CN106489307A - 防水构件和具备该防水构件的电子设备 - Google Patents

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Abstract

防水构件(20)具备第一胶粘层(22)、第二胶粘层(24)和多孔层(26)。多孔层(26)配置于第一胶粘层(22)与第二胶粘层(24)之间。第一胶粘层(22)和第二胶粘层(24)各自俯视具有框的形状。在俯视第一胶粘层(22)、第二胶粘层(24)和多孔层(26)时，多孔层(26)的外边界位于第一胶粘层(22)的外边界和第二胶粘层(24)的外边界的内侧。在多孔层(26)的外边界的外侧，第一胶粘层(22)直接接合于第二胶粘层(24)。多孔层(26)的侧面借助于第一胶粘层(22)和第二胶粘层(24)与外部隔离。

Description

防水构件和具备该防水构件的电子设备
技术领域
本发明涉及防水构件和具备该防水构件的电子设备。
背景技术
手机、笔记本电脑、电子记事本、数码相机、游戏设备等电子设备通常具备声音功能。在具备声音功能的电子设备的壳体的内部配置有扬声器、蜂鸣器等声发射部或者配置有麦克风等声接收部。壳体上在与声发射部或声接收部对应的位置设置有开口。通过开口传播声音。为了阻止水滴等异物进入壳体的内部，以覆盖壳体的开口的方式配置有透声膜。透声膜允许声音的透过并且阻止异物的透过。作为透声膜，已知聚四氟乙烯多孔膜、超高分子量聚乙烯多孔膜等塑料多孔膜(参见专利文献1)。
专利文献2中记载了具备透声膜和壳体侧胶粘层的防水透声构件。壳体侧胶粘层是用于将防水透声构件胶粘于壳体的层，层叠在透声膜上。
专利文献3中记载了具备透声膜、支撑层和壳体侧胶粘层的防水透声构件。在专利文献3中记载的防水透声构件中，支撑层的周边部在整个外周上从壳体侧胶粘层向外伸出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-53872号公报
专利文献2：日本特开2010-464号公报
专利文献3：日本特开2012-253481号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献2和专利文献3的防水透声构件中使用的透声膜具有三维的多孔结构。因此，透声膜不仅在厚度方向上而且在面内方向上也具有透气性。由于面内方向的透气，水蒸气有可能流入壳体的内部。由于水蒸气的流入而在精密电路中发生结露时，电子设备有可能发生故障。
另外，近年来，作为电子设备的防水试验(IPX5、IPX7等)的替代试验，进行了测定空气的流量的气密性试验。若用于防水透声构件的透声膜具有面内方向的透气性，则有可能不能准确地进行气密性试验。
本发明的目的在于，提供用于排除或减轻基于多孔材料在所有方向上具有透气性的各种缺点的技术。
用于解决问题的手段
即，本发明提供一种防水构件，其具备：具有框的形状的第一胶粘层、具有框的形状的第二胶粘层、以及配置于上述第一胶粘层与上述第二胶粘层之间的多孔层，
在俯视上述第一胶粘层、上述第二胶粘层和上述多孔层时，上述多孔层的外边界位于上述第一胶粘层的外边界和上述第二胶粘层的外边界的内侧，
在上述多孔层的上述外边界的外侧，上述第一胶粘层直接接合于上述第二胶粘层，
上述多孔层的侧面借助于上述第一胶粘层和上述第二胶粘层与外部隔离。
发明效果
根据本发明，在多孔层的外边界的外侧，第一胶粘层直接接合于第二胶粘层。多孔层的侧面借助于第一胶粘层和第二胶粘层与外部隔离。根据这样的结构，能够排除或减轻基于构成多孔层的材料在所有方向上具有透气性的缺点。
例如，能够阻止水蒸气通过多孔层的侧面而流入电子设备的壳体的内部。结果，可以降低由于结露而使电子设备发生故障的可能性。另外，能够准确地实施防水构件的气密性试验。此外，由于胶粘层彼此直接接合，因而在从防水构件除去剥离薄膜时或者在将防水构件从衬纸剥离时能够防止在多孔层中发生凝聚破坏。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式的带剥离薄膜的防水构件的剖视示意图
