JP6118131B2 - 防水通音膜、通音部材、及び電気機器 - Google Patents
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Description
本発明は、防水通音膜、その防水通音膜を備える通音部材、防水通音膜又は通音部材を備えた電気機器に関する。
近年、携帯電話、ノートパソコン、電子手帳、デジタルカメラ又はゲーム機器などの電気機器が音声機能を備えることが一般的である。音声機能を備えた電気機器の筐体の内部には、スピーカー、ブザーなどの発音部、又はマイクロフォンなどの受音部が配置されており、電気機器の筐体の発音部又は受音部に対応する位置に開口が設けられている。この開口を通して音声が伝わる。また、これらの電気機器は、防水機能を有することが求められている。このため、音声機能を有する電気機器の筐体の開口を塞ぐ防水通音膜が知られている。
特許文献１及び特許文献２には、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」ということがある）の多孔質膜等のプラスチック膜を防水通音膜に用いることが提案されている。また、防水通音膜が適当な強度と良好な加工性を有するように、プラスチック膜に積層された支持体をさらに含む防水通音膜が提案されている。支持体としては、ポリオレフィン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂のネットが例示されている。
特許文献３には、縦方向に延伸されたＰＴＦＥシートに熱可塑性樹脂製のネットを融着し、この状態でＰＴＦＥシートを横方向に延伸させて得られるＰＴＦＥ多孔質膜（防水通音膜）が開示されている。この製造方法によって、防水通音膜としての通音特性及び耐水性の向上が図られている。
しかしながら、より高い耐水圧特性を有する防水通音膜が求められている。上記の防水通音膜は、耐水圧特性に関し、さらなる改良の余地を有している。一方、防水通音膜が良好な音響特性を有していることも重要である。そこで、本発明は、良好な耐水圧特性及び良好な音響特性を有する防水通音膜を提供することを目的とする。
本発明は、
ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜と、
前記多孔質膜を積層した状態で延伸されることなく前記多孔質膜と一体化されており、前記多孔質膜を支持している支持材と、を備え、
前記支持材は、線径が前記支持材全体において４５〜６０μｍであり、かつ、オープニングが７００〜１１００μｍであるメッシュ又はネットであり、
ＪＩＳ Ｌ１０９２のＢ法（高水圧法）に基づいて測定される耐水圧が２０ｋＰａ以上である、防水通音膜を提供する。
ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜と、
前記多孔質膜を積層した状態で延伸されることなく前記多孔質膜と一体化されており、前記多孔質膜を支持している支持材と、を備え、
前記支持材は、線径が前記支持材全体において４５〜６０μｍであり、かつ、オープニングが７００〜１１００μｍであるメッシュ又はネットであり、
ＪＩＳ Ｌ１０９２のＢ法（高水圧法）に基づいて測定される耐水圧が２０ｋＰａ以上である、防水通音膜を提供する。
本発明は、
上記の防水通音膜と、
前記防水通音膜を支持している膜支持材と、を備える通音部材を提供する。
上記の防水通音膜と、
前記防水通音膜を支持している膜支持材と、を備える通音部材を提供する。
本発明は、
発音部又は受音部を備えた電気機器であって、
前記発音部又は前記受音部に対応する筐体の開口を塞ぐように、上記の防水通音膜又は上記の通音部材が配置されている、電気機器を提供する。
発音部又は受音部を備えた電気機器であって、
前記発音部又は前記受音部に対応する筐体の開口を塞ぐように、上記の防水通音膜又は上記の通音部材が配置されている、電気機器を提供する。
本発明によれば、所定の線径及び所定のオープニングを有するメッシュ又はネットである支持材が延伸されることなくＰＴＦＥを主成分とする多孔質膜に一体化されていることによって、良好な耐水圧特性及び良好な音響特性を有する防水通音膜を提供できる。また、発音部又は受音部を備えた電気機器において、発音部又は受音部に対応する筐体の開口を塞ぐように防水通音膜又は防水通音膜を備えた通音部材が配置されているので、電気機器の耐水圧特性及び音響特性を高めることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。
