KR101624766B1 - 통기 필터 및 이것을 사용한 전기 장치 - Google Patents

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Abstract

통기 필터로부터 하우징의 내부로 발산되는 오염물을 감소시키고, 또한 고확산 효율로 저압력 손실의 통기 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 적어도 1개소에 관통 구멍 (1a)를 갖는 접착층 (1)과, 관통 구멍 (1a)에 연통하는 유로 (2a)를 구비한 유로 부재 (2)와, 상기 유로 부재 (2)를 덮고, 또한 접착층 (1)의 일부도 덮는 통기막 (3)을 갖는 통기 필터이며, 통기막 (3)의 주연부 (3a)가 접착층 (1)에 고정되고, 유로 부재 (2)는 접착층 (1)과 통기막 (3) 사이에 형성되는 중공부 내에 유지되어 있는 통기 필터를 구성한다.

Description

통기 필터 및 이것을 사용한 전기 장치 {VENTILATION FILTER AND ELECTRIC DEVICE USING SAME}
본 발명은 통기 필터 및 이것을 사용한 전기 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예를 들어 하드디스크 드라이브 등의 전기 장치에 있어서, 하우징 통기구에 장착하여 사용하는 통기 필터에 관한 것이다.
전자 기기의 하우징이나, 약품 등의 화학 물질을 저장 혹은 운반하기 위한 용기에는 하우징(용기) 내부의 기압(내압)을 완화하기 위한 통기구가 형성되어 있다. 그 통기구에는 외부로부터 침입할 우려가 있는 진애나 물방울 등의 오염물을 차단하기 위한 통기 필터가 설치되어 있다. 그와 같은 통기 필터의 하나로서 하드디스크 드라이브(HDD)용 통기 필터가 알려져 있다.
통기 필터에는 하우징의 외부에 존재하는 오염물이 하우징의 내부에 침입하는 것을 저지하는 기능이 요구되는 것 외에, 특히 HDD에서는 매우 높은 공기 청정도가 요구된다. 이로 인해, 통기 필터 자체로부터의 먼지 발생이나 가스 발생을 낮게 억제하는 것이 필요하다.
현재의 통기 필터에는 진애 뿐만 아니라 가스 상태 오염물의 침입을 억제하는 기능이 구비되어 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1에는 기체 통로를 내포하는 플라스틱 하우징과, 가스 상태 오염물의 흡착이 가능한 필터 시트(통기막)를 구비한 필터 어셈블리가 기재되어 있다. 플라스틱 하우징 내의 기체 통로는 브리더 개구부(통기구)와 통기막 사이의 기체 유통을 가능하게 한다.
또한, 특허 문헌 2에, 양면 점착 테이프, 가스 흡착제, 통기막의 적층 구조로 구성되는 통기 필터가 개시되어 있고, 확산 유로(기체 통로)가 내포되어 있음으로써 특허 문헌 1의 통기 필터와 동일한 기능을 갖는다. 특허 문헌 2에서는 통기 소재로서 다공질 PTFE막의 사용예가 거론되어 있지만, PTFE는 내열성이 높고 고온에서도 용융되지 않으므로, 플라스틱 중에서 가장 먼지 발생이나 가스 발생이 적은 소재이다.
일본 특허 공개 평(7)-211055호 공보(도 2 등) 일본 특허 제3313725호 공보(도 2a 등)
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 통기 필터에서는, 통기막과 플라스틱 하우징이 열 융착이나 초음파 용착에 의해 접합되어 있으므로, 접합 시에 발생하는 버어(weld flash)나 플라스틱의 열 열화에 수반하는 먼지 발생이 오염원으로 되어, HDD 내부의 공기 청정도를 떨어뜨려 버린다. 또한, 필터 어셈블리 표면의 대부분을 차지하는 플라스틱 하우징에는 성형 시에 발생하는 버어나 절삭 칩이 부착되어 있다.
