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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-27
(54)【発明の名称】フィルタエレメント及びフィルタエレメントの製造方法
(51)【国際特許分類】
B01D 29/07 20060101AFI20220916BHJP
B01D 46/52 20060101ALI20220916BHJP
B01D 46/00 20220101ALI20220916BHJP
【ＦＩ】
B01D29/06 510F
B01D29/06 520F
B01D29/06 520A
B01D46/52 A
B01D46/52 C
B01D46/00 302
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022500916
(86)(22)【出願日】2020-07-24
(85)【翻訳文提出日】2022-02-15
(86)【国際出願番号】 US2020043559
(87)【国際公開番号】W WO2021021655
(87)【国際公開日】2021-02-04
(31)【優先権主張番号】62/878,941
(32)【優先日】2019-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591163214
【氏名又は名称】ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】フェルストラーテ， マティス
(72)【発明者】
【氏名】プルースト， ヘルト
【テーマコード（参考）】
4D058
4D116
【Ｆターム（参考）】
4D058JA10
4D058JA34
4D058KA01
4D058KC64
4D058KC65
4D058SA07
4D116AA16
4D116BB01
4D116BC11
4D116BC13
4D116BC23
4D116BC25
4D116BC27
4D116BC44
4D116BC45
4D116BC71
4D116DD05
4D116DD06
4D116FF15B
4D116FF16B
4D116GG12
4D116GG13
4D116GG27
4D116KK04
4D116QB32
4D116QB34
4D116QB37
4D116ZZ01
(57)【要約】
フィルタシステムのハウジング内に配置するためのフィルタエレメントが、ろ材パック、及びシールとシールキャリアとを有するシール配置構成を含む。ろ材パックは、例えば、プリーツ付きろ材又はひだ付きろ材を含む。シールキャリアは、熱溶接製造プロセスによってろ材パックの軸周りの面の少なくとも一部分に結合された軸周りの側面を含む。シールキャリアへのシールの結合は、多材射出成形製造プロセスを用いてシール配置構成を製造することによって得ることができる。本開示は、フィルタエレメントの製造方法に関し、この方法は、熱溶接ステップ及び多材射出成形ステップをさらに含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む、ろ材パック；及びシールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成であって、前記シールは第１の材料を含み、及び前記シールキャリアは第２の材料を含み、及び前記第２の材料は前記第１の材料とは異なる、成形された単一構造のシール配置構成
を含む、フィルタエレメントであって、
前記シールキャリアは第１の軸周りの側面を含み、及び前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面は、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている、フィルタエレメント。
【請求項2】
フィルタシステムのハウジング内に配置されるように構成されたフィルタエレメントであって、前記成形された単一構造のシール配置構成は、前記フィルタエレメントが前記ハウジング内に動作可能に配置されているとき、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離し；
前記シールは前記シールキャリアに結合され、及び前記シールキャリアへの前記シールの前記結合は、多成分射出成形製造プロセスを使用して、前記第１の材料及び前記第２の材料から前記シール配置構成を製造することによって得られ；及び
前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面は、熱溶接製造プロセスによって、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項3】
前記第１の材料の転移温度は前記第２の材料の転移温度を上回る、請求項１又は２に記載のフィルタエレメント。
【請求項4】
前記第１の材料は、ゴム、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、熱可塑性加硫物、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含み；及び／又は前記第２の材料は熱可塑性樹脂を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項5】
第１の材料は熱可塑性エラストマーを含み、及び前記熱可塑性エラストマーは、ポリアミド熱可塑性エラストマー、コポリエステル熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン熱可塑性エラストマー、又は動的に加硫された熱可塑性エラストマー、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項6】
前記シールのショアＡ値は、少なくとも２５、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、又は少なくとも６０であり；及び／又は前記シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである、請求項１～５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項7】
前記シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は前記シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項8】
前記第２の材料は熱可塑性樹脂を含み、及び前記熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はこれらの混合物及び組み合わせを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項9】
前記シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は前記シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、請求項１～８のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項10】
前記シールキャリアのショアＤ値は、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも２５、又は少なくとも３０であり；及び／又は前記シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、請求項１～９のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項11】
前記ろ材パックは、ひだ付きろ材又はプリーツ付きろ材を含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項12】
前記シールキャリアは、前記長手方向に延在し且つ前記ろ材パックの前記外周面を少なくとも部分的に包囲する径方向周囲側面を含み、及び前記シールは前記径方向周囲側面を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成する、請求項１～１１のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項13】
前記シールキャリアは、前記ろ材パック用の流体入口チャンネル又は流体出口チャンネルを形成するように、前記長手方向に延在する管状延長部を含み、及び前記シールは、外向きラジアルシールを形成するように、前記管状延長部の外周面を取り囲み、又は
前記シールは、内向きラジアルシールを形成するように、前記管状延長部の内周面の周りに位置している、請求項１～１１のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項14】
前記シールキャリアは、ろ過済みの流体を流出させるか又はろ過されていない流体を受け入れるように構成された中心開口を含み、及び前記シールは、内向きラジアルシールを形成するように、前記中心開口の内周面に結合される、請求項１～１１のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項15】
前記シールキャリアは、前記第１の軸周りの側面に対向する第２の軸周りの側面を含み、及び前記シールは、アキシアルシールを形成するように、前記第２の軸周りの側面に結合される、請求項１～１１のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項16】
前記ろ材パックは、前記第１の軸周りの面に対向する第２の軸周りの面を含み、及び前記フィルタエレメントは、前記ろ材パックの前記第２の軸周りの面に結合される閉鎖エンドキャップをさらに含む、請求項１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項17】
前記閉鎖エンドキャップは、第２の熱溶接製造プロセスによって、前記ろ材パックの前記第２の軸周りの面に熱溶接されている、請求項１６に記載のフィルタエレメント。
【請求項18】
前記ろ材パックはプリーツ付きろ材を含み、及び前記プリーツ付きろ材は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍだけ前記シールキャリアに埋め込まれている、請求項１１～１７のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項19】
前記ろ材パックは、ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層を含むひだ付きろ材を含む、請求項１１に記載のフィルタエレメント。
【請求項20】
ひだ付きフィルタ材の前記コイル状にされた層のそれぞれは、前記長手方向に対して本質的に平行な向きにされた流入口ひだ及び流出口ひだを含み、及び前記コイル状にされた層の少なくとも１つの外層の前記流入口ひだのひだ入口又は前記流出口ひだのひだ出口は、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面によって塞がれる、請求項１９に記載のフィルタエレメント。
【請求項21】
前記ろ材パックは、コイル状にされたひだ付きろ材層を含むひだ付きろ材を含み、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、１０層未満、８層未満、又は６層未満であり；及び／又は
前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、少なくとも１つの層又は少なくとも２つの層である、請求項１１、１９、又は２０に記載のフィルタエレメント。
【請求項22】
前記フィルタエレメントは、前記ろ材パックの第２の軸周りの面に結合された支持フレームをさらに含み、前記第２の軸周りの面は前記第１の軸周りの面に対向している、請求項１１又は請求項１９～２１のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項23】
前記ろ材パックは、コイル状にされたひだ付きろ材層を含むひだ付きろ材を含み、及び前記支持フレームは、前記コイル状にされたひだ付きろ材層が前記長手方向に動くのを防止するように構成される、請求項２２に記載のフィルタエレメント。
【請求項24】
前記ろ材パックの前記第２の軸周りの面への前記支持フレームの前記結合は、第２の熱溶接製造プロセスによって得られる、請求項２２又は２３に記載のフィルタエレメント。
【請求項25】
前記シールキャリアは、前記第１の軸周りの面と本質的に平行な平面に配置された１つ以上のリブを含み、及び前記１つ以上のリブは、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面に結合される、請求項１１又は請求項１９～２４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項26】
前記ろ材パックは、コイル状にされたひだ付きろ材層を含むひだ付きろ材を含み、前記１つ以上のリブは、前記コイル状にされたひだ付きろ材層が前記長手方向に動くのを防止するように構成される、請求項２５に記載のフィルタエレメント。
【請求項27】
前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面との前記１つ以上のリブの前記結合は、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面を溶接する熱溶接製造プロセスによって得られる、請求項２５又は２６に記載のフィルタエレメント。
【請求項28】
前記成形された単一構造のシール配置構成は、多材射出成形製造プロセスによって形成される、請求項１～２７のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項29】
前記外周面の形状は、円形、卵形、楕円形、丸みを帯びた四角形、長円形、又は長方形である、請求項１～２８のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項30】
前記熱溶接製造プロセスは、前記第１の軸周りの側面の少なくとも一部分が変形可能となるまで、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面を加熱するステップ；
前記ろ材パックと前記シールキャリアを合わせて、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の前記少なくとも周囲部分が、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面に圧入されるようにするステップ；及び
前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面を、前記第１の軸周りの側面が前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の前記少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにするステップ
を含む、請求項２～２９のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項31】
フィルタエレメントの製造方法であって：長手方向に延在する周囲面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを有する、ろ材パックを提供すること；
シールキャリアを提供すること；及び
前記ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に前記シールキャリアの第１の軸周りの側面を結合するために、熱溶接製造プロセスを施すこと
を含む、方法。
【請求項32】
前記熱溶接製造プロセスは、前記第１の軸周りの側面の少なくとも一部分が変形可能となるまで、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面を加熱すること；
前記ろ材パックと前記シールキャリアを合わせて、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の前記少なくとも周囲部分が、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面に圧入されるようにすること；及び
前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面を、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面が前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の前記少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにすること
を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項33】
シール配置構成は、シールキャリアを含む、成形された単一構造のシール配置構成を含む、請求項３１又は３２に記載の方法。
【請求項34】
シール配置構成は、シールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成を含む、請求項３１～３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項35】
多成分射出成形製造プロセスによって、前記シールキャリアに前記シールを結合することをさらに含む、請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項36】
前記シールは、前記熱溶接製造プロセスを施す前に、前記シールキャリアに結合される、請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
前記シールは、前記熱溶接製造プロセスを施した後に、前記シールキャリアに結合される、請求項３５に記載の方法。
【請求項38】
前記シール配置構成は、前記フィルタエレメントが前記ハウジング内に動作可能に配置されているとき、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するのに好適である、請求項３１～３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項39】
前記熱溶接プロセスの加工温度は、加熱されている前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面の部分の転移温度を上回る、請求項３１～３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項40】
前記ろ材パックはプリーツ付きろ材パックを含み、及び前記方法は、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍを前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面に埋め込むことを含む、請求項３１～３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項41】
前記ろ材パックは、コイル状にされたひだを含むひだ付きろ材パックを含み；及び前記方法は、ひだの少なくとも１つの層に前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面の材料を入り込ませることを含み；及び／又は
前記方法は、ひだの少なくとも６層まで、８層まで、又は１０層まで前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面の材料を入り込ませることを含む、請求項３１～３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項42】
前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面にリブを埋め込むことをさらに含む、請求項３１～４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項43】
前記ろ材パックと前記シールキャリアを合わせる前に、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面を加熱して、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の前記少なくとも周囲部分が、前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面に圧入されるようにすることをさらに含む、請求項３１～４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項44】
第２の熱溶接製造プロセスを含み、前記第２の熱溶接製造プロセスは、前記ろ材パックの第２の軸周りの面に支持フレームを結合することをさらに含む、請求項３１～４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項45】
請求項３１～４４のいずれか１項に記載の方法によって得られたフィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年７月２６日出願の米国仮特許出願第６２／８７８，９４１号の利益を主張し、該出願は参照により本明細書に援用される。
本出願は、２０１９年７月２６日出願の米国仮特許出願第６２／８７８，９４１号の利益を主張し、該出願は参照により本明細書に援用される。
【0002】
本開示は、流体をろ過するためのフィルタエレメントに関し、より具体的には、フィルタシステムのハウジングに挿入され得且つ保全修理のために取り出され得るフィルタエレメントに関する。本開示はまた、フィルタエレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
フィルタカートリッジとも呼ばれる、流体をろ過するためのフィルタエレメントは、多種多様なろ過用途に使用される。流体は、液体又は気体すなわちガス、例えば空気などとし得る。
【0004】
実際に、多くの場合、フィルタエレメントを使用して流体ストリームから汚染物質をろ過することが望ましい。例えば、自動車用、又は発電装置、建設機器若しくは他の機器用のエンジンへの気流ストリーム、ガスタービンシステムへのガスストリーム、及び様々な燃焼炉への空気ストリームは、そこに粒子状汚染物を運んでくる。そのようなシステムにとって、汚染物質が流体から除去されるか又は少なくとも減少されることが好ましい。
【0005】
フィルタエレメントは、一定の時間間隔で、又はろ過性能が臨界閾値レベルを下回ったときに、フィルタシステムのハウジングから取り出されて交換されるべき要素として構成され得る。
【0006】
フィルタエレメントは、フィルタろ材を含む、ろ材パックを含む。ろ材は、流体がろ材を流れるときに汚染物質を除去する。一般的に使用されており且つ市販されているろ材は、例えばプリーツ付きろ材又はひだ付きろ材である。ひだ付きろ材はまた、Ｚ型ろ材とも呼ばれる。
【0007】
ひだ付きろ材を含むろ材パックの例は、米国特許第７，３９６，３７６号明細書に説明されている。ろ材パックは、ろ材パックの径方向の境界を形成する外周面を含む。外周面は、全体的に、第１の軸周りの面から第２の対向する面へと長手方向に延在する。
