專利名稱：過(guò)濾器和制作過(guò)濾器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾器和制作過(guò)濾器的方法。具體說(shuō)來(lái)，該過(guò)濾器用作硬盤驅(qū)動(dòng)機(jī)殼中的循環(huán)過(guò)濾器。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動(dòng)器是封殼(enclosure)，其中，涂覆有磁性材料的剛性母板以很快的速度旋轉(zhuǎn)。讀/寫磁頭在磁盤上方僅幾個(gè)微米的氣墊上“飛行”。為了提供高效率的硬盤驅(qū)動(dòng)器，要求將磁頭的位置盡可能地接近磁盤但不碰到它。
人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，顆粒和氣體雜質(zhì)起著降低硬盤驅(qū)動(dòng)器的效率和壽命的作用。磁盤驅(qū)動(dòng)器中的常見(jiàn)雜質(zhì)源包括故意或非故意的泄漏、包含某種雜質(zhì)的制造環(huán)境以及包括在發(fā)出顆粒和氣體的磁盤驅(qū)動(dòng)器中的材料。人們特別關(guān)心的是，當(dāng)例如溫度超過(guò)150°F時(shí)，在正常的運(yùn)行期間，在磁盤驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生有機(jī)蒸汽。這樣的溫度可以簡(jiǎn)單地把計(jì)算機(jī)在炎熱天氣留在轎車車廂內(nèi)而實(shí)現(xiàn)。
循環(huán)過(guò)濾器已被用在硬盤驅(qū)動(dòng)器中，用來(lái)去除雜質(zhì)。這樣的過(guò)濾器能夠有效地去除顆粒雜質(zhì)。然而，由于它們還不具備永久吸收有機(jī)蒸汽的能力，所以不適合于去除有機(jī)蒸汽。為了能夠提高去除有機(jī)蒸汽的能力，建議在循環(huán)過(guò)濾器中裝上活性碳。呈顆粒狀態(tài)或纖維狀態(tài)的活性炭能夠吸收有機(jī)蒸汽。然而，卻犧牲了包括有這種活性炭的過(guò)濾器的透過(guò)率(permeability)。
另一個(gè)問(wèn)題是，活性炭顆?；蚶w維會(huì)排出過(guò)濾介質(zhì)，并污染硬盤驅(qū)動(dòng)器封殼。以前人們?cè)噲D控制碳移動(dòng)的方法包括用樹脂或環(huán)氧樹脂來(lái)涂覆過(guò)濾器的邊緣，并用附加材料和/或機(jī)械夾具來(lái)密封過(guò)濾器邊緣。盡管這些試圖有助于控制碳移動(dòng)，但人們?nèi)匀灰筮M(jìn)一步減小碳移動(dòng)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種過(guò)濾器。該過(guò)濾器包括一層顆粒吸收介質(zhì)和一層有機(jī)蒸汽吸收介質(zhì)。過(guò)濾器最好具有大于10的品質(zhì)因素，以及永久吸收有機(jī)蒸汽的能力。品質(zhì)因素是根據(jù)對(duì)顆粒確定的部分效率計(jì)算的，并且針對(duì)的是在0.5英寸H2O的Frazier透過(guò)率，這些顆粒具有0.3μm的大小，在氣流中的速度是10.5英尺/分。
過(guò)濾器可以包括有機(jī)蒸汽吸收層，該吸收層包含多孔吸收珠(absorbentbeads)、在有機(jī)蒸汽吸收層一側(cè)上的第一顆粒去除層以及在有機(jī)蒸汽吸收層的第二側(cè)上的第二顆粒去除層。多孔吸收珠可以是活性炭珠，能夠使空氣通過(guò)而幾乎沒(méi)有阻力，并且具有使吸收有機(jī)蒸汽的表面積增大的孔。顆粒去除層可以由靜電介質(zhì)和/或聚四氟乙烯組成。
本發(fā)明提供了一種制備用于從氣流中去除顆粒和有機(jī)蒸汽的過(guò)濾器的方法。該方法包括提供過(guò)濾材料的步驟，該材料提供了大于10的品質(zhì)因素以及有機(jī)蒸汽吸收能力。多孔珠能夠吸收三甲基戊烷和硫化氫。
