【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内外の圧力差及び空気の流入量を調整すると共に、空気中に含まれる塵埃の進入を防ぐことができ、さらに空気中に含まれる湿気や硫化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、シロキサン等の腐食成分を吸着除去するのに用いる呼吸フィルタに関するものであり、特に磁気ディスク装置等の記録装置用呼吸フィルタとして好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大型計算機やパーソナルコンピュータ等の記録装置である磁気ディスク装置にはその内外の圧力差や空気の流入量を調整する手段として呼吸フィルタが用いられている。
【０００３】
図６に一般的な磁気ディスク装置の概略断面図を示すように、ケーシング３１内に備える回転軸３２に複数枚の磁気ディスク基板３４が間隔を開けて取着してあり、上記磁気ディスク基板３４の回転によって磁気ヘッド３５が磁気ディスク基板３４上を浮上するようになっている。そして、上記磁気ヘッド３５を磁気ディスク基板３４上の所定位置まで移動させることにより、磁気ディスク基板３４上の情報を読み取ったり、情報を書き込んだりするようになっていた。
【０００４】
また、ケーシング３１には、温度低下によって磁気ディスク装置３０内で結露が発生することを防止するために微少な貫通口３６を形成してあり、この貫通口３６の下方には、呼吸フィルタ４０を設置するようになっていた。
【０００５】
そして、このような磁気ディスク装置３０に用いられる呼吸フィルタ４０には、内外の圧力差や空気流入量の調整とともに、空気中に含まれている塵埃、湿気、腐食成分などの侵入を阻止することが要求されている。
【０００６】
即ち、空気中の塵埃が侵入して磁気ヘッド３５と磁気ディスク基板３４との間に入り込むと、ヘッドクラッシュを誘発する原因となるからであり、また、空気中の腐食成分（例えば、硫化水素、窒素酸化ガス、酸性ガス等）や湿気が侵入すると、磁気ディスク装置３０内の部品が腐食し、その腐食粉が磁気ヘッド３５と磁気ディスク基板３４との間に入り込むと、ヘッドクラッシュを誘発する原因となるからである。
【０００７】
その為、このような問題を解決する呼吸フィルタ４０として、次のようなものが提案されている。
【０００８】
特許文献１には、図７（ａ）（ｂ）に示すように、樹脂ケース４１の凹部内に、空気中の湿度や腐食成分を吸着除去する吸着剤としての活性炭タブレット４２を内装し、上記凹部開口部を不織布からなる多孔質膜４３にて覆ってなり、樹脂ケース４１の上面から凹部底面の間には曲がりくねった空気流路４５を備え、樹脂ケース４１の上面における空気流路４５の開口部を空気導入口４４とした呼吸フィルタ４０が開示されている。
【０００９】
この呼吸フィルタ４０によれば、空気導入口４４から入った空気は、蛇行する空気流路４５によって流速が抑えられ、活性炭タブレット４２にて空気中に含まれている湿気や腐食成分を吸着除去した後、多孔質膜４３を通すことにより、空気中に含まれている塵埃を捕集するようになっていた。
【００１０】
また、特許文献２には、図８に示すように、磁気ディスク装置３０のケーシング３１に一体的に形成された呼吸フィルタ５０が開示されている。この構造によれば、空気導入口５１を備えたケーシング３１内の一部を仕切る空気排出口５２を備えた仕切板５３と、この仕切板５３とケーシング３１とで囲まれる空間をさらに三つの部屋に仕切る連通口５４、５６を備えた二枚の仕切板５５、５７とを有し、各部屋内には空気中の湿度を吸着除去する粒状吸着剤５８を充填してなり、上記空気排出口５２に多孔質膜５９を配置するようになっていた。
【００１１】
この呼吸フィルタ５０によれば、空気導入口５１から入った空気は、各部屋内の粒状吸着剤５８にて空気中に含まれている湿気や腐食成分を吸着除去するとともに、粒状吸着剤５８間の隙間で抵抗を受けながら通過することにより流速を抑え、さらに多孔質膜５９を通過させることにより、空気中に含まれている塵埃を捕集するようになっていた。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，８６３，４９９号公報
【特許文献２】特公平４−７９０７９号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に開示された呼吸フィルタ４０は、空気の流速を抑える部位と、空気中の湿気や腐食成分を吸着除去する部位とがそれぞれ独立して形成されており、また空気の流速を抑える空気流路４５は樹脂ケース４１の厚肉部４６内に形成してあることから、製作上及び強度上の問題から厚肉部４６の厚みを薄くすることができず、その結果、小型化することが難しいといった課題があった。
【００１３】
即ち、樹脂ケース４１の厚肉部４６内に図７（ｂ）に示すような空気流路４５を形成するには、少なくとも三枚の樹脂板４７、４８、４９を用意し、第二の樹脂板４８に空気流路４５を形成し、その上面に空気導入口４４を有する第一の樹脂板４７を貼り合わせ、かつ下面に凹部を有する第三の樹脂板４９を貼り合わせて形成するのであるが、樹脂板の強度を考慮すると２〜３ｍｍ程度の厚さが必要であり、活性炭タブレット４２の厚みも含めると呼吸フィルタ４０の高さを４ｍｍ以下とすることは難しいものであった。
【００１４】
その為、例えば、小型化が要求されている磁気ディスク装置３０には搭載することが難しく、また比較的大きな磁気ディスク装置３０においてもケーシング３１内のかなり広い領域を占めることになり、他の部品を搭載する際に設計的制約を受けるといった不都合があった。
【００１５】
一方、特許文献２に開示された呼吸フィルタ５０は、図７の呼吸フィルタ４０のような空気流路４５を有していないため、空気の流速を抑え、吸湿効率を高めるために、連通口５４，５６を有する仕切り板５５、５７にて仕切られた複数の部屋を用意する必要があり小型化することが難しく、また比較的大きな磁気ディスク装置３０に搭載する場合においても、ケーシング３１内のかなり広い領域を占めるため、他の部品を搭載する際に設計的制約を受けるといった課題があった。
【００１６】
しかも、流入する空気は３つの部屋内に充填された粒状吸着剤５８間を通過させなければならないため、圧力損失が高く、内外の圧力差の調整が難しいといった課題があった。
【００１７】
さらに、吸着剤５８の材料として用いられている活性炭等は比較的脆く、特許文献２に開示された呼吸フィルタ５０のように、粒状吸着剤５８を各部屋内に充填した構造であると、振動や大きな衝撃が与えられると、粒状吸着剤５８同士の衝突や擦れによって粒状吸着剤５８が破損したり、吸着剤から塵埃が発生したりして期待した性能が発揮できなくなるといった課題もあった。
【００１８】
また、特許文献１に開示された呼吸フィルタ４０や特許文献２に開示された呼吸フィルタ５０は、空気入口側が外部に開口しているため、空気中の塵埃が空気流路４５や連通口５４，５６に詰まると、内外の圧力差や空気流入量を調整することができなくなるとともに、空気中の湿気の吸湿効率や腐食成分の吸着効率が低下するといった恐れもあった。
そして、このような課題が磁気ディスク装置３０に用いられる呼吸フィルタ４０，５０に発生すると、湿気や腐食成分によって磁気ディスク装置３０を構成する部品が錆びたり、腐食してパーティクルを発生させるため、このパーティクルが磁気ディスク基板３４と磁気ヘッド３５との間に噛み込むと、磁気ヘッド３５や磁気ディスク基板３４上の磁性膜が傷付けられ、情報の記録や読み取りができなくなるといった課題があった。
【００１９】
【発明の目的】
本発明の目的は、小型で簡単な構造でありながら、従来と同等以上の吸湿特性、腐食成分の吸着特性を有し、内外の圧力差及び空気流量の調整を容易に行うことができる呼吸フィルタを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、請求項１に係る発明は、空気中の湿気や腐食成分を補集する吸着剤を結合材で固めた三次元網目構造を有する多孔質体の一主面に複数の空気導入孔を有するとともに、上記多孔質体の他の主面に上記空気導入孔と連通し、かつ空気導入孔より幅広の空気排出穴を有し、上記空気導入孔及び上記空気排出穴の開口部を上記多孔質体より孔径の小さな細孔を有する多孔質膜で覆うとともに、上記多孔質膜以外の多孔質体主面を緻密質の枠部材で包囲したことを特徴とする。
【００２１】
請求項２に係る発明は、上記吸着剤として、Ｘ線回折におけるカーボンの結晶相の第一主ピークが２２．０°〜２５．５°の範囲にある活性炭により形成するとともに、上記吸着剤の比表面積を１３００ｍ２／ｇ以上としたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に係る発明は、上記吸着剤として、活性炭を主体として、一部をシリカゲルＢ型で形成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項４に係る発明は、上記多孔質体の表面積を多孔質体の容積で除した値が０．６１以上となるようにしたことを特徴とする。
【００２４】
なお、本発明において多孔質体の表面積とは、多孔質体の外表面、空気導入孔の内表面及び空気排出穴の内表面の各面積の総和のことをいい、多孔質体の容積とは、空気導入孔及び空気排出穴を形成する前に多孔質体が占める容積のことを言う。
【００２５】
請求項５に係る発明は、上記空気排出穴に、活性炭及び／又はシリカゲルＢ型からなる第二の吸着剤を充填又は上記第二の吸着剤を結合剤で固めた三次元網目構造を有する多孔質体を配置するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
