(57)【要約】  本発明は、不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、不織布材料で形成された第２の多孔質外側層と、嵩高不織布材料（または他の適切な材料）で形成され、第１の多孔質外側層と第２の多孔質外側層との間に配設された少なくとも１つの内側多孔質層とを含むフィルタ要素を含む。嵩高不織布材料は絡合および結合繊維によって形成された３次元マトリックスを有しており、これらの繊維は協働して、流体が通過するための通過可能な曲がりくねった流路を維持するために繊維間に複数の３次元間隙を形成する。フィルタ要素は、嵩高不織布材料の間隙に分散されたろ過助剤粒子も含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、
ｂ）不織布材料で形成された第２の多孔質外側層と、
ｃ）嵩高不織布材料で形成され、前記第１の多孔質外側層と前記第２の多孔質外側層との間に配設された少なくとも１つの内側多孔質層であって、前記嵩高不織布材料が絡合および結合繊維によって形成された３次元マトリックスを有し、流体が通過するための通過可能な曲がりくねった流路を維持するために、前記繊維が協働して前記繊維間に複数の３次元間隙を形成する少なくとも１つの内側多孔質層と、
ｄ）前記嵩高不織布材料の前記間隙に分散されたろ過助剤粒子と
を含むフィルタ要素であって、前記第１の多孔質外側層、前記第２の多孔質外側層および前記少なくとも１つの内側多孔質層が外辺部付近で結合されて、前記嵩高不織布材料の前記間隙内にろ過助剤材料を含有するための区画を画定する、フィルタ要素。
【請求項２】
ａ）前記第１の多孔質外側層が内側表面および外側表面を有し、
ｂ）前記少なくとも１つの内側多孔質層が前記第１の外側層の前記内側表面に沿ってかつ直接接触して配設された第１の表面を有し、
ｃ）前記第２の多孔質外側層が前記少なくとも１つの内側多孔質層の第２の表面に沿ってかつ直接接触して配設された内側表面を有する、
請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項３】
前記結合が前記区画の前記外辺部付近で連続的である、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項４】
前記結合が前記ろ過助剤粒子の均等な分布を提供するために、前記ろ過助剤粒子を閉じ込めるように構成された一連の結合領域を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項５】
前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層がポリエステル不織布材料で形成される、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項６】
前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層がスパンボンド不織布材料で形成される、請求項５に記載のフィルタ要素。
【請求項７】
前記ろ過助剤粒子がケイ藻土材料を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項８】
前記ろ過助剤粒子が吸着剤材料を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項９】
前記ろ過助剤粒子がケイ酸塩材料を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項１０】
前記ろ過助剤粒子がケイ酸マグネシウムを含む、請求項９に記載のフィルタ要素。
【請求項１１】
前記ろ過助剤粒子が前記フィルタ要素の重量の８０パーセント超を構成する、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２】
前記第１の多孔質外側層、前記第２の多孔質外側層および前記少なくとも１つの内側多孔質層が、ポーチ内の粉末の均一性を維持するのに役立つように、前記外辺部の内側の複数の場所でさらに結合される、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項１３】
請求項１に記載のフィルタ要素を含むレンズ状フィルタ・スタック。
【請求項１４】
請求項１に記載のフィルタ要素を含むカプセル・フィルタ。
【請求項１５】
請求項１に記載のフィルタ要素を含むスパン巻きフィルタ・カートリッジ。
【請求項１６】
請求項１に記載のフィルタ要素を含むプリーツ・フィルタ・カートリッジ。
【請求項１７】
前記プリーツ・フィルタ・カートリッジが複数のプリーツで形成され、各プリーツが前記嵩高不織布材料の前記間隙内に前記ろ過助剤材料を含有するための少なくとも１つの区画を含む、請求項１６に記載のプリーツ・フィルタ・カートリッジ。
【請求項１８】
前記プリーツが円筒形の間隙を包囲する円筒形状に配置され、さらに前記プリーツが前記カートリッジの中心軸に平行である、請求項１７に記載のプリーツ・フィルタ・カートリッジ。
【請求項１９】
食用油をろ過するために請求項１に記載のフィルタ要素を含む、食用油デプス・フィルタ。
【請求項２０】
前記フィルタ要素が（ｉ）ろ過助剤および（ｉｉ）吸着剤のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の食用油デプス・フィルタ。
【請求項２１】
前記フィルタ要素が活性炭を含む、請求項２０に記載の食用油デプス・フィルタ。
【請求項２２】
請求項１に記載のフィルタ要素を含む自己密封フィルタ。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの内側多孔質層が嵩高マルチプライ・スパンボンド・ポリエステル不織布を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの内側多孔質層が０．６３５ｃｍの公称厚さを有する、請求項２１に記載のフィルタ要素。
【請求項２５】
前記フィルタ要素が一連の基板層と、（ｉ）ろ過助剤および（ｉｉ）吸着剤のうちの少なくとも１つとを含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項２６】
前記フィルタ要素が複数の内側多孔質層を含み、前記内側多孔質層のそれぞれが、少なくとも１つのろ過助剤材料を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項２７】
前記フィルタ要素が少なくとも１つの混合ろ過助剤組成物を含む、請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項２８】
ａ）不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、
ｂ）不織布材料で形成された第２の多孔質外側層と、
ｃ）前記第１の多孔質外側層と前記第２の多孔質外側層との間に配設され、絡合繊維によって形成された３次元マトリックスを有する少なくとも１つの多孔質内側層であって、流体が横断するためのフィルタ要素を通る通過可能な曲がりくねった流路を維持するために、前記繊維が協働して前記繊維間に複数の３次元間隙を形成する少なくとも１つの多孔質内側層と、
ｄ）前記少なくとも１つの多孔質内側層の前記間隙に分散されたろ過助剤粒子と
を含むフィルタ要素であって、前記第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層が外辺部付近で結合されて、前記少なくとも１つの多孔質内側層を含有するための、および前記少なくとも１つの多孔質内側層の前記間隙内に前記ろ過助剤粒子を含有するための区画を画定する、フィルタ要素。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの多孔質内側層がルーズ繊維を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３０】
前記ルーズ繊維が天然繊維を含む、請求項２９に記載のフィルタ要素。
【請求項３１】
前記ルーズ繊維が合成繊維を含む、請求項２９に記載のフィルタ要素。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの多孔質内側層が層状スパンボンド複合材料を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの多孔質内側層がニードルパンチ・ウェブ材料を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの多孔質内側層が水流絡合ウェブ材料を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの多孔質内側層がフェルト材料を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの多孔質内側層がスクリム材料を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの多孔質内側層がネッティング材料を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項３８】
液体をろ過するために請求項２８に記載のフィルタ要素を含む液体用フィルタ。
【請求項３９】
前記フィルタ要素が少なくとも１つのか焼金属酸化物を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項４０】
前記フィルタ要素が少なくとも１つの混合ろ過助剤組成物を含む、請求項２８に記載のフィルタ要素。
【請求項４１】
ａ）不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、
ｂ）不織布材料で形成された第２の多孔質外側層と、
ｃ）嵩高不織布材料で形成され、前記第１の多孔質外側層と前記第２の多孔質外側層との間に配設された少なくとも１つの内側多孔質層であって、前記嵩高不織布材料が絡合および結合繊維によって形成された３次元マトリックスを有し、流体が横断するためのフィルタ要素を通る通過可能な曲がりくねった流路を維持するために、前記繊維が協働して前記繊維間に複数の３次元間隙を形成する少なくとも１つの内側多孔質層と、
ｄ）前記嵩高不織布材料の前記間隙に分散されたろ過助剤粒子と
を含むフィルタ要素であって、前記第１の多孔質外側層、前記第２の多孔質外側層および前記少なくとも１つの内側多孔質層が外辺部付近で結合されて、前記嵩高不織布材料の前記間隙内にろ過助剤材料を含有するための区画を画定する、フィルタ要素。
【請求項４２】
前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層が前記少なくとも１つの内側層の前記嵩高不織布材料の圧縮によって付与される張力を受けている、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４３】
前記結合が前記区画の前記外辺部付近で不連続である、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４４】
前記フィルタ要素が前記第１の多孔質外側層と前記第２の多孔質外側層との間に配設された複数の内側層を含む、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４５】
前記ろ過助剤粒子が前記フィルタ要素の重量の７５パーセント超を構成する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４６】
前記ろ過助剤粒子が前記フィルタ要素の重量の８０パーセント超を構成する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４７】
前記ろ過助剤粒子が前記フィルタ要素の重量の８５パーセント超を構成する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４８】
前記ろ過助剤粒子が前記フィルタ要素の重量の９０パーセント超を構成する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項４９】
前記嵩高不織布材料がポリエステル嵩高不織布材料である、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項５０】
前記ろ過助剤粒子が前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層内の細孔の平均細孔径よりも大きい平均粒径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項５１】
前記第１の多孔質外側層、前記第２の多孔質外側層および前記少なくとも１つの内側多孔質層が、ポーチ内の粉末の均一性を維持するのに役立つように、前記外辺部の内側の複数の結合場所でさらに結合される、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項５２】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が前記外辺部によって画定される領域にわたって複数の点結合を含む、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項５３】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が前記外辺部によって画定される領域にわたって複数の線結合を含む、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項５４】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が前記外辺部の内側にグリッド・パターンを形成する、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項５５】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が前記外辺部の内側にオフセット・ドットの列を形成する、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項５６】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が前記外辺部の内側に六角形の繰り返しパターンを形成する、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項５７】
前記パターンが破線によって形成される、請求項５１、５３、５４または５６のいずれか一項に記載のフィルタ要素。
【請求項５８】
前記パターンが実線によって形成される、請求項５１、５３、５４または５６のいずれか一項に記載のフィルタ要素。
【請求項５９】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が３つの異なる方向に沿って前記外辺部の内側にオフセット・ダッシュの列を形成する、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項６０】
前記ダッシュの列が互いに６０度だけ角度的にオフセットされる、請求項５９に記載のフィルタ要素。
【請求項６１】
前記外辺部の内側の前記結合場所内の複数の場所が前記外辺部の内側に蛇行形状の列を形成する、請求項５１に記載のフィルタ要素。
【請求項６２】
前記蛇行形状がヘリングボーン様パターンで配置される、請求項６１に記載のフィルタ要素。
【請求項６３】
前記フィルタ要素がその厚さを横切ってフィルタの外側領域から前記フィルタの内側領域への細孔径勾配を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項６４】
前記フィルタの外側層の平均細孔径が前記フィルタの内側層の平均細孔径よりも大きい、請求項６３に記載のフィルタ要素。
【請求項６５】
前記第１の多孔質外側層の平均細孔径が前記第２の多孔質外側層の平均細孔径よりも大きい、請求項６３に記載のフィルタ要素。
【請求項６６】
前記内側層の少なくとも２つが多孔質不織布材料のシートを含む分離層によって隔てられる、請求項４４に記載のフィルタ要素。
【請求項６７】
前記内側層の少なくとも２つが異なるろ過助剤材料を備える、請求項６６に記載のフィルタ要素。
【請求項６８】
前記分離層が前記少なくとも２つの内側層内のろ過助剤材料の平均粒径よりも小さい平均細孔径を含む、請求項６７に記載のフィルタ要素。
【請求項６９】
前記ろ過助剤粒子が前記嵩高不織布材料の前記絡合および結合繊維に引き付けられる傾向を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項７０】
前記嵩高不織布材料の前記絡合および結合繊維が１０ミクロン〜５０ミクロンの平均直径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項７１】
前記嵩高不織布材料の前記絡合および結合繊維が２０ミクロン〜４０ミクロンの平均直径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項７２】
前記嵩高不織布材料の前記絡合および結合繊維が３０ミクロンの平均直径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項７３】
前記ろ過助剤粒子が前記嵩高不織布材料の前記絡合および結合繊維の前記平均直径にほぼ等しいか、またはそれよりも小さい平均サイズを有する、請求項７０に記載のフィルタ要素。
【請求項７４】
前記ろ過助剤粒子の一部が球形状である、請求項７３に記載のフィルタ要素。
【請求項７５】
前記ろ過助剤粒子がケイ酸塩を含む、請求項７４に記載のフィルタ要素。
【請求項７６】
前記ろ過助剤粒子がケイ酸マグネシウムを含む、請求項７５に記載のフィルタ要素。
【請求項７７】
前記ろ過助剤粒子の一部がケイ素ベースのろ過助剤材料を含む、請求項７３に記載のフィルタ要素。
【請求項７８】
前記ケイ素ベースのろ過助剤材料がケイ藻土を含む、請求項７７に記載のフィルタ要素。
【請求項７９】
前記ケイ藻土がか焼ケイ藻土を含む、請求項７０に記載のフィルタ要素。
【請求項８０】
前記第１の多孔質外側層の前記不織布材料が第１の平均直径を有する第１の群の高分子繊維と、前記第１の平均直径よりも大きい第２の平均直径を有する第２の群の高分子繊維との混合物で形成される、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項８１】
前記第２の平均直径が１０ミクロン〜５０ミクロンである、請求項８０に記載のフィルタ要素。
【請求項８２】
前記第２の平均直径が２０ミクロン〜４０ミクロンである、請求項８０に記載のフィルタ要素。
【請求項８３】
前記第２の平均直径が３０ミクロンである、請求項８０に記載のフィルタ要素。
【請求項８４】
前記第１の平均直径が５ミクロン〜１５ミクロンである、請求項８１〜８３のいずれか一項に記載のフィルタ要素。
【請求項８５】
前記第１の平均直径約１０ミクロンである、請求項８１〜８３のいずれか一項に記載のフィルタ要素。
【請求項８６】
前記嵩高不織布材料が０．３１８ｃｍ〜１．２７ｃｍの公称厚さを有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項８７】