本發(fā)明提供了一種用吸收酸性氣體的浸漬劑來(lái)浸漬多孔珠的方法。其過(guò)程包括將浸漬劑溶解在溶劑中，形成浸漬劑和溶劑的溶液，將多孔珠浸泡在溶液中，使溶液能夠涂覆多孔珠，以及使經(jīng)涂覆的多孔珠干燥，使溶劑揮發(fā)。溶劑最好是蒸餾水，浸漬劑從由碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鈉及其混合物中選擇。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是按照本發(fā)明的含有過(guò)濾器的硬盤驅(qū)動(dòng)器部分的示意圖；圖2是圖1所示過(guò)濾器的局部截面圖；圖3是與例4所示循環(huán)過(guò)濾器比較的硬盤驅(qū)動(dòng)器化學(xué)清除圖；以及圖4是與例4所示的循環(huán)過(guò)濾器比較的硬盤驅(qū)動(dòng)器顆粒清除圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件和組件。參照這些實(shí)施例并非是對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求書來(lái)限定。
參照?qǐng)D1和圖2，按照本發(fā)明的過(guò)濾器在圖中用標(biāo)號(hào)10表示。過(guò)濾器10用作硬盤驅(qū)動(dòng)器封殼12內(nèi)部的循環(huán)過(guò)濾器，并且稱作為“循環(huán)過(guò)濾器”或更方便地稱作為“過(guò)濾器”。在所示本發(fā)明的實(shí)施例中，過(guò)濾器稱為“枕型過(guò)濾器”，其意義是用來(lái)描述這些過(guò)濾器具有枕形形狀，并且其邊緣密封，以阻止過(guò)濾器組分的逸出。正如會(huì)從下面的描述中看出的那樣，本發(fā)明的過(guò)濾器可以采用其他的結(jié)構(gòu)或形狀，比如管狀或袋狀的，等等。
本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例是，過(guò)濾器可以用作硬盤驅(qū)動(dòng)器中的循環(huán)過(guò)濾器。該過(guò)濾器特別適合于用作硬盤驅(qū)動(dòng)器中的循環(huán)過(guò)濾器，因?yàn)樗谶^(guò)濾器兩端的壓降較低，以及從磁盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部環(huán)境自環(huán)境的顆粒和氣體雜質(zhì)的程度較高。當(dāng)然，本發(fā)明的過(guò)濾器可以應(yīng)用在需要這些特性的許多其他的應(yīng)用場(chǎng)合。
當(dāng)磁盤14是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，使得空氣流或氣體流以同樣的方向流動(dòng)或循環(huán)，如箭頭所示。通過(guò)將過(guò)濾器10特意放置在氣流兩端，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以利用氣流，在硬盤驅(qū)動(dòng)器12運(yùn)行期間提供清除雜質(zhì)并因此使空氣澄清度提高的濾波效果。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)雜質(zhì)的“清除(去除)”指的是被濾除的氣流的澄清。在一較佳實(shí)施例中，硬盤驅(qū)動(dòng)器封殼中被澄清的氣流被認(rèn)為是空氣流。然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的過(guò)濾器也可澄清其他氣體的氣體流或液體流。由過(guò)濾器從液體流或氣體流中去除雜質(zhì)也可以被稱作為是過(guò)濾器內(nèi)部雜質(zhì)的俘獲。
