CN101460252A - 改进的再循环过滤器 - Google Patents

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CN101460252A CN200780020845.5A CN200780020845A CN101460252A CN 101460252 A CN101460252 A CN 101460252A CN 200780020845 A CN200780020845 A CN 200780020845A CN 101460252 A CN101460252 A CN 101460252A
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Abstract

本发明涉及用于通过提供改进性能的再循环过滤器，对诸如来自诸如易受污染物影响的电子或光学设备(例如计算机磁盘)之类的受限环境的颗粒和蒸气相污染物之类的污染物进行过滤的改进的静电过滤器和过滤介质。

Description

改进的再循环过滤器
发明背景
许多包含敏感仪器的封装必须维持非常净化的环境以使设备正常工作。示例包括含有对颗粒和气态污染物——这些颗粒和污染物能干扰机械、光学或电气操作——敏感的光学表面或电子连接的封装。其它示例包括诸如计算机硬盘驱动器之类的对颗粒、有机蒸气、以及腐蚀蒸气敏感的数据记录装置。其它的示例包括用于处理、传送或储存薄膜和半导体晶片的封装。还包括诸如用在汽车和工业应用中，会对颗粒、湿气累积、和腐蚀以及来自液体和蒸气的污染敏感的电子控制盒。这些封装中的污染源自封装内部和外部。例如，在计算机硬盘驱动器中，损伤可来自外部污染以及来自内部源所产生的颗粒和以及排出的气体。为了方便起见，本文中将使用术语“硬盘驱动器”或“硬盘驱动装置”或“磁盘驱动器”或“驱动器”，而且应理解为包括上述任一种封装。
为了解决污染物问题，在磁盘驱动器中安装了内部颗粒过滤器、或再循环过滤器。这些过滤器可包含过滤介质，诸如用来与背衬材料(诸如无纺聚酯之类材料)层叠的膨胀PTFE膜，或包含驻极体(即静电)过滤介质或摩擦驻极体(triboelectret)介质的“枕状”过滤器。本文所述的驻极体和摩擦驻极体介质总称为“驻极体介质”。它们可能被压配到插槽或“C”状沟道中并放置到活动空气流中，诸如靠近计算机硬盘驱动器中的旋转磁盘，或置于电子控制柜中的风扇前等。这些过滤器可具有用来包含纤维、提升刚度、以及一般增强过滤器的处理和可用性的覆盖层。或者，再循环过滤介质可被构造在塑料框中。
用于计算机硬盘驱动器的再循环过滤器还可包括驻极体介质层以及在该驻极体层任一侧上的一层或多层网布。一层或多层外部网布层用来包含驻极体层的纤维以及为了便于处理、可焊性等而增加刚度。
已知过滤器性能是过滤材料重量的函数。每平方米重量更高的材料具有更高的效率和更高的压降。驻极体过滤层通常由两个参数指定：针织到网布中的驻极体纤维的每单位面积重量，以及该网布的重量：一典型的网布重量是每平方米15克，但也存在其它情况。常规的驻极体介质重量是从每平方米约70克到每平方米约90克，虽然也存在其它材料重量。其它驻极体层可以是无网布的驻极体层或缠结的驻极体纤维。
一种用来预测过滤器性能的理论是质量因数。在Paragon Press于1993年出版的R.C.Brown所著的《Air Filtration》中描述了质量因数。质量因数(Qf)定义为：
Qf＝-ln(穿透率)/压降
穿透率定义为流经介质的粒子数量对挑战粒子的总数量的比例。本发明人已经发现虽然穿透率和压降对过滤器性能很重要，过滤器厚度也意想不到地重要。
因此，本发明提供改进的驻极体再循环过滤器，其能够更好过滤带有颗粒的气体以更好地防止驱动器内部的颗粒问题，并提高驱动器可靠性。
概要
在一方面中，本发明提供包括静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，该静电过滤介质的毡材(felt)基础密度(basis density)小于40kg/m3，而最大连续厚度大于0.445mm。
在另一方面中，本发明提供包括静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，该静电过滤介质的毡材基础密度小于60kg/m3，而最大连续厚度大于1.016mm。
在又一方面中，本发明提供包括静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，该静电过滤介质的毡材基础密度小于75kg/m3，而最大连续厚度大于1.270mm。
在再一方面中，本发明提供包括静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，该静电过滤介质的毡材基础密度小于85kg/m3，而最大连续厚度大于1.397mm。
在又一方面中，本发明提供包括静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，该静电过滤介质的毡材基础密度小于95kg/m3，而最大连续厚度大于1.524mm。
在又一方面中，本发明提供包括至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，其中所述层中的至少一个的毡材基础重量(basis weight)小于35g/m2，而且该静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.445mm。
在又一方面中，本发明提供包括至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，其中所述层中的至少一个的毡材基础重量小于55g/m2，而且该静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.50mm。
在又一方面中，本发明提供包括至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，其中所述层中的至少一个的毡材基础重量小于75g/m2，而且该静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.635mm。
