JP5711412B2 - 防水通音膜と、それを備える防水通音部材、電子機器、電子機器用ケースおよび防水通音構造 - Google Patents
防水通音膜と、それを備える防水通音部材、電子機器、電子機器用ケースおよび防水通音構造 Download PDFInfo
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Description
図1Aに、本発明の防水通音膜の一例を示す。図1Aに示す防水通音膜1は、非多孔質の樹脂フィルム2と、樹脂フィルム2の主面上に形成された撥液層3とを備える。樹脂フィルム2には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔21が形成されている。撥液層3は、樹脂フィルム2の貫通孔21に対応する位置に開口31を有する。樹脂フィルム2は、貫通孔21以外に、その厚さ方向に通気可能となる経路を有さない非多孔質の樹脂フィルムであり、典型的には、当該貫通孔21を除いて無孔の(中実の)樹脂フィルムである。貫通孔21は、樹脂フィルム2の双方の主面に開口を有する。
本発明の防水通音部材の一例を、図3に示す。図3に示す防水通音部材5は、膜の主面に垂直な方向から見た形状が円形である防水通音膜1と、当該膜1の周縁部に接合されたリング状のシートである支持体51とを備える。防水通音膜1に支持体51が接合された形態により、防水通音膜1が補強されるとともに、その取扱性が向上する。また、支持体51が、筐体の開口など、防水通音部材5が配置される部分への取り付けしろとなるため、防水通音膜1の取り付け作業が容易となる。
本発明の電子機器の一例を図5Aに示す。図5Aに示す電子機器は、携帯電話の一種であるスマートフォンである。スマートフォン6の筐体61は、発音部および受音部の一種であるトランスデューサーに近接して設けられた開口62aと、受音部の一種であるマイクに近接して設けられた開口62bと、発音部の一種であるスピーカーに近接して設けられた開口62cとを有する。各開口62a〜62cを介して、スマートフォン6の外部と、筐体61内に収容された各音響部(トランスデューサー、マイクおよびスピーカー)との間で音が伝達される。図5Bに示すように、スマートフォン6では、これらの開口62a〜62cを塞ぐように、防水通音膜1が内側から筐体61に取り付けられている。これにより、スマートフォン6の外部と音響部との間で音を伝達できるとともに、外部から開口を介して筐体61内に水が浸入することを防ぐことができる。また、防水通音膜1により、有効面積が小さい場合においても当該膜を伝達される音の特性を確保できるため、スマートフォン6の小型化、薄型化ならびに設計およびデザインの自由度の向上を達成できる。
本発明の電子機器用ケースの一例を図6Aに示す。図6Aに示すケース7には、当該ケース7に収容する電子機器の音響部とケース7の外部との間で音を伝達する開口71a〜71cが設けられている。図6Aに示すケース7は、図5Aに示すスマートフォン6とは異なるタイプのスマートフォンのケースであり、開口71aはスマートフォンの受話部に音を伝達するために、開口71bはスマートフォンの送話部に音を伝達するために、開口71cはスマートフォンのスピーカーから音を外部に伝達するために、それぞれ設けられている。図6Bに示すように、ケース7は、さらに、開口71a(71b、71c)を塞ぐように配置された防水通音膜1を備えている。この防水通音膜1により、ケース7の内部72に収容した電子機器の音響部と外部との間で音が伝達されるとともに、外部から開口71a(71b、71c)を介したケース7の内部72、ひいては電子機器内への水の浸入を防ぐことができる。また、防水通音膜1により、有効面積が小さい場合においても当該膜を伝達される音の特性を確保できるため、小型化および/または薄型化が達成された設計およびデザインの自由度が高い電子機器に対応した電子機器用ケース7とすることができる。また、開口71a(71b、71c)の面積が小さい電子機器用ケース7とすることができ、ケース7自体の小型化、薄型化ならびに設計およびデザインの自由度の向上を達成できる。
本発明の防水通音構造の一例を図7に示す。図7に示す防水通音構造8は、内部83と外部との間で音を伝達する開口82が設けられた筐体81と、開口(開口部)82を塞ぐように配置された防水通音膜1とを備える。この防水通音膜1により、筐体81の外部と内部83との間で音が伝達されるとともに、外部から開口82を介した筐体81内への水の浸入を防ぐことができる。また、防水通音膜1により、有効面積が小さい場合においても当該膜を伝達される音の特性を確保できるため、防水通音構造8自体の小型化を達成できる。
樹脂フィルムの双方の主面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、得られたSEM像から任意に選択した10の貫通孔の径(開口径)を各々当該像から求め、その平均値を樹脂フィルムの貫通孔の径とした。
