JP2002536148A5

JP2002536148A5 -

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Publication number: JP2002536148A5
Application number: JP2000597045A
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Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2020-02-03

Description

（発明の背景）
本発明は、一般的にろ材（以下、フィルター媒体ともいう。）に関する。当該フィルター媒体は、常温常圧（以下、周囲ともいう。）の濾過状況（"複合ろ材（以下、混成媒体ともいう。）"）下において濾過される流体（以下、液体ともいう。）サスペンションに対して異なる粒子保持能力（"ＰＲＣ"）を有する２以上の濾過領域又は層を有するものである。ここで、上記複数の領域又は層は、他の領域又は層に関連して配置されている。具体的には、上記混成媒体のユニット領域単位の汚染物質の保持能力（"ＣＨＣ"）が、上記混成媒体の深さに外挿される場合、混成部材の上流側の濾過領域又は層のユニット領域単位のＣＨＣよりも高くなるように配置される。特に本発明の実施例は、上記フィルター媒体を採用するセル型のフィルターユニットに関する。更には、本発明の実施例は、セパレータの層により分離される上部及び下部の混成媒体を有するセル型のフィルターユニットに関するものであり、各混成媒体の領域又は層は、他の領域又は層に関連して配置されている。具体的には、ＣＨＣが上記混成媒体の深さに外挿される場合、上記混成媒体のユニット領域単位のＣＨＣが上記混成媒体の上流側の濾過領域又は層のユニット領域単位のＣＨＣよりも高くなるように配置される。更には、本発明の実施例は、非濾過性セパレータの層により分離された上部混成媒体及び下部混成媒体を備えるセル型のフィルターユニットに関するものであり、フィルター媒体の各々は、同一又は異なる組成及び／又は構成のフィルター媒体の２以上の領域又は層より成る。ここで、各層は、他の層に関連して配置される。具体的には、セパレータの層から遠くに位置する領域又は層は、付帯する濾過状況により濾過されるべき流体サスペンションに対してより低いＰＲＣを備えるように配置される。更に本発明の別の実施例では、非濾過性セパレータの層により分離された上部混成媒体及び下部混成媒体を有する両凸レンズ状のフィルターユニットに関する。ここで、各混成媒体は、流れの向きに、即ち、非濾過性セパレータの層上に配置される順に、段階的に変化するＰＲＣを備えるタイプのものである。両凸レンズ状のフィルターユニットは、フィルター媒体の表面から非濾過性セパレータの層に向けて流体が動くため、次第により小さな粒子を保持することができる。

上記セパレータの要素は、従来、隣接する媒体の組成とは明確に異なる材料（以下物質ともいう。）から成り、セル型フィルターユニット内の配置箇所において、濾過されるべき物質に対して実質的に非濾過性を示す。更に、２つのフィルター媒体を分離すると共に、異なる圧力下における媒体を支持するため、セパレータ要素は、通常、内部に形成された多数の導管を備える。上記導管は、セパレータの中央空隙に通じており、セル型フィルターユニットの外側の直径又はエッジから、積み重ね式の共通の穴へと流体が流れるように、フィルターユニットの穴を通過する。セパレータは、従来、重合体物質、特に、プラスティックにより形成されるが、他の物質、例えば、金属、セラミック、又は、特にフィルターが使用される環境下において効果的に２つの層を分離できる周知の物質により形成しても良い。

セパレータ要素は、円盤状の媒体を維持するように変更した厚みの上下の骨組みを含むように製造される。閉曲面でなる非濾過性セパレータ要素により分離された２枚の円盤状のフィルター媒体で構成される，両凸レンズ状のフィルターユニットは、特に一般的な技術である。両凸レンズ状のフィルターに使用されるセパレータは、通常、スポーク状に、中央の開口部から外側に向けて放射状に伸びる多数の骨を持つ。米国における両凸レンズ状のセル型フィルターユニットの一例は、オストレイヒャー（Ostreicher）外の米国特許第4,783,262号明細書に記載されており、本明細書に参照文献として取り込まれる。

一般的に、両凸レンズ状のフィルターユニットの２枚のろ材（以下、媒体ともいう。）ディスクの外周部は、合成樹脂により周囲を包み込むインサート成形方法によって一つに挟持される。参照文献として取り込まれるサウスホール（Southhoall）による米国特許第4,347,208号明細書は、２枚の媒体ディスクと介在させたセパレータとを型に入れ、上記２枚の媒体ディスクの周りに封止部を形成するように型に熱可塑性のポリマーを噴射する工程を含むものである。サウスホールの特許には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン及びポリスルフォンが２枚の媒体ディスクのエッジ封止部を成形するのに好ましい熱可塑性ポリマーであると記述されている。

