JP3313725B2 - 拡散チューブを備えた自己接着性通気フィルター及び吸着剤のアセンブリー - Google Patents

拡散チューブを備えた自己接着性通気フィルター及び吸着剤のアセンブリー

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 打ち抜かれて拡散チューブとして作用するチャンネル
を形成したフィルム層、２つの接着剤層、少なくとも１
つの濾過層、及び所望による少なくとも１つの吸着剤層
を具備した拡散チューブを有する自己接着性の通気フィ
ルター／吸着剤のアセンブリーが提供され、このアセン
ブリーは、鋭敏な機器類のエンクロージャの中に取り込
まれる空気から粒子や不都合なガス成分を濾過するため
にエンクロージャの内部に装着される。また、外側に装
着するアセンブリーも提供される。
発明の背景 鋭敏な機器類を収容する多くのエンクロージャは、そ
れらを適切に動作させるために、非常にクリーンな環境
を維持しなければならない。例えば、汚染や腐食を生じ
させる可能性がある粒子及び／又はガス汚染物質に影響
を受け易い鋭敏な光学的表面や電子的接続を収容するエ
ンクロージャがある。別な例として、粒子、有機物蒸
気、腐食性蒸気に敏感なコンピューターハードディスク
駆動機構のようなデータ記録デバイスがある。さらに別
な例として、水分の蓄積と同時に流体や蒸気からの汚染
に敏感な、例えば自動車に使用される電子制御ボックス
がある。
感圧接着剤フィルターアセンブリーと吸着剤通気アセ
ンブリーは周知である。それが装着されるエンクロージ
ャから気相の汚染物質を除去するための外形の小さい吸
着剤アセンブリーが、国際特許出願公開明細書No,WO91/
14496に開示されている。また、拡散チューブは慣用で
あり、２つの方法の１つでフィルター・吸着剤アセンブ
リーに組み入れられる。第１の慣用技術は、拡散チュー
ブをプラスチックハウジングの中に直接組み入れること
を含む。このようなデバイスは米国特許第4863499号明
細書に開示されており、アセンブリーのプラスチック体
の部分とプラスチックカバーの部分の間に曲がりくねっ
た経路が形成される。この曲がりくねった経路の形成
は、作成時にプラスチック体の部分に組み入れられるべ
く成形されたプラスチックチャンネルの使用を必要とす
る。次いでその部分は、一緒に超音波溶接、スナップロ
ック（snap locked）又は接着結合され、単一体のユニ
ットを形成する。
同様に、米国特許第5030260号は、下側ハウジングの
パーツとなる拡散プレートを必要とする。同じように、
この拡散プレートも、アセンブリーの他のパーツと協同
するチャンネルを設けられ、そうして、外側からの空気
が入り込み、次いでチャンバーに入り込む前にそれを通
して拡散するチャンバーを形成する。
これらのタイプのアセンブリーの制約は数多くある。
プラスチック射出用型と成形パーツを作成するための初
期コストが高い。また、これらデバイスのいずれにも作
成されるチャンバーや曲がりくねった経路は、いろいろ
な構成部分パーツの協同によって形成されるため、構成
部分パーツの中に形成されるチャンネルのようなエレメ
ントが、正確に作成されなければならない。その上、こ
れらアセンブリーのサイズや空間的配置は、制御ボック
スやデータ記憶デバイスの小型化が進むにつれ、次第に
限界的状況になってきている。例えば、コンピューター
ディスク駆動機構は5.25インチ（133.4mm）のディスク
から1.3インチ（33mm）のディスクまでサイズが小さく
なっている。拡散チューブフィルター／吸着剤のアセン
ブリーに利用可能な空間は顕著に減少しており、このた
め、成形プラスチックのタイプのフィルターアセンブリ
ーを使用する可能性を厳しく制限している。
代替の拡散チューブフィルターアセンブリーは、ハウ
ジングエンクロージャの外側表面に溝を直接作成し、次
いでこの溝を平坦な表面で覆うことを必要とする。同様
に、コストと実現可能性の大きな制約が存在する。ハウ
ジングは、一般に、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリ
塩化ビニル、ポリカーボネートその他の成形可能な金属
又はポリマーから作成される。これら材料のいずれでも
溝を付加することは非常にコストがかかり、労力が集中
する。しかも、拡散チューブの効率は、空気が通り抜け
る溝又はチューブのサイズに依存するため、溝は小さい
直径であることが重要である。この溝の精度と同時に限
定された柔軟性・多効能性は、この技術の有用性をさら
に制約する。
最後に、既存のエンクロージャに拡散用の溝を新たに
設けることは、実行不可能であり、またコスト面でも無
理である。
拡散チューブを有し、エンクロージャの中の有害な粒
子や蒸気汚染物質からの保護を高め、既設の通気孔開口
部を有するエンクロージャに容易に適用可能又は取り付
けることができる、改良され且つ小型化されたフィルタ
ー／吸着剤のアセンブリーに対するニーズが存在してい
る。
発明の要旨 エンクロージャの内壁とそれに装着されたラミネート
の間に形成されたチャンネルとして形成された拡散チュ
ーブを具備する自己接着性通気フィルターアセンブリー
が提供され、そのラミネートは接着剤層、非ガス放出性
ポリマーフィルム層、及び第２の接着剤取り付け層を備
え、そのラミネートは、その第２の接着剤取り付け層と
そのポリマー層を横切る第１の大きめの開口部と、その
第１の接着剤層を横切る第２の小さめの開口部を有し、
ここで、その小さめの開口部は大きめの開口部の上に配
置され（superimposed）、フィルター層がそのラミネー