前記嵩高不織布材料が０．６３５ｃｍの公称厚さを有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項８８】
前記嵩高不織布材料が１．２７ｃｍの公称厚さを有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項８９】
前記フィルタ要素が前記嵩高不織布材料の前記公称厚さの９５パーセントよりも小さい全厚を有する、請求項８８に記載のフィルタ要素。
【請求項９０】
前記フィルタ要素が前記嵩高不織布材料の前記公称厚さの９０パーセントよりも小さい全厚を有する、請求項８８に記載のフィルタ要素。
【請求項９１】
前記フィルタ要素が前記嵩高不織布材料の前記公称厚さの８５パーセントよりも小さい全厚を有する、請求項８８に記載のフィルタ要素。
【請求項９２】
前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層の少なくとも１つが、０．０７６２ｍｍ〜０．３０５ｍｍの公称厚さを有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９３】
前記嵩高不織布材料が１６９．５３ｇ／ｍ２〜２７１．２５ｇ／ｍ２の坪量を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９４】
前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層の少なくとも１つが、２７．１２ｇ／ｍ２〜１３５．６２ｇ／ｍ２の坪量を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９５】
前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層の少なくとも１つが、ＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される３．０５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜６０．９６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．の空気透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９６】
前記嵩高不織布材料がＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される１５．２４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜６０９．６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．の空気透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９７】
前記ろ過助剤粒子が前記外辺部の内側で前記嵩高不織布材料にわたって０．０４９ｋｇ／ｍ２〜１．９５３ｋｇ／ｍ２の負荷を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９８】
前記フィルタ要素が水温２１．１℃において前記フィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａの圧力差により前記外辺部の内側で０．０２０４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜８．１４８ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．のそれを通る水透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項９９】
前記フィルタ要素が水温２１．１℃において前記フィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａの圧力差により前記外辺部の内側で３．２６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜４．８９ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．のそれを通る水透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素を含む食用油フィルタ。
【請求項１００】
前記フィルタ要素が水温２１．１℃において前記フィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により前記外辺部の内側で０．３０６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜５．７０４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．のそれを通る水透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素を含む液体用粗フィルタ。
【請求項１０１】
前記フィルタ要素が水温２１．１℃において前記フィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａの圧力差により前記外辺部の内側で０．０６５２ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜０．３７８９ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（のそれを通る水透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素を含む液体用浄化フィルタ。
【請求項１０２】
前記フィルタ要素が水温２１．１℃において前記フィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａの圧力差により前記外辺部の内側で０．０１６３ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．〜０．０８１５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．のそれを通る水透過率を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素を含む液体用無菌プレメンブレン・フィルタ。
【請求項１０３】
前記フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７リットル／分の油の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下で前記フィルタ要素内を循環される油中に存在する少なくとも１．０％の遊離脂肪酸を除去する食用油フィルタ要素であり、前記油が処理前に１．０％〜２．０％のオレイン酸を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１０４】
前記フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７リットル／分の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下で前記フィルタ要素内を循環される油から、前記油のフォトメトリック・インデックス（Ｐ．Ｉ．）を少なくとも５０％低減する食用油フィルタ要素であり、前記油が処理前に５０〜５５のＰ．Ｉ．を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１０５】
食用油フィルタ要素であり、前記フィルタ要素が油のセッケン含量を１．０百万分率未満の濃度まで低減し、前記油が、前記フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７リットル／分の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下で前記フィルタ要素内を循環され、前記油が処理前に１．０％〜２．０％のオレイン酸を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１０６】
請求項４１に記載のフィルタ要素を有するプリーツ・フィルタ。
【請求項１０７】
前記プリーツ・フィルタが複数のプリーツで形成され、各プリーツが前記嵩高不織布材料の前記間隙内に前記ろ過助剤材料を含有するための少なくとも１つの区画を含む、請求項１０６に記載のフィルタ。
【請求項１０８】
円錐形状を有する、請求項１０６に記載のプリーツ・フィルタ。
【請求項１０９】
請求項４１に記載のフィルタ要素を含むインサート成形フィルタ・カートリッジ。
【請求項１１０】
請求項４１に記載のフィルタ要素の細長片を含むスパン巻きフィルタ・カートリッジ。
【請求項１１１】
連続的に配置されて、かつ周縁部付近で一緒に結合された複数の請求項４１に記載のフィルタ要素を含む深層フィルタ。
【請求項１１２】
前記フィルタ要素が超音波溶接または振動溶接によって互いに結合される、請求項１１１に記載の深層フィルタ。
【請求項１１３】
各フィルタ要素がインサート成形フィルタ・カートリッジを含み、前記フィルタが、各フィルタ・カートリッジの射出成形部分を隣接フィルタ・カートリッジに連結することによって形成される、請求項１１１に記載の深層フィルタ。
【請求項１１４】
複数の請求項４１に記載のフィルタ要素を含むレンズ状フィルタ・スタック。
【請求項１１５】
前記嵩高不織布材料の前記間隙に分散された前記ろ過助剤粒子が、粒子の数に基づいて１．０ミクロン〜２．５ミクロンの平均粒径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１１６】
前記嵩高不織布材料の前記間隙に分散された前記ろ過助剤粒子が、前記粒子の体積に基づいて１０．０ミクロン〜１１０．０ミクロンの平均粒径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１１７】
前記ろ過助剤粒子が前記粒子の体積に基づいて、前記第１の多孔質外側層および前記第２の多孔質外側層の平均細孔径よりも大きい平均粒径を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１１８】
前記嵩高不織布材料の前記繊維間の前記３次元間隙が、７５ミクロン〜７００ミクロンの平均寸法を有する、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１１９】
前記第１の多孔質外側層が０．４５ｇ／ｄＬ〜０．７０ｇ／ｄＬの固有粘度を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２０】
前記第１の多孔質外側層がサンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で１２０℃〜１４０℃の昇温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＨ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２１】
前記第１の多孔質外側層が示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の冷却速度で１９０℃〜２１０℃の降温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＣ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２２】
前記第１の多孔質外側層が、少なくとも部分的に、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で２４５℃〜２５５℃の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２３】
前記第１の多孔質外側層が、少なくとも部分的に、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で２００℃〜２２５℃の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作られる、請求項１２２に記載のフィルタ要素。
【請求項１２４】
前記第１の多孔質外側層がサンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で５０℃〜８０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２５】
前記嵩高不織布材料がサンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で１２０℃〜１４０℃の昇温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＨ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２６】
前記嵩高不織布材料が示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の冷却速度で２００℃〜２２０℃の降温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＣ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２７】
前記嵩高不織布材料が示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で２４５℃〜２５５℃の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２８】
前記嵩高不織布材料が天然状態で示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で８０℃〜１１５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１２９】
前記第１の多孔質外側層が天然状態で示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度約５０℃〜６０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作られる、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１３０】
前記第１の外側多孔質層がポリエチレンテレフタレートの繊維で形成される、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１３１】
前記ポリエチレンテレフタレート材料の繊維が２〜１０モルパーセントのコモノマー置換を含む、請求項１３０に記載のフィルタ要素。
【請求項１３２】
前記ポリエチレンテレフタレート材料の繊維がジエチレングリコールを含む、請求項１３１に記載のフィルタ要素。
【請求項１３３】
前記ポリエチレンテレフタレート材料の繊維のジオール成分の６パーセントがジエチレングリコールを含む、請求項１３１に記載のフィルタ要素。
【請求項１３４】
前記嵩高不織布材料がポリエチレンテレフタレートの繊維で形成される、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１３５】
前記ポリエチレンテレフタレート材料の繊維が２〜１０モルパーセントのコモノマー置換を含む、請求項１３４に記載のフィルタ要素。
【請求項１３６】
前記コモノマー置換が二酸成分およびジオール成分を含む、請求項１３５に記載のフィルタ要素。
【請求項１３７】
前記ジオール成分がジエチレングリコールおよびテトラメチレングリコールの少なくとも１つを含む、請求項１３６に記載のフィルタ要素。
【請求項１３８】
前記二酸成分がアジピン酸を含む、請求項１３６に記載のフィルタ要素。
【請求項１３９】
前記第１の外側多孔質層が、（ｉ）元素ナトリウム、（ｉｉ）元素リン、（ｉｉｉ）元素アンチモン、（ｉｖ）元素チタン、（ｖ）元素亜鉛、（ｖｉ）元素アルミニウム、（ｖｉｉ）元素カルシウム、（ｖｉｉｉ）元素コバルト、（ｉｘ）元素鉄、（ｘ）元素カリウム、および（ｘｉ）元素マグネシウムのうちの少なくとも１つを含むポリマーで形成される、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１４０】
前記ポリマーが２０〜５０ｐｐｍの元素ナトリウムを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４１】
前記ポリマーが１０〜３０ｐｐｍの元素リンを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４２】
前記ポリマーが２００〜２８０ｐｐｍの元素アンチモンを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４３】
前記ポリマーが１０００〜１３００ｐｐｍの元素チタンを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４４】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素亜鉛を含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４５】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素アルミニウムを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４６】
前記ポリマーが２〜３０ｐｐｍの元素カルシウムを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４７】
前記ポリマーが２〜約２０ｐｐｍの元素コバルトを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４８】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素鉄を含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１４９】
前記ポリマーが１０〜３０ｐｐｍの元素カリウムを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１５０】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素マグネシウムを含む、請求項１３９に記載のフィルタ要素。
【請求項１５１】
前記嵩高不織布材料が、（ｉ）元素ナトリウム、（ｉｉ）元素リン、（ｉｉｉ）元素アンチモン、（ｉｖ）元素チタン、（ｖ）元素亜鉛、（ｖｉ）元素アルミニウム、（ｖｉｉ）元素カルシウム、（ｖｉｉｉ）元素コバルト、（ｉｘ）元素鉄、（ｘ）元素カリウム、および（ｘｉ）元素マグネシウムのうちの少なくとも１つを含むポリマーで形成される、請求項４１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５２】
前記ポリマーが１００〜５００ｐｐｍの元素ナトリウムを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５３】
