(57)【要約】  本発明は、改良型低繊維フィルタを提供することにより、汚染を受けやすい電子又は光学デバイス（例えばコンピュータディスクドライブ）といったような密閉環境から微粒子及び気相汚染物質といった汚染物質をろ過するためのデバイスに関する。
2009529750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）接着剤層；
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むフィルタ層；及び
ｃ）前記フィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有する膜層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、前記繊維が前記膜層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満である、積層再循環フィルタ。
【請求項２】
前記膜層がｅＰＴＦＥである、請求項１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項３】
前記フィルタ層がエレクトレットフィルタ層である、請求項１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項４】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項３に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項５】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項３に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項６】
前記フィルタ層が不織フィルタ層を含む、請求項１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項７】
前記不織フィルタ層が約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項６に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項８】
前記不織フィルタ層が約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項５に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項９】
前記繊維が前記膜層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満である、請求項１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１０】
前記繊維が前記膜層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満である、請求項１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１１】
ａ）接着剤層；
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むフィルタ層；及び
ｃ）前記フィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有する膜層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、前記膜層の第２の表面より上に直交距離について０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、積層再循環フィルタ。
【請求項１２】
前記膜層がｅＰＴＦＥである、請求項１１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１３】
前記フィルタ層がエレクトレットフィルタ層である、請求項１１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１４】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項１３に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１５】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項１３に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１６】
前記フィルタ層が不織フィルタ層を含む、請求項１１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１７】
前記不織フィルタ層が約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項１６に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１８】
前記不織フィルタ層が約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項１６に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項１９】
前記膜層の第２の表面より上に直交距離について０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、請求項１１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項２０】
前記膜層の第２の表面より上に直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、請求項１１に記載の積層再循環フィルタ。
【請求項２１】
ａ）接着剤層；及び
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むエレクトレットフィルタ層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるためのエレクトレット再循環フィルタであって、前記繊維が前記エレクトレット層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満である、エレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２２】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２３】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２４】
前記繊維が前記エレクトレット層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満である、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２５】
前記繊維が前記エレクトレット層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満である、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２６】
エレクトレットがカレンダ加工されたものである、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２７】
エレクトレットが接着又は点接着されたものである、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２８】
