專利名稱：用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的吸附劑過濾器的制作方法
背景技術(shù)：
和領(lǐng)域本發(fā)明涉及從諸如計(jì)算機(jī)軟盤驅(qū)動(dòng)器和其它電子或光學(xué)裝置等的封閉環(huán)境中去除污染物的吸附劑過濾裝置。
許多電子和/或光學(xué)裝置對環(huán)境污染物、尤其是對氣體污染物特別敏感。一般而言，容納這些敏感裝置的外殼是密封的，但是，并不是對氣體密封的。即使是作了氣體密封，這些裝置仍然可能遭到在內(nèi)部由排氣產(chǎn)生的污染物的污染。因此，人們需要去除有害的氣體污染物，不管這些氣體污染物是由內(nèi)部產(chǎn)生的還是從外部產(chǎn)生而滲透到外殼內(nèi)的，也不管污染物是有機(jī)的、腐蝕性的蒸氣、水汽還是其他污染物。此外，由于這些裝置往往較小，只有有限的可用空間，所以人們還要求提供也是很小的吸附劑過濾器，能安裝在有限的可用空間內(nèi)，且不會落出顆粒。在本領(lǐng)域中，人們在上述類型的殼體中采用了吸附劑“呼吸過濾器”。美國專利5,500,038中討論了呼吸過濾器的使用方法，該專利在列舉已有技術(shù)的那部分寫道，“用于防止顆粒和蒸氣進(jìn)入外殼的吸附劑呼吸過濾器是眾所周知的。這些過濾器可以通過將吸附劑灌注到聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或類似材料的芯子(cartridge)中制成，在芯子的兩端上固定過濾器媒質(zhì)。這類過濾器的例子揭示在以下諸專利中授予Osendorf的美國專利4,863,499(用于盤驅(qū)動(dòng)器的防擴(kuò)散化學(xué)呼吸組件，其中過濾器媒質(zhì)有浸漬活性木炭顆粒的一層)、授予Beck等人的5,030,260(包括具有一延伸的擴(kuò)散通道的組件的盤驅(qū)動(dòng)器通氣(呼吸)過濾器)；授予Brown等人的5,124,856(一單體的浸漬活性碳纖維以對付有機(jī)和無機(jī)污染物的過濾器媒質(zhì))”’038專利接下來指出，這些已知的呼吸過濾器是不能接受的。該專利還進(jìn)一步描述了美國專利4,830,643的已有技術(shù)方法，其中將粒狀吸收材料灌注在一膨脹的聚四氟乙烯(PTFE)管子中。這種方法由于一些理由在’038專利中也受到了批評，這些理由包括如果容器管子破裂，松散的灌注物就要溢出。為此，’038專利建議從吸附劑核心材料開始，即將吸附劑顆粒保持在一個(gè)諸如具有粘結(jié)劑的浸漬非織造模制物品的一個(gè)基體中或填有吸附劑顆粒的聚四氟乙烯片材中來使吸附劑顆粒固定不動(dòng)。然后將固定不動(dòng)的碳用諸如香煙紙包裝起來，或灌注到一預(yù)成形的管子中，用封裝技術(shù)將管子端部密封。
在PCT申請WO98/41989中提出了一類似的方法，該方法建議將一種具有混合在里面的粘結(jié)劑的顆粒吸附劑進(jìn)行壓縮模制以形成一成形的模制碳制品。然后將吸附材料和粘結(jié)劑的壓縮模制片或塊放置在預(yù)形成的容器或小袋中。
