CN105659714A - 防水透气结构及防水透气构件 - Google Patents
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Abstract
一种防水透气结构,其具备:具备内部空间(22)和开口部(21)的壳体(20);以覆盖开口部(21)的方式配置的防水透气膜(11);配置在内部空间(22)的电声换能部件(40);将壳体(20)的内表面与防水透气膜(11)的表面的周缘部直接接合的第一双面粘合带(31);将防水透气膜(11)的相反侧的表面的周缘部与部件(40)直接接合的第二双面粘合带(32);防水透气膜(11)的耐水压为50kPa以上,第一双面粘合带(31)的基材为发泡体。优选地,使在非压缩状态下测定的防水透气膜(11)、第一和第二双面粘合带(31)、(32)的厚度的合计大于壳体(20)内表面与部件(40)之间的距离L,从而将发泡体在沿厚度方向被压缩的状态下进行配置。
Description
技术领域
本发明涉及一种防水透气结构以及适合实现该防水透气结构的防水透气构件。
背景技术
对于手机、智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备的壳体而言,为了确保壳体内外的透气而设置有开口部。开口部会消除伴随壳体内外的温度差而产生的压力差,并且确保配置有麦克风、扬声器等电声换能部件的壳体的内部与外部之间的透声性。为了防止水向壳体内部的渗入,在开口部配置防水透气膜的情况在不断增多。防水透气膜典型地是经拉伸而多孔化的PTFE膜(拉伸PTFE多孔膜)。
还已知一种防水透气构件,其预先将防水透气膜与固定用构件一体化,以使得向开口部的安装变容易。作为固定用构件,可以使用例如:粘贴在防水透气膜的周缘部的双面粘合带(例如专利文献1;在专利文献1中记为双面胶粘带)。在专利文献1中公开了一种组件,其具备:以夹持拉伸PTFE多孔膜的方式接合的一对双面粘合带、和接合于一个双面粘合带的声学衬垫。作为声学衬垫的材料,可以使用有机硅泡沫体等发泡体。
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
双面粘合带是薄且相对廉价的固定用构件。然而,对于将以双面粘合带作为固定用构件的防水透气构件安装至壳体而构成的防水透气结构而言,存在的问题是,其耐水性止于大幅低于从防水透气膜本身的耐水性预见的程度。特别是在使用耐水性优良的防水透气膜时,防水透气膜本身的耐水性与防水透气结构的耐水性的背离扩大。另外,虽然声学衬垫在消除结构振动等、使声能集中在开口部上是有用的,但是出于制造成本上的理由,期望排除声学衬垫。
因此,本发明的目的在于提供一种虽然使用双面粘合带但是容易表现出防水透气膜原本具有的高耐水性,而且无需声学衬垫的防水透气结构。另外,本发明的另一目的在于提供一种适合实现该防水透气结构的防水透气构件。
用于解决问题的手段
本发明提供一种防水透气结构,其具备:
具备内部空间和将所述内部空间与外部空间连通的开口部的壳体,
以覆盖所述开口部的方式配置的防水透气膜,和
配置在所述内部空间的电声换能部件;
其中,所述防水透气结构还具备:
将所述壳体的内表面与所述防水透气膜的表面的周缘部直接接合的第一双面粘合带,和
将所述防水透气膜的所述表面的相反侧的表面的周缘部与所述电声换能部件直接接合的第二双面粘合带;
通过日本工业标准(JIS)L1092高水压法测定的所述防水透气膜的耐水压为50kPa以上,
所述第一双面粘合带的基材为发泡体。
另外,本发明提供一种防水透气构件,其具备:
防水透气膜,
接合在所述防水透气膜的表面的周缘部的第一双面粘合带,和
接合在所述防水透气膜的所述表面的相反侧的表面的周缘部的第二双面粘合带;
所述第一双面粘合带的基材为发泡体。
发明效果
在以双面粘合带作为固定用构件的防水透气结构中,向耐水性优良的防水透气膜施加水压时,在水从防水透气膜漏出前,水从双面粘合带与壳体之间渗入。然而,根据本发明的防水透气结构,抑制了水从双面粘合带与壳体之间的渗入,从而容易发挥防水透气膜的高耐水性。另外,根据本发明的防水透气结构,由于使用发泡体作为双面粘合带的基材,因而即使省略声学衬垫也可以减少由结构振动等引起的声能的损失。
