(57)【要約】  テーパ状微細孔を備える微細孔フィルムと、微細孔フィルムの上流に位置付けられた不織布とを含む、濾材。このような濾材を含むフレーム付き空気フィルタ、及びこのような濾材を使用する方法。【選択図】図１
2016538112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側、及び下流側、並びに周辺部を備える濾材と、
前記濾材の前記周辺部を包囲している支持フレームと、
を備えるフレーム付き空気フィルタであって、
前記濾材は、
第１の上流面及び第２の下流面を含む微細孔フィルムであって、前記第１の上流面から前記第２の下流面へと、前記微細孔フィルムを通じて延びる複数のテーパ状微細孔を含む微細孔フィルムと、
前記微細孔フィルムの前記第１の上流面上に位置付けられた不織布ウェブであって、前記不織布ウェブの第１の下流面は、前記微細孔フィルムの前記第１の上流面と接触している不織布ウェブと、
を備え、
前記テーパ状微細孔は、前記微細孔フィルムの前記第１の上流面における広い端部と、前記微細孔フィルムの前記第２の下流面における狭い端部とを有し、前記テーパ状微細孔の前記広い端部は共同して、約５０％〜約９５％である％開放面積を備える前記微細孔フィルムの前記第１の上流面をもたらし、
前記不織布ウェブは約１０％〜約７０％の面積被覆率を呈し、前記不織布ウェブは約１％〜約１０％のソリディティを呈する、フレーム付き空気フィルタ。
【請求項２】
前記テーパ状微細孔の前記広い端部が共同して、約６０％〜約９０％である％開放面積を備える前記微細孔フィルムの前記第１の上流面をもたらす、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項３】
前記テーパ状微細孔の前記広い端部が共同して、約７０％〜９０％である％開放面積を備える前記微細孔フィルムの前記第１の上流面をもたらす、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項４】
前記テーパ状微細孔の前記狭い端部が共同して、約２０％〜約７０％である％開放面積を備える前記微細孔フィルムの前記第２の下流面をもたらす、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項５】
前記テーパ状微細孔の前記狭い端部が共同して、約３０％〜約６０％である％開放面積を備える前記微細孔フィルムの前記第２の下流面をもたらす、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項６】
前記複数のテーパ状微細孔が、前記微細孔フィルムにおいて、約１５５個／ｃｍ２〜約１５５０個／ｃｍ２の密度で存在する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項７】
前記複数のテーパ状微細孔が、前記微細孔フィルムにおいて、約３１０個／ｃｍ２〜約１２４０個／ｃｍ２の密度で存在する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項８】
前記不織布ウェブが、約１０ｇ／ｍ２〜約５０ｇ／ｍ２の面密度を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項９】
前記不織布ウェブが、約１０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの平均繊維直径を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１０】
前記不織布ウェブが、約２０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの平均繊維直径を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１１】
前記不織布ウェブが、約３０マイクロメートル〜約８０マイクロメートルの平均繊維直径を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１２】
前記不織布ウェブが、約１０％〜約５０％の面積被覆率を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１３】
前記不織布ウェブが、約２０％〜約４０％の面積被覆率を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１４】
前記不織布ウェブが、約２％〜約４％のソリディティを呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１５】
前記不織布ウェブが、カードウェブ、エアレイドウェブ、スパンボンドウェブ、スパンレースウェブ、メルトブローンウェブ、及びこれらの積層体から成る群から選択される、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１６】
前記不織布ウェブの前記第１の下流面は、前記微細孔フィルムの前記第１の上流面に、約５％未満の面積の結合で、熱により点結合される、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１７】
前記濾材は、前記微細孔フィルム及び前記不織布ウェブが共にプリーツ状の層である、プリーツ状濾材である、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１８】
前記濾材の上流面、又は下流面に結合された支持格子を更に含む、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項１９】
前記濾材が、４つの主要縁部を備えるほぼ矩形の周辺部を含み、前記支持フレームは、４つの主要フレーム部分を含み、各主要フレーム部分は、前記濾材の前記４つの主要縁部の１つに取り付けられる、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項２０】
前記微細孔フィルム及び／又は前記不織布ウェブがエレクトレット材料である、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項２１】
前記微細孔フィルムが、その前記第１の上流面、及び／又は前記第２の下流面に印刷された情報のしるしを含む、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項２２】
前記フレーム付き空気フィルタが、少なくとも約３０％の粒子捕捉率を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項２３】
前記フレーム付き空気フィルタが、少なくとも、１６×２５インチの公称寸法のフレーム付き空気フィルタ当たり約１５グラムの塵保持能力を呈する、請求項１に記載のフレーム付き空気フィルタ。
【請求項２４】
第１の上流面及び第２の下流面を含む微細孔フィルムであって、前記第１の上流面から前記第２の下流面へと、前記微細孔フィルムを通じて延びる複数のテーパ状微細孔を含む微細孔フィルムと、
前記微細孔フィルムの前記第１の上流面上に位置付けられた不織布ウェブであって、前記不織布ウェブの第１の下流面は、前記微細孔フィルムの前記第１の上流面と接触している不織布ウェブと、
を備える空気濾材であって、
