JPH01288311A - 実質的に均等なフイルタ厚さの複数の繊維質媒体フイルタの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術的分野 本発明は、ろ過材（ｆｉｌｔｅｒ　ｍｅｄｉａ　）　Ｃ
以下フィルタ媒体と呼ぶ〕で連続的に形成した自立性の
一体構造の枠を持つ顕微鏡的粒子用フィルタを作る製法
に関する。

背景 コンぎユータ技術の進歩により、コンピュータの種種の
部品に関して使うフィルタの技術的進歩が必要になって
いる。このことは、実際上ディスク駆動装置に汚染物を
入らせないことがコンピュータの操作に臨界的である場
合にディスク駆動装置用に使うマイクロフィルタについ
て最も明らかである。一般に呼吸型マイクロフィルタの
機能は、このフィルタの互に対向する側の差動圧力を互
に等しくする際にこのフィルタを通過する空気をろ過す
ることである。このようなマイクロフィルタの重要性は
、ヘッドの破砕とこれに伴いコンピュータのメモリに記
憶された情報に生ずる損耗とを防ぐ臨界的必要性を伴う
ことにある。

工業的に利用できる従来の呼吸型マイクロフィルタは一
般に２つの形式のものがある。これ等の２形式は、第１
図及び第２図に例示してあシなお詳しく後述する。従来
の各マイクロフィルタはその目的を果してはいるが、こ
れ等の両フィルタには絶えず問題が残る。すなわち取付
面に対するフィルタの有効でない接着と共に、媒体及び
媒体保持体の境界面の接合部で媒体の表面に沿い又その
下側でフィルタの清浄空気側に汚染物が泳動することに
よって、ろ過されない空気流がフィルタから漏れるおそ
れがある。本発明は漏れのおそれを実質的になくした著
しく進歩したものである。

又−層簡潔なコンピュータに対する要求によって、マイ
クロフィルタを含む各コンピュータ部品の寸法が関心事
になっている。初期には従来のマイクロフィルタは最小
寸法用には作られていなかった。現在でもそうなってい
る。本発明は、この要求に応じ従来は利用できない解決
策を提供するものである。

発明の要約 本発明は、構造的に一体の枠と、 硬化した充てん材料で実質的に飽和させられた空気不透
過性媒体区域によって囲まれた活性フィルタ媒体区域と
、 をそれぞれ備え、 前記２つの媒体区域を、繊維質媒体材料の単一部分品で
構成した、実質的に均等なフィルタ厚さを持つ、複数の
繊維質媒体フィルタを作る、実質的に均等なフィルタ厚
さの複数の繊維質媒体フィルタの製法において、 （イ）繊維質媒体から成るシートを表面上に位置させる
段階と、 （ロ）前記シートの複数の選択した区域を覆い、この各
覆った区域を露出した区域により囲む段階と、（ハ）前
記露出した区域に、液相の充てん材料を接触させる段階
と、 に）この充てん材料に圧力源を作動させて、前記露出し
た区域の厚さを実質的に変えることなく、前記充てん材
料を、前記露出した区域に浸透させ完全に飽和させる段
階と、 （ホ）前記圧力源を除く段階と、 （へ）前記覆った区域の覆いを取る段階と、（ト）前記
飽和させた露出した区域を硬化させることにより、前記
充てん材料を前記繊維質媒体の繊維組織内で凝固させ、
繊維をカプセル化し、この飽和した前記繊維質媒体を空
気流及び汚染物に対して不浸透性にし、前記充てん材料
で飽和した区域を、前記繊維質媒体の初めに覆った区域
と構造的に一体にして連続させる段階と、（ト）前記初
めに覆った区域から成る活性フィルタ媒体区域と、この
活性フィルタ媒体区域を囲む前記凝固した一体枠区域と
をそれぞれ持つ複数の繊維質媒体フィルタを形成するよ
うに、前記繊維質媒体から成るシートを切断する段階と
、を包含する、実質的に均等なフィルタ厚さの複数の繊
維質媒体フィルタの製法にある。

