JP6724231B2 - 防水部材及び電子機器 - Google Patents
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Description
音及び/又は気体の通過を許容しつつ水の侵入を防ぐ防水膜と、厚さ方向の通気性を有する支持層と、を備える防水部材であって、
前記防水部材は、
前記防水膜と前記支持層とが接合された接合領域と、
前記防水膜と前記支持層とが互いに離間した状態にある非接合領域と、
を有し、
前記防水膜の主面に垂直な方向から見て、前記非接合領域は前記接合領域により囲まれており、
前記非接合領域における前記支持層の厚さが500μm以下であり、
前記非接合領域における前記防水膜と前記支持層との離間距離が150μm以下であり、
前記支持層の面内方向の透気抵抗度が8万秒/100mLを超える、防水部材、
を提供する。
開口を有する筐体と、
前記開口を塞ぐように前記筐体に取り付けられた上記本発明の防水部材と、を備え、
前記部材は、前記防水膜の側が前記筐体の外部に面し、前記支持層の側が前記筐体の内部に面するように、前記筐体に取り付けられている電子機器、
を提供する。
気孔率(%)={1−(質量[g]/(厚さ[cm]×面積[cm2]×真密度[2.18g/cm3]))}×100
式:通音特性低下率[%]=(L2−L1)/L1×100
音の通過を許容しつつ水の侵入を防ぐ防水通音膜と、厚さ方向の通気性を有する支持層と、を備える防水通音部材であって、
前記防水通音部材は、
前記防水通音膜と前記支持層とが接合された接合領域と、
前記防水通音膜と前記支持層とが互いに離間した状態にある非接合領域と、
を有し、
前記防水通音膜の主面に垂直な方向から見て、前記非接合領域は前記接合領域により囲まれており、
前記非接合領域における前記支持層の厚さが500μm以下であり、
前記支持層の面内方向の透気抵抗度が8万秒/100mLを超える防水通音部材、
であってもよい。
気体の通過を許容しつつ水の侵入を防ぐ防水通気膜と、厚さ方向の通気性を有する支持層と、を備える防水通気部材であって、
前記防水通気部材は、
前記防水通気膜と前記支持層とが接合された接合領域と、
前記防水通気膜と前記支持層とが互いに離間した状態にある非接合領域と、
を有し、
前記防水通気膜の主面に垂直な方向から見て、前記非接合領域は前記接合領域により囲まれており、
前記非接合領域における前記支持層の厚さが500μm以下であり、
前記支持層の面内方向の透気抵抗度が8万秒/100mLを超える防水通気部材、
であってもよい。
防水通音膜として、以下の通音膜A,Bを準備した。
PTFE粒子の分散液であるPTFEディスパージョン(PTFE粒子の濃度40質量%、PTFE粒子の平均粒径0.2μm、PTFE100質量部に対してノニオン性界面活性剤を6質量部含有)に、フッ素系界面活性剤(DIC製、メガファックF−142D)をPTFE100質量部に対して1質量部加えた。次に、フッ素系界面活性剤を加えた上記PTFEディスパージョンの塗布膜(厚さ20μm)を、帯状のポリイミド基板(厚さ125μm)の表面に形成した。塗布膜は、ポリイミド基板をPTFEディスパージョンに浸漬した後、引き上げることで形成した。次に、基板及び塗布膜の全体を加熱して、PTFEのキャスト膜を形成した。加熱は、第1の加熱(100℃、1分)と、その後の第2の加熱(390℃、1分)との2段階とした。塗布膜に含まれる分散媒の除去が第1の加熱によって、塗布膜に含まれるPTFE粒子の結着に基づくキャスト膜の形成が第2の加熱によって、それぞれ進行した。塗布膜の形成と、その後の第1及び第2の加熱とをさらに2回繰り返した後、形成されたPTFEキャスト膜(厚さ25μm)をポリイミド基板から剥離した。
通音膜Bとして、無孔のPETフィルム(東レ製、ルミラー#5AF53)を準備した。通音膜Bの厚さは4μm、面密度は5.5g/m2、厚さ方向の通気度は、ガーレー通気度により表して10万秒/100mL以上、耐水圧(限界耐水圧)は650kPaであった。
本実施例では、9種類の防水通音部材(サンプル1〜9)を作製した。各サンプルについて、以下の支持層を準備した。
・サンプル1,4及びサンプル6(比較例)
SUS304から構成される厚さ100μmのパンチングメタル(開口率19%、厚さ方向の通気度500cm3/(cm2・秒)以上、面内方向の透気抵抗度30万秒/100mL超、各貫通孔の開口の形状は、主面に垂直な方向から見て直径0.15mmの円形)を準備した。
・サンプル2