エレクトレットがバニシ仕上げされたものである、請求項２１に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項２９】
ａ）接着剤層；及び
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むエレクトレットフィルタ層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるためのエレクトレット再循環フィルタであって、前記エレクトレットフィルタ層の第２の表面より上に直交距離について０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、エレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３０】
前記エレクトレットフィルタ層が約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満の厚みをもつ、請求項２９に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３１】
前記エレクトレット層の第２の表面より上に直交距離について０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、請求項２９に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３２】
前記エレクトレット層の第２の表面より上に直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、請求項２９に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３３】
エレクトレットがカレンダ加工されたものである、請求項２９に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３４】
エレクトレットが接着又は点接着されたものである、請求項２９に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３５】
エレクトレットがバニシ仕上げされたものである、請求項２９に記載のエレクトレット再循環フィルタ。
【請求項３６】
ａ）接着剤層；
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含みかつ約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満の厚みをもつポリエステル不織フィルタ層；及び
ｃ）前記不織フィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、約０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）未満の厚みをもち、ｅＰＴＦＥ膜を含んでなる膜層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、前記膜層の第２の表面より上に直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、積層再循環フィルタ。
【請求項３７】
ａ）接着剤層；及び
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むフィルタ層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための再循環フィルタであって、前記繊維が前記フィルタ層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）未満である、再循環フィルタ。
【請求項３８】
前記繊維が前記フィルタ層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満である、請求項３７に記載の再循環フィルタ。
【請求項３９】
前記繊維が前記フィルタ層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満である、請求項３７に記載の再循環フィルタ。
【請求項４０】
前記接着剤層と前記フィルタ層の間に吸着剤層をさらに含む、請求項３７に記載の再循環フィルタ。
【請求項４１】
前記吸着剤層が、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、粘土及び超吸着性繊維から成る群から選択された材料で作られた物理吸着剤である、請求項４０に記載の再循環フィルタ。
【請求項４２】
前記吸着剤層が、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、リン酸ナトリウム及び活性金属から成る群から選択された材料で作られた化学吸着剤である、請求項４０に記載の再循環フィルタ。
【請求項４３】
前記吸着剤層が、吸着剤が含浸された高分子足場材料である、請求項４０に記載の再循環フィルタ。
【請求項４４】
前記足場材料が、延伸ポリテトラフルオロエチレンである、請求項４３に記載の再循環フィルタ。
【請求項４５】
ａ）接着剤層；及び
ｂ）前記接着剤層に隣接する第１の表面及び該第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むフィルタ層
を含む、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための再循環フィルタであって、前記フィルタ層の第２の表面より上に直交距離について０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）を超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、再循環フィルタ。
【請求項４６】
前記フィルタ層の第２の表面より上に直交距離について０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、請求項４５に記載の再循環フィルタ。
【請求項４７】
前記フィルタ層の第２の表面より上に直交距離について０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、請求項４５に記載の再循環フィルタ。
【請求項４８】
前記接着剤層と前記フィルタ層の間に吸着剤層をさらに含む、請求項４５に記載の再循環フィルタ。
【請求項４９】
前記吸着剤層が、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、粘土及び超吸着性繊維から成る群から選択された材料で作られた物理吸着剤である、請求項４８に記載の再循環フィルタ。
【請求項５０】
前記吸着剤層が、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、リン酸ナトリウム及び活性金属から成る群から選択された材料で作られた化学吸着剤である、請求項４８に記載の再循環フィルタ。
【請求項５１】
前記吸着剤層が、吸着剤が含浸された高分子足場材料である、請求項４８に記載の再循環フィルタ。
【請求項５２】
前記足場材料が、延伸ポリテトラフルオロエチレンである、請求項５１に記載の再循環フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染に敏感な電子又は光学デバイス（例えばコンピュータディスクドライブ）といったような密閉環境から微粒子及び気相汚染物質といった汚染物質をろ過するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