セル型のフィルターユニットは、流体を濾過するために様々な物質を用いる。上記様々な物質には、これら限定するものではないが、ガラス繊維、珪藻土、真珠岩、繊維素及び接合樹脂が含まれる。フィルター媒体は、通常、湿式の製紙工程により製造される。媒体の厚みは、通常、原料処方により０．３３０〜０．５５４ｃｍ（０．１３０〜０．２１８インチ）の範囲で変化する。フィルター媒体は、多孔性を有し、または、電荷を担持し／生成し、または、浮遊している成分を結合する成分を組み込んでいる、物品又は素材であり、その結果、ろ過される、流体、気体、または液体に浮遊する成分を分離抽出する。

セル型フィルターユニットは、通常、貫通ボア（貫通穴ともいう。）を有し、かつ、通常、１以上のセパレータの導管に連通する共通の貫通穴を形成するように順に積み上げられる従来の実施形態が採用される。上記積み上げられたセル型フィルターユニット・アッセンブリ、即ち、セル型フィルターのカートリッジは、その後、吸込口と排出口を備えるハウジングに封入される。上記共通の貫通穴は、通常、上記排出口に連通するようにハウジング内に配設される。珍しいことではないが、流体は、高温及び／又は高圧の環境下でハウジング内に供給される。流体は、隣接するフィルターユニット間の間隙へと入り込み、その後、セパレータを覆っているフィルター媒体を通り抜ける。流体がフィルター媒体を通過するため、塊や粒子等の好ましくない物質が流体から除去される。濾過された流体は、その後、セパレータの導管に沿って共通の貫通穴へと流れ、排出口を介してハウジングより排出される。

複数の積み重ね式のセル型フィルターカートリッジの重要な利点は、フィルター媒体の表面領域が、積み重ね式のセル型フィルターカートリッジにより置き換えられた全体積に比較した場合、ずいぶんと広いことである。この広い表面領域は、同じ時間において、同様の体積ではあるが、より少ない表面領域を有するカートリッジに比べて、より多くの流体を濾過可能にする。従来の積み重ね式のセル型フィルターカートリッジは、飲料、誘電性のオイル、化学薬品等の流体の濾過を含む，様々な分野で利用されている。積み重ね式のセル型フィルターカートリッジは、主フィルターとしておよび予備フィルターとしての両方の用途がある。

予備フィルターとして使用される場合、積み重ね式のセル型フィルターカートリッジは、別の積み重ね式のセル型フィルターカートリッジ、又は、例えば、平らな膜フィルターのような異なる構成のフィルターカートリッジの上流側に配置される。広い利用可能な表面領域のため、セル型フィルターカートリッジは、膜フィルターによる極微細な濾過を行う前の流体から粒子を取り除くのにしばしば用いられる。予備フィルターは、いわば膜を塞ぐことにより濾過流量を低下させる（又は、一定の流量では、膜フィルターを通過する圧力差を増加させる）及び膜フィルターの寿命を短くする粒子を除去するように設計される。上記２重の濾過システムは、高い排出質を生じるが、予備フィルター及びろ過処理用フィルターの両方を維持するためコスト高となる。更に、操作費用として、各連続するフィルターを組み込むために追加のハウジングを購入し、設置することで多段フィルターを用いることが含まれることになる。更に、一方のフィルターがもう一方のフィルターと異なるタイミングで採りかえられるのが良いということはめったに無いため、両方のフィルターを交換するのに要する中断時間による費用がかかることになる。

多層セル型フィルターユニットは、周知であるが、ＣＨＣを増加する以外の目的で追加の層が用意されるものである。例えば、Cuno 05UW Zelta-Plus（登録商標）は、間に異なる物質の吸水層を備える２つの全く同一のセルロース及びガラス繊維層（ユニット領域単位の同一のＣＨＣ及びＰＲＣを有するだけでなく、同じ孔サイズ分布、及び荷電電位を有する。）で構成される。上記吸水層は、オイル濾液から水を除去するために介在しているものであって、粒子濾過媒体としては機能しない。上記セルロース層は、共に粒子を保持するフィルターとして機能し、かつ膨潤するに従い、比較的弱い吸水層への補助体として機能する。また、同様の構成のフィルターは、Alsop（登録商標）により商業的に製造されている。なお、Zelta-Plus（登録商標）のフィルターは、セパレータとセルロースフィルター媒体の間に置かれたスパンボンド・ポリプロプレン又はポリエステルの不織布の層を有し、利用可能である。差し込まれた層は、フィルター媒体として機能しないが、特に差圧下において、フィルター媒体を支持するのに用いられる。フィルター媒体の外層面に配設されたスパンボンド又は網の層を備えるZeta-Plus（登録商標）のフィルターは、周知である。上記の外層面は、逆流／逆圧の状況下に支持を与えるために用いられ、２つの隣接するセルの媒体表面が接触する場合に、セルの間の流体の流れを妨げないように作用する。なお、Flotech（登録商標）は、同様の商用製品を製造している。何れの場合においても外層面は、フィルター媒体として機能しない。