在又一方面中，本发明提供包括至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，其中所述层中的至少一个的毡材基础重量小于100g/m2，而且该静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.70mm。
在又一方面中，本发明提供包括至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，其中所述层中的至少一个的毡材基础重量小于110g/m2，而且该静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.76mm。
在又一方面中，本发明提供包括至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器，其中所述层中的至少一个的毡材基础重量小于165g/m2，而且该静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于1.27mm。
在另一方面中，本发明提供包括形成连续叠层关系的至少两层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器。
在另一方面中，本发明提供包括形成连续叠层关系的至少三层静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器。
在又一方面中，本发明提供包括至少一层最大连续毡材厚度大于2.794mm的静电过滤介质的磁盘驱动器再循环过滤器。
在再一方面中，本发明提供再循环过滤器，该再循环过滤器包括含有大量静电纤维的静电过滤层；以及含有大量静电纤维的第二静电过滤层，其中所述第一静电过滤层和该第二静电过滤层成连续叠层关系。
附图简述
当连同以下附图考虑时，从所写描述中本发明的操作将变得显而易见，附图中：
图1A和1B分别是包括两层带有覆盖网布的静电介质的本发明的过滤器单元的一实施例的俯视图和侧视图；
图2A和2B分别是包括三层带有覆盖网布的静电介质的本发明的过滤器单元的一实施例的俯视图和侧视图；
图3A和3B分别是包括两层在过滤层的任一侧上带有两层覆盖层的静电过滤介质的本发明的过滤器单元的一实施例的俯视图和侧视图；
图4是其中切段纤维被针织入网布层的典型针刺制毡设备的侧示意图；
图5是本发明的静电介质的实施例的侧视图。它具有从双向被针织入网布层的切段纤维。
图6A是本发明的具有被针织入网布层的切段纤维以及用来实现厚驻极体毡材的延伸的针织行程的静电介质的另一实施例的侧视图。图6B是本发明的具有以延伸的针织行程从两个方向针织入网布层的切段纤维的静电介质的另一实施例的侧视图。
图7是本发明的包括类似于图5、6A以及6B所示的改进的静电过滤层的过滤器单元的另一实施例的侧视图。
图8是当本发明的过滤器单元被安装到硬盘驱动器中时的俯视图。
优选实施例的详细描述
本发明涉及用于从诸如易受污染物影响的电子或光学装置之类的封闭环境(例如计算机磁盘驱动器)过滤颗粒的装置。具体地说，本发明提供用于磁盘驱动器的改进的再循环过滤器。通过改进的颗粒净化时间证明改进的过滤器效率。
本发明人已经发现驻极体过滤材料的厚度以一种以前未知的方式影响过滤器性能。具体地说，更厚的过滤介质意想不到地提供改进的性能和减少的净化时间。因此，本文所描述的本方面考虑了增大驻极体过滤介质深度，而不是如同常规建议地作为改进过滤器性能的手段的增大过滤介质密度。换言之，本发明人已经发现，通过增大介质深度而不是增大密度或毡材重量，能意想不到地改进驻极体介质的过滤性能。增大过滤器深度，在不同时增大过滤介质密度的情况下，通过在过滤器中增大颗粒接触时间或驻留时间可提供过滤器性能的改进。
现在将参考附图具体描述本发明的优选实施例。相同的附图标记表示相同的部分、层、和构造。
图1A和1B分别示出本发明的改进的过滤器10的第一实施例的俯视图和侧视图。图1A示出包括两个静电过滤介质层12和13、覆盖层11和14以及在过滤器周围将所有层密封在一起的周围密封15。驻极体层12和13被示为成连续叠层关系，具有基本连续接触的相邻表面，没有中间材料或层。最大连续毡材厚度为层12和13的最大厚度之和。优选每一层的毡材基础重量是从每平方米23克到每平方米150克，更优选毡材层的基础重量在每平方米50克到每平方米100克的范围内。当需要时，层11和14包括静电介质层的纤维、在需要添加刚度和处理性之处增添刚度和处理性。这些层可包括任意网布、网筛、机织毡材或无纺毡材材料或其组合。优选的覆盖网布是诸如聚丙烯之类的点接合纺粘材料。各种材料重量的这样的材料可从美国田纳西州奥德希克利市(Old Hickory，TN)的BBA FiberwebAmericas公司买到。优选的覆盖网布包含纤维并在过滤器上增加最小压降。网布的优选重量可以是每平方米10克到每平方米50克。优选地，覆盖网布材料是约每平方米20克到约每平方米30克。
图2A和2B分别示出本发明的改进的过滤器10的另一实施例的俯视图和侧视图。图2A示出成连续叠层关系的三个静电过滤介质层12、13、以及16。这些材料以及覆盖层11和14通过周围密封15在边缘处被连续密封。当使用三层时，增大的驻极体材料过滤器深度允许使用相对更轻重量的驻极体介质。每层的优选驻极体毡材重量是从约每平方米20克到约每平方米90克。
图3A和3B分别示出本发明的改进的过滤器10的另一实施例的俯视图和侧视图。图3A示出两个静电过滤介质层12和13以及多重覆盖层11、14、17、以及18。另外的覆盖层17和18可以允许使用更轻、渗透性更高的覆盖材料。如果使用第二覆盖层，优选的材料是可从美国特拉华州中镇市(Middletown，DE)的DelStar Technology，Inc.公司买到的DelnetRB0707-30。
图4示出典型针刺制毡设备的侧视图。针28刺穿切段纤维22的纤维状的层，使切段纤维22刺穿网布层21以制造毡材。在返回行程，剥离板26防止针将纤维拉出网布。底板27用来帮助针带着切段纤维22穿透网布层21。已知的针刺制毡工艺是单向的，即针仅从一个方向穿透网布层。然而，在本发明的一个方面中，纤维被双向地针织到网布中以产生厚的毡材。