壓縮模制的或用其他固定不動(dòng)的碳顆粒以及其它吸附劑形成一預(yù)成形的結(jié)構(gòu)，在其它領(lǐng)域也是眾所周知的。例如，在美國專利3,474,600(Tobias)中，吸附劑碳的模制片在熱和壓力下形成，以形成香煙式過濾器或圓筒形材料，用在填充層中；美國專利4,665,050(Degen等人)描述了一將吸附劑和粘結(jié)劑模制成諸如圓筒形的單體形的工藝，美國專利4,664,683也描述了一類似的方法；美國專利5,033,465和5,078,132描述了由固定不動(dòng)的碳諸如用在呼吸器中的過濾塊所形成的成形結(jié)構(gòu)；美國專利5,332,426描述了由成塊的吸附劑顆粒形成的種種形狀的結(jié)構(gòu)，其中成塊的顆粒用多種吸附劑顆粒所形成，隨后將這些塊與成塊的粘結(jié)劑顆粒結(jié)合在一起而形成種種結(jié)構(gòu)；美國專利3,091,550描述了用乳狀粘結(jié)劑或懸浮在水乳狀液(aqueous emulsion)中的粘結(jié)劑形成活性碳的單體結(jié)構(gòu)；美國專利4,386,947描述了與纖維質(zhì)材料、水、凡立水和一酰亞胺樹脂混合而成的一種可擠壓的面團(tuán)狀活性碳的混合物，其中面團(tuán)形成一預(yù)定結(jié)構(gòu)并被加熱成一單體結(jié)構(gòu)；美國專利4,061,807描述了通過混入少量的水中將粘結(jié)劑分布在吸附劑上，在一模具中形成一單體結(jié)構(gòu)，隨后加熱去水和激活粘結(jié)劑；英國專利1,390,668描述了混合一加過熱的吸附劑和粘結(jié)劑形成預(yù)定的結(jié)構(gòu)，隨后通過一加熱步驟熱固粘結(jié)劑，來形成各種各樣的形狀。象這樣的單體吸附劑顆粒結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域是眾所周知的。往往，吸附劑顆粒和粘結(jié)劑的成形的單體結(jié)構(gòu)隨后被包起來以包住剝落的顆?；蝾愃莆?，如美國專利5,500,038和PCT WO98/41989中所述。這樣提供了進(jìn)一步的保障，這是人們所需要的，因?yàn)樵谀承?yīng)用場合，碳或其它顆粒具有相當(dāng)大的危險(xiǎn)，諸如在敏感的電子元件中，或者碳或其它顆粒會涉及到健康問題的應(yīng)用場合。但是，在制造過程中包裝一結(jié)構(gòu)往往是很困難的，尤其是包裝必須覆蓋所形成的結(jié)構(gòu)的所有部分。一般而言，在進(jìn)行包裝時(shí)，為方便制造，單體結(jié)構(gòu)都是簡單的一塊一塊或其它對稱的線性結(jié)構(gòu)。但是，對于諸如盤驅(qū)動(dòng)器或類似物的電子殼體，可用空間一般是相當(dāng)有限的，人們往往需要形狀復(fù)雜的吸附劑過濾器，以盡可能多地利用可用空間，或者說充分利用可用空間，或提供所需的流動(dòng)式樣。為此，本發(fā)明涉及一種以一種簡單而經(jīng)濟(jì)的方式形成吸附劑被包裝固定不動(dòng)的、形狀復(fù)雜的吸附劑過濾器的方法。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及一種形成吸附劑過濾器的方法，它具有三維形狀，本發(fā)明的方法包括如下的步驟a)提供兩端開口的多孔柔軟的管狀織物結(jié)構(gòu)；b)密封管狀織物結(jié)構(gòu)的第一端；c)用吸附劑材料和粘結(jié)劑的可流動(dòng)過濾材料灌注密封的管狀織物結(jié)構(gòu)；d)密封管狀織物結(jié)構(gòu)的另一端；以及e)加熱被灌注和密封的管狀織物結(jié)構(gòu)以激活粘結(jié)劑和形成成形的吸附劑過濾器。
在粘結(jié)劑被激活時(shí)或之后，將管狀織物結(jié)構(gòu)變形以形成一彎曲部分，由此形成一三維的成形吸附劑過濾器。