附图说明
图1为表示本发明的防水透气结构的一例的剖视图。
图2为用于图1所示的防水透气结构的防水透气构件的透视图。
图3为用于图1所示的防水透气结构的防水透气构件的剖视图。
图4为表示实施例中实施的耐水试验的装置的构成的剖视图。
图5为表示比较例中实施的耐水试验的装置的构成的剖视图。
图6为表示参考例中实施的耐水试验的装置的构成的剖视图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式,一边参照附图一边进行说明。
图1所示的防水透气结构100具备:具有开口部21的壳体20、和以覆盖开口部21的方式配置的防水透气膜11。壳体20的内部空间22与外部空间通过被防水透气膜11覆盖的开口部21连通,通过开口部21的气体穿过防水透气膜11而渗入到壳体20的内部空间22或者排出至外部空间。
防水透气膜11具备拉伸聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜。本实施方式中的防水透气膜11为包含拉伸PTFE多孔膜的单层膜,但是防水透气膜11也可以是包含拉伸PTFE多孔膜的多层膜。即,防水透气膜11例如在要提高耐水性时,可以设定为包含多个拉伸PTFE多孔膜的膜。可以附加于防水透气膜11的膜的其它例为无纺布、织布、网状物等透气性支撑材料。透气性支撑材料会增强防水透气膜而提高其机械强度,以使其操作性提高。
由利用JISL1092高水压法的测定值表示,防水透气膜11的耐水性为50kPa以上,优选为70kPa以上,更优选为100kPa以上。防水透气结构100特别适合作为使用具有高达上述程度的耐水性的防水透气膜11时的防水结构。
在防水透气膜11的两面的周缘部分别接合有双面粘合带(以下,记为双面胶带)31、32。双面胶带31、32作为防水透气膜的固定用构件30发挥功能。第一双面胶带31介于壳体20的内表面与防水透气膜11的开口部侧表面之间而将防水透气膜11与壳体20直接接合。另外,第二双面胶带32介于防水透气膜11的开口部相反侧表面与电声换能部件(以下,记为声学部件)40之间而将防水透气膜11与声学部件40直接接合。如此,防水透气膜11通过双面胶带31、32而被夹持在壳体20的内表面与声学部件40之间并被固定。
声学部件40是以扬声器、麦克风、蜂鸣器为代表的电子部件,将电能与声能进行转换。声学部件40优选以与壳体20的内表面的距离L为规定值的方式固定在壳体20的内部并支撑防水透气膜11。声学部件40的固定优选使用并非固定用构件30(31、32)的省略图示的其它构件、例如直接连接于壳体的树脂部件等支撑构件而实施。但是,声学部件40也可以通过直接固定在形成有开口部21的壳体20的壁部(图1上方的壁部)和相对侧的壳体20的壁部(图1下方的壁部)的内表面上而定位。
在图2和图3中表示适合实现防水透气结构100的防水透气构件50的一例。防水透气构件50具备:防水透气膜11、接合在其一个表面的周缘部的第一双面胶带31、和接合在其另一个表面的周缘部的第二双面胶带32。双面胶带31、32被配置在防水透气膜11的周缘区域6整个区域中。换言之,双面胶带31、32在防水透气膜11上形成闭合的框,通过该闭合的框而将防水透气膜11的透气区域5包围。双面胶带31、32分别具备基材71、72与涂布在基材的两面的粘合剂(粘合层)81、82。需要说明的是,在图示的方式中使用环状的双面胶带31、32,但是双面胶带的形状并不限定于此,例如也可以为矩形的框状。
第一双面胶带31的基材71为发泡体。作为发泡体,可以适当使用聚乙烯泡沫体、聚丙烯泡沫体等聚烯烃泡沫体、聚苯乙烯泡沫体、聚氨酯泡沫体、聚酰亚胺泡沫体、EPDM泡沫体、丙烯酸类泡沫体、有机硅泡沫体等树脂发泡体。
在图示的方式中,在壳体20的内表面与声学部件40之间仅存在防水透气构件50。换言之,除了构件50以外未配置声学衬垫、间隔物等构件,减少了部件数量。在防水透气结构100中,作为发泡体的基材71兼具作为声学衬垫的作用,因此,无需设置作为声学衬垫发挥功能的专用构件。
