專利名稱：：吸附劑構件及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及一種吸附劑。更具體地說，本發明提供一種可用于各種環境下的吸附劑過濾器。所述吸附劑過濾器特別適用于電子設備，例如，適用于那些對潮氣、有機蒸氣及/或酸性氣體敏感的計算機的硬盤驅動裝置中。
背景技術：
：吸附劑過濾器被廣泛地使用于如電子工業及醫藥工業等的工業領域中。例如，在計算機領域中，吸附劑過濾器被裝置于硬盤驅動器中，以保護該硬盤不受水蒸氣、烴類及/或酸性氣體的損害。如果沒有這樣一種保護設施，這些蒸氣可導致靜摩擦及腐蝕的產生，并最終使上述硬盤驅動器損壞。通常，吸附劑過濾器包括一個內置吸附劑的多(微)孔構件。目前廣泛使用的裝置包括封裝于袋子中的顆粒狀或粉末狀吸附劑，例如，干燥劑及/或碳吸附劑。上述裝置描述于授予W.L.Gore§Associates，Inc的第4,830,643號美國專利。描述于該643號美國專利上的裝置包括一其二端密封，封入吸附劑顆粒的多孔聚四氟乙烯的管狀容器。在該643號美國專利描述的作為吸附劑顆粒的物質，有硅膠(SG)、活性炭、硫酸鈣、碳酸鈣、活性氧化鋁及分子篩吸附劑。類似于那些描述于該643號專利上的吸附劑過濾器的替代構件可購自明尼蘇達州的Bloomingtoon的唐納森公司(DonaldsonCompany，Inc.)，該公司是本發明的受讓者。上述的Donaldson吸附劑構件通常為一袋子構件。所述袋子構件由二片沿邊界或周緣互作密封的聚四氟乙烯薄膜構成。袋中裝入吸附劑顆粒材料。在一些吸附劑構件中，是在一個袋子之中裝入第2個袋子，而在第2個袋子中則裝有吸附劑材料。在上述的任一場合下，在以往所述的構件中，所述的吸附劑材料通常是松散、散粒狀(流動性的)固體顆粒材料。發明簡述本發明提供了一種吸附劑過濾器構件。所述的吸附劑過濾器構件通常是一模壓的顆粒吸附劑，裝在一外側多孔罩殼(outporouscover)的內部空間中。所述模壓的顆粒吸附劑構件通常由一種顆粒吸附劑和粘結劑的混合物組成。足夠量的粘結劑被用來將所述顆粒吸附劑保持于不能流動的(非散粒狀)狀態。即是說，所述粘結劑可用來將本來是自由流動的顆粒或粉末狀吸附劑散粒保持于一個預定的剛性體形狀。如此，所述模壓的顆粒吸附劑構件包括在通常的操作和使用條件下仍能保持形狀的塊狀、片狀或餅狀(Brick，waferortablet)形狀。一個較好的罩殼(cover)材料包括發泡的多孔聚四氟乙烯材料。在一些優選的實施例中，所述罩殼材料包括以適當的形式層壓在一足夠量的熱塑性聚合物制稀疏織物上的聚四氟乙烯，由此，可以進行超聲波焊接或熱密封。通常，可以使用一種例如紡粘型的聚丙烯稀疏織物的聚烯烴稀疏織物以完成上述目的。一個優選的顆粒吸附劑的模壓構件包括一種顆粒吸附劑的混合物，該混合物含有顆粒吸附劑(較好的是粉末吸附劑，例如，所述粉末吸附劑通過美國標準篩的100篩目。或者，如果所述吸附劑是粒狀吸附劑的話，則所述顆粒吸附劑較好的是通過美國標準篩的28-200目)與一種粘結劑，例如，聚乙烯醇(PVA)、淀粉、羧甲基纖維素(CBC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、微晶纖維素(MCC)、磷酸二鈣的二水合物(dicalciumphosphatedihydrate)或它們的混合物。這里，“U.S.S.”一詞是指美國標準篩。上述標準是以所述篩上的每英寸長度中的網絲數目來表征的。例如，一個28U.S.S.篩目即表示篩網每英寸長度上均勻間隔的網絲數目為28。“28-200目”一詞意指那些通過28U.S.S.目、但沒有通過200U.S.S.目的顆粒級分。這樣，上述標準給出了所述級分材料中的最大及最小的粒度。值得注意的是所述表征并不是絕對的，例如，可以在過篩之前后，一些粒子被粉碎或形成粉末，而另一些則凝聚成較大的顆粒。更確切地說，該術語指其在商業中的通常的應用，所述應用僅僅是指用于形成組合物時所選用的篩子級分而已。一般來說，可以發現，由篩目尺寸對材料所作的定義通常可代表大部分顆粒的篩目尺寸，包括數量及重量上的大部分。如果所使用的顆粒吸附劑為粉末狀的，則較好的是，所述吸附劑為通過100目的顆粒吸附劑。最好的是，所述顆粒吸附劑所包含的絕大多數顆粒的標稱(平均)粒徑大于7微米。