JP2003510744A - 硬質の多機能フィルター集成装置 - Google Patents

硬質の多機能フィルター集成装置

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Abstract

(57)【要約】 感度の高い装置(例えば、ディスクドライブ)用の閉鎖容器内で複数の汚染制御機能を果す一体型の硬質フィルター。本フィルターは独特の硬質フィルター構造体中に選択的な通気孔及び拡散機能と共に再循環及び吸着剤濾過機能を一体化している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の分野 本発明は、汚染に敏感な電子または光学装置(例えばコンピューターディスク
ドライブ)のような限られた環境から、微粒子や蒸気相汚染物質を濾過するため
の装置に関する。 発明の背景 感度の高い器具を有する多くの閉鎖空間は、適正に機能するためには極めて清
浄な環境を維持しなければならない。例として次のものが挙げられる。即ち、機
械的、光学的、または電気的作業の障害となり得る微粒子や気体状汚染物質に敏
感な、高感度の光学的表面、または電気接続部を有する閉鎖空間;粒子、有機化
合物の蒸気、及び腐蝕性蒸気に敏感なコンピューターハードディスクドライブの
ようなデータ記録装置;薄いフィルムや半導体ウエーハーの加工、輸送、または
貯蔵のための閉鎖空間;及び、流体や蒸気からの汚染はもとより、粒子、湿気の
蓄積、及び腐蝕に敏感な、自動車や工業分野で使われるような電子コントロール
ボックス等である。そのような閉鎖空間中の汚染は、閉鎖空間の内部と外部の両
方に由来する。例えばコンピューターハードドライブでは、損傷は内部の発生源
から生ずる粒子や気体のみならず、外部からの汚染物質によっても起されること
がある。本明細書中では「ハードドライブ」、「ハードディスクドライブ」、「
ディスクドライブ」、または「ドライブ」という用語が便宜上使用されるが、こ
れらは前述の任意の閉鎖空間を含むものと理解されるべきである。
【0002】 コンピューターディスクドライブでの一つの深刻な汚染に関する不具合のメカ
ニズムは、静電気摩擦または「スティクション」と称するものである。スティク
ションは、ディスクが静止している時にドライブヘッドのディスクに対する接着
が増加すること、及びそれに加えてヘッドとディスクとの境界面に平行な粘性力
が増加することによって生ずる。より新しい高密度ディスクは、それがより平滑
で、且つ潤滑剤の薄い層しか存在しないので、汚染によって生ずるスティクショ
ンにはより敏感である。ディスク上の汚染物質は表面エネルギーを変化させ、且
つヘッドとディスクの間の接着力を変化させ、これがスティクションを惹き起す
ことになる。またヘッドとディスク間の隙間に凝結する蒸気がスティクションを
惹き起す可能性がある。ドライブを回転させるのに必要な電力の増加に加えて、
スティクション力がヘッド懸垂装置及びジンバル集成装置の永久的な機械的変形
を惹き起す可能性がある。適用負荷が一層小さく、更に小さい空気ベアリングス
ライダーの導入によって、懸垂装置及びジンバルには更に薄い構造要素を使用し
て、スライダーが浮動する高さ並びに姿勢を極めて高い精度で維持しているので
、ジンバルは小さな力に対して著しく敏感になってきた。更にこれらの影響を悪
化させるものとして、ポータブルコンピューター用のより小さいディスクドライ
ブで使用される、より新しく、よりエネルギーが少なく、且つトルクの小さいモ
ーターがある。
【0003】 磁気ヘッド及びディスク表面への揮発性有機汚染物質(VOCs)の凝縮は、
物理的なヘッドと媒体間の分離を増大させ、これによって信号の喪失及びデータ
エラーの増加を招くことになる。これは線ビット密度が著しい速度で上昇し続け
るに連れ益々真実となっている。遥かに大きいディスク表面からの移動による、
ヘッドスライダーの臨界的な空気ベアリング表面への著しいVOCsの蓄積は、
著しい信号喪失のみならずスライダーの浮動力学の安定喪失を惹き起す可能性が
ある。VOCsとディスク潤滑剤との相互作用は、特にヘッドとディスクが接触
している場合及びそれに伴う温度上昇がある場合、潤滑剤の化学的劣化を導く可
能性がある。これによって粘度の高い高分子量反応生成物がディスク表面に堆積
する可能性があり、これは潤滑剤をこれが枯渇した局所領域に補充することを不
可能にする。他の劣化生成物は揮発性で、ヘッドとディスクの界面から永久に消
えることがある。これらの過程の結果、遂にはヘッドとディスク面の損耗が高ま
り、スティクションが増大し、エラーの割合が高まり、最後にはドライブの寿命
を減少させる。工業的環境のみならず、汚染やスモッグ中に広く存在する酸性ガ
スは、ドライブ内で循環がなされると、ドライブの信頼性に対して特に有害な影
響を有する可能性がある。これらの化合物はヘッドやディスク表面に吸着し、水
の存在下で電流による反応によって露出金属層を腐蝕する。それらはまた、ヘッ
ドやディスク上の保護被覆中のピンホールを通って湿気によって運ばれる可能性
がある。腐蝕は一般に結果として微妙な表面上に反応生成物を蓄積するばかりで
なく、磁性の喪失をもたらすことになる。
【0004】 もう一つの深刻なコンピューターディスクドライブの汚染に関係した不具合の
メカニズムは、ヘッドの衝突である。ヘッドの衝突は粒子がヘッドとディスクの
境界面に入る時に生ずる。より新しい高密度ドライブの運転中の浮動高さまたは
ヘッドとディスク間の空隙は30ナノメーター以下であり、ディスクの回転速度
は一般に毎分5400回転以上である。サブミクロンの大きさの粒子さえも問題
となり得て、ヘッドと粒子、または粒子上を浮動した後のディスクとの衝突を起
させ、ドライブを急激に不具合な状態にする。ヘッドの衝突を惹き起さない粒子
もなおデータの完全性やドライブの機械的信頼性を損なうことがある。小さな硬
い無機粒子はヘッドまたはディスクの損耗を惹き起す可能性があり、これは結果
として永久的な信号喪失、保護被覆の劣化、または更なる破壊屑の発生をもたら
すことがある。ヘッドまたはディスク上のカーボンの保護皮膜の損耗は、湿気、
酸性ガス汚染物質、及び界面温度の上昇の作用によって、敏感な層の腐蝕を加速
する可能性がある。小さな硬い粒子がディスクの表面に押し進むことによって、
かき傷、ざらざら、またはディスク材の堆積が作り出される可能性がある。ディ
スクから発生する磁束の感知に磁気抵抗(MR)要素を使用している現在の磁気
ヘッドの工学技術は、速く動くディスク上のざらざらまたは接着粒子とヘッドと
の相互作用によって惹き起されるような遷移温度偏倚に極めて敏感である。その
結果生じるMR要素の抵抗の変化は、磁気信号として誤って解釈されデータエラ
ーを惹き起す。この現象は工業分野でよく知られ、熱障害と呼ばれている。
【0005】 加えて、ディスクドライブは、ドライブ中に入り込む可能性がある周囲の環境
中の沢山の汚染物質に対して保護されなければならない。これは一般的なデータ
処理の環境で使用されない可能性がある小型から中型のコンピューターシステム
で使用されたドライブに対して真実であり、特にラップトップコンピューターま
たはパーソナルコンピューターメモリーカード国際協会(PCMCIA)のスロ
ットで使用されるディスクドライブのような任意の環境に移動及び持ち運びが可
能なドライブにおいて真実である。
【0006】 粒子がこれらの閉鎖空間に入らないようにする濾過装置は公知である。それら
はポリカーボネート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ま
たは或る他の材料のハウジングによって適所に保持された濾過媒体から構成する
ことができるし、或は1層または複数層の感圧接着剤を利用した自己接着ディス
クの形の濾過媒体から構成することができる。これらの装置は、ドライブ中に入
る空気から微粒子を濾過するために、閉鎖容器中の通気孔上に取付けられシール
される。濾過性能は、高い濾過効率を有する濾材に依存するのみならず、濾過さ
れる空気が濾材を通って入る代りにガスケットまたは縫い目を通って閉鎖容器中
に洩れ入ることのないように、空気流に対する抵抗が低いことにも依存するもの
である。このようなフィルターは外部からの微粒子に対してはよく作用するが、
蒸気相の汚染物質からの問題には対処していない。
【0007】 微粒子及び蒸気が閉鎖容器中に入らないようにする吸着材を組み合わせた通気
フィルターも公知である。これらは、ポリカーボネート、ABS、または同様の
材料のカートリッジに吸着剤を充填し、カートリッジの両端に濾過媒体を固定す
ることによって作ることができる。このようなフィルターの例は、オセンドルフ
に交付された米国特許第4863499号(活性炭粒子を含浸した層を有するフ
ィルター媒体を持った、ディスクドライブ用の抗拡散タイプの化学通気集成体)
、ベック等に交付された同第5030260号(延長された拡散通路を有する集
成体を含むディスクドライブ通気フィルター)、ブラウン等に交付された同第5
124856号(有機化合物及び腐食性の汚染物質に対して保護するための、活
性炭含浸フィルターを有する一体型のフィルター媒体)、及びブラウン等に交付
された同第5447695号(化学通気フィルター媒体)に記述されている。不
幸にしてこれらの設計品の多くは大き過ぎて、今日の縮小化されたドライブ中で
余りに多くのスペースを取り過ぎてしまう。これらのフィルターは、フィルター
がドライブの内部にあり、これらの汚染物がフィルターの吸着材部に拡散するの
で、若干の内部の空気も内部で発生した蒸気汚染物から浄化されることがあり得
るが、ここでも濾過するのは粒子については流入する空気丈けから、蒸気汚染物
については主として流入する空気からということになる。これらのフィルターの
何れのものも、内部の粒子について空気を浄化することに対処するものではない
【0008】 2層のフィルター媒体の間に、活性炭を含浸させたポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)複合層のような吸着剤を閉じ込め、感圧接着剤層で閉鎖容器の孔
の上に適用される吸着剤を組合わせたもう一つの通気フィルターも公知である。
これらのフィルターはよく機能し、今日の小さなドライブに使用し得る大きさの
ものであるが、一般にドライブ中に入ってくる空気を濾過するように設計されて
いる。従ってこの吸着剤は一般に主として外界からの有機及び腐食性の蒸気の両
方を吸着することが望まれ、ドライブ中に流入するかまたは流出する空気丈けか
ら微粒子を濾過するに過ぎない。内部で発生した蒸気はこれらのフィルターによ
って吸着され得るが、しばしばこれらのフィルターはもう一つの内部の吸着剤と
共に使用され、それ故大きさは一層小さくなる可能性がある。従ってこのような
フィルターは、内部で発生した汚染物質の全てを適正に吸着するのに十分な吸着
剤を含んでいない。ここでもまた粒子はドライブ中でも発生し、一般にこれらの
フィルターによって捕捉されることはない。
【0009】 拡散チューブを最初の微粒子通気フィルターまたは吸着通気フィルターと共に
、ドーバーによる米国特許第5417743号に記述されているように含有させ
ることは可能である。拡散チューブは、空気がドライブの閉鎖容器に入る前に、
拡散通過する曲がりくねったより長い通路をつくる拡散チューブの形状の拡散バ
リヤーを提供することによって、通気孔を通ってドライブに入る蒸気汚染物質(
湿気を含む)を阻止する付加的保護を提供する。拡散チューブは閉鎖容器(及び
、またはフィルターの場所にもよるが吸着剤)の内部に到達する汚染物質の数を
減少させ、拡散時間常数または外界との化学平衡に到達するのに要する時間を増
加させる。本明細書中で便宜的に用いられている「拡散チューブ」という用語は
、通常の曲がりくねった通路、または流入する空気がフィルターに入る前に通過
する曲がりくねってない空洞を指すものである。
【0010】 内部の微粒子フィルターまたは再循環フィルターも公知である。これらのフィ
ルターは一般に、ポリエステル不織布の支持材に積層された延伸膨張PTFE膜
のようなフィルター媒体の小片、またはエレクトレット(即ち静電気吸引能を有
する)フィルター媒体を含有する枕の形をしたフィルターである。それらはスロ
ット中またはC形の溝の中に圧し込まれ、コンピューターハードディスクドライ
ブ中の回転するディスクの近く、または電子制御キャビネット中のファンの前面
等のような、活動する空気流の中に配置される。または再循環フィルター媒体は
、プラスチックフレーム中に仕組むことも可能である。これらのフィルターは内
部に発生した粒子の除去に対してはよく機能するが、蒸気相汚染物質の問題に対
処するものでなく、またドライブ中に流入する外部の粒子からの最終的な保護を
提供するものでもない。
【0011】 内部の吸着フィルターもまた公知である。一つの例はサッサ等に付与された米
国特許第4830643号に記述されている。この特許は、粉末状、粒状、また
はビーズ状の吸着剤または吸着剤混合物が、外側の延伸膨張PTFEチューブ中
に閉じ込められている吸着剤フィルターを教示している。このフィルターはメリ
ーランド州、エルクトンのダブリューエルゴアアンドアソシエーツ社で製造され
、GORE−SORBER(登録商標)という商標のモジュールとして市販され
ている。これは蒸気相汚染物質を蒐集するのには非常に有効であるが、現在約3
cc迄のフィルター容積のような大及び中サイズでしか入手できない。この現在
の形状では、このフィルターは一層小さく且つ一層コンパクトな吸着剤フィルタ
ーに対する成長する需要に十分対処することができず、また微粒子汚染物を含む
内部の空気を濾過するように設計されてもいない。第二の公知の内部吸着剤集成
体は、閉じ込め用のフィルター層と、閉鎖容器中の内壁に吸着剤集成体を取り付
ける手段を提供するのみならず吸着剤の閉じ込めをも助ける感圧接着剤層との間
に活性炭とPTFEとの複合物のような吸着剤の層を組み込むものである。この
ようなフィルターはドーバー等に交付された米国特許第5593482号に記述
されている。ここでもまた、これらのフィルターの何れも微粒子汚染物質に対処
していない。第三の内部の吸着剤集成体は、活性炭とPTFEとの複合体のよう
な吸着剤層を、2層のフィルター媒体の間に組み入れるか、または1層のフィル
ター媒体中に巻き込むものであり、再循環フィルターが取付けられるのと全く同
様にスロットまたはC形溝の間に取付け可能であるが、フィルターを通る実際の
空気流は多くない。このようなフィルターはドーバー等に交付された米国特許第
5500038号に記載されており、述べられた他のフィルターに関してと同様
に、この構造は著しい粒子捕捉能力を提供するものではない。
【0012】 前述のように、これらの内部の吸着剤フィルターは全て、蒸気相の汚染物質を
吸着するのにはよく機能するが、それらは微粒子を非常によく濾過するものでは
ない。それらは粒子をフィルターに対して或る種の押し当てを行なうことによっ
て(即ち、粒子を含んだ空気がフィルターの周りを疾走する時に、比較的大きな
粒子を吸着剤フィルターに押し当てまたは衝突させることによって)、或はフィ
ルターへの粒子の拡散によって粒子を蒐集することができる。併しながらこれら
のフィルターは、篩分(大き過ぎてフィルターの孔の構造を通過できない粒子を
機械的に捕捉すること)、押し当て(フィルターまたはフィルターの繊維の周り
で曲る空気流に対して、大き過ぎて追随し得ない粒子を捕捉すること)、遮断(
空気流に追随する傾向があるが、なおフィルターの繊維の干渉を受ける十分の大