なお、多層構造は、Roki Techno ABSO-AB（登録商標）シリーズの両凸レンズ状のフィルターに見出すことができる。当該製品において、２つのセルロースフィルタ媒体層は、セパレータの両側に配置されている。メルトブローされた物質の一方の（被覆しているセルロースフィルター媒体の厚さの半分の）薄い層は、セパレータに接触した状態で、２層のセルロースフィルター媒体の下側に配設されている。即ち、メルトブローされた物質は、セパレータと内側のセルロース媒体層との間に配置されている。上記メルトブローされた物質の層は、セルロースフィルター媒体からセパレータへの媒体の移動を抑えるのに用いられる。上記メルトブローされた物質の層は、上記セルロースフィルター媒体に及ぶ粒子保持能力を強化するものではない。上記メルトブローされた物質の層は、コルターポルメータ（Coulter Prometer）による測定によれば、セルロースフィルター媒体に関する２〜４μｍの平均流動孔サイズに対して平均１２．５μｍの平均流動孔サイズを有する。

また、日本国の実用新案第5-2709号には、多層両凸レンズ状のセル型フィルターが開示されているが、層の粒子保持力については記述されていない。付随する周囲の濾過状況下において、濾過される流体サスペンションに関して、異なるＰＲＣの２つ以上の層及び／又は領域を有するフィルター媒体を組み入れることについては何ら説明も示唆もされていない。

このように、フィルター交換による停止時間を低減し、２段のフィルターを用いた濾過システムの助けを借りずとも高度に清浄された流体物を提供する，より経済的な濾過システムが要求されている。更に、装置内で使用されるろ過処理用フィルターの利用可能な寿命を延ばすことが望まれている。

（発明の概要）
開示内容は、周囲の濾過状況（混成媒体）により濾過される流体サスペンションに関して異なる粒子保持能力（ＰＲＣ）を有する２以上の濾過領域又は層で構成される上部及び下部フィルター媒体を備えるセル型フィルターユニットについてであり、上記領域又は層は、上記混成媒体の単位領域当たりの汚染物質保持能力（ＣＨＣ）が所定の坪量（以下、連量ともいう。）（gm/sq-cm）比較において最も高いＰＲＣを備える濾過領域の単位領域当たりのＣＨＣよりも高くなるように、相互に関して配置される。より詳しくは、本発明の実施例は、セパレータの層により分離された上部混成媒体及び下部混成媒体を備えるセル型フィルターユニットに関し、上記各混成媒体の領域又は層は、上記混成媒体の単位領域当たりのＣＨＣが所定の連量（gm/sq-cm）比較において最も高いＰＲＣを備える、混成媒体の濾過領域または濾過層の単位領域当たりのＣＨＣよりも高くなるように、相互に関して配置される。

粒子保持能力（ＰＲＣ）は、様々なサイズ領域の粒子を保持するフィルター媒体の能力を表す尺度である。２つのフィルター媒体が"異なるＰＲＣ"を有すると表している場合、相対的なＰＲＣ又は標準化されたＰＲＣの何れにおいても測定可能な違いがあることを意味する。第２のフィルター媒体よりも大きな、第１のフィルター媒体の"相対的なＰＲＣ"によって、サスペンションがろ過される場合、周囲の濾過状況（圧力、温度等）において、第１のフィルター媒体は、媒体を横切る著しい圧力低下が発生する前に、第２のフィルター媒体に比べて、より小さなサイズの粒子を除去する能力、及び／又は、所定のサイズの粒子をより効果的に除去する能力を有するということを意味する。フィルター媒体領域又は層のＰＲＣが、外部環境及び粒子保持方法の極端な状態に依存する多くのパラメータ、例えば、濾過される流体のｐＨ、濾過される粒子の電荷、フィルター媒体の電荷、流体がろ過されるときの流体の圧力、濾過されるサスペンションの温度、及び、粒子が浮遊している流体の特性（たとえば、流体と粒子間の結合親和性）により影響を受けることから、標準化されたＰＲＣの測定値は、一般に出くわす濾過状況下において普通に濾過されるサスペンションに関連して多様なサイズ範囲の粒子を保持するフィルター媒体の能力を特徴付けるために開発された。"標準化されたＰＲＣ"によって、実質的に均一に製造されたフィルター媒体のある連量（gm/sq-cm）が、媒体を横切る大きな圧力低下の発生前に、継続的に保持できる最小の粒子サイズを意味するものであり、ここでフィルター媒体が、２回蒸留した水の溶液（ラテックスビーズが負に荷電される場合はｐＨ４．０、ラテックスビーズが正に荷電される場合にはｐＨ８．０、およびラテックスビーズが中性に荷電される場合には７．０に調整される。）に浮遊する０．２〜１．０μｍの直径の球状に成形された単分散ラテックスビーズ(フィルター媒体が主に正に荷電されるときは負電荷のビーズ、フィルター媒体が主に負に荷電されるときは正電荷のビーズ、およびフィルター媒体が中性に荷電されるときは中性のビーズを０．１μｍ直径インタバルで一連の試験に使用した。)を用いて能力を調査され、ここで上記ラテックスビーズが０．０１ｋｇ／ｍ ³ （１ｍｇ／デシリットル）の濃度で浮遊しており、かつ、上記サスペンションがＳＴＰで濾過される。第１のフィルター媒体が第２のフィルター媒体に比べて、上記"異なる"標準化されたＰＲＣ又は相対的なＰＲＣを有するといわれる場合、関係のある測定値が約１０％以上異なり、より好ましくは、約２５％以上、更に好ましくは約５０％以上異なることを意味する。