“三維”是指一端密封的多孔管狀織物結(jié)構(gòu)的成形吸附劑過濾器在其長度方向至少有一個(gè)彎曲部分，使得它不再是一線性結(jié)構(gòu)。一般而言，彎曲部分有一至少10度的角度，管狀織物結(jié)構(gòu)灌注有一種固定不動(dòng)的吸附劑和粘結(jié)劑顆粒的過濾材料混合物附圖簡要說明

圖1是一變形之前形成、灌注和密封的吸附劑過濾器的立體圖。
圖2是變形成一三維形狀之后的、形成、灌注和密封的吸附劑過濾器的立體圖。
圖3是本發(fā)明的加工過程的示意圖。
圖4是力與本發(fā)明吸附劑過濾器的延伸關(guān)系的曲線圖表。
圖5是用于使圖1所示的吸附劑過濾器變形的夾具的立體圖。
圖6是正在使如圖5所示的吸附劑過濾器變形的夾具的立體圖。
圖7是用在計(jì)算機(jī)盤驅(qū)動(dòng)器中的本發(fā)明變成三維形的吸附劑過濾器的俯視剖面圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明如圖3所示，將吸附劑和粘結(jié)劑的可流動(dòng)過濾材料混合物灌注到預(yù)成形的柔軟管狀織物結(jié)構(gòu)中并密封管狀結(jié)構(gòu)的端部，由此形成本發(fā)明的吸附劑過濾器。這樣形成了一早期階段或初步形成的吸附劑過濾器。然后加熱此早期階段的吸附劑過濾器以激活粘結(jié)劑材料，將過濾材料混合物固定在柔軟的管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，使填充的初步形成吸附劑過濾器形成為本發(fā)明的吸附劑過濾器。這種加熱最好與變形或模制步驟同步進(jìn)行，以形成一三維吸附劑過濾器?？闪鲃?dòng)過濾材料混合物最好預(yù)先混合，以形成涂覆有顆粒粘結(jié)劑的吸附劑。管狀織物結(jié)構(gòu)材料是多孔的并具有兩端，在形成吸附劑過濾器時(shí)，該兩端被密封，最好是加熱密封。當(dāng)然，其它在本領(lǐng)域已知的封住管狀織物結(jié)構(gòu)兩端的方法也可使用。為了在不污染端部密封的情況下灌注柔軟的管狀織物結(jié)構(gòu)，通常總是將管狀結(jié)構(gòu)一端先封住。然后將顆粒狀吸附劑和粘結(jié)劑的可流動(dòng)的過濾材料混合物加進(jìn)到相對的開口端，隨后將該相對的開口端封住。
形成吸附劑過濾器的一較佳方法是采用一垂直成形、灌注和密封機(jī)器33，這些機(jī)器經(jīng)常用于包裝可流動(dòng)材料。吸附劑和粘結(jié)劑顆粒的可流動(dòng)混合物過濾材料輸送到垂直成形、灌注和密封機(jī)器。例如，用這樣一種機(jī)器時(shí)，將一多孔柔軟織物材料的平的織物從一輥輪上退繞出來，并在一管子形成部分通過將織物上的縱向邊緣密封在一起、諸如形成一搭接密封39或一飛邊密封部而形成一連續(xù)的管子。將如此形成的管子垂直地往下拉向一灌注工位。再將管子沿其橫截面弄癟。將管子弄癟橫截面的位置是在灌注工位下面的密封裝置處。用密封裝置在管子的癟的部分形成橫向熱密封31，這樣形成一橫過管子的連續(xù)密封部。密封裝置一般包括一對鉗夾。形成橫向密封部之后，但在密封裝置的鉗夾打開之前，在灌注工位，一預(yù)定數(shù)量的顆粒材料進(jìn)入管子，管子的灌注是在橫向密封部的上面向下進(jìn)行的。然后管子在其材料的重量的作用下或諸如鉗夾或其它裝置的機(jī)械裝置作用下下落一段預(yù)定距離。接著密封裝置的鉗夾再閉合，以將在通常剛好在管子中的空氣/材料界面之上的第二橫截面弄癟。密封裝置密封33并在所述第二橫截面橫向地切斷管子。現(xiàn)在管子的灌注材料的部分成為一細(xì)長枕頭形狀袋子形式的灌注吸附劑的過濾器38，該袋子38含有松散的、疏松的過濾器混合物。這樣，密封裝置將熱密封已灌注的袋子的頂部，熱密封緊隨其后形成的袋子的底部，將已被灌注的袋子與緊隨其后形成的袋子分離的所有這些步驟都在一個(gè)操作中進(jìn)行。
