CN102099187B - 通气滤膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供裁断通气膜时不易破损，且维持通气膜本来的特性或功能的同时可应对收缩的通气滤膜。所述通气滤膜是具有形成为框状的粘接层(2)和粘接于粘接层(2)的通气膜(3)的通气滤膜，以通气膜(3)的外周部位于框状粘接层(2)的外周部的外侧的方式构成。

Description

通气滤膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及需要具有防水性和防尘性的电子设备所用的通气滤膜及其制造方法。
背景技术
手机所用的扬声器和话筒等电声转换装置、电脑的硬盘驱动器、汽车的发动机控制单元、数码相机等电子设备具有用于使声音通过的开口部或用于调节电子设备内部的气压的开口部，电子设备整体构成准密闭空间。为了防止水滴、尘埃或有害气体(NOx、SOx、油雾等)等的侵入，该开口部设有通气膜。该通气膜不仅被要求具有防水性和防尘性，还起到使声音通过的作用和内压调整的作用(专利文献1)。还有，通气膜的通气功能不仅在上述电子设备等组装完成以后，包括在电子设备的制造工序中(例如，为了释放电子元器件的回流焊接工序中膨胀的气体而进行通气的情况)也得到发挥和利用。
作为构成如上所述的通气膜的材料，广泛采用多孔质聚四氟乙烯(例如专利文献2)。
专利文献1：日本专利特开平8-79865号公报(段落0018，图8)
专利文献2：日本专利特开平10-165787号公报
发明的揭示
专利文献1中未对通气膜和双面胶粘带的形成方法、裁断方法特别进行详细的记载，通常如下制造由通气膜和双面胶粘带等粘接层形成的以往的通气滤膜。
图8是表示通气性滤膜的常规制造工序的图。首先，如图8(a)所示，在聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下记作“PET”)制的剥离片材1上形成已形成有开口部2a的粘接层2，从其上方粘合多孔质聚四氟乙烯制的通气膜3。
接着，如图8(b)所示，通过冲切辊(刀具)4在粘接层2和通气膜3的规定位置划出切痕。然后，如图8(c)所示，将位于切痕的外侧的通气膜3的不需要部分3x和粘接层2的不需要部分2x从剥离片材1剥除。
然而，这样的方法中，如图8(d)所示，粘接层2出现拉伸，因此存在因不需要部分3x和不需要部分2x的剥除而导致通气膜3的外周部(端部)破损的问题。使用仅通过用锐利的刀具划一次难以完全断开的发泡体基材双面胶粘带和无基材型的双面胶粘带时，该问题特别显著。还有，这里的“无基材型的双面胶粘带”用来表示不含以补强等为目的的基材(芯材)的双面胶粘带。
鉴于上述的情况，本发明的目的之一在于提供由形成为框状的粘接层和通气膜构成的通气滤膜中，裁断通气膜时通气膜不易破损的结构。
图9表示粘接层2的剥取顺利完成时的状态。即使在这样的情况下，以多孔质聚四氟乙烯等树脂构成通气膜3时，还会产生其他问题。即，经拉伸的多孔质聚四氟乙烯膜容易因时间的推移和热量而发生收缩，因此有时如图9(d)所示通气膜3发生收缩，形成粘接层2露出的状态。如果粘接层2露出，则产生异物附着于其上或者粘接在用于将通气滤膜作为产品保存的包装材料上的问题。此外，将通气滤膜从包装材料中取出后，安装于电子设备时的操作性也变差。
对于多孔质聚四氟乙烯膜收缩的问题，专利文献2中也已经指出(段落0006)，但是专利文献2中的解决手段是在多孔质聚四氟乙烯膜的单面或两面使用热塑性树脂制网作为加强材料(段落0010)。
然而，上述热塑性树脂制网的安装伴随工序负荷的增加。此外，无法避免将通气膜3用作声学器件时声学特性下降的问题、将通气膜3用作用于调整电子设备的内外压的滤膜时通气性下降的问题。
于是，本发明的第二个目的在于提供通气膜以容易收缩的材料构成时不仅可维持通气膜本来的特性或功能，而且即使通气膜收缩也不易露出粘接层的结构。
可实现上述目的的本发明的通气滤膜是具有形成为框状的粘接层和粘接于该粘接层的通气膜的通气滤膜，以通气膜的外周部位于框状粘接层的外周部的外侧的方式构成。