過(guò)濾器10由支承件或支架15保持在硬盤驅(qū)動(dòng)器封殼12中。支架可以圍繞過(guò)濾器設(shè)置，也可以與封殼分開。如果需要，過(guò)濾器可以焊接到支架上或“固定(fitted)”就位。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖中示出了過(guò)濾器10所示的局部截面圖。過(guò)濾器10包括一有機(jī)蒸汽去除層16和顆粒去除層18、20。有機(jī)蒸汽去除層16可以永久去除某些有機(jī)蒸汽雜質(zhì)，而顆粒去除層18、20可以永久去除某些顆粒雜質(zhì)。應(yīng)當(dāng)理解，“永久去除”指得是雜質(zhì)的去除或俘獲，而這些雜質(zhì)不是在特定應(yīng)用的正常運(yùn)行條件期間從過(guò)濾器中釋放出來(lái)的。在過(guò)濾器10用在硬盤驅(qū)動(dòng)器12內(nèi)部的情況下，從硬盤驅(qū)動(dòng)器封殼12內(nèi)部環(huán)境中永久去除某些顆粒和蒸汽雜質(zhì)反映這樣的事實(shí)，即，在正常運(yùn)行條件下，這些雜質(zhì)是不釋放到空氣流中去的。在不正常的情況下，例如，當(dāng)有機(jī)蒸汽去除層的溫度加熱到超過(guò)正常運(yùn)行溫度時(shí)，會(huì)迫使有機(jī)蒸汽逃逸出有機(jī)蒸汽去除層。
應(yīng)當(dāng)理解，如果需要，有機(jī)蒸汽去除層16可以提供某種程度的顆粒雜質(zhì)去除。然而，顆粒去除層18、20通常是不會(huì)永久去除有機(jī)蒸汽的。其原因是組成顆粒去除層18、20的材料實(shí)際上不會(huì)永久去除有機(jī)蒸汽雜質(zhì)。盡管有機(jī)蒸汽會(huì)附著在這些層上，但它們?cè)谟脖P驅(qū)動(dòng)器的正常運(yùn)行期間通常會(huì)釋放掉。
粗布(scrim)22、24用來(lái)使過(guò)濾器10的組分不會(huì)逃逸到硬盤驅(qū)動(dòng)器封殼12的環(huán)境中。粗布22、24應(yīng)當(dāng)具有足以使壓降最小并且同時(shí)含有過(guò)濾器10的組分的孔隙。例如，如果顆粒去除層是由纖維無(wú)紡材料制成的化，粗布應(yīng)當(dāng)足以阻止纖維的逸出。如果無(wú)需阻止過(guò)濾器組分的逃逸，也可以省去該粗布。還應(yīng)當(dāng)理解的是，按照本發(fā)明的過(guò)濾器可以在沒(méi)有粗布的情況下具有有機(jī)蒸汽和顆粒雜質(zhì)去除特性。
按照本發(fā)明的過(guò)濾介質(zhì)及其制造方法的發(fā)展，部分是基于用其他循環(huán)過(guò)濾器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的幾次觀察。尤其是，人們觀察到現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)過(guò)濾器的問(wèn)題在于它們既沒(méi)有充分地去除某種雜質(zhì)，也沒(méi)有能夠提供足夠的透過(guò)率，從而也沒(méi)有能夠充分地使環(huán)境清潔。如果循環(huán)過(guò)濾器的透過(guò)率太低，過(guò)濾器就象是一堵墻而不是一個(gè)過(guò)濾器。由于循環(huán)過(guò)濾器通常是借助于放置在運(yùn)動(dòng)空氣流中被動(dòng)地起作用的，低透過(guò)率會(huì)使得空氣繞行而不是透過(guò)過(guò)濾器，結(jié)果，空氣凈化要花更長(zhǎng)時(shí)間。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，循環(huán)過(guò)濾器提供足夠的氣流澄清的能力和稱為品質(zhì)因素(FOM)的可計(jì)算性能之間有一個(gè)重要關(guān)系因此，計(jì)算過(guò)濾器或過(guò)濾介質(zhì)的FOM，用以估算循環(huán)過(guò)濾器中過(guò)濾器或過(guò)濾介質(zhì)的有效性。應(yīng)當(dāng)理解，F(xiàn)OM也可以用來(lái)估算其他應(yīng)用場(chǎng)合下過(guò)濾器或過(guò)濾介質(zhì)的有效性，包括開放的或閉合的循環(huán)系統(tǒng)，以及室內(nèi)氣體清潔器、機(jī)倉(cāng)清潔器等。為了描述本發(fā)明，過(guò)濾介質(zhì)可以是整個(gè)過(guò)濾器或一個(gè)過(guò)濾器的任何一部分或一層。