한편, 상기 특허 문헌 2에 기재된 통기 필터에서는, 확산 유로는 얇은 양면 점착 테이프에 개구 형상을 펀칭함으로써 형성된 것이므로, 확산 유로를 길게 하거나 복잡하게 하는 것이 곤란하다. 또한, 확산 유로의 단면적은 사용하는 양면 점착 테이프의 두께에 따라서 제한되므로, 기체의 유량을 충분히 취할 수 없다. 즉, 특허 문헌 2에 기재된 통기 필터의 구조에서는, 유통하는 기체의 확산 효율이 나쁘고, 또한 압력 손실이 높다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 상황 하에 이루어진 것이며, 통기 필터로부터 하우징 등의 내부에 발산되는 오염물을 감소시키고, 또한 고확산 효율로 저압력 손실의 통기 필터를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 도달할 수 있었던 본 발명의 통기 필터는, 적어도 1개소에 관통 구멍을 갖는 접착층과, 상기 관통 구멍에 연통하는 유로를 구비한 유로 부재와, 상기 유로 부재를 덮고, 또한 상기 접착층의 일부도 덮는 통기막을 갖는 통기 필터이며, 상기 통기막의 주연부가 상기 접착층에 고정되고, 상기 유로 부재는 상기 접착층과 상기 통기막 사이에 형성되는 중공부 내에 유지되어 있는 것이다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 유로 부재가 플라스틱 형성물인 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 접착층에 대향하는 상기 유로 부재의 제1 주면에 홈이 형성되어 있고, 상기 홈을 상기 유로 부재의 유로로 하는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 유로 부재와 상기 통기막 사이에 기체 흡착 부재를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 기체 흡착 부재에 대향하는 상기 유로 부재의 제2 주면에 오목부 및/또는 볼록부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 유로 부재에 대향하는 상기 기체 흡착 부재의 제1 주면에 오목부 및/또는 볼록부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 기체 흡착 부재와 상기 유로 부재 사이에 통기 부재가 끼움 지지되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 통기 부재의 주연부가, 상기 통기막의 주연부에 있어서 상기 통기막과 상기 접착층 사이에 끼움 지지되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 기체 흡착 부재와 상기 통기막 사이에 장벽층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 장벽층과 상기 통기막 사이에, 또 다른 기체 흡착 부재가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 유로 부재 및/또는 상기 기체 흡착 부재에 결합부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 통기막이 불소 수지막, 보다 바람직하게는 연신 다공질 폴리테트라플루오로에틸렌막으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 통기막의 표면에 발액제를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 접착층을 양면 점착 테이프로 구성할 수 있다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 통기막의 주연부와 접착층의 접합 면적을 상기 통기 필터의 저면적의 0.15배 이상, 0.8배 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 유로 부재의 두께를 0.3 ㎜ 내지 5 ㎜로 하는 것이 바람직하다.
상기 통기 필터에 있어서, 상기 유로 부재와 상기 기체 흡착 부재 사이에 공간을 형성하여, 상기 공간의 체적을 상기 유로 부재의 주면의 면적 1 ㎟당 0.02 ㎣ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 도달할 수 있었던 본 발명의 전기 장치는 개구부를 갖는 하우징과, 상기 개구부를 덮도록 형성된 상기 통기 필터를 갖는 것이다.
본 발명의 통기 필터에서는, 접착층과 통기막 사이에 형성되는 중공부 내에 유로 부재를 유지하고 있으므로, 유로 부재를 발생원으로 하는 오염물이 통기 필터로부터 발산되는 일이 없다. 또한, 유로 부재의 형상이나 재료에 특별히 제한이 없으므로 유로의 설계 자유도가 높고, 고확산 효율인 통기 필터를 구성할 수 있고, 설계와 같이 고확산 효율과 저압력 손실의 양쪽을 겸비한 통기 필터를 구성할 수도 있다.
또한, 통기막의 주연부이며 접착층과 통기막이 고정된 부분(이하, 「플랜지부」라고도 함)은 접착층의 강도를 포함시켜도, 유로 부재를 유지하고 있는 부분에 비하면 얇고 유연하므로, 통기 필터를 장착한 하우징으로의 밀착성이 좋다. 그로 인해, 하우징에 다소의 굴곡이나 변형이 발생되어도 플랜지부가 하우징에 따라서 변형되고, 따라서 기체가 누출되기 어렵다.
또한, 통기 필터를 보관, 운반 등을 할 목적으로 접착층에 부착되는 박리 필름을 사용한 경우, 박리 필름에 휨이 발생한 경우라도, 휨 상태에 맞추어 플랜지부도 휘기 때문에, 박리 필름과의 밀착성이 높아 박리 필름으로부터의 탈락이나 어긋남이 발생하기 어렵다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 통기 필터의 상측 사시도이다.
도 2는 도 1의 통기 필터의 단면도이다.
도 3은 도 1의 통기 필터의 하측 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 다른 통기 필터의 단면도이다.
도 12는 참고예의 통기 필터의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 통기 필터 및 이것을 사용한 전기 장치에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 전기 장치의 예로서, 하드디스크 드라이브(HDD)를 사용한다.
(제1 실시 형태)
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 통기 필터의 구조를 해설하는 도면이다. 보다 상세하게는, 도 1은 본 실시 형태에 관한 통기 필터의 상측 사시도이고, 도 2는 단면도이고, 도 3은 하측 사시도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 통기 필터는 적어도 1개소에 관통 구멍 (1a)를 갖는 접착층 (1)과, 관통 구멍 (1a)에 연통하는 유로 (2a)를 구비한 유로 부재 (2)와, 유로 부재 (2)를 덮고, 또한 접착층 (1)의 일부도 덮는 통기막 (3)을 갖는다. 통기막 (3)의 주연부(플랜지부) (3a)가 접착층 (1)에 고정되어 있다. 유로 부재 (2)는 접착층 (1)과 통기막 (3) 사이에 형성되는 중공부 내에 유지되어 있고, 유로 부재 (2)와 통기막 (3) 사이에는 기체 흡착 부재 (4)가 형성되어 있다.