较好是上述通气膜的外周部以粘接层侧向内的方式弯折的形态。
较好是上述通气膜采用由氟树脂膜构成的形态。
推荐采用上述通气膜由多孔质聚四氟乙烯膜构成的形态。
较好是采用上述通气膜的表面添加拒液剂的形态。
可以采用上述粘接层为双面胶粘带的结构。
可实现上述目的的本发明的通气滤膜的制造方法如下：在剥离片材上以框状形成粘接层，以通气膜覆盖该粘接层，在框状粘接层的外周部的外侧裁断通气膜。
可实现上述目的的本发明的另一通气滤膜的制造方法如下：在剥离片材上以框状形成粘接层，以形成为比该框状粘接层大的尺寸的氟树脂制通气膜覆盖框状粘接层。
如果采用本发明的通气滤膜及其制造方法，则可提供由形成为框状的粘接层和通气膜构成的通气滤膜中通气膜不易破损的结构。此外，可提供通气膜以容易收缩的材料构成时即使通气膜收缩也不易露出粘接层的结构。
附图的简单说明
图1(a)～(f)是本发明的实施方式的通气滤膜的工序剖视图。
图2(a)～(b)是本发明的实施方式的通气滤膜的工序剖视图。
图3是本发明的实施方式的通气滤膜的概览图。
图4是拍摄本发明的实施例的通气滤膜的制造工序而得的照片。
图5是拍摄比较例的通气滤膜的制造工序而得的照片。
图6是拍摄比较例的通气滤膜的制造工序而得的照片。
图7是拍摄比较例的通气滤膜的制造工序而得的照片。
图8(a)～(d)是以往的通气滤膜的工序剖视图。
图9(a)～(d)是以往的通气滤膜的工序剖视图。
实施发明的方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的通气滤膜及其制造方法进行详细说明。
图1是本发明的实施方式的通气滤膜的制造工序剖视图。
首先，如图1(a)所示，准备PET制的剥离片材1，在该剥离片材1上形成粘接层2。该粘接层2形成为框状，具有开口部2a。
接着，如图1(b)所示，从粘接层2的上方粘合多孔质聚四氟乙烯(以下记作“多孔质PTFE”)制的通气膜3。
接着，如图1(c)所示，对于该通气膜3，通过冲切辊(刀具)4将通气膜3的规定位置裁断，将通气膜3成形为圆形形状。当然，通气膜3的形状由粘附通气膜3的电子设备的通音开口部和通气开口部的形状等决定，所以并不局限于圆形的形状。
然后，如图1(d)所示，去除位于通气膜3的外侧的通气膜3的不需要部分3x。还有，关于剥离不需要部分3x的时间，并不一定通气膜3的整周同时进行，也根据通气膜3的形状而不同。
图1(c)和图1(d)的工序中重要的是以通气膜3的外周部位于形成为框状的粘接层2的外周部的外侧的方式构成。通过这样构成粘接层2的外周部与通气膜3的外周部的位置关系，由于不通过冲切辊切断粘接层2，因此不会产生以往所存在的粘接层2的不需要部分2x。因此，去除通气膜3的不需要部分3x时，可防止通气膜3的外周部因不需要部分2x而被撕扯。即，通气膜3的外周部不会发生破损。此外，通气膜3的不需要部分3x上没有粘接层2(不需要部分2x)，因此不需要部分3x的去除非常简单。
为了使本发明的效果有效地发挥，通气膜3的外周部与粘接层2的外周部的间隔较好是在0.1mm以上，更好是在0.5mm以上。另一方面，对于上限，如果通气膜3外周部的未固定部分过宽，则处理通气滤膜时也可能在通气膜3的外周部发生挂卡、卷缩、破损，因此将上限设为0.5mm以下，较好是在2.0mm以下。
如上所述形成的通气滤膜可以在附着有剥离片材1的状态下直接以卷状或长条状保存，使用时将剥离片材1剥去，如图1(e)所示，以封堵电子设备等的设于筐体6的开口部6a的方式粘附。
通气膜3以容易收缩的材料构成的情况下，有时在通气滤膜粘附于开口部6a时或者粘附后，如图1(f)所示，通气膜3发生收缩而变得比裁断通气膜3时更短，但是由于如上所述以通气膜3的外周部位于粘接层2的外周部的外侧的方式构成，因此对于少许的收缩留有余地，可以防止粘接层2露出。