損傷しやすい計装類を収納する数多くの筐体は、機器が適切に作動するために非常に清浄な環境を維持しなければならない。その例としては、機械的、光学的及び電気的動作と干渉し得る粒子及び気体汚染物質に対し敏感な、損傷しやすい光学表面又は電子接続を有する筐体が挙げられる。その他の例としては、粒子、有機蒸気及び腐食性蒸気に敏感なコンピュータハードディスクドライブといったようなデータ記録デバイスが挙げられる。さらにその他の例としては、薄膜及び半導体ウェーハを加工、輸送又は保管するための筐体が挙げられる。同様に挙げられるのは、粒子、水分の蓄積及び腐食、ならびに流体及び蒸気による汚染に対し敏感な可能性のある、自動車及び産業利用分野において使用されるような電子制御ボックスである。かかる筐体内の汚染は、筐体の内側及び外側の両方に由来する。例えば、コンピュータハードドライブにおいては、外部汚染物質ならびに内部源から生成した粒子及びガス放出によって、損傷が生じる場合がある。「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」といった用語が本明細書で便宜上用いられており、上述した筐体のすべてを内含するものとして理解される。
【０００３】
コンピュータディスクドライブにおける、汚染に関連する重大な故障機構の１つは、静止摩擦つまり「スティクション」である。スティクションは、ディスクが静止状態にある間のディスクに対するドライブヘッドの付着力の増大及びヘッドとディスクの界面に平行な粘性抵抗の増大から生じる。ディスク上の汚染物質は、表面エネルギー及びヘッドとディスクの間の付着力を変化させ、これも同様にスティクションをひき起こす。ヘッドとディスクの間のギャップ内で凝縮する蒸気がスティクションをひき起こす可能性もある。高密度ディスクは、比較的平滑であり薄い潤滑剤層しか存在しないことから、汚染を原因とするスティクションに対しさらに敏感である。ポータブルコンピュータ及び民生用アプリケーション向けのさらに小型のディスクドライブの中で使用されている、より新しい低エネルギー・低トルクのモーターは、これらの影響をさらに深刻なものにする。
【０００４】
コンピュータディスクドライブにおける、もう１つの汚染に関連する重大な故障機構は、ヘッドクラッシュである。ヘッドクラッシュは、粒子がヘッドディスク界面に侵入したときに発生し得る。高密度ドライブは、３０ナノメートル未満のフライングハイトつまり動作中のヘッドとディスクの間隔を有する場合があり、一般に毎分７２００回転以上の速度で回転するディスクを有する場合がある。サブミクロンサイズの粒子でさえ問題となる可能性があり、これによりヘッドは粒子の上を飛行した後で粒子又はディスクに衝突し、ドライブは突然故障モードになる。粒子は同様に、時としてサーマルアスペリティと呼ばれるドライブの機械的信頼性及びデータ完全性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
内部微粒子フィルタ又は再循環フィルタも周知である。これらのフィルタは一般に、ポリエステル不織布といったような裏当て材料に積層された延伸ＰＴＦＥ膜といったようなろ過媒体片、又はエレクトレット（すなわち静電気）ろ過媒体を収納する「ピロー形」フィルタである。これらは、スロット又は「Ｃ字形」溝路の中に圧入でき、コンピュータハードディスクドライブ内の回転するディスクの近く又は電子制御キャビネット内のファンの前といったように能動的な気流の中に設置できる。代替的には、プラスチックフレーム内に再循環ろ過媒体をはめ込むこともできる。非常に小型のドライブの中では、これらの小型起立式再循環フィルタは非常に小さく、非常に小さいディスクにより循環させられている空気は非常に少ないため、これらのフィルタのろ過の有効性は最小限度ぎりぎりである。
【０００６】
内部吸着剤フィルタも同じく周知である。収着剤フィルタは、外部の延伸ＰＴＦＥチューブ内に封入された粉末状、顆粒状又はビーズ状の収着剤又は収着剤混合物で構成することができる。このようなフィルタは、メリーランド州エルクトンのW. L. Gore & Associates, Inc.により製造され、GORE-SORBER（登録商標）モジュールという商標で市販されている。第２の周知の内部吸着剤アセンブリには、吸着剤を封入するのを助けると同時に筐体の内部壁上に吸着剤アセンブリを取り付ける手段を提供する感圧接着剤層と封入用フィルタ層の間に、活性炭／ＰＴＦＥ複合材といったような吸着剤層が組み込まれている。
【０００７】
第３の内部吸着剤アセンブリは、２つのろ過媒体層の間に活性炭／ＰＴＦＥ複合材といった吸着剤層を組み込むか又はろ過媒体層内に交互に包み込まれて、多くの再循環フィルタが設置されるようにスロット又は「Ｃ字形」溝路の間に設置可能である。これらのフィルタを通る空気流は最小限にとどまる。
【０００８】
これらの内部吸着剤フィルタは全て、気相汚染物質は充分に吸着するが、微粒子のろ過が非常に良好なわけではない。これらは、フィルタ上への粒子の何らかの衝突によって（すなわち、粒子担持空気がフィルタのまわりを高速で通過するにつれて大きい方の粒子が吸着剤フィルタにぶつかるか又はこれと衝突することによって）又はフィルタ上への粒子の拡散によって、粒子を収集することができる。しかしながら、これらは、ふるいがけ（大きすぎてフィルタの細孔構造を通過できない粒子を機械的に捕捉する）、衝突（大きすぎてフィルタ又はフィルタの繊維のまわりのカーブする気流に追従できない粒子を捕捉する）、遮断（気流に追従する傾向にあるが、フィルタ繊維を遮断するのになお充分な大きさである粒子、換言すると繊維と気流ラインの間の距離以下の直径をもつ粒子を捕捉する）及び拡散（ランダムパターンで空気分子によりもまれフィルタ繊維と接触して収集される、より小さな粒子を捕捉する）の組合せによって働く標準的な再循環フィルタに匹敵する程の優れた性能を示すものではない。
【０００９】
任意の吸着剤を有する再循環フィルタ及びブリーザフィルタを提供する多機能フィルタが、これまでのフィルタに付随する問題の多くを解決できる。Dauberに対する米国特許第６，３９５，０７３号の中では多機能フィルタが記述されている。これは、このような組合せフィルタを設置するスペースを見出すことができる場合に適切な解決法である。
【００１０】
ディスク又はシュラウドフィルタも同様に知られている。かかるフィルタは、ディスクの下に置かれるか又はその周囲に近接して置かれる。一般にカーペット及びシュラウドフィルタは繊維質媒体を使用することから、繊維がフィルタから延在してコンピュータディスクと接触し得ることを理由として、この繊維質媒体をコンピュータディスクのすぐ近くに置くことは困難である。これは、より多くの粒子が発生してハードディスク上に被着する原因となる場合があり、こうしてハードドライブの突発故障が生じるおそれがある。
【００１１】
しかしながら、より小型のドライブ内ではスペースが限られているため、ディスクの直ぐ上又は下にこれらのフィルタを設置することが必要となる場合が多い。その上、特に、ディスクが上面カバー及びベースプレートに非常に接近しているより小型のドライブ内では、これらのフィルタは、より大型のドライブ内で従来使用された標準的な直立位置よりもこれらの位置でより優れた性能を示すことができる。小型ドライブの内部又はフィルタとドライブ部品の間隔が小さいあらゆるドライブの内部に設置された多機能フィルタにおいては、フィルタから突出する繊維が問題となる。ハードディスクとフィルタの間隔は０．５ｍｍ未満である場合があり、フィルタはこの厚み内にはめ込まれかつディスクがフィルタと接触することなく回転できる間隔を残さなくてはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
必要とされているのは、材料をカーペット又はシュラウドフィルタとして使用できるようにする、繊維高さの低い再循環フィルタ材料である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従って、本発明は、繊維が筐体内部のいずれの可動部品とも接触及び干渉しないようにする、空気から粒子をろ過できる低繊維カーペット／シュラウドフィルタ材料を提供する。本発明は同様に、繊維高さの低いカーペット又はシュラウドフィルタも提供する。