この製法によって作られるフィルタは次で、フィルタの
一体の枠と、必要とする不透過性の取付面との間の１個
所の機械的密封だけで、取付面たとえばディスク駆動装
置カバー板に固定する。すなわち従来のフィルタは２個
所の各別の機械的密封を必要としたが、本発明製法によ
り作られるフィルタでは、１個所だけでよく、その一体
の枠が媒体密封体として作用する。さらに本発明製法に
よシ作られるマイクロフィルタはその厚さを著しく減ら
すことができ、又このフィルタは厚さは実質的に一様で
ある。これに反して従来のマイクロフィルタは、公知の
従来の各フィルタがフィルタ媒体の外部にある構造的付
加物又は枠を必要とするが本発明製法により作られるフ
ィルタの枠はフィルタ媒体の内部部分であるから本発明
の場合はどには薄くない。

本発明のこれ等の又その他の態様及び利点は以下の詳細
な説明でさらに詳しく述べる。

発明の好適とする実施例の詳細な説明 従来に比べて本発明の進歩した点を分りやすくするよう
に先ず従来の公知のフィルタの２つの例を本発明の説明
に先だって述べる。同じ又は同様な要素を指示するのに
添付各図面を通じて同様な参照数字を使っである。

第１図には複数個の穴１２を形成した中実の取付基板１
１を示しである。６穴１２により、取付基板１１の外側
面１３から反対の内側面１４に空気流を通過させること
ができる。マイクロフィルタ１５は、６穴１２を覆って
基板内側面１４に固着され、装置たとえばコンピュータ
ディスク駆動装置の呼吸部片として作用し、又通常空気
流から保護されるディスク駆動区域に粒状物が入らない
ように抑制する。第１図及び第２図に示した従来のフィ
ルタは共に、普通の積層した高効率粒子空気フィルタ媒
体（以下ＨＥＰＡ媒体と称する）を使う。積層した又は
層成のフィルタ媒体は、軽量の透過性ポリエステルスク
リム織の層１７，１８により両側を覆ったガラス繊維か
ら成る中央層１６を持つ。スクリム織から成る各層１７
．１８により、中央層１６のガラス繊維に不当な損傷を
生じないでこの媒体を取扱い処理することができる。

フィルタ媒体の６層１６．１７．１８はこれ等の層の表
面の種種の点で相互に接着しである。

第１図に示した従来のマイクロフィルタでは、フィルタ
媒体は比較的剛性を持つ保持体２０に密封され又は接着
しである。保持体２０は、プラスチック製であり、一般
に円形の形状と媒体を受入れるだめの中央部のくぼみ部
分２７とを備えている。媒体は保持体２０のくぼみ部分
２７に接着しである。保持体２０は媒体と共に２部品フ
ィルタ構造１５を形成する。この場合フィルタ構造１５
は、保持体２０及び基板面１４間に位置させた薄い接着
環２１により基板１１に密封しである。すなわちこのフ
ィルタがその所期の用途で機能するにはその前に２回の
密封が必要である。第１図に示した矢印Ａ、ＡＡは、こ
のフィルタの密封された区域のどちらか又は両方が有効
でない場合にフィルタ媒体を過ぎてろ過されない空気の
逃げると考えられる流れ径路を示す。

第２図に示した従来のマイクロフィルタの場合にも同様
な漏れのおそれがある。このフィルタへの応用ではフィ
ルタ媒体は、介在する媒体保持体を使ってないから、基
板１４０表面に直接接触する。このようなフィルタ１５
′を基板１１に固着するには媒体周辺の内方でＨＥＰＡ
媒体に接着テープ片２５をはり、各基板穴１２を覆うと
きにフィルタ媒体を固着するのに十分な距離だけテープ
片２５がこの媒体を越えて外方に延びるようにする。

従って媒体に接触しないテープ片２５の部分２６は、基
板１１の表面１４に接触させてフィルタを６穴１２に対
し定位置に固着するようにする。又第１図に示した従来
のフィルタの場合と同様に、このフィルタを働かせる前
に、互に異る２つの区域すなわち、フィルタ媒体及びテ
ープ片２５間の境界区域と、基板面１４及びテープ片２
５間の境界区域とを密封しなければならない。しかしこ
れ等の２つの密封区域はろ過されない空気流の漏れのお
それの源になる。第２図の矢印Ｂ、ＢＢは、従来のフィ
ルタで密封区域のどちらか又は両方の有効でない接着に
よって生ずるろ過されない空気流に対し考えられる流れ
径路を示す。