前記ポリマーが６０〜１００ｐｐｍの元素リンを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５４】
前記ポリマーが２５０〜３５０ｐｐｍの元素アンチモンを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５５】
前記ポリマーが１０００〜１３００ｐｐｍの元素チタンを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５６】
前記ポリマーが２〜約２０ｐｐｍの元素亜鉛を含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５７】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素アルミニウムを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５８】
前記ポリマーが２〜３０ｐｐｍの元素カルシウムを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１５９】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素コバルトを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１６０】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素鉄を含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１６１】
前記ポリマーが１０〜２００ｐｐｍの元素カリウムを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１６２】
前記ポリマーが２〜２０ｐｐｍの元素マグネシウムを含む、請求項１５１に記載のフィルタ要素。
【請求項１６３】
前記フィルタ要素が（ｉ）ろ過助剤および（ｉｉ）吸着剤のうちの少なくとも１つを含む、請求項３８に記載の液体用フィルタ。
【請求項１６４】
前記フィルタ要素が活性炭を含む、請求項１６３に記載の液体用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
著作権表示
本特許文献の開示の一部は、著作権保護の対象である題材を含有する。著作権者は、特許商標庁の特許ファイルまたは記録に見られるような特許文献または特許開示のいずれの人物による再現にも異議はないが、それ以外はいかなる著作権も全て留保する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書、２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書、および２０１３年６月６日に出願された米国仮特許出願第６１／８３１，７６９号明細書の優先権の利益を主張する。２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書、および２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書は、それぞれ、いかなる目的に対しても参照によりその全体が本明細書中に援用される。
【０００３】
本発明は、フィルタおよびフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来のウェット・レイド・デプスろ過材は、湿式スラリー化および精製した繊維、ろ過助剤および／または吸着剤、ならびに湿式強度樹脂の組み合わせを利用して、真空成型ウェット・シートを形成する。成型シートは、残留水分を除去し、湿式強度樹脂を架橋させ、一体化したミネラル充填シートを得るためにオーブン乾燥される。これらのフィルタの形成方法は、大量の水、脱水および乾燥のための著しい電気およびエネルギー資源の利用、ならびに広大な製造設備の設置面積を必要とする。この形成方法は、容易な材料の変更または異種材料間の徹底的な清掃などの柔軟な製造に適さない。フィルタ・シートに加えて、プレコートまたはボディ・フィードなどのケーク形態のろ過助剤または吸着剤もろ過目的で使用される。ケークは、ろ過助剤のスラリー化と、ろ過助剤を隔壁または基板上に保持することによるケークの構築とによって形成される。本発明は、本明細書に記載されるように、これらおよび他の問題の解決法を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の目的および利点は以下の記載において説明され、以下の記載から明らかになり、かつ開示される実施形態の実施によって学習されるであろう。本発明の実施形態の付加的な利点は、明細書およびその特許請求の範囲において特に指摘される方法およびシステムによって、および添付図面から、実現および達成されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらおよび他の利点を達成するために、かつ具体化および広範に記載されるように開示された実施形態の目的に従って、一実施形態によると、本発明は、不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、不織布材料で形成された第２の多孔質外側層と、嵩高不織布材料で形成され、第１の多孔質外側層と第２の多孔質外側層との間に配設された少なくとも１つの内側多孔質層とを含むフィルタ要素を含む。嵩高不織布材料は絡合および結合繊維によって形成された３次元マトリックスを有しており、これらの繊維は協働して、流体が通過するための通過可能な曲がりくねった流路を維持するために繊維間に複数の３次元間隙を形成する。フィルタ要素は、嵩高不織布材料の間隙に分散されたろ過助剤粒子も含む。第１の多孔質外側層、第２の多孔質外側層および少なくとも１つの内側多孔質層は外辺部付近で結合されて、嵩高不織布材料の間隙内にろ過助剤材料を含有するための区画を確定する。フィルタ要素の１つの例示的な実施形態によると、第１の多孔質外側層は、内側表面および外側表面を有することができる。少なくとも１つの内側多孔質層は、第１の外側層の内側表面に沿ってかつ直接接触して配設された第１の表面を有することができる。第２の多孔質外側層は、少なくとも１つの内側多孔質層の第２の表面に沿ってかつ直接接触して配設された内側表面を有することができる。いくつかの実施において、結合は、区画の外辺部付近で連続的であり得る。必要に応じて、結合は一連の結合領域、またはポーチ内の粉末の均一性を維持するのに役立つように外辺部の内側の複数の場所における結合などを含むことができる。結合は、好ましくは、ろ過助剤粒子の均等な分布を提供するために、ろ過助剤粒子を閉じ込めるように構成される。第１の多孔質外側層および／または第２の多孔質外側層は、スパンボンド不織布材料などのポリエステル不織布材料で形成することができる。ろ過助剤粒子は、（ｉ）ケイ藻土材料、（ｉｉ）吸着剤材料、および（ｉｉｉ）ケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩材料のうちの１つまたは複数を含むことができる。必要に応じて、ろ過助剤粒子は、フィルタ要素の重量の８０パーセント超を構成することができる。
【０００７】
さらに本発明によると、本明細書に記載されるフィルタ要素を含むレンズ状フィルタ・スタックと、本明細書に記載されるフィルタ要素を含む自己密封フィルタとが提供される。また本発明は、本明細書に記載されるフィルタ要素を含むカプセル・フィルタと、本明細書に記載されるフィルタ要素を含むスパン巻きフィルタ・カートリッジとを提供する。また本発明は、本明細書に記載されるフィルタ要素を含むプリーツ・フィルタ・カートリッジを提供する。プリーツ・フィルタ・カートリッジは、複数のプリーツで形成することができる。各プリーツは、嵩高不織布材料の間隙内にろ過助剤材料を含有するための１つまたは複数の区画を含むことができる。いくつかの実施形態では、プリーツは円筒形状に配置されて、円筒形容積を包囲および画定することができる。さらにプリーツはカートリッジの中心軸に平行であり得る。本発明はさらに、食用油をろ過するために本明細書で開示されるフィルタ要素を含む食用油デプス・フィルタを提供する。フィルタ要素は、次に、（ｉ）ろ過助剤および（ｉｉ）吸着剤のうちの１つまたは複数を含むことができる。例えば、フィルタ要素は活性炭を含むことができる。さらなる実施形態では、フィルタ要素は、少なくとも１つの混合ろ過助剤組成物を含むことができる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの内側多孔質層は、嵩高マルチプライ・スパンボンド・ポリエステル不織布を含むことができる。少なくとも１つの内側多孔質層は、例えば０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）の公称厚さを有し得る。必要に応じて、フィルタ要素は、一連の基板層と、（ｉ）ろ過助剤および（ｉｉ）吸着剤のうちの少なくとも１つとを含むことができる。さらなる実施形態では、フィルタ要素は複数の内側多孔質層を含むことができる。内側多孔質層のそれぞれは、少なくとも１つのろ過助剤材料を含むことができる。
【０００９】
また本発明はフィルタ要素も提供する。フィルタ要素は、不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、不織布材料で形成された第２の多孔質外側層と、第１の多孔質外側層と第２の多孔質外側層との間に配設された少なくとも１つの多孔質内側層とを含む。少なくとも１つの多孔質内側層は絡合繊維によって形成された３次元マトリックスを有することができ、流体が横断するためのフィルタ要素を通る通過可能な曲がりくねった流路を維持するために、絡合繊維は協働して繊維間に複数の３次元間隙を形成する。フィルタ要素は、少なくとも１つの多孔質内側層の間隙に分散されたろ過助剤粒子も含む。第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層は外辺部付近で結合されて、少なくとも１つの多孔質内側層を含有するための、および少なくとも１つの多孔質内側層の間隙内にろ過助剤粒子を含有するための区画を画定することができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの多孔質内側層はルーズ繊維を含むことができ、ルーズ繊維は次に、天然および／または合成繊維を含むことができる。少なくとも１つの多孔質内側層は層状スパンボンド複合材料を含むことができる。少なくとも１つの多孔質内側層は、ニードルパンチ・ウェブ材料、水流絡合ウェブ材料、フェルト材料、スクリム材料、およびネッティング材料のうちの１つまたは複数を含むことができる。必要に応じて、フィルタ要素は、少なくとも１つのか焼金属酸化物を含むことができる。必要に応じて、フィルタ要素は、少なくとも１つの混合ろ過助剤組成物を含むことができる。
【００１１】
一実施形態では、本明細書に記載されるフィルタ要素を含む液体用フィルタが提供される。液体用フィルタのフィルタ要素は、（ｉ）ろ過助剤および（ｉｉ）吸着剤のうちの少なくとも１つを含むことができる。いくつかの実施形態では、液体用フィルタは活性炭を含む。
【００１２】
必要に応じて、ろ過助剤粒子は、例えば、フィルタ要素の重量の約７５パーセント超、フィルタ要素の重量の約８０パーセント超、フィルタ要素の重量の約８５パーセント超、またはフィルタ要素の重量の約９０パーセント超、またはこれらの値の間の約１重量パーセント刻みの任意の値を構成することができる。
【００１３】
いくつかの実施において、フィルタ要素の嵩高不織布材料は、ポリエステル嵩高不織布材料であり得る。
【００１４】
さらなる実施形態によると、結合は、区画の外辺部付近で連続的または不連続であり得る。必要に応じて、第１の多孔質外側層、第２の多孔質外側層および少なくとも１つの内側多孔質層は、ポーチ内の粉末の均一性を維持するのに役立つように、外辺部の内側の複数の結合場所でさらに結合され得る。外辺部の内側の複数の結合場所は、例えば、（ｉ）外辺部によって画定される領域にわたる複数の点結合、（ｉｉ）外辺部によって画定される領域にわたる複数の線結合、（ｉｉｉ）外辺部の内側にグリッド・パターンを形成する連続または不連続の結合、（ｉｖ）外辺部の内側のオフセット・ドットの列、（ｖ）外辺部の内側に六角形の繰り返しパターンを形成する連続または不連続の結合のうちの１つまたは複数を含むことができる。任意の所望のパターンは、例えば、実線、破線、点線、およびこれらの組み合わせにより形成され得る。例えば、結合パターンは、３つの異なる方向に沿ったオフセット・ダッシュの列から、外辺部の内側に形成され得る。ダッシュの列は、例えば約６０度または任意の他の所望の角度だけ互いに角度的にオフセットされ得る。別の実施形態では、外辺部の内側の結合場所は、蛇行形状の列によって形成され得る。必要に応じて、蛇行形状は、ヘリングボーン様パターンで配置され得る。
【００１５】
いくつかの実施において、フィルタ要素は、その厚さを横切ってフィルタの外側領域からフィルタの内側領域への細孔径勾配を有することができる。例えば、フィルタの外側層の平均細孔径は、フィルタの内側層の平均細孔径よりも大きいことがある。例えば、まず第１の多孔質外側層で大きい粒子を捕獲し、第２の多孔質外側層がより小さい粒子を捕獲するのを可能にするように、従って、第１の多孔質外側層の平均細孔径は第２の多孔質外側層の平均細孔径よりも大きいことがある。
【００１６】
いくつかの実施形態では、フィルタ要素は、第１の多孔質外側層と第２の多孔質外側層との間に配設された複数の内側層を含むことができる。必要に応じて、２つの隣接する内側層は、多孔質不織布材料のシートを含む分離層によって分離され得る。内側層の２つ以上は、異なるろ過助剤材料を備えることができる。いくつかの実施形態において、分離層は、少なくとも２つの内側層内のろ過助剤材料の平均粒径よりも小さい平均細孔径を含むことができる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、ろ過助剤粒子は、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維に引き付けられる傾向を有し得る。必要に応じて、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維は、約１０ミクロン〜約５０ミクロンの平均直径を有することができる。別の実施形態では、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維は、約２０ミクロン〜約４０ミクロンの平均直径を有することができる。必要に応じて、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維は、約３０ミクロンの平均直径を有する。
【００１８】
好ましくは、ろ過助剤粒子は、粒子の体積に基づいて、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維の平均直径にほぼ等しいか、またはそれよりも小さい平均直径を有する。いくつかの実施形態では、ろ過助剤粒子の一部は実質的に球形状であり得る。ろ過助剤粒子は、ケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩を含むことができる。さらなる例として、ろ過助剤粒子の一部は、ケイ藻土（例えば、か焼ケイ藻土）などのケイ素ベースのろ過助剤材料を含むことができる。
【００１９】
さらなる実施形態によると、第１の多孔質外側層の不織布材料は、第１の平均直径を有する第１の群の高分子繊維と、第１の平均直径よりも実質的に大きい第２の平均直径を有する第２の群の高分子繊維との混合物で形成され得る。例えば、第２の平均直径は約５ミクロン〜約８０ミクロン（約１ミクロン刻みの任意の所望の値）、例えば約２０ミクロン〜約４０ミクロンであり得る。あるいは、例えば約３０ミクロンであり得る。さらに、第１の平均直径は、約２ミクロン〜約４０ミクロン（約１ミクロン刻みの任意の値）、例えば約１０ミクロンなどであり得る。
【００２０】
いくつかの実施形態において、嵩高不織布材料は、外側層の間に包み込まれる前、例えば約０．３１８ｃｍ（０．１２５インチ）〜約１．２７ｃｍ（０．５インチ）、例えば約０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）などの公称厚さを有することができる。さらなる例として、嵩高不織布材料の公称厚さは、約０．２５４ｃｍ（０．１インチ）〜２．５４ｃｍ（１．０インチ）（０．１２７ｃｍ（０．０５インチ）刻みの任意の所望の値）であり得る。嵩高不織布材料の繊維間の３次元間隙は、約７５ミクロン〜約７００ミクロンの平均寸法、またはこれらの間の約５ミクロン刻みの任意の値の平均寸法を有することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、フィルタ要素の第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層は、少なくとも１つの内側層の嵩高不織布材料の圧縮によって付与される張力を受けることができる。嵩高不織布材料の圧縮は、嵩高不織布材料の公称厚さよりも薄いフィルタ要素をもたらし得る。例えば、フィルタ要素は、嵩高不織布材料の公称厚さの約９５パーセント、９０パーセント、８５パーセント、８０パーセント、７５パーセント、または７０パーセントよりも小さい可能性のある全厚を有することができる。嵩高不織布材料は、得られるフィルタ要素においてその公称厚さの約１０〜９５パーセント（約１パーセント刻みの任意の所望の値）まで圧縮され得る。第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の少なくとも１つは、約０．０２５４ｍｍ（１ミル）〜約０．５０８ｍｍ（２０ミル）（約０．０２５４ｍｍ（１ミル）刻みの任意の所望の値）の公称厚さを有することができる。さらなる実施形態では、厚さは、約０．０７６２ｍｍ（３ミル）〜約０．３０５ｍｍ（１２ミル）であり得る。
【００２２】
嵩高不織布材料は、例えば、約６７．８１ｇ／ｍ２（２．０ｏｚ／ｙｄ２）〜約３３９．０６ｇ／ｍ２（１０．０ｏｚ／ｙｄ２）（例えば、３．３９ｇ／ｍ２（０．１ｏｚ／ｙｄ２）刻みの任意の所望の値）の坪量を有することができる。いくつかの実施形態では、嵩高不織布材料は、約１６９．５３ｇ／ｍ２（５．０ｏｚ／ｙｄ２）〜約２７１．２５ｇ／ｍ２（８．０ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有することができる。第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の少なくとも１つは、例えば、約２７．１２ｇ／ｍ２（０．８ｏｚ／ｙｄ２）〜約１３５．６２ｇ／ｍ２（４．００ｏｚ／ｙｄ２）（３．３９ｇ／ｍ２（０．１ｏｚ／ｙｄ２）刻みの任意の所望の値）の坪量を有することができる。
【００２３】