前記テーパ状微細孔は、前記微細孔フィルムの前記第１の上流面における広い端部と、前記微細孔フィルムの前記第２の下流面における狭い端部とを有し、前記テーパ状微細孔の前記広い端部は共同して、約５０％〜約９５％である％開放面積を備える前記微細孔フィルムの前記第１の上流面をもたらし、
前記不織布ウェブは約１０％〜約７０％の面積被覆率を呈し、前記不織布ウェブは約１％〜約１０％のソリディティを呈する、空気濾材。
【請求項２５】
移動する空気流から少なくともいくらかの固体粒子を濾過する方法であって、移動する空気流を、請求項２４に記載の空気濾材の上流側に衝突させ、前記移動する空気流が前記空気濾材を通過し、前記濾材の下流側を通じて出るようにする工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
例えば、動く空気流から微粒子を濾過するために、濾材が使用されることが多い。このような濾材は、例えば、不織布ウェブなどの繊維製材料を含む場合が多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
概要として、本明細書では、テーパ状微細孔を含む微細孔フィルムと、微細孔フィルムの上流側に位置付けられた不織布ウェブとを含む、濾材が開示される。このような濾材を含むフレーム付き空気フィルタ、及びこのような濾材を使用する方法も開示される。これらの態様及び他の態様は、以下の発明を実施するための形態により明らかとなるであろう。しかしながら、そのような主題が、当初出願した出願書類の中の請求項の中で、又は補正後の請求項の中で提示されたか、又はさもなければ特許審査中に提示されたかには関係なく、如何なる場合にも、この幅広い概要を請求可能な主題を限定するものとして解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】フレーム付き空気フィルタの下流側から見た、本明細書において開示される代表的なフレーム付き空気フィルタの斜視図である。
【図２】空気濾材の上流側から見た、本明細書において開示される、代表的な空気濾材の一部の斜視図である。
【図３】微細孔フィルムの上流側から見た、本明細書において開示される、代表的な微細孔フィルムの一部の斜視図である。
【図４】空気濾材の上流側から見た、本明細書において開示される、代表的な空気濾材の光学顕微鏡写真である。
【図５】空気濾材の上流側から見た、本明細書において開示される、代表的な空気濾材の別の光学顕微鏡写真である。
【図６】実験により得られた、様々な空気濾材構成における、捕捉率及び塵保持能力データを示している。
【図７】フレーム付き空気フィルタの下流側から見た（部分的に切り取られた）、本明細書において開示される別の代表的なフレーム付き空気フィルタの斜視図である。
【図８】フレーム付き空気フィルタの下流側から見た（部分的に切り取られた）、本明細書において開示される別の代表的なフレーム付き空気フィルタの斜視図である。
【図９】フレーム付き空気フィルタの下流側から見た（部分的に切り取られた）、本明細書において開示される別の代表的なフレーム付き空気フィルタの斜視図である。
【０００４】
様々な図面における類似参照番号は、類似要素を表す。いくつかの要素は、同一、又は同等のものとして多数存在することがある。このような場合、１つ以上の代表的な要素のみが参照符合によって示されている場合があるが、こうした参照符合は全てのこのような同じ要素に適用されるものであることは理解されるであろう。特に断らない限り、本文書における図面及び図は全て、一定の縮尺ではなく、本発明の異なる実施形態を示す目的で選択されたものである。特に、異なる構成要素の寸法はあくまで例示的な用語によってのみ示されるものであり、異なる構成要素の寸法間の関係は、そのような断りがない限りは、図面から推測されるべきではない。
【０００５】
「上部」、「下部」、「上側」、「下側」、「下」、「上」、「前」、「後」、「上方」、「下方」、並びに「第１」及び「第２」などの用語が本開示に使用される場合があるが、特に断らない限り、これらの用語はあくまで相対的な意味においてのみ使用される点を理解すべきである。本明細書において、ある特性、属性、又は関係に対する修飾語として用いられる「概ね」という用語は、特に定めのない限り、その特性、属性、又は関係が当業者により直ちに認識されるものであるが、絶対的な精度又は完全な一致を必要としないことを意味する（例えば、定量化可能な特性の場合、＋／−２０％の範囲内）。「実質的に」なる用語は、高い程度の近似（例えば、定量化可能な特性の場合、＋／−１０％の範囲内）を意味するが、この場合もやはり絶対的な精度又は完全な一致を必要としない。
【０００６】
用語「上流」とは、空気処理システム（例えば、家庭用ＨＶＡＣシステム）内の、フレーム付きの空気フィルタ及び／又は濾材の流入する空気流に面する側、及び面を指している。用語「下流」は、それを通じて濾過された空気が濾材から出る側、及び／面を指すために使用される。本明細書において使用するとき、用語「直径」（例えば、微細孔などの開口部の）は、非円形（例えば、矩形、不規則など）の形状（相当直径とは、当該非円形の形状と同じ面積を有する円の直径である）の場合、「相当直径」を包含するものとして特に定義される。本明細書において使用するとき、用語「微細孔」は、一方の主要表面から他方の主要表面へとフィルムを通じて完全に延び（空気流の通過を可能にする）、最も狭い点において１０マイクロメートル〜１０００マイクロメートルの直径を含む、開口部を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書において開示される、フレーム付き空気フィルタ１が、下流側から見た斜視図で図１に示されている。空気フィルタ１は、図１に示され、上記により定義される、上流側２、及び下流側３（この指定は、空気フィルタ１に設けられた情報のしるしによって特定され得る）を含む。空気フィルタ１は一般的に、濾材５の周辺部６上、及びその周囲に取り付けられた、空気濾材５、及びフレーム１２を含む。空気フィルタ１は、濾材５を備える、角部４を備える矩形の形状（これは特に正方形の形状を含む）であり、したがってほぼ矩形の周辺部６を有する（これは、濾材５の周辺部６における不規則性、ノッチ、面取りした又は角度を有する角部等を除く）。図１に示されるように、フレーム１２はしたがって、それぞれ濾材の４つの主要縁部の１つに取り付けられた、４つの主要な細長いフレーム部分を備える矩形のフレームの形状をとってもよく、隣接するフレーム部分が接して、フレーム１２の角部４を形成している。
【０００８】
代表的な空気濾材５の一部が、図２に更に詳細に示される。空気濾材５は、微細孔フィルム１００を含み（図３に更に詳細に示される）、このフィルムは、第１の上流面１０１、及び第２の下流面１０２を含み、この下流面１０２は、第１面１０１から第２面１０２へとフィルム１００を通じて延び、空気がフィルムを通過するのを可能にする、複数のテーパ状微細孔１０４を含んでいる。微細孔の少なくともいくつかが、比較的大きな直径を有する広い端部、及び比較的小さい直径を有する狭い端部を有するように、テーパ状になっている。本明細書において開示されるように、微細孔フィルム１００は、微細孔の広い端部が、第１の上流面１０１（すなわち、例えば、ＨＶＡＣシステムの空気処理経路内に配置されるときに、流入する空気流と面する）に設けられ、微細孔の狭い端部が、第２の下流面１０２に設けられる（濾過された空気がこれを通じて濾材５から出るようになっている）ように、向けられている。
【０００９】