請求項６に係る発明は、空気導入孔に絞り部を設けたことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に係る発明は、上記空気導入孔に導入する空気の流量を２００ｃｃ／ｍｉｎとした時に圧力損失が１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏとなるようにしたことを特徴とする。
【００２８】
請求項８に係る発明は、上記多孔質体の一主面を覆った多孔質膜の全面積に対して、上記空気導入孔の全面積が０．０１３〜０．４７％の比率となるように設置したことを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３０】
図１（ａ）は本発明の呼吸フィルタの一例を示す断面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００３１】
この呼吸フィルタ１は、空気中の湿気や腐食成分を補集する粒状や繊維状をした吸着剤を結合材で固めた三次元網目構造を有する板状をした多孔質体３の一主面９ａに所定の間隔の開口部４ａを有する複数の空気導入孔４と、上記多孔質体３の他の主面９ｂの大部分に開口部５ａを有する一つの空気排出穴５を備え、空気排出穴５は各空気導入穴孔より幅広で各空気導入口４は空気排出穴５と連通するようになっている。
【００３２】
また、板状をした多孔質体３の一主面には、各空気導入孔４の開口部４ａ全てを覆うように、多孔質体３よりも孔径の小さな細孔を有する多孔質膜７を形成してあり、空気中に含まれている塵埃が多孔質体３内や空気導入孔４内に侵入するのを防ぐとともに、多孔質体３の他方の主面にも、空気排出穴５の開口部５ａを覆うように、多孔質体３よりも孔径の小さな細孔を有する多孔質膜８を形成してあり、多孔質体３内や空気排出穴５内に存在する塵埃が外部に排出されるのを防止するようになっている。
【００３３】
そして、これら多孔質膜７，８を除く多孔質体３の一主面外周部、側面及び他の主面には、緻密質の枠部材２によって包囲するように構成してある。
【００３４】
ここで、三次元網目構造を有する板状の多孔質体３とは、多孔質体３中に多数の気孔が分散して存在し、これらが網目状に連なり、多孔質体３のある表面（主面または側面）に存在する気孔が他の表面（主面または側面）に存在する気孔と連通した構造を有するものを指す。
【００３５】
また、このような多孔質体３を形成する吸着剤としては、空気中の湿気や腐食成分を吸着できる材質であれば良く、活性炭、ゼオライト、各種粘土、イオン交換樹脂等の少なくとも１種以上を用いることができるが、空気中の湿気や腐食成分を効率良く補集する観点から活性炭を用いることが好ましく、さらに望ましくは活性炭を主体とし、一部をシリカゲルＢ型で置き換えて活性炭とシリカゲルＢ型とからなるものを用いることが良い。
【００３６】
更に吸着剤を固める結合材としては、ポリエチレングリコール、ポリビニールアルコール、アクリル酸エステル等の有機物の結合材が用いられる。
【００３７】
次に、この呼吸フィルタ１の製造方法の一例を示す。
【００３８】
まず、空気中の湿気や腐食成分を吸着させる多孔質体３を製作するため、粒状や繊維状をした活性炭やシリカゲルＢ型からなる吸着剤を用意し、これにポリエチレングリコール等の有機物の結合材を添加して均一混合する。吸着剤と結合材とを均一混合するには、万能攪拌機等の混合攪拌機を用いて適当な回転数で混合すれば良いが、活性炭やシリカゲルを混合攪拌機内で発生する摩擦力により摩耗させないためには、１００〜５００ｒｐｍ程度の回転数で混合するのが好ましい。
【００３９】
また、結合材の添加にあたっては、液状にて添加すると吸着剤間の隙間が閉ざされ、通気性とともに吸湿性能や吸着性能が損なわれる可能性があるため、粉末の状態で添加した方が良く、さらには多孔質の樹脂粉末に液状の結合材を染み込ませたものを用いるとより好ましい。
【００４０】
次に、均一混合された原料を押出成形法やプレス成形法等の各種成形法によって所定形状に成形した後、１０時間以上自然乾燥させるか、あるいは乾燥時間の短縮のために１００〜５００℃の温度で３０分〜３時間程度の熱処理を行い、成形体を硬化させる。次に必要に応じて切削加工を施すことにより空気導入孔４及び空気排出穴５を形成する。
【００４１】
次いで、空気導入孔４及び空気排出穴５を除いて多孔質体３の主面に枠部材２を形成するのであるが、この枠部材２としては、取り込まれた空気が外部へ漏れない緻密度を有するものであれば良く、通気性のない樹脂シートや高分子フィルム、あるいは接着剤を用い、樹脂シートや高分子フィルムを用いる場合は熱圧着や接着剤を用いて貼り合わせ、接着剤を用いる場合は多孔質体３を覆うように塗布し形成する。なお、樹脂シートを用いる場合、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンフタレート、ポリカーボネートを用いることができる。
【００４２】
しかる後、空気導入孔４の開口部４ａ及び空気排出穴５の開口部５ａを覆うように多孔質体３の主面に、多孔質体３より孔径の小さな細孔を有する不織布からなる多孔質膜７，８を載せ、熱圧着や超音波融接により接合することにより本発明の呼吸フィルタ１を製作することができる。
【００４３】
この呼吸フィルタ１を、例えば図２に示すように、磁気ディスク装置３０に用いるには、ケーシング３１に開口する貫通口３６と図１に示す呼吸フィルタ１の空気導入孔４の開口部４ａ側と一致させ、ケーシング３１と呼吸フィルタ１の隙間から流入空気が漏出しないように、ケーシング３１の内壁面と呼吸フィルタ１の多孔質膜７を除く枠部材２とを接着剤や粘着テープを介して接合する。
【００４４】
そして、ケーシング３１内の圧力が大気圧より低くなるような圧力差が発生した場合、内外の圧力差を緩和するために各空気導入孔４から空気が取り込まれる。この時、大気中の空気は呼吸フィルタ１の多孔質膜７を通って各空気導入孔４に導かれるのであるが、多孔質膜７によって空気中に浮遊する塵埃が呼吸フィルタ１内に進入するのを防止することができる。
【００４５】
次に、比較的小さな径を有する空気導入孔４に取り込まれた空気はそれぞれ大きな径を有する空気排出穴５へ導かれるのであるが、空気導入孔４を通過する際、流路抵抗を受けながら通過することになるため、流速が抑えられ、さらに空気排出穴５へ導かれる際、空気の流れが一気に拡散されるため、さらに流速を抑えることができるようになっている。
【００４６】
このように、空気の入口側に比較的小さな径を有する複数の空気導入孔４を設け、出口側に大きな径を有する空気排出穴５を設けることで、従来のような蛇行させた空気通路を設けることなく、内外の圧力差や流速の調整を行うことができ、呼吸フィルタ１の厚みを薄くできる。
【００４７】
また、空気導入孔４及び空気排出穴５の内周面には多数の開気孔を有するとともに、吸着剤によって形成されていることから、多孔質膜７より導かれた空気は多孔質体３内に広がりつつ多孔質体３を形成する吸着剤に触れて空気中の湿気や腐食成分を効率良く吸着することができる。
【００４８】
そして、湿気や腐食成分が吸着除去され、空気排出穴５に導かれた空気は多孔質膜８を通過してケーシング３１内に導かれるようになっており、この多孔質膜８によって多孔質体３内や空気排出穴５内に存在する塵埃が外部に排出されるのを防止することができる。
【００４９】
かくして、本発明の呼吸フィルタ１を用いれば、磁気ディスク装置３０内に取り込まれた空気中には塵埃、湿気、腐食成分等が殆ど含まれず、塵埃が磁気ディスク基板３４と磁気ヘッド３５との間に噛み込むことにより発生するヘッドクラシュを招いたり、あるいは湿気や腐食成分によって磁気ディスク装置３０の構成部品を錆びさせたり腐食させることがないため、長期使用においても安定して磁気ディスク装置３０の駆動を実現することができる。
【００５０】
また、本発明の呼吸フィルタ１は、空気中の湿気や腐食成分を除去する多孔質体３内に小径の空気導入孔４と大径の空気排出穴５を設け、空気導入孔４での流路抵抗、空気導入孔４から空気排出穴５への拡散抵抗、さらに空気導入孔４や空気排出穴５の壁面から多孔質体３内に拡散させることによる通気抵抗等によって内外の圧力差や空気流入量を調整することができるため、呼吸フィルタ１の厚みを従来の呼吸フィルタ４０，５０と比較して大幅に薄くすることができるとともに、内外の圧力差や空気の流入量は、呼吸フィルタ１の厚みを一定とした場合、空気導入孔４や空気排出穴５の穴径や長さ、空気導入孔４の数等の変更によって幅広い調整が可能であるため、小型でありながら、圧力差や空気流入量の調整幅の広い呼吸フィルタ１とすることができるため、磁気ディスク装置３０内に設置する際、その占有領域を小さくすることができ、様々な設計ニーズに対応することが可能で、ノート型のパーソナルコンピューターに用いられる薄型の磁気ディスク装置３０にも好適に用いることができる。
【００５１】
なお、本発明の呼吸フィルタの空気流入、排出量を推し量る目安に呼吸フィルタ全体の圧力損失がある。この圧力損失とは、呼吸フィルタの空気導入面である多孔質体３の一主面９ａから空気排出面である多孔質体３の他の主面９ｂに排出されたとき、各主面９ａ、９ｂにかかる圧力差を示したものである。
【００５２】
この圧力損失は上記孔径や孔数等によっても左右される値であるが、磁気ディスク装置３０の内外に圧力差が生じても、圧力差を効果的に調整でき、さらに空気の流速を抑えて、空気中の湿気や塵埃を吸着剤により取り除くには、空気導入孔４に流入する空気流量を２００ｃｃ／ｍｉｎとしたときに１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏとなるようにするのが良く、さらに好ましくは５００〜１０００ｍｍＨ２Ｏとする。