トに層状に重ねられ、且つその第２の小さめの開口部の
上に載置される。また、そのフィルター層とそのラミネ
ートの間に層状配置にされた吸着剤媒体層が提供され
る。ラミネートには各種のポリマー材料が使用されるこ
とができる。濾過層には各種のフィルター材料が使用さ
れることができる。吸着剤層には各種の化学的吸着剤や
物理的吸着剤が使用されることができる。また、外側に
装着可能な通気フィルターアセンブリーも提供される。
図面の簡単な説明 図１は、データ記憶ハードディスク駆動機構の内部の
大要の図であり、アセンブリーが適切に内側に装着され
たタイプを示す。
図２は、真っ直ぐな拡散チューブチャンネルを有する
アセンブリーの上面図である。
図2aは、線Ａ−Ｂにそって得られる図２の横断面図で
あり、アセンブリーのコア構成部分を示す。
図2bは、線Ａ−Ｂにそって得られる図２のアセンブリ
ーの、拡散チューブ領域のみの拡大された横断面図であ
る。
図2cは、図2Bの上面図である。
図2dは、図2Bの別な態様の拡大された横断面図であ
り、接着剤層12が複数の層110、111、及び112で置き換
えられている。
図2eは、拡散チューブ領域の拡大された横断面図であ
り、本発明による拡大された開口部と小さめの開口部を
示す。
図３は、アセンブリー内の吸着剤媒体層及び他のコア
構成部分を有するアセンブリーの上面図である。
図3aは、線Ｃ−Ｄにそって得られる図３の横断面図で
ある。
図3bは、線Ｃ−Ｄにそって得られる図３の横断面図で
あり、吸着剤媒体をフィルターと接着剤層の間に封入す
るために使用される所望による第２フィルター層を示
す。
図４は、フィルターアセンブリーの上面図であり、真
っ直ぐな拡散チューブが通気孔に対して対称的である。
図4aは、線Ｅ−Ｆにそって得られる図４の横断面図で
ある。
図５は、吸着剤層、取り付けの対称性を示す真っ直ぐ
な拡散チューブ、及び複数の出口通路を備えた本フィル
ターの第２の態様のもう１つの変形である。
図5aは、線Ｇ−Ｈにそって得られる図５の横断面図で
ある。
図６は、吸着剤層と複数の曲がった拡散チューブを備
えた円形フィルターの上面図である。
図6aは、線Ｉ−Ｊにそって得られる図６の横断面図で
ある。
図７は、アセンブリーのもう１つの態様であり、吸着
剤層と、多数の出口部を通る広い分配領域を有する長く
伸びた曲がった拡散チューブを上面図で示す。
図7aは、線Ｋ−Ｌにそって得られる図７の横断面図で
ある。
図８は、アウトプットとして使用される大きい面積の
チューブを有する、長く伸びた曲がった拡散チューブを
備えたアセンブリーを上面図で示す。
図8aは、線Ｍ−Ｎにそって得られる図８の横断面図で
ある。
図９は、アセンブリーの１つの態様であり、中央の入
口、２つの拡散チャンネル並びに吸着剤フィルター材料
とフィルター媒体に曝された２つの開口スロットを有す
る拡散チューブを上面図で示す。
図9aは、線０−Ｐにそって得られる図９の横断面図で
ある。
図10は、吸着剤層と不透過性外側層を備えた拡散チュ
ーブアセンブリーを有するアセンブリーの外側装着の態
様の上面図である。
図10aは、線Ｑ−Ｒにそって得られる図10の横断面図
である。
好ましい態様の詳細な説明 本発明は、鋭敏な光学系又は電子系装置のエンクロー
ジャの、エンクロージャの内側又は外側に使用するため
の薄い外形の拡散チューブを備えた自己接着性の通気フ
ィルター／吸着剤のアセンブリーを提供する。このアセ
ンブリーは、エンクロージャに入る空気から微粒子や蒸
気汚染物質を除去することができる。小型サイズ、コス
ト、取り付けの容易性などのこの通気フィルターの特徴
のおかげで、エンクロージャ内の光学機器や電子機器の
動作を全く妨害することなく、汚染物質が容易に除去さ
れる。このアセンブリーは、既設のエンクロージャに容
易に取り付けられ、エンクロージャの保護を直ぐに且つ
容易にグレードアップする。
特定の用途には、データ記憶デバイスの例えばコンピ
ューターハードディスク駆動機構、光学系駆動機構、磁
気光駆動機構及び除去可能な記憶駆動機構、鋭敏な光学
装置の例えばカメラ、光検出デバイスの例えば顕微鏡や
電子顕微鏡さらに光ファイバー接続部の通気、ゴミや蒸
気被膜や腐食に敏感な高感度電子機器の例えば自動車電
子制御ユニット、可動性の通信又は位置探索デバイスそ
の他の電子的監視・制御デバイス、及び粒子や蒸気汚染
物質に接触することによって腐食、浸蝕、又は効果や価
値を減じる可能性がある一方で制御されたガス流通又は
圧力平衡を与えるように外界と通気されることが必要な
性質の敏感な腐食を受け易いコンポーネントなどがあ
る。
図１に関して、アセンブリー１が、微粒子や有害蒸気
から保護する必要があるコンピューターハードディスク
駆動機構のエンクロージャ15の中に示されている。ここ
で、空気がエンクロージャの中に入り込み、圧力を平衡
にすることができ、また、フィルター媒体によって空気
から微粒子を、さらに拡散チューブと吸着剤フィルター
媒体によって不都合な蒸気汚染物質を濾過することがで
きるように、拡散チューブ又はチャンネル５を備えた薄
い通気フィルターアセンブリー１がエンクロージャ15の
内側に孔50を覆って（一般に低圧箇所を覆うが必ずしも
必須ではない）配置されている。また、図１は、磁気記
憶ディスク21、読み取り／書き込みヘッド22、及び記録
媒体の上に読み取り／書き込みヘッドの位置を制御する
ために使用される電機子23を示す。
図2Aは、通気フィルター／吸着剤のアセンブリーを有
するコア構成部分を横断面で示す。このコア構成部分
は、フィルター層14と、第１接着剤層12と第２接着剤層