图5示出本发明的改进的过滤层的一实施例的侧视图，其中驻极体切段纤维22和23被双向地针织到网布21中。其结果是更厚的单独的驻极体介质层。切段驻极体纤维的一部分——优选约一半——从一方向被针织到网布中，而另一部分从另一方向被针织到网布中。从两个方向可针织每平方米任意重量。优选驻极体介质是约每平方米30克到约每平方米300克。最优选驻极体介质是约每平方米50克到约每平方米200克。
图6A是具有针织到网布21中的驻极体切段纤维22的本发明的改进的过滤层的另一实施例的侧视图。在此方面中可以看出，针刺入网布中深达点24以制造厚的驻极体介质层。纤维的长度和毡材每平方米的重量将取决于针织行程的深度。优选驻极体介质是约每平方米30克到约每平方米300克。最优选驻极体介质是约每平方米50克到约每平方米200克。
图6B是具有从网布21的两侧分别较深地针织到点24和25以构造从两侧针织的厚毡材的驻极体切段纤维22和23的本发明的改进的过滤层的另一实施例的侧视图。
其它针织工艺也可用来制造毡材层。可以使用诸如其它机械缠结方法之类的缠结驻极体纤维的任意工艺：可使用或不使用网布来保持和支撑驻极体纤维。多重网布层可用来保持驻极体纤维成为均匀的层。还可使用保持驻极体层的其它方法，诸如将它们压制或粘合成整体材料形式或图案化或非图案化点粘合。本发明考虑制造纤维状驻极体层或毡材层的其它方法。
图7是具有类似于图5、6A以及6B所描述和所示的单驻极体层12的本发明的改进的过滤器10的另一实施例的侧视图。毡材层的最大连续厚度为至少2.80mm。
图8示出如何通过将本发明的改进的过滤器10放置于设计到磁盘中用来容纳和固定再循环过滤器的c-沟道30或插槽之间，而将本发明的改进的过滤器10定位在计算机硬盘驱动器33内。其它安装方式也是可能的。一些再循环过滤器也可安装到塑料固定器上以将该再循环过滤器和可能的其它过滤或吸附零件固定到驱动器中去。为了参考还示出转子34上的磁性储存盘31和读/写头32。
可将一个或多个吸附层添加到任一上述实施例中，以制造对颗粒和蒸气过滤都有效的组合过滤器。可对吸附剂进行处理以用于吸收特定气体种类，诸如酸性气体，也可不进行该种处理。
吸附剂可包括一层或多层诸如颗粒状活性炭之类的100％吸附材料，或可以是诸如具有填充其部分空间的吸附剂的多孔聚合物材料支架之类的填充产品基质。其它的可能情况包括吸附性的浸渍无纺材料或设置在网布上的吸附性珠粒，其中无纺织物或网布可以是纤维素或聚合物，而且可以或可以不包括橡胶或其它粘合剂。再其它的可能情况包括聚合的或陶瓷的多孔铸件或吸附性小块以及填充物。该吸附剂可以是不同类型吸附剂的混合物。
可包含在吸附性层内的吸附性材料的示例包括：物理吸附剂(例如硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛、吸附性聚合物等)；化学吸附剂(例如高锰酸钾、碳酸钾、碘化钾、碳酸钙、硫酸钙、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、粉状金属或用于清除气态污染物的其它反应物)；以及这些材料的混合物。对于某些应用，可能希望采用多层吸附性材料，其中每层包含用来选择性地去除不同污染物的不同吸附剂。
吸附性层的一优选实施例利用吸附剂填充的PTFE薄片，其中吸附剂颗粒被圈闭在网状PTFE结构内，如同授予Mortimer，Jr.的美国专利第4,985,296号所示教的一样，其具体内容通过引用结合于此。优选颗粒以多峰()(例如双峰或三峰)方式装填，其中不同尺寸的颗粒散置在彼此附近以尽可能多地填充粒子之间的空隙空间，以便使得在核心中包含的活性材料的量最大化。这种技术也允许许多种吸附剂被填充到单层中。然后可以使得该核膨胀以允许通过一些气流或通过针刺以允许更多气流通过。该核的膨胀降低了装填密度但提供更均匀的吸附剂。可能需要诸如针刺等之类的其它处理来获得所需吸附性能和气流性能。
可将PTFE/吸附剂复合物的厚度制造为从小于0.001＂到0.400＂或更厚，允许在完成的过滤器厚度和吸附剂装填中有较大灵活性。另外，在多峰封装和物理压缩的情况下，吸附剂密度可能达到真密度的80-95％，所以每单位体积可填装最多的吸附剂材料。使用PTFE作为粘合元素不会堵塞粘附剂的孔，而诸如丙烯酸树脂、熔融塑料树脂等粘合剂则会造成这些孔的堵塞。
可将另外的层添加到过滤器中，用于或者尺寸稳定性、纤维容纳、过滤器刚度、用于放置的视觉确认的可视性增强、用于自动安装的过滤器机械化处理的方便性。还可添加另外的过滤层以增强对特定颗粒的过滤或用作过滤功能性的覆盖层、网布以及支撑层，而不背离本发明的精神。
在任一实施例中，还可利用膜用于过滤增强、纤维容纳、或吸附剂容纳。膜层可作为附加层被添加或被层叠到任一其它用于包含物的过滤层上。
用在本发明的层叠构造上的优选膜是如同授予Bacino等人的美国专利第4,902,423号中所描述而制造的膨胀PTFE膜的膜层。当被层叠到过滤层或支撑层上时，此膜层具有对气流的最小阻力，还良好地容纳纤维。除了在本发明的过滤器中所包含的一层或多层静电层的占主导的静电过滤机制外，此膜还提供另外的机械过滤。当颗粒变得难以用静电过滤介质收集时，诸如当颗粒运行得非常快或具有难以被静电过滤器收集的尺寸和电荷时，这会变得很重要。这样的膜可以按照完成的形式从美国马里兰州艾克顿(Elkton，MD)的W.L.Gore and Associates，Inc.公司买到。
实施例
对本发明的再循环过滤器的再循环过滤器效率进行评估并将其与常规的再循环过滤器和常规介质比较。样品过滤器被构造为在以下表1中所陈述的各种厚度和毡材重量。每个本发明的过滤器由成连续叠层关系的至少两个驻极体过滤介质层组成。每层由具有被针织到其中的驻极体毡材材料的每平方米15克的网布(可从美国马萨诸塞州威尔泊市(Walpole，MA)的Hollingsworth and Vose公司买到)组成。驻极体介质是被针织到网布中的约50％聚丙烯和50％丙烯酸类树脂切段纤维的混合物。该驻极体介质没有被覆盖层覆盖，而只仅作为毡材层被测试。所测量的所有样品是16.0mm高×16.0mm宽。
表1
 
