JP6862450B2 - 改善された効率を有する水−炭化水素エマルションから水を除去するためのフィルター媒体 - Google Patents

Description

本発明は、水−炭化水素エマルションから水を除去するための新規の燃料水分離媒体、該媒体を調製するための方法、該媒体を含む燃料水分離器、及び水−炭化水素エマルションから水を除去するための該媒体の使用に関する。

燃料から乳化した水を効率的に除去するフィルター媒体の需要が高まっている。具体的に、新規の（バイオ）ディーゼル及びガソリンエンジンシステムにおける効果的な燃料−水分離は、燃料中の多量の乳化した水に関連する公知の問題を回避するために、水除去に関して効率的である媒体を必要とする。例えば、多量の水は、水の汚染によって生じる潤滑及び／又は腐食保護の欠如により、気化器、燃料噴射システム、及びエンジン自体の性能に重大な影響を及ぼし得る。最終的に、水の汚染は、燃料システムにおいて摩耗及び裂傷の増加をもたらし得る。さらに、気化器及び／又は燃料ポンプの閉塞又は損傷が生じることがある。

ますます厳しくなっている排ガス規制に加えて、達成された水除去効率を著しく犠牲にすることがなく、それにより、空間／重量、結果として燃料を節約するより小さなフィルターの需要も高まっている。より少ない燃料消費は、結果としてより少ない二酸化炭素排出をもたらし、従って、車両排ガス規制を満たすために望ましい。

先行技術の幾つかのフィルター媒体は、十分に高い燃料−水分離効率を達成するために、撥水添加剤で浸潤されているが、なぜなら、これらの添加剤は濾過プロセス中に水滴の合体を高めるからである。通常、これらの撥水添加剤は、環境上の理由から望ましくないことがあるシリコーン又はフッ化炭化水素である。

公知の燃料水分離器フィルター媒体は、典型的には、メルトブローン合成繊維などの合成繊維を高率で含むか、あるいは合成繊維のみからなる。しかしながら、これらのフィルター媒体は、特に燃焼機関に関連する過酷な条件下で作業する場合、プリーツ加工できないか、又はそれ自体自立できない。結果として、これらの媒体は、プラスチック又はワイヤメッシュの裏地などの何らかの追加の機械的支持層とともにプリーツ加工され、補強されなければならない。さらに、高い度合いの合成繊維で作られた媒体は、典型的にドレープを示す傾向があり、それらは剛性及び堅さが不十分であり、追加の支持なしではプリーツの崩壊を引き起こす。先行技術に開示されているような１００％合成媒体は、合成繊維の熱的及び機械的特性により、波形又はプリーツ構造などの溝加工パターンを維持することができない。しかしながら、溝加工パターンは典型的に、フィルター媒体の表面を増大し、それによりフィルター媒体の所望の高燃料−水除去効率を提供できるようにするために重要である。

対処すべき別の問題は、顧客がフィルター媒体のより長い補修間隔を望むことである。このことは、より長い時間にわたって高効率で水−燃料エマルションから水を除去することができる燃料水分離媒体を提供する場合に達成され得る。従って、例えばフィルターの閉塞又は摩耗による経時的な水除去効率の著しい損失は不利である。

従って、本発明の目的は、上記問題に対処する水−燃料エマルションから水を除去するための改善されたフィルター媒体を提供することである。

この要約は、本発明の広範な概要ではない。本発明の重要な要素を特定することも、本発明の範囲を説明することも意図していない。以下の要約は単に、本発明の例示的な実施形態のより詳細な記載の前置きとして、簡略化された形態で本発明の幾つかの概念を示す。

本発明は、（Ａ）ナノファイバーを含む第１層と、（Ｂ）セルロース繊維を含む繊維ウェブを含む第２層とを含む、水−炭化水素エマルションから水を除去するための燃料水分離媒体に関する。ナノファイバーは、約５０〜３５０ｎｍ、例えば約１００〜３００ｎｍの平均繊維直径を有する。燃料水分離媒体は、約１００〜３００ｇ／ｍ^２、例えば約１５０〜３００ｇ／ｍ^２の坪量を有し、好ましくは約１０％未満、より好ましくは約５％未満の水除去効率の正味変化を有することを特徴とする。水除去効率の正味変化は、ＳＡＥＪ１４８８に従って１６５分後及び１５分後に測定された水除去効率の差として定義される。

任意の特定の理論に制約されることを望むことなく、出願人は驚くべきことに、
−ナノファイバーを含む特定の層であって、ナノファイバーは特定の平均繊維直径を有する、特定の層；及び
−セルロース繊維を含む特定の繊維ウェブ；
の組み合わせを含む、本発明の燃料水分離媒体であって、また、
−約１００〜３００ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）の特定の坪量
を有する、燃料水分離媒体を提供することによって、水除去効率及び長時間効果の両方の観点でより良いバランスの燃料水分離性能が達成され得ることを観察した。

比較例及び本発明のフィルター媒体の構造を示す図である。 比較例の媒体と比較した本発明の媒体の全体の水除去効率を示す図である。

［一般的な定義：］
「包む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」との動詞は、本明細書において、記載されていない特徴の存在を排除することも必要とすることもない開かれた制限（ｏｐｅｎ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）として使用される。

「実質的に〜からなる」との用語は、問題となっている層又は媒体の本質的な特徴に実質的に影響を与えない特定のさらなる構成要素が存在し得るという意味を有する。

従属請求項に記載された特徴は、特に明記しない限り、自由に組み合わせることができる。

さらに、本明細書で使用される「ａ」又は「ａｎ」、すなわち単数形の使用は、複数形を排除しないことが理解されるだろう。

特に明記しない限り、全ての百分率は、重量百分率として表される。

特に明記しない限り、「ｕｍ」との単位は、「μｍ」又はミクロンに対応する。

本明細書及び以下の特許請求の範囲の構成内で、「セルロース繊維（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｆｉｂｅｒｓ）」又は「セルロース系繊維（ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ ｆｉｂｅｒｓ）」は、例えば北部針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＳＫ）、南部針葉樹晒クラフトパルプ（ＳＢＳＫ）及びユーカリパルプなどの広葉樹パルプなどの自然に生じるセルロース系材料を包む。

「合成繊維」は人造繊維であり、熱可塑性繊維（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ＰＥＴ、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリブチレンテレフタレートなど）、ガラス繊維、及び再生セルロース繊維を含むが、それらに限定されない。

本明細書及び以下の特許請求の構成内で、「ナノファイバー」は、１ｕｍ又は１ミクロン（１０００ｎｍ）未満、特に５０〜３５０ｎｍ、例えば１００〜３００ｎｍの直径を有する繊維である。ナノファイバーは、例えば適切なポリマー材料を用いて、エレクトロスピニングプロセスなどの公知の方法によって形成される。本開示では、ナノファイバーは好ましくは、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ナイロンなどのポリアミド（ＰＡ）、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフルオロポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、特にナイロン、又はＰＶＤＦを含むがそれらに限定されない、熱可塑性ポリマー材料から形成される。

「フルオロポリマー」は、典型的には溶媒、酸及び塩基に対して高い耐性を有するフルオロカーボン系ポリマーである。適切なフルオロポリマーは、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）；ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）；ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）；ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）；ＰＦＡ、ＭＦＡ（ペルフルオロアルコキシポリマー）；ＦＥＰ（フッ素化エチレン−プロピレン）；ＳＥＴＦＥ（ポリエチレンテトラフルオロエチレン）；ＥＣＴＦＥ（ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン）；ＦＦＰＭ／ＦＦＫＭ（ペルフルオロ化エラストマー）；ＦＰＭ／ＦＫＭ（フルオロカーボン［クロロトリフルオロエチレンビニリデンフルオライド］）；ＦＥＰＭ（フルオロエラストマー［テトラフルオロエチレン−プロピレン］）；ＰＦＰＥ（ペルフルオロポリエーテル）；ＰＦＳＡ（ペルフルオロスルホン酸）；及び／又はペルフルオロポリオキセタンである。