其部分原因是因為如果所述顆粒的標稱粒徑小于或等于7微米，則所述材料通過壓片機的流動即會受阻。而如果所述粒徑大于28目，則很難獲得足夠、有效的顆粒間的粘結力。如下所詳述的吸附劑材料，可以包括一個很大的范圍。對大多數典型的應用來說，不難了解到所述吸附劑材料可以是干燥劑(用于水蒸氣的吸附)；活性炭的某種形式(用于有機蒸氣或酸性氣體的吸附)；或者，可以是上述二者的混合物。這里所用的“吸附劑”一詞并不是指任何特定顆粒材料或者用于對任何特定雜質進行的吸附的吸附材料。更一般地說，吸附劑可以包括硅膠、未處理的活性炭、用于酸性氣體吸附的未作化學處理的活性炭(典型的化學處理是使用碳酸鉀、碳酸鈣或碳酸鈉的化學處理)、分子篩、活性氧化鋁或它們的混合物。這里，“碳吸附劑”一詞或其類似的詞，如無特別說明，意指包括活性炭及進行了化學處理的活性炭。根據本發明，提供了一種組合構件，所述組合構件包括一個形成一個空腔即內部空間的外殼。例如，如前所述地，所述組合構件包括內置其中的電子元(器)件，及至少一個如前所述的吸附劑過濾器。典型地，所述空間即是一個硬盤驅動器的內部。所述過濾器設置于所述殼體的內置空間中，以吸附其中的蒸氣(例如，潮氣及/或有機蒸氣)。所述外殼和電子元件可以包括，例如，一個計算機硬盤驅動器。這里所述的“吸附劑”及“吸附”并不是根據截留蒸氣的方式或機理而定義的。這即是說，該術語是指任何機理的蒸氣截留，而不論所述截留的機理是吸附、吸收或其它。同樣根據本發明，提供了一種保護電子元件(例如，保護計算機的硬盤驅動器不因其中存在的蒸氣而遭受破壞)的方法。所述保護方法通常是在所述電子元件中至少放置一個如上所述的吸附劑過濾器。且，所述的過濾器也可用于藥物容器中。同樣根據本發明，提供了一種所述吸附劑過濾器的制造方法。所述方法通常包括對至少含有顆粒吸附劑(粉末或粒狀吸附劑)的混合物，或者，對還含有混合吸附劑及粘結劑的混合物進行模壓。所述的混合物還可以含有潤滑劑。一個用于這樣構件的優選的潤滑劑是粉末狀的PTFE，例如，那些可從Delaware的Wilmington的杜邦公司購得的商品名為Teflon的潤滑劑。附圖的簡單說明圖1為本發明的過濾器構件的斜視圖。圖2所示為沿圖1中的2-2直線截取的剖視圖。圖3為圖1所示構件中內部元件的斜視圖。圖4為用于圖1所示過濾器構件的外圍設備的分解斜視圖。圖5所示為顯示在實驗階段中所列數據的第一個圖表。圖6所示為顯示在實驗階段中所列數據的第二個圖表。優選實施例的詳細說明1.關于顆粒干燥劑的進一步說明吸附劑過濾器，特別是那些用于電子元件，例如，欲保護計算機硬盤驅動器、蜂窩式電話機、電子線路板、VCR、TV，及信號燈設備的吸附劑過濾器，其尺寸必須相對較小。通常，這些吸附劑過濾器須占有不大于體積約為262立方厘米(cc或cm3)的空間，且其用于硬盤驅動器的典型的吸附劑過濾器占有0.008～262cm3的空間，更為典型地是，占有0.26-18cm3的空間，視特定的系統而異。通常的吸附劑過濾裝置一般是一個袋子，袋子的形成受到尺寸的限制，其中封裝有可流的吸附劑粉末或散粒。一個比較廣泛接受的看法是由可流動的散粒狀顆粒形式所提供的大表面積對于吸附劑的有效操作不光是必須的，且是所希望的。這個觀點描述于第4,830,643號美國專利的第1欄25～36行。在廣泛使用包括可流動的散粒狀顆粒材料的裝置中，會遇到一些固有的問題。例如，在使用可流動的散粒狀顆粒吸附劑材料時，很難精確控制置于任一袋子中的吸附劑量。同樣，可以裝在給定空間的吸附劑數量通常受到所述顆粒(即，可流動的)吸附劑材料的表觀密度的限制。另外，在一典型的系統中，在將所述顆粒吸附劑散料裝入一袋子或保護性構件中時，必須將所述袋子或保護性構件的某些部分密封。如果粉末或顆粒材料的某些部分處在需要密封的部位時，則此時的密封可能會受到影響，甚至難以進行。此時，所述的密封可能導致材料的浪費及產品的失敗。在某些情況下，其中最終置有吸附劑過濾器的外圍設備受到粉末狀或顆粒狀干燥劑材料的污染。另外，在許多情況下，元件的制造或裝配必須在潔凈的室內環境下進行。如果可能的話，最好是避免可流動的疏松粉末或顆粒狀吸附劑散料在這種環境下的產生的危險。II.一個實施例參見圖1-3。該些附圖顯示了本發明的吸附劑過濾器的第一個實施例。圖4顯示了一個包括所述吸附劑過濾器的組合構件，即一個使用該吸附劑過濾器的實施例。