きさがある粒子、言い換えると、繊維と空気流線との間の距離以下の直径を有す
る粒子を捕捉すること)、及び拡散(ランダムなパタンで空気流によって揉まれ
、フィルターの繊維と接触して集められる比較的小さな粒子を捕捉すること)の
組合せによって機能する、標準の再循環フィルターに類似した程には良好に働か
ない。
【0013】 ロナルドソン社から入手できる市販の吸着再循環フィルターは、2層のエレク
トレットフィルター材及び2層のプラスチック支持スクリーンとの間に挟まれた
不織布担体に、活性炭ビーズを接着させたものを組み込んでいる。この構造は通
常の再循環フィルターに比してフィルターを通過する空気流抵抗を増大させるよ
うであるので、このフィルターは若干の内部の粒子濾過の有効性を犠牲にして若
干の吸着剤保護を提供するものである。併しながら、例えば、フィルターの大き
さの制約や、担体に炭素を保持する接着剤による吸着剤面積の封鎖のために、そ
の吸着剤能力は限られたものである。更にこのフィルターはドライブに入る空気
から粒子を濾過しない。
【0014】 今日のドライブにおけるもう一つの問題は、塩素や二酸化硫黄のような腐食性
イオンによる汚染である。これらの化合物を吸着するために、吸着剤は一般に汚
染物質を化学吸着する塩で処理される。前節で述べたフィルターを脱イオン水で
洗浄すると、大量のこれらの塩が取り除かれ、今日の高感度のディスクドライブ
の環境に受け入れられないものとなる。代りの洗浄可能な吸着再循環フィルター
が、ドーバー等に交付された米国特許第5538545号に記述されているが、
ここでは延伸膨張PTFE膜または他の疎水性材料が、吸着剤を閉じ込めるため
に使用されている。併しながらこれらのフィルターは、なお空気が粒子を堆積さ
せる機会が与えられる以前にドライブと接触するので、空気を濾過することには
ならずドライブを損傷する。
【0015】 単一のドライブ中における異なった機能を有する数種類のフィルターの組合せ
は教示されてきた。例えばビークロフトの米国特許第5406431号は、ドラ
イブ内の特定の場所に或る吸着剤通気及び再循環フィルターを有するディスクド
ライブ用のフィルターシステムを記述している。またベック等による米国特許第
4633349号は、通気フィルターを取り囲む再循環フィルター集成体中に、
二つの媒体からなるドラムタイプフィルター要素を有するディスクドライブフィ
ルター集成体を教示している。更にボルトン等の米国特許第4857087号は
、再循環フィルターのハウジング中に通気フィルターを組み入れることを教示し
ているが、可成り多くの部品を有しこの組み入れを行なうのに、ハウジング、開
口、及びガスケットを含む第三のフィルター要素を組み入れることになる。これ
らの特許に記述された組合せは、ディスクドライブの別々の領域にフィルター構
成物を配置するか、ドライブ内に構成部品を配置するために、空間を無駄にする
取付け具を組み入れることになる。
【0016】 ディスクドライブは段々小さくなり、価格が低下してきたので、費用を削減し
て性能を改良するために、単純化してドライブ中の部品の数を減少させる圧力が
あった。またドライブは記録するデータの密度及び容量を増加し続けるので、微
粒子や蒸気汚染に一層敏感となり続け、そのために現存の濾過手段はしばしばよ
り一層過酷になる濾過の要求に合わないものとなっている。
【0017】 従って本発明の第一の目的は、流入する(即ち、閉鎖容器に対して外界の)空
気及び内部の再循環する空気の両方を微粒子に関して濾過することができる、改
良された硬質の多機能部品を提供することである。
【0018】 本発明の更なる目的は、流入する空気及び内部の再循環する空気の両方を、微
粒子及び蒸気相汚染物質の両方に関して濾過することができる、改良された硬質
の多機能部品を提供することである。
【0019】 本発明の更なる目的は、前述したように、拡散チューブを更に組み入れた硬質
の多機能部品を提供することである。
【0020】 本発明の更なる目的は、前述したように、ディスクドライブのハウジングのシ
ールを助けるために、ガスケットを更に組み入れた硬質の多機能部品を提供する
ことである。 発明の要約 本発明は、汚染に対して敏感なディスクドライブまたは他の閉鎖環境の内部で
、複数の汚染制御機能を果す一体型の硬質フィルターである。本フィルターは、
再循環フィルター、吸着剤フィルター、及び好ましくは入り口または通気孔フィ
ルターを一体化している。例えば、本フィルターは、能動化学濾過(即ち、空気
が通気孔を通ってディスクドライブに入る時、空気が吸着剤を通るように差し向
けられるか、または空気がドライブの周りを再循環する時、空気が吸着剤要素を
通るように差し向けられる。)、または受動化学濾過(即ち、ディスクドライブ
内の空気が、ドライブ内の正常な空気流通路に隣接する吸着剤要素に沿って通過
し、空気が吸着剤の断面を通るように特別に差し向けられていない。)、または
これら二つの或る組合せを一体化している。更に拡散チューブが、フィルターの
上または下、或はこれに代るものとしてフィルターが置かれるドライブのハウジ
ング上の或る場所に選択的に組み入れられ、一般に従来のディスクドライブに含
まれるフィルター要素の全てを有する、組合せ多機能または全てを一つにまとめ
たフィルター集成装置を提供することができる。更に本多機能フィルターは、例
えばフィルターの性能を高めるため、及びまたは完成ディスクドライブ中のフィ
ルターの組み立てを容易にするため、選択的にガスケットを一体化することがで
きる。
【0021】 本明細書中で使用される「硬質の」なる用語は、フィルターを記述するために
使用される場合、構造体のフレームが少なくとも500psi(ASTM D−
790)の曲げ弾性率を有することを意味するものとする。好ましい実施態様に
おいては、構造体のフレームは少なくとも15000psi、更に好ましくは少
なくとも35000psiの曲げ弾性率を有する。本発明は、従来2個、3個、
またはそれ以上のフィルターで行なわれた、吸着再循環濾過、微粒子再循環濾過
、及び選択的な通気孔並びに吸着剤通気孔または入り口濾過の機能を、よく機能
する単一のフィルターに統合することができる改良されたフィルターを提供する
。加えて本フィルターは設置が容易で且つ万能である。更に本硬質のフィルター
は、清浄に且つ清浄化可能に作ることができる。本明細書で使用される「清浄な
」なる用語は、発生ガスが少なく(即ち、動的な頭部空間での摂氏85度におけ
る試料採取、並びにガスクロマトグラフィまたは質量分光分析法による検出で測
定した時、重量で100万部あたり100部より少ない。)、シリコーン化合物
が少なく(即ち、液体ヘキサン抽出物をフーリエ変換赤外線分光分析法で測定し
た時、毎平方センチメートル当り0.02マイクログラムより少ない。)、抽出
可能なイオンが少なく(即ち、脱イオン水抽出物をイオンクロマトグラフィによ
って測定した時、毎平方センチメートル当り0.05マイクログラムより少ない
。)、且つ微粒子が少ない(即ち、脱イオン水抽出物をレーザーパーティクルカ
ウンターにより測定した時、1マイクロメートルまたはそれ以上の大きさの粒子
が、毎平方センチメートル当り100個より少ない。)のみならず、非揮発性残
渣も少ない(即ち、蒸発したヘキサン抽出物の重量測定で毎平方センチメートル
当り10マイクログラムより少ない。)ことを意味するものとする。
【0022】 第一の好ましい実施態様において、本フィルターは、第一の開放端、第二の開
放端、及び少なくとも一つの側面または壁を有する硬質のフレームから成り、こ
こで本フレームは、第一及び第二の開放端の間に或る容積を有する室を限定する
。第一及び第二の開放端は開口上に取り付けられた微粒子濾過媒体を有して室を
閉鎖し、吸着剤物質がその室内に保持される。硬質フレームの延長部は、フレー
ムに連続しているか別に取り付けられた一区画で、その中に開口を有し、室に隣
接して、好ましくは硬質フレームの第一または第二開放端と実質的に平面状に配
置され、前記開口はまたその開口を覆うフィルター媒体を有する。ディスクドラ
イブ内での使用に際しては、このようなフィルターは、硬質フィルターの端部が
濾過されるべき再循環空気の通路中に配置されるようにディスクドライブ内に設
置が可能である。再循環空気は、吸着剤室を通って通過して吸着剤濾過を提供さ
れ、またフレームの延長部に設置された隣接フィルター媒体を通って再循環空気
の微粒子濾過を提供される。
【0023】 本多機能硬質フィルターのこれに代る好ましい態様は、本明細書中に更に詳し
く記述され示されている。
【0024】 本発明の更なる好ましい態様において、本硬質フィルターは、ディスクドライ
ブに取り付けられる吸着剤含有室の側面または壁に配置された選択的入り口孔を
含むことができる。入り口はディスクドライブのハウジング内の通気孔と一直線
となるように形成され、その結果ドライブに流入する外部の空気は、ドライブ内
の敏感な要素に接触する前に濾過される。入り口は選択的にフィルター媒体によ
って覆われることができ、その結果ドライブに流入する前の外部空気の微粒子濾
過を提供するのみならず、細かく分割された吸着剤物質が使用される実施態様に
おいては室内の吸着剤を保持する。
【0025】 本発明の更なる好ましい実施態様においては、上述の入り口は、硬質フレーム
の内部又は上部、或はディスクドライブハウジング内部に在る拡散チューブの開
口に置かれる。拡散チューブのもう一つの開口は、ディスクドライブのハウジン
グ内の通気孔と一直線となるように形成され、その結果通気孔を通ってドライブ
に流入する外部の空気は、入り口に到達する前に拡散チューブを通過する。注記
の通り、本拡散チューブは、硬質フレームの外部または内部表面に存在すること
ができ、或は硬質フレームの壁内に閉じ込められ、内部及び外部への開口を有す
ることができる。
【0026】 本発明の硬質フレームでの使用に適した材料は、本明細書中で先に特記したよ
うな曲げ弾性率を有するものであり、ポリマー(例えば、ポリカーボネート、ポ
リプロピレン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等)、金属(例えば、アルミニウム
、ステンレススチール、真鍮等)、及び複合材(例えば、強化エポキシ樹脂等)
が挙げられる。硬質フレームは多くの手段の任意のものによって形成することが
でき、例えば、射出成形、熱成形、押出し、機械加工、注入成形、高温平衡プレ
ス、ステレオリソゲラフィ等の単独または組合せによって、当該技術分野に精通
したものには明らかな、形成手段に適した一つまたは複数の材料を使用して行な
うことができる。本フレームは、1個の品または1個の最終製品に組み立てられ
る2個以上の別々の品として形成することができる。後者のアプロ−チは、前述
のように、硬質フレームの壁中に埋め込まれた拡散チューブを形成するための手
段として特に適しており、これによって拡散チューブは、適当な開口を有する溝
または空洞として、1個または2個の相対する面の中に形成される。このような
閉鎖拡散チューブを形成する代りのアプローチは挿入成形であり、ここでは硬質
フレームが、拡散チューブの形状を有し、その容積を占有する異質の材料の周り
に成形される。成形後に異質の材料は、例えば溶融、溶解等によって除去され、
後にフレーム内に溝または空洞を残す。好ましい実施態様において、硬質フレー
ムは、ポリカーボネートまたはフルオロポリマーのような清浄なまたは清浄化し
得る材料から形成される。特に好ましい実施態様において、硬質フレームは、射
出成形によりポリカーボネートから形成される。
【0027】 吸着剤フィルター材料は、以下更に詳細に説明されるように、広い範囲の材料
を含むことができる。本明細書中で使用される「吸着剤」なる一般的用語は、任
意の特別の物質または任意の特別の汚染物質の吸着のための物質を指すことを意
味するものではない。「吸着剤」及び「吸着する」なる用語は、蒸気捕捉の方法
またはメカニズムに関して制限することを意図するものではない。即ち、これら
の用語は、吸着、吸収、または或る他のメカニズムの如何を問わず、捕捉の任意
のメカニズムを指すことを意図するものである。
【0028】 更に吸着剤は、細かく分割した形状の活性炭(粉末、粒状物、ビーズなど)、
活性炭の布帛、紙、または繊維のような一つ以上の吸着剤物質を有することがで
き、または空洞空間を充填する吸着剤と混合した多孔質ポリマー材料の足場のよ
うな充填マトリックスであることができる。他の可能性として、吸着剤含浸不織
布またはスクリム上のビーズが挙げられ、ここで不織布またはスクリムはセルロ
ーズまたはポリマーであることができ、またラテックスや他のバインダーを含む
ことができる。更にこの可能性として、ポリマー及びセラミックである吸着剤と
充填材との流延材またはタブレット、または多孔質膜または他の通気性材料の小
袋中の細かく分割された吸着剤のようなカプセル化した吸着剤も挙げられる。吸
着剤はまた異なったタイプの吸着剤の混合物であることもできる。更に吸着剤は
、ドライブ中の空気と接触する大きな表面積を提供し、かくして高い吸着能を提
供する独特の形状を有することができ、これらの形状は本明細書中で更に詳細に
記述され示される。吸着剤の例としては、物理的吸着剤(例えば、シリカゲル、
活性炭、活性アルミナ、クレー、モレキュラシーブ等)、化学的吸着剤(例えば
、過マンガン酸カリウム、炭酸カリウム、沃化カリウム、炭酸カルシウム、硫酸
カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、沃化ナトリ
ウム、水酸化カルシウム、粉末化金属(例えば、銀及び銅)、または気相汚染物
質を捕集する他の反応剤等)、並びにこれらの物質の混合物が挙げられる。或る
適用に対しては、複数の吸着剤物質を使用し、汚染物質がフィルターを通過する
時、夫々の吸着剤が選択的に異なった汚染物質を除去することが望ましいことが
あり得る。
【0029】 好ましくは吸着剤は、酸性ガスまたは類似物の吸着のための化学的処理(例え
ば、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、または炭酸ナトリウムによる処理)の有無
によらずシリカゲルや活性炭、モレキュラシーブ、活性アルミナ、及びこれらの
混合物から成ることができる。吸着剤の他の好ましい実施態様は、吸着剤充填P
TFEシートを利用し、ここでは吸着剤粒子が、モーティマージュニアに交付さ
れた米国特許第4985296号に教示されているような網状組織のPTFE構
造の中に捕捉されている。なお本特許は特に参考として本出願に取り入れられて
いる 本発明に適したフィルター材料としては、延伸膨張ポリテトラフルオロエチレ
ン(ePTFE)、ポリプロピレンまたはポリエチレン膜のようなフィルター紙
またはフィルター膜、不織布またはスクリム(例えば、ポリエステルまたはポリ
オレフィン類)、または流延ポリマー膜、またはフィルター材の或る組合せのよ
うなフィルター媒体が挙げられる。更にエレクトレットフィルター媒体(即ち、
局部の静電荷電を保留することができる繊維状材料)が、反対電荷の粒子を局部
的に吸引捕捉するために使用され得る。フィルター材はまたポリマーの不織布、
スクリーン、またはスクリムのような支持層に積層され得る。更にいろいろな性
質のフィルター材が多機能フィルターの異なった場所に組み入れられ、フィルタ
ーの性能を最適化することができる。例えば、高い空気流のフィルター媒体(一
般にフレージャー数(水柱0.5インチに相当する空気圧での立方ft/mm/
平方ft)で100より大)が、少なくとも中程度の粒子濾過効率(即ち、0.