本明細書で使用される「繊維ウェブ」は、「不織布」又は「紙」を含み、摩擦、凝集又は接着によって結合された指向性又はランダムに配向された繊維の製造シート又はウェブである。繊維は、ステープルであってもよく、又は連続／実質的に連続であってもよく、又はインサイチュで形成されてもよく、天然又は人工の材料であってもよい。

本明細書及び以下の特許請求の範囲の構成内で、「微細繊維層」は、連続／実質的に連続な繊維を含み、かつ天然又は人工の材料であってもよい、１つ以上の繊維層を含むことができる。

「ステープル繊維」は、典型的に約４５ｍｍよりも短くあり得る、短く切断された繊維である。

「連続な繊維」は、典型的に約４５ｍｍより長くあり得る、長い繊維又はフィラメントである。「実質的に連続な繊維」との用語は、連続な繊維と、形成及び／又は使用の間に壊れていることがある繊維とを含む。

本明細書の媒体で使用される「樹脂」又は「バインダー樹脂」は、フェノール樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂を含むことができる。樹脂は、当技術分野で知られている任意の手段によって基材上に塗布又はコーティングすることができる。樹脂は、片面又は両面に塗布することができる。本発明の媒体の物理的特性は、浸潤及び乾燥（ＳＤ）後、並びに浸潤、乾燥及び硬化（ＳＤＣ）後に評価することができる。乾燥工程は、樹脂を架橋することなく溶媒を除去する。

「接着剤」又は「のり」は、ナノファイバー層などの媒体の特定の層を繊維ウェブ及び／又は微細繊維層（存在する場合）にともに保持する手助けをする化学化合物である。接着剤又はのりは、ともに保持される層の間の部分的な層の形態で存在する。

「波形」（「溝」又は「溝加工」と互換的に使用される）が縦方向において（好ましくは樹脂で浸潤された）媒体に加えられ、最終的なフィルター要素においてプリーツ加工された媒体に対する支持を提供する。

「実質的にガラス繊維がない」との用語は、対応する層においてガラス繊維が存在しない、すなわち、対応する層の総重量に基づいて０重量％のガラス繊維が存在することを意味する。

「実質的に合成繊維がない」との用語は、対応する層において、対応する層の総重量に基づいて１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、最も好ましくは０重量％の合成繊維が存在することを意味する。

「実質的にフィブリル化繊維がない」との用語は、対応する層において、対応する層の総重量に基づいて１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、最も好ましくは０重量％のフィブリル化繊維が存在することを意味する。

数値の文脈における「約」との用語は、特定の値が＋／−１０％変更され得ることを意味する。範囲の終点に関して、修飾語句「約」は好ましくは、下限の終点が１０％低下され得、上限の終点が１０％増加され得ることを意味する。また、本出願で開示されている各数値又は範囲は絶対的であり得、すなわち修飾語句「約」を削除できることも考えられる。

層（Ｌ１）が層（Ｌ２）の「上流側」（又は「上」）にある場合、これは、層（Ｌ１）が層（Ｌ２）に対して、濾過されていない水−燃料エマルションと接触している本発明の媒体の表面の近くに位置することを意味する。他方、層（Ｌ１）が層（Ｌ２）の「下流側」にある場合、これは、層（Ｌ１）が層（Ｌ２）に対して、濾過されていない水−燃料エマルションと接触している本発明の媒体の表面から離れて位置することを意味する。後者の場合、層（Ｌ１）は層（Ｌ２）に対して、濾過された水−燃料エマルションと接触している本発明の媒体の表面、すなわちそこから濾過及び乾燥された燃料が本発明の媒体から出る本発明の媒体の表面により近い。

「燃料」との用語は好ましくは、低硫黄ディーゼルを指す。

「ダスト保持能力」は、媒体が８５ＫＰａなどの目的の圧力降下又は末端差圧に到達する場合の捕捉された粒子の追加の重量を指す。

本発明の文脈における「水除去効率」は、水−燃料エマルションが本発明の媒体を通過することを許容するのとは対照的に、本発明の媒体が水−燃料エマルションから水を除去し、それにより乾燥燃料を製造する傾向である。具体的には、「初期水除去効率」は、使用時ではなく調製直後、すなわちフィルターに粒子が担持されていないか又は大量の水に浸されていない場合の水除去効率である。対照的に、「平均水除去効率」は、使用時の経時的な平均水除去効率を意味する。

「水除去効率の正味変化」は、ＳＡＥＪ１４８８に従って１６５分後に測定された水除去効率からＳＡＥＪ１４８８に従って１５分後に測定された水除去効率を引いた値として定義される。

［燃料水分離媒体］
本発明による燃料水分離媒体は、（Ａ）ナノファイバーを含む少なくとも１つの第１層と、（Ｂ）繊維ウェブを含む少なくとも１つの第２層とを含むか、又は（本質的に）からなる。任意で、（Ｃ）第３層としての少なくとも１つの微細繊維層及び／又は（Ｄ）少なくとも１つの接着剤層が存在してもよい。これらの特定の層については、以下でより詳細に説明される。

［（Ａ）（「ナノファイバー層」とも呼ばれる）第１層］
第１層は、ナノファイバーを含むか、又は（本質的に）からなる、すなわち、第１層はナノファイバー層である。（場合によっては、以下で定義される第２層とともに）この層は、水燃料エマルションからの乳化した水及び／又は（表面）合体の効率的な剥離を提供すると信じられている。具体的に、乳化した水は、より大きな液滴に凝集／合体され、第１層はそれを効率的に止めることができ、それにより、第２層の水除去効率を悪化させ得る第２層の水での浸潤が減少される。従って、第１層は、水剥離及び／又は（表面）合体層であると考えることができる。

第１層のナノファイバーは、約５０〜約３５０ｎｍ、好ましくは約１００〜約３００ｎｍの平均繊維直径を有する。

好ましい実施形態において、第１層のナノファイバーは、（第２層、又は存在する場合には以下で定義されるような接着剤（コーティング）層のような）隣接する層上に直接エレクトロスピニングされ得る。エレクトロスピニングによるナノファイバーの調製方法は、当技術分野で公知である。得られたエレクトロスパンナノファイバーは、典型的には連続又は実質的に連続な繊維である。

他の好ましい実施形態では、ナノファイバーは、以下の熱可塑性ポリマー材料：ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリアクリロニトリル；ナイロンなどのポリアミド（ＰＡ）；ポリフッ化ビニル（ＰＶＤＦ）などのフルオロポリマー；及び／又はそれらの混合物から調製された合成ナノファイバーであってもよい。より好ましい実施形態では、ナノファイバーは、ポリアミド繊維又はフルオロポリマー繊維であり得る。最も好ましい実施形態では、ナノファイバーは、ナイロン繊維又はポリフッ化ビニル繊維であり得る。

他の好ましい実施形態では、第１層は、上で定義されたナノファイバーからなり得る、又は上で定義されたナノファイバーから本質的になり得る。

幾つかの実施形態において、ナノファイバーは、接着剤及びポリエーテルスルホンから調製され得る。好ましくは、接着剤はジイソシアネートである。対応する組成物の総重量に基づいて、接着剤は約１〜約５重量％の量で使用され、ＰＥＳは約９５〜約９９重量％の量で使用される。この組成物は混合され、第２層、又は存在する場合には以下に定義する第２層上の接着剤（コーティング）層上に直接エレクトロスピニングすることによって、ナノファイバーにする。