"汚染物質保持能力"とは、フィルター媒体の１ユニット領域が汚染物質を保持し得る能力の尺度のことを言う。２つの媒体が"異なるＣＨＣ"を有するということは、相対的なＣＨＣ又は標準化したＣＨＣの何れにおいても測定できるほどの違いが在ることを意味する。第２のフィルター媒体を超える、第１のフィルター媒体の大きな"相対的なＣＨＣ"とは、周囲の濾過状況（圧力、温度等）において濾過されるサスペンションに対するものであって、突き出されているフィルター媒体（厚み方向に沿って突き出ている）の１ユニット領域に対して与えられるものであり、上記第１のフィルター媒体が、両方のフィルター媒体を横切る圧力低下が起きる前に、上記第２のフィルター媒体に対向して、ユニット領域当たりで濾過された浮遊液中に浮遊する粒子をより多く保持する能力のことをいう。ＰＲＣに関すると同様に、例えば、濾過される流体のｐＨ、濾過される粒子上の電荷、フィルター媒体上の電荷、流体が濾過される際の流体圧力、濾過されるサスペンションの温度、及び、粒子が浮遊している流体の特性（例えば、流体と粒子間の結合親和性）を含むフィルター媒体のＣＨＣに作用する多数の変数によって、ユニット領域当たりの標準化されたＣＨＣの測定値は、一般的な濾過状況下において、最も一般的に濾過されるサスペンションに曝されていた汚染物質を保持する多数のフィルター媒体の突き出たユニット領域の能力を特定するために確立された。"標準化されたＣＨＣ"によって、媒体を横切る大きな圧力低下が起きる前に、均一に分布する種々のサイズ範囲の球状に成形された直径０．２μｍ〜１．０μｍの単分散ラテックスビーズ(フィルター媒体が主に正に荷電されるときは負電荷のビーズ、フィルター媒体が主に負に荷電されるときは正電荷のビーズ、およびフィルター媒体が中性に荷電されるときは中性のビーズである。)を保持する、直径０．１μｍ刻みでの、フィルター媒体の突き出た領域の能力（ウェイト／ウェイト）を意味する。ここで上記ラテックスビーズが０．０１ｋｇ／ｍ ³ （１ｍｇ／デシリットル）の濃度で浮遊しており、かつ、上記サスペンションがＳＴＰで濾過される。第１のフィルター媒体が第２のフィルター媒体に比べて、上記"異なる"標準化されたＰＲＣ又は相対的なＰＲＣを有するといわれる場合、関係のある測定値が、第２フィルター媒体とは約１０％以上異なり、より好ましくは、約２５％以上、更に好ましくは約５０％以上異なることを意味する。

本発明の実施例は、上部フィルター媒体要素、下部フィルター媒体要素、上記上部フィルター媒体要素と下部フィルター媒体要素との間に配置される非濾過性セパレータ要素、及び、エッジに沿って上記要素を接合するシーリングエッジとを含むセル型フィルターユニットを含む。ここで、上記下部及び上部のフィルター媒体は、それぞれフィルター材料の少なくとも２つの領域で成り、各領域は異なるＰＲＣを有する。この結果、各媒体の少なくとも１つの領域は、上記セパレータ要素に隣接して配置され、各媒体の少なくとも１つの領域は、上記セパレータ要素から離れた遠くの位置に設けられる。上記複数の領域は、他の領域又は、他の領域に対して機能的に接続されたセパレータの層に統合されることがある。

本発明の好ましい実施例において、セル型フィルターユニットのセパレータの両側に設けられる上部フィルター媒体要素及び下部フィルター媒体要素は、３０％〜５０％のセルロース（例えば、Weyerhaeuser Kraft Kamloops（商標））と、珪藻土（例えば、Celite507（商標）、Standard SuperCel（商標））、及び、真珠岩（例えば、Harborlite（商標））のような、フィルター助成剤（５０％〜７０％）とを含む、または、から構成され、通常同じ配合からなる。セパレータ要素の両側上に設けられる上部フィルター媒体要素は、上記手法により組み立てられる。これにより、媒体内部全体の平均孔は、下部のフィルター媒体要素において見出される孔に比べて、実質的に広く開口することになる。なお、使用される上記フィルター助成剤のグレードを変更すること、又は、パルプのリファイニング／フィブリル化の方法又は程度を変更することは、当業者に周知である。セパレータ要素の両側に設けられる上部フィルター媒体要素と下部フィルター媒体要素の平均孔サイズの違いは、フィルター媒体を横切る空気圧の１０％以上の違いを生じ、好ましくは２５％以上の違い、より好ましくは５０％以上の違いを生じる。セパレータの両側に設けられる上部フィルター媒体要素と下部フィルター媒体要素の寸法は、実質的に同じであることが好ましい。