図１に示すように、本実施形態の防水通音膜１は、多孔質膜１１と、支持材１２とを備えている。多孔質膜１１は、ＰＴＦＥを主成分とする樹脂多孔質膜である。本明細書で「主成分」とは、質量比で最も多く含まれている成分をいう。支持材１２は、多孔質膜１１を積層した状態で多孔質膜１１と一体化されている。支持材１２は、多孔質膜１１を支持している。支持材１２は、線径が支持体１２の全体において４５〜６０μｍであり、かつ、オープニングが７００〜１１００μｍであるメッシュ又はネットである。ここで、支持材１２のメッシュ数（１インチ当たりの糸又は網目の数）をＭ、線径をｄ［μｍ］とすると、オープニング［μｍ］＝（２５４００／Ｍ）−ｄによって表すことができる。このメッシュ又はネットである支持材１２は、多孔質膜１１を積層した状態で延伸されることなく多孔質膜１１と一体化されている。支持材１２であるメッシュ又はネットは、例えば格子構造を有している。支持部材１２の縦糸の線径と支持部材の１２の横糸の線径とは、それらが上記の範囲である限り、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、支持部材１２の縦方向のオープニングと支持部材の１２の横方向のオープニングとは、それらが上記の範囲である限り、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
防水通音膜１は、多孔質膜１１が有する多孔質構造によって、水滴が通過することを阻止し、かつ水蒸気などの気体が通過することを許容する特性を有する。また、防水通音膜１は、音の通過を許容する。このため、防水通音膜１は、スピーカー、ブザーなどの発音部又はマイクロフォン等の受音部を備えた電気機器において、その発音部又は受音部に対応する電気機器の筐体の開口を塞ぐように配置することができる。これにより、電気機器の防水性及び通音性を確保することができる。様々な環境条件の下で電気機器の使用を可能とするために、電気機器の防水性の向上が求められている。そのため、防水通音膜には、高い耐水圧特性が求められている。
本実施形態の防水通音膜１は、高い耐水圧特性を有している。具体的に、防水通音膜１において、ＪＩＳ（日本工業規格） Ｌ１０９２のＢ法（高水圧法）に基づいて測定される耐水圧が２０ｋＰａ以上である。詳細には、多孔質膜１１及び防水通音膜１の耐水圧は、多孔質膜１１又は防水通音膜１の加圧面の反対側にステンレスメッシュ（開口径：２ｍｍ）を設けた状態で上記規格に基づいて測定される。このようにして測定された防水通音膜１の耐水圧（以下、「耐水圧」という）が、２０ｋＰａ以上である。防水通音膜１の耐水圧は、好ましくは２０〜４００ｋＰａであり、より好ましくは、５０〜４００ｋＰａである。
防水通音膜１は、良好な音響特性を有している。具体的に、防水通音膜１は、３０００Ｈｚの音に対する挿入損失が５ｄＢ以下である。このため、防水通音膜１は、比較的高い周波数領域の音に対する挿入損失が低い良好な音響特性を示す。このため、音源から伝わる比較的高い周波数領域の音が防水通音膜１によって減衰することが抑制される。ここで、挿入損失は、音が伝わる経路に防水通音膜１が存在する場合の音圧レベルと音が伝わる経路に通音膜１が存在しない場合の音圧レベルとの差分である。防水通音膜１の音響特性の測定方法の詳細については後述する。防水通音膜１の３０００Ｈｚの音に対する挿入損失の下限は特に制限されない。
多孔質膜１１は、例えば、以下のように製造することができる。まず、ＰＴＦＥファインパウダーと成形助剤との混練物を押出成形及び圧延によってシート状とする。この状態で、シート状の混練物から成形助剤を除去してＰＴＦＥシートを得る。このＰＴＦＥシートを長さ方向及び幅方向に延伸することによって多孔質膜１１を得ることができる。このようにして得られた多孔質膜１１は、ＰＴＦＥの微細な繊維（フィブリル）同士の間の多数の空隙を細孔とする多孔質構造を有している。多孔質膜１１の多孔質構造の平均孔径及び空孔率は、ＰＴＦＥシートの延伸条件を変更することによって適宜調整することができる。
多孔質膜１１の平均孔径は、防水通音膜１の防水性及び通音性の両立を図る観点から、好ましくは１μｍ以下であり、より好ましくは０．７μｍ以下であり、さらに好ましくは０．５μｍ以下である。多孔質膜１１の平均孔径の下限値は特に限定されないが、例えば０．１μｍである。ここで、多孔質膜１１の「平均孔径」は、ＡＳＴＭ（米国試験材料協会） Ｆ３１６−８６の規定に準拠して測定される値である。多孔質膜１１の平均孔径は、例えば、上記の規定に準拠した市販の測定装置（Porous Material社製のPerm-Porometer等）を用いて測定できる。
通音性の観点から、多孔質膜１１の面密度は、好ましくは２〜１０ｇ／ｍ2であり、より好ましくは２〜８ｇ／ｍ2であり、さらに好ましくは２〜５ｇ／ｍ2である。
通音性の観点から、多孔質膜１１の面密度はより小さいことが好ましい。しかし、ＰＴＦＥ多孔質膜単体に両面テープを貼り合せる加工、又はＰＴＦＥ多孔質膜単体に打ち抜き加工をすることは、ＰＴＦＥ多孔質膜の機械的強度が低いので、困難であった。また、ＰＴＦＥ多孔質膜の強度が低いので、引っ張り応力（ラインテンション）に起因する膜の収縮又は膜の裂けが生じる可能性があった。特に、面密度が例えば２〜５ｇ／ｍ2という低い面密度を有するＰＴＦＥ多孔質膜には、上記の様な問題が顕著に生じる可能性があった。このような理由で、低い面密度（５ｇ／ｍ2以下）を有するＰＴＦＥ多孔質膜に上記の様な加工を施すことは難しかった。しかしながら、防水通音膜１の多孔質膜１１は支持材１２によって支持されている。このため、多孔質膜１１の面密度が５ｇ／ｍ2以下であっても、防水通音膜１に上記の加工を容易に施すことができる。すなわち、防水通音膜１は、優れた加工性（ハンドリング性）を有している。
