(57)【要約】ひだ付け可能な高効率な不織布のガスろ過媒体を提供する。この媒体は、約２ミルと約３５ミルとの間の厚さを有する荷電エアレイド繊維層；及び約５ミルと約３５ミルとの間の厚さを有するウエットレイド繊維層を有する。この結合された層が、（ａ）約１０ミルと約５０ミルとの間の厚さ、（ｂ）約２００ｍｇｓと約３５００ｍｇｓとの間の剛性、（ｃ）約１０ＣＦＭと約４００ＣＦＭとの間のフレーザー、及び少なくとも１５のαを有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）約２ミルと約３５ミルとの間の厚さを有する荷電されたエアレイド繊維層；
（２）約５ミルと約３５ミルとの間の厚さを有するウエットレイド繊維層を含み、且つ
上記の結合された層が、（ａ）約１０ミルと約５０ミルとの間の厚さ、（ｂ）約２００ｍｇｓと約３５００ｍｇｓとの間の剛性、（ｃ）約１０ＣＦＭと約４００ＣＦＭとの間のフレーザー、及び（ｄ）少なくとも１５のαを有していることを特徴とするひだ付け可能な高効率の不織布ガスろ過媒体。
【請求項２】
エアレイド繊維層が、実質的に疎水性の繊維を有する請求項１に記載の媒体。
【請求項３】
疎水性の繊維がポリオレフィン繊維である請求項２に記載の媒体。
【請求項４】
エアレイド繊維層の少なくとも一部が連続繊維である請求項１に記載の媒体。
【請求項５】
ウエットレイド繊維層が、長さが約１／８インチ〜約３／２インチの繊維を有する請求項１に記載の媒体。
【請求項６】
ウエットレイド繊維が、約１／２デニール〜約１２デニールの直径を有する請求項５に記載の媒体。
【請求項７】
ウエットレイド繊維の５０％以下が軟質木部繊維である請求項６に記載の媒体。
【請求項８】
ウエットレイド繊維がガラス繊維を含む請求項６に記載の媒体。
【請求項９】
上記層が、接着剤結合、針状穴あけ、熱の点結合及び超音波スポット融着から選ばれる１つ以上により相互に結合されている請求項１に記載の媒体。
【請求項１０】
エアレイド層及び／又はウエットレイド層の少なくとも２層が存在する請求項１に記載の媒体。
【請求項１１】
ウエットレイド層が、合成繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維及び天然繊維の１種以上から構成されたウエットレイド繊維を有する請求項１に記載の媒体。
【請求項１２】
ウエットレイド層がバインダを含む請求項１に記載の媒体。
【請求項１３】
バインダがラテックスバインダである請求項１２に記載の媒体。
【請求項１４】
ラテックスバインダがアクリルラテックスバインダである請求項１３に記載の媒体。
【請求項１５】
エアレイド層が、直径５μｍ未満の繊維を有する請求項１に記載の媒体。
【請求項１６】
エアレイド層の厚さが約１０ミルと約２５ミルの間にある請求項１に記載の媒体。
【請求項１７】
ウエットレイド層の厚さが約１５ミルと約３０ミルの間にある請求項１に記載の媒体。
【請求項１８】
結合された層の厚さが約２０ミルと約４５ミルの間にある請求項１に記載の媒体。
【請求項１９】
ひだ付き形状である請求項１に記載の媒体。
【請求項２０】
ウエットレイド層を有するろ過媒体面が、最初にろ過すべきガス流と接触する、請求項１に記載のろ過媒体を有するフィルタ。
【請求項２１】
ウエットレイド層が、約１０μｍより大きいサイズを有する粒子を深さ方向に集め、荷電されたエアレイド層が約１０μｍより小さいサイズを有する粒子を深さ方向に集める請求項２０に記載のフィルタ。
【請求項２２】
ろ過媒体が、ひだ付き媒体の形状である請求項２０に記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、ガスろ過媒体及び特に空気ろ過媒体に関する。中でも、本発明は、２種以上の異なる層を結合して単一の構造体とすることにより作製される高効率な不織布のガスろ過媒体であって、その媒体が改良されたろ過性能を発揮し且つ媒体にひだを付けることができる媒体に関する
【０００２】
［発明の背景］
ガス流（例、空気）から１０μｍ未満の粒子を除去するろ過媒体がこれまで開発されている。このような媒体を用いるフィルタは、一般に、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｌａｔｅ Ａｉｒ；高効率微粒子エア）、ＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｌａｔｅ Ａｉｒ；超高効率微粒子エア）、及びＡＳＨＲＡＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｈｅａｔｉｎｇ， Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ − Ｓｔａｎｄａｒｄ ５２．２；加熱、冷却及び空気調節技術の米国学会−標準５２．２）フィルタと呼ばれている。