重量/面积/层(g/m2)   层数 总标称毡材重量/面积(g/m2)  毡材密度(kg/m3)  毡材厚度(mm)     厚度密度比(m4/kg)
比较例1 30 1 30 48.81 0.615 12.600
比较例2 50 1 50 60.94 0.820 13.456
比较例3 70 1 70 67.22 1.041 15.486
比较例4 90 1 90 82.40 1.092 13.252
发明例5 30 2 60 48.81 1.229 25.179
发明例6 50 2 100 60.94 1.641 26.928
发明例7 70 2 140 67.22 2.083 30.987
发明例8 30 3 90 48.81 1.844 37.779
发明例9 90 2 180 82.40 2.184 26.505
使用序列号为00318、型号为ID-C1012CE的三丰(Mitutoyo)厚度量规以及0.375＂压脚在0.5psi压力下测量过滤器厚度。该厚度取的是最大厚度，通常在过滤器中心处。该过滤器毡材的单位面积重量是零售商所提供的平均值，而且所列的厚度是五个样品的平均值。
比较例1到4是可从Hollingsworth and Vose公司买到的标准驻极体介质，并且是单层毡材。本发明的过滤介质(发明例5到发明例9)各具有成叠层关系的多层驻极体介质以形成连续驻极体介质厚度。在本文中，连续驻极体介质厚度不仅包括单层驻极体介质的最大厚度，还包括关于彼此成叠层关系的多层的所有相邻层的最大总厚度。使用本文描述的磁盘驱动器再循环过滤器测试来测试该过滤介质。进行无过滤器的测试作为参比。其结果在以下表2中报告。
表2
 
