JP2018047468A - チャンネルデプス濾過媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、濾過媒体の寿命を延長しながら、体積濾過能力の増加のための少なくとも1つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体に関する。
【解決手段】フィルタ寿命を延長しながら、濾過効率の増大のために、媒体層の間における崩壊を防止するようにチャンネルデプス層を組み込む、流体濾過媒体が開示される。本発明は、流体濾過媒体に係り、より特別には、濾過媒体寿命を延長しながら、積濾過能力の増大のために、少なくとも1つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体に関する。
【選択図】図2
【解決手段】フィルタ寿命を延長しながら、濾過効率の増大のために、媒体層の間における崩壊を防止するようにチャンネルデプス層を組み込む、流体濾過媒体が開示される。本発明は、流体濾過媒体に係り、より特別には、濾過媒体寿命を延長しながら、積濾過能力の増大のために、少なくとも1つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体に関する。
【選択図】図2
Description
本発明は、流体濾過媒体(fluid filtration media)に係り、より特別には、濾過媒体の寿命を延長しながら、体積濾過能力の増大のための少なくとも1つのチャンネルデプス(channel depth)層を具備する、流体濾過媒体に関する。
自動車燃料用等の既存の濾過媒体システムは、勾配型フィルタ構造を形成するように構成された、複数の繊維層を具備する。勾配構造フィルタは、流体が層を通って流れるに従い、減少する細孔寸法と、次第に、より小さな粒子を捕捉する構造と、を備える繊維層を有する。フィルタ設計の幾つかの重要な項目は、微粒子除去における有効性と、用途に適した寸法比率と、保守及び関連する費用を制限するための、延長されたフィルタ寿命と、を含む。フィルタの寿命が特に重要である一例は、燃料タンクの内部に設置される、自動車用フィルタである。これらのフィルタは、有用性の持続期間を増加させ且つフィルタを交換する必要性を軽減するように長寿命を有することが必要である。このようなフィルタの交換は、車両からの燃料タンクの取り外し及び豊富なサービス時間を必要とする。
本発明は、濾過媒体の寿命を延長しながら、体積濾過能力の増加のための少なくとも1つのチャンネルデプス層を具備する、流体濾過媒体を提供する。本開示の様々な形態は、厳しい微粒子条件における長いフィルタ寿命を必要とする用途を含む、改善された柔軟性及び増大されたフィルタ寿命を提供する。
一実施例において、本発明は、不織布材料から形成された第1と第2の媒体層と、不織布の媒体層間に配置された、押出成形されたメッシュ(網)材料から形成されたチャンネルデプス層と、を具備する濾過媒体を具備してもよい。第1と第2の媒体層は、任意の適切な濾過材料から形成されてもよいが、しかしメルトブロー(melt blown)フィラメントから形成されることが好ましい。チャンネルデプス層の厚さは、約0.25〜4mmまでで変化してもよい一方で、第1と第2の媒体層の厚さは、約125〜500μmまでの範囲にあってもよい。チャンネルデプス層は、第1と第2の媒体層の間に配置されており、不織布繊維のための支持を提供するように、前の層に比べて少なくとも125%で、より大きい厚さを有する。チャンネルデプス層はまた、50〜1000までの範囲の、好適には80〜150までの範囲の、更に最も好適には約114の、ストランド(糸束)数(センチメートル当たりの織り糸)に対するストランド寸法(μm)の比を有する、複数の繊維から形成されてもよい。
この実施例において、チャンネルデプス層は、約0.25〜2.5mmまでの範囲の公称厚さを有してもよく、幾つかの別の実施例において、チャンネルデプス層は、約0.5〜0.9mmまでの範囲の、更に好適には約0.65〜0.77mmまでの範囲の、公称厚さを有してもよい。チャンネルデプス層のストランド寸法は、直径において100〜1000μmまでの範囲にあってもよい。幾つかの実施例において、ストランド寸法は、直径において、200〜600μmまでの範囲にあってもよく、最も好適には400μmであってもよい。用語「直径」は、ストランド寸法に関連して検討されるが、互い違いの断面形状(例えば、正方形、長方形、台形等)を具備する、ストランドは、本明細書で検討される、ストランド寸法の直径に対応する、断面幅で同様に実施されてもよいことが理解されてもよい。チャンネルデプス層のストランドは、第1の方向と第2の方向とを有する、交差する形態で配置される。