第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の少なくとも１つは、ＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される、約３．０５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１０ｃｆｍ／ｆｔ２）〜約６０．９６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２００ｃｆｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．１５２ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．５ｃｆｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の空気透過率を有することができる。嵩高不織布材料は、ＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される、約１５．２４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（５０ｃｆｍ／ｆｔ２）〜約６０９．６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２０００ｃｆｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．３０５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１．０ｃｆｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の空気透過率を有することができる。ろ過助剤粒子は、例えば、外辺部シールの内側で嵩高不織布材料にわたって約０．０４９ｋｇ／ｍ２（０．０１ｌｂｓ．／ｆｔ２）〜約３．９０６ｋｇ／ｍ２（０．８０ｌｂｓ．／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．０４９ｋｇ／ｍ２（０．０１ｌｂｓ．／ｆｔ２）刻みの任意の値の負荷を有することができる。
【００２４】
フィルタ要素は、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．０２０４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．５ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約８．１４８ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２００ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値のそれを通る水透過率を有することができる。本発明はいくつかの実施形態において同様に、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約３．２６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（８０ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約４．８９ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１２０ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値のそれを通る水透過率を有するフィルタ要素を含む食用油フィルタを提供する。本発明はさらに、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．３０６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（７．５ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約５．７０４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１４０ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値のそれを通る水透過率を有するフィルタ要素を含む液体用粗フィルタの実施形態を提供する。
【００２５】
また本発明は、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．０６５２ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１．６０ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約０．３７８９ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（９．３０ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値のそれを通る水透過率を有するフィルタ要素を含む液体用浄化フィルタも提供する。さらに、本発明は、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．０１６３ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．４０ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約０．０８１５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２．００ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値のそれを通る水透過率を有するフィルタ要素を含む液体用無菌プレメンブレン・フィルタも提供する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、フィルタ要素は、フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７（または０．００４７）リットル／分の油の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下でフィルタ要素内を循環される油中に存在する約０．１％〜５．０％（およびこれらの間の約０．１％刻みの任意の値）の遊離脂肪酸を除去する食用油フィルタ要素であり得る。ここで、油は処理前に１．０％〜２．０％のオレイン酸を有する。
【００２７】
さらなる実施形態では、フィルタ要素は、フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７（または０．００４７）リットル／分の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下でフィルタ要素内を循環される油から、油のフォトメトリック・インデックス（photometric index）（Ｐ．Ｉ．）を約１０％〜約７０％（およびこれらの間の約１．０％刻みの任意の値）だけ低減する食用油フィルタ要素であり得る。ここで、油は処理前に５０〜５５のＰ．Ｉ．を有する。
【００２８】
またさらなる実施形態では、フィルタ要素は、セッケン含量を約２．０、１．５、１．０または０．５百万分率（part per million）未満の濃度まで低減する（またはセッケン含量をこれらの濃度に維持する）食用油フィルタ要素であり得る。ここで、油は、フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７（または０．００４７）リットル／分の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下でフィルタ要素内を循環され、油は処理前に約３．０ｐｐｍ未満のセッケン含量を有する。
【００２９】
本明細書に記載されるフィルタ要素を様々な実施形態および幾何学で使用するフィルタが本明細書において提供される。例えば、本明細書に記載される１つまたは複数のフィルタ要素を含むプリーツ・フィルタの実施形態が本明細書において提供される。各プリーツは、嵩高不織布材料の間隙内にろ過助剤材料を含有するための少なくとも１つの区画を画定することができる。プリーツ・フィルタは、任意の所望の形状または幾何学、例えば、円錐形状、円筒形状、平面形状、または任意の他の所望の形状で提供され得る。本明細書に記載されるフィルタ要素を含む任意の所望の形状（例えば、略円形、矩形、正方形、楕円形など）のインサート成形フィルタ・カートリッジを提供することができる。ここで、インサート成形品はフィルタ要素のまわりに成形され、さらに、オーバーモールドは、フィルタ要素を適所に保持するための固定ボスまたは開口、ならびに１つまたは複数のガスケットおよび流路などを含む。本明細書に記載されるフィルタ要素の細長片を含むスパン巻きフィルタ・カートリッジを提供することができる。
【００３０】
また本発明は、連続的に配置されて、かつ周縁部付近で一緒に結合された本明細書に記載される複数のフィルタ要素を含む深層（deep bed）フィルタの実施形態も提供する。フィルタ要素は、超音波溶接または他の適切な熱結合技術によって一緒に結合され得る。必要に応じて、各フィルタ要素はインサート成形フィルタ・カートリッジを含むことができ、ここで、フィルタは、振動溶接または他の適切な熱結合技術などにより、各フィルタ・カートリッジの射出成形部分を隣接フィルタ・カートリッジに連結することによって形成され得る。別の態様によると、本明細書に記載される複数のフィルタ要素を含むレンズ状フィルタ・スタックも提供される。
【００３１】
本明細書におけるフィルタ要素の種々の実施形態では、嵩高不織布材料の間隙に分散されたろ過助剤粒子は、粒子の数に基づいて約０．１ミクロン〜約５ミクロン（またはその中の約０．１ミクロン刻みの任意の値）、より好ましくは約１．０ミクロン〜約２．５ミクロンの平均粒径を有することができる。嵩高不織布材料の間隙に分散されたろ過助剤粒子は、粒子の体積に基づいて約１．０ミクロン〜約１１０．０ミクロン（またはその中の約１ミクロン刻みの任意の値、例えば、５、１０、１５、２０または２５ミクロンなど）の平均粒径を有することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、ろ過助剤粒子は、第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の平均細孔径よりも大きいことがある、粒子の体積に基づく平均粒径を有する。例えば、ろ過助剤粒子はケイ藻土を含み、粒子の数に基づいて０．５〜約５．０ミクロン（またはこれらの間の約０．１ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径、および粒子の体積に基づいて約１０．０〜約５０．０ミクロン（またはこれらの間の約１．０ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径を有することができる。いくつかの実施形態では、ろ過助剤粒子はケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩を含み、粒子の数に基づいて０．５〜約５．０ミクロン（またはこれらの間の約０．１ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径、および粒子の体積に基づいて約１０．０〜約２００．０ミクロン（またはこれらの間の約１．０ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径を有することができる。いくつかの実施形態において、ろ過助剤粒子は、粒子の数に基づいて０．５〜約５．０ミクロン（またはこれらの間の約０．１ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径、および粒子の体積に基づいて約１０．０〜約５０．０ミクロン（またはこれらの間の約１．０ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径を有する合成非晶質微粉化シリカヒドロゲルを含むことができる。
【００３３】
さらに本発明によると、第１の多孔質外側層は、約０．４５ｇ／ｄＬ〜約０．７０ｇ／ｄＬ、例えば、これらの間の０．０１ｇ／ｄＬ刻みの任意の値の固有粘度を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約１２０℃〜約１４０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の昇温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＨ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の冷却速度で約１９０℃〜約２１０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の降温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＣ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、少なくとも部分的に、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約２４５℃〜約２５５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、少なくとも部分的に、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約２００℃〜約２２５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約５０℃〜約８０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。あるいは、第１の多孔質外側層は、天然状態で示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約５０℃〜約６０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。
【００３４】
またさらに本発明によると、嵩高不織布材料は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約１２０℃〜約１４０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の昇温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＨ）を有する高分子材料から作ることができる。必要に応じて、嵩高不織布材料は、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の冷却速度で約２００℃〜約２２０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の降温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＣ）を有する高分子材料から作ることができる。嵩高不織布材料は、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約２４５℃〜約２５５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作ることができる。嵩高不織布材料は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約６０℃〜約９０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。必要に応じて、嵩高不織布材料は、天然状態で示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約８０℃〜約１１５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。
【００３５】
さらに本発明によると、第１の外側多孔質層は、ポリエチレンテレフタレートの繊維で形成され得る。必要に応じて、第１の外側多孔質層を形成するポリエチレンテレフタレート材料の繊維は、約２〜約１０モルパーセントのコモノマー置換、またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値のコモノマー置換を含むことができる。コモノマー置換は、二酸成分およびジオール成分を含むことができる。ジオール成分は、ジエチレングリコールおよびテトラメチレングリコールの少なくとも１つを含むことができる。二酸成分は、アジピン酸およびイソフタル酸の１つまたは複数を含むことができる。ジオール成分は、例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールのうちの１つまたは複数を含むことができ、ここで、ポリエチレンテレフタレート材料の繊維のジオール成分の約１．０〜約１０．０モルパーセント（またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値）は、このようなジオール成分の１つまたは複数を含む。
【００３６】
嵩高不織布材料は、ポリエチレンテレフタレートの繊維で形成され得る。必要に応じて、嵩高不織布材料のポリエチレンテレフタレート材料の繊維は、約２〜約１０モルパーセントのコモノマー置換、またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値のコモノマー置換を含むことができる。コモノマー置換は、二酸成分およびジオール成分を含むことができる。ジオール成分は、ジエチレングリコールおよびテトラメチレングリコールの少なくとも１つを含むことができる。二酸成分は、アジピン酸およびイソフタル酸の１つまたは複数を含むことができる。ジオール成分は、例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールのうちの１つまたは複数を含むことができ、ここで、ポリエチレンテレフタレート材料の繊維のジオール成分の約１．０〜約１０．０モルパーセント（またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値）は、このようなジオール成分の１つまたは複数を含む。
【００３７】
