JP2017508232A - 筐体用の再循環フィルター - Google Patents

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Abstract

本明細書で開示する技術は、フィルターアセンブリおよびフィルターアセンブリの作製方法に関する。１つのフィルターアセンブリは、第１の周囲領域を有する第１の濾材シートと、第２の周囲領域を有する第２の濾材シートとを有する。第１の周囲領域および第２の周囲領域は、リム領域においてボンディングされる。第１の濾材シートと第２の濾材シートとの間に複数の吸着ビーズが配置され、および複数の吸着ビーズのかなりの部分はボンディングされていない。他の実施形態も説明されている。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、ＤＯＮＡＬＤＳＯＮ ＣＯＭＰＡＮＹ， ＩＮＣ．（米国国内企業）（全ての指定国に対する出願人）、およびＳｔａｎｌｅｙ Ｂ． Ｍｉｌｌｅｒ， ＩＩＩ（米国民）；Ａｌｌｅｎ Ｎ． Ｎｉｃｋｌａｙ（米国民）；Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｊ． Ｆｉｓｃｈｅｒ（米国民）；およびＤａｎｉｅｌ Ｌ． Ｔｕｍａ（米国民）（指定の州のみに対する発明人）の名義で、２０１５年２月１２日にＰＣＴ国際特許出願として出願されており、および２０１４年２月１３日出願の米国仮特許出願第６１／９３９，６８３号明細書の優先権を主張し、それらの内容全体が、参照することにより本書に援用される。
本技術は、電子機器筐体において使用するためのフィルターに関する。特に、本技術は、電子機器筐体の内部を循環する汚染物質を除去するためのフィルターに関する。
ハードディスクドライブ筐体などの電子機器筐体内の汚染物質は、筐体内の構成要素の効率を下げ、かつ寿命を短くし得る。汚染物質は、化学物質および粒状物質を含むことがあり、および外部電源からハードドライブ筐体に入ることができるか、または製造または使用中に筐体内で生成され得る。汚染物質は、ドライブを徐々に損傷してドライブ性能を低下させ、かつさらには、ドライブを完全に故障させ得る。それゆえ、ハードディスクドライブなどのデータ記憶システムは、一般に、ディスクドライブ筐体内の空気中の粒状物質および／または汚染化学物質を除去できるまたはそれらをそこに入らないようにすることができる１つ以上のフィルターを含む。そのようなフィルターの１つのタイプは再循環フィルターであり、このフィルターは、一般的に、ディスクドライブ内で１つ以上のディスクが回転することによって生じる空気の流れの経路から汚染物質を濾過して取り除くことができるように、配置される。既存の再循環フィルターは、多くの汚染物質を除去できるが、ある種の汚染物質、特に、汚染化学物質を除去する性能の改善に対するニーズが存在する。
以下の図面を参照して、この技術をより完全に説明する。
ディスクドライブアセンブリの上部を除去して示す、ディスクドライブアセンブリの単純化した斜視図である。 第１の側面側からのフィルターアセンブリの概略的な断面図である。 図２に示す実施形態に適合する、第２の側面側から見たフィルターアセンブリの概略的な断面図である。 本明細書で説明するような、第１の側面側から見たフィルターアセンブリの概略的な第１の側面断面図である。 図４に示す実施形態に適合する、第２の側面側から見たフィルターアセンブリの概略的な第２の側面断面図である。 現在開示されている技術の例示的な実装例に従って構成および配置されたフィルターアセンブリを含むディスクドライブアセンブリの部分的な概略的な上面図である。 フィルター概念の性能を示すグラフである。 本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。 本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。 本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。 本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。 本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。 本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。
本技術の原理は、様々な修正および代替形態の影響を受けやすいが、それらの詳細を、図面に例として示してあり、かつ詳細に説明する。しかしながら、本技術を、説明する特定の実施形態に限定するものではないことを理解されたい。反対に、本開示および特許請求の趣旨および範囲内にある全ての修正例、等価物、および代替例を網羅するものとする。
ディスクドライブアセンブリ、ならびに他の電子機器筐体から汚染物質を減少させるまたは除去するために使用される様々なフィルタリングシステムが知られている。特に、再循環フィルターは、ディスクドライブ筐体に入ったまたはディスクドライブの使用中に生成された粒状物質および／または汚染化学物質を減少させるまたは除去するために使用されることが多い。典型的な再循環フィルターは、ディスクの回転によって誘発された空気流の経路に位置決めされるフィルター素子を含み、空気流中に存在する汚染物質が濾過されるようにする。
例示的な実施形態では、フィルターアセンブリは、第１の濾材シートおよび第２の濾材シートがそれらそれぞれの周囲領域で互いに結合されたフィルター構造と、濾材の層の間に配置された吸着材とを有する。
一般的に、透過性スクリム材などの支持層は、フィルター構造の少なくとも一部分を形成し得る。フィルターアセンブリの内部凹部内には濾材が配置され、濾材は、支持層を少なくとも部分的に覆う。例示的な実施形態では、濾材は、支持層の全てまたはほとんどの上に置かれる。別の例示的な実施形態では、支持層は、濾材内に埋め込まれる。いくつかの実施形態では、濾材および支持層は、濾材層を形成するために、フィルターアセンブリの生産前に一緒に組み合わされ（例えば、ラミネーション、熱ボンディング、または光カレンダリング（ｌｉｇｈｔ ｃａｌｅｎｄａｒｉｎｇ）などによって）、その後、フィルターアセンブリの少なくとも一部分を作り出す媒質構造に形成される。
一部の実施形態では、支持層は透過性スクリム材であり、透過性スクリム材は、織りまたは不織の材料、例えばポリプロピレン繊維を含む。一部の実施形態では、支持層の水の透過性は、例えば、０．５インチで約１００ｆｔ．／分〜０．５インチで約８００ｆｔ．／分とし得る。一部の実施形態では、スクリム材の水の透過性は、０．５インチで約２５０ｆｔ．／分、および０．５インチで約６００ｆｔ．／分である。さらに他の実装例では、支持層の水の透過性は、０．５インチで約３００ｆｔ．／分、および０．５インチで約５００ｆｔ．／分である。好適な支持層材の水の透過性は、例えば、０．５インチで１００ｆｔ．／分超；０．５インチで２５０ｆｔ．／分超；または０．５インチで３００ｆｔ．／分超とし得ることが理解される。好適な支持層材の水の透過性は、例えば、一部の実施形態では、０．５インチで約８００ｆｔ．／分未満；一部の実施形態では０．５インチで６００ｆｔ．／分未満；または一部の実施形態では０．５インチで５００ｆｔ．／分未満をとし得る。