多孔質膜１１は、着色処理が施されていてもよい。多孔質膜１１の主成分はＰＴＦＥであるので、多孔質膜１１の本来の色は白色である。従って、多孔質膜１１が電気機器の筐体の開口を塞ぐように防水通音膜１が電気機器に設けられた場合、多孔質膜１１の存在が目立つ。そこで、その筐体の色に応じて多孔質膜１１に着色処理を施すことによって、防水通音膜１が筐体に配置された場合に多孔質膜１１の存在が目立ちにくくなる。多孔質膜１１は、例えば黒色に着色されている。
多孔質膜１１は、撥液処理されていてもよい。この場合、多孔質膜１１は、良好な撥水性能又は良好な撥油性能を有する。このような多孔質膜１１は、防水通音膜１の用途に好適である。撥液処理は、例えば、多孔質膜１１に着色処理を施した後に公知の方法によって行うことができる。撥液処理に用いる撥液剤は特に限定されず、典型的にはパーフルオロアルキル基を有する高分子を含む材料である。
メッシュ又はネットである支持材１２は、防水通音膜１の良好なハンドリング特性を確保する観点から、ヤング率が０．２〜７．０ＧＰａの樹脂材料によって形成されているとよい。このような樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、フッ素樹脂及び超高分子ポリエチレンを挙げることができる。支持材１２を形成する樹脂材料のヤング率は好ましくは、１．０〜４．０ＧＰａであり、より好ましくは１．５〜３．１ＧＰａである。ここで、樹脂材料のヤング率は、ＪＩＳ Ｋ ７１６１〜７１６４基づいて測定される値である。
支持材１２を形成する樹脂材料であるポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。支持材１２を形成する樹脂材料がポリエチレンテレフタレートであると、耐水圧が２０ｋＰａ以上であり、かつ、３０００Ｈｚの音に対する挿入損失が５ｄＢ以下である、良好な耐水圧及び良好な音響特性を有する防水通音膜が得られやすい。
防水通音膜１は、多孔質膜１１と支持材１２とを積層させた状態で、所定の温度条件及び所定の加圧条件の下でこの積層体を加圧するラミネート加工によって製造することができる。このようにして、多孔質膜１１と支持材１２とが一体化される。上記の様に、多孔質膜１１はＰＴＦＥシートを延伸して得られたものであるので、支持材１２に積層化された状態で多孔質膜１１をさらに延伸する必要はない。このため、防水通音膜１は、多孔質膜１１と支持材１２とを一体化した後に、延伸されることなく作成されている。このため、支持材１２は多孔質膜１１を積層した状態で延伸されることなく多孔質膜１１と一体化されている。これにより、防水通音膜１の耐水圧特性を高めることができる。
図２に示すように、防水通音膜１は、多孔質膜１１が複数枚の多孔質膜が積層された積層構造を有するように構成されていてもよい。以下、多孔質膜１１が複数枚の多孔質膜を積層した積層構造を有する実施形態について説明する。なお、この実施形態の防水通音膜１は、特に説明する場合を除き、上記の実施形態と同様に構成されている。
多孔質膜１１は、第１多孔質膜１１Ａと第２多孔質膜１１Ｂとの積層構造を有している。また、第１多孔質膜１１Ａ及び第２多孔質膜１１Ｂのそれぞれは、上記で説明したように、ＰＴＦＥシートを長さ方向及び幅方向に延伸することによって作製されている。このため、第１多孔質膜１１Ａ及び第２多孔質膜１１Ｂのそれぞれは、ＰＴＦＥの微細な繊維（フィブリル）同士の間の多数の空隙を細孔とする多孔質構造を有している。第１多孔質膜１１Ａ又は第２多孔質膜１１Ｂは、任意の色に着色処理されていてもよく、着色処理が施されていなくてもよい。
防水通音膜１の一方の主面を形成している第１多孔質膜１１Ａは、例えば上記の着色処理によって黒色に着色されているとよい。この場合、第１多孔質膜１１Ａが電気機器の筐体の外部に面するように防水通音膜１を電気機器の筐体の開口に配置すれば、防水通音膜１の存在が目立ちにくい。防水通音膜１は、３層以上の多孔質膜が積層された積層構造を有していてもよい。この場合に、防水通音膜１の一方の主面を形成している多孔質膜が筐体の色（例えば黒色）に応じて着色されているとよい。また、第１多孔質膜１１Ａ又は第２多孔質膜１１Ｂは、上記の様に撥液処理が施されていてもよい。
第１多孔質膜１１Ａ及び第２多孔質膜１１Ｂのそれぞれの平均孔径は、防水通音膜１Ａの多孔質膜１１の平均孔径として上述した範囲であるとよい。また、第１多孔質膜１１Ａ及び第２多孔質膜１１Ｂのそれぞれの平均孔径は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、通音性を確保する観点から、複数の多孔質膜（第１多孔質膜１１Ａ及び第２多孔質膜１１Ｂ）を積層することによって構成された多孔質膜１１の面密度は、好ましくは２〜１０ｇ／ｃｍ2であり、より好ましくは２〜８ｇ／ｃｍ2であり、さらに好ましくは２〜５ｇ／ｃｍ2である。
