CN105209155B - 用于电子器件外壳的受控水蒸气透过过滤组件 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造。在某些实施例中，所述吸附剂构造包括吸附性材料以及基本上包围所述吸附性材料的聚合物材料。所述聚合物材料调节流入和流出所述吸附性材料的水蒸气的流动。在示例性实施方式中，在所述聚合物覆盖物中存在一个或多个开口，这些开口允许水蒸气流动通过所述聚合物覆盖物。过滤材料可以覆盖所述聚合物覆盖物中的开口。所述吸附性材料可以包括例如活性炭、硅胶或其组合。

Description

用于电子器件外壳的受控水蒸气透过过滤组件

本申请是于2013年10月24日以所有国家指定的申请人唐纳森公司(DONALDSONCOMPANY,INC)，一家美国国家公司和所有国家指定的发明人美国公民Andre D.Leier，以及美国公民Daniel L.Tuma的名义作为PCT国际专利申请提交的，并且要求了2012年10月26日提交的美国临时专利申请号61/719,138以及2013年3月13日年提交的美国申请号13/800,158的优先权，将这些申请的内容通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本申请是针对控制在封闭体积内的水分。更具体地说，本申请是针对控制在电子器件外壳(例如磁盘驱动器外壳)内的水分。

背景技术

所希望的是将许多外壳(例如，容纳磁盘驱动器的电子器件外壳)的内部保持在控制的湿度下。保持受控的低湿度可以具有避免电子元件腐蚀和劣化的优点。类似地，经常希望的是将湿度控制在某些范围内，甚至当该湿度不必最小化时。例如，在磁盘驱动器外壳情况下，磁盘驱动器外壳内的水蒸气的量将影响空气密度，由此影响读写头的浮动高度。在这些情况下，所希望的是保持受控的、一致的湿度，这样使得读写头的高度可以保持在特定的窄范围内。

有可能将一种吸附性材料置于电子器件外壳内来吸收环境水分。硅胶是一种特别常见的用于此目的的吸附剂。甚至活性炭具有可观的吸水特性。然而，由于水在磁盘驱动器的生产、存储和运行过程中被吸附和解吸附的方式，仅仅将一种吸附剂添加到磁盘驱动器的外壳中并不一定解决所有水分控制问题。确切地说，控制磁盘驱动器内的湿度的挑战被制造并且使用电子器件外壳的许多变化条件加剧：磁盘驱动器外壳经常在开放的环境中组装，在这种环境中驱动器外壳的内部(包括存在的任何吸附剂)可能很容易吸附环境水分。可以理解通过限制从制造环境的水吸收，我们可以维持对于磁盘驱动器外壳随后完全或几乎完全密封时的容水量。

在某些情况下，当磁盘驱动器打开以及受热时，在该吸附剂内累积的水分将会释放到该密封的(或几乎密封的)电子器件外壳中，从而引起可能影响读写头浮动高度的绝对湿度增加。硬盘驱动器经历的变化条件的其他实例包括暴露于范围广泛的环境中，例如热带到温带到甚至北极，以及范围从笔记本电脑硬盘的频繁开关周期到服务器硬盘的恒定持续使用的运行条件。如果没有适当地管理在硬盘外壳内的水含量的话，所有这些环境和操作条件都可能引起性能的破坏。

因此，对于控制电子器件外壳内的水分的能力，特别是控制磁盘驱动器外壳内的水分的能力存在需要。

发明内容

在此描述了用于电子器件外壳中的吸附剂构造。该吸附剂构造包括例如，吸附性材料以及基本上包围该吸附性材料的聚合物材料。该聚合物材料调节流入和流出该吸附性材料的水蒸气的流动。水蒸气流动的这种限制是有益的，因为它防止了该吸附性材料在磁盘驱动器的制造过程中吸附太多的水分，并且由此保持了水吸附容量用于在驱动器外壳已密封或接近密封之后移除剩余的水蒸气。此外，对于水分流动的限制防止了水从吸附剂中的快速释放，例如当在运行过程中该驱动器的温度增加时。

本发明进一步是针对一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造，该吸附剂构造包括吸附性材料连同基本上包围该吸附性材料的聚合物覆盖物。该聚合物覆盖物通过该聚合物覆盖物中的开口调节流入和流出该吸附性材料的水蒸气的流动。该开口允许水蒸气逐渐流动通过该聚合物覆盖物。此外，在示例性实施例中，一种过滤材料覆盖该聚合物覆盖物中的开口，从而防止颗粒污染物从该吸附剂逃逸到磁盘驱动器(或其他电子器件)的外壳中。该构造可以直接置于电子器件外壳中，而不需要另外的壳体或盖子。

