[发明专利]折叠再循环过滤器

说明书

背景技术

许多包含敏感仪器的封装必须维持非常洁净的内部环境以使设备正常工作。示例包括含有对微粒和气态污染物敏感的光学表面或电子连接的封装，这些微粒和气态污染物能干扰机械、光学或电气操作。其它示例包括诸如计算机硬磁盘驱动器和光驱之类的对微粒、有机蒸气、以及腐蚀性蒸气敏感的数据记录装置。其它的示例包括用于处理、传送或储存薄膜和半导体晶片的封装。诸如用在汽车和工业应用中的电子控制盒可能也对微粒、湿气累积、和腐蚀以及来自液体和蒸气的污染敏感。这些封装中的污染源自封装内部和外部。例如，在计算机硬磁盘驱动器中，损伤可来自外部污染以及来自内部源所产生的微粒和以及排出的气体。为了方便起见，本文中将使用术语“硬磁盘驱动器”或“硬盘驱动装置”或“磁磁盘驱动器”或“驱动器”，而且应理解为包括上述任一种封装。

为了解决污染物问题，在磁磁盘驱动器中安装了内部微粒过滤器、或再循环过滤器。这些过滤器可包含过滤介质，诸如用来与背衬材料(诸如聚酯无纺材料)层叠的膨胀PTFE膜，或包含驻极体(即静电)过滤介质或摩擦驻极体(triboelectret)介质的“枕状”过滤器。本文所述的驻极体和摩擦驻极体介质总称为“驻极体介质”。这些“枕状”过滤器可能被压配到插槽或“C”状沟道中，所述插槽或沟道优选放置在由计算机硬磁盘驱动器中的旋转磁盘或置于电子控制柜中的风扇产生的活动空气流中。一些再循环过滤器包括包围过滤介质周边的塑料框。

用于计算机硬磁盘驱动器的再循环过滤器还可包括一层或多层驻极体介质层以及在该驻极体层任一侧上的一层或多层稀松布。一层或多层外部稀松布层用来包含驻极体层的纤维以及为了便于处理或便于制造而增加刚度。

多年前制造的较大驱动器如5.25”和更大的驱动器有时也结合再循环过滤器，过滤器包含常常折叠和密封或罐装在塑料外壳中的过滤材料，塑料外壳中使用密封剂或填充材料以将折叠物把持定位以及将介质密封在塑料外壳中。用于密封介质的塑料外壳和填充材料使过滤器费用较高并且复杂。制造和安装这些过滤器需要许多步骤和操作。这些过滤器不适合用于小型驱动器，小型驱动器中的空间有限并且希望是低成本的。

驻极体过滤层是通过将驻极体纤维针织成稀松布方式制备的。这种驻极体过滤层经常用以下两个参数来表征：针织成稀松布的驻极体纤维的单位面积重量，以及稀松布的重量。典型的稀松布重量是15克/米²，但也存在其它情况。常规的驻极体介质纤维重量约为23-270克/米²，虽然也存在其它材料重量。其它驻极体层可以是无稀松布的驻极体层或缠结的驻极体纤维或纺粘的驻极体纤维。在驻极体层制造过程中可以加入纤维以改进过滤器性能。

驻极体过滤层还可以用过滤性能特征或者过滤效率和对气流的阻力或渗透性来表征。效率通常是对在特定气流下的特定粒度表征的。例如，针织成15克/米²的稀松布的90克/米²的毡材，对10.5英尺/分钟气流条件下的0.1微米粒度的微粒的过滤效率至少为80％。阻力是对特定气流规定的。例如，上述90克的毡材在10.5英尺/分钟气流条件下的最大阻力为0.35毫米水柱。

过滤器性能也会随过滤材料的重量变化。较高比重材料具有较高的效率，但是对气流的压降或阻力更高。过滤器厚度对静电介质也很重要。与类似比重的介质相比，具有更大织物厚度(loft)的较厚介质具有更低的压降和更高的效率。因此较厚过滤器可减少清洁时间。

过滤器的性能不仅取决于过滤材料，而且也取决于过滤器在驱动器中的位置和空气导向驱动器中的过滤器的方式。微粒过滤器通过设置在C-沟道内的方式安装在驱动器中，所述沟道或模塑成形在驱动器基板上或者模塑成形在固定过滤器的塑料盒或框架上。可以将空气引导到设置过滤器的插槽或驱动器区域，使负载微粒的空气从过滤器通过。通常将过滤器尺寸设定为能够使过滤器从驱动器顶盖延伸到基板。

新型驱动器对微粒污染的敏感度增大。磁头的位置靠近驱动盘，因为可以将更多的数据信息储存在盘的更小的区域或覆盖区。如果磁头的“飞行高度”降低，保护层会更薄以使磁头能更接近储存数据的磁性层。因此，这些驱动器对微粒污染越来越敏感，需要改进过滤性能。

一个方面，提供改进的、尺寸稳定的折叠再循环过滤器。所述过滤器能容易地制造过滤器并在不对驱动器进行改进下就可安装在现有的c-沟道中，并能够显著改进微粒清洁性能。

因此本发明提供改进的再循环过滤器，该过滤器减少驱动器内部的微粒污染并提高驱动器的可靠性。

发明概述