【0008】
フィルタエレメントはまた、ろ材パックの他に、ろ過されていない流体からろ過済みの流体を分離するためのシール配置構成を含む。実際に、フィルタエレメントの適切な動作のために、ろ材パックは、ろ材パックが挿入されるハウジングに適切に封止されることが必要である。
【0009】
フィルタエレメント用に様々なタイプのシール配置構成が提案されてきている。一般に、例えばプリーツ付きろ材が使用されるとき、シール配置構成は、成形技術によって得られた発泡ポリウレタン（ＰＵ）によって形成される。好都合なことに、発泡ＰＵシール配置構成は、ろ材パックの第１の軸周りの面においてプリーツを閉鎖するだけでなく、ＰＵシール配置構成の周囲面も、ハウジングに適切に封止するためのラジアルシール又はアキシアルシールとして使用され得る。一般的に同様に発泡ＰＵ製のエンドキャップが、ろ材パックの第２の軸周りの面においてプリーツを閉鎖するために使用される。
【0010】
米国特許第７，３９６，３７６号明細書には、ひだ付きろ材パックと組み合わせて使用される発泡ポリウレタン（ＰＵ）シール配置構成が開示されている。製造プロセス中、ろ材パックは、補強用フレーム要素と一緒に型内に配置される。その後、型は、ＰＵで満たされ、立ち上がり過程に続いて、いわゆる発泡ＰＵのオーバーモールドが形成される。補強用フレーム要素は、シールに強度をもたらし、且つまた、ろ材パックの不規則な形を補償する。
【0011】
しかしながら、ＰＵシール配置構成の不都合なことは、温度が高くなり得る、例えば、約８０℃を超える温度になり得る環境にあまり好適ではないことである。さらに、発泡ＰＵ製造プロセスに起因して、フィルタエレメントは、常に美的外観を有しているわけではない。
【0012】
発泡シール配置構成の代替例は、より高い温度に抵抗し且つ例えばガスケットキャリアによってろ材パックに結合され得るＯリングなどの機械式ガスケットを含むシール配置構成を含む。これらのタイプの代替的なシール配置構成はまた、ろ材パックにガスケットキャリアを接合するために、接着剤、例えばグルーを使用し得る。
【0013】
接着剤の使用を伴う機械式ガスケット又は配置構成を含むシール配置構成の不都合なことは、製造プロセスにより時間がかかる可能性があること、及び複数の構成要素を含むシール配置構成は、あまりロバストではない可能性があることである。
【0014】
用いられるシール配置構成の具体的な形態はまた、一般的に、使用中のろ材パックのタイプに依存し、それゆえ、均一の製造プロセスがフィルタエレメントの製造に常に利用可能なわけではない。
【0015】
それゆえ、よりロバストでコスト効率の良いフィルタエレメントを提供し、且つフィルタエレメントの製造プロセスを改善することが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本開示の目的は、ロバストでコスト効率の良い、流体をろ過するためのフィルタエレメントを提供することにある。本開示のさらなる目的は、コスト効率が良く、且つ様々なタイプのろ材パックに用いられ得るフィルタエレメントの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0017】
一態様では、本開示は、ろ材パックと、成形された単一構造のシール配置構成とを含むフィルタエレメントについて説明している。ろ材パックは、長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む。成形された単一構造のシール配置構成は、シール及びシールキャリアを含み、シールは第１の材料を含み、及びシールキャリアは第２の材料を含み、及び第２の材料は第１の材料とは異なる。シールキャリアは第１の軸周りの側面を含み、及びシールキャリアの第１の軸周りの側面は、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている。
【0018】
別の態様では、本開示は、フィルタシステムのハウジング内に配置するためのフィルタエレメントについて説明している。フィルタエレメントは、流体をろ過するためのろ材パックと、フィルタエレメントがハウジング内に動作可能に配置されているとき、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するためのシール配置構成とを含む。ろ材パックは、長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む。シール配置構成は、少なくとも第１の材料で作製されたシールと、少なくとも第２の材料で作製されたシールキャリアとを含み、第２の材料は第１の材料とは異なる。シールはシールキャリアに結合され、及びシールキャリアへのシールの結合は、多成分射出成形製造プロセスを使用して、第１の材料及び第２の材料からシール配置構成を製造することによって得られる。シールキャリアは、熱溶接製造プロセスによってろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に結合されている第１の軸周りの側面を含む。
【0019】
さらなる態様では、本開示は、フィルタエレメントの製造方法について説明している。方法は：長手方向に延在する周囲面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを有する、ろ材パックを提供すること；シールキャリアを提供すること；及びろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分にシールキャリアの第１の軸周りの側面を結合するために、熱溶接製造プロセスを施すことを含む。いくつかの実施形態では、シール配置構成は、シールキャリアを含む、成形された単一構造のシール配置構成を含む。いくつかの実施形態では、シール配置構成は、シールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成を含む。いくつかの実施形態では、方法は、多成分射出成形製造プロセスによって、シールキャリアにシールを結合することをさらに含む。シールは、熱溶接製造プロセスを施す前に又は熱溶接製造プロセスを施した後で、シールキャリアに結合され得る。
【0020】
語「好ましい」及び「好ましくは」は、特定の状況下で、いくつかの利益を提供し得る本発明の実施形態を指す。しかしながら、同じ又は他の状況下で、他の実施形態も好ましいとし得る。さらに、１つ以上の好ましい実施形態の記述は、他の実施形態が有用ではないことを暗示せず、及び本発明の範囲から他の実施形態を除外することを意図しない。
【0021】
用語「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及びその変形例は、説明及び特許請求の範囲においてこれらの用語が出現する箇所で、限定の意味を有していない。そのような用語は、述べたステップ若しくは要素又はステップ若しくは要素の群を含むが、任意の他のステップ若しくは要素又はステップ若しくは要素の群を除外しないことを暗示すると理解される。
【0022】
「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」によって、語句「からなる」の前に来るものは何でも含み、及びそれらに限定されることを意味する。それゆえ、語句「からなる」は、リストした要素が要求されるか又は必須であり、及び他の要素は存在しないかもしれないことを示す。「～から本質的になる」によって、その語句の前にリストされたいずれの要素も含み、及びリストした要素に関して本開示で特定される活動又は作用を妨げない若しくはそれに寄与しない他の要素に限定されることを意味する。それゆえ、語句「～から本質的になる」は、リストした要素が要求されるか又は必須であるが、他の要素は任意選択的であり、且つリストした要素の活動又は作用に実質的に影響を及ぼすかどうかに依存して、存在しても又は存在しなくてもよいことを示す。
【0023】
他に特に規定がなければ、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び「少なくとも１つの」は、同じ意味で使用され、且つ２つ以上の存在を除外しない。
【0024】
用語「及び／又は」は、リストした要素の１つ若しくは全て、又はリストした要素のいずれかの２つ以上の組み合わせを意味する。
【0025】
標準的な方法（例えば、ＡＳＴＭ、ＴＡＰＰＩ、ＡＡＴＣＣなど）へのいずれの言及も、別段の指示がない限り、本開示の出願時におけるその方法の最新の利用可能なバージョンを指す。
【0026】
本明細書では、用語「第１」、「第２」などを含む用語は、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも、時間的、空間的、ランキング又は任意の他の方法のいずれでも、順序を説明するものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下では置き換え可能であり、及び本明細書で説明する本開示の実施形態は、本明細書で説明又は図示したもの以外の順序で動作できることが理解される。
【0027】
本明細書においても、端点による数値の範囲の記述は、その範囲内に含まれる全ての数字を含む（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。
【0028】
本明細書では、数字「まで」（例えば５０まで）は、その数字（例えば５０）を含む。
【0029】
用語「範囲内にある」又は「範囲内の」（及び同様の記述）は、述べた範囲の端点を含む。
【0030】
本明細書全般にわたって「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造又は特性が、本開示の１つ以上の実施形態に含まれることを意味する。それゆえ、本明細書全般にわたって様々な箇所における語句「一実施形態では、一実施形態には」又は「ある実施形態では、ある実施形態には」の出現は、必ずしも、全て、同じ実施形態を指すわけではないが、同じ実施形態を指す可能性がある。さらに、本開示から当業者に明らかであるように、特定の特徴、構造又は特性が、１つ以上の実施形態において、任意の好適な方法で組み合わせられてもよい。
【0031】
個別のステップを含む、本明細書で開示するいずれの方法に関しても、ステップは、いずれの実現可能な順番でも実施され得る。さらに、適切な場合、２つ以上のステップのいずれの組み合わせも、同時に実施され得る。
【0032】
別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される成分の量、分子量などを表す全ての数字は、いかなる場合も、用語「約」によって修飾されていると理解される。測定量に関して本明細書で使用されるとき、用語「約」は、測定を行い且つある程度の注意を払う当業者によって予測されるような測定量のばらつきが、測定の目的及び使用される測定機器の精度に見合っていることを指す。それゆえ、それとは反対であると別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明によって得られることが求められる所望の特性に依存して変わり得る近似値である。少なくとも、及び均等論を特許請求の範囲に限定することを試みるものではないが、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁に照らして、及び通常の丸めの技術を応用することによって、解釈されるべきである。
【0033】
本発明の広い範囲に記載される数値範囲及びパラメータは近似値であるにもかかわらず、具体例に記載される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、全ての数値は、それらそれぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる範囲を本質的に含む。
【0034】
全ての見出しは、読者の利便性のためであり、及びそのように特定されない限り、見出しに続くテキストの意味を限定するために使用されるべきではない。
【0035】
本発明の上述の概要は、開示の各実施形態又は本発明の全実装例を説明するためのものではない。以下の説明は、説明に役立つ実施形態をより特定的に例示する。本出願全般にわたっていくつかの箇所において、様々な組み合わせで使用され得る例のリストによって指示が出される。どの場合も、列挙したリストは、代表的な群としての機能を果たすにすぎず、排他的なリストであると解釈されるべきではない。当業者には、本開示は、特に図示及び／又は説明したものによって限定されないこと、並びに代替例又は修正された実施形態が、本開示の全教示に照らして開発され得ることが認識される。説明した図面は概略にすぎず、非限定的である。
【0036】
本開示のこれらの及びさらなる態様は、例として、及び添付図面を参照して、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】ろ材パックがプリーツ付きろ材を含む、本開示によるフィルタエレメントの例の分解斜視図を示す。
【図2A】内向きラジアルシールを含む、本開示によるフィルタエレメントの斜視図を示す。
【図2B】アキシアルシールを含む、本開示によるフィルタエレメントの斜視図を示す。
【図3】ろ材パックがプリーツ付きろ材含む、本開示によるフィルタエレメントの例の断面図を示す。
【図4A-4F】プリーツ付きろ材を含むろ材パックに結合されたシールキャリアの例の断面図を示す。
【図5】ろ材パックがひだ付きろ材を含む、本開示によるフィルタエレメントの例の分解斜視図を示す。
【図6】ろ材パックがコイル状にされたひだ付きろ材を含む、本開示によるフィルタエレメントの斜視図を示す。
【図7】ろ材パックがコイル状にされたひだ付きろ材を含み、及びシール配置構成がアキシアルシールを含む、本開示によるフィルタエレメントの斜視図を示す。
【図8】ろ材パックがコイル状にされたひだ付きろ材を含み、及びフィルタエレメントが外向きラジアルシールを含む、本開示によるフィルタエレメントのさらなる例の斜視図を示す。
【図9A-9C】ろ材パックがひだ付きろ材を含む、本開示によるフィルタエレメントの例の断面図を示す。
【図10A-10E】ひだ付きろ材を含むろ材パックに結合されたシールキャリアの例の断面図を示す。
【図11A-11B】ろ材パックの周囲面と、ろ材パックの長手方向に対して垂直な平面との間の横断面の例を示す。
【図12A-12B】外周面に凸状部分があるろ材パックの２つのさらなる例を示す斜視図を示す。
【図13A-13D】さらに実施例に説明されるように、ろ材パックにシールキャリアを熱溶接する方法を示す。
【図14】シールキャリアに熱溶接された後の、プリーツ付きろ材パックの例示的な画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【0038】
図面は、縮尺通りでも、比例してもいない。一般的に、同様の参照符号は、異なる図面にわたって同様の又は対応する構造を示す。
【0039】
一態様では、本開示は、フィルタシステムのハウジング内に実装するためのフィルタエレメントについて説明している。フィルタエレメントはろ材パックを含み、ろ材パックのろ材は、流入する流体流に存在する粒子及び不純物を捕らえる。流体は、液体又は気体、例えば空気などとし得る。フィルタエレメントがハウジング内に実装されており、且つフィルタシステムが動作中であるとき、ろ過済みの流体は、流入するろ過されていない流体から分離しておく必要がある。それゆえ、フィルタエレメントは、フィルタエレメントがハウジング内に実装され且つフィルタシステムが動作可能であるとき、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するように構成されたシール配置構成を含む。フィルタエレメントは、一定の時間間隔で、又はろ過性能が臨界閾値レベルを下回ったときに、フィルタシステムのハウジングから取り出されて交換されるべき要素として構成され得る。
【0040】
別の態様では、本開示は、フィルタエレメントの製造方法について説明している。いくつかの実施形態では、本開示は、多材射出成形プロセスと熱溶接プロセスとの組み合わせを伴う生産プロセスによって製造されたフィルタエレメントについて説明している。本明細書でさらに説明されているように、多材射出成形プロセスは、シールキャリア及びシールの双方を含むシール配置構成を形成するために使用され、及び熱溶接プロセスは、シールキャリアをろ材パックに結合するために使用される。
【0041】
いくつかの実施形態では、多材射出成形プロセスは、熱溶接プロセスを用いてシールキャリアをろ材パックに取り付ける前に、シール及びシールキャリアの双方を形成するために使用される。そのような実施形態では、シール、シールキャリア、及び熱溶接プロセスはそれぞれ、熱溶接によってシール又はろ材パックに損傷を引き起こさないように設計される必要がある。
【0042】
いくつかの実施形態では、多材射出成形プロセスは、熱溶接プロセスを用いてシールキャリアをろ材パックに取り付ける前に、シールキャリアを形成するために、及びシールキャリアをろ材パックに取り付けた後で、シールを形成するために、使用され得る。
【0043】
フィルタエレメント
ここで図面を参照すると、同様の参照符号が、異なる図面にわたって、同様の又は対応する構造を示しており、本発明によるフィルタエレメント１００の実施形態の例は、例えば、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図５、図６、図７及び図８に示されている。これらの図面に示すように、フィルタエレメント１００は、ろ材パック１０、１１０及びシール配置構成を含む。いくつかの実施形態では、シール配置構成は、好ましくは、成形された単一構造のシール配置構成である。シール配置構成は、フィルタエレメント１００がハウジング内に動作可能に配置されているときに、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するのに好適である。
ここで図面を参照すると、同様の参照符号が、異なる図面にわたって、同様の又は対応する構造を示しており、本発明によるフィルタエレメント１００の実施形態の例は、例えば、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図５、図６、図７及び図８に示されている。これらの図面に示すように、フィルタエレメント１００は、ろ材パック１０、１１０及びシール配置構成を含む。いくつかの実施形態では、シール配置構成は、好ましくは、成形された単一構造のシール配置構成である。シール配置構成は、フィルタエレメント１００がハウジング内に動作可能に配置されているときに、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するのに好適である。
【0044】
図１～図１０に示すように、シール配置構成は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ及びシール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅを含む。シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅを支持し、且つ、下記でさらに説明されるように、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、ろ材パック１０、１１０と、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅとの間の境界面を形成する。いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、周囲シールとし得る。本明細書で説明する例示的な実施形態において示すように、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、外向きラジアルシール、内向きラジアルシール、又はアキシアルシールとし得る。
【0045】
本明細書でさらに説明されているように、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、多材射出成形製造プロセスによって、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに結合されて、成形された単一構造のシール配置構成を形成するようにする。成形された単一構造のシール配置構成は、シール配置構成が多材射出成形製造プロセスによって形成されたことの可視によるインジケータ、例えば、可視化フィード点又は可視化エジェクタ点などを有し得る。いくつかの実施形態では、シーム（ウェルドライン又はニットラインとしても公知）が、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅとシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅとの間に見えるかもしれない。しかしながら、可視化フィード点、エジェクタ点、又はシームが存在しないことは、必ずしも、成形された単一構造のシール配置構成が多材射出成形製造プロセスによって形成されなかったことを示すものではない。
【0046】
本開示によるフィルタエレメントは、任意の特定のろ材に限定されない。例えば、本開示の第１の態様によるフィルタエレメントは、ひだ付きろ材、プリーツ付きろ材、又は流体をろ過するのに好適な任意の他のろ材を含む、ろ材パックを含み得る。ひだ付きろ材は、コイル状にされたひだ付きろ材又は積み重ねられたひだ付きろ材を含み得る。特定の実施形態が、プリーツ付きろ材パック１０（例えば、図１、図３、及び図４参照）又はひだ付きろ材パック１１０（例えば、図５～図１０参照）による図面に示されているが、具体的に記載がない限り、プリーツ付きろ材パック１０を含むフィルタエレメント１００に関する教示は、ひだ付きろ材パック１１０に応用でき、及びひだ付きろ材パック１１０を含むフィルタエレメント１００に関する教示は、プリーツ付きろ材パック１０に応用できる。
【0047】
本明細書で提示し且つ説明する図面のいくつかは、空気などの気体をろ過するためのフィルタエレメントの実施形態に具体的に取り組んでいるが、本明細書で説明するフィルタエレメントは、任意の特定の流体のろ過に限定されない。
【0048】
いくつかの実施形態では、ろ材は、湿式媒体を含み得る。いくつかの実施形態では、ろ材は、乾式成形又は乾式媒体を含み得る。ろ材は、例えば、ポリマー、繊維、結合剤、及び添加剤など、当業者によって選択された材料の任意の好適な組み合わせを含み得る。例示的な実施形態では、ろ材は、主にセルロース繊維などの湿式不織ろ材を含み得る。別の例示的な実施形態では、ろ材は、セルロース繊維及び合成繊維などの湿式不織ろ材を含み得、ろ材は、１０％まで又は２０％まで合成繊維を含む。さらに別の例示的な実施形態では、ろ材は、スパンボンド合成繊維などの乾式媒体を含み得る。例示的なスパンボンド合成繊維はポリエステル繊維を含む。さらに例示的な実施形態では、ろ材は、合成繊維などの多層乾式媒体を含み得る。これらの媒体のそれぞれは、上述の通り、追加的な結合剤及び／又は添加剤を含み得る。添加剤化合物は、限定されるものではないが、難燃性、疎油性、及び／又は疎水性を含む機能を加え得る。
【0049】
