DE112020002143T5

DE112020002143T5 - Wasserdichte membran, wasserdichtes element, das diese umfasst, und elektronische vorrichtung

Info

Publication number: DE112020002143T5
Application number: DE112020002143.2T
Authority: DE
Inventors: Tamao FUKUSHIMA; Takeo Inoue; Yu KAMAMOTO; Hisae KITAGAWA
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2022-02-17
Also published as: WO2020218591A1; CN113728657A; KR20220005508A; US11310931B2; JP6853400B2; JP2021101558A; US20210251095A1; TW202100233A; JP2020184758A

Abstract

Eine wasserdichte Membran der vorliegenden Offenbarung weist ein Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz und ein Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz auf, wenn ein Durchlassbereich der wasserdichten Membran für Schall eine Fläche von 1,3 mm2aufweist. Die wasserdichte Membran der vorliegenden Offenbarung ist für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs geeignet. Ein wasserdichtes Element der vorliegenden Offenbarung umfasst die vorstehend genannte wasserdichte Membran der vorliegenden Erfindung und ein Trägerelement, das mit der wasserdichten Membran verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wasserdichte Membran, ein wasserdichtes Element, das die wasserdichte Membran umfasst, und eine elektronische Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Elektronische Vorrichtungen können ein Gehäuse aufweisen, das mit einer Öffnung versehen ist, die es Schall und Gas ermöglicht, durch diese hindurchzutreten. Beispielsweise umfassen elektronische Vorrichtungen eine tragbare Vorrichtung, wie z.B. eine Smartwatch, ein Smartphone, ein Mobiltelefon und eine Kamera mit einer Audiofunktion, und sind mit einem Schallwandlerteil, wie z.B. einem Mikrofon und einem Lautsprecher, innerhalb von deren Gehäuse versehen. Das Gehäuse einer solchen elektronischen Vorrichtung ist üblicherweise mit einer Öffnung (einer externen Schalldurchlassöffnung) versehen, so dass Schall zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren durchgelassen werden kann. Der Schallwandlerteil ist derart in dem Gehäuse eingeschlossen, dass Schall zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren über die Öffnung durchgelassen werden kann. In einigen Fällen ist das Gehäuse mit einer Öffnung (einer Entlüftung) versehen, die beispielsweise die Druckdifferenz zwischen einem Inneren des Gehäuses und einem Äußeren des Gehäuses beseitigt. Gleichzeitig muss das Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses der elektronischen Vorrichtung verhindert werden. Daher ist eine wasserdichte Membran, die das Eindringen von Wasser verhindert, derart angeordnet, dass das Eindringen von Wasser von dem Äußeren des Gehäuses zu dem Inneren des Gehäuses über die Öffnung verhindert wird.
Die Patentdokumente 1 und 2 offenbaren jeweils eine poröse Membran aus Polytetrafluorethylen (wird nachstehend als „PTFE“ bezeichnet), die als wasserdichte Membran verwendet werden kann. Die wasserdichten Membranen gemäß den Patentdokumenten 1 und 2 können derart angeordnet werden, dass das Eindringen von Wasser von einer äußeren Schalldurchlassöffnung verhindert wird.
DOKUMENTENLISTE
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 10 (1998)-165787 A
Patentdokument 2: JP 2018-19222 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Elektronische Vorrichtungen, wobei ein typisches Beispiel dafür eine tragbare Vorrichtung, wie z.B. eine Smartwatch, mit einer Audiofunktion ist, sind immer vielfältiger und kleiner geworden. Demgemäß müssen wasserdichte Membranen manchmal einen Durchlassbereich für Schall (einen schalldurchlässigen Bereich) mit einer weiter verminderten Größe aufweisen, jedoch wird dies durch die Patentdokumente 1 und 2 nicht berücksichtigt.
Die vorliegende Erfindung soll eine wasserdichte Membran bereitstellen, die für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs für Schall geeignet ist.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt eine wasserdichte Membran bereit, die
ein Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz und
ein Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz aufweist,
wenn ein Durchlassbereich für Schall der wasserdichten Membran eine Fläche von 1,3 mm² aufweist.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein wasserdichtes Element bereit, umfassend:

die vorstehend genannte wasserdichte Membran der vorliegenden Erfindung; und
ein Trägerelement, das mit der wasserdichten Membran verbunden ist.

In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine elektronische Vorrichtung bereit, umfassend:

