JP5960660B2 - パターン化された多孔質通気性材料 - Google Patents
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Description
[1]
エンクロージャーを通気するための開口部を通気装置内に有する前記通気装置であって、前記通気装置が、
前記通気装置内に装着されて、前記開口部を覆っており、液漏れなしに少なくとも3436.4Pa(0.5psi)の水浸入圧に耐える液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成している、ガス透過性の多孔質通気性要素であって、開口部全体に伸びた多孔質な表面を有する前記多孔質通気性要素を含んでおり、
前記多孔質通気性要素は、80%未満の多孔度と、前記多孔質な表面に複数の表面へこみ部とを有するポリマー膜を含んでおり、
前記複数の表面へこみ部は、前記開口部を覆っている前記多孔質通気性要素の前記多孔質な表面の一部の領域において、対応する圧縮された前記多孔質な表面内の領域によって定義され、
前記複数の表面へこみ部の各々の、前記多孔質な表面の上部から表面へこみ部の最内面までのz軸方向の差が少なくとも12μm(ミクロン)であり、
前記複数の表面へこみ部のパターンは、正方形、円、線、多角形、アメーバ状の形、有限な幅の細長い形とこれらの組み合わせからなるグループの中から選択され、
ここで、前記多孔質な表面は、前記圧縮された領域に隣接する複数の圧縮されていない領域を含み、
ここで、前記複数の表面へこみ部は、前記多孔質な表面の少なくとも20%の領域を覆っており、
前記圧縮されていない領域の空気回復率より大きい、液体に接触させた後の空気流回復率を提供する、通気装置。
[2]
前記複数の表面へこみ部の各々の、前記多孔質な表面の上部から表面へこみ部の最内面までのz軸方向の差が少なくとも15μm(ミクロン)である、[1]に記載の通気装置。
[3]
前記複数の表面へこみ部の各々の、前記z軸方向の差が少なくとも20μm(ミクロン)である、[1]に記載の通気装置。
[4]
前記多孔質な表面における前記圧縮された領域が、圧縮されていない領域より大きな、クルスDSA 100ビデオ接触角装置を用いて測定されるはじき力を有する、[1]に記載の通気装置。
[5]
前記圧縮された領域が前記圧縮されていない領域より少なくとも1.3ミリNewton −1 (mN −1 )大きいはじき力を有する、[4]に記載の通気装置。
[6]
前記複数の表面へこみ部が、前記多孔質通気性要素の前記多孔質な表面の少なくとも40%の領域を覆っている、[1]に記載の通気装置。
[7]
前記多孔質通気性要素が少なくとも一つの疎油性表面を有する、[1]に記載の通気装置。
[8]
前記多孔質通気性要素がPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を含む、[1]に記載の通気装置。
[9]
前記多孔質通気性要素が、ポリスルホン、ポリエチレン、ビニルポリマー、スチレン、アクリレート、ポリカーボネートを含むポリプロピレン、酢酸セルロース、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー(PFA)からなる群から選択される材料を含む、[1]の通気装置。
[10]
前記圧縮されていない領域の空気回復率と比べて、前記複数の表面へこみ部が空気流回復率を少なくとも5%改良する、[1]に記載の通気装置であって、前記空気流回復率は下式、
空気流回復率(%)=(流体に接触させる前のガーレー数(秒))/(流体に接触させた後のガーレー数(秒))×100
を用いて決定される、通気装置。
[11]
前記圧縮されていない領域の空気回復率と比べて、前記複数の表面へこみ部が空気流回復率を少なくとも10%改良する、[10]に記載の通気装置であって、前記空気流回復率は下式、
空気流回復率(%)=(流体に接触させる前のガーレー数(秒))/(流体に接触させた後のガーレー数(秒))×100
を用いて決定される、通気装置。
[12]
前記複数の表面へこみ部は、フォトリソグラフィによってパターン化された押し型を、多孔質な表面に、圧力を用いて押圧することによって形成された、[1]に記載の通気装置。
[13]
液密閉エンクロージャーを通気する方法であって、
前記方法は、
前記エンクロージャーに開口部を提供する工程と、
多孔質な表面及び80%未満の多孔度を有する、ガス透過性の多孔性ポリマーの通気性要素を提供する工程と、