然后將如圖1和3所示的被灌注的柔軟管狀結(jié)構(gòu)38的初步形成或早期階段的吸附劑過濾器被加熱熱固，并在40變形或模制成一復(fù)雜的三維形結(jié)構(gòu)，諸如圖2或3所示的u形42，或諸如s形、v形、w形或類似形的其它形狀。熱固激活了粘結(jié)劑35，使顆粒吸附劑34固定不動(dòng)。這種變形或模制步驟40可以在加熱步驟92之前，與之同時(shí)或在其之后進(jìn)行，只要粘結(jié)劑的變形和激活(即在用熱固、或凝固或類似方法熱固之前)共同延伸一段時(shí)間，以使變形變成永久性的就可以，通常，管狀結(jié)構(gòu)38的灌注是灌注到其最大容量的約50至90％，使得變形步驟在不破裂端部密封部(31和33)的情況下完成，但仍然沿其整個(gè)長度灌注管狀結(jié)構(gòu)。如果形狀再復(fù)雜些，由于復(fù)雜形狀的彎曲部分所形成的內(nèi)容積的損失，管狀結(jié)構(gòu)的灌注百分比將較低，甚至可能在上述范圍之下。
吸附劑材料34可以是任何合適的能夠去除空氣中的污染物和可流動(dòng)的吸附劑材料。顆粒吸附劑是比較好的，但其他吸收劑材料也可以使用，此外，其它形狀的諸如纖維吸附劑也可采用，只要吸附劑材料仍可以流動(dòng)就可以了。
所用的諸如顆粒的或其它可流動(dòng)形式的吸附劑材料較好的是吸附活性碳或硅膠。吸附用的碳顆粒是眾所周知的，并且在例如美國專利4,061,807中也有所描述。吸附劑顆粒材料可小到100微米，但通常其尺寸的范圍在約0.2毫米至2毫米，較好的是約0.4至0.7毫米。吸附劑材料的尺寸大小不一定要相同，而是吸附材料的尺寸大小的范圍可以較寬。
所用的粘結(jié)材料一般是微粒狀的熱塑性聚合物粘結(jié)劑31，其軟化溫度在吸附材料34和多孔柔軟織物材料20的軟化溫度之下。粘結(jié)劑材料的平均顆粒尺寸應(yīng)該小于吸附材料的尺寸。通常，粘結(jié)劑顆粒尺寸大約至少小于吸附劑顆粒平均尺寸的20％，最好是約小于吸附劑顆粒平均尺寸的90％。但是，通常比較好的是粘結(jié)劑顆粒的平均尺寸小于250微米左右，較好的小于200微米左右。只要平均顆粒尺寸小于吸附劑材料，也可以使用顆粒尺寸和形狀范圍較寬的粘結(jié)劑顆粒。合適的熱塑性聚合物粘結(jié)劑可由諸如聚烯烴、聚丙烯酸脂、聚芳烴(polyarene)、聚酰胺的聚和體或諸如聚亞安酯、聚二烯聚合物(polydiene polymer)和嵌段共聚物的熱塑性彈性體或類似材料所形成。通常，選擇熱塑性粘結(jié)劑要考慮軟化點(diǎn)溫度和將熱塑性材料變成細(xì)的粘結(jié)劑顆粒的能力這兩個(gè)因素。例如，對于較高的工作溫度的場合，軟化點(diǎn)溫度較高的粘結(jié)劑是較好的。還有一些粘結(jié)劑太粘，除非是研磨和儲存在極端溫度條件下，不能形成精細(xì)顆粒，但這在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。
粘結(jié)劑顆粒35占可流動(dòng)過濾材料10的重量百分比通常在40％以下，較好的是不到25％，最好是其重量不到過濾材料10的15％。