图2是图1所示的防水构件的俯视示意图
图3是可用于图1所示的防水构件的多孔膜的剖视示意图
图4是使用了图1所示的防水构件的电子设备的局部剖视示意图
图5是气密性试验的实施方法的说明图
图6是有时在以往的防水透声构件的多孔层中发生的凝聚破坏的说明图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照附图进行说明。本发明不限于以下实施方式。
如图1所示，本实施方式的带剥离薄膜的防水构件10具备防水构件20和剥离薄膜30(突出部构件(タブ部材))。剥离薄膜30安装于防水构件20。将带剥离薄膜的防水构件10粘贴于规定位置，然后将剥离薄膜30从防水构件20除去。带剥离薄膜的防水构件10可以粘贴于衬纸(省略图示)。
如图1和图2所示，防水构件20具备第一胶粘层22、第二胶粘层24和多孔层26。多孔层26配置于第一胶粘层22与第二胶粘层24之间。在本实施方式中，多孔层26的一个主面(具有最大面积的面)与第一胶粘层22接触，多孔层26的另一个主面与第二胶粘层24接触。但是，也可以在第一胶粘层22与多孔层26之间配置有其它层。也可以在第二胶粘层24与多孔层26之间配置有其它层。
防水构件20整体上为具有膜的形状的防水透声构件。防水构件20的用途不限于防水透声构件，但是将本说明书中公开的技术应用于防水透声构件时，可以最大限度地得到后述的效果。作为透声构件的防水构件20例如安装于电子设备的壳体。壳体上在与扬声器、蜂鸣器、麦克风等声学装置对应的位置形成有开口。防水构件20以覆盖开口的方式安装于壳体。
在本实施方式中，防水构件20具有圆板的形状。第一胶粘层22和第二胶粘层24各自俯视具有框的形状。详细而言，第一胶粘层22和第二胶粘层24各自俯视具有圆环的形状。多孔层26具有直径小于胶粘层22和24的圆板的形状。在俯视防水构件20时，第一胶粘层22、第二胶粘层24和多孔层26的中心一致。多孔层26的一个主面的中心区域未被第一胶粘层22覆盖，而露出使得与外部空气接触。同样地，多孔层26的另一个主面的中心区域未被第二胶粘层24覆盖，而露出使得与外部空气接触。需要说明的是，防水构件20的形状不限于圆形。例如，在防水构件20的形状俯视为矩形时，多孔层26的形状俯视也为矩形。第一胶粘层22和第二胶粘层24各自俯视具有矩形的框的形状。
在俯视第一胶粘层22、第二胶粘层24和多孔层26时，多孔层26的外边界位于第一胶粘层22的外边界和第二胶粘层24的外边界的内侧。在多孔层26的外边界的外侧，第一胶粘层22直接接合于第二胶粘层24。多孔层26的侧面借助于第一胶粘层22和第二胶粘层24与外部隔离。也就是说，在径向上，第一胶粘层22的外周部与第二胶粘层24的外周部接触。在防水构件20具有圆板的形状时，第一胶粘层22的外径D1(第二胶粘层24的外径D1)大于多孔层26的外径D2，多孔层26的外径D2大于第一胶粘层22的内径D3(第二胶粘层24的内径D3)。第一胶粘层22与第二胶粘层24的直接接合面28具有圆环的形状。接合面28的宽度((D1－D2)/2)例如为0.1mm以上。接合面28的宽度的上限没有特别限定，例如为5.0mm。
利用本实施方式的防水构件20，能够阻止水蒸气通过多孔层26的侧面流入电子设备的内部。结果，能够降低由于结露而使电子设备发生故障的可能性。另外，能够准确地实施防水构件20的气密性试验。此外，由于第一胶粘层22与第二胶粘层24直接接合，因而在从防水构件20除去剥离薄膜30时或者在将防水构件20从衬纸剥离时可以防止在多孔层26中发生凝聚破坏。
如图6所示，在以往的防水构件100(防水透声构件)中，第一胶粘层102、第二胶粘层103和多孔层104具有相同的外径。在俯视防水构件100时，第一胶粘层102的外边界、多孔层104的外边界和第二胶粘层103的外边界相互一致。在将防水构件100安装于壳体105并将剥离薄膜101从防水构件100除去时，剥离薄膜101不能从胶粘层102顺利剥离，反而，有时多孔层104在厚度方向上被撕裂。这样的现象被称作“凝聚破坏”。在防水构件100的情况下，由于多孔层104的材料(多孔材料)的强度不足而可能引起凝聚破坏。