【００５３】
圧力損失が１００ｍｍＨ２Ｏ未満と低い場合には流入空気の流速が早くなり、空気中の湿気や腐食性ガスを吸着剤により充分に吸着させることができない傾向となる。また１０００ｍｍＨ２Ｏより大きい場合には、圧力損失が高すぎるためにごく微量の空気の流入、排出しかできず磁気ディスク装置３０内外に圧力差が生じた場合に充分な圧力差の調整を行う時間が長くなる傾向にある。
【００５４】
また、上記圧力損失を１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏの範囲内で調整するには、例えば上記多孔質膜７が形成されている多孔質体３の全面積に対して、空気導入孔４の孔径、孔数から算出される全開口部面積が０．０１３〜０．４７％の比率となるように空気導入孔４を設置するのが好ましい。また、他に多孔質膜７の緻密度を調整する方法によっても圧力損失を１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏとすることができる。
【００５５】
ところで、多孔質体３により空気中の湿気や腐食成分の吸着特性を高めるには、吸着剤のＸ線回折におけるカーボンの結晶相の第一主ピークが２２．０〜２５．５°の範囲にあり、かつ比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上を有する活性炭を吸着剤として用いることが好ましい。
【００５６】
即ち、本件発明者の研究によれば、吸着剤のＸ線回折におけるカーボンの結晶相の第一主ピークが２２．０〜２５．５°の範囲を外れると、活性炭からなる吸着剤の比表面積がいずれも１３００ｍ２／ｇ未満となり、より好適な湿気や腐食性成分の吸着性能が得られなくなるからである。
【００５７】
また、空気中の湿気の吸着性能を高めるためには、吸着剤を形成する活性炭の一部を、より吸湿性能の高いシリカゲルＢ型で置き換えて多孔質体３を形成することが好ましい。
【００５８】
さらに、呼吸フィルタ１を構成するにあたり、多孔質体３の表面積を多孔質体３の容積で除した時、その値が０．６１以上となるようにすることが好ましい。
【００５９】
なぜなら、多孔質体３の表面積を多孔質体３の容積で除した値が０．６１未満となると、導入空気と多孔質体３の接触面積が減少するために、充分な吸湿性能が得られなくなるからである。
【００６０】
また、空気中の湿気や腐食成分の吸着特性を高める他の手段として、空気排出穴５内に、活性炭やシリカゲルからなる第二の吸着剤を単体又は混合したものを充填、あるいはタブレットとしたものを設置し、吸着剤の表面積をさらに増加させて吸湿性能や腐食成分の吸着性能を向上させても良い。ただし、空気排出穴５に第二の吸着剤を充填したり、タブレットを設置する場合、圧力損失が増大するため、内外の圧力設定や空気流入量に応じて適切な空気流路を確保できるよう調整すれば良く、例えば、空気流量２００ｃｃ／ｍｉｎの時、１０００ｍｍＨ２Ｏ以下となるようにすれば良い。
【００６１】
さらに、空気中の湿気や腐食成分の吸着特性を高める他の手段の呼吸フィルタ１０、１１として、図３（ａ）（ｂ）や図４（ａ）（ｂ）に示すように、空気導入孔４の空気排出穴５側に絞り部４ｂを形成しても良く、このように空気排出穴５側に絞り部４ｂを設け、空気導入孔４の開口部４ａの表面積を大きくすることで、吸着剤と空気の接触面積を増大させることができるため、空気中における湿気の吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を高めることができる。なお、図４については、さらに開口部４ａの面積を大きくするためにすり鉢状部をゆうしたの空気導入孔４が形成されている。
【００６２】
また、図３（ａ）（ｂ）や図４（ａ）（ｂ）では一つの段を有する構造としたが、例えば、更に、空気導入孔４の長さ方向壁面に、図５（ａ）（ｂ）に示すような凹凸を形成した呼吸フィルタ１２でも良く、このような構造とすることで、吸着剤と空気の接触面積を増大し、吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を向上させることができるとともに、流入する空気の速度を調整することができる。
【００６３】
一方、空気導入孔４及び空気排出穴５の開口部４ａ、５ａに配置する多孔質膜７，８としては、空気の通気を大きく損なうことなく、空気中に浮遊する塵埃を除去することができる程度の細孔を有していれば良く、例えば目開き０．１〜１μｍ程度のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂からなる不織布を数百μｍ程度の厚みをもって形成すれば良い。
【００６４】
なお、図１では呼吸フィルタ１の平面形状として正方形としたものを示したが、平面形状については特に限定するものではなく、設置箇所のスペースに合わせて、長方形、半円形、楕円形や三角形等の多角形などさまざまな形状を採用することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態のものだけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更したものにも適用できることはいう迄もない。
【００６６】
【実施例】
（実施例１）
図１（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）に示す本発明の呼吸フィルタ１と図７（ａ）（ｂ）に示す従来の呼吸フィルタ４０を用意し、２．５インチの磁気ディスク装置３０内に取付け、吸湿性能について比較する実験を行った。
【００６７】
実験にあたり、本発明の呼吸フィルタ１は、多孔質体３を形成する吸着剤として粒状のヤシ殻活性炭を用い、外形状は、９ｍｍ×９ｍｍ×３ｍｍの板状体とし、図１で示す呼吸フィルタ１においては、空気導入孔４の直径を０．２ｍｍ、長さを約２ｍｍ、孔数１２孔とし、空気排出穴５の直径を８．５ｍｍ、深さを３ｍｍとした。また、図３で示す呼吸フィルタ１においては、空気導入孔４の長さを約２ｍｍ、入り口側の直径を１．１ｍｍ、絞り部４ｂの直径を０．２ｍｍとし、空気排出穴５の直径を８．５ｍｍ、深さを３ｍｍとした。
【００６８】
また、多孔質体３を包囲する枠部材２には、膜厚が約１００μｍ程度のポリエチレンフタレートフィルムを用い、空気導入孔４及び空気排出穴５の開口部に設ける多孔質膜７，８には、膜厚が１００μｍ、目開きが１μｍ程度のポリエチレン製の不織布を用い、これらを多孔質体３の両主面に貼り合わせ、熱圧着により密着させて本発明の呼吸フィルタ１を形成した。
【００６９】
そして、得られた本発明の各呼吸フィルタ１の圧力損失を調べたところ、空気流量が２００ｃｃ／ｍｉｎ時、約１５０ｍｍＨ２Ｏ以下であった。
【００７０】
一方、従来の呼吸フィルタ４０は、直径１０ｍｍ、高さ４ｍｍの円柱状をしたポリカーボネート樹脂ケースの凹部に、直径８ｍｍ、高さ２．５ｍｍの粒状活性炭タブレット４２を挿入し、その開口部を厚さ１００μｍ、目開き４０μｍのポリエチレン製の不織布で塞いだものを用いた。なお、樹脂ケース４１内に形成した空気流路４５の断面積は約０．２ｍｍ２とし、かつ空気流路４５の距離は約２０ｍｍとした。
【００７１】
そして、得られた従来の呼吸フィルタ４０の圧力損失を調べたところ、空気流量が２００ｃｃ／ｍｉｎの時、約１５０ｍｍＨ２Ｏ以下であり、また呼吸フィルタ４０全体の厚みを調べたところ４ｍｍであった。
【００７２】
この結果、図１及び図３に示す本発明の呼吸フィルタ１と従来の呼吸フィルタ４０とを比較すると、ほぼ同様の性能を有するものの、本発明の呼吸フィルタ１は従来の呼吸フィルタ４０に比べて体積を大幅に小さくすることができ、小型化ができることが判る。
【００７３】
次に、ケーシング３１の厚みが５ｍｍであり同じ容積を有する磁気ディスク装置３０を３機用意し、図１及び図３に示す本発明の呼吸フィルタ１を図２に示すような状態で設置するとともに、従来の呼吸フィルタ４０を図６に示すような状態で設置した後、各磁気ディスク装置３０内を温度２０℃、湿度４０％に安定させた。その後、外気を温度２０℃、湿度８０％とし、時間経過とともに変化する各磁気ディスク装置３０内の湿度上昇量を温度／湿度測定機で測定した。
【００７４】
結果は表１に示す通りである。
【００７５】
【表１】
【００７６】
この結果図１及び図３に示す本発明の呼吸フィルタ１は、従来の呼吸フィルタ４０と比較してかなり小さいものの、同等以上の吸湿性能が得られ、様々な設計要求に対して対応可能であることが確認できた。
（実施例２）
次に、図３に示す本発明の呼吸フィルタ１において、吸着剤を形成する活性炭として表２に示すものを用い、実施例１と同様の条件にて吸湿性能を調べる実験を行った。
結果は表２に示す通りである。
【００７７】
【表２】
【００７８】
この結果、いずれの活性炭を吸着剤として用いても十分な吸湿性能が得られたが、特にＸ線回折におけるカーボン結晶相の第一主ピークが２２．０°〜２５．５°の範囲にあるものを用いれば、その比表面積を１３００ｍ２／ｇ以上とすることができ、湿度上昇量を０．８％以下とさらに良好な吸湿特性を得ることができ、優れていた。
（実施例３）
次に、図３に示す本発明の呼吸フィルタ１において、吸着剤を形成する活性炭として、Ｘ線回折におけるカーボン結晶相の第一主ピークが２２．０°〜２５．５°の範囲にあり、その比表面積が１３００ｍ２／ｇおよび１７０４ｍ２／ｇであるものを用い、多孔質体３の容積を２４３ｍｍ３とするとともに、多孔質体３の表面積を変化させ、多孔質体３の表面積を多孔質体３の容積で除した値を異ならせて実施例１と同様の条件にて吸湿性能を調べる実験を行った。なお、多孔質体３の表面積は、空気導入孔４のサイズや数、空気排出穴５のサイズや表面状態を変更することにより調整した。
【００７９】