1ミクロンの直径の粒子に対して25−90%)を有する再循環フィルター部に
対して一般に好ましく、一方より高い濾過効率(即ち、0.1ミクロンの直径の
粒子に対して90%より大)のフィルター媒体が、通気孔または吸着材部分に対
して望ましいことがあり得る。若しドライブ内での能動吸着を得るためにより高
い対流が吸着剤を充填した室を貫通することが望まれるならば、室の開口を覆う
低濾過効率(即ち、中程度以下)の媒体が、室への入り口孔を覆う高濾過効率の
媒体と、好ましくは数珠状、固体、またはシート状のような微粒子に対して抵抗
性のある吸着剤と対にされ得る。若しドライブ内で主として受動吸着が望まれる
ならば、より高い濾過効率のフィルター媒体が吸着室の開口上に使用され、より
低い濾過効率で、より高流量の媒体が再循環フィルター部に、また選択的に室へ
の入り口孔上に使用され得る。またフィルターの吸着剤要素のフィルター媒体は
、若し他の要素が粒子濾過及び空気流に対して最適化されているならば、吸着剤
閉じ込め機能を最適化するように選択することができる。例えば、若し細かく分
割された形態の吸着剤が使用されるとか、または組み立てに際して多くの過程を
経る場合には、高い機械的強度(0.5ポンドより大きいボール破裂強度)を有
するフィルター媒体が好ましい。高いモーター速度(一般に7200rpm以上)
を有するドライブ中では、好ましい実施態様は、吸着剤充填室の上流の開口上に
高流量フィルター媒体を含み、本室の下流の開口上に高強度、高濾過効率の媒体
を含み、また再循環濾過部には高流量、中程度の濾過効率のフィルター媒体を含
む。与えられたフィルターの応用の特別の性能要求が使用されるフィルター媒体
の選択を指令するが、併しながら、フィルター性能の最適化において高い柔軟性
を与えることが本発明の新奇な構成である。
【0030】 本発明のための特に好ましいフィルター媒体は、ePTFE膜で作られたもの
である。これらの膜は高い湿気送達速度(即ち、クロスビーに交付され、参考と
して本出願に取り入れられている米国特許第4862730号に記述されている
ような変更逆さカップ法で測定して、一般に5000グラム/平方メートル/日よ
り大)を有し、このことが、空気中の汚染物質が膜を通って吸着材中に速やかに
且つ容易に拡散することを可能にしている。それらはまた極めて良好な濾過効率
をもって作ることが可能であり、このことは通気孔フィルター機能のために特に
有益である。好ましいePTFE膜の例は米国特許第3953566号によって
作られたものであり、0.3ミクロンの直径の粒子に対して少なくとも99.9
7%の濾過効率を有し、フレージャー数で少なくとも7の通気度を有するもので
ある。このような膜は、メリ−ランド州のエルクトンにあるダブリューエルゴア
アンドアソシエーツ社から仕上がりフィルターの形で市販されている。
【0031】 延伸膨張PTFE膜フィルター剤はまた、吸着剤物質を覆うため及び微粒子濾
過媒体として作用するために使用可能である。吸着剤を閉じ込めるための一つの
このような好ましいフィルター媒体は、ブランカ等に交付され、参考として本出
願中に取り入れられている、米国特許第5814405号によって作られた延伸
膨張PTFE膜の層である。このフィルター媒体は、ポリエステル、ポリプロピ
レン、ポリアミド等のような織布、不織布、または延伸膨張多孔質材料の層によ
って、選択的に構造的に支持されることができる。このフィルター媒体は数個の
利点を有する。例えば、本媒体は、フレージャー数(0.5インチの水柱に相当
する空気圧での毎平方フィート、毎分当りの立方フィート数)とボール破裂強度
(ポンド数)との積が、少なくとも100になるような高空気流と高強度との組
合せを有するように作られ得る。好ましい支持層としては、テネシー州、オール
ドヒッコリーのリーメイ社から入手可能の平方ヤード当り1.0オンスのリーメ
イ2014ポリエステル不織布、またはデラウエア州、ミドルタウンのアプライ
ドエクストルージョンテクノロジー社から入手可能のデルネット0707ポリプ
ロピレンスクリムが挙げられる。
【0032】 延伸膨張PTFE膜を本発明のフィルター材として使用することによって、こ
の改良フィルター構造に対して多くの利点が与えられる。PTFEは疎水性であ
る。工業分野で使用されるいくつかの吸着剤は、化学的吸着剤に大きな活性表面
積を賦与するために、活性炭のような物理的吸着剤に含浸させるための水溶性塩
を使用する。炭素層を延伸膨張PTFE膜で覆うことにより、本膜は最終部品を疎水
性にし、その結果脱イオン水が部品に接触するが吸着剤に透過することがない。
このようにして塩処理は水洗による除去に対して敏感でなくなる。イオン汚染は
コンピューターディスクドライブのような腐蝕に敏感な装置に対して大きな問題
となってきた。塩素や二酸化硫黄のような問題のイオンは水に容易に溶け、その
ため脱イオン水による洗浄は、ドライブ内で使用される多くの要素にとって日常
事となってきた。このようにして、吸着剤をカプセル化するために延伸膨張PTFE
フィルター層を利用するいくつかの実施態様が、吸着剤層に組み入れられた水溶
性塩で処理した吸着剤の使用を許容するように組み立てられ、吸着剤処理及び有
効性の喪失なしに洗浄に耐えることができる。例えば、約10ポンド以上の水侵
入圧を有する延伸膨張PTFE膜が、このような洗浄可能な用途に対して適して
いる。
【0033】 もう一つの好ましいフィルター媒体は、ダブリューエルゴアアンドアソシエー
ツ社からGORE−TRET(登録商標)再循環フィルターの商標名で仕上がり
フィルターの形態で入手可能な、静電吸引性エレクトレット材の層である。この
フィルター媒体の利点は、濾過効率が非常に高く(例えば、0.3ミクロン粒子
に対して90%以上)、また空気流に対する抵抗が非常に低い(例えば、毎分1
0.5フィートまたは毎分3.2メートルで1mm水柱圧より小)であることで
ある。この媒体は脱イオン水で洗浄される時その電荷を失うが、異質繊維混合の
エレクトレット効果により乾燥すると直ちにその濾過効率を取り戻す。
【0034】 本発明の多機能フィルターは、ドライブのハウジングに良好な取付けを与える
任意の適当な方法、例えば、接着、溶接、機械的ロック、加圧フィット等によっ
てディスクに取付けが可能である。一つの好ましい態様において、接着剤物質が
フィルターをディスクドライブに取付けるために使用可能である。本接着剤は、
フィルターの望ましい構成によって、感圧接着剤層、支持材上の両面接着剤テー
プ、または複数の支持材上の複数の側面を有する接着剤から成ることができるこ
とは、本技術に精通する者にとっては明らかである。接着剤はまた感熱、または
紫外線硬化型或は他の硬化可能な接着剤から成ることができる。ディスクドライ
ブハウジングへの取付けに先立って、露出接着剤層は接着剤を保護するため及び
フィルターの取り扱いを容易にするために、一つ以上の剥離裏付け材をそれに接
着させることができる。剥離裏付け材はフィルターのディスクドライブ閉鎖容器
への集成に先立って除去される。
【0035】 これに代る実施態様において、フィルターはそれが容易に集成後のドライブに
配置される落し込み集成が可能なように構成され得る。本明細書中で更に詳細に
記述されるように、タブまたは他の支持部品がドライブに取付けられるべきフィ
ルターの表面に配置され得る。
【0036】 例えば、ドライブ中の対応する開口がフィルターの挿入を可能にし、その結果
タブまたは支持部品がドライブのハウジング中の引っ込んだ領域にフィットする
。次に適当なシールまたは接着剤テープがフィルターを固定するためにドライブ
ハウジングの外部または内部に配置され得る。これに代る更なる実施態様におい
ては、フィルターはそれが接着剤の使用なしにドライブの蓋またはベースプレー
トに機械的に取付けられる適宜の場所にロックするメカニズムによって、ディス
クドライブと共に集成され得る。このような機械的取付けは、ねじを切ったフィ
ルターをねじを切った孔またはソケットにねじで止めること、蓋またはベースプ
レート上の噛み合う部体に延長することができるフィルター上のヒンジ付タブま
たはスロット、或は適宜の場所で捩じられる時傾斜を徐々にスライドしてフィル
ター上の対になる切り欠きに落ち込むドライブ上のタブを利用するような捩りロ
ックのメカニズムを含む手段によって実施可能である。これらの機械的取付け手
段は全て、接着剤テープに頼るのはシールを行なうためであって機械的支持のた
めではなく、フィルターの集成及び蓋のドライブへの取付けに関連するストレス
をドライブ及び硬質フィルターフレームに支持させることを可能にするという利
点を共有する。機械的取付けは、蓋のベースプレートへの取付けに先立って、フ
ィルターを蓋またはベースプレートに集成するためにも、また先に記述したよう
な落し込み集成に対しても適している。本発明の好ましい実施態様において、フ
ィルターはこれをディスクドライブ閉鎖容器に対してシールをすることができる
ガスケットを一体化することができる。ガスケットは好ましくはゴムまたはフル
オロポリマーのような弾力性のある材料であり、ディスクドライブ中の通気孔に
面するフィルターの面に添付され、ガスケットの内周内に入り口孔が配置される
。ガスケットの使用は、フィルターをディスクドライブまたは他の閉鎖容器に集
成することを容易にすること、入り口を通気孔口上の吸着材が充填した室または
拡散チューブに対して正確に配列させる必要がなくなること等の多くの利点を与
えることができる。その上フィルターの再配置または交換の容易さがガスケット
によって高められ、接着剤を使用してベースプレートに接着されたフィルターの
再配置に関連して発生の可能性があるフィルターに対する損傷や他の問題を減少
または除去する。ガスケットの使用は先に記述したように、蓋のベースプレート
への取付け前にドライブの蓋またはベースプレートに落し込み集成または機械的
取付けを行うように構成されたフィルターとの組合せで特に有利である。このよ
うな好ましい実施態様においては、適当なガスケットを一体化したフィルターは
組み立て中に容易に配置が可能であり、またフィルターまたは蓋は容易に且つ繰
り返し除去または再配置され得る。
【0037】 本発明の更なる実施態様において、ガスケットは硬質フレームの周を超えて延
長し、可とうケーブルコネクターのようなドライブの閉鎖容器の開口内の他の要
素をシールするために、一つ以上の追加の開口を一体化することができる。
【0038】 本発明の多機能フィルターに追加の部体を一体化することによって、ディスク
ドライブ内の空気の流れを変えたり制御して、フィルターの性能を最適化するこ
との可能性があり得る。本フィルターの再循環フィルター構成体および吸着剤構
成体間の空気流の分布に影響を与える設計変数としては、再循環フィルター構成
体及び吸着剤充填室の開口の相対的大きさ、形状、及び配向(例えば、同面であ
るか、傾斜しているか、同軸であるか等)が挙げられる。例えば、本発明の好ま
しい態様において、フィルターは先細の狭窄部を有し、これによってベンチュリ
ーが作られ、これはフィルターの稼働時に流体(空気)が狭窄部を通って流れる
時速度の増加に伴って減圧を生じさせる。フィルターを通る空気流を最適化する