本明細書で開示する技術に適合する濾材は、本質的に静電材料とし得る。様々な実施形態では、濾材のフィギュアオブメリットは、約６０を上回る。フィギュアオブメリットは、本開示に関連する電子機器ハウジングを含む様々な濾過環境においてストリームを十分に浄化するためのフィルターや濾材の能力を評価するために、計算され得る。フィギュアオブメリットは、１０．５ｆｔ．／分の速度および０．５インチＨ２ＯのＦｒａｚｉｅｒ透過性を有する空気の流れ中の、サイズ０．３μｍの粒子に関して決定される分別効率（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）に基づいて、計算される。
下記でより十分に説明するフィギュアオブメリットは、フィギュアオブメリットプライム（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ Ｐｒｉｍｅ）（ＦＯＭ’）と呼ばれる別の特性と同様である。ＦＯＭ’は、媒質の分別効率を抵抗で除した値であると定義される。フィギュアオブメリットプライムを説明する式は：
Figure 2017508232
 である。
分別効率は、媒質を規定の空気の流速で通過する空気から除去される、規定のサイズの粒子の割合または百分率である。出願人らは、粒子サイズ０．３μｍおよび空気の流速１０．５ｆｔ．／分に基づいて分別効率を決定することが好都合であることを見出した。粒子サイズ０．３μｍは、実際は、０．３〜０．４μｍの粒子の分布を反映していることを理解すべきである。
抵抗は、空気の流速に応じたフィルターの圧力低下の勾配である。便宜上、選択された単位は、圧力低下に関しては数インチの水、および空気の流速に関しては毎分フィートである。そこで、抵抗の単位は、数インチＨ２Ｏ／ｆｔ．／分である。
所与の濾材の抵抗を得ることは困難であり得るため、好都合な代替としてＦｒａｚｉｅｒ透過性を使用する。Ｆｒａｚｉｅｒ透過性は、半インチの水圧（０．５”Ｈ２Ｏ）で媒質を通る線形の空気の流速である。フィギュアオブメリット（ＦＯＭ：Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）は：
ＦＯＭ＝分別効率×２×Ｆｒａｚｉｅｒ透過性
である。
Ｆｒａｚｉｅｒ透過性は、規定の空気の流速または体積流量において数インチの水（”Ｈ２Ｏ）での単位で得られた圧力低下（ΔＰ）の測定値から計算される。Ｆｒａｚｉｅｒ透過性は、空気の流速に０．５を乗じて、圧力低下で割ることによって推定される。体積流量は、媒質の面積で割ることによって空気の流速に変換され得ること、および空気の流速は、毎分フィート（ｆｔ．／分）に変換すべきであることを認識すべきである。
濾材としてまだ組み立てられていない層の組み合わせのＦＯＭを予測するために、分別効率は、個々の層の透過性の総計として計算され得る。層の組み合わせの総Ｆｒａｚｉｅｒ透過性は、個々の層それぞれのＦｒａｚｉｅｒ透過性の逆数の和の逆数である。そのため、総ＦＯＭは、総Ｆｒａｚｉｅｒ透過性で乗じて２を乗じた、総透過性である。
再循環フィルターに関し、可能な限り高いＦＯＭを提供することが望ましいとし得る。高いＦＯＭは、高透過性に対応し、これは、循環している空気ストリームに配置されたフィルターに重要である。本明細書で開示する技術に一致する再循環フィルターのＦＯＭ値は、少なくとも約６０であり、およびいくつかの実施形態では、少なくとも約１５０である。一般的に、ＦＯＭは、約５０〜約２５０、またはさらには約１５０〜約２００とし得る。
濾材は様々な繊維を含むことができ、および任意選択的に、ポリプロピレンおよびアクリル繊維を含む繊維媒質と混合される。濾材の水の透過性は、例えば、０．５インチで約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチで約７５０ｆｔ．／分とし得る。一部の実施形態では、濾材の粉塵捕集効率は、０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し約２０％〜約９９．９９％である。好適な濾材の粉塵捕集効率は、例えば０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し２０％超；０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し４０％超；または０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し６０％超とし得る。いくつかの例示的な実装例では、濾材の粉塵捕集効率は、０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し９９．９９％未満；０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し８０％未満；または０．１〜０．３ミクロンの粒子状汚染物質に対し６０％未満とし得る。
様々な実施形態では、本明細書で開示する技術に一致する濾過媒質は、静電繊維である。本明細書では、用語「静電繊維」は、電荷を含む繊維を指す。フィルターアセンブリ２００に静電繊維を含むことの１つの利点は、フィルターが、汚染物質を機械的に捕獲できるだけでなく、電荷を含む汚染物質に静電力を加えることができ、それにより、気流から除去される汚染物質の量を増やすことである。静電媒質は、摩擦電気媒質、エルクトレット媒質、または粒子除去のための主機構として帯電できるかまたは帯電に依存する任意の他の媒質とし得る。例示的な実施形態では、静電媒質は摩擦電気繊維を含む。摩擦電気繊維は公知であり、および、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレンおよびプロピレンコポリマーなどのポリオレフィン繊維と、（２）別のポリマーの繊維、例えば、ハロゲン原子、例えば塩素によって置換された炭化水素官能基を含有する繊維、またはポリアクリロニトリル繊維との混合物を使用して形成され得る。概して、ポリオレフィン繊維および他のポリマーの繊維は、約６０：４０または約２０：８０または約３０：７０の重量比で静電媒質に含まれる。
ここで、図面を参照すると、図１は、ディスクドライブ１００の単純化した斜視図である。ディスクドライブ１００は、筐体１０４を画成するハウジング本体１０２を有する。例示的な実施形態では、筐体１０４内に少なくとも１つのディスク１０６が回転可能に取り付けられている。ディスクの回転は、矢印によって示し（反対向きの回転が代替的に可能ではあるが）、ここでは、ディスクの回転によって、筐体１０４内に空気の流れを引き起こす。読み書きヘッドなどの他のディスクドライブコンポーネント、および配線が、アマーチャ１０８に組み込まれ得る。
図２および図３は、比較のために本明細書で開示する公知のフィルターアセンブリ２００の断面図である。吸着要素と呼ばれ得る炭分２０２が、第１の支持層および静電フィルター材の第１の層を有する第１のシート２０６と、第２の支持層および静電フィルター材の第２の層を有する第２のシート２０４との間に配置され、および炭分２０２は、第１のシート２０６および第２のシート２０４によって画成された空洞の一部分を満たす。炭分２０２は、一般的に、フィルターアセンブリ２００を通過する空気を濾過するのを助けるように構成され、および複数の炭素ビーズ２１６が接着されたスクリム層２１４を有する。
