JP2013254909A

JP2013254909A - 防水通気部材及び通気構造

Info

Publication number: JP2013254909A
Application number: JP2012131141A
Authority: JP
Inventors: Ko Uemura; 高植村
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-19
Also published as: WO2013183211A1

Abstract

【課題】筐体への防水通気部材の取り付け忘れを防止する。
【解決手段】防水通気部材１は、通気膜１１と、粘着層１２と、金属層１３とを備える。通気膜１１は、第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂの両面において外気に直接接している中央部分１１ｃと、中央部分１１ｃの周囲に位置している外周部分１１ｓとを有し、第１主面１１ａと第２主面１１ｂとの間で気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断するように構成されている。粘着層１２は、第１主面１１ａ側において外周部分１１ｓに設けられている。金属層１３は、第２主面１１ｂ側において外周部分１１ｓに設けられている。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、防水通気部材及び通気構造に関する。

車載機器、モバイル機器等の電子機器の筐体には、内圧の変動を防止するための通気孔が設けられている。通気孔を通じて筐体の内部に水、埃等の異物が侵入することを防止するために、通気孔には、防水通気部材が取り付けられている。防水通気部材には、様々な構造のものが存在する。例えば、樹脂多孔質膜と粘着層とを備えた防水通気部材は、薄型で比較的簡単に筐体に取り付けることができるので、多くの電子機器に採用されている（特許文献１参照）。

特開２００９−３０３２７９号公報

防水通気部材は、一般に、手作業で筺体に取り付けられる。このとき、防水通気部材を筐体に取り付けることを作業員が忘れることがある。この問題は、防水通気部材の色が筐体の色に近い場合に起こりやすい。例えば、樹脂多孔質膜の色が白で、筐体の色が白又は金属色の場合、両者は同系色となる。この場合、防水通気部材が筐体に取り付けられているのかどうか瞬時に識別できない。

取り付け忘れを防止するための対策の一つとして、樹脂多孔質膜に色を付けることが考えられる。しかし、この方法は、筐体の色に応じて樹脂多孔質膜に付与するべき色を変更することを必要とする。また、樹脂多孔質膜等の染色工程が煩雑であるとともに、褪色及び色ムラの問題もある。

本発明は、筐体への防水通気部材の取り付け忘れを防止するための技術を提供することを目的とする。

本発明は、
第１主面と、第２主面と、前記第１主面及び前記第２主面の両面において外気に直接接している中央部分と、前記中央部分の周囲に位置している外周部分とを有し、前記第１主面と前記第２主面との間で気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断するように構成された通気膜と、
前記第１主面側において前記外周部分に設けられた粘着層と、
前記第２主面側において前記外周部分に設けられた金属層と、
を備えた、防水通気部材を提供する。

他の側面において、本発明は、
第１主面と、第２主面と、前記第１主面及び前記第２主面の両面において外気に直接接している中央部分と、前記中央部分の周囲に位置している外周部分とを有し、前記第１主面と前記第２主面との間で気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断するように構成された通気膜と、
前記第１主面側において前記外周部分に設けられた粘着層と、
前記第２主面側において前記外周部分に設けられた光反射層と、
を備えた、防水通気部材を提供する。

さらに他の側面において、本発明は、
気体を通過させるための開口部を有する筐体と、
前記筐体の前記開口部を塞ぐ、上記本発明の防水通気部材と、
を備えた、通気構造を提供する。

本発明の防水通気部材が筐体に取り付けられている場合は、金属層に由来する光の反射が生じる。一方、防水通気部材が筐体に取り付けられていない場合は、金属層に由来する光の反射は生じない。金属層に由来する光の反射は、筐体の材質及び色に左右されない。したがって、本発明によれば、防水通気部材が筐体に取り付けられているか否か容易に判断できるので、取り付け忘れを防止できる。また、本発明によれば、防水通気部材が筺体に取り付けられているかどうか、光の反射を利用した検査も実施可能である。

本発明の実施形態に係る通気構造の断面図本発明の実施形態に係る防水通気部材の断面図図２Ａに示す通気部材の平面図筐体に防水通気部材が取り付けられたときの、防水通気部材に向かって入射する光の反射特性を説明するための図

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の通気構造３０の断面図である。通気構造３０は、通気用の開口部２５を有する筺体２０と、防水通気部材１とを備えている。防水通気部材１は、筐体２０の開口部２５を塞ぐように、筐体２０に取り付けられている。