样品 净化时间(秒) 相对净化比
无过滤器 53
比较例1 19.8 0.374
比较例2 13.5 0.255
比较例3 14 0.264
比较例4 14 0.264
发明例5 15.6 0.294
发明例6 11.4 0.215
发明例7 11.9 0.224
发明例8 10.9 0.206
发明例9 10.4 0.196
改进的再循环过滤器显示出超过已知驻极体介质构造的显著的性能改进。发明例8的过滤介质显示出较比较例4高22.1％的改进性能。这两个过滤器具有大约相同的单位面积驻极体介质毡材重量，但增加的厚度明显提供更好的性能。而且，双层发明例9显示出较单层比较例4高出25.7％的改进。如表3中所示，两种介质的质量因数相同，并且因此预测应该性能相当，但发明例9清楚地胜过比较例4。
表3
 
样品 穿透比(0.26微米@0.053m/s) 阻力(mm H20@0.053m/s)              净化时间(秒) 质量因数
比较例1 0.346 0.10 19.8 10.79
比较例2 0.220 0.24 13.5 6.31
比较例3 0.140 0.31 14.0 6.34
比较例4 0.100 0.38 14.0 6.06
发明例5 0.116 0.20 15.6 10.77
发明例6 0.048 0.48 11.4 6.33
发明例7 0.020 0.62 11.9 6.31
发明例8 0.039 0.30 10.9 10.81
发明例9 0.010 0.76 10.4 6.06
上文的发明例6的多层过滤介质层被结合到具有覆盖网布的再循环过滤器中以改善纤维容纳。覆盖层使用可从美国纽约州纽约市(New York，NY)的Toyobo America，Inc.公司买到的Toyobo 3201制成。对此过滤器进行测试并将其与作为被驱动器接受的标准过滤器比较，结果在表4中报告。标准过滤器包括被无纺织物和网布覆盖层覆盖的90g/m2驻极体介质。
表4
 
样品 净化时间 相对净化比
无过滤器 53
标准过滤器 19.3 0.364
示例2 13.8 0.260
本发明的改进过滤器具有比现有过滤器更好的净化时间和相对净化比(“RCUR”)值，并显示出28.5％的改进。
上述发明例6的发明过滤层也被构造到再循环过滤器中，该再循环过滤器的过滤层的任一侧上具有两层网布。标准过滤器具有0.874mm的总厚度。内覆盖层是来自美国田纳西州奥德希克利市的BBA Fiberweb公司的Reemay 2004。外网布是来自美国特拉华州中镇市的Delstar公司的DetnetRB0707-30层。针对在驱动器中所提供的现有过滤器对该过滤器进行测试，其结果包含在表5中。
表5
 