【０００３】
フィルタ媒体にひだを付けることは高効率フィルタでは屡々望ましいことである。ひだ付き媒体は、フィルタのフレームに載置し、完成フィルタが得られる。このような場合、フィルタ媒体の表面積は、フィルタのフレームの平面面積より実質的に大きい。例えば、ＵＳ５９９３５０１には、繊維ろ過層、好ましくはエアレイド（ａｉｒ ｌａｉｄ）ガラス繊維製のろ過層が不織布エアレイドスクリムで支持されている、ひだ付けに好適な複合フィルタ媒体が開示されている。
【０００４】
今日、通常の標準の高効率フィルタ媒体は、バインダを有し、任意にセルロース繊維と結合した、ガラス繊維のものである。媒体は、ウエットレイド法により作製される。また特に、高効率のろ過媒体は、アクリル樹脂により相互に結合したホウ珪酸塩（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ）ガラスのマイクロ繊維から作製され、ウエットレイド（ｗｅｔ ｌａｉｄ）製紙法により製造されてきた。これにより、良好なろ過性能を示し、また硬質のフィルタフレームに組み立てるためのひだ付き媒体パックを構築するのに必要な物理特性を示す媒体が得られる。
【０００５】
さらに最近では、合成繊維（例、ポリプロピレン、ポリエステル等のもの）の発達と共に、ホウ珪酸塩ガラス及びセルロース繊維と組み合わせて、或いはこれらの代わりに使用され得る繊維が登場した。例えば１０μｍ以下の小粒子のろ過効率は、ろ過媒体に少なくとも一部に荷電された繊維を使用することにより大幅に増加することが良く知られている。例えば、ＵＳ５９５５１７４には、荷電繊維ろ過媒体が記載されている。荷電層及び漉かれた繊維又はスパンボンディッド繊維の層の複合材料が、荷電層に、熱で結合され、又は接着され、又は水でからまされ、又はニードルパンチされる。
【０００６】
上述したように、荷電層は、小粒子のろ過の効率を向上させる一方、これらのフィルタはまたいくつかの本質的な不利を有している。まず、荷電ろ過媒体は、次の媒体への荷電が、極めて乾燥し且つ電気的に絶縁性の材料と関係することとならざるをえないので、原則としてエアレイド媒体である。従って、原則として荷電ろ過媒体は、ポリオレフィンの溶融吹き込みまたはスパンボンディッドろ過媒体である。
【０００７】
その方法の当然の結果として、エアレイドろ過媒体は、構造的にそれほど強くない。さらに、下記に詳細に説明するように、エアレイド媒体は適当にひだを付けることができるほど充分に硬いとは言えない。場合により、ひだを、通常の取扱中にひだ付けの形態では保持できないし、また所望のひだ付き形態を保持することができない場合もある。なぜなら、媒体を通過するガスの圧力低下が、ひだの崩壊及び相互に対向するひだの内部折り重ねを起こすためである。このため、荷電エアレイドろ過媒体は、原則としてより強い支持体に取り付けられる。このような支持体は、漉かれた織布、スクリム、スパンボンディッド、スパンレース、溶融吹き込み層、網、金属メッシュ等である。しかしながら、これらの支持体が、熱すぎたり或いは硬すぎたりした場合、フィルタ媒体をひだ付き形態に適当に形成することが困難または不可能となる。通常、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり約３〜８ひだ（プリーツ）が望ましいが、１０〜１２ひだまで使用することができる。媒体が厚すぎる場合、そのひだの数は、１個のひだが別のひだに対して折り重なること無く得ることはできない。媒体が硬すぎる場合、媒体の破壊、ひび割れまたは形状変形を起こすこと無くひだ付けすることはできず、特に角のあるひだを付けることはできない。
【０００８】
さらに、エアレイド媒体の性質を調節するために使用することができるいくつかの後処理法がある。これらはカレンダリング、熱結合、及び結束（ｂｉｎｄｅｒ）であるが、これらに限定されるものではない。しかしながら、これらの後処理は、コストを上昇させ、ろ過性能を実質的に低下させる。
【０００９】
さらに、エアレイドろ過媒体は通常比較的薄いので、特にフィルタをＨＥＰＡ、ＵＬＰＡ及びＡＳＨＲＡＥフィルタとする意図がある場合には、容認可能なろ過効率が得られるように媒体を多層（例、３−６層）を用いて構築する。このことは、支持体と組み合わせた場合、フィルタ媒体をその厚さのために適当に折り重ねることを困難にする。