首先，見圖4。該圖顯示，在一個具體使用中的封入空間中，封裝了一個計算機硬盤驅動器1。圖中，以分解圖示的方式表示了圖1的硬盤驅動器，該圖顯示了一個包括蓋子3及底板4的外殼2。底板4通常是一個如E涂覆(E-coated)的鋁鑄件，所述底板上裝置有硬盤驅動器元件6(硬件或電子元件)。組裝時，在由底板4及蓋子3所形成的空間7中，必須及/或最好是提供一種用于在設備使用及溫度循環中對蒸氣的控制。所述對蒸氣的控制由過濾器構件10提供，其中包括如前所述的干燥劑(用于水汽的控制)及/或用于有機蒸氣或酸性氣體控制的活性炭。當然，也可以使用其它或添加的吸附劑。在某些情況下，計算機硬盤驅動器的底板即鑄件上有一個容納空間或其中的槽子。在組裝時，將過濾器構件10裝于其中。與槽子配合的側壁及蓋子可將上述過濾器構件固定就位。在另一些裝置中，可將粘結劑涂敷于過濾器構件10的平坦底面上，藉此固定所述構件10。此時，通常是使用一具有低放氣率、耐久的丙烯酸酯系壓敏粘結劑(PSA)。可用的粘結劑為那些可購自位于明尼蘇達州的圣保羅市的3M公司的467MS粘結劑。作為第三種辦法，在某些情況下，使用一個塑料制殼體或框架。所述殼體或框架固定于所述鑄件或底板4上，其尺寸的設計使其可輕巧地將過濾器構件10嵌入其中。總之，如前所述的三種固定過濾器構件的辦法均表明，在使用中所要求的是一個適當的裝置，以使既能固定過濾器構件10，又不影響電子元件6的工作。一種通常較為理想的裝置是，可以讓空氣通過擴散，比較自由地流入，并流動通過所述過濾器構件10。下面請看圖1-3，這些圖更詳細地顯示了過濾器構件10。圖1顯示了過濾器構件10的立體圖。圖2顯示了構件10的截面圖。圖3顯示了構件10的內部。見圖1，過濾器構件10包括一個外側罩殼(outercover，casing，pouch，orshell)12。優選的是，所述罩殼12由一種穩定的多孔材料形成。其結果，要吸附的蒸氣可以藉由擴散過程通過該多孔材料。以下，通過優選部件的詳細描述，說明用于制造罩殼12的優選材料及其孔隙率。總之，必需及所希望的是，材料應具有一個適當的孔隙率，以便可(藉由擴散)使其中通過如水汽、有機蒸氣、酸性氣體等蒸氣。這些蒸氣可以通過內置于罩殼中的吸附劑材料得以控制。在一個優選的、如前已述的裝置中，除了可能是沿一個如下所述的周緣密封的區域之外，所述的罩殼12的多孔貫穿其表面。再見圖1。圖中所示的具體的罩殼12包括二個沿其周邊密封、互相固定的殼體組成部件15、16。殼體構件15成平坦狀，用作蓋子17。殼體構件16呈碗狀或內凹形狀18，具有一個外側凸緣19。殼體構件15藉由周邊密封20，固定于殼體構件16的外側凸緣19上。吸附劑材料則封裝在罩殼12中。下面將敘述形成所述周邊密封20的方法。這里，用于形成罩殼12的材料又可以指封裝材料，所以，有時，罩殼被稱為封裝構件。總之，殼體構件15及殼體構件16形成了一個內裝袋或內部空間24(圖2)，該空間中裝有吸附劑構件25。所述吸附劑構件25不是以粉末或顆粒狀散粒提供。所述吸附劑構件25是由原先可流動的粉末或顆粒狀散料固定制成的餅狀、片狀或塊狀的形式。下面描述其方法及配方。圖3中表示了餅狀、片狀或塊狀形式29的吸附劑構件25。這種構件25在通常的操作中，將保持其形式、形狀即其完整性。圖-3中所示裝置中的構件如下形成。按下述步驟，從可流動的顆粒材料，例如，從形成顆粒狀干燥劑(用于控制水分)及/或活性炭或處理的活性炭(用于有機蒸氣控制及/或酸性氣體控制)，形成片狀或塊狀吸附劑構件29。由此，藉由如下所述的過程，顆粒或粉末狀的吸附材料可以與一適當量的粘結劑混合，然后模壓形成塊狀(片狀或餅狀)構件29。如果希望的話，也可在模壓之前混入其它原料，以提供吸附劑構件10對某些有機蒸氣的吸附(及控制)性能。較好的是，使用粉末狀或顆粒狀粘結劑。在某些情況下，將所述粘結劑與吸附劑在粘結劑為潮濕的狀態下進行混合可能是理想的。這時，水汽將起臨時粘結劑的作用，幫助將粘結劑材料固定至所述的吸附劑粒子上。在以下描述的一個較好的制造方法，就是如此。殼體構件16可由如下所述的適當材料形成。通常，殼體構件16用于放置塊狀(片狀或餅狀)吸附劑的空間的形成過程可與在其中所放置述塊狀(片狀或餅狀)吸附劑材料29的放置過程同時進行。