏの範囲の圧力損失を有する。フィルタ材は、約２インチ又はそれより薄い、より好ましくは約０．５インチまたはそれより薄い厚さを有することも可能であるが、厚さは、目的とする用途に応じて様々であってよい。
【００６７】
限定的でない例として、標準的な８ポケットＡＳＨＲＡＥバグフィルタは通常、２４インチ×２４インチの枠内に３０インチの深いポケットを有し、８０平方フィートのフィルタ材を与える。同じ大きさを有するが本発明の波形フィルタ材を利用するＡＳＨＲＡＥバグフィルタは、１７６平方フィートのフィルタ材を与えるだろう。
【００６８】
以下の限定的でない例は、本発明を更に説明するのに役立つ。
【実施例】
【００６９】
［例１］
（比較試料Ａ（対象標準））
試料Ａは、Ｊｏｈｎｓ  Ｍａｎｖｉｌｌｅによって製造された、ＣＭ２８５Ｂ−２として販売されている平面状フィルタ材であり、８０〜８５％ガラスマットフィルタ材である。フィルタ材の特性を、試料Ａの下で試験し下記の表１に列挙した。
【００７０】
全ての試料に関して、イソプロピルアルコールを用いてフィルタ材を放電させた後に、ＤＯＰ透過率およびＤＯＰアルファを測定した。詳述すると、１００％イソプロピルアルコール溶液の入った容器内に試料を置き、およそ５分間または完全な飽和が達成されるまで浸漬させた。その後、溶液から試料を取り出し、およそ３０分間、溶液を排出させた。その後、試料を換気装置／真空フード（ｖａｃｕｕｍ  ｈｏｏｄ）に置き、空気乾燥した。乾燥時間は試料厚さに大きく依存し、２０分から４８時間まで様々であった。その後、ＤＯＰ透過率およびＤＯＰアルファ試験を行った。
【００７１】
（比較試料Ｂ（対象標準））
試料Ｂは、Ｈｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈ＆Ｖｏｓｅ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造された、ＡＳ８０２０ＤＤとして販売されている平面状フィルタ材であり、８０〜８５％合成フィルタ材である。フィルタ材の特性を試験し、下記の表１において試料Ｂの下に列挙した。
【００７２】
（試料Ｃ）
四つの層を用いて試料Ｃを形成し、前記４つの層を上流（空気入口）から下流（空気流出）の順に以下のように並べた：（１）最上部エアレイド層、（２）上流エアレイド粗支持層、（３）細繊維メルトブロー層、および（４）下流のエアレイド粗支持層。
【００７３】
最上部エアレイド層は、Ｉｎｖｉｓｔａから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ２５５異相構造繊維による２デニール５０％、およびＷｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ５１０ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維による０．９デニール５０％から形成した。最上部エアレイド層を、炉内で結合させた。最上部エアレイド層は、２５ｇｓｍの坪量、３０ｍｉｌの厚さ、および８５０ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００７４】
上流のエアレイド粗支持層は、Ｉｎｖｉｓｔａから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ２５５異相構造繊維による２デニール７０％、Ｗｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ５１０  ＰＥＴ繊維による０．９デニール２０％、およびＷｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ３４１  ＰＥＴ繊維による１５デニール１０％から形成した。上流のエアレイド粗支持層は、４０ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、および８００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００７５】
細繊維メルトブロー層は、１．４μの平均繊維径を有するポリプロピレン繊維から形成した。メルトブロー層の坪量は、２０ｇｓｍであり、厚さは７ｍｉｌであり、空気透過性は５６ＣＦＭであった。
【００７６】
下流のエアレイド粗支持層は、Ｉｎｖｉｓｔａから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ２５５繊維による２デニール５０％、およびＷｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ３４１  ＰＥＴ繊維による１５デニール５０％から形成した。下流のエアレイド粗支持層は、４０ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、２０００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００７７】
上流の粗支持層、細繊維メルトブロー層、および下流の粗支持層は、約２５ｍ／分の速度で移動する第１移動表面上に層を設置することによって、波形構造に成形した。層は、第１移動表面から、約１０ｍ／分の速度で移動する第２移動表面へ移動し、その結果、１インチ当たり４個の波が形成された。その後、波形のウェブおよび最上層を、炉内で１３０℃にて熱的に結合させた。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表１において試料Ｃの下に列挙した。
【００７８】