比較例4,5の防水通音膜に用いた延伸多孔質膜の平均孔径は、JIS K3832の規定に準拠して求めた。
防水通音膜の厚さ方向の通気度は、JIS L1096の規定(通気性測定A法:フラジール形法)に準拠して求めた。
防水通音膜の耐水圧は、JIS L1092の耐水度試験B法(高水圧法)の規定に準拠して求めた。ただし、この規定に示された試験片の面積では膜が著しく変形するため、ステンレスメッシュ(開口径2mm)を膜の加圧面の反対側に設置し、当該膜の変形をある程度抑制した状態で測定した。
防水通音膜の面密度は、当該膜をポンチで直径20mmの円形に打ち抜いた後、打ち抜かれた膜の質量を測定し、これを1m2あたりの質量に換算して求めた。
樹脂フィルムおよび比較例4,5の延伸多孔質膜の気孔率は、求めた面密度に防水通音膜の厚さを乗じて当該膜の見かけ密度を求め、この見かけ密度と材料密度とから、以下の式(1)に基づいて求めた。なお、実施例および比較例で作製した防水通音膜は通気性支持層を有さず、単層の樹脂フィルムまたは延伸多孔質膜と、撥液層とから構成される。
気孔率={1−(見かけ密度/材料密度)}×100(%) (1)
材料密度は、PETが1.4g/cm3、PTFEが2.2g/cm3とした。
樹脂フィルムの孔密度は、樹脂フィルムの双方の主面をSEMにより観察し、得られたSEM像にある貫通孔の数を目視にて数え、これを単位面積あたりの値に変換して求めた。
防水通音膜の撥油性は、以下のように評価した。防水通音膜とコピー用紙(普通紙)とを、防水通音膜が上、コピー用紙が下になるように重ねて置き、スポイトを用いて防水通音膜にひまし油を1滴垂らした後、1分間放置した。その後、防水通音膜を取り除いてコピー用紙の状態を確認し、コピー用紙がひまし油で濡れている場合を防水通音膜の撥油性なし、濡れていない場合を撥油性有りとした。
作製した防水通音膜の音響特性(音圧損失)は、以下のように評価した。
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された非多孔質の市販のPETフィルム(it4ip製、Track etched membrane)を準備した。当該フィルムの膜厚は20μm、貫通孔の径は3.0μm、貫通孔の密度(孔密度)は1.6×106個/cm2であった。
黒色染料の代わりに桃色染料を用いることで樹脂フィルムを桃色に着色した以外は、実施例1と同様にして、防水通音膜を得た。
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された非多孔質の市販のPETフィルム(it4ip製、Track etched membrane)を準備した。当該フィルムの膜厚は20μm、貫通孔の径は3.0μm、貫通孔の密度(孔密度)は1.0×106個/cm2であった。なお、実施例3で用いたフィルムは、貫通孔が当該フィルムの主面に垂直な方向に対して傾いた方向に延び、当該傾いて延びる方向が異なる貫通孔が混在したフィルムであった。他の実施例および比較例1〜3で使用したフィルムは、貫通孔が当該フィルムの主面に垂直な方向に延びるフィルムであった。
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された非多孔質の市販のPETフィルム(it4ip製、Track etched membrane)を準備した。当該フィルムの膜厚は41μm、貫通孔の径は10.0μm、貫通孔の密度(孔密度)は5.0×105個/cm2であった。
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された非多孔質の市販のPETフィルム(オキシフェン製、Oxydisk)を準備した。当該フィルムの膜厚は25μm、貫通孔の径は1.0μm、貫通孔の密度(孔密度)は3.5×107個/cm2であった。
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された非多孔質の市販のPETフィルム(it4ip製、Track etched membrane)を準備した。当該フィルムの膜厚は20μm、貫通孔の径は2.8μm、貫通孔の密度(孔密度)は4.9×106個/cm2であった。
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された非多孔質の市販のPETフィルム(it4ip製、Track etched membrane)を準備した。当該フィルムの膜厚は41μm、貫通孔の径は10.0μm、貫通孔の密度(孔密度)は2.2×105個/cm2であった。
比較例4では、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の延伸多孔質膜(日東電工製、NTF1033)を、そのまま防水通音膜とした。この防水通音膜の平均孔径は3.0μm、気孔率は85.0%、面密度は4.0g/m2、通気度は6.0cm3/(cm2・秒)、耐水圧は8kPa、厚さは20μm、撥油性は「なし」であった。
