CN103404166B - 防水透声膜及电气产品 - Google Patents

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Abstract

防水透声膜(1)具备形成有多个贯通孔(21)的实心树脂薄膜(2)和在树脂薄膜(2)的厚度方向的两个表面中的至少一个表面上以在与贯通孔(21)对应的位置处具有开口(31)的方式形成的、具有拒水性的处理层(3)。防水透声膜(1)的透气度以葛尔莱数表示为100秒/100mL以下。

Description

防水透声膜及电气产品
技术领域
本发明涉及兼具防水性和透声性的防水透声膜及使用该防水透声膜的电气产品。
背景技术
一直以来，手机、数码照相机、数码摄像机、遥控器等电气产品中，在收纳麦克风、扬声器等音响装置的壳体上设置有用于使声音透过的开口，为了堵住该开口，使用防水透声膜。例如，专利文献1中，作为这样的防水透声膜，记载了将由聚四氟乙烯(PTFE)构成的片拉伸而得到的多孔膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2003-503991号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如上所述的通过拉伸得到的多孔膜容易伸长，因此，从外部施加力时，会发生不可逆的变形。因此，需要将多孔膜配置在以某种程度远离音响装置和壳体的位置处以使多孔膜即使变形时也不会与音响装置或壳体接触。
但是，近年来，电气产品的小型化、薄型化得到发展，从这样的观点出发，要求不易变形的防水透声膜。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供即使施加外力也不易变形的防水透声膜及使用该防水透声膜的电气产品。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明提供一种防水透声膜，其具备：形成有在厚度方向上贯通的多个贯通孔的实心树脂薄膜和在上述树脂薄膜的厚度方向的两个表面中的至少一个表面上以在与上述多个贯通孔对应的位置处具有开口的方式形成的、具有拒水性的处理层，并且透气度以葛尔莱数表示为100秒/100mL以下。
另外，本发明提供一种电气产品，其具备：收纳音响装置并设置有用于使声音透过的开口的壳体和以堵住上述开口的方式粘贴在上述壳体上的上述防水透声膜。
发明效果
根据上述构成，能够通过处理层确保良好的防水性，并且还能够通过由树脂薄膜的贯通孔和处理层的开口形成的、贯通防水透声膜的适当大小的透气路径确保良好的透声性。另外，利用贯通孔形成多孔的树脂薄膜不易伸长，因此，能够得到即使施加外力也不易变形的防水透声膜。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的防水透声膜的示意性截面图。
图2是另一实施方式的防水透声膜的示意性截面图。
图3是表示测定声压损耗的方法的图。
图4A和4B是用于说明耐压试验的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
图1中示出了本发明的一个实施方式的防水透声膜1。该防水透声膜1安装在内置音响装置的电气产品上，发挥保护上述音响装置免受水、粉尘等异物损害的作用。具体而言，防水透声膜1以堵住设置在壳体上的用于使声音透过的开口的方式粘贴在该收纳上述音响装置的壳体上。
防水透声膜1具备实心树脂薄膜2和形成在树脂薄膜2上的处理层3。在此，“实心”是指内部由树脂填满。
树脂薄膜2上形成有在厚度方向上贯通该树脂薄膜2的多个贯通孔21。换言之，贯通孔21开口于树脂薄膜2的厚度方向的两个表面。贯通孔21典型地为以一定的截面形状呈直线状贯通树脂薄膜2的通孔。这样的贯通孔可以通过例如离子束照射和蚀刻来形成。另外，通过离子束照射和蚀刻，能够在树脂薄膜2上形成孔径和轴向一致的贯通孔。
另外，贯通孔21的截面形状没有特别限定，可以为圆形，也可以为不定形状。另外，贯通孔21的轴向不需要为垂直于树脂薄膜2的厚度方向的两个表面的方向，可以自该方向倾斜。