本发明进一步是针对一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造，其中该吸附剂构造包括实质上刚性的本体，该本体包括内体积以及至少一个第一开口。吸附性材料定位在该实质上刚性的本体的内体积内，这样使得该吸附性材料基本上被聚合物覆盖物包围。该聚合物覆盖物总体上在其中具有一个或多个开口用于允许水蒸气逐渐转移流入和流出该吸附性材料并且允许压力平衡。在某些实施方式中，一种过滤材料覆盖该实质上刚性的本体的开口，从而还防止来自该吸附剂的颗粒污染物逃逸到该磁盘驱动器(或其他电子器件)的外壳中。

本发明还是针对一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造，其中该吸附剂构造包括实质上刚性的本体，该本体包括内体积以及至少一个第一开口。第一吸附性材料定位在该实质上刚性本体的内体积内。该吸附性材料基本上被聚合物覆盖物包围。第二吸附性材料也定位在该实质上刚性的本体内，该第二吸附性材料定位在基本上包围该第一吸附性材料的该聚合物覆盖物之外。因此，该第二吸附性材料(经常包含活性炭)不具有限制水分转移流入和流出该第一吸附性材料的对水分转移的相同限制。两种吸附性材料(其中一种被聚合物覆盖物包围并且一种没有被聚合物覆盖物包围)的这种组合可以提供有利的水蒸气控制并且还可以帮助移除其他污染物(例如，有机材料)。

该吸附性材料以及基本上包围该吸附性材料的聚合物材料任选地定位在壳体(例如塑料壳体)内。该壳体可以包括一个或多个与该电子器件外壳的外部连通的通气孔开口。该壳体还可以包括一种或多种另外的过滤材料或不同的水分屏障和膜。

在此处描述的某些实施方式中，该吸附性材料包括硅胶。替代的吸附性材料包括例如分子筛和活性炭。适当的吸附性材料可以包括硅胶、分子筛、和/或活性炭的组合。任选地，该吸附性材料被形成为压缩模制的片。其他适当的吸附性材料包括网状物、吸附剂珠粒、吸附剂颗粒以及其组合。

在示例性实施例中，该吸附性材料包含按重量计至少10百分比的硅胶，替代地至少40百分比的硅胶，以及任选地至少80百分比的硅胶。在某些实施方式中，该吸附剂包含按重量计小于20百分比的硅胶，替代地小于60百分比的硅胶，以及任选地小于100百分比的硅胶。适当的吸附性材料包括例如包含按重量计从0至20百分比的硅胶、按重量计从40至60百分比的硅胶、以及替代地按重量计从80至100百分比的硅胶、以及替代地按重量计从10至90百分比的硅胶的吸附剂。

在示例性实施例中，该吸附性材料包含按重量计至少10百分比的活性炭，替代地至少20百分比的活性炭，以及任选地至少50百分比的活性炭。在某些实施方式中，该吸附剂包含按重量计小于20百分比的活性炭，替代地小于50百分比的活性炭，以及任选地小于100百分比的活性炭。适当的吸附性材料包括例如包含按重量计从0至20百分比的活性炭，从20至50百分比的活性炭以及替代地从50至100百分比的活性炭的吸附剂。

在一个示例性实施例中，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于60％克的水吸附容量。任选地，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于50％克的水吸附容量；替代地在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于40％克的水吸附容量；以及或在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于30％克的水吸附容量。在一些实施方式中，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于50％克，在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于30％克，或在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于20％克的水吸附容量。在某些示例性实施例中，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂从50％至60％克的水吸附容量；在低于60％相对湿度下每克吸附剂从40％至50％克的水吸附容量；或在低于60％相对湿度下每克吸附剂从20％至30％克的水吸附容量。

基本上包围该吸附性材料的该聚合物材料可以包括例如收缩包装膜(shrink-wrap film)。在一些实施方式中，基本上包围该吸附性材料的该聚合物材料包括收缩包装膜，该膜基本上符合该吸附性材料的形状。该聚合物材料可以包括聚烯烃，例如聚乙烯。适当的聚合物材料包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯以及其组合。在一些实施方式中，该聚合物材料包括金属涂层以进一步限制通过该膜的水分传输。适当的聚合物膜具有从0.1至1密耳，从1至3密耳，以及从3至5密耳的厚度。该膜令人希望地具有在38摄氏度和90％相对湿度下每密耳厚度每24小时每平方米小于25克的水蒸气透过率。在一些实施例中，过滤材料基本上包围或覆盖该聚合物材料的一部分或全部。

在不同实施方式中，基本上包围该吸附性材料的材料具有至少一个开口，该开口允许水蒸气流动通过该开口。在不同的替代配置中可以使用多个开口。这些开口提供了流入和流出该吸附性材料的受限的、缓慢的水蒸气传输。在一些实施例中，这些开口是从0.001至2.0毫米宽。过滤材料可以覆盖该聚合物材料中的一个或多个开口以防止颗粒污染物的释放。