第１の外側多孔質層および嵩高不織布層の１つまたは複数は、（ｉ）元素ナトリウム、（ｉｉ）元素リン、（ｉｉｉ）元素アンチモン、（ｉｖ）元素チタン、（ｖ）元素亜鉛、（ｖｉ）元素アルミニウム、（ｖｉｉ）元素カルシウム、（ｖｉｉｉ）元素コバルト、（ｉｘ）元素鉄、（ｘ）元素カリウム、および（ｘｉ）元素マグネシウムのうちの少なくとも１つを含むポリマーで形成することができる。例えば、ポリマーは、約２０〜約５０ｐｐｍの元素ナトリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０〜約３０ｐｐｍの元素リン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２００〜約２８０ｐｐｍの元素アンチモン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０００〜約１３００ｐｐｍの元素チタン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素亜鉛（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素アルミニウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約３０ｐｐｍの元素カルシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素コバルト（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素鉄（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０〜約３０ｐｐｍの元素カリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、および／または約２〜約２０ｐｐｍの元素マグネシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）を含むことができる。さらなる実施では、ポリマーは、約１００〜約５００ｐｐｍの元素ナトリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約６０〜約１００ｐｐｍの元素リン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２５０〜約３５０ｐｐｍの元素アンチモン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０００〜約１３００ｐｐｍの元素チタン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素亜鉛（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素アルミニウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約３０ｐｐｍの元素カルシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素コバルト（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素鉄（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０〜約２００ｐｐｍの元素カリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、および／または約２〜約２０ｐｐｍの元素マグネシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）を含むことができる。
【００３８】
上述の一般的な記載および以下の詳細な記載が例示的であり、開示される実施形態のさらなる説明を提供するためのものであることは理解されるべきである。本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の方法およびシステムおよび装置を説明し、そのさらなる理解を提供するために包含される。記載と共に図面は開示される実施形態の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従う説明的なフィルタ要素の概略図である。
【図２】フィルタ・ゾーンを作成するための連結領域のある層状構造を有する、本発明に従う説明的なフィルタ要素の概略図である。
【図３】本発明に従うフィルタ要素をスパイラルおよびプリーツ型立体形状で含むフィルタの概略図である。
【図４】本発明に従うフィルタ要素のための説明的な多孔質外側層材料の顕微鏡写真である。
【図５】本発明に従うフィルタ要素のための説明的な内側層材料の顕微鏡写真である。
【図６】第１のろ過助剤が上に付着した図５の内側層材料を示す。
【図７】図６に示されるものとは異なる第２のろ過助剤が上に付着した図５の内側層材料を示す。
【図８Ａ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図８Ｂ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図８Ｃ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図８Ｄ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図８Ｅ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図８Ｆ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図８Ｇ】本発明に従うフィルタ要素のための種々のシール・ライン・パターンを示す。
【図９】本発明に従う複数のインサート成形フィルタ要素の実例である。
【図１０】本発明に従う複数のインサート成形フィルタ要素を含む深層フィルタの実例である。
【図１１Ａ】本発明に従うフィルタ要素を含む複数のセルを含むレンズ状フィルタ・スタックの実例である。
【図１１Ｂ】図１１Ａのレンズ状フィルタ・スタックの切欠図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａのレンズ状フィルタ・スタックのセルの切欠図である。
【図１２】その横断面を横切る細孔径または多孔率勾配を有する本発明に従うフィルタ要素の実例である。
【図１３】本発明に従う多層フィルタ要素である。
【図１４】構築中の本発明に従う例示的なフィルタ要素の構成要素の圧縮の実例である。
【図１５】本発明に従うフィルタ性能試験のために使用される本発明に従うフィルタ要素サンプル・ホルダーの実例である。
【図１６】図１５に示されるフィルタ要素サンプル・ホルダーを用いる本発明に従うフィルタ性能試験の手順の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の好ましい実施形態がこれから詳細に言及され、その例は添付図面に示される。本発明の方法および対応するステップは、好ましい実施形態の詳細な説明と共に記載されるであろう。
【００４１】
１つの実施形態では、本発明は、スラリー化または精製のための水の使用、精製のためのエネルギー要求、真空形成および／またはシート乾燥が排除された、より効率的で柔軟性のあるフィルタと、それを作るための関連の製造方法とに関する。水または他の溶媒中での湿式スラリー化の使用が排除され得るため、この技術によって、水溶性ろ過助剤または添加剤を使用して汚染物質の除去のための非水性ろ過サイクルを促進することが可能になる。さらなる利点は、得られるフィルタが巻取り、プリーツ加工またはインサート射出成形を含むデバイス構築などの付加的な処理のための有用な型式を提供することである。またさらなる利点は、得られるフィルタ物品が、液体用途のための従来のろ過材と同様の特性および性能を有することである。得られるフィルタ物品はろ過助剤または混合ろ過助剤組成物を備えることができ、フィルタ・ケークよりも望ましい性質を有する使いやすい型式で提供され得る。フィルタ物品のいくつかの実施形態は、内部（例えば、中間）層において、改善された接触、多孔性およびより少ないろ過助剤の凝集を可能にするために適切な吸着剤化学または付加的な材料との親和性を備えることができる。層の結合または縫製を伴うこれらの複合層は内部材料を閉じ込め、所与の表面積内の材料の比較的等しい分布および製品内でのより少ない材料移行または層形成を可能にし、一貫した多孔率およびろ過性能が得られる。
【００４２】
別の実施形態では、本発明は、流体から廃棄物をろ過するためのフィルタに関する。例示的な実施形態では、フィルタは、２つの結合した基板層（例えば、不織布材料など）で形成することができる外側ポケットから形成される。また、ポケットは次に、フィルタ材料を備えることができる。基板層を形成するための材料は、層の間に配設されるフィルタ材料（特定の粒径分布を有する微粒子材料を含み得る）の選択に応じて、かつ所望の複合多孔率に基づいて選択される。フィルタ材料は、好ましくは、ろ過される流体が通過するための通過可能な流路を維持するのに十分であり、流体が通過して汚染物質が流体から除去されるために適切な表面積および適切に曲がりくねった通路を提供するのに十分である材料を含む。
【００４３】
基板層は、適切な技術の中でも特に、超音波溶接、縫製、ヒート・シーリングまたはコールド・シーリングによる接着、カレンダー加工、およびニードルパンチングなどによって互いに結合され得る。
【００４４】
本発明は、同様に、ろ過および吸着用途で使用するためのフィルタ要素を製造するために、乾式形成方法を用いるデプス・フィルタの製造プロセスも提供する。得られるフィルタ要素製品は、奥行きを構築し、多孔性を創造し、およびろ過助剤および／または吸着剤粒子を保持するためのマトリックスを提供するために、一連の基板層と、ろ過助剤および／または吸着剤材料とを含む。層および粒子助剤の選択は、粒径分布、フィルタの流動特性のバランス、およびフィルタ内での粒子の保持によって決定することができる。処理条件および所望の除去特性も、化学親和性、適合性および熱安定性のための材料を選択する際の要因であり得る。完成デプス・フィルタ製品は、例えば、シート、スタック、巻取またはプリーツ・フィルタ型式などの、単独でまたは層状フィルタ構造で使用可能な一体化デプス・フィルタ製品を製造するために、縫製、結合または積層方法を用いて構築することができる。本明細書に記載されるデプス・フィルタの種々の実施形態は、フロー・スルー・フィルタとして使用することができる。
【００４５】
従来のデプス・フィルタとは異なり、本発明によって提供されるフィルタ要素の種々の実施形態は、引張強さを犠牲にすることなく高いろ過助剤負荷を提供することができる。例えば、上記のような「ウェット・レイド」フィルタは、低強度および粉末保持の問題のために約６０〜７０重量％の粉末負荷に限定されることが典型的である。いくつかの実施形態において、フィルタにおける嵩高不織布の使用により、フィルタは、フィルタを通る有用な流れの大きさを可能にするために十分に開いた状態に保たれる。不織布高分子材料の使用は、縫製ではなく超音波溶接または他の適切な熱結合技術の使用を容易にし、これは次に、糸の必要性を除去し、フィルタ自体の表面に穴を開けることなく結合を提供する。
【００４６】
上記のことを考慮して、本明細書における説明的な実施形態およびその態様は、以下に記載される。
【００４７】
外側基板材料：
本発明によると、不織布材料で形成された第１の多孔質外側層と、不織布材料で形成された第２の多孔質外側層とを含むフィルタ要素が提供される。外側基板材料は、同一の材料から作ることができる。
【００４８】
説明のために、かつ限定のためではなく、図１は、本発明に従うフィルタ要素の例示的な層状構造を示す。図示されるように、フィルタ要素は、１つまたは複数の内側材料を含む内側層５を包囲する第１および第２の多孔質外側層４を含む。本明細書に記載されるように、２つの外側基板層４は、１つまたは複数の内側層５で使用される材料を保持するために種々の実施形態で使用される。外側層の選択は、２つの外側基板層の間に配設される材料の選択に基づいて行うことができる。例えば、任意の微粒子材料の粒径および粒子分布、ならびに構築後のフィルタの所望の複合多孔率が考慮され得る。
【００４９】
外側基板層は、ポリエステル不織布材料、例えばスパンボンド不織布材料を含むがこれらに限定されない合成および／または天然材料を含むことができる。基板層の材料は同様に、合成および／または天然材料、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）、ナイロン、ポリウレタン、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、フェノール、アクリル、ポリ酢酸ビニル、木材パルプ、綿、再生セルロース（すなわち、レーヨン、リヨセル）、ジュート、草の繊維、ガラス繊維などを含むことができる。これらの繊維は、種々の方法でシートまたはウェブに形成することができる。例えば、任意の所望の不織布プロセス（例えば、メルトブローイング、スパンボンディング、ウェット・レイイング、エアレイ、ニードルパンチング、エレクトロスピニング）、ならびにウェット・レイド不織布プロセスと類似した標準的な製紙方法を使用することができる。繊維は、標準的なテキスタイル製造技術を用いて織ることができる。好ましくは、外側基板層は、任意の粉末状ろ過助剤材料などを実質的に含有するために十分に小さい細孔を画定する。
【００５０】
さらなる実施形態によると、第１の多孔質外側層の不織布材料は、第１の平均直径を有する第１の群の高分子繊維と、第１の平均直径よりも実質的に大きい第２の平均直径を有する第２の群の高分子繊維との混合物で形成され得る。例えば、第２の平均直径は約５ミクロン〜約８０ミクロン（約１ミクロン刻みの任意の所望の値）、例えば約２０ミクロン〜約４０ミクロンであり得る。あるいは、例えば約３０ミクロンであり得る。さらに、第１の平均直径は、約２ミクロン〜約４０ミクロン（約１ミクロン刻みの任意の値）、例えば約１０ミクロンなどであり得る。この材料の１００ｘの顕微鏡写真は図４において本明細書に添付されており、第１の平均直径を有する第１の群の高分子繊維と、第１の平均直径よりも実質的に大きい第２の平均直径を有する第２の群の高分子繊維とが示される。
【００５１】
第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の少なくとも１つは、ＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される、約３．０５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１０ｃｆｍ／ｆｔ２）〜約６０．９６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２００ｃｆｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．１５２ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．５ｃｆｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の空気透過率を有することができる。本明細書で議論される空気透過率は、ＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される。１つの実施によると、フィルタの外側層は、０．１７８ｍｍ（７ミル）の公称厚さ、６１．０ｇ／ｍ２（１．８０ｏｚ／ｙｄ２）の坪量、およびＡＳＴＭＤ７３７−９６に従って測定される１５．２４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（５０ｃｆｍ／ｆｔ２）の空気透過率を有するポリエステル・スパンボンド・メルトブローン・スパンボンド（ＳＭＳ）不織ウェブ材料（Midwest Filtration、Cincinnati、ＯＨから得られる製品番号ＦＭ−２００など）で形成することができる。ＡＳＴＭＤ７３７−９６の写しは、２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書に添付される。
【００５２】
さらに本発明によると、第１の多孔質外側層（および／または嵩高不織布層）は、約０．４５ｇ／ｄＬ〜約０．７０ｇ／ｄＬ、例えばこれらの間の０．０１ｇ／ｄＬ刻みの任意の値の固有粘度を有する高分子材料から作ることができる。
【００５３】
本明細書で使用される場合、「固有粘度」という用語は、溶質の濃度に対する既知の濃度のポリマー溶液の比粘度の比率をゼロ濃度へ外挿した値である。ポリマー特性の標準的な尺度として広く認識される固有粘度は、平均ポリマー分子量に正比例する。例えば、Dictionary of Fiber and Textile Technology, Hoechst Celanese Corporation (1990), Tortora & Merkel, Fairchild’s Dictionary of Textiles（7th Edition 1996）（これらはいずれも参照によってその全体が本明細書中に援用される）を参照されたい。
【００５４】
固有粘度は、当業者により過度の実験を行わずに測定および決定することができる。本明細書に記載される固有粘度値の場合、コポリエステルをオルトクロロフェノール（ＯＣＰ）中に溶解させ、Schott Autoviscometer（AVS Schott and AVS 500 Viscosystem）を用いて溶液の相対粘度を測定し、および相対粘度に基づいて固有粘度を計算することによって固有粘度を決定する。例えば、Dictionary of Fiber and Textile Technology（“intrinsic viscosity”）を参照されたい。
【００５５】
特に、乾燥ポリマー・サンプルの０．６グラム・サンプル（＋／−０．００５ｇ）を約１０５℃の温度で約５０ｍｌ（６１．０〜６３．５グラム）のオルトクロロフェノール中に溶解させる。繊維および糸サンプルは、通常、小片に切断される。室温まで冷却した後、溶液を、制御された一定温度（例えば、約２０℃〜２５℃の間）の粘度計に入れ、相対粘度を測定する。言及したように、固有粘度は相対粘度から計算される。
【００５６】
第１の多孔質外側層は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約１２０℃〜約１４０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の昇温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＨ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の冷却速度で約１９０℃〜約２１０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の降温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＣ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、少なくとも部分的に、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約２４５℃〜約２５５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、少なくとも部分的に、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約２００℃〜約２２５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作ることができる。第１の多孔質外側層は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約５０℃〜約８０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。あるいは、第１の多孔質外側層は、天然状態で示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約５０℃〜約６０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。熱特性は、例えば、ＴＡ  Ｑ−１０００示差走査熱量計（ユーザー・マニュアルは２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書に添付）などの示差走査熱量計を用いて、標準的な示差走査熱量測定技術により評価することができる。本明細書に開示される熱パラメータは、検体試験のための特定の温度および湿度条件を定義する、表題「Plastics-Standard atmospheres for conditioning and testing」の1997 International Standard for Differential Scanning Calorimetry of Plastics, ISO 11357 and ISO 291（２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書に抜粋を添付）または均等物に従って測定されるべきである。ＦＭ−２００材料（「バリア不織布」と示される）およびUniloft 675材料（「Gusmer嵩高不織布と示される）のサンプルのＤＳＣ走査は、２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書に添付される。