【００１４】
本発明は、必要に応じて気体汚染物質を筐体からろ過するための吸着剤を含むことができる。
【００１５】
１つの態様においては、本発明は、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、接着剤層；接着剤層に隣接する第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むフィルタ層；及びフィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有する膜層を含み、繊維が膜層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．００５インチ未満である、積層再循環フィルタである。
【００１６】
もう１つの態様においては、本発明は、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、接着剤層；接着剤層に隣接する第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むフィルタ層；及びフィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有する膜層を含み、膜層の第２の表面より上に直交距離について０．０１０インチを超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、積層再循環フィルタである。
【００１７】
さらにもう１つの態様においては、本発明は、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるためのエレクトレット再循環フィルタであって、接着剤層；及び接着剤層に隣接する第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含むエレクトレットフィルタ層を含み、繊維がエレクトレット層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１０インチ未満である、エレクトレット再循環フィルタを提供する。
【００１８】
さらにもう１つの態様においては、本発明は、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるためのエレクトレット再循環フィルタであって、接着剤層；及び接着剤層に隣接する第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含みかつ約０．００５インチ未満の厚みをもつエレクトレットフィルタ層を含み、エレクトレットフィルタ層の第２の表面より上に直交距離について０．００５インチを超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、エレクトレット再循環フィルタを含む。
【００１９】
さらにもう１つの態様においては、本発明は、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、接着剤層；接着剤層に隣接する第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含みかつ約０．００５インチ未満の厚みを持つポリエステル不織フィルタ層；及びポリエステル不織フィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、約０．００１インチ未満の厚みをもち、ｅＰＴＦＥ膜を含んでなる膜層を含み、繊維が膜層の第２の表面から突出している量が、直交距離について０．０１０インチ未満である、積層再循環フィルタを含む。
【００２０】
さらにもう１つの態様においては、本発明は、ディスクドライブ内部で不透過性表面に取り付けるための積層再循環フィルタであって、接着剤層；接着剤層に隣接する第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、複数の繊維を含みかつ約０．００５インチ未満の厚みを持つポリエステル不織フィルタ層；及び不織フィルタ層の第２の表面に積層された第１の表面及び第１の表面とは反対側の第２の表面を有し、約０．００１インチ未満の厚みをもち、ｅＰＴＦＥ膜を含んでなる膜層を含み、膜層の第２の表面より上に直交距離について０．００５インチを超えて突出している繊維が、１ｍｍ2あたり２本未満である、積層再循環フィルタを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の作用は、添付の図面と合わせて以下の記述から明らかになるはずである。
【００２２】
本発明は、ディスクドライブのための改良型ろ過媒体及び本発明の媒体を含む改良型フィルタを提供する。フィルタは、シュラウド又はカーペットタイプの粒子フィルタ、そして必要に応じてコンピュータハードディスクドライブ内部の内部粒子及び蒸気をろ過するための粒子及び蒸気フィルタとして使用することができる。本発明は、コンピュータハードディスク又はヘッドといったような可動表面に繊維が触れるのを防止するように繊維の高さを低減し、フィルタの設置されるデバイスの動作とそのような繊維が干渉するのを防止する。
【００２３】
後者の態様においては、フィルタは繊維質フィルタ材料を内含するが、フィルタは、その表面からきわめてわずかな繊維しか突出しないように構築されている。こうしてフィルタは充分低い断面形状を有することができ、そのためディスクの下に位置するカーペットフィルタ又はディスク周囲に近接してシュラウド上に位置するシュラウドフィルタといったようにディスクドライブ内部の小さなスペース内に取り付け可能である。この低繊維の断面形状は、数多くの方法で達成可能である。すなわち、ろ過媒体を熱と圧力でカレンダ加工することにより、繊維はフィルタ内部にしっかり固定され、フィルタ表面から延在しないようにされる。代替的には、バニシ仕上げをするか又は火炎もしくは熱処理で処理することにより、延在する繊維を溶融させる。さらにもう１つの技術においては、フィルタ材料を接着剤又は接着材料で処理し、次にフィルタの本体内部で繊維が結合するように圧縮する。例えば、これは、繊維をフィルタの本体内にプレスする前に液体接着剤を適用することによって達成可能であろう。
【００２４】
低繊維ろ過媒体は、カレンダ加工された摩擦帯電エレクトレット材料を含んでもよい。有用な摩擦帯電エレクトレット材料は、W. L. Gore and Associates, Inc.からGORE-TRET（登録商標）再循環フィルタという商標で入手可能である。この媒体は、非常に効率が良く（例えば０．３μｍについて９０％超）、非常に透過性も高い（例えば１０．５フィート／分又は３．２ｍ／分でＨ2Ｏ  １ｍｍ未満）。この媒体は脱イオン水で洗浄されている間にその静電荷を失うが、異種の繊維を混合した摩擦電気効果に起因して乾燥時点でその効率性を直ちに回復する。
【００２５】
この媒体は数多くの繊維質突出物を有するものの、発明人らは、エレクトレットをカレンダ加工することにより、繊維を圧縮しろ過媒体内部で結合させることができる、ということを発見した。驚くべきことに、エレクトレット媒体のカレンダ加工は、フィルタ性能の有意な損失をひき起こさない。材料のカレンダ加工によって媒体を通る圧力降下が増大し、より多くの空気がフィルタを迂回して未ろ過状態にとどまりろ過性能が低下するものと予想されることから、カレンダ加工を受けたエレクトレットがカレンダ加工を受けていない材料のフィルタと同程度の性能を示すことは予想されていなかった。その上、静電媒体は、媒体内部の電場によってすなわち本質的には反対の電荷をもつ繊維に対し粒子の軌道をカーブさせることによって機能することから、媒体を著しく薄くすることで媒体内部の予想滞留時間が減少し、これにより恐らくはこの材料の収集効率が低下することになると思われていた。