まず、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら防水通気部材１について説明する。図２Ａは、本実施形態の防水通気部材１の断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す防水通気部材１の上面図である。

図２Ａに示すように、防水通気部材１は、通気膜１１と、粘着層１２と、金属層１３とを備えている。粘着層１２は、通気膜１１の第１主面１１ａ側に設けられている。金属層１３は、通気膜１１の第２主面１１ｂ側に設けられている。本実施形態では、粘着層１２及び金属層１３が、それぞれ、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに接している。

通気膜１１は、第１主面１１ａと第２主面１１ｂとの間で気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断するように構成されている。通気膜１１は、中央部分１１ｃと、外周部分１１ｓとを有する。中央部分１１ｃは、第１主面１１ａと第２主面１１ｂの両面において外気に直接接している。外周部分１１ｓは、中央部分１１ｃの周囲に位置している。本実施形態では、通気膜１１は円形の形状を有する。ただし、通気膜１１は方形等の他の形状を有していてもよい。また、本実施形態では、中央部分１１ｃは円形の形状を有し、外周部分１１ｓは円環状の枠の形状を有する。ただし、中央部分１１ｃ及び外周部分１１ｓは、通気膜１１の形状によっては方形等の他の形状を有していてもよい。

通気膜１１は、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する膜であれば、構造や材料は特に限定されない。通気膜１１としては、樹脂多孔質膜が挙げられる。樹脂多孔質膜の材料としては、フッ素樹脂多孔質体やポリオレフィン多孔体等が挙げられる。これらは、延伸法及び抽出法等の公知の方法によって製造できる。フッ素樹脂多孔質体を構成するフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等が挙げられる。ポリオレフィン多孔体を構成するモノマーとしては、エチレン、プロピレン、４−メチルペンテン−１，１ブテン等が挙げられる。これらのモノマーは、重合又は共重合により通気膜１１として利用できるポリオレフィン（ポリオレフィン多孔体）を構成し得る。また、通気膜１１の材料として、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリ乳酸を用いたナノファイバーフィルム多孔体等を用いることもできる。薄型に加工することが容易であり、小面積で通気性を確保でき、水及び埃等の異物の通過を阻止する機能が高いことから、ＰＴＦＥ多孔体は多孔質膜の材料として好適に用いられ得る。

通気膜１１は、気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断する通気膜本体と、通気膜本体を補強するための補強材を含んでいてもよい。このような補強材としては、不織布（例えばポリエステル不織布）を用いることができる。通気膜本体としては、先に説明した樹脂多孔質膜を用いることができる。通気膜本体と補強材との間の位置関係は特に限定されない。例えば、通気膜本体の片面を補強材が覆っていてもよく、通気膜本体の両面を補強材が覆っていてもよい。ただし、筺体２０の防水性を確保する観点からは、通気膜本体が筺体２０に直接接するように通気膜本体及び補強材を配置することが好ましい。この点を考慮すると、補強材は、通気膜本体の片面のみを覆っていることが好ましい。補強材の上に金属層１３を設けることができる。

なお、ＰＴＦＥ多孔質膜等の樹脂多孔質膜は一般的に白色である。また、補強材として利用可能な不織布（ポリエステル不織布等）は一般的に白色である。

また、通気膜１１には、筐体２０の用途に応じて撥液処理が施されていてもよい。撥液処理は、表面張力の小さな物質を通気膜１１に塗布し、乾燥後、キュアすることにより行うことができる。撥液処理に用いる撥液剤は、通気膜１１より低い表面張力の被膜を形成できる限り特に限定されない。撥液処理に用いる撥液剤としては、例えばパーフルオロアルキル基を有する高分子を含む撥液剤が好適である。撥液剤の塗布は、含浸、スプレー等で行うことができる。

通気膜１１の平均孔径は特に限定されないが、防水性を確保するという観点では、例えば０．０１μｍ〜１０μｍである。通気膜１１の平均孔径は、例えば、バブルポイント法(ＡＳＴＭＦ３１６−８６、ＪＩＳＫ３８３２)に準じて測定されるミーンフローポアサイズとして測定できる。この測定には、例えば、ポーラスマテリアルズ社製のパームポロメーターを用いることができる。