（試料Ｄ）
試料Ｄを形成するために試料Ｃを繰り返したが、細繊維メルトブロー層は、１０ｇｓｍのポリプロピレンスパンボンドにおいて０．６μの平均繊維径を有するポリプロピレン繊維から形成した。メルトブロー層の坪量は、７ｇｓｍであった。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表１において試料Ｄの下に列挙した。
【００７９】
（試料Ｅ）
試料Ｅを形成するために試料Ｃを繰り返した。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表１において試料Ｅの下に列挙した。
【００８０】
【表１】
2010520049.tif 000003
【００８１】
表１に示すように、試料Ｃ、Ｄ、およびＥは、試料ＡおよびＢと比較して、改良された塵埃保持容量、およびイソプロピルアルコールを用いて放電した後の、より高いまたは同等のＤＯＰアルファを有した。試料Ａ〜Ｅの種々の特性を、図６〜９に記載されているグラフにおいて比較する。
【００８２】
図６は、圧力損失に対する放電ＤＯＰ透過率を図示する。示されているように、試料Ｂは高い初期圧力損失を有し、前記初期圧力損失は、透過率の増加に従って著しく減少する。一方、試料Ａ、Ｃ、Ｄ、およびＥは低い初期圧力損失を有し、前記初期圧力損失は、透過率の増加に従ってゆっくりと減少する。従って、試料Ｃ、Ｄ、およびＥは、ガラス繊維マットである試料Ａに匹敵する特性を有し、メルトブロー層である試料Ｂよりも優れた特性を有する。従って、図６は、試料Ｃ、Ｄ、およびＥの波形構造が、透過率の関数としての圧力損失をうまく改良し、従って、ガラスマット繊維ウェブに対する適切な代替物を提供することを図示している。
【００８３】
図７は、試料Ａ〜Ｅの塵埃保持容量を図示する。示されているように、試料ＡおよびＢは、試料Ｃ、Ｄ、およびＥと比較して著しく低い塵埃保持容量を示す。従って、試料Ｃ、Ｄ、およびＥの波形構造は、試料ＡおよびＢの平面構造と比較して、改良された塵埃保持容量をもたらす。
【００８４】
［例２］
第１平面状細繊維メルトブロー層（メルトブローＣと呼ぶ）を、試料Ｃの細繊維メルトブロー層と同じ構造を有するように製造した。メルトブローＣの坪量は２０ｇｓｍであった。
【００８５】
第２平面状細繊維メルトブロー層（メルトブローＤと呼ぶ）を、試料Ｄの細繊維メルトブロー層と同じ構造を有するように製造した。メルトブローＤの坪量は、２０ｇｓｍであった。
【００８６】
メルトブローＣおよびメルトブローＤに対するＮａＣｌ充填量、および上述の例１の試料Ｃおよび試料ＤにおけるＮａＣｌ充填量を試験し、７６ｌｐｍにおけるＮａＣｌ充填量を図８に示した。示されているように、試料ＣおよびＤの波形フィルタ材は、メルトブローＣおよびメルトブローＤと比較して、より長い時間にわたって抵抗が低いままであるような、ＮａＣｌ充填量における著しい改良を示す。
【００８７】
［例３］
（比較試料Ｆ）
四つの層を用いて試料Ｆを形成し、前記四つの層を上流（空気流入）から下流（空気流出）の順に以下のように並べた：（１）最上部のカーディングされた不織層、（２）細繊維メルトブロー層、および（３）下流のカーディングされた不織層。
【００８８】
最上部および底部の不織層は、ＦＩＴから入手可能な１．７５インチ  Ｔｙｐｅ  ２０２異相構造繊維による３デニール４５％、およびＰｏｏｌｅから入手可能な２インチ  Ｔｙｐｅ  Ｎ３９  ＰＥＴ繊維による３デニール３０％から形成した。最上部および底部の不織層を各々、炉内で結合させた。頂部および底部不織層は各々、１６０ｇｓｍの坪量、１５５ｍｉｌの厚さ、および４２０ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００８９】
細繊維メルトブロー層を、１．１μの平均繊維径を有するポリプロピレン繊維から形成した。メルトブロー層の坪量は、３５ｇｓｍであり、厚さは１１ｍｉｌであり、空気透過性は３９ＣＦＭであった。
【００９０】
最上部および底部の不織層を、細繊維メルトブロー層の対向する側に配置して平面状フィルタ材を形成させた。得られたフィルタ材の特性を試験し、表１において試料Ｆの下に列挙した。
【００９１】
（試料Ｇ）
試料Ｇは、四つの層を用いて形成し、前記四つの層を上流（空気流入）から下流（空気流出）の順に以下のように並べた：（１）最上部エアレイド層、（２）上流のエアレイド粗支持層、（３）細繊維メルトブロー層、および（４）下流のエアレイド粗支持層。
【００９２】
最上部エアレイド層は、Ｉｎｖｉｓｔａから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ２５５異相構造繊維による２デニール５０％、およびＷｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ５１０ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維による０．９デニール５０％から形成した。最上部エアレイド層を炉内で結合させた。最上部エアレイド層は、２５ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、および８５０ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００９３】