【００２６】
エレクトレットは、カレンダ加工の処理温度、圧力及び処理時間を変えることにより所望の厚み及び繊維高さまでカレンダ加工することができる。カレンダ加工は、熱及び圧力を繊維質材料に与えてその材料を圧縮し、そしてヒートセットさせて厚みを低減するか、低融点繊維成分を軟化又は溶融させ、冷却時にその成分が硬化又は凝固してそれが繊維質ろ過媒体全体を低減された厚みに保つことになる処理である。過度の熱及び圧力は、材料が媒体の繊維質特性を失うか又は媒体を完全に可塑性状態に溶融し戻す原因となる。一部のケースでは、過度のカレンダ加工は、繊維を凝固させて可塑性のシートを形成する場合がある。所望の厚み及び繊維封じ込めの定常状態の材料を得るため、充分な熱及び圧力が加えられる。熱が少なすぎると、繊維の突出高さを低減するのに効率の低い繊維間結合しか得られない場合がある。適用中、フィルタはより高い温度にさらされる可能性がある。これによりカレンダ加工された材料は、そのカレンダ加工前の寸法に戻る可能性がある。所望の熱、圧力及び加工時間は、材料及び構造により左右されることになるが、あらゆる所与の繊維質フィルタ材料について容易に決定される。
【００２７】
摩擦帯電エレクトレット材料が好ましいが、改良型低繊維フィルタ層にその他のカレンダ加工されたフィルタ材料を使用することも可能である。かかる材料には、高い効率及び空気流に対する低い抵抗を生み出す代替的エレクトレット又は摩擦帯電エレクトレット材料が含まれ得る。これらは同様に、その他の不織又はスパンボンド材料、ろ紙、ろ過媒体、フィルタ膜例えばポリプロピレン膜もしくはキャストした重合体膜、又はフィルタ材料の組合せとすることが可能である。
【００２８】
繊維の高さを低減するためにはその他の処理も利用可能である。例えば、エレクトレット不織媒体を、バニシ仕上げする、あるいは突出した繊維を主繊維ウェブ上に溶融し戻す火炎又はその他の熱源で処理することもできる。これらの処理は、繊維質材料又はウェブ全体を溶融させるために過度の熱を加えることなく、突出した繊維を主ウェブへと溶融し戻すのに充分な熱をその突出した繊維に加えることになる。ここでも、温度及び処理時間又は加熱時間は、溶融している繊維の材料組成により異なるが、突出した繊維は、その繊維を構成する重合体の溶融温度に達しなくてはならない。繊維高さを低減させるための代替的技術においては、接着剤といったような添加剤をフィルタ材料に加え、ローラを通して材料を圧縮し、硬化させて主ウェブ上に繊維を保持する。使用可能な接着剤は、ろ過媒体の繊維より低い溶融温度をもつ熱硬化性又は熱可塑性材料を含むものと考えられ、熱処理されて厚み及び繊維保持率を設定することになる。圧縮され、そして空気、紫外線又はその他の手段を用いた硬化の場合のように硬化される前又は途中で、フィルタ材料に対し液体接着剤又は多液型接着剤のような他の接着剤を添加することが可能である。
【００２９】
ここで図面を見てみると、図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ本発明の低繊維フィルタ１０の第１の実施形態の上面図及び側面図を示す。図１Ｂは、筐体表面上への容易な取付けのための接着剤層１２上の低繊維ろ過媒体１１を示す。好ましくは、ろ過媒体１１は、カレンダ加工されたエレクトレット媒体である。
【００３０】
図２は、本発明の積層低繊維フィルタのもう１つの実施形態の側面図を示す。図２は、接着剤層１２上に配置されているエレクトレットフィルタ層６１に積層された膜６０を示す。
【００３１】
図３は、筐体の表面１３に適用されたときの、本発明の改良型低繊維フィルタ１０の一実施形態の上面図である。例えば、コンピュータハードディスクドライブのカバー１３の下側にディスクフィルタ１０として設置されたところを示す。
【００３２】
図４は、本発明の低繊維フィルタ１０が、回転する記録媒体１５を有するコンピュータハードディスクドライブ１４の上面カバー１９上にディスクフィルタとして設置されたときの、一実施形態の側面図を示す。
【００３３】
図５は、本発明の改良型低繊維フィルタのもう１つの実施形態の側面図を示す。この態様においては、低繊維フィルタ層１１が吸着剤層２０上に設置され、両方が接着剤層１２と共に所定の場所に保持される。
【００３４】
図６は、吸着剤層２１と、フィルタ層１１と、接着剤であってよくかつ接着剤層１２と共にフィルタを一緒に所定の場所に保持し、しかもディスクドライブ中の所定の場所にあるときにフィルタがひき起こすであろう潜在的なあらゆる乱流を低減するために重要となり得る平坦な上部表面を提供する、内部にアパーチャをもつ追加層１２ａとを有する、本発明の低繊維フィルタ１０のもう１つの実施形態の側面図である。
【００３５】
図７は、筐体の表面１８に対し適用されたときの、本発明の改良型低繊維フィルタ１０の一実施形態の上面図を示す。図中、回転する記録媒体１５、記録ヘッド１６及びアーマチュア１７を有するコンピュータハードディスクドライブ１４の側壁１８に対しシュラウドフィルタ１０として設置されたところが示されている。好ましい実施形態においては、シュラウドフィルタ１０は、取付けを容易にするための感圧接着剤を含むことになる。
【００３６】
図８は、繊維高さの低いろ過媒体のもう１つの実施形態を示す。この実施形態においては、繊維高さは、点接着パターンによって低減されている。この図は、繊維を拘束し延在する繊維を制限しようとするエレクトレット又はその他の繊維質フィルタ材料に適用可能な接着部位パターン（５０）を示す上面図である。接着の間隔どりは、繊維径、繊維長、繊維材料、及び所望する繊維の拘束量又は所望する突出した繊維の低減量といったような数多くの要因により左右される。繊維の間隔どりは同様にフィルタの厚みにも影響を及ぼすことになる。
【００３７】
図９Ａ及び９Ｂは、フィルタ材料のカレンダ加工前後のエレクトレットを例示する。図９Ａでは、カレンダ加工前には、フィルタ５２の表面から外に向いた端部５４をもつ一部の繊維ならびに各端部で表面に付着されているものの中央ではもち上るかフィルタの表面から離れるように外へ反っている繊維５３が存在し得る。カレンダ加工後は、図９Ｂに示されているように、繊維は圧縮され接着されるか又はフィルタの表面からもはや突出することがないように機械的にさらにより合わされる。
【００３８】
同様に、図１１は、標準的エレクトレットフィルタ材料の顕微鏡写真を示す。顕微鏡写真は、０．０１３インチである基準マーカーを含んでいる。フィルタの表面から０．０５インチ以上延在する数多くの繊維が存在することがわかる。これとは対照的に、図１２は、エレクトレットがカレンダ加工された後（本発明の例３のようなもの）の顕微鏡写真を示し、３．５ｍｍの視野内にはフィルタの表面から０．００５インチ延在することになる繊維は２本以下しかないということが明らかにわかる。
【００３９】
低繊維フィルタ材料を構築するためにバニシ仕上げを使用することもできる。図１０Ａ及び１０Ｂは、それぞれフィルタのバニシ仕上げ前後を例示的に示す。図１０Ａでは、バニシ仕上げの前には、繊維５６及び５７はフィルタ表面５５から遠くまで延在する可能性がある。バニシ仕上げの後、繊維５６は、封じ込めのためフィルタ表面に溶融し戻される。端部からなおも突出する一部の端部繊維５７が存在し得るが、一般にかかる繊維は、製造中及び仕上ったフィルタの打ち抜きの間に切り落される。
【００４０】
図１３は、膜から又は膜を通って延在する測定可能な繊維が全くないことを示すもう１つの実施形態の表面の顕微鏡写真を示す。この実施形態においては、もう１つの層（ＣＯＮＷＥＤポリプロピレンプラスチックスクリム層）が、エレクトレットフィルタに対する膜の積層のための補助として加えられた。ここでは、膜は、フィルタサンプルの構築において用いられたＣＯＮＷＥＤプラスチックの形状に従って見えるが、目に見える繊維はない。