次に、通音部材３について説明する。図３に示すように、通音部材３が、円板状の防水通音膜１の周縁部にリング状の膜支持材１４を取り付けることによって形成されている。膜支持材１４は、防水通音膜１を支持している。すなわち、通音部材３は、防水通音膜１と、防止通音膜１を支持している膜支持材１４とを備えている。この態様によれば、防水通音膜１を補強することができ、かつ、通音部材３の取扱いが容易である。また、膜支持材１４が電気機器の筐体への取付けしろとなるので、防水通音膜１の筐体への取付け作業が向上する。膜支持材１４の形状は、防水通音膜１を支持できる限り特に限定されない。膜支持材１４の材質は特に限定されず、樹脂、金属又はこれらの複合材料を用いることができる。通音膜１と膜支持材１４との接合方法は特に限定されず、例えば、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着及び両面テープによる接着などを適用することができる。
また、図３に示すように、防水通音膜１は、通音面Ｓを有している。通音面Ｓとは、他の部材、電気機器の筐体等と接合されることなく露出している防水通音膜１の領域である。電気機器の筐体の開口を塞ぐように防水通音膜１が電気機器に配置されている場合、電気機器の筐体の内部を出入りする音声の大部分は、防水通音膜１の通音面Ｓを通過する。電気機器の小型化を実現する観点から、防水通音膜１の通音面Ｓの大きさが小さい方が好ましい。防水通音膜１の通音面Ｓの最大径は、例えば、０．５〜４．０ｍｍであり、好ましくは０．７５〜２．５ｍｍであり、より好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。このように、防水通音膜１の通音面Ｓの大きさは比較的小さい。なお、上述した本実施形態の防水通音膜１の支持材１２の特徴は、通音面Ｓの大きさが比較的小さい場合に、防水通音膜１が良好な耐水圧特性（耐水圧が２０ｋＰａ以上）及び良好な音響特性（３０００Ｈｚの音に対する挿入損失が５ｄＢ以下）を示すうえで特に好ましい特徴である。なお、通音面Ｓの最大径とは、通音面Ｓの外周上の任意の２点間の距離のうち最大の距離を意味する。
次に、本発明の防水通音膜又は通音部材を有する電気機器について説明する。電気機器１００は、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すような携帯電話である。携帯電話１００は、筐体１０５、筐体１０５の内部に設けられたスピーカー、マイクロフォン及びブザー（図示省略）を有している。すなわち、電気機器１００は、スピーカー及びブザーである発音部と、マイクロフォンである受音部とを備えている。筐体１０５は、スピーカーに対応する開口１０２、マイクロフォンに対応する開口１０３及びブザーに対応する開口１０４を有している。開口１０２、１０３及び１０４を塞ぐように、上記の防水通音膜１又は通音部材３が配置されている。このため、電気機器１００は、良好な耐水圧及び良好な音響特性を有する。
実施例により、本発明を詳細に説明する。ただし、以下の実施例は、本発明の一例を示すものであり、本発明は以下の実施例に限定されない。まず、実施例及び比較例に係る多孔質膜又は防水通音膜の評価方法を説明する。
＜通気度＞
多孔質膜又は防水通音膜の通気度をＪＩＳ（日本工業規格） Ｌ １０９６に規定されている通気性測定法のＢ法（ガーレー法）に準拠して評価した。
多孔質膜又は防水通音膜の通気度をＪＩＳ（日本工業規格） Ｌ １０９６に規定されている通気性測定法のＢ法（ガーレー法）に準拠して評価した。
＜耐水圧＞
多孔質膜又は防水通音膜の耐水圧を、耐水度試験機を用いて、ＪＩＳ Ｌ １０９２：２００９に記載されているＢ法（高水圧法）に基づいて測定した。ただし、この規定に示された試験片の面積では多孔質膜が著しく変形するので、ステンレスメッシュ（開口径：２ｍｍ）を多孔質膜又は防水通音膜の加圧面の反対側に設けることによって樹脂多孔質膜の変形をある程度抑制した状態で、多孔質膜又は防水通音膜の耐水圧を測定した。
多孔質膜又は防水通音膜の耐水圧を、耐水度試験機を用いて、ＪＩＳ Ｌ １０９２：２００９に記載されているＢ法（高水圧法）に基づいて測定した。ただし、この規定に示された試験片の面積では多孔質膜が著しく変形するので、ステンレスメッシュ（開口径：２ｍｍ）を多孔質膜又は防水通音膜の加圧面の反対側に設けることによって樹脂多孔質膜の変形をある程度抑制した状態で、多孔質膜又は防水通音膜の耐水圧を測定した。
＜撥液性＞
コピー用紙（普通紙）と、多孔質膜又は防水通音膜とを、コピー用紙が下になるように積層し、スポイトを用いて多孔質膜に灯油を一滴垂らした後１分間放置した。その後、多孔質膜を取り除いてコピー用紙の状態を確認し、コピー用紙が灯油で濡れている場合を撥液性なし、コピー用紙が灯油で濡れていない場合を撥液性ありと評価した。
コピー用紙（普通紙）と、多孔質膜又は防水通音膜とを、コピー用紙が下になるように積層し、スポイトを用いて多孔質膜に灯油を一滴垂らした後１分間放置した。その後、多孔質膜を取り除いてコピー用紙の状態を確認し、コピー用紙が灯油で濡れている場合を撥液性なし、コピー用紙が灯油で濡れていない場合を撥液性ありと評価した。