样品 净化时间 相对净化比
无过滤器 53
标准过滤器 19.3 0.364
示例3 16.1 0.304
本发明的改进过滤器具有比标准过滤器更好的净化时间和RCUR值，并显示出16.6％的改进。
磁盘驱动器再循环过滤器测试：
设计此测试以测量颗粒过滤器在将磁盘驱动器内从其中驱动器载有颗粒的初始状态减少颗粒浓度的效率。这里所使用的此测试是由国际磁盘驱动器设备和材料协会(International Disk Drive Equipment and MaterialsAssociation)推荐的用于测试和比较硬盘驱动器中针对再循环过滤器净化时间的性能的两种测试之一。该再循环过滤器的性能用净化时间来量化，该净化时间被定义为将驱动器内的颗粒数量减少为它们初始值的固定百分比所需的时间。一种典型的衡量标准是净化掉驱动器中90％颗粒所需的时间，其被称为t90值。更低的t90值表示更快的净化和改进的过滤器性能。
为了测试该再循环过滤器的效率，在来自西部数据(Western Digital)公司的型号为WES-WD800JB的3.5英寸型因数单磁盘驱动器中测试了过滤器样品。修改包括在驱动器盖子上钻两个孔。一个孔用来允许颗粒的引入，而另一个用来在性能测试期间对内部驱动器气氛取样。安装在盖子的每个孔上的是不锈钢配件，该配件每个孔上一个地居中设置，且使用两组分环氧树脂附连和密封。驱动器中现有的呼吸孔保留未被覆盖，以提供一种装置，用于在当驱动器环境被采样期间排出来自驱动器的过压和允许空气进入驱动器，而不会使空气故意的地被引入驱动器中。将盖子牢固地固定到基板上。用管形材料将颗粒供给源连接到驱动器入口配件，还将颗粒计数器连接到出口配件。使用异丙醇和清洁的加压空气清洗驱动器盖子以去除在改造期间产生的任意油和颗粒。在驱动器改造之后，将过滤器放置到如驱动器中设计的c沟道中。与可买到的驱动器中现有的未经进一步处理的再循环过滤器进行比较。每个样品在相同的3.5英寸驱动器中，在根据设计安置到驱动器中的相同的再循环过滤器位置中测试。所有的过滤器样品是相同尺寸，并与驱动器中所提供的过滤器进行比较。
将供给0.1μm颗粒的气溶胶的管道连接到磁盘盖子中过滤器上游(基于磁盘旋转的方向)的入口端。颗粒是由Duke Scientific公司提供的0.1μm的聚苯乙烯胶乳球，它们在去离子水中稀释，并用美国明尼苏达州明尼安纳波利斯(Minneapolis，MN)的TSI公司提供的雾化器将它们雾化。用于对驱动器内部环境采样的第二管道将激光颗粒计数器(LPC)连接到磁盘驱动器盖子中过滤器的下游的出口。来自美国科罗拉多州波尔德市(Boulder，CO.)的Particle Measuring Systems Inc.公司的型号为HS-LAS的激光气溶胶光谱仪用来计数粒子。通过精确质量流控制器，从驱动器流出的样品流出速率和通过计数器的流速被保持在1.0cc/sec，而流过LPC的包覆流(sheath flow)被保持在15cc/sec。通过LPC每秒获得一次0.1μm颗粒的计数，并将其存储在计算机磁盘驱动器上用于后续分析。在磁盘定位于在空气入口处装配有HEPA过滤器的叠层流罩中的情况下进行该测试，以保持具有极低环境颗粒浓度的受控测试环境。使用来自市售的驱动器的标准尺寸和构造的过滤器的样品。还进行了不含再循环过滤器的参比试验。
再循环过滤器测试包括以下程序：在驱动器打开和磁盘旋转的情况下，载有颗粒的空气流经该驱动器。监控0.1μm颗粒的计数直到获得稳定状态的计数，通常每秒约1000到2000计数。在此时(t＝0时)关闭载有颗粒的空气同时驱动器内部气氛的采样继续。再次监控0.1μm颗粒的浓度直到剩余计数不超过初始稳定状态计数的1％。达到初始稳定状态计数的10％或去除颗粒的90％所花费的时间被称为t90，而达到初始稳定状态计数的1％或去除颗粒的99％所花费的时间被称为t99。浓度的下降是因为通过驱动器的空气的再循环和过滤器上的颗粒收集，颗粒在驱动器表面上的附着以及其它颗粒收集手段。不同的过滤器构造和位置将对磁盘开启时所记录的初始稳定状态和递送到驱动器中的颗粒以及净化驱动器所需的时间有重要影响，并且可分析这些差异以确定优化的过滤器构造和位置。当使用了一种过滤器位置时，然后可测试不同的过滤器结构并进行比较以确定哪一种能够给出最佳性能或最好或最快的净化时间。
进行至少两次单独的测试以检查可重复性和消除来自背景计数中噪声的误差。对来自测试的结果取平均值以获得对0.1μm颗粒的平均净化时间。进一步的分析可以通过用过滤器的t90时间除以没有过滤器运行的t90时间以获得被称为RCUR数或相对净化比的数字。RCUR数是不同驱动器和不同测试设置之间更好的比较性数值，因为它参考了特定被测试的驱动器中过滤器性能与无过滤器的性能。换言之，没有过滤器的驱动器最终仍能使空气清洁。空气从驱动器被采样至颗粒计数器，而补充空气通过呼吸孔过滤器进入驱动器中从而被过滤为清洁空气。而且颗粒将碰撞到驱动器表面上，或最终沉淀出空气流。所以通过将驱动器中过滤器的净化时间与没有过滤器的驱动器的净化时间比较，可以更好地分离出过滤器的效果，而且能够更容易地比较不同的过滤器。更快的过滤器净化意味着更好的性能，所以更低的RCUR值同样表示更好的性能。
虽然本文已经说明和描述了本发明的特定实施例，本发明不应当限于这些说明和描述。应当显而易见的是，在所附权利要求书的范围内，改变和修改可以被包括并实现为本发明的一部分。