形成殼體構件16的片材可放置于一合適尺寸的模具空腔中，接著，將所述塊狀(片狀或餅狀)吸附材料29壓入形成所述殼體構件的片材之中，然后，壓入空腔中，這樣，同時，所述的片材即位于塊狀吸附劑及模子空腔之間。如此，模壓形成其中有空腔的殼體構件16。同時，其中含有吸附劑29。通常，只要選用了下述優選材料，就可以容易地進行上述操作。或者，可以使用一壓機，先壓出所述殼體構件16，然后，將所述的塊狀(片狀或餅狀)吸附材料29設置其中。最后所得的裝置，其中裝有塊狀(片狀或餅狀)吸附材料29的殼體構件16，將用殼體構件15覆蓋其上，周邊用例如超聲波焊接或熱封接技術密封。通常可以預見到，在裝配中，用于壓鑄塊狀吸附材料29及殼體構件16的壓模或鑄件將可以用作施加蓋子片材15及超聲波焊接或熱密封操作過程中用的焊接窩。這將便于合適、快速的制造。在過濾器構件的裝配中，可流動顆粒材料在操作時的不利之處可因此避免。同樣，在某些情況下，當將如下所述的優選方法用于片狀或塊狀吸附材料29的形成時，所述吸附材料單位體積的吸附劑量，可以超過自由流動狀態的吸附劑的表觀密度。如從下述報告的試驗結果可見盡管粘結劑與吸附劑材料進行了混合，并且，盡管上述吸附劑形成為塊狀、片狀或餅狀(即，形成為預定的不能自由流動)的形式，但吸附劑材料的作為過濾器的作用仍然有效地發揮。通常，在許多情況下，優選的是，在將其置于上述計算機硬盤驅動器中之前，對構件10進行清洗或清潔。此時，可以使用任何可用于最終產品的、能達到所希望清潔程度的清潔方法。所述清洗或清潔方法的使用通常將取決于具體的制造商(例如，硬盤驅動器制造商)的傾向性如何而定。一般來說，可以預見到，包括使用去離子水及各種洗滌劑在內的通常的超聲波清洗等技術將是理想的清洗方法。在使用了下述的優選材料時，根據給定的用途所希望的對污染物控制的具體的程度，這些清洗方法及其變形是可行的。這些清洗方法將不會對構件10作為吸附劑過濾器的作用產生負面影響，特別是所述構件10是從下述優選材料制得時，特別如此。III優選的可使用材料A.(袋子)罩殼或封裝材料通常，用于形成罩殼或封裝構件的材料較好的是，具有足夠孔隙率的多孔材料，以使空氣、水汽及，如果適當的話，有機蒸氣能自由通過其中，而同時又可有效地封裝所述吸附劑構件。用于所述袋子、罩殼或封裝材料的較好的物理性能為厚度范圍0.0005-0.050英寸MVTR(水汽傳輸率)950g/m2/24小時(由ASTME96濕杯法測得的最小值)顆粒效率10.5fpm(英尺/分)時，0.3微米(粒徑)時的最小值為99.99％孔徑0.1-2.0微米同樣較好的是，所述材料強力較大，耐撕裂或開裂、價格低廉并易于購得。較好的材料有發泡的多孔聚四氟乙烯(PTFE)材料。所述PTFE材料可從許多供應商處購得，或可以使用已知技術制得。有用的PTFE材料可從位于明尼蘇達州Bloomington的唐納森公司的Tetratec分公司購得，及從位于Delaware州Newark的W.L.Gore&Associates，Inc.，公司購得。較好的是，所購得的PTFE材料為這樣的形式所述材料層壓至一紡粘型聚丙烯或類似的材料上，以便于進行熱粘結或超聲波焊接。也可以使用按第4,110,392號、第4,187,390號、第3,953,566號等美國專利上所描述的方法制得的發泡多孔聚四氟乙烯。不過，也可以使用其替換材料，只要所述替換材料滿足通常所需的物性要求即可。本發明中，參照引用了四個專利。對圖1-3所示的具體構件來說，所述的材料必須能在周邊進行密封。較好的是，所述多孔PTFE材料再以這樣的形式提供，使其可以作自身密封，形成周邊密封或焊接。用于完成上述目的的一個較好的技術是在PTFE材料的待密封的一面，提供一層熱塑性聚合物(例如，聚丙烯等聚烯烴)。也可以使用如紡粘型稀疏織物的纖維質材料。所述材料實質上并不對構件12的多孔隙性能產生什么影響，但在存在有聚丙烯時，可提供一個可作自身密封的整體結構。即是說，所述薄片或層壓構件的熱塑性聚合物側可以使用如超聲波焊接等技術作自身密封。通常，可從PTFE的上述供應商處購得那些將PTFE層壓至一紡粘型聚丙烯稀疏織物上的合適的薄膜材料。對于用于計算機硬盤驅動器的典型的裝置來說，可以采用許多構型的吸附劑材料。一般來說，較好的可能是矩形的片狀或塊狀吸附劑材料(即，當對所述構件的任一側平面進行觀察時均呈方形或矩形)。