本申請在2015年10月30日作為pct國際專利申請以唐納森公司(donaldsoncompany,inc.)(一家美國國家公司，所有國家指定的申請人)、以及美國公民daniell.tuma(所有國家指定的發(fā)明人)的名義提交，并且要求于2014年10月31日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/073,822的優(yōu)先權，該臨時專利申請的內容通過引用以其全文結合在此。

本技術涉及用于電子器件外殼中的過濾器。具體地說，本技術涉及用于去除在電子器件外殼的內部循環(huán)的污染物的過濾器。

背景技術：

在電子器件外殼(例如硬盤驅動器外殼)內的污染物可能減少在外殼內的部件的效能和壽命。污染物可以包括化學品和微粒，并且可以從外部源進入硬盤驅動器外殼，或者在制造或使用過程中在外殼內產生。這些污染物可能逐漸損害驅動器，從而導致驅動器性能的惡化以及甚至驅動器的完全失效。因此，數據存儲系統(tǒng)諸如硬盤驅動器典型地具有一個或多個過濾器，這些過濾器能夠去除或防止在磁盤驅動器外殼內的空氣中的微粒和/或化學污染物的進入。一種此類的過濾器是再循環(huán)過濾器，將該再循環(huán)過濾器總體上這樣放置，使其可以從在磁盤驅動器內的一個或多個磁盤的旋轉造成的空氣流路徑過濾掉污染物。盡管現有再循環(huán)過濾器可以去除許多污染物，但對于去除某些污染物、尤其是化學污染物方面的改進的性能存在著需要。

附圖簡要說明

將參照以下附圖更充分地解釋本技術。

圖1是磁盤驅動器組件的簡化透視圖，該磁盤驅動器組件的頂部展示為已去除。

圖2是從第一側面的過濾組件的橫截面示意圖。

圖3是從第二側面觀察的，與圖2中描繪的實施例一致的所述過濾組件的橫截面示意圖。

圖4是從第一側面觀察的，如在此所述的過濾組件的橫截面第一側面示意圖。

圖5是從第二側面觀察的，與圖4中描繪的實施例一致的過濾組件的橫截面第二側面示意圖。

圖6是從第一側面觀察的，如在此所述的另一個過濾組件的橫截面示意圖。

圖7是從第二側面觀察的，與圖6一致的過濾組件的橫截面示意圖。

圖8是含有根據當前披露的技術的一個示例實現方式構造且安排的過濾組件的磁盤驅動器組件的部分頂部平面示意圖。

圖9是示出三個過濾器概念之間的性能比較的圖形。

圖10a-10f是示出一種制造如在此描述的過濾組件的方法的示意性描繪。

圖11是從第一側面觀察的，如在此所述的又另一個過濾組件的橫截面第一側面示意圖。

圖12是從第二側面觀察的，與圖11中描繪的實施例一致的過濾組件的橫截面第二側面示意圖。

雖然本技術的原理可經受不同修改和替代形式，其細節(jié)已通過舉例在附圖中示出并且將進行詳細描述。然而，應當理解的是無意將當前描述的技術限于所描述的具體實施例。相反，意圖是覆蓋落入本披露和權利要求的精神和范圍內的所有修改、等效物、以及替代方案。

詳細說明

已知用于從磁盤驅動器組件、以及其他電子器件外殼中減少或去除污染物的各種過濾系統(tǒng)。具體地，再循環(huán)過濾器常常用于減少或去除已經進入磁盤驅動器外殼或在使用磁盤驅動器過程中產生的微粒和/或化學污染物。典型的再循環(huán)過濾器具有定位在由磁盤旋轉引發(fā)的空氣流路徑中的過濾元件，這樣使得存在于空氣流中的污染物經受過濾。

在一個示例實施例中，過濾組件具有過濾器結構，該過濾器結構具有在其對應周邊區(qū)域周圍彼此結合的第一過濾介質板和第二過濾介質板，以及布置在這些過濾介質層之間的吸附劑材料。

通常，支撐層諸如可滲透的罩層材料可以形成過濾器結構的至少一部分。過濾介質被布置在過濾組件的內部凹陷內，所述過濾介質至少部分覆蓋支撐層。在一個示例實施例中，過濾介質將覆蓋支撐層的全部或大部分。在另一個示例實施例中，支撐層被包埋在過濾介質內。在一些實施例中，在生產過濾組件之前將過濾介質和支撐層組合在一起以形成過濾介質層(諸如例如通過層壓、熱粘合、或光壓延)并且隨后將其形成為產生過濾組件的至少一部分的介質結構。

在一些實施例中，支撐層是包含織造或非織造材料諸如聚丙烯纖維的可滲透的罩層材料。支撐層在一些實施例中可以具有，例如，在0.5英寸水下約100英尺/分鐘與在0.5英寸水下約800英尺/分鐘之間的滲透率。在一些實施例中，支撐層具有在0.5英寸水下約250英尺/分鐘和在0.5英寸水下約600英尺/分鐘的滲透率。在又其他的實現方式中，支撐層具有在0.5英寸水下約300英尺/分鐘和在0.5英寸水下約500英尺/分鐘的滲透率。將理解的是，適合的支撐層材料可以具有，例如，在0.5英寸水下大于100英尺/分鐘；在0.5英寸水下大于250英尺/分鐘；或在0.5英寸水下大于300英尺/分鐘的滲透率。適合的支撐層材料可以具有例如，在一些實施例中在0.5英寸水下小于約800英尺/分鐘；在一些實施例中在0.5英寸水下小于600英尺/分鐘；或在一些實施例中在0.5英寸水下小于500英尺/分鐘的滲透率。

