ひだ付き再循環フィルタ

专利摘要:
本発明は、改善された性能を有する再循環フィルタを提供することによって、汚染を受けやすい電子機器や光学機器（例えばコンピュータディスクドライブ）などのような密閉環境から粒子及び気相の汚染物などのような汚染物を濾過する装置に関する。
公开号:JP2011510430A
申请号:JP2010544319
申请日:2009-01-20
公开日:2011-03-31
发明作者:ギドゥマル，ラジャン；ジー． ドーバー，エドウィン；ピー． ロカーシオ，アンソニー
申请人:ゴア エンタープライズ ホールディングス，インコーポレイティド；
IPC主号:G11B33-14

专利说明:

[0001] 高感度の機器を収容する多くの筐体は、設備が適切に作動するために非常に清浄な内部環境を保たなければならない。例は、機械的、光学的又は電気的な作動を阻害する粒子又はガス状汚染物に弱い光学面や電子的接続を有する筐体を含んでいる。他の例は、コンピュータハードディスク、コンピュータハードディスクドライブ及び光学ドライブなどのような粒子、有機蒸気又は腐食性蒸気に弱いデータ記録装置を含んでいる。さらに他は、薄膜及び半導体ウェハを加工処理し、運搬し又は保管する筐体を含んでいる。自動車及び工業用途に使用されるような電子制御ボックスは、流体及び蒸気からの汚染物に加えて、粒子、水分の蓄積又は腐食にも弱いことがあり得る。そうした筐体内の汚染物は筐体の内外の両方の供給源から生じる。例えば、コンピュータハードドライブでは、損傷は、内部供給源から生じた粒子及び脱ガスに起因することに加えて外部汚染物に起因している。用語「ハードドライブ」又は「ハードディスクドライブ」又は「ディスクドライブ」又は「ドライブ」は、ここに便宜上使用されるであろうし、また、上述の筐体のいずれかを含むことが理解される。]
[0002] 汚染物の問題に取り組むために、内部粒子フィルタ又は再循環フィルタがディスクドライブ内に設置されている。これらのフィルタは、ポリエステル不織布などのような裏打ち材に貼り合わせられた延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜などのような、又は、エレクトレット（すなわち静電）フィルタ媒体又はトリボ帯電媒体を包含する「枕形状」フィルタなどのようなフィルタ媒体を組み込んでいる。エレクトレット媒体及びトリボ帯電媒体はここではまとめて「エレクトレット媒体」として説明される。これらの「枕形状」フィルタは、コンピュータハードディスクドライブの回転するディスクや電子制御キャビネットのファンなどによって生成された有効な気流内で好適にスロット又は「Ｃ」型溝内に圧入されることが可能である。いくつかの再循環フィルタは、フィルタ媒体の外周部の周りのプラスチックフレームを含んでいる。]
[0003] コンピュータハードディスクドライブ用再循環フィルタは、１以上のエレクトレット媒体層と、エレクトレット層の両面の１以上のスクリム層とから構成されることもある。１つの又は複数の外側スクリム層は、扱いの容易さ又は製造の容易さのために剛性を増大させることに加えて、エレクトレット層の繊維を封じ込めるために使用されている。]
[0004] ５．２５インチドライブなどのような大きなドライブ、また、何年も前に構築された大きなドライブは、フィルタ材料から構成された再循環フィルタをまた時に組み込んでおり、前記フィルタ材料はしばしば、ひだが付けられて、プラスチックハウジング内にシールされており又は埋め込まれており、前記プラスチックハウジングでは、プラスチックハウジングに媒体をシールすることに加えてひだを保持して位置決めするためにシーラント又はポッティング材料が用いられた。プラスチックハウジングと、媒体をシールするために用いられたポッティング材料とは、フィルタを比較的に高価で複雑にした。それらのフィルタを製造して設置するために多くの工程及び作業が必要とされた。それらのフィルタは、空間が限られていて低コストが好ましい小さなドライブにおいて非実用的である。]
[0005] エレクトレットフィルタ層は、スクリムに縫い込まれたエレクトレット繊維から構成されてよい。こうしたエレクトレットフィルタ層は、２つのパラメータ、すなわち、スクリムに縫い込まれるエレクトレット繊維の単位面積当たりの重量とスクリムの重量とによってしばしば特定される。典型的なスクリムの重量は、１平方メートル当たり１５ｇであるものの、他の重量も利用可能である。一般的なエレクトレット媒体繊維は、１平方メートル当たり約２３ｇ〜約２７０ｇであるものの、材料の他の重量も利用可能である。他のエレクトレット層は、エレクトレット繊維をもつれさせた又はエレクトレット繊維をスパンボンドしたスクリム無しのエレクトレット層であってもよい。フィルタ性能を改善するためにエレクトレットフィルタ層の製造中に繊維が充填されてもよい。]