上流のエアレイド粗支持層は、Ｉｎｖｉｓｔａから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ２５５異相構造繊維による２デニール７０％、Ｗｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ５１０  ＰＥＴ繊維による０．９デニール２０％、およびＷｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ３４１  ＰＥＴ繊維による１５デニール１０％から形成した。上流のエアレイド粗支持層は、４０ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、および８００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００９４】
細繊維メルトブロー層は、試料Ｆの細繊維メルトブロー層と一致する（または対応する）ように形成した。詳述すると、細繊維メルトブロー層は、１．１μの平均繊維径を有するポリプロピレン繊維から形成した。メルトブロー層の坪量は、３５ｇｓｍであり、厚さは１１ｍｉｌであり、空気透過性は３９ＣＦＭであった。
【００９５】
下流のエアレイド粗支持層は、Ｉｎｖｉｓｔａから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ２５５繊維による２デニール５０％、およびＷｅｌｌｍａｎから入手可能な６ｍｍ  Ｔｙｐｅ  ３４１  ＰＥＴ繊維による１５デニール５０％から形成した。下流のエアレイド粗支持層は、３８ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、および２０００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【００９６】
上流の粗支持層、細繊維メルトブロー層、および下流の粗支持層は、約２５ｍ／分の速度で移動する第１移動表面上にそれらの層を設置することによって、波形構造に成形した。層は、第１移動表面から、約１０ｍ／分の速度で移動する第２移動表面へ移動し、その結果、１インチ当たり四つの波が形成された。その後、波形ウェブと最上層とを、炉内で１４０℃にて熱的に結合させた。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表２において試料Ｇの下に列挙した。
【００９７】
【表２】
2010520049.tif 000004
【００９８】
表２に示すように、波形の試料Ｇは、平面状の試料Ｆよりも小さいベータ７５を有する。ベータ７５は、ＩＳＯ  １６８８９によって定義されている。オクラホマ州スティルウォーターのＦｌｕｉｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．から入手可能なＦＴＩマルチパスフィルタ試験台を用いて、ベースラインフィルタの圧力損失よりも大きい１７２ＫＰａの末端圧力が得られるまで、１．７リットル／分の全体の流速に対して０．３リットル／分の速度で、モービルＭＩＬ−Ｈ−５６０６燃料の中に、Ａ２細塵を供給する。試験時間にわたって等分に隔たった１０の時点において、フィルタ材の上流および下流で選択された粒子寸法（この場合において４、５、７、１０、１５、２０、２５、および３０ミクロン）の粒子数（１ミリリットル当たりの粒子）を数える。各々の選択された粒子寸法において、上流および下流の粒子数の平均をとる。上流における平均粒子数（注入、Ｃ０）および下流における平均粒子数（通過、Ｃ）から、選択された各々の粒子寸法に対する液体ろ過効率試験値を、［（１００−［Ｃ／Ｃ０］）＊１００％］の関係によって決定する。効率の別の表現は、ベータ評価である。ベータ７５は、下流における個数（Ｃ）に対する上流における個数（Ｃ０）の割合が７５に等しい（効率が９８．６７％に等しい）ときの粒子寸法として定義される。ベータ評価が小さくなるにつれて、ある効率に対する粒子寸法が小さくなる。通常、効率は粒子寸法が小さくなるに従って低下する。
【００９９】
図９は、ＩＳＯ  １６８８９による液体のろ過に関してマルチパス試験を用いて試験したときの、試料ＦおよびＧの圧力を時間の関数として図示する。そのような試験の間、塵埃は油の中に分散し、その分散物は、所述の圧力損失（本試験においては１７２ｋＰａ）に達するまでに、フィルタ材を通過する。より長時間にわたって圧力が増加することがより望ましい。図９に示すように、比較できる試料Ｆの平面状シートは３４分間充填されるが、試料Ｇは８５分間充填される。
【０１００】
［例４］
（試料Ｈ）
試料Ｈを、四つの層を用いて形成し、前記四つの層を上流（空気流入）から下流（空気流出）の順に以下のように並べた：（１）上流のカーディング繊維粗支持層、（２）細繊維メルトブロー層、（３）下流のカーディング繊維粗支持層、および（４）底部スパンボンド層。
【０１０１】
上流のカーディング繊維粗支持層は、Ｔｒｅｖｉｒａから入手可能な１．５インチ  Ｔｙｐｅ  ２５６異相構造繊維による２デニール７０％、およびＢａｒｎｅｔから入手可能な２インチ  Ｔｙｐｅ  Ｐ３２０  ＰＥＴ繊維による３デニール３０％から形成した。上流のカーディング繊維粗支持層は、３５ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、および８００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【０１０２】
細繊維メルトブロー層は、約０．７μの平均繊維径を有するポリプロピレン繊維から形成した。メルトブロー層の坪量は１５ｇｓｍであり、厚さは５ｍｉｌであり、空気透過性は６８ＣＦＭであった。
【０１０３】