【表３】
【００８０】
この結果、いずれの呼吸フィルタ１も湿度上昇量０．９％以下とすることができたが、特に試料Ｎｏ．１２〜１５、１７〜２０のように、多孔質体３の表面積を多孔質体３の容積で除した値を０．６１以上とすることで湿度上昇量を０．８％以下とすることができ、さらに良好な吸湿性能が得られ、優れていた。
（実施例４）
更に、図１に示す呼吸フィルタ１の多孔質体３に設けた空気導入孔４の直径と孔数から算出される全開口部面積と、多孔質膜７で覆われる多孔質体３の面積（空気導入孔加工面の面積）を変えた試料を作製し、その圧力損失を測定することにより空気導入孔４の全面積が空気導入孔加工面の面積に占める割合（以下面積比率と記載）と呼吸フィルタ１の圧力損失（ｍｍＨ２Ｏ）の関係について調べた。
【００８１】
なお、各試料の空気導入孔の長さは３ｍｍに統一した。また圧力損失については、各試料を密閉容器に入れ、容器内において空気導入孔４の加工面側から空気排出穴５加工面側へ多孔質体３のみを介して空気を流せるように設置し、多孔質体３の空気導入孔４の加工面全体に、送風機を使用して流量２００ｃｃ／ｍｉｎとなるように流量計を用いて空気を送り込んだ後、空気導入孔４の加工面側と空気排出穴５の加工面側の圧力差をマノスターゲージで測定することにより得た。
【００８２】
結果を表４に示す。なお、表４では、特に５００〜１２００ｍｍＨ２Ｏの良好な圧力損失により磁気ディスク３０に圧力差が生じても効果的に調整が可能で、空気中の湿気や塵埃を吸着剤により取り除効果が大きいものをＡ、圧力差の調整や湿気等を取り除く効果がある１００ｍｍＨ２Ｏ以上、５００ｍｍＨ２Ｏ未満のものをＢ、Ａ，Ｂ以外であってあまり効果的でなかったものをＣとして判定を行っている。
【００８３】
【表４】
【００８４】
試験の結果から、従来と同等以上の吸湿特性はあるものの、面積比率が０．０１％以下である場合には呼吸フィルタ１の圧力損失が１０００ｍｍＨ２Ｏを超え高いために微量の空気の流入、排出しかできず磁気ディスク装置内外に圧力差が生じた場合に充分に圧力差の調整を行うことが難しい傾向を示すことが分かった。
【００８５】
また、面積比率が０．４７％より大きい場合には圧力損失が１００ｍｍＨ２Ｏよりも低くなり、呼吸フィルタ１への流入空気の流速が早く、空気中の湿気や腐食性ガスを吸着剤により充分に吸着されにくい傾向を示し、磁気ディスク装置内に湿気や腐食性ガスが流入してしまう可能性があることが分かった。
【００８６】
よって、面積比率を０．０１３〜０．４７とすると、圧力損失が１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏとすることができ、湿気や腐食成分の吸着性能を維持した上で、より好適に空気の流入量を抑制できる呼吸フィルタを得ることができるといえる。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、空気中の湿気や腐食成分を補集する吸着剤を結合材で固めた三次元網目構造を有する多孔質体の一主面に複数の空気導入孔を、多孔質体の他の主面に上記各空気導入孔と連通し、かつ空気導入孔より幅広の空気排出穴をそれぞれ形成するとともに、上記空気導入孔及び上記空気排出穴の各開口部には上記多孔質体より孔径の小さな細孔を有する多孔質膜を設け、上記多孔質膜以外の多孔質体の主面を緻密質の枠部材で包囲して呼吸フィルタを構成したことから、従来と同等以上の吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を維持しつつ大幅に小型することができるとともに、内外の圧力差及び空気流量を幅広く調整することができる。
【００８８】
請求項２に係る発明によれば、上記吸着剤として、Ｘ線回折におけるカーボンの結晶相の第一主ピークが２２．０°〜２５．５°の範囲にある活性炭により形成するとともに、上記吸着剤の比表面積を１３００ｍ２／ｇ以上としたことから、吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を従来よりも向上させることができる。
【００８９】
請求項３に係る発明によれば、上記多孔質体を形成する吸着剤として、活性炭の一部をシリカゲルＢ型に置き換えるようにしたことから、吸湿特性を従来よりも向上させることができる。
【００９０】
請求項４に係る発明によれば、上記多孔質体の表面積を多孔質体の容積で除した値が０．６１以上となるようにしたことから、吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を従来よりも向上させることができる。
【００９１】
請求項５に係る発明によれば、上記空気排出穴に、活性炭及び／又はシリカゲルＢ型からなる第二の吸着剤を充填又は上記第二の吸着剤を結合剤で固めた三次元網目構造を有する多孔質体を配置するようにしたことから、吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を従来よりも向上させることができる。
【００９２】
請求項６に係る発明によれば、空気導入孔に絞り部を設けた構造としたことから、吸湿特性及び腐食成分の吸着特性を従来よりも向上させることができるとともに、空気の流量や流速をさらに幅広く調整することができる。
【００９３】
請求項７に係る発明によれば、空気導入孔に導入する空気の流量を２００ｃｃ／ｍｉｎとした時に呼吸フィルタの空気導入面から空気排出面までの圧力損失が１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏとなるようにしたことから、良好な流入空気量を維持でき、空気中の湿気や腐食性ガスを吸着材により充分に除去することができる。
【００９４】
請求項８に係る発明によれば、上記多孔質体の一主面を覆った多孔質膜の全面積に対して、上記空気導入孔の全面積が０．０１３〜０．４７％の比率となるように設置したことから、呼吸フィルタの圧力損失が通過する空気流量２００ｃｃ／ｍｉｎであるとき１００〜１０００ｍｍＨ２Ｏの範囲で自由に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の呼吸フィルタの一例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の呼吸フィルタを備えた磁気ディスク装置を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の呼吸フィルタの他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の呼吸フィルタの他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の呼吸フィルタの他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】一般的な磁気ディスク装置を示す概略断面図である。
【図７】（ａ）は従来の呼吸フィルタの一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】従来の他の呼吸フィルタを搭載した磁気ディスク装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１：呼吸フィルタ
２：枠部材
３：多孔質体
４：空気導入孔
４：空気導入孔
４ａ：空気導入孔の開口部
４ｂ：絞り部
５：空気排出穴
５ａ：空気排出穴の開口部
７，８：多孔質膜
３０：磁気ディスク装置
３１：ケーシング
３２：回転軸
３４：磁気ディスク基板
３５：磁気ヘッド
３６：貫通孔
４０：呼吸フィルタ
４１：樹脂ケース
４２：活性炭タブレット
４３：多孔質膜
４４：空気導入口
４５：空気流路
５０：呼吸フィルタ
５１：空気導入口
５２：空気排出口
５３，５５，５７：仕切り板
５４，５６：連通口
５８：粒状吸着剤
５９：多孔質膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention can adjust the pressure difference between the inside and outside and the amount of inflow of air, can prevent the intrusion of dust contained in the air, and can further prevent moisture contained in the air, hydrogen sulfide, SOx, NOx, siloxane, etc. The present invention relates to a respiratory filter used to adsorb and remove corrosive components, and is particularly suitable as a respiratory filter for a recording device such as a magnetic disk device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a respiratory filter has been used as a means for adjusting a pressure difference between the inside and outside and an inflow amount of air in a magnetic disk device which is a recording device of a large computer or a personal computer.
