JP6993036B1

JP6993036B1 - 通気防水体

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Publication number: JP6993036B1
Application number: JP2021113347A
Authority: JP
Inventors: 英美川田; 嘉博小松
Original assignee: TOWA KAGAKU CO.,LTD
Current assignee: TOWA KAGAKU CO.,LTD
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2041-04-06
Also published as: JP2022160352A

Abstract

【課題】容易に製造することができる通気防水体を提供する。【解決手段】筒状栓体１と、栓体１の孔部２を閉じる薄膜３とが、ゴム成型一体ものである。薄膜３は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４を有し、その直径を３μｍ以上30μｍ以下とする。【選択図】図１

Description

本発明は、通気防水体に関する。

従来、筐体の密閉状空間と外部とを連通する通気孔等に設けられる通気防水体として、図16に示すように、多数の超微細不織布繊維から成る通気防水フィルタ40を、筒状栓体41に付着したものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２０１４－１２３６２５号公報特許第６６６７８６４号公報

しかし、特許文献１に記載された通気防水体は、多数の超微細不織布繊維から成る通気防水フィルタとゴム製の栓体とを接着剤にて接着するので、所定広さ以上の接着面積が必要であり、極小の通気防水体を製造することはできなかった。また、通気防水フィルタ40を通気栓等に接着剤によって接着しているので、通気防水フィルタ40が剥離するという問題があった。
また、特許文献２は、かつて本出願人が提案した通気防水体であり、金型のキャビティ内へ不織布から成る小さな通気防水フィルタ40を入れて、生ゴムを加熱加圧によって加硫成形することで一体化するものであった。通気防水体が小径（小型）化すればするほど（例えば筒状栓体の孔径１mmの通気防水体を製造しようとすると）、超微細不織布繊維小片の作業時の取扱い及び金型内へのセッティングが至難である。すなわち、キャビティ内の孔部開口部を閉塞する所定位置に、正規の姿勢に高精度にセッティングすることは難しい。従って、極小の通気防水体を製造することは困難で、品質にばらつきが生じる虞れもあった。

さらに、従来の通気防水体の通気防水フィルタが超微細不織布繊維から成るので、その不織布繊維が分離混入する虞れもあって、食品業界、医療関係の製品に適用することが、困難であった。

そこで、本発明は、安定した高品質を保ちつつ、能率良く製造することができる通気防水体を提供することを目的とする。また、使用時の通気防水特性が安定して長期間にわたって維持でき、破損も生じにくく、長寿命の通気防水体を提供することを、他の目的とする。さらに、従来よりも、通気防水体をコンパクト化することを別の目的とする。さらに、超微細繊維の破片等の不純物の発生も著しく低減できて、食品業界や医療関係の各種装置とも好適な通気防水体の提供を、さらに別の目的とする。

本発明に係る通気防水体は、軸心方向から押圧力を受ける平行に対面する二平面部の間に介装される閉環状のリング体と、該リング体の内周側に張設された薄膜とが、ゴム成型一体ものであり、かつ、上記薄膜は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔を有すると共に、上記レーザー加工微細孔を、高圧側が小径となるテーパ孔とし、かつ、上記レーザー加工微細孔の直径を、３μｍ以上30μｍ以下に設定したものである。
また、上記レーザー加工微細孔の密度を、10個／mm² 以上60個／mm² 以下に設定したものである。

本発明の通気防水体によれば、安定した通気防水特性を維持（発揮）することができると共に、一層、従来よりも小型化することも、可能である。また、破損を生じにくく、寿命も長い。さらに、不純物（超微細繊維の破損小片）が発生することを防止できた。小型の通気防水体を製造することができる。また、安定して高品質のものを製造できる。また、食品業界、医療関係でも用いることができる。

第１の参考例を示す断面側面図である。要部拡大断面側面図である。図１のＡ－Ａ要部端面図である。製法を示す簡略断面側面図である。微細孔の個数と通気量との関係を示すグラフ図である。第２の参考例を示す図であって、（Ａ）は断面側面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＣ－Ｃ端面図である。第３の参考例を示す断面側面図である。第４の参考例を示す断面側面図である。本発明の第１の実施の形態を示す平面図である。図９のＢ－Ｂ断面拡大図である。第１の実施の形態の使用状態の一例を示す簡略断面図である。第１の実施の形態の使用状態の他例を示す簡略断面図である。第１の実施の形態の使用状態の別の例を示す簡略断面図である。第１の実施の形態の使用状態のさらなる別例を示す簡略断面図である。第２の実施の形態の使用状態の一例を示す簡略断面図である。従来例を示す断面側面図であって、（Ａ）は全体の断面側面図、（Ｂ）は要部拡大断面側面図である。