通气膜3为经拉伸的多孔质PTFE膜的情况下，即使用相同的PTFE材料制作相同膜厚的膜，通气膜3的收缩率也会根据拉伸倍数而不同。因此，使用仅沿单轴方向拉伸的多孔质PTFE膜或沿膜的2个面内方向以不同的倍数拉伸的多孔质PTFE膜的情况下，例如对于圆形的粘接层2将通气膜3形成为椭圆形等时，较好是对于收缩率高的方向留有上述的余地。
作为通气膜3收缩的对策，如图2(a)所示，通过从通气膜3的上方抵压具有与通气膜3的外形卡合的凹部的夹具9，可以使剩余在通气膜3的外周部的部分以粘接层2侧向内的方式弯折。由此，如图2(b)所示，弯曲部分成为卡定机构(日语：引つ掛かり)，即使通气膜3趋于收缩，也可防止粘接层2的露出。
形成于1块剥离片材1的通气滤膜可以是一个，也可以是多个，如果如图3所示呈蜂窝状配置通气膜3，则可高效地获取通气滤膜。还有，图1(c)为即使裁断通气膜3也不会将剥离片材1裁断的形态，但也可以如图3所示，包括剥离片材1在内一起进行冲切。
下面，对于作为上述的本发明的实施方式的通气滤膜的基本构成要件的粘接层2和通气膜3以及通气滤膜的制造工序中使用的剥离片材1进行更详细的说明。
作为用于剥离片材1的材料，除PET以外可选择的材料可例举例如聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯或聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、聚碳酸酯等的树脂膜，玻璃纸、高级纸、涂层纸、浸渍纸、合成纸等纸，铝、不锈钢等的金属箔等。此外，为了防止静电，可以根据需要在剥离片材1上涂覆导电性材料，也可以使用剥离片材1自身混合有导电性材料的材料。藉此，可以减少产品带电的情况。
剥离片材1的厚度理想的是例如10～100μm，较好是25～50μm。为了使与脱模剂或粘合剂的粘接性提高，可以对剥离片材31的基材表面实施电晕放电处理、等离子体处理、火焰等离子体处理等，也可以设置底涂层等。作为底涂层，可以使用聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯类共聚物、聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、它们的改性物等高分子材料(所谓的结合剂(日语：アンカ一コ一ト剤))。
粘接层2形成为框状，具有开口部2a。框的形状无特别限定，可以是圆形、椭圆形、矩形、多边形。作为形成具有框状图案的粘接层2的方法，例如有采用丝网印刷的方法、将粘接剂的熔液通过凹印辊转印于剥离片材1的方法或者将预先裁成框状的双面胶粘带用作粘接层2的方法等。
双面胶粘带可使用以聚乙烯无纺布、聚丙烯无纺布、尼龙无纺布等为芯材的无纺布基材双面胶粘带或PET基材双面胶粘带、聚酰亚胺基材双面胶粘带、尼龙基材双面胶粘带、发泡体(例如，聚氨酯泡沫、有机硅泡沫、丙烯酸泡沫、聚乙烯泡沫)基材双面胶粘带、无基材双面胶粘带等各种类型的材料。
发泡体基材双面胶粘带或无基材双面胶粘带即使一度用锐利的刀具裁断也会再次附着，因此难以完全断开。因此，通气膜3和粘接层2的外径尺寸相同的上述以往的通气滤膜的结构中，通气膜3端部的断裂问题非常显著，因此本发明的应用更加有效。
还有，本发明中的粘接剂是指所有用于将物体与物体粘合的物质，也包括被称为粘合剂的物质。
作为通气膜3的微观形状，可以使用网状、筛状、多孔质的材料。作为通气膜3的构成材料，可使用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺等，推荐优选使用防水性良好的氟树脂，更优选使用多孔质聚四氟乙烯(多孔质PTFE)的膜。多孔质PTFE膜不仅防水性良好，而且呈多孔质结构而质量小，因此适合于使声音通过的用途以及防止水滴、尘埃、有害气体等的侵入的同时保持电子设备的内外的通气性的用途。
多孔质PTFE膜如下得到：从通过将PTFE的细粉与成形助剂混合而得的糊料的成形体除去成形助剂后，以高温高速拉伸，再根据需要进行烧成。单轴拉伸的情况下，结(折叠结晶)与拉伸方向垂直地形成细小的岛状，将这些结相互连接的帘状的原纤维(折叠结晶通过拉伸而解开并拉出的直链状的分子束)沿拉伸方向取向。并且，形成原纤维间或原纤维与结所划出的空间成为空孔的纤维质结构。此外，双轴拉伸的情况下，原纤维呈放射状展开，连接原纤维的结呈岛状散布，形成存在大量由原纤维和结划出的空间的蛛网状的纤维质结构。