ein Gehäuse, das mit einer Öffnung versehen ist; und
die wasserdichte Membran der vorliegenden Erfindung, die derart an dem Gehäuse und/oder einem Element innerhalb des Gehäuses angebracht ist, dass das Eindringen von Wasser von einem Äußeren des Gehäuses zu einem Inneren des Gehäuses über die Öffnung verhindert wird.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Erhalten einer wasserdichten Membran, die für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs für Schall geeignet ist.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer wasserdichten Membran der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel eines wasserdichten Elements der vorliegenden Erfindung zeigt.
2B ist eine Draufsicht, die eine Oberfläche des wasserdichten Elements zeigt, das in der 2A gezeigt ist, auf der ein Trägerelement 2 angeordnet ist, und zwar bei einer Betrachtung von einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche der wasserdichten Membran.
3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Zustands zeigt, bei dem die wasserdichte Membran der vorliegenden Erfindung in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet ist.
4 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel eines Zustands zeigt, bei dem die wasserdichte Membran der vorliegenden Erfindung in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet ist.
5 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zur Bewertung einer maximalen Geschwindigkeit Vmax der wasserdichten Membran.
7 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zur Bewertung einer Schalldurchlasseigenschaft (eines Einfügungsdämpfungsmaßes) der wasserdichten Membran.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt.
[Wasserdichte Membran]
Die 1 zeigt ein Beispiel einer wasserdichten Membran der vorliegenden Erfindung. Die wasserdichte Membran 1, die in der 1 gezeigt ist, weist ein Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz und ein Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz auf, wenn ein Durchlassbereich für Schall (ein schalldurchlässiger Bereich) der wasserdichten Membran eine Fläche von 1,3 mm² aufweist. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Durchlassbereich für Schall der wasserdichten Membran 1 auf einen Bereich der wasserdichten Membran 1, durch den Schall vorwiegend durch die wasserdichte Membran 1 hindurchdringt, wobei ein Zustand angenommen wird, bei dem die wasserdichte Membran 1 an einem Gegenstand angebracht ist (beispielsweise einem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung oder einem Element innerhalb des Gehäuses). Der Durchlassbereich kann typischerweise als ein Bereich der wasserdichten Membran 1 festgelegt werden, der durch einen Verbindungsabschnitt (beispielsweise den nachstehend genannten Verbindungsabschnitt 3) der wasserdichten Membran 1 zu einer Oberfläche, auf der die wasserdichte Membran 1 angeordnet werden soll, umgeben ist, und zwar betrachtet von einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1. In einem Fall, bei dem beide Hauptoberflächen der wasserdichten Membran 1 jeweils mit zwei der vorstehend genannten Oberflächen verbunden sind, auf denen die wasserdichte Membran 1 angeordnet werden soll, mit anderen Worten, in dem Fall, bei dem beide Hauptoberflächen der wasserdichten Membran 1 jeweils den Verbindungsabschnitt aufweisen und die Fläche des Bereichs, der durch den Verbindungsabschnitt umgeben ist, zwischen den beiden Hauptoberflächen verschieden ist, wird jedoch die kleinere Fläche als die Fläche des Durchlassbereichs festgelegt. Es sollte beachtet werden, dass in dem Fall, bei dem der Durchlassbereich bei einer Betrachtung von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1 eine Kreisform aufweist, die vorstehend genannte Fläche von 1,3 mm² der Fläche des kreisförmigen Durchlassbereichs mit einem Durchmesser von 1,3 mm entspricht.
Herkömmlich wurden die Schalldurchlasseigenschaften (beispielsweise das Einfügungsdämpfungsmaß) einer wasserdichten Membran vorwiegend unter Verwendung von Schall mit einer Frequenz von 1 kHz bewertet, wobei davon ausgegangen wird, dass es sich dabei um den Medianwert des menschlichen Stimmgebungsfrequenzbereichs handelt, da die elektronische Vorrichtung, in der die wasserdichte Membran angeordnet wird bzw. ist, vorwiegend ein Mobiltelefon ist, und folglich wurde das Sicherstellen von dessen Anrufeigenschaften als Telefon betont. Die Untersuchungen, die durch die vorliegenden Erfinder durchgeführt worden sind, zeigen jedoch, dass dann, wenn der Durchlassbereich eine Fläche aufweist, deren Größe weiter vermindert werden soll, die Schalldurchlasseigenschaften für Schall in einem Hochfrequenzbereich, wobei es sich typischerweise um Schall mit einer Frequenz von 10 kHz handelt, zu einer signifikanten Verschlechterung neigen, während keine signifikante Änderung der Schalldurchlasseigenschaften für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz vorliegt. Neuere elektronische Vorrichtungen mit einer Audiofunktion müssen in vielen Fällen Filme und Musik mit einer hohen Qualität aufnehmen und abspielen können. Im Hinblick darauf ist es wichtig, die Schalldurchlasseigenschaften in einem Hochfrequenzbereich sicherzustellen, um auch für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs geeignet zu sein. Unter diesen Umständen weist die wasserdichte Membran gemäß der vorliegenden Erfindung ein Einfügungsdämpfungsmaß für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz und ein Einfügungsdämpfungsmaß für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz, die beide mit einem vorgegebenen Wert identisch oder kleiner als dieser sind, in einer Fläche von 1,3 mm² auf, wobei es sich um die vorstehend genannte Fläche des Durchlassbereichs handelt, bei der angenommen wird, dass deren Größe weiter vermindert wird. Daher ist die wasserdichte Membran gemäß der vorliegenden Erfindung für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs geeignet.
Die wasserdichte Membran 1 kann ein Einfügungsdämpfungsmaß (nachstehend als „Einfügungsdämpfungsmaß IL_1,3/1 _kHz“ bezeichnet) von 4,0 dB oder weniger, 3,5 dB oder weniger, 3,1 dB oder weniger, 2,7 dB oder weniger und ferner 2,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz aufweisen, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufweist. Die wasserdichte Membran 1 kann ein Einfügungsdämpfungsmaß (nachstehend als „Einfügungsdämpfungsmaß IL_1,3/10 _kHz“ bezeichnet) von 4,5 dB oder weniger, 4,0 dB oder weniger, 3,6 dB oder weniger, 3,0 dB oder weniger und ferner 2,5 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz aufweisen, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufweist. Die wasserdichte Membran 1 kann einen bevorzugten Bereich des Einfügungsdämpfungsmaßes IL_1,3/1 _kHz sowie einen bevorzugten Bereich des Einfügungsdämpfungsmaßes IL_{1,3/10 kHz} in jedweder Kombination gleichzeitig erfüllen.
Eine wasserdichte Membran mit einem Durchlassbereich mit einer kleineren Fläche weist üblicherweise eine schlechtere Schalldurchlasseigenschaft (ein größeres Einfügungsdämpfungsmaß) auf. Es ist jedoch bevorzugt, dass die wasserdichte Membran 1 eine hervorragende Schalldurchlasseigenschaft selbst in dem Fall aufweist, bei dem die Fläche von deren Durchlassbereich ausgehend von 1,3 mm² weiter vermindert wird. Insbesondere weist die wasserdichte Membran 1 ein Einfügungsdämpfungsmaß (nachstehend als „Einfügungsdämpfungsmaß IL_0,79/1 _kHz“ bezeichnet) von beispielsweise 8,5 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz auf, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 0,79 mm² aufweist, und es kann 8,2 dB oder weniger, 6,0 dB oder weniger, 5,1 dB oder weniger, 4,0 dB oder weniger und ferner 3,0 dB oder weniger betragen. Ferner weist die wasserdichte Membran 1 ein Einfügungsdämpfungsmaß (nachstehend als „Einfügungsdämpfungsmaß IL_0,79/10 _kHz“ bezeichnet) von beispielsweise weniger als 8,0 dB für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz auf, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 0,79 mm² aufweist, und es kann 7,5 dB oder weniger, 7,0 dB oder weniger, 6,5 dB oder weniger, 6,0 dB oder weniger, 5,6 dB oder weniger, 5,0 dB oder weniger und ferner 4,6 dB oder weniger betragen. Die wasserdichte Membran 1 kann einen bevorzugten Bereich des Einfügungsdämpfungsmaßes IL_0,79/1 _kHz sowie einen bevorzugten Bereich des Einfügungsdämpfungsmaßes IL_0.79/10 _kHz in einer beliebigen Kombination gleichzeitig erfüllen. Es sollte beachtet werden, dass in dem Fall, bei dem der Durchlassbereich eine Kreisform aufweist, wenn er von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1 betrachtet wird, die vorstehend genannte Fläche von 0,79 mm² der Fläche des kreisförmigen Durchlassbereichs mit einem Durchmesser von 1,0 mm entspricht.
Die wasserdichte Membran 1 weist beispielsweise eine Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_1,3/max - IL_1,3/min von 5,0 dB oder weniger auf. IL_1,3/max ist ein maximales Einfügungsdämpfungsmaß und IL_1,3/min ist ein minimales Einfügungsdämpfungsmaß in einem Frequenzbereich von 200 Hz oder mehr bis 10 kHz oder weniger, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufweist. Die Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_1,31max - IL_1,3/min kann 4,2 dB oder weniger, 4,0 dB oder weniger, 3,0 dB oder weniger, 2,0 dB oder weniger, 1,5 dB oder weniger, 1,0 dB oder weniger und ferner 0,5 dB oder weniger betragen. Ferner beträgt beispielsweise eine Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_0,79/max - IL_0,79/min der wasserdichten Membran 1 7,0 dB oder weniger. IL_0,79/max ist ein maximales Einfügungsdämpfungsmaß und IL_0,79/min ist ein minimales Einfügungsdämpfungsmaß in dem Frequenzbereich von 200 Hz oder mehr bis 10 kHz oder weniger, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 0,79 mm² aufweist. Die Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_0,79/max - IL_0,79/min kann 6,0 dB oder weniger, 5,6 dB oder weniger, 5,0 dB oder weniger, 4,0 dB oder weniger, 3,6 dB oder weniger, 3,0 dB oder weniger, 2,5 dB oder weniger, 2,0 dB oder weniger, 1,0 dB oder weniger und ferner 0,5 dB oder weniger betragen. Es ist denkbar, dass eine kleinere Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_max - IL_min zwischen einem maximalen Einfügungsdämpfungsmaß IL_max und einem IL_min für Schall in dem Frequenzbereich von 200 Hz oder mehr bis 10 kHz oder weniger es ermöglicht, dass die wasserdichte Membran 1 Schalldurchlasseigenschaften aufweist, die über einen breiten Schallfrequenzbereich konstant sind. Daher weist die wasserdichte Membran 1 mit der Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_1,3/max - IL_1,3/min und/oder der Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_0,79/max - IL_0,79/min, die in diesen Bereichen liegen, Schalldurchlasseigenschaften auf, die selbst in dem Fall, bei dem die Größe des Durchlassbereichs weiter vermindert ist, über einen breiten Schallfrequenzbereich konstant sind. In diesem Aspekt ist die wasserdichte Membran 1 zuverlässiger für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs geeignet.
Eine maximale Geschwindigkeit Vmax einer Schwingung (nachstehend einfach als „maximale Geschwindigkeit Vmax“ bezeichnet) der wasserdichten Membran 1 in einer außerhalb der Ebene liegenden Richtung, die durch Schall induziert wird, der durch die wasserdichte Membran 1 hindurchtritt, beträgt beispielsweise 100 µm/Sekunde oder mehr in einem Frequenzbereich von 100 Hz bis 10 kHz, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufweist. Die maximale Geschwindigkeit Vmax kann 110 µm/Sekunde oder mehr, 120 µm/Sekunde oder mehr, 200 µm/Sekunde oder mehr, 300 µm/Sekunde oder mehr, 400 µm/Sekunde oder mehr, 500 µm/Sekunde oder mehr, 600 µm/Sekunde oder mehr, 700 µm/Sekunde oder mehr und ferner 800 µm/Sekunde oder mehr betragen. Die Obergrenze der maximalen Geschwindigkeit Vmax beträgt beispielsweise 1300 µm/Sekunde oder weniger.
Die Untersuchungen, die durch die vorliegenden Erfinder durchgeführt worden sind, zeigen, dass der Durchlass von Schall in einem Hochfrequenzbereich (typischerweise Schall mit einer Frequenz von 10 kHz) durch die wasserdichte Membran insbesondere stark von dem Zustand einer Schwingung der wasserdichten Membran beeinflusst wird, die durch den Schall induziert wird, der durch die wasserdichte Membran hindurchtritt, und zwar im Unterschied zu dem Schall mit einer Frequenz von 1 kHz, wobei es sich um einen Standardwert handelt, der herkömmlich zur Bewertung von wasserdichten Membranen verwendet wird, und dem Schall in einem niedrigen bis mittleren Frequenzbereich (typischerweise Schall mit einer Frequenz von 8 kHz), einschließlich der Schall mit einer Frequenz von 1kHz. Insbesondere neigt eine höhere maximale Geschwindigkeit Vmax zur Verbesserung der Schalldurchlasseigenschaften der wasserdichten Membran für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz. Folglich ist die wasserdichte Membran 1, welche die vorstehend genannten Bereiche der maximalen Geschwindigkeit Vmax erfüllt, zuverlässiger für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs geeignet. Die maximale Geschwindigkeit Vmax der wasserdichten Membran 1 kann mit einem Laser-Doppler-Schwingungsmessgerät gemessen werden, das ein kontaktloses Schwingungsmessgerät ist.