他の手段は、高い空気流の領域の閉鎖容器中にフィルターを配置し、フィルター
と閉鎖容器の側壁との間の空隙を最小化することによってフィルターの周りの空
気のバイパス流れを減少することを含む。後者の目的の達成は本発明の硬質フレ
ームによって容易になり、厳密な寸法制御及び安定性を可能にする。更に、ベー
ンのような突起または空気の流路を規定する部体を一つ以上硬質フレーム上の一
つ以上の選択された場所に包含させることは、フィルターを通る空気の流れを変
えるのに役立つことができる。 発明の詳細な説明 図1を参照すると、本発明の硬質多機能フィルターの第一の実施態様の構成要
素の分解組立図が示されている。フィルター1は、第一の開口端4を有するフレ
ーム5、或る容積を限定する室16、及び硬質フレームに隣接し且つ室16上で
それに直角に配向して延長しその中に開口を有する延長部13から成る。。フレ
ーム5は室16の反対の端部に第二の開口端(示されず)を有する。入り口9が
室16の底面に配置され、ハウジング5の底面上の拡散チューブ(示されず)に
接続している。底面に隣接する接着材10が拡散チューブを覆い、ディスクドラ
イブの蓋またはベースプレートのような取付け面にフィルター1を接着するため
に使用され得る。接着材10は拡散チューブの入り口上に孔11を有し、これに
よって拡散チューブと取付け面に配置された通気孔との間の流体交流を可能にす
る。室16内の入り口9は、室16の内面に添付されている微多孔質の微粒子濾
過媒体12によって覆われている。フィルター1は更に微多孔質の微粒子濾過媒
体の第一の層2を有し、これは繊維質のエレクトレット微粒子濾過媒体の第二の
層3に隣接し、これらはいずれも硬質フレーム5の第一の開口端4を覆い且つこ
れに添付される。室16の第二の開口端(示されず)は同様に繊維質のエレクト
レット微粒子フィルター媒体の第二の層7及びそれに添付された微多孔質の微粒
子濾過媒体8を有する。微多孔質の濾過媒体14が延長部13の開口に添付され
る。
【0039】 図1の硬質フレームは5は、更に夫々図2a、2b、及び2cに上面、側面、
及び底面の透視図で描画されている。図2aに示されているように、一つの好ま
しい実施態様において、吸着剤室16は一つ以上の内側面または壁によって境界
がつけられ、ベンチュリー18の形状を有する。吸着剤室の入り口9は好ましく
はベンチュりー18の狭窄部に在り、更に好ましくは室に沿っての最も小さい断
面積の領域にあり、その結果ベンチュリーによる減圧が空気を入り口9を通って
フィルター1内に吸引するのを助ける。
【0040】 図2bは硬質フレーム5の側面図を示し、矢印が実施例に記述された構成に対
しての再循環空気流の方向を示している。
【0041】 図2cは硬質フレーム5の底面の透視図であり、室16の底面の外側に埋め込
まれた拡散チューブ24を示す。拡散チューブへの入り口26は取付け面の通気
孔と一列になるように構成され、一方拡散チューブから吸着剤室への入り口9は
拡散チューブの対向端に配置される。装置と対を成すように設計された取付け面
上で装置を配置して整列するためのフレーム5上のタブ28も見える。この選択
的タブは、ハウジングの一部分だけを横切って延長したり、ハウジングからの複
数の突起であったり等のような任意の望ましい形状であり得る。図3は、実施例
で組み立てられ且つ試験されたような図1の多機能フィルター1と共に組み立て
られたディスクドライブの概略の図解である。フィルター1は、ドライブの稼働
時に空気の大きな流れをフィルター1の方向に維持するために、ベースプレート
34の壁がディスク32及びフィルター1の縁の近くに整合する場所で、ディス
ク媒体32に極めて接近して置かれる。ディスク32はモーターのハブ36に取
付けられ、その方向は矢印によって示されている。E―ブロック38はヘッドの
取り外し後ボイスコイルモーター40と再統合して示され、同モーターは順繰り
に可とう回路42に接続される。
【0042】 図4は図1の装置の一体化のために改装されたディスクドライブの隅について
の外部の一部を切り取った概略図である。ドライブのベースプレート34が、装
置を正確に配置し整列させるために、硬質フレーム上でタブ28と噛み合うため
のスロット36を持った状態で示されている。装置1を正確に配置するためにタ
ブ28及びスロット36を使用すると、拡散チューブ24に対する入り口26を
取り囲む接着材の孔11はベースプレート34の通気孔39と整合させられる。
本発明の多機能フィルターの形状に応じて、ディスクドライブの形状に対する適
当な変更が硬質多機能フィルターの設置を収容するためになされ得ることは、当
技術分野に精通した者には認め得ることである。
【0043】 図5は本発明の硬質多機能フィルターのもう一つの実施態様のいくつかの特徴
を示す概略図である。フィルター40が図1に描画したフィルターと異なる一つ
の方法は、硬質フレーム43から延長する延長部41の、拡散チューブ46及び
室42の場所に対しての横の配向に在る。延長部41はそれに添付されたフィル
ター媒体44を有する。このフィルター構成要素は、稼動中にディスクドライブ
内の再循環空気から微粒子を濾過する。拡散チューブ46は、本装置がディスク
ドライブ内に設置されると閉鎖容器に接触する面である側面または壁48の中に
配置される。室42は図1に関して記述されたものと同様に或る量の吸着剤(図
には示されず)を保持し、且つ微粒子濾過媒体(これもまた示されず)によって
覆われる第一の開口端50及び第二の開口端(示されず)を有する。拡散チュー
ブ46からの入り口52は、選択的に内部で、微多孔質の微粒子濾過媒体の層、
またはスクリム或は不織布のような高度に透過性の材料の層によって覆われるこ
とが可能である。
【0044】 図5に描画された装置40の変更によって図6に図解した装置53の特徴が得
られる。特にこの実施態様においては、硬質フレーム43は空気の流れの向きを
変えるベーン54を含む。ベーン54は装置53の上流(即ち流入する空気に面
する)側面に配置され、空気の流れの方向は矢印によって示されている。このよ
うな空気の向きを変えるベーン54の包含は、再循環フィルター媒体44と室4
2中の吸着剤(示されず)との間の空気の分布を変えるのに役立ち得る。
【0045】 図7a及び7bは本発明の更に別の実施態様の特徴を示し、フィルターの外部
から見えない内部の特徴は点線によって描画されている。図7aを参照すると、
多機能硬質フィルター58は、壁または側面80、使用時に微粒子濾過媒体(図
には示されず)で覆われる第一の開放端62及び第二の開放端64を有する。使
用時にフィルター58は、好ましくは開放端62及び64が再循環空気流の通路
に置かれるように、ディスクドライブ(図には示されず)内に配置される。硬質
フレーム60内には壁または仕切り66があり、これは室68及び隣接の延長室
70を作る。室68はディスクドライブからの望ましくない成分を吸着するため
に吸着剤(示されず)で充填されている。壁66は図7aに示すように空気流に
対して不透過であることができ、または図7bに描画するように不織布層、スク
リム、ポリマーのスクリーン、または微粒子濾過媒体のような透過性媒体74で
覆われた開口72を有することもできる。
【0046】 再び図7aを参照すると、拡散チューブ76は、拡散チューブ76から室68
への入り口78を有する硬質フレーム60の側面または壁80に一体化すること
ができる。硬質フィルターのさきの構成に関して述べたように、望ましい構造次
第では、入り口は、吸着剤媒体を入り口孔から出さないようにするため、及び、
または流入蒸気流から微粒子を濾過するため、選択的に透過性媒体で覆うことが
できる。室70は図に示すように、第一の開放端62及び第二の開放端64を覆
う濾過媒体の層(示されず)の間を空にすることができる。
【0047】 図7bに示した他の構成においては、高気流(即ち、フレージャー数(0.5
インチの水柱に相当する空気圧で毎平方フィート、毎分当りの立法フィート数)
で100)の静電荷電エレクトレットフェルトのような微粒子濾過媒体を室70
に配置することができる。透過性媒体74で覆われた開口72によって室70を
通過する空気流と吸着剤室68内の吸着剤間の流通が可能になる。
【0048】 図7bはまたフィルター材(示されず)によって覆うことができる硬質フレー
ム内の開口81を示す。このような構造によって、装置58を通過する空気の合
計の抵抗は低くなり、且つ、または再循環空気流の更に多くが吸着剤室68中の
吸着剤媒体に曝される。一つの適当なフィルター媒体は、選択的な不織布または
スクリムの支持材を含む静電荷電エレクトレットフェルトを含み、フィルターの
一つ以上の開口に在る層を覆うことができる。
【0049】 図8a、8b、及び8cは本発明のもう一つの実施態様の夫々側面透視図、断
面透視図、及び底面透視図である。図8aに示すように硬質多機能フィルター8
2は吸着剤媒体87(図8bの断面に示される)用の室86を含む硬質フレーム
84から成る。吸着剤媒体は遊離した微粒子またはビーズの形態(示されず)を
とることができ、または三次元構造体であることができる。更に吸着剤媒体87
は、図8bに示すように室86を完全に充填することができ、または室の一部分
を占める丈けであることもできる。フィルター82が、空気が再循環するディス
クドライブまたは他の閉鎖容器88(図8b)に取り付けられる時、フィルター
82を通る再循環空気の方向は矢印で示される。フレームの開口90を覆うフィ
ルター媒体89は、ディスクドライブの稼動中微粒子に関して再循環空気を濾過
する。若干の再循環空気は、室86上流側面上で微粒子濾過媒体94で覆われた
フレーム開口92を経て吸着剤含有室86に入り、吸着剤87の露出によって蒸
気相汚染物質に関して浄化される。濾過された空気は、下流の微粒子濾過媒体9
8で覆われた下流のフレーム開口96を経て室86を出る。上流のフレーム部分
92が第一の開放端に対して或る角度で配向され、または硬質フレーム84を二
分する時、その寸法は、上流の微粒子濾過媒体94の面積を最大にするために、
好ましくは、室86の垂直または水平側面の何れよりも大きな表面積を与えるよ
うに仕組むことができる。
【0050】 装置82の開放または「バイパス」領域102は、空気流の一部が吸着剤室8
6の周りを流れるための低い抵抗のバイパスを与えることができるように開放さ
れている。この特徴によって、再循環フィルター媒体89を通る空気の通過に対
する抵抗は、室86にかなりの容積の吸着剤媒体を維持しながら低く抑えられて
いる。
【0051】 本硬質多機能フィルターは図8b及び8cに示すような選択的拡散チューブを
含むことができる。図8cを参照すると、硬質フレーム84のベース100が拡
散チューブ104を含む。拡散チューブは図に示すようにベースの内面または外
面に形成することができ、この場合本チューブは形成された拡散チューブを含む
面に適用された一面または両面接着剤(示されず)を使用してシールすることが
できる。拡散チューブ104が底面100の外面に在る場合、接着材の孔はディ
スクドライブ88の通気孔110から拡散チューブ104への入り口108と一