與在此披露的技術一致的過濾介質可以是靜電性質的。在各種實施例中，過濾介質具有大于約60的品質因數(figureofmeritprime)?？梢杂嬎闫焚|因數來評估過濾器或過濾介質在不同過濾環(huán)境(包括與本披露相關的電子器件殼體)中提供足夠的流澄清化的能力?；趯τ诰哂?0.5英尺/分鐘速度的空氣流中具有0.3μm大小的顆粒所確定的分級效率和在0.5英寸h2o下的弗雷澤滲透率來計算品質因數。

下文更全面討論的品質因數類似于稱為品質因數素數(fom')的另一種特性。fom'被定義為介質的分級效率除以其阻力。描述品質因數素數的方程式是：

分級效率是在指定空氣流速度下穿過介質從空氣中去除的具有指定大小的顆粒的分數或百分數。申請人已發(fā)現，基于0.3μm的顆粒大小和10.5英尺/分鐘的空氣流速度可方便地確定分級效率。應當理解的是，0.3μm的顆粒大小反映在0.3與0.4μm之間的顆粒分布。

阻力是作為空氣流速度的函數的過濾器壓降的斜率。為了方便起見，所選擇的單位是對于壓降為水的英寸數并且對于空氣流速度為英尺/分鐘。然后，對于電阻的單位是英寸h2o/英尺/分鐘。

因為對于給定過濾介質的阻力可能難以獲得，所以使用弗雷澤滲透率作為合宜的替代。弗雷澤滲透率是在半英寸水壓(0.5“h2o)下穿過介質的線性空氣流速度。品質因數(fom)是：

fom＝分級效率×2×弗雷澤滲透率

從指定空氣流速度或體積流速下的以水(h2o)的英寸數為單位的壓降(δp)測量值中計算弗雷澤滲透率。通過乘以0.5倍空氣流速度并且除以壓降來估算弗雷澤滲透率。應當了解的是，體積流速可以通過除以介質面積而被轉化成空氣流速度，并且空氣流速度應當被轉化成英尺/分鐘(英尺/分鐘(ft./min.))。

為了預測尚未被組裝成過濾介質的層的組合的fom，分級效率可以被計算成單獨層的總滲透度。多層的組合的總弗雷澤滲透率是每個單獨層的弗雷澤滲透率的倒數總和的倒數。然后總fom是總滲透度乘以總弗雷澤滲透率乘以2。

對于再循環(huán)過濾器，可能希望提供盡可能高的fom。高fom與高滲透率相應，這對于放置在循環(huán)空氣流中的過濾器是重要的。與在此披露的技術一致的再循環(huán)過濾器具有至少約60，并且在一些實施例中至少約150的fom值。通常，fom可以在約50與約250之間，或甚至在約150與約200之間。

過濾介質可以含有不同纖維，并且任選地是包含聚丙烯和丙烯酸纖維的混合纖維介質。過濾介質具有，例如，在0.5英寸水下約250英尺/分鐘與在0.5英寸水下約750英尺/分鐘之間的滲透率。過濾介質在一些實施例中可以具有對于0.1至0.3微米的微粒污染物的約20％至約99.99％的過濾效率。適合的過濾介質可以例如具有對于0.1至0.3微米的微粒污染物的大于20％的過濾效率；對于0.1至0.3微米的微粒污染物的大于40％的過濾效率；或對于0.1至0.3微米的微粒污染物的大于60％的過濾效率。過濾介質在一些示例實現方式中可以具有對于0.1至0.3微米的微粒污染物的小于99.99％的過濾效率；對于0.1至0.3微米的微粒污染物的小于80％的過濾效率；或對于0.1至0.3微米的微粒污染物的小于60％的過濾效率。

在各種實施例中，與在此披露的技術一致的過濾介質具有靜電纖維。如在此所使用的術語“靜電纖維”是指含有電荷的纖維。在過濾組件200中包含靜電纖維的一個優(yōu)勢是過濾器不僅能夠機械地捕獲污染物，而且能夠將靜電力施加到含有電荷的污染物上，從而增加從空氣流中去除的污染物的量。該靜電介質可以是摩擦電介質，駐極體介質，或者可以充電的、或依賴于充電作為顆粒去除的主要機制的任何其他介質。在示例實施例中，靜電介質具有摩擦電纖維。摩擦電纖維是已知的并且可以例如使用以下各項的混合物來形成：(1)聚烯烴纖維諸如聚乙烯、聚丙烯或乙烯和丙烯共聚物，與(2)另一種聚合物的纖維，例如，含有被鹵素原子(諸如氯)取代的烴官能團的纖維，或聚丙烯腈纖維。通常，聚烯烴纖維和其他聚合物纖維以在約60:40或約20:80或約30:70之間的重量比包含在靜電介質中。

現在，參考附圖，圖1是磁盤驅動器100的簡化透視圖示。磁盤驅動器100包括限定外殼104的殼體主體102。在一個示例實施例中，至少一個磁盤106被可旋轉地安裝在外殼104內。由箭頭示出磁盤的旋轉(盡管可替代地可能是相反旋轉)，其中磁盤的旋轉在外殼104內引發(fā)空氣流。可以將其他磁盤驅動器組件諸如讀寫磁頭和布線結合到電樞108中。