与此相对，根据本实施方式，第一胶粘层22与第二胶粘层24直接接合。因此，只要保持第一胶粘层22与第二胶粘层24的接合状态，在多孔层26中就不会发生参照图6说明的凝聚破坏。第一胶粘层22与第二胶粘层24的接合状态牢固，不能简单地被破坏。
特别是，在本实施方式中，在俯视防水构件20时，多孔层26的外边界的整体位于第一胶粘层22的外边界和第二胶粘层24的外边界的内侧。多孔层26的侧面在整个外周(360°)上借助于第一胶粘层22和第二胶粘层24与外部隔离。因此，可以在防水构件20的整个外周上得到上述的多种效果。反而言之，上述的多种效果即使在仅多孔层26的侧面的一部分借助于第一胶粘层22和第二胶粘层24与外部隔离的情况下也可以得到。
第一胶粘层22是在上表面和下表面两面具有胶粘性的层。第二胶粘层24也是在上表面和下表面两面具有胶粘性的层。在本实施方式中，第一胶粘层22和第二胶粘层24各自为双面胶带。推荐双面胶带作为胶粘层22和24，这是因为使防水构件20的操作变容易。双面胶带典型地由基材和两个粘合剂层构成。两个粘合剂层包括：设置于基材的一个面的粘合剂层和设置于基材的另一个面的粘合剂层。基材例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯等树脂材料制作。各粘合剂层由丙烯酸类粘合剂、聚硅氧烷类粘合剂等粘合剂制作。双面胶带也可以是不具有基材的双面胶带。第一胶粘层22和第二胶粘层24也可以由热固化型树脂片制作来代替双面胶带。热固化型树脂片由丙烯酸类树脂、环氧树脂等热固化型树脂制成。
在本实施方式中，第一胶粘层22和第二胶粘层24由相同材料制作，具有相同形状和相同尺寸。第一胶粘层22的厚度和第二胶粘层24的厚度各自例如在0.005mm～1.0mm的范围内。但是，第一胶粘层22的材料可以与第二胶粘层24的材料不同。第一胶粘层22的尺寸(例如厚度)可以与第二胶粘层24的尺寸不同。
多孔层26是由多孔材料构成的层。多孔层26具有允许水蒸气、空气等气体的透过并且阻止水、尘埃等异物的透过的性质。作为多孔材料，可以举出含氟树脂多孔体、聚烯烃多孔体等。作为含氟树脂多孔体，可以举出包含聚四氟乙烯(PTFE)作为主要成分的多孔体。作为聚烯烃多孔体，可以举出包含超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为主要成分的多孔体。这些多孔材料通常具有三维的多孔结构。“超高分子量聚乙烯”是指例如重均分子量为100万以上的聚乙烯。“主要成分”是指以质量比计含量最多的成分。
在一例中，多孔层26可以为包含聚四氟乙烯作为主要成分的树脂多孔膜。树脂多孔膜在厚度方向和面内方向两个方向上具有透气性。因此，在多孔层26为树脂多孔膜时，本说明书中公开的技术有用。
多孔层26的孔隙率(空隙率)例如为30％以上。多孔层26的孔隙率在适当的范围内时，能够充分确保防水构件20的透气度。多孔层26的孔隙率的上限例如为98％。多孔层26中的气孔的大部分可以为给多孔层26带来透气性的连续气孔。多孔层26的厚度例如在0.005mm～0.2mm的范围内。
多孔层26可以仅由PTFE多孔膜等树脂多孔膜构成，也可以具有作为增强材料的透气性支撑体。如图3所示，多孔层26可以由树脂多孔膜26a和透气性支撑体26b构成。透气性支撑体26b层叠在树脂多孔膜26a上。透气性支撑体26b由例如聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺等树脂材料制作。透气性支撑体26b的结构例如为织布、无纺布、丝网、网状物、海绵、发泡体或多孔体。
剥离薄膜30可以由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂材料制作，也可以由纸制作。剥离薄膜30可以安装于第一胶粘层22，也可以安装于第二胶粘层24，还可以安装于两者。