ろ材パック１０又は１１０は、少なくともｉ）長手方向Ｚに延在する外周面６、及びｉｉ）長手方向と交差する第１の軸周りの面７を含む。長手方向は、長手方向軸Ｚによって、図１～図１０に概略的に示されている。さらに図３及び図９Ａ～図９Ｃに示すように、第１の軸周りの面７は、長手方向軸Ｚによって規定された長手方向と交差する、ろ材パックの側面とし得る。この第１の軸周りの面７は、流体の流入口側面又は流出口側面とし得る。図３及び図９Ａ～図９Ｃに示す実施形態では、２つの矢印が、流体の流入する流れ及び流体の流出する流れの方向を示している。他の実施形態では、これらの図面に示されている流体流は、フィルタエレメントがどのようにフィルタシステムのハウジング内に設置されているかに依存して、逆にされてもよい。
【0050】
フィルタエレメント１００は、好ましくは、フィルタシステムのハウジング内に配置するように構成され得る。フィルタエレメント１００がハウジング内に動作可能に配置されているとき、フィルタエレメント１００のシール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅとハウジングとの間の境界面及び／又は相互作用によって、ろ過されていない流体からろ過済みの流体をフィルタエレメント１００によって分離している最中の漏れを防止する。
【0051】
例えば、図１及び図５に示す実施形態では、外周面６は、第１の軸周りの面７から、第１の軸周りの面７に対向する第２の軸周りの面８まで、長手方向Ｚに延在している。これらの例では、第１及び第２の軸周りの面７、８は、それぞれ、流体流入口及び流体流出口に対応する。ろ材パックの具体的な形状に依存して、及び図９Ｃに概略的に示すように、ろ材パックは、常に、第１の軸周りの面と平行である第２の軸周りの面を含むわけではない。この例では、第１の軸周りの面７は、ろ過済みの流体用の平面の流出口側面であるが、ろ過されていない流体は、ろ材パック１０の非平面の側面、例えば湾曲した側面などを経由して流入する。
【0052】
シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは少なくとも第１の材料で作製され、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは少なくとも第２の材料で作製されている。一般的に、第２の材料は第１の材料とは異なる。シール及びシールキャリアに使用され得る様々な材料の例について、下記でさらに説明する。
【0053】
図１に示すフィルタエレメント１００がフィルタシステムのハウジング内に配置されるとき、流体は、ろ材を、長手方向Ｚと交差する方向に横断する。例えば、図３の矢印によって示すように、ろ過されるべき流体は、ろ材パック１０の外周面６を通って、プリーツ付きろ材によって形成された中空のろ過体の内部の方へ横切り、及びろ過済みの流体は、ろ材パックの第１の軸周りの面７にある中心開口を通ってろ材パック１０から流出する。第１の軸周りの面７にあるこの中心開口は、中空のろ過体の第１の端にある開口に対応する。それゆえ、これらのタイプの実施形態は、プリーツ付きろ材によって形成された中空のろ過体の第１及び第２の端にそれぞれある、開放エンドキャップ（シール配置構成を含むか又はそれからなる）及び閉鎖エンドキャップ７０の双方を含み得る。
【0054】
ろ材パックの外周面６は様々な形状を有し得、及び本開示は任意の特定の形状に限定されない；実際に、ろ材パックの外周面６の横断面、及び長手方向Ｚに対して垂直な平面の形状は、ろ材パックに、例えば円形、卵形、楕円形、丸みを帯びた四角形（図１１Ａに示すような）、長円形（ｏｂｒｏｕｎｄ ｓｈａｐｅ）、長方形、又は任意の他の好適な形状を有し得る。図８には、例示的なフィルタエレメント１００の斜視図が示されており、長手方向Ｚに対して垂直な平面での外周面６の横断面は、丸みを帯びた四角形の形状を有する。
【0055】
いくつかの例示的な実施形態では、ろ材パック１０、１１０の周囲面６の横断面、及び長手方向Ｚに対して垂直な平面は、１つ以上の凸状部分を有する、周囲方向の外側境界部分を形成する。ろ材パック１０、１１０の外周面６の２つの特定の形状が図１１Ｂに示されており、上側の図面は、凸状の境界部分を有する形状を示しており、及び下側の図面は、２つの凸状の境界部分を有するピーナッツ型の形状を示している。図１２Ａ及び図１２Ｂには、凸状部分を有する外周面６を有するろ材パックの斜視図が示されている。ひだ付きろ材パック１１０が図１２に示されているが、プリーツ付きろ材パック１０もこの形態に含まれ得る。
【0056】
図５～図８に示す実施形態では、ろ材パック１１０はまた、第１の軸周りの面７に対向する第２の軸周りの面８を有する。このタイプの形態は、「直線的な流通形態」又は「順流形態」と呼ばれることがある。概して、これに関連して、フィルタエレメント１００のろ材パック１１０は、ろ過されていない流体の流れがろ材パック１１０に流入できるようにする流入口面と、ろ過済みの流体がろ材パック１１０から流出できるようにする、対向する出口面とを含む。それゆえ、ろ材パックに流入する流れ及びそこから流出する流れは、一般的に、同じ直線的な方向である。
【0057】
例えば、図５～図８に示す実施形態では、ろ材パック１１０の第１の軸周りの面７及び第２の軸周りの面８は、流体流入口面及び流体出口面に対応するか、又は逆も同様である。一般的に、流体流入口面及び流体流出口面は平面的であり、２つの面は互いに平行である。しかしながら、これからの変形例、例えば非平面の面が可能である。
【0058】
図９Ａ～図９Ｃには、フィルタエレメント１００の例示的な実施形態の断面図が示されており、ろ材パック１１０はひだ付きろ材を含む。２つの矢印が、ろ材パック１１０に流入し且つそこから流出する流体の例示的な流れ方向を示す。図９Ｃには、第１の軸周りの面７は平面の側面であるが、対向する平面の第２の軸周りの面がない例が示されている。
【0059】
いくつかの実施形態では、コイル状にされたひだ付きろ材の外層の外面が、ろ材パック１１０の外周面６を形成し得る。換言すると、上述のひだ付きフィルタ材の対面するシートの一部分が、外周面６を形成している。
【0060】
いくつかの実施形態では、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの幅は、好ましくは、可能な限り狭く保たれ得、第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに結合されている第１の軸周りの面７の周囲エッジが、可能な限り小さくされるようにする。実際に、軸周りの面７は、流体用の流入口又は流出口であるため、シールキャリアの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅによる流入口又は流出口の被覆は、流体流に影響を及ぼし得る及び／又はろ材パック１０、１１０のろ過性能を制限し得る。
【0061】
例えば図５～図８に示す実施形態では、フィルタエレメント１００は、ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層によって形成されるひだ付きろ材を含む。ひだ付きフィルタ材の層のそれぞれは、ろ材パックの長手方向Ｚに対して本質的に平行に向けられた、流入口ひだ及び流出口ひだを含む。ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層の少なくとも１つの外層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる。いくつかの実施形態では、ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層の少なくとも外側の２つの層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる。第１の軸周りの面が、ろ過されていない流体を受け入れるための流入口面である場合、流入口ひだの入口は、シールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる。他方では、第１の軸周りの面７が、ろ過済みの流体を出力するための流出口面である場合、流出口ひだの出口は、シールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる。
【0062】
フィルタエレメント１００は、フィルタエレメント１００を製造するための２つの異なる製造プロセス、より具体的には、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅをシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに結合するための製造プロセス、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅをろ材パック１０、１１０に結合するための製造プロセスを用いることによって、特徴づけられる。本明細書でさらに説明されているように、多材射出成形製造プロセスが、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅをシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに結合するために使用されて、成形された単一構造のシール配置構成を提供する。本明細書でさらに説明されているように、熱溶接プロセスが、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅをろ材パック１０、１１０に結合するために使用される。
【0063】
いくつかの実施形態では、図５及び図９Ｂに示すように、支持フレーム６０が第２の軸周りの面８に結合され得る。ろ材パック１０、１１０がひだ付きろ材パック１１０であるとき、支持フレーム６０は、ろ材パック１１０のコイル状にされた層が長手方向Ｚに動くのを防止するように構成され得る。一般に、支持フレーム６０は、コイル状にされた層が長手方向に動くのを阻止するリブ部分６２を含む。本明細書でさらに説明されているように、第２の熱溶接プロセスを用いて、支持フレーム６０をろ材パック１０、１１０に結合し得る。
【0064】
いくつかの実施形態では、例えば図６及び図９Ａに示すように、シールキャリア６４０、９４０は、長手方向Ｚに対して本質的に垂直な平面に位置する１つ以上のリブ４５を含み得る。ろ材パック１０、１１０がひだ付きろ材パック１１０であるとき、１つ以上のリブ４５は、第１の軸周りの面７に配置され且つそれに結合されて、コイル状にされた層が長手方向Ｚに動くのを防止し得る。好都合なことに、これらのタイプの実施形態では、図５及び図９Ｂに示す実施形態の場合のように、ろ材パック１０、１１０の第２の軸周りの面８に結合されるために追加的な支持フレームは必要ではない。
【0065】
例えば図５及び図６に示すような実施形態では、シールキャリア５４０、６４０は、長手方向Ｚに延在する径方向周囲側面４１を含む。シール５２０、６２０は、シールキャリア５４０、６４０のこの径方向周囲側面４１を取り囲み、外向きラジアルシールを形成する。例示的な実施形態では、シール５２０、６２０は、シールキャリア５４０、６４０の径方向周囲側面４１の周りに形成され得る。
【0066】
いくつかの実施形態では、図７及び図１０Ｅに示すように、シール７２０、１０２０ｅはアキシアルシールである。アキシアルシールを形成するために、これらの図面に示すように、シール７２０、１０２０ｅは、シールキャリアの対向する周囲縁部分４４に結合され得る。図１０Ｅに概略的に示すように、シールキャリア７４０、１０４０ｅの対向する周囲縁部分４４は、一般的に、ろ材パック１０の第１の軸周りの面７に熱溶接によって結合されるシールキャリアの周囲縁部分１０４２ｅに対して、平行な縁である。これらの実施形態では、図１０Ｅに示すように、周囲縁部分１０４２ｅ及び対向する周囲縁部分４４は、例えば、２つの平行な環に対応する。
【0067】
ろ材パック１０、１１０に結合されるシールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅの様々な実施形態は、図４Ａ～図４Ｅ及び図１０Ａ～図１０Ｅに概略的に示されている。フィルタエレメント１００を部分的にのみ示しているこれらの断面図では、シールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅは、斜線領域によって表され、及びろ材パック１０、１１０は、点々のある領域によって表されている。シールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅは、実施形態毎に異なり得るいくつかの側面を含む。これらの図面に示すように、本開示の第１の態様によるフィルタエレメント１００は、シールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅが、少なくとも、ろ材パック１０の第１の軸周りの面７と軸方向に結合する第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅを含むことによって特徴づけられる。第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅは、熱溶接製造プロセスによって、少なくともろ材パックの第１の軸周りの面７の周囲部分に結合され得る。換言すると、シールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅは、一般的に、ろ材パックの第１の軸周りの面７に対して本質的に平行である結合面とし得る。シールキャリアの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに結合されているろ材パックの軸周りの面７の周囲部分の範囲は、ろ材パック１０、１１０のタイプに依存し得る。例えば、図１、図３、及び図４に例えば示すようなプリーツ付きろ材を含むろ材パック１０、並びに例えば図５及び図８～図１０に示すようなひだ付きろ材を含むろ材パック１１０は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅによって被覆されている、ろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の異なる周囲部分を有し得る。同様に、シールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの一部分のみが結合面とし得る；すなわち、シールキャリア４４０ａ～４４０ｆ、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの一部分のみがろ材パックの第１の軸周りの面７に結合し得る。
【0068】
いくつかの実施形態では、図１０Ａ～図１０Ｃに示すように、斜線領域によって表されるシールキャリア１０４０ａ～１０４０ｅは、長手方向Ｚに延在する管状延長部４３を含み、それにより、ろ過されていない流体を受け入れるための入口チャンネルを形成する。これらの実施形態では、シール１０２０ａ～１０２０ｅは、管状延長部４３の外周面に結合されて、外向きラジアルシールを形成するようにする。管状延長部４３の外周面へのシール１０２０ａ～１０２０ｅの結合は、好ましくは、多材射出成形製造プロセスによって得られて、成形された単一構造のシール配置構成を得るようにし得る。
【0069】
プリーツ付きろ材を備える実施形態の例
いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００は、プリーツ付きろ材を含むろ材パック１０を含む。
いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００は、プリーツ付きろ材を含むろ材パック１０を含む。
【0070】
図１には、本開示の第１の態様によるフィルタエレメント１００の実施形態の分解図が示されている。図示のフィルタエレメント１００のろ材パック１０は、閉じたループ、この例では環に配置された複数のプリーツを有するプリーツ付きろ材を含み、中空のろ過体が、長手方向Ｚに延在して形成されるようにしている。それゆえ、中空のろ過体は、中空のろ過体の第１の端及び第２の端にそれぞれ第１の開口及び第２の開口を有する。プリーツは、例えば、ろ紙のシートを折り畳むことによって形成される。図１に示す実施形態では、中空のろ過体は、中空形状のシリンダーである。複数のプリーツの複数の外側先端は、中空のろ過体の外周の境界部分を形成する。この実施形態では、ろ材パック１０の外周面６は、プリーツの外側先端によって形成されたこの周囲の境界部分に対応し、及びろ材パック１０の第１の軸周りの面７及び第２の軸周りの面８は、それぞれ、中空のろ過体の第１及び第２の端に対応する。
【0071】
図１及び図４Ａに示す実施形態では、シールキャリア１４０、４４０ａがシール１２０、４２０ａへの支持をもたらすだけでなく、シールキャリアの第１の軸周りの側面４４２ａが、中空のろ過体の第１の端に開放エンドキャップを提供しもする。実際に、熱溶接により中空のろ過体の端へシールキャリア１４０、４２０ａの第１の軸周りの側面４４２ａを結合することによって、ろ材パック１０のプリーツは、第１の端で閉鎖される。図３に概略的に示すように、閉鎖エンドキャップ７０が、さらに、中空のろ過体の第２の端に結合され得、それにより、第２の端でろ材パック１０のプリーツを閉鎖するだけでなく、中空のろ過体の第２の端で第２の開口を完全に閉鎖して、ろ過済みの流体が、フィルタエレメント１００から、中空のろ過体の第１の端にある第１の開口を通ってのみ流出し得るようにする。
【0072】
プリーツ付きろ材が中空のろ過体を形成するときなどのいくつかの実施形態では、例えば、図１及び図３に概略的に示すように、フィルタエレメント１００は閉鎖エンドキャップ７０を含む。閉鎖エンドキャップ７０は、第２の熱溶接製造プロセスによって、ろ材パック１０の第２の軸周りの面８に結合され得る。シール配置構成をろ材パック１０に結合するために熱溶接を使用することに加えて、閉鎖エンドキャップ７０をろ材パック１０に結合するために熱溶接を使用することによって、製造プロセス全体が加速され得る。２つの熱溶接製造プロセスを使用することによって、追加的な製造装置又は硬化時間を必要とし得る成形や接着などの追加的な非熱溶接製造プロセスは、閉鎖エンドキャップ７０を含むフィルタエレメント１００のろ材パック１０を結合するためには必要ない。
【0073】
ろ材パック１０がプリーツ付きろ材を含む他の実施形態では、プリーツ付きろ材によって形成された中空のろ過体の周りに外側ライナーが設けられてもよく、及びこれらの実施形態では、外側ライナーは、ろ材パック１０の外周面６を形成する。
【0074】
図４Ａ～図４Ｅでは、プリーツ付きろ材を含むろ材パック１０と組み合わせて使用されるシール配置構成の例の断面図が示されている。図面の参照符号「Ｗ」は、シールキャリア４４０ａ～４４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｅがろ材パック１０の第１の軸周りの面７に熱溶接によって結合されるゾーンを示す。上述の通り、プリーツ付きろ材パック１０を含む実施形態では、第１の軸周りの面７は、プリーツ付きろ材によって形成された中空のろ過体の第１の端に対応し得る。
【0075】
図１及び図４Ａに示す例示的な実施形態は、フィルタエレメントを示しており、ここで、シールキャリア１４０、４４０ａは、第１の軸周りの側面４４２ａに加えて、ろ材パック１０の外周面６を包囲するか又は少なくとも部分的に包囲する径方向周囲側面４１を含む。いくつかの実施形態では、図１及び図４Ａに示すように、シール１２０、４２０ａは、シールキャリア１４０、４４０ａの径方向周囲側面４１を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成するようにし得る；すなわち、シール１２０、４２０ａの封止面は、外向きである。シール１２０、４２０ａは、好ましくは、多材射出成形製造プロセスによってシールキャリア１４０、４４０ａの径方向周囲側面４１に結合されて、成形された単一構造のシール配置構成を形成し得る。
【0076】
図４Ｆには、シール４２０がシールキャリア４４０ｆの径方向周囲側面４１を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成している実施形態の断面図が示されている。この実施形態では、図４Ｆに概略的に示すように、長手方向軸Ｚを含む平面でのシールキャリア４４０ｆの横断面は、Ｔ字形状を有する。
【0077】
他の実施形態では、図２Ｂ及び図４Ｅに示すように、シールキャリア２４０、４４０ｅのシール２２０ｂ、４２０ｅは、アキシアルシールを形成する。実際に、これらの実施形態では、シールキャリア２４０、４４０ｅは、ろ材パック１０の第１の軸周りの面７に結合される第１の軸周りの側面４４２ｅに対向する第２の軸周りの側面４４を含む。シール２２０ｂ、４２０ｅは、多材射出成形製造プロセスによって第２の軸周りの側面４４に結合される。
【0078】
いくつかの実施形態では、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの径方向周囲側面４１は、ろ材パック１０の外周面６を全体的に包囲し、それにより、ろ材パック１０の周りに保護シェルを形成する。
【0079】
図４Ｂには、シールキャリア４４０ｂが、ろ材パック１０の外周面６に外接する径方向周囲側面を含まない、フィルタエレメント１００の実施形態の部分の断面図が示されている。その代わりに、この実施形態では、シールキャリア４４０ｂは、第１の軸周りの側面４４２ｂの他に、中空のろ過体の第１の端にある中心開口と同軸に延在する管状延長部４３も含む。それゆえ、管状延長部４３は、ろ過済みの流体が中空のろ過体の内部から流出するための出口チャンネルを形成している。図４Ｂに概略的に示すように、この例では、シール４２０ｂは、管状延長部４３の内周面に結合される。このようにして、内向きラジアルシールが形成される。管状延長部４３の内周面へのシール４２０ｂの結合は、好ましくは、多材射出成形製造プロセスによって得られて、成形された単一構造のシール配置構成を得るようにし得る。
【0080】
図４Ｃには、図４Ｂの実施形態と同様の実施形態が示されており、シールキャリアの管状延長部４３は、図４Ｂに示す実施形態の場合のように中空のろ過体の外側に延在する代わりに、中空のろ過体の内側に延在している。
【0081】
代替的な実施形態では、シールキャリア４４０ａ～４４０ｆの管状延長部４３は、ろ過されていない流体を中空のろ過体の内部にもたらす入口チャンネルを形成してもよく、流体がプリーツ付きろ材を実質的に横切るようにし得る。
【0082】
図４Ｂに示すようにシールキャリア４４０ｂを有するさらなる実施形態では、シール４２０ｂはまた、管状延長部４３の外周面に結合されて、外向きラジアルシールを形成し得る。
【0083】
図２Ａ及び図４Ｄでは、シール２２０ａ、４２０ｄが内向きラジアルシールを形成しているさらなる実施形態が示されている。この実施形態では、シールキャリア２４０、４４０ｄは、ろ過済みの流体を流出させるか又はろ過されていない流体を受け入れるように構成された中心開口を有する。この実施形態では、シール２２０ａ、４２０ｄは、多成分製造プロセスによって、シールキャリアの中心開口の内周面に結合され、それにより、内向きラジアルシールを形成し得る。
【0084】
いくつかの実施形態では、ろ材は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍだけ、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆに埋め込まれ得る及び／又はシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆの材料は、ろ材パック１０のプリーツの少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍに入り込み得る。