【００１０】
さらに、折り重ねに好適な従来の通常の媒体の支持体は、追加的ろ過性能をほとんどもたらすことはなく、このため、ろ過性能への実質的な補償効果無しで、実質的に費用及び重量の追加となる。
【００１１】
このため、ＨＥＰＡ、ＵＬＰＡ及びＡＳＨＲＡＥフィルタを容易に満たすことができ、しかし従来の支持体を有する従来のひだ付け可能なろ過媒体に関する前述の不利を持たないひだ付け可能な荷電ろ過媒体を提供することは技術にとって実質的に有益であろう。さらに、従来のろ過媒体に比較して、ろ過性能が向上したろ過媒体を提供することは当該技術にとって有益であろう。
【００１２】
［発明の要旨］
本発明は、いくつかの主たる及び副次的な発見に基づいている。
【００１３】
先ず、主たる発見として、ひだ付け可能な高効率な不織布のガスろ過媒体は、荷電エアレイド繊維層とウエットレイド繊維層の結合（接合）により製造することができることを見出した。これは、当該技術では、ウエットレイド繊維材料がひだ付きエアレイド媒体の支持体の候補であるとは決して考えられない点で驚くべきことであった。
【００１４】
第２に、主たる発見として、荷電エアレイド繊維層とウエットレイド繊維層をひだ付け可能な結合フィルタ媒体とするために、２層の厚さを特定範囲内とし、結合層の厚さも特定範囲内にしなければならないことを見出した。
【００１５】
副次的な発見として、これらの特定厚さのエアレイド及びウエットレイド層においては、２層は通常の技術（例、接着剤、スポット融着等）で適宜結合（接合）させることができ、それにも拘わらず構成層の層間剥離無しにエアレイド／ウエットレイド複合ろ過媒体に適宜ひだ付けすることができることを見出した。
【００１６】
第３の主たる発見として、ろ過媒体を作り上げる結合層のこのようなひだ付けを達成するために、これらの結合層の剛性が、約２０ｍｇｓと３５００ｍｇｓとの間になけれなばならないことを見出した。約２００ｍｇｓ未満の剛性では、単にフィルタ媒体が保持可能なひだを形成するのに充分な剛性を全く持たないことを見出した。約３５００ｍｇｓを超える剛性では、ひだ付け能の実質的な改良が達成されず、付加的剛性によりコストのみが増加した。
【００１７】
第４の主たる発見として、結合層は、約１０ＣＦＭ（０．２８ＣＭＭ）と約４００ＣＦＭ（１１．３３ＣＭＭ）との間のフレーザー（Ｆｒａｚｉｅｒ）を持たなければならないことを見出した。約１０ＣＦＭ未満のフレーザーでは、フィルタ媒体（ろ過媒体）が、フィルタの適当な性能に対して余りにも圧力低下が高すぎ、また約４００ＣＦＭを超えるとフィルタが開きすぎて高いろ過効率が得られない。
【００１８】
第５の主たる発見として、上述の範囲内で、少なくとも１５のアルファ（α）を有するフィルタ媒体を製造することが可能であることを見出した。
【００１９】
別の副次的な発見として、本発明の媒体は、当該技術において標準である、上述の、従来のホウ珪酸塩ガラス繊維媒体と同じように良好なひだ付け性をもたらし、しかし実質的に改良されたろ過性能も有することを見出した。
【００２０】
上述のフィルタ媒体（ろ過媒体）では、フィルタは、ウエットレイド層を有するフィルタ媒体の面が最初にろ過すべきガス流と接触する、その媒体から構成され得ることを見出した。最初にガス流と接触する本ウエットレイド媒体を有することにより、より粗な（開いた）及び一般に厚い本発明のウエットレイド媒体が、ガス流から大きい粒子径の固体を遮断し、除去する。さらに、本ウエットレイド媒体は深さ方向に粒子を有し、即ち粒子は、媒体の面に直に付着するよりむしろフィルタに入り付着する。原則として、このような配置において、本ウエットレイド層が、約１０μｍより大きいサイズを有する粒子を深さ方向に集め、そして荷電エアレイド層（ガス流におけるウエットレイド層の下流である）が約１０μｍより小さいサイズを有する固体を深さ方向に少し集める。この配置により、実質的なダスト保持容量（ＤＨＣ）値、例えば媒体面積の１ｍ２当たり１５ｇを超える値をひだ付け可能なフィルタでさえ達成することができる。
【００２１】
従って、簡単に述べると、本発明は、ひだ付け可能な高効率な不織布ガスろ過媒体を提供する。この媒体は、約２ミル（０．０５ｍｍ）と約３５ミル（０．８９ｍｍ）との間の厚さを有する荷電されたエアレイド繊維層；約５ミル（０．２７ｍｍ）と約３５ミルとの間の厚さを有するウエットレイド繊維層を含み、且つ上記の結合層が、（ａ）約１０ミル（０．２５ｍｍ）と約５０ミル（１．２７ｍｍ）との間の厚さ、（ｂ）約２００ｍｇｓと約３５００ｍｇｓとの間の剛性、（ｃ）約１０ＣＦＭと約４００ＣＦＭとの間のフレーザー、及び少なくとも１５のαを有していることを特徴とする。