第１のシート２０６の周囲領域は、炭分２０２の周りで、第２のシート２０４の周囲領域に溶接され、クリアランス２０８を生じる。クリアランス２０８は、溶接部２１０と炭分２０２との間のフィルターの一部分を説明している。図２および図３に示す設計では、炭分は、一般的に、製造プロセスに必要とされるクリアランス２０８に起因して、媒質の領域よりも小さいサイズにされる。クリアランス２０８は、溶接プロセスの最中に、炭分２０２の一部分が層間で溶接されないようにすることを保証し得る。炭分２０２の一部分が層間で溶接される場合、フィルターは、欠陥を有するとして不良品にされ得る。フィルターが不良品にされず、および電子機器筐体で使用される場合、炭分２０２の一部分が筐体に対する粒子汚染物となり得る。フィルターの外形寸法が小さくなるにつれて、炭分２０２の領域は、さらに大きく削減される可能性がある。フィルターがより小さくなるため、比較的平坦な媒質を炭素の上側で曲がるようにし得ることがより困難になり、およびより厚みの薄い炭分２０２を使用する必要性が生じ得る。
図４および図５は、本明細書で開示する技術に一致する、少なくとも第１のシート３０４、第２のシート３０６、および第１のシート３０４と第２のシート３０６との間に画成された空洞３１２内に配置された吸着体３０２を有するフィルターアセンブリ３００の断面図である。第１のシート３０４は、一般的に、第２のシート３０６の周囲領域に結合されてリム領域３１０を形成し得る第１の周囲領域を有する。様々な実施形態では、リム領域３１０は、例として熱溶接や超音波溶接での溶接領域である。
フィルターアセンブリ３００は、一般的に、空気から粒子および汚染化学物質を濾過するように構成されている。様々な実施形態では、フィルターアセンブリ３００は、電子機器筐体内に位置決めされて、その内部の空気を濾過するように構成されている。いくつかの実施形態では、フィルターアセンブリ３００は、ディスクドライブ内に位置決めされて、ディスクドライブ内の空気を濾過するように構成されている。フィルターアセンブリの他の使用も認識される。
様々な実施形態では、第１のシート３０４および第２のシート３０６は、一般的に、本明細書で既に説明した濾材のタイプに適合する濾材の層である。第１のシート３０４および第２のシート３０６は、空気から微粒子を濾過するように構成され得る。様々な実施形態では、第１のシート３０４は、一般的に、第１の支持層が結合されたフィルター材の第１の層で構成され得る。同様に、第２のシート３０６は、一般的に、第２の支持層が結合されたフィルター材の第２の層で構成され得る。第１の支持層および第２の支持層は、本明細書で既に説明した支持層と一致でき、および少なくとも一実施形態では、第１の支持層および第２の支持層は、同じ材料で構成される。一般的に、例えば透過性、効率性、ＦＯＭ、圧力低下などのフィルターの状況に基づいて、所望のフィルターのパラメータを達成する限り、任意の数の層が結合されて、第１のシート３０４および第２のシート３０６を形成し得ることが理解される。
いくつかの実施形態では、第１のシート３０４、第２のシート３０６、または両シート３０４、３０６は、既に説明した静電繊維で少なくとも部分的に構成され得る。少なくとも一実施形態では、第２のシート３０６は、第１のシート３０４と同じ材料である。別の実施形態では、第１のシート３０４および第２のシート３０６は、異なる材料である。例えば、一実施形態では、第２のシート３０６は、第１のシート３０４に溶接、融合または他の方法でボンディングされるスクリーン層とし得る。いくつかのそのような実施形態では、第１のシート３０４は、溶接された静電濾材層と支持層とを有し、およびスクリーン層は、リム領域３１０内で濾材の層に溶接され得る。スクリーン層は、一般的に、空気がスクリーン層を通ってフィルターアセンブリ３００の空洞３１２内まで通過できるようにし得る。スクリーン層は、さらに、フィルターアセンブリ３００が所望の構成を保持するのを支援するなどのために、支持体を提供し得る。
現在の実施形態では、第１のシート３０４は、空洞３１２の形状を少なくとも部分的に規定する。空洞３１２は、少なくとも１つの例示的な実施形態では実質的に自立し得るが、別の例示的な実施形態では実質的に自立しない。用語「実質的に自立」を使用して、第１のシート３０４が、大気重力に対して空洞３１２の存在を保持する能力を有することを意味する。現在の実施形態では、第２のシート３０６は実質的に平面的である、つまり、第２のシート３０６自体の構造は空洞を画成しない；むしろ、第２のシート３０６の構造は、第１の濾材シート３０４によって画成された空洞を囲う。
吸着体３０２は、空洞３１２内で、第１のシート３０４と第２のシート３０６との間に配置され得る。吸着体３０２は、一般的に、フィルターアセンブリ３００の環境内にある空気から汚染化学物質を吸着するように構成される。吸着材は、例えば、乾燥材（すなわち、水や水蒸気を吸着もしくは吸収する材料）、または揮発性有機化合物、酸性ガスを吸着もしくは吸収する材料、またはそれら双方などの物理吸着（ｐｈｙｓｉｓｏｒｂｅｎｔ）材または化学吸着（ｃｈｅｍｉｓｏｒｂｅｎｔ）材とし得る。好適な吸着材は、例えば、活性炭、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、シリカゲル、過マンガン酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、硫酸カルシウム、またはそれらの混合物を含む。吸着体３０２は、一般的に、複数の吸着ビーズである。様々な実施形態では、吸着体３０２は、複数の活性炭素ビーズである。吸着ビーズのサイズは、約０．２ｍｍ〜約１．１ｍｍ、０．４ｍｍ〜約１．０ｍｍ、および約０．３ｍｍ〜約０．９ｍｍに及び得る。一実施形態では、吸着ビーズの平均サイズは、約０．３ｍｍ〜約０．８ｍｍ、または約０．６ｍｍである。
いくつかの実施形態では、複数の吸着ビーズのかなりの部分がボンディングされていない、つまり、吸着ビーズのかなりの部分が互いにボンディングされておらず、およびフィルターアセンブリ内の任意の他の要素にボンディングされていない。少なくとも一実施形態では、複数の吸着ビーズのそれぞれは、完全にはボンディングされていない。「かなりの部分」によって、少なくとも７０％、８０％、９０％、９５％またはさらには９８％の吸着ビーズがボンディングされていないことを意味する。ボンディングされていないビーズは、吸着に利用可能な表面積が大きくなる、フィルター自体の透過性を高めるという相対的有利性を有し、および、例えば低ダスティングを有し得る。図４および図５に示すようなフィルターアセンブリ３００によって画成されたクリアランス３０８は狭くでき、および空洞内には、図２および図３に示すフィルター素子と比較してより多くの吸着体３０２が配置され得る。実施形態では、フィルターアセンブリ３００は、約８．５ｍｍ×２０ｍｍにでき、および厚さ約４ｍｍとし得る。吸着体３０２として炭素ビーズを有する実施形態では、炭素ビーズの質量は、少なくとも３５ｍｇであり、および一般的には、約５５ｍｇ以下、例えば約４５ｍｇである。実施形態では、フィルターアセンブリ３００は、約４ｍｍ×１５．５ｍｍにでき、および少なくとも２０ｍｇおよび一般的に約４５ｍｇ以下、例えば約３３ｍｇの質量の炭素ビーズを含み得る。