【００５７】
さらに本発明によると、第１の外側多孔質層は、ポリエチレンテレフタレートの繊維で形成され得る。必要に応じて、第１の外側多孔質層を形成するポリエチレンテレフタレート材料の繊維は、約２〜約１０モルパーセントのコモノマー置換、またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値のコモノマー置換を含むことができる。コモノマー置換は、二酸成分およびジオール成分を含むことができる。
【００５８】
「テレフタレート成分」という用語は、広義に、ポリエチレンテレフタレートを調製するために使用され得る二酸およびジエステルを指す。特に、テレフタレート成分は主にテレフタル酸またはテレフタル酸ジメチルのいずれかを含むが、二酸およびジエステルコモノマーを含むこともできる。言い換えると、「テレフタレート成分」は、「二酸成分」または「ジエステル成分」のいずれかである。
【００５９】
「二酸成分」という用語は、いくらかより具体的には、直接エステル化によりポリエチレンテレフタレートを調製するために使用され得る二酸（例えば、テレフタル酸）を指す。しかしながら、「二酸成分」という用語は、比較的少量のジエステルコモノマー（例えば、大部分はテレフタル酸および１つまたは複数の二酸修飾剤であるが、任意選択で、いくらかのジエステル修飾剤も有する）を包含することが意図される。
【００６０】
同様に、「ジエステル成分」という用語は、いくらかより具体的には、エステル交換によりポリエチレンテレフタレートを調製するために使用され得るジエステル（例えば、テレフタル酸ジメチル）を指す。しかしながら、「ジエステル成分」という用語は、比較的少量の二酸コモノマー（例えば、大部分はテレフタル酸ジメチルおよび１つまたは複数のジエステル修飾剤であるが、任意選択で、いくらかの二酸修飾剤も有する）を包含することが意図される。
【００６１】
さらに、本明細書で使用される場合、「コモノマー」という用語は、モノマーおよびオリゴマー修飾剤（例えば、ポリエチレングリコール）を含むことが意図される。
【００６２】
ジオール成分は、ジエチレングリコールおよびテトラメチレングリコールの少なくとも１つを含むことができる。本明細書で使用される場合、「ジオール成分」という用語は主にエチレングリコールを指すが、他のジオール（例えば、ジエチレングリコール）も使用され得る。二酸成分は、アジピン酸およびイソフタル酸の１つまたは複数を含むことができる。ジオール成分は、例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールのうちの１つまたは複数を含むことができ、ここで、ポリエチレンテレフタレート材料の繊維のジオール成分の約１．０〜約１０．０モルパーセント（またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値）は、このようなジオール成分の１つまたは複数を含む。
【００６３】
ジオール成分は、エチレングリコールに加えて他のジオール（例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、およびイソソルビド）も含むことができ、あるいは、テレフタレート成分は、テレフタル酸もしくはそのジアルキルエステル（すなわち、テレフタル酸ジメチル）に加えて、イソフタル酸もしくはそのジアルキルエステル（すなわち、イソフタル酸ジメチル）、２，６−ナフタレンジカルボン酸もしくはそのジアルキルエステル（すなわち、２，６ナフタレンジカルボン酸ジメチル）、アジピン酸もしくはそのジアルキルエステル（すなわち、アジピン酸ジメチル）、コハク酸、そのジアルキルエステル（すなわち、コハク酸ジメチル）、もしくはその無水物（すなわち、無水コハク酸）、またはテレフタル酸の１つまたは複数の機能性誘導体などの修飾剤を含むことができる。
【００６４】
第１の外側多孔質層および嵩高不織布層の１つまたは複数は、（ｉ）元素ナトリウム、（ｉｉ）元素リン、（ｉｉｉ）元素アンチモン、（ｉｖ）元素チタン、（ｖ）元素亜鉛、（ｖｉ）元素アルミニウム、（ｖｉｉ）元素カルシウム、（ｖｉｉｉ）元素コバルト、（ｉｘ）元素鉄、（ｘ）元素カリウム、および（ｘｉ）元素マグネシウムのうちの少なくとも１つを含むポリマーで形成することができる。例えば、ポリマーは、約２０〜約５０ｐｐｍの元素ナトリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０〜約３０ｐｐｍの元素リン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２００〜約２８０ｐｐｍの元素アンチモン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０００〜約１３００ｐｐｍの元素チタン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素亜鉛（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素アルミニウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約３０ｐｐｍの元素カルシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素コバルト（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素鉄（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０〜約３０ｐｐｍの元素カリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、および／または約２〜約２０ｐｐｍの元素マグネシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）を含むことができる。さらなる実施では、ポリマーは、約１００〜約５００ｐｐｍの元素ナトリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約６０〜約１００ｐｐｍの元素リン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２５０〜約３５０ｐｐｍの元素アンチモン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０００〜約１３００ｐｐｍの元素チタン（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素亜鉛（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素アルミニウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約３０ｐｐｍの元素カルシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素コバルト（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約２〜約２０ｐｐｍの元素鉄（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、約１０〜約２００ｐｐｍの元素カリウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）、および／または約２〜約２０ｐｐｍの元素マグネシウム（またはこれらの間の任意の１．０ｐｐｍ刻みの値）を含むことができる。このような元素含有量は、標準的な分析技術、例えば誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）技術を使用するもの、および当該技術分野において周知の確立された規格によって決定することができる。
【００６５】
内側材料：
内側材料は外側層の内側に配設され、ろ過される流体が通過するための通過可能な流路を維持するために天然または合成材料、例えば、ルーズ繊維、ろ過助剤、吸着剤またはスクリムとのブレンド、織布および不織布材料、例えば、層状スパンボンド複合体、ニードルパンチ・ウェブ、水流絡合ウェブ、ルーズ繊維の層、フェルト、ネッティング、膜、テキスタイル、ＰＥＴ不織布材料（好ましくは、嵩高ＰＥＴ不織布材料）などの任意の適切なフィルタ材料を含むことができる。
【００６６】
いくつかの実施形態において、嵩高不織布材料は、外側層の間に包み込まれる前、例えば約０．３１８ｃｍ（０．１２５インチ）〜約１．２７ｃｍ（０．５インチ）、例えば約０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）などの公称厚さを有することができる。さらなる例として、嵩高不織布材料の公称厚さは、約０．２５４ｃｍ（０．１インチ）〜２．５４ｃｍ（１．０インチ）（０．１２７ｃｍ（０．０５インチ）刻みの任意の所望の値）であり得る。嵩高不織布材料の繊維間の３次元間隙は、約７５ミクロン〜約７００ミクロンの平均寸法、またはこれらの間の約５ミクロン刻みの任意の値の平均寸法を有することができる。
【００６７】
いくつかの実施形態において、ろ過助剤粒子は、図６および図７に示されるように、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維に引き付けられる傾向を有し得る。具体的には、図６および図７に示されるのは、０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）の公称厚さ、２２８．８６ｇ／ｍ２（６．７５ｏｚ／ｙｄ２）の坪量、および２４３．８４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（８００ｃｆｍ／ｆｔ２）の空気透過率を有する嵩高マルチプライ・スパンボンド・ポリエステル不織布材料（Uniloft 675、Midwest Filtration、Cincinnati、ＯＨ）のサンプルである。確かに明白であるように、ケイ酸マグネシウム（図６）およびケイ藻土（図７）の粒子は、不織布材料の繊維に引き付けられる。
【００６８】
必要に応じて、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維は、約１０ミクロン〜約５０ミクロンの平均直径を有することができる。別の実施形態では、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維は、約２０ミクロン〜約４０ミクロンの平均直径を有することができる。必要に応じて、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維は、約３０ミクロンの平均直径を有する。このような嵩高不織布材料の一例は図５に示される。嵩高不織布材料は、１５．２４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（５０ｃｆｍ／ｆｔ２）〜約６０９．６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２０００ｃｆｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．３０５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１．０ｃｆｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の空気透過率を有することができる。
【００６９】
またさらに本発明によると、嵩高不織布材料は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約１２０℃〜約１４０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の昇温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＨ）を有する高分子材料から作ることができる。必要に応じて、嵩高不織布材料は、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の冷却速度で約２００℃〜約２２０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の降温結晶化発熱ピーク温度（ＴＣＣ）を有する高分子材料から作ることができる。嵩高不織布材料は、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約２４５℃〜約２５５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）の融解温度（ＴＭ）を有する高分子材料から作ることができる。嵩高不織布材料は、サンプルを加熱およびクラッシュ冷却してそれを実質的に非晶質状態にした後、示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約６０℃〜約９０℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。必要に応じて、嵩高不織布材料は、天然状態で示差走査熱量測定により測定したときに１０℃／分の加熱速度で約８０℃〜約１１５℃（またはこれらの間の１．０℃刻みの任意の値）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子材料から作ることができる。
【００７０】
必要に応じて、嵩高不織布材料のポリエチレンテレフタレート材料の繊維は、約２〜約１０モルパーセントのコモノマー置換、またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値のコモノマー置換を含むことができる。コモノマー置換は、二酸成分およびジオール成分を含むことができる。ジオール成分は、ジエチレングリコールおよびテトラメチレングリコールの少なくとも１つを含むことができる。二酸成分は、アジピン酸およびイソフタル酸の１つまたは複数を含むことができる。ジオール成分は、例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールのうちの１つまたは複数を含むことができ、ここで、ポリエチレンテレフタレート材料の繊維のジオール成分の約１．０〜約１０．０モルパーセント（またはこれらの間の約０．１モルパーセント刻みの任意の値）は、このようなジオール成分の１つまたは複数を含む。さらに、嵩高不織布材料の高分子繊維は、所望されるように、外側層のものと実質的に同一であり得る。
【００７１】
ろ過助剤粒子
必要に応じて、フィルタ材料は、付加的または代替的に、シリカまたはケイ酸塩、活性炭、キトサン、ケイ藻土、パーライト、ライオライト、ボーキサイト、ゼオライト、ベントナイト、ガラスビーズ、活性アルミナ、イオン交換樹脂／ビーズ、超吸収ポリマー（ＳＡＰ）、結晶性および非晶質ポリマー、微結晶性セルロース、ナノ結晶性セルロース、食品適合性の酸（クエン酸、酒石酸、酢酸、リン酸、およびリンゴ酸）、か焼金属酸化物（例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化第二鉄）、および粒状フルーツピーリングのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００７２】
さらに本発明によると、必要に応じて、ろ過助剤粒子は、例えば、フィルタ要素の重量の約７５パーセント超、フィルタ要素の重量の約８０パーセント超、フィルタ要素の重量の約８５パーセント超、またはフィルタ要素の重量の約９０パーセント超、またはこれらの値の間の約１重量パーセント刻みの任意の値を構成することができる。さらなる実施形態では、ろ過助剤粒子は、例えば、フィルタ要素の重量の約２０パーセント超、フィルタ要素の重量の約３０パーセント超、フィルタ要素の重量の約４０、５０、６０、７０または８０パーセント超、またはこれらの値の間の約１重量パーセント刻みの任意の値を構成することができる。ろ過助剤粒子は、例えば、外辺部シールの内側で嵩高不織布材料にわたって約０．０４９ｋｇ／ｍ２（０．０１ｌｂｓ．／ｆｔ２）〜約３．９０６ｋｇ／ｍ２（０．８０ｌｂｓ．／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．０４９ｋｇ／ｍ２（０．０１ｌｂｓ．／ｆｔ２）刻みの任意の値の負荷を有することができる。
【００７３】
好ましくは、ろ過助剤粒子は、粒子の体積に基づいて、嵩高不織布材料の絡合および結合繊維の平均直径にほぼ等しいかそれよりも小さい平均直径を有する。いくつかの実施形態では、ろ過助剤粒子の一部は実質的に球形状であり得る。ろ過助剤粒子は、ケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩を含むことができる。さらなる例として、ろ過助剤粒子の一部は、ケイ藻土（例えば、か焼ケイ藻土）などのケイ素ベースのろ過助剤材料を含むことができる。
【００７４】
本明細書におけるフィルタ要素の種々の実施形態では、嵩高不織布材料の間隙に分散されたろ過助剤粒子は、粒子の数に基づいて約０．１ミクロン〜約５ミクロン（またはその中の約０．１ミクロン刻みの任意の値）、より好ましくは約１．０ミクロン〜約２．５ミクロンの平均粒径を有することができる。嵩高不織布材料の間隙に分散されたろ過助剤粒子は、粒子の体積に基づいて約１．０ミクロン〜約１１０．０ミクロン（またはその中の約１ミクロン刻みの任意の値、例えば、５、１０、１５、２０または２５ミクロンなど）の平均粒径を有することができる。
【００７５】
