KR20070092226A - 중합체 마이크로섬유 요소를 수용하는 전자 기기 인클로저필터 - Google Patents

중합체 마이크로섬유 요소를 수용하는 전자 기기 인클로저필터 Download PDF

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마크 에이. 고깅스
카츠시 이소가와
크리스틴 엠. 그래함
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도널드선 컴파니 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 회전하는 디스크를 수용하는 하드디스크 드라이브 인클로저와 같은 전자 기기 인클로저 내부에서 사용하기 위한 필터 조립체에 관한 것이다. 필터 조립체는 전자 기기 인클로저 내의 공기, 및 선택적으로 전자 기기 인클로저로 들어가는 공기에 대한 여과를 제공한다. 그러므로, 본 발명은 부분적으로 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 필터 조립체에 관한 것이고, 필터 조립체는 입자 제거 매체를 포함한다. 특정 실시예에서, 입자 제거 매체는 소수성 첨가제와 적어도 하나의 중합체를 포함하는 미세 섬유층을 포함한다. 일부 실시예에서, 이는 2개 이상의 중합체의 혼합물을 포함한다.
전자 기기 인클로저, 입자, 필터 조립체, 하드디스크 드라이브

Description

중합체 마이크로섬유 요소를 수용하는 전자 기기 인클로저 필터{ELECTRONIC ENCLOSURE FILTER CONTAINING POLYMER MICROFIBER ELEMENT}
본 발명은 미국외의 모든 나라에서 출원인으로 미국내 법인인 도널드선 컴파니 인코포레이티드의 이름으로 2005년 11월 9일자 PCT 국제특허출원으로 출원되었으며, 단지 미국에서만 출원인으로서 마크 에이. 고깅스(Mark A. Gogins) 등의 이름으로 출원되었으며, 2004년 11월 9일자 미국 임시출원번호 제60/626,824호의 우선권을 주장한다.
하드디스크 드라이브는 자기 물질이 코팅된 경직된 플래터(platter)가 급속히 회전되는 인클로저이다. 자기 독취/기록 헤드는 공기 완충으로 디스크 위에 단지 수 미크론 튀어 오른다. 높은 효율을 가지는 하드디스크 드라이브를 제공하기 위하여 디스크를 터치함이 없이 디스크에 가능한 밀접하게 헤드를 위치시키는 것이 필요하다.
입자 및 가스 오염물들이 하드디스크 드라이브의 효율 및 수명을 감소시키도록 작용한다는 것이 알려졌다. 디스크 드라이브에서의 통상의 오염원은 고의든지 아니던지 간에 누설; 특정 오염물을 포함할 수 있는 제조 환경; 및 디스크 드라이브로 통합되어 입자 및 가스를 방출하는 물질을 포함한다.
재순환 필터들이 오염물을 제거하기 위하여 하드디스크 드라이브 및 다른 전자 기기 인클로저에서 사용되었으며, 이러한 필터들은 입자 오염물들을 제거하는데 효과적이었다. 일부 재순환 필터들은 입자 오염물을 모으고 보유하도록 설계된 정전기 매체를 포함하였다. 그러나, 일부 디스크 드라이브에 의해 겪게 되는 상승된 온도에서, 정전기 매체는 품질이 저하될 수 있다. 이러한 문제는 차량 또는 이동 장치에 설치되는 디스크 드라이브와 같은 온도가 상승하는 환경에 노출되는 디스크 드라이브에 대해 특히 중요할 수 있다.
그러므로, 개선된 재순환 필터, 개선된 필터 매체, 및 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 필요성이 존재한다.
본 발명은 회전하는 디스크를 수용하는 하드디스크 드라이브 인클로저와 같은 전자 기기 인클로저 내에서 사용하기 위한 필터 조립체에 관한 것이다. 필터 조립체는 전자 기기 인클로저 내에서의 공기의 여과를 제공하고, 선택적으로 전자 기기 인클로저에 들어가는 공기를 위하여 전자 기기 인클로저 내에서의 공기의 여과를 제공한다.
그러므로, 본 발명은 부분적으로 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 필터 조립에 관한 것이고, 필터 조립체는 입자 제거 매체를 포함한다. 특정 실시예에서, 입자 제거 매체는 소수성(hydrophobic) 첨가제 및 적어도 하나의 중합체를 포함하는 미세 섬유층을 포함한다. 일부 실시예예서, 이는 2개 이상의 중합체들의 혼합을 포함한다.