粘結(jié)劑和吸附劑材料最好是預(yù)混合以形成可流動(dòng)過濾材料，其中粘結(jié)劑如圖3中的32所示意性表示的粘結(jié)于吸附劑材料。這最好是通過將吸附劑材料預(yù)加熱至粘結(jié)劑材料的軟化溫度之上約5至10℃來完成。然后將加熱過的吸附劑材料放在一混合裝置中，在沒有任何固結(jié)壓力的情況下添加粘結(jié)劑材料。這樣可以形成成團(tuán)的塊，但這些塊最好被設(shè)置在混合裝置中的剪切元件弄碎。
用于形成管狀結(jié)構(gòu)的多孔柔軟織物材料20最好是一種諸如紡粘織物的不會發(fā)生散落的非機(jī)織織物(non-sheding nonwoven web)或是類似的強(qiáng)化的(consolidated)非機(jī)織織物。最好是織物材料由一種可熱密封的熱塑性材料所形成，或者其中包含這種材料。柔軟的織物材料20也可以是諸如聚四氟乙烯薄膜或不會發(fā)生散落的過濾紙或上述任何材料的疊層。一般而言，多孔織物材料只包含松散的顆粒材料，這些材料可以松散地?fù)u動(dòng)，并且允許氣體污染物快速穿過。
吸附劑過濾器具有一可用在電子裝置或如圖7所示的類似裝置中的可用空間的三維形狀，在該圖中，三維吸附劑過濾器42設(shè)置在一硬盤驅(qū)動(dòng)器的可用空間中。吸附劑過濾器38或42通常具有一小于3厘米、最好是小于2厘米的有效寬度(端部接縫之間的寬度)和小于10厘米、最好是小于6厘米的長度。但是，吸附劑過濾裝置的長度不是主要的，而是有效寬度決定初步形成的吸附劑過濾器38形成合適形狀的能力。有效寬度較小時(shí)，彎曲初步形成的吸附劑過濾器38的已被灌注的管狀織物材料20比較容易，有多個(gè)間隔很近的彎曲部分時(shí)尤其是如此。所形成的三維過濾裝置42通常不是線性的，至少有一個(gè)彎曲部分43，其角度45至少是10度，較好的至少是45度。彎曲部分43變形后有一至少35％、較好的至少是40％的形狀保持性能或能力(shaperetention)(將在下文進(jìn)行敘述)。形狀保持性能代表過濾器變形后其形狀的保留能力。這樣，過濾器可以施加一個(gè)力，當(dāng)過濾器插入使過濾器從它的原始形狀變形的空間時(shí)，此力有助于通過摩擦配合將過濾器保持在位。
例子測試方法形狀保持根據(jù)1989年9月出版的使用者指南、Instron系列XII軟件、期號C(User’sGuide，Instron Series XII Software，Issue C，Sept.1989)中規(guī)定的方法，測定了過濾器的有效恢復(fù)能力來評價(jià)吸附劑過濾結(jié)構(gòu)的彈性，該方法在一InstronTM#4302測試儀器(可從馬薩諸塞的Canton，Instron公司購買)上采用一1千克測力傳感器(cell)。將如圖2所示的U形過濾器(其制備將在下面描述)放置在一6.4毫米(0.25英寸)直徑的探針與測力傳感器的底部之間(初始間隙設(shè)定為12毫米)，使得探針與過濾器上支腿的開口端接觸，探針以0.1毫米/秒速度前進(jìn)一4.5毫米的距離，隨后以同樣的速度回到原來的位置，同時(shí)在加載和卸載循環(huán)中觀察過濾器本體的恢復(fù)能量，用所提供的檢測儀表軟件計(jì)算本體的有效能量。根據(jù)下面的等式計(jì)算作為加載能量或力的百分比的滯后損失(hysteresis loss) 從100％中減去上述等式計(jì)算的滯后損失，由此算出表2中的百分?jǐn)?shù)的這種形狀保持力。
濕氣吸附兩個(gè)吸附劑過濾器樣品在90％相對濕度(RH)、72°F的環(huán)境中經(jīng)歷3天，同時(shí)觀察其重量的增加。表中的濕氣吸附是以吸附劑過濾器的重量為基礎(chǔ)的百分比重量的增加值。