前記多孔性ポリマーの通気性要素の前記多孔質な表面の一部に複数の表面へこみ部を形成する工程であって、前記複数の表面へこみ部は、対応する圧縮された領域によって定義され、前記複数の表面へこみ部の、前記多孔質な表面の上部から表面へこみ部の最内面までの前記z軸方向の差が、12μm(ミクロン)より大きく、前記複数の表面へこみ部のパターンは、正方形、円、線、多角形、アメーバ状の形、有限な幅の細長い形)とこれらの組み合わせからなるグループの中から選択される、工程と、
液漏れなしに少なくとも3436.4Pa(0.5psi)の水浸入圧に耐える液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成するために、前記多孔性ポリマーの通気性要素で前記開口部を覆う工程と、を含んでおり、
ここで、前記多孔質な表面は前記開口部全体に伸びており、前記開口部を覆っている前記多孔質な表面の一部の領域に前記複数の表面へこみ部が形成されており、
ここで、前記多孔質な表面は、前記圧縮された領域に隣接する複数の圧縮されていない領域を含み、
ここで、前記複数の表面へこみ部は、前記多孔質な表面の少なくとも20%の領域を覆っており、
前記圧縮されていない領域の空気回復率より大きい、液体に接触させた後の空気流回復率を提供し、前記空気流回復率は下式、
空気流回復率(%)=(流体に接触させる前のガーレー数(秒))/(流体に接触させた後のガーレー数(秒))×100
を用いて決定される、方法。
[14]
[13]に記載の方法であって、前記形成する工程は、前記複数の表面へこみ部が前記多孔質通気性要素上にエンボス加工されるように、圧縮力を前記多孔質な表面に適用して、前記多孔質な表面を圧縮する工程を含む、方法。
[15]
[14]に記載の方法であって、多孔質通気性要素を疎油性にするために、溶液を使用して多孔質通気性要素を被覆する工程を更に含む、方法。
[16]
[15]に記載の方法であって、前記圧縮する工程は、フォトリソグラフィによってパターン化された押し型を、多孔質な表面上に、圧力を用いて押圧する工程を含む、方法。
1つの特徴では、エンクロージャーの通気用に内部に開口部を有する通気装置が提供される。この通気装置は、その内部に装着されていて液密閉であるが気体は透過できる封止を開口部に形成する多孔質通気性要素を備えている。この多孔質通気性要素は多孔度が80%未満であり、z軸方向の差が少なくとも12ミクロンである少なくとも1つの表面へこみ部を有する。
ρ=m/w・l・t
を用いて密度を計算した。ただし、ρ=密度(g/cc)、m=質量(g)、w=幅(cm)、l=長さ(cm)、
t=厚さ(cm)である。
を用いて求める。
はじき力(単位はmNewtons-1)=(1/sinα×(液滴の質量(単位はg))×9.8m/秒2)×1000
延伸PTFE材料(多孔度=53%、密度=1.025g/cc)の一方の面に、1オンスの銅とポリマー製フォトマスクからフォトリソグラフィによってパターン化された押し型を用いてエンボス加工した。1オンスの銅が表面にあるFR-4難燃性エポキシ織布ガラス複合回路板をポジのポリマー製フォトレジストの2枚のシートの間に挟んでラミネートにした。16,000dpi(1インチ当たりのドット数)(1センチメートル当たりは、40,640のドット数)またはそれ以上で印刷することにより、CADによる作図に基づくポジの透明なフォトマスクを作った。このフォトマスクを、真空を利用してフォトレジストラミネートの一方の面に接触させ、UV光源に曝露して画像を転写させた。次に、このラミネートを現像浴の中を通過させると、ポリマー製フォトレジストがフォトマスクのパターンになって残った。次に、パターン化されたこのラミネート化銅複合回路板をエッチングすると、ポリマー製フォトレジストが頂部に載った銅の中にパターンが残った。1オンスの銅の中にパターン化された押し型を、複合回路板の表面にある銅の頂部に残されたポリマー製フォトレジストで用いた。
実施例1に記載したようにして、延伸PTFE材料(多孔度=53%、密度=1.025g/cc)の一方の面に、フォトリソグラフィでパターンを形成した押し型を用いてエンボス加工したが、141.8g(5オンス)の銅とポリマー製フォトマスクを用いた。エンボス加工は、実施例1に記載した刻印用プレスを用いて907.0kg(2000ポンド)の力で実施した。
実施例2に記載したようにして、延伸PTFE材料(多孔度=53%、密度=1.025g/cc)の一方の面に、フォトリソグラフィでパターンを形成した押し型を用いてエンボス加工した。エンボス加工は、実施例1に記載した刻印用プレスを用いて24489.8kg(54000ポンド)の力で実施した。