通常，較好的是，用于構件10的材料不含有可測量(藉由通常的NVR/FTIR分析方法)的硅、酰胺或DOP(鄰苯二甲酸二辛酯)。同樣較好的是，所述材料沒有可測得(如由液上GC/MS@105℃24小時的測量所測定)的烴及其它對硬盤驅動器有害的雜質的放氣。其上置有聚丙烯稀疏織物用于密封的聚四氟乙烯材料即可達到上述目的。值得注意的是上述要求對于整個構件來說是需要的。因此，也適用于放置在罩殼構件中的材料。下面所定義的優選的材料滿足這些要求。這里，“NVR”一詞意指非揮發性殘余物分析(NonvolatileResidueAnalysis)，而“FTIR”一詞意指通常的傅里葉變換紅外線分析(FouriertransformInfraredAnalysis).“GC/MS”一詞意指使用通常技術所作的氣相色譜-質譜法(GasChromatography/MassSpectrometry)。B.塊狀、片狀或餅狀吸附劑置入罩殼中的吸附劑塊狀、片狀或餅狀物，較好的是對流動性顆粒狀粉末材料和粘結劑的混合物進行模壓或其它的成形加工而形成。所述制得模壓吸附劑塊狀、片狀或餅狀物為一種穩定的、模壓成形的吸附劑塊狀、片狀或餅狀物。即是說，所述方法使用了足夠量的粘結劑以保持所述模壓成形的顆粒吸附劑構件為一“非自由流動性”的吸附劑構件。這里，“非自由流動性”一詞意指形成所述構件(吸附劑塊狀、片狀或餅狀物)中的各個分散的微粒或顆粒被充分地粘結，使其在正常的操作中不會分離。如上所述，所述組合物，在模壓成形之前，可以包含任何用于對蒸氣，即水汽、有機蒸氣及/或酸性氣體的控制所需的、優選的選擇吸附劑(或混合物)。對典型的操作來說，在-40℃～100℃的溫度范圍內穩定、并可進行吸附的材料是最為理想的吸附劑材料。可以使用優選的粉末(通過U.S.S.100目)或顆粒(28～200目)的吸附劑。一個典型的和所希望的吸附劑材料粒徑是約大于7微米的標稱(平均)粒徑。可用材料舉例示于下述表中。較好的粘結劑通常是在應用之前為干燥粉末狀或顆粒狀的粘結劑，所述粘結劑可以與吸附劑容易混合。如下所述，在某些較好的操作中，將所述固體粉末狀或顆粒狀的粘結劑及吸附劑在存在有液態臨時粘結劑的狀況下進行混合，以便于使粘結劑涂覆于吸附劑顆粒上，然后干燥。應該避免的是，使用一種會完全涂覆吸附劑顆粒的粘結劑材料，因為這會妨礙吸附劑在整體構件中作用的有效發揮。較好的粘結劑示于下述表中。較好的是，所述餅狀、片狀及塊狀的吸附劑組成物包含約為50-98％(重量)的吸附劑(較好的是，所述吸附劑含量占一大半部分，例如，約為75-95％(重量)，最好的是，約為80％(重量))，及約為2-50％(重量)的粘結劑(較好的是，所述粘結劑含量占一小半部分，例如，約為5-25％(重量)，最好的是，約為20％(重量))。在某些場合下，所述組合物中以包括一少量的如PTFE(Teflon)的潤滑劑為宜，以便于與模具分離。在使用上述材料時，所述潤滑劑的添加比例較好的是，不大于約為該組合物的10％；更好的是，所述潤滑劑的添加比例不大于該組合物的約3％的比例。使用潤滑劑時，則潤滑劑的使用量以能保證進行有效的模具分離和再使用的最小的量為宜。上述塊狀、片狀或餅狀吸附劑的成形可以使用各種模壓壓片技術。通常，所有這些技術所要求的是施加足夠的壓力及/或加熱，以保證在通常的操作及制造條件下吸附劑塊能保持充分的完整性。通常，一個合適的和所希望的壓制是與保持其顆粒狀、自由流動狀態的占有單位體積的吸附劑的量比較，所述加壓后的單位體積的吸附劑含量約為前者的0.8-1.75倍(較好的是1-1.75倍，更好的是，大于1倍)。為完成上述加壓，宜采用如同通常的壓片技術。通常，在12,700至25,500psi級別的壓片壓力已足夠。也可通過配方的選擇或粘結劑的改性，對任何特定的用途及幾何尺寸使用較低的壓力。如果上述的固體基本上(即，大于70重量％)含有用作干燥劑(即，吸收水分的)的硅膠，則通常希望模壓后的最小有效表觀密度至少為0.61g/cc(克/cm3)。較好的是，上述模壓足夠的大，以獲得大于0.85g/cc的表觀密度，而更好的是，獲得大于約0.92g/cc的表觀密度。上述材料最好是模壓成形后的預定形狀的尺寸不會小于0.20cm，更好的是，上述形狀的尺寸不會小于0.51cm。這樣的尺寸有助于保證構件在模壓條件下的結構穩定性。