以下、図示の参考例と、図示の実施の形態に基づいて、本発明を詳説する。
図１～図３は、第１の参考例を示し、この通気防水体は、主栓体11と副栓体12とから成る。主栓体11は、筒状栓体１と薄膜３とを有し、筒状栓体１と、栓体１の孔部２を閉じる薄膜３とが、ゴム成型一体ものである。筒状栓体１の軸心方向Ｊ₁ 一端面側に、薄膜３を一体として有する。通気防水体は、例えば、シリコンゴム、ニトリルゴム等の各種合成ゴムから成る。特に、シリコンゴムは、耐久性が良く、人体に優しいので、シリコンゴムから成るのが、好ましい。弾性変形しやすい主栓体11のみを簡単に孔部２に挿入し、その後、副栓体12を主栓体11に挿入することで、主栓体11を弾性拡径変形させつつ、孔部２の内面に対して主栓体11の外周面を、強く弾発的に圧接して、強固に固着することができる。副栓体12は、主栓体11の内部と外部とを連通する通気凹溝14を有する。

薄膜３は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４を有する。レーザー加工微細孔４は、高圧側が小径となるテーパ孔である。レーザー加工微細孔４の直径（テーパ孔の最小孔径を言うものとする。）を、３μｍ以上30μｍ以下に設定する。特に、10μｍ以上30μｍ以下が望ましい。直径が、下限値未満の場合、レーザー加工にて形成するのが困難であるとともに、通気性が低下する。直径が、30μｍを超える場合、防水性が低下する。従って、通気量と防水性（レベル）を考慮して上記直径を設定するのが良い。

レーザー加工微細孔４の密度を、10個／mm² 以上60個／mm² 以下に設定する。特に、10個／mm² 以上30個／mm² 以下とするのが望ましい。レーザー加工微細孔４の密度が、10個／mm² 未満の場合、通気性が低下する。レーザー加工微細孔４の密度が、上限値を超える場合、防水性が低下し、また、薄膜３の強度が弱くなる。従って、通気量と防水性（レベル）及び薄膜３の強度を、考慮して、上記密度を設定すれば良い。

薄膜３の厚さ寸法Ｔを、0.05mm≦Ｔ≦0.6mm に設定する。好ましくは、薄膜３の厚さ寸法Ｔを、0.2mm ≦Ｔ≦0.5mm に設定する。薄膜３の厚さ寸法Ｔが、Ｔ＜0.05mmの場合、薄膜３の強度が弱くなる。薄膜３の厚さ寸法Ｔが、0.6mm ＜Ｔの場合、レーザー加工微細孔４を形成するために必要な所要時間が長くなるとともに、薄膜３の一面側の孔径と、薄膜３の他面側の孔径との差が大きくなる。

レーザー加工微細孔４の形成方法の例を、説明する。図４に示すように、薄膜３に、レーザー加工機にてレーザー光を、薄膜３に直交方向へ照射して、薄膜３を溶かして、レーザー加工微細孔４を形成する。ひとつひとつのレーザー加工微細孔４を、順次（例えば、レーザー照射部に、間欠的に図４の矢印Ｅ方向へ直線状の送りを与えて）、形成する。ひとつのレーザー加工微細孔４を形成するのにかかる所要時間は、例えば、 0.025秒である。この場合、例えば、 300個のレーザー加工微細孔４を、わずか 7.5秒で形成することができる。