［（Ｂ）（「基材層」とも呼ばれる）第２層］
第２層は、少なくとも１つの繊維ウェブを含むか、又は（本質的に）からなる。この繊維ウェブは、基材層であると考えることができる。繊維ウェブは、（セルロース系繊維とも呼ばれる）セルロース繊維を含むか、又は（本質的に）からなる。基材層がシリコーン又はフルオロカーボンのような撥水添加剤を含むバインダー樹脂で浸潤されている場合、水燃料エマルションからの乳化した水は本発明の媒体の表面を容易に湿潤させず、ナノファイバー層及び基材層の両方の表面上で玉になると信じられている。玉は合体してより大きな液滴になり、それは次いで、本発明の媒体を含む燃料水分離器の収集ボール内に落ちる。従って、基材層はまた、剥離媒体（及び／又は表面コアレッサー）であるとも考えることができる。

特定の実施形態では、セルロース系繊維は、第２層の総重量に基づいて、約０〜１００重量％の針葉樹繊維及び／又は約１００〜０重量％の広葉樹繊維を含むことができる。より好ましくは、第２層の総重量に基づいて、４０〜１０重量％の針葉樹繊維及び６０〜９０重量％の広葉樹繊維が存在し得る。例示的な針葉樹繊維は、マーセル化南部松繊維などのマーセル化南部松から得られた繊維、又は「ＨＰＺ繊維」、又はブルンスウィック松などの南部針葉樹晒クラフトを含む。例示的な広葉樹繊維は、ユーカリから得られた繊維を含む。

好ましい実施形態では、繊維ウェブは、第２層の総重量に基づいて少なくとも約５０重量％、好ましくは少なくとも約６０重量％又は少なくとも約７０重量％、より好ましくは少なくとも約８０重量％又は９０重量％の量で、セルロース系繊維を含むことができる。最も好ましい実施形態では、繊維ウェブは、（本質的に）セルロース系繊維からなり得る。セルロース系繊維の存在により、例えば先行技術の（メルトブローンなどの）合成系シートが提供できなかった剛性を第２層が提供し得ると信じられている。しかしながら、基材層が十分に硬くない場合、プリーツ加工された及び／又は波形が付されたフィルターを作ることは非常に困難なことがある。

好ましくは、第２層は、約２〜１５ｇ、好ましくは約３〜８ｇ、例えば約５．５ｇのガーレー剛性を有することができる。ガーレー剛性は、分析されるフィルター媒体の曲げ抵抗を示す。

特定の実施形態では、繊維ウェブは、実質的にガラス繊維を含まなくてもよい。他の実施形態では、第２層は、第２層の総重量に基づいて、約７０〜約１００重量％のセルロース系繊維と、約０〜約３０重量％のガラス繊維とを含むことができる。

他の好ましい実施形態では、繊維ウェブは、実質的に合成繊維を含まなくてもよい。他の実施形態では、第２層は、第２層の総重量に基づいて、約５０〜約９０重量％のセルロース系繊維と、約５０〜約１０重量％の合成繊維とを含むことができる。

第２層におけるセルロース繊維の平均繊維直径は、例えば、約０．５ミクロン、約１ミクロン、約５ミクロン、約１０ミクロン、約２０ミクロン、約５０ミクロン、又は約７５ミクロン以上であり得る。幾つかの場合には、セルロース繊維の平均繊維直径は、約７５ミクロン、約５０ミクロン、約２０ミクロン、約１０ミクロン、約５ミクロン、約１ミクロン、又は約０．５ミクロン以下であり得る。上記範囲の組み合わせもまた可能である（例えば、約１ミクロン以上及び約５ミクロン以下）。好ましくは、平均繊維直径は、約０．５ｍｍ以上及び約２０ミクロン以下である。

幾つかの実施形態では、セルロース繊維は、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約１０ｍｍ、又は約２０ｍｍ以上の平均長さを有することができる。幾つかの場合には、平均長さは、約２０ｍｍ、約１０ｍｍ、約５ｍｍ、約４ｍｍ、約３ｍｍ、約２ｍｍ、約１ｍｍ、又は約０．５ｍｍ以下であり得る。上記範囲の組み合わせもまた可能である（例えば、約１ｍｍ以上及び約０．５ｍｍ以下）。好ましくは、平均長さは、約１ｍｍ以上及び約７ｍｍ以下であり得る。

幾つかの実施形態では、（（マイクロ）フィブリル化セルロース系繊維のような）（マイクロ）フィブリル化繊維は、第２層において、例えば約３０重量％までの（マイクロ）フィブリル化繊維、好ましくは２０重量％までの（マイクロ）フィブリル化繊維、より好ましくは１０重量％までの（マイクロ）フィブリル化繊維で存在し得る。代替的に、及びより好ましい実施形態では、（マイクロ）フィブリル化セルロース繊維は、第２層において実質的に存在しなくてもよい。

特定の実施形態では、第２層は、６０〜２５０ｇ／ｍ^２の範囲、好ましくは１００〜１７０ｇ／ｍ^２の範囲の坪量を有することができる。

幾つかの実施形態では、（フェノール樹脂を有する）第２層の通気度は、約１０ｃｆｍ以上及び／又は約２０ｃｆｍ以下であり得る。好ましくは、通気度は、約１２ｃｆｍ以上及び約１８ｃｆｍ以下、例えば１３ｃｆｍ、１６ｃｆｍ、又は１７ｃｆｍなどであり得る。

他の好ましい実施形態では、第２層は、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フッ化炭素樹脂／フルオロポリマー、エポキシ樹脂及び／又はそれらの混合物などの少なくとも１つのバインダー樹脂を含むことができる。好ましくは、第２層は、バインダー樹脂でコーティングされてもよく、又は含浸／浸潤されてもよい。好ましい実施形態では、バインダー樹脂は、第２層の１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２０重量％の濃度を有することができる。

第２層は、当技術分野において一般的である少なくとも１つの添加剤を任意に含むことができる。少なくとも１つの添加剤は、湿潤強度添加剤、撥水剤、難燃剤、着色剤、疎水剤、親水剤、湿潤剤、抗菌剤、又は帯電防止剤から選択することができる。

好ましい実施形態において、第２層は、得られる水除去効率を犠牲にすることなしに、撥水添加剤を含まないことがある。

幾つかの好ましい実施形態では、第２層は、第１層の下流側に存在してもよい。

幾つかの代替の好ましい実施形態では、第２層は、第１層の上流側に存在してもよい。

［（Ｃ）（「微細繊維層」とも呼ばれる）任意の少なくとも１つの第３層］
少なくとも１つの第３層は、微細繊維層であり、本発明の媒体中に任意に存在し得る。この少なくとも１つの微細繊維層は、水−燃料エマルションから粒子状不純物を捕捉して濾過し、それにより第２層の吸収性能、最終的にはその水除去効率を悪化させ得る第２層の孔の閉塞を回避することによって、本発明の媒体の下流の層を保護する役割を果たす。従って、微細繊維層は保護層とみなすことができる。

一実施形態では、本発明の媒体は、第１層の上流側において、第３層としての保護微細繊維層を含まなくてもよい。

代替実施形態では、本発明の媒体は、少なくとも１つの微細繊維層であって、第１層の上流側に存在し得る、少なくとも１つの微細繊維層を保護層として含むことができる。一実施形態では、２つの微細繊維層が存在してもよく、ここで、微細繊維層の一方が第１層の上流側に存在し、他方の微細繊維層が第１層の下流側に存在してもよい。