本発明の別の実施例によるセル型フィルターユニットは、上面、底面及びエッジ面を有する上部フィルター媒体要素と；上面、底面及びエッジ面を有する下部フィルター媒体要素と；上記上部フィルター媒体要素の底面及び上記下部フィルター媒体要素の上面との間に、上記下部フィルター媒体要素より前方で上記上部フィルター媒体要素より後方になるように配置される非濾過性セパレータ要素と；シールエッジ部と、上記下部フィルター媒体要素と上部フィルター媒体要素が、このシールエッジ部に沿って機能的に接続され；で構成される。ここで、上記下部及び上部フィルター媒体は、上記フィルター媒体の上面から底面にかけて段階的に変化するＰＲＣを備える。これにより、多様な粒子サイズ分布を含むサスペンションが上記上面から底面に流れるとき、上面からの深さが増加するに従がって、より小さなサイズの粒子が保持される。

更に、本発明の他の実施例によるセル型フィルターユニットは、上面、底面及びエッジ面を有する上部フィルター媒体要素と；上面、底面及びエッジ面を有する下部フィルター媒体要素と；上記上部フィルター媒体要素の底面及び上記下部フィルター媒体要素の上面との間に、上記下部フィルター媒体要素より前で上記上部フィルター媒体要素より後になるように配置される非濾過性セパレータ要素と；シールエッジ部と、上記下部フィルター媒体要素と上部フィルター媒体要素が、このシールエッジ部に沿って機能的に接続され；で構成される。ここで、上記下部及び上部フィルター媒体は、上記フィルター媒体の上面から底面にかけて段階つけされたＰＲＣを備える。これにより、より多数の比較的大きなサイズの孔が上面に向けて差別的に見出される。これに対して、より多数の比較的小さなサイズの孔がフィルター媒体の底面に向けて見出され、また、孔のサイズはフィルター媒体中への深さに比例して変化する。

更に別の実施例によるセル型フィルターカートリッジは、複数のセル型フィルターユニットで構成される。各セル型フィルターは、中央の空隙を取り囲む上部フィルター媒体要素と；中央の空隙を取り囲む下部フィルター媒体要素と；上記上部フィルター媒体要素と上記下部フィルター媒体要素の間に配置され、中央の空隙を取り囲む非濾過性セパレータ要素と；シールエッジ部と、上記下部フィルター媒体要素と上部フィルター媒体要素が、このシールエッジ部に沿って機能的に接続され；を備えていると共に、中央に連続する穴が形成されるように、通常、平行に、かつ、所定の間隔をあけて搭載される。ここで、上記セル型フィルターユニットのフィルター媒体は、各々、各層毎に異なるＰＲＣを有するフィルター材料の少なくとも２つの領域で成る。上記領域は、他の領域、又は、他の領域に機能的に接続されたセパレータの層と統合されることがある。

（発明を実施するための最良の形態）
セパレータ要素の各側部に据えつけられた１以上のフィルター媒体を有するセル型フィルターユニットを開示する。上記セパレータ要素は、ユニット内のその位置において、たとえあるとしても、濾過されるべき流体に対する最小の濾過能力を持つものであるが、各側部でフィルター媒体を効率良く分離するのに十分なように構成されている。該フィルター媒体の各々は、周囲の濾過状況から与えられる，異なる大きさの粒子及び／又は全汚染物質の質量を保持する能力の違うフィルター材料で成る２以上のフィルター領域又は層で構成される。２以上の領域又は層は、１以上のフィルター媒体シートから成る。そのフィルター媒体は、類似材料（その材料は異なる保持力を有する媒体を作るために、処方されるとともに加工される）から構成されるか、又は、明らかに異なった粒子保持特性を有する異なった材料から構成される。濾過される流体が領域又は層の間に通じている限り、２以上の領域又は層は、互いに接触又は非接触の状態にある。

目下のところ好ましい実施例において、他のフィルター媒体領域と比較において、最小粒子の大きさを保持することが可能な第１フィルター媒体領域は、セパレータ（の下流側）に隣接して配置され、粒子除去効率を決定するろ過処理領域として作用する。第１フィルター媒体の遠位（例えば、上流）に据えつけられる次のフィルター媒体領域の各々は、セパレータにより隣接するフィルター媒体に比べて、小さなサイズの粒子を除去する能力が劣る。つまり、好ましくは、フィルター媒体のＰＲＣは、流体の流れる方向に増加する。その結果、除去されることが望まれる汚染物質は、フィルター媒体の厚さの全域に、濾過された粒子のサイズとセパレータからの距離の関数として、漸進的に保持される。好ましくは、セパレータの１側面の領域又は層は、実質的に構造上（構成、配置、寸法、及び充填度）同一であり、セパレータに対して同様に配置される。