일부 실시예에서, 미세 섬유층은 2개의 중합체 수지의 혼합물로 형성되는 섬유들을 포함하고, 섬유들은 0,01 내지 0.5미크론의 지름을 가진다. 적절한 미세 섬유층은 약 30미크론 미만의 두께를 가지는 층을 포함하는 변화하는 두께로 만들어질 수 있다. 이러한 얇은 층들은 입자를 포획할 시에 미세 섬유층의 높은 효율성으로 인하여 가능하고, 여러 가지의 종래의 필터 매체와 비교하여 공기 흐름에 대한 감소된 저항성으로 효율적인 입자 포획을 허용한다. 일부 실시예에서, 미세 섬유층은 약 20미크론 미만의 두께를 가진다.
입자 필터 매체에 부가하여, 필터 조립체는 흡착 물질을 함유할 수 있다. 적절한 흡착 물질은 예를 들어 활성 탄소를 포함한다. 필터 매체는 또한 직조 또는 비직조 기판을 포함할 수 있다. 적절한 기판들은 유리, 중합체, 금속 및 그 조합을 포함한다.
일부 실시예에서, 필터 매체는 높은 온도 및 습도의 도전 환경에서 우수한 내구성을 보인다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 미세 섬유 매체는 약 140℉의 온도 및 약 10%의 상대 습도를 가지는 공기 흐름에 노출될 때 16시간 이상의 시간 동안 섬유의 약 50% 이상이 견뎌낸다. 이러한 조건, 특히 높은 습도는 디스크 드라이브를 수용하는 정상적인 전자 기기 인클로저에서 경험할 것 같지 않은 것이다. 그러나, 이러한 극한 조건 하에서의 내구성은, 입자의 비교적 적당한 품질 저하에서도, 필터 매체가 드라이브의 기능에 유해하게 될 수 있는 경우에, 디스크 드라이브 내의 덜 극한 조건에서의 내구성을 지시하기 때문에 유익하다.
본 발명의 특정 실시들은 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 필터 조립체에 관한 것이고, 필터 조립체는 미세 섬유층과 약 8 내지 200g/㎡의 기본 중량을 가지는 기판층을 함유하는 입자 제거 매체를 포함한다. 미세 섬유는 소수성 첨가제와, 적어도 2개의 상이한 중합체들의 혼합물을 포함하는 중합체를 포함할 수 있으며, 미세 섬유는 약 0.01 내지 0.5 미크론의 섬유 크기를 가진다. 일부 실시예에서, 140℉ 및 100%의 상대 습도의 공기에 1 내지 16시간 동안 노출된 후에, 미세 섬유의 적어도 50%가 실질적으로 변하지 않고 있게 된다. 특정 실시에서, 미세 섬유층은 소수성 첨가제와 아크릴 중합체를 포함하는 중합체의 혼합물을 포함한다. 미세 섬유층은 예를 들어 중합체 수지와 가교제의 반응부산물(reaction product)로 형성될 수 있다.
본 발명의 상기의 요약은 본 발명의 각 실시예를 기술하도록 의도된 것이 아니다. 이러한 것은 다음과 같은 도면 및 상세한 설명의 목적이다.
도 1은 본 발명이 따라서 만들어지고 배열되는 기본 필터 조립체의 사시도.
도 2는 도 1의 선 A-A'를 따라서 취한 도 1의 필터 조립체의 단면도.
도 3은 본 발명에 따라서 만들어진, 흡착 물질을 포함하는 다층 필터 조립체의 단면도.
본 발명은 다양한 변경 및 대안적인 형태의 여지가 있지만, 그 특정 예들이 예 및 도면의 방식에 의하여 도시되어 있으며, 추후에 상세하게 기술된다. 그러나, 본 발명은 기술된 특정 실시예에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 대조적으로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 범위 내에 놓이는 변경, 등가물, 변형예를 커버하도록 의도된다.
본 발명은 입자 오염물을 제거하도록 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 개선된 필터 매체를 포함하는 필터 조립체를 제공한다. 이러한 필터 매체는 개선된 물리적 및 화학적 안정성을 가지며, 상승된 온도에서 동작하도록 예상되는 전자 기기 인클로저에서 사용하는데 잘 어울리게 한다.
본 발명은 또한 디스크 드라이브 인클로저 내에 배치하기 위한 필터 구조에 관한 것이다. 필터 구조는 인클로저 내의 공기와 인클로저로 들어오는 공기중 하나 또는 모두로부터 예를 들어 입자들과 같은 물리적 오염물을 제거하도록 구성될 수 있다. 동작 온도가 증가함으로써, 정전기 매체의 효율은 감소된다. 본 발명의 매체는 새로운 디스크 드라이브 적용에서 동작하기 위한 새로운 고온 평가 이상의 온도에서 덜 영향을 받는 기계적인 여과를 제공한다.