【0085】
ひだ付きろ材を備える実施形態の例
いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００は、Ｚ型ろ材としても公知のひだ付きろ材を含むろ材パック１１０を含む。
いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００は、Ｚ型ろ材としても公知のひだ付きろ材を含むろ材パック１１０を含む。
【0086】
図面を参照すると、図５には、ひだ付きろ材を含むろ材パック１１０を含むフィルタエレメント１００の実施形態の分解図が示されている。図５に示す実施形態では、ひだ付きろ材の外面が、ろ材パック１１０の外周面６を形成している。ろ材パックがコイル状にされたひだ付きろ材を含む、フィルタエレメントの様々な実施形態の斜視図は、図６～図８に示されている。
【0087】
いくつかの実施形態では、ひだ付きろ材は、ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層によって形成され得る。これらのコイル状にされた層のそれぞれは、長手方向Ｚに対して本質的に平行な向きの流入口ひだ及び流出口ひだを含む。コイル状にされた層の少なくとも１つの外層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅがろ材パック１１０の第１の軸周りの面７に結合される箇所で、塞がれる。いくつかの実施形態では、コイル状にされた層の少なくとも外側の２つの層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅをろ材パック１１０の第１の軸周りの面７に結合することによって、塞がれ得る。
【0088】
ひだ付きろ材を含むフィルタエレメント形態の例の断面図が、図９Ａ～図９Ｃにさらに示されている。これらの図面のそれぞれにある２つの矢印は、流体の例示的な流れ方向を示している。シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、任意の好適な形態でろ材パック１１０に結合され得る。ひだ付きろ材パック１１０に結合されたシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの様々な例は、図１０Ａ～図１０Ｃに示されている。これらの断面図では、斜線領域及び点々のある領域が、それぞれ、シールキャリア１０４０ａ～１０４０ｅ及びろ材パック１１０を表している。参照符号「Ｗ」は熱溶接ゾーンを示している。
【0089】
コイル状にされたＺ型ろ材を含む、例示的なひだ付きろ材、及びひだ付きろ材を含むろ材パックは、米国特許第６，３５０，２９１号明細書及び同第７，３９６，３７６号明細書及び欧州特許公開第３ ６８０ ００２号明細書に開示されている。Ｚ型ろ材の１つの構成型は、媒体構成を形成するために接合される２つの特定の媒体構成要素を使用する。２つの構成要素は、ひだ付きの、一般に波形の、媒体シート、及び対面する媒体シートである。対面する媒体シートは、一般に非波形である。ひだ付きろ材シート及び対面する媒体シートは、１組の平行な流入口ひだ及び１組の平行な流出口ひだを有する媒体を規定するために使用され得る。ひだ付きシートを対面するシートと一緒に固定した後、ひだ付きフィルタ材の１つの層が得られ、及びひだ付きフィルタ材は、流入口ひだの組及び流出口ひだの組を含む。
【0090】
ひだ付きフィルタ材の層をコイル状にすることによって、コイル状にされたひだ付きろ材の外層によって形成された外周面を有し、且つろ過されていない流体を受け入れるための軸周りの流入口面、及びろ過済みの流体を流出させるための軸周りの流出口面を有する、ろ過体が形成される。コイル状にされた層のそれぞれにあるひだは、ろ材パックの長手方向と本質的に平行な向きにされている。米国特許第６，３５０，２９１号明細書及び同第７，３９６，３７６号明細書にさらに説明されているように、Ｚ型ろ材に関して、「コイル状にされた」は、ろ材パック１１０を形成するためにひだ付きろ材の条片をコイル状にすることによって形成された、ろ材パック１１０を指すことを意味する。そのようなコイル状にされた媒体は、様々な形状：丸い又はシリンダー状；卵形、例えばレーストラック；四角形；又は角が丸みを帯びている長方形などで作製され得る；及びコイル状にされた媒体は、さらには、円すい形又は同様の配置構成で構成され得る。選択された形状の例が、米国特許第６，３５０，２９１号明細書に説明されている。
【0091】
それに加えて又はその代わりに、ひだ付きろ材の全て又は一部分が、積み重ねられて、ろ材パックを作り得る。例示的な積み重ねられたひだ付きろ材配置構成は、米国特許第５，８２０，６４６号明細書及び同第８，２９２，９８３号明細書に説明されている。例えば、ろ材パックが積み重ねられたひだ付きろ材を含むときを含め、ろ過体の外周面は長方形とし得る。
【0092】
いくつかの実施形態では、ろ過体の外周面は、ろ材パック１１０の外周面６を形成する。他の実施形態では、保護層がろ過体の周囲面の周りに配置され得、保護層の外面がろ材パック１１０の外周面６を形成するようにする。図５～図８に示す実施形態では、ろ過体の軸方向流入口及び軸方向流出口は、それぞれ、ろ材パック１１０の第１の軸周りの面７及び第２の軸周りの面８に対応する。
【0093】
コイル状にされたひだ付き材料の層のそれぞれは、１組の流入口ひだ及び１組の流出口ひだを含む。流入口ひだの組は、ろ過されていない流体を受け入れるために、ろ過体の軸周りの流入口側面で開放しており、及び流入口ひだは、ろ過体の軸周りの流出口側面で閉鎖している。他方では、流出口ひだの組は、軸周りの流入口側面で閉鎖しており、及びろ過済みの流体がろ過体から流出できるように、軸周りの流出口側面で開放している。このようにして、流体は、軸周りの流入口側面から軸周りの流出口側面へ流れるように、Ｚ字形状の軌道を作るようにさせられる。
【0094】
図５及び図１０Ｂに示す実施形態では、熱溶接によってシールキャリア５４０、１０４０ｂの第１の軸周りの側面１０４２ｂに結合されるろ材パック１１０の第１の軸周りの面７の周囲部分は、ろ材パック１１０の軸周りの面７の周囲エッジ部分に対応する。一般的に、この周囲エッジ部分は、コイル状にされたひだ付きろ材の外層の少なくとも軸周りの側面を含む。換言すると、コイル状にされたろ材の少なくとも外層は、ろ過目的に使用できない。いくつかの実施形態では、外層だけでなく、コイル状にされたろ材の１つ以上の連続的な層も犠牲にされて、シールキャリアの第１の軸周りの側面１０４２ｂとろ材パックの第１の軸周りの面７との間のよりしっかりとした軸方向結合を可能にする。
【0095】
さらに図５及び図１０を参照して説明すると、いくつかの実施形態では、シールキャリア５４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅは、軸周りの周囲縁部分として構成され得る。実際に、シールキャリア５４０の第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅに結合されているろ材パック１１０の第１の軸周りの面７の部分は、可能な限り小さくされ得るが、しっかりとした結合をもたらして、ろ材パック１１０の第１の軸周りの面７を流れる流体の減少を制限する。
【0096】
シールキャリア５４０、１０４０ａ～１０４０ｅとろ材パック１１０との間の軸方向の結合に起因して、コイル状にされた層の少なくとも１つの外層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリアの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる。好ましくは、シールキャリア５４０、１０４０ａ～１０４０ｅとろ材パック１１０との間にしっかりとした結合を得るために、コイル状にされた層の少なくとも外側の２つの層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリア５４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる。他方では、シールキャリア５４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる連続的な層の数はまた、フィルタエレメント１００の最適な動作を保証するために制限されるべきである。ろ材パック１１０は、コイル状にされたひだ付きろ材層を含み、シールキャリア５４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ａ～１０４２ｅによって塞がれる連続的な層の数は、１０層未満、好ましくは８層未満、一層好ましくは６層未満である必要がある。
【0097】
例えば、図６及び図１０Ａに示す実施形態は、シールキャリア６４０、１０４０ａが、第１の軸周りの側面１０４２ａに加えて、ろ材パック１１０の外周面６に外接する径方向周囲側面４１も含む、フィルタエレメント１００を示している。これらの実施形態では、シール６２０、１０２０ａは、シールキャリア６４０、１０４０ａの径方向周囲側面４１を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成している。
【0098】
他の実施形態では、図７及び図１０Ｅに示すように、シール７２０、１０２０ｅは、アキシアルシールを形成している。シール７２０、１０２０ｅは、本明細書でさらに説明されているように、多材射出成形製造プロセスによって、第１の軸周りの側面１０４２ｅに対向する第２の軸周りの側面４４に結合されて、成形された単一構造のシール配置構成を形成し得る。図１０Ｅに概略的に示すように、シールキャリアの第２の軸周りの側面４４は、一般的に、シールキャリア１０４０ｅの第１の軸周りの側面１０４２ｅに対して平行な側面である。
【0099】
図１０Ｂ及び図１０Ｃには、シールキャリア１０４０ｂ、１０４０ｃが、長手方向Ｚに延在する管状延長部４３を含み、それにより、ろ過されていない流体を受け入れるための入口チャンネルを形成する、シール配置構成の断面図が示されている。そのような実施形態では、シール１０２０ｂ、１０２０ｃは、管状延長部４３の外周面に結合されて、外向きラジアルシールを形成し得る。管状延長部４３の外周面へのシール１０２０ｂ、１０２０ｃの結合は、多材射出成形製造プロセスによって得られて、成形された単一構造のシール配置構成であるシール配置構成を得るようにし得る。
【0100】
図１０Ａには、シールキャリアが、管状延長部４３、及びろ材パック１１０の外周面６に外接する径方向周囲側面４１を含む、実施形態が示されている。この径方向周囲側面４１は、ろ材パック１１０用の保護面の機能を果たし得る。
【0101】
図１０Ｄには、シール１０２０ｄが内向きラジアルシールを形成する実施形態が示されている。実際に、この実施形態では、シールキャリア１０４０ｄは、例えばリングの形状を有し、及びシールは、リング状のシールキャリア１０４０ｄの内周面に位置する。
【0102】
コイル状にされたひだ付きろ材を含むいくつかの実施形態では、図５に示すように、フィルタエレメント１００は、ろ材パック１０の第２の軸周りの面８に結合された支持フレーム６０を含む。この支持フレーム６０は、コイル状にされた層が長手方向Ｚに対して平行な方向に動くのを防止するように構成され得る。実際に、動作時、流体の流れに起因して、複数の層が長手方向に動き始め得る。図５に示すように、支持フレーム６０は、例えば周囲縁部分６１及びリブ６２を含む。リブ６２は、コイル状にされた層がろ材パックの長手方向に沿って動くのを阻止されるように、位置決めされ得る。
【0103】
いくつかの実施形態では、支持フレーム６０は、本明細書でさらに説明されているように、第２の熱溶接製造プロセスによってろ材パック１１０の第２の軸周りの面８に結合され得る。２つの熱溶接製造プロセスを使用することによって、追加的な製造装置又は硬化時間を必要とし得る成形や接着などの追加的な非熱溶接製造プロセスは、支持フレーム６０を含むフィルタエレメント１００のろ材パック１１０を結合するためには、必要ない。
【0104】
図６を参照して説明すると、いくつかの実施形態では、シールキャリア６４０は、１つ以上のリブ４５を含み得る。図６に示す実施形態は、１つのリブ４５を含む。１つ以上のリブ４５が含まれる場合、リブは、ろ材パック１１０の第１の軸周りの面７に配置され且つそれに結合されて、コイル状にされた層が長手方向Ｚに動くのを防止し得る。ろ材パック１１０の第１の軸周りの面７との１つ以上のリブ４５の結合は、本明細書でさらに説明するように、好ましくは、熱溶接によって得られ得る。
【0105】
図５に示す実施形態と比べたときの図６に示す実施形態の１つの利点は、余分な支持フレーム６０がろ材パック１１０の第２の軸周りの面８に結合される必要がないことである。理論に縛られたくないが、シールキャリア６４０の一体部分として１つ以上のリブ４５を含むことは、媒体が入れ子式に伸縮するのを防止することが期待される。本発明の時点では、入れ子式の伸縮は、一般に、第２の軸周りの面８に結合された支持フレーム６０を含むことによって防止された。それゆえ、１つ以上のリブ４５が、支持フレームを追加せずに媒体が入れ子式に伸縮するのを防止する場合、含まれるプラスチック構成要素を１つ少なくし得、フィルタエレメント１０の製造をより安価に及び簡単にする。
【0106】
シール、シールキャリア、及び閉鎖エンドキャップの材料
シール配置構成は、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを含む。シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、少なくとも第１の材料で作製され、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、少なくとも第２の材料で作製される。一般的に、第２の材料は第１の材料とは異なる。いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及び／又はシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、２種以上の材料で作製され得る。
シール配置構成は、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを含む。シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、少なくとも第１の材料で作製され、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、少なくとも第２の材料で作製される。一般的に、第２の材料は第１の材料とは異なる。いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及び／又はシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、２種以上の材料で作製され得る。
【0107】
フィルタエレメント１００がハウジング内に動作可能に配置されているときに、ろ過済みの流体をろ過されていない流体からフィルタエレメント１００によって分離している間中、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅが漏れを防止しているため、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅはシールを支持し、且つろ材パック１０、１１０に結合されている必要があるため、シールは、一般に軟質材料で形成され、その例が本明細書に提供され、及びシールキャリアは、一般に、より硬質な材料で形成される。それら材料のそれぞれの例を本明細書でさらに説明する。
【0108】
フィルタエレメント１００が閉鎖エンドキャップ７０を含む場合、閉鎖エンドキャップは、少なくとも第３の材料で作製され得る。いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０は、２種以上の材料で作製され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップは、好ましくは、シールキャリアと同じ１種又は複数種の材料で作製され得る。シールキャリア及び閉鎖エンドキャップに同じ材料を使用することで、フィルタエレメント１００の製造効率を高めることが期待される。
【0109】
いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅを形成するために使用される第１の材料（又は材料の組み合わせ）の転移温度は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを形成するために使用される第２の材料（又は材料の組み合わせ）の転移温度よりも高いとし得る。このようにして、本明細書でさらに説明されているように熱溶接製造プロセス中にシール配置構成に熱が加えられ、及び加工温度が第２の材料の転移温度を上回るとき、シールは、変形される可能性が少ない。シール用の材料とシールキャリア用の材料との転移温度の差は、シール配置構成の幾何学的形状、使用される熱源、及び加工温度に基づいて、当業者によって選択され得る。
【0110】
材料又は材料の組み合わせが、非晶質状態において単相として高分子画分（ｆｒａｃｔｉｏｎ）を含むとき（例えば、ポリスチレン（ＰＳ）又はポリカーボネート（ＰＣ）など）、材料の「転移温度」は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８－９９（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｂｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ」）に従って示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）を使用して決定された中点温度（Ｔｍｇ）である。中点温度（Ｔｍｇ）は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を表すために使用される。なぜなら、Ｔｇは、実際には、温度範囲であるためである。任意の好適な計器を使用してＤＳＣを実施し得る；しかしながら、例示的な実施形態では、ＦＲＳ ６＋センサーを備えるＤＳＣ３＋（Ｍｅｔｔｌｅｒ－Ｔｏｌｅｄｏ ＡＧ、Ｓｃｈｗｅｒｚｅｎｂａｃｈ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）が使用され得る。
【0111】
１種又は複数種の材料が、２つ以上の高分子相を示す半晶質のポリマー材料又は任意の他の材料を含むとき（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）など）、材料の「転移温度」は、弾性係数（Ｇ'）及び損失弾性係数（Ｇ"）が、０℃から、ポリマーが溶融状態にある温度までの温度に対してプロットされるときに、Ｇ'とＧ"が交わる最終温度である。Ｇ'及びＧ"は、ＡＳＴＭ Ｄ４０９２－０１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ： Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」）によって定義される。ｔａｎ δの上昇は、溶融流れゾーンの方へ向かう転移下の系を特徴づけるために使用され得る。本明細書では、Ｇ'及びＧ"は、さらにＡＳＴＭ Ｄ４０６５－１２（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ： Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ： Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」）に説明されているように、強制一定振幅固定周波数せん断振動を測定するために機械的分光計を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ４４４０－１５（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ： Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｍｅｌｔ Ｒｈｅｏｌｏｇｙ」）に従って温度掃引動的機械分析（ＤＭＡ：ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ）を使用して決定される。任意の好適な動的機械分析器が使用され得る；しかしながら、例示的な実施形態では、Ｑ８００（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ、ＤＥ）が使用され得る。
【0112】
いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、少なくとも、以下の非限定的な材料リストのいずれかを含む第１の材料で作製される：不飽和ゴム又は飽和ゴムを含むゴム；熱可塑性エラストマー；熱硬化性エラストマー；熱可塑性加硫物；又はそれらの混合物若しくは組み合わせ。例示的な熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、ポリアミドＴＰＥ、コポリエステルＴＰＥ、オレフィン系ＴＰＥ、スチレン系ＴＰＥ、ウレタン系ＴＰＥ、又は動的に加硫されたＴＰＥ、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含む。
【0113】
いくつかの実施形態では、シールを形成するための材料は、結果として生じるシールの所望のショア硬さに基づいて選択され得る。いくつかの実施形態では、シールのショアＡ値は、少なくとも２５、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、又は少なくとも６０である。いくつかの実施形態では、シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである。例示的な実施形態では、シールのショアＡ値は、３０～９０の範囲内にある。別の例示的な実施形態では、シールのショアＡ値は、４０～７０の範囲内にある。さらに別の例示的な実施形態では、シールのショアＡ値は、５０～７０の範囲内にある。いくつかの実施形態では、ショアＡ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５ｅ１に説明されているように決定される。シールのショアＡ値は、好ましくは、十分に形成されたフィルタエレメント － すなわち、シールキャリアへのシールの結合後、及びろ材パックへのシールキャリアの熱溶接後－において決定される。
【0114】
ろ過されていない流体がフィルタエレメントと流体ハウジングとの間を通過するのを防止するために、フィルタエレメントとフィルタハウジングとの間の境界面を形成するシールに、軟らかいウレタン発泡体を使用することを教示する米国特許出願公開第２００９／０３２０４２４号明細書とは対照的に、本明細書で開示するシールは、本明細書でさらに説明されているように、多材射出成形製造プロセスによって形成される。さらに、米国特許出願公開第２００９／０３２０４２４号明細書では、シールのショアＡ値は２５未満であることが教示されている。さらに、シールが、米国特許出願公開第２００９／０３２０４２４号明細書で説明されているようなウレタンシールの代わりに、本明細書で説明するような熱可塑性ポリマーを含むとき、製造及び使用の双方において利点が得られ得る。硬化される必要があるウレタンシールとは対照的に、多材射出成形製造プロセスによって熱可塑性ポリマーから形成されたシールは、硬化を必要とせず、製造プロセスの効率を高める。さらに、多材射出成形製造プロセスによって形成されたシールは、ウレタンシール（一般に約８０℃までしか安定しない）と比較して、より高い温度（例えば、１４０℃まで）でも安定し得、フィルタエレメント１００が高温条件に曝されるような複数回の使用中に、より高い安定性をもたらす可能性がある。例えば、エンジンルームに設置されたいくつかのフィルタエレメント１００は、使用中、８０℃超（例えば、９０℃まで）の温度に曝され得る。