【００４１】
フィルタ材料は、単一層フィルタ、又は層状化もしくは積層された多重層フィルタのいずれであってもよい。多重フィルタ層は、ろ過をさらに有利にしながら繊維の封じ込め及び厚みを制御するために好ましい場合があるため、膜層を含んでもよい。単一フィルタ層は、カレンダ加工又はその他の処理を介して改良された繊維封じ込めを有して、繊維の突出が減少しているものと思われる。
【００４２】
本発明のフィルタは支持体層を含んでもよい。好ましい支持体層又は積層フィルタ層は、Reemay, Inc., Old Hickory, Tennesseeから入手可能な１．０オンス／平方ヤードのReemay 2014ポリエステル不織布である。薄い厚みが必要とされる場合には、さらに軽量版を使用でき、そうでなければ任意の積層段階の前又はその最中のいずれかにおいて材料にカレンダ加工を施すことができる。もう１つの好ましい支持体層は、GORE-TRET（登録商標）再循環フィルタという商標でW. L. Gore and Associates, Inc.から完成したフィルタの形で入手可能な摩擦帯電エレクトレット材料の層である。その他のフィルタ材料を支持体層として使用することもできる。これらは、代替的なエレクトレット材料又は高効率と空気流に対する低い抵抗を生み出すその他の摩擦帯電エレクトレット材料とすることができる。これらもまた、その他のろ紙又はかかるフィルタ材料の組合せとすることができる。
【００４３】
粒子及び蒸気ろ過の両方に有効な組合せフィルタを作るため、上述の実施形態のいずれかに１又は複数の吸着剤層を追加することもできる。吸着剤は、酸性ガスといったような特定の気体種を吸着するように処理されていてもよい。
【００４４】
吸着剤は、１００％の吸着性材料例えば顆粒状の活性炭の１又は複数の層を含んでもよく、そうでなければ、空隙の一部を満たす吸着剤が配合された多孔質重合体の足場材料といったような充填製品マトリクスであってもよい。その他の可能性としては、吸着剤が含浸された不織布又はスクリム上のビーズが挙げられ、この場合、不織布又はスクリムはセルロース又は重合体であってよく、ラテックス又はその他の結合剤を含んでもよい。さらにその他の可能性としては、重合体又はセラミクスの充填材及び吸着剤の、多孔質キャスト又はタブレットが含まれる。吸着剤は、異なるタイプの吸着剤の混合物とすることもできる。
【００４５】
吸着剤層内部に封じ込めることのできる吸着性材料の例としては、次のものが含まれる：物理吸着剤（例えばシリカゲル、活性炭、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、吸着性重合体など）；化学吸着剤（例えば過マンガン酸カリウム、炭酸カリウム、ヨウ化カリウム、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、粉末金属又はその他の気相汚染物質を捕捉する反応物質）；ならびにこれらの材料の混合物。一部の利用分野については、様々な汚染物質がフィルタ内を通過するにつれて選択的に除去されるように各層が異なる吸着剤を含有している、吸着性材料の多重層を利用することが望ましい場合がある。
【００４６】
吸着剤層の好ましい実施形態では、収着剤充填ＰＴＦＥシートが利用され、Mortimer, Jrに対し発行された米国特許第４，９８５，２９６号（参照することにより本明細書の一部とする）によって教示されている通り、収着剤粒子は網状ＰＴＦＥ構造の内部に閉じ込められている。理想的には、粒子は、コア内に封じ込められる活性材料の量を最大にするべく、可能なかぎり多くの利用可能な粒子間空隙を充填するように異なるサイズの粒子が互いのまわりにまき散らされているマルチモーダル（multi-modal)（例えばバイモーダル（bi-modal）又はトリモーダル（tri-modal））で詰め込まれる。この技術により、数多くの収着剤を単一層内に充填することも可能となる。このとき、コアを膨張させていくらか空気が流れるようにでき、あるいはニードル処理してより多くの空気が流れるようにできる。コアを膨張させることで充填密度は低減されるが、より均質な収着剤バリアが得られる。所望の吸着剤性能及び空気流性能を得るためにはニードル処理などといったようなその他の処理が望ましい場合がある。さらに、ハードディスクドライブ内部の空気流の調整又は乱流の低減を補助するため、吸着剤層の中に稜又は任意の空気流補助パターンをプレス加工又は成形することもできる。
【００４７】
ＰＴＦＥ／吸着剤複合材料は、完成したフィルタの厚み及び吸着剤充填量について非常に柔軟な設計を可能にする、０．００１インチ未満から０．４００インチ超までの厚みでより容易に作製可能である。さらに、完全密度のおよそ８０〜９５％という収着剤密度がマルチモデル（multi-model）詰め込み及び物理的圧縮で可能であり、かくして単位体積あたり最大の吸着性材料を詰め込むことが可能になる。結合要素としてのＰＴＦＥの使用は、アクリル樹脂、溶融プラスチック樹脂などの結合剤のように吸着剤の気孔を遮断することもない。
【００４８】
寸法的安定性又は繊維のさらなる封じ込めのために、追加層を加えることができる。これらは、前述のReemay 2104と同様の不織布とすることができ、あるいはその他のあらゆる好適な材料とすることができる。
【００４９】
便宜上、フィルタの構築において接着剤層を使用することができる。接着剤は、利用分野での使用に耐えるために充分な剥離強度を有していなければならず、高温、溶剤耐性、規制認可、再配置性又は低ガス放出仕様といったような存在し得るあらゆる使用仕様を満たさなくてはならない。一般的な低ガス放出仕様は、１％未満の総質量損失及び０．１％の再凝集物質量比（collected volatile condensable material）というＡＳＴＭ  Ｅ−５９５−８４仕様に合格することである。
【００５０】
好ましい接着剤は、重合体フィルム担体層の両側に適用される０．００１インチ（０．００２５ｃｍ）の厚みの耐久アクリル感圧接着剤の層から成る両面接着剤である。より厚い接着剤を使用することもでき、粗い筐体表面といったような接着しにくい材料にフィルタを付着させるために好適な場合がある。
【００５１】
重合体フィルムは例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリウレタン又はポリ塩化ビニルのフィルムとすることができる。好ましくは、フィルムは、厚み０．０００５インチ〜０．００５インチのポリエステルフィルムを含むが、必要であれば、より厚いフィルムを使用することも可能である。好ましいフィルムは、E. I. Dupont Co.により製造されるMYLAR（登録商標）フィルムである。
【００５２】
例えばコーティング、塗装、噴霧、浸漬、積層又はその他の形で接着剤を層に適用することで、重合体フィルム上に接着剤を配置することができる。一部の実施形態においては、接着剤を市販のフィルム上に予め適用することができる。一部のケースでは、接着剤が剥離層上にあってもよい。剥離層はフィルタの組立て又は設置の前に除去され、支持されていない接着剤がフィルタ構築において使用されるべく残る。これは、特に、ハウジング及び記録ヘッド及びハードディスクを含めて最高でも厚みが３ｍｍであり得る新しい１．０インチ〜０．８５インチのドライブの場合といったように、フィルタが非常に薄くなければならない場合に特に有用であり得る。市販の転写接着剤は３Ｍ、品番９４５７より入手可能であり、市販の両面接着剤は３Ｍ  ４１５であり、両方共、全てミネソタ州ミネアポリスのMinnesota Mining Manufacturing, Inc.から市販されているＡ−４０アクリル系接着剤を利用している。
【００５３】