본 발명의 필터 매체는 또한 보다 작은 입자를 제거하도록 시도할 때 양호한 효율을 제공할 수 있다. 이러한 개선된 효율은 디스크 바로 위의 디스크 드라이브 독취-기록 헤드의 "부상 높이(fly-height)"가 감소함으로써 더욱더 중요하게 되었다.
본 발명은 또한 필터 구조를 가지는 디스크 드라이브 조립체에 관한 것이다. 이러한 디스크 드라이브 조립체는 인클로저, 인클로저 내에 회전 가능하게 장착되는 디스크, 및 필터 구조를 포함한다. 인클로저 내에 위치되는 필터 구조는 디스크 드라이브 인클로저 내에서 이동하는 공기 흐름에 위치되는 하우징; 및 하우징에 이 는 제 1 필터 부분을 포함한다.
지금 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 상세하게 기술되며, 동일한 도면 부호는 동일한 도면 부호를 나타내며, 몇 개의 도면에 걸쳐서 조립한다. 용어 "흡착하다", "흡착하는", "흡착 물질" 등은 흡착 및 흡착 현상 및 물질들을 강조하는 것으로 이해해야 한다. 비록 다른 유체들이 필터 조립체에 의해 여과될 수 있을지라도, 공기로부터의 오염물의 여과가 예시로서 사용된다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따라서 구성된 필터 조립체(10)의 사시도가 도시되어 있다. 필터 조립체(10)는 재순환 필터 요소(12)를 포함한다. 재순환 필터 요소(12)는 필터 요소가 요소의 내부를 통한 공기의 유동을 허용하도록 프레임 또는 다른 장착 기구에 고정되도록 구성된다. 필터 요소(12)의 외부 표면(16,18)들은 작은 입자들을 포획하기에 특히 어울리게 적합한 필터 매체를 수용한다.
도 2는 도 1의 선 A-A'을 따라서 취한 필터 조립체(10)의 단면을 도시한다. 특히, 도 3은 필터 조립체(10)의 전체저긴 단면을 도시한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 필터 조립체의 내부(20)는 활성 탄소와 같은 흡착 물질(22)을 추가로 포함한다.
필터 조립체는 또한 필요에 따라서 추가층 또는 보다 적은 층을 가질 수 있으며, 층들은 상부 및 저부에서 다를 수 있다. 예를 들어, 필터 조립체는 단지 하나의 측부에 입자 흡착층을 가지는 흡착 물질로 제한될 수 있으며, 다른 측부에 있는 추가층은 입자들을 실질적으로 제거함이 없이 흡착 물질의 이탈을 방지한다.
본 발명의 필터 조립체를 형성하도록 사용된 물질들의 추가적인 설명이 지금 제공된다.
입자 제거층
각 필터 조립체(10)는 적어도 하나의 입자 제거 또는 여과층을 포함한다. 적절한 물질들은 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 통합되는 미국특허 제6,743,273호에 개시된 것들을 포함한다. 개시된 바와 같은 필터 매체는 불필요한 열 영향에 대해 실질적으로 개선된 내성, 높은 유속, 서브미크론 입자, 다른 수용 조건들을 가진다. 개선된 마이크로섬유 및 나노섬유 성능은 마이크로섬유 또는 나노섬유를 형성하는 중합 물질들의 개선된 특성의 결과이다.
또한, 본 발명의 개선된 중합 물질들을 사용하는 본 발명의 섬유 매체(18)는 연마 입자들, 및 느슨한 섬유 또는 원섬유(fibrils)가 없는 매끄러운 외부 표면의 존재시에 보다 높은 효율, 낮은 유동 제한, 높은 내구성(관련된 응력 또는 환경적으로 관련된)을 포함하는 다수의 이점들을 제공한다. 필터 매체의 전체적인 구조는 단위 체적당 개선된 매체 면적, 개선된 매체 효율성 및 감소된 유동 제한을 허용하는 전반적으로 얇은 매체를 제공한다.
전자 인크로저에 유용한 필터 매체는 마이크로섬유 및 나노섬유 조성물을 포함할 수 있다. 나노섬유는 200나노미터 또는 0.2미크론 미만의 지름을 구비한 섬유이다. 마이크로섬유는 0.2미크론보다 크지만 10미크론보다 크지 않은 지름을 구비한 섬유이다. 이러한 섬유 매체는 미세 섬유층의 개선된 다층 마이크로여과 메체 구조의 형태로 만들어질 수 있다. 본 발명의 미세 섬유층들은 상호 잠금 네트를 형성하도록 결합될 수 있는 불규칙적인 분포의 미세 섬유들을 포함할 수 있다. 여과 성능은 입자들의 통과에 대한 미세 섬유 장애의 결과로서 크게 얻어진다.