贯通孔21具有0.01μm以上且10μm以下的孔径。在此，“孔径”是指将贯通孔21的截面形状看作圆时的圆的直径，换言之，是指面积与贯通孔21的截面积相同的圆的直径。另外，贯通孔21的孔径不需要在全部贯通孔21中完全一致，只要是在全部贯通孔21中能够看作实质上相同的值的程度(例如，标准差为平均值的10%以下)即可。贯通孔21的孔径可以通过蚀刻时间、蚀刻处理液浓度来调节。优选的贯通孔21的孔径为0.5μm以上且5μm以下。
另外，贯通孔21以落入密度为10～1×108个/mm2范围中的特定区域(例如、最大密度为最小密度的1.5倍以下)内的方式均匀分布在树脂薄膜2的整个表面上。贯通孔21的密度可以通过离子束照射时的离子照射量来调节。优选的贯通孔21的密度为1×103～1×107个/mm2。
树脂薄膜2的孔隙率(全部贯通孔21的截面积的总和相对于由树脂薄膜2的轮廓规定的面积的比例)优选为50%以下，更优选为35%以下。
另外，树脂薄膜2的厚度没有特别限定。优选树脂薄膜2的厚度相对于孔径的比(将孔径设为D并将树脂薄膜的厚度设为T时的T/D)为1以上且10000以下，更优选为5以上且1000以下。
树脂薄膜2优选在正交的两个方向上具有60MPa以上的拉伸强度。在此，“拉伸强度”是指将沿一个方向对树脂薄膜进行拉伸而使树脂薄膜断裂时的拉伸力换算成应力而得到的值。这是因为，拉伸强度低于60MPa时，施加外力时厚度方向上的变形量会增大。更优选的拉伸强度为100MPa以上，进一步优选的拉伸强度为150MPa以上。
从同样的观点出发，优选树脂薄膜2的正交的两个方向上的断裂伸长率为300%以下。在此，“断裂伸长率”是指用沿一个方向对树脂薄膜进行拉伸而使树脂薄膜断裂时的长度除以原长度而得到的值。更优选的断裂伸长率为200%以下，进一步优选的断裂伸长率为180%以下。
构成树脂薄膜2的材料没有特别限定，优选使用含有可水解的树脂和可氧化分解的树脂中的至少一种的材料。例如，树脂薄膜2包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚偏二氟乙烯(PVdF)中的至少一种树脂。
用于形成贯通孔21的上述蚀刻中，根据构成树脂薄膜2的材料使用碱溶液、氧化剂等蚀刻处理液。作为使树脂水解的溶液，例如有氢氧化钾、氢氧化钠等碱溶液。作为使树脂氧化分解的溶液，例如有亚氯酸水溶液、次氯酸水溶液、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液等。例如，在使用PET、PEN、PC中的任何一种构成树脂薄膜2的情况下，使用以氢氧化钠为主要成分的溶液作为蚀刻处理液，在使用PI构成树脂薄膜2的情况下，使用以次氯酸钠为主要成分的溶液作为蚀刻处理液。
或者，也可以使用オキシフェン公司或密理博公司销售的膜滤器作为形成有贯通孔21的树脂薄膜2。
另外，树脂薄膜2不需要一定为单层，也可以分为多个层。
图1中，处理层3形成在树脂薄膜2的厚度方向的两个表面中的一个表面上，但也可以形成在树脂薄膜2的两个表面上。即，处理层3只要形成在树脂薄膜2的厚度方向的两个表面中的至少一个表面上即可。
具体而言，处理层3以在与贯通孔21对应的位置处具有开口31的方式形成，并且具有拒水性。另外，处理层3优选还具有拒油性。这样的处理层3可以通过例如用稀释剂将拒水剂或具有疏水性的拒油剂稀释而制备处理液、将该处理液薄薄地涂布在树脂薄膜2上并使其干燥来形成。作为这样的拒水剂和拒油剂，可以列举例如丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸全氟烷基酯。另外，处理层3的厚度优选小于贯通孔21的孔径的一半。
在如上所述将处理液涂布在形成有贯通孔21的树脂薄膜2上并使其干燥的情况下，能够使贯通孔21的内周面也由与处理层3连续的第二处理层覆盖。这种情况下，处理层3的开口31的大小与贯通孔21的大小相比减小第二处理层的程度。