直線に並べられる(図8b)。入り口106は吸着剤含有室86への空気の通過
を可能にする。拡散チューブがベースの内面に在る実施態様においては、接着材
は拡散チューブから吸着剤室への入り口と一直線に並ぶ孔が与えられる。これに
代るものとして、拡散チューブは、例えば挿入成形のような方法を使用して硬質
の構造体を形成することにより、フィルターの中に封じ込めることもできる。こ
の場合には接着材はチューブの側面を閉じるために必要ではなく、入り口丈けが
吸着剤室に対して開放されており、また拡散チューブへの入り口のみが硬質フィ
ルターの外面に曝される。
【0052】 本発明の新奇な硬質多機能フィルターは更に選択的なガスケットを含むことが
でき、これは他の機能の中でもフィルターをディスクドライブ閉鎖容器にシール
し、かくして通気孔110に入る未濾過の空気がディスクドライブ閉鎖容器88
に漏れ入るのを防止する。図8a、8b、及び8cに描画したように、フィルタ
ー82はベースの周に取付けられたガスケット112を含み、閉鎖容器88(図
8b)のベースプレート114に対するシールを形成する。これに代るものとし
て、両面接着材を使用して装置82をベースプレートに接着することもできる。
ガスケット112は接着剤または図に示されていない他の適当な手段を用いてベ
ース100に添付された弾力性のある材料である。通気孔110はガスケットの
内周内の任意の場所に置かれ、ディスクドライブへのフィルターの集成を容易に
する。
【0053】 図8bはまた閉鎖容器88の蓋116を示し、これはスクリュー、接着剤、ま
たは任意の他の手段(図示されず)によってベースプレート114にしっかり取
付けられる。蓋116はタブ118を有して描画され、このタブはフィルター8
2の硬質構造内の窪み120と噛み合い、フィルターを閉鎖容器88内に配置す
るのを助ける。タブ118の挿入のための窪み120を持ったこの構造はまた、
ベースプレート114とガスケット112の間のシールを改良する目的でフィル
ター82に圧力を働かせることを可能にする。
【0054】 図9は図8a−8cのフィルターと同様なこれに代る構造を示し、多機能フィ
ルターをディスクドライブ閉鎖容器内に取付けるための取付けメカニズムが、装
置を閉鎖容器に容易に挿入可能である「落し込み」部品部体を与えるものである
点が異なる。フィルター要素124は支持延長部130を有するフレーム構成要
素126を含み、これはディスクドライブの蓋116中の凹み132にフィット
する。この取付けメカニズムは、蓋116がベースプレート114に固定された
後にフィルターを閉鎖容器88に取付けることができるという組立て時の選択を
可能にする。接着ラベルまたはテープシール128がフィルター124をディス
クドライブ88に接着する。支持延長部130は蓋116の凹み132と噛み合
い、シール128の適用が可能な均一な上部表面を提供する。
【0055】 本明細書中で先に述べたように、吸着剤は微粒子、粒状、ビーズ状、または他
の細かく分割された形状に加えて、固形体またはシートのような他の形態のもの
を単独または分割した形態との組合せで本発明に使用可能である。例えば、図に
示した実施態様において、活性炭の紙または布帛のようなシート様の形態の吸着
剤、または吸着剤充填複合体が、単独または細かく分割された吸着剤と共に、吸
着剤含有室に容易に挿入することができる。固形体またはシート状の吸着剤のも
う一つの有利な点は、空気が吸着剤を通る通路に都合のよい形状および配向を達
成することができることである。図10aは一つのこのような適した固形体吸着
剤152を示し、これは一時成形、二次成形、押出し、または同様なものを含む
工程を使用して得ることができる。図示の吸着剤152は略円筒形の開放された
中央の通路153、及び中央の通路153から放射状に突出し吸着剤152の長
さに沿って長さ方向に延びる複数の波またはひれ155を有する。再循環空気が
吸着剤に沿って長さ方向に流れるように、吸着剤152が硬質多機能フィルター
内で配向される時、空気が吸着剤を通り且つその周りを流れるための低い抵抗の
通路が与えられ、一方吸着剤の大きな表面積がなお流れに曝される。空気流に対
して低い抵抗を与える吸着剤のもう一つの形態が図10bに示されており、ここ
では吸着剤のシート157はシートの長さに沿って長さ方向に延びる折り目15
9を含む。吸着剤157が硬質の多機能フィルター内で配向させられ、その結果
再循環空気が吸着剤に沿って長さ方向に流れる時、空気が吸着剤157に沿って
流れる低い抵抗の通路が与えられ、一方でなお吸着剤の大きな表面積が流れに曝
される。吸着剤の他の変形は、図示されないが、空気流の方向に沿った長さ方向
の軸を持つように配向され円柱状に巻かれた吸着剤のシートである。巻かれた円
柱体の相隣る層の間の分離は、突起または波のようなシート上の細かい表面部体
によって促進される。 試験方法 硬質多機能フィルターの改装ドライブへの集成 図1及び2a−2cに図解した構成を有する実施例の多機能フィルターが、図
3及び4に概略示された市販の3.5インチのフォームファクターディスクドラ
イブ(カリフォルニア州、ミルピタスのマクスター社のモデル90845D4)
を改装したものを使用して、吸着及び微粒子濾過の性能に対して試験された。モ
ーターを除く全てのドライブの構成要素が、多機能フィルターの取り込みのため
のドライブの改装に先立って除去された。改装は、再循環フィルターのためにド
ライブ中の現存の支持構造体を破砕し、ベースプレートに1/16インチの直径
の通気孔をあけ、且つ性能試験中汚染物質の導入及び内部のドライブ雰囲気のサ
ンプル採取を可能とするため、ドライブの蓋に2個の追加の孔をあけることから
成るものであった。蓋の孔の夫々はステンレススチールの部品(メリーランド州
、ボルチモアのボルチモアバルブアンドフィッティング社のパートナンバーSS
−200−7−4)で覆い、本部品は孔に中心を合わせ2成分エポキシを用いて
接着シールした。通気孔及びディスクに関して装置の整列及び配置を容易にする
ため、ドライブのベースプレートにスロットをまた機械加工した。スロットの寸
法は幅14.5mm、高さ1.2mm、深さ1.2mmで、図2cに示すように
多機能フィルターの底面を横切って延長するタブを収容するように設計された。
【0056】 実施例で作られたフィルターはディスクが上から見て時計と反対方向に回転す
るドライブ中で作動するように設計されたので、モーターの方向は反対にされた
。これはプリント回路基盤とモーターとを接続するベースプレートの下側の4本
の電気リードの中の2本の位置を交換することによって行なわれた。加えて可と
う回路上に置かれていたボイスコイルモーター(VCM)に対する電気接続を、
全試験中E−ブロックを固定位置に保持するため切断した。ドライブは変更中に
生じた全てのオイルや微粒子を取り除くため、イソプロパノール及び清浄な加圧
空気を用いて浄化した。試験中のヘッドの衝突の可能性を除くため、ドライブへ
の再集成に先立って、ヘッド懸垂集成装置をE−ブロックから除去した。
【0057】 ドライブの改装に続いて実施例の硬質多機能フィルターがベースプレートに取
付けられた。フィルターの底面の接着材を覆っていた保護用裏付け材が取り外さ
れた。適正な整列を達成するための補助としてのベースプレート中の機械加工さ
れたスロットを用いて、ドライブ中の新しくあけた通気孔の上に置かれた底面接
着材中の孔を有するベースプレートにフィルターをしっかりと圧し付けた。次に
もとのスペーサーリングと締め付けリングを用いてディスクをモーターのハブに
締め戻し、関連したE−ブロック、VCM、及び可とう回路要素を含め、アクチ
ュエーター集成装置がドライブに再集成された。 ディスクドライブ通気孔フィルター試験 この試験は、ドライブが粒子を沢山含んだ環境内に置かれ、空気を強制的にド
ライブ中に吸引した時、ディスクドライブ内の粒子濃度を減少させる通気孔フィ
ルターの効果を測定するために設計されている。通気孔フィルターの性能は、濾
過効率によって定量化されるが、これはドライブの外部と内部の環境間の粒子濃
度の百分率減少である。
【0058】 実施例のフィルターは改装ディスクドライブ中で試験し、ドライブ中に前にあ
った通気孔は、金属処理したテープで覆われた。蓋をしっかりとベースプレート
に取付け、全ての偶有的な漏れをシールするために、ドライブの周に沿ってのみ
ならず、蓋のスクリューの孔の上にもテープを取付けた。同一モデルで同様にヘ
ッド懸垂集成装置を取り除いた対照となるドライブは、エレクトレット再循環フ
ィルターを含んでいたが通気孔フィルターを有していなかった。前からあったベ
ースプレートの通気孔は、対照となるドライブでは覆わずに残し、シールが不完
全なドライブの模擬とした。
【0059】 図11aに概略図解したように、ディスクドライブ160はステンレススチー
ルの箱162の中に置かれた。蓋に在る2個の出入り口の中の1個(ディスクの
回転の方向をベースとしてフィルターの上流に在ったもの)は、部品を通しての
空気流を防ぐために蓋をした。下流側の出入り口164は外形1/8インチの柔
軟なチューブを用いて金属箱162の壁に在る出入り口に接続され、これは箱の
外側でチューブを介してレーザーパーティクルカウンター(LPC)166(コロ
ラド州、ボウルダーのパーティクルメジャリングシステムズ社のモデルLAS−
X)に接続された。ドライブ160からLPC166を通るサンプルの流速は流
量計とバルブ168を用いて1cc/秒に維持され、LPC166を通るシース
フローは40cc/秒に維持された。金属箱162の壁に在る第二の出入り口は
、箱の内部に開放する1/4インチの内径で長さ6インチの柔軟なチューブに接続
された。箱の中の雰囲気のサンプルを採取するための導管もまたLPC166に
接続された。箱からLPCに通じる2本の導管はバルブ170を通過する或る長
さの柔軟なチューブに夫々接続され、本バルブはコンピューター172によって
電子的に制御され、一方の導管の閉鎖と他方の導管の開放を同時に行なった。2
本の導管は選択バルブ170を出たところでY字型に接合し、LPC166が一
度に一方の導管のサンプルを採取できるようになる。金属箱162の壁に在る第
三の出入り口は、エアロゾルを箱の内部の環境中に導入するために使用された。
エアロゾルの流れは出入り口の部品を貫通し、次いで二つの流れに分けられ、そ
の各々は別々のチューブを通って流れ、3個のガス分散チューブ(イリノイ州、
バーノンヒルズのコールパーマーインストルメント社のパートナンバーPー06
614−25)を通って箱に入った。エアロゾルは、0.1ミクロン及び0.3
ミクロンの直径のポリスチレンラテックス(PSL)球(カリフォルニア州、パ
ロアルトのデュークサイエンティフィック社のカタログナンバー5010A及び
5030A)の水懸濁液から成り、金属箱162からサンプル採取したとき、0
.1ミクロン粒子の0.3ミクロン粒子に対する比が約5:1であった。エアロ
ゾルは39psi(2.7×105Pa)の制御(制御器176)圧で濾過圧縮
した空気174を懸濁液を含む噴霧器178を通し、これを更に2psi(1.