好ましい実施形態では、少なくとも１つの第３層は、約１０〜約１００ｇ／ｍ^２、例えば約１５〜約８０ｇ／ｍ^２などの坪量を有する。

好ましい実施形態では、微細繊維層は、合成繊維を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。合成繊維は、任意の適切なタイプの合成ポリマー繊維を含むことができる。適切な（熱可塑性）合成ポリマー繊維の例は、ポリエステル；ポリエチレンテレフタレート；ポリエチレン又はポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリブチレンテレフタレート；ポリアミド；及び／又はそれらの混合物から調製された繊維を含むが、それらに限定されない。

合成繊維はまた、多成分繊維、すなわち二成分繊維などの多数の組成物を有する繊維も含むことができる。

幾つかの実施形態では、微細繊維層の合成繊維は、メルトブローイング、メルトスピニング、又はスパンボンディングによって形成することができる。これらの方法は、当技術分野で公知である。得られる合成繊維は典型的に、連続及び／又は実質的に連続な繊維である。

好ましい実施形態では、第３層は、（ｉ）好ましくは約８〜約３０ｇ／ｍ^２の坪量を有するＰＥＴ層などのスパンボンド微細繊維層；及び（ｉｉ）好ましくは約２５〜約８０ｇ／ｍ^２の坪量を有するＰＢＴ層などのメルトブローン微細繊維層；の２つの副層を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。好ましくは、スパンボンド微細繊維層はメルトブローン微細繊維層の上流側にあってもよく、両方の副層が第１及び第２層の上流側にあってもよい。幾つかの好ましい実施形態において、メルトブローン層は、スパンボンド層の下流側に存在してもよい。

他の好ましい実施形態では、第３層は、１つの副層：好ましくは約１０〜約２０ｇ／ｍ^２、例えば１７ｇ／ｍ^２の坪量を有するＰＰ／ＰＥ層などのスパンボンド微細繊維層を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。好ましくは、このスパンボンド微細繊維副層は、第１及び第２層の下流側にあってもよい。

本発明の媒体におけるこのメルトブローン微細繊維層の合成繊維の直径範囲は、メルトブローン繊維の総数の例えば９５％又は９８％などの大部分の繊維に対して、約０．１〜約３０ミクロンの間、より好ましくは約０．１〜約５ミクロンの間であり得る。

本発明の媒体におけるこのスパンボンド層の合成繊維の平均直径は、例えば、約１０ミクロン、約２０ミクロン、又は約３０ミクロン以上であり得る。幾つかの場合には、これらの合成繊維は、約３０ミクロン、約２０ミクロン、約１０ミクロン以下の平均直径を有することができる。平均繊維直径が約２０ミクロン以下及び０．５ミクロン以上であることが好ましい。

［（Ｄ）任意の接着剤層］
好ましい実施形態では、本発明の媒体は、上に定義した隣接する第１層、第２層、又は存在する場合には第３層の間に、少なくとも１つの接着剤層又は接着剤コーティングを含むことができる。具体的には、１つの好ましい実施形態において、本発明の媒体は、第１層と第２層との間及び／又は第１層と存在する場合には第３層との間に、少なくとも１つの接着剤層を含むことができる。別の好ましい実施形態では、本発明の媒体は、第１層と第２層との間及び／又は第２層と存在する場合には第３層との間に、少なくとも１つの接着剤層を含むことができる。

接着剤は、コーティングされる層の上にスプレーコーティングすることができる任意の接着剤であり得る。好ましくは、接着剤は、ポリウレタン；アクリレート；ＰＶＡ；ポリオレフィンエチレンコポリマー；及び／又はゴム系接着剤から選択される。最も好ましいのは、ポリアミドホットメルト接着剤、ポリウレタンホットメルト接着剤、又はＰＶＯＨ安定化カルボキシル化ビニルアセテート−エチレンコポリマーである。好ましい実施形態では、接着剤は、対応する層の透過性に影響を与えないような方法で、コーティングすべき層に塗布される。すなわち、接着剤は約５ｇｓｍ未満のコーティング重量で塗布される。

あるいは、本発明の媒体は、第１層と第２層との間及び／又は第１層と存在する場合には第３層との間に接着剤層を含まないことがあるが、これらの層は一般的に知られた技術によってラミネート又は接着される。

［燃料水分離媒体の特定の実施形態］
一実施形態では、本発明の媒体は、第１層の下流側に第２層を含むことができる。

好ましい実施形態では、本発明の媒体は、第１層の上流側において、第３層として保護微細繊維層を含まないことがある。

代替実施形態では、本発明の媒体は、第１層の上流側に第２層を含むことができる。

幾つかの他の好ましい実施形態では、本発明の媒体は、第１層の上流側に第３微細繊維層を含むことができる。

他の好ましい実施形態では、本発明の媒体は、第１層の下流側の第２層と、第１層の上流側の第３（微細繊維）層とを含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

他の好ましい実施形態では、本発明の媒体は、第２層の上流側の第１微細繊維層と、第１層の上流側の第２層と、第１層の下流側の第２微細繊維層とを含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

最も好ましい実施形態では、本発明の媒体は従って、下流から上流まで以下の層：（Ｂ）第２層；（Ｄ１）第２層上の第１接着剤層；（Ａ）第１接着剤層上の第１層；（Ｄ２）第１層上の第２接着剤層；及び（Ｃ）第２接着剤層上の微細繊維層；を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。好ましくは、微細繊維層は、２つの副層、すなわちメルトブローン（例えばＰＢＴ）及びスパンボンド（例えばＰＥＴ）微細繊維層を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

他の好ましい実施形態では、本発明の媒体は従って、下流から上流まで以下の層：（Ｂ）第２層；（Ａ）第２層上の第１層；及び（Ｃ）第１層上の第１微細繊維層；を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

他の好ましい実施形態では、本発明の媒体は従って、下流から上流まで以下の層：（Ｂ）第２層；（Ｄ）第２層上の接着剤層；及び（Ａ）接着剤層上の第１ナノファイバー層；を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

最も好ましい実施形態では、本発明の媒体は従って、下流から上流まで以下の層：（Ｃ１）第１微細繊維層；（Ａ）第１微細繊維層上の第１層；（Ｄ１）第１層上の第１接着剤層；（Ｂ）第２層；（Ｄ２）第２層上の第２接着剤層；及び（Ｃ２）第２層上の第２微細繊維層；を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。好ましくは、第１微細繊維層は、２つの副層、すなわちメルトブローン（例えばＰＢＴ）及びスパンボンド（例えばＰＥＴ）微細繊維層を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよく、第２微細繊維層は、二成分ＰＥ／ＰＰなどのスパンボンド微細繊維層を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

他の好ましい実施形態では、本発明の媒体は従って、下流から上流まで以下の層：（Ｃ１）第１微細繊維層；（Ａ）第１微細繊維層上の第１層；（Ｂ）第２層；及び（Ｃ２）第２層上の第２微細繊維層；を含んでもよく、又は（本質的に）からなってもよい。

本発明の媒体は、約１００〜３００ｇ／ｍ^２、好ましくは約１５０〜３００ｇ／ｍ^２の坪量を有する。

本発明の媒体は、好ましくは約１０％未満、より好ましくは約５％未満である水除去効率の正味変化を有することを特徴とする。具体的に、水除去効率の正味変化は、以下：
水除去効率の正味変化＝（１６５分後の水除去効率）−（１５分後の水除去効率）
で定義され、ここで、水除去効率はＳＡＥＪ１４８８に従って測定される。