필터 조립체의 필터 매체에 사용되는 섬유의 경도, 강도, 주름성(pleatability)의 구조적 특성들은 미세 섬유가 부착되는 기판에 의하여 제공될 수 있다. 미세 섬유 상호잠금 네트워크는 중요한 특성으로서 마이크로섬유 또는 나노섬유의 형태로 하는 미세섬유와, 섬유들 사이의 비교적 작은 공간을 가진다. 섬유들 사이의 이러한 공간은 전형적으로 약 0.01 내지 약 25미크론 또는 가끔 약 0.1 내지 10미크론의 범위에 놓인다.
본 발명의 하나의 필요한 미세 섬유 필터 매체는 상승된 온도에서 조정되거나 또는 취급되는 제 1 중합체 및 제 2 상이한 중합체(중합체 형태, 분자량 또는 물리적 특성에서 상이한)를 포함하는 중합체 혼합물이다. 중합체 혼합물은 반응되어 단일 화학종으로 형성될 수 있거나 또는 어닐링 공정에 의하여 혼합된 조성물로 화학적으로 결합될 수 있다. 어닐닝은 결정도, 응력 완화 또는 배향처럼 물리적 변화를 수반한다. 바람직한 물질들은 차등 스캐닝 열량계 분석이 단일 중합 물질을 보이도록 단일 중합체 종으로 화학적으로 반응된다. 이러한 물질은 바람직한 점가 물질과 결합될 때 마이크로섬유 상에 첨가물의 표면 코팅을 형성할 수 있으며, 이러한 것은 높은 온도, 높은 습도 및 어려운 동작 조건과 접촉될 때 소유성(oleophobicity), 소수성(hydrophobicity), 또는 다른 관련된 개량 안정성을 제공한다.
상기된 분류의 물질의 필터 물질 미세 섬유는 2미크론 내지 0.01미크론 이하의 지름을 가질 수 있다. 이러한 마이크로섬유들은 중합체 표면에서 부분적으로 가 용성으로 되거나 또는 합금되는 첨가 물질의 이산층(discrete layer) 또는 첨가 물질의 외부 코팅을 포함하는 매끄러운 표면을 가질 수 있다.
혼합된 중합체 시스템들에서 사용하는데 적절한 물질들은 나일론 6; 나일론 66; 나일론6-10; 나일론 6-66-6-10 공중합체 및 다른 선형의 대체로 지방성 나일론 조성물을 포함한다. 필요한 나일론 조성물 수지(SVP-651)가 말단군 적정(end group titration)에 의하여 분자량을 위하여 분석되었다(나일론의 분자량의 결정, J. E. WaIz 및 G.B. Taylor, 분석 화학 볼륨 19, 7번, 448-450쪽, 1947). 평균 분자량(Wn))은 21,500 및 24,800 사이였다. 조성은 3 성분 나일론, 나이론 6 약45%, 나일론 66 약 20%, 및 나일론 610 약 25%의 용융 온도의 상평형 그림(phase diagram)에 의하여 평가되었다(쪽 286, 나일론 플라스틱 핸드북, Melvin Kohan 편집, Hanser Publisher, 뉴욕, 1995).
87 내지 99.9+%의 가수분해도를 가지는 폴리비닐알코올이 이러한 중합체 시스템들을 사용하는 필터 매체의 제품에 사용될 수 있다. 이러한 것들은 소유성 및 소수성 첨가 물질의 상당량과 가교 및 결합되는 것과 같이 선택적으로 가교된다.
본 발명의 또 다른 필요한 모드는 섬유 수명 또는 동작 특성들을 개선하도록 첨가 조성물과 결합되는 단일 중합 물질을 수반한다. 본 발명의 이러한 양태에서 유용한 바람직한 중합체는 나일론 중합체, 폴리비닐리덴 염화 중합체, 폴리비닐리덴 불화 중합체, 폴리비닐알코올 중합체를 포함하고, 미세 섬유 표면에서의 코팅에서 형성도는 첨가 물질을 구비한 마이크로섬유 또는 나노섬유가 따르는 소수성 및 니수성 첨가제와 결합될 때 특히 이러한 목록의 물질들을 포함한다. 다시, 유사한 나일론, 유사한 폴리비닐 염화 중합체, 폴리비닐리덴 염화 중합체들의 혼합물과 같은 유사한 중합체들의 혼합물이 본 발명에서 유용하다.