Die wasserdichte Membran 1 weist vorzugsweise eine Luftdurchlässigkeit in einer Dickenrichtung von weniger als 3,0 cm³/(cm²·Sekunde) auf, ausgedrückt als Frazier-Luftdurchlässigkeit, die gemäß Verfahren A der Luftdurchlässigkeitsmessung (Frazier-Verfahren) gemäß dem Japanischen Industriestandard (nachstehend als JIS bezeichnet) L1096:2010 gemessen wird. Die Luftdurchlässigkeit kann 2,5 cm³/(cm² . Sekunde) oder weniger, 2,2 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger, 2,0 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger, 1,8 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger, 1,6 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger, 1,0 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger, 0,8 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger, 0,5 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger und ferner 0,3 cm³/(cm² · Sekunde) oder weniger betragen. Die Untersuchungen, die durch die vorliegenden Erfinder durchgeführt worden sind, zeigen, dass dann, wenn die wasserdichte Membran in der Dickenrichtung eine Luftdurchlässigkeit in diesen Bereichen gemäß der Frazier-Luftdurchlässigkeit aufweist, die maximale Geschwindigkeit Vmax der Membran erhöht werden kann und dadurch die Schalldurchlasseigenschaften der Membran für Schall in einem Hochfrequenzbereich selbst in dem Fall zuverlässiger sichergestellt werden können, bei dem die Fläche des Durchlassbereichs weiter vermindert wird.
Selbst in dem Fall, bei dem die Größe der wasserdichten Membran 1 die Größe (etwa 200 mm × 200 mm) eines Prüfkörpers, der in dem Frazier-Verfahren verwendet wird, nicht erfüllt, kann die Frazier-Luftdurchlässigkeit der wasserdichten Membran 1 unter Verwendung einer Messvorrichtung zum Begrenzen der Fläche eines Messbereichs bewertet werden. Ein Beispiel für die Messvorrichtung ist eine Harzplatte, die in deren Mitte mit einem Durchgangsloch mit einem Querschnitt versehen ist, welcher der Fläche eines gewünschten Messbereichs entspricht. Beispielsweise kann eine Messvorrichtung verwendet werden, die in deren Mitte mit einem Durchgangsloch mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger versehen ist.
Die wasserdichte Membran 1 weist einen Wassereintrittsdruck von beispielsweise 80 kPa oder mehr auf. Der Wassereintrittsdruck der wasserdichten Membran 1 kann 100 kPa oder mehr, 150 kPa oder mehr, 180 kPa oder mehr, 200 kPa oder mehr, 230 kPa oder mehr, 250 kPa oder mehr und ferner 270 kPa oder mehr betragen. Die Obergrenze des Wassereintrittsdrucks ist nicht beschränkt und beträgt beispielsweise 3000 kPa oder weniger. Der Wassereintrittsdruck der wasserdichten Membran 1 kann gemäß Verfahren A (Verfahren mit niedrigem hydraulischen Druck) oder Verfahren B (Verfahren mit hohem hydraulischen Druck) der Wasserpenetrationsprüfung gemäß JIS L 1092:2009 unter Verwendung der Messvorrichtung wie folgt gemessen werden.
Ein Beispiel für die Messvorrichtung ist eine Scheibe aus rostfreiem Stahl, die einen Durchmesser von 47 mm aufweist und die in deren Mitte mit einem Durchgangsloch (mit einem kreisförmigen Querschnitt) mit einem Durchmesser von 1 mm versehen ist. Diese Scheibe weist eine Dicke auf, die verhindert, dass die Scheibe durch einen hydraulischen Druck verformt wird, der bei der Messung des Wassereintrittsdrucks ausgeübt werden muss. Die Messung des Wassereintrittsdrucks unter Verwendung der Messvorrichtung kann wie folgt durchgeführt werden.
Die zu bewertende wasserdichte Membran 1 wird derart auf einer Oberfläche der Messvorrichtung angebracht, dass sie eine Öffnung des Durchgangslochs der Messvorrichtung bedeckt. Das Anbringen wird derart durchgeführt, dass kein Wasser von einem feststehenden Abschnitt der Membran austritt, wenn der Wassereintrittsdruck gemessen wird. Zum Anbringen der wasserdichten Membran 1 kann ein doppelt beschichtetes Klebeband verwendet werden, das mit einer Wasserdurchtrittsöffnung versehen ist, die eine Form aufweist, die mit derjenigen der Öffnung identisch ist, und die an einem zentralen Teil des Klebebands ausgestanzt ist. Das doppelt beschichtete Klebeband kann derart zwischen der Messvorrichtung und der wasserdichten Membran 1 angeordnet werden, dass ein Umfang der Wasserdurchtrittsöffnung mit einem Umfang der Öffnung ausgerichtet ist. Als nächstes wird die Messvorrichtung mit der daran angebrachten wasserdichten Membran 1 derart in ein Prüfgerät eingesetzt, dass eine Oberfläche gegenüber einer Oberfläche, auf der die wasserdichte Membran 1 angebracht ist, eine Oberfläche ist, auf die bei der Messung ein hydraulischer Druck ausgeübt wird. Dann wird der Wassereintrittsdruck gemäß Verfahren A (Verfahren mit niedrigem hydraulischen Druck) oder Verfahren B (Verfahren mit hohem hydraulischen Druck) der Wasserpenetrationsprüfung gemäß JIS L 1092:2009 gemessen. Es sollte beachtet werden, dass der Wassereintrittsdruck auf der Basis des hydraulischen Drucks zu dem Zeitpunkt gemessen wird, wenn Wasser aus einem Fleck einer Oberfläche der wasserdichten Membran 1 austritt. Der gemessene Wassereintrittsdruck kann als der Wassereintrittsdruck der wasserdichten Membran 1 festgelegt werden. Als Prüfgerät kann eine Vorrichtung verwendet werden, die eine Struktur aufweist, die zu derjenigen einer Wasserpenetrationsprüfvorrichtung äquivalent ist, die in JIS L 1092:2009 gezeigt ist, und die eine Prüfkörpermontagestruktur aufweist, die ein darauf Anordnen der vorstehend genannten Messvorrichtung ermöglicht.
Die wasserdichte Membran 1 weist beispielsweise eine Oberflächendichte von 1 bis 30 g/m² auf. Die Obergrenze der Oberflächendichte kann 20 g/m² oder weniger, 15 g/m² oder weniger, 10 g/m² oder weniger und ferner 5 g/m² oder weniger betragen. Die Untergrenze der Oberflächendichte kann 2 g/m² oder mehr betragen. Die Oberflächendichte kann durch Dividieren der Masse der wasserdichten Membran 1 durch eine Fläche (eine Fläche von der Hauptoberfläche) der wasserdichten Membran 1 berechnet werden.
Die wasserdichte Membran 1 weist beispielsweise eine Dicke von 3 bis 30 µm auf. Die Obergrenze der Dicke kann 25 µm oder weniger, 20 µm oder weniger und ferner 15 µm oder weniger betragen. Die Untergrenze der Dicke kann 5 µm oder mehr betragen.
Die wasserdichte Membran 1 kann mindestens zwei Bereiche in jedweder Kombination erfüllen, ausgewählt aus dem Bereich der Luftdurchlässigkeit in der Dickenrichtung, dem Bereich des Wassereintrittsdrucks, dem Bereich der Oberflächendichte und dem Bereich der Dicke, der vorstehend genannt worden ist.
Die wasserdichte Membran 1 ist beispielsweise aus einem Harz, wie z.B. einem Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET); Polycarbonat; Polyethylen; Polyimid; Polytetrafluorethylen (PTFE); Polyvinylidenfluorid (PVDF); einem Tetrafluorethylen-EthylenCopolymer (ETFE); Polyurethan; und Silikon, ausgebildet. Das Harz, aus dem die wasserdichte Membran 1 ausgebildet ist, ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt. Als Material der wasserdichten Membran 1 ist PTFE bevorzugt. Eine aus PTFE ausgebildete Membran (eine PTFE-Membran) weist eine Masse und eine Festigkeit auf, die gut miteinander ausgewogen sind.
Die wasserdichte Membran 1 kann eine poröse Membran sein. Die PTFE-Membran kann eine poröse Membran (eine poröse PTFE-Membran), die durch Strecken eines Pastenextrudats gebildet wird, das PTFE-Teilchen enthält, oder eine gegossene Membran sein.
Die wasserdichte Membran 1 kann in dem Fall, bei dem davon ausgegangen wird, dass eine elektronische Vorrichtung, in der die wasserdichte Membran 1 angeordnet ist, einem hohen Wasserdruck ausgesetzt ist, eine mikroporöse Membran oder eine nicht-poröse Membran sein. Die mikroporöse Membran und die nicht-poröse Membran können einen hohen Wassereintrittsdruck aufweisen und auch deren Verformungsniveaus aufgrund des Wasserdrucks können gering sein. Die mikroporöse Membran kann eine mikroporöse PTFE-Membran sein, die aus PTFE ausgebildet ist. Die nicht-poröse Membran kann eine nicht-poröse PTFE-Membran sein, die aus PTFE ausgebildet ist.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die mikroporöse Membran auf eine Membran mit einer Luftdurchlässigkeit in einer Dickenrichtung von 10 Sekunden/100 mL oder mehr und 10000 Sekunden/100 mL oder weniger, ausgedrückt durch den Grad des Luftdurchlasses (Gurley-Luftdurchlässigkeit), der gemäß Verfahren B (Gurley-Verfahren) der Luftdurchlässigkeitsmessung gemäß JIS L 1096:2010 gemessen wird. Die Untergrenze der Gurley-Luftdurchlässigkeit der mikroporösen Membran kann 20 Sekunden/100 mL oder mehr, 30 Sekunden/100 mL oder mehr, 40 Sekunden/100 mL oder mehr, 50 Sekunden/100 mL oder mehr und ferner 70 Sekunden/100 mL oder mehr betragen. Die Obergrenze der Gurley-Luftdurchlässigkeit der mikroporösen Membran kann 5000 Sekunden/100 mL oder weniger, 1000 Sekunden/100 mL oder weniger und ferner 300 Sekunden/100 mL oder weniger betragen. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die nicht-poröse Membran auf eine Membran mit einer Luftdurchlässigkeit in einer Dickenrichtung, die 10000 Sekunden/100 mL übersteigt, ausgedrückt durch die vorstehend genannte Gurley-Luftdurchlässigkeit. Die poröse Membran weist üblicherweise eine Luftdurchlässigkeit in einer Dickenrichtung von weniger als 10 Sekunden/ 100 mL auf, ausgedrückt durch die Gurley-Luftdurchlässigkeit.
Selbst in dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine Größe aufweist, welche die Größe (etwa 50 mm x 50 mm) eines Prüfkörpers, der in dem Gurley-Verfahren verwendet wird, nicht erfüllt, kann die Gurley-Luftdurchlässigkeit unter Verwendung einer Messvorrichtung bewertet werden. Ein Beispiel für die Messvorrichtung ist eine Polycarbonatscheibe, die eine Dicke von 2 mm und einen Durchmesser von 47 mm aufweist und die in deren Mitte mit einem Durchgangsloch (mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 1 mm oder 2 mm) versehen ist. Die Messung der Gurley-Luftdurchlässigkeit unter Verwendung dieser Messvorrichtung kann wie folgt durchgeführt werden.
Die zu bewertende wasserdichte Membran 1 wird derart auf einer Oberfläche der Messvorrichtung angebracht, dass sie eine Öffnung des Durchgangslochs der Messvorrichtung bedeckt. Das Anbringen wird derart durchgeführt, dass dann, wenn die Gurley-Luftdurchlässigkeit gemessen wird, Luft nur durch die Öffnung hindurchtritt und ein effektiver Prüfbereich (ein Bereich, der mit der Öffnung überlappt, wenn er von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der angebrachten wasserdichten Membran 1 betrachtet wird) der zu bewertenden wasserdichten Membran 1 sowie ein feststehender Abschnitt das Hindurchtreten der Luft durch den effektiven Prüfbereich der wasserdichten Membran 1 nicht hemmt. Zum Anbringen der wasserdichten Membran 1 kann ein doppelt beschichtetes Klebeband verwendet werden, das mit einer Luftdurchgangsöffnung versehen ist, die eine Form aufweist, die mit derjenigen der Öffnung identisch ist und die an einem zentralen Teil des Klebebands ausgestanzt ist. Das doppelt beschichtete Klebeband kann derart zwischen der Messvorrichtung und der wasserdichten Membran 1 angeordnet sein, dass ein Umfang der Luftdurchgangsöffnung mit einem Umfang der Öffnung ausgerichtet ist. Als nächstes wird die Messvorrichtung mit der daran angebrachten wasserdichten Membran 1 derart in ein Gurley-Luftdurchlässigkeit-Prüfgerät eingesetzt, dass eine Oberfläche, auf der die wasserdichte Membran 1 angebracht ist, bei der Messung stromabwärts von einem Luftstrom vorliegt, und eine Zeit t1, die 100 mL Luft benötigen, um durch die wasserdichte Membran 1 hindurchzutreten, wird gemessen. Als nächstes wird die gemessene Zeit t1 in einen Wert t pro 642 [mm²], der eine effektive Prüffläche ist, die in dem Verfahren B (Gurley-Verfahren) der Luftdurchlässigkeitsmessung in JIS L 1096:2010 vorgeschrieben ist, durch die Gleichung t = {(t1) x Fläche [mm²] des effektiven Prüfbereichs der wasserdichten Membran/642 [mm²]} umgerechnet, so dass der so erhaltene umgerechnete Wert t als die Gurley-Luftdurchlässigkeit der wasserdichten Membran 1 festgelegt werden kann. In dem Fall, bei dem die vorstehend genannte Scheibe als die Messvorrichtung verwendet wird, ist die Fläche des effektiven Prüfbereichs der wasserdichten Membran 1 eine Fläche des Querschnitts des Durchgangslochs. Es wurde bestätigt, dass die ohne die Messvorrichtung gemessene Gurley-Luftdurchlässigkeit der wasserdichten Membran 1, welche die vorstehend genannte Größe des Prüfkörpers erfüllt, mit der Gurley-Luftdurchlässigkeit, die mit einem Stück der wasserdichten Membran 1 mit der Messvorrichtung gemessen worden ist, ausreichend identisch ist. D.h., es wurde bestätigt, dass die Verwendung der Messvorrichtung im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Gurley-Luftdurchlässigkeitsmessungen hat.
Wenn eine elektronische Vorrichtung verwendet oder in Wasser getragen wird, tritt innerhalb des Gehäuses manchmal eine Taukondensation auf. Das Auftreten einer Taukondensation kann durch Vermindern der Menge von Dampf, der innerhalb des Gehäuses verbleibt, verhindert werden. In dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine nicht-poröse Membran ist, wie z.B. eine nicht-poröse PTFE-Membran, wird das Eindringen von Dampf zu dem Inneren des Gehäuses durch die wasserdichte Membran 1 verhindert. Folglich ermöglicht das Auswählen einer nicht-porösen Membran als die wasserdichte Membran 1 die Verminderung der Menge von Dampf, der innerhalb des Gehäuses verbleibt, und verhindert das Auftreten der Taukondensation innerhalb des Gehäuses.