通気膜１１の厚さは、強度及び支持体への固定しやすさを考慮して、例えば、１μｍ〜５ｍｍの範囲で調整するとよい。

通気膜１１の通気度は特に限定されないが、例えばＪＩＳＰ８１１７に規定されたガーレー試験機法により得られるガーレー値にて０．１〜３００ｓｅｃ／１００ｃｍ³である。

通気膜１１の表面は、通気膜１１の材料に由来する凹凸を有する。したがって、本実施形態の通気膜１１の第２主面１１ｂに入射する光（波長が４００〜１０００ｎｍの光）は、実質的に拡散反射する。

粘着層１２は、通気膜１１を筐体２０に接着させ得る層である。粘着層１２は、第１主面１１ａ側において、通気膜１１の外周部分１１ｓに設けられている。

本実施形態では、粘着層１２は、平面視で円環状の枠の形状を有する。ただし、粘着層１２が通気膜１１の外周部分１１ｓに設けられている限り、粘着層１２の形状はこれに限定されない。通気膜１１及び筐体２０の開口部２５の形状によっては、粘着層１２は、例えば平面視で方形状の枠の形状を有していてもよい。

粘着層１２としては、粘着テープ及び接着剤を用いることができる。接着剤としては、ホットメルト接着剤や感圧接着剤（いわゆる粘着剤）等を用いることができる。ホットメルト接着剤としては、ポリエステル系、オレフィン系、ポリウレタン系、ポリアミド系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。感圧接着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ゴム系、ポリウレタン系、ビニルエーテル系等の接着剤を用いることができる。これらの接着剤は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。

金属層１３は、通気膜１１の厚さ方向に関して粘着層１２に重なるように第２主面１１ｂ側において外周部分１１ｓに設けられている。本実施形態では、金属層１３は、平面視で、通気膜１１の外形よりも小さい外径の円環状の枠の形状を有する。ただし、通気膜１１及び筐体２０の開口部２５の形状によっては、金属層１３は、例えば平面視で方形状の枠の形状を有していてもよい。また、本実施形態では、１つの金属層１３のみが設けられているが、複数の金属層１３が設けられていてもよい。また、本実施形態では、金属層１３は、通気膜１１の厚さ方向に関して粘着層１２に重なる領域のみに設けられている。これにより、金属層１３が通気膜１１の通気性を妨げることを避けている。また、本実施形態の金属層１３は、通気膜１１の中心軸について対称に設けられている。ただし、金属層１３は、通気膜１１の中心軸について非対称に設けられていてもよい。

本実施形態では、金属層１３は、通気膜１１が有する光の反射率よりも高い反射率を有する。金属層１３が有する光（波長が４００〜１０００ｎｍの光）の反射率は５０％以上９０％以下が好ましく、８０％以上９０％以下がより好ましい。本実施形態では、金属層１３は平坦であるため、金属層１３に入射する波長が４００〜１０００ｎｍの光は実質的に鏡面反射する。なお、反射率は、例えば、鏡面光沢度測定装置により、ＪＩＳＺ８７４１に基づいて測定できる。

金属層１３の材料や構造は特に限定されない。金属層１３の材料としてアルミニウム、金、銀、銅及びロジウムが例示される。コストの観点から、金属層１３の好適な材料としてアルミニウムが挙げられる。

金属層１３を通気膜１１に接着する方法は特に限定されない。例えば、金属層１３は、両面テープにより通気膜１１に接着されていてもよく、ホットメルト接着剤により通気膜１１に接着されていてもよい。両面テープを採用することは、両面テープ自体の加工（打ち抜き等）が容易であることから、および両面テープを通気膜１１の表面の所定位置に配置し易いことから好ましい。ホットメルト接着剤を採用することは、ホットメルト接着剤に基づいて形成され得る層の厚さが両面テープの厚さよりも薄いことから、及び接着強度が高いことから好ましい。また、ホットメルト接着剤を採用する場合、変性ポリプロピレンを接着成分として含む接着剤（例えば、東セロ社製：アドマーフィルム（ＱＥ−０６０Ｃ））を好適に使用できる。変性ポリプロピレンを接着成分として含む接着剤によれば、金属層１３との接触面における化学反応に基づく特に高い接着強度が得られる。また、変性ポリプロピレンを接着成分として含む接着剤は透明である。接着剤が透明である場合、万が一通気膜１１における金属層１３に覆われていない領域に接着剤が付着したとしても、光が接着剤を容易に透過する。この場合、金属層１３の視認性が妨げられない。また、金属層１３として金属テープ（例えば、日東電工社製の金属箔テープ（アルミテープ））を用いることもできる。金属層１３として金属テープを採用する場合、金属層１３を通気膜１１に接着するための部材を省略できる。