前記の１例がコンぎユータディスク駆動装蓋のような応
用例に関してマイクロろ過に工業的に利用できる最良の
呼吸型フィルタの例ではあるが、ろ過されない空気流の
漏れのおそれが著しく少い一層薄いフィルタに対する要
求の増大が高くなっている。マイクロフィルタの保護性
を必要とする装置の費用の高いことを考えると、このよ
うな要求は決して無意味なことではなく又無視されない
。

従って本発明の開発は工業上のこれ等の特定の必要性に
応答するものである。

次に第６図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
及び第９図について本発明製法により作ったマイクロフ
ィルタを説明する。このマイクロフィルタを例示するよ
うに選定した媒体は前記したようにスクリム織の積層し
たＨＥＰＡ媒体である。

しかし本発明は、スクリム織でないＨＥＰＡ媒体と合成
並びに天然の繊維媒体と呼吸型フィルタ用以外の用途に
使う種種の有効度の媒体とを含む他の種種の媒体に応用
できるのは明らかである。

本発明製法の目的は、（１）ろ過されない空気流がフィ
ルタ媒体を過ぎて漏れるおそれを著しく減少し、（２）
フィルタ厚さを著しく減らすことにある。

本発明製法を実施する好適とする機構は、シルク−スク
リーンプリント法及びレーデ切断法の組合わせである。

第６図には多重フィルタのシンク−スクリーンプリント
したシート３０を第４図に示すような各別のフィルタ３
５に切断するのにレーデを使う前の状態でシート３０の
一部を例示しである。このフィルタ最終製品を得るには
シンク−スクリーン−レーデ機構に関して以下の工程を
行う。

（１）スクリム織ＨＥＰＡ媒体のシートを固定の大体不
透過性取付面に当てかう。このシートはたとえばテープ
で適当に固着されこのシートが処理中に移動しないよう
にする。

（２）次で微細メツシュの織りスクリーンを媒体の一方
の表面に接触させてこのシートに当てかう。

このスクリーンは、その各部分を流体及び空気に対し不
透過にするように前もって作る。これ等の不透過性部分
は、最終フィルタ製品の活性フィルタ媒体になるように
選定した媒体シート部分を覆う。スクリーンの不透過性
部分は、処理中に媒体の下側部分を覆う。

（３）スクリーンを媒体の上部に位置させた後、液相中
の乳濁液又は懸濁液状の充てん剤なるべくはラテックス
樹脂をこのスクリーンの上部に施す。

（４）次で普通のスキージ−（ｓｑｕｅｅｇｅｅ　）装
置を使うことにより樹脂に機械的の力を加える。スキー
ジ−装置がスクリーン上を通る際にこのスキージ−装置
のブレードによりスクリーンの各式を経てその下側の媒
体内に樹脂を下向きに押込む。

（５）媒体内に押込む樹脂の量は、スキージ−装置をス
クリーン上に選定した回数だけ通すことにより計量する
。１回通すごとに付加的な量の樹脂がスクリーンに施さ
れる。

（６）媒体内に押込まれる樹脂量は、媒体をその厚さの
少くとも半分以上までなるべくは媒体の全厚さにわたシ
完全に飽和させるのに必要な所定量に相当する。

（７）好適とする実施例では媒体のシートの各側又は各
表面は、覆われてない媒体部分にわたり樹脂を十分に浸
透させるように液相樹脂を強制浸透させる。

（８）媒体の一方の側又は表面に樹脂を適当に浸透させ
たときに、スクリーンをはずし媒体の飽和したシートを
乾燥させる。次でシートの反対側にこの処理を繰返す。

覆った部分の対称配置の選定により媒体シートの両側の
各被覆部分を整合させる。

このようにして第６図に示した硬化した媒体シートはそ
の反対側も同じになる。

（９）工程（８）で樹脂を硬化させた後、硬化樹脂は包
囲された媒体繊維と共にフィルタ製品用の構造枠４５を
形成する。

α１　媒体シートの第２の側に施す樹脂の量は、媒体の
第１の側に樹脂を施すことにより届かなかった媒体深さ
部分に十分に浸透し飽和されるのに必要な量である。媒
体の覆われてない部分を１００チの飽和状態にするのに
必要な回数を定めるには試行錯誤法を使う。十分な浸透
状態に達したことを確認するには、各媒体層の層はがれ
が生じているかどうかを決めるように媒体を検査する。