第1の方向におけるストランド間隔は、センチメートル当たり1〜6ストランドの範囲にあってもよく、第2の方向においてセンチメートル当たり1〜6ストランドの範囲であってもよい。幾つかの実施例において、第1の方向のストランド間隔は、センチメートル当たり3〜4ストランドの範囲にあってもよく、第2の方向においてセンチメートル当たり3〜4ストランドの範囲にあってもよい。第1の方向のストランドは、45から135°までの範囲の、更に好適には、約90°で第2の方向のストランドと交差してもよい。幾つかの実施例において、濾過媒体は、第3の不織布の媒体層と、第2の不織布の媒体層と第3の不織布の媒体層との間に配置された、第2のチャンネルデプス層と、を更に具備してもよい。別の実施例において、チャンネルデプス層はまた、実施例に応じて、第1と第2の不織布の媒体層の間又は第2と第3の不織布の媒体層の間のいずれかに配置されてもよい。幾つかの実施例において、チャンネルデプス層はまた、第1と第2の媒体層の間又は第2と第3の媒体層の間において省略されてもよい。
本明細書において開示された濾過媒体は、勾配型デプス濾過媒体として更に定義されてもよく、濾過媒体を通る流れ方向は、第2の不織布の媒体層の前に、第1の不織布の媒体層に接触しており、第2の不織布の媒体層の気孔率は、第1の不織布の媒体層の気孔率よりも小さい。第3の媒体層を有する実施例において、流れの方向はまた、第3の媒体層の前に、第2の媒体層に接触してもよく、第3の媒体層の細孔寸法は、第2の媒体層の細孔寸法より小さくてもよい。この実施例において、濾過媒体は、第1と第2の媒体層を挟む第1と第2のキャリア層を更に具備してもよい。キャリア層は、任意の適切な濾過材料により構成されてもよいが、しかしスパンボンド(spun-bond 紡ぎ結合)材料を具備することが好ましい。キャリア層は、脆弱なメルトブローフィラメントに支持を提供するように、濾過媒体に含まれてもよい。
別の実施例において、本発明は、流れ方向において減少する気孔率を有するように形成される、第1の媒体層及び第2の媒体層を有する、濾過媒体を具備してもよい。第1と第2の媒体層の間において、チャンネルデプス層は、開口を画定する複数の交差する繊維を具備するように配置されてもよい。流体が濾過媒体を介して流れる場合に、第1の媒体層は、チャンネルデプス層の開口内に延びてもよい。チャンネルデプス媒体層の開口は、第1の媒体層のストランド寸法に比べて少なくとも50倍で、より大きい一方向おける間隔を有していてもよい。開口の最大寸法は、好適には約2000〜3500μm、最も好適には約2700μmである。チャンネルデプス層内に延びる第1の濾過媒体層を提供するために、チャンネルデプス層は、100〜1000μmまでの範囲の、好適には200〜600μmの範囲の公称直径を有する複数のストランドを具備してもよい。
チャンネルデプス層の厚さは、約0.25〜2.5mmまで変化してもよく、幾つかの実施例において、0.5〜0.9mmの範囲であってもよい。第1と第2の媒体層の厚さは、約200〜600μmまでの範囲であってよい。一般的に、チャンネルデプス層は、第1と第2の媒体層より厚くてもよく、前の層の125%の厚さを有することが好ましくてもよい。チャンネルデプス層はまた、50〜1000までの範囲の、好適には80から150までの範囲の、更に最も好適には約114のストランド数(センチメートル当たりの織り糸)に対するストランド寸法(μm)の比を有してもよい。
この実施例において、チャンネルデプス層の繊維は、押出成形されたメッシュから形成されることが好ましい。複数の繊維は、第1の方向においてセンチメートル当たり2〜6ストランドで且つ第2の方向においてセンチメートル当たり2〜6ストランドの範囲で構成されてもよい。幾つかの実施例において、第1の方向のストランド間隔は、第1の方向においてセンチメートル当たり3〜4ストランドで且つ第2の方向においてセンチメートル当たり3〜4ストランドの範囲であってもよい。第1の方向は、第2の方向に対して更に角度が付けられてもよい。幾つかの実施例において、第1の方向のストランド間隔は、第2の方向のストランド間隔とは異なってもよい。