[0003]
As shown in a schematic sectional view of a general magnetic disk device in FIG. 6, a plurality of magnetic disk substrates 34 are attached to a rotating shaft 32 provided in a casing 31 with a space therebetween. The magnetic head 35 flies above the magnetic disk substrate 34 by the rotation of. Then, by moving the magnetic head 35 to a predetermined position on the magnetic disk substrate 34, information on the magnetic disk substrate 34 is read or information is written.
[0004]
The casing 31 has a minute through hole 36 formed therein to prevent dew condensation from occurring in the magnetic disk device 30 due to a decrease in temperature, and a breathing filter 40 is provided below the through hole 36. Was to be installed.
[0005]
The respiratory filter 40 used in such a magnetic disk device 30 controls the pressure difference between the inside and the outside and the amount of air inflow, and also prevents the intrusion of dust, moisture, corrosive components, etc. contained in the air. Is required.
[0006]
That is, if dust in the air enters between the magnetic head 35 and the magnetic disk substrate 34, it causes a head crash, and corrosive components (for example, hydrogen sulfide, When nitrogen oxidizing gas, acid gas, etc.) or moisture enters, the components in the magnetic disk device 30 are corroded, and when the corroded powder enters between the magnetic head 35 and the magnetic disk substrate 34, a head crash is induced. This is because
[0007]
Therefore, the following has been proposed as a respiratory filter 40 that solves such a problem.
[0008]
In Patent Document 1, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), an activated carbon tablet 42 as an adsorbent for adsorbing and removing humidity and corrosive components in air is provided inside a concave portion of a resin case 41, and The opening of the concave portion is covered with a porous film 43 made of non-woven fabric, and a winding air passage 45 is provided between the upper surface of the resin case 41 and the bottom surface of the concave portion. A respiratory filter 40 having a portion as an air inlet 44 is disclosed.
[0009]
According to the respiratory filter 40, the flow rate of the air entering through the air inlet 44 is suppressed by the meandering air flow path 45, and the activated carbon tablet 42 adsorbs and removes moisture and corrosive components contained in the air. Thereafter, by passing through the porous film 43, dust contained in the air is collected.
[0010]
Patent Document 2 discloses a respiratory filter 50 integrally formed with a casing 31 of a magnetic disk device 30 as shown in FIG. According to this structure, a partition plate 53 provided with an air discharge port 52 for partitioning a part of the inside of the casing 31 provided with the air inlet port 51, and a space surrounded by the partition plate 53 and the casing 31 are further divided into three rooms. And two partition plates 55 and 57 provided with communication ports 54 and 56 for partitioning the air into each room, and each room is filled with a particulate adsorbent 58 for absorbing and removing humidity in the air. 52, a porous film 59 is arranged.
[0011]
According to the respiratory filter 50, the air that has entered from the air inlet 51 absorbs and removes moisture and corrosive components contained in the air by the particulate adsorbent 58 in each room, By passing through the gap while receiving resistance, the flow velocity is suppressed, and by passing through the porous membrane 59, dust contained in the air is collected.
[0012]
[Patent Document 1] US Pat. No. 4,863,499
[Patent Document 2] Japanese Patent Publication No. 4-79079
[Problems to be solved by the invention]
However, in the respiratory filter 40 disclosed in Patent Document 1, a portion for suppressing the flow rate of air and a portion for absorbing and removing moisture and corrosive components in the air are formed independently of each other. Since the air passage 45 to be suppressed is formed in the thick portion 46 of the resin case 41, the thickness of the thick portion 46 cannot be reduced due to manufacturing and strength problems. There was a problem that it was difficult to do.
[0013]
That is, in order to form the air passage 45 as shown in FIG. 7B in the thick portion 46 of the resin case 41, at least three resin plates 47, 48, and 49 are prepared, and the second resin An air flow path 45 is formed in the plate 48, a first resin plate 47 having an air inlet 44 is bonded on the upper surface thereof, and a third resin plate 49 having a concave portion on the lower surface is bonded thereto. However, considering the strength of the resin plate, a thickness of about 2 to 3 mm is necessary, and it is difficult to make the height of the respiratory filter 40 4 mm or less including the thickness of the activated carbon tablet 42.
[0014]
For this reason, for example, it is difficult to mount the magnetic disk drive 30 required to be downsized, and even a relatively large magnetic disk drive 30 occupies a considerably large area in the casing 31. There is an inconvenience of being subject to design restrictions when mounting the device.
[0015]
On the other hand, the respiratory filter 50 disclosed in Patent Literature 2 does not have the air passage 45 as in the respiratory filter 40 of FIG. It is necessary to prepare a plurality of rooms partitioned by partitioning plates 55 and 57 having a small size, and it is difficult to reduce the size of the room. Since it occupies a wide area, there has been a problem that mounting of other components is subject to design restrictions.
[0016]
In addition, since the inflowing air must pass between the particulate adsorbents 58 filled in the three chambers, there is a problem that the pressure loss is high and it is difficult to adjust the pressure difference between inside and outside.
[0017]
Furthermore, activated carbon or the like used as the material of the adsorbent 58 is relatively brittle, and the structure in which the particulate adsorbent 58 is filled in each room like the respiratory filter 50 disclosed in Patent Document 2 causes vibration. When a large impact is applied, there is also a problem that the particulate adsorbent 58 is damaged by collision or rubbing between the particulate adsorbents 58 or dust is generated from the adsorbent, and the expected performance cannot be exhibited.
[0018]
In the respiratory filter 40 disclosed in Patent Document 1 and the respiratory filter 50 disclosed in Patent Document 2, since the air inlet side is open to the outside, the dust in the air causes the air flow path 45 and the communication port 54, If it is clogged, the pressure difference between the inside and the outside and the amount of inflow of air cannot be adjusted, and the efficiency of absorbing moisture in the air and the efficiency of absorbing corrosive components may be reduced.
When such a problem occurs in the respiratory filters 40 and 50 used in the magnetic disk device 30, the components constituting the magnetic disk device 30 are rusted or corroded by moisture or corrosive components, and particles are generated. When the particles get caught between the magnetic disk substrate 34 and the magnetic head 35, the magnetic film on the magnetic head 35 and the magnetic disk substrate 34 is damaged, so that there is a problem that information cannot be recorded or read.
[0019]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a respiratory filter which has a moisture absorption characteristic and a corrosive component adsorption characteristic equal to or higher than those of the related art while having a small and simple structure, and which can easily adjust the internal and external pressure difference and air flow rate. Is to provide.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present invention is directed to a main surface of a porous body having a three-dimensional network structure in which an adsorbent for collecting moisture and corrosive components in the air is fixed with a binder. A plurality of air introduction holes, and the other main surface of the porous body has an air discharge hole that communicates with the air introduction hole and is wider than the air introduction hole. The opening of the hole is covered with a porous membrane having pores smaller in diameter than the porous body, and a main surface of the porous body other than the porous membrane is surrounded by a dense frame member.
[0021]
The invention according to claim 2 is characterized in that, as the adsorbent, the first main peak of the crystal phase of carbon in X-ray diffraction is formed of activated carbon having a range of 22.0 ° to 25.5 °, and Specific surface area 1300m 2 / G or more.
[0022]
The invention according to claim 3 is characterized in that the adsorbent is formed mainly of activated carbon and a part of the silica gel B type.
[0023]
The invention according to claim 4 is characterized in that a value obtained by dividing the surface area of the porous body by the volume of the porous body is 0.61 or more.