10（取り付け層としても作用する）にラミネートされた
フィルム層11から形成された拡散チューブ５を具備す
る。これらの基本構成部分の位置の変更と追加の構成部
分は、本発明の範囲内である。完成したアセンブリー１
は、ハウジングエンクロージャ15の通気孔50を覆って配
置され、接着剤層10によってそれに接着される。
拡散チューブ５は、図2bの拡散チューブの拡大横断面
図に見ることができるように、接着剤層10に１つの面が
ラミネートされたポリマーフィルム11から形成されるこ
とが好ましい。拡散チューブ５を形成する開口部は、図
2cの上面図に示されたように、そのフィルムと接着剤層
10を貫いて打ち抜かれる。次いで第２接着剤層12が、ポ
リマーフィルム11のラミネートされていない面にラミネ
ートされる（即ち、２つの接着剤層の間にポリマーフィ
ルム11をサンドイッチする）。また、第２接着剤層12
は、打ち抜かれた開口部を覆う。
あるいは、図2dに示されたように、第２接着剤層12
は、接着剤層112、0.002インチ（0.005cm）の厚さを有
するポリマー基材111（E.I.duPont de Nemours社から市
販されているMylar（商標）のようなポリエステルフィ
ルムが好ましい）、及びポリマーフィルムの層110をさ
らに備えたラミネート12'で置き換えることもできる。
このラミネート12'は、ポリマーフィルム11のラミネー
トされていない面に載置され、開口部５の上を覆うよう
に配置される。
次いで層12又は12'を打ち抜いて小さめの開口部９が
形成されるが、これは他方の層の開口部５の僅かな一部
の大きさに過ぎない。この小さめの開口部９は図2aと2e
に示されている。
次いでフィルター媒体14が第２接着剤層12又は12'の
上に直接配置される（図2aに示されたように）。次いで
全ての層が同じ外側フィルター寸法を有するように、層
10、11、及び12の外側寸法が打ち抜かれる。
フィルター層14には開口部が全く切り込まれない。次
いで図2aと2bの横断面と図２の上面図に示されたよう
に、完成したアセンブリーがエンクロージャハウジング
15の通気孔50を覆って配置され、接着剤層10によってそ
のハウジングに接着される。
拡散チューブのチャンネル５の作成に使用されるポリ
マーフィルム11には、ポリエステル、ポリプロピレン、
ナイロン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、及びポ
リ酢酸ビニルが挙げられる。また、有害な化学物質の蒸
気を放出しないこの他の任意のポリマーフィルムも使用
に適する。好ましいポリマーフィルムは、E.I.duPont d
e Nemours社から市販されているポリエステルのMylar
（商標）フィルムである。拡散チューブの厚さと有効性
は、フィルム11と接着剤層12の厚さに依存する。また、
拡散チューブ５の有効性は、開口部７の幅と形成された
チューブ５の長さに依存する。これらのパラメーター
は、拡散速度の性能と、拡散チューブによって呈される
通気抵抗に影響を及ぼす。
ポリマーフィルムの両側の２つの接着剤層が接触して
通路を塞ぎ、それによって通気能力を無くすことがある
ため、フィルムが薄過ぎたり、拡散チューブを形成する
チャンネルが広過ぎたりしてはならない。フィルム厚さ
が２つの接着剤層10と12の厚さの合計よりも小さく、且
つ拡散チューブ５の幅が0.125インチ（0.318cm）の幅を
超えると、閉塞の可能性は高くなる。即ち、幅が0.125
インチ（0.318cm）よりも大きいチューブについて、適
切なフィルム11は、約0.0005インチ（0.0013cm）の接着
剤層では0.001インチ（0.0025cm）より大きい厚さを有
する。ポリマーフィルムの好ましい厚さは約0.005イン
チ（0.0127cm）の厚さであり、良好な拡散収集能力と同
時に、妥当な通気抵抗と接着剤によるチューブの閉塞に
対する保護を与えることができる。
接着剤層（10と12）は、転移型接着剤の単一層、又は
ポリエステルやポリプロピレンのような支持フィルム上
にコーティングされた両面接着剤のいずれでもよい。あ
るいは、接着剤の１つの層がフィルム層11の上に直接コ
ーティングされ、接着剤の第２層12が転移型テープ又は
両面型テープのいずれかであることもできる。この接着
剤は、適用された用途に耐えるに十分な高い剥離強度を
有し、高温、耐溶剤性、食料医薬品局認可（FDA Approv
al）、貯蔵性、又は低ガス放出の仕様のような、あり得
る全ての使用上の仕様に合致しなければならない。一般
的な低ガス放出の仕様は、１％の全質量低下と0.1％の
収集される揮発性で凝縮性の物質を下回るASTMのＥ−59
5−84の仕様に合格することである。好ましい態様は、
フィルムの外側面に施された厚さ0.001インチ（0.0025c
m）の接続性アクリル系感圧接着剤の第１層と、フィル
ター材料と吸着剤に接触する最も内側の接着剤としての
両面持続性アクリル系感圧接着剤の厚さ0.004インチ
（0.010cm）の第２層を使用する。この接着剤は、PSTC
＃１（FTMI）による測定で20オンス／インチを超える中
位から高めの剥離強度を有し、ASTMのＥ−595−84の仕
様のガス放出に合格する。市販の転移型接着剤に3M9457
があり、市販の両面接着剤に3M415があり、これら双方
はＡ−40アクリル系接着剤を使用しており、これらは全
てミソネタ州のミネアポリスにあるMinnesota Mining M
anufacturing社より市販されている。
フィルター媒体は、サブミクロンから肉眼で見るサイ
ズ（好ましくは0.02μｍ以上）を含む広範囲な粒子サイ