[0006] エレクトレットフィルタ層は、濾過性能によって、又は、濾過効率及び気流や透過性に対する抵抗の両方によっても特定され得る。典型的な効率は特定の気流で特定の粒子のサイズに対して規定される。例えば、１平方メートル当たり１５ｇのスクリムに縫い込まれた１平方メートル当たり９０ｇのフェルトは、毎分３．２ｍ（１０．５フィート）の気流で０．１μｍのサイズの粒子に対して少なくとも８０％の効率であり得る。抵抗は特定の気流で特定され得る。例えば、上述の９０ｇのフェルトは、毎分３．２ｍ（１０．５フィート）の気流で３．４３Ｐａ（０．３５ｍｍＨ2Ｏ）の最大抵抗を有し得る。]
[0007] フィルタ性能はフィルタ材料の重量の関数であってもよい。より大きな基本重量を有する材料は、より高い効率を有し得るだけでなく、より高い圧力損失又は気流に対するより高い抵抗を有し得る。静電媒体に対してはフィルタの厚みもまた非常に重要である。より大きなかさばりを有するより厚い媒体は、同様の基本重量の媒体よりも低い圧力損失を有し得るとともに高い効率を有し得る。従って、より厚いフィルタは、低減された清浄化時間を有し得る。]
[0008] フィルタの性能は、フィルタ材料に依存するのみならず、ドライブ内でのフィルタの配置及びドライブ設計においてフィルタに向かっていかにうまく空気が送られるかにも依存している。粒子フィルタは、ドライブベースプレートに形作られるか又はフィルタを保持するプラスチックボックスやフレームに形作られるＣ型溝内に粒子フィルタを配置することによってドライブ内に設置されてよい。空気は、粒子を含んだ空気がフィルタを通過するように、フィルタが配置されたスロット又はドライブの領域内に導かれる。典型的には、フィルタは、ドライブのトップカバーからベースプレートまで広がることを可能にするサイズにされるであろう。]
[0009] 最新のドライブは粒子汚染物にますます弱い。より多くのデータ情報がディスク上のより小さな面積又は領域内に格納されることが可能であるため、ヘッドはディスクのより近くに位置決めされている。ヘッドの「浮上量」が低減されるなら、保護層は、データが格納される磁性層に対してヘッドのさらなる接近を可能にするためにより薄くされる。従って、これらのドライブは粒子汚染物に対してますます弱くなり続けており、また、改善された濾過性能が必要である。]
[0010] １つの様相では、寸法的に安定的である改善された一体成形のひだ付き再循環フィルタが提供される。フィルタは、簡単に製造されることが可能であり、また、ドライブの改修なしで既存のＣ型溝内に設置されることが可能であり、粒子の清浄化性能を顕著に改善することが可能である。]
[0011] 本発明は、その結果、ドライブの内側の粒子汚染物を減らすとともにドライブの信頼性を高める、改善された再循環フィルタを提供する。]
[0012] １つの様相では、ディスクドライブ用再循環フィルタが提供される。再循環フィルタは、第１端及び前記第１端とは反対側の第２端を有する濾過媒体と、第１端から第２端に延びるひだと、を備えており、前記濾過媒体の第１端及び第２端は実質的に平面の補剛縁を有しており、補剛縁はひだを相互に連結している。別の様相では、ディスクドライブ用再循環フィルタは、前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブを備える。]
[0013] 本発明の実施は、以下の図面に関連して考慮される場合に明細書から明らかになることは当然である。]
図面の簡単な説明

[0014] 典型的なフィルタ媒体の断面図である。
吸着層を含む別の典型的なフィルタ媒体の断面図である。
代替のフィルタ媒体の断面図である。
フィルタの実施形態の等角図である。
フィルタの実施形態の水平断面図である。
フィルタの実施形態の側面図である。
本発明のフィルタユニットの別の実施形態の等角図であり、前記フィルタユニットは、フィルタの外周部の周りにシールされて溶着された媒体外周縁取りを有するひだ付きフィルタを備えており、ひだはフィルタの長手寸法に平行に延びる。
本発明のフィルタユニットの別の実施形態の等角図であり、前記フィルタユニットは、フィルタの２つの端部にシールされて溶着された媒体縁を有しており、ひだは、溶着された縁に垂直に延びる。
ドライブ内で所定の位置にフィルタを保持するために典型的に用いられるＣ型溝内にフィルタが配置された際の図３に示されたフィルタの水平断面図である。
ディスク記憶媒体、電機子及び再生／記録ヘッドも含むドライブ内に設置された本発明のフィルタの平面図である。
本発明のフィルタユニットの別の実施形態の側面図であり、前記フィルタユニットは、フィルタの外周部の周りにシールされて溶着された媒体外周縁取りを有するひだ付きフィルタを備えており、前記フィルタユニットは、フィルタの対向辺から突き出る２つのタブをさらに備える。
ドライブ内部にフィルタを保持することが可能なＣ型溝内に設置された図９に示される実施形態の水平断面図である。
ドライブ内部にフィルタを保持することが可能なＣ型溝内に設置された図９に示される実施形態の側面図である。] 図３ 図９
実施例

[0015] 本発明は、汚染を受けやすい電子機器又は光学機器を収容する筐体から粒子を濾過するための装置（例えばコンピュータディスクドライブ）に関する。具体的には、本発明は、ディスクドライブ用の改善された再循環フィルタを提供する。]