＜音響特性＞
作製した防水通音膜の音響特性を以下のように評価した。最初に、図５に示すように、携帯電話の筐体を模したポリスチレン製の模擬筐体２０（外形６０ｍｍ×５０ｍｍ×２８ｍｍ）を準備した。この模擬筐体２０は、径が２ｍｍであるスピーカー取付穴２２及びスピーカーケーブル４４の導通孔２４を１つずつ有している。模擬筐体２０は、スピーカー取付穴２２及び導通孔２４以外に開口を有していない。次に、図５に示すように、径が５ｍｍの通音孔３２を有する、ウレタン製のスポンジで形成された充填材３０にスピーカー４０（スター精密社製、ＳＣＧ−１６Ａ）を取り付け、模擬筐体２０の内部に封入した。スピーカーケーブル４２を導通孔２４から模擬筐体２０の外部へ導き出した。その後、導通孔２４をパテで塞いだ。
作製した防水通音膜の音響特性を以下のように評価した。最初に、図５に示すように、携帯電話の筐体を模したポリスチレン製の模擬筐体２０（外形６０ｍｍ×５０ｍｍ×２８ｍｍ）を準備した。この模擬筐体２０は、径が２ｍｍであるスピーカー取付穴２２及びスピーカーケーブル４４の導通孔２４を１つずつ有している。模擬筐体２０は、スピーカー取付穴２２及び導通孔２４以外に開口を有していない。次に、図５に示すように、径が５ｍｍの通音孔３２を有する、ウレタン製のスポンジで形成された充填材３０にスピーカー４０（スター精密社製、ＳＣＧ−１６Ａ）を取り付け、模擬筐体２０の内部に封入した。スピーカーケーブル４２を導通孔２４から模擬筐体２０の外部へ導き出した。その後、導通孔２４をパテで塞いだ。
次に、図６に示すように、各実施例又は比較例に係る防水通音膜１、厚みが０．１ｍｍであるＰＥＴ製フィルム５、ＰＥＴ支持材両面テープ６（日東電工社製Ｎｏ．５６０３、厚み：０．０３ｍｍ）及びポリエチレン系発泡体支持材両面テープ７（日東電工社製Ｎｏ．５７１２０Ｂ、厚み：０．２０ｍｍ）を用いて、内径２．５ｍｍ、外径５．８ｍｍに打ち抜き加工した評価用サンプル１０を作製した。そして、この評価用サンプル１０を模擬筐体２０のスピーカー取付穴２２の外側に貼り付けた。防水通音膜１がスピーカー取付穴２２の全体を覆うとともに、両面テープ７と模擬筐体２０との間及び防水通音膜１と両面テープ７との間に隙間が生じないように、防水通音膜１を模擬筐体２０に貼り付けた。
次に、防水通音膜１を覆うように防水通音膜１の上方にマイクロフォン５０（Knowles Acoustic社製、SPM0405HD4H-W8）を設置し、マイクロフォン５０を音響評価装置（B&K社製、Multi-analyzer System 3560-B-030）に接続した。スピーカー４０とマイクロフォン５０との距離は２１ｍｍであった。次に、評価方式として、ＳＳＲ分析（試験信号：２０Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、ｓｗｅｅｐ）を選択して実行し、防水通音膜１の音響特性（挿入損失）を評価した。防水通音膜１を破ることによって径が２．５ｍｍである防水通音膜の内径部分を除去して貫通孔を形成した状態で測定したブランクの音圧レベルは、１０００Ｈｚにおいて−２１ｄＢであった。挿入損失は、音響評価装置からスピーカー４０に入力された試験信号と、マイクロフォン５０で受信された信号とから求められ、上記のブランクの音圧レベルから防水通音膜１を貼り付けた状態で測定された音圧レベルを引くことによって求めた。なお、挿入損失が小さいほど、スピーカー４０から出力された音量が維持されていると判断できる。
＜実施例１＞
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業社製、Ｆ−１０４）１００重量部と、炭化水素油（エッソ社製、アイソパーＭ）２０重量部とを均一に混合し、得られた混合物をシリンダーによって圧縮した後にラム押出しを行ってシート状の混合物を得た。次に、得られたシート状の混合物を一対の金属ロールを通して厚さ０．１６ｍｍに圧延し、さらに１５０℃の加熱によって成形助剤を乾燥除去してＰＴＦＥのシート成形体を得た。
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業社製、Ｆ−１０４）１００重量部と、炭化水素油（エッソ社製、アイソパーＭ）２０重量部とを均一に混合し、得られた混合物をシリンダーによって圧縮した後にラム押出しを行ってシート状の混合物を得た。次に、得られたシート状の混合物を一対の金属ロールを通して厚さ０．１６ｍｍに圧延し、さらに１５０℃の加熱によって成形助剤を乾燥除去してＰＴＦＥのシート成形体を得た。
次に、得られたＰＴＦＥのシート成形体を、その長手方向（圧延方向）に延伸温度２６０℃、延伸倍率１０倍で延伸して、ＰＴＦＥ多孔質膜を得た。このＰＴＦＥ多孔質膜に、黒色染料（オリエント化学工業社製、ＳＰ ＢＬＡＣＫ ９１−Ｌ、エタノール希釈溶液２５重量％）２０重量部と、染料の溶剤であるエタノール（純度９５％）８０重量部とを混合して得た染色液に数秒間浸漬した後、これらを１００℃の条件下で加熱して溶剤を乾燥除去して、黒色に着色されたＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