도 4는 HDD의 하우징 (5)의 내벽에 도 1 내지 도 3에 도시한 통기 필터를 부착한 상태를 도시하는 단면도이다. 하우징 (5)에는 개구부 (5a)가 형성되어 있다. 개구부 (5a)가 존재함으로써, 하우징 (5) 내부의 공기가 팽창ㆍ수축해도, 이 개구부 (5a) 및 통기 필터[관통 구멍 (1a), 유로 부재 (2) 내의 유로 (2a), 개구부 (2b)]를 경유하여 공기가 하우징 내외로 출입 가능한 구조로 되어 있다. 이로 인해, HDD 하우징 (5)의 내부를 고청정도로 유지하면서, HDD 하우징 (5)의 호흡을 실현하고 있다. 예를 들어, HDD 하우징 (5)가 급격하게 저온의 환경으로 들어가게 되어 내부의 공기가 수축되었을 때라도, HDD 하우징 (5)의 내부에는 통기 필터에 의해 오염물이 제거된 공기가 공급되고, HDD 하우징 (5)는 변형되는 일 없이 내부는 고청정도가 유지된다. 또한, 다습의 환경에서 장기간 사용되었을 때에는 유로 부재 (2)가 HDD 하우징 (5)의 내부에 수분이 침입하는 것을 억제하여, HDD 내부의 결로가 방지되고, 녹의 발생이 방지된다.
다음에, 하우징 (5)의 개구부 (5a)를 통과하는 기체의 흐름에 대해 설명한다. 도 4에 있어서, 하우징 (5)의 외계측(도 4 하방측)으로부터, 하우징 (5)의 개구부 (5a)를 경유하여 침입한 기체는 접착층 (1)의 관통 구멍 (1a)로부터 통기 필터로 유입되고, 유로 (2a)를 통해 개구부 (2b)로 흘러간다. 개구부 (2b)로부터는, 기체 흡착 부재 (4), 통기막 (3)을 각각 경유하여 하우징 (5)의 내부(도 1 상방측)로 빠진다. 기체는 그 역방향으로 흐르는 것도 가능해, 통기막 (3)측으로부터 유로 (2a)를 경유하여, 하우징 (5)의 개구부 (5a)로부터 외계로 빠져나온다.
본 실시 형태에 있어서의 통기 필터는 접착층 (1)과 통기막 (3) 사이에 형성되는 중공부 내에 유로 부재 (2)를 유지(밀봉)하므로, 유로 부재 (2)로부터의 발생 먼지를 포집할 수 있어, 고청정도의 기체 여과(필터링)를 행할 수 있다. 또한, 유로 부재 (2)의 형상이나 사용하는 재료에 특별히 제한이 없으므로, 유로 (2a)를 길게 설계함으로써 고확산 효율을 실현할 수 있고, 유로 (2a)의 단면적을 크게 취함으로써 저압력 손실을 실현할 수도 있다. 유로 부재 (2)에 플라스틱 성형체를 사용하면 유로 (2a)의 설계 자유도를 한층 높게 할 수 있어, 고확산 효율과 저압력 손실의 양립이 가능해진다.
또한, 플랜지부 (3a)는 접착층 (1)의 강도를 포함시켜도, 유로 부재 (2)를 유지하고 있는 부분에 비하면 얇고 유연하므로, 플랜지부 (3a)에 있어서 통기 필터와 하우징 (5)의 밀착성이 좋다. 즉, 하우징 (5)에 다소의 외부 응력이 가해짐으로써 하우징 (5)에 변형이 발생해도 플랜지부 (3a)가 하우징의 변형에 추종하므로, 플랜지부 (3a)가 하우징 (5)로부터 떠오르기 어렵고 또한 벗겨지기 어렵다. 따라서, 기체가 통기막 (3)을 경유하지 않고 하우징 (5)의 내외로 유동 출입(누출)하는 것이 유효하게 방지된다.
이상의 기능을 발휘하기 위해, 본 발명의 통기 필터는 접착층 (1), 유로 부재 (2), 통기막 (3)을 필요한 구성 요소로 하지만, 기체 흡착 부재 (4)는 유해 기체를 흡착 제거하는 필요에 따라서 경우에 따라서 설치된다. 이하, 본 실시 형태에 있어서의 구성 부재의 상세를 설명한다.