下流のカーディング繊維粗支持層は、Ｔｒｅｖｉｒａから入手可能な１．５インチ  Ｔｙｐｅ  ２５６繊維による２デニール４０％、およびＢａｒｎｅｔから入手可能な２インチ  Ｔｙｐｅ  Ｐ３２０  ＰＥＴ繊維による３デニール６０％から形成した。下流のエアレイド粗支持層は、３５ｇｓｍの坪量、４０ｍｉｌの厚さ、および１０００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【０１０４】
底部のスパンボンド層は、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｃ．から購入したポリプロピレンスパンボンドであった。底部のスパンボンド層は、１５ｇｓｍの坪量、３ｍｉｌの厚さ、および１２００ＣＦＭの空気透過性を有した。
【０１０５】
上流の粗支持層、細繊維メルトブロー層、および下流の粗支持層は、約１０ｍ／分の速度で移動する第１移動表面上にそれらの層を設置することによって、波形構造に成形した。層は、第１移動表面から、約４ｍ／分の速度で移動する第２移動表面へ移動し、その結果、１インチ当たり三つの波が形成された。その後、波形ウェブと底部のスパンボンド層とを、炉内で１３０℃にて熱的に結合させた。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表３において試料Ｈの下に列挙した。
【０１０６】
（試料Ｉ）
試料Ｈのために試料Ｇを繰り返したが、結合されたカーディング繊維層を、底部スパンボンド層の代わりに用いた。底部のカーディング繊維層は、Ｔｒｅｖｉｒａから入手可能な１．５インチ  Ｔｙｐｅ  ２５６異相構造繊維による２デニール５０％、およびＢａｒｎｅｔから入手可能な１．５インチ  Ｔｙｐｅ  Ｐ１８４２Ｂポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維による０．９デニール５０％から形成した。底部のカーディング繊維層を、炉内で１３０℃にて予め結合させた。最上部エアレイド層は、２５ｇｓｍの坪量、２０ｍｉｌの厚さ、および８９０ＣＦＭの空気透過性を有した。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表３において試料Ｉの下に列挙した。
【０１０７】
【表３】
2010520049.tif 000005
【０１０８】
［例５］
（試料Ｊ）
試料Ｊのために試料Ｇを繰り返したが、細繊維メルトブロー層は６ｇｓｍの０．７μポリプロピレンメルトブローであった。細繊維メルトブロー層は、２．４ｍｉｌの厚さおよび１６７ＣＦＭの空気透過性を有した。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表４において試料Ｊの下に列挙した。
【０１０９】
（試料Ｋ）
試料Ｋのために試料Ｇを繰り返したが、細繊維メルトブロー層は、２２ｇｓｍの０．７μポリプロピレンメルトブローであった。細繊維メルトブロー層は、６．８ｍｉｌの厚さおよび３７ＣＦＭの空気透過性を有した。得られたフィルタ材の特性を試験し、下記の表４において試料Ｋの下に列挙した。
【０１１０】
【表４】
2010520049.tif 000006
【０１１１】
当業者は、上述の態様に基づいて本発明の更なる特徴および利点を理解するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲によって示したものを除き、特に示し、記載したものによって限定されるものではない。本明細書において参照した全ての刊行物および参考文献は、それらの全体を参照することによって、本明細書に明確に組み込まれる
【図１Ａ】
2010520049.tif 000007
【図１Ｂ】
2010520049.tif 000008
【図１Ｃ】
2010520049.tif 000009
【図２Ａ】
2010520049.tif 000010
【図２Ｂ】
2010520049.tif 000011
【図３】
2010520049.tif 000012
【図４Ａ】
2010520049.tif 000013
【図４Ｂ】
2010520049.tif 000014
【図４Ｃ】
2010520049.tif 000015
【図５Ａ】
2010520049.tif 000016
【図５Ｂ】
2010520049.tif 000017
【図５Ｃ】
2010520049.tif 000018
【図６】
2010520049.tif 000019
【図７】
2010520049.tif 000020
【図８】
2010520049.tif 000021
【図９】
2010520049.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月15日(2008.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
一の態様において、細繊維ろ過層、および前記細繊維ろ過層を波形構造に保持し、ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層を有するフィルタ材を提供する。フィルタ材の層および各々の層の種々の特性は、様々なものであってよい。一の態様において、粗支持層は、谷における繊維の質量よりも小さい繊維の質量を、山において有する。別の態様において、細繊維ろ過層は、平面構造の細繊維ろ過層の表面積よりも少なくとも５０％、より好ましくは１００％大きい表面積を有し得る。別の態様において、粗支持層は下流の粗支持層であってよく、フィルタ材は、上流の粗支持層を更に含んでよい。細繊維ろ過層を、上流の粗支持層と下流の粗支持層との間に設けてよい。フィルタ材は、下流の粗支持層と上流の粗支持層との間に設けられた、少なくとも一つの追加のろ過層を含んでよい。一の例示的な態様において、前記少なくとも一つの追加のろ過層は、細繊維ろ過層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均径を有する繊維から形成してよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