38×104Pa)に制御された空気180と混合することによって発生させら
れた。エアロゾルは次に乾燥チューブ182を通過させ小滴から水を蒸発させ、
分離した粒子から主に成る流れを作った。乾燥したエアロゾルの流れは手動バル
ブ184によって制御され、流れの一部は大気186に出し、次いでコンピュー
ター制御された電気開閉弁188を通した。電力190は金属箱162の壁を貫
通する第四の出入り口を通る電気接続によって供給され、この出入り口は箱16
2からの何らかの加圧を大気192に出すためしっかりとはシールされなかった
【0060】 ドライブ160を箱162の中に設置し、電力及び空気サンプル採取のための
接続を行なった後、ガスケット付の蓋を箱162の頂部にしっかりと締め付けた
。通気孔試験はドライブのモーターが止まっている場合と動いている場合の両方
について行なった。モーターが動いている試験の場合には、箱162をシールす
る前にモーター機能が適正であることを試験し、次いで試験中電流計を使用して
電力線を通る電流を測定し、モーター機能が適正であることを確証した。
【0061】 通気孔試験は次のようにして行なわれた。即ち、試験の初めにエアロゾルの流
れを通し、試験中ずっとそのままにした。最初に箱に120秒間粒子を入れた。
次いで箱は粒子数を安定させるために180秒間サンプル採取を行なったが、こ
の間データは記録されなかった。次いで箱からの0.1ミクロン及び0.3ミクロン
の粒子の数が数えられ、5秒毎に100秒間記録された。次にドライブを180
秒間安定させ、次いで5秒毎に100秒間サンプル採取を行なった。箱とドライ
ブは同じ方法で二つの追加のサイクルに対して測定を行ない、夫々のサイクルは
180秒間計数の安定化をさせ、100秒間箱とドライブのサンプル採取を行な
った。金属箱からサンプル採取されたエアロゾル粒子の代表的な水準は、0.1
ミクロン粒子に対しては5秒間隔当り11500から18000の間であり、0
.3ミクロン粒子に対しては5秒間隔当り2200から3700の間であった。
【0062】 データは3回のサイクルの各々に対する箱及びドライブの平均の計数値を得る
ことによって解析された。各サイクルの濾過効率は次の方程式を用いて計算され
た。
【0063】 %濾過効率={[平均値(箱)−平均値(ドライブ)]/平均値(箱)}*100
% 3個の濾過効率の値は次いで一緒に平均され、全体の通気孔フィルターの濾過効
率が得られた。この解析は0.1ミクロン及び0.3ミクロンの粒子に対して別
々に行なわれた。 ディスクドライブ再循環フィルター試験 この試験は、ドライブに粒子が入れられた最初の状態から、ディスクドライブ
内の粒子濃度を減少させる再循環フィルターの効果を測定するように設計されて
いる。再循環フィルターの性能は浄化時間によって計量されるが、これは最初の
値の一定の百分率に粒子数を減少させるのに要する時間である。
【0064】 再循環フィルターの機能の効果を試験するため、多機能フィルターは図11b
に概略図解したように、改装したディスクドライブ160の中で試験された。ド
ライブ中の現存の通気孔は覆わずに残され、ドライブからの何らかの加圧空気を
逃がす手段192を提供し、且つドライブ環境のサンプル採取が行なわれる間、
空気を故意にドライブ中に導入することなく、空気がドライブに入ることができ
るようにした。蓋は確実にベースプレートに締め付けられた。0.1ミクロンと
0.3ミクロン粒子のエアロゾルの混合物を供給するチューブが、ディスクの回
転方向をベースにフィルターの上流194に当るドライブの蓋の出入り口に接続
された。ドライブの内部の雰囲気のサンプル採取のための第二のチューブが、レ
ーザーパーティクルカウンター166(LPC)を、、フィルターの下流に当る
ドライブの蓋の出入り口164に接続した。ドライブからカウンター166を通
過するサンプルの流速は1cc/秒に維持され、LPC166を通るシースフロ
ーは40cc/秒に維持された。0.1ミクロン及び0.3ミクロンの粒子のカ
ウント数がLPC166によって1秒当り1回得られ、後の解析のためにコンピ
ューター172のディスクドライブに貯えられた。極めて低い周りの粒子濃度の
制御された試験環境を維持するため、空気取り入れ口にHEPAフィルターを備
えた層流フードの中に置かれたドライブ160について試験を行なった。試験さ
れた対照のドライブは、同じモデルで同様に懸垂集成装置が取り除かれ、且つ再
循環フィルターを有していなかった。
【0065】 再循環フィルター試験は次の順序で構成された。即ち、ドライブ160を入力
し、清浄な空気がドライブを通過する状態で、0.1ミクロン及び0.3ミクロ
ンの粒子のカウント数が、低い背景となるカウント数が得られる迄、即ち一般に
0.3ミクロン粒子では毎秒3カウントより少なく、また0.1ミクロン粒子で
は毎秒10カウントより少ないカウントが得られる迄、これら粒子のカウント数
が測定された。その時内部の環境に粒子を入れるためエアロゾルをドライブ16
0中に流入した。完全に流入して安定となった時、0.1ミクロン粒子のカウン
ト数は一般に毎秒10000から20000の間であり、0.3ミクロン粒子の
カウント数は一般に毎秒3000から6500の間であった。この時点でドライ
ブ160中へのエアロゾルの流入は停止されたが、内部のドライブ雰囲気のサン
プル採取は、蓋またはベースプレートの何らかの洩れのみならず、ベースプレー
ト中の開放された通気孔を通って入ってきたドライブの空気を抜き取ることによ
って継続された。0.1ミクロン及び0.3ミクロンの粒子の濃度は、ドライブ
やフィルターを通る空気の再循環、ドライブ内部の表面への粒子の押し当て、並
びに粒子を含んだ空気と通気孔を通して引き入れられた清浄な空気との徐々の交
換によって、時間と共に低下するのが観察された。ドライブ160の測定は、粒
子のカウント数がドライブにエアロゾルを入れる前に観察された最初の背景の値
に低下する迄続けられた。
【0066】 データ記録は、浄化時間として定義された、0.1ミクロン及び0.3ミクロ
ンの粒子のカウント数がドライブに粒子を十分に入れた時の値の0.1%に低下
するのに要する時間を測定することによって解析された。再現性をチェックし背
景のカウント数のノイズによる誤差を除去するため、3回の個々の試験を行なっ
た。3回の試験結果は平均され、0.1ミクロン及び0.3ミクロン粒子に対す
る平均の浄化時間が得られた。 ディスクドライブ吸着試験 これらの試験は、ディスクドライブ内の揮発性有機汚染物質であるトルエン濃
度を、ドライブ中に流入する入り口の流れの中のトルエン濃度に対して減少させ
る多機能フィルターの効果を測定するように設計されている。多機能フィルター
の性能は、ドライブの蒸気空間中に検出されるトルエン濃度の、入り口での濃度
に対する百分率を計算することによって定量化される。
【0067】 装置は図12に示すように改装されたディスクドライブ160中で試験した。
ドライブの蓋に作られた2個の出入り口に加えて第三の出入り口を作るために、
1/16インチの外径の硬質TEFLON(登録商標)チューブ(イリノイ州、
バーノンヒルズのコールパーマーインストルメント社から入手)が,ベースプレ
ート底面を通って外側から通気孔に挿入された。このチューブの通気孔への透入
は、チューブの端がベースプレートの内面の下に残るように制限された。チュー
ブとベースプレートの間の外側の接合個所の周りに2成分エポキシを用いて気密
なシールを作った。ドライブ160のこれらの更なる改装に続いて、実施例のフ
ィルターが、底面の接着材の孔が装置の試験のために特別に作られた通気孔の上
に配置されるように、前述の如くベースプレートに取付けられた。ドライブ中に
前からあった通気孔は金属処理されたテープで覆われた。次いで残りの構成要素
がドライブ中で再集成された。ドライブは再シールされ、接着テープを用いて顕
著な空気洩れの可能性のある全通路をシールした。同一モデルで吸着剤を含まな
い対照のドライブも試験された。
【0068】 ドライブモーターは全試験中連続的に回転していた。ディスクドライブ160
は清浄な乾燥空気で浄化し、最初のトルエン濃度が0ppmであることを確証でき
るようにした。ドライブ中への3個の出入り口の1個にはキャップをかぶせた。
清浄な乾燥空気196は圧力制御器198及びマスフローコントローラー200
を通過し、40ml/分の一定の容積流速の空気流となってドライブ160の2
個の他の出入り口の1個に流入した。残りの出入り口は何らかの流れの損失を測
定するために流量計に接続された。流量計に入る出側の流れは入り側の流れの少
なくとも95%であることが測定され、従って本ドライブは試験のために十分に
シールされていると考えられた。
【0069】 多機能フィルターの吸着通気孔機能を試験するために、100ppmのトルエ
ンを含む窒素202が圧力制御器204及びマスフローコントローラー206を
通過し、清浄な乾燥空気と混合して25ppmのトルエンを含む室温の空気流が
作られた。このトルエンの流れは、通気孔に接着されたチューブを通って40m
l/分の容積流速で直接その部分に流入した。蓋の2個の出入り口の1個はキャ
ップで閉じた。硬質のTEFLON(登録商標)チューブを用いて、蓋の第二の
出入り口をサンプル採取用バルブ208経由で火炎イオン化検出器(FID)2
10に接続し、ドライブの中のトルエン濃度を測定した。データ記録はパーソナ
ルコンピューター212に集められ、試験中サンプル採取した濃度と25ppm
の入り口呼称濃度の比から百分率を計算することによって解析された。
【0070】 フィルターの吸着再循環機能を試験するため、キャップを用いて装置が置かれ
ている通気孔に入るチューブをシールした。ドライブ160中の前からあった通
気孔は金属処理したテープでシールしたままとした。次いで25ppmのトルエ
ンを含む室温の清浄な乾燥空気流を、試験サンプルの上流に当る蓋の出入り口を
通して40ml/分の容積流速でドライブ160中に流入させた。蓋の第二の出
入り口を硬質のTEFLON(登録商標)チューブでFID210に接続し、ド
ライブ内部のトルエン濃度を測定した。試験中サンプル採取された濃度と25p
pmの呼称入り口濃度との比から百分率を計算してデータ解析を行なった。 受動吸着試験 本試験は静的条件下、即ち、顕著な対流による気体の流れの無い、気体と蒸気
との一定濃度下の吸着で、吸着剤フィルターによる揮発性有機汚染物質であるト
ルエンの最初の吸着を測定するように設計されている。吸着剤フィルターの性能
は、吸着速度、即ち、単位時間当りの吸着剤フィルターの重量増加の平均によっ
て定量化される。
【0071】 受動吸着を測定するため、実施例の硬質の多機能フィルターは底面全体を覆う
プラスチックの小さいシートに接着され、拡散チューブへの入り口が完全にシー
ルされた。プラスチックシートの一部にフィルターの下から突き出る小さな孔が
打ち抜かれてあり、これは図13に示すように微量天秤214に取付けられたフ
ックからフィルターを吊り下げるために使用された。硝子の試料室216が試料
218の周りでシールされた。一定温度の水槽220からの水を、システムが変
動の無い摂氏25度の温度に到達する迄、試料室216を取り巻くジャケットを
通して循環した。次いで微量天秤214が一定重量を記録し試料218からの湿
気の除去を示す迄、室216に清浄な乾燥空気222を流した。
【0072】 蒸気吸着工程を開始のため微量天秤214の風袋を測定し、トルエン224と
空気222の混合物を流量制御器226を通過させ、室216に下から入って上
部のベント228を通って外に出るように流入させた。トルエン流の流速は毎分
1リットルで濃度は容積で25ppmであった。この容積流速と試料室216の
断面積をベースとして、流れの線速度は約0.9mm/秒と計算された。この流
れの線速度は、吸着速度に影響を与える可能性がある本装置を貫通する対流を防
ぐのに十分低いものであるとの前提の基に選ばれた。本装置の重量は数時間測定
され、コンピューターをベースとしたデータ取得システム230を用いて記録さ
れた。データ記録は時間対本装置の重量データによって、線形回帰を行なうこと
によって解析された。得られた傾斜が、ディスクドライブの内部と直接流体交流
のあるフィルターの開口を通しての受動吸着速度の値を与える。 フレージャー数空気透過度試験 空気透過度は試験サンプルを直径5.5インチ(面積23.76平方インチ)
の円形のガスケット付フランジ取付け具で締め付けて測定した。サンプル取付け
具の上流側が乾燥加圧空気源と線状になっている流量計と接続された。サンプル
取付け具の下流側は大気に開放された。
【0073】 試験はサンプルの上流側に水柱0.5インチの空気圧を加え、導管内の流量計
(ボール浮遊型ロタメーター)を貫通して通過する空気の流速を記録することに
よって行なわれた。
【0074】 結果は、水柱0.5インチの加圧下でのサンプルの1平方フィート当り毎分の
立方フィートの単位を有するフレージャー数によって報告される。 破裂強度―ボール破裂試験 本試験方法及び関連したサンプル取付け装置は、チャチロンテストスタンドと
共に使用のため、ダブリューエルゴアアンドアソシエーツ社によって開発された
。本試験は、布帛(織布、ニット、不織布等)、多孔質または非多孔質のプラス
チックフイルム、膜、シート等、並びにそれらの積層体、及び他の平面状の物質
のような材料の破裂強度の機械的測定である。
【0075】 試料はぴんと張るが引き伸ばさないで環状の締め付けプレート(内径3インチ
)の間に取り付ける。1インチの直径の球の形をした磨かれたスチールの先端を
有する金属の棒によって、試料の中心に対してZ方向に(X―Yの平面方向に対
して直角に)負荷を与える。棒は他端でチャチロン材料テストスタンド、モデル
No.TCD−200に取付けられた適当なチャチロンフォースゲージに接続さ
れる。負荷は試料の破損が生じる迄毎分10インチの割合で加えられる。破損(
裂け、破裂等)は締め具で締められた面積内の任意の場所で起り得る。結果は破
損前に加えられた力の最大値として報告される。
【0076】 試験は周囲の内部温度及び湿度条件下で行なわれ、一般に華氏70−72度、
相対湿度45−55%である。試験される材料は、試験前に特別の温度及び湿度
条件で調湿はしない。 粒子濾過効率 膜の濾過効率試験は、ジオクチルフタレートのエアロゾルを使用して、TSI
CertiTest(登録商標)モデル8160自動フィルター試験機(ミネソ
タ州、セントポールのTSI社)で、CertiTest(登録商標)モデル8
160自動フィルター試験機運転及びサービスマニュアルに詳記された手順に沿
って行なわれた。サンプルの試験面積は77.8平方センチメートルで面速度は
毎秒5.32センチメートルであった。
【0077】 次の実施例は本発明がどのようにして作られ且つ使用され得るかを説明するが
、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。 実施例 微粒子再循環フィルター、微粒子通気孔フィルター、拡散チューブ、及び再循
環並びに通気孔フィルターと共同して受動及び能動の両方の方式で作用する吸着
剤、の全ての機能を組合せた装置が作られ試験された。
【0078】 3.5インチのフォームファクターディスクドライブ(カリフォルニア州、ミ
ルピタスのマクスター社のモデルナンバー90845D4)中で使用するように
設計された、図1及び図2a−2cに描画した装置が、硬質のプラスチックフレ
ームを中心に組み立てられた。このフレームは、コネチカット州、シェルトンの
マックプロトタイプ社から入手し、ここでCIBATOOL(登録商標)光硬化
性樹脂(カリフォルニア州、ロサンゼルスのチバスペシャルティケミカルズ社)
からステレオリソグラフィによって作られたものである。
【0079】 図2bの側面図で右に面して示されたフレームの前面は、14.0mmの幅及
び12.0mmの高さの全体の寸法を有する矩形であった。この面はフレームの
全体の幅を横切って伸びる三つの主な領域に分けられ、これらは第一に高さ5.