在一些实施例中，第二吸附性材料位于该基本上包围第一吸附性材料的聚合物材料之外。在一个示例性实施例中，该第二吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于60％克的水吸附容量。任选地，该第二吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于30％克的水吸附容量；替代地在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于10％克的水吸附容量。在一些实施方式中，该第二吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于30％克、在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于10％克、或在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于1％克的水吸附容量。在某些示例性实施例中，该第二吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂从30％至60％克的水吸附容量；在低于60％相对湿度下每克吸附剂从10％至30％克的水吸附容量；或在低于60％相对湿度下每克吸附剂从1％至10％克的水吸附容量。

此概述内容并非旨在限制本发明。在以下详述的说明书和权利要求书中进一步说明本发明。

附图说明

结合以下附图可以更完全地理解本发明，其中：

图1示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的透视图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的聚合物膜。

图2示出了图1的吸附剂构造的侧面正视图。

图3示出了图1和图2的吸附剂构造的侧面截面图。

图4示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的收缩包装聚合物膜(在使该膜收缩之前)。

图5示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的收缩包装聚合物膜(在使该膜收缩之后)。

图6示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的聚合物膜以及施加到该收缩包装聚合物膜中的开口之外的过滤材料。

图7示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的聚合物膜以及施加到该收缩包装聚合物膜中的开口内的过滤材料。

图8示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括置于壳体内覆盖吸附剂的聚合物膜，并且具有覆盖该壳体内的开口的过滤材料。

图9A示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的聚合物膜、以及位于该聚合物膜中之外的第二吸附性材料。

图9B示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括定位在凹部内的吸附剂片、覆盖该吸附剂片的基本上水不可渗透的膜(但是在该膜内具有开口)、以及位于该壳体内的第二吸附性材料。

图10A示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的聚合物膜、以及位于该聚合物膜中之外的第二吸附性材料。在该壳体底部的通气孔开口允许电子器件外壳之外的空气交换。

图10B示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括定位在凹部内的吸附剂片、覆盖该吸附剂片的基本上水不可渗透的膜(但是在该膜内具有开口)、以及位于该壳体内的第二吸附性材料。在该壳体内的通气孔开口允许电子器件外壳之外的空气交换。

图11A示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括覆盖吸附剂片的聚合物膜、以及位于该聚合物膜中之外的第二吸附性材料。在该壳体内的通气孔开口允许电子器件外壳之外的空气交换以基本上绕过该第一吸附剂。

图11B示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造的侧面截面图，该吸附剂构造包括定位在凹部内的吸附剂片，覆盖该吸附剂片的基本上水不可渗透的膜(但是在该膜内具有开口)、以及位于该壳体内的第二吸附性材料。在该壳体内的通气孔开口允许从电子器件外壳之外的空气交换以基本上绕过该第一吸附剂。

图12示出了具有0.5至1.0毫米直径孔的1.6密耳厚的聚合物覆盖物的样品吸附剂片的吸水量图。

图13示出了具有0.5至1.0毫米直径孔的1.6密耳厚的聚合物覆盖物的样品吸附剂片，以及无聚合物覆盖物的吸附剂片的吸水量图。

虽然本发明易于进行各种修改和替代形式，其细节已通过举例和附图示出，并且将详细进行说明。然而，应理解的是本发明并不限于所说明的具体实施例。与其相反，本发明将涵盖落入本发明的精神和范围内的修改、等效物、以及替代方案。

具体实施方式

本申请是针对用于电子器件外壳中，尤其用于磁盘驱动器外壳中的吸附剂构造。该吸附剂构造包括吸附性材料，例如硅胶。流入和流出该吸附性材料的水蒸气流动由膜限制，该膜防止了水蒸气的快速转移。该膜可以包括，例如基本上包围该吸附性材料的聚合物膜。该聚合物膜可以任选地包括一个或多个开口以允许水蒸气穿过该膜，尽管此种水蒸气流动仍然显著地慢于如果该聚合物膜不存在时。

在示例性实施例中，该吸附性材料不包含硅胶，在替代方案中包含按重量计至少20百分比的硅胶，替代地至少40百分比的硅胶，以及任选地至少80百分比的硅胶。在某些实施方式中，该吸附剂包含按重量计小于20百分比的硅胶，替代地小于60百分比的硅胶，以及任选地小于100百分比的硅胶。适当的吸附性材料包括例如包含按重量计从0至20百分比的硅胶，从40至60百分比的硅胶以及替代地从80至100百分比的硅胶的吸附剂。