圖2和圖3是出于比較目的在此披露的已知過濾組件200的橫截面視圖。碳元件202(該碳元件可以被稱為吸附劑元件)被布置在具有第一支撐層和第一靜電過濾介質層的第一板206與具有第二支撐層和第二靜電過濾介質層的第二板204之間，并且碳元件202填充由第一板和第二板206、204限定的空腔的一部分。碳元件202通常被構造成幫助過濾穿過過濾組件200的空氣并且具有罩層214，該罩層具有粘附到其上的多個碳珠216。

第一板206的周邊區(qū)域包圍碳元件202與第二板204的周邊區(qū)域焊接，從而形成間隙208。間隙208描述過濾器在焊縫210與碳元件202之間的一部分。在圖2和圖3中示出的設計中，由于制造工藝所要求的間隙208，碳元件通常確定大小為小于介質面積。間隙208可以確保在焊接過程中，碳元件202的一部分不被焊接在這些層之間。如果碳元件202的一部分被焊接在這些層之間，過濾器可能由于具有缺陷而被丟棄。如果過濾器未被丟棄并且用于電子器件外殼中，碳元件202的一部分可能變成外殼的顆粒污染物。隨著過濾器的外尺寸變小，碳元件202面積的減少可以變得更大。隨著過濾器變小，使相對平坦的介質在碳上方彎曲可能變得更困難，并且導致需要使用更薄的碳元件202。

圖4和圖5是與在此披露的技術一致的過濾組件300的橫截面視圖，該過濾組件具有至少第一板304、第二板306、以及布置在第一板304與第二板306之間限定的空腔312中的吸附劑302。第一板304通常具有第一周邊區(qū)域，該第一周邊區(qū)域可以被結合至第二板306的周邊區(qū)域以便形成緣邊區(qū)域310。在各種實施例中，緣邊區(qū)域310是例如來自熱焊接或超聲波焊接的焊接區(qū)。

過濾組件300通常被構造成從空氣中過濾顆粒和化學污染物。在各種實施例中，過濾組件300被構造成定位在電子器件外殼中以便過濾其中的空氣。在一些實施例中，過濾組件300被構造成定位在磁盤驅動器中以便過濾磁盤驅動器內的空氣。將了解過濾組件的其他用途。

在各種實施例中，第一板304和第二板306通常是與在此已經描述的過濾介質類型一致的過濾介質的層。第一板304和第二板306可以被構造成從空氣中過濾微粒。在各種實施例中，第一板304可以通常由具有耦接到其上的第一支撐層的第一過濾介質層構建。類似地，第二板306可以通常由具有耦接到其上的第二支撐層的第二過濾介質層構建。第一支撐層和第二支撐層可以與在此已經描述的支撐層一致，并且在至少一個實施例中，第一支撐層和第二支撐層由相同材料構建。通常將理解的是，可以耦接任何數量的層以便形成第一板304和第二板306，只要基于過濾器的背景實現所希望的過濾器參數，諸如滲透率、效率、fom、壓降等。

在一些實施例中，第一板304、第二板306或兩個板304、306至少部分地由先前討論的靜電纖維構建。在至少一個實施例中，第二板306的材料與第一板304的材料相同。在另一個實施例中，第一板304和第二板306是不同的材料。例如，在一個實施例中，第二板306可以是焊接、融合或以另外的方式結合至第一板304上的篩網層。在一些此類實施例中，第一板304可以具有焊接在一起的靜電過濾介質層和支撐層，并且篩網層可以被焊接至緣邊區(qū)域310中的過濾介質層上。篩網層可以通常允許空氣穿過篩網層并且進入過濾組件300的空腔312中。篩網層可以另外地提供支撐，諸如以便幫助過濾組件300保持所希望的構型。

在本實施例中，第一板304至少部分地限定空腔312的形狀。在至少一個示例實施例中空腔312可以是基本上自支撐的，但在另一個示例實施例中不是基本上自支撐的。使用術語“基本上自支撐的”來意指第一板304具有對抗大氣重力保持空腔312的存在的能力。在本實施例中，第二板306是基本上平面的，從而意味著第二板306的結構本身并不限定空腔；相反，第二板306的結構封閉由第一過濾介質板304限定的空腔。

吸附劑302可以被布置在第一板304與第二板306之間處于空腔312內。吸附劑302通常被構造成從過濾組件300的環(huán)境內的空氣中吸附化學污染物。吸附劑材料可以是物理吸附劑或化學吸附劑材料，諸如例如干燥劑(即，吸附或吸收水或水蒸氣的材料)或吸附或吸收揮發(fā)性有機化合物、酸性氣體或兩者的材料。適合的吸附劑材料包括例如，活性碳、活性氧化鋁、分子篩、硅膠、高錳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鈉、硫酸鈣、或其混合物。吸附劑302通常是多個吸附劑珠粒。在各種實施例中，吸附劑302是多個活性碳珠粒。這些吸附劑珠粒的大小可以在從約0.2mm至約1.1mm、0.4mm至約1.0mm，以及約0.3mm至約0.9mm的范圍內。在一個實施例中，這些吸附劑珠粒將具有約0.3mm至約0.8mm、或約0.6mm的平均大小。

在一些實施例中，多個吸附劑珠粒中的大部分是未結合的，從而意味著這些吸附劑珠粒中的大部分未彼此結合并且未結合至過濾組件中的任何其他元件上。在至少一個實施例中，多個吸附劑珠粒中的每一個都是完全未結合的。“大部分”意指這些吸附劑珠粒中的至少70％、80％、90％、95％或甚至98％是未結合的。未結合的珠粒具有增加吸附的可用表面積、增加過濾器本身的滲透率的相對優(yōu)勢，并且可以例如具有低粉塵。如在圖4和圖5中所示的由過濾組件300限定的間隙308可以被減小，并且與圖2和圖3中描繪的過濾元件相比，更多吸附劑302可以被布置在空腔內。在一個實施例中，過濾組件300可以是約8.5mm×20mm并且可以是約4mm厚。在具有碳珠作為吸附劑302的實施例中，這些碳珠的質量可以是至少35mg并且通常不多于約55mg，諸如約45mg。在一個實施例中，過濾組件300可以是約4mm×15.5mm并且包含具有至少20mg且通常不多于約45mg諸如約33mg的質量的碳珠。