【0115】
例示的な不飽和ゴムは、例えば、シス－１，４－ポリイソプレン天然ゴム（ＮＲ）及びトランス－１，４－ポリイソプレングッタペルカなどの天然ポリイソプレン；合成ポリイソプレン（イソプレンゴム（ＩＲ）とも呼ぶ）；ポリブタジエン（ブタジエンゴム（ＢＲ）とも呼ぶ）；例えば、ポリクロロプレン、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ、Ｂａｙｐｒｅｎなどを含むクロロプレンゴム（ＣＲ）；ブチルゴム（イソブチレン－イソプレン（ＩＩＲ）としても公知）；クロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）及びブロモブチルゴム（ＢＩＩＲ）を含むハロゲン化ブチルゴム；スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）；ニトリルゴム（ＮＢＲ、Ｂｕｎａ Ｎ、又はアクリロニトリルブタジエンゴムとしても公知）；例えば、Ｔｈｅｒｂａｎ及びＺｅｔｐｏｌなどの水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）を含む。
【0116】
例示的な飽和ゴムは、エチレンとプロピレンのコポリマーであるエチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）；エチレンと、プロピレンと、ジエン成分とのターポリマーであるエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴム；エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）；ポリアクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＢＲ）；シリコーンゴム（ＳＩ、Ｑ、ＶＭＱ）；フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）；例えば、ＶＩＴＯＮ、ＴＥＣＮＯＦＬＯＮ、ＦＬＵＯＲＥＬ、ＡＦＬＡＳ、及びＤＡＩ－ＥＬなどの、フルオロエラストマーのＦＫＭファミリー及びＦＥＰＭファミリー；例えば、ＴＥＣＮＯＦＬＯＮ ＰＦＲ、ＫＡＬＲＥＺ、ＣＨＥＭＲＡＺ、ＰＥＲＬＡＳＴなどのパーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）；ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）；例えば、ＨＹＰＡＬＯＮなどのクロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）；及びエチレン－酢酸ビニル（ＥＶＡ）を含む。
【0117】
例示的なポリアミドＴＰＥは、エーテル結合及びエステル結合の双方を備える軟質セグメントを含むポリアミドＴＰＥ（ＴＰＡ－ＥＥ）、ポリエステル軟質セグメントを含むポリアミドＴＰＥ（ＴＰＡ－ＥＳ）、又はポリエーテル軟質セグメントを含むポリアミドＴＰＥ（ＴＰＡ－ＥＴ）、又はこれらの混合物若しくは組み合わせを含む。例示的な市販のポリアミドＴＰＥは、ＰＥＢＡＸ（登録商標）及びＶＥＳＴＡＭＩＤ（登録商標）Ｅを含む。
【0118】
例示的なコポリエステルＴＰＥは、エーテル結合及びエステル結合の双方を備える軟質セグメントを含むコポリエステルＴＰＥ（ＴＰＣ－ＥＥ）、ポリエステル軟質セグメントを含むコポリエステルＴＰＥ（ＴＰＣ－ＥＳ）、又はポリエーテル軟質セグメントを含むコポリエステルＴＰＥ（ＴＰＣ－ＥＴ）、又はこれらの混合物若しくは組み合わせを含む。例示的な市販のコポリエステルＴＰＥは、ＡＲＮＩＴＥＬ（登録商標）、ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）、ＰＩＢＩＦＬＥＸ（登録商標）、及びＲＩＴＥＦＬＥＸ（登録商標）を含む。
【0119】
例示的なオレフィン系ＴＰＥは、ポリオレフィンと従来のゴムとのブレンドを含み、ブレンド中のゴム相には、架橋がほとんど又は全くない（ＴＰＯ）。例示的な市販のオレフィン系ＴＰＥは、ＡＰＩＧＯ（登録商標）、及びＥＮＦＬＥＸ－Ｏ（登録商標）を含む。
【0120】
例示的なスチレン系ＴＰＥは、スチレンとブタジエンのブロックコポリマー（ＴＰＳ－ＳＢＳ）、ポリスチレン－ポリ（エチレン－ブチレン）－ポリスチレン（ＴＰＳ－ＳＥＢＳ）、ポリスチレン－ポリ（エチレン－プロピレン）－ポリスチレン（ＴＰＳ－ＳＥＰＳ）、又はスチレンとイソプレンのブロックコポリマー（ＴＰＳ－ＳＩＳ）、又はこれらの混合物若しくは組み合わせを含む。例示的な市販のスチレン系ＴＰＥは、ＳＯＦＰＲＥＮＥ（登録商標）、ＥＬＡＳＴＲＯＮ（登録商標）、ＫＲＡＴＯＮ（商標）、ＬＡＰＲＥＮＥ（登録商標）、及びＴＨＥＲＭＯＬＡＳＴ（登録商標）を含む。
【0121】
例示的なウレタン系ＴＰＥは、芳香族硬質セグメント及びポリエステル軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＲＥＳ）、芳香族硬質セグメント及びポリエーテル軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＲＥＴ）、芳香族硬質セグメント及びエステル結合とエーテル結合とを備える軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＲＥＥ）、芳香族硬質セグメント及びポリカーボネート軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＲＣＥ）、芳香族硬質セグメント及びポリカプロラクトン軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＲＣＬ）、脂肪族硬質セグメント及びポリエステル軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＬＥＳ）、又は脂肪族硬質セグメント及びポリエーテル軟質セグメントを含むウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ－ＡＬＥＴ）、又はこれらの混合物若しくは組み合わせを含む。例示的な市販のウレタン系ＴＰＥは、ＤＥＳＭＯＰＡＮ（登録商標）、ＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ（登録商標）、及びＳＯＦＰＵＲ（登録商標）を含む。
【0122】
例示的な動的に加硫されたＴＰＥは、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴムとポリプロピレンとの組み合わせ（ＥＰＤＭ相が高度に架橋されており、且つ連続ポリプロピレン相中に微細に分散されている）（ＴＰＶ－ＥＰＤＭ＋ＰＰ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とポリプロピレンの組み合わせ（ＮＢＲ相が高度に架橋されており、且つ連続ポリプロピレン相中に微細に分散されている）（ＴＰＶ－（ＮＢＲ＋ＰＰ））、天然ゴム（ＮＲ）とポリプロピレンの組み合わせ（ＮＲ相が高度に架橋されており、且つ連続ポリプロピレン相中に微細に分散されている）、エポキシ化ゴム天然ゴム（ＥＮＲ）とポリプロピレンの組み合わせ（ＥＮＲ相が高度に架橋されており、且つ連続ポリプロピレン相中に微細に分散されている）（ＴＰＶ－（ＥＮＲ＋ＰＰ））、又はブチルゴム（イソブチレン－イソプレン（ＩＩＲ）としても公知）とポリプロピレンの組み合わせ（ブチルゴム相が高度に架橋されており、且つ連続ポリプロピレン相中に微細に分散されている）（ＴＰＶ－（ＩＩＲ＋ＰＰ））、又はこれらの混合物若しくは組み合わせを含む。例示的な市販の動的に加硫されたＴＰＥは、ＤＲＹＦＬＥＸ（登録商標）、ＥＬＡＳＴＲＯＮ（登録商標）、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（商標）、ＳＡＲＬＩＮＫ（登録商標）、ＦＯＲＰＲＥＮＥ（登録商標）、及びＴＨＥＲＭＯＬＡＳＴ（登録商標）を含む。例示的な一実施形態では、シールは、動的に加硫されたＴＰＥである、Ｔｅｋｎｏｒ Ａｐｅｘ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ、Ｒｈｏｄｅ Ｉｓｌａｎｄ）のＳＡＲＬＩＮＫ（登録商標）ＴＰＶ ４１５５Ｂ０３を含み得る。
【0123】
いくつかの実施形態において好適とし得る他の市販のＴＰＥは、ＢＥＲＧＡＦＬＥＸ（商標）を含む。
【0124】
いくつかの実施形態では、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はその一部分は、少なくとも第２の材料で作製される。第２の材料は、好ましくは、熱可塑性樹脂とし得る。いくつかの実施形態では、第２の材料は、以下の非限定的な材料リストのいずれかを含み得る：アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はこれらの混合物及び組み合わせ。例えば第２の材料がＰＰを含むときを含むいくつかの実施形態では、シールキャリアは、さらに、ガラス繊維又は鉱物又はそれらの組み合わせを含み得る。例示的なポリアミドは、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）などを含む。それに加えて又はその代わりに、第２の材料は、熱溶接及び多材射出成形に好適な任意の他の材料を含み得る。
【0125】
いくつかの実施形態では、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ全体が、第２の材料を含む；他の実施形態では、シールキャリアの一部分のみが第２の材料を含む。例えば、いくつかの実施形態では、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅは、第２の材料を含み得るが、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの他の部分は、１種以上の他の射出成形材料を含み得る。別の例では、いくつかの実施形態において、ろ材パック１０、１１０に取り付けられることが意図されるシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの部分は、第２の材料を含み得るが、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの他の部分は、１種以上の他の射出成形材料を含み得る。
【0126】
シールキャリアがポリプロピレンを含む実施形態では、シールキャリアは、ポリプロピレンランダムコポリマー、例えば、ＤｕＰｕｒｅ（登録商標）ＱＲ ５０ ＡＶ（ＤＵＣＯＲ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）又はＤｕＰｕｒｅ（登録商標）ＱＲ ７６ ＡＶ（ＤＵＣＯＲ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）など；異相コポリマー添加剤を含むランダムポリプロピレン、例えば、ＣＡＰＩＬＥＮＥ（登録商標）ＣＬ ５０ Ｅ（Ｃａｒｍｅｌ Ｏｌｅｆｉｎｓ、Ｌｔｄ．、Ｉｓｒａｅｌ）など；又はＰｏｌｙｓｔｏｎｅ（登録商標）Ｐ Ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ（Ｒｏｅｃｈｌｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を含み得る。
【0127】
いくつかの実施形態では、シールキャリアを形成するための１種の材料又は材料の組み合わせは、結果として生じるシールキャリアの所望のショア硬さに基づいて選択され得る。
【0128】
いくつかの実施形態では、シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０である。いくつかの実施形態では、シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである。例示的な実施形態では、シールキャリアのショアＡ値は、６０～１００の範囲内にある。別の例示的な実施形態では、シールキャリアのショアＡ値は、７０～１００の範囲内にある。さらに別の例示的な実施形態では、シールキャリアのショアＡ値は、８０～１００の範囲内にある。いくつかの実施形態では、ショアＡ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５ｅ１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ－Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ Ｈａｒｄｎｅｓｓ」）に説明されているように決定される。シールキャリアのショアＡ値は、好ましくは、完全に形成されたフィルタエレメント － すなわち、シールキャリアへのシールの結合後、及びろ材パックへのシールキャリアの熱溶接後 － において決定される。
【0129】
いくつかの実施形態では、シールキャリアのショアＤ値は、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも２５、又は少なくとも３０である。いくつかの実施形態では、シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである。例示的な実施形態では、シールキャリアのショアＤ値は、１５～１００の範囲内にある。別の例示的な実施形態では、シールキャリアのショアＤ値は、３０～１００の範囲内にある。いくつかの実施形態では、シールキャリアのショアＤ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５ｅ１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ－Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ Ｈａｒｄｎｅｓｓ」）に説明されているように決定される。シールキャリアのショアＤ値は、好ましくは、完全に形成されたフィルタエレメント － すなわち、シールキャリアへのシールの結合、及びろ材パックへのシールキャリアの熱溶接後－に決定される。
【0130】
いくつかの実施形態では、上述の通り、シールキャリアは１つ以上のリブ４５を含み得る。１つ以上のリブ４５は、含まれる場合、シールキャリアの少なくとも一部分と同じ材料又は材料の組み合わせで形成され得る。
【0131】
フィルタエレメントの製造中、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅが、二度、加熱及び冷却される－最初は、多材射出成形製造プロセスの一部として、及びその後、熱溶接製造プロセスの最中。当業者は、劣化することなく加熱及び冷却に耐えるその能力を理由に、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ用の材料又は材料の組み合わせ、より正確には、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに使用される材料を選択し得る。
【0132】
いくつかの実施形態では、ろ材パック１０、１１０の第２の軸周りの面８に位置する閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０は、少なくとも第３の材料で作製される。第３の材料は、好ましくは、熱可塑性樹脂とし得る。上述の通り、いくつかの実施形態では、第３の材料は、好ましくは、第２の材料、及び／又はシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに若しくはそれらの第２の材料を含む部分に使用される材料と、同じとし得る。閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０用の材料が、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はそのろ材パック１０、１１０に取り付ける部分に使用される材料と同じであるとき、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はその部分、及び閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０の双方を取り付けるために、同様の熱溶接製造プロセスが使用され得る。
【0133】
いくつかの実施形態では、第３の材料は、以下の非限定的な材料リストのいずれかを含み得る：アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はこれらの混合物及び組み合わせ。第２の材料がＰＰを含むときのいくつかの実施形態では、シールキャリアは、ガラス繊維又は鉱物又はそれらの組み合わせをさらに含み得る。例示的なポリアミドは、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）などを含む。それに加えて又はその代わりに、第２の材料は、熱溶接及び多材射出成形に好適な任意の他の材料を含み得る。
【0134】
例示的な一実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０は、ポリプロピレンを含み得る。ポリマーを含有する例示的なポリプロピレンは、例えば、ＤｕＰｕｒｅ（登録商標）ＱＲ ５０ ＡＶ（ＤＵＣＯＲ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）又はＤｕＰｕｒｅ（登録商標）ＱＲ ７６ ＡＶ（ＤＵＣＯＲ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）、ＣＡＰＩＬＥＮＥ（登録商標）ＣＬ ５０ Ｅ（Ｃａｒｍｅｌ Ｏｌｅｆｉｎｓ，Ｌｔｄ．、Ｉｓｒａｅｌ）、及びＰｏｌｙｓｔｏｎｅ（登録商標）Ｐ Ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ（Ｒｏｅｃｈｌｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を含む。
【0135】
いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０を形成するための材料は、結果として生じる閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０の所望のショア硬さに基づいて選択される。
【0136】
いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０である。いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである。例示的な実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＡ値は、６０～１００の範囲内にある。別の例示的な実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＡ値は、７０～１００の範囲内にある。さらに別の例示的な実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＡ値は、８０～１００の範囲内にある。いくつかの実施形態では、ショアＡ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５ｅ１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ－Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ Ｈａｒｄｎｅｓｓ」）に説明されているように決定される。閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＡ値は、好ましくは、完全に形成されたフィルタエレメント － すなわち、ろ材パックへの閉鎖エンドキャップの結合後－において決定される。
【0137】
いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＤ値は、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも２５、又は少なくとも３０である。いくつかの実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである。例示的な実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＤ値は、１５～１００の範囲内にある。別の例示的な実施形態では、閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＤ値は、３０～１００の範囲内にある。いくつかの実施形態では、ショアＤ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５ｅ１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ－Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ Ｈａｒｄｎｅｓｓ」）に説明されているように決定される。閉鎖エンドキャップ７０又は支持フレーム６０のショアＤ値は、好ましくは、完全に形成されたフィルタエレメント － すなわち、ろ材パックへの閉鎖エンドキャップの結合後 － において決定される。
【0138】
フィルタエレメントの製造方法
本開示はまた、ここで説明するフィルタエレメント１００の製造方法について説明している。
本開示はまた、ここで説明するフィルタエレメント１００の製造方法について説明している。
【0139】
一態様では、方法は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅへのシール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅの結合を含む。別の態様では、方法は、シール配置構成を形成するために、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの同時形成を含む。
【0140】
さらに別の態様では、方法は、ろ材パック１０へのシール配置構成（シール及びシールキャリアを含む）の熱溶接を含む。
【0141】
さらなる態様では、方法は、ろ材パック１０への閉鎖エンドキャップ７０の熱溶接を含む。
【0142】
シール及びシールキャリアの形成及び／又は結合
いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、多材射出成形製造プロセスを用いてシール配置構成を製造することによって、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに結合され得る。
いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、多材射出成形製造プロセスを用いてシール配置構成を製造することによって、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに結合され得る。
【0143】
いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、多材射出成形製造プロセスによって同時に形成され得る。いくつかの実施形態では、そのような形成は、ろ材パック１０、１１０へのシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの結合前とし得る。
【0144】
いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの一部分は、多材射出成形製造プロセスによって同時に形成され得る。いくつかの実施形態では、そのような形成は、ろ材パック１０、１１０へのシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの異なる部分の結合後とし得る。
【0145】
或いは、いくつかの実施形態では、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、それぞれ、射出成形製造プロセスによって形成され得るが、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、例えば、射出成形製造プロセスを使用するオーバーモールドによることを含む、ろ材パック１０、１１０へのシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの結合後に形成され得る。
【0146】
多材射出成形は、２種以上の異なる材料を１つの単一構造部分に成形するためのプロセスである。多材射出成形は、例えば、共射出成形；マルチショット射出成形、及びオーバーモールドとも呼ばれる多成分射出成形を含み得る。多材射出成形プロセスでは、少なくとも第１の材料及び第２の材料が使用され、ここでは、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、少なくとも第１の材料を含み、及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、少なくとも第２の材料を含む。いくつかの実施形態では、多材射出成形製造プロセスは、２種のみの材料の成形を含み得るが、他の実施形態では、３種以上の材料も使用され得る。
【0147】
成形された単一構造のシール配置構成を形成するために多材射出成形製造プロセスを使用する様々な異なる変形が想定され得る。例えば、多材射出成形製造プロセスが、２種の材料を含むとき、２種の異なる材料は、成形された単一構造のシール配置構成を形成するために、単一の型に射出され得る。このようにして、成形された単一構造のシール配置構成は、２つの異なる材料領域を有して得られる。２種の異なる材料は、単一の型に、同時に射出されても（一般に、多成分射出成形又は共射出成形とも呼ばれる）、又は連続的に射出されてもよい（一般にマルチショット射出成形と呼ばれる）。例示的な実施形態では、２つの異なるタイプのポリマーが２つの構成要素として使用され得、ここで、一方のポリマーは、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅを形成し、且つ他方のポリマーは、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はそれらの一部分を形成する。シール及びシールキャリアに使用され得る様々な材料及び材料の組み合わせの追加的な例について、さらに本明細書で説明する。
【0148】
それに加えて又はその代わりに、オーバーモールドは、成形された単一構造のシール配置構成を形成するために使用され得、ここでは、一方の材料は別の材料の上に重ねられる。オーバーモールドが、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ若しくはそれらの一部分又はシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ若しくはそれらの一部分を形成するために使用される場合、オーバーモールドは、射出成形製造プロセスを使用して実施される。オーバーモールドはまた、ポリウレタン又はチキソトロピーシールを用いて実施され得るが、そのような実施形態は、射出成形製造プロセスを使用して実施されたオーバーモールドではない。
【0149】
いくつかの実施形態では、シール配置構成は、第１の材料及び第２の材料とは異なる第３の材料を含む第３の要素を含み得る。第３の要素は、シール及びシールキャリアに加えて、シール配置構成に含まれ得るか、又は第３の要素は、例えば、シールキャリアの一部分（例えば、ろ材パック１０、１１０に熱溶接されないシールキャリアの部分）のみを形成し得る。そのような実施形態では、シール配置構成を形成するために３成分射出成形製造プロセスが使用され得る。或いは、シール配置構成の一部分を形成するために２成分射出成形製造プロセスが使用され得、及びシール配置構成の残りの部分を形成するためにオーバーモールドが使用され得る。
【0150】
多材射出成形を使用することによって、硬化性接着剤を使用することなく、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅ及びシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの形成及び／又は接合を可能にする。硬化性接着剤の使用は硬化時間を必要とし、それにより製造時間を長くする。それゆえ、多材射出成形を使用することによって、フィルタエレメント１０をより迅速に生産できるようにする。さらに、ポリウレタンなどの硬化性接着剤の代わりでの多材射出成形の使用は、より安定性が高く且つより寸法安定性のあるシールを提供し、使用中の漏れのリスクが少なく、且つシールの箇所及び向きに対する形態及び幾何学的形状の可能性を増やす。
【0151】
ろ材パック１０、１１０は、多材射出成形に必要な高温に曝される場合、害を受けて、効率が低下し得る。それゆえ、いくつかの実施形態では、シールは、好ましくは、シールキャリアに結合され得る、及び／又はシール配置構成は、ろ材パック１０、１１０へのシール配置構成の熱溶接前に、多材射出成形によって形成され得る。
【0152】
熱溶接製造プロセス
熱溶接製造プロセスは、熱溶接を使用して、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅとろ材パック１０、１１０を結合する。いくつかの実施形態では、上述の通り、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、好ましくは、熱溶接製造プロセス時には、既にシール配置構成の一部とし得る。熱溶接は、プラスチック溶接、熱溶融、圧着、又は直接接合とも呼ばれる。いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００の作製方法が２つの熱溶接製造プロセスを含むとき、熱溶接製造プロセスは、第１の熱溶接製造プロセスとし得る。
熱溶接製造プロセスは、熱溶接を使用して、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅとろ材パック１０、１１０を結合する。いくつかの実施形態では、上述の通り、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、好ましくは、熱溶接製造プロセス時には、既にシール配置構成の一部とし得る。熱溶接は、プラスチック溶接、熱溶融、圧着、又は直接接合とも呼ばれる。いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００の作製方法が２つの熱溶接製造プロセスを含むとき、熱溶接製造プロセスは、第１の熱溶接製造プロセスとし得る。
【0153】
熱溶接製造プロセスは、下記でさらに説明するように少なくとも３つのステップを含む。
【0154】
第１のステップは、長手方向Ｚに延在する外周面６と、長手方向Ｚと交差する第１の軸周りの面７とを有するろ材パック１０、１１０を提供することを含む。上述の通り、ろ材パック１０、１１０は、プリーツ付きろ材、又はひだ付きろ材、又は流体をろ過するのに好適な任意の他のろ材を含み得る。
【0155】
第２のステップは、シールキャリアを提供することを含む。シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅを含むシール配置構成との関連で提供され得、ここでは、シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ上に存在する。いくつかの実施形態では、本明細書でさらに説明されているように、シール配置構成は、多材射出成形製造プロセスによって形成された、成形された単一構造のシール配置構成である。シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅを含む。
【0156】
第３のステップは、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅをろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分に結合するために、熱溶接製造プロセスを実施することを含む。
【0157】
任意の好適な熱溶接製造プロセスが使用され得る。例示的な熱溶接プロセスは、接触加熱；熱風溶接；熱ガス溶接；誘導加熱（すなわち、高周波電磁波による加熱）；レーザ溶接；ミラー溶接；振動溶接；スピン溶接；赤外線溶接；及び摩擦溶接、例えば、超音波溶接などを含む。いくつかの実施形態では、異なる熱溶接プロセスの組み合わせが使用され得る。実施例で説明される例示的な実施形態では、シールキャリアを加熱するために熱板が使用される。
【0158】
いくつかの実施形態では、熱溶接製造プロセスは、熱源又は熱溶接プロセスを利用して、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを局所的にのみ加熱する。より具体的には、熱溶接製造プロセスは、好ましくは、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅ又は第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの一部分のみを加熱し得、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの他の要素又は他の側面が変形しないようにするか、又は溶融し始めないようにする。シール１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０ａ～１０２０ｅは、存在する場合、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを加熱している間、変形しないことが特に好ましい。
【0159】
いくつかの実施形態では、第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅは、第１の軸周りの側面の所与の層の厚さ、第１の軸周りの側面の一部分、又は第１の軸周りの側面の比体積が変形可能となるまで、加熱され得る。いくつかの実施形態では、第１の軸周りの側面の少なくとも０．５ｍｍの厚さ、第１の軸周りの側面の少なくとも１ｍｍ、第１の軸周りの側面の少なくとも１．５ｍｍの厚さ、又は第１の軸周りの側面の少なくとも２ｍｍの厚さが変形可能となる。いくつかの実施形態では、第１の軸周りの側面の２ｍｍまでの厚さ、第１の軸周りの側面の３ｍｍまでの厚さ、第１の軸周りの側面の４ｍｍまでの厚さ、又は第１の軸周りの側面の少なくとも５ｍｍの厚さが変形可能となる。このようにして、ろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分が、第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに圧入されると、ろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍだけ、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに入る。
【0160】
いくつかの実施形態では、熱溶接製造プロセスを実施することは、サブステップを含み得る：第１に、第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの少なくとも一部分が変形可能となるまで、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅを加熱する。第２に、ろ材パック１０、１１０とシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを合わせて、ろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分がシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに圧入されるようにする。及び、第３に、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅを、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅがろ材パックの第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにする。
【0161】
熱溶接に必要な加工温度は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ、又はろ材パック１０、１１０に取り付けられるシールキャリアの部分に選択される特定の材料に依存する。「加工温度」は、ろ材パック１０、１１０に取り付けられることを意図したシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの部分が変形可能となる温度である。シールキャリアが、その体積全体にわたって同じ材料又は材料の組み合わせで形成されるとき、「加工温度」は、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅが変形可能となる温度である。加工温度は、加熱されているシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの表面の一部分の温度を測定することによって、測定される。
【0162】
加工温度は、好ましくは、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを形成するか又はろ材パック１０、１１０に取り付けられることを意図した、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの部分を形成している材料の転移温度を上回っている。
【0163】
本明細書でさらに説明するように、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はそれらの一部分が、非晶質状態にある単相として高分子画分を含むとき（例えば、ポリスチレン（ＰＳ）又はポリカーボネート（ＰＣ）を含む）、材料の「転移温度」は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８－９９（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｂｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ」）による示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して決定された中点温度（Ｔｍｇ）である。中点温度（Ｔｍｇ）は、ガラス転移温度（Ｔｇ）の表示として使用される。なぜなら、Ｔｇは、実際には、温度範囲であるためである。ＤＳＣを実施するために任意の好適な計器が使用され得る；しかしながら、例示的な実施形態では、ＦＲＳ ６＋センサーを備えるＤＳＣ３＋（Ｍｅｔｔｌｅｒ－Ｔｏｌｅｄｏ ＡＧ、Ｓｃｈｗｅｒｚｅｎｂａｃｈ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）が使用され得る。
【0164】
シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はそれらの一部分が、半晶質のポリマー材料又は２つ以上の高分子相を示す任意の他の材料を含むとき（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）を含む）、材料の「転移温度」は、せん断で測定された弾性係数（Ｇ'）及びせん断で測定された損失弾性係数（Ｇ"）が、０℃から、ポリマーが溶融状態にある温度までの温度に対してプロットされるときに、Ｇ'とＧ"が交わる最終温度である。ｔａｎ δの上昇が、溶融流れゾーンの方へ向かう転移下の系を特徴づけるために使用され得る。Ｇ'、Ｇ"、及びｔａｎ δは、ＡＳＴＭ Ｄ４０９２－０１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ： Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」）によって定義されている。本書では、Ｇ'及びＧ"は、強制一定振幅固定周波数せん断振動を測定するために機械的分光計を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ４４４０－１５（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ： Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｍｅｌｔ Ｒｈｅｏｌｏｇｙ」）に従って温度掃引動的機械分析（ＤＭＡ）を使用して決定される。任意の好適な動的機械分析器が使用され得る；しかしながら、例示的な実施形態では、Ｑ８００（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ、ＤＥ）が使用され得る。
【0165】
好ましい加工温度は、当業者によって、シールの転移温度、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ又はろ材パック１０、１１０に取り付けられるシールキャリアの部分を形成する材料の転移温度、使用されている熱溶接法、及びシール配置構成の形態を参照して、選択され得る。いくつかの実施形態では、加工温度は、第２の材料の転移温度を、少なくとも５℃、少なくとも１０℃、少なくとも１５℃、少なくとも２０℃、少なくとも２５℃、少なくとも３０℃、少なくとも３５℃、少なくとも４０℃、少なくとも４５℃、又は少なくとも５０℃上回るとし得る。いくつかの実施形態では、加工温度は、第２の材料の転移温度を、５０℃まで、７５℃まで、１００℃まで、１２５℃まで、１５０℃まで、１７５℃まで、また２００℃まで上回るとし得る。
【0166】
いくつかの実施形態では、加工温度は、少なくとも１００℃、少なくとも１２５℃、少なくとも１５０℃、少なくとも１７５℃、又は少なくとも２００℃とし得る。いくつかの実施形態では、加工温度は、２００℃まで、２２５℃まで、２５０℃まで、３００℃まで、３２５℃まで、又は３５０℃までとし得る。例示的な実施形態では、加工温度は１００℃～３００℃の範囲内とし得る。別の例示的な実施形態では、加工温度は１５０℃～３００℃の範囲内とし得る。さらに別の例示的な実施形態では、加工温度は２００℃～３００℃の範囲内とし得る。
【0167】
いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１００によってろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離している間中、接合が漏れを防止しているとき、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、ろ材パックの第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分としっかりと接合される。
【0168】
ろ材パック１０、１１０がプリーツ付きろ材パック１０であるときを含む、いくつかの実施形態では、ろ材パック１０は、ろ材が、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍだけシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆに埋め込まれるとき、及び／又はシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆの材料がろ材パック１０のプリーツの少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍに入り込むとき、しっかりと接合され得る。すなわち、プリーツの端部分は、ろ材に入り込むシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅの材料を組み込むことによって、閉鎖される。
【0169】
ろ材パック１０、１１０がコイル状にされたひだ付きろ材パック１１０であるときを含む、いくつかの実施形態では、ひだの少なくとも１つの層がシールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに完全に埋め込まれる、及び／又はシールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの材料がひだの少なくとも１つの層に入り込むとき、ろ材パック１１０はしっかりと接合され得る。理論に縛られたくないが、ひだの少なくとも１つの層をシールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに埋め込むことは、フィルタエレメント１００によってろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離している間中の漏れを防止するのに十分であると考えられているが、いくつかの実施形態では、ろ材パック１１０とシールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅとの間のボンディングの強度を高めるために、シールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅにひだの追加的な層を埋め込むこと、又はシールキャリア５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅにひだの部分的な層を埋め込むこと、又はそれら双方が望ましいとし得る。図６に示す例示的な実施形態では、ろ材パック１１０とシールキャリア６４０との間のボンディングの強度は、ろ材パック１１０の第１の軸周りの面７に圧入されるリブ４５を含むことによって、高められ得る。リブ４５がろ材パック１１０の第１の軸周りの面７の幅にわたって延在しない追加的な実施形態も想定され得る。例えば、第１の軸周りの面７の幅に延在する又は延在しない複数のリブ４５が、第１の軸周りの面７の周囲に配置され得る。リブ４５が第１の軸周りの面の幅に延在しないとき、リブは、アナログ時計の目盛りと同様の形態を形成し得る。