0mmの上部開口、第二に高さ6.0mmの下部開口、なおこれらの寸法は開口
と周りのプラスチックフレームの高さを含む、及び第三に1.0mmの高さの底
辺に沿うタブまたは隆起部である。プラスチックフレームは図2bの側面図に示
したように前部及び後部の開口の全周に沿って0.3mmの深さの隆起を有して
いた。前部の開口はまた図2bに示されるように室への入り口を提供し、前面に
垂直に測って10.0mmの深さに伸びていた。下から見ると図2cにあるよう
に室の形は平行四辺形で、その側面はフレームの前面及び後面と45度の角度を
なした。前面の底部に沿うタブは深さ1.0mmで、装置がドライブ中に取付け
られた時、装置の整列を改良し移動を制限するためドライブのベースプレートの
凹んだスロットと噛み合うように設計された。プラスチックフレームの底面は全
体の長さ28.6mm、深さ0.8mm、幅0.8mmの曲線の凹みを有し、ド
ライブのベースプレートの内面に噛み合う時拡散チューブを形成した。
【0080】 内面は室の前部と後部の両方の開口から内側に彎曲し、これらの開口に関して
室への中途に僅かな狭窄を形成した。前部及び後部の開口は54.2平方mmの
実際の面積を有していたが、室の中央の頚部の実際の断面積は32.8平方mm
で約40%の断面積の減少を示した。拡散チューブの端部から室内への通路は底
面を貫通する0.8mmの直径の円形の孔から成るものであった。この孔は前部
及び後部の開口の間の中間に、従って最小断面積の線の辺りに配置された。
【0081】 本装置の組み立ては、数個の接着材及びフィルター媒体の層のプラスチックフ
レームへの取付け並びに吸着剤の取り込みを介して進められた。これらのステッ
プの第一は、1枚の両面の感圧接着剤(PSA)テープを貫通する直径1/8イ
ンチの円形の孔を打ち抜くことから成るものであった。本テープは0.001イ
ンチ(0.025mm)の厚さの1層の永久高温低ガス発生アクリル系PSAに
よって各側面が覆われた0.002インチ(0.05mm)の厚さのポリエステ
ルフイルム担体から成るものであり、接着剤の各々は取り除き可能のポリエステ
ル裏付け材によって覆われていた。孔を封じる、その孔よりもほんの僅かに大き
い平行四辺形の形のこの接着材の切片を、片刃のかみそりを用いて切って作った
。次いで裏付け材層の一つを取り除き、その接着材を、ブランカ等の米国特許第
5814405号に教示の方法によって作られた延伸膨張ポリテトラフルオロエ
チレン(ePTFE)膜から成る1層の微多孔質濾過媒体で覆った。この膜は、
0.5インチの水柱に相当する空気圧でサンプルの単位平方フィート当り毎分2
9立方フィートのフレージャー数、6ポンドのボール破裂強度、及び0.000
8インチの厚さの特性を有し、空気流に対して透過性があった。過剰の膜をかみ
そりの刃を用いて接着材の縁に沿って切り落した。もう一方の裏付け材を接着材
の下側から取り除き、膜を含む接着材の切片を、露出した接着材の層が室の床と
接触し、ePTFE膜で覆われた接着材の孔が室の下面に在る孔を完全に取り囲
むように、プラスチックフレーム内の室の内側に配置した。適所に配置した後、
平滑で平らな物体を用いて、孔を取り巻く膜で覆われた接着材に下向きの圧を加
えて接着材の接着を更によくした。
【0082】 次のステップは、先のステップで使用したのと同じ1枚の接着材テープにプラ
スチックフレームの底の輪郭を軽くトレースし、片刃のかみそりを用いてトレー
スを行ない、次にトレースに従って接着材を切り進むことから成った。ドライブ
のベースプレートに在る通気孔から拡散チューブへの入り口に相当する隅に在る
、この接着材片を貫通して1/8インチの直径の円形の孔が打ち抜かれた。裏付
け材の1層を取り除き、接着材層に在る孔が拡散チューブへの入り口を完全に取
り囲み、接着材の他の部分はフレームの底面を完全に覆うように、接着材がプラ
スチックフレームの底面に取付けられた。過剰の接着材はかみそりを用いてフレ
ームの外縁に沿って切り取った。
【0083】 プラスチックフレームの前部の開口に濾過媒体を接着するための平滑な面を作
るために、400グリットの研磨布を用いてフレームの前面から突起を取り除い
た。シアノアクリレート接着剤(コネチカット州、ロックヒルのロクタイト社の
PRISM(登録商標)408)の薄い被覆が、フレームの前面の上部及び下部
の両方の開口の周に沿って加えられた。これらの開口上に、プラスチックフレー
ムと接触して膜、即ち、延伸膨張ポリプロピレンメッシュ(デラウエア州、ミド
ルタウンのアプライドエクストルージョンテクノロジー社のデルネットRC07
07−20P)に積層されたePTFE膜から成る積層体の第一のシートを置い
た。本膜はブランカ等の米国特許第5814405号に教示された方法に従って
製造されたもので、112のフレージャー数(水柱0.5インチの空気圧でサン
プルの1平方フィート当り毎分の立法フィート)、1.4ポンドのボール破裂強
度、0.0004インチの厚さ、及び5.32cm/秒の面速度での0.1ミク
ロンの直径の粒子に対する45.8%の濾過効率を有していた。本膜をデルネッ
トに溶融接着した後、この積層体は膜を上流に向けて配向した場合37のフレー
ジャー数を、デルネットを上流に向けて配向した場合47のフレージャー数を有
していた。本積層体を手袋をはめた指でフレームの縁に緩く圧し下げ、更に同じ
接着材の第二の細い線状のものを開口の縁に沿うポリプロピレンのスクリーン上
に適用してフレームに接着した。接着剤が乾燥し強い接着が形成された後、過剰
の積層体を片刃のかみそりを用いて開口の縁から切り取った。
【0084】 ポリプロピレンのスパンボンド支持材(比重15g/平方m)(イリノイ州、
イングルサイドのテクノスタット社のAll Felt)に接着されたエレクト
レット静電吸引性フィルター媒体(ポリプロピレンとモダクリルより成り比重が
30g/平方mのもの)の1層を切って、プラスチックフレームの室にフィット
させた。この切片を、支持材が開口部に接着されていたePTFE膜に隣接する
ように室の開放端に挿入した。充填前後のフレームの重量測定で得られた全重量
110mgの活性炭ビーズ(0.6mmの平均直径、1200平方m/gの比表
面積、及び0.57cc/gの空孔容積)で室を部分的に充填した。第一のもの
と同一の第二のエレクトレットフィルター媒体の1層を、支持材層が開放された
後部の開口の方に面するように室の開放端に挿入した。
【0085】 フレームの後部の開口の周に沿ってシアノアクリレート接着剤の薄い被覆を適
用した。さきに前部の開口を覆うのに使用したものと同じタイプの積層体の第二
のシートを、膜がプラスチックフレームと接触するようにこの開口部上に置いた
。本開口部の縁に沿うポリプロピレンのスクリーン上に同一接着剤の第二の細い
線状のものを適用することによって接着強度を改良させた。接着剤が乾いた時、
片刃のかみそりを使って過剰の積層体を開口部の縁から切り取った。更に積層体
がプラスチックフレームから外れる可能性を減らすため、最終のシアノアクリレ
ート接着剤の軽い被覆を、接着剤がフレームのプラスチックの縁を覆う面積を被
覆するのを抑制して、前面及び後面上の積層体の縁に適用した。 性能試験結果 本実施例の統合された多機能装置で、意図した各機能が働いていることを確証
するために試験を行なった。特に試験は、微粒子通気孔フィルター、微粒子再循
環フィルター、吸着剤通気孔フィルター、吸着剤再循環フィルター、及び受動吸
着剤フィルターとしての実施例の性能について行なった。拡散チューブは、ドラ
イブの内部及び外部の蒸気濃度の平衡を遅らせるその役割が当該技術分野で十分
に確立しており、本発明の設計は広い範囲の可能な寸法を有する拡散チューブの
一体化を可能にしているので、特別の試験は行なわなかった。 通気孔フィルター試験 本実施例の微粒子通気孔フィルターとしての効果を、ドライブが高濃度の粒子
を含む雰囲気に置かれている間、ドライブモーターが停止している時に1回、動
いている時に再度、ドライブの雰囲気をサンプル採取することによって評価した
。前者のモーター停止時の試験では、ドライブ中には再循環流が無いので、ドラ
イブ中の粒子計量数の減少は主として粒子のドライブや試料採取装置の面への衝
突のみならず通気孔フィルターによるものである。結果は、エレクトレット再循
環フィルターを有するが通気孔フィルターは無い対照のドライブについての結果
と共に、次の表に示す。
【0086】
【表1】
【0087】
【表2】
【0088】 本実施例の多機能フィルターの組み入れが内部のドライブ環境の浄化に対して実
質的利益をもたらすことは、粒子除去効率から明らかである。
【0089】 ドライブモーターが回転している場合の通気孔フィルター試験では、本試験と
対照のドライブの両方において、追加の粒子除去が再循環フィルターによっても
たらされる。それでも表のデータから判るように、対照のドライブでの再循環フ
ィルター丈けでは、本実施例の多機能フィルター装置によって達せられた全体の
浄化水準には及ばない。これは本実施例における微粒子通気孔フィルター及び再
循環フィルターの両方の有効な稼動を実証している。 再循環フィルター試験結果 本実施例における再循環フィルター機能の効果の更なる実証が、ドライブ中の
粒子計量数を最初の高い状態から減少するのに要する時間を直接測定することに
よって与えられる。この試験の結果が、再循環フィルターを持たない対照のドラ
イブに対して得られたデータと共に次の表に提示された。
【0090】
【表3】
【0091】 本実施例を含むドライブに対して測定された浄化時間は、対照ドライブに対する
浄化時間の半分より少なく、その再循環フィルター機能の効果が確証された。各
ドライブに対する試料採取のデータが図14にプロットされ、本実施例の多機能
フィルターを含むドライブに対する一層速やかな減少速度を明確に説明している
。 吸着剤通気孔フィルター試験結果 この実施例の多機能フィルター装置の吸着剤通気孔フィルターとしての性能が
、トルエンと空気の混合物を直接通気孔中に通し、ドライブ中のトルエン濃度を
測定することによって評価された。結果は図15に提示されているが、これはこ
の実施例の装置を持ったドライブが3時間半以上の試験継続中ずっと入り口濃度
の約2.5%の変動の無い低いトルエン濃度を維持していることを示している。
吸着剤の無い通気孔フィルターを含む対照ドライブの濃度は、1時間以内に入り
口濃度の100%に到達した。これらの結果はこの実施例の多機能フィルター装
置の吸着剤通気孔フィルターとしての効果を実証し、ドライブ中への揮発性汚染
物質の侵入を防止する。 吸着剤再循環フィルター試験結果 この実施例の多機能フィルター装置の吸着剤再循環フィルターとしての性能が
、トルエンと空気の混合物を蓋の上流の出入り口を通してドライブ中に送り、ド
ライブ中のトルエン濃度を測定することによって評価された。結果は図16に提
示され、これはこの実施例の装置を持ったドライブが約3時間の試験継続中ずっ
と入り口濃度の約24%の変動の無い低いトルエン濃度を維持することを示して
いる。吸着剤を全然含まなかった対照ドライブの濃度は、約半時間以内に入り口
濃度の100%に到達した。これらの結果はこの実施例の多機能フィルター装置
の吸着剤再循環フィルターとしての有効性を実証し、ドライブ中に勝手に入って
きた揮発性汚染物質の濃度を減少させる。 受動吸着試験結果 この実施例の多機能フィルター装置の受動吸着剤フィルターとしての性能が、
トルエンと空気の混合物をシールした室内に低い線流速で送り、時間に対する装
置の重量を測定することによって評価された。結果は図17に提示され、これは
この実施例の装置が約4時間の試験の継続中ずっと毎分約0.72マイクログラ
ムの略一定の重量増加を維持したことを示す。これらの結果はこの実施例の多機
能フィルター装置の受動吸着剤フィルターとしての有効性を実証し、フィルター
を通過する対流空気流が無視できる場合、環境から揮発性汚染物質を除去するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の作用は、次の図面と共に考慮するとき、次の説明から明らかとなる。
ここで
【図1】 本発明の硬質フィルターの一つの実施態様の分解組立図である。
【図2a】 図1の硬質フィルターの選択的上面透視図である。
【図2b】 図1の硬質フィルターの選択的側面透視図である。
【図2c】 図1の硬質フィルターの選択的底面透視図である。
【図3】 実施例1に記述のディスクドライブに搭載された硬質フィルターの概略の図解
である。
【図4】 図3のディスクドライブハウジングの硬質フィルター搭載用に構成された部分
の概略図である。
【図5】 本発明の硬質フィルター要素のもう一つの実施態様の側面透視図である。
【図6】 本発明の硬質フィルター要素の更なる実施態様の側面透視図である。
【図7a】 本発明の硬質フィルター要素の更に別の実施態様について内部の特徴を点線で
描画した側面透視図である。
【図7b】 本発明の硬質フィルター要素の更に別の実施態様について内部の特徴を点線で
描画した側面透視図である。
【図8a】 本発明の硬質フィルター要素のもう一つの実施態様の側面透視図である。
【図8b】 本発明の硬質フィルター要素のもう一つの実施態様の断面図である。
【図8c】 本発明の硬質フィルター要素のもう一つの実施態様の底面透視図である。
【図9】 ディスクドライブハウジング中に集成された本発明の硬質フィルターの別の実
施態様の側断面図である。
【図10a】 本発明の硬質フィルター中に一体化するのに適した吸着剤媒体の別の形態を示
す。
【図10b】 本発明の硬質フィルター中に一体化するのに適した吸着剤媒体の別の形態を示
す。
【図11a】 実施例の硬質フィルターの性能を試験するために使用された種々の試験装備の
概略を示す図である。
【図11b】 実施例の硬質フィルターの性能を試験するために使用された種々の試験装備の
概略を示す図である。
【図12】 実施例の硬質フィルターの性能を試験するために使用された種々の試験装備の
概略を示す図である。
【図13】 実施例の硬質フィルターの性能を試験するために使用された種々の試験装備の
概略を示す図である。
【図14】 実施例の硬質フィルター装置の試験性能を示すグラフである。
【図15】 実施例の硬質フィルター装置の試験性能を示すグラフである。
【図16】 実施例の硬質フィルター装置の試験性能を示すグラフである。
【図17】 実施例の硬質フィルター装置の試験性能を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI ,GB,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 マニヤッテ,ヤコブ アメリカ合衆国,メリーランド 21921, エルクトン,メドー クリーク レーン 203,アパートメント ディー Fターム(参考) 4D019 AA01 BA13 BB03 BB08 BC01 BC05 CB01 CB04

Claims (54)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 閉鎖容器から微粒子及び蒸気相汚染物質を除去するのに適合
    したフィルターであって、次のもの、即ち: 一つの開口を有する第一の端部、一つの開口を有する第二の端部、及び少なく