層はがれが生じてない場合には、十分な浸透完全な飽和
の状態に達している。多重フィルタのこのようにして得
られるシートの樹脂飽和部分の空気不透過性はさらに、
工業規準の空気不透過性試験機を使って確認する。

（１１）　　選定する樹脂の種類に従って本製法の硬化
工程では、樹脂をこれが再分散しない程度まで確実に硬
化するのに媒体を成る時限にわたり熱源に露出する必要
がある。

ａの　　媒体中の樹脂をこれが不動になり凝固するよう
に硬化させるときは、シートは若干の各別のフィルタに
切断できる状態になる。

（１３本発明ではコンピュータ制御のレーデビームを使
い媒体シートから各フィルタを切断しその切断縁を溶融
する。好適な実施例に使うレーデ法は工業的に利用でき
る技術状態にある。たとえば好適とする実施例では、デ
ータ・カード・コーポレイショｙ　（Ｄａｔａ　Ｃａｒ
ｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）の一部門であるレーず
ダイン・インコーホレイテッド（Ｌａ５ｅｒｄｙｎｅ　
、　Ｉｎｃ、　）によるレーデ法を選定した。

α荀　第７図に示すように硬化媒体シートを固定のテー
ブル上に置く。レーデ加工機のコンぎユータは、レーデ
ぎ一ムを選定したパターンを通って動かすように前もっ
てプログラムする。好適とする実施例では媒体の覆った
部分は、形状が円形で、外側の隣接列に対して互に食い
違った各列内で相互に間隔を隔てている。このようにし
て次で円形の各フィルタを切断する。この実施例のパタ
ーンは第７図の矢印Ｐにより示すように正弦波パターン
によるほぼ蛇行線である。レーデビームは、このシート
の一方の縁部３１から反対側縁部３２までこのパターン
に涜って通し、シート全体を切断し終るまで列から列に
移動する。この最終結果として第４図に例示したような
量産の互に同じ若干側の円形フィルタが得られる。

α最　本発明製法の最終工程では、フィルタの一方の側
にたわみ性の接着環５０を当てがう。選定する接着剤は
、このフィルタの寿命にわたり適当に接着するようにフ
ィルタ製品に使う樹脂に適合しなければならない。環５
０は両側に接着剤を持つ。

輸送及び取扱いのために環５０の一方の側にシリコーン
処理した釈放紙５１を当てかう。フィルタをその所期の
用途で取付けるときは、接着環５０から釈放紙５１をは
がし、基板表面たとえばコンピュータディスク駆動装置
のカバー板に接触するように接着剤を露出する。

当業者には明らかなように本発明製法を実施するのに他
の機構を使ってもよいのはもちろんである。たとえば媒
体の選定した区域を覆いフィルタ材料を間に含むように
作用する各固定部片と、これ等の各固定部片に対してフ
ィルタ材料を媒体の繊維組織内に押込むように配置した
可動なラムとの組合わせの間に媒体を入れる場合に、ジ
グ（図示してない）を構成してもよい。このような機構
に対し若干の変型が考えられるから、本発明製法は何等
特定の機構に限定されるものではない。本発明製法の重
要な特長は、本発明製法を実施するように選定した特定
の機構に関係なく、本発明製法に必要な工程は同じまま
であることである。すなわちこの工程は（ａ）フィルタ
媒体から成るシートを使い、（ｂ）フィルタ最終製品に
対し活性フィルタ媒体区域を形成するように媒体シート
の選定した部分を覆い、（Ｃ）液相の充てん材料を残り
の露出した媒体区域に接触させ、（ｄ）充てん材料を媒
体中にこの媒体を十分に飽和させるのに必要な程度に押
込むように十分な圧力をこの充てん材料に加え、（ｅ）
覆われてない部分が完全な飽和状態に達した後、圧力源
を除き充てん材料を凝固させる。次で各別のフィルタを
相互に切離す。最終製品は、フィルタであり、すなわち
活性フィルタ媒体区域に連続するだけでなく又媒体に構
造的に一体で、充てん材料を含む媒体部分を密封し空気
流及び汚染物に対し不透過性になるようにした自立性の
枠を持つフィルタである。