【００２２】
本発明はまた、ひだ付き形態の媒体、及び媒体がひだ付き形態であるフィルタを提供する。
【００２３】
［図面の簡単な説明］
図１は、本発明のフィルタ媒体の高度に観念化した断面図である。
図２は、フィルタを形成するためにフィルタフレームに折り重ねられた本発明のフィルタ材料の観念化図である。
図３Ａ及び３Ｂは、フィルタ媒体を通過するエア流の観念化図である。
図４Ａ及び４Ｂは、フィルタ媒体が充分に硬くない場合に起こり得ることの観念化図である。
図５Ａ及び５Ｂは、適当な角のあるひだ及び厚すぎる媒体から作製されたものを表している。
【００２４】
［発明の詳細な記載］
図１から分かるように、フィルタ媒体（ろ過媒体）、一般に１は、ウエットレイド層２、エアレイド層３から構成され、そしてこれらの界面５及び６で接合されて結合部７を形成している。フィルタ媒体、一般に１を通過するガス流の方向は、矢印８により示されている。２つの層２，３は接着剤９により相互に接合されている。
【００２５】
フィルタ媒体１は、図２に示されるように、ひだ１０を有するひだ付き形態に形成することができる。媒体１のひだ付き形態はフレーム１１で支持され、これによりフィルタ、一般に１２を形成している。
【００２６】
図２のひだが付けられたフィルタ媒体の表面積は、矢印Ａ及びＢによって示されているように、フレーム１１で形成されたフィルタ１２の平面の面積より遙かに大きい。このように、名目上のフィルタ面積内に束縛されざるを得ない高効率フィルタにとって、ひだ付きフィルタ媒体では、平坦なフィルタ媒体より遙かに大きいフィルタ媒体表面積が得られる。従って、ひだを付けることは、このようなフィルタにおいて極めて重要であり、フィルタ媒体にひだを付けられ得ることは、同様に大変重要である。
【００２７】
図２及び３に、ひだ１０が最も望ましい角度のひだの形状、即ち鋭角な案内端部１４を有することが示されている。丸い端部と対照的な、このような鋭角な案内端部１４は、媒体面、一般に１６、に衝突するエア流１５の乱れを実質的に減少させる。これは図３Ａ及び３Ｂに観念化された（理想的な）形状で示されている。しかしながら、容易に分かるように、このような鋭角な案内端部ひだ（角のあるひだ（ａｎｇｕｌａｒ ｐｌｅａｔ）と呼ばれる）は、鋭角な案内端部１４の近くの媒体上にかなりの圧力を加える。フィルタ媒体が充分に強くそして硬くない場合、フィルタ媒体は、図４Ａ及び４Ｂに描かれているように、案内端部１４の近くのそれ自体の上で崩壊する。これにより、案内端部近辺の媒体が隙間を潰した状態になり、ろ過性能が大幅に低下する。
【００２８】
このような鋭角の案内端部により、媒体の厚さは決定的であり得ることも理解されるであろう。厚さが余りにも大きすぎると、図５Ａ及び５Ｂとの比較から分かるように、鋭角端部１４を案内端部を隙間を潰した状態にすることなく形成することができないであろう。
【００２９】
従って、このような角のあるひだについては、本発明に従い、媒体の特定の厚さ及び合成が重要となる。
【００３０】
本発明のフィルタ媒体において、媒体の層を照合及び／又は積層し、高効率が得られる複合材料のフィルタ媒体が形成される。さらに、本発明の複合材料の機械的ろ過特性は、通常使用される荷電エアレイド不織布媒体の機械的ろ過特性より優れている。
【００３１】
本発明において、複合材料の層の少なくとも１層は、荷電エアレイド不織布であり、そしてこれらの層の少なくとも１層はウエットレイド不織布である。エアレイド層は、積層物を照合する前に荷電され得る。この点、特に図１を参照することにより、入ってくるガス、即ちエアが、図１の媒体から形成されるフィルタにより除去されるべき固体の粒子状物質を含んでいるであろう。原則として、本ウエットレイド層２は、ウエットレイド層が、約１０μｍ以上の粒子を捕捉、保持することのみができる程充分に多孔性（高い浸透性）を有する。ウエットレイド層２が厚さＴ１を有するので、そのウエットレイド層は、深さで、即ち厚さＴ１により１０μｍ以上の平均粒径を有する粒子を捕捉、保持することができる。従って、本ウエットレイド層は、大量の大粒子を捕捉、保持する。
【００３２】