段階的に変化するＰＲＣの２以上のフィルター媒体要素を有するセル型フィルターユニットにおいて、ＰＲＣの段階的変化は、上流（フィルター媒体から）から下流（セパレータに隣接している）へと増加するのが好ましい。上記ＰＲＣが段階的に変化することの利点は、結合された層の個々について、結合された層と同一の深さにしても、結合された層のＣＨＣが単独層のＣＨＣよりも大きいことである。

上記のように、フィルター媒体は、異なる材料から成る１以上の領域から成る。ある領域は、例えば、Zeta-Plus（登録商標）構造であり、これに対して、他の領域は、主に、メルトブローされた材料、膜等のようなプリーツ型フィルターで用いられる媒体である。主に、上記領域の厚さは、従来型機械を用いるセルユニットに採り込めるように調節される必要がある。各媒体濾過領域は、その標準的製造方法によって別々に作られ、セルユニット内で完成された多層構造を作るように、他の媒体濾過層上に物理的に積み重ねられる。最高のＰＲＣを有する媒体層は、下流領域に配置されることが好ましい。Zeta-Plus（登録商標）媒体が上流の濾過領域に用いられるとき、下流領域は、都合よく、Polypro XL（登録商標）プリーツ型フィルターに用いられる型の，カレンダーされ、メルトブローされたポリプロピレン媒体、又は、Cuno's Zetapor（登録商標）或いはBevAssure（登録商標）プリーツ型フィルターに用いられた型の対称流延ナイロン膜である。非対称流延ナイロン膜もまた用いられ得る。Zeta-Plus（登録商標）媒体が下流の濾過領域に使用されているとき、上流領域は、都合よく、Polypro XL（登録商標）のプリーツ型フィルターのより広く開口した保持率で用いられる型で、カレンダーされておらず、メルトブローされたポリプロピレン媒体を含む。

セパレータ要素に最も近隣したフィルター媒体領域は、フィルター媒体領域を支持すると共に、圧力差の下で、セパレータの中の導管、溝又はくぼみ内へのフィルター媒体領域のどんな部分の侵入をも防ぐ，介在する支持材料によって、セパレータから分離される。支持領域もまた、フィルター媒体領域の間に挿入されることがある。

標準的な媒体の厚さが、多領域フィルター媒体のセル型フィルター中における各フィルター媒体領域で用いられるが、多領域セル型フィルター中における全フィルター媒体の厚さは、約０．３３０〜０．５５４ｃｍ（０．１３〜０．２１８インチ）であることが好ましい。上記全フィルター媒体の厚さが望まれるのは、１セル当たりの全フィルター媒体の厚さの増加は、セルの数の実質的な減少をもたらし、結果として画定されたカートリッジハウジングの中におけるフィルターの表面領域を低減することになるためである。

多領域フィルター媒体中における各領域の厚さは、異なる。目下のところ用いられているセル型フィルターユニットアッセンブリ及び成形体に最小の修正を求めるには、標準的厚さ（約０．２５０〜０．６３５ｃｍ（０．１と０．２５インチ）間）のフィルター媒体に加える領域を、膜同様の厚さ、即ち、約０．７６２ｍｍ（３０ミル）より小さく制限することが好ましい。標準の厚みのフィルター媒体に関連して用いられる，どのような薄い膜であっても、覆い被さるフィルター媒体層に対して粒子除去効率を強化する。目下のところ好ましくは、メルトブローされた媒体を包含する領域であり、特に、ポリプレオピレン材料（例えば、Polypro XL（登録商標））及び流延ナイロン微孔性膜（例えば、Zetapor（登録商標））である。

セパレータは、好ましくは、清潔な流体がセルを出るための流体導管を備えると共に、差圧下でフィルター媒体を支持するものである。

膜フィルター媒体領域は、セパレータの各側部に直接接触するが、支持材料領域は、剥離、決裂等に対する保護を加えるために、上記領域とセパレータの間に挿入される。支持材料領域は、好ましくは、比較的硬質で、強度があるが、比較的開いた孔サイズを有する。これによって、上記支持材料は、圧力変化の一因とならず、フィルター媒体として作用する。目下のところ好ましくは、材料は、スパンボンドされた不織材料（例えば、Typar（登録商標）、Reemay（登録商標））又はプラスチックネット（例えば、AET PLastinet（登録商標）、Conwed Vexar（登録商標））を含む。好ましくは、上記支持材料及びフィルター媒体領域は、目下のところ好ましくは、注入形成された重合体のエッジシールにより、又は、密封機能を実現する他の工程及び材料によって、それらの外縁で密封される。

好ましくは、フィルター媒体、セパレータ、及び支持材料は、同一サイズ及び寸法から成る中央の空隙に関して中心をおく。両凸レンズ状のフィルターにおいて、上記空隙は概ね円形である。好ましくは、フィルター媒体は、プラスチックで周辺を包むインサート成形工程によって、周辺に沿って結合されることが好ましい。中央の空隙周辺に沿って密封することは、双開放端部（"ＤＯＥ"）型カートリッジを据え付けるカートリッジハウジングを設置するのに伴い生じる軸方向の圧縮力によって、単一開放端部（"ＳＯＥ"）カートリッジを組み立てる際に生じる力によって、又は、当業者に知られている他の方法によって、実現される。