四氯化碳吸附將兩個(gè)吸附劑過濾器樣品放置在密封的具有飽和四氯化碳?xì)夥盏娜萜鲀?nèi)，該容器由一含有溶劑的敞口燒杯支承，樣品在環(huán)境溫度中放置三天，同時(shí)觀察過濾器的重量的增加值。表中的四氯化碳吸附是以吸附劑過濾器的重量為基礎(chǔ)的百分比重量的增加值。
吸附劑珠狀活性碳(BAC G-70R)-可從俄勒岡的Beaverton的美國Kreha有限公司購買。
用K2CO3加工過的珠狀活性碳-BAC G-70R碳(8.0公斤)與含有0.8％重量的K2CO3的去離子水(8.0公斤)混合，混合物混合約半小時(shí)，在一真空Rota-coneTM真空干燥機(jī)(可從在新澤西的Little Falls的Paul O.Abbe’公司購買)中干燥約 小時(shí)。
活性碳GAC型GG-(碳煤，25×45篩號(0.71×0.35毫米)，可從日本大阪的Kuraray Chemical有限公司購買)。
活性碳GAC型GG-(碳煤，16×35篩號(1.19×0.5毫米)，可從KurarayChemical有限公司購買)。
活性碳GAC型GG-(碳煤，12×20篩號(1.68×0.84毫米)，可從日本大阪的Kuraray Chemical有限公司購買)。
粘結(jié)劑Exxon ExactTM4006-一種乙烯(共)聚物(ethylene based(co)polymer)(可從在得克薩斯的Houston的Exxon公司分部、聚合物集團(tuán)、Exxon Chemical公司購買的)，用標(biāo)準(zhǔn)的工序低溫磨碎成平均顆粒尺寸為140微米。
3M ScotchcastTM265環(huán)氧樹脂(Epoxy)(Stock#80-7002-6502-0)-平均顆粒尺寸為44微米，可從在明尼蘇達(dá)州的圣保羅的3M公司購買。
MorthaneTM聚氨酯樹脂-(P8455-200，可從在新罕布什爾Seabrook的莫頓熱塑性聚氨酯聚合物集團(tuán)獲得)，用標(biāo)準(zhǔn)工序?qū)⑺蜏啬ニ槌?20-160微米平均顆粒直徑尺寸的顆粒。
例子1-85吸附劑顆粒和粘結(jié)劑顆粒以表1中指出的比例混合如下采用Exxon ExactTM4006聚乙烯粘結(jié)劑的過濾材料混合物是以如下方式制備的在一空氣循環(huán)的爐子中加熱吸附劑顆粒至85-90℃約15分鐘，將Exxon 4006顆粒加入熱吸附劑顆粒中并進(jìn)行混合，以產(chǎn)生吸附劑顆粒與其上附有粘結(jié)劑顆粒的均勻的混合物。冷卻到環(huán)境溫度之后，粘結(jié)劑/吸附劑顆?；旌衔锝?jīng)過一20號濾網(wǎng)(網(wǎng)孔尺寸0.85毫米×0.85毫米)，以弄碎和/或去掉較大的大塊。沒有進(jìn)行另外的處理就使用了被濾過的過濾材料。
采用MorthaneTM聚氨酯粘結(jié)劑的過濾材料混合物是以如下方式制備的在一空氣循環(huán)的爐子中加熱吸附劑顆粒至170℃左右約15分鐘，將MorthaneTM聚氨酯顆粒加入熱吸附劑顆粒中并進(jìn)行混合，以產(chǎn)生均勻的混合物。冷卻到環(huán)境溫度之后，粘結(jié)劑/吸附劑顆粒過濾材料混合物如上所述經(jīng)過一20號濾網(wǎng)。
采用ScotchcastTM環(huán)氧粘結(jié)劑的過濾材料混合物是以如下方式制備的在環(huán)境溫度中混合吸附劑和環(huán)氧顆粒約10分鐘，以產(chǎn)生一均勻的吸附劑/粘結(jié)劑顆粒過濾器混合物。