空気濾材５は更に、微細孔フィルム１００の上流に位置付けられた（これにより、あらゆる流入する空気はフィルム１００を通過する前にウェブ２００を通過しなければならない）、不織布ウェブ２００を含み、第１の下流面２０２は微細孔フィルム１００と面し（ウェブ２００のいくつかの繊維２０３の少なくともいくつかの部分が、フィルム１００の第１の上流面１０１と接触している）、第２の上流面２０１は流入する空気流と面する。
【００１０】
本明細書において実施例に詳細に記載されるように、上流を向く微細孔フィルムの微細孔の広い端部、及び微細孔フィルムの上流に位置付けられた不織布ウェブを備える、この種類の空気濾材を構成することは、２つの層（微細孔フィルム、及び不織布ウェブ）が、一緒に相乗的に機能して、例えば、本明細書における実施例において提示される捕捉率、及び塵保持能力データによって実証される、より高い濾過性能をもたらすことを可能にすることが、予想外に見出された。
【００１１】
代表的な微細孔フィルム１００の一部が、図３の分離された斜視上流図に示されている（図２の不織布ウェブ２００は、微細孔フィルム１００の特徴を見やすくするために省略されている）。微細孔フィルム１００は、第１の上流面１０１、及び第２下流面１０２を含む。上記のように、微細孔フィルム１００は、第１面１０１から第２面１０２へとフィルム１００を通じて延びる、複数のテーパ状微細孔１０４を含む。テーパ状微細孔１０４は、広い端部１１２、及び狭い端部１１１を含み、用語、広い、及び狭いとは、所与の微細孔において、その広い端部が狭い端部の直径、又は相当直径の少なくとも約１１０％である、直径（又は上記の、相当直径）を含むことを意味するものとして定義される。
【００１２】
図３に示される一般的な種類の設計において、微細孔１０４の狭い端部１１１は、少なくとも部分的にフランジ１１４（このフランジは、例えば、微細孔フィルム１００の合計厚さの、２０、１０、又は５％よりも小さい厚さを含み得る）によって画定される（例えば、少なくとも部分的に周方向を囲われる）「スロート」１１３の形状をとることがある。この一般的な種類の設計は、例えば、基層１０３によって終わる、有底空洞を含むように、フィルムをエンボス加工、若しくは押し出しエンボス加工し、その後部分溶融解工程を実施して（例えば、火炎処理、又は一般的に、例えば、短期間の高熱流束をもたらし得る任意の好適な熱処理により）、有底空洞の少なくとも一部において基層の少なくとも一部をずらしてスロート１１３を生成することによって、便利に行われてもよい。このような微細孔はしたがって、断面図で見たときに、「ステップ状」の直径を呈し得る。すなわち、いくつかの実施形態において、微細孔１０４は、第１面１０１の近位にあり、比較的大きな直径を呈する、第１部分（例えば、「ポケット」）と、比較的小さな直径を備える、第２部分（例えば、「スロート」）とを含んでもよく、両者の間に比較的はっきりと画定された段差が存在する。スロート１１３の直径は、これらの基層１０３がずらされる度合いによることがあることが理解される。いくつかの実施形態において、このずれはかなり大きい場合がある（よってフランジ１１４は、非常に狭いリップの形状をとるか、又は更に見えない場合がある）。
【００１３】
スロート１１３の有無にかかわらず、微細孔の少なくとも第１部分を画定する壁部１２３は、微細孔が呈するテーパの少なくとも一部をもたらすように、傾斜を含む場合がある。傾斜壁部１２３は、図３の代表的な実施形態に示される。図３は更に、微細孔１０４の少なくとも第１部分を画定する壁部１２３が、平行リブ１２４の第１セット、及び平行リブ１２５の第２セットによってもたらされ、これらのリブのセットが一緒に壁部１２３をもたらす、実施形態を例示している。このようなリブ（又はいずれかの種類の壁部）は、一緒に、微細孔フィルム１００の上流面をもたらす、上流面（上部）１２６を含むことがある。微細孔１０４を画定する壁部１２３は、任意の好適な形状で設けられてよく、（例えば、上流方向から見たときに）例えば、菱型、六角系、八角形、円などの形状である、微細孔１０４の少なくとも第１部分をもたらすことがあることに留意されたい。存在する場合、スロート１１３は、任意の形状（例えば、ほぼ円形、楕円形、正方形、不規則など）をとり得ることが更に理解される。
【００１４】
様々な実施形態において、フィルム１００における微細孔１０４の面密度は、少なくとも、平方センチメートル当たり、約１５５、３１０、４６５、又は６２０個（平方インチ当たり、１０００、２０００、３０００、又は４０００個）の微細孔であり得る。更なる実施形態において、フィルム１００における微細孔１０４の面密度は、最大、平方センチメートル当たり、約１５５０、１２４０、１０８５、９３０、又は７７５個（平方インチ当たり、１００００、８０００、７０００、６０００、又は５０００個）の微細孔であり得る。微細孔は、ほぼ正方形の配列（図３）、六角形の配列、又は任意の所望のパターン（不規則又は規則的）で設けられてもよい。
【００１５】
様々な実施形態において、微細孔１０４の広い端部１１２の直径は、少なくとも約１００、２００、３００、又は４００マイクロメートルであり得る。更なる実施形態において、微細孔１０４の広い端部１１２の直径は、最大約８００、６００、５００、又は４００マイクロメートルであり得る。様々な実施形態において、微細孔１０４の狭い端部１１１の直径は、少なくとも約５０、１００、１５０、２００、２５０、又は３００マイクロメートルであり得る。更なる実施形態において、微細孔１０４の狭い端部１１１の直径は、最大約６００、５００、４００、又は３００マイクロメートルであり得る。（狭い端部、及び広い端部の直径の絶対値がいくつであっても、これらはテーパ状微細孔の上記の定義に従い、すなわち、広い端部の直径は、狭い端部の直径の少なくとも約１１０％である（しかしながら、テーパ状でない、他の微細孔が存在してもよいことに留意する）。様々な実施形態において、微細孔１０４の広い端部１１２は、狭い端部の直径の少なくとも約１２０、１４０、１６０、１８０、又は２００％である直径を含み得る。更なる実施形態において、微細孔１０４の広い端部１１２は、狭い端部の直径の少なくとも約４００、３００、２００、又は１６０％である直径を含み得る。
【００１６】
様々な実施形態において、微細孔１０４の広い端部１１２によりもたらされる％開放面積は、少なくとも約５０、６０、７０、又は９０％であり得る。更なる実施形態において、微細孔１０４の広い端部１１２によりもたらされる％開放面積は、最大約９５、９０、８５、８０、又は７０％であり得る。様々な実施形態において、微細孔１０４の狭い端部１１１によりもたらされる％開放面積は、少なくとも約２０、３０、４０、又は５０％であり得る。更なる実施形態において、微細孔１０４の狭い端部１１１によりもたらされる％開放面積は、最大約７０、６０、５０、又は４０％であり得る。様々な実施形態において、広い端部によりもたらされる開放面積の、狭い端部によりもたらされる開放面積に対する比率は、少なくとも約１．２、１．５、２．０、又は２．５であり得る。様々な実施形態において、広い端部によりもたらされる開放面積の、狭い端部によりもたらされる開放面積に対する比率は、最大約５．０、４．０、３．０、又は２．５であり得る。
【００１７】
様々な実施形態において、微細孔１０４の壁部１２３の傾斜は、少なくとも約４、６、８、又は１０°であり得る（このような傾斜は、フィルム１００の局部主要平面と垂直な軸に対して測定され得る）。更なる実施形態において、微細孔１０４の壁部１２３の傾斜は、最大約１６、１２、１０、又は８°であり得る。このような傾斜は、比較的一定であり得（例えば、図３の壁部１２３におけるように）、又は微細孔１０４の上流−下流軸に沿って変化があってもよい。