較好的是，對電子元件的典型應用來說，用于模壓件的總體積在約0.008至262cm3的范圍；更好的是，在約0.26至18cm3的范圍。在本發明中，“總體積”一詞意指從加壓模腔測得的、或意由制得的模壓件的外部尺寸計算得到的體積。對一典型的硬盤驅動器來說，可以使用的“塊狀物”在一個尺寸上約為3.1cm長，另一個尺寸上約0.6cm厚，而在另尺寸(該產品具有平坦的側面)約為0.5cm厚。下面，提供了一個用于制造上述吸附劑的塊狀物、片狀物或餅狀物的可用技術。從該制造方法可以顯見它可以有多種一般的用途。在所述方法中，“％(重量)”為基于最終吸附劑塊狀物、片狀物或餅狀物29(圖3)中干燥材料的總重量計。任何以后使用的罩殼的重量并不計算在內。首先，可以制得包含63％(重量)的硅膠(28-200目的硅膠)及約為10.5(重量)的聚乙烯醇粉末(PVA，AirProducts’AirVault203S)的混合物。這些材料將與水或另一液體進行混合，其中硅膠與水的混合比例為2∶1。然后，在空氣中干燥。水起了臨時粘結劑的作用，它有助于促進上述粘結劑對硅膠顆粒表面的涂覆。上述干燥材料用一30目的篩過篩，以減少其中的結塊物。為此，添加約為24％的微晶纖維素(MCC，FMClatticeNT-050或NT-105)。對該混合物再添加2.5％的Teflon粉末(DoPontAonylMP-1100)作為潤滑劑。然后，使用通常的制片裝置在12,700-25,500psi的壓力下，進行壓片。典型的片狀吸附劑結構尺寸如下長度0.38cm-10.16cm寬度0.38cm-10.16cm厚度0.38cm-2.54cm使用一水溶性PVA配方具有多種優點。例如，上述混合物具有良好的流動性，這樣可提壓片速度。另外，PVA粉末與硅膠的混合性也很良好。PVA粉末的組合物可以使用于硬盤驅動裝置中。這就使硬盤驅動器所不希望的揮發性物質不易釋放。上述方法在某些方面是有利的，因為，它避免了使用醇溶劑。其結果，對電子設備的污染可能性較小。在下表中，例舉了某些可以壓片的材料。表1可用于吸附劑片的材料<p>實驗目的本實驗研究的目的是，將本發明的硅膠片和現有的、由唐納森公司(本發明的受讓者)提供的吸附劑袋(使用松散的顆粒硅膠)對硬盤驅動器工業的吸附特性作一比較。過程通常使用如上所述的方法壓制成片，其更具體的方法在下面詳述。使用一手動壓片機壓片，其壓片壓力約為25,000psi。以下所述的試樣包括在本研究中。試樣編號說明1180/20(A)片其中，80％(重量)為DavisonGrade11硅膠；20％(重量)的Lattice006為微晶纖維素(MCC)；每一稱量盤放3片；各片為7mm(毫米)直徑，2.7mm厚。6380/20(B)片，其中，80％(重量)為DavisonSyloid63硅膠；20％(重量)的Lattice006為MCC；每一稱量盤放3片；各片為7mm(毫米)直徑，1.8mm厚。1170/30(C)片其中，70％(重量)為DavisonGrade11硅膠；30％(重量)的lattice006為MCC，每一稱量盤放3片；各個片為7mm(毫米)直徑，2.7mm厚6370/30(D)片其中，70％(重量)為DavisonSyloid63硅膠；30％(重量)的lattice006為MCC；每一稱量盤放3片；各片為7mm(毫米)直徑，2.7mm厚。6350/50(E)片其中，50％(重量)為DavisonSyloid63硅膠；50％(重量)的lattice006為MCC；每一稱量盤放2片；各個片7mm(毫米)直徑，1.8mm厚。P53-7365(F)由唐納森公司供應給硬盤驅動工業公司的現有吸附劑袋，編號PartP53-7365(基線)；丸粒每一稱量盤放1個試樣，袋長為29mm，袋寬為12.7mm。袋厚為6.4.同時制得含有下述成份的試樣(稱為“11PVA”或“G”)63％(重量)的DavisonGrade11硅膠、10.5％(重量)的AirProducts’Airvol203SPVA、24％(重量)的LatticeNT-050MCC、2.5％(重量)DuPontEonylMP-1100Teflon粉末。其直徑為12.7mm，厚度為0.28mm厚。每一稱量盤僅使用1片。DavisonGradell硅膠為28-200目的硅膠、而DaxisonSyloid63為7微米直徑的硅膠。