第1の繊維の方向と第2の繊維方向との間の交差角度は、変化してもよいが、しかし45〜135°までの範囲の角度で、好適には約90°で交差することが好ましい。繊維は、各交点において、更に接続されるか又は一緒に形成されてもよい。この実施例は、流れの方向に対して、第1と第2の媒体層の上流に第3の媒体層を更に具備してもよく、幾つかの実施例において、第3の媒体層と第1の媒体層との間に配置された、第2のチャンネルデプス層を更に具備してもよい。
開示された濾過媒体は、燃料フィルタ用の公称流量と比較すると、増加された流量の範囲で適用可能であるが、フィルタは、毎分0.005m3未満の流量を有する、システムに適用することが好ましいことに留意することも重要である。
別の適用分野は、本明細書において提示される記載から明らかになるであろう。説明及び特定の例は、例示の目的のみを意図するものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。
本明細書に記載の濾過媒体は、これに限定されないが、例えば、無鉛燃料又はディーゼル燃料、油圧流体、潤滑油、尿素、別の流体(液体及び気体の両者)等の、燃料を含む多数の流体の濾過において利用可能であり、そこ(濾過媒体)では、増大された濾過寿命及び増加する流体の流れが求められる。便宜上、濾過媒体は、本明細書において、燃料濾過において使用するためのものとして説明される。濾過媒体の概念の説明を補助するために、図1は、本明細書に記載の濾過媒体を使用可能である、自動車のタンク内に収容された燃料モジュールを示す。濾過媒体は、燃料モジュールの底部に設置された吸込みフィルタ10に組み込み可能である。タンク内に収容された燃料モジュールの構成及び動作は、当技術分野において公知である。開示された濾過媒体の別の用途は、可能であり、燃料タンクの内側と外側の両方に配置される、種々の燃料フィルタを含む。
図2を参照すると、本発明の教示に従って構成された、濾過媒体20の実施例が示される。濾過媒体20は、例えば、その開示が参考文献として本明細書に組み込まれる特許文献1に開示されるようなフィルタの改善である。濾過媒体20は、第1の媒体層22aと第2の媒体層22bと第3の媒体層22cとして更に示される、燃料の濾過に適した濾過媒体22を具備しており、各々(各媒体層)は、矢印により示される流体の流れ方向に対して減少する気孔率を有する。濾過媒体20はまた、図2に示される不織布濾過媒体の2つのキャリア(担体)層24と26を具備することが好ましい。 キャリア層24、26は、スパンボンド(spun bond)されることが好ましく、静電気散逸性要素を更に具備してもよい。濾過媒体20はまた、外側シェル(殻)層28を具備することが好ましい。
濾過媒体22は、濾過媒体20が使用される、流体を濾過するのに適した任意の媒体であってもよい。燃料の場合において、濾過媒体22は、燃料を濾過するために十分であることが当業者に既知である、多数の媒体の内のいずれかであってもよい。例えば、濾過媒体22は、好適には、メルトブローフィラメントの複数の不織布層22a、22b、22cを具備する、勾配型デプス(gradient depth)濾過媒体であってもよい。幾つかの実施例において、濾過媒体は、構造において勾配がない、単一の媒体層又は複数の媒体層を具備してもよい。層22a−22cは、燃料の流れの方向においてフィラメント及び孔寸法を減少させることにより配置されており、微粒子状物質の勾配のある濾過を提供する。その結果として、第1の媒体層22aは、第1の気孔率を有しており、第2の媒体層22bは、より小さい気孔率を有し、第3の媒体層22cは、最も小さい気孔率を有する。勾配密度型メルトブロー濾過媒体層の例は、当技術分野で公知であり、その適切な例は、以下の参考文献:即ち、特許文献2、特許文献3及び特許文献4に開示される。上記列挙の参考文献は、それらの全体が参考文献として本明細書に組み込まれる。