在示例性实施例中，该吸附性材料不包含活性炭，替代地包含按重量计至少20百分比的活性炭，替代地至少20百分比的活性炭，以及任选地至少50百分比的活性炭。在某些实施方式中，该吸附剂包含按重量计小于20百分比的活性炭，替代地小于50百分比的活性炭，以及任选地小于100百分比的活性炭。适当的吸附性材料包括例如包含按重量计从0至20百分比的活性炭，从20至50百分比的活性炭以及替代地从50至100百分比的活性炭的吸附剂。

在一个示例性实施例中，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于60％克的水吸附容量。任选地，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于50％克的水吸附容量；替代地在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于40％克的水吸附容量；以及或在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于30％克的水吸附容量。在一些实施方式中，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于50％克，在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于30％克，或在低于60％相对湿度下每克吸附剂大于20％克的水吸附容量。在一些示例性实施例中，该吸附剂具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂从50％至60％克的水吸附容量；在低于60％相对湿度下每克吸附剂从40％至50％克的水吸附容量；或在低于60％相对湿度下每克吸附剂从20％至30％克的水吸附容量。

典型地，该第一吸附剂具有比该第二吸附性材料大至少20百分比的总水吸附容量，任选地比该第一吸附性材料大至少50百分比的总水吸附容量，替代地比该第一吸附性材料大至少100百分比的总水吸附容量，并且替代地比该第一吸附性材料大至少200百分比的总水吸附容量。

任选地，该吸附性材料被形成为压缩模制的片。其他适当的吸附性材料包括吸附剂网状物、吸附剂珠粒、颗粒状吸附剂以及其组合。基本上包围该吸附性材料的该聚合物材料可以包括例如收缩包装膜。在一些实施方式中，基本上包围该吸附性材料的该聚合物材料包括收缩包装膜，该膜基本上符合该吸附性材料的形状。

基本上包围该吸附性材料的该聚合物材料可以包括例如收缩包装膜(shrink-wrap film)。在一些实施方式中，基本上包围该吸附性材料的该聚合物材料包括收缩包装膜，该膜基本上符合该吸附性材料的形状。该聚合物材料可以包括聚烯烃，例如聚乙烯。适当的聚合物材料包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯以及其组合。在一些实施方式中，该聚合物材料包括金属涂层以进一步限制通过该膜的水分传输。在一些实施例中，过滤材料基本上包围或覆盖该聚合物材料的一部分或全部。

在一些实施方式中，基本上包围该吸附性材料的材料具有至少一个开口，该开口允许水蒸气流动通过该开口。在不同的替代配置中可以使用多个开口。这些开口提供了流入和流出该吸附性材料的受限的、缓慢的水蒸气传输。在一些实施例中，这些开口是从0.001至2.0毫米宽。一种过滤材料可以覆盖该聚合物材料中的一个或多个开口。

现在，参照附图，图1示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造10的透视图，该吸附剂构造10包括覆盖吸附剂片14的聚合物膜12。聚合物膜12包围吸附剂片14，由此限制流入和流出吸附剂片14的水蒸气流动。包围吸附剂片14的聚合物膜12呈现一条沿着其边缘的接缝16。这条接缝16例如通过将两个聚合物材料片热层压在一起形成。在图1中绘制的聚合物膜12还示出了位于吸附剂构造10的顶表面处的两个开口18。这两个开口18允许流入和流出吸附剂组件10的缓慢水蒸气运输。在其中聚合物膜12进行收缩包装的那些实施例中，这两个开口18还允许在聚合物膜12的收缩过程中气体的逃逸。

图2示出了图1的吸附剂构造10的侧视图。从图2清楚的是，聚合物膜12包围吸附剂片14的所有侧面。聚合物膜12还呈现了接缝16，在该接缝处两个聚合物膜片已被层压到一起。应理解的是在一些实施例中，这条接缝16将包围吸附剂片14，而在其他实施方式中，该接缝将仅仅是在片14的一个长侧面和两个短侧面上，或者任选地将仅仅是在片14的一个短侧面和两个长侧面上。

图3示出了图1的吸附剂构造10的侧面截面图。图3的吸附剂构造10示出了包围吸附剂片14的聚合物膜12。在图1至3以及在此其他地方描绘的实施例中，在聚合物膜14与吸附剂(例如吸附剂片14)之间示出了间隙13。然而，将理解的是该间隙13可以比附图中示出的那个更大或更小。因此，例如，当聚合物材料12形成为收缩包装膜时，间隙13可以远远更小，并且当该收缩包装膜被加热并且围绕该吸附性材料收缩时甚至察觉不到。在替代方案，在一些实施方式中，形成了更大的间隙。然而，总体上希望的是较小的任何间隙以保持该吸附剂构造的总尺寸紧凑。