本発明の媒体は優れた機械的特性を有し得ることが見出された。特に、本発明の媒体は好ましくは、以下の特性のうちの少なくとも１つを示す：
・ＴＡＰＰＩ標準Ｔ４１０оｍ−０２に従って試験した場合、約１５０〜３００ｇ／ｍ^２の坪量；及び／又は
・ＳＡＥＪ１４８８に従って試験した場合、１５分後に少なくとも約５５％の全体的な燃料−水分離効率；及び／又は
・ＳＡＥＪ１４８８に従って試験した場合、１６５分後に少なくとも約６０％の全体的な燃料−水分離効率；及び／又は
・約１５％以下のＴＳＩエアロゾル浸透；及び／又は
・約５〜７５ｍｍＨ_２Ｏの流れに対するＴＳＩ抵抗；及び／又は
・ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２５１ｃｍ−８５に従って試験した場合、約３〜２０ｃｆｍの通気度；及び／又は
・ＡＳＴＭ３１６−０３（２０１１）に従って試験した場合、約２〜１０ｕｍの平均流れ孔径；及び／又は
・ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２５１ｃｍ−８５に従って試験した場合、３〜２０ｃｆｍの漏れ補正フラジール（ｌｅａｋａｇｅ−ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ Ｆｒａｚｉｅｒ）。

さらに、本発明の媒体はまた、燃料又はオイルから粒子を除去するための粒子除去フィルター媒体としての使用にも適していることが見出された。

［フィルター媒体を調製するプロセス］
本発明の媒体を調製するためのプロセスは、以下のステップ：
・第１の均一なスラリーを提供するステップ；
・第１スラリーを脱水スクリーン上に供給して第１堆積物を形成するステップ；
・堆積物から水を除去して湿潤繊維ウェブを形成するステップ；
・加熱しながら湿潤繊維ウェブを乾燥して第２層を形成するステップ；
・任意に、こうして得られた第２層にバインダー樹脂を浸潤させるステップ；
・任意に、こうして得られた第２層の上に第１接着剤層をコーティングするステップ；
・第２層上又は第２層上にコーティングされた第１接着剤層上に第１層を塗布するステップであって、好ましくはエレクトロスピニングを用いて行われる、塗布するステップ；
・任意に、（ｉ）第１層上、又は（ｉｉ）第２層上に第２接着剤層をコーティングするステップ；及び
・任意に、（ｉｉｉ）第１層上、（ｉｖ）存在する場合には第１層上にコーティングされた第２接着剤層上、（ｖ）第２層上、又は（ｖｉ）存在する場合には第２層上にコーティングされた第２接着剤層上に第３層を塗布するステップであって、好ましくは、第１微細繊維（副）層をメルトブローし、第１微細繊維（副）層上に第２微細繊維層をスパンボンドすることにとって行われる、塗布するステップ；
を含み、
ここで、第１スラリーは、水及びセルロース系繊維を含む。

このプロセスでは、セルロース系繊維を水に添加して混合することによるなどの当技術分野で公知の方法に従って調製することができる第１の均一なスラリーが提供される。

一旦第１の均一なスラリーが調製されると、それは、第２層を調製するために脱水スクリーン上に塗布される。このスクリーンは、製紙プロセスで一般的に使用される任意のスクリーンであり得る。好ましくは、このスクリーンは脱水エンドレススクリーンである。第１スラリーを脱水スクリーン上に供給すると、第１堆積物がスクリーン上に形成される。スラリーの堆積中又は堆積後に、水が除去されて湿潤繊維質マット又はシートを形成する。続いて、湿潤繊維質マット又はシートを加熱しながら乾燥させる。

任意に、こうして得られた層のバインダー樹脂での含浸を乾燥に続いて行うことができ、及び／又は、上で定義された第２層に対応するこうして調製された乾燥繊維質マット又はシート上に第１接着剤層を（スプレー）コーティングすることができる。バインダー樹脂及び接着剤は、上で定義された任意の１つであり得る。

次に、第２層上又は存在する場合には第１接着剤層上にナノファイバーが塗布され、ここで、塗布は好ましくは、エレクトロスピニングを用いて行われる。ナノファイバーをエレクトロスピニングする方法は、当技術分野において公知である。

任意に、第２接着剤層は、（ｉ）こうして調製されたナノファイバー層上、又は（ｉｉ）第２層上に（スプレー）コーティングされ得る。後者の場合、ナノファイバー層は第２接着剤層とは反対側に存在し、すなわち、第２層は下流側にナノファイバー層を有し、第２層の上流側に第２接着剤層を有する。

任意に、微細繊維層は、（ｉｉｉ）第１層上、（ｉｖ）存在する場合には第１層上にコーティングされた第２接着剤層上、（ｖ）第２層上、又は（ｖｉ）存在する場合には第２層上にコーティングされた第２接着剤層上に塗布され得る。塗布は好ましくは、第１微細繊維（副）層をメルトブローし、上で定義された第１微細繊維（副）層上に第２微細繊維層をスパンボンドすることにとって行われる。

本発明はここで、以下の実施例を用いてさらに詳細に説明される。

［試験方法：］
［坪量：］坪量は、ＴＡＰＰＩ標準Ｔ４１０оｍ−０２に従って測定され、平方メートルあたりのグラム（ｇｓｍ又はｇ／ｍ^２）で報告される。

［カリパス厚（ｃａｌｉｐｅｒ）又は厚み：］媒体のカリパス厚又は厚みは、Ｔｈｗｉｎｇ Ａｌｂｅｒｔ ８９−１００厚みテスターを用いて、ＴＡＰＰＩ標準Ｔ４１１оｍ−０５に従って決定される。

［波形の深さ：］波形の深さは、媒体の平らなシートのカリパス厚と媒体を波形にした後のシートの厚みとの間の差である。

［通気度（フラジール）：］通気度は、ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２５１ｃｍ−８５に従って決定される。具体的に、空気の流れによって定義されるフィルター媒体の通気度は、制御された大気条件下で、テクステスト（Ｔｅｘｔｅｓｔ）ＦＸ３３００通気度テスター、テクステスト社（チューリッヒ、スイス）によって提供された較正プレート、及び薄いプラスチックフィルム−ＧＢＣヒートシールレターサイズラミネートパウチ又は同等のプラスチックフィルムを用いて、１２５パスカル（０．５’’水柱）の圧力降下で、分あたり平方フットあたりの立方フィート（ｃｆｍ／ｓｆ、又はｃｆｍ又はＣＦＭとも呼ばれる）で測定された。「ｃｆｍ」及び「ｃｆｍ／ｓｆ」との単位は、互換可能である。通気度はまた、多孔度、フラジール、又はテクステストとも呼ばれる。

標準テクステスト手順は以下の通りである：
浸潤／乾燥した紙を、試験の前に１７５℃で５分間（溶媒系システム）又は１７５℃で２分間（水系システム）硬化する。存在する水分を追い出すことだけが必要なので、浸潤／乾燥した紙は高温で短縮したサイクルに提供され得る。不浸潤（未加工）紙サンプルはオフマシン（Ｏｆｆ Ｍａｃｈｉｎｅ）で試験することができる；乾燥は必要ではない。試験圧力：１２５Ｐａ（又は０．５’’水柱）。測定されるサンプルを、締め付けアームと試験ヘッドとの間にフェルトを上にして配置する。締め付けアームを、それがカチッと音を立てその場所にはまるまで押し、試験を開始する。そして、表示された測定値のメモ及び記録を取る。締め付けアームを、それが２回目にカチッと音を立てるまで押し込むことによって解放し、試験を停止する。後続の測定値は全て、同じ方法で取られなければならない。

テクステスト締め付け漏れ試験手順は、以下の通りである：
テクステスト漏れは、テクステストマシーン上の締め付け機構下で溝加工された媒体上に薄いプラスチックフィルムシートを使用することによって決定される。上記の標準テクステスト試験手順に従ってサンプルを試験し、次いでその小さい漏れ測定のメモ及び記録を取る。