圖6和圖7描繪了與在此所披露的技術一致的替代性過濾組件400的橫截面視圖。過濾組件400至少具有第一板404、第二板406、以及布置在第一板404與第二板406之間所限定的空腔412中的吸附劑402。第一板404通常具有第一周邊區(qū)域，該第一周邊區(qū)域可以被結合至第二板406的周邊區(qū)域上以便形成緣邊區(qū)域410。在各種實施例中，緣邊區(qū)域410是例如來自熱焊接或超聲波焊接的焊接區(qū)。過濾組件400通常被構造成過濾電子器件外殼(諸如磁盤驅動器)內的空氣。

類似于關于圖4和圖5描述的實施例，在當前實施例中，第一板404和第二板406通常各自具有與在此已經描述的過濾介質一致的至少一個過濾介質層。在各種實施例中，該過濾介質可以是靜電性質的。第一板404和第二板406還可以具有可以與在此已經描述的支撐層一致的一個或多個支撐層。第一板404和第二板406可以是相同或不同材料。

在當前實施例中，第一板404和第二板406累積地限定空腔412的形狀。在一些實施例中，第一板和第二板中僅一者限定基本上自支撐的空腔。在一些實施例中，第一板和第二板兩者限定基本上自支撐的空腔。在一些實施例中，第一板和第二板兩者都不限定基本上自支撐的空腔。第一板404和第二板406在當前實施例中形狀類似。術語“形狀類似”旨在指第一板404和第二板406各自限定具有的體積在彼此的5％、10％、或甚至15％內的空腔結構。在一些實施例中，不認為第一板和第二板“形狀類似”。

布置在第一板404與第二板406之間的吸附劑402通常是多個吸附劑珠粒，在與以上參照圖4-5描述的實施例一致的各種實施例中，所述吸附劑珠?？梢允腔钚蕴贾榱！Ｔ诟鞣N實施例中，所述多個吸附劑珠粒的大部分是未結合的。

與在此披露的技術一致的過濾器構造允許相對增加在過濾器中可包含的吸附劑材料(諸如活性碳)的量，同時保持相對緊湊的大小，并且同時改進過濾器性能。具體地說，在某些實施例中，在此描述的過濾器可以引起活性碳量增加同時基本上保持穿過過濾器的空氣流，從而允許外殼內的更低污染物水平并且將那些更低濃度水平維持延長的時間周期。

圖8描繪與在此披露的技術一致的過濾組件300的示例實現方式。過濾組件300通常與圖4-5中描繪的實施例一致，并且被安裝在限定電子器件外殼100的殼體內(僅描繪外殼100的一角)。過濾組件300具有第一板304、第二板306、以及布置在第一板304與第二板306之間的吸附劑302。過濾組件被定向為使得第二板306的表面區(qū)域面向由旋轉磁盤106產生的空氣流(由箭頭方向性地描繪)。電子器件外殼100具有被構造成接受過濾組件300的過濾器底座120。在所示實施例中，存在擋板114來幫助引導空氣進入過濾組件300的第二板306中，并且擋板114至少部分地限定過濾器底座120。過濾組件300可以被放置在電子器件外殼內，從而使得擋板114將空氣引導進入且穿過第二板306。在某些實現方式中，擋板114連同任何安裝元件或殼體的其他部分形成將空氣引導進入第二板306中的通道。在其他實現方式中，過濾組件300被構造成定位在電子器件外殼內的流動空氣流中，該電子器件外殼缺乏將空氣流引導穿過過濾組件300的單一限定通道，或可在外殼內形成的部分地將空氣引導穿過過濾組件300的側面開口通道。

測試結果

在與圖2-3中所示并且在此描述的對比實例一致的示例過濾器構造中，第一再循環(huán)過濾器被構建為具有在其對應周邊周圍結合的第一板和第二板。具有耦接到其上的帶碳珠的罩層的碳元件被布置在第一板與第二板之間。第一板和第二板中的每一者由靜電過濾介質層和聚丙烯罩層構建。第一再循環(huán)過濾器具有15.4mm的寬度、8.9mm的高度以及2.8mm的厚度。這個第一再循環(huán)過濾器具有約1mm的焊接外周。這個第一再循環(huán)過濾器具有13.4mm×6.9mm或大約92mm²的有效過濾面積，其中有效過濾面積是基于結合外周內可用于過濾的過濾器流動表面積來計算的。再循環(huán)過濾器的流動表面是被構造成在過濾過程中直接接受空氣流的過濾器表面。碳元件具有8.1mm的寬度、3.6mm的高度，以及大約29mm²的吸附劑表面積，其中吸附劑表面積是從再循環(huán)過濾器的流動表面測量的含有吸附劑(例如碳珠)的過濾器面積的測量值。因此，對于第一示例再循環(huán)過濾器，吸附劑表面積等于碳元件本身的面積。碳元件的面積是再循環(huán)過濾器的有效過濾面積的大約35％。吸附劑元件具有8mg的碳質量。