ズにわたって捕集効率を有する必要がある。現在、多数
の適切なフィルター媒体があり、必要とされる適当な流
量と耐久性を有する。一般的な媒体には、微細ガラス繊
維媒体、高効率エレクレット材料、及び膜材料の例え
ば、限定されるものではないが、延伸膨張ポリテトラフ
ルオロエチレン膜、ポリプロピレン膜、ナイロン膜、ポ
リカーボネート・ポリエステル膜、セルロースの混合エ
ステルの膜、ポリ塩化ビニル膜、セルローストリアセテ
ート膜、それらの薄いフィルムの複合膜及び／又はラミ
ネートが挙げられる。最も好ましい濾過層は延伸膨張ポ
リテトラフルオロエチレン（PTFE）であり、その良好な
濾過性能、吸着剤層を覆うための適合性、及び清潔さの
ためである。好ましい延伸膨張PTFE膜は、直径0.1μｍ
の大きさの粒子での99.99％の濾過効率と、空気の流れ
の10.5フィート／分（3.2m/分）の面速度での水柱約20m
mの通気抵抗を有する。延伸膨張PTFEは、W.L.Gore ＆ A
ssociates社の登録商標GORE−TEXとして市販されてい
る。
図３、3a、3bは、図2aに示した構造に類似であるが、
さらに吸着剤媒体層13を備えた、拡散チューブを有する
通気アセンブリーを示す。吸着剤媒体層は、外界からガ
スエンクロージャに入り込み、エンクロージャ内の敏感
な装置を汚染することが予想される場合に必要である。
図3aに示されたように、吸着剤媒体層13は、接着剤層12
の上にラミネートされ、接着剤層12とフィルター層14の
間にサンドイッチされる。
接着剤層10と12及びポリマーフィルム層11とフィルタ
ー層14は、吸着剤媒体層13を備えないアセンブリーにつ
いて前記に説明したと同じ材料から作成される。
吸着剤媒体層13は、広範囲な吸着性物質から選択され
ることができ、問題の特定のガス又は複数種のガスに対
して見合うようにされる。これらのガスには、水蒸気、
ジオクチルフタレート、シリコーン、塩素、硫化水素、
二酸化水素、鉱酸ガス、炭化水素化合物、及び何らかの
重要なエレメントを酸化する又は腐食させることが可能
な、あるいは重要なエレメントの上に凝縮してそれらの
動作に影響を与えることがあるその他の任意のガスが挙
げられる。
選択される吸着剤媒体は、単一のタイプでも異なる吸
着剤媒体の組み合わせでもよい。具体的には、特定のガ
スを標的にして選択された吸着剤でよく、又は広範囲な
ガスにわたって良好な吸着性を有する多効能の吸着剤で
あることもできる。
吸着剤物質には、物理的吸着剤の例えば、限定される
ものではないが、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ、
モレキュラーシーブ、又はクレーのような乾燥剤、又は
超吸着性繊維、あるいは化学的吸着剤の例えば、限定さ
れるものではないが、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、過マンガン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリ
ウム、燐酸ナトリウム、粉末化又は活性化された金属、
又はその他の気相腐食性物質や汚染物質と化学的に反応
し且つそれらを捕獲する反応体が挙げられる。
吸着剤の組み合わせが使用される場合、それらは、互
いに上に配置された個々の層でもよく、又は１つの層に
混合されてもよい。あるいは吸着剤媒体は、前記の１種
以上の化学的吸着剤で含浸された活性炭、シリカゲル、
又はアルミナ（限定されない）のような、１種以上の付
加的な吸着剤を含浸されたものであることもできる。好
ましい多効能吸着剤は、炭酸カルシウムや炭酸ナトリウ
ムのような化学的吸着剤の１種以上で含浸された広い気
孔サイズ分布を有する活性炭である。炭素の気孔の全て
が含浸に使われる必要はない。多効用の物理的吸着剤を
形成するために、広範囲なガスを吸着させるための広い
気孔サイズ分布が使用されることができる。炭酸塩は、
一般に、良好な含浸物質の候補であり、これは化学的吸
着剤の化学反応によって遊離される化合物が二酸化炭
素、酸素、水であるためである。与えられた汚染物質に
対する好ましい吸着剤は、その汚染物質、及びその特定
の汚染物質について性能を最適化するように選択された
物理的吸着剤の気孔サイズと化学的吸着剤の化学組成に
依存する。
吸着剤媒体層（複数でもよい）には、限定されるもの
ではないが、次の構成、即ち、粒状吸着剤のような100
％吸着剤物質、炭素化された織物又は不織布材料、吸着
剤を含浸された不織布の例えばセルロース又はポリマー
不織布（ラテックス、アクリル又はいくつかのその他の
バインダー系を含んでもよい）、多孔質注型吸着剤（そ
の多孔質構造を維持するためのポリマー又はセラミック
を含んでもよい）、吸着剤を含浸されたポリマー又はポ
リマー膜（多孔質の骨格（scaffold）として役立ち、そ
の骨格の中の空隙が吸着剤で満たされる）の１種以上が
挙げられる。ポリマー骨格には、限定されるものではな
いが、延伸膨張PTFE膜、ポリプロピレン膜、ポリエチレ
ン膜、ポリフッ化ビニリデン膜、ポリビニルアルコール
膜、ポリ（エチレンテレフタレート）膜、及びノードと
フィブリルの構造を有するように作成されることができ
るその他の任意のポリマーから得られる膜が挙げられ
る。吸着剤物質は、全体として１つのタイプ、又は任意
の数の物理的吸着剤及び／又は化学的吸着剤の混合物で
あってよい。
吸着剤媒体13の骨格についての好ましい態様は、米国
特許第3953566号明細書、同4187390号明細書の教示に従
って作成された延伸膨張多孔質ポリテトラフルオロエチ