ウエットレイド層２通過後のガス流は、界面７及びエアレイド層３に衝突する。このエアレイド層３は、上述したように荷電され、それは、１０μｍ未満のサイズの固体粒子を採集し、保持する。一般的に言えば、エアレイド層のこの厚さＴ２は、ウエットレイド層の厚さＴ１より小さいが、にもかかわらず、サイズが１０ミクロン未満の粒子の深さ方向の積載（捕捉）を、本エアレイド層３によりいくらか達成することができる。ウエットレイド層２が積載（捕捉）していなかった場合、より大きい粒子径、即ち１０μｍ以上は荷電エアレイド層３によっても除去されるであろう。しかしながら、エアレイド層３は、一般にかなり薄い層であるので、このエアレイド層３は深さ方向及び表面の両方に直ぐに積載し、これによりフィルタは詰まり始め、フィルタの圧力降下が非常に大きくなる。比較的弱いエアレイド層２用の支持体、及びエアレイド２の予備フィルタの両方として本ウエットレイド層を使用することにより、ろ過性能の実質的向上は、本媒体により達成することができる。
【００３３】
さらに、荷電層の電荷はゆっくり放散する。電荷が放散すると、粒子を捕捉、保持するための能力が同様に減少する。しかしながら、本フィルタ媒体において、支持体とろ過バイトの両方の機能を有するウエットレイド層は、より大きな粒子を捕捉し、これによりエアレイド層３がこれらの粒子を含まざるを得ないことから救うことにより、エアレイド層３の電荷（帯電）の放散を補償し、そしてこれで少量放電されるように働く。
【００３４】
さらに、本発明の複合材料では、別の利点が得られる。上述したように、従来のエアレイド高効率媒体においては、媒体はフィルタフレームでひだ付き形態を維持するほど充分に硬くない。このため、上述のように、スクリム、エキスパンディッドメタル等のような支持体は、充分な強度を複合材料に与えるために使用され、そのひだ付けを可能にしている。しかしながら、これらのスクリム等は、フィルタ媒体のろ過効率の改良又は上昇をすることなく、フィルタ媒体に重量を付加するのみである。上記に説明したように、これは本発明では当たるものではなく、ウエットレイド材料が充分な剛性を与え、同時に複合材料にろ過性能に充分に寄与している。
【００３５】
複合材料の層は、従来の手段、例えば接着剤結合、針状穴あけ、熱による点結合及び超音波スポット融着等（これらの手段に限定されるものではない）により統合することができる。荷電エアレイド媒体層をウエットレイド層に貼付するためのいくつかの方法がある。２つの層が、接着剤等を用いて相互に積層され得る。しかしながら、接合された媒体の実質的に隙間を潰すこと、即ち媒体の実質的な圧力降下の増加が発生するので、接着剤の適用範囲の制御に注意する必要がある。このように、接着剤は、例えば公知の接着剤噴霧法又は接着剤印刷により、分離スポットで配置すべきで、接着剤は押し広げて塗るべきではない。荷電媒体及びエアレイドウェブの穴あけを行うこともできる。しかしながら、この方法では、穴あけが媒体の表面及びろ過性能を崩壊させないように注意すべきである。最後に、超音波融着も、本発明に従い、一体のフィルタ媒体を形成するために使用することができる。
【００３６】
上述したように、荷電エアレイド繊維層は、約２ミル（ｍｉｌｓ）と約３５ミルとの間の厚さを有しており、約１０ミル（０．２５ｍｍ）約２５ミル（０．６４ｍｍ）との間の厚さが好ましい。ウエットレイド繊維層は、上述のように、約５ミル（０．１２７ｍｍ）約３５ミルとの間の厚さを有し、約１５ミル（０．３８ｍｍ）約３０ミル（０．７６ｍｍ）との間の厚さが好ましい。結合層は、上述のように、約１０ミルと約５０ミルとの間の厚さを有するが、好ましい結合層の厚さは、約２０ミル（０．５１ｍｍ）約４５ミル（１．１４ｍｍ）との間である。上述の結合層の厚さ及び前記の媒体から、極めて満足なひだ付きフィルタ媒体を形成することができる。
【００３７】
好ましくは、エアレイド層は、実質的に疎水性の繊維、例えばポリオレフィン繊維（例、ポリエチレン及びポリプロピレン）を有している。また、エアレイド層は少なくとも一部は連続繊維、即ち、溶融吹き込み成形操作で通常の紡糸口金からの溶融繊維材料の連続押出から形成される繊維であることが好ましい。
【００３８】
ウエットレイド層は、長さが、約１／８インチ（０．３２ｃｍ）〜約１．５インチ（３．８ｃｍ）で、直径が約０．５デニール〜約１２デニールのウエットレイド繊維を有する。ウエットレイド繊維は、ウエットレイドである繊維であればほとんどのものから構成することができ、一般に、ウエットレイド繊維は、１種以上の、合成繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、及び天然繊維の１種以上から構成される。ウエットレイド層は、ウエットレイド層の構造特性を改良するため、或いはウエットレイド層の剛性を調節するためにバインダを含むことができる。一般に、バインダはラテックスバインダであり、ラテックスバインダは通常アクリルラテックスバインダである。