Es gibt jedoch einen Fall, bei dem Dampf zwangsläufig innerhalb des Gehäuses verbleibt, selbst ohne dass Dampf durch die wasserdichte Membran 1 in das Innere des Gehäuses eindringt. Es gibt beispielsweise einen Fall, bei dem das Gehäuse aus einem hygroskopischen Harz, wie z.B. Polybutylenterephthalat (PBT), einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polypropylen (PP) und Polycarbonat (PC), ausgebildet ist. In dem aus dem hygroskopischen Harz ausgebildeten Gehäuse wird Dampf von außerhalb, den das Gehäuse absorbiert hat, durch Wärme von einer Wärmequelle in dem Gehäuse in das Innere des Gehäuses freigesetzt und neigt dazu, dort zu verbleiben. In diesem Fall ist es zum Verhindern des Auftretens der Taukondensation innerhalb des Gehäuses bevorzugt, die wasserdichte Membran 1 auszuwählen, die den Dampf, der innerhalb des Gehäuses verblieben ist, nach außen freisetzen kann. Ein Beispiel der wasserdichten Membran 1, das ausgewählt werden kann, ist eine poröse Membran oder eine mikroporöse Membran, wie z.B. eine poröse PTFE-Membran oder eine mikroporöse PTFE-Membran. In dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine poröse Membran oder eine mikroporöse Membran ist, ermöglicht es ein mäßiges Niveau der Luftdurchlässigkeit der wasserdichten Membran 1, den verbliebenen Dampf nach außen abzugeben, was das Auftreten der Taukondensation innerhalb des Gehäuses verhindern kann. Darüber hinaus kann in dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine mikroporöse Membran ist, eine höhere Wasserdichtigkeit erwartet werden.
Die wasserdichte Membran 1, wie z.B. eine PTFE-Membran, kann einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,01 bis 1 µm aufweisen. Die Obergrenze des durchschnittlichen Porendurchmessers kann 0,85 µm oder weniger, 0,75 µm oder weniger, 0,5 µm oder weniger, 0,4 µm oder weniger, 0,3 µm oder weniger und ferner 0,2 µm oder weniger betragen. Die wasserdichte Membran 1, wie z.B. eine PTFE-Membran, kann einen maximalen Porendurchmesser von 0,01 bis 3 µm aufweisen. Die Obergrenze des maximalen Porendurchmessers kann 1,0 µm oder weniger, 0,8 µm oder weniger, 0,5 µm oder weniger und ferner 0,25 µm oder weniger betragen. In der wasserdichten Membran 1, wie z.B. einer PTFE-Membran, kann das Verhältnis des maximalen Porendurchmessers zu dem durchschnittlichen Porendurchmesser 2 oder weniger betragen und es kann 1,8 oder weniger, 1,6 oder weniger, 1,4 oder weniger, 1,3 oder weniger und ferner 1,2 oder weniger betragen. Die wasserdichte Membran 1, in der das Verhältnis des maximalen Porendurchmessers zu dem durchschnittlichen Porendurchmesser 2 oder weniger beträgt, kann eine sehr homogene Struktur aufweisen. Folglich kann selbst in dem Fall, bei dem der Durchlassbereich eine verminderte Größe aufweist, eine Variation von Eigenschaften in einem Zustand vermindert werden, bei dem die wasserdichte Membran 1 so angeordnet ist, dass sie eine Öffnung bedeckt, und es wird erwartet, dass die maximale Geschwindigkeit Vmax weiter zunimmt. Der durchschnittliche Porendurchmesser und der maximale Porendurchmesser der wasserdichten Membran 1 können gemäß ASTM („American Society for Testing and Materials“) F 316-86 gemessen werden.
Die wasserdichte Membran 1, wie z.B. eine PTFE-Membran, kann eine Porosität von 1 bis 99 % aufweisen. Die Obergrenze der Porosität kann 90 % oder weniger, 85 % oder weniger, 80 % oder weniger, 75 % oder weniger, 70 % oder weniger, 60 % oder weniger und ferner 50 % oder weniger betragen. Die Untergrenze der Porosität kann 5 % oder mehr, 10 % oder mehr, 15 % oder mehr und ferner 20 % oder mehr betragen. Die Porosität der wasserdichten Membran 1 kann durch Einsetzen der Masse, der Dicke, der Fläche (der Fläche der Hauptoberfläche) und der tatsächlichen Dichte der Membran in die nachstehend angegebene Gleichtung berechnet werden. Es sollte beachtet werden, dass PTFE eine tatsächliche Dichte von 2,18 g/cm³ aufweist. $\begin{array}{l} Porosit \ddot{a} t (%) = {1 - (Masse [g] / (Dicke [cm] \times Fl \ddot{a} che [{cm}^{2}] \times tats \ddot{a} chliche Dichte \\ [{g/cm}^{3}]))} \times 100 \end{array}$
Die wasserdichte Membran 1, wie z.B. eine PTFE-Membran, kann eine spezifische Oberfläche von 6 m²/g oder mehr aufweisen und sie kann 10 m²/g oder mehr, 30 m²/g oder mehr, 50 m²/g oder mehr und ferner 75 m²/g oder mehr betragen. Die Obergrenze der spezifischen Oberfläche beträgt beispielsweise 200 m²/g oder weniger. Die wasserdichte Membran 1 mit einer spezifischen Oberfläche von 8 m²/g oder mehr kann eine Struktur aufweisen, in der dichte sowie feine Poren in deren Gesamtheit einheitlich verteilt sind. Es wird erwartet, dass dies die maximale Geschwindigkeit Vmax weiter erhöht. Die spezifische Oberfläche der wasserdichten Membran 1 kann gemäß ASTM F316-86 gemessen werden.
In dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine poröse PTFE-Membran oder eine mikroporöse PTFE-Membran ist, kann die Membran 1 aus einer sehr großen Anzahl von feinen PTFE-Fasern (Fibrillen) ausgebildet sein. Ferner kann die Membran 1 einen aggregierten PTFE-Abschnitt (einen Knoten) aufweisen, in dem eine Mehrzahl von Fibrillen verbunden ist. Die Fibrillen und die Knoten werden typischerweise durch Strecken einer PTFE-Lage gebildet, die ein Aggregat von PTFE ist. Die Fibrillen in der wasserdichten Membran 1 weisen einen durchschnittlichen Durchmesser von beispielsweise 0,2 µm oder weniger auf und er kann 0,16 µm oder weniger, 0,1 µm oder weniger und ferner 0,075 µm oder weniger betragen. Die Untergrenze des durchschnittlichen Durchmessers der Fibrillen beträgt beispielsweise 0,02 µm oder mehr. Der durchschnittliche Abstand zwischen den Knoten in der wasserdichten Membran 1 beträgt beispielsweise 10 µm oder weniger und er kann 7,5 µm oder weniger, 5 µm oder weniger, 2,5 µm oder weniger und ferner 1,5 µm oder weniger betragen. Die Untergrenze des durchschnittlichen Abstands zwischen den Knoten beträgt beispielsweise 0,1 µm oder mehr. Der durchschnittliche Durchmesser der Fibrillen und der durchschnittliche Abstand zwischen den Knoten kann durch Analysieren eines vergrößerten Bilds einer Oberfläche und/oder eines Querschnitts der wasserdichten Membran 1, die/der mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) oder dergleichen untersucht wird, bewertet werden. Der durchschnittliche Durchmesser der Fibrillen und der durchschnittliche Abstand zwischen den Knoten werden durch Erhalten des Durchschnittswerts von Messungen bestimmt, die an mindestens zehn Messpunkten bewertet worden sind.
Die wasserdichte Membran 1 kann eine Einschicht-Membran oder ein Laminat sein, das aus zwei oder mehr Schichten zusammengesetzt ist. Die wasserdichte Membran 1 kann eine Einschicht-PTFE-Membran oder ein Laminat sein, das aus zwei oder mehr PTFE-Membranen zusammengesetzt ist.
Die wasserdichte Membran 1 kann eine gefärbte bzw. farbige Membran sein. Die wasserdichte Membran 1 kann beispielsweise grau oder schwarz gefärbt sein. Die graue oder schwarze wasserdichte Membran 1 kann beispielsweise durch Mischen eines grauen oder schwarzen Farbmittels mit dem Material, aus dem die Membran ausgebildet ist, gebildet werden. Das schwarze Farbmittel ist beispielsweise Ruß. Eine Farbe im Bereich von 1 bis 4 und eine Farbe im Bereich von 5 bis 8, ausgedrückt als „achromatische Farbhelligkeit NV“ gemäß JIS Z8721:1993, kann als „schwarz“ bzw. „grau“ festgelegt werden.
Die wasserdichte Membran 1 kann einer Wasser-Abstoßungsbehandlung, einer ÖI-Abstoßungsbehandlung oder einer Flüssigkeit-Abstoßungsbehandlung unterzogen werden. Die Flüssigkeit-Abstoßungsbehandlung ist eine Behandlung, welche die wasserdichte Membran 1 sowohl mit Wasserabstoßungs- als auch mit Ölabstoßungseigenschaften ausstattet. Die wasserdichte Membran 1, insbesondere die wasserdichte Membran 1, die eine PTFE-Membran umfasst, kann eine Oberfläche aufweisen, die mit einer physikalischen Behandlung, wie z.B. einer Sputterbehandlung, oder einer chemischen Behandlung, wie z.B. einer Natriumbehandlung, behandelt worden ist. Diese Behandlungen können beispielsweise die Hafteigenschaften der behandelten Oberfläche verbessern.
Die wasserdichte Membran 1 weist beispielsweise die Form eines Kreises (wie z.B. eines genäherten Kreises), einer Ellipse (wie z.B. einer genäherten Ellipse) und eines Vielecks, wie z.B. eines Quadrats und eines Rechtecks, auf, wenn sie von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1 betrachtet wird. Die Ecken des Vielecks können gerundet sein. Die Form der wasserdichten Membran 1 ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt.
Die wasserdichte Membran 1 kann kommerziell in einer Form, in der die wasserdichte Membran 1 in der Praxis verwendet werden soll, und auch als Rolle einer streifenförmigen Membran vertrieben werden. In dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 kommerziell in einer Form vertrieben wird, in der die wasserdichte Membran 1 in der Praxis verwendet werden soll, kann eine Lage kommerziell vertrieben werden, die einen Basisfilm und ein oder zwei Stück(e) der wasserdichten Membran 1 in dieser Form, das oder die darauf angeordnet ist oder sind, umfasst. Die Oberfläche des Basisfilms, auf dem die wasserdichte(n) Membran(en) 1 angeordnet ist oder sind, kann eine Klebrigkeit aufweisen. Die wasserdichte Membran 1 als Rolle wird beispielsweise verwendet, nachdem sie zu einer vorgegebenen Form ausgestanzt worden ist.
Die wasserdichte Membran 1 kann beispielsweise in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet werden, die ein Gehäuse umfasst. Das Gehäuse umschließt einen Schallwandlerteil, der eine Umwandlung zwischen einem elektrischen Signal und Schall durchführt, und das Gehäuse ist mit einer Öffnung (einer externen Schalldurchlassöffnung) versehen, die Schall zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren durchlässt. Die wasserdichte Membran 1 kann beispielsweise derart an dem Gehäuse und/oder einem Element innerhalb des Gehäuses angebracht werden, dass das Eindringen von Wasser von außerhalb des Gehäuses zu einem Inneren des Gehäuses über die Öffnung verhindert wird. In diesem Fall ist die wasserdichte Membran 1 typischerweise auf einem Durchlassdurchgang für Schall zwischen der Öffnung und dem Schallwandlerteil, welcher der Öffnung entspricht, angeordnet. Die wasserdichte Membran 1 kann so angebracht werden, dass sie die Öffnung bedeckt. Die Öffnung ist zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren des Gehäuses angeordnet. Das Element innerhalb des Gehäuses ist beispielsweise der Schallwandlerteil. Die wasserdichte Membran 1 kann derart angebracht werden, dass sie eine Schalldurchlassöffnung bedeckt, die der Schallwandlerteil aufweist. Der Zustand der Anordnung der wasserdichten Membran 1 ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt, und das Element innerhalb des Gehäuses, auf dem die wasserdichte Membran 1 angeordnet werden kann, ist nicht auf das vorstehend genannte Beispiel beschränkt. Das Anordnen der wasserdichten Membran 1 kann den Durchlass von Schall zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren über die Öffnung ermöglichen, während das Eindringen von Wasser von dem Äußeren zu dem Inneren des Gehäuses und/oder in den Schallwandlerteil über die Öffnung verhindert wird. Die Verwendung der wasserdichten Membran 1 ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Schallwandlerteil ist typischerweise ein Mikrofon, ein Lautsprecher und ein elektroakustischer Wandler, der Funktionen sowohl eines Mikrofons als auch eines Lautsprechers aufweist.
Ein Beispiel des Verfahrens zur Bildung der wasserdichten Membran 1 wird als Fall beschrieben, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine PTFE-Membran ist.
Die wasserdichte Membran 1, die eine poröse PTFE-Membran ist, kann beispielsweise wie folgt gebildet werden: Ein Gemisch aus einem ungesinterten PTFE-Pulver und einem flüssigen Schmiermittel wird durch eine Technik, wie z.B. eine Extrusion und/oder ein Kalandrieren, zu einer Lage ausgebildet und das flüssige Schmiermittel wird von der ungesinterten PTFE-Lage entfernt und die PTFE-Lage wird so gestreckt, dass sie porös ist. Das Strecken kann ein mehrstufiges Strecken sein, das eine Kombination aus einem Strecken der PTFE-Lage in der MD-Richtung (der Längsrichtung) und einem Strecken der PTFE-Lage in der TD-Richtung (der Breitenrichtung) ist. Nach der Bildung der ungesinterten PTFE-Lage kann die ungesinterte PTFE-Lage einer Behandlung in einer Atmosphäre bei einer Temperatur unterzogen werden, die mit dem Schmelzpunkt von PTFE identisch oder höher als dieser ist, so dass PTFE gesintert wird. In diesem Fall wird eine poröse PTFE-Membran erhalten, die eine gesinterte Membran ist. Die vorstehend genannte Behandlung umfasst ein Strecken, so dass die Membran porös gemacht wird. Das flüssige Schmiermittel ist nicht beschränkt, solange es Oberflächen von PTFE-Teilchen benetzen kann und danach entfernt werden kann. Das flüssige Schmiermittel ist beispielsweise ein Kohlenwasserstofföl, wie z.B. Rohbenzin, Weißöl und flüssiges Paraffin. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „Sintern“ das Behandeln eines PTFE-Formkörpers mit einer Behandlung in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von gleich oder höher als 327 °C, wobei es sich um den Schmelzpunkt von PTFE handelt.