[0024]
In the present invention, the surface area of the porous body refers to the sum of the respective areas of the outer surface of the porous body, the inner surface of the air introduction hole, and the inner surface of the air discharge hole, and the volume of the porous body , The volume occupied by the porous body before forming the air introduction hole and the air discharge hole.
[0025]
The invention according to claim 5 is a porous material having a three-dimensional network structure in which the air discharge hole is filled with a second adsorbent made of activated carbon and / or silica gel B type or the second adsorbent is solidified with a binder. It is characterized in that the body is arranged.
[0026]
The invention according to claim 6 is characterized in that a throttle portion is provided in the air introduction hole.
[0027]
The invention according to claim 7 is such that the pressure loss is 100 to 1000 mmH when the flow rate of the air introduced into the air introduction hole is 200 cc / min. 2 O.
[0028]
The invention according to claim 8 is such that the total area of the air introduction holes is 0.013 to 0.47% of the total area of the porous film covering one main surface of the porous body. It is characterized by being installed in.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0030]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an example of the respiratory filter of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[0031]
The main surface 9a of the plate-shaped porous body 3 having a three-dimensional network structure in which a granular or fibrous adsorbent for collecting moisture and corrosive components in the air is fixed with a binder is provided. A plurality of air introduction holes 4 having openings 4a at predetermined intervals and one air discharge hole 5 having an opening 5a in most of the other main surface 9b of the porous body 3; 5 is wider than each air inlet hole, and each air inlet 4 communicates with the air discharge hole 5.
[0032]
On one main surface of the plate-shaped porous body 3, a porous film 7 having pores smaller in diameter than the porous body 3 is provided so as to cover all the openings 4a of the air introduction holes 4. It is formed to prevent dust contained in the air from entering the porous body 3 and the air introduction hole 4, and the other main surface of the porous body 3 is provided with the air discharge hole 5. A porous film 8 having pores smaller in diameter than the porous body 3 is formed so as to cover the opening 5a, and dust existing in the porous body 3 and the air discharge holes 5 is discharged to the outside. Is to be prevented.
[0033]
The outer peripheral portion, the side surface, and the other main surface of one main surface of the porous body 3 excluding the porous films 7 and 8 are configured to be surrounded by the dense frame member 2.
[0034]
Here, the plate-shaped porous body 3 having a three-dimensional network structure means that a large number of pores are dispersed and exist in the porous body 3, these are connected in a network, and the surface of the porous body 3 ( It refers to one having a structure in which pores existing on the main surface or side surface) communicate with pores existing on another surface (main surface or side surface).
[0035]
The adsorbent forming such a porous body 3 may be any material capable of adsorbing moisture and corrosive components in the air, and may include at least one or more of activated carbon, zeolite, various clays, and ion exchange resins. Although activated carbon can be used, it is preferable to use activated carbon from the viewpoint of efficiently collecting moisture and corrosive components in the air. More preferably, activated carbon is mainly used, and a part of the activated carbon is replaced with silica gel B type, and activated carbon and silica gel B type are used. It is good to use what consists of.
[0036]
Further, as a binder for solidifying the adsorbent, an organic binder such as polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, or acrylate is used.
[0037]
Next, an example of a method for manufacturing the respiratory filter 1 will be described.
[0038]
First, in order to manufacture the porous body 3 that adsorbs moisture and corrosive components in the air, an adsorbent made of granular or fibrous activated carbon or silica gel B type is prepared, and an organic binder such as polyethylene glycol is added to the adsorbent. And mix uniformly. In order to uniformly mix the adsorbent and the binder, mixing may be performed at an appropriate rotation speed using a mixing stirrer such as a universal stirrer. Is preferably mixed at a rotation speed of about 100 to 500 rpm.
[0039]
In addition, when adding the binder, if added in a liquid state, the gap between the adsorbents is closed, and there is a possibility that moisture absorption performance and adsorption performance may be impaired along with air permeability, so it is better to add the binder in a powder state, Furthermore, it is more preferable to use a porous resin powder impregnated with a liquid binder.
[0040]
Next, the uniformly mixed raw material is molded into a predetermined shape by various molding methods such as an extrusion molding method and a press molding method, and then naturally dried for 10 hours or more, or at a temperature of 100 to 500 ° C. for shortening the drying time. A heat treatment is performed at a temperature for about 30 minutes to 3 hours to cure the molded body. Next, the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5 are formed by performing a cutting process as needed.
[0041]
Next, the frame member 2 is formed on the main surface of the porous body 3 except for the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5, and the density of the frame member 2 is such that air taken in does not leak outside. Any resin sheet or polymer film having no air permeability or an adhesive is used, and when a resin sheet or a polymer film is used, bonding is performed using thermocompression bonding or an adhesive, and an adhesive is used. In this case, it is formed by coating so as to cover the porous body 3. When a resin sheet is used, for example, polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene phthalate, and polycarbonate can be used.
[0042]
Thereafter, the main surface of the porous body 3 covers the opening 4 a of the air introduction hole 4 and the opening 5 a of the air discharge hole 5, and is formed of a nonwoven fabric having pores smaller in diameter than the porous body 3. By mounting the membranes 7 and 8 and joining them by thermocompression bonding or ultrasonic fusion welding, the respiratory filter 1 of the present invention can be manufactured.
[0043]
In order to use the respiratory filter 1 in a magnetic disk device 30 as shown in FIG. 2, for example, a through hole 36 opened in a casing 31 and an opening 4a side of the air inlet 4 of the respiratory filter 1 shown in FIG. The inner wall surface of the casing 31 and the frame member 2 excluding the porous membrane 7 of the respiratory filter 1 are joined via an adhesive or an adhesive tape so that the inflow air does not leak from the gap between the casing 31 and the respiratory filter 1. I do.
[0044]
Then, when a pressure difference occurs such that the pressure in the casing 31 becomes lower than the atmospheric pressure, air is taken in from each air introduction hole 4 in order to reduce the pressure difference between the inside and the outside. At this time, the air in the atmosphere is guided to each air introduction hole 4 through the porous membrane 7 of the respiratory filter 1, and dust floating in the air by the porous membrane 7 enters the respiratory filter 1. Can be prevented.
[0045]
Next, the air taken into the air introduction holes 4 having a relatively small diameter is guided to the air discharge holes 5 each having a large diameter. Since the air passes through the air discharge hole 5, the flow velocity is suppressed, and when the air is guided to the air discharge hole 5, the air flow is diffused at a stretch, so that the flow velocity can be further reduced.
[0046]
In this manner, by providing the plurality of air introduction holes 4 having a relatively small diameter on the air inlet side and providing the air discharge holes 5 having the large diameter on the outlet side, a meandering air passage as in the related art can be formed. The pressure difference between the inside and the outside and the flow rate can be adjusted without providing, and the thickness of the respiratory filter 1 can be reduced.
[0047]
In addition, since the inner peripheral surfaces of the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5 have a large number of open holes and are formed by an adsorbent, the air guided from the porous film 7 The moisture and corrosive components in the air can be efficiently adsorbed by touching the adsorbent forming the porous body 3 while spreading.
[0048]
Then, moisture and corrosive components are adsorbed and removed, and the air guided to the air discharge holes 5 passes through the porous film 8 and is guided into the casing 31. Dust present in the inside 3 and the inside of the air discharge hole 5 can be prevented from being discharged to the outside.
[0049]
Thus, with the use of the respiratory filter 1 of the present invention, the air taken into the magnetic disk device 30 hardly contains dust, moisture, corrosive components, and the like, and the dust is located between the magnetic disk substrate 34 and the magnetic head 35. The magnetic disk drive 30 does not rust or corrode components of the magnetic disk drive 30 due to moisture or corrosive components due to the head crush caused by biting the magnetic disk drive 30. Can be realized.
[0050]
Further, the respiratory filter 1 of the present invention is provided with a small-diameter air introduction hole 4 and a large-diameter air discharge hole 5 in a porous body 3 for removing moisture and corrosive components in the air. The pressure difference between the inside and outside and the air due to the passage resistance, the diffusion resistance from the air introduction hole 4 to the air discharge hole 5, and the ventilation resistance caused by diffusing from the wall surface of the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5 into the porous body 3. Since the inflow amount can be adjusted, the thickness of the respiratory filter 1 can be greatly reduced as compared with the conventional respiratory filters 40 and 50, and the pressure difference between the inside and outside and the inflow amount of air can be reduced. When the thickness is constant, a wide range of adjustments can be made by changing the hole diameter and length of the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5, the number of the air introduction holes 4, and the like. Breathing filter 1 with wide adjustment range of air inflow Therefore, when installed in the magnetic disk device 30, the occupied area can be reduced, and it is possible to meet various design needs, and a thin magnetic disk used in a notebook personal computer can be used. It can also be suitably used for the device 30.