【００３９】
ウエットレイド層の特性は、バインダ以外の手段、例えばその中にセルロース繊維の使用（この場合５０％までの軟質木部繊維を使用することができる）により調節することができる。セルロース繊維、特に軟質木部繊維は、実質的な柔軟性と強度をウエットレイド層に与える。その強度は、また特定の無機繊維、特にガラス繊維をウエットレイド層に包含させることにより改良することができる。
【００４０】
これらの特定の特性を与えるためのこれらの他の繊維の添加量は、求める特性に依存して変わるであろう。例えば、より大きな厚さのウエットレイド層では、ウエットレイド層は、エアレイド層に極めて強固な支持性を付与し、そして受容可能なひだ付けに必要は剛性を与えるであろう。一方、はっきり薄いウエットレイド層を用いた場合、セルロース繊維、例えば軟質木部繊維の添加により、或いはガラス繊維及び／またはバインダの使用によりその特性を改善することが望ましい。
【００４１】
２層以上、例えば少なくとも２層又は３層のエアレイド層及び／又は少なくとも２層又は３層のウエットレイド層を使用することも可能である。これは、特に極めて薄い層を２層のそれぞれにおいて製造した場合、特にこのような製造に使用される装置が極めて厚い層を製造することができない場合に、特にあてはまる。
【００４２】
上述のように、製造されたフィルタは、図２に示すように、ウエットレイド層を有するフィルタ媒体の面がまずガス流と接触するようにされている。こうして、ウエットレイド層が、約１０μｍを超えるサイズを有する粒子を深さ方向で集め、そして荷電エアレイド層は約１０μｍ未満の粒子を深さ方向で集める。この配置で、フィルタは、従来のフィルタ媒体（例、マイクロガラスフィルタ媒体）と少なくとも同じくらい良好なダスト保持能力を持つことができる。
【００４３】
荷電エアレイド媒体は、従来の方法（即ち、コロナ放電、その詳細は従来技術で公知であり、ここでは繰り返さない）により荷電される。
【００４４】
エアレイド材料は、従来の紡糸口金を備え、エア流を紡糸口金で収束させ強固な連続繊維を製造する従来の溶融吹き込み装置で製造することが好ましい。この連続繊維は従来通り移動ベルトで集められエアレイド材料が得られる。このような溶融吹き込み技術によるこのようなエアレイド材料の製造は当該技術では公知であり、ここでは簡潔にするため繰り返さない。
【００４５】
ウエットレイド層は、通常のどのような製紙機でも作製することができるが、その作製はさらに困難である。しかしながら、デルタ−フォーマは好ましい機械である。なぜなら、この機械は、相当濃密に分散したウエットレイド繊維のかなり厚い層を製造することができ、均一な層を製造するからである。デルタ−フォーマ機を用いると、デルタ−フォーマを通過するウエットレイドであるべき繊維の分散が、１質量％以下で可能である。デルタ−フォーマの速度は、約１５フィート／分と約３３０フィート／分の間で変化し、なお本発明用の許容可能なウエットレイド層を形成することができる。
【００４６】
本発明は、ここから、下記の実施例により記載する。全ての部及び％は、特に断らない限り質量部又は質量％である。それは、先の記載及び特許請求の範囲と同一である。
【００４７】
【実施例】
以下の試験を、この実施例の不織布層について行い、結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
2004529753.tif 000002
【００４９】
（ａ）Ｂ．Ｗ．（Ｂａｓｉｎ Ｗｅｉｇｈｔ）：  ｇ／ｍ２（ｇｍｓ）で記録されたＴ．Ａ．Ｐ．Ｐ．Ｉ．手順、Ｔ−４１０，”Ｂａｓｉｎ Ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ （紙及び厚紙のベイソン質量）”。 Ｍｏｌｔｅｎ Ｂａｓｉｓ Ｗｅｉｇｈｔ Ｓｃａｌｅ， Ｍｏｄｅｌ ＰＥ ６０００を用いた。
【００５０】
（ｂ）カリパス（Ｃａｌｉｐｅｒ）（厚さ）：  ミル（ｍｉｌｅｓ）で記録された、８ポンド／インチ２及び４ポンド／インチ３における、Ｔ．Ａ．Ｐ．Ｐ．Ｉ．手順、Ｔ−４１１、”Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ （Ｃａｌｉｐｅｒ）ｏｆ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ （紙及び厚紙の厚さ）”。８ｐｓｉについてＴ．Ｍ．Ｉ． Ｓｅｒｉｅｓ ４００ ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ， Ｍｏｄｅｌ ４９−６２を、そして４ｐｓｉについて改良した４インチ×４インチ板を有するベース６５３を備えたＥｎｃｏ Ｇａｇｕｅ Ｎｏ． ６０５−４０７０を用いた。