[0016] ひだ付きエレクトレット媒体は、限られた空間により多くの媒体を配置することを可能にし、また、任意の一定の体積流量で媒体を通過する低減された前面風速を可能にし、その結果、濾過性能を改善する。ひだ付き媒体の縁をシールすることは、自動化されたピックアンドプレース（pick and place）タイプの設備を使ってさえフィルタの設置を簡単にするために寸法安定性を増大させ得る。]
[0017] 本発明の好適な実施形態は図面を参照して詳細にここに説明される。同一の参照符号は同一の部分、層及び構造を示している。]
[0018] 図１は、ひだ付け前の典型的なフィルタ媒体１２の断面を示している。エレクトレット媒体１５はカバー層１３で両面を覆われる。カバー層１３は、フィルタ性能を改善するためにエレクトレット媒体を囲んでよく、１の又は複数の静電媒体層の繊維を包含してよく、また、剛性を増大させ得る。図１Ａは、吸着層１４が追加されたフィルタ媒体の別の実施形態を示している。図２は、図１に描かれた媒体積層体の両面に第２カバー層２５が追加されたフィルタ媒体のさらに別の実施形態を示している。] 図１ 図１Ａ 図２
[0019] エレクトレット媒体はフェルト層を備えてもよい。フェルトの重量は、１平方メートル当たり２３ｇ〜２７０ｇであることが好ましく、１平方メートル当たり５０ｇ〜２１０ｇの範囲がさらに好ましく、１平方メートル当たり７０ｇ〜１８０ｇの範囲が最も好ましい。]
[0020] 別の様相では、フィルタ媒体１２は、１の又は複数の延伸ＰＴＦＥ膜層を備えてもよく、延伸ＰＴＦＥ膜層は、スパンボンデッドのポリエステル不織布などのような支持材に任意選択的に貼り合わせられてよい。延伸ＰＴＦＥ媒体は、カバー層１３若しくは吸着層１４とともに使用されてよく、又は、カバー層１３若しくは吸着層１４無しで使用されてもよい。]
[0021] カバー層１３はｅＰＴＦＥ（延伸ＰＴＦＥ）などのような膜であってもよい。膜カバー層は、実施形態のいずれかにおいて、濾過作用の向上、繊維の封じ込め、又は、吸着剤の封じ込めを改善し得る。膜カバー層は、追加の層として含まれてよく、又は、他のフィルタ層のいずれかに貼り付けられてもよい。]
[0022] 好適な膜は、バチーノ（Bacino）他の米国特許第４９０２４２３号明細書で説明されるように製造された延伸ＰＴＦＥ膜である。こうした膜は、メリーランド州エルクトンにあるダブリュー・エル・ゴア・アンド・アソシエイツ・インコーポレイテッド（W. L. Gore and Associates, Inc.）から最終製品の形態で市販されている。この膜は、フィルタ又は支持層に貼り付けられた場合に、繊維を十分に包含しているにも拘わらず気流に対して最小の抵抗を有している。この膜は、本発明のフィルタ媒体内に包含される１つの又は複数の静電層の静電濾過作用を補うために、フィルタに追加の機械的濾過作用を付与することも可能である。こうしたことは、静電フィルタ媒体で捕捉することが困難な粒子に対して重要になり得る。例えば、非常に速く通過する粒子、又は、静電フィルタ媒体によって捕捉することが困難なサイズ及び電荷の粒子が、膜媒体によってさらに容易に除去されることが可能である。]
[0023] カバー層１３及び２５の少なくともいずれか一方は、任意のスクリム、網、織布材料又は不織布材料、又は、それらの組み合わせを備えてもよい。好適なカバー層は、ポリプロピレンなどのような点結合材料又はスパンボンデッド材料であるスクリムである。こうした材料は、テネシー州オールドヒッコリーにあるビービーエー・ファイバーウェブ・アメリカズ（BBA Fiberweb Americas）から様々な材料重量で市販されている。好適なカバースクリムは、繊維を包含しており、フィルタの全域に最小の圧力損失を加えるであろう。スクリムの好適な重量は１平方メートル当たり１０ｇ〜１００ｇであってよい。好適には、カバースクリム材料は１平方メートル当たり約２０ｇ〜約５０ｇである。]
[0024] 図２に示されるように、１の又は複数の吸着層１４が、粒子の濾過及び蒸気の濾過の両方に効果的な組み合わせフィルタを形成するために、上述の実施形態のいずれかに追加されてもよい。吸着層１４の吸着剤は、酸性ガスなどのような特定のガス種の吸着のために扱われる。] 図２
[0025] 吸着剤は、粒状活性炭などのような混じりけのない吸着材料を備えるか、又は、空隙のいくつかを満たす吸着剤が混合された多孔質ポリマー骨格材料などのような充填製品基材であってもよい。他の可能性は、スクリム上の不織布又はビードに含浸された吸着剤を含んでおり、その場合、不織布又はスクリムは、セルロース若しくはポリマーであるか、又は、ラテックス若しくは他の接着剤を含んでよい。さらに他の可能性は、ポリマー又はセラミックである吸着剤及びフィルタの多孔質の鋳物又はタブレットを含む。さらなる可能性は、炭素繊維又は炭化繊維から製造された織布又は不織布である。吸着剤は様々なタイプの吸着剤の混合物であることも可能である。]