濾過媒体20の外側シェル層28は、例えば、ナイロン、ポリエステル、アセタール又はテフロン(登録商標)等の、任意の適切な耐燃料性且つ不浸透性材料の押出成形メッシュからから構成されることが好ましいが、しかしながら、それはまた、十分な耐久性を示す任意の不織布又は織布材料により構成されてもよい。外側シェル層28の相対的な粗さは、濾過媒体20のための非常に安定していて且つ耐摩耗性の外側カバーを提供する。外側メッシュ層28は、押出成形されるが、しかしそれは織物の外観を有する。縦糸フィラメント及び横糸フィラメントが各交点において接続されるか又は一体的に形成されるので、フィラメントの隙間は非常に均一である。この形態は、パンタグラフに対する耐性による卓越した寸法的安定性と、メッシュの強度による頑丈さと、その優れた耐摩耗性とを有する、押出成形されたメッシュの外側メッシュ層を結果としてもたらす。ここで用いるように、用語の「パンタグラフ」は、(織布材料の)見本の側部が引っ張られるか又は押される時に、パンタグラフのように変形するか又は折り畳まれる織布材料の見本の傾向又は能力を説明する。本明細書中で使用されてもよい、外側シェルの一実施例は、本明細書に参考文献として更に組み込まれる、特許文献5に関係する。
濾過媒体20のキャリア層24と26は、スパンボンドのナイロンフィラメントから構成されてもよいが、しかしまた、スパンボンドのポリエステル、アセタール、テフロン(登録商標)、又は別の安定した耐燃料性材料であってもよい。本明細書中で使用されるように、用語の「スパンボンドフィラメント及びスパンボンド濾過媒体」は、フィラメントがその細くなることを停止する、成形の際に直ちに冷たい空気を適用することにより冷却される、不織布材料のそのクラス(等級)を説明する。そのようなフィラメントの直径は、約100μmであってもよいが、しかしまた50〜200μmの間の範囲であってもよい。
キャリア層24及び/又は26は、静電気散逸性要素を更に具備してもよい。本明細書において使用されるように、用語の「静電気散逸性及び静電気散逸性」要素は、ESD協会により静電気散逸性であるとして分類された、物質のそのクラスを説明する。ESD協会によれば、材料は、それが1x 105Ω/sq(面)以上であるが1x 1012Ω/sq未満の表面抵抗率又は1x 104Ω/cm2以上であるが1x 1012Ω/cm2未満の体積抵抗率を有する場合に、静電気散逸性であると分類される。濾過媒体における静電気散逸性層の実施の例は、その全体が参考文献として本明細書に組み込まれる、特許文献3である。
静電気散逸性材料に関して、電荷は、導電性材料に比べて、よりゆっくりと且つ幾分より制御された状態で接地に流れる。材料が、静電気散逸性としてまだ分類されないが、静電気的に散逸可能であることを実現することが重要である。ESD協会に従って導電性として分類されるであろう多数の材料は、この基準に合致する。静電気散逸性繊維は、炭素又は金属繊維等の単一の成分材料を具備可能である。おおよその状況において、炭素又は金属の粉末又は粒子は、本質的に散逸性ポリマーであり得るとして使用可能である。
濾過媒体22は、流体の流れの方向において、気孔率において減少する、メルトブロー濾過媒体により構成されてもよい。メルトブロー濾過媒体の第1の媒体層22aは、キャリア層24に隣接して配置されており、10μmより大きく、好適には約10〜25μmの範囲の公称直径を有する、フィラメントを具備する。約10μm及び好適には、約5〜15μmの範囲の公称フィラメント寸法を有する、メルトブロー濾過媒体の第2の媒体層22bは、第1の媒体層22aに隣接する。約10μm未満及び好適には、約1〜5μmの範囲の公称フィラメント寸法を有する、メルトブロー濾過媒体の第3の媒体層22cは、第2の媒体層22bに隣接する。本明細書中で使用されるように、用語の「メルトブローフィラメント及びメルトブロー濾過媒体」は、フィラメントがその細くなることを促進するように成形する際に直ちに熱風を適用することにより高温に維持される、不織布材料のそのクラスを説明する。一般的に、メルトブローフィラメントは、スパンボンドされたフィラメントに比べて10倍程度でより小さいので、直径において公称で10μmであり、直ちに5〜20μmの範囲であってもよい。列挙されたフィラメントの寸法は一例であり、単に例示のためであり、限定することを意図しないことが理解されるべきである。
図(例えば、図2及び図6〜8)において層の間に示された隙間が存在するが、これは、濾過媒体20の説明において便利であることに留意すべきである。実際の実施において、様々な層の間において隙間は存在しない(あるいは、少なくとも最小限である)。キャリア層24と26は、フィルタ層22a〜22cにより共に巻取り可能であり、熱、機械的溶接、接着剤又は結合剤を用いて、それに結合可能である。同様に、フィルタ層22a−22cは、熱、機械的溶接、接着剤又は結合剤を用いて、キャリア層26に結合可能である。