【００１８】
様々な実施形態において、微細孔フィルム１００の厚さは、少なくとも約５０、１００、又は１５０マイクロメートルであり得る。様々な実施形態において、微細孔フィルム１００の厚さは、最大約５００、４００、３００、又は２００マイクロメートルであり得る。（例えば、図３の代表的なフィルムに関し、このような厚さは例えば、上流面１０１の最上流点から、下流面１０２の最下流点までの、上流−下流軸に沿った距離である。）
【００１９】
個別の微細孔の特定の形状（及びそのスロート部分の有無）、及びそれらの構成にかかわらず、定義としての用語、微細孔フィルムは、内部を通じたチャネルを備える層を形成する、繊維、フィラメントなどが構成又は生成される（例えば、不織布の操作、及び／又は伸長／フィブリル化操作による波形化、編みによる）いずれの層（例えば、シート状物品）も包含しない。また、従来的な膜形成操作（例えば、溶媒相反転、熱逆転など）により孔が生成されるいずれのフィルムも包含しない。
【００２０】
図２の代表的な実施形態において示される不織布ウェブ２００は、任意の好適な不織布ウェブであり得る。特に、本明細書において開示される有利な濾過効果は、非常に開いており、かつ高度に多孔性であり、通常は濾過を行うための高い能力を呈するものとは考えられない、不織布ウェブにおいても、見られ得ることが発見された（上記のように、本明細書において開示される向きの、微細孔フィルムを備えるこのような不織布ウェブの組合せは、特に有利な特性をもたらすようである）。
【００２１】
このようなウェブの開放率は、一態様において、「ソリディティ」によって特徴付けられる。ソリディティとは、ウェブの固体（例えば、高分子繊維）材料で占める繊維ウェブの合計（全体）容積の比率を表わす無次元分数（通常、パーセントで報告される）を示す。更なる説明、及びソリディティを得る方法は、実施例の項目に記載される。（用語「ロフト」もまた、不織布ウェブを特徴付けるために使用され、ロフトは１００％からソリディティを引いたもので、固体材料で占有されていないウェブ（例えば、空気が占有している）の合計（全体）容積の比率を表わす。様々な実施形態において、不織布ウェブ２００は、約１０、８、６、４、又は３％未満のソリディティを含むことがある。更なる実施形態において、不織布ウェブ２００は、約１、２、２．５、又は３％超のソリディティを含むことがある。
【００２２】
不織布ウェブ２００の開放率は、別の態様において、「面積被覆率」により特徴付けられてもよい。面積被覆率とは、ウェブを通じた（特に、ウェブの主要面と垂直な方向に沿った、ウェブの最短寸法を通じた）、真っ直ぐな視線経路が、この経路に沿って不可能であるような、ウェブの繊維によって遮蔽されるウェブの面積の比率を意味する。実際には、不織布ウェブによってもたらされる面積被覆率は、基材の上にウェブを配置し、ウェブの１つ以上の繊維によって視界から隠された基材の面積に注目する（例えば、光学顕微鏡によって調べる）ことによって推定することができる。視界から隠された基材の面積の、調べた合計面積に対する比率が、ウェブが生じる面積被覆率である。（面積被覆率は、例えば、ウェブのソリディティ、及びウェブの厚さによって影響されることが理解され、多くの不織布ウェブが、９０％超、例えば、１００％に達する、面積被覆率を呈することが更に理解される。）
【００２３】
図２に示される一般的な種類の代表的な濾材の、上流側から見た光学写真である、図４及び図５において、不織布ウェブ２００の個別の繊維２０３の間の空間を通じて、微細孔フィルム１００の大きな面積が可視であることが明らかに見て取れる。したがって、これらの図に示される代表的な不織布ウェブ２００は、比較的低い面積被覆率を呈する（例えば、単位体積当たりの非常に高い密度の繊維を含む、及び／又は非常に厚い、不織布ウェブと比較して）。様々な実施形態において、不織布ウェブ２００によってもたらされる面積被覆率（例えば、微細孔フィルム１００の）は、最大約７０、６０、又は５０％であり得る。更なる実施形態において、不織布ウェブ２００によってもたらされる微細孔フィルム１００の面積被覆率は、少なくとも約１０、２０、又は３０％であり得る。
【００２４】
更に別の態様において、いくつかの実施形態において、不織布ウェブ２００は、比較的低い面密度、すなわち、単位面積当たりの重量（例えば、ｇ／ｍ２で記録される）を含み得る。様々な実施形態において、不織布ウェブ２００は、最大約６０、５０、４０、又は３０ｇ／ｍ２の面密度を呈し得る。様々な実施形態において、不織布ウェブ２００は、少なくとも約１０、１５、２０、２５、又は３０ｇ／ｍ２の面密度を呈し得る。
【００２５】
更に別の態様において、いくつかの実施形態において、不織布ウェブ２００は、比較的大きな繊維を含み得る。様々な実施形態では、不織布ウェブ２００の繊維２０３は、少なくとも約１０、２０、又は３０マイクロメートルの平均直径を備えてもよい。更なる実施形態では、不織布ウェブ２００の繊維２０３は、最大約２００、１００、又は８０マイクロメートルの平均直径を備えてもよい。
【００２６】
上記の説明より、例えば、低いソリディティ、低い面積被覆率、低い面密度、及び／又は大きな平均繊維直径のいずれか、又は全てを含む、不織布ウェブ２００が有利に使用され得る（微細孔フィルム１００と組み合わせて）ことが明らかである。当業者であれば、非常に安価でありかつ耐久性があり、及びしたがって、例えば家庭用空気フィルタなどの、例えば、大容積用途において特に有利である、これらの特徴のいずれか、又は全てを備える不織布ウェブが作製され得る（多くの利用可能なプロセスのいずれかにより）ことを理解する。しかしながら、不織布ウェブは、本明細書において開示される、有用なこれらのパラメーターの全ての特定の組合せを呈するために必ずしも必要ではないことが理解される。
【００２７】
微細孔フィルム１００、及び不織布ウェブ２００は、例えば、有機ポリマー材料などの、任意の好適な材料を含むことがある。様々な実施形態において、これらは、不織布ウェブ２００の、微細孔フィルム１００への溶融結合を促進するために選択される、少なくとも１つの成分をそれぞれ含む、有機ポリマー材料で作製され得る。例えば、それぞれは、一定量のポリオレフィンを含み得る（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、など）。しかしながら、任意の好適な材料（例えば、フィルムへと溶融加工可能、及び／又は不織布ウェブへと加工可能であり得る、広範な材料）が、所望により使用され得ることが強調される。所望により、コポリマー、ブレンドなどが使用され得る。（特に、ウェブの少なくともいくつかの繊維が、溶融結合を促進するように選択される少なくとも１つの成分を備える、多成分繊維（例えば、コア−シース二成分繊維）であり得る。）いずれかのこのような材料は更に、いずれかの所望の目的のために好適ないずれかの添加剤を含むことがある。このような添加剤には、例えば、加工助剤、抗酸化剤、組成剤、顔料、安定化剤、無機充填材、耐衝撃性改質剤、耐燃性添加剤などが挙げられる。特に、不織布ウェブはまた、ウェブの繊維の互いの、及び／又は微細孔フィルムへの結合を促進するための、結合剤などを含み得る。不織布ウェブは更に、臭気又は有害ガス（例えば、活性炭、一酸化炭素などの除去を促進し得る、金触媒などの様々な触媒）の除去をもたらすように設計されたものなど、機能向上添加剤を含み得る。
【００２８】