特定の例示的態様において、下流および／または上流の粗支持層１４、１６は、谷における繊維の密度よりも大きい繊維の密度を山において有してよく、かつ谷における繊維の質量よりも小さい繊維の質量を山において有してよい。このことは、細繊維ろ過層１２と比較して、下流および／または上流の粗支持層１４、１６が粗いことに起因することがある。特に、層が第１移動表面から第２移動表面に移るときに、細繊維ろ過層１２の相対的に細かいという特性によって、細繊維ろ過層１２に形成された波の周りに下流および／または上流の粗支持層１４、１６が適合することが可能となるだろう。粗支持層１４、１６が山Ｐを越えて広がる場合、移動距離は、各々の層１４、１６が谷を満たすために移動する距離よりも小さいであろう。その結果、粗支持層１４、１６は、山において緻密になり、従って、谷と比較して増加した繊維の密度を山において有し、それによって、層は移動してループ状構造を形成する。
【手続補正３】
【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】
細繊維ろ過層、および前記細繊維層を波形構造に保持し、前記ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層を含むフィルタ材であって、前記粗支持層が、谷における繊維の密度よりも、山における繊維の密度が大きい、フィルタ材。
【請求項２】
前記細繊維ろ過層が、平面構造の前記細繊維ろ過層の表面積よりも少なくとも約５０％大きい表面積を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項３】
前記粗支持層が下流の粗支持層を含み、前記フィルタ材が上流の粗支持層を更に含み、前記細繊維ろ過層が、上流の粗支持層と下流の粗支持層との間に設けられている、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項４】
前記下流の粗支持層と前記上流の粗支持層との間に設けられた、少なくとも一つの追加のろ過層を更に含む、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項５】
前記少なくとも一つの追加のろ過層が、細繊維ろ過層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均径を有する繊維から形成される、請求項４に記載のフィルタ材。
【請求項６】
前記上流の粗支持層、前記細繊維ろ過層、および前記下流の粗支持層の全てが波形構造を有する、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項７】
前記上流の粗支持層が、前記細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きく、かつ前記下流の粗支持層を形成する繊維の平均径と等しい又はそれより小さい平均径を有する繊維から形成される、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項８】
前記上流および下流の粗支持層が短繊維層を含み、前記細繊維ろ過層がメルトブロー層およびガラス繊維層の少なくとも一つを含む、請求項３に記載のフィルタ材。
【請求項９】
前記上流の粗支持層の上流に設けられた平面層および前記下流の粗支持層の下流に設けられた平面層の少なくとも一つを更に含む、請求項６に記載のフィルタ材。
【請求項１０】
前記平面層が、前記上流の粗支持層および前記下流の粗支持層を形成する繊維の平均径より小さく、かつ前記細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きい平均径を有する繊維から形成される、請求項９に記載のフィルタ材。
【請求項１１】
前記下流の粗支持層の下流に設けられた平面層を更に含み、前記平面層が、前記上流の粗支持層、前記下流の粗支持層、および前記細繊維ろ過層を形成する繊維の平均径よりも大きい平均径を有する繊維から形成される、請求項６に記載のフィルタ材。
【請求項１２】
前記細繊維ろ過層がメルトブロー層を含む、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１３】
前記細繊維ろ過層がガラス繊維層を含む、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１４】
前記粗支持層が、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１５】
前記フィルタ材が１インチ当たり２〜６個の波を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１６】
前記フィルタ材が、約９より大きい放電ＤＯＰアルファ値を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１７】