根據圖4-5中描繪的實施例制造第二示例再循環(huán)過濾器。第二再循環(huán)過濾器具有在其對應周邊周圍連接的第一板和第二板。第一板和第二板中的每一個由靜電過濾介質層和聚丙烯罩層構建。第一板限定從其外周凹陷的空腔，并且空腔被限定在第一板與第二板之間。第二再循環(huán)過濾器具有4.8mm的厚度。空腔是約10.9mm寬×4.4mm高×3mm深?？涨痪哂屑s120mm³的體積?？涨槐惶畛溆?5mg的未結合的活性碳珠粒。在第二再循環(huán)過濾器中的這些碳珠的吸附劑表面積是約48mm²。

根據圖6-7中描繪的實施例制造第三示例再循環(huán)過濾器。第三再循環(huán)過濾器具有在其對應周邊周圍連接的第一板和第二板。第一板和第二板中的每一者由靜電過濾材料層和聚丙烯罩層構建。第一板和第二板相互限定從它們各自的外周凹陷的空腔。第三再循環(huán)過濾器具有13.4mm×6.9mm、或大約92mm²的有效過濾面積。第二再循環(huán)過濾器具有約2.8mm的厚度。內部空腔被填充有12mg的未結合的活性碳珠粒。在第二再循環(huán)過濾器中所述碳珠的面的橫截面積是約27mm²。

如上所述，在此使用吸附劑表面積作為從再循環(huán)過濾器的流動表面測量的含有吸附劑的過濾器面積的測量值。使用來自位于伊塔斯加il的基恩士公司(keyencecorporation)的具有基恩士vh-z20r透鏡的vhx-1000數字顯微鏡來測量第二和第三示例再循環(huán)過濾器的碳面面積。使用60w柔軟白色的白熾燈泡作為背光。

具體地說，顯微鏡透鏡被定位成與顯微鏡基底呈90度，從而面向載臺。燈泡被定位成離顯微鏡透鏡4.5英寸遠，并且直接指向顯微鏡透鏡。沿著一個外周邊緣將過濾器固定至載臺上，以便在顯微鏡透鏡與燈泡之間豎直站立，離顯微鏡有一英寸。過濾器的一面朝向顯微鏡透鏡而定位。顯微鏡被設定成20x放大倍數。未使用來自顯微鏡的照明選項。將白熾燈泡照亮并且設定vhx-1000操縱臺上的亮度調節(jié)刻度盤以便允許適當量的光進入透鏡，這樣使得過濾器外周與背光難以區(qū)別，這相當于大約75％的最大亮度設定。使用vhx-1000軟件中的自由形狀工具來計算吸附劑表面積。使用自由形狀來描畫碳區(qū)域的外周輪廓，并且從測量菜單中選擇軟件內的單獨測量選項以便自動計算所描畫輪廓的外周內的面積。

以下表1比較了以上披露的第一再循環(huán)過濾器與第二和第三再循環(huán)過濾器示例的方面：

表1

穿過第二和第三再循環(huán)過濾器的空氣流限制通常是與穿過第一再循環(huán)過濾器的空氣流限制類似的或更少的。一方面，第二和第三再循環(huán)過濾器中所添加的碳質量與第一再循環(huán)過濾器相比通?？諝饬飨拗坡晕⒃黾?；然而，另一方面，第二再循環(huán)過濾器中的過濾面積的增加可以有助于空氣流限制減少。此外，消除附著至碳珠(用于第一再循環(huán)過濾器)上的罩層可以有助于第二和第三再循環(huán)過濾器中的空氣流限制相對減少。穿過第二和第三再循環(huán)過濾器的凈空氣流限制可以小于或大約等于穿過第一再循環(huán)過濾器的空氣流限制。穿過再循環(huán)過濾器的空氣流限制可以與顆粒清除(pcu)密切相關，因此，在一些實現方式中，隨著碳量增加，對于第二再循環(huán)過濾器的顆粒清除很少乃至沒有減少，并且空氣流限制沒有增加。

所述三個示例再循環(huán)過濾器受到pcu測試，進行pcu測試以便比較每個過濾器的平均pcu時間t90?？梢酝ㄟ^使用連續(xù)顆粒引入測試方法運行顆粒清除測試來計算pcu性能。這個方法提供穿過注射端口進入磁盤驅動器的具有受控濃度顆粒的連續(xù)空氣流并且運行磁盤驅動器。穿過樣品端口從驅動器中取樣空氣，以便得到未過濾空氣顆粒含量與經過濾空氣顆粒含量之間的濃度差異。用來取樣過濾空氣的樣品端口在所測試的過濾器的略微下游處，并且注射端口被大約定位在離樣品端口的旋轉磁盤軸的相反側面上。在使用中，典型的磁盤驅動器與外界環(huán)境封離，除了允許磁盤驅動器與環(huán)境之間壓力均衡的通氣端口以外。然而，對于當前描述的pcu測試，磁盤驅動器通氣端口被封離以使得吸入驅動器中的空氣流基本上等于通過顆粒計數器穿過樣品端口吸出驅動器的流量。

pcu測試使用由位于明尼阿波利斯mn(minneapolis,mn)的賽默飛費歇爾科技公司(thermofischerscientificinc.)提供的懸浮在水中的0.1μ聚苯乙烯乳膠球(psl)，并且然后使用來自位于肖爾維伊mn(shoreview,mn)的tsi公司的tsi3076氣溶膠發(fā)生器來進行霧化。然后使用擴散干燥器對氣溶膠流進行干燥，并且然后穿過tsi3012a氣溶膠中和器(也來自tsi公司)。因為來自霧化器的輸出大于測試的樣品流所必要的，所以使用丁字管來排出大部分空氣流。然而，以流速q穿過注射端口將小部分空氣流吸入磁盤驅動器中。用于這個測試的顆粒計數器是由位于科羅拉多博爾德(boulder,colorado)的液滴測量技術公司(dropletmeasurementtechnologies)制造的超高靈敏度氣溶膠分光光度計(uhsas)。