아울러, 중합체 혼합물 또는 상이한 중합체들의 합금은 또한 전자 기기 인클로저에서 필터 매체로서 사용하기 위하여 고려된다. 이에 관하여, 중합체들의 호환 가능한 혼합물들은 마이크로섬유 물질을 형성하는데 유용하다. 플루오르 계면활성제(fluoro-surfactant), 비이온 계면활성제, 약 3000 미만의 분자량을 가지는 3차 부틸페놀 수지와 같은 저분자량 수지와 같은 첨가 조성물이 사용될 수 있다. 수지는 메틸렌 가교 그룹의 부재시에 페놀 핵들 사이에서 올리고머(oligomeric) 결합에 의하여 특징된다. 수산기 및 3차 부틸 그룹의 위치들은 링들 주위에서 불규칙하게 위치될 수 있다. 페놀 핵들 사이의 결합은 불규칙하기 보다는 오히려 수산기 그룹에 이웃하여 발생한다. 유사하게, 중합 물질은 비스-베놀 A(bis-phenol A)로 형성된 알코올 용해성 비선형 중합화 수지와 결합될 수 있다. 이러한 물질은 알킬렌 또는 메틸렌 그룹과 같은 어떠한 가교 그룹의 부재시에 방향족 링에 방향족 링을 직접 연결하는 올리고머 결합을 사용하여 형성되는 상기된 3차 부틸페놀과 유사하다.
특히 본 발명의 필터 물질은 약 2 내지 0.01 미크론의 지름을 가지는 마이크로섬유를 포함한다. 하나의 특히 필요한 섬유 크기 범위는 0.05 내지 0.5미크론 사이이다. 이러한 섬유들은 우수한 필터 활성도, 백 펄스(back pulse) 세척의 용이성 및 다른 양태들을 제공한다.
형성 후에 필터 요소들의 하나의 중요한 파라미터는 열, 습도 또는 그 둘의 영향에 대한 내성이다. 본 발명의 필터 매체의 하나의 양태는 충분한 시간 동안 따 뜻한 물에서의 잔존 침지(survive immersion)에 대한 필터 매체의 능력의 테스트이다. 침지 테스트는 고온의 습도 상태에서 견디는 미세 섬유의 능력에 관한 가치 있는 정보를 제공할 수 있다.
미세 섬유 필터 구조를 가진 또 다른 적절한 필터 물질은 이층 또는 다층 구조를 포함하고, 필터는 하나 이상의 합성, 셀룰로오스 또는 혼합 웨브와 결합 또는 이 웨브에 의해 분리되는 하나 이상의 미세 섬유층을 포함한다.
특히 마이크로섬유가 상승된 온도에서 습도, 습기 또는 용매와 접촉할 때 내온성, 내습도성 또는 내습기성 및 내용매성에 관한 것이 필터 구조에서 섬유 및 마이크로섬유 층들의 중요한 특징이라 믿어진다. 또한, 본 발명의 물질들의 두 번째 중요한 특성은 기판 구조에 대한 물질의 접착에 관한 것이다. 마이크로섬유층 접착은 물질이 기판으로부터 마이크로섬유를 박리함이 없이 제조될 수 있도록 필터 물질의 중요한 특징이며, 마이크로섬유층이 더해진 기판은 중요한 박리가 없는 주름, 압연 물질 및 다른 구조를 포함하는 필터 구조로 처리될 수 있다.
온도가 하나의 중합 물질의 용융 온도 근처이지만 바로 아래의 온도로 상승되는 제조 공정의 가열 단계가 전형적으로 서로에 대한 그리고 기판에 대한 섬유들의 접착을 상당히 개선하는 가장 낮은 용융 온도보다 낮다는 것을 알았다. 용융 온도 또는 바로 위의 온도에서, 미세 섬유는 그 섬유 구조를 잃을 수 있다. 가열 속도를 제어하는 것이 또한 중요하다. 섬유가 연장된 시간 동안 그 결정화 온도에 노출되면, 섬유 구조를 잃을 수 있다. 신중한 열처리는 또한 표면에 대한 첨가 물질이 이동하여 섬유 표면에서의 소수성 또는 소유성 그룹을 노출시키는 것에 따라서 외부의 첨가층의 형성이 따르는 중합체 특성들을 개선하였다.