[0026] 吸着層内に包含される吸着材料の例は、物理吸着剤（例えばシリカゲル、活性炭、活性アルミナ、分子篩、吸着ポリマーなど）、化学吸着剤（例えば過マンガン酸カリウム、炭酸カリウム、ヨー化カリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、粉末金属、又は、気相汚染物質を掃気する他の反応体）、及び、それらの材料の混合物を含む。吸着剤は、極性吸着質の吸着作用又は水分などのような無極性吸着質の吸着作用を調節して界面化学を変化させるために処理されてもよい。いくつかの用途では、様々な汚染物質がフィルタを通過する際に様々な汚染物質を選択的に除去するために様々な吸着剤を各層が包含する吸着材料の複数の層を用いることが望まれることがある。]
[0027] 吸着層の好適な実施形態は、吸着剤で充填されたＰＴＦＥシートを使用しており、当該ＰＴＦＥシートでは、ここに引用することによって組み入れられるモーティマー，ジュニア（Motimer, Jr.）に対して発行された米国特許第４９８５２９６号明細書によって教示されたように網状のＰＴＦＥ構造内に吸着剤粒子が閉じこめられている。理想的には、粒子は、コア材内に包含される活性材料の量を最大化するために、様々なサイズの粒子をお互いの周りに散在させて粒子同士の間のできる限り多くの利用可能な空隙に充填する多様な（例えば二方式の又は三方式の）方法で詰め込まれる。この技術は、単一の層内に多数の吸着剤が充填されることも可能にする。コア材はまた、いくらかの気流を許容するために延伸されるか、又は、より多くの気流を許容するために穿刺される。コア材を延伸することは、充填密度を低減し得るものの、さらに均一な吸着剤の遮蔽物を提供する。穿刺などのような他の加工処理は、所望の吸着性能及び気流の性能を獲得するために望ましいことであり得る。]
[0028] ＰＴＦＥ／吸着剤の複合材は、０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）未満の厚みから１０．１６ｍｍ（０．４００インチ）以上の厚みに簡単に作ることが可能であり、このことは、完成品のフィルタの厚み及び吸着剤の充填量における相当な柔軟性を可能にする。さらに、最大限の密度の８０％〜９５％に近い吸着剤の密度は、多様な詰め込み及び物理的圧縮で可能であり、その結果、単位体積あたり最大の吸着材料が詰め込まれることが可能である。結合要素としてのＰＴＦＥの使用も、アクリルや溶融したプラスチック樹脂などの結合剤がそうであるように、吸着剤の孔を塞ぐことはない。]
[0029] 寸法安定性、繊維の封じ込め、フィルタの剛性、配置の視覚確認のための視覚向上、又は、自動化された取付けのためのロボットによるフィルタ取扱いの容易さのためにフィルタには追加の層が追加されてよい。追加の濾過層は、特定の粒子の濾過作用を向上させるために追加されるか、又は、本発明の精神から逸脱しない限り濾過機能性カバー、濾過機能性スクリム及び濾過機能性支持層として使用されてもよい。]
[0030] 図３は、本発明のユニット１０の別の実施形態の等角図であり、ひだ付き媒体１２を有する中央部及びシールされた外周部１１を示しており、前記シールされた外周部１１はひだ付きフィルタ１０に寸法安定性を付与し得る。本実施形態におけるひだは、方形のフィルタユニット１０の長辺に垂直である。図４Ａはフィルタユニット１０の同一の実施形態の水平断面図であり、図４Ｂはフィルタユニット１０の同一の実施形態の側面図である。] 図３ 図４Ａ 図４Ｂ
[0031] 図５は、本発明のフィルタユニット１０の別の実施形態の等角図であり、当該フィルタユニット１０は、シールされた外周部１１を有するとともに、ひだがフィルタユニット１０の長辺に平行である方形のひだ付きフィルタユニットを備える。] 図５
[0032] 図６は、フィルタユニット１０の別の実施形態の等角図であり、当該フィルタユニット１０は、２つのみのシールされた縁を有するひだ付きフィルタユニットを備えており、シールされた縁１１及び１１ａに対してひだは垂直である。本実施形態では２つのシールされた縁１１、１１ａによってひだが安定化されている。別の実施形態では２つの縁のうちの１つのみがシールされている。フィルタはいくらかの寸法安定性をなお有しているものの、ひだに垂直な対向する２つのシールされた縁を備えるほどではない。] 図６
[0033] 図７は、対向する位置に配置されたＣ型溝１８同士の間でディスクドライブ内に配置されて保持されるように示されるフィルタ１０の実施形態の水平断面図である。] 図７
[0034] 図８は、ディスクドライブ２０内に配置されることが可能なように示される本発明の実施形態の平面図である。ディスクドライブ２０は、記録ディスク２３上に配置された電機子２２上に再生及び記録ヘッド２１を含んでいる。] 図８