前記フィルタ材が、約１１よりも大きい放電ＤＯＰアルファ値を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１８】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填されたＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いて測定した塵埃保持容量が、少なくとも約８ｇ／ｆｔ２である、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項１９】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後に、約５０ｍｍＨ２Ｏより小さいのＮａＣｌ充填量を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２０】
前記フィルタ材が、約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２１】
前記フィルタ材が約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２２】
前記フィルタ材が約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のフィルタ材。
【請求項２３】
複数の波を形成する波形構造を有する第１繊維層であって、各々の波がランダムな波の形状および高さを有し、各々の波が山および谷を有し、隣り合う山が互いに離れた間隔で配置され、隣り合う谷が互いに離れた間隔で配置される、第１繊維層と、
前記第１繊維層と組み合わされた、前記第１繊維層よりも粗い繊維から形成された第２繊維層と
を含む、フィルタ材。
【請求項２４】
前記第１繊維層が、平面構造における第１繊維層の表面積よりも少なくとも約５０％大きい表面積を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２５】
前記第１繊維層が、前記第２繊維層を形成する繊維の平均径よりも小さい平均径を有する細繊維から形成される、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２６】
前記第１繊維層の繊維の平均繊維径が約５μより小さく、前記第２繊維層の繊維の平均径が約１０μよりも大きい、請求項２５に記載のフィルタ材。
【請求項２７】
前記第２繊維層が、前記第１繊維層の谷付近における繊維の密度よりも、前記第１繊維層の山付近における繊維の密度が大きい、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２８】
前記第２繊維層が前記第１繊維層の下流に設けられ、フィルタ材が、前記第１繊維層の上流に設けられた第３繊維層を更に含む、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項２９】
前記第３繊維層が、前記第２繊維層を形成する繊維の平均径と等しい又はそれより小さい平均径を有する繊維から形成されており、前記第２繊維層を形成する繊維の平均径が、前記第１繊維層を形成する繊維の平均径よりも大きい、請求項２８に記載のフィルタ材。
【請求項３０】
前記第１、第２、および第３繊維層が波形構造を有し、フィルタ材が、第３繊維層の上流に設けられ、平面構造を有する第４層、および第２繊維層の下流に設けられ、平面構造を有する第５層の少なくとも一つを更に含む、請求項２８に記載のフィルタ材。
【請求項３１】
前記第１繊維層が、メルトブロー層およびガラス繊維層から成る群から選択される、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３２】
前記第２繊維層が、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３３】
前記フィルタ材が、１インチ当たり２〜６個の波を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３４】
前記フィルタ材が、約９より大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３５】
前記フィルタ材が、約１１より大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３６】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填されたＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いて、少なくとも約８ｇ／ｆｔ２の塵埃保持容量を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３７】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後に、約５０ｍｍＨ２Ｏより小さいＮａＣｌ充填量を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３８】
前記フィルタ材が約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項３９】
前記フィルタ材が、約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項４０】
前記フィルタ材が、約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項２３に記載のフィルタ材。
【請求項４１】
細繊維層と、バインダー繊維を少なくとも部分的に含む少なくとも一つの粗繊維層とから形成される、曲線状ウェブであって、前記少なくとも一つの粗支持層が、前記細繊維層の隣り合う山の間の間隔を維持し、かつ前記細繊維層の隣り合う谷の間の間隔を維持する曲線状ウェブと、