所有的試樣均進行兩個平行的實驗，除了P/N6350/50(E)試樣之外，因為P/N6350/50(E)試樣的獲得較為困難，所以，數據A1及A2是表示材料A的兩次試驗，等等。試樣制備各個使用MCC的片均是稱量出如上所述比例的原料而制得。然后，將上述混合原料在一手動壓片機上壓制成片。針對MCC的壓片過程中的壓力約為25,000psi。對使用MCC和PVA及Tefllon的混合物的片來說，下述步驟用來制造片。1)混合6份DavisonGrade11硅膠和1份AirProducts’Airvol203SPVA；2)取上述1)所制得的混合物，對每2份硅膠添加1份水；3)空氣干燥混合物；4)用30目的篩過篩上述混合物，除去小塊的塊狀物；5)添加并混合FMCLatticeNT-050的MCC，使得最終混合物含有24％(重量)的MCC；6)添加并混合DuPontAonylMP-1100的Teflon粉末，使最終混合物含有2.5％(重量)的所述粉末；7)使用約為17,800-25,000psi的壓力，在手動壓片機上壓制成片。下述步驟用于分析1)在一個用于分析的貼有標簽的鋁制盤中放入試樣(如上所述，為1、2、或3片)。測得具備有PTE袋子的P53-7365試樣的基線。其它的試樣均在不用封裝罩殼的條件下進行測試。2)在105℃的條件下干燥試樣15小時；3)從干燥箱中取出試樣，密封在防濕層包裝中，使其冷卻至環境溫度。4)設置一Teney保溫保濕室，以保持50％RH(相對濕度)和21.1℃的溫度，保持平衡；5)然后，從上述防濕層包裝中取出各個試樣，稱重，稱重重量計為干燥重量。其暴露于環境的時間應盡量地少，以保證精確的干燥重量；6)接著，將所述試樣置于溫濕度保持室中，此時的時間記錄為啟動時間；7)逐次，間隔一定時間，從所述的溫濕度保持室中取出試樣稱重。暴露環境的時間減少至最小，以保證稱重準確；8)對各個試樣，逐次，間隔一定時間稱重，直至重量不再變化；9)根據配方、干重或直接稱量，確定吸附劑的重量。對某些試樣來說，如上述表中所述，各個試樣由2或3片組成。數據分析/背景對各個試樣，將所述稱重的重量作為各個試樣的時間函數。從各次稱量中扣去干重，其差認為是水汽吸附量。計算出每個試樣在各個時間的水汽吸附量，然后，將其歸一到干燥硅膠的單位重量及單位吸附劑體積。畫出歸一后的吸附-時間曲線，用來表示吸附劑的吸附性能。所述圖表可直接用來比較吸附劑片的曲線和P53-7365(F1及F2)基線。所收集的數據除了11PVA或G之外，均示于下表H、III及IV。表II原始數據(試樣，重量(克))<p>表III吸附的水汽(g)<<p>表IV體積計算<結果/討論圖5所示為各個試樣歸一到干燥硅膠的單位質量的水汽吸附速率。如圖5所示，硅膠片的水汽吸附速率大于P53-7365(F1及F2)基線。各個試樣歸一到干燥硅膠單位質量的最終吸附量為20-30％。該范圍對各個試樣來說，可能是由于硅膠在其與粘結劑的混合物中與粘結劑的混合變異性的結果。塊狀的硅膠被期望可在所述的條件下吸附約為其重量的28.75％。因此，本發明制片的過程并不會對硅膠的水汽吸附產生負面影響。圖6表示了歸一為單位體積的水汽吸附量。如圖6所示，硅膠片的單位體積的吸附性能優于P53-7365(F1及F2)基線。該圖形圖表有利于其使用空間有限的硬盤驅動裝置中。如人們所期望的，具有高含量的硅膠片顯示了較高的單位體積的水汽吸附性能。含Grade11硅膠或Syloid63硅膠材料的吸附性能似乎相似。結論從所述結果可以得出如下結論1)在所測試的條件下，與袋裝顆粒狀硅膠基線比較，硅膠片具有較大的水汽吸附速率；2)在所測試的條件下，與袋裝顆粒狀硅膠基線比較，硅膠片具有更加大得多的單位體積水汽吸附容量；3)在所測試的條件下，硅膠片的水汽吸附容量與大塊硅膠相比，是不受影響的；4)在所測試的條件下，在含DavisonGrade11硅膠和Syloid63硅膠材料的片之間，吸附性能并無明顯差異。將試樣11PVA或G與P53-7365基線比較，通常，硅膠片(試樣11PVA)的吸附速率一般大于P53-7365基線。然而，在該試驗中的吸附速率的差異如同以上所報道的其它試驗一樣，可能是由于P53-7365基線的試樣具有一個PTFE袋子及不同的幾何形狀，這樣可能導致較低的表面積和吸附質量之比。