【0170】
フィルタエレメント１００が１つ以上のリブ４５を含むとき、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０の第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅを加熱することは、変形可能となるまで１つ又は複数のリブ４５を加熱することをさらに含み得る。さらに、ろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の周囲エッジをシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０の第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅと合わせる第２のステップの最中、リブ４５は、第１の軸周りの面７に同時に圧入され得る。
【0171】
いくつかの実施形態では、熱溶接製造プロセスは、さらに、ろ材パック１０、１１０とシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを合わせる前に、ろ材パック１０、１１０の少なくとも一部分を加熱することを含み得る。理論に縛られたくないが、ろ材パック１０、１１０とシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを合わせる前に、ろ材パック１０、１１０の少なくとも一部分を加熱することは、ろ材パック１０、１１０との接触によってシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅの温度 － それゆえ、変形性－を劇的に又は迅速に低下させないため、ボンディングを向上させ得、２つの材料間の接合をより強くすると考えられている。例示的な実施形態では、ろ材パック１０、１１０は、ろ材パック１０、１１０とシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅを合わせる前に、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅと同じ温度まで加熱され得る。ろ材パック１０、１１０の少なくとも一部分が加熱される必要があるかどうか、及びどの程度加熱される必要があるかは、少なくとも一部には、ろ材パック１０、１１０の組成に基づいて、当業者によって決定され得る。例えば合成成分を含むろ材を含むいくつかの媒体は、例えば、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅと接触させられる前に、加熱される場合、又は一定の温度を上回って加熱される場合、変形し得る。
【0172】
実際には、ろ材パック１０、１１０とシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０を合わせて、ろ材パック１０、１１０の第１の軸周りの面７の少なくとも周囲部分がシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０の第１の軸周りの側面４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅに圧入されているとき、ろ材パック１０、１１０とシールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０との間で相対的な動きがなされる。この相対的な動きをするために、様々なオプションが存在する。例えば、ろ材パック１０、１１０は静止位置に保たれ得る一方で、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０は動かされる。シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０は、好ましくは、ろ材パック１０、１１０の長手方向軸Ｚに対して平行な方向に動かされ得る。代替的な実施形態では、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０は静止位置に保たれ得、及びろ材パック１０、１１０は動かされ得る。さらに、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０及びろ材パック１０、１１０の双方共が動かされ得ることが想定され得る。静止位置に保たれる構成要素は、例えば真空、クランプなどを含む任意の好適な手段によって、静止位置に保持され得る。
【0173】
理論に縛られたくないが、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅとろ材パック１０を結合するために熱溶接製造プロセスを使用することは、例えば、接着材料、例えばグルー、ホットメルト、Ｓｉｋａｆｌｅｘ（登録商標）（Ｓｉｋａ、ＡＧ）、及び／又はポリウレタン（ＰＵ）の使用を上回るいくつかの利点をもたらすと考えられている。第１に、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅに熱可塑性樹脂を使用することは、ＰＵなどの接着材料よりも優れた温度耐性を提供し得る。第２に、熱溶接製造プロセスを使用することは、硬化時間が必要ないため、製造速度を改善し得る。最後に、シールキャリアに熱可塑性樹脂を使用することは、フィルタエレメントをリサイクルする能力を高め得る；例えば、再加熱することによって、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅは、ろ材パック１０から除去され、及び構成要素は別々にリサイクルされ得る。
【0174】
第２の熱溶接製造プロセス
フィルタエレメント１００が支持フレーム６０を含むとき、第２の軸周りの面８への支持フレーム６０の結合は、第２の熱溶接製造プロセスによって得られ得る。
フィルタエレメント１００が支持フレーム６０を含むとき、第２の軸周りの面８への支持フレーム６０の結合は、第２の熱溶接製造プロセスによって得られ得る。
【0175】
第２の熱溶接製造プロセスは、第１の熱溶接製造プロセスと同様のプロセスであるが、シールキャリア１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ用の支持フレーム６０の代わりになる。
【0176】
第２の熱溶接製造プロセスは、支持フレーム６０又はその一部分が変形可能となる温度に達するまで、支持フレーム６０又はその一部分を加熱すること；ろ材パック１０、１１０と支持フレーム６０を合わせて、ろ材パック１０、１１０の第２の軸周りの面８が支持フレーム６０又はその一部分に圧入されるようにすること；及び支持フレーム６０又はその一部分を、支持フレーム６０がろ材パック１０、１１０の第２の軸周りの面８としっかりと接合されるように、冷却できるようにすることを含む。
【0177】
本発明は、以下の例によって説明される。特定の例、材料、量、及び手順は、本明細書で説明するような本発明の範囲及び趣旨に従って、広範に解釈されることが理解される。
【0178】
例示的な構成の態様
態様１．フィルタエレメントであって：
長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む、ろ材パック；及び
シールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成であって、シールは第１の材料を含み、及びシールキャリアは第２の材料を含み、及び第２の材料は第１の材料とは異なる、成形された単一構造のシール配置構成
を含み、
シールキャリアは第１の軸周りの側面を含み、及びシールキャリアの第１の軸周りの側面は、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている、フィルタエレメント。
態様１．フィルタエレメントであって：
長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む、ろ材パック；及び
シールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成であって、シールは第１の材料を含み、及びシールキャリアは第２の材料を含み、及び第２の材料は第１の材料とは異なる、成形された単一構造のシール配置構成
を含み、
シールキャリアは第１の軸周りの側面を含み、及びシールキャリアの第１の軸周りの側面は、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている、フィルタエレメント。
【0179】
態様２．フィルタシステムのハウジング内に配置されるように構成される、態様１に記載のフィルタエレメント。
【0180】
態様３．成形された単一構造のシール配置構成は、フィルタエレメントがハウジング内に動作可能に配置されているとき、ろ過されていない流体からろ過済みの流体を分離するように構成される 態様２に記載のフィルタエレメント。
【0181】
態様４．第１の材料の転移温度は第２の材料の転移温度を上回る、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0182】
態様５．第１の材料は、ゴム、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、熱可塑性加硫物、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含み；及び／又は
第２の材料は、熱可塑性樹脂を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
第２の材料は、熱可塑性樹脂を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0183】
態様６．第１の材料は熱可塑性エラストマーを含み、及び熱可塑性エラストマーは、ポリアミド熱可塑性エラストマー、コポリエステル熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン熱可塑性エラストマー、又は動的に加硫された熱可塑性エラストマー、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0184】
態様７．シールのショアＡ値は、少なくとも２５、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、又は少なくとも６０であり；及び／又は
シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0185】
態様８．シールのショアＡ値は、３０～９０の範囲内、４０～７０の範囲内、又は５０～７０の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0186】
態様９．シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は
シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0187】
態様１０．シールキャリアのショアＡ値は、６０～１００の範囲内、７０～１００の範囲内、又は８０～１００の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0188】
態様１１．第２の材料は熱可塑性樹脂を含み、及び熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はこれらの混合物及び組み合わせを含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0189】
態様１２．シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は
シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0190】
態様１３．シールキャリアのショアＡ値は、６０～１００の範囲内、７０～１００の範囲内、又は８０～１００の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0191】
態様１４．シールキャリアのショアＤ値は、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも２５、又は少なくとも３０であり；及び／又は
シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0192】
態様１５．シールキャリアのショアＤ値は、１５～１００の範囲内、又は３０～１００の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0193】
態様１６．シールキャリアは、前記長手方向に延在し且つろ材パックの外周面を少なくとも部分的に包囲する径方向周囲側面を含み、及び
シールは径方向周囲側面を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成する、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは径方向周囲側面を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成する、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0194】
態様１７．シールキャリアは、ろ材パック用の流体入口チャンネル又は流体出口チャンネルを形成するように、前記長手方向に延在する管状延長部を含み、及び
シールは、外向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の外周面を取り囲むか、又は
シールは、内向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の内周面の周りに位置している、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは、外向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の外周面を取り囲むか、又は
シールは、内向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の内周面の周りに位置している、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0195】
態様１８．シールキャリアは、ろ過済みの流体を流出させるか又はろ過されていない流体を受け入れるように構成された中心開口を含み、及び
シールは、内向きラジアルシールを形成するように中心開口の内周面に結合される、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは、内向きラジアルシールを形成するように中心開口の内周面に結合される、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0196】
態様１９．シールキャリアは、第１の軸周りの側面に対向する第２の軸周りの側面を含み、及び
シールは、アキシアルシールを形成するように第２の軸周りの側面に結合される、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは、アキシアルシールを形成するように第２の軸周りの側面に結合される、態様１～１５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0197】
態様２０．ろ材パックは、ひだ付きろ材又はプリーツ付きろ材を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0198】
態様２１．ろ材パックは、第１の軸周りの面に対向する第２の軸周りの面を含み、及び
フィルタエレメントは、ろ材パックの第２の軸周りの面に結合される閉鎖エンドキャップをさらに含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
フィルタエレメントは、ろ材パックの第２の軸周りの面に結合される閉鎖エンドキャップをさらに含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0199】
態様２２．閉鎖エンドキャップは、ろ材パックの第２の軸周りの面に熱溶接されている、態様２１に記載のフィルタエレメント。
【0200】
態様２３．ろ材パックはプリーツ付きろ材を含み、及びプリーツ付きろ材は、シールキャリアに少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍだけ埋め込まれている、態様１６～２２のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0201】
態様２４．ろ材パックは、ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層を含むひだ付きろ材を含む、態様２０に記載のフィルタエレメント。
【0202】
態様２５．ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層のそれぞれは、前記長手方向に対して本質的に平行な向きにされた流入口ひだ及び流出口ひだを含み、及びコイル状にされた層の少なくとも１つの外層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる、態様２４に記載のフィルタエレメント。
【0203】
態様２６．ろ材パックは、コイル状にされたひだ付きろ材層を含むひだ付きろ材を含み、
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、１０層未満、８層未満、又は６層未満であり；及び／又は
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、少なくとも１つの層又は少なくとも２つの層である、態様２０、２４、又は２５に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、１０層未満、８層未満、又は６層未満であり；及び／又は
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、少なくとも１つの層又は少なくとも２つの層である、態様２０、２４、又は２５に記載のフィルタエレメント。
【0204】
態様２７．フィルタエレメントは、ろ材パックの第２の軸周りの面に結合された支持フレームをさらに含み、第２の軸周りの面は第１の軸周りの面に対向している、態様２０又は態様２４～２６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0205】
態様２８．ろ材パックは、コイル状にされたひだ付きろ材層を含むひだ付きろ材を含み、及び支持フレームは、コイル状にされたひだ付きろ材層が前記長手方向に動くのを防止するように構成される、態様２７に記載のフィルタエレメント。
【0206】
態様２９．シールキャリアは、第１の軸周りの面と本質的に平行な平面に配置された１つ以上のリブを含み、及び１つ以上のリブは、ろ材パックの第１の軸周りの面に結合される、態様２０又は態様２４～２８のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0207】
態様３０．ろ材パックは、コイル状にされたひだ付きろ材層を含むひだ付きろ材を含み、１つ以上のリブは、コイル状にされたひだ付きろ材層が前記長手方向に動くのを防止するように構成される、態様２９に記載のフィルタエレメント。
【0208】
態様３１．成形された単一構造のシール配置構成は、多材射出成形製造プロセスによって形成される、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0209】
態様３２．成形された単一構造のシール配置構成は、フィード点、エジェクタ点、又はシームを含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0210】
態様３３．外周面の形状は、円形、卵形、楕円形、丸みを帯びた四角形、長円形、又は長方形である、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0211】
例示的なプロセスによって特徴づけられる製品の態様
態様１．フィルタシステムのハウジング内に配置するためのフィルタエレメントであって：
長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む、ろ材パック；及び
フィルタエレメントがハウジング内に動作可能に配置されているときに、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するための、成形された単一構造のシール配置構成
を含み、及び
成形された単一構造のシール配置構成は、シールと、シールキャリアとを含み、シールは第１の材料を含み、及びシールキャリアは第２の材料を含み、及び第２の材料は第１の材料とは異なり；
シールはシールキャリアに結合され、及びシールキャリアへのシールの結合は、多成分射出成形製造プロセスによって、第１の材料及び第２の材料からシール配置構成を製造することによって得られ；及び
シールキャリアは、熱溶接製造プロセスによってろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に結合される第１の軸周りの側面を含む、フィルタエレメント。
態様１．フィルタシステムのハウジング内に配置するためのフィルタエレメントであって：
長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む、ろ材パック；及び
フィルタエレメントがハウジング内に動作可能に配置されているときに、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するための、成形された単一構造のシール配置構成
を含み、及び
成形された単一構造のシール配置構成は、シールと、シールキャリアとを含み、シールは第１の材料を含み、及びシールキャリアは第２の材料を含み、及び第２の材料は第１の材料とは異なり；
シールはシールキャリアに結合され、及びシールキャリアへのシールの結合は、多成分射出成形製造プロセスによって、第１の材料及び第２の材料からシール配置構成を製造することによって得られ；及び
シールキャリアは、熱溶接製造プロセスによってろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に結合される第１の軸周りの側面を含む、フィルタエレメント。
【0212】
態様２．第１の材料の転移温度は第２の材料の転移温度を上回る、態様１に記載のフィルタエレメント。
【0213】
態様３．第１の材料は、ゴム、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、熱可塑性加硫物、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含み；及び／又は
第２の材料は熱可塑性樹脂を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