レン（PTFE）の使用であり、これはW.L.Gore ＆ Associ
ates社から市販されている。この膜は、１種以上の吸着
剤物質を含浸することができるマトリックス構造を有す
る。含浸されたPTFEは特別に望ましいものであり、理由
は、何らかの脱落を最少限にするように吸着剤物質が首
尾よく含められ、また後にガス放出して問題を起こすこ
とがあるバインダーを使用せずに行われるためである。
また、含浸されたPTFEの層が望ましく、理由は、0.001
インチ（0.0025cm）未満の厚さを有する非常に薄い厚さ
に作成されることができ、従って、非常に小さい外形の
用途にフィットするに適するためである。
最も好ましい多効能の吸着剤フィルター層は、含浸さ
れた延伸膨張PTFEの層であって、吸着剤物質が、限定さ
れるものではないが、炭酸カルシウム及び／又は炭酸ナ
トリウムのような化学的吸着剤の１種以上で含浸された
広い気孔サイズ分布を有する活性炭であるものである。
また、図3bに示されたように、付加的な所望によるフ
ィルター材料16が吸着剤媒体層13と共に含められること
もできる。この所望によるフィルター層16は、吸着剤媒
体13と第２接着剤層12の間に配置される。この所望によ
るフィルター層16は、吸着剤媒体層13の保護カバーとし
て役立ち、吸着剤の粒子が遊離して拡散チューブを閉塞
させたり装着の際にエンクロージャの中に逃げ込むこと
が全く無いことを保証する。
また、エンクロージャ内のアセンブリーの適切な装着
を保証するように、全体のフィルターアセンブリー１に
ノッチ２が設けられる（図３に示されたように）。ま
た、図3aと3bは、エンクロージャ内のアセンブリーの中
を通る空気の流れ方向を示す（開口部９の上の上向きの
矢印）。
図2aと3a〜3bは、拡散チューブチャンネルの入口７が
エンクロージャ15の通気孔50と一列に並び、アセンブリ
ーの残りは通気孔に対して非対称の関係で位置する仕方
で配置されたフィルターアセンブリー１を示す。
図４と4aは、図３と3aに示されたアセンブリーと同じ
層状構造を有するアセンブリーを示すが、但し、拡散チ
ューブ５は、そのチューブ５の長手にそった中間点に小
開口部９が位置するように作成されている。チューブ端
部の１つは、エンクロージャの通気孔50の上に配置され
る。この構造は、２つの中の１つの因子によって拡散チ
ューブの効率を低下させるが、対称性のおかげで容易で
誤りのない装着を与える。
図５と5aは、図３と3aと類似の構造を示し、ここで、
拡散チューブはその中心がエンクロージャの通気孔50を
覆って位置し、拡散チャンネル５への入口開口部７は通
気孔50の上部に位置し、２つの小開口部9aと9bはアセン
ブリーの他の層への空気の出入口を提供する。この構造
は、空気が両方の開口部を通って吸着剤媒体13に至るこ
とができるため、吸着剤層のより良好な利用を提供す
る。また、この構造は、万一出入口の開口部9a又は9bの
１つが閉塞した場合に有効である。
図６と6aは、中央開口部７に接続する複数の拡散チュ
ーブ５を備えた、図３と3aのものに類似の層を有するア
センブリーを示す。追加のチューブが打ち抜きの複雑性
を付加するが、吸着剤フィルターに追加の出入口を提供
し、万一チューブの１つが閉塞した場合に継続した作用
を提供する。
図７と7aは、空気が第２接着剤層12を貫いて横切るこ
とを可能にし、それによって大面積の吸着剤層に出入り
する高められた性能をもたらす複数（図７には８つ示
す）の開口部９を備えた１本の螺旋パターンの拡散チュ
ーブ５を有するアセンブリーを上面図と側面図で示す。
図８と8aは、最大の吸着剤使用と最小の通気抵抗を有
するアセンブリーを上面図と側面図で示す。ここで、ア
センブリー中に環状リングを形成することによって、拡
散チューブ５の全領域が吸着剤13とフィルター層14に曝
される。このアセンブリーによる最小の通気抵抗は、吸
着剤層13の使用を無くすことによって達成されることが
できる。
図９と9aは、唯一の開口部７、二重の拡散チューブチ
ャンネル5aと5b、及び各々の拡散チャンネル５にそった
長い出入用スロット８を備え、吸着剤とフィルター層の
全長に出入りを与え、それによって吸着剤使用を最大限
にし且つ最少限の通気抵抗を与える、吸着剤と拡散チュ
ーブの配置を有するアセンブリーを示す。吸着剤13の全
長が利用され、大きな表面積は、通気抵抗を最少限にす
る。吸着層13とフィルター層14は、通気抵抗を与え、全
部の露出したチューブ面積にわたって空気の流れを分配
する作用を行う。
作用において、上述のアセンブリーはいずれも、外気
がハウジングエンクロージャの通気用開口部50に入り込
んで拡散チューブチャンネル５の中を通って流れること
を提供し、ここで、水分その他の汚染物質は、チャンネ
ル５の表面に拡散し、ファンデルワールス力によって捕
獲される。次いで空気は、開口部９の中を通り、存在す
る場合には吸着媒体13の中を通って横断し、そこでさら
に気体汚染物質が除去され、次いで外側濾過層14の中を
通り、そこで残存する微粒子が除去される。次いで濾過
された空気はハウジングエンクロージャの内部に入る
（図3aと3bに矢印で示されたように）。
図10と10aに示されたようなアセンブリーの第２の態
様は、第１の態様と基本的に同じ層を有し、エンクロー
ジャ15の通気用開口部50を覆って配置されたフィルター
材料46の内側層を備えるアセンブリーに関する。吸着剤
媒体材料の層45が、層状に内側フィルター層46の上に載
置される。所望による第２フィルター材料44が、層状に
吸着剤媒体層45の上に配置され、これは何らかの微粒子
が吸着剤層から拡散チューブの中を通って逃避し、起こ