本明細書で開示する技術に一致するフィルター構成は、フィルター（例えば活性炭）に含まれ得る吸着材の量の相対的増加を可能にする一方、比較的コンパクトなサイズを保持し、およびフィルター性能を改善する。特に、いくつかの実施形態では、本明細書で説明したフィルターは、活性炭の量を増やし得る一方、実質的にフィルターを通る空気の流れを保ち、それにより、筐体内の汚染物質レベルをより低くすること、および長期間、それらの低い濃度レベルを維持することを可能にする。
図６は、本明細書で開示する技術に一致するフィルターアセンブリ３００の例示的な実装例を示す。フィルターアセンブリ３００は、一般的に、図４〜５に示す実施形態と一致し、および電子機器筐体（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）１００を画成するハウジング内に設置される（筐体１００の隅のみ示す）。フィルターアセンブリ３００は、第１のシート３０４、第２のシート３０６、および第１のシート３０４と第２のシート３０６との間に配置された吸着体３０２を有する。フィルターアセンブリの向きは、第２のシート３０６の表面領域が、回転するディスク１０６によって生成された空気ストリーム（矢印によって方向を示す）に対面するようにされる。電子機器筐体１００は、フィルターアセンブリ３００を受け入れるように構成されるフィルターマウント１２０を有する。図示の実施形態では、フィルターアセンブリ３００の第２のシート３０６への空気の流れの方向を支援するためにバッフル１１４が存在し、およびバッフル１１４は、フィルターマウント１２０を少なくとも部分的に画成する。フィルターアセンブリ３００は、電子機器筐体内に配置されて、バッフル１１４が空気を第２のシート３０６の方へおよびそれを通るように向けるようにする。いくつかの実装例では、バッフル１１４は、任意の取付要素、またはハウジングの他の部分と共に、第２のシート３０６へと空気を向けるチャンネルを形成する。他の実装例では、フィルターアセンブリ３００は、フィルターアセンブリ３００を通るように空気の流れを向ける単一の画成されたチャンネルが存在しない電子機器筐体内を流れる空気ストリーム中に位置決めされるように構成されるか、または筐体内に、フィルターアセンブリ３００を通るように空気を部分的に向ける、側面が開放しているチャンネルが形成され得る。
試験結果
図２〜３に示しかつ本明細書で説明する比較例に適合する例示的なフィルター構成では、第１の再循環フィルターは、第１のシートおよび第２のシートがそれらのそれぞれの周囲でボンディングされて構成された。炭素ビーズが結合されたスクリム層を有する炭分は、第１のシートと第２のシートとの間に配置された。第１のシートおよび第２のシートのそれぞれは、静電濾材の層と、ポリプロピレンスクリム層とで構成された。第１の再循環フィルターは、幅１５．４ｍｍ、高さ８．９ｍｍ、および厚さ２．８ｍｍであった。この第１の再循環フィルターは、約１ｍｍの溶接周囲を有した。この第１の再循環フィルターは、１３．４ｍｍ×６．９ｍｍ、すなわち約９２ｍｍ２の活性濾過面積を有し、そこでは、活性濾過面積は、ボンディングされた周囲内で濾過に利用可能なフィルターの流れ面の面積に基づいて測定された。再循環フィルターの流れ面は、濾過の最中に空気の流れを直接受けるように構成されるフィルター面である。炭分は、幅８．１ｍｍ、高さ３．６ｍｍ、および吸着面の面積約２９ｍｍ２であり、ここでは、吸着面の面積は、再循環フィルターの流れ面から測定された、吸着体（例えば炭素ビーズ）を含むフィルターの面積の測定値であった。そのようなものとして、第１の例示的な再循環フィルターに関し、吸着面の面積は、炭分自体の面積と等しかった。炭分の面積は、再循環フィルターの活性濾過面積の約３５％であった。吸着要素は、８ｍｇの炭素の質量を有した。
第２の例示的な再循環フィルターは、図４〜５に示す実施形態に従って作製された。第２の再循環フィルターは、第１のシート、および第２のシートを有し、それらは、それらのそれぞれの周囲で接合されていた。第１のシートおよび第２のシートのそれぞれは、静電濾材の層と、ポリプロピレンスクリム層とで構成された。第１のシートは、その周囲から凹んでいる空洞を画成し、および空洞は、第１のシートと第２のシートとの間に画成された。第２の再循環フィルターの厚さは、４．８ｍｍであった。空洞は、幅約１０．９ｍｍ×高さ４．４ｍｍ×奥行３ｍｍであった。空洞の体積は、約１２０ｍｍ３であった。空洞は、４５ｍｇのボンディングされていない活性炭素ビーズで満たされていた。第２の再循環フィルターの炭素ビーズの吸着面の面積は、約４８ｍｍ２であった。
上述の通り、本明細書では、吸着面の面積は、再循環フィルターの流れ面から測定された、吸着体を含むフィルターの面積の測定値として使用される。第２の例示的な再循環フィルター炭素面の面積は、Ｉｔａｓｃａ、ＩＬを本拠地としているＫｅｙｅｎｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の、Ｋｅｙｅｎｃｅ ＶＨ−Ｚ２０Ｒレンズを有するＶＨＸ−１０００デジタル顕微鏡を使用して測定された。６０Ｗの柔らかい白色の白熱電球をバックライトとして使用した。
特に、顕微鏡レンズは、顕微鏡ベースに対して９０度に、ステージに対面して位置決めされた。電球は、顕微鏡レンズから４．５インチ離れて位置決めされ、かつ顕微鏡レンズを直接指していた。フィルターは、１つの周囲縁に沿ってステージに固定され、顕微鏡から１インチで、顕微鏡レンズと電球との間で垂直に立っていた。フィルターの一面は、顕微鏡レンズの方に位置決めされた。顕微鏡は、２０倍の倍率に設定された。顕微鏡からの照明オプションは使用しなかった。白熱電球が照明され、かつＶＨＸ−１０００コンソール上の明るさ調整ダイアルは、適切な量の光がレンズに入って、フィルターの周囲がバックライトと区別できなくなるように設定し、最大の明るさの設定の約７５％に達した。ＶＨＸ−１０００のソフトウェアにおける自由形状の付形工具を使用して、吸着面の面積を計算した。自由形状の付形を使用して、炭素領域の周囲の輪郭を描き、およびソフトウェア内の個々の測定オプションを測定メニューから選択し、輪郭を描いた周囲内の面積を自動的に計算した。
下記の表１は、上述の第１の再循環フィルターの態様と、第２の再循環フィルターの例の態様とを比較している：
Figure 2017508232
第２の再循環フィルターを通る空気の流れの制限は、第１の再循環フィルターを通る空気の流れの制限と全体的に同様であるかまたはそれを下回る。一方では、第２の再循環フィルター中に追加された炭素の質量は、第１の再循環フィルターと比較して、全体的にわずかに空気の流れの制限を増大させる；しかしながら、他方では、第２の再循環フィルター内の濾過面積の増大は、空気の流れの制限の低下に寄与し得る。さらに、炭素ビーズ（第１の再循環フィルターにおいて使用される）に接着されたスクリムを削除することは、第２の再循環フィルターにおける空気の流れの制限の相対的低下に寄与し得る。第２の再循環フィルターを通る正味の空気の流れの制限は、第１の再循環フィルターを通る空気の流れの制限を下回り得るかまたはそれとほぼ等しいとし得る。再循環フィルターを通る空気の流れの制限は、粒子クリーンアップ（ＰＣＵ：ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｌｅａｎ−ｕｐ）に密接に関係し得るため、いくつかの実装例では、炭素の量が増加した第２の再循環フィルターにおける粒子クリーンアップの低下はほとんどもしくは全くなく、および空気の流れの制限は増大しない。