隨后將碳/粘結(jié)劑過濾材料混合物(每成形體0.5克)包裝在由稀松平紋織物疊層的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜(可從密蘇里Kansas城的BHA Technologies公司得到)所形成的約12毫米×36毫米(1/2英寸×1/2英寸)的用手工制成的管狀結(jié)構(gòu)中。管狀結(jié)構(gòu)的一個(gè)敞口端被熱密封，然后灌注管子，密封另一敞口端，以完全地封住在初步形成的吸附劑過濾器中的松散的灌注材料。用一如圖5所示的“T狀”的槽形夾具50(2毫米寬×20毫米長的頂部件和一尺寸為8毫米寬×22毫米高的垂直件)使灌注的管狀結(jié)構(gòu)初步形成的吸附劑過濾器變成u形的吸附劑過濾器，在加熱過程中，該夾具保持管狀結(jié)構(gòu)，隨后將加熱的管狀結(jié)構(gòu)變成U形。將初步形成的過濾器插入放置在空氣循環(huán)的爐子41中的T形槽和組件的頂部件52中，保持105℃的溫度約2分鐘。隨后從爐子中取出組件50，用一2毫米寬×20毫米高的具有圓邊緣56(約2毫米直徑)的刃片55使管狀結(jié)構(gòu)38在夾具50的垂直空穴腔53中變形，而將管狀結(jié)構(gòu)初步形成的吸附劑過濾器38形成一U形的吸附劑過濾器42(12毫米×18毫米-1/2英寸×3/4英寸)。再將夾具組件50冷卻到室溫，從夾具中取出三維形狀的吸附劑過濾器42，該過濾器42具有如上所述的恢復(fù)能、濕氣吸附和四氯化碳吸附性能的特征，其結(jié)果記錄在下面的表2-4中。
表1吸附劑/粘結(jié)劑組合物(例子編號用粗體)
表2形狀保持能性[形狀保持％(例子No.)]
表3濕氣吸附根據(jù)成形的吸附劑過濾器重量的吸附的水的重量％[吸附的水％(例子No.)]
表4四氯化碳吸附數(shù)據(jù)根據(jù)成形的吸附劑過濾器重量的吸附的CCl4重量％[吸附的CCl4％(例子No.)]
表2-4中的數(shù)據(jù)表明較多的粘結(jié)劑和吸附劑材料可用于制備固結(jié)的吸附劑本體。通過增加或減少粘結(jié)劑材料和/或粘結(jié)劑類型的數(shù)量可在一相當(dāng)廣的范圍調(diào)節(jié)成形吸附劑過濾器的恢復(fù)能，使用于某一特定場合的成形的吸附劑過濾器的性能達(dá)到最佳。一般而言，以聚乙烯粘結(jié)劑形成的結(jié)構(gòu)在有較大粘結(jié)劑含量時(shí)具有較大的恢復(fù)能或形狀保持力，但吸附能力有所降低。以聚乙烯粘結(jié)劑形成的結(jié)構(gòu)的彈性也比以環(huán)氧粘結(jié)劑形成的結(jié)構(gòu)為大。
例子87將多個(gè)例子10的松散灌注的管狀結(jié)構(gòu)放置在一盤上，在105℃加熱約2分鐘。從爐子中取出后，將熱的袋囊形成各種形狀，包括″j″、″s″、″o″、″v″、″l″、″w″、″z″和″c″形以及扭曲的桿形。所述各種形狀都是通過手工形成的，并保持該形狀直至被冷卻到環(huán)境溫度。
該例子證明了本發(fā)明的形成成形吸附劑過濾器結(jié)構(gòu)的松散灌注方法具有多方面的用途，因?yàn)榇罅康耐獍b(over-wrapped)結(jié)構(gòu)可容易而方便地用松散灌注的管狀結(jié)構(gòu)加以制造。
權(quán)利要求
1.一種形成吸附劑過濾器的方法，它包括如下的步驟a)提供兩端開口的多孔柔軟的管狀織物結(jié)構(gòu)；b)密封管狀織物結(jié)構(gòu)的第一端；c)用吸附劑材料和粘結(jié)劑的可流動(dòng)過濾材料灌注密封的管狀織物結(jié)構(gòu)；d)密封管狀織物結(jié)構(gòu)的另一端；以及e)加熱管狀織物結(jié)構(gòu)以激活粘結(jié)劑和形成吸附劑過濾器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，管狀結(jié)構(gòu)由一多孔薄膜不會落散出的非織造織物所形成。