前記曲線状ウェブと組み合わされた平面状ウェブと
を含む複層フィルタ材。
【請求項４２】
前記細繊維層が、細繊維メルトブロー層および細繊維ガラス層から成る群から選択される、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項４３】
前記細繊維層が、約５μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成される、請求項４２に記載のフィルタ材。
【請求項４４】
前記少なくとも一つの粗支持層が、前記細繊維層の上流に設けられた第１粗支持層、および前記細繊維層の下流に設けられた第２粗支持層を含む、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項４５】
前記平面状ウェブが、前記第１粗支持層の上流に設けられている、請求項４４に記載のフィルタ材。
【請求項４６】
前記平面状ウェブが、前記第２粗支持層の下流に設けられている、請求項４４に記載のフィルタ材。
【請求項４７】
前記平面状ウェブが、前記第１および第２粗支持層並びに前記細繊維層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい平均繊維径を有する繊維から形成される、請求項４６に記載のフィルタ材。
【請求項４８】
前記第２粗支持層が、前記第１粗支持層を形成する繊維の平均繊維径と等しい又はそれより大きい平均繊維径を有する繊維から形成されており、前記第２粗支持層を形成する繊維の平均繊維径が、前記平面状ウェブを形成する繊維の平均繊維径よりも大きく、前記平面状ウェブを形成する繊維の平均繊維径が、前記細繊維層を形成する繊維の平均繊維径よりも大きい、請求項４４に記載のフィルタ材。
【請求項４９】
前記細繊維層が、平面構造における前記細繊維層の表面積よりも少なくとも５０％大きい表面積を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５０】
前記少なくとも一つの粗支持層が、少なくとも１種類のバインダー繊維および少なくとも１種類の非バインダー繊維から形成される、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５１】
前記フィルタ材が１インチ当たり２〜６個の波を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５２】
前記フィルタ材が約９よりも大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５３】
前記フィルタ材が約１１よりも大きいＤＯＰアルファ値を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５４】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、１．５インチＨ２Ｏの圧力損失まで充填されたＡＳＨＲＡＥ塵埃を用いて、少なくとも約８ｇ／ｆｔ２の塵埃保持容量を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５５】
前記フィルタ材が、２５ＦＰＭの前面速度において、０．２６μの粒子をおよそ６０ｍｇ／１００ｃｍ２充填した後に、約５０ｍｍＨ２Ｏより小さいＮａＣｌ充填量を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５６】
前記フィルタ材が約１０ＣＦＭ〜３００ＣＦＭの範囲の空気透過性を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５７】
前記フィルタ材が約７０ｇｓｍ〜１１００ｇｓｍの範囲の坪量を有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５８】
前記フィルタ材が約１．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項４１に記載のフィルタ材。
【請求項５９】
約２インチまたはそれより小さい高さを有する複数の不均一な波をフィルタ材が含むような波形構造を有し、かつ少なくとも二つの繊維層を有するフィルタ材であって、前記繊維層の少なくとも一つが細繊維ろ過層であり、前記繊維層の少なくとも一つが粗繊維支持層であるフィルタ材と、
前記フィルタ材の外周の周りに設けられたハウジングと
を含むフィルタ要素。
【請求項６０】
前記ハウジングが、前記フィルタ材の外周の一部分を硬化させることによって形成される、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６１】
前記ハウジングが、前記フィルタ材の外周の周りに設けられた枠を含む、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６２】
前記フィルタ材が７〜１６のＭＥＲＶ評価を有する、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６３】
前記細繊維ろ過層が、メルトブロー層およびガラスファイバー層の少なくとも一つを含む、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６４】
前記細繊維ろ過層が、約５μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成される、請求項６３に記載のフィルタ要素。
【請求項６５】