[0035] フィルタは、任意の形状であってよく、また、方形である必要はない。例えば図９は、本発明のフィルタユニットの別の実施形態の側面図であり、当該フィルタユニットは、フィルタの外周部の周りにシールされて溶着された媒体外周縁取りを有するひだ付きフィルタを備えており、フィルタの対向辺から突き出る２つのタブ１６をさらに備えている。これは、２つのタブを図示しているものの、１以上のタブ又はその他の配置を有する任意のフィルタが用いられることが可能である。タブは、小さな又は大きな造作であることが可能であり、また、いくつかの機能のために利用されてよい。ここで図示されたタブは、図９に示されるように、装置内のＣ型溝に嵌め込まれることが可能である。こうしたことは、フィルタのシールに役立ち得るし、また、気流及び粒子がＣ型溝の上側を越えて流れる可能性を低減し得る。それはまた、フィルタ領域を増大させて、フィルタ効率を増大させる。フィルタとフィルタを所定の位置に保持することを助けるＣ型溝との間の締まり嵌めを形成するために左右のタブが用いられてもよい。] 図９
[0036] 図１０Ａ及び図１０Ｂは、Ｃ型溝１８内に設置された図９に示される実施形態のそれぞれ平面図及び側面図である。] 図１０Ａ 図１０Ｂ 図９
[0037] シールされた補剛縁を有するこれらのひだ付きフィルタはいくつかの任意の方法によって製造され得る。ひだ付け装置は、フィルタ媒体にひだを付けて、波形の又はひだ付きのパターンにフィルタ媒体を整える。その後、ひだ付きのフィルタ材料は、打ち抜き型で切断されてよく、そして、ひだを保持するために少なくとも１つの縁でシールされる。シールは、熱及び圧力を加えることによって、又は、材料層を溶かす他の手段によってなされ得る。シール及び切断は１以上の工程でなされてよく、シール工程は切断工程に先立ってなされてよい。代わりに、熱及び圧力を用いて縁を切断及びシールする単一工程の処理が用いられてもよい。超音波切断、レーザ切断及び他の切断及びシール方法が、１つの工程で又は２つの工程のどちらかで用いられてもよい。代わりに、フィルタ層は、媒体にひだを付けるか又は媒体を波形にして、フィルタの１つの縁又は複数の縁を切断してシールする対の成形型を用いて単一の処理で、しわ寄せ又はひだ付け及びシールのすべてがなされ得る。]
[0038] ディスクドライブの再循環フィルタテスト
このテストは、ドライブが粒子で充填された初期状態からディスクドライブ内の粒子濃度を低減させる際の粒子フィルタの有効性を計測するように計画された。ここで使用されたテストは、ハードディスクドライブにおける再循環フィルタの清浄化時間の性能をテストしまた比較するため、国際ディスクドライブ協会（International Disk Drive Equipment and Materials Association）によって推奨されている。再循環フィルタの性能は、清浄化時間に関して定量化されており、前記清浄化時間は、ドライブ内の粒子数の初期値に対するあるパーセントまでドライブ内の粒子数を低減するために必要とされる時間として規定されている。典型的には、清浄化時間は、ドライブ内の粒子を９０％除去するために必要とされる時間であり、ｔ90値と呼ばれている。より低いｔ90値は、より急速な清浄化及び改善されたフィルタ性能を示している。]
[0039] 再循環フィルタの有効性をテストするために、改修されたディスクドライブ内でフィルタのサンプルがテストされた。ドライブの既存の通気孔は、ドライブからのいかなる過圧をも通気するための手段を提供するために、また、ドライブ内に故意に空気を導入しないでドライブ環境がサンプリングされる際に所定の期間にわたってドライブに空気が進入することを許容するために、カバーされないままにされた。蓋はベースプレートにしっかりと固定された。０．１μｍの粒子及び０．５μｍの粒子のエアロゾルを供給するチューブが、ディスクの回転方向に基づくフィルタの上流側でドライブ蓋にある流入口に接続された。粒子は、デューク・サイエンティフィック・コーポレーション（Duke Scientific Corporation）によって供給された０．１μｍ及び０．５μｍのポリスチレンラテックス球であった。粒子は、脱イオン水で希釈化されて、ティーエスアイ・コーポレーション（TSI Corporation）によって供給された噴霧器を用いて噴霧された。ドライブの内部雰囲気をサンプリングする第２チューブが、フィルタの下流側でドライブ蓋にある流出口にレーザ粒子カウンタ（ＬＰＣ）を連結した。パーティクル・メジャリング・システムズ・インコーポレイテッド（Particle Measuring Systems Inc.）からのＨＳ−ＬＡＳ型のレーザエアロゾル分光計が粒子の計数に使用された。ドライブから流出する及びカウンタを通過するサンプル流の流量は、精密な質量流コントローラによって０．８３３ｃｃ／秒に維持され、ＬＰＣを通過するシース流の流量は１５ｃｃ／秒に維持された。粒子の計数は、ＬＰＣによって毎秒１回得られ、分析のためにコンピュータディスクドライブに記憶された。テストは、極めて低い環境粒子濃度を有する制御されたテスト環境を維持するために、吸気口内にＨＥＰＡフィルタが嵌め込まれた層流フード内に配置されたドライブで実行された。]