２つの例示的な再循環フィルターは、各フィルターに対する平均的なＰＣＵ時間Ｔ９０を比較するために実施されるＰＣＵ試験を受けた。ＰＣＵ性能は、連続的な粒子導入試験方法を使用する粒子クリーンアップ試験を実行することによって、計算され得る。この方法は、粒子の濃度が制御された連続的な空気の流れを、注入ポートを通してディスクドライブ内へと提供し、かつディスクドライブを起動する。空気が、ドライブからサンプルポートを通してサンプリングされ、非濾過済み空気の粒子含量と濾過済み空気の粒子含量との間の濃度差を得る。濾過済み空気をサンプリングするために使用されるサンプルポートは、試験中のフィルターのわずかに上流にあり、および注入ポートは、サンプルポートから、回転するディスクのスピンドルのほぼ反対側に位置決めされる。使用中、典型的なディスクドライブは、ディスクドライブと環境との間の均圧を可能にする通気ポートを除いて、外部環境から封止される。しかしながら、ここで説明するＰＣＵ試験に関し、ディスクドライブの通気ポートは封止されるため、ドライブに引き込まれる空気の流れは、粒子計数器によってドライブからサンプルポートを通って引き出される流れと実質的に等しい。
ＰＣＵ試験は、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ， ＭＮに拠点を置くＴｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．によって提供された０．１μのポリスチレンラテックス球（ＰＳＬ）を使用し、これらのポリスチレンラテックス球は、水に懸濁されてから、Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ、ＭＮに拠点を置くＴＳＩ， Ｉｎｃ．製のＴＳＩ ３０７６ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒを使用して噴霧された。その後、エアロゾルストリームは、拡散ドライヤーを使用して乾燥されてから、（同様にＴＳＩ， Ｉｎｃ．製の）ＴＳＩ ３０１２Ａ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｒを通過させられる。噴霧器からの出力は、試験のサンプルの流れに必要な出力を上回るため、Ｔ字管を使用して、バルク状の空気流で排気する。しかしながら、空気流のほんの一部が、流量Ｑで、注入ポートを通ってディスクドライブに引き込まれる。この試験に使用された粒子計数器は、Ｂｏｕｌｄｅｒ， Ｃｏｌｏｒａｄｏに拠点を置くＤｒｏｐｌｅｔ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製のＵｌｔｒａ−Ｈｉｇｈ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＵＨＳＡＳ）である。
ディスクドライブ内の粒子は、フィルターに加えて他の面によっても捕捉され得るため、ドライブは、まず、ＰＣＵ測定の基準ライン値を得るためにフィルター無しで試験される。その後、対象のフィルターを試験するとき、基準ラインが考慮され得るため、フィルターのＰＣＵの寄与が、以下の式によって計算され得る：
Figure 2017508232
 式中、τｆ＝フィルタークリーンアップ時定数（分）、
Ｖ＝ドライブ体積（ｃｍ３）、
Ｑ＝サンプル流量（ｃｍ３／分）、
Ｃａ（ｗ＿フィルター）＝フィルターを備えるドライブへの粒子濃度（粒子／ｃｍ３）、
Ｃｓｓ（ｗ＿フィルター）＝フィルターを備えるドライブからの粒子濃度定常状態（粒子／ｃｍ３）、
Ｃａ（ｗ／ｏ＿フィルター）＝フィルター無しのドライブへの粒子濃度（粒子／ｃｍ３）、および
Ｃｓｓ（ｗ／ｏ＿フィルター）＝フィルター無しのドライブからの粒子濃度定常状態（粒子／ｃｍ３）。
上記の式は、フィルタークリーンアップ時定数τｆを提供し、これは、空気中の初期の粒子濃度から６３．２％の低下に達するまでの時間を推定する。しかしながら、これは、粒子濃度における９０％の低下に達するまでの時間（これは２．３時定数に等しい）を報告するための標準的技法となった。これはまた、秒数での時間を報告するための標準的技法であるため、Ｔ９０クリーンアップ時間は、以下の式によって計算される：
Ｔ９０＝τｆ×６０×２．３
表１のＴ９０の結果は、体積２２ｃｍ３の２．５”ドライブを使用して試験された。ディスクドライブは、３枚の積層されたディスクを１０，０００ＲＰＭで動作させる。流量Ｑは、３０ｃｍ３／分であり、および標的入力濃度（Ｃａ（ｗ＿フィルター）およびＣａ（ｗ／ｏ＿フィルター））は、８３粒子／ｃｍ３であった。表１にある通り、第２の例示的な再循環フィルターは、第１の例示的な再循環フィルターよりも、フィルタークリーンアップ時間Ｔ９０が、約１％だけ、わずかに改善されていた。本明細書で開示する技術に一致するフィルターの様々な実施形態は、第１の例示的な再循環フィルターに適合する吸着要素を有する同様のサイズのフィルター素子を１５％以下で上回るＰＣＵ時間Ｔ９０を有し、ここで、用語「同様のサイズ」は、等しいサイズにされた能動フィルター領域を有するフィルター素子であると定義される。
２つの例示的な再循環フィルターはまた、化学クリーンアップ試験（ＣＣＵ）を受けた。各ＣＣＵ試験では、試験された再循環フィルターは、上述のＰＣＵ試験において使用されたものと同じタイプのディスクドライブ内に位置決めされた。１４０ｐｐｍのトリメチルペンタン（ＴＭＰ）を備える３０ｃｃ／分の窒素流が、ディスクドライブのカバーにある注入ポートを通してドライブ内へと注入された。空気のサンプルが、再循環フィルターの約５ｍｍ上流にありおよびディスクの外径上にある、ドライブカバー内の３ｍｍのサンプリングポートを通して、ドライブから引き出された。再循環フィルターの「上流」は、ディスクの回転の反対方向にあると考えられる（ディスクの回転は、ドライブ内での空気流の主な推進力であるため）。注入ポートは、ディスクドライブハウジングに対してサンプリングポートの反対側に位置決めされた。
高圧ガスタンク内で窒素が混合されたＴＭＰからなりかつＰｒａｘａｉｒのような専門のガス供給業者から入手可能である、５２５ＰＰＭのＴＭＰ混合標準物が使用される。ＴＭＰ標準物は、圧力調整器を通り抜けてから、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ、ＣＡに本拠を置くＳｉｅｒｒａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＭａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＭＦＣ）に至り、質量流を、２２．１℃および１Ａｔｍの標準条件で８ｃｃ／分に等しくなるように調整する。窒素の第２のＴＭＰの自由流れは、調整器およびＭＦＣを通り抜けて、標準条件において２２ｃｃ／分に等しい質量流をもたらし、および第１の流れと組み合わせられて、１４０ＰＰＭで３０ｃｃ／分の希釈流れを与える。