Claims (23)

1.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电过滤介质，所述静电过滤介质的毡材基础密度小于40kg/m3，最大连续厚度大于0.889mm。
2.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电过滤介质，所述静电过滤介质的毡材基础密度小于60kg/m3，最大连续厚度大于1.016mm。
3.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电过滤介质，所述静电过滤介质的毡材基础密度小于75kg/m3，最大连续厚度大于1.270mm。
4.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电过滤介质，所述静电过滤介质的毡材基础密度小于85kg/m3，最大连续厚度大于1.397mm。
5.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电过滤介质，所述静电过滤介质的毡材基础密度小于95kg/m3，最大连续厚度大于1.524mm。
6.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电介质，所述静电介质包括至少两层，所述层中的至少一个层的毡材单位重量小于35g/m2，所述静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.445mm。
7.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电介质，所述静电介质包括至少两层，所述层中的至少一层的毡材单位重量小于55g/m2，所述静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.50mm。
8.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电介质，所述静电介质包括至少两层，所述层中的至少一层的毡材单位重量小于75g/m2，所述静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.635mm。
9.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电介质，所述静电介质包括至少两层，所述层中的至少一层的毡材单位重量小于100g/m2，所述静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.70mm。
10.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电介质，所述静电介质包括至少两层，所述层中的至少一层的毡材单位重量小于110g/m2，所述静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于0.76mm。
11.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括静电介质，所述静电介质包括至少两层，所述层中的至少一个层的毡材单位重量小于165g/m2，所述静电过滤介质的最大连续毡材厚度大于1.27mm。
12.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括成连续叠层关系的至少两层静电过滤介质。
13.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括成连续叠层关系的至少三层静电过滤介质。
14.一种磁盘驱动器再循环过滤器，包括至少一层最大连续毡材厚度大于2.8mm的静电过滤介质。
15.一种在磁盘驱动器内使用的磁盘驱动器再循环过滤器，所述再循环过滤器包括：
a)包括大量静电纤维的第一静电过滤层；以及
b)包括大量静电纤维的第二静电过滤层，其中所述第一静电过滤层和所述第二静电过滤层成连续叠层关系。
16.如权利要求15所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括包围所述静电过滤层的一个或多个覆盖层。
17.如权利要求15所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还具有在所述过滤器周围的密封边缘。
18.如权利要求12所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括与所述静电过滤介质成叠层关系的至少一层PTFE膜。
19.如权利要求1所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括与所述静电过滤介质成叠层关系的至少一层PTFE膜。
20.如权利要求2所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括与所述静电过滤介质成叠层关系的至少一层PTFE膜。
21.如权利要求3所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括与所述静电过滤介质成叠层关系的至少一层PTFE膜。
22.如权利要求4所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括与所述静电过滤介质成叠层关系的至少一层PTFE膜。
23.如权利要求5所述的磁盘驱动器再循环过滤器，其特征在于，还包括与所述静电过滤介质成叠层关系的至少一层PTFE膜。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769676A (zh) * 2012-08-10 2015-07-08 唐纳森公司 用于电子器件外壳的再循环过滤器
US10010822B2 (en) 2012-08-10 2018-07-03 Donaldson Company, Inc. Recirculation filter for an electronic enclosure
US10482928B2 (en) 2014-02-13 2019-11-19 Donaldson Company, Inc. Recirculation filter for an electronic enclosure