[0051]
The pressure loss of the entire respiratory filter is a measure for estimating the inflow and outflow of air from the respiratory filter of the present invention. This pressure loss means that when the air is discharged from one main surface 9a of the porous body 3 that is the air introduction surface of the respiratory filter to the other main surface 9b of the porous body 3 that is the air discharge surface, each of the main surfaces 9a, 9B shows a pressure difference applied to 9b.
[0052]
Although this pressure loss is a value that depends on the hole diameter, the number of holes, and the like, even if a pressure difference occurs inside and outside the magnetic disk device 30, the pressure difference can be effectively adjusted, and the flow rate of air can be suppressed. In order to remove moisture and dust in the air with an adsorbent, the flow rate of air flowing into the air introduction hole 4 is set to 100 to 1000 mmH when the flow rate of air is set to 200 cc / min. 2 O, preferably 500 to 1000 mmH 2 O.
[0053]
Pressure loss is 100mmH 2 If it is lower than O, the flow rate of the inflowing air becomes fast, and the moisture and corrosive gas in the air tend not to be sufficiently adsorbed by the adsorbent. 1000mmH 2 If the pressure difference is larger than O, the pressure loss is too high, so that only a very small amount of air can flow in and out, and when a pressure difference occurs inside and outside the magnetic disk device 30, the time required to sufficiently adjust the pressure difference becomes long. There is a tendency.
[0054]
Further, the pressure loss is set to 100 to 1000 mmH. 2 In order to adjust within the range of O, for example, the total opening area calculated from the hole diameter and the number of holes of the air introduction holes 4 with respect to the entire area of the porous body 3 on which the porous film 7 is formed is set. It is preferable that the air introduction holes 4 are provided so as to have a ratio of 0.013 to 0.47%. Alternatively, the pressure loss may be reduced to 100 to 1000 mmH by a method of adjusting the density of the porous film 7. 2 O can be used.
[0055]
By the way, in order to enhance the adsorption characteristics of moisture and corrosive components in the air by the porous body 3, the first main peak of the carbon crystal phase in the X-ray diffraction of the adsorbent falls within the range of 22.0 to 25.5 °. Yes, and the specific surface area is 1300m 2 / G or more is preferably used as the adsorbent.
[0056]
That is, according to the study of the present inventors, when the first main peak of the crystal phase of carbon in the X-ray diffraction of the adsorbent is out of the range of 22.0 to 25.5 °, the specific surface area of the adsorbent composed of activated carbon is determined. Are all 1300m 2 / G, it becomes impossible to obtain more suitable moisture and corrosive component adsorption performance.
[0057]
Further, in order to enhance the performance of adsorbing moisture in the air, it is preferable to form the porous body 3 by replacing a part of the activated carbon forming the adsorbent with a silica gel B type having higher moisture absorption performance.
[0058]
Furthermore, when configuring the respiratory filter 1, it is preferable that the value obtained by dividing the surface area of the porous body 3 by the volume of the porous body 3 be 0.61 or more.
[0059]
This is because if the value obtained by dividing the surface area of the porous body 3 by the volume of the porous body 3 is less than 0.61, the contact area between the introduced air and the porous body 3 decreases, so that sufficient moisture absorption performance can be obtained. Because it is gone.
[0060]
Further, as another means for improving the adsorption characteristics of moisture and corrosive components in the air, the air discharge hole 5 is filled with a second adsorbent made of activated carbon or silica gel alone or in a mixture, or is made into a tablet. May be installed to further increase the surface area of the adsorbent to improve the moisture absorption performance and the adsorption performance of corrosive components. However, when filling the air discharge hole 5 with the second adsorbent or installing a tablet, the pressure loss increases, so that an appropriate air flow path can be secured according to the internal and external pressure settings and the air inflow amount. It may be adjusted, for example, when the air flow rate is 200 cc / min, 1000 mmH 2 It may be set to O or less.
[0061]
As shown in FIGS. 3 (a) (b) and FIGS. 4 (a) (b), air introduction holes are used as respiratory filters 10 and 11 of other means for improving the adsorption characteristics of moisture and corrosive components in the air. The throttle 4b may be formed on the side of the air discharge hole 5 of the air inlet 4, and the throttle 4b may be provided on the side of the air discharge hole 5 to increase the surface area of the opening 4a of the air introduction hole 4, thereby adsorbing. Since the contact area between the agent and the air can be increased, it is possible to improve the moisture absorption characteristics of moisture in the air and the adsorption characteristics of corrosive components. In FIG. 4, an air introduction hole 4 having a mortar-shaped portion is formed to further increase the area of the opening 4a.
[0062]
3 (a) (b) and FIGS. 4 (a) (b), the structure has one step. For example, the structure shown in FIG. The respiratory filter 12 having unevenness as shown in (b) may be used. With such a structure, the contact area between the adsorbent and the air can be increased, and the moisture absorption property and the adsorption property of the corrosive component can be improved. In addition, it is possible to adjust the speed of the incoming air.
[0063]
On the other hand, the porous films 7 and 8 disposed in the openings 4a and 5a of the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5 can remove dust floating in the air without significantly impairing air ventilation. A nonwoven fabric made of a resin such as polyester, polypropylene, or polyethylene having a mesh size of about 0.1 to 1 μm may be formed with a thickness of about several hundred μm.
[0064]
Although FIG. 1 shows a square shape as the planar shape of the respiratory filter 1, the planar shape is not particularly limited, and may be a rectangle, a semicircle, an ellipse, a triangle, or the like according to the space of the installation location. Various shapes such as polygons can be adopted.
[0065]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and it can be said that the present invention can be applied to an improved or changed one without departing from the gist of the present invention. Not to mention.
[0066]
【Example】
(Example 1)
A respiratory filter 1 of the present invention shown in FIGS. 1 (a) (b) and 3 (a) (b) and a conventional respiratory filter 40 shown in FIGS. 7 (a) (b) are prepared. An experiment was conducted in which the magnetic disk drive was installed in the magnetic disk device 30 and the moisture absorption performance was compared.
[0067]
In the experiment, the respiratory filter 1 of the present invention uses granular coconut shell activated carbon as an adsorbent for forming the porous body 3 and has a 9 mm × 9 mm × 3 mm plate-like outer shape. In 1, the diameter of the air introduction hole 4 was 0.2 mm, the length was about 2 mm, the number of holes was 12, and the diameter of the air discharge hole 5 was 8.5 mm and the depth was 3 mm. In the respiratory filter 1 shown in FIG. 3, the length of the air introduction hole 4 is about 2 mm, the diameter on the entrance side is 1.1 mm, the diameter of the throttle 4b is 0.2 mm, and the diameter of the air discharge hole 5 is 8.5 mm and a depth of 3 mm.
[0068]
Further, a polyethylene phthalate film having a thickness of about 100 μm is used for the frame member 2 surrounding the porous body 3, and the porous films 7 and 8 provided in the openings of the air introduction hole 4 and the air discharge hole 5 are used for the frame members 2. A nonwoven fabric made of polyethylene having a thickness of about 100 μm and a mesh size of about 1 μm was attached to both main surfaces of the porous body 3 and closely adhered by thermocompression to form a respiratory filter 1 of the present invention.
[0069]
When the pressure loss of each of the obtained respiratory filters 1 of the present invention was examined, when the air flow rate was 200 cc / min, about 150 mmH 2 O or less.
[0070]
On the other hand, in the conventional respiratory filter 40, a granular activated carbon tablet 42 having a diameter of 8 mm and a height of 2.5 mm is inserted into a concave portion of a columnar polycarbonate resin case having a diameter of 10 mm and a height of 4 mm. What was covered with a nonwoven fabric made of polyethylene having a size of 100 μm and a mesh size of 40 μm was used. The cross-sectional area of the air passage 45 formed in the resin case 41 is about 0.2 mm. 2 And the distance of the air passage 45 was about 20 mm.
[0071]
When the pressure loss of the obtained conventional breathing filter 40 was examined, when the air flow rate was 200 cc / min, the pressure loss was about 150 mmH. 2 O and the thickness of the entire respiratory filter 40 was 4 mm.
[0072]
As a result, when comparing the respiratory filter 1 of the present invention shown in FIGS. 1 and 3 with the conventional respiratory filter 40, the respiratory filter 1 of the present invention has substantially the same performance, It can be seen that the volume can be significantly reduced and the size can be reduced.
[0073]
Next, three magnetic disk drives 30 having a casing 31 with a thickness of 5 mm and the same volume are prepared, and the respiratory filter 1 of the present invention shown in FIGS. 1 and 3 is installed in a state as shown in FIG. After installing the conventional respiratory filter 40 in the state shown in FIG. 6, the inside of each magnetic disk device 30 was stabilized at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 40%. Thereafter, the temperature of the outside air was set to 20 ° C. and the humidity was set to 80%, and the amount of increase in humidity in each magnetic disk device 30 that changed with time was measured by a temperature / humidity measuring device.