［平均流れ孔径（ＭＦＰ）：］媒体の孔径は、ポロメータＧ３シリーズ（カンタクロームインスツルメンツ）を利用して、ＡＳＴＭ３１６−０３（２０１１）に従うバブルポイント方法を用いて決定され、ミクロン（μｍ又はｕｍ）で報告される。

［ガーレー剛性：］媒体の剛性は、ガーレー型テスターを用いてＴＡＰＰＩ５４３оｍ−０５に従って決定された。ガーレー剛性は、加えられる曲げ応力に抵抗するサンプルの能力（すなわち、サンプルの曲げ抵抗）を分析する。ガーレー剛性の単位は、ｇｆ（グラム重量）であり、本明細書では場合に応じてｇｍｓ又はｇとも呼ばれる。

［ＴＳＩ浸透：］ＴＳＩ浸透は、直径０．３ミクロンの粒子とともに塩（ＮａＣｌ）又はオイル（ＤＥＨＳ）エアロゾルを発生させるＴＳＩ組み込み自動フィルターテスター（モデル８１３０）を用いて決定された（修正ＥＮ１４３手順）。上流のエアロゾル中の粒子がカウントされ、次いでエアロゾルは、３２Ｌ／分の流量でフラットシート試験サンプル（１００ｃｍ^２）に挑むのに使用される。エアロゾル中の粒子は次いで、試験サンプルを完全に通過した後に再度カウントされる。濾過前（上流）及び濾過後（下流）にカウントされた粒子の量の比が、浸透率として報告されるが、すなわち、下流での数が上流での数によって割られ、１００乗じられる。

［流れに対するＴＳＩ抵抗（ｍｍＨ_２Ｏ）：］流れに対するＴＳＩ抵抗は、フィルター媒体全体にわたる圧力降下の尺度である。流れに対するＴＳＩ抵抗が高いほど、媒体全体にわたる圧力降下は大きくなる。ＴＳＩ抵抗は、電子式圧力トランスデューサによって測定され、浸透数及び試験流量とともに報告される。測定器の測定範囲は、スケールの２％の精度で、０〜１５０ｍｍＨ_２Ｏ（０〜１４７０Ｐａ）である（ＴＳＩテスターシステム：モデル８１２７ ８１３０自動フィルターテスター）。

［燃料フィルター水分離効率：］フィルター媒体は、ディーゼル−水エマルション（２５０ｐｐｍの水を含む超低硫黄ディーゼル）を用いて、ＳＡＥＪ１４８８試験標準に従って分析された。水除去は、フィルター媒体の上流及び下流のサンプルを取ることによって試験される。下流及び上流のサンプルにおける水の量は、公知の方法に従って、カールフィッシャー滴定によって試験される。

［実施例１（比較例）：］ベース基材は、２８．５％のＮＢＳＫ及び７１．４％のユーカリパルプを含み、１２８ｇｓｍの坪量及び０．３６ｍｍ（４ミル）のフラットシートカリパス厚を有する１００％セルロース系湿式不織布である。基材は１７％のフェノール樹脂で浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１６ｃｆｍの通気度を有する。このサンプルは、撥水添加剤を含まない。

［実施例２：］ベース基材は実施例１と同じであるが、２ｇｓｍの添加量で基材上に直接エレクトロスピニングされたポリエーテルスルホンナノファイバーの追加層を有し、１３０ｇｓｍの総坪量及び０．３８ｍｍ（１５ミル）のカリパス厚となっている（製造者のための指示；理論値のみ）。ナノファイバーは、１００〜３００ｎｍの平均繊維直径を有する。

［実施例３（比較例）：］ベース基材は１１４ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８１．６重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のシリコーンを含む１８重量％のフェノール樹脂と、０．４重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１３ｃｆｍ／ｓｆの通気度を有する。ベース基材は、上流側の追加の接着剤層（ホットメルト添加剤）と、７０ｇｓｍの添加量で、直接接着剤層上の上流側のメルロブローンＰＥＴ（５５ｇｓｍ）及びスパンボンドＰＢＴ（１５ｇｓｍ）の追加の保護微細繊維層とを有する。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

［実施例４：］ベース基材は１４４ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８１．６重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のシリコーンを含む１８重量％のフェノール樹脂と、０．４重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１３ｃｆｍの通気度を有する。ベース基材は、上流側の接着剤層（ＰＶＯＨ安定化カルボキシル化ビニルアセテート−エチレンコポリマー）と、上流側の直接接着剤層上にエレクトロスピニングされたナイロンナノファイバーの層とを有する。直接ナノファイバー層上の上流側には、追加の接着剤層（ホットメルト添加剤）が存在する。ナイロンナノファイバーの直径は、９０〜３４０ｎｍである。７０ｇｓｍの添加量で、直接追加の接着剤層上の上流側には、メルロブローンＰＥＴ（５５ｇｓｍ）及びスパンボンドＰＢＴ（１５ｇｓｍ）の追加の保護微細繊維層が存在する。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

表Ｉは、実施例３及び４の構造を示す（図１もまた参照のこと）。

［実施例５（比較例）：］ベース基材は１５０ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８４重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のフッ化炭素を含む１６重量％のフェノール樹脂と、０．６重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１６．８ｃｆｍの通気度を有する。ベース基材は、７０ｇｓｍの添加量で、直接基材層上の上流側に、メルロブローンＰＥＴ（５５ｇｓｍ）及びスパンボンドＰＢＴ（１５ｇｓｍ）の追加の保護微細繊維層を有する。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

［実施例６：］ベース基材は１５０ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８４重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のフッ化炭素を含む１６重量％のフェノール樹脂と、０．６重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１７ｃｆｍの通気度を有する。ベース基材は、上流側に追加の接着剤層（ポリウレタン、熱で活性化された水分散液）を有する。さらに、直接接着剤層上の上流側にエレクトロスピニングされたポリアミドナノファイバーの層が存在し、直接ナノファイバー層上の上流側に追加の接着剤層（ポリウレタン、ホットメルト接着剤）が存在する。ポリアミドナノファイバーの平均直径は、約１３０〜２００ｎｍである。７０ｇｓｍの添加量で、直接接着剤層上の上流側に、メルロブローンＰＥＴ（５５ｇｓｍ）及びスパンボンドＰＢＴ（１５ｇｓｍ）の追加の保護微細繊維層がさらに存在する。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

［実施例７：］ベース基材は１５０ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８４．０重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のフッ化炭素を含む１６．０重量％のフェノール樹脂と、０．６重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１７ｃｆｍの通気度を有する。ベース基材は、上流側に追加の接着剤層（ポリウレタン、熱で活性化された水分散液）を有する。さらに、上流側の直接接着剤層上にエレクトロスピニングされたポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）ナノファイバーの層が存在し、直接ナノファイバー層上の上流側に追加の接着剤層（ポリウレタン、ホットメルト接着剤）が存在する。ポリアミドナノファイバーの平均直径は、約１３０〜２００ｎｍである。７０ｇｓｍの添加量で、直接接着剤層上の上流側において、メルロブローンＰＥＴ（５５ｇｓｍ）及びスパンボンドＰＢＴ（１５ｇｓｍ）の追加の保護微細繊維層がさらに存在する。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

［実施例８（比較例）：］ベース基材は１５０ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８４重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のフッ化炭素を含む１６重量％のフェノール樹脂と、０．６重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１６．８ｃｆｍの通気度を有する。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