任意の好適なプロセスを使用して、微細孔フィルム１００を製造してもよい。同様に、任意の好適なプロセスを使用して不織布ウェブ２００を製造することができる。先に記載されたように、いくつかの実施形態において、微細孔フィルム１００は、例えば、有底空洞をもたらす基層を備える、熱可塑性フィルムをエンボス加工、又は押し出しエンボス加工し、その後、例えば火炎処理などの熱処理などにより、基層の少なくとも部分を変位させることによって製造することができる。いくつかのこのようなプロセスは、米国特許出願公開第２０１２／０２４４３１４号（Ｓｃｈｅｉｂｎｅｒ）に詳細に記載され、これは、本明細書においてその全体が参照により組み込まれる。しかしながら、本明細書において開示される、微細孔フィルムを提供するための任意の好適な方法が使用され得る。
【００２９】
不織布ウェブ２００は、任意の好適なプロセスによって製造され得る。様々な実施形態において、不織布ウェブ２００は、例えば、カードウェブ、エアレイドウェブ、スパンボンドウェブ、スパンレースウェブ、メルトブローンウェブなどであり得る。特定の実施形態において、不織布ウェブ２００は、多層ウェブ、例えば、いわゆるスパンボンド−メルトブローン−スパンボンド（ＳＭＳ）ウェブなどであり得る。不織布ウェブ２００の繊維は、所望により、例えば、溶融結合、接着剤結合、ニードルパンチ、ステッチボンディングなどにより、例えば、取り扱い可能なウェブを形成するように構成され得る（繊維を互いに結合する、及び／又は繊維を互いに物理的に交絡させる、又はこれらのなんらかの組合せにより）。
【００３０】
不織布ウェブ２００は、任意の所望の方法により濾材５を形成するために、微細孔フィルム１００の上流に位置付けられてもよい。いくつかの実施形態において、ウェブ２００の第１の下流面２０２は、濾材５を形成するために、微細孔フィルム１００の第１の上流面１０１に結合されてもよい（溶融結合、接着剤結合、超音波溶接などによる）。いくつかの実施形態において、繊維２０３は、微細孔フィルム１００の上流面に提供される前に、取り扱い可能なウェブ（例えば、従来的なウェブ取り扱い装置で加工することができる）の形態を必ずしもとる必要はない。むしろ、不織布ウェブ２００は、フロッキングプロセスにより、繊維からその場で形成されてもよい。
【００３１】
どのように製造されるにせよ、繊維媒体５の断片が得られ（例えば、矩形の形状で）、周辺フレーム１２は、所望の方法によりその周辺部の周囲に適用され得る。図１の特定の代表的な実施形態は、いわゆる「ピンチ」フレームである、フレーム１２を示し、このフレーム１２はまた角度を成している（これは、所望により、多数のフレーム付きフィルタ１を互いにネスト状にすることを可能にする）。しかしながら、他の設計及び構成も可能である。図７〜９は、いわゆる「チャネル」フレームである、周辺フレーム１２を使用する代表的な実施形態を示し、これはそれぞれ側壁１８に接続された、上流フランジ１４、及び下流フランジ１５を含む、ほぼＵ字型構造を含み、フランジ１４、及び１５は、上流−下流方向において、およそ側壁１８の幅で離間している。
【００３２】
図７〜９の設計はまた、ほぼ反対側を向くプリーツの列を有するように、プリーツを付けた濾材５の描写において、図１とは異なる。このような構成は、不織布ウェブ２００を微細孔フィルム１００へと結合して多層積層体を形成し、その後積層体にプリーツを付けて、プリーツ状濾材５を形成する（例えば、フィルム１００及びウェブ２００が互いのプリーツ状の層になるように）ことによって便利に製造することができる。比較的鋭い縁部（例えば、図８及び図９に示される）、又は比較的丸いプリーツ縁部（図７に示される）のプリーツを生じ得る、任意の好適なプリーツ加工の方法を使用することができる。所望により、濾材５（プリーツ付きであってもなくても）は、図８及び９に示されるように、局地的に平坦である（プリーツラインの間）のではなく、小さな起伏、スカラップ、質感などを含んでもよい。
【００３３】
図７は更に、濾材５の下流側に１つ以上の支持部材１３が設けられた、代表的な設計を示しており、この支持部材１３は、フレーム１２に取り付けられている（図７に示されるようにこれと一体であってもよい）。図８は更に、濾材５の下流側にほぼ平坦な支持格子（これは例えば、金属メッシュ、不織布スクリム、多数のフィラメントなどであり得る）１６が設けられた、代表的な設計を示している。図９は更に、支持格子（これは、例えば、濾材５の面に取り付けられた金属メッシュ、不織布スクリムなどであり得る）１７が、濾材５に沿ってプリーツ状になっている、代表的な設計を示している。当業者は、これらの特徴のいずれかは、媒体を支持し、したがって、例えば、家庭用ＨＶＡＣシステムにおいて典型的に生じる気圧下でプリーツが許容不可能に変形する（例えば、波打つ、潰れる、など）いずれかの傾向を最小化するために、特にプリーツ状濾材５と共に使用され得ることを理解する。濾材５の下流側にこれらの特徴のいずれか（例えば、特徴１３、１６、及び／又は１７）を設けることが便利であり得る。このような場合、これらの特徴の少なくともいくつか（例えば、支持部材１３）は必ずしも、濾材５のいずれかの部分に結合される必要はない。しかしながら、所望により、これらの特徴のいずれかが濾材５に結合されてもよく（例えば、接着剤による結合）、この場合、このような特徴は、濾材５の上流側に設けられてもよい（加えて、又は代わりに、いずれかのこのような特徴は、濾材５の下流側に設けられる）。
【００３４】
いくつかの実施形態において、フレーム１２は、濾材の４つの主要縁部の１つに取り付けられた個別のフレーム断片によってそれぞれ設けられた、４つの主要な細長いフレーム部分を含んでもよく、隣接するフレーム断片が互いに取り付けられて、フレーム１２を形成している。様々な実施形態において、任意の数のこのようなフレーム断片（濾材の角部４において、又は濾材の辺の途中における任意の好適な位置で接する）が使用されてもよい。特定の実施形態において、フレーム１２を形成するために単一の一体型の断片が使用されてもよい（図７の代表的な実施形態におけるように）。
【００３５】
いくつかの実施形態において、濾材５は、その主要表面上に情報のしるしを含む場合がある。特定の実施形態において、このようなしるしは、微細孔フィルム１００の主面に印刷されてもよい。このようなフィルムは、例えば、不織布よりも、印刷が単純であり、及び／又は、遥かに鮮明ではっきりした画像を生じ得ることが理解される。そのような情報のしるしは、（そのようなしるしがテキスト、記号、絵、又は両方の混合の形態であるかどうかにかかわらず）例えば、ロゴ、商品名などを含むことができる。フィルム１００、及び／又はウェブ２００のいずれかはまた、所望により、いずれかの光学的効果、及び／又は装飾的効果のために、染色又は着色され得る。様々な実施形態において、濾材５及び／又はフレーム１２は、フレーム付き空気フィルタの上流面及び上流側を示す１つ以上の情報のしるし、並びに／又はフレーム付き空気フィルタの下流面、及び下流側を示す１つ以上の情報のしるしを含む場合がある。
【００３６】
いくつかの実施形態において、微細孔フィルム１００、及び／又は不織布ウェブ２００のいずれかが、いずれかの既知の方法（例えば、ハイドロチャージ）を使用して帯電させられてもよく、これにより、フィルム１００、及び／又はウェブ２００の材料がエレクトレット材料となる。このような帯電は、一緒に組み合わせる前にいずれかの層で行われてもよく、又はユニットとして両方の層に行われてもよい。既知のように、一方又は両方の層を作製する材料に、帯電添加剤が含まれてもよい。いくつかの実施形態において、濾材５は、移動する空気が、追加的な濾材に入る直前に通過する、プレフィルタとして使用されてもよい。他の実施形態において、濾材５は、使用される唯一の濾材であり、他の濾材は存在しない。周辺フレーム１２は、多くの用途において便利に使用され得、いくつかの実施形態において、本明細書において開示される濾材５は、このようなフレームの存在なしに使用されてもよいことに留意する。