次に、上記のように作製したＰＴＦＥ多孔質膜を撥液処理液に数秒間浸漬した後、ＰＴＦＥ多孔質膜を１００℃の条件下で加熱して溶媒を乾燥除去することによって、撥液処理されたＰＴＦＥ多孔質膜を得た。撥油処理液は、以下のようにして調製した。下記の（式１）で示す直鎖状フルオロアルキル基を有する化合物１００ｇ、重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル０．１ｇ、及び溶媒（信越化学社製、ＦＳシンナー）３００ｇを窒素導入管、温度計及び攪拌機を装着したフラスコの中に投入し、窒素ガスを導入して７０℃で撹拌しながら１６時間付加重合を行い、フッ素含有重合体８０ｇを得た。このフッ素含有重合体の数平均分子量は、約１０００００であった。このフッ素含有重合体の濃度が３．０質量％となるように、希釈剤（信越化学社製、「ＦＳシンナー」）で希釈して撥液処理液を調製した。
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｆ13 （式１）
ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｆ13 （式１）
次に、撥液処理されたＰＴＦＥ多孔質膜を延伸温度１５０℃、延伸倍率１０倍で幅方向（長手方向と直交する方向）に延伸し、さらにこのＰＴＦＥ多孔質膜をＰＴＦＥの融点（３２７℃）を超える温度である３６０℃で焼成して、実施例１に係る多孔質膜（ＰＴＦＥ多孔質膜）を得た。得られた多孔質膜の平均孔径は０．５μｍ、面密度は５ｇ／ｍ2、通気度は１．０秒／１００ｍＬ、耐水圧は８０ｋＰａであった。
次に、得られた多孔質膜と、多孔質膜の支持材である、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のメッシュ（日本特殊織物社製、華３０−３０）とを、加熱プレス加工を用いた熱ラミネートによって、ＰＥＴ製のメッシュを延伸することなく一体化した。このようにして、実施例１に係る防水通音膜を得た。多孔質膜とＰＥＴ製のメッシュとの一体化は、加熱温度２００℃で、０．５ＭＰａの圧力で２秒間加圧することによって実施した。得られた防水通音膜の面密度は、１３．５ｇ／ｍ2、通気度は１．０秒／１００ｍＬ、耐水圧は８０ｋＰａ、撥液性は「あり」であった。
＜実施例２＞
支持材として、線径が５５μｍ及びオープニングが１０００μｍであるＰＥＴ製のメッシュ（日本特殊織物社製、華２４−３０）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２に係る防水通音膜を得た。
支持材として、線径が５５μｍ及びオープニングが１０００μｍであるＰＥＴ製のメッシュ（日本特殊織物社製、華２４−３０）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２に係る防水通音膜を得た。
＜比較例１＞
支持材として、線径が４８μｍ及びオープニングが２０６μｍであるポリエステル製のメッシュ（日本特殊織物社製、ＬＸ １００ＳＳ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１に係る防水通音膜を得た。
支持材として、線径が４８μｍ及びオープニングが２０６μｍであるポリエステル製のメッシュ（日本特殊織物社製、ＬＸ １００ＳＳ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１に係る防水通音膜を得た。
＜比較例２＞
支持材として、線径が８５μｍ及びオープニング３００μｍ×８００μｍであるポリプロピレン（ＰＰ）製のメッシュ（デルスター社製、デルネットＲＢ０７０７−３０Ｐ）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２に係る防水通音膜を得た。
支持材として、線径が８５μｍ及びオープニング３００μｍ×８００μｍであるポリプロピレン（ＰＰ）製のメッシュ（デルスター社製、デルネットＲＢ０７０７−３０Ｐ）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２に係る防水通音膜を得た。
実施例２、比較例１及び比較例２において、加熱温度はそれぞれの支持材の材料に適した温度を採用し、かつ加熱時間及び加圧する圧力は実施例１と同様の条件で、多孔質膜と支持材との一体化を行った。
＜比較例３＞