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7569088B2 (en) * 2006-05-03 2009-08-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for circulating air through a hard disk drive
US8003058B2 (en) * 2006-08-09 2011-08-23 Airinspace B.V. Air purification devices
US8123830B2 (en) * 2009-10-19 2012-02-28 Seagate Technology Filter element with particle-trapping crevice
KR101144448B1 (ko) * 2009-12-03 2012-06-14 현대자동차주식회사 정전필터제조방법 및 이를 적용한 정전필터
US20110149435A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Charles Brown Absorbing contaminants by diffusion in a low density gas filled hard disk drive (hdd)
DK2609238T3 (en) 2010-08-23 2017-03-13 Fiberweb Holdings Ltd WOVEN COAT AND FIBER WITH ELECTRICAL CHARACTERISTICS, PROCEDURES FOR MANUFACTURING THERE AND THEIR USE
US8585793B2 (en) 2010-09-28 2013-11-19 W. L. Gore & Associates, Inc. Low fiber recirculation filter
US8638524B2 (en) * 2011-10-11 2014-01-28 HGST Netherlands B.V. Helium filled sealed HDD using gas flow diversion filtration to improve particle cleanup
US9050546B2 (en) 2012-01-05 2015-06-09 Tdc Filter Manufacturing, Inc. Waterproof and salt repellant media and filter
US20130343973A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 Multisorb Technologies, Inc. Absorbent for optics and electrical components
CN107530594A (zh) * 2015-04-07 2018-01-02 唐纳森公司 用于电子器件外壳的再循环过滤器
US10293293B2 (en) * 2015-08-05 2019-05-21 Donaldson Company, Inc. Recirculation filter for an electronics enclosure
JP6908703B2 (ja) 2016-07-20 2021-07-28 ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティドＷ．Ｌ． Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ， Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 筺体保護用の吸着通気体
US10276216B2 (en) * 2017-09-14 2019-04-30 Seagate Technology Llc Data storage device filter
SG11202101087UA (en) * 2018-08-03 2021-03-30 Environmental Management Confederation Inc Scrimless and/or aramid filter media

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3307332A (en) 1964-12-11 1967-03-07 Du Pont Electrostatic gas filter
US4902423A (en) 1989-02-02 1990-02-20 W. L. Gore & Associates, Inc. Highly air permeable expanded polytetrafluoroethylene membranes and process for making them
US4985296A (en) 1989-03-16 1991-01-15 W. L. Gore & Associates, Inc. Polytetrafluoroethylene film
US5037455A (en) 1990-09-14 1991-08-06 The Great American Filter Company Air filter
US5384337A (en) 1993-02-05 1995-01-24 Budinger; William D. Poromeric material having uniformly distributed electrets for maintaining an electrostatic charge
WO1995005501A2 (en) * 1993-08-17 1995-02-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of charging electret filter media
US5597645A (en) * 1994-08-30 1997-01-28 Kimberly-Clark Corporation Nonwoven filter media for gas
JPH08117527A (ja) * 1994-10-21 1996-05-14 Nippon Muki Co Ltd エアフィルタ
US5538545A (en) * 1994-11-04 1996-07-23 W. L. Gore & Associates Nonparticulating adsorbent recirculating filter
US6238466B1 (en) * 1997-10-01 2001-05-29 3M Innovative Properties Company Electret articles and filters with increased oily mist resistance
JP2000300921A (ja) * 1999-04-21 2000-10-31 Nitto Denko Corp エアフィルタ濾材およびそれを用いたエアフィルタユニット
US6296691B1 (en) * 1999-09-21 2001-10-02 Gore Enterprise Holdings, Inc. Multi-functional molded filter for removing contaminants from an enclosure
US6524360B2 (en) * 2000-02-15 2003-02-25 Hollingsworth & Vose Company Melt blown composite HEPA filter media and vacuum bag
US7101423B2 (en) * 2001-04-24 2006-09-05 Ulrich Lersch Respiratory air filter
US6872311B2 (en) * 2002-01-31 2005-03-29 Koslow Technologies Corporation Nanofiber filter media
US6926761B2 (en) * 2003-05-21 2005-08-09 Donaldson Company, Inc. Electronic breather bag filter
US7367997B1 (en) * 2004-07-12 2008-05-06 Donaldson Company, Inc. Electronic enclosure filter for very small spaces
US7318859B2 (en) * 2004-10-18 2008-01-15 Gore Enterprise Holdings Modular adsorbent filters
US20060272507A1 (en) * 2005-04-04 2006-12-07 Johnson Christopher M Adsorbent Carbon Breather with Scrim for Improved Flow

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769676A (zh) * 2012-08-10 2015-07-08 唐纳森公司 用于电子器件外壳的再循环过滤器
US10010822B2 (en) 2012-08-10 2018-07-03 Donaldson Company, Inc. Recirculation filter for an electronic enclosure
CN104769676B (zh) * 2012-08-10 2018-11-13 唐纳森公司 用于电子器件外壳的再循环过滤器
US10482928B2 (en) 2014-02-13 2019-11-19 Donaldson Company, Inc. Recirculation filter for an electronic enclosure
US11183222B2 (en) 2014-02-13 2021-11-23 Donaldson Company, Inc. Recirculation filter for an enclosure

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