第８図及び第９図により従来よりすぐれた本発明製法に
よシ作られたフィルタの新規な特長が明らかである。第
８図に示すフィルタの横断面図を第１図及び第２図に示
した２種の従来のフィルタの展開横断面図と比較するこ
とができる。本発明製法により作られた単一体構造のフ
ィルタは、従来の両フィルタの２部分構造に対し独得の
ものである。繊維に損傷を及ぼさないで又媒体の厚さの
材料変化を伴わないで、媒体の繊維組織にわたって得ら
れる充てん材料の拡散によシ、不透過性の充てん材料を
含む媒体部分を持ち厚さが実質的に−様なフィルタが得
られる。このようにして得られるフィルタ厚さは媒体自
体の厚さと実質的に同等である。したがって枠４５と活
性フィルタ媒体区域４０との境界面においてガラス繊維
の破損を防止できることによシ、コンピュータのディス
ク駆動装置のキャビネット内へのガラス繊維の流入を防
止できる。

これに反して第１図の従来のフィルタの厚さは、媒体の
厚さだけでなく又保持体２０の厚さを含む。

同様に第２図に示した従来のフィルタの厚さは、その２
部分構造により本発明製法により作られたフィルタでは
認められない、ろ過されない空気の漏れる付加的な区域
を生ずるので倍加する。

本発明製法により作られたフィルタ及び従来のフィルタ
間の主な違いは密封漏れのおそれのある２個所の区域の
一方がないことである。このことは、媒体の構造的一体
性が得られるようにフィルタ媒体を保持体２０又は接着
テープ片２５に機械的に接着する必要をなくすことによ
シ得られる。

本発明フィルタは、その構造的に一体の枠４５と基板取
付面１４との間の１個所の機械的密封を必要とするだけ
である。第９図の拡大横断面図にはフィルタの活性フィ
ルタ媒体区域４０及び空気不透過性媒体域４５の両方の
各一部を示しである。

第９図に明らかなように接着環５０の接着剤は枠４５か
ら延びる繊維を包囲し、接着環５０と環５０を接着した
枠４５の表面との間の境界面に通常存在する空げきを満
たす。この境界面区域は接着環５０の反対向きの斜線領
域により示しである。

ろ過されない空気がフィルタを過ぎて漏れるには、樹脂
光てんした枠４５自体が空気に対し全く不透過性である
から、枠４５及び基板１１間の密封が有効でない場合で
なければならない。このようにして漏れのおそれを著し
く減らすことは、空気不透過性媒体に対し接着剤又は外
部保持体を境界とする必要がないときに漏れの著しいお
それがなくなるので、従来よりすぐれたフィルタを本発
明製法によシ作ることができる。

従来よυすぐれた本発明製法の他の利点は、フィルタを
各基板穴上に適正に位置決めするのに必要な取扱いを必
要としないことである。本発明製法を実施する独得な機
構により、フィルタを基板穴１２上に位置決めする間に
このフィルタを固定するときに媒体の層はがれのおそれ
がなくなる。

その理由は、たわみ性の樹脂−繊維製の枠４５が媒体自
体と一体であるからである。このことは、各基板穴上に
単にフィルタを正確に位置決めするのに必要な取扱いの
ような最少の取扱いでもフィルタの各構成層の層はがれ
と損傷粒子片の分散とを生ずる従来のフィルタには当て
はまらない。本発明による枠４５では、フィルタを取付
けるときに従来のフィルタで期待されるよシも著しく多
い取扱いを可能にできるたわみ性及び耐久性が得られる
。

さらに本発明製法により前記したようにフィルタを量産
することができる。このようにして、間欠的な機械的処
理で個別に作られる従来のフィルタよりもすぐれた著し
い工業的利点が得られる。

量産のフィルタを相互に分離し又は切離すのにレーデ法
を使うと別の主要な利点が得られる。又フィルタ媒体の
自由な又は切断した周縁部はたわみ性の樹脂枠に包囲さ
れ、取付は工程で繊維が釈放され又損傷を生ずることの
ある従来のフィルタに比べて切断縁部からのガラス繊維
の分散を最少にする。