Die wasserdichte Membran 1, die eine mikroporöse PTFE-Membran ist, kann beispielsweise wie folgt gebildet werden: Das flüssige Schmiermittel wird von der vorstehend genannten erhaltenen ungesinterten PTFE-Lage entfernt, so dass eine poröse PTFE-Membran gebildet wird, und die Lage wird in einer vorgegebenen Richtung in der Ebene (typischerweise der MD-Richtung) kalandriert und dann in einer weiteren Richtung in der Ebene (typischerweise der TD-Richtung) gestreckt, so dass sie mikroporös wird.
Die wasserdichte Membran 1, die eine nicht-poröse PTFE-Membran ist, kann beispielsweise durch Kalandrieren einer PTFE-Lage gebildet werden, die durch jedwedes Verfahren, wie z.B. ein Gießverfahren und ein Schälverfahren, gebildet worden ist.
[Wasserdichtes Element]
Die 2A und die 2B zeigen ein Beispiel eines wasserdichten Elements der vorliegenden Erfindung. Ein wasserdichtes Element 11, das in der 2A und der 2B gezeigt ist, umfasst die wasserdichte Membran 1 und ein Trägerelement 2, das mit der wasserdichten Membran 1 verbunden ist. Die 2B zeigt eine Oberfläche des wasserdichten Elements 11, das in der 2A gezeigt ist, bei einer Betrachtung von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1. Das Trägerelement 2 ist auf der Oberfläche angeordnet. In dem wasserdichten Element 11 ist die wasserdichte Membran 1 mit dem damit verbundenen Trägerelement 2 verstärkt und die Handhabbarkeit des wasserdichten Elements 11 wird verbessert. Das Trägerelement 2 des wasserdichten Elements 11 kann als Abschnitt zum Anbringen an einem Abschnitt, wie z.B. einer Innenoberfläche des Gehäuses und einer Oberfläche des Schallwandlerteils, auf dem die wasserdichte Membran 1 angeordnet werden soll, dienen.
In dem in der 2A und der 2B gezeigten Beispiel weist die wasserdichte Membran 1 eine Kreisform auf, wenn sie von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der Membran 1 betrachtet wird. Wie es vorstehend erwähnt worden ist, ist jedoch die Form der wasserdichten Membran 1 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Trägerelement 2 weist eine Form auf, die einer Form eines Umfangsabschnitts der wasserdichten Membran 1 entspricht, wenn es von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1 betrachtet wird. Insbesondere ist die Form des Trägerelements 2 eine Ringform. Das Trägerelement 2 ist mit dem vorstehend genannten Umfangsbereich der wasserdichten Membran 1 verbunden. Diese Ausführungsform ermöglicht das Vermindern der Größe des wasserdichten Elements 11, während die Fläche des Durchlassbereichs der wasserdichten Membran 1 soweit wie möglich sichergestellt wird.
Das wasserdichte Element 11 weist einen Durchlassbereich (einen schalldurchlässigen Bereich) 4 auf, der als ein Bereich der wasserdichten Membran festgelegt ist, der durch einen Verbindungsabschnitt 3 der wasserdichten Membran zu dem Trägerelement 2 umgeben ist, wenn er von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1 betrachtet wird. Der Durchlassbereich kann eine Fläche von 1,3 mm² oder weniger und ferner 0,79 mm² oder weniger aufweisen. Das wasserdichte Element 11, das die wasserdichte Membran 1 umfasst, kann hervorragende Schalldurchlasseigenschaften für Schall in einem Hochfrequenzbereich, wie z.B. Schall mit einer Frequenz von 10 kHz, selbst in dem Fall aufweisen, bei dem die Fläche des Durchlassbereichs 4 in diesen Bereichen liegt. Mit anderen Worten, das wasserdichte Element 11 ist für eine weitere Größenverminderung des Durchlassbereichs 4 geeignet. In dem Fall, bei dem der Durchlassbereich 4 eine Kreisform aufweist, wenn er von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche der wasserdichten Membran 1 betrachtet wird, entsprechen die Flächen von 1,3 mm² und 0,79 mm² jeweils der Fläche des kreisförmigen Durchlassbereichs 4 mit einem Durchmesser von 1,3 mm und der Fläche des kreisförmigen Durchlassbereichs 4 mit einem Durchmesser von 1,0 mm.
Die Anzahl des Trägerelements 2, das in das wasserdichte Element 11 einbezogen ist, das in der 2A und der 2B gezeigt ist, ist eins, und das Trägerelement 2 wird mit einer der Hauptoberflächen der wasserdichten Membran 1 verbunden. Die Anzahl des Trägerelements 2 kann zwei oder mehr betragen. In diesem Fall können die Trägerelemente 2 jeweils mit den beiden Hauptoberflächen der wasserdichten Membran 1 verbunden werden. Wenn der Durchlassbereich 4 einer Hauptoberfläche eine Fläche aufweist, die von derjenigen des Durchlassbereichs 4 der anderen Hauptoberfläche verschieden ist, kann die kleinere Fläche als die Fläche des Durchlassbereichs 4 des wasserdichten Elements 11 festgelegt werden.
Das wasserdichte Element 11 kann mindestens eine der Eigenschaften aufweisen, welche die wasserdichte Membran 1 aufweisen kann, die vorstehend in der Beschreibung der wasserdichten Membran 1 genannt worden sind.
Das Material, aus dem das Trägerelement 2 ausgebildet ist, ist beispielsweise ein Harz, ein Metall und ein Verbundmaterial davon. Beispiele für das Harz umfassen: Ein Polyolefin, wie z.B. Polyethylen und Polypropylen; einen Polyester wie z.B. PET; Polycarbonat; Polyimid; und ein Verbundharz davon. Beispiele für das Metall umfassen ein Metall mit einer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, wie z.B. rostfreien Stahl und Aluminium. Das Trägerelement 2 kann aus einem geschäumten Material (einem Schaum) des Harzes ausgebildet sein.
Das Trägerelement 2 kann ein doppelt beschichtetes Klebeband sein. Die Verwendung des Trägerelements 2 als Anbringungsmittel, das ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, ermöglicht das Anbringen der wasserdichten Membran 1 und des wasserdichten Elements 11 an einer Anordnungsoberfläche, auf der die wasserdichte Membran 1 und das wasserdichte Element 11 angeordnet werden sollen. Dadurch kann die Wasserdichtigkeit, die durch die wasserdichte Membran 1 und das wasserdichte Element 11 erzeugt werden soll, verbessert werden.
Ein bekanntes doppelt beschichtetes Klebeband kann als das doppelt beschichtete Klebeband verwendet werden, aus dem das Trägerelement 2 ausgebildet sein kann. Ein Substrat des doppelt beschichteten Klebebands ist beispielsweise eine Harzfolie, ein Faservlies und ein Schaum. Das Harz, das für das Substrat verwendet werden kann, ist nicht beschränkt. Beispiele für das Harz umfassen: Polyester, wie z.B. PET; Polyolefin, wie z.B. Polyethylen; und Polyimid. Für eine Haftmittelschicht des doppelt beschichteten Klebebands können verschiedene Arten von Haftmitteln, wie z.B. ein Acrylhaftmittel und ein Silikonhaftmittel, verwendet werden. Ein Acrylhaftmittel wird bevorzugt für die Haftmittelschicht verwendet, da es ein starkes Haftvermögen an der wasserdichten Membran 1 und der vorstehend genannten Anordnungsoberfläche aufweisen kann. Das doppelt beschichtete Klebeband kann ein thermisches Klebeband sein. Das doppelt beschichtete Klebeband kann ein substratloses doppelt beschichtetes Klebeband sein, das kein Substrat aufweist.
Das Trägerelement 2 kann eine Dicke von beispielsweise 5 bis 500 µm aufweisen und sie kann 25 bis 200 µm betragen. Das Trägerelement 2, das eine Form aufweist, die der Form des Umfangsabschnitts der wasserdichten Membran 1 entspricht, kann unter Berücksichtigung von dessen Funktion als Anbringungsabschnitt eine Breite von etwa 0,5 bis 2 mm aufweisen.
Zum Verbinden der wasserdichten Membran 1 und des Trägerelements 2 können verschiedene Arten von Techniken eingesetzt werden, einschließlich: Verschiedene Arten von Schweißtechniken, wie z.B. Wärmeschweißen und Ultraschallschweißen; ein Kleben bzw. Verbinden mit einem Haftmittel und/oder einem druckempfindlichen Haftmittel; und ein Kleben bzw. Verbinden mit einem doppelt beschichteten Klebeband. In dem Fall, bei dem das Trägerelement 2 ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, kann eine Haftmittelschicht des doppelt beschichteten Klebebands zum Verbinden des Trägerelements 2 mit der wasserdichten Membran 1 verwendet werden. Die Technik zum Verbinden der wasserdichten Membran 1 und des Trägerelements 2 ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Das wasserdichte Element 11 kann beispielsweise in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet werden, die ein Gehäuse umfasst. Das Gehäuse umschließt einen Schallwandlerteil, der eine Umwandlung zwischen einem elektrischen Signal und Schall durchführt, und das Gehäuse ist mit einer Öffnung (einer externen Schalldurchlassöffnung) versehen, die Schall zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren durchlässt. Das wasserdichte Element 11 kann beispielsweise derart an dem Gehäuse und/oder einem Element innerhalb des Gehäuses angebracht werden, dass das Eindringen von Wasser von außerhalb des Gehäuses zu einem Inneren des Gehäuses über die Öffnung verhindert wird. In diesem Fall ist das wasserdichte Element 11 typischerweise auf einem Durchlassdurchgang für Schall zwischen der Öffnung und dem Schallwandlerteil, welcher der Öffnung entspricht, angeordnet. Das wasserdichte Element 11 kann so angebracht werden, dass es die Öffnung bedeckt. Die Öffnung ist zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren des Gehäuses angeordnet. Das Element innerhalb des Gehäuses ist beispielsweise der Schallwandlerteil. Das wasserdichte Element 11 kann derart angebracht werden, dass es eine Schalldurchlassöffnung bedeckt, die der Schallwandlerteil aufweist. Der Zustand der Anordnung des wasserdichten Elements 11 ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt, und das Element innerhalb des Gehäuses, auf dem das wasserdichte Element 11 angeordnet werden kann, ist nicht auf das vorstehend genannte Beispiel beschränkt. Wenn das Trägerelement 2 ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, kann eine Haftmittelschicht des doppelt beschichteten Klebebands zum Anbringen des wasserdichten Elements 11 an einer Anordnungsoberfläche verwendet werden, auf der das wasserdichte Element 11 angeordnet werden soll. Das Anordnen des wasserdichten Elements 11 kann den Durchlass von Schall zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren über die Öffnung ermöglichen, während das Eindringen von Wasser von dem Äußeren zu dem Inneren des Gehäuses und/oder in den Schallwandlerteil über die Öffnung verhindert wird. Die Verwendung des wasserdichten Elements 11 ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
[Anordnung der wasserdichten Membran und/oder des wasserdichten Elements in einer elektronischen Vorrichtung]
Die 3 zeigt ein Beispiel des Zustands, bei dem die wasserdichte Membran 1 in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet ist. In dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, ist die wasserdichte Membran 1 innerhalb eines Gehäuses 51 der elektronischen Vorrichtung angeordnet. Das Gehäuse 51 nimmt einen elektroakustischen Wandler 53 auf, der ein Schallwandlerteil ist, und das Gehäuse 51 ist mit einer Öffnung (einer externen Schalldurchlassöffnung) 52 versehen, die Schall zwischen dem elektroakustischen Wandler 53 und einer Außenseite des Gehäuses 51 durchlässt. Der elektroakustische Wandler 53 weist auf einer Oberfläche 56 davon eine Schalldurchlassöffnung 54 auf. Die Öffnung 52 und die Schalldurchlassöffnung 54 befinden sich in einer Positionsbeziehung, die es Schall ermöglicht, zwischen dem Äußeren des Gehäuses 51 und dem elektroakustischen Wandler 53 durchgelassen zu werden. In dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, überlappen die Öffnung 52 und die Schalldurchlassöffnung 54 einander in ihrer Gesamtheit, und zwar betrachtet von einer Richtung senkrecht zu einer inneren Oberfläche 55 des Gehäuses 51. Typischerweise ist der elektroakustische Wandler 53 ein Mikrofon, das Schall, der von der Schalldurchlassöffnung 54 durchgelassen wird, in ein elektrisches Signal umwandelt, ein Lautsprecher, der ein elektrisches Signal in Schall umwandelt und den Schall von der Schalldurchlassöffnung 54 abgibt, oder ein Wandler, der Funktionen sowohl eines Mikrofons als auch eines Lautsprechers aufweist. Der elektroakustische Wandler 53 kann ein mikroelektro-mechanisches System (MEMS) umfassen. Die wasserdichte Membran 1 ist auf einem Durchlassdurchgang für Schall zwischen der Öffnung 52 des Gehäuses 51 und der Schalldurchlassöffnung 54 des elektroakustischen Wandlers 53 angeordnet. Insbesondere ist die wasserdichte Membran 1 mit der Innenoberfläche 55 des Gehäuses 51 über das Trägerelement 2 (2B), das ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, derart verbunden, dass sie die Öffnung 52 bedeckt. Ferner ist die wasserdichte Membran 1 mit der Oberfläche 56 des elektroakustischen Wandlers 53 über das Trägerelement 2 (2A), das ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, derart verbunden, dass sie die Schalldurchlassöffnung 54 bedeckt. Ferner ist ein Laminat der wasserdichten Membran 1 und des Trägerelements 2A, 2B das wasserdichte Element 11. Die wasserdichte Membran 1 lässt das Hindurchtreten von Schall durch dieses zu, während sie das Eindringen von Wasser verhindert. In der elektronischen Vorrichtung, die in der 3 gezeigt ist, ermöglicht die Anordnung der wasserdichten Membran 1 ein Hindurchtreten von Schall zwischen dem elektroakustischen Wandler 53 und dem Äußeren des Gehäuses 51 über die Öffnung 52, während das Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses 51 und in den elektroakustischen Wandler 53 über die Öffnung 52 verhindert wird.
Die 4 zeigt ein weiteres Beispiel für den Zustand, bei dem die wasserdichte Membran 1 in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet ist. Das Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, ist mit dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, mit Ausnahme der folgenden Punkte identisch.