複数の山および谷を有する波形フィルタ材を形成するために一緒に組み合わされたろ過層および支持層を含み、前記波形フィルタ材に複数のプリーツが形成された、プリーツ状フィルタ要素。
【請求項６６】
前記波形フィルタ材が、当該波形フィルタ材がプリーツを維持するのに十分な硬さの裏材を含む、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項６７】
前記波形フィルタ材が、当該波形フィルタ材がプリーツを維持するのに十分な剛性を有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項６８】
前記波形フィルタ材が、プリーツ形成前に約０．５インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項６９】
前記プリーツ状フィルタ要素が、約１２インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７０】
前記プリーツ状フィルタ要素が、約２インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７１】
前記フィルタ材の外周の周りに設けられたハウジングを更に含む、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７２】
プリーツ状フィルタ材が７〜１６のＭＥＲＶ評価を有する、請求項６５に記載のフィルタ要素。
【請求項７３】
ハウジングと、
前記ハウジングと組み合わされた複数のフィルタであって、各々のフィルタが、当該フィルタ内にポケットを有し、そこを通って空気流を受けるように構成されており、各々のフィルタが、第２繊維層によって波形構造に保持されて山および谷が形成される第１繊維層を有するフィルタ材から形成される複数のフィルタと
を含むバグフィルタ。
【請求項７４】
前記ハウジングが枠を含み、各々のフィルタの開口端が前記枠と接合され、前記フィルタが互いに平行に配置される、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７５】
前記各々のフィルタが、当該フィルタ内に設けられた少なくとも１個のスペーサーを含み、前記スペーサーが、フィルタの対向する側壁を所定の距離に互いに離れて保持する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７６】
前記フィルタ材が、約２インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７７】
前記フィルタ材が、約０．５インチまたはそれより薄い厚さを有する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７８】
前記各々のフィルタが、約１０〜１６の範囲のＭＥＲＶ評価を有する、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項７９】
前記第１繊維層が、メルトブロー層およびガラス繊維層の少なくとも一つを含む、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項８０】
前記第１繊維層が、約５μより小さい平均繊維径を有する繊維から形成されている、請求項７９に記載のバグフィルタ。
【請求項８１】
前記フィルタ材が、前記第１繊維層の、前記第２繊維層と対向する側に設けられた、第３繊維層を含む、請求項７３に記載のバグフィルタ。
【請求項８２】
細繊維ろ過層と、前記細繊維ろ過層を波形構造に保持して当該ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層とを含むフィルタ材であって、前記粗支持層が、谷における繊維の質量よりも、山における繊維の質量が小さい、フィルタ材。
【請求項８３】
細繊維ろ過層と、前記細繊維ろ過層を波形構造に保持して当該ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層とを含むフィルタ材であって、前記粗支持層が、谷における密度と、山における密度とが異なる、フィルタ材。
【請求項８４】
細繊維ろ過層と、前記細繊維ろ過層を波形構造に保持して当該ろ過層の隣り合う波の山および谷の間隔を維持する粗支持層とを含むフィルタ材であって、前記粗支持層が、谷における繊維の質量と、山における繊維の質量とが異なる、フィルタ材。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2010520049.tif 000023
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｂ】
2010520049.tif 000024
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｂ】
2010520049.tif 000025
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010520049.tif 000026
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｂ】
2010520049.tif 000027
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｃ】
2010520049.tif 000028
【国際調査報告】
2010520049.tif 000029
2010520049.tif 000030