従来技術の濾過媒体の限界が発見されており、本明細書において従来技術の濾過媒体の設計上の改善を強調するように開示される。特には、従来の濾過媒体は、濾過媒体層の間における、特には、内部のメルトブロー層間における崩壊に起因して、能力を失うことが発見された。流体の流れが、媒体層を通過する際に、第1の媒体層は、第2の媒体層内に圧縮可能であり、同様に第2の媒体層は、第3の媒体層等に圧縮可能であること等が発見された。フィルタ業界における好適な解決案は、濾過媒体における崩壊を説明しない。それぞれの媒体層の勾配(ロフト)及び繊維数を増加させることによるフィルタの寿命を向上させる当初の試みは、濾過媒体層間における崩壊を防止しない。
同様に、従来技術の濾過媒体の設計は、例えば、内部メルトブロー層の厚さを増大すること等の、微粒子保持能力を高めるための、増大されたフィルタ比率を示唆するが、しかし、フィルタの比率を増大することは、限られた空間を必要とする燃料フィルタ用途にとって望ましくない。従来の濾過媒体とは対照的に、本開示は、性能を維持し、更にフィルタ寿命を改善するために必要であると以前は考えられてきた、付加的な厚さとフィルタの比率と繊維寸法との要求を軽減させながら、改善されたフィルタの寿命を提供する。
再び図2を参照すると、本開示に従って、チャンネルデプス層30を具備する、濾過媒体の実施例が示される。第1のチャンネルデプス層32は、第1の媒体層22aと第2の媒体層22bとの間に配置されており、第2のチャンネルデプス層34は、第2の媒体層22bと第3の媒体層22cとの間に配置される。本実施例において、流体の流れが、濾過媒体20を通過する時に、第1の媒体層22aは、第1のチャンネルデプス層32に接触する。従来のフィルタ設計は、チャンネルデプス層がフィルタ寿命を減少させるであろうことを示唆するが、その理由は、それが第1の媒体層22aの有効性を制限するからである。従来の教示とは反対に、第1の媒体は、第1のチャンネルデプス層32と接触し、更に第2の媒体層22b内への崩壊に起因して通常失われるであろう、有効性を維持することが発見された。
具体的には、改善された濾過寿命は、溝深媒体層20間のチャンネルデプス層30を適用する場合に、チャンネルデプス層30内の拡大された孔開口により支持される、媒体層22間の、増大された容量によるものであると現在理解されている。流体圧力が第1の媒体層を第1のチャンネルデプス層32内に押し込むので、第1の媒体層22aの繊維は、第1のチャンネルデプスの層32の開口内に伸びることにより、濾過において有効な状態を維持する。チャンネルデプス層30の開口は、第1の媒体層22aが、第2の媒体層22b内に崩壊して、崩壊に起因する減少された能力に苦しませるよりもむしろ、上流側の第1の媒体層22aに支持を提供する。
開示された濾過媒体20の寿命は、汚染物質が濾過媒体20の寿命を通して蓄積する場合に、改善された負荷処理により更に延長する。濾過媒体には、ゴミ及び汚染物質が堆積するので、制限された流体の流れにより濾過媒体20に構築された圧力は、第1の媒体層22aにより、第1のチャンネルデプス層32を押圧する。第1の媒体層22aは、第1のチャンネルデプス層32の開口内に伸びており、第1の媒体層22aの不織布繊維が捕捉された汚れを第2の媒体層22bに対して解放することを可能にし、更に濾過媒体20のごみ保持能力を高めることを可能にする。媒体層の間に捕捉されたゴミを共有することにより、チャンネルデプス媒体30を具備する、開示された濾過媒体20は、チャンネルデプス層30を具備しない従来の媒体に比べて、フィルタ層22において、より多くのゴミを捕捉することができる。
本実施例は、第2の媒体層22bと第3の媒体層22cとの間に配置された、第2のチャンネルデプス層34を更に具備することが好ましい。第1の媒体層22aと同様に、第2の媒体層22bは、流体圧力が適用される場合に、第2のチャンネルデプス層34に対して押し込まれて、更にそうでなければ第3の媒体層22c内への崩壊からもたらされるであろう、効率を維持する。