ＴＭＰ／窒素の流れは、まず、切換弁を通り抜けて、支柱が除去されたＧａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ（ＧＣ）に至り、このＧａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈは、日本の京都に本拠を置く島津製作所によって供給されたＦｌａｍｅ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（ＦＩＤ）を備える。ＦＩＤからの電圧出力は、１４０ＰＰＭの入力濃度で記録され、およびこれを使用して、ＴＭＰ濃度と電圧との線形相関を生成する。その後、切換弁は、ＴＭＰ／窒素流を注入ポートへと向け、およびサンプリングポートからの出力流れは、ＧＣ／ＦＩＤへと向けられる。データ収集に先立って、ＴＭＰ／窒素は、ディスクドライブを起動する１０分前にドライブを通り抜けて、ガス流を安定化できるようにし、かつドライブおよびホースラインをパージできるようにする。その後、ディスクドライブの電源を入れて、ディスクを回転させ、およびひとたびディスクが全速力で回転すると、特定の時間間隔でＴＭＰ濃度が測定される。
試験した２つの例示的なフィルターのＣＣＵの結果を図７に示し、ここでは、ドライブ内のＴＭＰのＰＰＭ濃度を経時的に示す。図７はまた、ドライブ内のＴＭＰの濃度とＴＭＰチャレンジの量（ｍｇ）との関係を示し、ここで、「ＴＭＰチャレンジ」は、ディスクドライブに送られるＴＭＰの量を指す。さらに、最低ＴＭＰ濃度が、各ＣＣＵ試験の最中に測定されており、および表１に示されている。ドライブ内のＴＭＰ濃度が低いほど、一般的に、ＴＭＰの除去においてフィルターがより効果的であることを示す。ＴＭＰ濃度が比較的低く留まることが望ましいとし得、これは、フィルターの汚染物質吸着容量がより大きいことを示し得る。図７に示す２つの例示的な再循環フィルターに関するＣＣＵの性能結果は、第１の再循環フィルターと比較したときの、追加された炭素の質量のＣＣＵの効果、および炭素の断面積の増加を示す。
本明細書で開示する技術に一致するいくつかのフィルターは、以前の技術と比較して吸着面の面積の全体にわたって吸着体の密度が比較的高い。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書で開示する技術に適合する再循環フィルターは、吸着面の面積の全体にわたって６００ｇ／ｍ２を上回る吸着体密度を有する。いくつかの他の実施形態では、本明細書で開示する技術に適合する再循環フィルターの吸着体密度は、吸着面の面積の全体にわたって６５０ｇ／ｍ２を上回り、またはさらには７００ｇ／ｍ２を上回る。さらに、本明細書で開示する技術に適合するいくつかのフィルターは、以前の技術と比較して、能動フィルター面の面積の全体にわたって吸着体の密度が比較的高い。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書で開示する技術に適合する再循環フィルターの吸着体密度は、能動フィルター面の面積の全体にわたって２５０ｇ／ｍ２を上回る。いくつかの他の実施形態では、本明細書で開示する技術に適合する再循環フィルターの吸着体密度は、能動フィルター面の面積の全体にわたって、３００ｇ／ｍ２、３５０ｇ／ｍ２、４００ｇ／ｍ２を上回り、またはさらには４５０ｇ／ｍ２を上回る。炭素面の面積または能動フィルター面積の全体にわたる吸着体密度を計算するために、スクリム、結合剤、接着剤、および他の物質の質量が、吸着体の質量から除外される。上述の通り、様々な実施形態では、吸着体は、複数の活性炭素ビーズである。
図８Ａ〜８Ｆは、フィルターアセンブリの作製方法の概略図である。方法は、第１の嵌め合い構造１５０４の使用を含み得る（図８Ａに示す）。第１の嵌め合い構造１５０４は、周囲境界部１５０５と、周囲境界部１５０５から凹んでいる空洞１５０６とを画成する。空洞１５０６は、製造中にのみ、完成品フィルターの所望の形状に構成され得るか、または濾材の所望の形状に構成され得る。これについて、本明細書でより詳細に説明する。
第１の濾材シート１５０２は、第１の嵌め合い構造１５０４と第２の嵌め合い構造１５０７との間に配置され（図８Ｂ）、ここでは、第２の嵌め合い構造１５０７は、空洞１５０６と嵌め合い係合するように構成された突起１５０８を画成している。いくつかの実施形態では、追加的な支持層および／または濾材層は、第１の濾材シート１５０２に結合され得る。現在の実施形態では、第２の嵌め合い構造は、第１の嵌め合い構造１５０４の周囲境界部１５０５と嵌め合い係合するように構成された二次面１５０９を画成する。当業者は、用語「嵌め合い係合」は、対応する嵌め合い構造との間にクリアランスのある構成を含み得ることを認識する。
第２の嵌め合い構造１５０７は、少なくとも部分的に空洞１５０６内に配置されるように平行移動されることができ、第１の濾材シート１５０２は、第１の嵌め合い構造１５０４と第２の嵌め合い構造１５０７との間で圧縮される。第１の嵌め合い構造１５０４と第２の嵌め合い構造１５０７との間で圧縮されると、濾材１５０２が、一般的に、大気重力下でおよび対向する外力がない状態で、第１および第２の嵌め合い構造１５０４、１５０７と同様の空洞構造１５１０と空洞構造１５１０の周囲のリム領域１５１１とを画成しかつ保持する（図８Ｃに示す）。いくつかの実施形態では、第１の嵌め合い構造１５０４の周囲境界部１５０５、第２の嵌め合い構造１５０７の二次面１５０９のいずれか、または双方ともが、第１の濾材シート１５０２のリム領域１５１１の材料を溶融させるように構成され得る。その後、リム領域１５１１は、溶融された材料を硬化させるように冷却されて、その剛性を高め得る。特定の一実施形態では、第２の嵌め合い構造１５０７の二次面１５０９は、リム領域１５１１を溶融させるために使用される超音波溶接機に結合される。認識されるような他のタイプの溶接機も考慮される。
空洞１５０６から第２の嵌め合い構造１５０７が除去される状態で、吸着体１５１２が空洞構造１５１０内に配置され得る（図８Ｄに示す）。様々な実施形態では、吸着体１５１２は複数の吸着ビーズである。特定の一実施形態では、吸着体１５１２は複数の活性炭素ビーズである。一実施形態では、吸着体は、空洞の少なくとも５０％を占める。代替的な実施形態では、吸着体は、空洞構造１５１０の少なくとも５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または９９％を占め得る。
第２の濾材シート１１１４の最終的な周囲領域が、第１の濾材シート１５０２のリム領域１５１１に結合されて、吸着ビーズ１５１２を、第１の濾材シート１５０２と第２の濾材シート１１１４との間に含むようにする（図８Ｅ）。一実施形態では、第２の濾材シート１１１４は、空洞の一側面にわたって配置されるスクリーン層である。いくつかの他の実施形態では、第２の濾材シート１１１４は、第１の濾材シート１５０２と同じ材料であるか、または複数の材料の組み合わせである。第２の濾材シート１１１４は、第１の濾材シート１５０２のリム領域１５１１に溶接され得る。フィルターから余分な材料がトリミングされ、フィルター１１００を生じ得る（図８Ｆに示す）。