以下、本発明の実施態様を列記する。
[項目1]
エンクロージャーを通気するための開口部を装置内に有する通気装置であって、前記通気装置が、
前記通気装置内に装着され、液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成する多孔質通気性要素を含んでおり、
前記多孔質通気性要素は80%未満の多孔度を有し、さらに少なくとも12μm(ミクロン)のz軸方向の差を有する少なくとも一つの表面へこみ部を含む、通気装置。
[項目2]
前記表面へこみ部の前記z軸方向の差が少なくとも15μm(ミクロン)である、項目1に記載の通気装置。
[項目3]
前記表面へこみ部の前記z軸方向の差が少なくとも20μm(ミクロン)である、項目1に記載の通気装置。
[項目4]
前記表面へこみ部の前記z軸方向の差が少なくとも25μm(ミクロン)である、項目1に記載の通気装置。
[項目5]
前記多孔質通気性要素が75%未満の多孔度を有する、項目1に記載の通気装置。
[項目6]
前記表面へこみ部が、前記通気性要素の前記表面の約2%の領域を覆っている、項目1に記載の通気装置。
[項目7]
前記表面へこみ部が、前記通気性要素の前記表面の約20%の領域を覆っている、項目1に記載の通気装置。
[項目8]
前記表面へこみ部が、前記通気性要素の前記表面の約40%の領域を覆っている、項目1に記載の通気装置。
[項目9]
前記多孔質通気性要素が少なくとも一つの疎油性表面を有する、項目1に記載の通気装置。
[項目10]
前記多孔質通気性要素がPTFEを含む、項目1に記載の通気装置。
[項目11]
前記多孔質通気性要素が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、超高分子量ポリエチレン、ポリエチレン、ビニルポリマー、スチレン、ポリ塩化ビニル、アクリレート、メタクリレート、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリカーボネート、酢酸セルロース、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー(PFA)からなる群から選ばれる材料を含む、項目1に記載の通気装置。
[項目12]
前記多孔質通気性要素が、圧縮された領域と圧縮されていない領域とを有するPTFEを含む、項目1に記載の通気装置。
[項目13]
エンクロージャーを通気するための装置内部に開口部を有する通気装置であって、前記通気装置が、
内部に装着され、液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成する多孔質通気性要素を含み、前記多孔質通気性要素が少なくとも一つの表面へこみ部を含み、
前記表面へこみ部を含む多孔質通気性要素が、分別可能で同一であるパターン化されていない基本構造の他の通気性要素の空気流回復率を超える、
通気装置。
[項目14]
前記へこみ部を含む多孔質通気性要素が、パターン化されていない基本構造の通気性要素の空気流回復率を少なくとも5%超える、項目13に記載の通気装置。
[項目15]
前記へこみ部を含む多孔質通気性要素が、パターン化されていない基本構造の通気性要素の空気流回復率を少なくとも10%超える、項目13に記載の通気装置。
[項目16]
前記へこみ部を含む多孔質通気性要素が、パターン化されていない基本構造の通気性要素の空気流回復率を少なくとも15%超える、項目13に記載の通気装置。
[項目17]
液密閉エンクロージャーを通気する方法であって、
前記方法は、
前記エンクロージャーに開口部を提供する工程と、
80%未満の多孔度を有する多孔質ポリマーを提供する工程と、
前記多孔質ポリマーの表面の一部に表面へこみ部を形成する工程と、
液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成するために、前記多孔質ポリマーで前記開口部を覆う工程とを含んでおり、
前記表面へこみ部が12μm(ミクロン)超の深部を有する、方法。
[項目18]
エンクロージャーを通気するための装置内部に開口部を有する通気装置であって、前記通気装置が、
内部に装着され、液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成する多孔質通気性要素を含み、前記多孔質通気性要素が、液接触後、前記多孔質通気性要素の効果的な圧力減少を提供する少なくとも一つの表面へこみ部を含む、