从壳体20的外部向防水透气膜11施加水压时,第一双面胶带31沿其厚度方向被拉伸。此时,作为发泡体的基材71增加其厚度并在一定程度上吸收拉伸应力,因此会减少将粘合剂81从壳体20剥离的应力。通过预先将基材71以沿其厚度方向被压缩的方式配置,会更有效地发挥上述缓冲作用。
另外,在壳体20的内表面存在制造上难以避免的微细凹凸。由于该微细凹凸而导致壳体20与第一双面胶带31的胶粘力局部变小时,水会从该部分渗入,并且促进第一双面胶带31从壳体20剥离。然而,作为发泡体的基材71对凹凸表面的追随性优良,因此不易产生胶粘力局部较小的部分。通过预先以将基材71沿其厚度方向进行压缩的方式粘贴第一双面胶带31,会更有效地发挥上述胶粘力均匀化作用。
为了充分得到上述效果,作为发泡体的基材71的厚度优选为50μm以上,特别优选为100μm以上,例如100μm~2000μm是合适的。另外,加上粘合剂81的厚度的第一双面胶带31的优选厚度为100μm以上,特别是150μm以上,例如为150μm~2050μm。此处,关于基材71和双面胶带31的厚度,需要说明的是,上述基材71和双面胶带31的厚度基于未压缩的状态(配置于壳体20内之前的状态;组装于防水透气结构100之前的状态)而记载。
关于第一双面胶带31的粘合剂81,其种类并无特别限制,包含使包含丙烯酸丁酯(BA)、乙酸乙烯酯(VA)和丙烯酸(AA)的单体组聚合而得到的聚合物的组合物是适合的。另外,包含该聚合物与增粘剂、具体而言为松香酯树脂的组合物是特别适合的。优选地,上述聚合物通过使如下单体组聚合而得到,该单体组中,在将BA与VA的合计重量设为100时,以重量比计,BA:VA为92~99.5:8~0.05、特别是为98~99.5:2~0.05,并且以重量%计,相对于BA与VA的合计量,以1%~5%含有AA。BA、VA和AA的合计重量优选为单体组整体的90重量%以上,特别优选为95重量%以上。
第二双面胶带32可以与第一双面胶带31同样地将其基材72设定为发泡体,但是使用通用的双面胶带即可。通用的双面胶带的基材72通常是包含PET等树脂的非发泡体。如果使用通用的双面胶带,则可以防止制造成本的不必要的上升。
防水透气构件50的整体厚度T(图3)优选设定为大于壳体20的内表面与固定在壳体20的内部空间22的声学部件40之间的距离L(图1)。此处,厚度T也是基于未将构件50沿其厚度方向进行压缩的状态而确定的。换言之,在该优选方式中,将配置于防水透气结构100前在非压缩状态下测定的防水透气膜11、第一双面粘合带31和第二双面粘合带32的厚度的合计T以大于壳体20的内表面与声学部件40之间的距离L的方式进行设定。在该结构中,将发泡体71以沿其厚度方向被压缩的方式配置在壳体20内,从而更容易发挥作为发泡体的基材71的缓冲作用等。差(T-L)只要适当进行调节即可,通常只要设定为第一双面胶带31的基材71的厚度的约5%~约50%、优选为10%~40%即可。
以下,通过实施例进一步详细说明本发明,但是本发明并不受以下的实施例限制。
(实施例1)
制作向PTFE细粉(大金工业制造的F104)100重量份中添加液态润滑剂(正癸烷)20重量份而得到的糊状的混合物,通过糊料挤出而成形为圆棒状,接着进行压延使得厚度为0.2mm,从而得到PTFE片。接着,在150℃的干燥炉内,从PTFE片中除去液态润滑剂。然后,将PTFE片在280℃沿其长度方向拉伸至5倍,再在130℃沿其宽度方向拉伸至20倍,然后,通过360℃的炉,由此进行烧结。所制作的拉伸PTFE多孔膜的厚度为20μm,通过JISL1092高水压法测定的耐水压为200kPa。
一方面,向具备搅拌器、回流冷凝器、温度计、滴加装置和氮气导入管的反应容器中投入丙烯酸(AA)2.9重量份、乙酸乙烯酯(VA)5重量份、丙烯酸丁酯(BA)92重量份、丙烯酸羟基乙酯(HEA)0.1重量份、以及作为聚合溶剂的乙酸乙酯30重量份和甲苯120重量份,一边导入氮气一边搅拌2小时。以上述方式除去聚合体系内的氧气后,添加2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)0.2重量份,升温至60℃,并实施聚合6小时,从而得到聚合物溶液(制备粘合剂溶液)。需要说明的是,该聚合物溶液中的聚合物的固体成分浓度为40.0重量%,聚合物的重均分子量为50万。