图4和5示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造20的侧面截面图，吸附剂构造20包括覆盖吸附剂片24的收缩包装聚合物膜22，在使该膜收缩之前(图4)和使该膜收缩之后(图5)。在图4中，聚合物膜22包围吸附剂片24，并且包括以密封端部27A和27B结束的密封线26。聚合物膜22是基本上不透气流的，不同于在吸附剂构造20的顶部的贯穿开口28。该构造随后暴露于升高的温度(例如通过使用加热灯或热空气流)下，从而引起聚合物膜22收缩并且符合片24的总体形状。密封端部27A和27B在这个实例中向下收缩以形成小的接头29A和29B。

图6示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造30的侧面截面图，吸附剂构造30包括覆盖吸附剂片34的聚合物膜32。该聚合物膜包括开口38以及施加在聚合物膜32上在开口38之外的过滤材料39。开口38允许一些水蒸气穿过聚合物膜32的运动，但是仍然显著地调节流速。此外，过滤材料39帮助防止从聚合物膜32内部释放颗粒污染物。例如，可能从吸附剂片34释放的硅胶颗粒或活性炭颗粒。该过滤材料可以选自不同过滤材料并且包括例如膨体聚四氟乙烯(PTFE)。该过滤材料还任选地调节穿过聚合物膜32的水分传输速率。在聚合物膜32中的开口38总体上大于没有过滤材料时将使用的开口。适当大小的开口38包括例如大于0.001平方毫米、大于0.01平方毫米、大于0.05平方毫米、大于0.1平方毫米、大于0.2平方毫米、大于1平方毫米、大于5平方毫米、或大于10平方毫米的面积。

图7示出了与图6的类似的替代吸附剂构造40，其中吸附剂构造40包括覆盖吸附剂片44的聚合物膜42以及施加到聚合物膜42中的开口48内部的过滤材料49。图7的设计的一个优点在于过滤材料49位于聚合物膜42该吸附剂片44之间。这种设计避免了具有围绕过滤材料49的暴露边缘，从而可能允许尤其是与聚合物膜42的紧固连接。

图6和7的吸附剂构造30、40可以任选地直接安装到电子器件外壳中，而不需要另外的壳体或盖子。包围该吸附剂的聚合物膜防止了水分流入和流出该吸附性材料的快速迁移。此外，结合过滤材料39、49，避免了来自吸附剂片34、44的微粒污染物。因此，吸附剂构造30、40可以通过以下方式容易地安装在磁盘驱动器外壳内：将它们落入凹部中，将它们与托架固定，使用粘合剂将它们粘附在位或者以其他方式将它们保持在电子器件外壳中。

在其他实施方式中，所希望的是将该吸附性材料置于刚性或实质上刚性的外壳内，如在图8中所示的。图8的吸附剂构造50示出了塑料壳体51的侧面截面图，该塑料壳体具有底部53和侧壁55。吸附剂构造50包括置于壳体51内覆盖吸附剂片54的聚合物膜52，并且具有在该壳体的顶部覆盖开口57的过滤材料58。聚合物膜52包括在所描绘的实施例中的开口59。

图9A示出了根据本发明的实施方式的替代吸附剂构造60的侧面截面图。吸附剂构造60包括覆盖第一吸附剂64的聚合物膜62。第二吸附剂74位于聚合物膜62之外。第一吸附剂64和第二吸附剂74均位于塑料壳体61内。流入和流出第一吸附剂64的水蒸气流动受聚合物膜62限制，穿过该聚合物膜已制造了一个或多个开口68。第二吸附剂74没有被聚合物膜包围，并且因此可以更自由地吸收和释放水蒸气并且更重要的是自由地吸附对驱动器有害的有机污染物和酸性气体。总体而言，第一吸附剂64将具有比第二吸附剂74更大的保持水分的能力。而且，这两种吸附剂可以由不同的材料制成。例如，该第一吸附剂可以主要或完全是硅胶，而该第二吸附剂可以主要或完全是活性炭。这种吸附剂的选择(其中该包封的第一吸附剂包含硅胶并且该未包封的吸附剂包含活性炭)具有的益处是在磁盘驱动器的生产和存储过程中(包括在该第一吸附剂本身的生产和存储过程中)，该硅胶将会仅仅缓慢地吸收水分。具体而言，该第一吸附剂，由于其包封在聚合物膜62中，将在加工过程中同时磁盘驱动器的制造以及元件的组装过程中总体上不会被水饱和。这允许第一吸附剂64在制造结束时密封该驱动器外壳时具有额外的水吸附容量，这时该外壳中剩余的水可以通过第一吸附剂64去除。由于水分必须通过小的开口68迁移到吸附剂中的结果，这种额外的吸附可能是缓慢的，但是这种缓慢的水吸附与随后的缓慢的水释放匹配，如果该第一吸附剂随后释放水的话(例如在加热该驱动器时)。