下面將作更詳盡討論的品質(zhì)因素與稱為品質(zhì)因素一撇(FOM’)的另一個(gè)特性相似。FOM’定義為介質(zhì)的部分效率被其阻力除。描述品質(zhì)因素一撇的等式是FOM’＝部分效率/阻力 (1)部分效率是以給定的氣流速度通過(guò)介質(zhì)從空氣中去除給定大小的顆粒的比例或百分比。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以方便地根據(jù)0.3μm的顆粒大小和10.5英尺/分的氣流速度來(lái)確定部分效率。應(yīng)當(dāng)理解，0.3μm的顆粒大小實(shí)際上反映了0.3和0.4μm的顆粒分布。阻力是過(guò)濾器的壓降作為氣流速度的函數(shù)的斜率。為了方便起見(jiàn)，選擇的單位是壓降是水英寸，氣流速度是每分鐘的英尺。因而阻力的單位是英寸H2O/英尺/分。
因?yàn)閷?duì)于給定過(guò)濾介質(zhì)的阻力可能是很難得到的，所以，F(xiàn)razier透過(guò)率用作一種方便的替換。Frazier透過(guò)率是在二分之一英寸水壓(0.5”H2O)下通過(guò)介質(zhì)的線性氣流速度。品質(zhì)因素(FOM)是
FOM＝部分效率×2×Frazier透過(guò)率 (2)Frazier透過(guò)率是在給定的氣流速度或容積流速下以英寸水(”H2O)為單位根據(jù)壓降Δp的測(cè)量計(jì)算得到的。Frazier透過(guò)率是通過(guò)用0.5乘以氣流速度并除以壓降來(lái)估算的。應(yīng)當(dāng)指出，可以將容積流速通過(guò)被介質(zhì)的面積除而轉(zhuǎn)換成氣流速度，而且應(yīng)當(dāng)將氣流速度轉(zhuǎn)換成每分鐘的英尺數(shù)(英尺/分)。
對(duì)于循環(huán)過(guò)濾器，人們要求提供盡可能高的FOM。高的FOM對(duì)應(yīng)于高的透過(guò)率，這對(duì)于在循環(huán)空氣流中放置的過(guò)濾器是重要的。過(guò)濾器最好具有至少為10的FOM值，再好一些是至少為60，更好一些是至少為150。FOM通常應(yīng)當(dāng)介于約50和約250之間，更好一些是介于約150和約200之間。
本發(fā)明的重要特征是采用FOM特性來(lái)制造用于特定應(yīng)用場(chǎng)合的過(guò)濾器。為了計(jì)算用于具有幾層以及沒(méi)有組裝的過(guò)濾器的FOM，部分效率可以計(jì)算成各個(gè)層的總透射。總的Frazier透過(guò)率是每一層的Frazier透過(guò)率的倒數(shù)和的倒數(shù)。于是，總的FOM是總透射乘以總的Frazier透過(guò)率再乘以2。
過(guò)濾介質(zhì)的容量(capacity)指得是介質(zhì)永久吸收有機(jī)蒸汽的能力。過(guò)濾介質(zhì)的容量可以表述成其對(duì)特定有機(jī)化學(xué)雜質(zhì)(2，2，4-三甲基戊烷)或在特定環(huán)境中起雜質(zhì)作用任何其他有機(jī)蒸汽的永久吸收的能力。硬盤驅(qū)動(dòng)器中，有機(jī)蒸汽是人們特別關(guān)心的，這是因?yàn)樗鼈兛梢栽谥苽溆脖P驅(qū)動(dòng)器中使用的粘結(jié)劑、塑料等的正常操作條件下產(chǎn)生。
有機(jī)蒸汽去除層16最好是能夠吸收有機(jī)蒸汽的多孔吸收珠層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，這些珠具有使其能夠排列成讓空氣流或其他的氣體流或液體流幾乎沒(méi)有阻力地通過(guò)的尺寸。這些珠可以有序地排列在一襯底(如紡織材料或無(wú)紡材料)上，或以更加隨機(jī)的排列方式放置起來(lái)。另外，這些孔隙增大了與氣體或液體接觸的表面積。事實(shí)上，多孔吸收珠能夠比球形活性炭提供單位重量更大的表面積，同時(shí)，對(duì)空氣流的阻力卻更小。