因為磁盤驅動器內部的顆粒也可以通過除過濾器以外的其他表面來捕獲，所以在沒有過濾器的情況下首先測試驅動器以便得到基線pcu測量值。然后，當測試感興趣的過濾器時，可以考慮基線以使得過濾器的pcu貢獻可以通過以下方程式來計算：

其中τf＝過濾器清除時間常數(min)，

v＝驅動器體積(cm³)，

q＝樣品流速(cm³/min)，

ca(有過濾器)＝進入具有過濾器的驅動器中的顆粒濃度(顆粒/cm³)，

css(有過濾器)＝來自具有過濾器的驅動器的顆粒濃度穩(wěn)態(tài)(顆粒/cm³)，

ca(無過濾器)＝進入不具有過濾器的驅動器中的顆粒濃度(顆粒/cm³)，并且

css(無過濾器)＝來自不具有過濾器的驅動器的顆粒濃度穩(wěn)態(tài)(顆粒/cm³)。

以上公式提供過濾器清除時間常數τf，該常數將估算從空氣中的初始顆粒濃度達到63.2％的下降的時間。然而，報道達到顆粒濃度下降90％的時間已是通常作法，這等于2.3倍時間常數。以秒為單位報道時間也是通常作法，這樣t90清除時間通過以下方程式來計算：

t90＝τf×60×2.3

使用具有22cm³體積的2.5”驅動器來測試表1中的t90結果。磁盤驅動器以10,000rpm操作三個堆疊的磁盤。流速q是30cm³/min并且目標輸入濃度(ca(有過濾器)和ca(無過濾器))是83個顆粒/cm³。如在表1中所反映，第二示例再循環(huán)過濾器與第一示例再循環(huán)過濾器相比，將過濾器清除時間t90略微提高約1％。第三示例再循環(huán)過濾器具有的過濾器清除時間t90比第一示例再循環(huán)過濾器大出約10.5％。與在此披露的技術一致的過濾器的各種實施例將具有如下pcu時間t90，該pcu時間t90比具有與第一示例再循環(huán)過濾器一致的吸附劑元件類似大小的過濾元件大不多于15％，其中術語“類似大小”被定義為具有相等大小的有效過濾器面積的過濾元件。

所述三個示例再循環(huán)過濾器還經受化學清除測試(ccu)。在每個ccu測試中，將測試的再循環(huán)過濾器定位在與用于以上所述的pcu測試中相同類型的磁盤驅動器中。穿過磁盤驅動器罩蓋中的注射端口將具有140ppm三甲基戊烷(tmp)的30立方厘米/分鐘氮氣流注入驅動器中。穿過驅動器罩蓋中的3mm取樣端口從驅動器中取出空氣樣品，該取樣端口在再循環(huán)過濾器上游約5mm處并且在磁盤的外徑上。再循環(huán)過濾器的“上游”被認為與磁盤旋轉方向相反(因為使磁盤旋轉是驅動器內空氣流的主要驅動因素)。相對于磁盤驅動器殼體，將注射端口與取樣端口相反地定位。

使用在525ppm下的tmp混合標準物，該標準物由與高壓氣罐中的氮氣混合的tmp組成并且通過像普萊克斯公司(praxair)這樣的特種氣體供應商獲得。通過壓力調節(jié)器來運行tmp標準物并且然后運行進入由位于蒙特利ca(monterey,ca)的絲亞測控技術有限公司(sierrainstruments)提供的質量流量控制器(mfc)中，以便將質量流量調節(jié)至相當于在22.1攝氏度和1個大氣壓標準條件下的8立方厘米/分鐘。將第二無tmp氮氣流運行穿過調節(jié)器和mfc以便提供相當于在標準條件下的22立方厘米/分鐘的質量流量，并且與第一流合并以便得到140ppm下的30立方厘米/分鐘的稀釋流。

首先將tmp/氮氣流運行穿過轉換閥到達去除柱的氣相色譜儀(gc)，該氣相色譜儀裝備有由位于日本京都(kyoto,japan)的島津公司(shimadzucorporation)供應的火焰離子化檢測器(fid)。在140ppm輸入濃度下記錄來自fid的電壓輸出并且將此用于產生tmp濃度與電壓的線性相關。然后轉換閥將tmp/氮氣流引導進入注射端口中并且來自取樣端口的輸出流被引導至gc/fid。在數據收集之前，在運行磁盤驅動器以允許氣流穩(wěn)定并且凈化驅動器和軟管管路之前，將tmp/氮氣運行穿過驅動器持續(xù)10分鐘。然后打開磁盤驅動器以便使磁盤旋轉起來，并且一旦磁盤以全速旋轉，在特定時間間隔下測量tmp濃度。

所測試的三個示例過濾器的ccu結果在圖9中示出，其中隨時間推移示出了驅動器中的tmp的ppm濃度。圖9還描繪驅動器中的tmp的濃度與tmp攻擊量(mg)之間的關系，其中“tmp攻擊”是指送入磁盤驅動器中的tmp的量。另外地，在每個ccu測試過程中測量最低tmp濃度并且列于表1中。驅動器中的tmp濃度越低通常指示過濾器在去除tmp上更有效?？赡芟Ｍ鹴mp濃度保持相對低，這可以指示過濾器具有用于吸附污染物的更大容量。在圖9中示出的三個示例再循環(huán)過濾器的ccu性能結果證實了與第一再循環(huán)過濾器相比增加的碳質量和增大的碳橫截面積的ccu有效性。