树脂薄膜2上可以例如如图2所示层叠有透气性支撑材料4。透气性支撑材料4可以如图2所示具有与树脂薄膜2相同的形状，也可以具有如修饰树脂薄膜2的周缘部那样的环形的形状。另外，透气性支撑材料4可以层叠在树脂薄膜2的未形成处理层3的表面上，也可以夹着处理层3层叠在树脂薄膜2的形成有处理层3的表面上。作为透气性支撑材料4，优选透气性比树脂薄膜2优良的材料，可以使用例如织布、无纺布、网、筛网等。另外，作为透气性支撑材料4的材质，可以列举例如聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺树脂等。树脂薄膜2与透气性支撑材料4通过热焊接、利用胶粘剂的胶粘等通常的方法接合。
上述构成的防水透声膜1优选具有以葛尔莱数表示为100秒/100mL以下的透气度。在此，葛尔莱数为通过依据JIS P8117进行测定而得到的值。这是因为，透气度超过100秒/100mL时，由防水透声膜引起的声压损耗大于5dB，无法得到良好的透声性。更优选的防水透声膜1的透气度为30秒/100mL以下。
另外，依据JIS L1092-B(高水压法)测定的防水透声膜1的耐水压优选为10kPa以上。更优选的耐水压为20kPa以上。
此外，防水透声膜1的面密度优选为1～50g/m2，更优选为5～40g/m2。
本实施方式的防水透声膜1中，能够通过处理层3确保良好的防水性，并且还能够通过由树脂薄膜2的贯通孔21与处理层3的开口31形成的、贯通防水透声膜1的适当大小的透气路径确保良好的透声性。另外，利用贯通孔21成为多孔的树脂薄膜2不易伸长，因此，能够得到即使施加外力也不易变形的防水透声膜1。
实施例
以下，列举实施例对本发明进行详细说明，但本发明不受这些实施例的任何限制。
首先，示出制作的防水透声膜的评价方法。
[厚度]
使用千分表测定防水透声膜的厚度。
[平均孔径]
使用PMI公司制造的Perm Porometer(孔径分布测定仪)测定防水透声膜的孔径分布，计算平均孔径。
[面密度]
使用冲头将防水透声膜冲裁成Φ20mm后，测定冲裁后的防水透声膜的质量，将其换算成每1m2的质量。
[孔隙率]
首先，将面密度乘以厚度求出表观密度，使用该表观密度和材料密度由下式求出防水透声膜的孔隙率。材料密度设定为PET：1.4x/cm3、PTFE：2.2g/cm3。
{1-(表观密度/材料密度)}×100
[透气度]
依据JIS P8117(葛尔莱试验法)，测定防水透声膜的葛尔莱数(施加预定的压力时，体积100mL的空气透过防水透声膜所需要的时间)。
[声压损耗]
如图3所示，首先，准备长度70mm、宽度50mm、高度15mm的丙烯酸类树脂的模拟壳体，在该模拟壳体上形成Φ13mm的开口。然后，将防水透声膜冲裁成Φ16mm，使用外径16mm、内径13mm的环形双面胶带将该防水透声膜以堵住开口的方式粘贴在模拟壳体的内表面上。进而，使用同样的双面胶带将扬声器(スター精密公司制造，SCC-16A)粘贴在防水透声膜的背面。
然后，将与音响评价装置(B&K公司制造，Multi analyzer System 3560-B-030)连接的麦克风(B&K公司制造，2669型)配置在距扬声器50mm远的位置处。音响评价装置中，选择SSR分析(20～20000Hz、升频扫描)作为评价方式，测定声压。算出该测定的声压与未设置防水透声膜时的声压之差作为声压损耗。声压损耗的值越小，表示越能够保持原声(从扬声器输出的声音)，声压损耗为5dB以下时，可以评价为透声性高。另外，声音的可听范围存在个体差异，但通常为约300Hz～约4000Hz。本评价中，以1000Hz的声压进行评价。
[耐压试验]
如图4A所示，使用胶粘剂将防水透声膜粘贴在设置有Φ20mm的孔的SUS板的表面上。然后，如图4B所示从SUS板的背侧施加水压，保持30分钟该状态进行耐压试验。耐压试验在将水压设定于相当1m水深的10kPa的条件和将水压设定于其2倍的20kPa的条件这两种条件下进行。然后，测定防水透声膜的最大膨胀量(从SUS板的表面至防水透声膜的顶点的距离)作为变形量。