一種較佳多孔吸收珠層是附著在聚酯紡織襯底上的活性炭珠。多孔吸收珠最好具有0.6mm的平均直徑，孔隙尺寸小于20埃，底座(basis)重量為415毫克/平方英寸；Frazier透過(guò)率為300英尺/分?？梢园凑赵诖艘龉﹨⒖嫉拿绹?guó)專利5,209,887中的原理來(lái)制造本發(fā)明的有機(jī)蒸汽去除層中使用的多孔吸收珠。特別是，珠應(yīng)當(dāng)具有足以提供所要求的FOM和有機(jī)蒸汽去除容量的尺寸。珠應(yīng)當(dāng)足夠大，以使珠泄漏到正被凈化的流體中為最小，并且應(yīng)當(dāng)足夠小，以提供具有所要求的厚度和有機(jī)蒸汽吸收容量的過(guò)濾器。珠的典型尺寸可以在0.3-1mm的范圍內(nèi)。多孔珠的平均孔隙尺寸應(yīng)當(dāng)足以提供要去除的特定有機(jī)蒸汽所要求的吸收?？紫冻叽绲妮^佳范圍可以小于約20埃。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由415毫克碳做成的珠可以提供73.0毫克H2S/平方英寸的容量。
應(yīng)當(dāng)理解，可以提供足夠的有機(jī)蒸汽永久吸收和所要求的品質(zhì)因素的其他材料也可以用作有機(jī)蒸汽去除層。人們相信，可以提供永久有機(jī)蒸汽吸收的多孔珠的典型材料包括硅石(silica)、分子篩材料、離子交換材料、硅藻土等。如果想要去除水分，還可以在過(guò)濾器中加入干燥材料。典型的干燥劑材料包括硅石和分子篩材料。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，有機(jī)蒸汽去除層16用提供強(qiáng)化酸性氣體去除能力的化學(xué)品浸泡。能夠用來(lái)估算去除酸性氣體的浸泡能力的典型化學(xué)品包括硫化氫(H2S)、鹽酸(HCl)、氯氣(Cl2)等。應(yīng)當(dāng)理解，酸性氣體可以在硬盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)產(chǎn)生。
浸漬的碳珠是通過(guò)把浸漬劑溶解在溶劑中來(lái)制備的。溶劑可以根據(jù)其吸收浸漬劑以及揮發(fā)能力而沒(méi)有明顯剩余物來(lái)選擇的。本發(fā)明中使用的較佳溶劑是蒸餾水。一旦浸漬劑溶解以后，多孔珠被浸入其中，直到浸漬劑吸收到一定的程度。通常，對(duì)于上述給出的珠，浸入時(shí)間可以是約3分鐘。一旦將珠浸漬到了所要求的程度，可以將它們?nèi)〕觯⒎旁跔t中干燥。對(duì)于上述珠，對(duì)應(yīng)于溫度180℃，10到20分鐘。
通常要求多孔珠具有足夠的浸漬劑來(lái)提供期望的酸性氣體去除能力。對(duì)于上述珠，這通常對(duì)應(yīng)于重量約3％的浸漬劑含量。浸漬劑含量的上限可以與溶劑中浸漬劑的飽和點(diǎn)有關(guān)，并且可以確定其下限，以便提供特定的酸性氣體去除量。通常，浸漬劑的重量可以是1％到20％，更好一些是重量的5％?？梢杂米鞅景l(fā)明的典型浸漬劑包括碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鈣等。
顆粒去除層可以由通常用于特定篩選的任何一種材料制成，并且可以具有提供所要求的FOM和特定去除能力的厚度。每一層的厚度應(yīng)當(dāng)在約0.1到5mm之間，更好一些在約0.15到1.0mm之間，再好一些在約0.20到0.25mm之間。顆粒去除層最好由靜電介質(zhì)制成，或聚合物介質(zhì)如Teflon制成。一種較佳的靜電介質(zhì)是由50％的聚丙烯纖維和50％的改良丙烯酸纖維混合的纖維介質(zhì)，該混合纖維介質(zhì)呈現(xiàn)永久電位，具有Fomblin效率76-94％的平均值，沒(méi)有一個(gè)值在71以下或99以上(試驗(yàn)是在10.5英尺/分的氣流、0.3-0.4微米的顆粒的情況下進(jìn)行)；透過(guò)率為283-476英尺/分；厚度為0.036-0.061英寸；并且基底(basis)重量是48-75磅/3000英尺。一典型的聚合物介質(zhì)是Teflon纖維膜介質(zhì)，該介質(zhì)具有98.0％的最小Fomblin效率(另一種是氟利昂中50％的Fomblin)；Frazier透過(guò)率是15.0英尺/分的最小平均值(所有的讀數(shù)大于11.0英尺/分)；5個(gè)樣品的平均值拉伸強(qiáng)度小于7000psi。