［実施例９：］ベース基材は１５０ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８４重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のフッ化炭素を含む１６重量％のフェノール樹脂と、０．６重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１７ｃｆｍの通気度を有する。ベース基材は、上流側に追加の接着剤層（ポリウレタン、熱で活性化された水分散液）を有する。さらに、上流側の直接接着剤層上にエレクトロスピニングされたポリアミドナノファイバーの層が存在する。ポリアミドナノファイバーの平均直径は、約１３０〜２００ｎｍである。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

［実施例１０：］ベース基材は１５０ｇｓｍの総坪量を有し、１００％セルロース系繊維（媒体中８４．０重量％のセルロース系繊維）からなる湿式不織布である。基材は、撥水添加剤として１〜３重量％のフッ化炭素を含む１６．０重量％のフェノール樹脂と、０．６重量％の湿潤強度添加剤とで浸潤されている。（フェノール樹脂を有する）基材は、１７ｃｆｍの通気度を有する。ベース基材は、上流側に追加の接着剤層（ポリウレタン（ＰＵ）、熱で活性化された水分散液）を有する。さらに、上流側の直接接着剤層上にエレクトロスピニングされたポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）ナノファイバーの層が存在する。ポリアミドナノファイバーの平均直径は、約１３０〜２００ｎｍである。結果として得られるフィルター媒体は、波形である。

表ＩＩ〜ＩＩＩは、実施例１〜１０の提供された組成を示し、表ＩＶ〜ＶＩは、こうして得られたフィルター媒体の特性を示す。

表ＩＶ〜ＶＩ及び図２は、ナノファイバーコーティングを有する本発明の媒体（実施例２、４、６、７、９及び１０）の初期及び平均水除去効率性能が、ナノファイバーコーティングを有しない同様の比較例の媒体（実施例１、３、５及び８）の性能よりも高いことを示す。さらに、ナノファイバーコーティングを有しない比較例の媒体（実施例１、３、５及び８）は、ナノファイバーコーティングを有する同様の本発明の媒体（実施例２、４、６、７、９及び１０）よりも非常に大きな程度で、経時的にその燃料−水効率を失う。水除去効率の負の正味変化は、経時的に水除去効率が高くなることを示す指標である（実施例９及び１０参照）。従って、本発明の媒体の水除去性能は、ナノファイバーコーティングを有しない比較例の媒体と比較して、経時的に一貫しているか、あるいは高くなる。

さらに、実施例６と９（又は実施例７と１０）との比較は、ナノファイバー層から上流側における第３層としての保護微細繊維層の存在が、所望の初期及び平均水除去効率、及び／又は燃料水分離媒体の長期間性能又はその寿命サイクルの指標である水除去効率の所望の正味変化を達成するために不可欠ではないことを示す。さらに、実施例４、６、７、９及び１０の本発明の媒体に対して得られた水除去効率（初期、平均、正味変化）は、ポリアミド又はＰＶＤＦから形成されたナノファイバーが特に好ましいことを示す。

［特定の実施形態］
本発明はさらに、以下の特定の実施形態によって説明され得る。

１．燃料及び油圧オイルの濾過用途で使用するための自己洗浄フィルター媒体であって：５０〜１０００ｎｍ（０．０５〜１ミクロン）の直径及び少なくとも１ｇｓｍの坪量を有するポリエーテルスルホンナノファイバーを含む、自己洗浄媒体の上流側の第１層；湿式不織布を含む、自己洗浄媒体の下流側の第２層；を含み、燃料濾過に対して、ＩＳＯ１９４３８マルチパス試験に従って少なくとも５ｍｇ／ｃｍ^２のダスト保持能力を有する、自己洗浄フィルター媒体。
２．第２層はガラスマイクロファイバーを含む、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
３．第２層は少なくとも３％のガラスマイクロファイバーを含む、項目２の自己洗浄フィルター媒体。
４．自己洗浄フィルター媒体は、ＩＳＯ１９４３８に従ってフィルター要素を試験する場合に、４ミクロンの粒子に対して９９％より大きい燃料濾過効率を有する、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
５．自己洗浄フィルター媒体は、ＩＳＯ４５４８−１２に従ってフィルター要素を試験する場合に、４ミクロンの粒子に対して９９％より大きいオイル濾過効率を有する、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
６．自己洗浄フィルター媒体は、ＩＳＯ１６３３２に従ってフラットシートを試験する場合に、少なくとも９９％の燃料−水分離効率を有する、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
７．第１層は、５００〜７００ｎｍの直径を有するナノファイバーを含む、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
８．第１層のナノファイバーは、直接第２層上にエレクトロスピニングされる、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
９．ナノファイバーは、ポリエーテルスルホン及び接着剤から調製される、項目１の自己洗浄フィルター媒体。
１０．ナノファイバーは、ポリエーテルスルホン及び接着剤のエレクトロスパン混合物を含む、項目１０の自己洗浄フィルター媒体。
１１．接着剤は、第１層をエレクトロスピニングする前に、１〜５％の量でポリエーテルスルホンと混合される、項目１０の自己洗浄フィルター媒体。
１２．項目１の媒体を含むフィルター要素。
１３．フィルター要素は、ＩＳＯ１９４３８に従ってフィルター要素を試験する場合に、４ミクロンの粒子に対して９９％より大きい燃料濾過効率を有する、項目１２のフィルター要素。
１４．フィルター要素は、ＩＳＯ４５４８−１２に従ってフィルター要素を試験する場合に、４ミクロンの粒子に対して９９％より大きいオイル濾過効率を有する、項目１２のフィルター要素。
１５．フィルター要素は、ミディアム試験用ダスト及び７０ｋＰａの圧力降下を用いてＩＳＯ１９４３８に従って試験した場合、少なくとも１：３０時間（９０分）の寿命を有する、項目１２のフィルター要素。
１６．フィルター要素は、ミディアム試験用ダスト及び７０ｋＰａの圧力降下を用いてＩＳＯ４５４８−１２に従って試験した場合、少なくとも１：３０時間（９０分）の寿命を有する、項目１２のフィルター要素。
１７．フィルター要素は、ミディアム試験用ダスト及び７０ｋＰａの圧力降下を用いてＩＳＯ１９４３８に従って試験した場合、少なくとも２．０時間（１２０分）の寿命を有する、項目１２のフィルター要素。
１８．フィルター要素は、ミディアム試験用ダスト及び７０ｋＰａの圧力降下を用いてＩＳＯ４５４８−１２に従って試験した場合、少なくとも２．０時間（１２０分）の寿命を有する、項目１２のフィルター要素。
１９．燃料から粒子を濾過する方法であって、以下のステップ：５０〜１０００ｎｍ（０．０５〜１ミクロン）の直径及び少なくとも１ｇｓｍの坪量を有するポリエーテルスルホンナノファイバーを含む、自己洗浄媒体の上流側の第１層と、湿式不織布を含む、自己洗浄媒体の下流側の第２層とを含む自己洗浄フィルター媒体を有するフィルター要素を介して燃料を通過させるステップ；を含み、ここで、自己洗浄フィルター媒体は、燃料濾過に対して、ＩＳＯ１９４３８マルチパス試験に従って少なくとも５ｍｇ／ｃｍ^２のダスト保持能力を有し、燃料がまず第１層を通過して、次いで第２層を通過し、従って粒子が第１層の表面上にケークとして集められるようにし、十分な粒子が蓄積された場合に、ケークが剥がれてフィルター要素の底部に集めることができる、方法。
２０．油圧オイルから粒子を濾過する方法であって、以下のステップ：５０〜１０００ｎｍ（０．０５〜１ミクロン）の直径及び少なくとも１ｇｓｍの坪量を有するポリエーテルスルホンナノファイバーを含む、自己洗浄媒体の上流側の第１層と、湿式不織布を含む、自己洗浄媒体の下流側の第２層とを含む自己洗浄フィルター媒体を有するフィルター要素を介して油圧オイルを通過させるステップ；を含み、ここで、自己洗浄フィルター媒体は、燃料濾過に対して、ＩＳＯ１９４３８マルチパス試験に従って少なくとも５ｍｇ／ｃｍ^２のダスト保持能力を有し、油圧オイルがまず第１層を通過して、次いで第２層を通過し、従って粒子が第１層の表面上にケークとして集められるようにし、十分な粒子が蓄積された場合に、ケークが剥がれてフィルター要素の底部に集めることができる、方法。