성능에 대한 판정 기준은 물질이 최종 용도에 따라서 1시간 또는 3시간의 시간 동안 다양한 동작 온도, 즉 140℉, 160℉, 270℉, 300℉의 온도에서 온전하게 잔존할 수 있는 한편, 필터 효율의 30%, 50%, 80% 또는 90%를 유지할 수 있는 것이다. 성능에 대한 추가의 판정 기준은 물질이 최종 용도에 따라서 1시간 또는 3시간의 시간 동안 다양한 작동 온도, 즉 140℉, 160℉, 270℉, 300℉의 온도에서 온전하게 잔존할 수 있는 한편, 필터층에 있는 유효 미세 섬유의 30%, 50%, 80% 또는 90%를 유지할 수 있는 것이다. 이러한 온도에서의 견뎌냄은 낮은 습도, 높은 습도 및 물 포화 공기에서 중요하다. 본 발명의 마이크로섬유와 필터 물질은 160℉ 이상의 온도에서 침지에서 물질이 잔존할 수 있는 한편, 약 5분 이상의 시간 동안 효율성을 유지하는 내습기성인 것으로 간주된다. 유사하게, 본 발명의 마이크로섬유 물질과 필터 물질에서의 내용매성은 70℉에서 약 5분 이상의 시간 동안 에탄올, 탄화수소, 작동유, 또는 방향족 용매와 접촉하여 잔존할 수 있는 한편 50%의 효율을 유지하는 물질로부터 얻어진다.
본 발명의 마이크로섬유 또는 나노섬유 포함층을 포함하는 미세 섬유는 섬유일 수 있으며, 약 0.001 내지 2미크론, 바람직하게 0.05 내지 0.5 미크론의 지름을 가질 수 있다. 전형적인 미세 섬유 필터층의 두께는 섬유 지름의 약 1 내지 100배의 범위이며, 약 0.01 내지 240㎍-㎝-2의 범위에 있는 기본 질량을 가진다. 중합 물질은 비직조 및 직조 직물, 섬유 및 마이크로섬유들로 제조되었다. 중합 물질은 제 품 안정성을 위하여 요구되는 물리적 특성을 제공한다. 이러한 물질들은 치수에 있어서 상당히 변하지 않아야 되고, 감소된 분자량을 겪지 않아야 되며, 가요성이 적게 되지 않아야 되거나 또는 응력 크랙 또는 햇빛, 습도, 고온 또는 다른 부정적인 환경 영향에서의 물리적으로 왜곡되지 않아야 된다. 본 발명은 환경적인 빛, 열, 습도 및 다른 물리적 도전물들과 같은 우발적인 전자기 방사와 마주하여 물리적 특성을 유지할 수 있는 개선된 중합 물질에 관한 것이다.
본 발명의 중합체 조성물에서 사용될 수 있는 중합 물질은 폴리올레핀, 폴리아세트, 폴리아미드, 폴리에스터, 셀룰로오스 토류 및 에스터, 폴리알킬렌, 설파이드, 폴리아릴린, 산화물, 폴리술폰, 개질된 폴리술폰 중합체 및 그 혼합물과 같은 첨가 중합체 및 축합 중합 물질을 포함한다. 이러한 포괄적인 분류에 속하는 바람직한 물질은 가교 및 비가교된 형태로 다양한 정도의 가수분해(87% 내지 99.5%)에 있는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(염화비닐), 폴리메틸메타크릴레이트(및 다른 아크릴 수지), 폴리스티렌, 및 그 공중합체(ABA형 블록 공중합체), 폴리(비닐리덴 불화물), 폴리(비닐리덴 염화물), 폴리비닐알코올을 포함한다. 바람직한 첨가 중합체는 유리 성질의 경향이 있다(실온보다 큰 Tg). 이러한 것은 폴리비닐염화물 및 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 중합체 조성물 또는 합금 또는 몰리비닐리덴 불화물 및 폴리비닐알코올 물질들에 대한 결정도에서 낮은 경우이다.
폴리아미드 축합 중합체들의 하나의 분류는 나일론 물질들이다. 용어 "나일론"은 모든 긴 체인 합성 폴리아미드에 대한 일반적인 이름이다. 전형적으로, 나일 론 명명법은 개시물질이 C6 디아민 및 C6 이염기산(diacid, 첫 번째 숫자는 C6 디아민을 지시하고 두 번째 숫자는 C6 디카르복실 산 복합물을 지시한다)인 것을 지시하는 나일론-6,6과 같이 일련의 번호를 포함한다. 또 다른 나일론은 소량의 물의 존재시에 엡실론 카프로락탐(epsilon caprolactam)의 중축합반응에 의하여 만들어질 수 있다. 이러한 반응은 선형 폴리아미드인 나이론-6(시클릭 락탐으로 만들어진- 또한 엡실론-아미노카프론산으로서 공지된)을 형성한다. 아울러, 나일론 공중합체가 또한 예상된다. 공중합체는 반응 혼합물에서의 다양한 디아민 복합물, 다양한 이염기산 복합물 및 다양한 시클릭 락탐 구조를 조합하는 것에 의하여 만들어지고, 그런 다음, 폴리아미드 구조에서 불규칙하게 위치된 단량체 물질을 가진 나일론을 형성한다. 예를 들어, 나일론 6,6-6,10 물질은 헥사메틸렌 디아민과 이염기산의 C6 및 C10 혼합물로 제조된 나일론이다. 나일론6-6,6-6,10은 엡실론-아미노카프론산, 헥사메틸렌 디아민 및 C6 및 C10 이염기산 물질의 혼합물로 제조된 나일론이다.