【００３７】
代表的な実施形態のリスト
実施形態１は、上流側、及び下流側、並びに周辺部を備える濾材と、濾材の前記周辺部を包囲している支持フレームと、を備えるフレーム付き空気フィルタであって、濾材は、第１の上流面、及び第２の下流面を含む微細孔フィルムであって、第１の上流面から第２の下流面へと、微細孔フィルムを通じて延びる複数のテーパ状微細孔を含む微細孔フィルムと、微細孔フィルムの前記第１の上流面上に位置付けられた不織布ウェブであって、不織布ウェブの第１の下流面は、前記微細孔フィルムの第１の上流面と接触している不織布ウェブと、を備え、テーパ状微細孔は、微細孔フィルムの第１の上流面における広い端部と、微細孔フィルムの第２の下流面における狭い端部とを有し、テーパ状微細孔の広い端部は共同して、約５０％〜約９５％である％開放面積を備える微細孔フィルムの第１の上流面をもたらし不織布ウェブは約１０％〜約７０％の面積被覆率を呈し、不織布ウェブは約１％〜約１０％のソリディティを呈する、フレーム付き空気フィルタである。
【００３８】
実施形態２は、テーパ状微細孔の広い端部が共同して、約６０％〜約９０％である％開放面積を備える微細孔フィルムの第１の上流面をもたらす、実施形態１に記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態３は、テーパ状微細孔の広い端部が共同して、約７０％〜９０％である％開放面積を備える微細孔フィルムの第１の上流面をもたらす、実施形態１に記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態４は、テーパ状微細孔の狭い端部が共同して、約２０％〜約７０％である％開放面積を備える微細孔フィルムの第２の下流面をもたらす、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態５は、テーパ状微細孔の狭い端部が共同して、約３０％〜約６０％である％開放面積を備える微細孔フィルムの第２の下流面をもたらす、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態６は、複数のテーパ状微細孔が、微細孔フィルムにおいて、約１５５／ｃｍ２〜約１５５０／ｃｍ２の微細孔の密度で存在する、実施形態１〜５のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態７は、複数のテーパ状微細孔が、微細孔フィルムにおいて、約３１０／ｃｍ２〜約１２４０／ｃｍ２の微細孔の密度で存在する、実施形態１〜５のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。
【００３９】
実施形態８は、不織布ウェブが、約１０ｇ／ｍ２〜約５０ｇ／ｍ２の面密度を呈する、実施形態１〜７のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態９は、不織布ウェブが、約１０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの平均繊維直径を呈する、実施形態１〜８のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１０は、不織布ウェブが、約２０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの平均繊維直径を呈する、実施形態１〜８のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１１は、不織布ウェブが、約３０マイクロメートル〜約８０マイクロメートルの平均繊維直径を呈する、実施形態１〜８のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１２は、不織布ウェブが、約１０％〜約５０％の面積被覆率を呈する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１３は、不織布ウェブが、約２０％〜約４０％の面積被覆率を呈する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１４は、不織布ウェブが、約２％〜約４％の面積被覆率を呈する、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１５は、不織布ウェブが、カードウェブ、エアレイドウェブ、スパンボンドウェブ、スパンレースウェブ、メルトブローンウェブ、及びこれらの積層体から成る群から選択される、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。
【００４０】
実施形態１６は、不織布ウェブの第１の下流面は、微細孔フィルムの第１の上流面に、約５％未満の面積の結合で、熱により点結合される、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１７は、濾材が、微細孔フィルム及び不織布ウェブが共にプリーツ状の層である、プリーツ状濾材である、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１８は、濾材の上流面、又は下流面に結合された支持格子を更に含む、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態１９は、濾材が、４つの主要縁部を備えるほぼ矩形の周辺部を含み、支持フレームは、４つの主要フレーム部分を含み、各主要フレーム部分は、濾材の４つの主要縁部の１つに取り付けられる、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態２０は、微細孔フィルム及び／又は不織布ウェブがエレクトレット材料である、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態２１は、微細孔フィルムが、その第１の上流面、及び／又は第２の下流面に印刷された情報のしるしを含む、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態２２は、フレーム付き空気フィルタが、少なくとも約３０％の粒子捕捉率を呈する、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。実施形態２３は、フレーム付き空気フィルタが、１６×２５インチの公称寸法のフレーム付き空気フィルタ当たり少なくとも約１５グラムの塵保持能力を呈する、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載のフレーム付き空気フィルタである。
【００４１】