通気装置。
[項目19]
エンクロージャーを通気するための装置内部に開口部を有する通気装置であって、前記通気装置が、
前記装置内部に装着され、液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成する多孔質通気性要素を含み、前記多孔質通気性要素が80%未満の多孔度を有し、表面パターンが二つ以上の近接表面領域を含み、少なくとも一つの表面領域が、近接領域よりも少なくとも1.3ミリNewton -1 大きいはじき力を有する、
通気装置。
[項目20]
前記表面領域が少なくとも約5μm 2 から約5cm 2 のx−y平面の領域を有する、項目19に記載の通気装置。
[項目21]
前記少なくとも一つの表面領域が、近接領域よりも少なくとも2.5ミリNewton −1 大きいはじき力を有する、項目19に記載の通気装置。
[項目22]
多孔質通気性要素の空気流回復率を増加させる方法であって、前記方法が
異なるはじき力の領域を有する前記多孔質通気性要素の表面を作り出すために前記多孔質通気性要素の前記表面を少なくとも一つの領域のはじき力を増加させる工程を含む、方法。
[項目23]
前記多孔質通気性要素の前記表面の多孔度を減少させるために、前記はじき力が、前記多孔質通気性要素の一部分を圧縮することによって増加する、項目22に記載の方法。
7B 正方形のアレイのパターン形態
7C 長方形のアレイのパターン形態
10 表面へこみ部
12 表面へこみ部のz軸方向の差
13B 標準的でないパターン形態の例
13C 五角形のアレイのパターン形態
13G 標準的でないパターン形態の例
14 表面へこみ部のパターン化された表面
16 表面へこみ部の最内面
24 パターン
32 エンクロージャー
34 封止
36 開口部
38 液体
40 通気装置
42 通気口本体
45 気体の通路
47 通気性要素
70 PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)材料
72 ステンレス鋼製プレート
74 パターン化された押し型
76 パコ・パッド(パコタン・テクノロジーズ社(ニューヨーク)の部品番号5500-10)
78 プレス板
100 通気性要素
102 上部プレート
104 下部プレート
106 液体ウェル
108 ガスケット
110 つまみネジ
300 アダプタ
301 空気室
302 クランプ
304 つまみネジ
306 ガスケット
308 ガスケット
310 通路
312 入口ポート
Claims (15)
- エンクロージャーを通気するための開口部を通気装置内に有する前記通気装置であって、前記通気装置が、
前記通気装置内に装着されて、前記開口部を覆っており、液漏れなしに少なくとも3436.4Pa(0.5psi)の水浸入圧に耐える液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成している、ガス透過性の多孔質通気性要素であって、開口部全体に伸びた多孔質な表面を有する前記多孔質通気性要素を含んでおり、
前記多孔質通気性要素は、80%未満の多孔度と、前記多孔質な表面に複数の表面へこみ部とを有するポリマー膜を含んでおり、
前記複数の表面へこみ部は、前記開口部を覆っている前記多孔質通気性要素の前記多孔質な表面の一部の領域において、対応する圧縮された前記多孔質な表面内の領域によって定義され、
前記複数の表面へこみ部の各々の、前記多孔質な表面の上部から表面へこみ部の最内面までのz軸方向の差が少なくとも12μm(ミクロン)であり、
前記複数の表面へこみ部のパターンは、正方形、円、線、多角形、アメーバ状の形、有限な幅の細長い形とこれらの組み合わせからなるグループの中から選択され、
ここで、前記多孔質な表面は、前記圧縮された領域に隣接する複数の圧縮されていない領域を含み、
ここで、前記複数の表面へこみ部は、前記多孔質な表面の少なくとも20%の領域を覆っており、
前記圧縮されていない領域の空気回復率より大きい、液体に接触させた後の空気流回復率を提供する、通気装置。 - 前記複数の表面へこみ部の各々の、前記多孔質な表面の上部から表面へこみ部の最内面までのz軸方向の差が少なくとも15μm(ミクロン)である、請求項1に記載の通気装置。
- 前記複数の表面へこみ部の各々の、前記z軸方向の差が少なくとも20μm(ミクロン)である、請求項1に記載の通気装置。