向上述聚合物溶液中,以相对于聚合物100重量份为10重量份的比例添加松香酯树脂(商品名“PENSELD-125”,荒川化学工业制造,固体成分含量100%)、以相对于聚合物100重量份为10重量份的比例添加松香酯树脂(商品名“SuperEsterA-100”,荒川化学工业制造,固体成分含量100%)、以相对于聚合物100重量份为5重量份的比例添加松香酯树脂(商品名“Foralyn8020F”,伊士曼化工制造,固体成分含量100%)、以及以相对于聚合物100重量份为15重量份的比例添加萜烯酚树脂(商品名“TAMANOL803L”,荒川化学工业制造,固体成分含量100%),充分进行搅拌直至溶解。然后,向该溶液中,以相对于聚合物100重量份为2.0重量份的比例添加作为交联剂的芳香族多异氰酸酯(商品名“CORONATEL”,日本聚氨酯工业制造,固体成分含量75%),并充分进行搅拌,从而得到粘合剂。
将该粘合剂涂布在厚度100μm的聚乙烯发泡体(商品名“VOLARAXL-H#03001”,积水化学工业制造)的两面,从而得到整体厚度为0.2mm的双面胶带(第一双面胶带)。在第一双面胶带上形成直径10mm的圆形的通孔,然后使第一双面胶带的一面的粘合剂与拉伸PTFE多孔膜接合。
另一方面,准备双面胶带(日东电工制造No.532)作为第二双面胶带。该双面胶带的厚度为0.06mm,其基材为聚酯薄膜(非发泡体)。在第二双面胶带上形成直径10mm的圆形的通孔,然后以该通孔夹着拉伸PTFE多孔膜并与第一双面胶带的通孔为相同位置的方式,使第二双面胶带的一面的粘合剂与拉伸PTFE多孔膜接合。接着,将粘贴有第一和第二双面胶带的拉伸PTFE多孔膜冲裁成与通孔为同心圆的直径12mm的圆形,从而得到在圆形的拉伸PTFE多孔膜的两面沿着其外周接合有环状双面胶带的防水透气构件。
使用图4所示的夹具,实施防水透气构件50的耐水性试验。测定时,将配置在防水透气膜(拉伸PTFE多孔膜)11的两面的第一双面胶带31和第二双面胶带32接合于测定夹具91、92的内表面而支撑防水透气构件50,并且将夹具91、92的间隔L固定为0.25mm。间隔L比防水透气构件50中的基材11和双面胶带31、32的厚度的合计T(0.28mm)小0.03mm,该差(T-L)相当于第一双面胶带31的基材的厚度(100μm)的30%。需要说明的是,设置在各测定夹具91、92的开口部的直径D为10mm。在耐水性试验中,水压设定为向接合有第一双面胶带31的防水透气膜11的表面施加。试验的结果是,即使施加70kPa的水压,也未能确认到漏水。更具体而言,在该试验中,施加200kPa的水压时,水透过防水透气膜11(发生从防水透气膜11的漏水)。
(实施例2)
将间隔L变更为0.28mm使得间隔L与合计T相同,除此以外,以与实施例1相同的方式进行耐水性试验。在该试验中,施加70kPa的水压时,发生从夹具91与双面胶带31之间的漏水。
(比较例1)
在以与实施例1相同的方式制作的拉伸PTFE多孔膜的一面接合设置有直径10mm的圆形的通孔的双面胶带(日东电工制造No.532),然后将拉伸PTFE多孔膜冲裁成与通孔为同心圆的直径12mm的圆形,从而得到沿着圆形的拉伸PTFE多孔膜的单面的外周接合有环状双面胶带的防水透气构件。如图5所示,将双面胶带35的另一面接合在上述测定夹具91的内表面而固定防水透气构件51,并实施耐水性试验,结果在施加45kPa的水压时,发生从夹具91与双面胶带35之间的漏水。
(比较例2)
将沿长度方向拉伸PTFE片时的温度变更为330℃,且将沿宽度方向拉伸时的拉伸倍数变更为10倍,除此以外,以与实施例1相同的方式制作拉伸PTFE多孔膜。所得到的拉伸PTFE多孔膜的厚度为30μm,通过JISL1092高水压法测定的耐水压为40kPa。
使用比较例2的拉伸PTFE多孔膜,除此以外,以与实施例1相同的方式制作防水透气构件。
使用比较例2的防水透气构件,除此以外,以与实施例1相同的方式进行耐水性试验(参照图4)。在该试验中,施加40kPa的水压时,发生从防水透气膜的漏水。