り得るチューブの閉塞に対する追加の保護として機能す
る。次いで、次の層状に重ねられた４枚の層、即ち、第
１接着剤層43、ポリマーフィルム層42、第２接着剤層4
1、及び外側の不透過性層47から拡散チューブチャンネ
ル65が作成され、ここでスロット又は開口部65が層42及
び41に作成され、それによってアセンブリーに入る通気
が通過することができる溝又はチャンネルを形成する。
第１接着剤層43は、濾過層46と吸着剤層45の周囲を超え
て延在し、その外側境界は、ハウジングエンクロージャ
壁の外側表面と直接接触する。これは、吸着剤のエッジ
を外界からシールする。拡散チューブから濾過層と所望
による吸着剤層に空気が出入りすることを可能にするた
め、この接着剤層に、開口部又は孔53がプレス加工され
る。第２接着剤層41は、外側の不透過性層47と接触す
る。外側の不透過性層47は、拡散チューブの溝を覆って
配置され、外界に曝されるのはこの外側層である。外側
の不透過性層に開口部又は孔52が存在する。この開口部
52は、開口部又は孔52の中を通って入り込む空気が、続
いて拡散チューブの中を通り、開口部53の中を通って移
動し、内側濾過層に到達するように、拡散チューブの溝
の上に配置される。
外側の不透過性フィルム47は、接着層41を覆って、外
界の汚染物質が開口部52を除く全ての領域の拡散チャン
ネルに入り込むことを防止する役割をする。非透過性の
接着層が使用され、溝の代わりに開口部52がその層を貫
いて切り込まれるならば、この層を省くことも可能であ
るが、これは粘着性の接着面が露出されたままにするで
あろう。最も上の不透過性フィルム層47は、エンクロー
ジャにアセンブリーを装着することをさらに容易にす
る。
最も上の不透過性層は、金属箔又は金属化フィルムで
作成され、それによって電磁干渉を与えることもでき
る。金属箔は、改良された電磁干渉を提供し、金属化フ
ィルムに比べると、不規則形状のハウジング外形に対し
てより従順性・適合性である。ここで、金属化されたフ
ィルムは、限られた遮蔽能力を提供しながらも、より高
い耐久性と破裂抵抗を提供する。
あるいは、この不透過性層47は、吸着性フィルター材
料が目に見えるように透明であることもできる。この場
合、吸着性材料が飽和されたときに吸着剤が色の変化を
生じ、ベントを交換する必要を指示するように、指示剤
を吸着性フィルターと併用することができる。エンクロ
ージャ内の敏感な装置にとって潜在的に有害な様々な汚
染物質に対して、このような指示剤は数多くある。この
ような指示剤には、限定されるものではないが、塩化コ
バルト、ｏ−トリジン、N,N'ジフェニルベンジジン（N.
N'diphenylbenzidene）、テトラクロロ水銀酸二ナトリ
ウム（disodium tetrachloromercurate）、メチルレッ
ドの変色指示剤が挙げられる。
上記のアセンブリーと同様であるが、吸着剤は省略さ
れてもよく、依然として拡散チューブとフィルター媒体
の保護を有することもできる。
例１ 次の特徴を有する、図２と2aに示したものと類似の自
己接着性通気フィルターを作成した。このフィルター
は、それぞれ2.36インチ（6.0cm）と1.57インチ（4.0c
m）の全長と幅を有する長方形であった。接着剤層10
は、ミネソタ州のミネアポリスにあるMinnesota Mining
and Manufacturing社から市販されている3M9457接着剤
の層であった。この接着剤層を0.006インチ（0.015cm）
のポリエステルフィルム層11にラミネートした。そのラ
ミネートを貫いて、幅0.118インチ（0.3cm）×長さ1.38
インチ（3.5cm）の寸法を有する開口部５を打ち抜い
た。次いで3M415接着剤の層12を0.006インチ（0.015c
m）のポリエステルフィルムの別な面にラミネートし、
拡散チューブを完成した。第２開口部９が、この接着剤
層に打ち抜かれ、0.118インチ（0.3cm）の直径を有し
た。この第２開口部は、長さ1.38インチ（3.5cm）のチ
ューブチャンネルの１方の端の上に作成した。
最後のフィルター層14は、10.5フィート／分（3.2m/
分）の空気の流れにおいて水柱22mm（22kg/m2）の通気
抵抗を有する延伸膨張PTFE（W.L.Gore ＆ Associates社
から市販されているGORE−TEX（商標）膜）から作成し
た。
最終的なアセンブリーを、直径0.125インチ（0.32c
m）の貫通孔を有するハウジングエレメントの上に置
き、接着剤層12で覆われた拡散チューブの端がこの貫通
孔の上に配列するようにした。エンクロージャに入る空
気は、この孔を通過し、拡散チューブチャンネルの端か
ら端を横切り、第２接着剤層12の小開口部９を通過し、
次いで濾過層14を通り抜けるであろう。
ハウジングを備えたこの全アセンブリーの通気抵抗を
試験し、空気の流れの通路は閉塞されないことが確認さ
れ、138ml/分の流れにおいて水柱12.5インチ（317mm）
（3.7kg/m2）と測定された。
例２−吸着剤層を含む 次の特徴を有する図３と3aに示したものと類似の自己
接着性ベントを作成した。フィルターは長方形であり、
それぞれ2.36インチ（6.0cm）と1.57インチ（4.0cm）の
全長と幅を有した。接着剤層10は、ミネソタ州のミネア
ポリスにあるMinnesota Mining and Manufacturing社か
ら市販されている3M9457接着剤の層であった。この接着
剤層を0.006インチ（0.015cm）のポリエステルフィルム
層11にラミネートした。そのラミネートを貫いて、幅0.