图9A还示出了过滤材料78如何在开口67处覆盖塑料壳体74的顶部。过滤材料78可以是例如膨体聚四氟乙烯膜。过滤材料78帮助防止了从壳体61内释放颗粒污染物，例如可能从吸附剂64、74释放的硅胶颗粒或活性炭颗粒。过滤材料78可以选自不同过滤材料并且包括例如膨体聚四氟乙烯(PTFE)。

图9B示出了根据本发明的实施方式制造的替代吸附剂构造80的侧面截面图，吸附剂构造80包括定位在塑料壳体81内的凹部内的第一吸附剂84、在吸附剂84顶部基本上水不可渗透的膜82(但是在膜82中具有开口88)、以及位于壳体81内的第二吸附性材料94。

第一吸附剂84和第二吸附剂94均位于塑料壳体81内。流入和流出第一吸附剂84的水蒸气流动受膜82限制，穿过该膜已制造了开口88。膜82不包围第一吸附剂84，但是仍然调节流入和流出该吸附剂的水分运动，因为第一吸附剂84的所有其他侧被塑料壳体81包围。总体而言，膜82沿着其边缘85附接到塑料壳体81上。然而，在一些实施方式中，该聚合物膜仅仅设置在该第一吸附剂的顶部的适当位置。而且，应指出可以使用金属箔或膜、或其他非聚合物膜作为水不可渗透的膜82。

第二吸附剂94没有被聚合物膜包围并且位于不可渗透的膜82的上方，并且因此可以更自由地吸收和释放水蒸气并且更重要的是自由地吸附对驱动器有害的有机污染物和酸性气体。总体而言，第一吸附剂84将具有比第二吸附剂94更大的保持水分的能力。而且，这两种吸附剂可以由不同的材料制成。例如，该第一吸附剂可以主要或完全是硅胶，而该第二吸附剂可以主要或完全是活性炭。这种吸附剂的选择(其中该包封的第一吸附剂包含硅胶并且该未包封的吸附剂包含活性炭)具有的益处是在磁盘驱动器的生产和存储过程中(包括在该第一吸附剂本身的生产和存储过程中)，该硅胶将会仅仅缓慢地吸收水分。具体而言，该第一吸附剂，由于其在不可渗透的膜82的下方，将在加工过程中同时磁盘驱动器的制造以及元件的组装过程中总体上不会被水饱和。这允许第一吸附剂84在制造结束时密封该驱动器外壳时具有额外的水吸附容量，这时该外壳中剩余的水可以通过第一吸附剂84去除。

图9B还示出了在开口87处覆盖塑料壳体81的顶部的过滤材料98。过滤材料98可以是例如膨体聚四氟乙烯膜。过滤材料98帮助防止了从壳体81内释放颗粒污染物。例如，硅胶颗粒或活性炭颗粒可能从吸附剂84、94中释放。过滤材料98可以选自不同过滤材料并且包括例如膨体聚四氟乙烯(PTFE)。

图10A和10B示出了两种另外的吸附剂构造100、120的侧面截面图，这些吸附剂构造与图9A和9B中示出的那些类似，但是具有定位在塑料壳体101、121的一个表面上的通气孔开口110、130。这些通气孔开口典型地覆盖该电子器件外壳中相应的开口(未示出)。在该壳体内的通气孔开口允许电子器件外壳之外的空气交换。

图10A的吸附剂构造100包括覆盖第一吸附剂104的聚合物膜102以及位于聚合物膜102之外的第二吸附剂114。第一吸附剂104和第二吸附剂114均位于塑料壳体101内。流入和流出第一吸附剂104的水蒸气流动受聚合物膜102限制，穿过该聚合物膜已制造了一个或多个开口108。第二吸附剂104没有被聚合物膜包围，并且因此可以更自由地吸收和释放水蒸气并且更重要的是自由地吸附对驱动器有害的有机污染物和酸性气体。

总体而言，第一吸附剂104将具有比第二吸附剂114更大的保持水分的能力。而且，这两种吸附剂可以由不同的材料制成。例如，第一吸附剂104可以主要或完全是硅胶，而第二吸附剂可以主要或完全是活性炭。图10A还示出了过滤材料118如何覆盖塑料壳体101的顶部。过滤材料118可以是例如膨体聚四氟乙烯膜。过滤材料118帮助防止了从壳体101内释放颗粒污染物。例如，硅胶颗粒或活性炭颗粒可能从吸附剂104、114中释放。过滤材料118可以选自不同过滤材料并且包括例如膨体聚四氟乙烯(PTFE)。