从声学特性、处理的容易性和强度的观点出发，防水构件20的面密度例如在5～100g/m2的范围内，优选在10～50g/m2的范围内。在防水构件20的用途为防水透声构件时，从声学特性的观点出发，需要尽量减小防水构件20的面密度。面密度增加时，声音透过损失也增加。另一方面，面密度越小，则防水构件20的处理的难度越增加，强度越下降。例如，在将作为防水构件20的中间产品的带状坯料(原反)卷绕于辊时，有时坯料经不住张力，在坯料中产生褶皱。发生这样的不良情况时，防水构件20的制造成品率下降。适当调节防水构件20的面密度时，可以得到优良的声学特性并且可以防止上述不良情况的发生。另外，将防水构件20安装于壳体的作业也变得容易。
另外，具有小的面密度的多孔材料的孔隙率高。换言之，在具有高孔隙率的多孔材料中，树脂部分所占比例小。这样的多孔材料的强度低。另外，在对这样的多孔材料的冲裁加工品进行操作时，使用剥离薄膜的机会多。如参照图6说明的那样，在难以将剥离薄膜101从防水构件100剥离时，有可能在多孔层104中发生凝聚破坏。与此相对，根据本实施方式，由于第一胶粘层22与第二胶粘层24牢固接合，因此即使在剥离薄膜30与胶粘层24之间的粘合力强至一定程度的情况下，也可以防止在多孔层26中发生凝聚破坏。
如图4所示，本实施方式的电子设备40具备壳体42和声学装置44。声学装置44配置于壳体42的内部。作为声学装置44，可以举出声发射部和声接收部。作为声发射部，可以举出扬声器、蜂鸣器等。作为声接收部，可以举出麦克风等。壳体42上在与声学装置44对应的位置设置有开口42h。防水构件20以覆盖开口42h的方式安装于壳体42。详细而言，防水构件20从壳体42的内部侧将开口42h覆盖。第一胶粘层22与壳体42的内表面接触，第二胶粘层24与声学装置44接触。也就是说，防水构件20被夹在壳体42与声学装置44之间。由于多孔层26的侧面未暴露于壳体42的内部的气氛，因而壳体42的内部的空气不能通过声学装置44而到达多孔层26的情况下，水蒸气、空气等气体不能从壳体42的外部流入壳体42的内部。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。但是，本发明不限于以下的实施例。需要说明的是，多孔膜的特性利用以下的方法进行测定。
(透气度)
多孔膜的透气度依据日本工业标准(JIS)L 1096中规定的透气性测定法的A法(弗雷泽(Frazier)型法)进行测定。
(耐水压)
多孔膜的耐水压通过JIS L 1092(2009)中记载的耐水度试验机(高水压法)进行测定。但是，在该规定中所示的试验片的面积的情况下，多孔膜显著变形。因此，在通过将不锈钢丝网(开口直径：2mm)配置于多孔膜的加压面的相反侧来一定程度抑制多孔膜的变形的同时，对多孔膜的耐水压进行测定。
(面密度)
将多孔膜用冲压机冲裁成φ47mm的尺寸，然后对冲裁后的多孔膜的质量进行测定。将所测定的质量换算为每1m2的质量，从而得到了面密度。
(孔隙率)
用厚度乘以面密度而求出表观密度。使用表观密度和材料密度由以下的公式求出多孔膜的孔隙率。PET的密度使用1.38g/cm3，PTFE的密度使用2.18g/cm3。
{1-(表观密度/材料密度)}×100
(实施例1)
准备PTFE多孔膜(日东电工公司制NTF1026)作为多孔膜。该PTFE多孔膜的基本特性为孔隙率85％、面密度8.1g/m2、透气度0.31cm3/cm2/秒、厚度0.025mm、耐水压250kPa。
首先，将多孔膜冲裁成φ5.4mm的尺寸。另一方面，将厚度0.1mm的PET薄膜与双面胶带(日东电工公司制No.5603、厚度0.03mm)层叠，在这些上形成φ2.5mm的开口。PET薄膜用于确保防水构件的刚性。另外，在另一双面胶带(日东电工公司制No.57120B、厚度0.20mm)上也形成φ2.5mm的开口。使用层压机在多孔膜上层叠两个双面胶带，使得多孔膜被夹在两个双面胶带之间。之后，将整体冲裁成φ5.8mm的尺寸。在PET膜上贴合剥离薄膜(可再剥离胶带)。由此，除了在双面胶带与剥离薄膜之间增加了PET膜(图5的参照符号32)以外，得到了图1所示结构的防水构件。