いくつかの実施形態では、第１の濾材シートの周囲領域の一部分を第２の濾材シートの周囲領域の一部分にボンディングし、および第１の濾材シートと、第２の濾材シートと、第１のシートおよび第２のシートの周囲領域のボンディング部分との間に画成された空洞内に、実質的にボンディングされていない吸着ビーズを挿入することが望ましいとし得る。吸着ビーズの挿入に続いて、第１の濾材シートおよび第２の濾材シートのそれぞれの残りのボンディングされていない周囲領域がボンディングされて、フィルターの周りに密着したリム領域を形成し得る。
代替的な一実施形態では、第１の濾材シートおよび第２の濾材シートは、単一の濾材シートによって画成され、およびフィルター素子の形成方法は、第１の濾材シートに対して第２の濾材シートを折り畳んで、その結果生じるフィルター素子の周囲領域の１つの縁に沿って折り目を画成するステップを有し得る。そのような方法では、第１および第２の濾材シートの周囲領域のボンディングされていない部分は、本明細書で説明するようにボンディングされ、その結果生じるフィルター素子の周囲の少なくとも一部分に延在するリム領域を形成し得る。いくつかの他の実施形態では、折り目に沿って第１および／または第２の濾材シートの材料を一緒に溶融して、剛性を高めることが望ましいとし得る。そのような実施形態では、リム領域は、その結果生じるフィルター素子の全周囲に延在し得る。他の実施形態も考慮される。
上記の説明は、現在説明している技術の製造および使用の完全な説明を提供する。多くの実施形態は、現在説明している技術の趣旨および範囲から逸脱することなく作製されることができるため、そのような技術は、以下添付する特許請求の範囲に存在する。

Claims (44)

  1. 第１の周囲領域を有する第１の濾材シート；
    第２の周囲領域を有する第２の濾材シートであって、前記第１の周囲領域および前記第２の周囲領域はリム領域でボンディングされている、第２の濾材シート；および
    前記第１の濾材シートと前記第２の濾材シートとの間に配置された複数の吸着ビーズであって、前記複数の吸着ビーズのかなりの部分がボンディングされていない、複数の吸着ビーズ
    を含む、フィルターアセンブリ。
  2. さらに、前記第１の濾材シートに結合された第１の支持層を含み、前記第１の支持層の透過性が、０．５インチの水で約１００ｆｔ．／分〜０．５インチの水で約８００ｆｔ．／分である、請求項１および請求項３〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  3. 前記第１の濾材シートが、実質的に自立する空洞を画成する、請求項１〜２および請求項４〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  4. 前記第２の濾材シートが実質的に平面的である、請求項１〜３および請求項５〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  5. 前記第２の濾材シートがスクリーンを含む、請求項１〜４および請求項６〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  6. 前記複数の吸着ビーズが活性炭素ビーズを含む、請求項１〜５および請求項７〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  7. 前記第２の濾材シートが前記第１の濾材シートと同じ材料である、請求項１〜６および請求項８〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  8. 前記リム領域が溶接領域を画成する、請求項１〜７および請求項９〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  9. 前記複数の吸着ビーズの全てが完全にはボンディングされていない、請求項１〜８および請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  10. 前記第１の濾材シートの透過性が、０．５インチの水で約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチの水で約７５０ｆｔ．／分である、請求項１〜９および請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  11. 前記第１の濾材シートのフィギュアオブメリットが約６０を上回り、前記フィギュアオブメリットは、速度１０．５ｆｔ．／分およびＦｒａｚｉｅｒ透過性０．５インチＨ２Ｏを有する空気の流れ中の、サイズ０．３μｍの粒子に対して決定された分別効率に基づいて、計算される、請求項１〜１０および請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  12. 前記リム領域が、前記第１の濾材シートおよび前記第２の濾材シートの全周囲に延在する、請求項１〜１１および請求項１３〜１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  13. 前記複数の吸着ビーズが、６００ｇ／ｍ２を上回る吸着体密度を有する吸着面の領域を画成する、請求項１〜１２および請求項１４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  14. 周囲を有し、この周囲が、前記フィルターアセンブリの前記周囲の一部分に沿って折り目を画成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  15. （ａ） 筐体を画成するディスクドライブハウジング；
    （ｂ） 前記筐体内に回転可能に装着された少なくとも１枚のディスクであって、前記少なくとも１枚のディスクの回転によって前記筐体内に空気の流れを生じる、ディスク；および
    （ｃ） 前記筐体内に配置された、請求項１に記載のフィルターアセンブリ
    を含む、ディスクドライブアセンブリ。
  16. フィルターアセンブリが、前記筐体内に配置されて、前記第２の濾材シートが前記フィルターアセンブリの流れ面であるようにする、請求項１５に記載のディスクドライブアセンブリ。
  17. 第１の嵌め合い構造と第２の嵌め合い構造との間に第１の濾材シートを配置するステップであって、前記第１の嵌め合い構造が、周囲と、前記周囲から凹んでいる空洞とを画成し、および前記第２の嵌め合い構造が、前記空洞と嵌め合い係合するように構成された突起を画成する、ステップ；
    前記第１の濾材シートを前記第１の嵌め合い構造と前記第２の嵌め合い構造との間で圧縮して、前記第１の濾材シートが、空洞構造と、前記空洞の前記周囲にリム領域とを画成し、かつ保持するようにするステップ；
    前記第１の濾材シートの前記空洞内に吸着ビーズを配置するステップ；および
    第２の濾材シートの周囲領域を前記リム領域に結合して、前記吸着ビーズを、前記第１の濾材シートと前記第２の濾材シートとの間に含むステップ
    を含む、フィルターアセンブリの作製方法。