[0074]
The results are as shown in Table 1.
[0075]
[Table 1]
[0076]
As a result, although the respiratory filter 1 of the present invention shown in FIGS. 1 and 3 is considerably smaller than the conventional respiratory filter 40, it has the same or better moisture absorption performance and can respond to various design requirements. That was confirmed.
(Example 2)
Next, in the respiratory filter 1 of the present invention shown in FIG. 3, an experiment was conducted in which the activated carbon forming the adsorbent shown in Table 2 was used to examine the moisture absorption performance under the same conditions as in Example 1.
The results are as shown in Table 2.
[0077]
[Table 2]
[0078]
As a result, sufficient moisture absorption performance was obtained using any activated carbon as an adsorbent, but the first main peak of the carbon crystal phase in X-ray diffraction was particularly in the range of 22.0 ° to 25.5 °. If it is used, its specific surface area is 1300m 2 / G or more, and the humidity rise was 0.8% or less, and more favorable moisture absorption properties could be obtained, which was excellent.
(Example 3)
Next, in the respiratory filter 1 of the present invention shown in FIG. 3, as the activated carbon forming the adsorbent, the first main peak of the carbon crystal phase in X-ray diffraction is in the range of 22.0 ° to 25.5 °, Using those whose specific surface areas are 1300 m2 / g and 1704 m2 / g, the volume of the porous body 3 is set to 243 mm3, the surface area of the porous body 3 is changed, and the surface area of the porous body 3 is reduced. An experiment was conducted for examining the moisture absorption performance under the same conditions as in Example 1 except that the value divided by the volume was changed. The surface area of the porous body 3 was adjusted by changing the size and number of the air introduction holes 4 and the size and surface state of the air discharge holes 5.
[0079]
[Table 3]
[0080]
As a result, the amount of increase in the humidity of all the respiratory filters 1 could be 0.9% or less. When the value obtained by dividing the surface area of the porous body 3 by the volume of the porous body 3 is 0.61 or more, as in 12 to 15 and 17 to 20, the amount of humidity rise can be 0.8% or less. It was excellent, and good moisture absorption performance was obtained.
(Example 4)
Further, the total opening area calculated from the diameter and the number of air introduction holes 4 provided in the porous body 3 of the respiratory filter 1 shown in FIG. 1 and the area of the porous body 3 covered with the porous membrane 7 ( By preparing a sample having a different surface of the air inlet hole processing surface and measuring the pressure loss, the ratio of the total area of the air inlet hole 4 to the area of the air inlet hole processing surface (hereinafter referred to as area ratio) is determined. Pressure loss of respiratory filter 1 (mmH 2 O) was examined.
[0081]
In addition, the length of the air introduction hole of each sample was unified to 3 mm. Regarding the pressure loss, each sample was placed in a closed container, and was set so that air could flow from the processing surface side of the air introduction hole 4 to the processing surface side of the air discharge hole 5 only through the porous body 3 in the container, After using a blower to blow air into the entire processing surface of the air introduction hole 4 of the porous body 3 using a blower at a flow rate of 200 cc / min, the processing surface side of the air introduction hole 4 and air discharge are performed. It was obtained by measuring the pressure difference on the processing surface side of the hole 5 with a Manostar gauge.
[0082]
Table 4 shows the results. In Table 4, in particular, 500 to 1200 mmH 2 Even if a pressure difference occurs in the magnetic disk 30 due to the favorable pressure loss of O, the adjustment can be effectively performed. The one that has a large effect of removing moisture and dust in the air by the adsorbent is A. 100mmH which has the effect of removing etc. 2 O or more, 500mmH 2 Those less than O are judged as B, those other than A and B and not so effective are judged as C.
[0083]
[Table 4]
[0084]
From the results of the test, it is found that the pressure loss of the respiratory filter 1 is 1000 mmH when the area ratio is 0.01% or less, though the moisture absorption property is equal to or higher than the conventional one. 2 It has been found that since the pressure is higher than O, only a small amount of air can flow in and out, and it is difficult to sufficiently adjust the pressure difference when a pressure difference occurs inside and outside the magnetic disk device.
[0085]
When the area ratio is larger than 0.47%, the pressure loss is 100 mmH. 2 O, the flow rate of the air flowing into the respiratory filter 1 is high, and the moisture and corrosive gas in the air tend to be hardly adsorbed by the adsorbent. It turns out that there is a possibility of inflow.
[0086]
Therefore, when the area ratio is 0.013 to 0.47, the pressure loss is 100 to 1000 mmH. 2 It can be said that it is possible to obtain a respiratory filter that can suppress the inflow of air more appropriately while maintaining the adsorption performance of moisture and corrosive components.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention according to claim 1, a plurality of adsorbents for collecting moisture and corrosive components in the air are solidified with a binder, and a plurality of porous bodies having a three-dimensional network structure are provided on one main surface. The air introduction hole communicates with each of the air introduction holes on the other main surface of the porous body, and each has an air discharge hole wider than the air introduction hole, and each of the air introduction hole and the air discharge hole is formed. A porous membrane having pores smaller in diameter than the porous body is provided in the opening, and the main surface of the porous body other than the porous membrane is surrounded by a dense frame member to constitute a respiratory filter. Therefore, it is possible to significantly reduce the size while maintaining moisture absorption characteristics and corrosion component adsorption characteristics equal to or higher than those of the related art, and to adjust the pressure difference between the inside and outside and the air flow rate widely.
[0088]
According to the invention of claim 2, as the adsorbent, the first main peak of the crystal phase of carbon in X-ray diffraction is formed of activated carbon having a range of 22.0 ° to 25.5 °, and the adsorbent is formed of the activated carbon. The specific surface area of the agent is 1300m 2 / G or more, it is possible to improve the hygroscopic property and the adsorption property of the corrosive component as compared with the related art.
[0089]
According to the third aspect of the present invention, since a part of the activated carbon is replaced with the silica gel B type as the adsorbent forming the porous body, the moisture absorption characteristics can be improved as compared with the related art.
[0090]
According to the fourth aspect of the present invention, the value obtained by dividing the surface area of the porous body by the volume of the porous body is 0.61 or more. Can also be improved.
[0091]
According to the invention according to claim 5, a three-dimensional network structure in which the air discharge hole is filled with a second adsorbent made of activated carbon and / or silica gel B type or the second adsorbent is solidified with a binder is provided. Since the porous body is disposed, the moisture absorption property and the adsorption property of the corrosive component can be improved as compared with the related art.
[0092]
According to the invention according to claim 6, the structure in which the throttle portion is provided in the air introduction hole can improve the moisture absorption characteristic and the adsorption characteristic of the corrosive component as compared with the conventional one, and can reduce the flow rate and the flow velocity of the air. It can be adjusted more widely.
[0093]
According to the invention according to claim 7, when the flow rate of the air introduced into the air introduction hole is set to 200 cc / min, the pressure loss from the air introduction surface to the air discharge surface of the breathing filter is 100 to 1000 mmH. 2 Since it is set to O, a favorable inflow air amount can be maintained, and moisture and corrosive gas in the air can be sufficiently removed by the adsorbent.
[0094]
According to the invention according to claim 8, the ratio of the total area of the air introduction holes to the total area of the porous film covering one main surface of the porous body is 0.013 to 0.47%. Therefore, when the pressure loss of the respiratory filter is 200 cc / min of the passing air flow rate, 100 to 1000 mmH 2 It can be adjusted freely within the range of O.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an example of the respiratory filter of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a magnetic disk drive provided with a respiratory filter according to the present invention.
3A is a cross-sectional view showing another example of the respiratory filter of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing another example of the respiratory filter of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 5A is a cross-sectional view showing another example of the respiratory filter of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a general magnetic disk drive.
FIG. 7A is a plan view showing an example of a conventional respiratory filter, and FIG. 7B is a sectional view taken along line EE of FIG. 7A.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a magnetic disk drive equipped with another conventional respiratory filter.
[Explanation of symbols]
1: Respiratory filter
2: Frame member
3: Porous body
4: Air inlet
4: Air inlet
4a: Opening of air introduction hole
4b: throttle section
5: Air discharge hole
5a: Opening of air discharge hole
7, 8: porous membrane
30: Magnetic disk drive
31: Casing
32: Rotation axis
34: Magnetic disk substrate
35: Magnetic head
36: Through hole
40: Respiratory filter
41: Resin case
42: Activated carbon tablet
43: Porous membrane
44: Air inlet
45: Air flow path
50: Respiratory filter
51: Air inlet
52: Air outlet
53, 55, 57: Partition plate
54, 56: Communication port
58: Granular adsorbent
59: Porous membrane