例１
顧客は、一般にZetaPlus（登録商標）グレード６０Ｓ製品を用いている。顧客は、製品が許容可能なインライン寿命を提供するが、顧客が求める排出質基準をわずかに満たすだけであると主張する。より精密な９０ＳグレードのZetaPlus（登録商標）は、所望な排出質を提供することが発見されているが、顧客は、許容不可能な寿命を提供していると考える。２つのフィルター媒体を連続して結合することで、必要な排出質及びより長いインライン寿命が獲得され得るが、連続結合は、第２ハウジングの設置を必要とする。該ハウジングは、顧客の資本費用及び操作費用に容認不可能に追加するものである。更に、顧客は、別個のハウジング内に収容されたフィルターを取り替え時に、より多くの中断時間があることを理解している。６０Ｓ及び３０Ｓグレード層を有する段階付けされた孔サイズのZetaPlus（登録商標）のカートリッジは、第２ハウジングを設置する必要もなく、保持する必要もなく、排出質を改良しながらインライン寿命を保持するので、最善の選択であることが見出されている。

例２
顧客は、現在、ZetaPlus（登録商標）のグレード５０Ｓの製品を、下流膜フィルターへの予備フィルターとして用いている。顧客は、混成フィルターが顧客が求めている排出質基準に合っているが、インライン寿命の条件に合っていないと断言する。より開いたZetaPlus（登録商標）の３０Ｓグレードは、排出質にあまり影響しないが、膜フィルター上に急速に蓄積することを許容することで、インライン寿命を短縮させることが見出されている。より精密な６０Ｓグレードは、排出質にあまり影響しないが、６０Ｓ媒体上により急速に蓄積することを許容することで、インライン寿命を短縮することが見出されている。３０Ｓから６０Ｓへと段階的に変化する孔サイズ構造の媒体は、膜及び段階的に変化する孔サイズの予備フィルターの両方に蓄積されるのを最小にすることで、インライン寿命を延長させることが見出されている。

例３
顧客は、ZetaPlus（登録商標）のグレード９０Ｓの製品を下流膜フィルターへの予備フィルターとして用いている。顧客は、混成フィルターが許容可能なインラン寿命を提供しているが、膜をふさぐとともに、短い使用寿命を有しているので、許容不可能な排出質となるかならないかの瀬戸際であると主張している。グレード９０Ｓ製品よりも精密なZetaPlus（登録商標）のグレードは存在しない。１つの選択は、Polypro XL020P1のプリーツ型フィルター媒体のような、より多くの粒子を掴む膜よりも前に、非ZetaPlus（登録商標）の媒体を設置することである。この選択は、よい排出質及びインライン寿命を提供するが、Polypro XL020P1プリーツ型フィルター媒体を収容するために適合され、インラインに挿入されるもう１型のハウジングを必要とするため、資本費用及び操作費用が追加される。９０Ｓ媒体と膜との間のPolypro XL020P1を加えることは、また、インライン寿命を長くするが、他のハウジングと調和して配置する第３ハウジングを必要とするので、資本費用及び操作費用が追加される。もう１つの選択は、ZetaPlus（登録商標）のグレード９０Ｓ予備フィルターのみの代わりに、層を成したZetaPlus（登録商標）のグレード９０Ｓ及びPolypro XL020P1から成るフィルター媒体を用意することである。上記システムは、第３フィルターハウジングを必要とせず、ZetaPlus（登録商標）のグレード９０Ｓフィルターの形態で組み立てるならば、フィルターに嵌合する新たなハウジングを必要としない。上記システムは、良いインラインフィルター寿命及び良い排出質を提供し得る。第３の選択は、層を成したZetaPlus（登録商標）のグレード９０Ｓ及びZetaPlus（登録商標）のグレード９０Ｓ予備フィルターの形態の膜媒体を用意することであり、それによっても良いインラインフィルター寿命及び排出質を提供するであろう。

図２は、図１の２−２線に沿って切断された代表的な両凸レンズ状のセル型フィルターユニット２０の断面図を示す。該セル型フィルターユニット２０は、上部及び下部フィルター媒体構造を包含する。図からわかるように、上部フィルター媒体構造２７は、第１上部フィルター媒体層２９及び第２上部フィルター媒体層３０から構成されている。同様に、下部フィルター媒体２８は、第１下部フィルター媒体層３２と第２下部フィルター媒体層３１から構成されている。図示されるように、第１下部フィルター媒体層３２と第２下部フィルター媒体層３１だけでなく、第１上部フィルター媒体層２９と第２情報フィルター媒体層３０は、概ね同一の厚さから成る。本発明の第１フィルター媒体層２９，３２及び第２フィルター媒体層３０，３１は、異なるＰＲＣを有するように製造されている。上部フィルター媒体２７と下部フィルター媒体２８は、円形であるとともに、上部フィルター媒体２７及び下部フィルター媒体２８を掴む円形のエッジシール２２によって結合される。当該エッジシール２２は、ユニットの円周で、流体密封シールを形成するように、上部フィルター媒体２７及び下部フィルター媒体２８の両側を掴む。両凸レンズ状のセル型フィルターユニット２０は、また、概ね３３で示されるセパレータ要素を包含する。