118インチ（0.3cm）×長さ1.38インチ（3.5cm）の寸法
を有する開口部５を打ち抜いた。次いで3M415接着剤の
層12を0.006インチ（0.015cm）のポリエステルフィルム
の別な面にラミネートし、拡散チューブを完成した。第
２開口部９が、この接着剤層を貫いて打ち抜かれ、0.11
8インチ（0.3cm）の直径を有した。この第２開口部は、
長さ1.38インチ（3.5cm）のチューブチャンネルの１方
の端の上に作成した。
直径0.1μｍの大きさの粒子において99.99％の濾過効
率と、10.5フィート／分（3.2m/分）の空気の流れにお
いて水柱22mm（22kg/m2）の通気抵抗を有する延伸膨張P
TFE膜（GORE−TEX（商標）膜）のフィルター層16を、炭
酸ナトリウムと炭酸カリウムの混合物を含浸しておいた
活性炭を含浸した延伸膨張多孔質PTFE膜の層13にラミネ
ートした。次いでこれを、1.38インチ（3.5cm）の拡散
チューブの上の中央に位置するようにして、純粋な延伸
膨張PTFEフィルターを接着剤に接触させて接着剤層12に
ラミネートした。この吸着剤フィルター媒体の長さと幅
は、それぞれ2.0インチ（3.1cm）と1.18インチ（3.0c
m）であった。
最後のフィルター層14は、W.L.Gore ＆ Associates社
から市販されている延伸膨張PTFE（GORE−TEX（商
標））膜から作成し、直径0.1μｍの大きさの粒子にお
いて99.99％の濾過効率と、10.5フィート／分（3.2m/
分）の空気の流れにおいて水柱22mm（22kg/m2）の通気
抵抗を有した。
最終的なアセンブリーを、直径0.125インチ（0.32c
m）の貫通孔を有するハウジングエレメントの上に置
き、接着剤層12で覆われた拡散チューブの端がこの貫通
孔の上に配列するようにした。エンクロージャに入る空
気は、この孔を通過し、拡散チューブチャンネルの端か
ら端を横切り、第２接着剤層12の小開口部９を通過し、
次いで吸着剤層13と濾過層14を通り抜けるであろう。
ハウジングを有するこの全アセンブリーの通気抵抗を
試験し、空気の流れの通路は閉塞されないことが確認さ
れ、138ml/分の流れにおいて水柱35インチ（889mm）（8
89kg/m2）と測定された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−57069（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58530（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 46/10 B01D 53/04 H05K 5/06 F16K 24/04 H01H 45/02

Claims (31)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）エンクロージャ（15）の壁の内側表
    面上に装着されたラミネートの中に形成されたチャンネ
    ルとして定義される拡散チューブ（５）であって、その
    壁は、それを貫通する開口部（50）を有し、それによっ
    てその拡散チューブに出入する空気の流通が与えられた
    拡散チューブ（５）、 （ｂ）第１の接着剤内側層（12）、非ガス放出性ポリマ
    ーフィルム層（11）、及び第２の接着剤取り付け層（1
    0）を具備したラミネートであって、その第２の取り付
    け接着剤層（10）とポリマーフィルム層（11）を貫いて
    形成されたチャンネル（５）、及びその第１の接着剤層
    （12）を貫いて形成された第２の小さめの開口部（９）
    を有し、その第２の小さめの開口部（９）はそのチャン
    ネル（５）の上に配置されたラミネート、及び （ｃ）そのラミネートに層状に重ねられてその第２の小
    さめの開口部（９）の上に載置されたフィルター層（1
    4）、を含んでなる自己接着性通気フィルターアセンブ
    リー。
  2. 【請求項２】フィルター層とラミネートの間に、層状に
    配置された吸着剤媒体層（13）をさらに含む請求の範囲
    第１項に記載の自己接着性通気フィルターアセンブリ
    ー。
  3. 【請求項３】ラミネートのポリマーフィルムが、ポリプ
    ロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニ
    ル、及びポリ酢酸ビニルからなる群より選択された請求
    の範囲第１項に記載の自己接着性通気フィルターアセン
    ブリー。
  4. 【請求項４】ラミネートのポリマーフィルムが、ポリプ
    ロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニ
    ル、及びポリ酢酸ビニルからなる群より選択された請求
    の範囲第２項に記載の自己接着性通気フィルターアセン
    ブリー。
  5. 【請求項５】ポリマーフィルムがポリエステルフィルム
    である請求の範囲第１項に記載の自己接着性通気フィル
    ターアセンブリー。
  6. 【請求項６】ポリマーフィルムがポリエステルフィルム
    である請求の範囲第２項に記載の自己接着性通気フィル
    ターアセンブリー。
  7. 【請求項７】フィルター層が、ポリプロピレン、ナイロ
    ン、ポリカーボネートとポリエステルの複合材料、混合
    セルロースエステル、ポリ塩化ビニル、及びセルロース
    トリアセテートからなる群より選択された請求の範囲第
    １項に記載の自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  8. 【請求項８】フィルター層が、ポリプロピレン、ナイロ
    ン、ポリカーボネートとポリエステルの複合材料、混合
    セルロースエステル、ポリ塩化ビニル、及びセルロース
    トリアセテートからなる群より選択された請求の範囲第
    ２項に記載の自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  9. 【請求項９】フィルター層が延伸膨張ポリテトラフルオ
    ロエチレンである請求の範囲第１項に記載の自己接着性
    通気フィルターアセンブリー。
  10. 【請求項１０】フィルター層が延伸膨張ポリテトラフル
    オロエチレンである請求の範囲第２項に記載の自己接着
    性通気フィルターアセンブリー。
  11. 【請求項１１】吸着剤層が、シリカゲル、活性炭、活性
    アルミナ、モレキュラーシーブ、クレー、及び超吸着性
    繊維からなる群より選択された物質より作成された物理
    的吸着剤である請求の範囲第２項に記載の自己接着性通
    気フィルターアセンブリー。
  12. 【請求項１２】吸着剤層が、炭酸カルシウム、硫酸カル
    シウム、過マンガン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸
    カリウム、燐酸ナトリウム、及び活性化された金属から
    なる群より選択された物質より作成された化学的吸着剤