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業社製、ポリフロンＦ−１０４Ｕ）１００重量部に炭化水素油（アイソパーＭ、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混和物をペースト状に押出して棒状に予備形成を行った。この予備形成物を、一対の金属製圧延ロールの間に通し、厚み０．２ｍｍ、幅３７０ｍｍの未焼成テープを得た。次に、この未焼成テープをロール延伸機によってＰＴＦＥの融点以上の温度（３７５℃）で縦方向に２０倍に延伸し、縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートを得た。次に、支持材である、オープニング（網目の大きさ）が３００μｍ×８００μｍ、線径（繊維系）が８５μｍである格子構造のＰＰ製のネットを上記の縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートの一方の主面にネットの融点以上の温度（１８０℃）、圧力５ｋｇ／ｃｍ2でラミネートした。次に、ラミネート後のＰＴＦＥシートをキスコーターにより撥水剤（商品名：スコッチガードＦＸ３５７６）１００重量部と黒色染料（商品名：バリファーストブラック）１９０重量部とが混合された処理剤を用いて着色処理を行った。着色処理後、このＰＴＦＥシートをテンターによって温度１３０℃で横方向に３倍延伸し、比較例３に係る防水通音膜を得た。すなわち、比較例３に係る防水通音膜において、支持材であるＰＰ製のネットは、多孔質膜であるＰＴＦＥシートに積層された状態で横方向に３倍に延伸されている。この横方向の延伸によって、ＰＰ製のネットの横方向のオープニングは３００μｍから９００μｍへと変化した。また、ＰＰ製のネットの横方向に延びる糸の線径は８５μｍから４９μｍへ変化した。一方、ＰＰ製ネットの縦方向に延びる糸の線径は８５μｍのままであった。
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業社製、ポリフロンＦ−１０４Ｕ）１００重量部に炭化水素油（アイソパーＭ、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混和物をペースト状に押出して棒状に予備形成を行った。この予備形成物を、一対の金属製圧延ロールの間に通し、厚み０．２ｍｍ、幅３７０ｍｍの未焼成テープを得た。次に、この未焼成テープをロール延伸機によってＰＴＦＥの融点以上の温度（３７５℃）で縦方向に２０倍に延伸し、縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートを得た。次に、支持材である、オープニング（網目の大きさ）が３００μｍ×８００μｍ、線径（繊維系）が８５μｍである格子構造のＰＰ製のネットを上記の縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートの一方の主面にネットの融点以上の温度（１８０℃）、圧力５ｋｇ／ｃｍ2でラミネートした。次に、ラミネート後のＰＴＦＥシートをキスコーターにより撥水剤（商品名：スコッチガードＦＸ３５７６）１００重量部と黒色染料（商品名：バリファーストブラック）１９０重量部とが混合された処理剤を用いて着色処理を行った。着色処理後、このＰＴＦＥシートをテンターによって温度１３０℃で横方向に３倍延伸し、比較例３に係る防水通音膜を得た。すなわち、比較例３に係る防水通音膜において、支持材であるＰＰ製のネットは、多孔質膜であるＰＴＦＥシートに積層された状態で横方向に３倍に延伸されている。この横方向の延伸によって、ＰＰ製のネットの横方向のオープニングは３００μｍから９００μｍへと変化した。また、ＰＰ製のネットの横方向に延びる糸の線径は８５μｍから４９μｍへ変化した。一方、ＰＰ製ネットの縦方向に延びる糸の線径は８５μｍのままであった。
＜比較例４＞
特開平１０−１６５７８７号公報の実施例１に記載の方法と同様にして、比較例４に係る防水通音膜を得た。具体的には、以下のようにして比較例４に係る防水通音膜を得た。まず、ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業社製、ポリフロンＦ−１０４Ｕ）１００重量部に炭化水素油（アイソパーＭ、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混和物をペースト押し出して棒状に予備成形を行った。この予備成形物を、一対の金属製圧延ロールの間に通し、厚み０．２ｍｍ、幅３７０ｍｍの未焼成テープを得た。ついで、この成形物を、ロール延伸機によってＰＴＦＥの融点以上の温度（３７５℃）で縦方向に５０倍延伸し、縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートを得た。一方、オープニング（網目の大きさ）が１０００μｍ、線径（繊維系）が８５μｍである格子構造のＰＰ製のネットをそのネットの融点以下の温度（１３０℃）で縦方向に５倍延伸した。この延伸によって、ＰＰ製のネットの縦方向のオープニングは１０００μｍから５０００μｍへと変化した。また、ＰＰ製のネットの縦方向に延びる糸の線径は８５μｍから３８μｍへ変化した。