(实施例1)
作为树脂薄膜，使用通过离子束照射和蚀刻在由PET构成的无孔基片上形成有多个贯通孔的市售品A(オキシフェン公司制造的Oxydisk)。
首先，使用稀释剂(信越化学公司制造的FSシンナー)对拒油剂(信越化学公司制造的X-70-029C)进行稀释以使其达到2.5重量%，制备处理液。将树脂薄膜完全浸渍到该处理液中约3秒钟后，提起树脂薄膜并在常温下放置约1小时使其干燥。由此，得到防水透声膜。
(实施例2)
除了使用通过离子束照射和蚀刻在由PET构成的无孔基片上形成有比市售品A的贯通孔大的多个贯通孔的市售品B(オキシフェン公司制造的Oxydisk)作为树脂薄膜以外，与实施例1同样地得到防水透声膜。
(实施例3)
除了使用通过离子束照射和蚀刻在由PET构成的无孔基片上形成有比市售品B的贯通孔大的多个贯通孔的市售品C(オキシフェン公司制造的Oxydisk)作为树脂薄膜以外，与实施例1同样地得到防水透声膜。
(比较例1)
除了使用由PET构成的无孔片代替树脂薄膜以外，与实施例1同样地得到防水透声膜。
(比较例2)
除了使用将由PTFE构成的片拉伸而得到的薄多孔膜代替树脂薄膜以外，与实施例1同样地得到防水透声膜。
(比较例3)
除了使用将由PTFE构成的片拉伸而得到的薄多孔膜代替树脂薄膜以外，与实施例1同样地得到防水透声膜。
(比较例4)
除了使用通过离子束照射和蚀刻在由PET构成的无孔基片上形成有密度比市售品A小的多个贯通孔的市售品D(オキシフェン公司制造的Oxydisk)作为树脂薄膜以外，与实施例1同样地得到防水透声膜。
将对实施例1～3和比较例1～4的防水透声膜的评价结果示于表1和表2中。
表1
表2
使用无孔片的比较例1中，虽然耐水试验后的变形量小，但由于不具有透气性，因此声压损耗大大超过5dB，透声性差。使用将由PTFE构成的片拉伸而得到的多孔膜的比较例2、3中，耐水试验后的变形量大。使用具有多个贯通孔的实心树脂薄膜的比较例4中，虽然耐水试验后的变形量小，但透气度超过100秒/100mL，因此透声性差。
与此相对，使用具有多个贯通孔的实心树脂薄膜的实施例1～3中，不仅耐水试验后的变形量小，而且透气度为100秒/100mL以下，因此透声性良好。

Claims (7)

1.一种防水透声膜，
其具备：
形成有在厚度方向上贯通的多个贯通孔的实心树脂薄膜、和
在所述树脂薄膜的厚度方向的两个表面中的至少一个表面上以在与所述多个贯通孔对应的位置处具有开口的方式形成的、具有拒水性的处理层，
所述贯通孔为将树脂薄膜呈直线状贯通的通孔，
所述贯通孔的密度为1×103～1×107个/mm2，
透气度以葛尔莱数表示为100秒/100mL以下，
在粘贴在设置有Φ20mm的孔的SUS板的表面上的状态下从所述SUS板的背侧施加20kPa的水压并保持30分钟后的最大膨胀量为2.0mm以下，并且
对使用外径16mm、内径13mm的环形双面胶带以堵住直径13mm的圆形开口的方式粘贴的直径16mm的圆形的所述防水透声膜测定的1000Hz下的声压损耗为5dB以下。
2.如权利要求1所述的防水透声膜，其中，依据JIS L1092-B(高水压法)测定的耐水压为10kPa以上。
3.如权利要求1所述的防水透声膜，其中，所述处理层也具有拒油性。
4.如权利要求1所述的防水透声膜，其中，所述树脂薄膜包含可水解的树脂和可氧化分解的树脂中的至少一种。
5.如权利要求4所述的防水透声膜，其中，所述树脂薄膜包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚偏二氟乙烯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的防水透声膜，其中，还具备层叠在所述树脂薄膜上的透气性支撑材料。
7.一种电气产品，其具备：
收纳音响装置并设置有用于使声音透过的开口的壳体；和
以堵住所述开口的方式粘贴在所述壳体上的权利要求1所述的防水透声膜。
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