実施形態２４は、第１の上流面、及び第２の下流面を含む微細孔フィルムであって、第１の上流面から第２の下流面へと、微細孔フィルムを通じて延びる複数のテーパ状微細孔を含む微細孔フィルムと、微細孔フィルムの第１の上流面上に位置付けられた不織布ウェブであって、不織布ウェブの第１の下流面は、微細孔フィルムの第１の上流面と接触している不織布ウェブと、を備える空気濾材であって、テーパ状微細孔は、微細孔フィルムの第１の上流面における広い端部と、微細孔フィルムの第２の下流面における狭い端部とを有し、テーパ状微細孔の広い端部は共同して、約５０％〜約９５％である％開放面積を備える微細孔フィルムの第１の上流面をもたらし、不織布ウェブは約１０％〜約７０％の面積被覆率を呈し、不織布ウェブは約１％〜約１０％のソリディティを呈する、空気濾材である。実施形態２５は、実施形態１〜１８、及び２０〜２１のいずれか１つに記載の空気濾材に見出される特徴を更に含む、実施形態２４の空気濾材である。
【００４２】
実施形態２６は、移動する空気流から少なくともいくらかの固体粒子を濾過する方法であって、移動する空気流を、実施形態２４及び２５のいずれかに記載の空気濾材の上流側に衝突させ、移動する空気流が空気濾材を通過し、濾材の下流側を通じて出るようにする工程を含む、方法である。実施形態２６は、移動する空気流から少なくともいくらかの固体粒子を濾過する方法であって、方法は、移動する空気流を、実施形態１〜２３のいずれかに記載のフレーム付き空気フィルタの上流側に衝突させ、移動する空気流がフレーム付き空気フィルタの空気濾材を通過し、濾材の下流側を通じて出るようにする工程を含む、方法である。
【実施例】
【００４３】
試験法
ソリディティ
ウェブのソリディティは、以下の方法、又は任意の好適な同様の手順により、繊維製ウェブの測定される嵩密度を、ウェブの固体部分を形成する材料の密度で除すことによって判定され得る。まずウェブの重量（例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍの断片）を測定することによって、ウェブの嵩密度を求めることができる。ウェブの重量の測定値をウェブの面積で割ることでウェブの坪量が得られ、ｇ／ｍ２で報告される。直径１３５ｍｍの円盤状のウェブを採取（例えば、打抜きで）して、ウェブ上に直径１００ｍｍの２３０ｇのおもりを中央に置いてウェブの厚さを測定することによって、ウェブの厚さを測定することができる。ウェブの坪量をウェブの厚さで割ることで、ウェブの嵩密度が得られ、ｇ／ｍ３で報告される。その後ウェブの嵩密度を、ウェブの固体繊維を含む材料（例えば、ポリマー）の密度で割ることによって、ソリディティが判定される。（供給元が材料密度を明示しない場合、ポリマーの密度は、標準的な手段によって測定することができる。）ソリディティは、百分率で通常報告される無次元分数である。ロフトは、１００％からソリディティを引いた値として通常報告される（例えば、３％のソリディティは、９７％のロフトに等しい）。
【００４４】
面積被覆率
不織布ウェブが呈する面積被覆率は、本明細書において先に記載されたように、ウェブの代表的な領域を光学的に観察することによって得られる。
【００４５】
ＡＳＨＲＡＥ規格
本明細書において言及されるＡＳＨＲＡＥ規格５２．２は、米国熱・冷凍空調工業会（ＡＳＨＲＡＥ  Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ；１７９１  Ｔｕｌｌｉｅ  Ｃｉｒｃｌｅ，Ａｔｌａｎｔａ  ＧＡ，３０３２９）から入手可能である。
【００４６】
微細孔フィルム
微細孔フィルムは、米国特許出願公開第２０１２／０２４４３１４号（Ｓｃｈｅｉｂｎｅｒ）に記載される一般的な方法と同様の方法により製造され得る。フィルムは、溶融熱可塑性樹脂（ポリプロピレン）を、フィルムに形成されるパターンと相補的なパターンを表面に含む、ツーリングロールに接触させることによって作製された。ツーリングロールは、溶融熱可塑性樹脂が送達される、ツーロールニップの一部として設けられた。得られるフィルム（冷却及び凝固後）は、そこから突出する平行リブの第１及び第２セットを備える薄い基層を含み、リブ高さはおよそ１７８マイクロメートルであり、リブピッチ（間隔）はおよそ３７８マイクロメートルであった。フィルムの合計厚さはしたがって、基層の厚さ＋リブの高さであった。しかし、基層の厚さは、記録されていないが、およそ２５マイクロメートル以下の範囲であると考えられる（すなわち、火炎処理により基層の部分が十分に溶解、及び変位させるように、十分に薄い）。リブは、およそ２３マイクロメートルの頂部幅を有した。リブの壁部の角度は、およそ９°であった。リブの基部の幅はしたがっておよそ７３マイクロメートルであった。平行リブの第１及び第２セットは、全体的に、およそ３７８マイクロメートルのピッチで、正方形の配列内に構成された、有底の空洞（すなわち、基層で終わっている）をもたらした。このように製造されたフィルムは、火炎処理に供され、これが基層の部分を適切に溶解及び変位させて、有底の空洞の大部分に開いたスロートを残した。ほとんどの空洞において、スロートは少なくとも一部が、本明細書において先に記載された一般的な種類のフランジによって径方向に包囲された。しかしながら、フランジの寸法は、空洞毎に若干異なっていた。このように形成されたスロートは、約２５０マイクロメートルの平均直径を含むものと推定される（光学的観察による）。（溶解−変位プロセスのフローダイナミクスにより、スロートは典型的にはほぼ円形、楕円形、又は同様の形状であるが、いくらかのばらつきが存在した）。
【００４７】
要約すると、このように形成された微細孔フィルムは、図３に示される一般的形状であった（実際のフィルムサンプルの部分が、図４及び５の写真において可視である）。微細孔フィルムは、微細孔の広い端部においておよそ８８％である％開放面積を、狭い端部において（すなわち、微細孔のスロートにより全体的に呈される）３５％の％開放面積を含む。広い端部においてもたらされる％開放面積の、狭い端部においてもたらされるものに対する比率は、したがって、およそ２．５の範囲であった。
【００４８】
不織布ウェブ
二成分シース−コアポリエステル短繊維（高融点ポリエステルコア、低融点コポリエステルシース）は、一般的な種類のものがＳｔｅｉｎ  Ｆｉｂｅｒｓ，Ａｌｂａｎｙ，ＮＹから入手可能であった。繊維は、およそ５１ｍｍの公称長さを有し、１５デニールであるものとして掲載された（およそ４７マイクロメートルの平均直径に対応する）。ポリプロピレン短繊維は、一般的な種類のものが、ＦｉｂｅｒＶｉｓｉｏｎｓ，Ａｔｈｅｎｓ，ＧＡから入手可能である。繊維は、およそ５１ｍｍの公称長さを有し、３０デニールであるものとして掲載された（およそ６７マイクロメートルの平均直径に対応する）。繊維は、およそ６０／４０重量％（１５デニール繊維〜３０デニール繊維）の比率でブレンドされ、従来的なカーディング方法を使用してカーディングされ、ブレンド及び混合された繊維の塊を形成した。繊維の塊はその後、繊維の少なくとも一部を、その接触点において互いに結合させ、取り扱うために十分な一体性により、繊維の塊を不織布ウェブへと統合することを可能にするために十分な時間にわたり、炉（およそ１６０℃に設定されている）に通された。得られるウェブは、およそ３０ｇ／ｍ２の面密度、及びおよそ２．７のソリディティを含む。
【００４９】
フィルタ媒体
上記不織布ウェブは、濾材を形成するように、上記の微細孔フィルムの広い端部（上流）面に積層された。これは、２つの基材を二層の積層体にし、この積層体をカレンダリングニップに通すことによって行われた。ニップは金属支持ロール、及びおよそ２（面積）％の点結合パターンをもたらすように構成されたポストを含む、金属化レンダリングロールを含んだ。金属ロールの温度は、およそ８７℃に設定され、ニップ圧は、およそ７００ｋＰａの範囲で使用された。この２％の結合は、不織布ウェブ、及び微細孔フィルムを、これらが一緒に、多層基材として取り扱うことができるように、互いに結合するために十分であった。（下記のように、不織布ウェブが上流面ではなく、微細孔フィルムの狭い端部（下流）面に結合される、多層基材を含む、比較例もまた生成された。）