(1) 접착층
접착층 (1)은 접착성을 갖는 시트 형상물로, 예를 들어 가요성을 갖는 기재 시트에 접착제를 형성하여 이루어지는 것이다. 본 발명에 있어서, 접착제라 함은, 물체와 물체를 접합하는 데 사용하는 물질 일반을 가리키는 것으로, 점착제라고 불리는 것을 포함하는 것으로 한다. 접착제(점착제)로서는, 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 고무계 접착제 등, 종래 공지의 것을 적절하게 사용할 수 있지만, 아크릴계 접착제가 내열성이나 낮은 가스 발생성이 우수해 바람직하게 사용된다. 접착제의 내열 온도(피착체에 대해 접착성을 유지할 수 있는 온도)는, 예를 들어 80℃ 이상, 바람직하게는 120℃ 이상이다. 내열 온도가 80℃ 미만에서는 사용 시의 열부하에 의해 유로 부재 (2) 또는 통기막 (3)이 벗겨져 버리는 경우가 있다.
(2) 유로 부재
유로 부재 (2)는 상술한 바와 같이, 기체를 확산시키기 위한 유로 (2a)를 갖는 부재이다. 유로 부재 (2)의 재료로서는, 가스 발생이 적고, 가스나 수분의 침투성이 작은 것이 좋지만, 사용 용도나 목적에 따라서 적절하게 선정하면 된다. 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 폴리머, 폴리아세탈, 액정 폴리머, ABS 수지, 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 합성 고무, 열가소성 엘라스토머, 특히 바람직하게는 열가소성 플라스틱이다. 플라스틱의 형성 방법은, 예를 들어 사출 성형, 주형 성형, 압축 성형, 절삭 가공 등의 방법으로부터 적절한 것을 선택할 수 있다. 그 중에서도 사출 성형은 가공 정밀도나 양산성이 우수하므로 가장 바람직하다. 유로 부재 (2)의 두께는 필요로 하는 통기성이나 확산 저항에 의해 적절하게 설정하면 좋지만, 두께가 지나치게 얇으면 통기 저항이 높아지고, 지나치게 두꺼우면 조립 가공성이나 비용에 영향을 미치므로, 0.3 ㎜ 내지 5 ㎜로 하는 것이 바람직하다.
유로 (2a)는 유로 부재 (2)의 내부에 형성된 구멍이라도 좋고, 유로 부재 (2)의 표면에 노출된 통로(즉, 홈)라도 좋다. 예를 들어, 접착층 (1)에 대향하는 유로 부재 (2)의 제1 주면에 홈을 형성하여, 접착층 (1)과의 사이에 유로 공간을 형성하는 방법을 취하면, 유로 부재 (2)에 홈을 형성 가공하는 것만으로 유로 (2a)를 형성할 수 있는 제조상의 이점이 있다. 유로 (2a)의 형상은 직선 형상, 곡선 형상, 소용돌이 형상, 나선형 형상, 그 밖의 형태를 취할 수 있다. 유로 (2a)의 길이는, 확산 효율을 높이기 위해 5 ㎜ 이상(바람직하게는 10 ㎜ 이상)인 것이 바람직하고, 유로 (2a)의 총 체적은 통기 필터의 압력 손실을 내리기 위해, 예를 들어 0.45 ㎣ 이상(바람직하게는 0.9 ㎣ 이상)인 것이 바람직하다.
(3) 통기막
통기막 (3)은 통기성을 갖는 막 형상물로, 사용 환경에 적합한 통기성과 포집 효율과 청결성(cleanness)을 구비한 것인 것이 바람직하다. 통기막 (3)에는 다공질 수지 필름이나 일렉트릿(electret) 부직포나 나노 파이버 부직포 등을 사용할 수 있다. 통기막 (3)의 재료로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리이미드 등을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 방수성이 우수한 불소 수지, 더욱 바람직하게는 다공질 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 필름을 사용하는 것이 추장된다. 다공질 PTFE 필름과 다른 통기성 소재를 라미네이트한 박막을 사용하는 것은, 보강의 관점에서 바람직하다. 통기막 (3)의 미시적 형상으로서는, 네트 형상, 메쉬 형상, 다공질의 것을 사용할 수 있다. 다공질 PTFE 필름은 방수성이 우수하고, 물방울, 진애, 유해 가스 등의 침입을 방지하면서 HDD의 내외의 통기성을 갖게 하는 용도에 적합하다.
다공질 PTFE 필름으로서, 연신 다공질 PTFE 필름을 사용할 수 있다. 연신 다공질 PTFE 필름은 PTFE의 미세 파우더를 성형조제와 혼합함으로써 얻어지는 페이스트의 성형체로부터, 성형조제를 제거한 후, 고온 고속도로 연신, 또한 필요에 따라서 소성함으로써 얻어지는 것이다. 일축 연신의 경우, 노드(절첩 결정)가 연신 방향에 직각으로 미세한 섬 형상으로 되어 있고, 이 노드 사이를 연결하도록 발 형상으로 피브릴(절첩 결정이 연신에 의해 풀려서 인출된 직쇄상의 분자속)이 연신 방향으로 배향되어 있다. 그리고, 피브릴 사이, 또는 피브릴과 노드로 구획되는 공간이 구멍으로 된 섬유질 구조로 되어 있다. 또한, 이축 연신의 경우에는, 피브릴이 방사상으로 퍼져, 피브릴을 연결하는 노드가 섬 형상으로 점재되고, 피브릴과 노드로 구획된 공간이 다수 존재하는 거미줄 형상의 섬유질 구조로 되어 있다.