• Eine Platine 57, die mit einer Schalldurchlassöffnung 58 versehen ist, ist innerhalb des Gehäuses 51 eingeschlossen und der elektroakustische Wandler 53 ist an einer Oberfläche 59 der Platine 57 mit einem Sockel 61 angebracht. Die Öffnung 52, die Schalldurchlassöffnung 58 und die Schalldurchlassöffnung 54 liegen in einer Positionsbeziehung vor, die zulässt, dass Schall zwischen dem Äußeren des Gehäuses 51 und dem elektroakustischen Wandler 53 durchgelassen wird. In dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, überlappen die Öffnung 52, die Schalldurchlassöffnung 58 und die Schalldurchlassöffnung 54 insgesamt miteinander, wenn diese von der Richtung senkrecht zu der Innenoberfläche 55 des Gehäuses 51 betrachtet werden.
• Die wasserdichte Membran 1 ist mit der vorstehend genannten Oberfläche 59 der Platine 57 über das Trägerelement 2 (2B), das ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, derart verbunden, dass sie die Schalldurchlassöffnung 58 bedeckt. Ferner ist die wasserdichte Membran 1 mit der Oberfläche 56 des elektroakustischen Wandlers 53 über das Trägerelement 2 (2A), das ein doppelt beschichtetes Klebeband ist, derart verbunden, dass sie die Schalldurchlassöffnung 54 bedeckt.
• Die wasserdichte Membran 1 ist an der Platine 57 in einem Zustand angebracht, bei dem die wasserdichte Membran 1 innerhalb einer Öffnung des Sockels 61 eingesetzt worden ist, bei dem es sich um ein Element handelt, das die Platine 57 aufweist. Das wasserdichte Element 11, das die wasserdichte Membran 1 und die Trägerelemente 2 (2A, 2B) umfasst, ist an der Platine 57 in einem Zustand angebracht, bei dem das wasserdichte Element 11 innerhalb der Öffnung des Sockels 61 eingesetzt worden ist, bei dem es sich um ein Element handelt, das die Platine 57 aufweist. Die wasserdichte Membran 1 und/oder das wasserdichte Element 11 können/kann an der Platine 57 in einem Zustand angebracht sein, bei dem die wasserdichte Membran 1 und/oder das wasserdichte Element 11 in die Schalldurchlassöffnung 58 der Platine 57 eingesetzt worden sind/ist.
• Eine Dichtung 60 ist zwischen der Platine 57 und dem Gehäuse 51 angeordnet. Die Dichtung 60 kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, die derjenigen des Trägerelements 2 ähnlich ist.