いくつかの実施形態において、ろ過助剤粒子は、第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の平均細孔径よりも大きいことがある、粒子の体積に基づく平均粒径を有する。例えば、ろ過助剤粒子はケイ藻土を含み、粒子の数に基づいて０．５〜約５．０ミクロン（またはこれらの間の約０．１ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径、および粒子の体積に基づいて約１０．０〜約５０．０ミクロン（またはこれらの間の約１．０ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径を有することができる。いくつかの実施形態では、ろ過助剤粒子はケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩を含み、粒子の数に基づいて０．５〜約５．０ミクロン（またはこれらの間の約０．１ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径、および粒子の体積に基づいて約１０．０〜約２００．０ミクロン（またはこれらの間の約１．０ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径を有することができる。いくつかの実施において、ろ過助剤粒子は、粒子の数に基づいて０．５〜約５．０ミクロン（またはこれらの間の約０．１ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径、および粒子の体積に基づいて約１０．０〜約５０．０ミクロン（またはこれらの間の約１．０ミクロン刻みの任意の値）の平均粒径を有する合成非晶質微粉化シリカヒドロゲルを含むことができる。このようなろ過助剤の例の粒径スキャンは、２０１４年６月４日に出願された米国仮特許出願第６２／００７，４７８号明細書に添付される。
【００７６】
層の結合
外側層は、任意の適切な結合、縫製、またはヒート・シーリングもしくはコールド・シーリングによる接着技術、カレンダー加工、およびニードルパンチングによって互いに（好ましくは、あらゆる内部層を通して）結合される。結合によって外側基板層の間の材料の閉じ込めが生じ、所与の表面積当たり、あらゆるろ過助剤または吸収剤の均等または実質的に均等な分布が提供される。合わせた材料層は結合され、様々な形状またはサイズにダイカットまたは形成され、および他の最終ろ過装置に構築され得る。
【００７７】
さらなる実施形態によると、結合は、区画の外辺部付近で連続的（例えば、図８Ａ）または不連続（例えば、図８Ｂ）であり得る。必要に応じて、第１の多孔質外側層、第２の多孔質外側層および少なくとも１つの内側多孔質層は、ポーチ内の粉末の均一性を維持するのに役立つように、外辺部の内側の複数の結合場所でさらに結合され得る（例えば、図８（Ｃ））。外辺部の内側の複数の結合場所は、例えば、（ｉ）外辺部によって画定される領域にわたる複数の点結合（例えば、図８（Ｄ））、（ｉｉ）外辺部によって画定される領域にわたる複数の線結合（例えば、図８（Ｅ））、（ｉｉｉ）外辺部の内側にキルトのグリッド・パターンを形成する連続または不連続の結合（例えば、図８（Ｆ））、（ｉｖ）外辺部の内側のオフセット・ドットの列（例えば、図８（Ｄ））、（ｖ）外辺部の内側に六角形の繰り返しパターンを形成する連続または不連続の結合（例えば、図８（Ａ）、８（Ｂ））のうちの１つまたは複数を含むことができる。任意の所望のパターンは、例えば、実線、破線、点線、およびこれらの組み合わせにより形成され得る。例えば、結合パターンは、３つの異なる方向に沿ってオフセット・ダッシュの列から外辺部の内側に形成され得る（図８（Ｂ））。ダッシュの列は、例えば約６０度または任意の他の所望の角度だけ互いに角度的にオフセットされ得る。別の実施形態では、外辺部の内側の結合場所は、蛇行形状の列によって形成され得る（例えば、図８（Ｇ））。必要に応じて、蛇行形状は、ヘリングボーン様パターンで配置され得る。
【００７８】
ろ過装置
フィルタ要素を使用してろ過装置を構築することができ、ろ過装置は、次に、レンズ状スタック、カプセル、スパン巻きもしくはプリーツ・カートリッジ、または他の封入内蔵型のフィルタ設計を含むことができるが、これらに限定されない。説明のために、図１〜図２は、活性ろ過助剤材料を含有するフィルタ・ゾーン７を形成するために結合ライン８に沿って結合された外側層４および内側層５のサンドイッチ構造３を示す。さらなる例として、図３は、フィルタを組み込んだ封入フィルタ装置１０を示す。プリーツ・フィルタ形状１２と同様に、スパイラル巻き形状１１が連結されたフィルタ領域と共に示される。これらのろ過設計は、設置または変更時間がより短いためにウェット・レイド・フィルタと比較して改善されたろ過作用を提供し、ろ過される高温または有害な液体が通常オペレータまたは環境に暴露されないため、改善されたオペレータの安全性を提供し、および使用後の最終フィルタは容易に取り扱うことが可能であり、流体損失、オペレータへの暴露、または湿った汚い使用済フィルタの取り扱いは最小限である。
【００７９】
認識されるように、本発明に従って、フィルタの種々の形態および幾何学を提供することができる。例えば、本明細書に記載される１つまたは複数のプリーツ・フィルタ要素を含むプリーツ・フィルタの実施が本明細書において提供される。各プリーツは、嵩高不織布材料の間隙内にろ過助剤材料を含有するための少なくとも１つの区画を含むことができる。プリーツ・フィルタは、任意の所望の形状または幾何学、例えば、円錐形状、円筒形状、平面形状、または任意の他の所望の形状で提供され得る。本明細書に記載されるフィルタ要素を含む任意の形状（例えば、略円形、矩形、正方形、楕円形など）のインサート成形フィルタ・カートリッジを提供することができる。ここで、インサート成形品はフィルタ要素のまわりに成形され、さらに、オーバーモールドは、フィルタ要素を適所に保持するための固定ボスまたは開口、ならびに１つまたは複数のガスケットおよび流路などを含む（例えば、図９）。図９の実施形態では、流路は入口と出口の間に確定され、必要に応じて、個々のフィルタ要素の間、好ましくは射出成形されたフィルタ要素の周縁部付近に、ガスケットを配設することができ、活性ろ過助剤を含むフィルタ要素の部分が包囲される。
【００８０】
また本発明は、連続的に配置されて周縁部付近で一緒に結合された本明細書に記載される複数のフィルタ要素を含む深層フィルタ（例えば、図１０）の実施形態も提供する。フィルタ要素は、超音波溶接、振動溶接または他の適切な熱結合技術によって一緒に結合され得る。必要に応じて、各フィルタ要素はインサート成形フィルタ・カートリッジを含むことができ、ここで、フィルタは、振動溶接または他の適切な熱結合技術などにより、各フィルタ・カートリッジの射出成形部分を隣接フィルタ・カートリッジに連結することによって形成され得る。別の態様によると、本明細書に記載される複数のフィルタ要素を含むレンズ状フィルタ・スタックも提供される（例えば、図１１Ａ〜図１１Ｃ）。図１１Ａは、鉛直に積み重ねられた複数のセルを含むレンズ状フィルタ・スタックを概略的に示す。流れは、隣接するセルの周縁部の間で半径方向に内側に向けられ、セルの各面のろ過材を通って軸方向に、およびろ過された流体を受け入れる中心管へ向かって半径方向に内側に向けられる。図１１Ｂには、これらの構成要素をより詳細に示すスタックの切欠図が示される。図１１Ｃには、２つのトロイダル形状のフィルタ要素（上部ろ過材および下部ろ過材）を示すセルの１つの切欠図が示されており、各フィルタ要素は、複数の区画にフィルタ要素を分割するためにスパイダー・ウェブに類似したシール・ライン・パターンを有し、これらの区画は、２つのバリア層の間に配設された嵩高不織布材料内の適切なろ過助剤と、フィルタ要素を互いに分離するフロー・セパレータを含有することができ、流れがフィルタ要素を通過して、中心管内へ半径方向に内側に流れるようにする。図８Ａ〜図８Ｇに示されるものなどの任意の所望のシール・ライン・パターンを使用可能であることが認識されるであろう。
【００８１】
いくつかの実施形態において、フィルタ要素は、その厚さを横切ってフィルタの外側領域からフィルタの内側領域への細孔径勾配を有することができる（例えば、図１２）。例えば、フィルタの第１の外側層の平均細孔径または多孔率は、フィルタの内側層の平均細孔径または多孔率よりも大きいことがある。必要に応じて、まず第１の多孔質外側層で大きい粒子を捕獲し、第２の多孔質外側層がより小さい粒子を捕獲するのを可能にするように、第１の多孔質外側層の平均細孔径または多孔率は第２の多孔質外側層の平均細孔径よりも大きいことがある。
【００８２】
いくつかの実施形態では、フィルタ要素は、第１の多孔質外側層と第２の多孔質外側層との間に配設された複数の内側層を含むことができる（例えば、図１３）。必要に応じて、２つの隣接する内側層は、多孔質不織布材料のシートを含む分離層によって分離され得る。内側層の２つ以上は、必要に応じて、異なるろ過助剤材料を備えることができる。いくつかの実施において、分離層は、所望されるように、少なくとも２つの内側層内のろ過助剤材料の平均粒径よりも小さい（またはよりも大きい）平均細孔径を含むことができる。
【００８３】
いくつかの実施形態において、フィルタ要素の第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層は、少なくとも１つの内側層の嵩高不織布材料の圧縮によって付与される張力を受けることができる（例えば、図１４）。嵩高不織布材料の圧縮は、嵩高不織布材料の公称厚さよりも薄いフィルタ要素をもたらし得る。例えば、フィルタ要素は、嵩高不織布材料の公称厚さの約９５パーセント、９０パーセント、８５パーセント、８０パーセント、７５パーセント、または７０パーセントよりも小さい可能性のある全厚を有することができる。嵩高不織布材料は、得られるフィルタ要素においてその公称厚さの約１０〜９５パーセント（約１パーセント刻みの任意の所望の値）まで圧縮され得る。このような圧縮はろ過助剤材料を捕捉し、および実質的に固定するのに役立つ。
【実施例】
【００８４】
以下は、本発明またはその実施形態に従って作られるフィルタ要素の説明的な実施例である。この実施例において以下の試験方法を使用した。
【００８５】
ノギス試験：Emvecoノギス・ゲージを用いてサンプルを厚さについて測定した。結合領域の内側の複数の場所でサンプルを測定し、測定値の平均をミル単位で記録した。
【００８６】
第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の少なくとも１つは、約０．０２５４ｍｍ（１ミル）〜約０．５０８ｍｍ（２０ミル）（約０．０２５４ｍｍ（１ミル）刻みの任意の所望の値）の公称厚さを有することができる。さらなる実施形態では、厚さは、約０．０７６２ｍｍ（３ミル）〜約０．３０５ｍｍ（１２ミル）（約０．０２５４ｍｍ（１ミル）刻みの任意の所望の値）であり得る。
【００８７】
坪量試験：サンプルを形成した後、０．００１ｇまで秤量可能なスケールで、ポーチ・サンプル全体をグラム単位で秤量した。ポーチ・サンプルの面積を測定して平方メートルに変換し、ポーチの重量を面積で割った。坪量をグラム／平方メートル（ｇｓｍ）単位で記録した。試験手順の詳細な説明は、２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付される。
【００８８】
嵩高不織布材料は、例えば、約６７．８１ｇ／ｍ２（２．０ｏｚ／ｙｄ２）〜約３３９．０６ｇ／ｍ２（１０．０ｏｚ／ｙｄ２）（例えば、３．３９ｇ／ｍ２（０．１ｏｚ／ｙｄ２）刻みの任意の所望の値）の坪量を有することができる。いくつかの実施形態では、嵩高不織布材料は、約１６９．５３ｇ／ｍ２（５．０ｏｚ／ｙｄ２）〜約２７１．２５ｇ／ｍ２（８．０ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有することができる。第１の多孔質外側層および第２の多孔質外側層の少なくとも１つは、例えば、約２７．１２ｇ／ｍ２（０．８ｏｚ／ｙｄ２）〜約１３５．６２ｇ／ｍ２（４．００ｏｚ／ｙｄ２）（３．３９ｇ／ｍ２（０．１ｏｚ／ｙｄ２）刻みの任意の所望の値）の坪量を有することができる。フィルタ要素全体は、例えば、約１００．０〜約２５００．０グラム／平方メートル（これらの間の１グラム／平方メートル刻みの任意の所望の値）の坪量を有することができる。
【００８９】
水流量試験：流量試験装置内で、ろ過助剤サンプルのケークを約０．９２７ｋｇ／ｍ２（０．１９０ｌｂｓ／ｆｔ２）の負荷でこの実施例に記載される不織布の頂部に配置した。６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の設定圧力で固定容積の水（１０００ｍｌ）をケークおよび不織布層に通過させ、その容積の水がパッドを通過するのにかかる時間によって流量を決定した。試験中に使用した水の温度を測定し、温度補正係数を用いて結果を２１．１℃（７０°Ｆ）に補正した。結果は、ｇｐｍ／ｆｔ２またはダルシー単位で報告される。本発明の実施形態に適応するように特別に修正された試験手順の詳細な説明は、２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付される。
【００９０】
フィルタ要素は、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．０２０３ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．５ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約８．１５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２００ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の水透過率を有することができる。本発明はいくつかの実施において同様に、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約３．２６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（８０ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約４．８９ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１２０ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の水透過率を有するフィルタ要素を含む食用油フィルタを提供する。本発明はさらに、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．３０６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（７．５ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約５．７０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１４０ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の水透過率を有するフィルタ要素を含む液体用粗フィルタの実施形態を提供する。
【００９１】
また本発明は、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．０６５２ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１．６０ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約０．３７９ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（９．３０ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の水透過率を有するフィルタ要素を含む液体用浄化フィルタも提供する。さらに、本発明は、水温２１．１℃（７０°Ｆ）においてフィルタ要素を横切る６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力差により外辺部の内側で約０．０１６３ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．４０ｇｐｍ／ｆｔ２）〜約０．０８１５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（２．００ｇｐｍ／ｆｔ２）、およびこれらの間の約０．００４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（０．１ｇｐｍ／ｆｔ２）刻みの任意の値の水透過率を有するフィルタ要素を含む液体用無菌プレメンブレン・フィルタも提供する。
【００９２】
比較油ろ過試験：約９００ｍＬの使用済油（地元のレストランから入手）を攪拌プレート上で５分間攪拌して、サンプルの均質性を保証した。次に油を、試験に使用する３つのほぼ等しいサンプルに分けた。１つのサンプルを対照とし、他の２つのサンプルを再循環試験用にした。油サンプルの１つはウェット・レイド・フィルタ・サンプルを通るように方向付け、他の油サンプルは本開示に従う乾式形成フィルタを通るように方向付けた。全てのサンプルを１４８℃に加熱し、２５０ｒｐｍで攪拌した。不織布サンプルを形成するために、ベース不織布層（外側基板層）をサンプル・ホルダーに入れ、その後この実施例の他の箇所に記載される嵩高不織布材料の層を入れた。次に、活性材料を加えた後、外側基板不織布材料の上部層を加えた。次に、加熱した油を約１５ｍｌ／分で３０分間フィルタ・サンプルに再循環させた後、試験のために約１００ｍｌのろ過油を捕集した。
【００９３】
遊離脂肪酸（「ＦＦＡ」）の除去：A.O.C.S. Official Method No.CA5a-40に概説される滴定方法（２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付）を用いて、ろ過油を対照油に対して試験した。得られた結果は、油中のオレイン酸のパーセントに関して表される。除去された遊離脂肪酸のパーセンテージは、ろ過油サンプル中の量と比較して、対照油サンプル中のオレイン酸の量から計算した。
【００９４】
セッケン試験：Foodlab fat cdRアナライザー（ユーザー・マニュアルは２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付される）を用いて、ろ過油および対照油をセッケンについて試験した。セッケン試験は、cdR FOODLAB脂肪分析法ブックレットの１２頁に概説される手順（２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付）に従った。結果は百万分率で記録した。
【００９５】
色試験：HACH DR4000U分光光度計（ユーザー・マニュアルは２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付される）を用いて、ろ過油および対照油において色分析を実施した。空のキュベットを試験のためのベースラインとして使用し、全てのサンプルを波長範囲にわたって捜査した。４６０ｎｍ、５５０ｎｍ、６２０ｎｍ、および６７０ｎｍの波長における吸光度の読取りを記録した。次に、これらの波長における吸光度値に基づいてフォトメトリック・インデックスを計算した。色の変化パーセントは、式：
（（ＰＩｃｏｎｔｒｏｌ−ＰＩｓａｍｐｌｅ）／ＰＩｃｏｎｔｒｏｌ）×１００  （１）
を用いて計算した。試験手順（AOCS Official Method Cc 13C-50）の詳細な説明は、２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付される。
【００９６】