통기막 (3)은 1축 연신 다공질 PTFE 필름이라도 좋고, 2축 연신 다공질 PTFE 필름이라도 좋다.
통기막 (3)은 그 세공 내표면에 발액성 폴리머를 피복시켜 사용하는 것이 바람직하다. 통기막 (3)의 세공 내표면을 발수 발유성 폴리머로 피복해 둠으로써, 체지(body oil)나 기계유, 물방울 등의 다양한 오염물이, 통기막의 세공 내에 침투 혹은 유지되는 것을 억제할 수 있다. 이들 오염 물질은 통기막의 포집 특성이나 통기 특성을 저하시켜, 통기막으로서의 기능을 손상시키는 원인이 된다.
또한, 특허청구의 범위 및 본 명세서에 있어서 「발액제」라 함은, 액체를 튕기는 성질 내지는 기능을 갖는 물질을 가리키는 것으로 하고, 「발액제」에는 「발수제」, 「발유제」, 「발수 발유제」 등을 포함하는 것으로 한다. 이하, 발수 발유성 폴리머를 예로 들어 설명한다.
발수 발유성 폴리머로서는, 불소 함유 측쇄를 갖는 폴리머를 사용할 수 있다. 발수 발유성 폴리머 및 그것을 다공질 PTFE 필름에 복합화하는 방법의 상세에 대해서는 WO94/22928호 공보 등에 개시되어 있고, 그 일례를 하기에 나타낸다.
발수 발유성 폴리머로서는, 하기 화학식 1
Figure 112011077552440-pct00001
(식 중, n은 3 내지 13의 정수, R은 수소 또는 메틸기임)
로 나타내는 플루오로알킬아크릴레이트 및/또는 플루오로알킬메타크릴레이트를 중합하여 얻어지는 불소 함유 측쇄를 갖는 폴리머(불소화 알킬 부분은 4 내지 16의 탄소 원자를 갖는 것이 바람직함)를 바람직하게 사용할 수 있다. 이 폴리머를 사용하여 상기 다공질 PTFE 필름의 세공 내를 피복하기 위해서는, 이 폴리머의 수성 마이크로에멀전(평균 입경 0.01 내지 0.5 ㎛)을 불소 함유 계면 활성제(예를 들어, 암모늄 퍼플루오로옥타네이트)를 사용하여 제작하고, 이것을 다공질 PTFE 필름의 세공 내에 함침시킨 후, 가열한다. 이 가열에 의해, 물과 불소 함유 계면 활성제가 제거되는 동시에, 불소 함유 측쇄를 갖는 폴리머가 용융되어 다공질 PTFE 필름의 세공 내 표면을 연속 기공이 유지된 상태로 피복하여, 발수성ㆍ발유성이 우수한 통기막이 얻어진다.
통기막 (3)의 형상은, 본 실시 형태에 있어서는 원형의 것으로서 설명하였지만, 원형의 것뿐만 아니라, 직사각형, 타원, 그 밖의 유로 부재 (2) 또는 기체 흡착 부재 (4)의 형상에 따라서 다양한 형상을 취할 수 있다. 통기막 (3)의 주연부와 접착층 (1)의 접합 면적[플랜지부 (3a)의 면적]에는 특별히 제한은 없지만, 기체의 누출 방지를 위해, 통기 필터의 저면적의 0.15배 이상(바람직하게는 0.3배 이상) 확보해 두는 것이 바람직하다. 한편, 통기 필터를 가능한 한 콤팩트하게 설계하는 관점 및 취급 용이성의 관점에서, 플랜지부 (3a)의 면적은 통기 필터의 저면적의 0.8배 이하(바람직하게는 0.6배 이하)로 해 두는 것이 바람직하다.
(4) 기체 흡착 부재
기체 흡착 부재 (4)는, 상술한 바와 같이 본 발명의 필수의 구성은 아니지만, 유해 기체를 흡착 제거할 필요에 따라서 경우에 따라 설치된다. 기체 흡착 부재 (4)에 사용되는 기체 흡착제로서는, 활성탄, 실리카 겔, 이온 교환 수지 등이 사용된다. 유기 가스의 흡착에는 활성탄이 적합하다. 활성탄에 알칼리 성분이나 산 성분을 첨착하면 무기계 가스의 흡착 특성도 부가할 수 있으므로 적절하게 사용하는 것이 좋다.