一般來說，試樣11PVA(即，試樣G)，吸附了更多的H2O重量(每克干燥硅膠)，同時，其單位體積的吸水量也較大。上述后一試驗中的原始數據表示于表V、VI、VII中。表V顯示了重量隨時間變化的關系。表VI給出了硅膠質量及硅膠體積等的試樣規格，以及作為試樣包裝的袋子重量。表VII給出了各個時間間隔后所吸附的水汽量。表V原始數據表VI試樣規格權利要求1.一種組合構件，其特征在于，所述組合構件包括(a)一個限定一個內部空間的外殼，所述內部空間置有須保護的計算機硬盤驅動器；及(b)一個置于所述外殼內部空間的吸附劑過濾器；所述過濾器中包括一個模壓的顆粒吸附劑構件，所述構件含有將所述模壓的顆粒吸附劑材料構件維持在非流動狀態的足夠量的粘結劑。2.如權利要求1所述的組合構件，其特征在于(a)所述吸附劑過濾器結包括(i)一個限定一個內部空間的外側多孔罩殼；及(ii)所述模壓形成的顆粒吸附劑構件；所述顆粒吸附劑構件置于所述吸附劑過濾器外層罩殼的內部空間中。3.如權利要求2所述的組合構件，其特征在于(a)所述吸附劑過濾器罩殼包括二個殼體構件。4.如權利要求3所述的組合構件，其特征在于(a)所述吸附劑過濾器罩殼包括二個具有密封邊緣的殼體構件。5.如權利要求2所述的組合構件，其特征在于(a)所述罩殼材料包括發泡的多孔聚四氟乙烯。6.如權利要求5所述的組合構件，其特征在于(a)所述罩殼材料為層壓至纖維質熱塑性稀疏織物上的發泡的多孔聚四氟乙烯。7.如權利要求6所述的組合構件，其特征在于(a)所述罩殼材料包括層壓至聚丙烯性稀疏織物上的發泡的多孔聚四氟乙烯。8.如權利要求1所述的組合構件，其特征在于(a)所述模壓成形的顆粒吸附劑材料構件包括由下述組成的混合物(i)粘結劑；及(ii)選自硅膠、活性炭、分子篩、活性氧化鋁及它們混合物的吸附劑。9.如權利要求8所述的組合構件，其特征在于(a)所述粘結劑選自聚乙烯醇、淀粉、纖維素、羧甲基纖維素、磷酸二鈣二水合物及它們的混合物。10.如權利要求7所述的組合構件，其特征在于(a)所述顆粒吸附劑是通過100U.S.S篩目的吸附劑級分。11.如權利要求10所述的組合構件，其特征在于(a)所述顆粒吸附劑是其平均粒徑大于7微米的吸附劑顆粒。12.如權利要求7所述的組合構件，其特征在于(a)所述顆粒吸附劑是通過28U.S.S篩目的吸附劑級分。13.如權利要求12所述的組合構件，其特征在于(a)所述顆粒吸附劑材料是未通過200U.S.S篩目的吸附劑顆粒級分。14.如權利要求7所述的組合構件，其特征在于(a)所述模壓成形的顆粒吸附劑構件具有0.008～262cm3的總體積。15.如權利要求14所述的組合構件，其特征在于(a)所述模壓成形的顆粒吸附劑構件中單位體積的吸附劑含量至少為該吸附劑構件所由之形成的可流動狀吸附劑散料表觀密度的0.8倍。16.如權利要求15所述的組合構件，其特征在于(a)所述模壓成形的顆粒吸附劑構件沒有小于0.20cm的尺寸。17.如權利要求7所述的組合構件，其特征在于(a)所述模壓成形的顆粒吸附劑構件包含(i)75～95％(重量)的顆粒吸附劑；及(ii)5～25％(重量)的粘結劑。18.一種保護硬盤驅動器不受蒸氣損害的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟(a)將一蒸氣吸附劑過濾器置于硬盤驅動器中，所述過濾器包括封裝于一外側多孔罩殼中的模壓顆粒吸附劑構件；(i)所述蓋子的材料是包括一層壓至一聚烯烴稀疏織物上的發泡的多孔聚四氟乙烯；及(ii)所述模壓成形的顆粒吸附劑構件包含(A)75～95％(重量)的顆粒吸附劑；及(B)5～25％(重量)的粘結劑。全文摘要本發明提供了一種由模壓成形的顆粒吸附劑構件構成的吸附劑過濾器及其制造方法。所述構件包含顆粒吸附劑和用來將所述顆粒吸附劑保持非散粒狀的足夠量粘結劑。較好的是,所述過濾器構件置于一多孔罩殼中。所述多孔罩殼為發泡的多孔聚四氟乙烯。優選的是,所述吸附劑構件置于一由外殼構成、并內置有電子元件的內部空腔中。由此,所述過濾器可以保護該內部空間,保護其中的電子元件不受損害。所述過濾器構件典型地可應用于硬盤驅動器。文檔編號B01J20/28GK1250541SQ98803348公開日2000年4月12日申請日期1998年3月16日優先權日1997年3月17日發明者A·C·達爾格倫,R·M·羅杰斯申請人:唐納森公司