本発明の積層構造体で使用するための好適な膜は、Bacinoらに対する米国特許第４，９０２，４２３号に記述されている通りに作られた延伸ＰＴＦＥ膜の膜層である。この膜は、空気流に対する抵抗が最小限であり、それでも、フィルタ又は支持体層に積層された場合に繊維を充分に封じ込める。かかる膜は、メリーランド州エルクトンのW. L. Gore and Associates, Inc.から完成した形で入手可能である。
【００５４】
フィルタ表面からの繊維長の測定
フィルタ表面から突出した繊維は、Nikon SMZ-2T写真実体顕微鏡といったような光学顕微鏡を用いて見ることができる。突出した繊維は、同じ視野内に置かれたスケールとそれらを比較することで測定可能である。Nikon Corporation製のＦＸ顕微鏡写真システム及びビデオ画像マーカー測定システムといった顕微鏡写真及び測定システムを顕微鏡に付加して、長さ測定及び比較のために顕微鏡写真内に測長器又はマーカーを内含させることが可能である。
【００５５】
改造デバイスへのデバイスの組立て
本発明の実施例を、Hitachi Corporation製の市販の１．０インチのフォームファクタの４ＧＢディスクドライブを用いて微粒子ろ過性能について試験した。改造は、ドライブのフタの中に２つの穴をあけることにあった。１つの穴は、汚染物質の導入を可能にするために使用され、もう１つは、性能試験中に内部ドライブの雰囲気をサンプリングするために使用された。フタの中の各々の穴の上にはステンレス鋼の接続金具を設置し、接続金具を各々の穴の上で心合せし、取り付けて、２成分エポキシを用いて封止した。粒子供給源をドライブ入口接続金具に連結するため及び粒子計数器を出口接続金具に連結するために、チュービングを用いた。ドライブのフタをイソプロパノール及び清浄な加圧空気を用いて清浄し、改造中に生じたあらゆる粒子及び油を除去した。ドライブの改造後、ヘッドがデータを読み書きするディスク面とは反対側のハードディスクの直ぐ上で、フィルタをドライブのフタに取り付けた。供給されドライブ中に購入時のままの状態で収容される既存の起立式再循環フィルタとの比較を行なった。
【００５６】
ディスクドライブ再循環フィルタ試験
この試験は、ディスクドライブ内部の粒子濃度をそのディスクドライブに粒子が投入された初期状態から減少させる、粒子フィルタの有効性を測定するように設計されている。これは、標準的起立式再循環フィルタならびに本発明において記述されている通りのシュラウド及びディスクタイプの再循環フィルタに使用可能である。再循環フィルタの性能は、ドライブ内部の粒子数をその初期値の一定百分率まで低減するのに必要な時間として定義される清浄化時間に関して定量化される。標準的な測定基準は、ドライブ内の粒子の９０％を清浄化するのに必要な時間であり、ｔ90値と呼ばれる。ｔ90値が低くなればなるほど清浄化が速く、フィルタ性能が改善されたことを表わす。
【００５７】
再循環フィルタの効果を試験するため、フィルタサンプルを改造ディスクドライブ内で試験した。ドライブ内の既存の通気孔は、ドライブからあらゆる過剰圧力を放出するための手段を提供するため、そして空気をドライブ内に意図的に導入しなくてもドライブ環境をサンプリングする間にドライブ内に空気が進入できるようにするために、覆われない状態で放置した。フタはベースプレートにしっかりと固定した。０．１μｍの粒子のエアロゾルを供給するチューブを、ディスク回転方向に基づいてフィルタの上流でドライブのフタの中の入口ポートに連結した。粒子はDuke Scientific Corporationによって供給された０．１μｍのポリスチレンラテックス球であり、これらを脱イオン水の中に希釈し、米国ミネソタ州のTSI Corporationによって供給されるアトマイザで霧化させた。ドライブの内部雰囲気をサンプリングするための第２のチューブによって、レーザ粒子計数器（ＬＰＣ）をフィルタの下流側でドライブのフタの出口ポートに連結した。米国コロラド州のParticle Measuring Systems Inc.製のHS-LAS型レーザーエアロゾル分光計を粒子の計数に使用した。ドライブから出て計数器を通るサンプルの流速を、０．１０ｃｃ／秒で精密質量流制御装置によって維持し、ＬＰＣを通るシース流を１５ｃｃ／秒に維持した。ＬＰＣにより１秒あたり１回０．１μｍ粒子を計数し、その後の解析のためコンピュータディスクドライブ上に記憶した。試験は、極めて低い周囲粒子濃度を有する制御された試験環境を維持する目的で、空気取入口内にＨＥＰＡフィルタがはめ込まれた層流フード内にドライブを置いて実施した。購入した状態のドライブからの標準のサイズ及び構造の再循環フィルタのサンプルを使用した。再循環フィルタを全く含まない対照も同様に実施した。
【００５８】
再循環フィルタ試験は以下のシーケンスで構成されていた。すなわち、ドライブをオフ状態にし、粒子担持空気がドライブ内を通過している状態で、一般に１秒あたり２０００個前後の定常状態の計数に到達するまで、０．１μｍ粒子の計数を監視した。その時点で、内部ドライブ雰囲気のサンプリングを続行しながらドライブをオンに切換えた。０．１μｍ粒子の濃度を再び定常状態条件まで監視した。濃度低下は、ドライブ及びフィルタを通る空気の再循環、ドライブ表面への粒子の衝突及びその他の粒子収集手段に起因している。ドライブがオン状態にあるとき記録される定常状態に対して、フィルタの構造及び位置の違いは異なる影響を及ぼし、これらの違いを分析して最適なフィルタの構造及び位置を決定することができる。
【００５９】
得られたデータは、Ｃａとしてラベル付けされる、ドライブがオフ状態にあるときの秒あたり計数、及びＣｓｓとラベル付けされる、ドライブがオン状態にあるときの秒あたり計数である。試験された全てのフィルタについてＣｓｓと同様に無フィルタＣｓｓが存在することになる。ｔ90を次式：ｔ90＝２．３Ｖ／Ｑ（１／Ｒf−１）により計算する。このとき、ｔ90は９０％の粒子を除去するための計算上の時間（単位は秒）であり、Ｖは開放ドライブ体積又はドライブ空気体積であり、Ｑはドライブ内への粒子流速であり（この場合、ドライブからＬＰＣまで及び粒子担持供給源からドライブ内に粒子担持空気を引き寄せるためにサンプリング流を用いたときの、粒子計数器のサンプリング速度にも等しい）、１／Ｒf＝Ｃａ／Ｃｓｓである。
【００６０】
再現性を検査しバックグラウンド計数内のノイズからの誤差を無くする目的で、３回の個別試験を実施した。３回の試験からの結果を平均して、０．１μｍ粒子のための平均清浄化時間を得た。さらに分析することで、フィルタのｔ90時間を無フィルタ試験のｔ90時間で除してＲＣＵＲ数又は相対清浄化比と呼ばれる数を得ることにより、ＲＣＵＲ時間を計算することができる。ＲＣＵＲ数は、試験中の特定のドライブ内における無フィルタの性能を基準にしたフィルタ性能であることから、様々なドライブ及び様々な試験設定を比較するのによりよい数値である。
【００６１】
入口及び出口ポートがハードドライブのフタに取り付けられた改造ドライブ内で粒子清浄化を試験するために、１．０インチのコンピュータハードディスクドライブを上述の通りに改造した。以上で概説した手順に従って、サンプルを試験した。異なる１．０インチドライブ内で各サンプルを試験したが、これらのドライブは全て日本のHitachi Corporation製のものであった。これらの試験中、ドライブ間で絶対時間のばらつきが存在する。これらのドライブは完全に封止されていないことが多く、フィルタを挿入するため及びドライブのフタの上にポートを配置するためにこれらを開閉した後に封止がさらに悪くなる可能性があることから、このばらつきの一部分はドライブの漏洩に起因するかもしれない。しかしながら、相対的清浄化比は、試験した各フィルタを、その特定のドライブ及び試験設定について無フィルタ試験と比較するため、ドライブ間のばらつきの多くが排除される。
【００６２】
本発明の範囲を制限する意図なく、以下の実施例は、本発明をいかに作製し使用できるかを例示している。
【実施例】
【００６３】
例１