【００５１】
（ｃ）剛性：  ミリグラムで記録された、Ｐａｐｅｒ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ、Ｔ−５４３ のＴ．Ａ．Ｐ．Ｐ．Ｉ．剛性。Ｇｅｎｌｅｙ Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ． ４１７１−Ｄ オートマチックディジタル剛性試験器（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｆｆｎｅｓ Ｔｅｓｔｅｒ）を用いた。
【００５２】
（ｄ）塩浸透度（Ｓａｌｔ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）：  ％浸透度で記録された、Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．”エアアッセイ媒体の評価（Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒ Ａｓｓａｙ Ｍｅｄｉａ）”， Ｄ２ ９８６−９１。ＴＳＩ Ｍｏｄｅｌ ８１３０ オートマチックフィルタ試験器（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｉｌｔｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ）を用いた。
【００５３】
（ｅ）フレーザー（Ｆｒａｚｉｅｒ）：  フィート３／分（ＣＦＭ）で記録された、Ｔ．Ａ．Ａ．Ｐ．Ｐ．Ｉ．”Ａｉｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｒｏｕｓ Ｐａｐｅｒ， Ｆａｂｒｉｃ ａｎｄ Ｐｕｌｐ Ｈａｎｄｓｈｅｅｔｓ”， Ｔ−２５１。フレーザーエア透過性試験（Ｆｒａｚｉｅｒ Ａｉｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｔｅｓｔ）を用いた。
【００５４】
（ｆ）ダスト保持能力（ＤＨＣ）：  媒体の含浸量は、０．３〜１０μｍの粒径を有する標準ダスト（ＡＳＨＲＡ試験ダスト）について調べた。
【００５５】
（ｇ）アルファ：
α＝［−ＬＯＧ｛浸透度／１００｝］×１００／ＡＰ（抵抗）
【００５６】
表１に示されているように、６枚の織布；即ち、２枚のウエットレイド繊維、２枚のエアレイド繊維及び２枚の複合繊維を作製した。繊維１は、平均約１．５デニール〜６デニール、平均長さ約１／４インチ（０．６４ｃｍ）〜１／２インチ（０．２７ｃｍ）の繊維のポリエステル織布９０％とこの織布に含まれる酢酸ビニルバインダ１０％とからなるものであった。繊維２は、ポリエステル繊維６０％（２８％が１．５デニール、長さ０．５インチ；２８％が１．５デニール、長さ０．５インチ−０．６４ｃｍ−）、及び平均長さが１／４〜１／２インチの酢酸ビニルバインダと２０％硬木パルプ繊維から構成された。繊維３及び繊維４、エアレイド層は、平均直径約１．５〜８ミクロンの、１００％溶融吹き込みポリプロピレンの実質的に連続的な繊維から作製された。繊維５は、繊維１及び３の複合材料、繊維６は、繊維２及び４の複合材料であった。複合材料５は通常の接着剤噴霧器を用いて接着積層により作製した。複合材料６はスポット印刷ロールを用いて接着剤を印刷することにより積層した。
【００５７】
エアレイド繊維３及び４は従来の溶融吹き込み（ｍｅｌｔｂｒｏｗｎ）装置で製造した。ウエットレイド繊維１及び２は、１％未満の繊維の分散物を用いてデルタ−フォーマで作製した。
【００５８】
表１から分かるように、複合材料織布５及び６の剛性は、２００〜３５００ｍｇｓの要求範囲に全く良く適合していた。その剛性を達成するための２つの複合材料の厚さは、１０〜５０ミルの要求範囲にあり、そして複合材料厚さがその範囲の低端｛即ち、８ｐｓｉ（５６２．５ｇ／ｓｑ．ｃｍ）における２０ミル（０．５１ｍｍ）｝にあるので、フレーザーは複合織布５については例外的に高く、複合織布６については受容可能である；即ち、それぞれ２１７．７ＣＦＭ及び３５．８ＣＦＭ。この剛性で、複合織布は角のあるひだを容易に付けられ、完全に受容可能で例外的な浸透性（フレーザー）を与える。織布５のより高い浸透性は、予想通り、ＮａＣｌのより大きな浸透性をもたらした。織布５及び６の両方のαは、１５を超えるものであり、織布５のαは５３．３、織布６のαは２２．０であった。これらは例外的に高いα値である。比較として、マイクロガラス繊維から製造されたフィルタ媒体は、１５未満のαを有するのが典型的である。