SUS304から構成される厚さ200μmのパンチングメタル(開口率19%、厚さ方向の通気度500cm3/(cm2・秒)以上、面内方向の透気抵抗度30万秒/100mL超、各貫通孔の開口の形状は、主面に垂直な方向から見て直径0.15mmの円形)を準備した。
・サンプル3
SUS304から構成される厚さ500μmのパンチングメタル(開口率19%、厚さ方向の通気度500cm3/(cm2・秒)以上、面内方向の透気抵抗度30万秒/100mL超、各貫通孔の開口の形状は、主面に垂直な方向から見て直径0.15mmの円形)を準備した。
・サンプル5(比較例)
SUS304から構成される厚さ1000μmのパンチングメタル(開口率19%、厚さ方向の通気度500cm3/(cm2・秒)以上、面内方向の透気抵抗度30万秒/100mL超、各貫通孔の開口の形状は、主面に垂直な方向から見て直径0.15mmの円形)を準備した。
・サンプル7(比較例)
Eggs(泰豊トレーディング)より入手可能な#100(厚さ200μm、空間率50%、厚さ方向の通気度500cm3/(cm2・秒)以上、面内方向の透気抵抗度35秒/100mL)
・サンプル8(比較例)
日本ケミカル商事から入手可能なコンウェッドネットX06065(厚さ350μm、空間率50%、厚さ方向の通気度500cm3/(cm2・秒)以上、面内方向の透気抵抗度54000秒/100mL)
・サンプル9(比較例)
広瀬製紙製、HOP60HCF(材質ポリエチレン、厚さ170μm、厚さ方向の通気度46.0cm3/(cm2・秒)、面内方向の透気抵抗度60300秒/100mL)
[サンプル1〜3,5,7〜9]
準備した通音膜A及び支持層を用いて、非接合領域における防水通音膜と支持層との離間距離が50μmであるサンプル1〜3,5,7〜9を作製した。サンプル1〜3,5,7〜9は、以下の手順により作製した。
準備した通音膜A及び支持層を用いて、非接合領域における防水通音膜と支持層との離間距離が150μmであるサンプル4を作製した。サンプル4は、外径5.8mm及び内径1.5mmのリング状の形状を有する厚さ150μmの両面粘着テープ(日東電工製No.5615)を両面粘着テープAとして使用した以外は、サンプル1〜3,5,7〜9と同様に作製した。
準備した通音膜A及び支持層を用いて、非接合領域における防水通音膜と支持層との離間距離が500μmであるサンプル6を作製した。サンプル6は、外径5.8mm及び内径1.5mmのリング状の形状を有する厚さ500μmの両面粘着テープ(2枚の日東電工製No.5620(厚さ200μm)と、1枚の日東電工製No.5610(厚さ100μm)とを重ねて作製)を両面粘着テープAとして使用した以外は、サンプル1〜3,5,7〜9と同様に作製した。
次に、サンプル1〜9の作製に使用した防水通音膜及び支持層の評価方法と、作製したサンプル1〜9の評価方法とを示す。
防水通音膜及び支持層の厚さは、ダイヤルゲージにより測定した。
防水通音膜の面密度(目付)は、直径48mmの円形に打ち抜いた防水通音膜の質量を測定し、主面の面積1m2あたりの質量に換算して求めた。
防水通音膜の気孔率は、上述の方法により求めた。
防水通音膜の厚さ方向の通気度は、JIS L1096:2010に定められた通気性測定B法(ガーレー形法)に準拠して、空気透過度(ガーレー通気度)として求めた。防水通音膜よりも通気性が高い支持層の厚さ方向の通気度は、JIS L1096:2010に定められた通気性測定A法(フラジール形法)に準拠して求めた。
支持層の面内方向の透気抵抗度は、測定冶具を使用し、JIS P8117:2009に定められた王研式試験機法による透気抵抗度試験方法を応用して評価した。具体的には、以下の方法により、支持層の面内方向の透気抵抗度を評価した。
防水通音膜の耐水圧(限界耐水圧)は、上述した測定冶具を使用し、JIS L1092:2009の耐水度試験A法(低水圧法)又はB法(高水圧法)に準拠して測定した。
防水通音膜及びサンプル1〜9に対する水圧保持試験は、上述の方法により実施した。試験の条件は、次の条件a及び条件bとした。試験中、防水通音膜に水漏れが生じた場合を不可(×)、水漏れが生じなかった場合を良(○)とした。
・条件a 水圧500kPa、水圧印加時間10分
・条件b 水圧700kPa、水圧印加時間30分、各試験間の間隔を1分として30回繰り返し
水圧保持試験の実施前及び実施後のそれぞれの時点において、防水通音膜及びサンプル1〜9の挿入損失(200Hzでの挿入損失及び1kHzでの挿入損失)を測定した。サンプル1〜9並びに通音膜A及びBに対しては、条件aの水圧保持試験の前後における挿入損失を測定した。挿入損失は、携帯電話の筐体を模した模擬筐体を用いて、以下の方法により測定した。