블록 공중합체들은 또한 본 발명의 공정에서 유용하다. 이러한 공중합체와 함께, 용매 팽창제의 선택은 중요하다. 선택된 용매는 두 블록들이 용매에서 용해할 있도록 한다. 하나의 예는 메틸렌 염화 용매에서 ABA (스티렌-EP-스티렌) 또는 AB (스티렌-EP)이다. 하나의 성분이 용매에서 용해하지 않으면, 겔의 형태로 된다. 이러한 블록 공중합체의 예들은 등록상표 Kraton 형태의 스티렌-b-부타디엔 및 스티렌-b-경화 처리된 부타디엔(에틸렌 프로필렌), 등록상표 Pebax 형태의 e-카프로 락탐-b-에틸렌 산화물, 등록상표 Sympatex 형태의 폴리에스터-b-에틸렌 산화물 및 에틸렌 산화물의 폴리우레탄 및 이소시아네이트이다.
폴리비닐리덴 불화물, 신디오탁틴 폴리스티렌(syndiotactic polystyrene)과 같은 첨가 중합체, 비닐리덴 불화물 및 헥사플루오르프로필렌, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트의 공중합체, 폴리(아크릴 질화물)과 같은 비정질 첨가 중합체, 및 아크릴산 및 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리(비닐 염화물)을 가진 그 공중합체, 및 그 다양한 공중합체, 폴리(메틸메타크릴레이트) 및 그 다양한 공중합체들은 이것들이 낮은 압력 및 온도에서 용해 가능하기 때문에 비교적 용이하게 용해되어 스피닝된다. 그러나, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌같은 고결정 중합체는 이것들이 용해하여 스피닝되면 고온, 고압의 용매를 요구한다. 그러므로, 폴리에틸렌 및 플리프로필렌의 용해 스피닝은 매우 어렵다. 정전기 용해 스피닝은 나노섬유 및 마이크로섬유를 만드는 하나의 방법이다.
화학적 흡착성 요소
일부 실시예에서, 필터 조립체의 적어도 일부분은 흡착성 요소, 전형적으로 탄소를 함유하는 화학적 흡착 물질을 포함한다. 그러므로, 다층 필터 부품에서 사용되는 물질의 적어도 일부분은 흡착 성질들을 가진다. 흡착 물질은 건조제(즉, 물 또는 수증기를 흡착 또는 흡수하는 물질) 및/또는 휘발성 유기 복합물 및/또는 산기 가스를 흡착하는 물질과 같은 피시소벤트(physisorbent) 및/또는 케미소벤트(chemisorbent)를 포함한다. 산기 가스는 전자 기기 인클로저 내부에서 발생될 수 있으며, 그러므로, 개선된 산기 가스 제거를 제공하는 화학제가 함침된 유기 증기 제거층을 포함하는 것이 필요하다. 산기 가스를 제거하는 함침제 능력을 평가하도록 사용될 수 있는 예시적인 화학물들은 황화수소(H2S), 염산(HCl), 염소 가스(Cl2) 등을 포함한다.
적절한 흡착성 물질들은 예를 들어 활성 탄소, 활성 알루미나, 분자체(molecular sieve), 실리카겔, 포타슘 과망간산염, 탄화칼슘, 탄화포타슘, 탄화나트륨, 황산칼슘, 또는 그 혼합물을 포함한다. 흡착 물질은 예를 들어 물, 수증기, 산기 가스, 및 휘발성 유기 복합물을 포함하는 하나 이상의 형태의 오염물을 흡착할 수 있다. 비록 흡착 물질이 단일 물질일 수 있을지라도, 물질들의 혼합물이 또한 유용하다. 전형적인 동작을 위하여, -40℃ 내지 100℃의 온도 범위 내에서 안정하고 흡착하는 흡착 물질이 바람직하다. 탄소는 대부분의 실시에 대해 적절하며, 본 발명과 함께 사용하는데 적절한 탄소가 그 전체에 있어서 참조에 의해 본 명세서에 통합되는 미국특허 제6,077,335호에 개시되어 있다.