比較例5では、PTFEの延伸多孔質膜から構成される防水通音膜を作製した。
CH2=CHCOOCH2CH2C6F13 (2)
2 樹脂フィルム
21、21a〜21g 貫通孔
3 撥液層
31 開口
4 通気性支持層
5 防水通音部材
51 (防水通音部材の)支持体
6 スマートフォン(電子機器)
61 筐体
62a、62b、62c 開口
7 電子機器用ケース
71a、71b、71c 開口
72 (電子機器用ケースの)内部
73 フィルム
8 防水通音構造
81 筐体
82 開口
83 (筐体81の)内部
91 模擬筐体
92 スピーカー取付穴
93 (スピーカーケーブルの)導通孔
94 充填剤
95 スピーカー
96 スピーカーケーブル
97 両面テープ
98 PETフィルム
99 両面テープ
100 (実施例および比較例で評価した)防水通音膜
Claims (12)
- 厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された、非多孔質の樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの主面上に形成された、前記複数の貫通孔と対応する位置に開口を有する撥液層と、を備え、
前記貫通孔の径が4.0μm以上12.0μm以下であり、
JIS L1096の規定に準拠して測定したフラジール数で示して、2.0cm3/(cm2・秒)以上50cm3/(cm2・秒)以下の通気度を厚さ方向に有し、
有効面積が4.9mm 2 のときに、100Hz以上3kHz以下の音域における音圧損失が1dB以下である、防水通音膜。 - 厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された、非多孔質の樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの主面上に形成された、前記複数の貫通孔と対応する位置に開口を有する撥液層と、を備え、
前記貫通孔の径が4.0μm以上12.0μm以下であり、
JIS L1096の規定に準拠して測定したフラジール数で示して、2.0cm 3 /(cm 2 ・秒)以上50cm 3 /(cm 2 ・秒)以下の通気度を厚さ方向に有し、
有効面積が0.8mm 2 またはそれ未満のときに、100Hz以上3kHz以下の音域における音圧損失が10dB以下である、防水通音膜。 - JIS L1092の耐水度試験B法(高水圧法)の規定に準拠して測定した耐水圧が5kPa以上である、請求項1または2に記載の防水通音膜。
- 前記樹脂フィルムにおける前記貫通孔の密度が、3×105個/cm2以上4×106個/cm2以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の防水通音膜。
- 前記樹脂フィルムが、アルカリ溶液または酸化剤溶液によってエッチング可能な樹脂から構成される、請求項1〜4のいずれかに記載の防水通音膜。
- 前記樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレートおよびポリフッ化ビニリデンから選ばれる少なくとも1種の樹脂から構成される、請求項1〜4のいずれかに記載の防水通音膜。
- 波長380nm以上500nm以下の波長域に含まれる光を吸収する着色処理が施されている、請求項1〜6のいずれかに記載の防水通音膜。
- 黒色、灰色、茶色または桃色に着色されている、請求項1〜6のいずれかに記載の防水通音膜。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の防水通音膜と、
前記防水通音膜に接合された支持体と、を備える防水通音部材。 - 音響部が収容され、前記音響部と外部との間で音を伝達する開口が設けられた筐体と、
前記開口を塞ぐように配置された、前記音響部と外部との間で音を伝達するとともに外部から前記開口を介して前記筐体内に水が浸入することを防ぐ防水通音膜と、を備え、
前記防水通音膜が請求項1〜8のいずれかに記載の防水通音膜である、電子機器。 - 音響部を有する電子機器を収容する電子機器用ケースであって、
前記電子機器の音響部と外部との間で音を伝達する開口が設けられ、
前記開口を塞ぐように配置された、前記電子機器の音響部と外部との間で音を伝達するとともに外部から前記開口を介して前記ケース内に水が浸入することを防ぐ防水通音膜を備え、
前記防水通音膜が請求項1〜8のいずれかに記載の防水通音膜である、電子機器用ケース。 - 内部と外部との間で音を伝達する開口が設けられた筐体と、
前記開口を塞ぐように配置された、内部と外部との間で音を伝達するとともに外部から前記開口を介して内部に水が浸入することを防ぐ防水通音膜と、を備え、
前記防水通音膜が請求項1〜8のいずれかに記載の防水通音膜である、防水通音構造。
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