下面的例子描述的是實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前較佳實(shí)施例，這些描述不應(yīng)當(dāng)看成是限制性的。例1-循環(huán)過(guò)濾器的制備本發(fā)明的過(guò)濾器10可以將層16、18、20、22和24組合起來(lái)并用如Branson900或800的超聲接機(jī)封接邊緣來(lái)制備。有機(jī)蒸汽去除層可以用鋼尺模具來(lái)切割。
標(biāo)題為“Preventing Carbon Migration From Filter Media”、申請(qǐng)日為1993年2月16日的美國(guó)專利申請(qǐng)08/017,812并且在申請(qǐng)日為1993年8月17日續(xù)展的美國(guó)專利申請(qǐng)08/107,539中描述了一種焊接過(guò)濾器邊緣的方法，該方法可以適用于制備按照本發(fā)明的過(guò)濾器。該專利申請(qǐng)的原理在此引述供參考。例2-浸漬多孔碳珠30％(重量/重量)的K2CO3溶液是通過(guò)緩慢地將3000克的K2CO3攪拌到10升的蒸餾水中來(lái)制備的。當(dāng)液體變清時(shí)形成溶液。
多孔吸收珠是由活性炭制成，并具有0.6mm的平均直徑，孔隙尺寸小于20埃，基底(basis)重量為415毫克/平方英寸；Frazier透過(guò)率為300英尺/分，并附著在紡織聚合物襯底上，將其浸入溶液1到3分鐘，直到珠的孔隙飽和。將飽和的珠放到溫度約180℃的爐中作10到20分鐘干燥處理。制成的珠含有約3％重量的K2CO3。例3-靜態(tài)氣體測(cè)試過(guò)程將循環(huán)過(guò)濾器放置在一個(gè)個(gè)塑料容器中。容器上貼有過(guò)濾器的型號(hào)。過(guò)濾器本身是不標(biāo)上標(biāo)簽號(hào)。過(guò)濾器僅用鑷子來(lái)提取。
過(guò)濾器在新近校準(zhǔn)的天平上稱量至最接近的0.1毫克，并將重量記錄為“已秤重量(As Arrived Weight)”。這就給出一附加的基線值，該基線值容易得到，并且可以用來(lái)估算因從空氣中吸收潮氣而引起的變化。記錄稱重時(shí)實(shí)驗(yàn)室中的相對(duì)濕度。在每一過(guò)濾器稱重以后，將其放在一寬嘴的小玻璃瓶(3.3cm直徑×4.0cm高)中，并在瓶上寫上標(biāo)識(shí)名稱和/或編號(hào)。將過(guò)濾器轉(zhuǎn)移到瓶中，從而使它們更加暴露在大氣中以便隨后進(jìn)行干燥處理，以及與環(huán)境濕度條件的重新平衡。當(dāng)過(guò)濾器不用或進(jìn)行處理或與周圍大氣平衡時(shí)(瓶口打開)，它們被放在瓶中，瓶蓋松弛地蓋住，以防止被空中顆粒所污染。
所有的瓶被放置在干燥器中，于燥器的底部含有無(wú)水活性硅膠體。藍(lán)色表示硅膠體可以使用，并且應(yīng)當(dāng)是全藍(lán)(表示干燥)，而不是紅色(表示潮濕)。用真空泵從干燥器中除去空氣，并使樣品干燥至少12小時(shí)。
每一過(guò)濾器被稱重至0.1毫克，并將重量記錄為“測(cè)試前干燥重量”。該稱量應(yīng)當(dāng)盡可能快地完成，以使過(guò)濾器在稱量前暴露在干燥器外面的空氣中的時(shí)間最短。寬開口瓶中的過(guò)濾器暴露在大氣中最少8小時(shí)，從而它們能夠與空氣中的濕度重新平衡。這樣做的原因是在實(shí)際測(cè)試期間，過(guò)濾器將暴露在大氣中，因而處在與大氣中的濕度平衡的狀態(tài)下。對(duì)于有意義的重量保留數(shù)據(jù)，而不是部分地只是實(shí)驗(yàn)期間吸收潮氣含量測(cè)試，過(guò)濾器應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)的開始和結(jié)束時(shí)或這兩個(gè)時(shí)間與周圍大氣平衡的時(shí)候是完全干燥的。在該實(shí)驗(yàn)中，報(bào)告每一過(guò)濾器在這兩個(gè)條件下的重量。試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)將每一個(gè)被測(cè)過(guò)濾器放置到分開的寬開口瓶中。瓶子放置在不含有干燥劑的大的清潔真空干燥器中，并且用大的觀察玻璃蓋住瓶子。所有的底面玻璃連接處用高質(zhì)量的硅潤(rùn)滑膏潤(rùn)滑。用真空泵從真空干燥器中除去空氣。用Teflon管道系統(tǒng)將測(cè)試氣體連接到真空干燥器。用測(cè)試氣體充滿真空干燥器，直到干燥器不再真空。過(guò)濾器矗立在測(cè)試氣體的飽和氣氛下2小時(shí)。然后除去干燥器上的蓋子，并使測(cè)試氣體逸出罩蓋。盡可能快地對(duì)過(guò)濾器稱重，并記錄“2小時(shí)后的重量”。重復(fù)進(jìn)行測(cè)試，直到重量在連續(xù)兩次測(cè)試為常量，或者完成了3次兩小時(shí)的暴露。