濾過媒体20の溝深さ層30は、例えば、ナイロン、ポリエステル、アセタール又はテフロン(登録商標)等の任意の適切な耐燃料性で且つ不浸透性材料の押出成形メッシュにより構成されてもよい。押出成形されたメッシュが指定されるが、別の実施例において、チャンネルデプス層は、織布材料、打ち抜き膜、成形された材料、射出成形材料等を含む、別の材料により構成されてもよい。チャンネルデプス層30は、100〜1000μmまでのストランド寸法を有する、複数の繊維を更に具備してもよく、それ(そのストランド寸法)は、追加的な安定性を提供するが、しかし、より重要には、媒体層22が、チャンネルデプス層30の開口内に伸長することを可能にして、隣接する媒体層22内に崩壊しないことを可能にする。好適な実施例において、チャンネルデプス層の平均ストランド寸法は、400μmであってもよい。チャンネルデプス層30の繊維は、縦糸と横糸繊維の交差する構成(図3、3A及び3Bを参照)により織られるように見えるが、しかし、この実施例における繊維は、各交点において、実際に接続するか又は一体的に形成される。繊維間の接続は、パンタグラフに対するメッシュの抵抗により、繊維又はストランド間における非常に均一な間隔と優れた寸法的安定性とを提供する。
ここで図3、3A及び3Bを参照すると、チャンネルデプス層30の好適な実施の形態の詳細な絵的な図が、開示された本発明の教示に従って示される。チャンネルデプス層30の各ストランドは、縦糸方向36においてセンチメートル(cm)当たり3〜4ストランドの実質的に均一な間隔で、及び横糸方向38においてセンチメートル当たり3〜4ストランドの実質的に均一な間隔で構成されてもよい。「実質的に均一であること」は、当技術分野で知られるように、ストランド間隔及び平行な整列の維持において、例えば、15%変動等のある程度の自然の変動を含む。1つの好適な実施例において、ストランド間の平均間隔は、縦糸方向36においてセンチメートル当たり1〜6、好適には、3〜4ストランドで、且つ横糸方向38においてセンチメートル当たり1〜6、好適には、3〜4ストランドであってもよい。第1の方向のストランドは、45〜135°の範囲の、好適には約90度の角度で第2の方向のストランドと交差してもよい。縦糸と横糸方向が、参考として本明細書において示されるが、用語は、理解を容易にするように使用されており、織布材料に関して本明細書において適用される方向上の用語は、同等物に関して置換可能に使用されてもよいことが理解されるべきである。チャンネルデプス層の縦糸と横糸の繊維の別の図解の実施例は、2〜4mmの範囲の縦糸ストランド間隔WA及び1〜3mmの範囲の横糸ストランド間隔WEを具備してもよい。
縦糸と横糸ストランドの直径は、約100〜1000μmの直径で変化してもよい。1つの好適な実施の形態において、縦糸ストランドは、直径において200〜600μmの範囲であってよい一方で、横糸ストランドは、直径において200〜600μmまでで変化してもよい。更に別の実施例において、縦糸ストランドの公称直径は、400μmであってもよい一方で、横糸ストランドの公称直径は400μmであってもよい。前記の観点において、チャンネルデプス媒体層の開口は、第1の媒体層のストランド寸法に比べて、少なくとも50倍で、より大きい1つの方向における間隔を有していてもよい。開口の最大寸法は、好適には、約2000〜3500μm、最も好適には、約2700μmである。
図3Aは、横糸方向38のストランドから約90°で角度が付けられる、縦糸方向36のストランドを示す。例えば、押出成形又は別の成形技術等の、成形方法により、繊維は、各交点において、接続されており、更に一体的に又は単一的に形成されることが好ましい。各交点における方向性のあるストランド36、38間におけるこの一体的な成形は、図3Bに示されており、ストランドの組み合わされた直径未満のチャンネルデプス層32の厚さをもたらしてもよい。例えば、ストランドは、約200〜600μmの公称直径を有してもよい一方で、チャンネルデプス層32の厚さは、約0.25〜0.09mmの範囲(400〜1200μmの組み合わされた直径よりわずかに小さい)にあってもよい。
開示された本発明の別の実施例は、本明細書に記載の典型的な範囲から変動してもよく、開示された発明の精神と一致する状態を維持する。例えば、幾つかの実施例において、縦糸36は、横糸ストランド38に比べて、直径及び間隔の両方において、より大きくてもよい(例えば、3:2又は2:1の比により)一方で、横糸ストランドは、縦糸ストランドに比べて、センチメートル当たりより多くのストランドを有してもよい。幾つかの実施例において、縦糸ストランドは、横糸ストランドと同じ直径及び間隔を有してもよい。チャンネルデプス層はまた、50〜1000の範囲、好適には80〜1500の範囲、そして最も好適には約114の、ストランド数(センチメートル当たりの織り糸)に対するストランド寸法(μm)の比を有する、複数の繊維から形成されてもよい。