In der elektronischen Vorrichtung, die in der 4 gezeigt ist, ermöglicht die Anordnung der wasserdichten Membran 1 ein Hindurchtreten von Schall zwischen dem elektroakustischen Wandler 53 und dem Äußeren des Gehäuses 51 über die Öffnung 52, während ein Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses 51 und in den elektroakustischen Wandler 53 über die Öffnung 52 verhindert wird.
Der Zustand, bei dem das wasserdichte Element in der elektronischen Vorrichtung angeordnet ist, ist nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt.
[Elektronische Vorrichtung]
Die 5 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die elektronische Vorrichtung, die in der 5 gezeigt ist, ist ein Smartphone 62. Ein Schallwandlerteil, der eine Umwandlung zwischen einem elektrischen Signal und Schall durchführt, ist innerhalb des Gehäuses 51 des Smartphones 62 angeordnet. Das Gehäuse 51 ist mit der Öffnung 52 (52A) und der Öffnung 52 (52B) versehen, die jeweils eine externe Schalldurchlassöffnung sind. Das Smartphone 62 umfasst die wasserdichte Membran 1 und/oder das wasserdichte Element 11. Der Zustand, bei dem die wasserdichte Membran 1 und/oder das wasserdichte Element 11 in dem Smartphone 62 angeordnet sind/ist, ist beispielsweise derart, wie es in der 3 oder der 4 gezeigt ist. Der Anordnungszustand ist nicht beschränkt, solange die wasserdichte Membran 1 in einem Durchlassdurchgang für Schall zwischen der Öffnung 52A und/oder der Öffnung 52B und dem oder den Schallwandlerteil(en), der oder die jeder der Öffnungen 52A, 52B entspricht oder entsprechen, angeordnet ist, und dadurch ist das Hindurchtreten von Schall zwischen dem oder den elektroakustischen Wandler(n) und dem Äußeren über die Öffnung 52A und/oder die Öffnung 52B möglich, während ein Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses 51 und in den oder die elektroakustischen Wandler über die Öffnung 52A und/oder die Öffnung 52B verhindert wird.
Die elektronische Vorrichtung, welche die wasserdichte Membran 1 und/oder das wasserdichte Element 11 umfasst, ist nicht auf das Smartphone 62 beschränkt. Beispiele für die elektronische Vorrichtung umfassen: Eine tragbare Vorrichtung, wie z.B. eine Smartwatch und ein Armband; verschiedene Arten von Kameras, wie z.B. eine Actionkamera und eine Überwachungskamera; eine Kommunikationvorrichtung, wie z.B. ein Mobiltelefon und ein Smartphone; eine virtuelle Realität (VR)-Vorrichtung; eine erweiterte Realität (AR)-Vorrichtung; und eine Sensorvorrichtung.
Die wasserdichte Membran 1 und das wasserdichte Element 11, die vorstehend beschrieben worden sind, können in einer elektronischen Vorrichtung angeordnet werden, die ein Gehäuse umfasst, das in dem Fall, bei dem die wasserdichte Membran 1 eine Durchlässigkeit in einer Dickenrichtung davon aufweist, mit einer Öffnung (beispielsweise einer Entlüftung, einer Belüftungsöffnung, einer Druckeinstellöffnung) für einen Gasdurchlass versehen ist. Die wasserdichte Membran 1 und das wasserdichte Element 11 können auch derart an dem Gehäuse und/oder einem Element innerhalb des Gehäuses angebracht sein, dass das Eindringen von Wasser von einer Außenseite des Gehäuses zu einem Inneren des Gehäuses über die Öffnung verhindert wird. Dabei wirken die wasserdichte Membran 1 und das wasserdichte Element 11 jeweils als eine wasserdichte Membran und ein wasserdichtes Element, die das Hindurchtreten von Gas zulassen, während sie das Eindringen von Wasser verhindern. Diese Funktion ermöglicht es der elektronischen Vorrichtung, dass ein Hindurchtreten von Luft zwischen dem Inneren und der Außenseite des Gehäuses über die vorstehend genannte Öffnung vorliegt, während das Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses verhindert wird. Die wasserdichte Membran 1 und das wasserdichte Element 11 können verwendet werden, ohne dass sie direkt mit dem Schallwandlerteil kombiniert sind.
Die elektronische Vorrichtung, die das Gehäuse umfasst, das mit der Öffnung für einen Gasdurchlass versehen ist, ist beispielsweise eine Sensorvorrichtung, wie z.B. ein Drucksensor, ein Flussratensensor und ein Gaskonzentrationssensor (z.B. ein O₂-Sensor). Ferner kann die elektronische Vorrichtung eine elektronische Vorrichtung mit einer Audiofunktion, wie z.B. ein Smartphone, sein. In diesem Fall ist die Öffnung typischerweise an dem Gehäuse getrennt von der externen Schalldurchlassöffnung bereitgestellt. Die elektronische Vorrichtung, die das Gehäuse umfasst, das mit der Öffnung für einen Gasdurchlass versehen ist, ist nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mittels Beispielen detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend angegebenen Beispiele beschränkt.
(Herstellung einer wasserdichten Membran)
Als die wasserdichte Membran wurden fünf Arten von wasserdichten Membranen A, B, C, D und E hergestellt.
[Wasserdichte Membran A (Beispiel 1)]
100 Gewichtsteile eines feinen PTFE-Pulvers (POLYFLON F-104, erhältlich von DAIKIN INDUSTRIES, LTD.) und 20 Gewichtsteile eines flüssigen Schmiermittels (n-Dodecan, erhältlich von Japan Energy Corporation) wurden einheitlich gemischt und das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines Zylinders komprimiert und dann durch eine Kolbenstrangpresse extrudiert, so dass ein lagenartiger Formkörper gebildet wurde, der sich in der Längsrichtung erstreckte. Dieser lagenartige Formkörper, der nach wie vor das flüssige Schmiermittel enthält, wurde zum Kalandrieren durch Metallkalandrierwalzen geführt, so dass er eine Dicke von 0,2 mm aufwies. Dann wurde der lagenartige Formkörper zum Entfernen des flüssigen Schmiermittels und zum Trocknen bei 150 °C erwärmt. Danach wurde der lagenartige Formkörper in der Längsrichtung bei einem Streckverhältnis von 2,5 bei 300 °C gestreckt und in der Breitenrichtung bei einem Streckverhältnis von 20 bei 200 °C gestreckt, und wurde dann bei 400 °C gesintert, was höher war als der Schmelzpunkt von PTFE, so dass eine wasserdichte Membran A erhalten wurde, die eine poröse PTFE-Membran mit einer Dicke von 15 µm war.
[Wasserdichte Membran B (Beispiel 2)]
Ein 0,2 mm dicker lagenartiger Formkörper (das flüssige Schmiermittel wurde noch nicht davon entfernt), der in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten worden ist, wurde in der Breitenrichtung bei einem Streckverhältnis von 4,5 bei Normaltemperatur gestreckt. Als nächstes wurde der gestreckte lagenartige Formkörper zur Entfernung des flüssigen Schmiermittels und zum Trocknen bei 150 °C erwärmt. Danach wurde der lagenartige Formkörper in der Längsrichtung bei einem Streckverhältnis von 2,0 bei 300 °C gestreckt und in der Breitenrichtung bei einem Streckverhältnis von 20 bei 100 °C gestreckt und dann wurde dieser bei 400 °C gesintert, was höher war als der Schmelzpunkt von PTFE, so dass eine wasserdichte Membran B erhalten wurde, die eine poröse PTFE-Membran mit einer Dicke von 6 µm war.
[Wasserdichte Membran C (Beispiel 3)]
Ein fluoriertes grenzflächenaktives Mittel (Megaface F-142D, erhältlich von DIC Corporation) wurde in einer Menge von 1 Massenteil bezogen auf 100 Massenteile von PTFE einer Dispersion von PTFE-Teilchen (die 40 Massen-% PTFE-Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,2 µm und 6 Massenteile eines nicht-ionischen grenzflächenaktiven Mittels bezogen auf 100 Massenteile PTFE enthält) zugesetzt. Als nächstes wurde eine Beschichtung (mit einer Dicke von 20 µm) der PTFE-Dispersion, die das dieser zugesetzte fluorierte grenzflächenaktive Mittel enthält, auf eine Oberfläche eines streifenförmigen Polyimidsubstrats (mit einer Dicke von 125 µm) aufgebracht. Die Beschichtung wurde durch Eintauchen eines Polyimidsubstrats in die PTFE-Dispersion und dann Hochziehen desselben gebildet. Anschließend wurden das Substrat und die Beschichtung als Ganzes erwärmt, so dass eine gegossene PTFE-Membran gebildet wurde. Das Erwärmen wurde in zwei Schritten durchgeführt, d.h., einem ersten Erwärmen (bei 100 °C für 1 Minute) und dann einem zweiten Erwärmen (bei 390 °C für 1 Minute). Durch das erste Erwärmen wurde ein Dispersionsmedium, das in der Beschichtung enthalten war, entfernt, und durch das zweite Erwärmen wurde die Bildung der gegossenen Membran auf der Basis des Bindens der PTFE-Teilchen durchgeführt, die in der Beschichtung enthalten sind. Das vorstehend genannte Eintauchen und das anschließende Erwärmen wurden weitere zwei Male wiederholt und dann wurde die gebildete gegossene PTFE-Membran (mit einer Dicke von 25 um) von dem Polyimidsubstrat getrennt. Als nächstes wurde die getrennte gegossene Membran in der MD-Richtung (einer Längsrichtung) kalandriert und ferner in der TD-Richtung (der Breitenrichtung) gestreckt. Das Kalandrieren in der MD-Richtung wurde durch Walzenkalandrieren durchgeführt. Das Kalandrieren wurde bei einem Kalandrierverhältnis (einem Flächenkalandrierverhältnis) von 2,0 und bei einer Temperatur (einer Walzentemperatur) von 170 °C durchgeführt. Das Strecken in der TD-Richtung wurde mit einer Spannrahmenstreckmaschine durchgeführt. Das Strecken in der TD-Richtung wurde bei einem Streckverhältnis von 2,0 und bei einer Temperatur (einer Temperatur in einer Streckatmosphäre) von 300 °C durchgeführt. Auf diese Weise wurde eine wasserdichte Membran C erhalten, die eine mikroporöse PTFE-Membran mit einer Dicke von 10 µm und einer Oberflächendichte von 15 g/m² war.
[Wasserdichte Membran D (Beispiel 4)]
Ein 0,2 mm dicker lagenartiger Formkörper (das flüssige Schmiermittel wurde noch nicht davon entfernt), der in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten worden ist, wurde in der Breitenrichtung bei einem Streckverhältnis von 4,5 bei Normaltemperatur gestreckt. Als nächstes wurde der gestreckte lagenartige Formkörper zur Entfernung des flüssigen Schmiermittels und zum Trocknen bei 150 °C erwärmt. Danach wurde der lagenartige Formkörper in der Längsrichtung bei einem Streckverhältnis von 3,0 bei 300 °C gestreckt und in der Breitenrichtung bei einem Streckverhältnis von 20 bei 100 °C gestreckt und dann wurde dieser bei 400 °C gesintert, was höher war als der Schmelzpunkt von PTFE, so dass eine wasserdichte Membran D erhalten wurde, die eine poröse PTFE-Membran mit einer Dicke von 8 µm war.
[Wasserdichte Membran E (Vergleichsbeispiel)]
Eine wasserdichte Membran E, die eine poröse PTFE-Membran mit einer Dicke von 25 µm war, wurde in der gleichen Weise wie die wasserdichte Membran A erhalten, mit der Ausnahme, dass der lagenartige Formkörper, von dem das flüssige Schmiermittel entfernt worden ist, in der Längsrichtung bei einem Streckverhältnis von 4,5 bei einer Strecktemperatur von 380 °C gestreckt wurde und in der Breitenrichtung bei einem Streckverhältnis von 10 bei einer Strecktemperatur von 330 °C gestreckt wurde, und das Sintern nach dem Strecken in der Breitenrichtung weggelassen wurde.
(Bewertung von Eigenschaften von wasserdichten Membranen)
Die in der vorstehenden Weise hergestellten wasserdichten Membranen wurden bezüglich der folgenden Eigenschaften bewertet.
[Porosität]
Die Porosität jeder wasserdichten Membran wurde durch das vorstehend genannte Verfahren bestimmt.
[Durchschnittlicher Porendurchmesser und maximaler Porendurchmesser]
Der durchschnittliche Porendurchmesser und der maximale Porendurchmesser jeder wasserdichten Membran wurden unter Verwendung eines Automated Perm Porometer, erhältlich von Porous Materials Inc., bestimmt, der Messungen gemäß ASTM F316-86 durchführen kann. Das Verhältnis des maximalen Porendurchmessers zu dem durchschnittlichen Porendurchmesser wurde aus dem durchschnittlichen Porendurchmesser und dem maximalen Porendurchmesser berechnet, die so bestimmt worden sind.
[Spezifische Oberfläche]
Die spezifische Oberfläche jeder wasserdichten Membran wurde unter Verwendung eines Perm Porometer, erhältlich von Porous Materials Inc., bestimmt, der Messungen gemäß ASTM F316-86 durchführen kann.
[Durchschnittlicher Durchmesser von Fibrillen und durchschnittlicher Abstand zwischen Knoten]
Der durchschnittliche Durchmesser der Fibrillen und der durchschnittliche Abstand zwischen den Knoten in der wasserdichten Membran wurden wie folgt bestimmt. Ein vergrößertes Bild (bei einer Vergrößerung von 1000 bis 20000) einer Oberfläche von jeder zu bewertenden wasserdichten Membran wurde durch eine Untersuchung mit einem SEM erhalten. Zehn Messbereiche (wobei jeder davon ein Quadrat von 50 µm × 50 µm war) wurden auf dem vergrößerten Bild festgelegt. Der durchschnittliche Durchmesser der Fibrillen, die in jedem Messbereich vorliegen, und der durchschnittliche Abstand zwischen den Knoten, die in jedem Messbereich vorliegen, wurden bestimmt. Dann wurden hinsichtlich der Messbereiche jeweils der Durchschnittswert der durchschnittlichen Durchmesser und der Durchschnittswert der durchschnittlichen Abstände berechnet.
[Luftdurchlässigkeit (Frazier-Luftdurchlässigkeit) in der Dickenrichtung]
Die Luftdurchlässigkeit jeder wasserdichten Membran in der Dickenrichtung wurde durch das vorstehend genannte Verfahren gemäß Verfahren A der Luftdurchlässigkeitsmessung (Frazier-Verfahren), die in JIS L 1096:2010 festgelegt ist, als Frazier-Luftdurchlässigkeit bewertet.
[Wassereintrittsdruck]
Der Wassereintrittsdruck jeder wasserdichten Membran wurde gemäß Verfahren A (Verfahren mit niedrigem hydraulischen Druck) oder Verfahren B (Verfahren mit hohem hydraulischen Druck) der Wasserpenetrationsprüfung, die in JIS L 1092:2009 festgelegt ist, unter Verwendung der vorstehend genannten Vorrichtung gemessen.
[Maximale Geschwindigkeit V_max]
Jede wasserdichte Membran wurde in der folgenden Weise bezüglich der maximalen Geschwindigkeit Vmax einer Schwingung in einer außerhalb der Ebene liegenden Richtung, die durch Schall induziert wird, der durch die wasserdichte Membran hindurchtritt, in einem Frequenzbereich von 100 Hz bis 10 kHz, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufwies, unter Verwendung eines Laser-Doppler-Schwingungsmessgeräts bewertet. Das Bewertungsverfahren wird unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
Ein Prüfkörper 71 in der Form eines Kreises mit einem Durchmesser von 5,8 mm wurde aus jeder zu bewertenden wasserdichten Membran ausgestanzt. Als nächstes wurden die Trägerelemente 72A, 72B (in einer Ringform mit einem Außendurchmesser von 5,8 mm und einem Innendurchmesser von 1,3 mm und einer Dicke von 0,2 mm), die jeweils aus einem doppelt beschichteten Klebeband (Nr. 57120B, erhältlich von NITTO DENKO CORPORATION) zusammengesetzt sind, jeweils mit beiden Hauptoberflächen des erhaltenen Prüfkörpers 71 verbunden. Das Verbinden der Trägerelemente 72A, 72B mit dem Prüfkörper 71 wurde derart durchgeführt, dass ein Umfang von jedem der Trägerelemente 72A, 72B mit einem Umfang des Prüfkörpers 71 unter Verwendung einer Haftmittelschicht des doppelt beschichteten Klebebands ausgerichtet war. Der Prüfkörper 71 wies bei einer Betrachtung in der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Prüfkörpers 71 einen Durchlassbereich mit einer Kreisform und einer Fläche von 1,3 mm² auf, der aus dem Verbinden der Trägerelemente 72A, 72B mit der Form und der Größe, die vorstehend angegeben worden sind, resultierte. Als nächstes wurden eine Polycarbonatlage 73 (in einer Kreisform mit einem Durchmesser von 47 mm und einer Dicke von 1,0 mm), die ein Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung nachahmt, und eine Polycarbonatlage 75 (in einer Kreisform mit einem Durchmesser von 47 mm und einer Dicke von 1,0 mm), die ein Gehäuse eines Schallwandlerteils nachahmt, jeweils mit einer Oberfläche des Trägerelements 72B, die von dem Prüfkörper 71 entfernt ist, und einer Oberfläche des Trägerelements 72A, die von dem Prüfkörper 71 entfernt ist, verbunden. Die Polycarbonatlagen 73, 75 wurden jeweils in deren Mitten mit Schalldurchlassöffnungen 74, 76 versehen (wobei jede davon ein Kreis mit einem Querschnitt mit einem Durchmesser von 1,0 mm ist). Die Polycarbonatlagen 73, 75 wurden derart mit dem Prüfkörper 71 verbunden, dass Mitten der Schalldurchlassöffnungen 74, 76 mit der Mitte des Prüfkörpers 71 ausgerichtet waren, und zwar betrachtet von einer Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Prüfkörpers 71. Diese Elemente wurden derart miteinander verbunden, dass kein Spalt dazwischen ausgebildet wurde. Dies war auch der Fall, wenn nachstehend Elemente miteinander verbunden wurden.
Getrennt davon wurde eine schallemittierende Prüfvorrichtung 82 hergestellt, umfassend: Ein Gehäuse 78 (mit Wänden, die jeweils aus einer 2,0 mm dicken Polycarbonatplatte ausgebildet sind) mit einer äußeren Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit einer Breite von 50 mm, einer Tiefe von 60 mm und einer Höhe von 28 mm; und einen Lautsprecher 79 (SCC-16A, erhältlich von STAR MICRONICS CO., LTD.), der auf einer Innenoberfläche einer unteren Wand des Gehäuses 78 angeordnet war. Eine obere Wand 81 der schallemittierenden Prüfvorrichtung 82 ist mit einer Schalldurchlassöffnung 80 versehen (die ein Kreis mit einem Querschnitt mit einem Durchmesser von 2,0 mm ist). Der Lautsprecher 79 wurde derart auf der vorstehend genannten Innenoberfläche angeordnet, dass die Mitte der Schalldurchlassöffnung 80 mit der Mitte eines Konus ausgerichtet ist, der ein Ausgabeteil des Lautsprechers 79 ist, und zwar betrachtet von einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche der oberen Wand 81.
Als nächstes wurde ein Laminat aus dem Prüfkörper 71, den Trägerelementen 72A, 72B und den Polycarbonatlagen 73, 75 mit einer äußeren Oberfläche der oberen Wand 81 der schallemittierenden Prüfvorrichtung 82 mittels eines Aufklebers 77 (in einer Ringform mit einem Außendurchmesser von 5,8 mm und einem Innendurchmesser von 1,3 und einer Dicke von 1,3 mm), der aus dem doppelt beschichteten Klebeband (Nr. 57120B, erhältlich von NITTO DENKO CORPORATION) ausgebildet war, verbunden. Das Verbinden des Laminats wurde derart durchgeführt, dass die Mitte des Prüfkörpers 71 mit der Mitte der Schalldurchlassöffnung 80 der schallemittierenden Prüfvorrichtung 82 ausgerichtet ist, und zwar bei einer Betrachtung von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Prüfkörpers 71. In dem Zustand, bei dem das Laminat in der vorstehenden Weise verbunden war, betrug der Abstand zwischen einer Oberfläche des Lautsprechers 79 und dem Prüfkörper 71 etwa 21 mm.
Als nächstes wurde Schall mit einer Frequenz von 100 Hz bis 10 kHz (mit einem Schalldruckniveau von 85 dB an der Schalldurchlassöffnung 80) von dem Lautsprecher 79 abgegeben, so dass er durch den Prüfkörper 71 hindurchtrat, während die Frequenz ausgehend von 100 Hz erhöht wurde. Ferner wurde ein Laseroszillator/empfänger 83 eines Laser-Doppler-Schwingungsmessgeräts (NLV-2500, erhältlich von Polytec GmbH) oberhalb der Schalldurchlassöffnung 74 angebracht, eine obere Oberfläche des Prüfkörpers 71 wurde mit einem Laser 84 über die Schalldurchlassöffnung 74 bestrahlt und der Laser 84, der durch die obere Oberfläche reflektiert wurde, wurde durch den Laseroszillator/empfänger 83 empfangen. Die Bestrahlung mit dem Laser 84 wurde derart durchgeführt, dass die Richtung der Bestrahlung die Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Prüfkörpers 71 war. Das vorstehend genannte Laser-Doppler-Schwingungsmessgerät kann den Zustand (einschließlich die maximale Geschwindigkeit Vmax) einer Schwingung in einer außerhalb der Ebene liegenden Richtung, die durch Schall induziert wird, der durch den Prüfkörper 71 hindurchtritt, durch Analysieren des Lasers 84, mit dem der Prüfkörper 71 bestrahlt wurde und der durch die obere Oberfläche des Prüfkörpers 71 reflektiert worden ist, mit einer dazugehörigen Analysesoftware bewerten. Folglich wurde die maximale Geschwindigkeit Vmax der wasserdichten Membran bewertet. In der Messumgebung betrug die Temperatur 25 ± 5 °C und die relative Feuchtigkeit betrug 60 ± 5 %.
[Einfügungsdämpfungsmaß]
Die wasserdichte Membran wurde bezüglich des Einfügungsdämpfungsmaßes unter Verwendung eines simulierten Gehäuses, das ein Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung nachahmt, wie folgt bewertet.
Ein Laminat aus dem Prüfkörper 71 und den Trägerelementen 72A, 72B wurde in der gleichen Weise wie in dem Verfahren zur Bewertung der maximalen Geschwindigkeit Vmax erhalten. Für die wasserdichten Membranen A bis E wurde auch ein Laminat hergestellt, in dem die Innendurchmesser der ringförmigen Trägerelemente 72A, 72B auf 1,5 mm bzw. 1,0 mm geändert wurden, so dass die Flächen der Durchlassbereiche zu 1,8 mm² bzw. 0,79 mm² geändert wurden.
Als nächstes wurde eine Lautsprechereinheit 85 zum Einbeziehen in das simulierte Gehäuse so hergestellt, wie es in (a) und (b) von 7 gezeigt ist. Die Details werden nachstehend beschrieben. Zuerst wurde das Folgende vorbereitet: Ein Lautsprecher 86 (SCC-16A, erhältlich von STAR MICRONICS CO., LTD), der als Schallquelle verwendet werden soll; und Füllmaterialien 87A, 87B und 87C, die aus einem Urethanschwamm hergestellt sind, zum Einschließen der Lautsprecher 86 und Minimieren der Ausbreitung von Schall von dem Lautsprecher (zum Verhindern einer Erzeugung von Schall, der in das Mikrofon zur Bewertung eintritt, ohne durch den zu bewertenden Prüfkörper 71 hindurchzutreten). Das Füllmaterial 87A wurde mit einer Schalldurchlassöffnung 88 versehen, die einen Querschnitt in der Form eines Kreises mit einem Durchmesser von 5 mm aufweist und sich in der Dickenrichtung des Füllmaterials 87A erstreckt. Das Füllmaterial 87B wurde mit einem Ausschnitt mit einer Form, die der Form des Lautsprechers 86 entspricht, und einem Ausschnitt zum Anordnen eines Lautsprecherkabels 89 darin und zum Führen des Lautsprecherkabels 89 zur Außenseite der Lautsprechereinheit 85 versehen. Als nächstes wurde das Füllmaterial 87B auf dem Füllmaterial 87C angeordnet und der Lautsprecher 86 und das Lautsprecherkabel 89 wurden in den Ausschnitten des Füllmaterials 87B angeordnet. Dann wurde das Füllmaterial 87A derart auf dem Füllmaterial 87B angeordnet, dass Schall von dem Lautsprecher 86 zu dem Äußeren der Lautsprechereinheit 85 durch die Schalldurchlassöffnung 88 hindurchtreten kann. Die Lautsprechereinheit 85 wurde auf diese Weise erhalten (vgl. (b) von 7).
Als nächstes wurde, wie es in (c) von 7 gezeigt ist, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Lautsprechereinheit 85 in einem simulierten Gehäuse 91 (aus Polystyrol hergestellt und mit Außenabmessungen von 60 mm × 50 mm × 28 mm und einer Plattendicke von 2 mm) angeordnet, wodurch ein Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung nachgeahmt wurde. Die Details werden nachstehend beschrieben. Das hergestellte simulierte Gehäuse 91 war aus zwei Teilen 91A, 91B zusammengesetzt und die Teile 91A, 91B konnten miteinander zusammengesetzt werden. Der Teil 91A war mit einer Schalldurchlassöffnung 92 (mit einem Querschnitt in der Form eines Kreises mit einem Durchmesser von 2 mm) zum Durchlassen von Schall, der von der Lautsprechereinheit 85 emittiert wird, der in das simulierte Gehäuse 91 einbezogen ist, zu einer Außenseite des simulierten Gehäuses 91, und einem Führungsloch 93 zum Führen des Lautsprecherkabels 89 zu dem Äußeren des simulierten Gehäuses 91 versehen. Wenn die Teile 91A, 91B miteinander verbunden wurden, wurde ein Raum ohne Öffnungen, die von der Schalldurchlassöffnung 92 und dem Führungsloch 93 verschieden sind, innerhalb des simulierten Gehäuses 91 erzeugt. Die hergestellte Lautsprechereinheit 85 wurde auf dem Teil 91B angeordnet und der Teil 91A wurde mit dem Teil 91B verbunden. Die Lautsprechereinheit 85 wurde so in das simulierte Gehäuse 91 einbezogen. Dies wurde derart durchgeführt, dass die Schalldurchlassöffnung 88 der Lautsprechereinheit 85 und die Schalldurchlassöffnung 92 des Teils 91A einander überlappten, so dass Schall von dem Lautsprecher 86 zu dem Äußeren des simulierten Gehäuses 91 durch beide Schalldurchlassöffnungen 88 und 92 hindurchtreten konnte. Das Lautsprecherkabel 89 wurde durch das Führungsloch 93 zu dem Äußeren des simulierten Gehäuses 91 geführt und das Führungsloch 93 wurde mit einem Kitt gefüllt.
Als nächstes wurde, wie es in (d) von 7 gezeigt ist, ein Laminat 94 aus dem Prüfkörper 71 und den Trägerelementen 72A, 72B mit einer Oberfläche 95 des simulierten Gehäuses 91, in der die Schalldurchlassöffnung 92 ausgebildet ist, unter Verwendung der Haftmittelschicht des Trägerelements 72A verbunden. Das Laminat 94 wurde derart verbunden, dass der Durchlassbereich des Prüfkörpers 71 die Schalldurchlassöffnung 92 bedeckte und das Trägerelement 72A bei einer Betrachtung von der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des Prüfkörpers 71 die Schalldurchlassöffnung 92 nicht überlappte.
Als nächstes wurde, wie es in (e) von 7 gezeigt ist, ein Mikrofon 96 (SPU0410LR5H, erhältlich von Knowles Acoustics) so, dass es den Durchlassbereich des Prüfkörpers 71 in dem Laminat aus dem Prüfkörper 71 und den Trägerelementen 72A, 72B bedeckte, unter Verwendung der Haftmittelschicht des Trägerelements 72B verbunden. Der Abstand zwischen dem Lautsprecher 86 und dem Mikrofon 96, wenn das Mikrofon 96 verbunden war, betrug 22 mm. Der Lautsprecher 86 und das Mikrofon 96 wurden dann mit einem Akustikbewertungssystem (Multi-Analyzer-System 3560-B-030, erhältlich von B&K Sound & Vibration Measurement A/S) verbunden. Ein Festkörperansprech (SSR)-Modus (Prüfsignale von 20 Hz bis 20 kHz, Abtastung aufwärts) wurde als Bewertungsmodus ausgewählt und zum Bewerten des Einfügungsdämpfungsmaßes des Prüfkörpers 71 durchgeführt. Das Einfügungsdämpfungsmaß wurde auf der Basis eines Prüfsignals, das in den Lautsprecher 86 von dem Akustikbewertungssystem eingespeist wurde, und eines Signals, das durch das Mikrofon 96 empfangen wurde, bewertet. Zur Bewertung des Einfügungsdämpfungsmaßes des Prüfkörpers 71 wurde der Wert (Blindwert) des Einfügungsdämpfungsmaßes in Abwesenheit des Prüfkörpers 71 im Vorhinein bestimmt. Der Blindwert betrug -24 dB bei einer Frequenz von 1 kHz und -35 dB bei einer Frequenz von 10 kHz. Das Einfügungsdämpfungsmaß des Prüfkörpers 71 entspricht einem Wert, der durch Subtrahieren des Blindwerts von dem Wert, der durch das Akustikbewertungssystem gemessen worden ist, berechnet wird. Ein kleineres Einfügungsdämpfungsmaß gibt ein besseres Aufrechterhalten der Durchlasseigenschaften für den Schall an, der von dem Lautsprecher 86 ausgegeben worden ist.