3.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，沿縱向軸線折疊平的多孔柔軟織物和沿邊緣熱密封來形成管狀織物結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，吸附劑材料是一種顆粒材料，它被加熱至粘結(jié)劑軟化溫度之上的一個(gè)溫度，并與粘結(jié)劑混合，使粘結(jié)劑粘附于顆粒吸附劑的表面，隨后將預(yù)混合的可流動(dòng)過濾材料混合物灌注到一端密封的管狀織物結(jié)構(gòu)中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，管狀結(jié)構(gòu)具有小于2厘米的有效寬度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如下的步驟在加熱步驟之前或同時(shí)，將已灌注的管狀織物變形成至少有一個(gè)具有一個(gè)角度的彎曲部分，該角度至少是10度，由此形成三維成形的吸附劑過濾器。
7.一種三維成形的吸附劑過濾器，它包括一一端密封的多孔管狀織物結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)至少為10度的彎曲部分，并注入固定不動(dòng)的吸附劑和粘結(jié)劑顆粒的過濾材料混合物。
8.如權(quán)利要求7所述的成形的吸附劑過濾器，其特征在于，多孔管狀織物結(jié)構(gòu)材料為熱塑性材料，其一端熱密封。
9.如權(quán)利要求7所述的成形的吸附劑過濾器，其特征在于，彎曲部分的角度至少是45度。
10.如權(quán)利要求7所述的成形的吸附劑過濾器，其特征在于，吸附劑材料包括被激活的碳，粘結(jié)劑是一種顆粒形的熱塑粘結(jié)劑，其平均顆粒尺寸大小至少小于吸附劑材料的尺寸大小的20％。
11.如權(quán)利要求7所述的成形的吸附劑過濾器，其特征在于，成形的吸附劑過濾器具有一至少是35％的對彎曲部分的形狀保持性能。
12.如權(quán)利要求11所述的成形的吸附劑過濾器，其特征在于，成形的吸附劑過濾器有一至少是40％的形狀保持性能。
全文摘要
提供一種形成一具有三維形狀的成形吸附劑過濾器的方法。該方法一般包括:a)提供兩端開口的多孔柔軟的管狀織物結(jié)構(gòu);b)密封管狀織物結(jié)構(gòu)的第一端;c)用吸附劑材料和粘結(jié)劑的可流動(dòng)過濾材料灌注一端密封的管狀織物結(jié)構(gòu);d)密封管狀織物結(jié)構(gòu)的另一端;以及,e)加熱管狀織物結(jié)構(gòu)以激活粘結(jié)劑和形成具有某種形狀的吸附劑過濾器。管狀織物結(jié)構(gòu)最好是在加熱時(shí)變形,使得它至少有一個(gè)永久變形的彎曲部分。本發(fā)明方法為形成用于電子工業(yè)的復(fù)雜的包裝成形小的吸附劑過濾器提供簡單而有效的制作方法。
文檔編號G11B25/04GK1333704SQ99815522
公開日2002年1月30日 申請日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月11日
發(fā)明者C·G·馬克爾, D·J·安德魯斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司