기체 흡착 부재 (4)의 형상으로서는, 가공성이나 취급성의 관점에서, 시트 형상이나 태블릿 형상의 것이 바람직하게 사용되지만, 유로 부재 (2)의 저면 및 상면이 작게 형성되어 있는 경우에는, 기체 흡착 부재 (4)도 저면을 작게 구성하고, 그만큼 유해 기체를 흡착 제거하는 능력을 확보하기 위해 두껍게 구성한다.
본 발명의 통기 필터에는 상기한 효과 외에도, 전자 장치의 하우징에 설치하는 제조 공정에 있어서도 유리한 효과를 발휘하는 경우가 있다. 상술한 바와 같이, 접착층 (1)과 통기막 (3) 사이에 형성되는 중공부 내에 유로 부재 (2)를 유지하고 있으므로, 플랜지부 (3a)의 부분에 있어서는 접착층 (1)과 통기막 (3) 사이에 유로 부재 (2)가 존재하지 않고, 그로 인해 통기 필터를 하우징 (5)에 부착할 때에 플랜지부 (3a)에 강한 압박을 가해도, 유로 부재 (2)에는 압력이 전해지지 않으므로, 유로 부재 (2)가 파손되는 것이나, 유로 (2a)의 변형에 수반하는 통기 장해를 일으키는 일이 없다.
이상과 같이 제1 실시 형태에서는, 본 발명의 기본적 구성을 도시하였지만, 제2 실시 형태 이후에는, 기본이 되는 제1 실시 형태의 변형예나 더욱 개선된 예를 나타내는 것이다.
(제2 실시 형태)
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 유로 부재 (2)의 표리 2개의 주면 중, 기체 흡착 부재 (4)에 대향하는 유로 부재 (2)의 제2 주면[접착층 (1)에 대향하는 제1 주면과는 반대측]에 오목부 및/또는 볼록부를 형성함으로써, 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4) 사이에 통기용 간극을 형성한 구조이다. 기체 흡착 부재 (4)의 통기성이 낮은 경우에, 통기 필터의 압력 손실이 높아져 버리는 것을 방지하는 데 유효하다. 기체 흡착 부재 (4)의 표면(하면:제1 주면)을 따라서 공기가 흐를 때에 유해 가스가 흡착되므로, 유해 가스 제거의 관점에서도 유효하다. 오목부 및/또는 볼록부를 형성함으로써 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4) 사이에 형성된 공간은, 이와 같은 효과를 유효하게 발휘시키기 위해, 유로 부재 (2)의 1 ㎟당, 0.02 ㎣ 이상(바람직하게는 0.1 ㎣ 이상)으로 하는 것이 바람직하다. 유로 부재 (2)의 요철 형상은 사출 성형으로도 절삭 가공에 의해서도 형성할 수 있지만, 생산 효율의 관점에서, 사출 성형을 사용하는 것이 바람직하다.
(제3 실시 형태)
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다. 본 실시 형태에서는 기체 흡착 부재 (4)의 표리 2주면 중, 유로 부재 (2)에 대향하는 제1 주면[통기막 (3)에 대향하는 제2 주면과는 반대측]에 오목부 및/또는 볼록부를 형성함으로써, 제2 실시 형태와 마찬가지로 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4) 사이에 통기용 간극을 형성한 구조이다. 제2 실시 형태와 마찬가지로, 기체 흡착 부재 (4)의 통기성이 낮은 경우에 유효하다. 이 경우도 기체 흡착 부재 (4)의 표면(하면)을 따라서 공기가 흐를 때에 유해 가스가 흡착되므로, 유해 가스 제거의 관점에서도 유효하다. 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4) 사이에 형성된 공간은, 이와 같은 효과를 유효하게 발휘시키기 위해, 기체 흡착 부재 (4)의 1 ㎟당, 0.02 ㎣ 이상(바람직하게는 0.1 ㎣ 이상)으로 하는 것이 바람직하다. 기체 흡착 부재 (4)의 요철 형성에는 압축 성형을 사용하는 것이 바람직하다.
(제4 실시 형태)
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다. 본 실시 형태에서는 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4) 사이에 통기 부재 (6)을 끼움 지지한 구조이다. 통기 부재 (6)은 통기용 간극을 확보할 수 있는 소재로, 바람직하게는 부직포나 망상(net) 소재를 사용할 수 있다. 이때, 통기 부재 (6)을 구성하는 소재로 여과 특성을 갖는 것을 사용하면, 기체 흡착 부재 (4)로부터의 먼지 발생이 많은 경우에, 진애가 유로 (2a)로 이행하여 유로 (2a)를 막히게 하거나, 통기 필터의 밖으로 유출시키는 것을 방지할 수 있다. 여과 특성을 갖는 구체적인 재료로서는, 다공질 수지 필름이나 일렉트릿 부직포나 나노 파이버 부직포 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 통기 필터도, 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태와 마찬가지로 기체 흡착 부재 (4)의 통기성이 낮은 경우에 유효하지만, 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태의 경우에 비해, 유로 부재 (2)나 기체 흡착 부재 (4)에 요철을 형성하는 공정을 생략할 수 있는 것 외에, 진애가 통기막 (3)에 도달할 때까지 포집할 수 있는 장점이 있다.