(参考例1)
以与实施例1相同的方式制作防水透气构件50。在参考例1的耐水性试验中,如图6所示,向接合有第二双面胶带32的防水透气膜11的表面(与实施例1中施加水压的表面相反侧的表面)施加水压。在该试验中,除了施加水压的方向以外,采用与实施例1的试验条件相同的条件。在该试验中,施加45kPa的水压时,发生从夹具92与双面胶带32之间的漏水。
(参考例2)
以与比较例2相同的方式制作防水透气构件。在参考例2的耐水性试验中,如图6所示,向接合有第二双面胶带32的防水透气膜11的表面(与比较例2中施加水压的表面相反侧的表面)施加水压。在该试验中,除了施加水压的方向以外,采用与比较例2的试验条件相同的条件。在该试验中,施加40kPa的水压时,发生从防水透气膜的漏水。
(实施例1和实施例2的比较)
在耐水压试验中提高水压时,在实施例2中,施加70kPa的水压时,发生从夹具91与双面胶带31之间的漏水。相对于此,在实施例1中,即使施加70kPa的水压,也未发生从夹具91与双面胶带31之间的漏水。即,可得到如下结果:与实施例2的情况相比,在实施例1的情况下,不易发生从夹具91与双面胶带31之间的漏水。可认为其原因在于:在实施例1中,第一双面胶带所包含的发泡体沿厚度方向被压缩。
(实施例1和参考例1以及比较例2和参考例2的比较)
对于实施例1和参考例1而言,使用包含耐水性优良的防水透气膜的相同防水透气结构,且除了施加水压的方向以外,在相同条件下进行耐水性试验。对于比较例2和参考例2而言,使用包含耐水性差的防水透气膜的相同防水透气结构,且除了施加水压的方向以外,在相同条件下进行耐水性试验。在试验中提高水压时,在实施例1中发生从防水透气膜的漏水,在参考例1中发生从夹具与双面胶带之间的漏水。相对于此,在比较例2和参考例2中,均发生从防水透气膜的漏水。实施例1和参考例1的结果显示:在使用耐水性优良的防水透气膜时,作为防水透气结构整体的耐水性依赖于防止从双面胶带与壳体之间的漏水的能力。相对于此,比较例2和参考例2的结果显示:在使用耐水性差的防水透气膜时,作为防水透气结构整体的耐水性并不依赖于防止从双面胶带与壳体之间的漏水的能力,而是依赖于防水透气膜的耐水性。即,这些结果显示:由第一双面粘合带的基材为发泡体而产生的防止水从第一双面粘合带与壳体之间渗入的效果在使用耐水性优良的防水透气膜时得到更好的发挥。另外,从这些结果可以理解,该效果不仅是理论上的效果,而且在使用实际可使用的材料的防水透气结构中也是有用的效果。
Claims (5)
1.一种防水透气结构,其具备:
具备内部空间和将所述内部空间与外部空间连通的开口部的壳体,
以覆盖所述开口部的方式配置的防水透气膜,和
配置在所述内部空间的电声换能部件;
其中,所述防水透气结构还具备:
将所述壳体的内表面与所述防水透气膜的表面的周缘部直接接合的第一双面粘合带,和
将所述防水透气膜的所述表面的相反侧的表面的周缘部与所述电声换能部件直接接合的第二双面粘合带;
通过JISL1092高水压法测定的所述防水透气膜的耐水压为50kPa以上,
所述第一双面粘合带的基材为发泡体。
2.根据权利要求1所述的防水透气结构,其中,在配置于所述防水透气结构前在非压缩状态下测定的防水透气膜、第一双面粘合带和第二双面粘合带的厚度的合计T大于所述壳体的所述内表面与固定在所述壳体的所述内部空间的所述电声换能部件之间的距离L,
所述发泡体以沿厚度方向被压缩的方式配置。
3.根据权利要求1所述的防水透气结构,其中,所述第二双面粘合带的基材为非发泡体。
4.根据权利要求1所述的防水透气结构,其中,所述防水透气膜具备拉伸聚四氟乙烯多孔膜。
5.一种防水透气构件,其具备:
防水透气膜,
接合在所述防水透气膜的表面的周缘部的第一双面粘合带,和
接合在所述防水透气膜的所述表面的相反侧的表面的周缘部的第二双面粘合带;
其中,通过JISL1092高水压法测定的所述防水透气膜的耐水压为50kPa以上,
所述第一双面粘合带的基材为发泡体。
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