與在此披露的技術一致的一些過濾器與先前技術相比在吸附劑表面積上具有相對增加的吸附劑密度。例如，在一些實施例中，與在此披露的技術一致的再循環(huán)過濾器在吸附劑表面積上具有大于600g/m²的吸附劑密度。在一些其他實施例中，與在此披露的技術一致的再循環(huán)過濾器在吸附劑表面積上具有大于650g/m²或甚至大于700g/m²的吸附劑密度。另外，與在此披露的技術一致的一些過濾器與先前技術相比在有效過濾器表面積上具有相對增加的吸附劑密度。例如，在一些實施例中，與在此披露的技術一致的再循環(huán)過濾器在有效過濾器表面積上具有大于250g/m²的吸附劑密度。在一些其他實施例中，與在此披露的技術一致的再循環(huán)過濾器在有效過濾器表面積上具有大于300g/m²、350g/m²、400g/m²或甚至大于450g/m²的吸附劑密度。出于計算碳表面積或有效過濾器面積上的吸附劑密度的目的，從吸附劑質量中除去罩層、粘合劑、粘附劑以及其他物質的質量。如上所述，在各種實施例中，吸附劑是多個活性碳珠粒。

圖10a-10e是示出一種制造過濾組件的方法的示意性描繪。所述方法可以包括使用第一配合結構1504(在圖10a中示出)。第一配合結構1504限定了外周1505和從外周1505凹陷的空腔1506?？涨?506可以被構造成希望的成品過濾器形狀，或可以被構造成僅在制造過程中希望的過濾器形狀，這將在本文中更詳細地描述。

第一過濾介質1502板可以被放置在第一配合結構1504與第二配合結構1507(在圖10b中示出)之間，其中第二配合結構1507限定了構造用于與空腔1506配合接合的突出部1508。在一些實施例中，另外的支撐層和/或過濾介質層可以被耦接至第一過濾介質板1502。在本實施例中，第二配合結構限定了第二表面1509，該第二表面被構造用于與第一配合結構1504的外周1505配合接合。本領域技術人員將了解術語“配合接合”可以涵蓋其中在相應的配合結構之間存在間隙的構型。

第二配合結構1507可以被平移，這樣使得它被至少部分地布置在空腔1506內，并且第一過濾介質板1502被壓縮在第一配合結構1504與第二配合結構1507之間。當在第一配合結構1504與第二配合結構1507之間壓縮時，過濾介質1502將在大氣重力且不存在相反外部力下通常限定并且保持(類似于第一配合結構和第二配合結構1504、1507的)空腔結構1510和在空腔結構1510外周周圍的緣邊區(qū)域1511(在圖10c中示出)。在一些實施例中，第一配合結構1504的外周1505、第二配合結構1507的第二表面1509或兩者可以被構造成在第一過濾介質板1502的緣邊區(qū)域1511中融化材料。然后緣邊區(qū)域1511可以被冷卻以硬化融化的材料以便增加它的剛性。在一個具體實施例中，第二配合結構1507的第二表面1509被耦接至超聲波焊接機上，該超聲波焊接機被用來融化緣邊區(qū)域1511。如將了解的是，還想到了其他類型的焊接機。

隨著第二配合結構1507從空腔1506去除，吸附劑1512可以被布置在空腔結構1510內(在圖10d中示出)。在各種實施例中，吸附劑1512是多個吸附劑珠粒。在一個具體實施例中，吸附劑1512是多個活性碳珠粒。在一個實施例中，吸附劑占據空腔的至少50％。在替代性實施例中，吸附劑可以占據空腔結構1510的至少50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、或99％。

在各種實施例中，在第一過濾介質板1502的空腔結構1510內創(chuàng)造部分真空，并且在所述部分真空存在于空腔結構1510內時在空腔結構1510內布置吸附劑珠粒。所述部分真空可以具有多個優(yōu)點，諸如通過容納來自空腔結構1510內的吸附劑珠粒1512的灰塵來防止制造環(huán)境受到污染、增加進入并留在空腔內的吸附劑珠粒1512的數量等等。在一個示例方法中，可以使用真空站，所述真空站限定通過其中的空氣流路徑，并且可以將第一過濾介質板1502與所述真空站相鄰放置，使得空氣流路徑將從所述空腔延伸通過所述真空站。然后，可以從所述空腔產生空氣流通過真空站，由此創(chuàng)造部分真空。

第二過濾介質板1114的最終周邊區(qū)域被耦接至第一過濾介質板1502的緣邊區(qū)域1511上，以便在第一過濾介質板1502與第二過濾介質板1114之間含有吸附劑珠粒1512(圖10e)。在一個實施例中，第二過濾介質板1114是在空腔的一側上布置的篩網層。在一些其他實施例中，第二過濾介質板1114的材料與第一過濾介質板1502的材料或材料的組合相同。第二過濾介質板1114可以被焊接至第一過濾介質板1502的緣邊區(qū)域1511上?？梢詮乃鲞^濾器中修剪掉多余材料，從而產生過濾器1100(在圖10f中示出)。