[0040] 再循環フィルタテストは以下の順序から構成されている。ドライブが停止された状態で粒子を含んだ空気がドライブ内を通過させられた。安定状態の計数、典型的には０．１μｍのサイズの粒子で毎秒約２０００〜３０００の計数、または、０．５μｍの粒子で毎秒約１０００の計数が達成されるまで、粒子の計数が監視された。この安定状態での計数はＣａとして規定される。その後、ドライブはオンにされて、Ｃｓｓとして規定される新たな安定状態が得られるまで計数が監視された。濃度の低下は、ドライブを通過した空気の再循環と、フィルタ上での粒子の捕捉、ドライブ表面及び他の粒子捕捉手段への粒子の密着に起因している。Ｃａ／Ｃｓｓの比率がその後計算される。その後、ｔ90時間が以下の方程式によって計算され、ここで、Ｖdriveは、ドライブ内の空気の容積であって、多くの３．５インチドライブに対する約１００ｃｃであり、かつ、Ｑinは、相対的な雰囲気内圧をドライブが維持する限り、粒子のカウンタ内への流量に等しいと通常はみなされるドライブ内への空気の流量であって、本例では０．８３３ｃｃ／秒である。]
[0041] フィルタ性能はフィルタの相対的な清浄化率（ＲＣＵＲ：relative clean up ratio）によって示されることが可能である。]
[0042] ＲＣＵＲは、フィルタ無しで計測されたｔ90時間で、フィルタを加えたドライブのｔ90時間を割ることによって計算される。ドライブ単体のｔ90時間は、Ｃａ及びＣｓｓがドライブ内にフィルタ無しで安定状態に到達する他は上の方程式と同様の方程式を用いて計算された。フィルタ無しのドライブに対して、ドライブ内のフィルタの清浄化時間を比較することによって、フィルタの効果が特定され、また、様々なフィルタが比較され得る。より低いＲＣＵＲ値はより良い性能を示し得る。]
[0043] 再現性の確認のため、また、バックグラウンド計数におけるノイズからのエラーを除去するため、少なくとも２回の個別のテストが実行された。２つのテストの結果は、０．１μｍの粒子で平均清浄化時間を得るために平均化された。ドライブから粒子カウンタまでの空気がサンプリングされ、また、粒子を含んだ空気は流入口を通過してドライブに流入する。粒子は、ドライブ表面に衝突するか、又は、フィルタが所定の位置に配置されている時にフィルタ上に捕捉されるだけではなく、結局は気流の外側に積もる。]
[0044] 改修されたドライブへの装置の組み込み
シーゲートテクノロジーズ（Seagate Technologies）から市販されている２つのディスクを有する３．５インチのフォームファクタ７２００ｒｐｍのディスクドライブを用いて粒子濾過性能に関して本発明の例がテストされた。改修は、ドライブ蓋に２つの孔が穿孔されたことからなる。１つの孔は、粒子の導入を許容するために、また、もう１つの孔は性能テスト中の内部ドライブ雰囲気をサンプリングするために使用された。蓋の孔の各々に対してステンレス鋼の接続金具が設置され、各孔に対して各接続金具は中心に置かれ、二液型エポキシを用いて取り付けられてシールされた。ドライブの流入接続金具に粒子供給源を接続するために、また、流出接続金具に粒子カウンタを接続するためにチューブが用いられた。改修中に生成されたすべての油及び粒子を除去するために、イソプロパノール及び清浄な圧搾空気を用いてドライブ蓋は清浄化された。ドライブの改修の後に、フィルタはドライブ内のＣ型溝内に配置された。]
[0045] 各サンプルが、同一の再循環フィルタ位置で同一の３．５インチドライブでテストされた。すべてのフィルタサンプルは、ドライブ内に供給されたフィルタと同一の寸法であった。３つの創意に富む例が構成されてテストされた。ドライブ内に供給されたものと実質的に同様のひだ無しフィルタもテストされた。ドライブは、フィルタ性能を特定するためにフィルタ無しでもテストされた。]
[0046] 例１
本発明に係る再循環フィルタの再循環フィルタ有効性は、評価されて、従来の再循環フィルタ（すなわち、購入された際のテストドライブに供給された最初のフィルタと同様の材料から構成された再循環フィルタ）と比較された。図３に示されるようなフィルタが製造されて、当該フィルタは、１平方メートル当たり１９ｇ（１平方ヤード当たり０．７５オンス）のポリプロピレン不織布層の２層の間にエレクトレットフィルタ媒体層を備えていた。エレクトレット層は、１平方メートル当たり１５ｇのスクリムと、このスクリムに縫い込まれた１平方メートル当たり９０ｇのエレクトレットフェルト材料と、を備えていた（この構造物は、マサチューセッツ州ウォルポールにあるホリングスワース・アンド・ヴォース・カンパニー（Hollingsworth and Vose Company）から市販されている）。エレクトレット媒体は、ポリプロピレン５０％と、スクリム内に縫い込まれるアクリルの切断スフ繊維５０％とのおおよその混合物であった。ポリプロピレン不織布層は、オハイオ州シンシナティにあるミッドウェスト・フィルトレーション（Midwest Filtration）から市販されているスパンボンドポリプロピレンのＵＮＩＰＲＯ（商標）であった。