防水通音膜及びサンプル1〜9の通音特性低下率は、水圧保持試験前の挿入損失(1kHzでの挿入損失)L1、及び水圧保持試験後の挿入損失(1kHzでの挿入損失)L2から、式:通音特性低下率[%]=(L2−L1)/L1×100により求めた。
サンプル1〜9における「防水通音膜の挿入損失に対する防水通音部材の挿入損失の増分の比」を、200Hz及び1kHzの各々の周波数について、以下の式より求めた。
式:比(%)=(各サンプルの挿入損失−通音膜Aの挿入損失)/通音膜Aの挿入損失×100
通音膜A及び通音膜Aを備えるサンプル1,2について、水圧保持試験の実施前及び実施後のそれぞれの時点において、通気度(通音膜A、又は、通音膜A及び支持層を透過する方向の通気度)を測定し、水圧保持試験の前後における通音膜A及び上記サンプルの通気特性の変化度を評価した。通気特性の変化度は、水圧保持試験前における通音膜A及び各サンプルの通気度をA1、水圧保持試験後における通音膜A及び各サンプルの通気度をA2として、式:|(AP2−AP1)|/AP1×100(%)により求めた。なお、通音膜A及び各サンプルの通気度は、JIS P8117:2009に定められた王研式試験機法を実施可能な圧力センサ式透気度試験装置(旭精工製、EG02−S)により、上述した測定冶具(直径1mmの貫通孔を有する厚さ2mm、直径47mmのポリカーボネート製円板)を使用して、透気抵抗度tKとして求めた。また、水圧保持試験後における通気度の測定は、試験後、通音膜又はサンプルを60℃で1時間乾燥させた後に実施した。
2 防水通音膜
3 支持層
4 非接合領域
5 接合領域
6 接合部
7A,7B 固定部
8 開口部
11 ベースフィルム
12 セパレータ
13 外部
14 内部
15 筐体
16 外部通音口
17 音声変換器
18 内部通音口
19 内部空間
20 スマートフォン
22 筐体
23,24 開口
31 空間
32 外周側面
Claims (11)
- 音及び/又は気体の通過を許容しつつ水の侵入を防ぐ防水膜と、厚さ方向の通気性を有する支持層と、を備える防水部材であって、
前記防水部材は、
前記防水膜と前記支持層とが接合された接合領域と、
前記防水膜と前記支持層とが互いに離間した状態にある非接合領域と、
を有し、
前記防水膜の主面に垂直な方向から見て、前記非接合領域は前記接合領域により囲まれており、
前記非接合領域における前記支持層の厚さが500μm以下であり、
前記非接合領域における前記防水膜と前記支持層との離間距離が150μm以下であり、
前記支持層の面内方向の透気抵抗度が8万秒/100mLを超える、防水部材。 - 前記透気抵抗度が30万秒/100mLを超える請求項1に記載の防水部材。
- 前記支持層が、一方の主面と他方の主面とを接続する1又は2以上の貫通孔を有する金属板である請求項1又は2に記載の防水部材。
- 前記支持層がパンチングメタルである請求項1又は2に記載の防水部材。
- 前記垂直な方向から見た前記非接合領域の面積が12mm2以下である請求項1〜4のいずれかに記載の防水部材。
- 前記垂直な方向から見た前記接合領域の面積及び前記非接合領域の面積の合計に占める前記非接合領域の面積の割合が、20%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の防水部材。
- 前記防水膜がポリテトラフルオロエチレン膜を含む請求項1〜6のいずれかに記載の防水部材。
- 前記防水膜の厚さ方向の通気度が、JIS L1096:2010に定められた通気性測定B法(ガーレー形法)に準拠して求めた空気透過度により表して、20秒/100mL以上である請求項1〜7のいずれかに記載の防水部材。
- 前記防水膜における前記支持層との接合面とは反対側の面、及び/又は、前記支持層における前記防水膜との接合面とは反対側の面に、前記防水膜の主面に垂直な方向から見て前記非接合領域を囲む形状を有する固定部が形成されている請求項1〜8のいずれかに記載の防水部材。
- 開口を有する筐体と、
前記開口を塞ぐように前記筐体に取り付けられた、請求項1〜9のいずれかに記載の防水部材と、を備え、
前記部材は、前記防水膜の側が前記筐体の外部に面し、前記支持層の側が前記筐体の内部に面するように、前記筐体に取り付けられている電子機器。 - 電気信号と音声との変換を行う音声変換部が前記筐体に収容されており、
前記開口が、前記音声変換部と前記筐体の外部との間に位置している請求項10に記載の電子機器。
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