    とも一つの側面から成る硬質のフレームであって、その中に或る容積を限定する
    フレーム; 上記の硬質のフレームに隣接して伸びる一つの延長部であって、その中に少な
    くとも一つの開口を有する延長部; 第一の端部の開口を覆う少なくとも一つの第一のフィルター媒体、及び第二の
    端部の開口を覆う少なくとも一つの第二のフィルター媒体であって、これによっ
    て硬質のフレーム内に上記の容積を含み、一つの室を形成する前記のフィルター
    媒体; 室内に配置された少なくとも一つの吸着剤;及び 延長部内の少なくとも一つの開口を覆う少なくとも一つの第三のフィルター媒
    体; から成るフィルター。
  2. 【請求項2】 更に少なくとも一つの側面に一つの入り口孔を有する、請求
    項1に記載のフィルター。
  3. 【請求項3】 更に入り口孔を覆うフィルター媒体を有する、請求項2に記
    載のフィルター。
  4. 【請求項4】 更に前記の入り口孔上に調整された拡散チューブを有する、
    請求項2に記載のフィルター。
  5. 【請求項5】 前記の硬質のフレームが、ポリカーボネート、ポリプロピレ
    ン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮、
    アルミナ、硝子、及び強化エポキシ樹脂から成るグループから選ばれた、少なく
    とも一つの材料から成る、請求項1に記載のフィルター。
  6. 【請求項6】 前記の硬質のフレームがポリカーボネートから成る、請求項
    5に記載のフィルター。
  7. 【請求項7】 前記の少なくとも一つの側面が複数の側面から成る、請求項
    1に記載のフィルター。
  8. 【請求項8】 前記の少なくとも一つの側面が、少なくとも一つのフィルタ
    ー媒体によって覆われる一つの開口を有する、請求項1に記載のフィルター。
  9. 【請求項9】 前記の延長部が、第1端部及び第二端部の少なくとも一つに
    平行な平面に隣接して伸びる、請求項1に記載のフィルター。
  10. 【請求項10】 前記の第一のフィルター媒体、前記の第二のフィルター媒
    体、及び前記の第三のフィルター媒体が同じ性質を有する、請求項1に記載のフ
    ィルター。
  11. 【請求項11】 前記の第一のフィルター媒体、前記の第二のフィルター媒
    体、及び前記の第三のフィルター媒体が異なった性質を有する、請求項1に記載
    のフィルター。
  12. 【請求項12】 前記の少なくとも一つの吸着剤が、シリカゲル、活性炭、
    活性アルミナ、クレー、及びモレキュラーシーブから成るグループから選ばれた
    、少なくとも一つの材料から成る、請求項1に記載のフィルター。
  13. 【請求項13】 前記の少なくとも一つの吸着剤が、過マンガン酸カリウム
    、炭酸カリウム、沃化カリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸ナトリ
    ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、沃化ナトリウム、水酸化カルシウム
    、及び粉末銀から成るグループから選ばれた、少なくとも一つの材料から成る、
    請求項1に記載のフィルター。
  14. 【請求項14】 前記の少なくとも一つの第一のフィルター媒体が、少なく
    とも、紙、膜、不織布、スクリム、及び流延ポリマー膜から成るグループから選
    ばれた材料から成る、請求項1に記載のフィルター。
  15. 【請求項15】 前記の少なくとも一つの第一のフィルター媒体が、延伸膨
    張ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエス
    テルから成るグループから選ばれた、少なくとも一つの材料から成る、請求項1
    に記載のフィルター。
  16. 【請求項16】 前記の少なくとも一つの第一のフィルター媒体がエレクト
    レットフィルター媒体から成る、請求項1に記載のフィルター。
  17. 【請求項17】 前記の少なくとも一つの第二のフィルター媒体が、少なく
    とも、紙、膜、不織布、スクリム、及び流延ポリマー膜から成るグループから選
    ばれた材料から成る、請求項1に記載のフィルター。
  18. 【請求項18】 前記の少なくとも一つの第二のフィルター媒体が、延伸膨
    張ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエス
    テルから成るグループから選ばれた、少なくとも一つの材料から成る、請求項1
    に記載のフィルター。
  19. 【請求項19】 前記の少なくとも一つの第二のフィルター媒体がエレクト
    レットフィルター媒体から成る、請求項1に記載のフィルター。
  20. 【請求項20】 前記の少なくとも一つの第三のフィルター媒体が、少なく
    とも、紙、膜、不織布、スクリム、及び流延ポリマー膜から成るグループから選
    ばれた材料から成る、請求項1に記載のフィルター。
  21. 【請求項21】 前記の少なくとも一つの第三のフィルター媒体が、延伸膨
    張ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエス
    テルから成るグループから選ばれた、少なくとも一つの材料から成る、請求項1
    に記載のフィルター。
  22. 【請求項22】 前記の少なくとも一つの第三のフィルター媒体がエレクト
    レットフィルター媒体から成る、請求項1に記載のフィルター。
  23. 【請求項23】 前記の少なくとも一つのフィルター媒体が、少なくとも一
    つの、紙、膜、不織布、スクリム、及び流延ポリマー膜から成るグループから選
    ばれた材料から成る、請求項8に記載のフィルター。
  24. 【請求項24】 前記の少なくとも一つのフィルター媒体が、延伸膨張ポリ
    テトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエステルか
    ら成るグループから選ばれた、少なくとも一つの材料から成る、請求項8に記載
    のフィルター。
  25. 【請求項25】 前記の少なくとも一つのフィルター媒体がエレクトレット
    フィルター媒体から成る、請求項8に記載のフィルター。
  26. 【請求項26】 前記のフィルターが更に入り口を取り巻くガスケットから
    成る、請求項2に記載のフィルター。
  27. 【請求項27】 更に閉鎖容器をシールするために前記フィルターに取付け
    られたガスケットを有する、請求項1に記載のフィルター。
  28. 【請求項28】 前記の硬質のフレームが前記室内にベンチュリーを含む、
    請求項1に記載のフィルター。
  29. 【請求項29】 前記の硬質のフレームが、閉鎖容器内の空気流の向きを変
    更するのに適合したベーンを更に有する、請求項1に記載のフィルター。
  30. 【請求項30】 接着剤、適宜の場所で落し込む集成装置、適宜の場所でロ
    ックする集成装置、及び加圧でフィットするガスケット集成装置から成るグルー
    プより選ばれた、前記のフィルターを前記の閉鎖容器に取付けるための取付け手
    段を更に有する、請求項1に記載のフィルター。
  31. 【請求項31】 前記の入り口孔を取り囲む前記の閉鎖容器に、前記のフィ
    ルターを取付けるための接着剤を更に有する、請求項2に記載のフィルター。
  32. 【請求項32】 環境からの汚染物質を除去するのに適合したフィルターか
    ら成る物品であって、次のもの、即ち: 4個の側面、第一の開放端、及び第二の開放端を有する硬質のフレームであっ
    て、その中に或る容積を限定する硬質のフレーム; 第一の開放端及び第二の開放端の少なくとも一つに平行な面内で伸びる延長部
    であって、その中に一つの開口を有する延長部; 第一の開放端を覆う少なくとも一つの第一のフィルター媒体、及び第二の開放
    端を覆う少なくとも一つの第二のフィルター媒体であって、これによって硬質の
    フレーム内に前記の容積を閉じ込め、一つの室を形成する前記のフィルター媒体
    ; 前記室内に配置された少なくとも一つの吸着剤; 前記延長部内の開口を覆う少なくとも一つの第三のフィルター媒体;及び 4個の側面の一つに在る入り口であって、その上に配置された拡散チューブを
    有する入り口; から成り、 これによって、拡散チューブが閉鎖容器内の通気孔と一列になるように、フィ
    ルターが閉鎖容器内に配置される時、本フィルターが、前記環境内に入る空気か
    らの汚染物質及び閉鎖容器内に存在する汚染物質を除去することができる物品。
  33. 【請求項33】 閉鎖容器から微粒子及び蒸気相汚染物質を除去するのに適
    合したフィルターであって、次のもの、即ち: 実質的に平行四辺形の形態を有する硬質の三次元のフレームであって、夫々頂
    部の縁、底部の縁、及び2個の側部の縁を有する第一の開放端及び第二の開放端
    ;底面;夫々その中に開口を有する2個の側面;その中に開口を有し、前記の2
    個の側面を連結する頂面;及びその中に開口を有し、前記の硬質のフレームを二
    分し、第一の開口端の下部の縁から第二の開口端の上部の縁に伸びるフレーム部
    分から成る三次元フレーム; 第一の開放端を覆う少なくとも一つの第一のフィルター媒体、及び第二の開放
    端を覆う少なくとも一つの第二のフィルター媒体; 前記の二分するフレーム部分の開口を覆う少なくとも一つの第三のフィルター
    媒体、及び前記の二分するフレーム部分の下に室をつくるように、開放端の側部
    の縁を連結する側面の少なくとも一つの部分を覆う少なくとも一つの第四のフィ
    ルター媒体;及び 前記の室内に配置された少なくとも一つの吸着剤; から成るフィルター。
  34. 【請求項34】 更に底面に入り口孔を有する、請求項33に記載のフィル
    ター。
  35. 【請求項35】 更に前記の入り口孔をおおうフィルター媒体を有する、請
    求項33に記載のフィルター。
  36. 【請求項36】 更に前記の入り口孔に調整された拡散チューブを有する、
    請求項33に記載のフィルター。
  37. 【請求項37】 前記の硬質のフレームがポリカーボネートから成る、請求
    項33に記載のフィルター。
  38. 【請求項38】 前記の底面が、少なくとも一つのフィルター媒体によって
    覆われている開口を有する、請求項33に記載のフィルター。
  39. 【請求項39】 前記の第一のフィルター媒体、前記の第二のフィルター媒
    体、前記の第三のフィルター媒体、及び前期の第四のフィルター媒体が同一の性
    質を有する、請求項33に記載のフィルター。
  40. 【請求項40】 前記の第一のフィルター媒体、前記の第二のフィルター媒
    体、前記の第三のフィルター媒体、及び前記の第四のフィルター媒体が異なった
    性質を有する、請求項33に記載のフィルター。
  41. 【請求項41】 前記のフィルターが入り口を取り囲むガスケットを更に有
    する、請求項34に記載のフィルター。
  42. 【請求項42】 接着剤、適宜の場所で落し込む集成装置、適宜の場所でロ
    ックする集成装置、及び加圧でフィットするガスケット集成装置から成るグルー
    プより選ばれた、前記のフィルターを前記の閉鎖容器に取付けるための取付け手
    段を更に有する、請求項33に記載のフィルター。
  43. 【請求項43】 前記の入り口孔を取り囲む前記の閉鎖容器に、前記のフィ
    ルターを取付けるための接着剤を更に有する、請求項34に記載のフィルター。
  44. 【請求項44】 閉鎖容器から微粒子及び蒸気相汚染物質を除去するのに適
    合したフィルターであって、次のもの、即ち: 開口を有する第一の端部、開口を有する第二の端部、及び少なくとも一つの側
    面から成る硬質のフレームであって、その中に或る容積を限定するフレーム; 前記の硬質のフレームに隣接して伸びる延長部であって、その中に少なくとも
    一つの開口を有する延長部; 第一の端部の開口を覆う少なくとも一つの第一のフィルター媒体; 前記の容積の少なくとも一部分の中に配置された少なくとも一つの吸着剤; 吸着剤を覆い、吸着剤を前記の容積の少なくとも一部分の中に閉じ込める少な
    くとも一つの第二のフィルター媒体;及び 延長部の少なくとも一つの開口を覆う少なくとも一つの第三のフィルター媒体
    ; から成るフィルター。
  45. 【請求項45】 前記の硬質のフレームが、ポリカーボネート、ポリプロピ
    レン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮
    、アルミナ、硝子、及び強化エポキシ樹脂から成るグループから選ばれた、少な
    くとも一つの材料から成る、請求項44に記載のフィルター。
  46. 【請求項46】 前記の硬質のフレームがポリカーボネートから成る、請求
    項44に記載のフィルター。
  47. 【請求項47】 前記の第一のフィルター媒体、前記の第二のフィルター媒
    体、及び前記の第三のフィルター媒体が同一の性質を有する、請求項44に記載
    のフィルター。
  48. 【請求項48】 前記の第一のフィルター媒体、前記の第二のフィルター媒
    体、及び前記の第三のフィルター媒体が異なる性質を有する、請求項44に記載
    のフィルター。
  49. 【請求項49】 前記の少なくとも一つの吸着剤が、シリカゲル、活性炭、
    活性アルミナ、クレー、及びモレキュラーシーブから成るグループから選ばれた
    、少なくとも一つの材料から成る、請求項44に記載のフィルター。
  50. 【請求項50】 前記の少なくとも一つの吸着剤が、過マンガン酸カリウム
    、炭酸カリウム、沃化カリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸ナトリ
    ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、沃化ナトリウム、水酸化カルシウム
    、及び粉末銀から成るグループから選ばれた、少なくとも一つの材料から成る、
    請求項44に記載のフィルター。
  51. 【請求項51】 更にフィルターを通る空気の流れを変えるための少なくと
    も一つの手段を含む、請求項44に記載のフィルター。
  52. 【請求項52】 空気の流れを変えるための前記の手段が、前記の硬質フレ
    ーム上のベンチュリーから成る、請求項51に記載のフィルター。
  53. 【請求項53】 空気の流れを変えるための前記の手段が、前記の硬質フレ
    ーム上のベーンから成る、請求項51に記載のフィルター。
  54. 【請求項54】 空気の流れを変えるための前記の手段が、前記の硬質フレ
    ーム上の突起から成る、請求項51に記載のフィルター。
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