図５は、薄膜３の外径を 3.5mm（面積を 9.6mm² ）とした場合において、微細孔（レーザー加工微細孔４）の個数と、通気量との関係を、示す。微細孔の孔径は20μｍとし、薄膜３の片面側から所定圧力をかけて、測定した。レーザー加工微細孔４の個数が増加すると、通気量が（曲線状に）増加するが、この図５から分かるように、微細孔４の個数が 100個未満となると急に通気量が減少するので、 100個以上が望ましいと言える。逆に、 250個を越すと、傾斜が緩くなる（水平に近づく）ので、 250個以下が望ましい。
耐水性を重視する場合は、微細孔径を小さく（例えば３μｍ～10μｍに）設定して耐水性を上げると共に、微細孔４の個数を増加させる（例えば30個／mm² ～60個／mm² ）ことによって、通気性能を上げて、耐水性と通気性能の両者のバランスを取るのが良い。

図６は、第２の参考例を示す。栓体１の薄膜３を、所定間隔Ｈをもって被覆する天井壁部34と、天井壁部34から下方へ突設された筒状周囲壁部35を、有する被覆カバー36が、付設されている。被覆カバー36が、天井壁部34と、栓体１の上面１Ａとの間に通気部Ｇ₃₇を形成するための垂下脚部37を、天井壁部34から垂下状に有する。垂下脚部37は、少なくとも１箇所に切欠きを有する。栓体１が、外周面１Ｂに、複数（例えば、３個）の突条38を有する。突条38が、被覆カバー36の内周面39に圧接して抜止めされる。図６（Ｂ）に示すように、複数の突条38の間に形成された通気部Ｇ₃₈と、前記通気部Ｇ₃₇とは、連通状であって、通気部Ｇ₃₇は、通気部Ｇ₃₈を介して、外部と連通している。その他の構成は、第１の参考例と同様である。

図７は、第３の参考例を示す。筒状栓体１の軸心方向Ｊ₁ 中央部（中央高さ位置）に、薄膜３を有する。使用時に薄膜３に傷が付きにくい利点がある。その他の構成は、第１の参考例と同様である。

図８は、第４の参考例を示す。筒状栓体１と、栓体１の孔部２を閉じる薄膜３とが、ゴム成型一体ものであって、薄膜３に通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４（図１～図３参照）が形成された通気防水体Ｓが、混合容器底壁部８に形成した貫孔９に固着された混合容器である。通気防水体Ｓは、第１の参考例と同様の構造・構成である。上方開口状混合容器本体10は、底壁部８と底壁部８の周囲に連設されたテーパ壁15とを有し、混合容器本体10の下半部が略倒立円錐型に形成される。

上方開口状混合容器本体10内に、液体と混合すべき粉体とを投入した未混合状態において、混合容器底壁部８に固着した通気防水体Ｓの下方から加圧エアーを供給して、レーザー加工微細孔４を通過して、混合容器本体10内を上昇する微細エアーによって、液体と粉体とを攪拌して混合するように構成する。シリコンゴムは、耐熱性が良く、かつ、低温にも耐えるので、通気防水体Ｓの材質として好適である。

図８に示したように、筒状栓体１と、該栓体１の孔部２を閉じる薄膜３とが、ゴム成型一体ものであって、上記薄膜３に通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４が形成された通気防水体Ｓを、混合容器底壁部８に形成した貫孔９に固着し、上方開口状混合容器本体10内に、液体と混合すべき粉体とを投入した未混合状態において、上記混合容器底壁部８に固着した上記通気防水体Ｓの下方から加圧エアーを供給して、上記レーザー加工微細孔４を通過して、上記混合容器本体10内を上昇する微細エアーによって、液体と粉体とを攪拌して混合するように構成したので、攪拌後、別の容器に移し替える手間を省いて、そのまま使用することができる。例えば、混合容器そのものを、コップとして用いることができて至便である。

図９・図10は、本発明の第１の実施の形態を示す。閉環状のリング体５と、リング体５の内周側に張設された薄膜３とが、ゴム成型一体ものである。薄膜３は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４を有する。13は円環状補強部を示す。その他の構成は、図１～図５で説明した第１の参考例と同様である。なお、円環状補強部13を省略しても良く、微細孔４の個数を増加できることとなる。この図９・図10は、いわゆる“パッキン型”であり、従って、“通気防水パッキン”と呼ぶこともできる。

図11は、第１の実施の形態の使用状態の一例を示す。第１の実施の形態の通気防水体は、連続状通気路32を形成する２部材28，29の連結部33に取着される。具体的には、軸心方向Ｊ₅ から押圧力Ｆを受ける平行に対面する二平面部７，７の間（上側の部材28の下面17と、下側の部材29に形成された円環状切欠凹部19の底面20との間）に介装される。