在一些實施例中，使用與上述工藝類似的工藝，第二過濾介質板可以與第一過濾介質板類似地形成。具體地，第二過濾介質板可以具有第二周邊區(qū)域并且可以壓縮在第一配合結構與第二配合結構之間以限定從第二周邊區(qū)域凹陷的空腔。在這類實施例中，第一過濾介質板的周邊區(qū)域和第二過濾介質板的周邊區(qū)域可以結合從而形成緣邊區(qū)域來包封布置在其中的多個吸附劑珠粒。在一些這類實施例中，第二過濾介質板的形狀可以與過濾介質板的形狀基本上類似。如此，所得過濾器可以是基本上對稱的零件。

圖11和圖12中描繪了與以上替代性實施例一致的示例過濾器500，所述過濾器具有第一過濾介質板504、第二過濾介質板506、和布置在第一過濾介質板504與第二過濾介質板506之間的吸附劑502。第一過濾介質板504與第二過濾介質板506基本上對稱，并且它們圍繞它們的周邊結合在緣邊區(qū)域510中。第一過濾介質板504與第二過濾介質板506中的每一者限定從它們各自的周邊凹陷的空腔。在一些實施例中，所述空腔中的每個空腔是基本上自支撐式的?？梢酝ㄟ^將每個板壓縮在兩個結構之間來使每個介質板以期望的構造變形從而形成每個相應的空腔。

在與本文中披露的技術一致的一些替代性示例中，可以省略以上方法的與壓縮第一過濾介質板相關聯(lián)的步驟。圖6-7中描繪的過濾器實施例可以與這類方法一致。在這類示例方法中，第一過濾介質板可以放置在模具上，其中所述模具限定周邊和與圖10a中所描繪的類似地從所述周邊凹陷的空腔?？梢栽谒瞿＞叩目涨粌葎?chuàng)造部分真空，所述部分真空可以使第一過濾介質板朝空腔彎曲并且還在過濾介質的表面上創(chuàng)造部分真空。雖然空腔內存在部分真空，但吸附劑珠?？梢圆贾迷诘谝贿^濾介質板上。如上所述，吸附劑珠粒的大部分可以是未結合的。

在以上段落的替代性實施例中，第一過濾介質板將不會響應于部分真空的存在而朝模具的空腔彎曲從而限定空腔，并且將保持相對平坦。并且，在一些替代性實施例中，第一過濾介質板可以放置在真空站的相對平坦表面上，而不是模具上，其中所述相對平坦的表面限定一個或多個開口來允許空氣流通過其中?？梢酝ㄟ^所述一個或多個開口創(chuàng)造部分真空，由此在第一過濾介質板的表面上創(chuàng)造可以引起或可以不引起第一過濾介質板彎曲的部分真空。吸附劑珠粒可以布置在第一過濾介質板的表面上，并且部分真空的位置可以幫助將吸附劑珠粒定位在第一過濾介質板的預期周邊區(qū)域的中心。

在將吸附劑珠粒布置在第一過濾介質板上之后，可以將第二過濾介質板耦接至所述第一過濾介質板，以便在所述第一過濾介質板與所述第二過濾介質板之間含有所述吸附劑珠粒?？梢酝ㄟ^在包圍吸附劑珠粒的緣邊區(qū)域中將第一過濾介質板和第二過濾介質板一起融化來結合所述過濾介質板。在一個具體實施例中，第二過濾介質板可以在緣邊區(qū)域中融化到過濾介質的過濾板。與以上方法一致地構造的過濾組件可以具有在一些實施例(諸如，在圖6-7或圖11-12中所描繪的實施例)中基本上對稱第一過濾介質板和第二過濾介質板。在其他實施例中，例如，第一過濾介質板和第二過濾介質板比圖4中描繪的實施例僅僅更加對稱。

在與在此披露的技術一致的一些替代性示例中，可以省略上述方法的與使用真空相關聯(lián)的步驟。另外，在一些實施例中，可能希望將第一過濾介質板的周邊區(qū)域的一部分與第二過濾介質板的周邊區(qū)域的一部分結合并且在空腔中插入基本上未結合的吸附劑珠粒，該空腔被限定在第一過濾介質板、第二過濾介質板與第一板和第二板的周邊區(qū)域的結合部分之間。在一些實施例中，在插入吸附劑珠粒過程中可以在空腔中建立部分真空。在一些實施例中，在插入吸附劑珠粒過程中在空腔中沒有建立部分真空。在插入吸附劑珠粒之后，將第一過濾介質板和第二過濾介質板中的每一者的剩余未結合周邊區(qū)域結合，以便在過濾器周圍形成粘著的緣邊區(qū)域。

在一個替代實施例中，第一過濾介質板和第二過濾介質板可以通過單個過濾介質板來限定，并且形成過濾元件的方法可以具有以下步驟：相對于第一過濾介質板折疊第二過濾介質板以便沿著所得過濾元件的周邊區(qū)域的一個邊緣限定褶皺。在這樣一種方法中，如在此所述，可以將第一過濾介質板和第二過濾介質板的周邊區(qū)域的未結合部分結合，以便形成包圍所得過濾元件的外周的至少一部分延伸的緣邊區(qū)域。在一些其他實施例中，可能希望沿著褶皺將第一過濾介質板和/或第二過濾介質板的材料融化在一起以便增加剛性。在此類實施例中，緣邊區(qū)域可以在所得過濾元件的整個外周周圍延伸。還想到了其他實施例。

以上說明書提供了當前描述的技術的制造和用途的完整描述。由于可以在不脫離當前描述的技術的精神和范圍的情況下制造許多實施例，所以此種技術在于以下所附的權利要求書中。