將所有氣體實(shí)驗(yàn)的樣品放置在具有真空泵的真空干燥器中，并按照上述步驟干燥至少12小時(shí)。某些過(guò)濾器的逗留時(shí)間將比另一些的長(zhǎng)，但除了在相同時(shí)間使所有的樣品干燥以外，不存在獲取該“測(cè)試后干燥重量”的實(shí)際途徑。稱重所有經(jīng)干燥處理的過(guò)濾器，并記錄重量，作為“測(cè)試后干燥重量”。例4-化學(xué)清除時(shí)間測(cè)試對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器通以空氣流125毫升/分。設(shè)置值使2，2，4-三甲基戊烷(TMP)旁路，并流過(guò)磁盤。測(cè)量磁盤驅(qū)動(dòng)器中的壓力，并且該壓力應(yīng)當(dāng)是連貫的。監(jiān)視氣相色譜/火焰離子化檢測(cè)器(GC/FID)信號(hào)，并記錄基線值。使空氣流過(guò)有一含有TMP的小擴(kuò)散瓶的25℃熱交換器，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器的側(cè)邊，并由FID檢測(cè)。使系統(tǒng)平衡在50ppm的TMP下。開始獲取GC/FID數(shù)據(jù)。在記錄到供給50ppmTMP濃度以后，使氣流再次通過(guò)不應(yīng)該到達(dá)的磁盤驅(qū)動(dòng)器。三分鐘以后，使通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的濃度能夠在12ppmTMP下穩(wěn)定。使沒(méi)有TMP的空氣再次流過(guò)驅(qū)動(dòng)器。測(cè)試?yán)^續(xù)進(jìn)行，直到FID的信號(hào)達(dá)到基線信號(hào)。
測(cè)試四個(gè)過(guò)濾器。第一個(gè)過(guò)濾器是“靜電含碳的”；第二個(gè)過(guò)濾器是“PTFE含碳的”；第三個(gè)過(guò)濾器是“靜電的”；第四個(gè)過(guò)濾器是“PTFE”；而第五個(gè)過(guò)濾器是“靜電含浸漬碳的”。
上述術(shù)語(yǔ)“碳”指的是多孔吸收珠，具有0.6mm的平均直徑，20-40埃的孔隙尺寸，415毫克/平方英寸的基底重量；以及300英尺/分的Frazier透過(guò)率。術(shù)語(yǔ)“浸漬碳”指的是上述含有重量為3％的K2CO3“碳”。術(shù)語(yǔ)“靜電的”指的是50％的聚丙烯和50％的改良丙烯酸的混合纖維介質(zhì)，它呈現(xiàn)永久的靜電電位，具有76-94％平均值的Fomblin效率，沒(méi)有一個(gè)值低于71或高于99(測(cè)試在10.5英尺/分的空氣流、0.3-0.4微米的顆粒下進(jìn)行)；透過(guò)率為283-476英尺/分；厚度為0.036-0.061英寸，基底重量是48-75磅/3000平方英尺?！癙TFE”指的是一種Teflon纖維膜過(guò)濾器介質(zhì)，它具有最小98.0％的Fomblin效率(另一方式是在氟利昂中加50％的Fomblin)；Frazier透過(guò)率最小平均值是15.0英尺/分(所有讀數(shù)大于11.0英尺/分)；5個(gè)樣品的拉伸強(qiáng)度平均小于7000psi。
圖3中給出對(duì)四個(gè)樣品的測(cè)試結(jié)果。