【００５９】
さらに、最小効率等級値（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｒａｔｉｎｇ Ｖａｌｕｅ； ＭＥＲＶ）を、ＡＳＨＲＡＥ５２．２試験の手順で、１０ｃｍ／秒の媒体速度で測定した。織布５は、１１のＭＥＲＶを有し、織布６は、１５のＭＥＲＶを有する。これらの値は、現行の媒体と比較した場合、表２に示すように、例外的な最小効率等級値である。
【００６０】
上記に述べたように、本ろ過媒体は、従来の標準的なマイクロガラスろ過媒体と同様にひだ付けすることができるのみならず、本媒体はろ過性能が改善されている。表２において、従来のマイクロガラス媒体のろ過性能と本媒体が比較され、以下に詳細に議論されている。
【００６１】
表２を考慮する前に、ひだ付けが最も望まれていることを理解することが重要である。２ｆｔ．（０．６１ｍ）×２ｆｔ．（４ｆｔ．２−０．３７ｍ２−）の典型的なフレーム付きフィルタは、７５〜２００ｆｔ．２（６．９７〜１８．６ｍ２）の高効率ひだ付き表面積を有し、直線インチ当たり８以下のひだ（例、３又は４〜８のひだ）を備えている。約８以下のＭＥＲＶ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｒａｔｉｎｇ Ｖａｌｕｅ）を有する２ｆｔ．×２ｆｔ．の平坦なフレーム付きフィルタとは対照的に、本ひだ付きフィルタ媒体は少なくとも１０、そして１６又はそれ以上までのＭＥＲＶを有する。ひだの高さは１〜４インチ（２．５４〜１０．２ｃｍ）が典型的であるが、小さい１／２インチから１０インチの大きさ（１．２７〜２５．４ｃｍ）までにすることができる。
【００６２】
上記に示したように、マイクロガラスフィルタ媒体は、ひだ付き高効率フィルタ、即ちＨＥＰＡ、ＵＬＰＡ及びＡＳＨＲＡＥフィルタ媒体、の標準である。最も広く使用されているＡＳＨＲＡ標準媒体の２種は、”６０％２重層マイクロガラス（６０％ Ｄｕａｌ Ｌａｙｅｒ Ｍｉｃｒｏｇｌａｓｓ）”及び”９０％２重層マイクロガラス”である。その％は、ＡＳＨＲＡＥ５２．２試験標準に従いこの媒体を利用するフィルタ媒体の典型的な性能を示している。これらの標準媒体は、ひだ付き形態で広く使用されている。表２は、これらの２種の媒体と表１の織布番号５及び６と比較している。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
表２から分かるように、類似のダスト保持能力媒体（Ｄｕｓｔ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ｍｅｄｉａ）、即ち”６０％”と織布５、”９０％”と織布６を比較すると、本媒体は実質的に、優れたＮａＣｌ性能、抵抗、ＣＦＭ及びＭＥＲＶを有している。
【００６５】
このため、本発明は、当該技術において実質的に極めて大きな進歩をもたらすものであり、本発明はその精神及び特許請求の範囲により容認されるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明のフィルタ媒体の高度に観念化した断面図である。
【図２】
図２は、フィルタを形成するためにフィルタフレームに折り重ねられた本発明のフィルタ材料の観念化図である。
【図３Ａ】
図３Ａは、フィルタ媒体を通過するエア流の観念化図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは、フィルタ媒体を通過するエア流の観念化図である。
【図４Ａ】
図４Ａは、フィルタ媒体が充分に硬くない場合に起こり得ることの観念化図である。
【図４Ｂ】
図４Ｂは、フィルタ媒体が充分に硬くない場合に起こり得ることの観念化図である。
【図５Ａ】
図５Ａは、適当な角のあるひだ及び厚すぎる媒体から作製されたものを表している。
【図５Ｂ】
図５Ｂは、適当な角のあるひだ及び厚すぎる媒体から作製されたものを表している。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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