Die nachstehenden Tabellen 1 bis 5 zeigen die Bewertungsergebnisse. [Tabelle 1]

	Wasserdichte Membran A (Beispiel 1)	Wasserdichte Membran B (Beispiel 2)	Wasserdichte Membran C (Beispiel 3)	Wasserdichte Membran D (Beispiel 4)	Wasserdichte Membran E (Vergleichsbeispiel)
Porosität (%)	75	85	30	70	90
Durchschnittlicher Porendurchmesser (µm)	0,32	0,48	0,067	0,17	0,88
Maximaler Porendurchmesser (µm)	0,44	0,77	0,082	0,20	1,9
Verhältnis des maximalen Porendurchmessers zu dem durchschnittlichen Porendurchmesser	1,36	1,60	1,22	1,18	2,18
Spezifische Oberfläche (m²/g)	12,8	8,92	94,7	34,6	5,6
Durchschnittlicher Durchmesser von Fibrillen (µm)	0,054	0,073	0,16	0,054	0,31
Durchschnittlicher Abstand zwischen Knoten (µm)	1,5	4,9	0,33	1,2	17

[Tabelle 2]

	Wassereintrittsdruck (kPa)	Frazier-Luftdurchlässigkeit (cm³/(cm² · Sekunde))	Maximale Geschwindigkeit Vmax (µm/Sekunde)
Wasserdichte Membran A (Beispiel 1)	270	1,6	650
Wasserdichte Membran B (Beispiel 2)	180	0,80	580
Wasserdichte Membran C (Beispiel 3)	>500	0,02	350
Wasserdichte Membran D (Beispiel 4)	500	0,3	861
Wasserdichte Membran E (Vergleichsbeispiel)	50	5,0	80

[Tabelle 3]

[Fläche des Durchlassbereichs 1,3 mm²]

	Einfügungsdämpfungsmaß (dB)		IL_1,3/max · IL_1,3/min (dB)
	1 kHz	10 kHz	IL_1,3/max · IL_1,3/min (dB)
Wasserdichte Membran A (Beispiel 1)	2,7	3,6	1,5
Wasserdichte Membran B (Beispiel 2)	1,8	4,9	4,2
Wasserdichte Membran C (Beispiel 3)	3,1	-2,5	-5,6
Wasserdichte Membran D (Beispiel 4)	2,7	3,0	0,3
Wasserdichte Membran E (Vergleichsbeispiel)	0,4	5,6	5,8

[Tabelle 4]

[Fläche des Durchlassbereichs 0,79 mm²]

	Einfügungsdämpfungsmaß (dB)		IL_0,79/max · IL_0,79/min (dB)
	1 kHz	10 kHz	IL_0,79/max · IL_0,79/min (dB)
Wasserdichte Membran A (Beispiel 1)	5,1	5,9	2,5
Wasserdichte Membran B (Beispiel 2)	2,9	7,0	5,6
Wasserdichte Membran C (Beispiel 3)	8,2	4,6	3,6
Wasserdichte Membran D (Beispiel 4)	5,8	5,6	0,2
Wasserdichte Membran E (Vergleichsbeispiel)	0,6	8,0	7,6

[Tabelle 5]

[Fläche des Durchlassbereichs 1,8 mm²]

	Einfügungsdämpfungsmaß (dB)		IL_1,8/max -IL_1,8/min (dB)
	1 kHz	10 kHz	IL_1,8/max -IL_1,8/min (dB)
Wasserdichte Membran A (Beispiel 1)	2,7	2,5	1,4
Wasserdichte Membran B (Beispiel 2)	1,6	2,9	2,6
Wasserdichte Membran C (Beispiel 3)	1,4	-2,6	2,7
Wasserdichte Membran D (Beispiel 4)	2,3	2,6	-6,4
Wasserdichte Membran E (Vergleichsbeispiel)	0,6	3,0	1,3

Wie es in den Tabellen 3 bis 5 gezeigt ist, konnten die wasserdichten Membranen A, B, C und D, die Beispiele waren, eine Verschlechterung der Schalldurchlasseigenschaft (Erhöhung des Einfügungsdämpfungsmaßes) für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz besser verhindern als die wasserdichte Membran E, die ein Vergleichsbeispiel war, wenn die Fläche des Durchlassbereichs von 1,8 mm² auf 1,3 mm² oder weniger vermindert wurde (kein signifikanter Unterschied war ersichtlich, wenn die Fläche des Durchlassbereichs 1,8 mm² betrug). Ferner konnten die wasserdichten Membranen A, B, C und D, die Beispiele waren, die Differenz zwischen dem maximalen Einfügungsdämpfungsmaß und dem minimalen Einfügungsdämpfungsmaß für Schall in dem Frequenzbereich von 200 kHz oder mehr bis 10 kHz oder weniger besser vermindern als die wasserdichte Membran E, die ein Vergleichsbeispiel war, wenn die Fläche des Durchlassbereichs von 1,8 mm² auf 1,3 mm² oder weniger vermindert wurde.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die Technik der vorliegenden Erfindung ist auf verschiedene Arten von elektronischen Vorrichtungen anwendbar, einschließlich: Eine tragbare Vorrichtung, wie z.B. eine Smartwatch; verschiedene Kameras; eine Kommunikationsvorrichtung, wie z.B. ein Mobiltelefon und ein Smartphone; und eine Sensorvorrichtung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018019222 A [0003]

Claims

Wasserdichte Membran mit einem Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 1 kHz, und einem Einfügungsdämpfungsmaß von 5,0 dB oder weniger für Schall mit einer Frequenz von 10 kHz, wenn ein Durchlassbereich für Schall der wasserdichten Membran eine Fläche von 1,3 mm² aufweist.
Wasserdichte Membran nach Anspruch 1, wobei eine Einfügungsdämpfungsmaß-Differenz IL_1,31max - IL_1,3/min 5,0 dB oder weniger beträgt, wobei IL_1,3/max ein maximales Einfügungsdämpfungsmaß und IL_1,3/min ein minimales Einfügungsdämpfungsmaß in einem Frequenzbereich von 200 Hz oder mehr bis 10 kHz oder weniger sind, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufweist.
Wasserdichte Membran nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Luftdurchlässigkeit in einer Dickenrichtung weniger als 3,0 cm³/(cm²· Sekunde) beträgt, ausgedrückt als Frazier-Luftdurchlässigkeit, die gemäß Verfahren A der Luftdurchlässigkeitsmessung (Frazier-Verfahren) gemäß JIS L1096:2010 gemessen wird.
Wasserdichte Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine maximale Geschwindigkeit Vmax einer Schwingung in einer außerhalb der Ebene liegenden Richtung, die durch Schall induziert wird, der durch die wasserdichte Membran hindurchtritt, 100 µm/Sekunde oder mehr in einem Frequenzbereich von 100 Hz bis 10 kHz beträgt, wenn der Durchlassbereich eine Fläche von 1,3 mm² aufweist.
Wasserdichte Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die wasserdichte Membran eine Polytetrafluorethylen-Membran umfasst.
Wasserdichte Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine spezifische Oberfläche 6 m²/g oder mehr beträgt.
Wasserdichtes Element, umfassend: eine wasserdichte Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und ein Trägerelement, das mit der wasserdichten Membran verbunden ist.
Wasserdichtes Element nach Anspruch 7, wobei das Trägerelement eine Form aufweist, die einer Form eines Umfangsabschnitts der wasserdichten Membran entspricht, wenn sie von einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche der wasserdichten Membran betrachtet wird und das Trägerelement mit dem Umfangsabschnitt verbunden ist, das wasserdichte Element einen Durchlassbereich mit einer Fläche von 1,3 mm² oder weniger aufweist und der Durchlassbereich als ein Bereich der wasserdichten Membran festgelegt ist, der bei einer Betrachtung von der Richtung durch einen Verbindungsabschnitt der wasserdichten Membran zu dem Trägerelement umgeben ist.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, das mit einer Öffnung versehen ist; und die wasserdichte Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die derart an dem Gehäuse und/oder einem Element innerhalb des Gehäuses angebracht ist, dass das Eindringen von Wasser von einem Äußeren des Gehäuses zu einem Inneren des Gehäuses über die Öffnung verhindert wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei ein Schallwandlerteil, der eine Umwandlung zwischen einem elektrischen Signal und Schall durchführt, in dem Gehäuse eingeschlossen ist, und die Öffnung zwischen dem Schallwandlerteil und dem Äußeren des Gehäuses angeordnet ist.