３層には、その後、ＰＬＥＡＴＭＡＳＴＥＲ（商標）ひだ付け機（マサチューセッツ州イーストンにあるカール・ロボフスキー・アメリカ・コーポレーション（Karl Robofsky America Corp.）から市販されている）でひだが付けられた。ひだの幅は約５ｍｍに調節された。ひだ付き媒体は、その後、加熱溶着されて、外周部の周りで打ち抜き切断された。シールされた縁取りは熱シール処理によって４辺すべてでなされた。完成品のフィルタは１５．７５ｍｍの高さ及び２２．６１ｍｍの幅であった。完成品のフィルタは、４つの峰と４つの谷とを備える４つの完全なひだを包含していた。フィルタは、ここで説明されたディスクドライブ再循環フィルタテストを用いてテストされた。テストの他の様相からフィルタの性能を特定するために別の対照実験としてフィルタ無しテストが実施された。結果は以下の表１で報告される。] 図３
[0047] 例２
第２フィルタは、デラウェア州ミドルタウンにあるデルスター（DelStar）から市販されているデルネット（Delnet）０７０７−３０Ｐの２層の間にエレクトレット媒体が配置された以外は例１と同様に製造された。３層は、フィルタ内に４つの完全なひだを有する例１のようにひだが付けられて打ち抜き切断された。結果は以下の表１で報告される。]
[0048] 例３
第３サンプルは例２の材料を用いて製造された。しかしながら、完成品のフィルタは６つの完全なひだを有していた。フィルタは、ここで説明されたディスクドライブ再循環フィルタテストを用いてテストされた。テストの他の様相からフィルタの性能を特定するために別の対照実験としてフィルタ無しテストが実施された。結果は以下の表１で報告される。]
[0049] 比較例１
ひだ無しフィルタが比較のために用いられた。比較フィルタもまた２２．６１ｍｍの幅で１５．７５ｍｍの高さであった。フィルタ材料は、ドライブ内に供給されたものと同様の５層構造であり、上の例で使用された約９０ｇのエレクトレットフェルトの単一の層であった。エレクトレット材の両面に不織布ポリエステルの２層が配置された。外側層はポリプロピレンスクリムであった。フィルタは、ここで説明されたディスクドライブ再循環フィルタテストを用いてテストされた。結果は以下の表１で報告される。]
[0050] ]
[0051] 創意に富む改善された再循環フィルタは、知られたエレクトレット媒体構造に対して、０．１μｍのサイズの粒子で４６．９％〜５３．１％までの、また、０．５μｍのサイズの粒子で３５．１％〜５２．６％までの顕著な性能の改善を示しており、又は、ドライブのそれらの粒子を清浄化するために必要とされる時間をおよそ半分に短縮した。]
[0052] 本発明の特定の実施形態がここに図示されて説明されたものの、本発明はそうした図示及び説明に限定されないことは当然である。以下の特許請求の範囲の範囲内で本発明の一部として変更及び修正が組み込まれて具現化されてもよいことが明らかであることは当然である。]

权利要求:

請求項1
ディスクドライブ用再循環フィルタであって、ａ）第１端と、前記第１端と反対側の第２端とを有する濾過媒体と、ｂ）前記第１端から前記第２端に延びるひだと、を備えており、前記濾過媒体の前記第１端及び前記第２端の各々は、実質的に平面の補剛縁を有しており、前記補剛縁は前記ひだを相互に連結するディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項2
補剛縁はひだ付きの前記濾過媒体に一体化されている請求項１に記載の再循環フィルタ。
請求項3
前記濾過媒体は不織布媒体を備える請求項１に記載の再循環フィルタ。
請求項4
前記濾過媒体はスパンボンド媒体を備える請求項１に記載の再循環フィルタ。
請求項5
前記濾過媒体は膜媒体を備える請求項１に記載の再循環フィルタ。
請求項6
前記濾過媒体はエレクトレット媒体を備える請求項１に記載の再循環フィルタ。
請求項7
吸着媒体又は吸着層をさらに備える請求項１に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項8
吸着媒体又は吸着層をさらに備える請求項２に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項9
吸着媒体又は吸着層をさらに備える請求項３に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項10
吸着媒体又は吸着層をさらに備える請求項４に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項11
吸着媒体又は吸着層をさらに備える請求項５に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項12
吸着媒体又は吸着層をさらに備える請求項６に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項13
フィルタ層の両面又は片面に１以上のカバー層又は１以上のスクリム層をさらに備える請求項１に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項14