なお、通気膜１１、粘着層１２及び金属層１３の具体的な寸法は特に限定されない。通気膜１１の半径（図２Ａのｘ）は、例えば２．４〜２０ｍｍである。中央部分１１ｃの半径（図２Ａのｘ_c）は、例えば１．１５〜１７．５ｍｍである。外周部分１１ｓの幅（図２Ａのｘ_s）は、例えば１．２５〜５ｍｍである。また、中央部分１１ｃの半径に対する外周部分１１ｓの幅の比（ｘ_s／ｘ_c）は、例えば０．１〜２である。粘着層１２は、例えば上記の数値範囲で規定される外周部分１１ｓに設けられる。金属層１３は、例えば上記のように規定される粘着層１２に重なるように設けられる。

ところで、本実施形態の防水通気部材１では、防水通気部材１が筺体２０に取り付けられているかどうかを光の反射を利用して判断するために、金属層１３を設けている。しかし、光の反射を利用した判断が可能であれば、光を反射させるための層は金属層に限られない。すなわち、本発明の防水通気部材を、防水通気部材１における金属層１３を、金属層を含む概念である光反射層に置き換えた防水通気部材と捉えることもできる。

光反射層の材料は、光を反射できる材料から選択され、例えば、金属、金属窒化物、金属酸化物、金属フッ化物が挙げられる。

また、金属層１３上に、光を反射できる材料の層を設けて光反射層を構成することもできる。このような光反射層は、例えば、金属層１３にコーティング処理を行うことにより作製できる。コーティング処理とは、金属層１３上に光を反射できる層を設ける処理全般を指す。例えば、金属層１３の表面において、蒸発させた金属材料を金属層１３と反応させる処理、又は、金属窒化物、金属酸化物、金属フッ化物を蒸発させて金属層１３上に成膜する処理が挙げられる。具体的には、真空蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等の乾式成膜法による処理が挙げられる。

次に、図３を参照しながら防水通気部材１への入射光の反射特性を説明する。なお、以下の説明では、金属層１３を備えた防水通気部材１について説明し、光反射層を備えた防水通気部材に関する説明は省略するが、光反射層を備えた防水通気部材への入射光の反射特性も同様に説明される。

図３は、図２に示す防水通気部材１が筺体２０に取り付けられた様子を示している。図３（及び図１）に示す筺体２０は金属製である。ただし、筺体２０の材料は、樹脂（例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＳＵ（ポリサルフォン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体））、又はエラストマー（例えば、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、天然ゴムを主成分として含むゴム組成物）等であってもよい。また、筺体２０の色も特に限定されず、黒色、白色等である。

図３に示すように、防水通気部材１への入射光のうち、中央部分１１ｃに入射する成分ｌ₁は、通気膜１１の材料に由来する反射率に基づいて反射する。また、成分ｌ₁は拡散反射する。金属層１３に入射する成分ｌ₂は、金属層１３の材料に由来する反射率に基づいて反射する。また、成分ｌ₂は鏡面反射する。外周部分１１ｓのうち金属層１３の周囲に位置する部分に入射する成分ｌ₃は、通気膜１１の材料に由来する反射率に基づいて反射する。また、成分ｌ₃は拡散反射する。

本実施形態の防水通気部材１では、金属層１３が通気膜１１上の視認できる位置に設けられている。したがって、防水通気部材１に入射する光の少なくとも一部は金属層１３の材料に由来する反射率に基づいて反射する。金属層１３が有する光の反射率は高い。したがって、防水通気部材１に光が入射すると、金属層１３により光がよく反射する。これにより、光の反射の有無により防水通気部材１が筐体２０に取り付けられているか否かを容易に判断できる。すなわち、防水通気部材１の取り付け忘れを防止できる。

また、金属層１３に由来する光の反射は、筐体２０の材質及び色に左右されない。したがって、本実施形態の防水通気部材１が筐体２０に取り付けられているか否かは、筐体２０の材質及び色によらず判定され得る。

また、本実施形態では、金属層１３の外縁が通気膜１１の外縁よりも中央部分１１ｃ側（内側）に配置されるように、金属層１３が設けられている。したがって、筺体２０の色が金属層１３と同系色の場合であっても金属層１３を容易に視認できる。