図4及び5を参照すると、図2の濾過媒体20の実施例の断面図が示される。濾過媒体20は、第1の媒体層22aと第2の媒体層22bとの間に配置された第1のチャンネルデプス層32と、第2の媒体層22bと第3の媒体層22cとの間に配置された第2のチャンネルデプス層34と、を具備する。好適な実施例において、第1のチャンネルデプス層32の厚さd1は、前の媒体層22aの厚さd2の少なくとも125%である。チャンネルデプス層32は、約0.25〜2.5mmの範囲、更に好適には0.50〜0.90mmの範囲の厚さd1を有してもよい。前の媒体層22aは、約125〜500μmの範囲の厚さd2を有してもよい。典型的な一実施例において、チャンネルデプス層32の厚さd1は、約0.65〜0.77mmであってもよい。ほとんどの場合において、チャンネルデプス層は、前の媒体層に比べてより厚くあるべきである。チャンネルデプス層30と前の媒体層22との間の関係は、本明細書に開示される、チャンネルデプス層30と上流側の媒体層22との別の用途に適用されてもよい(例えば、第2のチャンネルデプス層34及び第2の媒体層22b)。
図6及び7を参照すると、単一のチャンネルデプス層40を具備する、濾過媒体20の別の実施例が、本開示に従って図示される。図6を参照すると、単一のチャンネルデプス層40は、第2の媒体層22bと第3の媒体層22cとの間に配置される。図7を参照すると、単一のチャンネルデプス層40は、第1の媒体層22aと第2の媒体層22bとの間に配置される。
図6及び図7の実施例は、単一のチャンネルデプス層40だけを適用しながら、図2に示される、改善された媒体層20の効率及び改善された寿命の同様の特徴を実証する。これらの実施例は、厚さ及び繊維数を減少させながら、増大した流量条件下においてさえも、増加したフィルタ寿命を可能にすることにより、本開示の有益性を更に実証する。これらの実施例はまた、増大したフィルタ寸法比率を必要としないで、延長したフィルタ寿命を提供する。現在示した実施例は、現代の燃料システムにおいて入手可能な限られた寸法比率に準拠しながら、本濾過用途において、延長したフィルタ寿命を可能にするように適用されてもよい。開示された実施例は、本質的に例示であり、本開示を限定するものとして考えるべきではない。
図8を参照すると、単一のチャンネルデプス層40及び減少された媒体層22とを具備する、濾過媒体の好適な実施例が、本開示に従って図示される。この実施例において、単一のチャンネルデプス層40は、第2の媒体層22bと第3の媒体層22cとの間に配置される。第1の媒体層22aは、この実施例では省略される。この例は、濾過媒体層22の間に配置された、開示のチャンネルデプス層30の利点を更に例示する。この実施例は、燃料フィルタにおける改善された実施例に関するフィルタ寸法比率の更なる低減と、改善されたフィルタ寿命とを可能にする。
本明細書に記載の濾過媒体は、その精神又は特徴から逸脱することなく別の形態で具体化されてもよい。記載された実施形態は、全ての点において、単なる例示であり、限定的ではないと考えられるべきである。従って、本発明の範囲は、前述の説明によるよりもむしろ、添付の特許請求の範囲により指定される。特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲内に入る、全ての変更は、それらの範囲内に包含されるべきである。
Claims (23)
- 濾過媒体であって
不織布材料から形成された第1の媒体層と、
不織材布料から形成された第2の媒体層と、
第1の媒体層と第2の媒体層との間に配置される、押出成形されたメッシュ材料から形成されたチャンネルデプス層と、を具備することを特徴とする濾過媒体。 - 前記チャンネルデプス層は、約0.25〜2.5mmの範囲の厚さを有しており、
前記第1と第2の媒体層は、約125〜500μmの範囲の厚さを有しており、
前記チャンネルデプス層は、前記第1と第2の媒体層に比べてより厚い、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。 - 前記チャンネルデプス層は、80〜150までの範囲の、ストランド数(センチメートル当たりの織り糸)に対するストランド寸法(μm)の比を有する、複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、媒体層の厚さの少なくとも125%である、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、200〜600μmの範囲の公称直径を有する、複数のストランドを具備する、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、約0.5〜0.9mmの範囲の公称厚さを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、第1の方向においてセンチメートル当たり2〜6ストランドと、前記第1の方向に対して角度が付けられた第2の方向において、センチメートル当たり2〜6ストランドとにより構成された複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 不織布層は、メルトブローフィラメントを具備する、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 濾過媒体を通る流れ方向は、前記第2の媒体層の前に、前記第1の媒体層に接触し、前記第2の媒体層の気孔率は、前記第1の媒体層の気孔率に比べてより小さい、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 第3の不織布の媒体層を更に具備する、ことを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 前記第2の媒体層と前記第3の媒体層との間に配置された第2のチャンネルデプス層を更に具備する、ことを特徴とする請求項10に記載の濾過媒体。
- チャンネルデプス層が、前記第3の媒体層と前記第2の媒体層との間に配置されない、ことを特徴とする請求項10に記載の濾過媒体。
- 濾過媒体を通る流れの方向は、前記第3の媒体層の前に、前記第2の媒体層に接触し、前記第3の媒体層の細孔寸法は、第2の媒体層の孔寸法に比べてより小さい、ことを特徴とする請求項10に記載の濾過媒体。
- 前記第1と第2の媒体層をその間に挟む、第1と第2のキャリア層を更に具備しており、前記第1と第2のキャリア層は、スパンボンド材料であることを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 前記フィルタは毎分0.005m3未満の流量で作動することを特徴とする請求項1に記載の濾過媒体。
- 濾過媒体であって、
流れ方向において減少する気孔率を有するように形成される、第1の媒体層及び第2の媒体層と、
開口を画定する、複数の交差する繊維を具備するチャンネルデプス層と、を具備する濾過媒体において、
前記チャンネルデプス層は、前記第1の媒体層と前記第2の媒体層との間に配置されており、
前記開口は、前記第1の媒体層のストランド寸法に比べて、少なくとも50倍で、より大きい1つの方向における間隔を有する、ことを特徴とする濾過媒体。 - 前記チャンネルデプス層は、約0.25〜2.5mmの範囲の厚さを有しており、
前記第1と第2の媒体層は、約125〜500μmの範囲の厚さを有しており、
前記チャンネルデプス層は、前記第1と第2の媒体層に比べてより厚い、ことを特徴とする請求項16に記載の濾過媒体。 - 前記チャンネルデプス層は、80〜150までの範囲の、ストランド数(センチメートル当たりの織り糸)に対するストランド寸法(μm)の比を有する、複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項16に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、前記第1の媒体層の厚さの少なくとも125%である、ことを特徴とする請求項16に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、約0.65〜0.77mmの範囲の公称厚さを有する、ことを特徴とする請求項16に記載の濾過媒体。
- 前記チャンネルデプス層は、第1の方向においてセンチメートル当たり3〜4ストランドと、前記第1の方向に対して角度が付けられた第2の方向において、センチメートル当たり3〜4ストランドと、により構成された複数の繊維から形成される、ことを特徴とする請求項16に記載の濾過媒体。
- 前記開口の最大寸法は、約2000〜3500μmである、ことを特徴とする請求項21に記載の濾過媒体。
- 前記第1と第2の方向は、複数の交点において交差して接続する、ことを特徴とする請求項22に記載の濾過媒体。
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