作为本发明的通气滤膜的构成材料的通气膜3可以是单轴拉伸多孔质PTFE膜，也可以是双轴拉伸多孔质PTFE膜。
通气膜3较好是使拒液性聚合物被覆其细孔内表面后使用。还有，权利要求书和本说明书中的“拒液剂”是指具有排斥液体的性质或功能的物质，“拒液剂”包括“拒水剂”、“拒油剂”、“拒水拒油剂”等。以下，以拒水拒油性聚合物为例进行说明。
通过预先以拒水拒油性聚合物被覆通气膜3的细孔内表面，可以抑制体脂或机油、饮料、洗涤洗剂等各种污染物渗透或保持于通气膜的细孔内。这是因为这些污染物质使适合用于通气膜的多孔质PTFE的疏水性下降，破坏防水性。
作为拒水拒油性聚合物，可以使用具有含氟侧链的聚合物。关于拒水拒油性聚合物及将其复合化于多孔质PTFE膜的方法的详细内容，公开于WO94/22928号公报等，其一例如下所示。
作为拒水拒油性聚合物，可优选使用将以下述通式(1)
表示的丙烯酸氟代烷基酯和/或甲基丙烯酸氟代烷基酯聚合而得的具有含氟侧链的聚合物，较好是氟代烷基部分具有4～16个碳原子；式中，n为3～13的整数，R为氢或甲基。使用该聚合物被覆上述多孔质PTFE膜的细孔内时，使用含氟表面活性剂(例如全氟辛酸铵)制作该聚合物的水性微乳状液(平均粒径0.01～0.5μm)，使其浸渗至多孔质PTFE膜的细孔内后加热。通过该加热，水和含氟表面活性剂被除去，同时具有含氟侧链的聚合物熔化并在连续气孔得到维持的状态下被覆多孔质PTFE膜的细孔内表面，从而获得拒水性和拒液性良好的通气膜。
此外，作为其他拒水拒油性聚合物，还可使用“AF聚合物”(杜邦公司(デユポン社)的商品名)或“CYTOP”(旭硝子株式会社(旭硝子社)的商品名)等。以这些聚合物被覆防水透湿膜的细孔内表面时，使所述聚合物溶解于例如“Fluorinert”(住友3M株式会社(住友スリ一エム社)的商品名)等惰性溶剂，使其浸渗多孔质PTFE膜后，蒸发除去溶剂即可。
还有，本实施方式中，对将粘接层2粘附于通气膜3的单侧面的情况进行了说明，但将粘接层2粘附于手机的筐体时，可以在通气膜3的另一面设置用于粘附话筒或扬声器等电声转换装置的粘接层。
实施例
试制了以下的层叠粘接层和通气膜而得的通气滤膜。
[通气膜]
将在100重量份由乳液聚合得到的聚四氟乙烯的粉末(细粉)中混合22重量份溶剂石脑油而成的糊料树脂制成膜状，将该膜状的糊料成形体加热至溶剂石脑油的沸点以上而蒸发除去溶剂石脑油后，在聚四氟乙烯的熔点以下的温度下以每秒10％以上的速度进行双轴拉伸，制成厚20μm、空孔率90％的多孔质PTFE膜，将其制成宽105mm的带状的通气膜。
[粘接层的构成]
粘接层2使用将在丙烯酸泡沫基材的两面涂布丙烯酸类粘合剂而得的双面胶粘带(住友3M株式会社制，产品编号：VHB-Y4914，厚度为0.25mm)形成为内径10mm、外径15mm的环状而得的材料。
该实施例中，在粘接层2上形成上述的带状的通气膜后，通过用冲切辊裁断上述通气膜，形成多个圆形的通气膜3。各通气膜3的外径设为15.4mm，使该通气膜3的外周部位于外径15mm的粘接层2的外周部的外侧。这样的结构中，进行剥离带状通气膜的不需要部分的试验。拍摄其状况而得的照片示于图4。各通气膜3以20mm的间距(中心间距离)形成。如图4所示，带状通气膜的不需要部分不会使通气膜3产生断裂或变形等，顺利地剥离。
(比较例)
另一方面，对如图8所示的以往的通气滤膜的制造工序进行了追加试验。该追加试验中，在双面胶粘带上形成上述带状的通气膜后，同时用刀具裁断通气膜和双面胶粘带(参照图8(b))，形成圆形的通气膜3。通气膜3的外径设为15mm。还有，双面胶粘带使用与上述实施例中所用的双面胶粘带相同的材料(住友3M株式会社制，产品编号：VHB-Y4914，厚度为0.25mm)。此外，设于双面胶粘带的开口(参照图8(a))的内径为10mm。