第２の材料は熱可塑性樹脂を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0214】
態様４．ろ材パックは、ひだ付きろ材又はプリーツ付きろ材を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0215】
態様５．シールキャリアは、前記長手方向に延在し且つろ材パックの外周面を少なくとも部分的に包囲する径方向周囲側面を含み、及び
シールは径方向周囲側面を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成する、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは径方向周囲側面を取り囲んで、外向きラジアルシールを形成する、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0216】
態様６．シールキャリアは、ろ材パック用の流体入口チャンネル又は流体出口チャンネルを形成するように、前記長手方向に延在する管状延長部を含み、及び
シールは、外向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の外周面を取り囲むか、又は
シールは、内向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の内周面の周りに位置している、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは、外向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の外周面を取り囲むか、又は
シールは、内向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の内周面の周りに位置している、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0217】
態様７．シールキャリアは、ろ過済みの流体を流出させるか又はろ過されていない流体を受け入れるように構成された中心開口を含み、及び
シールは、内向きラジアルシールを形成するように中心開口の内周面に結合される、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは、内向きラジアルシールを形成するように中心開口の内周面に結合される、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0218】
態様８．シールキャリアは、第１の軸周りの側面に対向する第２の軸周りの側面を含み、及び
シールは、アキシアルシールを形成するように第２の軸周りの側面に結合される、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールは、アキシアルシールを形成するように第２の軸周りの側面に結合される、態様１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0219】
態様９．ろ材パックは、第１の軸周りの面に対向する第２の軸周りの面を含み、及び
フィルタエレメントは、第２の熱溶接製造プロセスによってろ材パックの第２の軸周りの面に結合される閉鎖エンドキャップをさらに含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
フィルタエレメントは、第２の熱溶接製造プロセスによってろ材パックの第２の軸周りの面に結合される閉鎖エンドキャップをさらに含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0220】
態様１０．ろ材パックはプリーツ付きろ材を含み、及びプリーツ付きろ材は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍだけシールキャリアに埋め込まれている、態様４～９のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0221】
態様１１．ろ材パックは、ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層を含むひだ付きろ材を含み、及び
シールキャリアの第１の軸周りの側面に結合されるろ材パックの第１の軸周りの面の周囲部分は、ろ材パックの第１の軸周りの面の周囲エッジに対応する、態様１～６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアの第１の軸周りの側面に結合されるろ材パックの第１の軸周りの面の周囲部分は、ろ材パックの第１の軸周りの面の周囲エッジに対応する、態様１～６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0222】
態様１２．ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層のそれぞれは、前記長手方向に対して本質的に平行な向きにされた流入口ひだ及び流出口ひだを含み、及びコイル状にされた層の少なくとも１つの外層の流入口ひだのひだ入口又は流出口ひだのひだ出口は、シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる、態様１１に記載のフィルタエレメント。
【0223】
態様１３．ひだ付きフィルタ材のコイル状にされた層の所与の数の連続的な層に関し、シールキャリアの第１の軸周りの側面は、流入口ひだの入口を塞ぐか、又は流出口ひだの出口を塞ぎ；及び
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、１０層未満、８層未満、又は６層未満であり；及び／又は
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、少なくとも１つの層又は少なくとも２つの層である、態様１１又は１２に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、１０層未満、８層未満、又は６層未満であり；及び／又は
シールキャリアの第１の軸周りの側面によって塞がれる連続的なひだ付きろ材層の数は、少なくとも１つの層又は少なくとも２つの層である、態様１１又は１２に記載のフィルタエレメント。
【0224】
態様１４．フィルタエレメントは、ろ材パックの第２の軸周りの面に結合された支持フレームをさらに含み、第２の軸周りの面は第１の軸周りの面に対向している、態様１１～１３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0225】
態様１５．支持フレームは、コイル状にされた層が前記長手方向に動くのを防止するように構成される、態様１４に記載のフィルタエレメント。
【0226】
態様１６．ろ材パックの第２の軸周りの面への支持フレームの結合は、第２の熱溶接製造プロセスによって得られる、態様１４又は１５に記載のフィルタエレメント。
【0227】
態様１７．シールキャリアは、第１の軸周りの面と本質的に平行な平面に配置された１つ以上のリブを含み、及び１つ以上のリブは、ろ材パックの第１の軸周りの面に結合される、態様１１～１６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0228】
態様１８．１つ以上のリブは、コイル状にされた層が前記長手方向に動くのを防止するように構成される、態様１７に記載のフィルタエレメント。
【0229】
態様１９．ろ材パックの第１の軸周りの面との１つ以上のリブの結合は、熱溶接製造プロセスの一部として得られる、態様１７又は１８に記載のフィルタエレメント。
【0230】
態様２０．熱溶接製造プロセスが：
第１の軸周りの側面の少なくとも一部分が変形可能となるまで、シールキャリアの第１の軸周りの側面を加熱するステップ；
ろ材パックとシールキャリアを合わせて、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分が、シールキャリアの第１の軸周りの側面に圧入されるようにするステップ；及び
シールキャリアの第１の軸周りの側面を、第１の軸周りの側面がろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにするステップ
を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
第１の軸周りの側面の少なくとも一部分が変形可能となるまで、シールキャリアの第１の軸周りの側面を加熱するステップ；
ろ材パックとシールキャリアを合わせて、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分が、シールキャリアの第１の軸周りの側面に圧入されるようにするステップ；及び
シールキャリアの第１の軸周りの側面を、第１の軸周りの側面がろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにするステップ
を含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0231】
態様２１．シールのショアＡ値は、少なくとも２５、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、又は少なくとも６０であり；及び／又は
シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0232】
態様２２．シールのショアＡ値は、３０～９０の範囲内、４０～７０の範囲内、又は５０～７０の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0233】
態様２３．シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は
シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0234】
態様２４．シールキャリアのショアＡ値は、６０～１００の範囲内、７０～１００の範囲内、又は８０～１００の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0235】
態様２５．シールキャリアのショアＤ値は、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも２５、又は少なくとも３０であり；及び／又は
シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0236】
態様２６．シールキャリアのショアＤ値は、１５～１００の範囲内、又は３０～１００の範囲内にある、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0237】
態様２７．第１の材料は熱可塑性エラストマーを含み、及び熱可塑性エラストマーは、ポリアミド熱可塑性エラストマー、コポリエステル熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン熱可塑性エラストマー、又は動的に加硫された熱可塑性エラストマー、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0238】
態様２８．第２の材料は熱可塑性樹脂を含み、及び熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はこれらの混合物及び組み合わせを含む、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0239】
態様２９．外周面の形状は、円形、卵形、楕円形、丸みを帯びた四角形、長円形、又は長方形である、上述の態様のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【0240】
例示的な作製方法の態様
態様１．フィルタエレメントの製造方法であって：
長手方向に延在する周囲面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを有する、ろ材パックを提供すること；
シールキャリアを提供すること；及び
ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分にシールキャリアの第１の軸周りの側面を結合するために、熱溶接製造プロセスを施すこと
を含む、方法。
態様１．フィルタエレメントの製造方法であって：
長手方向に延在する周囲面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを有する、ろ材パックを提供すること；
シールキャリアを提供すること；及び
ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分にシールキャリアの第１の軸周りの側面を結合するために、熱溶接製造プロセスを施すこと
を含む、方法。
【0241】
態様２．熱溶接製造プロセスは、
第１の軸周りの側面の少なくとも一部分が変形可能となるまで、シールキャリアの第１の軸周りの側面を加熱すること；
ろ材パックとシールキャリアを合わせて、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分が、シールキャリアの第１の軸周りの側面に圧入されるようにすること；及び
シールキャリアの第１の軸周りの側面を、シールキャリアの第１の軸周りの側面がろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにすること
を含む、態様１に記載の方法。
第１の軸周りの側面の少なくとも一部分が変形可能となるまで、シールキャリアの第１の軸周りの側面を加熱すること；
ろ材パックとシールキャリアを合わせて、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分が、シールキャリアの第１の軸周りの側面に圧入されるようにすること；及び
シールキャリアの第１の軸周りの側面を、シールキャリアの第１の軸周りの側面がろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分としっかりと接合されるように、冷却できるようにすること
を含む、態様１に記載の方法。
【0242】
態様３．シール配置構成は、シールキャリアを含む、成形された単一構造のシール配置構成を含む、前述の態様のいずれか１項に記載の方法。
【0243】
態様４．シール配置構成は、シールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成を含む、前述の態様のいずれか１項に記載の方法。
【0244】
態様５．多成分射出成形製造プロセスによってシールキャリアにシールを結合することをさらに含む、態様３又は４に記載の方法。
【0245】
態様６．シールは、熱溶接製造プロセスを施す前に、シールキャリアに結合される、態様５に記載の方法。
【0246】
態様７．シールは、熱溶接製造プロセスを施した後に、シールキャリアに結合される、態様５に記載の方法。
【0247】
態様８．シール配置構成は、フィルタエレメントがハウジング内に動作可能に配置されているとき、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離するのに好適である、態様３～７のいずれか１項に記載の方法。
【0248】
態様９．熱溶接プロセスの加工温度は、加熱されているシールキャリアの第１の軸周りの側面の部分の転移温度を上回る、前述の態様のいずれか１項に記載の方法。
【0249】
態様１０．ろ材パックはプリーツ付きろ材パックを含み、及び方法は、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍをシールキャリアの第１の軸周りの側面に埋め込むことを含む、態様１～９のいずれか１項に記載の方法。
【0250】
態様１１．ろ材パックは、コイル状にされたひだを含むひだ付きろ材パックを含み；及び
方法は、ひだの少なくとも１つの層にシールキャリアの第１の軸周りの側面の材料を入り込ませることを含み；及び／又は
方法は、ひだの少なくとも６層まで、８層まで、又は１０層までシールキャリアの第１の軸周りの側面の材料を入り込ませることを含む、態様１～９のいずれか１項に記載の方法。
方法は、ひだの少なくとも１つの層にシールキャリアの第１の軸周りの側面の材料を入り込ませることを含み；及び／又は
方法は、ひだの少なくとも６層まで、８層まで、又は１０層までシールキャリアの第１の軸周りの側面の材料を入り込ませることを含む、態様１～９のいずれか１項に記載の方法。
【0251】
態様１２．シールキャリアの第１の軸周りの側面にリブを埋め込むことをさらに含む、前述の態様のいずれか１項に記載の方法。
【0252】
態様１３．ろ材パックとシールキャリアを合わせる前に、ろ材パックの第１の軸周りの面を加熱して、ろ材パックの第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分が、シールキャリアの第１の軸周りの側面に圧入されるようにすることをさらに含む、態様２～１２のいずれか１項に記載の方法。
【0253】
態様１４．第２の熱溶接製造プロセスを含み、第２の熱溶接製造プロセスは、ろ材パックの第２の軸周りの面に支持フレームを結合することをさらに含む、前述の態様のいずれか１項に記載の方法。
【0254】
態様１５．前述の態様のいずれか１項に記載の方法によって得られるフィルタエレメント。
【実施例】
【0255】
実施例
以下の実施例で使用された全ての試薬、出発原料、及び溶媒は、民間の供給業者（例えばＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から購入され、且つ別段の指示がない限り、さらに精製することなく、使用された。
以下の実施例で使用された全ての試薬、出発原料、及び溶媒は、民間の供給業者（例えばＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から購入され、且つ別段の指示がない限り、さらに精製することなく、使用された。
【0256】
熱溶接法
シールのある又はない、エンドキャップ（本明細書では、シールキャリアとも呼ぶ）は、固定具内に位置決めされ、且つ真空によって適所に保持される。ろ材パックが別の固定具内に位置決めされる。
シールのある又はない、エンドキャップ（本明細書では、シールキャリアとも呼ぶ）は、固定具内に位置決めされ、且つ真空によって適所に保持される。ろ材パックが別の固定具内に位置決めされる。
【0257】
熱源（熱板）は、３５０℃に設定され、且つエンドキャップとろ材パックとの間に位置決めされる（図１３Ａ）。
【0258】
エンドキャップは、熱板に２０秒間押圧される（図１３Ｂ）。任意選択的に、ろ材パックと熱板との間の距離に依存して、熱板はろ材パックも温める。
【0259】
エンドキャップは、熱板から離れるように持ち上げられ、且つ熱板は除去される。
【0260】
エンドキャップは、設定速度（１ｍｍ／ｓ及び３ｍｍ／ｓが試験された）で、及び設定距離（例えば、１．５ｍｍ）、ろ材パックの方へ動かされる（図１３Ｃの矢印で示す）。ひとたび設定距離を達成したら、エンドプレートは、１５秒間適所に保持される（図１３Ｄ）。
【0261】
結果として生じる接合された部分は、固定具から除去される。
【0262】
実施例１
この実施例は、シールキャリアへのセルロースプリーツ付きろ材の融合を説明している。
この実施例は、シールキャリアへのセルロースプリーツ付きろ材の融合を説明している。
【0263】
上述の及び図１３に示すような方法を使用して、プリーツ付きろ材パックは、Ｐｏｌｙｓｔｏｎｅ（登録商標）Ｐ Ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ（Ｒｏｅｃｈｌｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）製のシールキャリアに融合された。ろ材パックはまた、熱板によって、１００℃～２００℃（一層好ましくは１００℃～１５０℃）の範囲内にある温度まで加熱された。例示的な結果を図１４に示す。ろ材は、シールキャリアに約１ｍｍ埋め込まれている。
【0264】
実施例２
この実施例は、シールキャリアへの合成ひだ付きろ材の融合を説明している。
この実施例は、シールキャリアへの合成ひだ付きろ材の融合を説明している。
【0265】
上述の方法を使用して、ひだ付きろ材パックは、Ｐｏｌｙｓｔｏｎｅ（登録商標）Ｐ Ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ（Ｒｏｅｃｈｌｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）製のシールキャリアに融合された。ろ材パックは、融合前に、加熱されなかったか、又は熱板によって非常に穏やかに加熱された。例示的な結果を図１５に示す。ひだの約２層が、図１５Ａの矢印によって示す箇所で、シールキャリアに埋め込まれている。
【符号の説明】
【0266】
６ ろ材パックの外周面
７ ろ材パックの第１の軸周りの面
８ ろ材パックの第２の軸周りの面
１０ プリーツ付きろ材パック
１１０ ひだ付きろ材パック
１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、及び１０２０ａ～１０２０ｅ シール
１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ シールキャリア
４１ シールキャリアの径方向周囲側面
４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅ シールキャリアの第１の軸周りの側面
４３ シールキャリアの管状延長部
４４ シールキャリアの第２の軸周りの側面、シールキャリアの第２の周囲縁部分
４５ シールキャリアのリブ
６０ 支持フレーム
６１ 支持フレームの縁
６２ 支持フレームのリブ
７０ 閉鎖エンドキャップ
１００ フィルタエレメント
７ ろ材パックの第１の軸周りの面
８ ろ材パックの第２の軸周りの面
１０ プリーツ付きろ材パック
１１０ ひだ付きろ材パック
１２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、４２０ａ～４２０ｆ、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、及び１０２０ａ～１０２０ｅ シール
１４０、２４０、３４０、４４０ａ～４４０ｆ、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０ａ～１０４０ｅ シールキャリア
４１ シールキャリアの径方向周囲側面
４４２ａ～４４２ｆ、１０４２ａ～１０４２ｅ シールキャリアの第１の軸周りの側面
４３ シールキャリアの管状延長部
４４ シールキャリアの第２の軸周りの側面、シールキャリアの第２の周囲縁部分
４５ シールキャリアのリブ
６０ 支持フレーム
６１ 支持フレームの縁
６２ 支持フレームのリブ
７０ 閉鎖エンドキャップ
１００ フィルタエレメント
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A-4F】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A-9C】
【図10A-10E】
【図11A-11B】
【図12A-12B】
【図13A-13D】
【図14】
【図15A-15B】
【国際調査報告】