    である請求の範囲第２項に記載の自己接着性通気フィル
    ターアセンブリー。
  13. 【請求項１３】吸着剤が、物理的吸着剤、化学的吸着
    剤、及びそれらの組み合わせからなる群より選択された
    請求の範囲第２項に記載の自己接着性通気フィルターア
    センブリー。
  14. 【請求項１４】吸着剤層が、吸着剤で含浸されたポリマ
    ー骨格である請求の範囲第２項に記載の自己接着性通気
    フィルターアセンブリー。
  15. 【請求項１５】ポリマー骨格が、ポリプロピレン、ポリ
    エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコー
    ル、ポリ（エチレンテレフタレート）、及びノードとフ
    ィブリルの微細構造を有する膜を形成することができる
    その他のポリマー、の膜からなる群より選択された請求
    の範囲第14項に記載の自己接着性通気フィルターアセン
    ブリー。
  16. 【請求項１６】吸着剤が、物理的吸着剤、化学的吸着
    剤、及びそれらの組み合わせからなる群より選択された
    請求の範囲第14項に記載の自己接着性通気フィルターア
    センブリー。
  17. 【請求項１７】骨格が延伸膨張ポリテトラフルオロエチ
    レンである請求の範囲第14項に記載の自己接着性通気フ
    ィルターアセンブリー。
  18. 【請求項１８】（ａ）アセンブリーの外側不透過性層
    （47）の内側表面に接着されたラミネートの中に形成さ
    れたチャンネルとして定義される拡散チューブ（65）で
    あって、そのアセンブリーはエンクロージャ（15）の壁
    の外側表面上に装着され、そのラミネートとアセンブリ
    ーは、空気がそのエンクロージャに出入することができ
    る相互に接続された流路を提供するように、エンクロー
    ジャの開口部（50）に対して作成・配置され、 （ｂ）第１の取り付け接着剤層（43）、非ガス放出性ポ
    リマーフィルム層（42）、及び第２の接着剤層（41）を
    具備したラミネートであって、その第２の接着剤層（4
    1）とポリマーフィルム層（42）を貫いて形成されたチ
    ャンネル（65）、及びその第１の接着剤層（41）を貫い
    て形成された第２の小さめの開口部（53）を有し、その
    第２の小さめの開口部（53）はそのチャンネル（65）の
    上に配置されたラミネート、 （ｃ）そのラミネートに層状に重ねられてその第２の小
    さめの開口部（53）の上に載置されたフィルター層（4
    6）、及び （ｄ）そのラミネートの第２の接着剤層（41）に隣接し
    て層状に配置された不透過性フィルムの外側層（47）で
    あって、空気がラミネートの流路を通りぬけることがで
    きるように開口部（52）が配置された外側の不透過性フ
    ィルム層（47）、を含んでなるエンクロージャと併用す
    るための自己接着性の外部装着型通気フィルターアセン
    ブリー。
  19. 【請求項１９】不透過性フィルムが、金属箔と金属化フ
    ィルムからなる群より選択された請求の範囲第18項に記
    載の自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  20. 【請求項２０】フィルター層とラミネートの間に、層状
    に配置された吸着剤媒体層（45）と、所望によるフィル
    ター層（44）をさらに含む請求の範囲第18項に記載の自
    己接着性通気フィルターアセンブリー。
  21. 【請求項２１】フィルター層とラミネートの間に、層状
    に配置された吸着剤媒体層をさらに含む請求の範囲第19
    項に記載の自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  22. 【請求項２２】不透過性フィルムが透明なフィルムであ
    り、吸着剤媒体層が指示剤を含む請求の範囲第20項に記
    載の自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  23. 【請求項２３】指示剤が、塩化コバルト、ｏ−トリジ
    ン、N,N'ジフェニルベンジジン、テトラクロロ水銀酸二
    ナトリウム、及びメチルレッドの変色指示剤からなる群
    より選択された請求の範囲第22項に記載の自己接着性通
    気フィルターアセンブリー。
  24. 【請求項２４】拡散チューブが、中央入口に接続する複
    数の拡散チューブをさらに含む請求の範囲第１項に記載
    の自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  25. 【請求項２５】拡散チューブが、複数の開口部を有する
    １本の螺旋型の形状である請求の範囲第１項に記載の自
    己接着性通気フィルターアセンブリー。
  26. 【請求項２６】拡散チューブが、環状リングの形状であ
    る請求の範囲第１項に記載の自己接着性通気フィルター
    アセンブリー。
  27. 【請求項２７】拡散チューブが、各々の拡散チャンネル
    にそった長い出入用スロットを有する二重の拡散チュー
    ブのチャンネルを備えた請求の範囲第１項に記載の自己
    接着性通気フィルターアセンブリー。
  28. 【請求項２８】非ガス放出性ポリマーフィルムが、ポリ
    エステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネー
    ト、ポリ塩化ビニル、及びポリ酢酸ビニルからなる群よ
    り選択された請求の範囲第18項に記載の自己接着性通気
    フィルターアセンブリー。
  29. 【請求項２９】フィルター層が、延伸膨張ポリテトラフ
    ルオロエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカー
    ボネートとポリエステルの複合材料、混合セルロースエ
    ステル、ポリ塩化ビニル、及びセルローストリアセテー
    トからなる群より選択された請求の範囲第18項に記載の
    自己接着性通気フィルターアセンブリー。
  30. 【請求項３０】吸着剤が、物理的吸着剤、化学的吸着
    剤、及びそれらの組み合わせからなる群より選択された
    請求の範囲第20項に記載の自己接着性通気フィルターア
    センブリー。
  31. 【請求項３１】吸着剤媒体層が、１種の吸着剤又は複数
    種の吸着剤の組み合わせで含浸された延伸膨張ポリテト
    ラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、
    ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、及びポ
    リ（エチレンテレフタレート）からなる群より選択され
    たポリマーの骨格である請求の範囲第20項に記載の自己
    接着性通気フィルターアセンブリー。
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