フィルタ層の両面又は片面に１以上のカバー層又は１以上のスクリム層をさらに備える請求項２に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項15
フィルタ層の両面又は片面に１以上のカバー層又は１以上のスクリム層をさらに備える請求項３に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項16
フィルタ層の両面又は片面に１以上のカバー層又は１以上のスクリム層をさらに備える請求項４に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項17
フィルタ層の両面又は片面に１以上のカバー層又は１以上のスクリム層をさらに備える請求項５に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項18
フィルタ層の両面又は片面に１以上のカバー層又は１以上のスクリム層をさらに備える請求項６に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項19
フィルタの外周部の周りにシールされた縁をさらに備える請求項１に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項20
フィルタの外周部の周りにシールされた縁をさらに備える請求項２に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項21
フィルタの外周部の周りにシールされた縁をさらに備える請求項３に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項22
フィルタの外周部の周りにシールされた縁をさらに備える請求項４に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項23
フィルタの外周部の周りにシールされた縁をさらに備える請求項５に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項24
フィルタの外周部の周りにシールされた縁をさらに備える請求項６に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項25
前記フィルタ媒体は１以上のエレクトレットフィルタ媒体層を備える請求項６に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項26
前記フィルタ媒体は１以上のＰＴＦＥ膜フィルタ媒体層を備える請求項５に記載のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項27
前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブをさらに備える請求項１のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項28
前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブをさらに備える請求項２のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項29
前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブをさらに備える請求項３のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項30
前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブをさらに備える請求項４のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項31
前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブをさらに備える請求項５のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項32
前記フィルタから突き出る少なくとも１つのタブをさらに備える請求項６のディスクドライブ用再循環フィルタ。
請求項33
ディスクドライブ用再循環フィルタの製造方法であって、ａ）濾過媒体シートを用意する工程と、ｂ）前記濾過媒体シートにひだを付ける工程と、ｃ）熱及び圧力で前記シートをシールする工程であって、ひだの対向端でシールされた領域によって相互に連結されるひだを各々が有するひだ付き濾過媒体の明確な範囲を形成するように前記シートをシールする工程と、ｄ）ひだ付き濾過媒体の２以上の範囲が切り離されるように前記シールされた領域で前記濾過媒体を切り離す工程であって、切り離された各部分が、シールされた領域によって相互に連結されるひだを有するように前記濾過媒体を切り離す工程と、を備えるディスクドライブ用再循環フィルタの製造方法。