図３は、図１の２−２線に沿って切断される代表的な両凸レンズ状のセル型フィルターユニット２０の断面図を示す。該セル型フィルターユニット２０は、上部膜フィルター層２４及び下部膜フィルター層１９より内側に上部支持層２５及び下部支持層２６を備える。上部膜フィルター層２４及び下部膜フィルター層１９は、上部フィルター媒体２９及び下部フィルター媒体３２より内側に位置する。上部フィルター媒体２９及び下部フィルター媒体３２は、上部膜フィルター層２４及び下部膜フィルター層１９と異なるＰＲＣを有するように製造されている。上部支持層２５及び下部支持層２６は、それぞれ、上部膜フィルター層２４及び下部膜フィルター層１９に対する支持力を提供する。

図４は、図３のセル型フィルターユニットの個々の構成要素のアッセンブリ構成を示す側部立面図である。該フィルターユニットは、代表的なセルユニットアッセンブリの主軸３４を用いている。セパレータ３３は、初めに主軸３４上に配置されている。セパレータ３３の何れかの側面には、上部膜フィルター層２４及び下部膜フィルター層１９のそれぞれに続く上部支持層２５及び下部支持層２６がある。上記膜フィルター層は、その後に続く上部フィルター媒体２９及び下部フィルター媒体３２より比較的小さな大きさの粒子を保持することが可能である。ある実施例において（図示せず）、比較的大きな孔サイズフィルター媒体である、フィルター媒体層２９及び３２は、更にフィルター媒体を一緒に保持することを助成するために、フィルターネットによって覆われている。

両凸レンズ状のフィルター材料の商業的に入手可能なグレードに関して、目下のところ記載された発明の効力を示すために、グレードで示された異なる孔開放性の度合を有するZetaPlus（登録商標）ブランドのフィルター媒体を用いて、一連の実験（例４−６）が行われた。

フィルター媒体の浸透性は、空気０．５６６標準ｍ ³ ／ｈｒ（２０ＳＣＦＨ）が７．６２ｃｍ（３インチ）の直径、断面４５．８ｃｍ ² （７．１平方インチ）の媒体を通過するとき、Ｐａ（インチ水柱）の単位で圧力低下として測定される。濾過効率だけでなく、フィルターの寿命見込みもまた、以下に準備されるセル溶解物でフィルター媒体を調べて、調整された。

フィルター寿命は、初期圧力より１３７．９ｋＰａｇ（２０psig）超の圧力に到達する時点の、フィルターを通過する濾液の初期量ｍ３／ｍ２（ガロン／ｆｔ ² で測定される）によって判断された。効率は、テストされる濾過システムから収集された濾液の透明度から判断された。セル溶解物でのテストは、約６．８から７．３ｐＨで行われた。

例４
全厚さ６０グレード媒体は、半分の厚さの３０グレード媒体又は半分の厚さの１０グレード媒体と結合された半分の厚さの６０グレード媒体と比較された。２つの半分の厚さのフィルター媒体が合成されると、完全な厚さの６０グレード媒体と同一の寸法になった。また、各半分の厚さのフィルター媒体層は、実質的に、他の層と同一の寸法であった。表１のデータによって示されるように、半分の厚さの３０グレード媒体を半分の厚さの６０グレード媒体に結合させることにより、フィルターの寿命は、完全な厚さの３０又は６０グレードのみのものと比べて劇的に改良された。半分の厚さの１０グレード媒体を備える半分の厚さの６０グレード媒体の追加は、完全な厚さの３０及び６０グレード媒体、及び、結合された半分の厚さ３０／６０グレード媒体よりもかなり改良された寿命を提供した。実際のところ、グレードとグレードの組み合わせにおける、フィルター効率にはそれほどの差異は確認されなかった。

例５
完全な厚さの９０グレード媒体を、半分の厚さの６０グレード媒体、半分の厚さの３０グレード媒体、又は、半分の厚さの１０グレード媒体と組合された半分の厚さ９０グレード媒体と比較した。２つの半分の厚さのフィルター媒体は、結合されると、完全な厚さの９０グレード媒体と同一寸法であった。また、各半分の厚さフィルター媒体層は、実質的に他の層と同一の寸法であった。表２のデータに示されるように、フィルターの寿命は、半分の厚さの１０，３０及び６０グレード媒体を半分の厚さの９０グレード媒体に結合させた場合、完全な厚さの９０グレードのみと比べると劇的に改良される。フィルターの寿命における改良は、特定のグレードの開放性と相似していた。実際のところ、グレードとグレードの組み合わせにおける、フィルター効率にはそれほどの差異は確認されなかった。