【００５０】
濾材の代表的なサンプルの光学顕微鏡写真が撮られた（上流側から）。図４及び図５に示される、２つのこのような顕微鏡写真は、僅かに異なる倍率である（正確な倍率は記録されないが、リブの既知のピッチ間隔（およそ３７８マイクロメートル）を使用して、これらの顕微鏡写真の寸法を確立することができる）。これらの顕微鏡写真において、重なった不織布ウェブを通じ、視線が届く、微細孔フィルムの大きな面積率は、不織布ウェブによる面積被覆率が比較的低いことを示している。これらのサンプルにおいて、不織布ウェブによりもたらされる面積被覆率は、２０〜５０％の範囲であることが推定される。
【００５１】
フレーム付きフィルタ
上記の多層基材は、基材の部分をおよそ６０ｃｍ×３８ｃｍの矩形の断片へと切断し、それらの周囲に従来的な周辺支持フレームを適用することによって形成された（公称１６×２５インチ（４１×６４センチメートル）標準寸法のフィルタを作製する）。ほとんどの場合において、フレームは厚紙により作製され、ピンチフレームであり（２０１２年６月７日に出願された、米国特許出願番号第１３／４９０，５４５号、表題Ｆｒａｍｅｄ  Ａｉｒ  Ｆｉｌｔｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｓｌｏｔ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇに記載される一般的種類のもの）、ピンチフレームの「開放」端が下流に面している。
【００５２】
このように作製されたフィルタから代表的な実施例が選択され、ＡＳＨＲＡＥ規格５２．２（２０１２に明示される）、題名「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  Ａｉｒ−Ｃｌｅａｎｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｂｙ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ」に概説されるのとほぼ同様の方法で試験された。試験は、ＡＳＨＲＡＥ規格に明示されるように、標準的な塵充填を使用して行われ、２９５フィート／分（９０メートル／分）の面速度で行われた。試験は、濾材を通じた、０．５インチ（１２５Ｐａ）の水の圧力降下で終了した。試験の終了時、捕捉率は、空気フィルタによって捕捉された（すなわち、フィルタの通過を阻まれた）合計の塵の割合（質量）として計算され、％で報告される。塵保持能力は、空気フィルタにより保持される塵の質量として計算され（すなわち、空気フィルタを計量し、これを試験前のその重量と比較することによる）、グラムで報告される（すなわち、公称サイズ１６×２５インチ（４１×６４センチメートル）のフィルタ当たりの塵のグラム数）。
【００５３】
したがって、要約すると、この代表的な実施形態は、広い端部の面が上流に向けられる（ＡＳＨＲＡＥ試験で流入する空気流に面する）ようにして位置付けられた微細孔フィルムを含み、不織布ウェブは微細孔フィルムの上流に接し、微細孔フィルムの上流面と接触している。実施例（Ｗ．Ｅ）と共に、３つの比較例（Ｃ．Ｅ）のフレーム付き空気フィルタが作製及び試験された。比較例１において、不織布ウェブが、微細孔フィルムの狭い端部の面に積層された。このフレーム付き空気フィルタが、微細孔フィルムの広い端部の面が上流に面するように（実施例におけるように）試験治具内に配置されたが、不織布ウェブは、微細孔フィルムの下流に位置付けられた。比較例２において、不織布ウェブが使用された。フレーム付き空気フィルタは単純に、広い端部が上流に向いた微細孔フィルムを含んだ。比較例３において、不織布ウェブは使用されなかった。フレーム付き空気フィルタは単純に、狭い端部が上流に向いた微細孔フィルムを含んだ。
【００５４】
これらのサンプルにおける捕捉及び塵保持能力の結果が、図６に示される。図の左側の尺度は、捕捉率における％と、塵保持能力における塵のグラム数（フィルタ当たり）と対応している。
【００５５】
実施例と比較例２の比較は、微細孔フィルムが、微細孔の広い端部が上流に面するように向けられた際に、微細孔フィルムの上流に不織布ウェブを設ける（実施例において使用されるように開いた、多孔質なものでも）ことによって、捕捉率及び塵保持能力の両方が顕著に増加する（圧力降下を許容不可能なほど増加させることなく）ことを示した。比較例１と比較例２の比較は（微細孔フィルムは、微細孔フィルムの広い端部が上流を向くようにして、向けられたままである）、微細孔フィルムの下流に不織布ウェブを位置付けた（すなわち、流入する空気流から見てフィルムの後ろ側）結果、塵保持能力がほとんど増加せず、捕捉率の増加が低減したことを示した。これはしたがって、本明細書において開示される方法で微細孔フィルムの上流に不織布ウェブを設けることによって、捕捉率、及び特に、塵保持能力が著しく向上し得ることが見出された。これらの相乗的結果は、このような効果を達成するために組み合わせて使用され得る、比較的大きな寸法の微細孔の観点（これらの実施例において、スロートは直径約２５０マイクロメートルである）、及び不織布の非常に開いた多孔質の性質の観点から、意外なものであった。理論又はメカニズムにより制限されることを意図せず、微細孔の広い端部が上流を向くようにして微細孔フィルムが向けられる場合、微細孔の上流に不織布の繊維が存在すると、漏斗におけるように、より多くの粒子が微細孔内に捕捉されることを可能にするように、粒子の流れを十分に阻害し得る。
【００５６】
前述の実施例は、理解を明確にするためだけに提示されたのであり、そこから不必要な制限が認識されないものとする。実施例は、利用可能な記録に従って提示され、行われる作業、及び得られる結果を代表するものと考えられる。実施例に記載した試験及び試験結果は予測的なものではなく、例示的なものであることが意図され、試験方法の変更により、得られる結果も異なるものと予想される。実施例における定量的な値は全て、用いられる手順に関連する一般的に知られる許容誤差を考慮した近似的な値であるものと理解される。
【００５７】
本明細書に開示される特定の代表的な要素、構造、特長、詳細、構成などは、修正され得る、及び／又は多数の実施形態と組み合わされ得ることが、当業者には明らかであろう。（特に、本明細書において代替として積極的に列挙されている要素のいずれかが、所望の任意の組み合わせで、特許請求の範囲に明示的に含まれてもよく、又は特許請求の範囲から除外されてもよい。）全てのかかる変形形態及び組み合わせは、発明者によって、単に代表的な例証として機能するために選択されたそれらの代表的な設計としてではなく、想定される発明の範囲内であることが企図される。したがって、本発明の範囲は、本明細書に記載される特定の例示的構造に限定されるべきではなく、むしろ特許請求の範囲の文言によって述べられる構造及びこうした構造の均等物にまで少なくとも延長されるものである。記載されたとおりの本明細書と、参照によって本明細書に援用されるいずれかの文書の開示内容との間に矛盾又は食い違いが存在する場合、記載されたとおりの本明細書が優先するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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