除了通气孔开口130外，图10B的过滤构造120示出了定位在塑料壳体121内的凹部内的第一吸附剂124、在吸附剂124顶部的基本上水不可渗透的膜122(但是在膜122中具有开口128)、以及位于壳体121内的第二吸附性材料134。第一吸附剂124和第二吸附剂134均位于塑料壳体121内。流入和流出第一吸附剂124的水蒸气流动受聚合物膜122限制，穿过该聚合物膜已制造了开口128。聚合物膜122不包围第一吸附剂124，但是仍然调节流入和流出该吸附剂的水分运动，因为第一吸附剂124的所有其他侧被塑料壳体121覆盖包围。总体而言，聚合物膜122沿着其边缘125附接到塑料壳体121上。然而，在一些实施方式中，该聚合物膜仅仅设置在该第一吸附剂的顶部的适当位置。第二吸附剂134没有被聚合物膜包围，并且因此可以更自由地吸收和释放水蒸气并且自由地吸附对驱动器有害的有机污染物和酸性气体。总体而言，第一吸附剂124将具有比第二吸附剂134更大的保持水分的能力。与图9A和9B中以上描述的实施例类似，这两种吸附剂可以由不同的材料制造。例如，该第一吸附剂可以主要或完全是硅胶，而该第二吸附剂可以主要或完全是活性炭。图10B还示出了过滤材料138如何覆盖塑料壳体121的顶部。过滤材料138可以是例如膨体聚四氟乙烯膜。过滤材料138帮助防止了从壳体121内释放颗粒污染物。

图11A示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造140的侧面截面图，吸附剂构造140包括包围第一吸附性材料144的聚合物膜142、以及位于聚合物膜142之外的第二吸附性材料154。这些吸附剂定位在壳体141内。在该壳体内的通气孔开口150允许电子器件外壳之外的空气交换并且通过通道151基本上绕过第一吸附剂144。聚合物膜142包括一个或多个开口148。此外，将过滤材料158附接到壳体141上。

图11B示出了根据本发明的实施方式制造的吸附剂构造160的侧面截面图，该吸附剂构造包括定位在凹部内的吸附性材料164、覆盖吸附性材料164的基本上水不可渗透的膜162(但是在膜162中具有开口168)、以及位于该壳体内的第二吸附性材料174。在该壳体内的通气孔开口170允许电子器件外壳之外的空气交换并且在仍然流动穿过第二吸附剂174和过滤材料178的同时，基本上绕过吸附性材料164。在其中通气孔开口170连接到磁盘驱动器外侧的示例性实施例中，通气孔开口170和通道151的配置提供到第二吸附剂174内的空气流动。

现在，参见图12和图13，示出了根据本披露制造的示例吸附剂构造的性能。每个过滤构造包括含硅胶的片。这些片各自包含在干重基位上约1.3克的硅胶。将五个片包封在约1.6密耳厚的聚乙烯薄膜内。在每个片上的聚乙烯薄膜通过约0.75毫米直径的单孔进行穿孔。剩余的两个片不包装到膜中。

将这些片在部分真空下置于60摄氏度的干燥箱中持续42小时以移除过量的水分。这些吸附剂构造在经受该加热的真空烘箱之后各自称重为约2.65克干重。干燥之后，将这些片置于具有60百分比相对湿度在25摄氏度下的湿度箱中。周期性地测量每个片的重量变化。前2个小时的数据较高，因为该第二吸附剂(未包装的)将迅速吸收水分直至其水容量耗尽。

以下表1示出了每个样品在保持在60百分比的相对湿度下25摄氏度的箱中时的累积水分吸收：

表1

累积的水分吸收

图12示出了包装的片的水分吸收图。如从图12连同表1中可以看到的，这些包装的片表现出持续的水分吸收，甚至在从336至484小时的最终测量时段过程中。水分吸收在该湿度室中的初始时段过程中是最高的，并且在随后每一个测量时段的过程中逐渐下降。甚至在336至484小时区段过程中，这些片仍然吸收了约0.3毫克水分/小时。

图13示出了与图12相同的结果，但是加入了未包装的吸附剂片的吸收速率。这些未包装的片在从2至6小时的时段过程中吸收非常高水平的水分：超过22.5毫克/小时，并且接近25毫克/小时。这与各自具有小于1.5毫克/小时、并且总体上接近1毫克/小时(参见，例如表1和图12)(参见，例如表1和图12)的包装片进行比较。在从6至24小时的第二显示时段内，未包装的吸附剂片继续表现出显著的水分吸收，在这个时间过程中平均接近10毫克/小时。相比之下，这些包装的片均小于1毫克/小时。到第三显示时段24至148小时，未包装的吸附剂片的吸收垂直落到约0.2毫克/小时，大约从包装的片观察到的值的一半，因为吸附剂吸附容量耗尽了。在随后时段中，未包装的片不吸收额外的水，而包装的片继续恒定逐步的吸收。