以上述べた所から明らかなように熱硬化性樹脂及び熱可
塑性樹脂を含む種種の樹脂をフィルタ材料として使うこ
とができる。このような樹脂には、高温溶融プラスチッ
ク材、ウレタン、プラスチゾル、エポキシ樹脂類、フェ
ノール系の紫外線（Ｕ。

Ｖ、　）硬化樹脂、ろう、ゴムラテックス樹脂等がちる
。このような材料は又２成分樹脂から選定しても、よい
。従って本発明製法は、特定の材料に対し所要の液相の
硬化相が得られるように選定する樹脂の種類により前記
したように変化変型を行えばよい。使用光てん材料の種
類により、一体の枠は種種の程度のたわみ性又は剛性を
持つことができる。又樹脂従って飽和媒体は種種の色及
び組織を持たせて品質管理手段に役立て、たとえば媒体
の両面の飽和パターンの相対的な整合を確認し、又十分
な樹脂浸透の確認に役立つようにすることができる。さ
らに本フィルタは、充てん樹脂材料の固有の特性として
の表面粘着性を持たないように又は持つように、或はフ
ィルタシートの樹脂枠部分の表面に接剤被模又は接着剤
を施す別個のシルクスクリーン工程によって仕上げるこ
とができる。

これ等の手段は、前記したようにフィルタに別個の接着
環５０を当てがう代りに使えばよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマイクロフィルタの１例を展開して示す
横断面図である。 第２図は従来の別のマイクロフィルタを展開して示す横
断面図である。 第６図は本発明製法により作ったフィルタのシートの部
分斜視図である。 第４図は本発明製法によシ作ったフィルタの１実施例の
斜視図である。 第５図は本発明製法により作ったフィルタの一方の側の
斜視図である。 第６図は第５図に示したのとは反対側のフィルタの側の
斜視図である。 第７図は本発明製法によシ作ったフィルタのシートと各
フィルタを相互に切離すように選定したパターンとの平
面である。 第８図は基板に取付けた第５図及び第６図に示したフィ
ルタの横断面図である。 第９図は第８図の要部の拡大横断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 構造的に一体の枠と、 硬化した充てん材料で実質的に飽和させられた空気不透
   過性媒体区域によつて囲まれた活性フィルタ媒体区域と
   、 をそれぞれ備え、 前記２つの媒体区域を、繊維質媒体材料の単一部分品で
   構成した、実質的に均等なフィルタ厚さを持つ、複数の
   繊維質媒体フィルタを作る、実質的に均等なフィルタ厚
   さの複数の繊維質媒体フィルタの製法において、 （イ）繊維質媒体から成るシートを表面上に位置させる
   段階と、 （ロ）前記シートの複数の選択した区域を覆い、この各
   覆つた区域を露出した区域により囲む段階と、 （ハ）前記露出した区域に、液相の充てん材料を接触さ
   せる段階と、 （ニ）この充てん材料に圧力源を作動させて、前記露出
   した区域の厚さを実質的に変えることなく、前記充てん
   材料を、前記露出した区域に浸透させ完全に飽和させる
   段階と、 （ホ）前記圧力源を除く段階と、 （ヘ）前記覆つた区域の覆いを取る段階と、 （ト）前記飽和させた露出した区域を硬化させることに
   より、前記充てん材料を前記繊維質媒体の繊維組織内で
   凝固させ、繊維をカプセル化し、この飽和した前記繊維
   質媒体を空気流及び汚染物に対して不浸透性にし、前記
   充てん材料で飽和した区域を、前記繊維質媒体の初めに
   覆つた区域と構造的に一体にして連続させる段階と、 （チ）前記初めに覆つた区域から成る活性フィルタ媒体
   区域と、この活性フィルタ媒体区域を囲む前記凝固した
   一体枠区域とをそれぞれ持つ複数の繊維質媒体フィルタ
   を形成するように、前記繊維質媒体から成るシートを切
   断する段階と、を包含する、実質的に均等なフィルタ厚
   さの複数の繊維質媒体フィルタの製法。