また、本実施形態の防水通気部材１における金属層１３は、褐色及び色ムラの問題を有さない。

また、通気膜が筐体に取り付けられているか否かは、画像認識技術を用いた検査装置で検査できる。しかし、画像認識技術を用いた検査装置は、画像認識のための装置（撮像装置等）を含むため高価である。これに対し、防水通気部材１によれば、筺体２０に防水通気部材１が取り付けられているか否かを、例えば防水通気部材１に光を照射して、防水通気部材１における金属層１３で反射された光を検出することにより検査できる。つまり、防水通気部材１は、光検出技術を用いた検査装置による検査に適している。光検出技術を用いた検査装置は、画像認識技術を用いた検査装置に比べると安価である。したがって、本実施形態の防水通気部材１は、筐体２０に取り付けられているか否かを検査装置により検査する際のコストの観点から有利である。

なお、金属層１３における反射光を利用する場合の通気構造３０の具体的な製造方法は、下記のように例示できる。すなわち、まず、防水通気部材１を筐体２０の開口部２５に取り付ける。次に、防水通気部材１の金属層１３に光（例えば波長が４００〜１０００ｎｍの光）を照射し、金属層１３からの反射光を検出する。次に、検出された反射光の強度を所定の閾値と比較する。反射光の強度が閾値以上の場合には防水通気部材１が取り付けられていると判断する。他方、反射光の強度が閾値を下回る場合には防水通気部材１が筐体２０に取り付けられていないものと判断する。このような製造方法によれば、防水通気部材１が筐体２０に取り付けられているか否かを容易に検査できる。また、光検出技術を用いた検査装置を利用した場合であっても、安価に通気構造３０を作製できる。

また、本実施形態の金属層１３は、防水通気部材１の掴み代としても利用できる。これにより、防水通気部材１を移動させる際には通気膜１１に直接接触する必要がない。したがって、通気膜１１を傷つけるおそれが低減する。

また、本実施形態の防水通気部材１は、通気性と防水性に加えて防塵性も有する。したがって、防水通気部材１が取り付けられた筐体２０は、粉塵が存在する環境においても使用可能である。

本発明に係る防水通気部材は、電子機器の筺体以外にも適用できる。例えば、自動車ランプ等の電気機器の筺体、薬栓キャップ等の化学品のケースにも適用できる。

１防水通気部材
１１通気膜
１１ａ第１主面
１１ｂ第２主面
１１ｃ中央部分
１１ｓ外周部分
１２粘着層
１３金属層
２０筐体
２５開口部
３０通気構造

Claims

第１主面と、第２主面と、前記第１主面及び前記第２主面の両面において外気に直接接している中央部分と、前記中央部分の周囲に位置している外周部分とを有し、前記第１主面と前記第２主面との間で気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断するように構成された通気膜と、
前記第１主面側において前記外周部分に設けられた粘着層と、
前記第２主面側において前記外周部分に設けられた金属層と、
を備えた、防水通気部材。
前記金属層は、前記通気膜の厚さ方向に関して前記粘着層に重なるように前記第２主面側において前記外周部分に設けられている、請求項１に記載の防水通気部材。
前記金属層は、平面視で枠の形状を有する、請求項１又は２に記載の防水通気部材。
前記金属層は、平面視で枠の形状を有し、前記金属層の外縁が前記通気膜の外縁よりも前記中央部分側に配置されるように設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の防水通気部材。
前記金属層は、両面テープ又はホットメルト接着剤により前記通気膜に接着されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の防水通気部材。
前記金属層は、ホットメルト接着剤により前記通気膜に接着されており、
前記ホットメルト接着剤は、変性ポリプロピレンを接着成分として含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の防水通気部材。
前記金属層における４００〜１０００ｎｍの波長の光の反射率は、５０％〜９０％、又は８０％〜９０％である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の防水通気部材。
前記通気膜がポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の防水通気部材。
第１主面と、第２主面と、前記第１主面及び前記第２主面の両面において外気に直接接している中央部分と、前記中央部分の周囲に位置している外周部分とを有し、前記第１主面と前記第２主面との間で気体の通過を許容しつつ液体の通過を遮断するように構成された通気膜と、
前記第１主面側において前記外周部分に設けられた粘着層と、
前記第２主面側において前記外周部分に設けられた光反射層と、
を備えた、防水通気部材。
通気用の開口部を有する筐体と、
前記開口部を塞ぐように前記筺体に取り付けられた、請求項１〜９のいずれか一項に記載の防水通気部材と、
を備えた、通気構造。