[发明专利]用于磁盘驱动器的改良的吸附制品

说明书

发明领域

本发明涉及用于过滤、吸附或去除磁盘驱动器上的污染物的装置。

发明背景

许多包含敏感器件或设备的闭合件必须维持非常干净的环境以正常运行。例子包括：含对可能干扰机械或电子运行的微粒和气态污染物敏感的感光表面或电子连接器的闭合件；数据记录装置，例如对颗粒、有机物蒸气、湿气和腐蚀性蒸气敏感的计算机硬盘驱动器；和电子控制盒，例如对湿气累积和腐蚀以及液体和蒸气污染物敏感的汽车中使用的电子控制盒。这些闭合件(后文统称为“磁盘驱动器”)中的污染物来源于闭合件的内部和外部。例如，对于计算机硬盘驱动器，损坏可能是外部污染物以及内部元件产气和产生颗粒导致的结果。

磁盘驱动器对湿度变化敏感。湿度低是有问题的，因为这样会增加静电或降低润滑剂效力、厚度或功能。但是，高湿度可能促进腐蚀和润滑剂溶胀。磁盘介质的保护层越来越薄，使得腐蚀风险不断增加。垂直记录介质的金属薄层即使在中等湿度条件下也易发生腐蚀。

与有机物或酸气污染物相比，湿度问题需要明显更大的吸附剂体积来保护磁盘，因为湿气浓度比有机物或其他气体浓度明显更高。因此，免于湿度波动影响的驱动器需要显著量的吸附剂。在感兴趣的适当相对湿度范围内发挥作用的吸附剂是关键。

除防潮外，还必须保护磁盘驱动器免受周围环境中的大量其他污染物的干扰。对于可能不用于典型数据处理环境的小型到中型计算机系统中使用的驱动器是如此，对于可移动、可便携的驱动器尤其是如此。这些应用的例子包括：个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)插槽、音乐设备、汽车导航应用以及手机中使用的磁盘驱动器。每种新的消费应用带来其自身条件组合，磁盘驱动器需要能够在该条件组合下运行。

吸附剂的一些性能要求常常冲突。一种要求是吸附相对高容量的低浓度有机物蒸气。另一种要求是维持驱动器内的高湿气容量以防止凝结。第三种要求是控制或缓冲驱动器内的相对湿度。第四种要求是控制驱动器内的酸气以尽可能减少腐蚀。

有机物蒸气必须保持在非常低的水平。驱动器内污染物的浓度常常等于或低于1ppb。吸附剂必须在污染物凝结到磁头或磁盘上而导致驱动器故障之前吸附污染物。通常，具有高表面积和大微孔百分比的吸附剂最适合这些应用。

在中等到高相对湿度水平下，湿度控制尤其重要。驱动器必须不能太干，因为一定的湿度常常是驱动器内实现最佳润滑效果所需的。在高RH条件下运行时，凝结会严重腐蚀并损坏驱动器。95％RH下具有高容量，85％RH到95％RH之间具有斜率上升等温线的吸附剂是尤其优选的。通常，具有高孔体积的吸附剂最适合高终点湿气容量，但这些吸附剂表面积较低且微孔百分比较小。因此，这些吸附剂在低到中等RH的湿气容量下有效性较低。

超过45％RH湿度时磁头和磁盘元件可能开始腐蚀。因此，为了在驱动器储存和运输期间实现良好保护，需要25％RH到45％RH之间的大湿气容量。此外，显著湿气容量使吸附剂能够在循环打开/关闭期间缓冲驱动器，同时在RH的不同极点下运行。对于在中等RH范围内进行吸附，需要低RH范围内不太容易吸附湿气但在中等RH范围内的确能吸附湿气的吸附剂。已知的用于磁盘驱动器的活性碳通常不能满足这些要求。

一些磁盘驱动器内使用硅胶以助于吸附和缓冲湿气，但硅胶吸附剂也存在一些问题。首先，虽然硅胶在低于25％RH下具有显著的湿气吸附容量，并且在25％RH到45％RH之间吸附容量中等，但是RH超过45％时硅胶吸附容量极小。将磁盘从热环境取出置于冷环境时防止凝结条件的缓冲作用非常小。而且，硅胶是非常硬的材料，如果接触磁头或磁盘可能导致严重损坏。

提升总的吸附性能使得能够在磁盘驱动器中使用较少的吸附剂以获得所需的吸附容量。在空间极端有限的情况下，降低吸附剂体积在硬盘驱动器中是非常重要的。

因此，需要克服上述限制的改良的吸附滤器，在中等RH条件下(25％-45％RH)改善湿气控制，同时维持良好的有机物、酸气和高端RH控制。

发明概述

一方面，提供了包含具有官能性端基的碳吸附剂的用于磁盘驱动器的吸附制品。官能性端基含氧，使得碳吸附剂包含至少约13.5重量％的氧。优选地，碳吸附剂包含至少15.0重量％的氧。官能性端基可包括羧基、羰基、羧酸、酚、醌、醚、酸酐和内酯。优选地，官能性端基共价结合于碳吸附剂，使得该端基赋予碳吸附剂以新的化学官能性。吸附制品可以是片状、填充带吸附剂嵌合织物、吸附剂珠粒或吸附剂细粒的形式。