對(duì)顆粒進(jìn)行類似的測(cè)試，其結(jié)果在圖4中給出。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)濾器，其特征在于，它具有一層顆粒吸收介質(zhì)和在其上的一層有機(jī)蒸汽吸收介質(zhì)，所述過(guò)濾器具有大于約10的品質(zhì)因素和永久吸收有機(jī)蒸汽的容量，其中，所述品質(zhì)因素是根據(jù)對(duì)顆粒和0.5英寸H2O下的Frazier透過(guò)率而確定的部分效率計(jì)算的，而在速度為10.5英尺/分的空氣流中的所述顆粒具有0.3μm的英寸。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，所述顆粒吸收介質(zhì)層包含一靜電介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，所述氣體吸收介質(zhì)層包含多孔吸收珠。
4.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，所述過(guò)濾器是磁盤驅(qū)動(dòng)器中使用的循環(huán)過(guò)濾器。
5.一種過(guò)濾器，其特征在于，它包含(a)包含多孔吸收珠的有機(jī)蒸汽吸收層，所述有機(jī)蒸汽吸收層具有使空氣能夠流入所述有機(jī)蒸汽吸收層的第一側(cè)，以及使空氣能夠流出所述有機(jī)蒸汽吸收層的相向第二側(cè)；(b)位于所述有機(jī)蒸汽吸收層的第一側(cè)上的第一顆粒去除層；以及(c)位于所述有機(jī)蒸汽吸收層上的第二側(cè)的第二顆粒去除層。
6.如權(quán)利要求5所述的過(guò)濾器，其特征在于，它還包含(d)在所述第一顆粒去除層上配置的第一粗布；以及(e)在所述第二顆粒去除層上配置的第二粗布。
7.如權(quán)利要求5所述的過(guò)濾器，其特征在于，所述第一和第二顆粒去除層中的每一層包含從靜電介質(zhì)、聚四氟乙烯介質(zhì)及其混合物組成的材料組中選擇出來(lái)的某種材料。
8.如權(quán)利要求5所述的過(guò)濾器，其特征在于，所述第一和第二顆粒去除層封裝在一起，使其間的所述有機(jī)蒸汽吸收層封閉起來(lái)。
9.一種制備用在從空氣流中去除顆粒和有機(jī)蒸汽的過(guò)濾器的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟(a)提供過(guò)濾材料，所述過(guò)濾材料具有大于約10的品質(zhì)因素和有機(jī)蒸汽吸收容量。
10.如權(quán)利要求9所述的制備過(guò)濾器的方法，其特征在于，提供過(guò)濾材料的所述步驟包括結(jié)合可以永久吸收三甲戊烷和硫化氫的多孔珠。
11.一種用吸收酸性氣體的浸漬劑浸泡多孔珠的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟(a)將浸漬劑溶解在溶劑中，以提供浸漬劑和溶劑形成的溶液；(b)將多孔珠浸泡在所述溶液中，使得所述溶液能夠涂覆所述多孔珠；以及(c)使經(jīng)涂覆的多孔珠干燥，使溶劑揮發(fā)。
12.如權(quán)利要求11所述的浸漬多孔珠的方法，其特征在于，所述溶劑是蒸餾水。
13.如權(quán)利要求11所述的浸漬多孔珠的方法，其特征在于，所述浸漬劑是從由碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鈉及其化合物組成的材料中選擇出來(lái)的。
全文摘要
一種過(guò)濾器,它包括有機(jī)蒸汽吸收層、第一顆粒去除層以及第二顆粒去除層。有機(jī)蒸汽吸收層包括使空氣或氣體能夠幾乎無(wú)阻力地通過(guò)并借助于孔隙使表面積增大的多孔吸收珠。顆粒去除層可以用一靜電的和/或聚四氟乙烯材料制成。過(guò)濾器可以具有大于10的品質(zhì)因素和永久吸收有機(jī)蒸汽的容量,其中,品質(zhì)因素是根據(jù)對(duì)顆粒和0.5英寸H
文檔編號(hào)G11B25/04GK1188424SQ96194870
公開日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1996年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月20日
發(fā)明者柯克·A·施奈德, 亨利·J·Ⅲ·德拉斯納, 艾倫·L·利布侖茲, 磯川勝司, 保羅·L·科耶廷, 斯坦利·B·Ⅲ·米勒 申請(qǐng)人:唐納森公司