  18. 前記第１の濾材シートが、フィルター材の第１の層とスクリム材の第２の層とを含む、請求項１７および請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  19. 前記吸着ビーズが活性炭素ビーズを含む、請求項１７〜１８および請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  20. 前記第２の濾材シートを前記リム領域に結合するステップが、前記第２の濾材シートを前記第１の濾材シートの前記リム領域に溶接することを含む、請求項１７〜１９および請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  21. 前記第１の濾材シートの透過性が、０．５インチの水で約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチの水で約７５０ｆｔ．／分である、請求項１７〜２０および請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  22. 前記吸着ビーズの平均サイズが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍである、請求項１７〜２１および請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  23. さらに、前記第１の濾材シートの前記リム領域を溶融してから、前記第１の濾材シートの前記リム領域を冷却することによって、前記リム領域の剛性を高めるステップを含む、請求項１７〜２２および請求項２４〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  24. 前記第１の濾材シートおよび前記第２の濾材シートが異なる材料である、請求項１７〜２３および請求項２５のいずれか１項に記載の方法。
  25. 前記第１の濾材シートおよび前記第２の濾材シートが同じ材料である、請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の方法。
  26. 周囲と、前記周囲から凹んでいる空洞とを画成するダイにわたって、第１の濾材シートを配置するステップ；
    前記第１の濾材シート上に吸着ビーズを配置するステップ；および
    第２の濾材シートを前記第１の濾材シートに結合して、前記第１の濾材シートと前記第２の濾材シートとの間に前記吸着ビーズを含むステップ
    を含む、フィルターアセンブリの作製方法。
  27. 前記吸着ビーズのかなりの部分がボンディングされていない、請求項２６および請求項２８〜３３のいずれか１項に記載の方法。
  28. 前記第２の濾材シートを前記第１の濾材シートに結合するステップが、前記吸着ビーズを取り囲むリム領域において、前記第１の濾材シートおよび前記第２の濾材シートを一緒に溶融することを含む、請求項２６〜２７および請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の方法。
  29. 前記結合が、前記リム領域において前記第２の濾材シートを前記第１の濾材シートに溶融することを含む、請求項２６〜２８および請求項３０〜３３のいずれか１項に記載の方法。
  30. 前記吸着ビーズが活性炭素ビーズを含む、請求項２６〜２９および請求項３１〜３３のいずれか１項に記載の方法。
  31. 前記第１の濾材シートの透過性が、０．５インチの水で約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチの水で約７５０ｆｔ．／分である、請求項２６〜３０および請求項３２〜３３のいずれか１項に記載の方法。
  32. 前記第１の濾材シートおよび前記第２の濾材シートが異なる材料である、請求項２６〜３１および請求項３３のいずれか１項に記載の方法。
  33. 前記第１の濾材シートおよび前記第２の濾材シートが同じ材料である、請求項２６〜３２のいずれか１項に記載の方法。
  34. 第１の周囲領域を有する第１の濾材シート；
    第２の周囲領域を有する第２の濾材シートであって、前記第１の周囲領域および前記第２の周囲領域はリム領域においてボンディングされている、第２の濾材シート；および
    前記第１の濾材シートと前記第２の濾材シートとの間に配置された複数の吸着ビーズであって、６００ｇ／ｍ２を上回る吸着体密度を有する吸着面の領域を画成している複数の吸着ビーズ
    を含む、フィルターアセンブリ。
  35. さらに、前記第１の濾材シートに結合された第１の支持層を含み、前記第１の支持層の透過性が、０．５インチの水で約１００ｆｔ．／分〜０．５インチの水で約８００ｆｔ．／分である、請求項３４および請求項３６〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  36. 前記第１の濾材シートが、実質的に自立する空洞を画成する、請求項３４〜３５および請求項３７〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  37. 前記第２の濾材シートが実質的に平面的である、請求項３４〜３６および請求項３８〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  38. 前記第２の濾材シートがスクリーンを含む、請求項３４〜３７および請求項３９〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  39. 前記複数の吸着ビーズが活性炭素ビーズを含む、請求項３４〜３８および請求項４０〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  40. 前記第２の濾材シートが前記第１の濾材シートと同じ材料である、請求項３４〜３９および請求項４１〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  41. 前記リム領域が溶接領域を画成する、請求項３４〜４０および請求項４２〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  42. 前記複数の吸着ビーズのかなりの部分がボンディングされていない、請求項３４〜４１および請求項４３〜４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  43. 前記第１の濾材シートの透過性が、０．５インチの水で約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチの水で約７５０ｆｔ．／分である、請求項３４〜４２および請求項４４のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
  44. 前記第１の濾材シートのフィギュアオブメリットが約６０を上回り、前記フィギュアオブメリットは、速度１０．５ｆｔ．／分およびＦｒａｚｉｅｒ透過性０．５インチＨ２Ｏを有する空気の流れ中の、サイズ０．３μｍの粒子に対して決定された分別効率に基づいて、計算される、請求項３４〜４３のいずれか１項に記載のフィルターアセンブリ。
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