- 前記多孔質な表面における前記圧縮された領域が、圧縮されていない領域より大きな、クルスDSA 100ビデオ接触角装置を用いて測定されるはじき力を有する、請求項1に記載の通気装置。
- 前記圧縮された領域が前記圧縮されていない領域より少なくとも1.3ミリNewton−1(mN−1)大きいはじき力を有する、請求項4に記載の通気装置。
- 前記複数の表面へこみ部が、前記多孔質通気性要素の前記多孔質な表面の少なくとも40%の領域を覆っている、請求項1に記載の通気装置。
- 前記多孔質通気性要素が少なくとも一つの疎油性表面を有する、請求項1に記載の通気装置。
- 前記多孔質通気性要素がPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を含む、請求項1に記載の通気装置。
- 前記多孔質通気性要素が、ポリスルホン、ポリエチレン、ビニルポリマー、スチレン、アクリレート、ポリカーボネートを含むポリプロピレン、酢酸セルロース、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー(PFA)からなる群から選択される材料を含む、請求項1の通気装置。
- 前記圧縮されていない領域の空気回復率と比べて、前記複数の表面へこみ部が空気流回復率を少なくとも5%改良する、請求項1に記載の通気装置であって、前記空気流回復率は下式、
空気流回復率(%)=(流体に接触させる前のガーレー数(秒))/(流体に接触させた後のガーレー数(秒))×100
を用いて決定される、通気装置。 - 前記圧縮されていない領域の空気回復率と比べて、前記複数の表面へこみ部が空気流回復率を少なくとも10%改良する、請求項10に記載の通気装置であって、前記空気流回復率は下式、
空気流回復率(%)=(流体に接触させる前のガーレー数(秒))/(流体に接触させた後のガーレー数(秒))×100
を用いて決定される、通気装置。 - 液密閉エンクロージャーを通気する方法であって、
前記方法は、
前記エンクロージャーに開口部を提供する工程と、
多孔質な表面及び80%未満の多孔度を有する、ガス透過性の多孔性ポリマーの通気性要素を提供する工程と、
前記多孔性ポリマーの通気性要素の前記多孔質な表面の一部に複数の表面へこみ部を形成する工程であって、前記複数の表面へこみ部は、対応する圧縮された領域によって定義され、前記複数の表面へこみ部の、前記多孔質な表面の上部から表面へこみ部の最内面までの前記z軸方向の差が、12μm(ミクロン)より大きく、前記複数の表面へこみ部のパターンは、正方形、円、線、多角形、アメーバ状の形、有限な幅の細長い形)とこれらの組み合わせからなるグループの中から選択される、工程と、
液漏れなしに少なくとも3436.4Pa(0.5psi)の水浸入圧に耐える液密閉でガス透過性がある前記開口部の封止を形成するために、前記多孔性ポリマーの通気性要素で前記開口部を覆う工程と、を含んでおり、
ここで、前記多孔質な表面は前記開口部全体に伸びており、前記開口部を覆っている前記多孔質な表面の一部の領域に前記複数の表面へこみ部が形成されており、
ここで、前記多孔質な表面は、前記圧縮された領域に隣接する複数の圧縮されていない領域を含み、
ここで、前記複数の表面へこみ部は、前記多孔質な表面の少なくとも20%の領域を覆っており、
前記圧縮されていない領域の空気回復率より大きい、液体に接触させた後の空気流回復率を提供し、前記空気流回復率は下式、
空気流回復率(%)=(流体に接触させる前のガーレー数(秒))/(流体に接触させた後のガーレー数(秒))×100
を用いて決定される、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、前記形成する工程は、前記複数の表面へこみ部が前記多孔質通気性要素上にエンボス加工されるように、圧縮力を前記多孔質な表面に適用して、前記多孔質な表面を圧縮する工程を含む、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、多孔質通気性要素を疎油性にするために、溶液を使用して多孔質通気性要素を被覆する工程を更に含む、方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記圧縮する工程は、フォトリソグラフィによってパターン化された押し型を、多孔質な表面上に、圧力を用いて押圧する工程を含む、方法。
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