１ 微細繊維層
２ 接着剤層
３ ナノファイバー層
４ 接着剤層
５ ベース紙
６ 追加の微細繊維層

Claims (28)

1. （Ａ）ナノファイバーを含む第１層と、
   （Ｂ）繊維ウェブを含む第２層であって、前記繊維ウェブはセルロース系繊維及び少なくとも１つのバインダー樹脂を含む、第２層と、
   を含む燃料水分離媒体を含む、水−炭化水素エマルションから水を除去するための燃料水分離器であって、
   前記ナノファイバーは、５０〜３５０ｎｍの平均繊維直径を有し、
   前記燃料水分離媒体は、１００〜３００ｇ／ｍ ^２ の坪量を有し、
   前記燃料水分離媒体は、１０％未満である、ＳＡＥＪ１４８８に従って測定された水除去効率の正味変化を有することを特徴とし、
   前記水除去効率の正味変化は、以下：
   水除去効率の正味変化＝１６５分後の水除去効率−１５分後の水除去効率
   で定義される、燃料水分離器。
2. 前記燃料水分離媒体は、２〜１０ミクロンの平均流れ孔径を特徴とする、請求項１に記載の燃料水分離器。
3. 前記第２層の前記繊維ウェブは、湿式繊維ウェブである、請求項１又は２に記載の燃料水分離器。
4. 前記ナノファイバーは、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリアクリロニトリル；ナイロンなどのポリアミド（ＰＡ）；及びポリフッ化ビニル（ＰＶＤＦ）などのフルオロポリマー；及び／又はそれらの混合物から選択される合成ナノファイバーである、請求項１から３の何れか１項に記載の燃料水分離器。
5. 前記ナノファイバーは、ポリアミドナノファイバー又はフルオロポリマーナノファイバーである、請求項４に記載の燃料水分離器。
6. 前記第２層は、６０〜２５０ｇ／ｍ^２の坪量を有する、請求項１から５の何れか１項に記載の燃料水分離器。
7. 前記第２層は、２〜１５ｇのガーレー剛性を有する、請求項１から６の何れか１項に記載の燃料水分離器。
8. 前記第２層は、実質的にガラス繊維を含まない、請求項１から７の何れか１項に記載の燃料水分離器。
9. 前記第２層は、実質的に合成繊維を含まない、請求項１から８の何れか１項に記載の燃料水分離器。
10. 前記第２層は、前記第２層の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の量でセルロース系繊維を含む、請求項１から９の何れか１項に記載の燃料水分離器。
11. 前記ナノファイバーの総重量に基づいて、１〜５重量％の量で使用される接着剤と、９５〜９９重量％の量で使用されるポリエーテルスルホンとから調製される前記第１層の前記ナノファイバーが、直接前記第２層上にエレクトロスピニングされる、請求項１から１０の何れか１項に記載の燃料水分離器。
12. 前記第１層は、本質的にナノファイバーからなる、請求項１から１１の何れか１項に記載の燃料水分離器。
13. 前記第２層は、前記第１層の下流側にある、請求項１から１２の何れか１項に記載の燃料水分離器。
14. 前記燃料水分離媒体は、前記第１層の上流側に第３層を含み、前記第３層は保護微細繊維層である、請求項１から１３の何れか１項に記載の燃料水分離器。
15. 前記保護微細繊維層は、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレート、及び／又はポリアミドから選択される合成繊維を含むか、又はからなる、請求項１４に記載の燃料水分離器。
16. 前記第３層は、１０〜２００ｇ／ｍ ^２ の坪量を有する、請求項１４又は１５に記載の燃料水分離器。
17. 前記第２層は前記第１層の下流側にあり、前記第３層は前記第１層の上流側にある、請求項１４から１６の何れか１項に記載の燃料水分離器。
18. 前記燃料水分離媒体は、前記第１層と前記第２層との間に接着剤層を含む、請求項１から１７の何れか１項に記載の燃料水分離器。
19. 前記燃料水分離媒体は、前記第１層と前記第３層との間に接着剤層を含む、請求項１４から１８の何れか１項に記載の燃料水分離器。
20. 前記接着剤層は、ポリウレタン；アクリレート；ＰＶＡ；ポリオレフィンエチレンコポリマー；及び／又はゴム系接着剤から選択される接着剤を含む、請求項１８又は１９に記載の燃料水分離器。
21. 前記燃料水分離媒体は、ＴＡＰＰＩ標準Ｔ４１０оｍ−０２に従って試験した場合に、１５０〜３００ｇ／ｍ^２の坪量を特徴とする、請求項１から２０の何れか１項に記載の燃料水分離器。
22. 前記燃料水分離媒体は、ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２５１ｃｍ−８５に従って試験した場合に、１５〜１０２ｌ／ｍ^２ 秒（３〜２０ｃｆｍ）の通気度を特徴とする、請求項１から２１の何れか１項に記載の燃料水分離器。
23. 前記燃料水分離媒体は、ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２５１ｃｍ−８５に従って試験した場合に、１５〜１０２ｌ／ｍ^２ 秒（３〜２０ｃｆｍ）の漏れ補正通気度を特徴とする、請求項１から２２の何れか１項に記載の燃料水分離器。
24. 前記燃料水分離媒体はプリーツ加工されている、請求項１から２３の何れか１項に記載の燃料水分離器。
25. 前記燃料水分離媒体は波形である、請求項１から２３の何れか１項に記載の燃料水分離器。
26. 前記燃料水分離媒体は、前記燃料水分離媒体とともにプリーツ加工されたワイヤメッシュ支持層を含む、請求項１から２３の何れか１項に記載の燃料水分離器。
27. 請求項１から２６の何れか１項に記載の燃料水分離器の前記燃料水分離媒体を調製するための方法であって、以下のステップ：
    ・均一な第１スラリーを提供するステップ；
    ・前記第１スラリーを脱水スクリーン上に供給して第１堆積物を形成するステップ；
    ・前記堆積物から水を除去して湿潤繊維ウェブを形成するステップ；
    ・加熱しながら前記湿潤繊維ウェブを乾燥して、前記第２層を形成するステップ；
    ・こうして得られた前記第２層に少なくとも１つのバインダー樹脂を浸潤させるステップ；
    ・任意に、こうして得られた前記第２層の上に第１接着剤層をコーティングするステップ；
    ・前記第２層上又は前記第２層上にコーティングされた前記第１接着剤層上に前記第１層を塗布するステップであって、エレクトロスピニングを用いて行われる、塗布するステップ；
    ・任意に、（ｉ）前記第１層上、又は（ｉｉ）前記第２層上に第２接着剤層をコーティングするステップ；及び
    ・任意に、（ｉｉｉ）前記第１層上、（ｉｖ）存在する場合には前記第１層上にコーティングされた前記第２接着剤層上、（ｖ）前記第２層上、又は（ｖｉ）存在する場合には前記第２層上にコーティングされた前記第２接着剤層上に保護微細繊維層である第３層を塗布するステップ；
    を含み、
    前記第１スラリーは、水及びセルロース系繊維を含む、方法。
28. 水−炭化水素エマルションから水を分離するための、請求項１から２６の何れか１項に記載の燃料水分離器の使用。

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