(제5 실시 형태)
도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다. 제5 실시 형태에 관한 통기 필터는, 기본적으로는 제4 실시 형태에 관한 통기 필터와 동일한 구성을 갖고 있지만, 통기 부재 (6)이 넓게 형성되어 있고, 통기 부재 (6)의 주연부가, 통기막 (3)의 주연부[플랜지부 (3a)]에 있어서 통기막 (3)과 접착층 (1) 사이에 끼움 지지되어 있다. 이와 같은 구조에 의해, 통기 부재 (6)을 안정적으로 고정할 수 있다. 또한, 통기 부재 (6)의 면내 방향으로의 기체의 유통에 의해, 통기 부재 (6)이 플랜지부 (3a)에 접하는 부분에 있어서도 기체 유통이 가능하므로, 통기 필터의 압력 손실을 낮게 억제할 수 있다. 통기막 (3)에는 어느 정도의 강도가 필요하므로, 통기막 (3)의 통기성을 높게 할 수 없는 경우에 유효하다.
(제6 실시 형태)
도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도이다. 본 실시 형태에 관한 통기 필터에서는 기체 흡착 부재 (4)와 통기막 (3) 사이에 기체가 투과할 수 없는 장벽층 (7)이 형성되어 있다. 관통 구멍 (1a)로부터 통기 필터로 유입되는 기체는, 통기 저항이 가장 낮아지는 경로로 통기막 (3)에 도달하려고 하지만, 기체 흡착 부재 (4) 중을 통과하는 거리가 짧아질수록, 유해 기체가 충분히 제거될 수 없는 상태에서 통기막 (3)으로부터 하우징 (5) 내로 투과해 버린다. 장벽층 (7)은 기체를 가능한 한 긴 경로에서 기체 흡착 부재 (4)를 가로지르게 하려고 하는 경우에 유효하다. 이와 같은 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 유로 부재 (2)의 개구부 (2b)가 기체 흡착 부재 (4)의 중앙부에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 유해 기체를 포함하는 기체가, 기체 흡착 부재 (4)의 폭의 적어도 1/2의 거리에 걸쳐서 기체 흡착 부재 (4) 중을 투과하기 때문이다. 또한, 이 통기 필터에 있어서, 장벽층 (7)과 통기막 (3) 사이에, 또 다른 기체 흡착 부재를 형성하는 것이 바람직하다. 도 9의 장벽층 (7)을 설치한 경우, 하우징 (5)의 내부(도 9의 상측)에 존재하는 가스에 대한 흡착 성능이 저하되므로, 기체 흡착 부재 (4)와, 또 다른 기체 흡착 부재의 2층의 기체 흡착 부재에 장벽층 (7)이 끼워진 구조로 하는 쪽이 보다 바람직하다.
(제7 실시 형태)
상기 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태에 있어서, 기체 흡착 부재 (4)를 사용한 경우, 종래에는 없었던 과제가 발생한다. 즉, 유로 부재 (2) 및 기체 흡착 부재 (4)는 모두 어느 정도의 강성을 가지므로, 만약 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4)의 상대 위치 관계에 어긋남이 발생하면, 통기 필터의 기체 흡착 성능이 저하되거나, 변동되거나, 혹은 통기막 (3)에 파손이 발생할 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해, 유로 부재 (2) 및/또는 기체 흡착 부재 (4)에 결합부를 설치함으로써 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4)를 고정하는 것이 바람직하다. 결합부로서는, 예를 들어 유로 부재 (2)에 오목부 또는 볼록부, 기체 흡착 부재 (4)에 볼록부 또는 오목부를 형성하는 방법이 있다. 도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 통기 필터의 단면도로, 유로 부재 (2)에 볼록부, 기체 흡착 부재 (4)에 오목부를 형성한 경우의 예이다. 볼록부의 형상은 기둥 형상, 뿔 형상, 사다리꼴 형상 등 다양한 형태를 취할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 다른 통기 필터의 단면도로, 기체 흡착 부재 (4)에는 유로 부재 (2)의 전체를 수납할 수 있는 오목부가 형성되어 있는 예이다.
도 10 및 도 11의 예로 한정되지 않고, 유로 부재 (2) 또는 기체 흡착 부재 (4)가 서로 결합할 수 있는 형상을 갖고 있으면 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4)의 상대 위치의 어긋남을 방지할 수 있다.
또한, 결합부를 설치하는 것/설치하지 않는 것에 관계없이, 유로 부재 (2)와 기체 흡착 부재 (4)를 접착(점착)시키는 것은 유효한 수단이다.