フィルタ寿命および効率試験：混ぜ合わせたインクおよび０〜３ミクロン試験ダストの混合モデル・ストリーム・チャレンジにより、Hach 2100N Turbidimeter（ユーザー・マニュアルは２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付される）において測定される場合に１２５ＮＴＵの濁度が提供された。０．０４０７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（１．０ｇｐｍ／ｆｔ２）の流量でチャレンジ・ストリームを５．０８ｃｍ（２インチ）直径のフィルタ・サンプルに通過させ、＋６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の差圧に達するまで濁度、圧力および時間を記録した。試験全体を通して、ろ液を捕集し、複合濁度を決定した。以下の式：
（（初期濁度−複合濁度）／初期濁度）＊１００
を用いて保持パーセントを計算した。
【００９７】
実施例１：食用油デプス・フィルタ
０．１７８ｍｍ（７ミル）の公称厚さ、６１．０３ｇ／ｍ２（１．８０ｏｚ／ｙｄ２）の坪量、および１５．２４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（５０ｃｆｍ／ｆｔ２）の空気透過率を有するポリエステル・スパンボンド・メルトブローン・スパンボンド（ＳＭＳ）不織ウェブ材料（Midwest Filtration、Cincinnati、ＯＨから得られる製品番号ＦＭ−２００、データシートは２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付）からフィルタの外側層を形成した。この材料の１００ｘの顕微鏡写真は、図４において本明細書に添付される。この材料は、使用される活性成分を実質的に含有するために十分に小さい細孔径を有する。外側層の間に配設された内側層は、０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）の公称厚さ、２２８．８６ｇ／ｍ２（６．７５ｏｚ／ｙｄ２）の坪量、および２４３．８４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（８００ｃｆｍ／ｆｔ２）の空気透過率を有する嵩高マルチプライ・スパンボンド・ポリエステル不織布材料（Uniloft 675、これもMidwest FiltrAtion、CincinnAti、ＯＨから得られる、データシートは２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付）であった。この説明的な嵩高不織布を使用して、得られるフィルタ要素に奥行きを提供し、合理的な速度で流体をフィルタ要素に通過させるために十分に高い流量を維持した。活性ろ過助剤（合成ケイ酸マグネシウム）を不織布複合体中に分散させた。ケイ酸マグネシウムの目的は、使用済油中の汚染物質（例えば、遊離脂肪酸、極性物質（polars）、およびセッケン）を少なくし、その一方で、色をその元の色の付近まで変化させることである。
【００９８】
超音波ボンディングを用いて、外側層を、内側不織布層を通して互いに連結した。これらの実験室規模のサンプルは、SeamMaster SM86超音波ボンダー（Sonobond Ultrasonics、West Chester、ＰＡから、ユーザー・マニュアルは２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に添付）を用いて結合した。スタックを構築するために、まず第１の外側層および中央嵩高ポリエステル層を敷いた。次に、嵩高ポリエステル層上にケイ酸マグネシウム粉末を付着させて、約０．９２７ｋｇ／ｍ２（０．１９０ｌｂｓ／ｆｔ２）の負荷を提供した。次に、微粒子を含有する嵩高不織布層の上部に上部外側層を敷き、次に、得られたスタックを超音波で一緒に結合した。スタックの４つ全ての外側縁部に沿って結合を形成し、嵩高不織布の間隙内に配設された活性材料を含有するポーチを得た。ケイ酸マグネシウムが中に分散された、および分散されない不織布材料の顕微鏡写真はそれぞれ、図５および図６に示される。ポーチ内の粉末のいくらかの均一性を維持するために、最初の結合の境界の内側に付加的な結合が形成されてもよいが、この試験ではこれを実施しなかった。適切な結合を形成するために使用される上述の超音波ボンダーの制御設定は次の通りであった：出力−２、速度Ａ−１、速度Ｂ−１。縁部を密封する前に、パターン・ホイールがホーンと正しく接触することを保証するように装置を設定した。
【００９９】
上記の初期流動試験は、３．５１ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（８６．１２ｇｐｍ／ｆｔ２）の結果をもたらした。これは、５．３５ダルシーに等しい。ポーチの坪量は１１２９ｇｓｍで測定し、厚さは７．３９６ｍｍ（２９１．２ミル）であると決定された。
【０１００】
比較性能試験は、２０１４年４月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９８１，６６３号明細書に記載されるように、フィルタ対照パッドと共に、使用済食用油を上記のポーチ・フィルタ・サンプルに再循環させた後に実行した。油性能の試験方法には、遊離脂肪酸分析、セッケンおよび色分析が含まれた。ポーチ・フィルタ・サンプルは１２．２１％の遊離脂肪酸を油から除去し、６９．９０％の色の変化を与え、セッケン含量を１８ｐｐｍから１ｐｐｍ未満まで低減させた。対照サンプルは、１０．０７％の遊離脂肪酸を油から除去し、６７．８０％の色の変化を与え、セッケン含量を１８ｐｐｍから１ｐｐｍ未満まで低減させた。
【０１０１】
実施例２：８０％超の粉末負荷を有する食用油パッド
この実施例２で使用した成分は、上記の実施例１で使用したものと同じ成分である。材料のスタックを構築する前に、不織布層のそれぞれを１２．７ｃｍ（５インチ）×２０．３ｃｍ（８インチ）のサイズに切断した。次に、溶接が起こり得る場所を示すために、全ての縁部から０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）の印をサンプルに付けた。次にサンプルを秤量した。溶接のために示された印の内側の不織布の寸法に基づいて、１．８４ｋｇ／ｍ２（０．３７７ｌｂｓ／ｆｔ２）の負荷を提供するために必要な粉末の量を計算した。次に、実施例１に記載されるようにパッドを構成した。得られたサンプルの粉末負荷は、１．５９ｋｇ／ｍ２（０．３２５ｌｂｓ／ｆｔ２）であった。この構成は、８０．７重量％の粉末を有するパッドを生じた。初期流量試験は、２．１６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（５２．９２ｇｐｍ／ｆｔ２）の結果をもたらした。これは、３．２９ダルシーに等しい。坪量は１６５９ｇｓｍで測定され、厚さは９．１１４ｍｍ（３５８．８ミル）であると決定された。
【０１０２】
実施例３：ケイ藻土を有する液体デプス・フィルタ
この実施例３の不織布成分は、上記の実施例１および実施例２で使用したものと同じである。この実施例で使用される好ましいろ過助剤は、か焼ケイ藻土、この場合はCelite（登録商標）577ろ過助剤（Imerys Filtration Materials、San Jose、ＣＡから入手）である。ろ過助剤は付加的な表面積を提供し、およびフィルタに奥行きを提供し、フィルタのろ過特性を高める。嵩高不織布材料上に付着したこの材料の描写は図７に提供される。
【０１０３】
この実施例で使用される不織布層を１５．２ｃｍ（６インチ）×１５．２ｃｍ（６インチ）に測り取り、嵩高不織布の中央の１２．７ｃｍ（５インチ）×１２．７ｃｍ（５インチ）部分に粉末負荷のための印をつけた。次に、パッドに粉末を負荷し、Gusmer Enterprises製のフィルタ・シート（Gusmer Enterprises Inc.、Waupaca、ＷＩ）の現行の仕様と同様の粉末負荷を生じた。次に、１２．７ｃｍ（５インチ）×１２．７ｃｍ（５インチ）の印に沿って不織布層を結合して、粉末を包み込んだ。
【０１０４】
初期流量試験は、０．３７７ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ．（９．２５ｇｐｍ／ｆｔ２）の結果をもたらした。これは、０．５７ダルシーに等しい。坪量は１００７ｇｓｍで測定され、厚さは７．０３３ｍｍ（２７６．９ミル）であると決定された。フィルタ寿命および効率試験は、１７分のフィルタ寿命および１７ＮＴＵの複合プール濁度（composite pool turbidity）をもたらした。１２５ＮＴＵの開始チャレンジ濁度（starting challenge turbidity）では、フィルタ保持率は８６．４％であった。
【０１０５】
実施例４：多重通過油ろ過
この実施例では、いくつかの上記の試験を繰り返したが、異なるフィルタ要素サンプルおよび異なる油サンプルを使用した。
【０１０６】
フィルタ要素の形成
従来のウェット・レイド・フィルタ要素である現行品（incumbent）と比較される２つの乾式形成試験フィルタ要素を構築するために、１辺７．６２ｃｍ（３インチ）（７．６２ｃｍ（３インチ）×７．６２ｃｍ（３インチ））の不織布サンプルを切断および秤量した（１  −  Uniloft 675、２  −  FM 200）。流入する流れに対して１辺５．０８ｃｍ（２．０インチ）のフィルタ要素を暴露するようにサンプル・ホルダー（図１５）を構成した。フィルタ要素は、サンプル・ホルダーに取り付けられたとき、全体寸法がそれぞれ１辺約６．３５ｃｍ（２．５インチ）であった。
【０１０７】
第１の乾式形成フィルタ要素は、ウェット・レイド現行品の１辺５．０８ｃｍ（２インチ）のサンプルと同様の粉末負荷を達成するために、２．０４１グラムのケイ酸マグネシウムろ過助剤粉末を用いて構築した。ベンチ規模の超音波ウェルダー（本明細書中に上記で記載）においてポーチの３辺を接合した。ケイ酸マグネシウム粉末を付加し、最後の辺を溶接して閉鎖し、１辺５．０８ｃｍ（２．０インチ）の区画および全体で１辺約６．３５ｃｍ（２．５インチ）のフィルタ要素を得た。次に構造物の最終重量を量った。これを「サンプルＡ」とした。この粉末負荷は、現行品パッドの１辺５．０８ｃｍ（２インチ）部分と平方インチ当たり同じ負荷を提供することを意図した。
【０１０８】
第２の乾式形成フィルタ要素の「サンプルＢ」は、サンプルＡよりも高い粉末負荷を達成するために、３．１８５グラムのケイ酸マグネシウムろ過助剤粉末を用いて構築した。具体的には、その１辺５．０８ｃｍ（２．０インチ）の部分だけが流れに直接暴露されるとしても、油は現行品フィルタ・パッドの１辺６．３５ｃｍ（２．５インチ）の表面積の外辺部領域によって処理されることが可能であったため、現行品の１辺６．３５ｃｍ（２．５インチ）のサンプルの微粒子負荷と一致するようにろ過助剤の量を増大した。しかしながら、サンプルＡおよびＢのシール・ラインは各サンプルに１辺５．０８ｃｍ（２インチ）区画を画定するように同じ寸法を有した。ここで、サンプルＢの平方インチ当たりの微粒子の局所負荷は、サンプルＡよりも高かった。
【０１０９】
試験用のサンプル・ホルダーにサンプルを適合させるために乾式形成サンプルの縁部をトリミングした。試験中のより優れたシールの形成に役立つために、結合領域の最初の幅は余分に使用した。
【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
【表２】
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【０１１２】
【表３】
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【０１１３】
各ポーチ・サンプル（ＡおよびＢ）は、７９０ｇ／ｍ２または０．１６２ｌｂｓ／ｆｔ２の粉末負荷を有した。油試験のための上記の表のサンプル重量は、ポーチ形成前に秤量した１辺７．６２ｃｍ（３インチ）の各サンプルの坪量に基づいて計算された重量である。粉末が付加されるポーチの面積は５．０８ｃｍ（２インチ）平方であり、従って、重量はサンプルＡの面積に基づいて計算される。サンプルＢは、１辺６．３５ｃｍ（２．５インチ）のサンプルに装填され得る量の粉末を５．０８ｃｍ（２インチ）×５．０８ｃｍ（２インチ）の面積に装填する。これは、現行品パッドが油と接触する可能性のある追加の粉末を考慮に入れるために上記のように行った。
【０１１４】
油試験
１５００ｍＬの油を１４８℃に攪拌および加熱した。この油温度に達したら、試験のために油を３つの５００ｍＬサンプルに分けた。付加的な３００ｍＬも加熱して、対照とした。対照油は、サンプルを全て均一に混合するために、加熱した上述の１５００ｍＬと混合したり戻したりした。ろ過実験全体のために対照油をその独自のホットプレート上で加熱および混合した。
【０１１５】
実験手順および装置は、３つの油サンプルのそれぞれから原料油を取り出して、３つのサンプル・ホルダーのそれぞれを通り、３つのフィルタのそれぞれを通るように正の圧力下で油を方向付けるぜん動ポンプを含めて、各実行に対して確立した（図１６）。使用したポンプは、MasterFlexＴＭL/S Easy Load Headsを有するColeParmer MasterFlexＴＭL/S Economy Drive（モデル７５１８−００）であった。使用した管類はMasterFlexＴＭ14（１．６ｍｍＩＤ、０．０６ｉｎＩＤ）材料（FDA Compliant VitonＴＭポリマー）であった。管類は、加熱した油からサンプル・ホルダーまで１．５２メートル（５フィート）の長さで使用し、サンプル・ホルダーからビーカーまでサンプルを直接送達した。
【０１１６】
第１の実行の場合、現行品、サンプルＡおよびサンプルＢのそれぞれを通して５００ｍｌの油を方向付けた。１００ｍｌを試験用の各ろ過サンプルから取り置いた。この手順を３つのサンプルのそれぞれによりさらに２回繰り返し、遊離脂肪酸の除去、セッケンおよび色の変化について試験される３つの約１００ｍｌのサンプルを得た。これらの試験は、本明細書中のこれまでの実施例と同じ装置および技術を用いて実行した。以下の表４は、遊離脂肪酸除去およびセッケン除去試験の結果を要約し、表５は色測定を要約する。「ＩＮＣ」は、試験した現行品ウェット・レイド・フィルタを指す。
【０１１７】
【表４】
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【０１１８】
【表５】
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【０１１９】
【表６】
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【０１２０】
ポーチ内の活性粉末の量に基づいた試験速度を計算し、表６に示した。データのこの特徴付けは、粉末自体の負荷に基づいて生じ得る変動を制限することができる。
【０１２１】
上記のデータから分かるようにドライ・レイド・フィルタ・サンプルの性能は、市販のウェット・レイド・フィルタ・サンプルと同程度であった。従って、さらに本発明に従って、その有効性および性能について種々のフィルタ・サンプルを特徴付けることが適切である。
【０１２２】
従って、いくつかの実施形態において、フィルタ要素は、フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７（または０．００４７）リットル／分の油の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下でフィルタ要素内を循環される油中に存在する約０．１％〜５．０％（およびこれらの間の約０．１％刻みの任意の値）の遊離脂肪酸を除去する食用油フィルタ要素であり得る。ここで、油は処理前に１．０％〜２．０％のオレイン酸を有する。
【０１２３】
さらなる実施形態では、フィルタ要素は、フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり．００７（または０．００４７）リットル／分の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下でフィルタ要素内を循環される油から、油のフォトメトリック・インデックス（Ｐ．Ｉ．）を約１０％〜約７０％（およびこれらの間の約１．０％刻みの任意の値）だけ低減する食用油フィルタ要素であり得る。ここで、油は処理前に５０〜５５のＰ．Ｉ．を有する。
【０１２４】
またさらなる実施形態では、フィルタ要素は、油のセッケン含量を約２．０、１．５、１．０または０．５百万分率未満の濃度まで低減する（またはセッケン含量をこれらの濃度に維持する）食用油フィルタ要素であり得る。ここで、油は、フィルタ要素内に存在する活性ろ過助剤粒子１グラム当たり０．００７（または０．００４７）リットル／分の速度（ｌｐｍ／ｇ）において正の圧力下でフィルタ要素内を循環され、油は処理前に約３．０ｐｐｍ未満のセッケンレベルを有する。上記のデータは、開始時および終了時のセッケン値が１ｐｐｍ未満であったことを示すが、セッケンは遊離脂肪酸の除去プロセスの間に形成され、次にこれもフィルタ要素によって除去されることが予想され得る。
【０１２５】
本開示のあらゆるバージョンの成分または方法ステップはどれも、本発明の任意の他の成分または方法ステップと共に使用され得る。本明細書に記載される要素は、明確に記載されていてもいなくても、任意の組み合わせで使用することができる。本明細書で使用される方法ステップの全ての組み合わせは、他に規定されない限り、またはその組み合わせを言及する文脈に反することが明らかに示されない限り、任意の順序で実施することができる。本明細書で使用される場合、単数形の「１つの（a）」、「１つの（an）」および「その（the）」は、内容が他に明白に指示しない限り、複数の指示対象を含む。本明細書で使用される数字の範囲は、具体的に開示されていてもいなくても、その範囲内に含有される全ての数および数の部分集合を含むことが意図される。さらにこれらの数字の範囲は、その範囲内の任意の数または数の部分集合を対象とした請求項に支援を提供すると解釈されるべきである。例えば、１〜１０の発明は、２〜８の範囲、３〜７の範囲、５〜６の範囲、１〜９の範囲、３．６〜４．６の範囲、３．５〜９．９などの範囲を対象とすると解釈されるべきである。
【０１２６】
本発明の装置、方法、化合物および組成物は、本明細書に記載される要素、ならびに本明細書に記載されるかその他に適切である任意の付加的または任意選択的なステップ、成分、構成要素、または要素を含む、あるいはこれらからなる、あるいはこれらから本質的になることができる。本発明の方法およびシステムは、上記に記載され、および図面に示されるように、従来技術のものよりも優れた特質を有するシステムおよび方法を提供する。本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく本発明の装置および方法に対する種々の修正形態および変更形態が成され得ることは当業者に明らかであろう。従って、本発明は、対象の本開示の範囲内にある修正形態および変更形態ならびに均等物を含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１６】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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