该比较例中，拍摄了剥离带状通气膜的不需要部分的状况，其照片示于图5～7。如图5和图6所示，带状通气膜的不需要部分在未从通气膜3的一部分撕下的状态下被剥离。如图7所示，一些部分中连同通气膜3一起被剥离，通气滤膜的成品率低于80％。
符号的说明
1   剥离片材
2   粘接层
2a  开口部
2x  不需要部分
3   通气膜
3x  不需要部分
4   冲切辊
6   筐体
6a  开口部
8   框体
9   夹具

Claims (20)

1.一种通气滤膜，它是具有形成为框状且带有开口部的粘接层和在所述开口部上粘接于所述框状粘接层的通气膜的通气滤膜，其特征在于，以所述通气膜的外周部位于所述框状粘接层的外周部的外侧的方式构成；在没有裁断所述框状粘接层的外周部的情况下所述粘接层和所述通气膜被粘接从而裁断确定所述通气膜的外周部；
所述粘接层为压敏胶粘带；所述通气膜的外周部以所述粘接层侧向内的方式弯折。
2.如权利要求1所述的通气滤膜，其特征在于，所述通气膜由氟树脂膜构成。
3.如权利要求2所述的通气滤膜，其特征在于，所述通气膜由多孔质聚四氟乙烯膜构成。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的通气滤膜，其特征在于，所述通气膜的表面添加有拒液剂。
5.如权利要求1～3中的任一项所述的通气滤膜，其特征在于，所述粘接层为双面胶粘带。
6.如权利要求1或2所述的通气滤膜，其特征在于，所述粘接层包括无纺布基材双面胶粘带的1种。
7.如权利要求1或2所述的通气滤膜，其特征在于，所述通气膜的外周部与所述框状粘接层的外周部的间隔为0.1mm以上。
8.如权利要求1或2所述的通气滤膜，其特征在于，所述通气膜的外周部与所述框状粘接层的外周部的间隔为0.5mm－2.0mm。
9.如权利要求1或2所述的通气滤膜，其特征在于，在制造所述通气滤膜的过程中,所述通气膜的外周部减少所述框状粘接层外露的可能性。
10.如权利要求4所述的通气滤膜，其特征在于，所述通气膜的细孔内表面被拒液剂被覆。
11.如权利要求6所述的通气滤膜，其特征在于，还包括粘接所述双面压敏胶粘带的可被剥离的剥离片材。
12.如权利要求11所述的通气滤膜，其特征在于，所述可被剥离的剥离片材由聚对苯二甲酸丁二醇酯形成。
13.如权利要求11所述的通气滤膜，其特征在于，在没有裁断所述剥离片材的情况下裁断确定所述通气膜的外周部。
14.如权利要求11所述的通气滤膜，其特征在于，通过一并裁断所述剥离片材来确定所述通气膜的外周部。
15.如权利要求12－14中任一项所述的通气滤膜，其特征在于，在使用所述通气滤膜时，将所述剥离片材从所述框状粘接层上剥去，所述框状粘接层与筐体粘附以使所述通气滤膜的通气膜封堵筐体的开口部。
16.一种通气滤膜的制造方法，其特征在于，在剥离片材上以框状形成带有开口部的粘接层，以通气膜覆盖所述框状粘接层及其开口部，所述通气膜被粘接在所述粘接层的一面，所述剥离片材被粘接在所述粘接层的另一面，在没有裁断所述框状粘接层的外周部的情况下在粘接有所述剥离片材的所述框状粘接层的外周部的外侧裁断所述通气膜；
所述粘接层为压敏胶粘带。
17.如权利要求16所述的通气滤膜的制造方法，其特征在于，所述粘接层为双面压敏胶粘带；还包括在裁断所述通气膜的同时裁断所述剥离片材。
18.如权利要求16所述的通气滤膜的制造方法，其特征在于，还包括所述通气膜的外周部以所述粘接层侧向内的方式弯折。
19.一种通气滤膜的制造方法，其特征在于，在剥离片材上以框状形成带有开口部的粘接层，以形成为比所述框状粘接层大0.5mm－2.0mm的尺寸的氟树脂膜覆盖所述框状粘接层及其开口部，所述通气膜被粘接在所述粘接层的一面，所述剥离片材被粘接在所述粘接层的另一面，所述通气膜被粘接在所述粘接层上；
所述粘接层为压敏胶粘带。
20.如权利要求19所述的通气滤膜的制造方法，其特征在于，还包括所述通气膜的外周部以所述粘接层侧向内的方式弯折。
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