図12は、第１の実施の形態の使用状態の他例を示す。収納容器21と蓋部22との間（収納容器21の上面23と、蓋部22に形成された切欠凹部24の天井面25との間）に配設して使用される。

図13は、第１の実施の形態の使用状態の別の例を示す。配管接続部26の内周面27側に配設される。

第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態の通気防水体と、基本構成は同様であって、補強部13を形成しない点のみ異なる（図示省略）。

図14は、第１の実施の形態の使用状態のさらなる別例を示す。補聴器の内部に、使用する。

図15は、第２の実施の形態の使用状態の一例を示す。２つの部材28，29間に介装され、一方の部材28の平面部30と、他方の部材29に形成された断面半円型凹溝31との間に、介装される。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、第１の参考例（図１）の副栓体12を省略するも良い。

以上のように、筒状栓体１と、該栓体１の孔部２を閉じる薄膜３とが、ゴム成型一体ものであり、かつ、上記薄膜３は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４を有するので、不織布をゴム成型品に接着し、又は、ゴム成型金型内に不織布を設置して射出成型一体化するいずれの従来の製法と比較しても以下のような利点（効果）がある。すなわち、極めて小さい（例えば薄膜３の直径 0.5mmの）通気防水体を製造することができる。さらに、従来の不織布（超微細繊維）の破片等の不純物が発生せず、食品業界、医療関係でも用いることができる。さらに、（従来、テフロン（登録商標）フィルム等に不織布を接着した複合膜を通気防水膜として用いた通気防水体の場合、アリが通気防水膜を齧るという問題があったが、）アリはゴムを食べないので、アリに齧られることを防止することができる。また、耐久性が良い。また、通音性・防塵性を有する。従って、例えば、イヤホン、補聴器、スマートフォンの部品として好適である。容易に製造することができるとともに、製造コストが安い。例えば、従来のように別体で特殊な通気防水フィルタを用いるものを製造するコストの３分の１のコストで製造することができる。

また、閉環状のリング体５と、該リング体５の内周側に張設された薄膜３とが、ゴム成型一体ものであり、かつ、上記薄膜３は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔４を有するので、連続状通気路32を形成する２部材28，29の連結部33に於て、通気路32に通気防水膜（薄膜３）を、容易に付設することができる。

また、軸心方向Ｊ₅ から押圧力Ｆを受ける平行に対面する二平面部７，７の間に介装されるので、容易かつ確実に通気防水膜（薄膜３）を付設することができる。特に、設置スペースが小さくてすむ。また、通気面積を減少させることなく設置することができる。

また、上記レーザー加工微細孔４を、高圧側が小径となるテーパ孔としたので、（高圧側が大径となるテーパ孔と比較して）耐圧性を良くすることができる。

また、上記レーザー加工微細孔４の直径を、３μｍ以上30μｍ以下に設定したので、レーザー加工にて容易に形成することができるとともに、防水性を有する。

また、上記レーザー加工微細孔４の密度を、10個／mm² 以上60個／mm² 以下に設定したので、適度な通気性を有するとともに、薄膜３の強度を確保することができる。

１（筒状）栓体
２孔部
３薄膜
４レーザー加工微細孔
５リング体
７平面部
８混合容器底壁部
９貫孔
10 （上方開口状）混合容器本体
Ｆ押圧力
Ｊ₅ 軸心方向
Ｓ通気防水体

Claims

軸心方向（Ｊ ₅ ）から押圧力（Ｆ）を受ける平行に対面する二平面部（７）（７）の間に介装される閉環状のリング体（５）と、該リング体（５）の内周側に張設された薄膜（３）とが、ゴム成型一体ものであり、かつ、上記薄膜（３）は通気防水のための多数のレーザー加工微細孔（４）を有すると共に、上記レーザー加工微細孔（４）を、高圧側が小径となるテーパ孔とし、かつ、上記レーザー加工微細孔（４）の直径を、３μｍ以上30μｍ以下に設定したことを特徴とする通気防水体。
上記レーザー加工微細孔（４）の密度を、10個／mm ² 以上60個／mm ² 以下に設定した請求項１記載の通気防水体。