(实施例2)
除了使用PTFE多孔膜与无纺布的层叠物(日东电工公司制NTF613AP)作为多孔膜以外，通过与实施例1相同的方法制作了防水构件。带无纺布的PTFE多孔膜的基本特性为孔隙率75％(仅PTFE多孔膜)、面密度8.5g/m2、透气度0.50cm3/cm2/秒、厚度0.025mm、耐水压350kPa。
(实施例3)
除了使用聚乙烯多孔膜(日东电工公司制SUNMAP LC)作为多孔膜以外，通过与实施例1相同的方法制作了防水构件。聚乙烯多孔膜的基本特性为孔隙率31％、面密度62.3g/m2、透气度25cm3/cm2/秒、厚度0.100mm、耐水压1kPa。
(比较例1)
除了多孔膜的外径与双面胶带的外径相等以外，通过与实施例1相同的方法制作了比较例1的防水构件。
(比较例2)
除了多孔膜的外径与双面胶带的外径相等以外，通过与实施例2相同的方法制作了比较例2的防水构件。
(比较例3)
除了多孔膜的外径与双面胶带的外径相等以外，通过与实施例3相同的方法制作了比较例3的防水构件。
(气密性试验)
使用图5所示的试验装置50进行了防水构件的气密性试验。试验装置50具备壳体55、O型圈53和加压器械52。在壳体55的盖部55a形成有φ2mm的开口55h。以覆盖开口55h的方式在壳体55的内表面粘贴防水构件。利用O型圈53和加压器械52将壳体55密闭。以防水构件通过开口55h与水接触的方式在形成于壳体55的上表面的凹部中加入蒸馏水。之后，对壳体55的内部的空气施加200kPa的压力，确认1分钟后有无气泡。产生气泡的情况判断为无气密性，不产生气泡的情况判断为有气密性。将结果示于表1。
表1
如表1所示，实施例1～3的防水构件具有气密性，比较例1～3的防水构件无气密性。
产业实用性
本说明书中公开的技术可以出于对手机、笔记本电脑、电子记事本、数码相机、游戏设备等电子设备赋予防水性的目的而使用。但是，本说明书中公开的技术的应用对象不限于电子设备。本说明书中公开的技术可以出于对不具有声音功能的产品、例如传感器、开关、ECU等汽车部件的壳体赋予防水性的目的而使用。

Claims (8)

1.一种防水构件，其具备具有框的形状的第一胶粘层、具有框的形状的第二胶粘层、以及配置于所述第一胶粘层与所述第二胶粘层之间的多孔层，
在俯视所述第一胶粘层、所述第二胶粘层和所述多孔层时，所述多孔层的外边界位于所述第一胶粘层的外边界和所述第二胶粘层的外边界的内侧，
在所述多孔层的所述外边界的外侧，所述第一胶粘层直接接合于所述第二胶粘层，
所述多孔层的侧面借助于所述第一胶粘层和所述第二胶粘层与外部隔离。
2.如权利要求1所述的防水构件，其中，所述多孔层的所述外边界的整体位于所述第一胶粘层的所述外边界和所述第二胶粘层的所述外边界的内侧。
3.如权利要求1所述的防水构件，其中，所述多孔层为包含聚四氟乙烯作为主要成分的树脂多孔膜、或者为所述树脂多孔膜与透气性支撑体的层叠体。
4.如权利要求1所述的防水构件，其中，所述多孔层的孔隙率为30％以上。
5.如权利要求1所述的防水构件，其中，所述防水构件整体上为具有膜的形状的防水透声构件。
6.如权利要求1所述的防水构件，其中，所述第一胶粘层和所述第二胶粘层各自为双面胶带。
7.一种带剥离薄膜的防水构件，其具备：
权利要求1所述的防水构件、和
安装于所述防水构件的所述第一胶粘层或所述第二胶粘层的剥离薄膜。
8.一种电子设备，其具备：
壳体、
配置于所述壳体的内部的声发射部或声接收部、和
以覆盖形成于与所述声发射部或所述声接收部对应的位置的所述壳体的开口的方式安装于所述壳体的权利要求5所述的防水构件。
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