サンプルを構築し、改良型低繊維再循環フィルタの再循環フィルタ有効性を評価した。サンプルフィルタは、米国特許第４，９０２，４２３号に記述されている通りにW. L. Gore and Associatesにより製造され、繊維を封じ込めるためテネシー州Old HickoryにあるBBA Fiberweb Inc.から入手可能なカレンダ加工済み２．０オンス／平方ヤードのReemay不織ポリエステルに対し積層された、２００Ｆ前後のフレージャー数をもつＰＴＦＥ膜で構成されていた。積層体の合計厚みは約０．０１５インチであった。
【００６４】
次にサンプルフィルタをこの材料から半円形状にカットして、ディスクの下でモーター取り付け干渉物のまわりに嵌め込んだ。ペンシルバニア州グレンロックにあるAdhesive's researchにより供給された０．００６インチの両面接着剤を不織ポリエステル層の下に置いてフィルタアセンブリを完成させた。対照として無フィルタ試験を実施した。上述のディスクドライブ再循環フィルタ試験を用いてフィルタを試験した。結果を表１に報告する。
【００６５】
【表１】
2009529750.tif 000003
【００６６】
例２
もう１つの改良型低繊維再循環フィルタの再循環フィルタ効果を試験するためサンプルを作り上げた。本発明の典型的なフィルタは、W. L. Gore and Associatesにより供給されるような７０ｇ／ｍ2のエレクトレットフィルタ材料に積層された、例１で用いた２００Ｆ前後のフレージャー数を有するｅＰＴＦＥ膜で構成されていた。エレクトレット及び膜の当初の厚みは約０．０５２インチ±０．０１０インチである。マサチューセッツ州ブロックトンにあるGeo Knight and Company製のＴシャツプレスを用いて層を合わせて積層した。このサンプルのために用いた条件は、上面プラテンを３４０°Ｆ（１７１℃）まで加熱しプラテンに対し９０ＰＳＩの空気圧を用い、このセットを３０秒間保持することであった。その後、サンプルを反転させそれを７秒間同じ温度及び圧力で再加熱することによって積層体をさらに圧縮した。完成した積層体の厚みは約０．０１７インチであった。フィルタを次にこの積層体から同様にカットし、Adhesive's research製の厚み０．００６インチの両面アクリル感圧接着剤を用いてディスクドライブに取り付けた。対照として無フィルタ試験も同様に実施し、ドライブ内に供給された状態の標準的起立式フィルタも同じく試験した。結果は表２に報告されている。サンプル表面のさらなる検査が図１３に示されており、これを図１１からの標準的エレクトレットフィルタと比較することができる。
【００６７】
【表２】
2009529750.tif 000004
【００６８】
例３
低繊維再循環フィルタのもう１つの実施形態を構築し、供給され購入された状態のドライブ用標準的起立式フィルタである標準フィルタと比較した。本発明の典型的フィルタサンプルは、マサチューセッツ州イーストウォルポールにあるHollingsworth and Vose Companyから購入した３０ｇ／ｍ2のエレクトレット層で構成されていた。エレクトレットは、０．０３２インチ±０．０１０インチという当初の厚みを有していた。上の例２で使用した同じＴシャツプレスを用い、膜を使用せずに材料をカレンダ加工した。エレクトレットは２枚の高温で非付着性のシートの間に置いた。材料をカレンダ加工するために用いた条件は、上面プラテンが３００°Ｆ（１４９℃）、機械に６０ＰＳＩの空気圧が供給され２０秒間保持するものであった。０．０１１５インチという最終厚みが得られた。材料からフィルタをカットして同様にAdhesive's research製の厚み０．００４インチの両面アクリル感圧式接着剤を用いた。対照として無フィルタ試験を実施した。ドライブ内に供給されたままの標準的起立式フィルタも同じく試験した。結果は表３に報告されている。フィルタの表面のさらなる検査が図１２に示されており、これを図１１中の標準的エレクトレットフィルタと比較することができる。
【００６９】
【表３】
2009529750.tif 000005
【００７０】
本発明の特定の実施形態について本明細書で例示し記述してきたが、本発明はかかる例示及び記述に制限されるべきものではない。冒頭のクレームの範囲内で本発明の一部として変更及び修正を包含し実施できるということは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】低繊維フィルタ材料及び筐体内部に取り付けるための接着剤を有する本発明のフィルタユニットの一実施形態の上面図である。
【図１Ｂ】低繊維フィルタ材料及び筐体内部に取り付けるための接着剤を有する本発明のフィルタユニットの一実施形態の側面図である。
【図２】膜、フィルタ層及び筐体内部に取り付けるための接着剤を含む積層低繊維フィルタを有する本発明のフィルタユニットのもう１つの実施形態の側面図である。
【図３】コンピュータハードディスクドライブに対しフタの下側といった筐体表面の上に適用される本発明のフィルタユニットの一実施形態の上面図である。
【図４】コンピュータハードディスクドライブの上面カバー内部に設置された本発明のフィルタユニットの一実施形態の側面図である。
【図５】接着剤層とフィルタ層の間に吸着剤層を有する本発明のフィルタユニットのもう１つの実施形態の側面図である。
【図６】吸着剤層及びアパーチャを中に有する追加層を有する本発明のフィルタユニットのもう１つの実施形態の側面図である。
【図７】ハードディスクドライブの側壁に対しシュラウドフィルタとして適用されるような本発明のフィルタユニットのもう１つの実施形態の上面図である。
【図８】繊維の突出を制御するためろ過媒体がさまざまな箇所で接着されている（往々にして点接着と呼ばれる）本発明のフィルタユニットのろ過媒体のもう１つの実施形態の上面図である。
【図９Ａ】カレンダ加工後にフィルタ材料から突出している繊維の減少を示す、カレンダ加工前の繊維質ろ過媒体の例示的側面図である。
【図９Ｂ】カレンダ加工後にフィルタ材料から突出している繊維の減少を示す、カレンダ加工後の繊維質ろ過媒体の例示的側面図である。
【図１０Ａ】突出した繊維をベースのろ過媒体へと溶融し戻すことによりかかる繊維の長さがいかに低減されるかを示す、バニシ仕上げ前の繊維質ろ過媒体の例示的側面図である。
【図１０Ｂ】突出した繊維を基本ろ過媒体へと溶融し戻すことによりかかる繊維の長さがいかに低減されるかを示す、バニシ仕上げ後の繊維質ろ過媒体の例示的側面図である。
【図１１】エレクトレット媒体の表面の顕微鏡写真を示す。マーカーは、０．０１３０インチであり、繊維が通常は０．０５インチ以上フィルタ材料の表面の上に延在し得ることを示している。
【図１２】本発明の低繊維ろ過媒体の表面の顕微鏡写真を示す。
【図１３】本発明による低繊維フィルタ積層体の表面の顕微鏡写真を示す。
【図１Ａ】
2009529750.tif 000006
【図１Ｂ】
2009529750.tif 000007
【図２】
2009529750.tif 000008
【図３】
2009529750.tif 000009
【図４】
2009529750.tif 000010
【図５】
2009529750.tif 000011
【図６】
2009529750.tif 000012
【図７】
2009529750.tif 000013
【図８】
2009529750.tif 000014
【図９Ａ】
2009529750.tif 000015
【図９Ｂ】
2009529750.tif 000016
【図１０Ａ】
2009529750.tif 000017
【図１０Ｂ】
2009529750.tif 000018
【図１１】
2009529750.tif 000019
【図１２】
2009529750.tif 000020
【図１３】
2009529750.tif 000021
【国際調査報告】
2009529750.tif 000022