흡착 물질은 과립 물질, 타블렛, 시트 또는 다른 적절한 형태로 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 흡착 물질은 서로 결합될 수 있는 분말이다. 이러한 실시에 있어서, 흡착 물질은 형상화된 흡착 물품으로 성형하기 전에 분말(100메쉬를 통과하는) 또는 과립 물질(28 내지 200 메쉬)일 수 있다. 결합제는 전형적으로 건식, 분말화된 및/또는 과립이며, 흡착 물질과 혼합될 수 있다. 일부 실시예에서, 결합제와 흡착 물질은 일시적인 액상 결합제를 사용하여 혼합되고 건조된다. 적절한 결 합제는 예를 들어 미정질(microcrystalline) 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 녹말, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 폴리비닐피로리돈, 이수화 인산이칼슘(dicalcium phosphate dihydrate), 및 규산나트륨을 포함한다.
비록 상기된 본 발명의 실시가 하드 드라이브 인클로저에 대해 기술되었을지라도, 본 장치가 다른 전자 기기 인클로저와 함께 사용될 수 있고, 하드 드라이브 인클로저에 한정되지 않는다는 것을 예측할 것이다. 아울러, 본 발명이 몇 개의 특정 실시를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 많은 변화가 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 만들어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 필터 조립체로서,
    소수성 첨가제와 적어도 하나의 중합체를 포함하는 중합체의 혼합물을 포함하는 미세 섬유층을 포함하는 입자 제거 매체를 포함하는 필터 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 2개의 중합체 수지들의 혼합물로 형성되고 0.01 내지 0.5미크론의 지름을 가지는 필터 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 적어도 2개의 중합체의 혼합물을 포함하는 필터 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 약 20미크론 미만의 두께를 가지는 필터 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 흡착 물질을 추가로 포함하는 필터 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 약 140℉의 온도 및 약 100%의 상대 습도를 가지는 공기 흐름에 노출될 때 16시간 이상의 시간동안 섬유의 약 50%가 잔존하는 필터 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 매체는 직조 또는 비직조 기판을 추가로 포함하는 필터 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 비직조 기판은 유리, 중합체, 금속 및 그 조합으로부터 선택되는 섬유를 포함하는 필터 조립체.
  9. 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 필터 조립체로서,
    미세 섬유층 및 약 8 내지 200g/㎡의 기본 질량을 가지는 기판층을 포함하는 입자 제거 매체를 포함하며, 상기 미세 섬유층은 소수성 첨가제의 혼합물, 및 적어도 2개의 상이한 중합체들의 혼합물을 포함하는 중합체를 포함하고, 상기 미세 섬유층은 0.01 내지 0,5미크론의 섬유 크기를 가지며, 상기 기판은 필터 매체를 포함하며; 1 내지 16시간 동안 140℉ 및 100%의 상대 습도의 공기에 노출된 후, 상기 미세 섬유의 적어도 50%가 실질적으로 변하지 않고 남아 있는 필터 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 미세 섬유는 소수성 첨가제 및 아크릴 중합체를 포함하는 중합체의 혼합물을 포함하는 필터 조립체.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 중합체 수지와 가교제의 반응 부산물을 포함하는 필터 조립체.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 2개의 중합체 수지의 혼합물을 포함하고, 0.01 내지 0.2미크론의 지름을 가지는 필터 조립체.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 필터 조립체는 흡착 물질을 추가로 포함하는 필터 조립체.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 필터 매체는 직조 또는 비직조 기판을 추가로 포함하는 필터 조립체.
  15. 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체로서,
    상기 전자 기기 인클로저에 있는 개구 위에 배치를 위하여 구성되고 배열되며, 상기 개구 위에 제 1 필터링 부분을 고정하기 위한 접착층을 포함하는 상기 제 1 여과 부분; 및
    상기 전자 기기 인클로저에서 순환하는 공기를 여과하기 위하여 구성되고 배열되는 제 2 여과 부분을 포함하며;
    적어도 상기 제 1 또는 제 2 여과 부분은 소수성 첨가제와 적어도 2개의 상이한 중합체의 혼합물을 포함하는 미세 섬유층을 포함하는, 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 2개의 중합체 수지의 혼합물로 형성되고, 0.01 내지 0.5미크론의 지름을 가지는, 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 약 30미크론 미만의 두께를 가지는, 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 미세 섬유층은 약 20미크론 미만의 두께를 가지는, 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체.
  19. 제 15 항에 있어서, 흡착 물질을 추가로 포함하는, 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체.
  20. 제 15 항에 있어서, 140℉의 온도 및 약 100%의 상대 습도를 가지는 공기에 노출될 때, 상기 미세 섬유층은 약 50% 이상이 16시간 이상동안 잔존하는, 전자 기기 인클로저에서 사용하기 위한 다층 필터 조립체.
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