이상 설명한 실시 형태에서는, 통기 필터를 HDD에 사용한 예에 대해 설명해 왔지만, HDD로 한정되지 않고, 하우징(용기)을 갖고, 하우징 내부의 기압(내압) 변동을 완화시킬 필요를 갖는 것이면 어떤 하우징에 대해서도 사용 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터를 내장한 각종 제어 박스나, 약품의 저장 용기 또는 운반 용기에서도 사용할 수 있다.
(참고예)
도 12는 참고예로서 도시하는 통기 필터의 단면도이다. 이 통기 필터는 용기 형상으로 형성된 연신 다공질 PTFE막에 기체 흡착제를 봉입한 기체 흡착 부재와, 확산 유로를 형성한 플라스틱 성형체(8)를 용착에 의해 합체한 구조이다. 이 통기 필터는, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 통기 필터와 비교하면 플라스틱의 사용량이나 플라스틱의 노출 면적은 작지만, 유로 부재의 측면은 통기 필터 표면에 노출되어 있고, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 통기 필터와 마찬가지로, 버어, 절삭 칩, 이형제 등이 하우징 내에 비산되어 버리는 문제가 있다.
1 : 접착층
1a : 관통 구멍
2 : 유로 부재
2a : 유로
2b : 개구부
3 : 통기막
4 : 기체 흡착 부재
5 : 하우징
6 : 통기 부재
7 : 장벽층
8 : 플라스틱 성형체

Claims (19)

  1. 적어도 1개소에 관통 구멍을 갖는 접착층과,
    제1 단부 및 제2 단부를 구획하는 유로를 구비한 유로 부재이며, 상기 유로 부재는 유로의 제1 단부에 연통하는, 유로 부재를 관통한 개구부를 가지고 있고, 상기 유로는 기체를 확산시키기 위해 유로 부재와 접착층 사이에 형성되는 공간을 의미하고, 유로의 제2 단부는 상기 접착층의 관통 구멍에 연통하는 유로 부재와,
    상기 유로 부재의 개구부를 덮고, 또한 상기 접착층의 일부도 덮는 통기막을 갖는 통기 필터이며,
    상기 통기막의 주연부가 접착층의 제1면에 고정되어 플랜지부를 형성하고, 상기 유로 부재는 상기 접착층과 상기 통기막 사이에 형성되는 중공부 내에 유지되고, 상기 접착층의 제1면과 반대쪽인 접착층의 제2면이 하우징에 고정되는 것을 특징으로 하는 통기 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유로 부재가 플라스틱 형성물인 통기 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착층에 대향하는 상기 유로 부재의 제1 주면에 홈이 형성되어 있고, 상기 홈이 상기 유로 부재의 유로인 통기 필터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유로 부재와 상기 통기막 사이에 기체 흡착 부재가 형성되어 있는 통기 필터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기체 흡착 부재에 대향하는 상기 유로 부재의 제2 주면에 오목부 또는 볼록부, 또는 이들 둘 다가 형성되어 있는 통기 필터.
  6. 제4항에 있어서, 상기 유로 부재에 대향하는 상기 기체 흡착 부재의 제1 주면에 오목부 또는 볼록부, 또는 이들 둘 다가 형성되어 있는 통기 필터.
  7. 제4항에 있어서, 상기 기체 흡착 부재와 상기 유로 부재 사이에 통기 부재가 끼움 지지되어 있는 통기 필터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 통기 부재의 주연부가, 상기 통기막의 주연부에 있어서 상기 통기막과 상기 접착층 사이에 끼움 지지되어 있는 통기 필터.
  9. 제4항에 있어서, 상기 기체 흡착 부재와 상기 통기막 사이에 장벽층이 형성되어 있는 통기 필터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 장벽층과 상기 통기막 사이에, 기체 흡착 부재가 더 형성되어 있는 통기 필터.
  11. 제4항에 있어서, 상기 유로 부재 또는 상기 기체 흡착 부재, 또는 이들 둘 다에 결합부가 형성되어 있는 통기 필터.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통기막이 불소 수지막으로 구성되어 있는 통기 필터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 불소 수지막이 다공질 폴리테트라플루오로에틸렌막으로 구성되어 있는 통기 필터.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통기막의 표면에 발액제를 첨가한 통기 필터.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착층이 양면 점착 테이프인 통기 필터.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통기막의 주연부와 접착층의 접합 면적이 상기 통기 필터의 저면적(底面積)의 0.15배 이상, 0.8배 이하인 통기 필터.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유로 부재의 두께가 0.3 ㎜ 내지 5 ㎜인 통기 필터.
  18. 제5항에 있어서, 상기 유로 부재와 상기 기체 흡착 부재 사이에 공간이 형성되고, 상기 공간의 체적이 상기 유로 부재의 주면의 면적 1 ㎟당 0.02 ㎣ 이상인 통기 필터.
  19. 개구부를 갖는 하우징과, 상기 개구부를 덮도록 형성된 제1항 또는 제2항에 기재된 통기 필터를 갖는 전기 장치.
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