特開平１０−１６５７８７号公報の実施例１に記載の方法と同様にして、比較例４に係る防水通音膜を得た。具体的には、以下のようにして比較例４に係る防水通音膜を得た。まず、ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業社製、ポリフロンＦ−１０４Ｕ）１００重量部に炭化水素油（アイソパーＭ、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混和物をペースト押し出して棒状に予備成形を行った。この予備成形物を、一対の金属製圧延ロールの間に通し、厚み０．２ｍｍ、幅３７０ｍｍの未焼成テープを得た。ついで、この成形物を、ロール延伸機によってＰＴＦＥの融点以上の温度（３７５℃）で縦方向に５０倍延伸し、縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートを得た。一方、オープニング（網目の大きさ）が１０００μｍ、線径（繊維系）が８５μｍである格子構造のＰＰ製のネットをそのネットの融点以下の温度（１３０℃）で縦方向に５倍延伸した。この延伸によって、ＰＰ製のネットの縦方向のオープニングは１０００μｍから５０００μｍへと変化した。また、ＰＰ製のネットの縦方向に延びる糸の線径は８５μｍから３８μｍへ変化した。
次に、このＰＰ製のネットを縦方向延伸済焼成ＰＴＦＥシートの一方の主面にネットの融点以上の温度（１８０℃）、圧力５ｋｇ／ｃｍ2でラミネートした。次に、ラミネート後のＰＴＦＥシートを、キスコーターにより撥水剤（商品名：スコッチガードＦＸ３５７６）１００重量部と黒色染料（商品名：バリファーストブラック）１９０重量部とが混合された処理剤を用いて着色処理を行なった。着色処理後、このＰＴＦＥシートをテンターによって温度１３０℃で横方向に６倍延伸し、比較例４に係る防水通音膜を得た。この延伸によって、ＰＰ製のネットの横方向のオープニングは１０００μｍから６０００μｍへと変化した。また、ＰＰ製のネットの横方向に延びる糸の線径は８５μｍから３５μｍへ変化した。
表１に、各実施例及び各比較例の防水通音膜の支持材の特性、耐水圧特性及び音響特性を示す。表１に示すように、実施例１及び実施例２の防水通音膜の３０００Ｈｚの音に対する挿入損失は５ｄＢ以下であったのに対し、比較例１及び比較例２の防水通音膜の３０００Ｈｚの音に対する挿入損失は５ｄＢよりも大きかった。このため、実施例１及び実施例２の防水通音膜は良好な音響特性を有することが示された。
また、実施例１及び実施例２の防水通音膜の耐水圧は８０ｋＰａであったのに対し、比較例３の防水通音膜の耐水圧は１８ｋＰａ、比較例４の防水通音膜の耐水圧は６ｋＰａであった。このため、実施例１及び実施例２の防水通音膜は良好な耐水圧特性を有することが示された。比較例３の防水通音膜は、１０００Ｈｚの音に対する挿入損失及び３０００Ｈｚの音に対する挿入損失が、実施例１及び実施例２の防水通音膜の挿入損失よりも高かった。このため、実施例１及び実施例２の防水通音膜は、比較例３の防水通音膜の音響特性よりも良好な音響特性を有することが示された。比較例４の防水通音膜は、良好な音響特性を有する。しかし、比較例４の防水通音膜は、防水通音膜の通音面の最大径が例えば２．５ｍｍである場合、ＰＰ製のネットの繊維（糸）が常に防水通音膜の通音面に存在するように防水通音膜を製造することが困難である。このため、比較例４の防水通音膜は量産することが困難である。
１ 防水通音膜
３ 通音部材
１１ 多孔質膜
１２ 支持材
１００ 電気機器
３ 通音部材
１１ 多孔質膜
１２ 支持材
１００ 電気機器
Claims (6)
- ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜と、
前記多孔質膜を積層した状態で延伸されることなく前記多孔質膜と一体化されており、前記多孔質膜を支持している支持材と、を備え、
前記支持材は、線径が前記支持材全体において４５〜６０μｍであり、かつ、オープニングが７００〜１１００μｍであるメッシュ又はネットであり、
ＪＩＳ Ｌ１０９２のＢ法（高水圧法）に基づいて測定される耐水圧が２０ｋＰａ以上である、防水通音膜。 - ３０００Ｈｚの音に対する挿入損失が５ｄＢ以下である、請求項１に記載の防水通音膜。
- 前記支持材は、ヤング率が０．２〜７．０ＧＰａである樹脂材料によって形成されている請求項１又は２に記載の防水通音膜。
- 前記多孔質膜の面密度が２．０〜１０．０ｇ／ｍ2である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の防水通音膜。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の防水通音膜と、
前記防水通音膜を支持している膜支持材と、を備える通音部材。 - 発音部又は受音部を備えた電気機器であって、
前記発音部又は前記受音部に対応する筐体の開口を塞ぐように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の防水通音膜又は請求項５に記載の通音部材が配置されている、電気機器。
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