因此，如从图12和13所示，包装的吸收剂片的水分吸附表现了更长、远远更一致的水分吸收时间，加上远远更低的初始吸收速率。在此方面，具有约0.75mm直径孔的包装吸附剂表现出更一致的水分吸收，将预期在加热或放置在低湿度外壳中时具有更逐渐的水分释放，并且以这种方式将有助于它置于其中的电子器件外壳更稳定的内部湿度。

尽管已参考本发明的实施例具体展示并描述了本发明，本领域技术人员应理解在不背离本发明的精神和范围下，可对其中的形式及细节进行上述以及其他变化。

Claims (37)

1.一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造，所述吸附剂构造包括：

a)限定腔和第一开口的塑料壳体；

b)被设置在腔内的第一吸附性材料；

c)连接至壳体并且覆盖腔的基本上水不可渗透的膜，其中所述膜限定被设置成允许在腔和电子器件外壳的内部之间流体连通的开口；和

d)第二吸附性材料，其中所述膜被设置在第一吸附性材料和第二吸附性材料之间，并且其中所述基本上水不可渗透的膜调节流入和流出所述第一吸附性材料的水蒸气的流动。

2.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括硅胶。

3.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括硅胶、分子筛、活性炭或其组合。

4.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括压缩模制的片。

5.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括吸附剂网状物、吸附剂珠粒、颗粒状吸附剂或其组合。

6.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括至少10百分比的硅胶。

7.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括从10至90百分比的硅胶。

8.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括至少10百分比的硅胶和至少10百分比的活性炭。

9.如权利要求1所述的吸附剂构造，进一步包括连接至塑料壳体的过滤材料，其中所述过滤材料被连接至壳体覆盖第一开口。

10.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述开口小于2.0mm宽。

11.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述开口大于0.001mm宽。

12.如权利要求1所述的吸附剂构造，进一步包括覆盖所述膜中的所述一个开口的过滤材料。

13.如权利要求1所述的吸附剂构造，其中所述第二吸附性材料具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于5％克的水吸附容量。

14.一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造，所述吸附剂构造包括：

a)第一吸附性材料；

b)壳体，所述壳体限定内部空间并包括基本上水不可渗透的聚合物材料，其中所述第一吸附性材料被设置在内部空间中；

c)由所述聚合物材料限定的开口；

d)与所述开口流体连通的过滤材料；和

e)第二吸附性材料，其中所述聚合物材料被设置在第一吸附性材料和第二吸附性材料之间。

15.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括硅胶。

16.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括硅胶、分子筛、活性炭或其组合。

17.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括压缩模制的片。

18.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括从10至90百分比的硅胶。

19.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括至少10百分比的硅胶和至少10百分比的活性炭。

20.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述聚合物材料包括收缩包装膜。

21.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述聚合物材料包括收缩包装膜，所述收缩包装膜基本上符合所述吸附性材料的形状。

22.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述聚合物材料包括聚烯烃。

23.如权利要求14所述的吸附剂构造，其中所述聚合物材料包括聚乙烯。

24.一种用于电子器件外壳中的吸附剂构造，所述吸附剂构造包括：

a)实质上刚性的本体，所述本体限定内体积和至少一个第一开口；

b)定位在所述实质上刚性的本体的内体积内的第一吸附性材料；

c)聚合物覆盖物，所述聚合物覆盖物基本上包围第一吸附性材料；以及

d)定位在所述实质上刚性的本体内的第二吸附性材料，所述第二吸附性材料定位在所述聚合物覆盖物之外。

25.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述聚合物覆盖物具有在38摄氏度和90百分比的相对湿度下每1密耳厚度每24小时每平方米小于25克的水蒸气透过率。

26.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括硅胶、分子筛、活性炭或其组合。

27.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述实质上刚性的本体限定与所述第一和第二吸附性材料流体连通的通气孔开口。

28.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述第一吸附性材料包括吸附剂网状物、吸附剂珠粒、吸附剂颗粒或其组合。

29.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中基本上包围所述第一吸附性材料的所述聚合物覆盖物包括收缩包装膜。

30.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中基本上包围所述第一吸附性材料的所述聚合物覆盖物包括收缩包装膜，所述收缩包装膜基本上符合所述吸附性材料的形状。

31.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述聚合物覆盖物包括聚乙烯。

32.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述聚合物覆盖物包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、以及其组合。

33.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述聚合物覆盖物包括金属涂层。

34.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中基本上包围所述第一吸附性材料的所述聚合物覆盖物具有至少一个第二开口，所述第二开口允许水蒸气流动通过所述开口。

35.如权利要求34所述的吸附剂构造，其中所述第二开口小于2.0mm宽。

36.如权利要求34所述的吸附剂构造，其中所述第二开口是至少0.001mm宽。

37.如权利要求24所述的吸附剂构造，其中所述第二吸附性材料具有在低于60％相对湿度下每克吸附剂小于5％克的水吸附容量。