KR20160125449A

KR20160125449A - 방수 통음막의 제조 방법, 방수 통음막 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20160125449A
Application number: KR1020167025969A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 모리; 도시미츠 다치바나
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-10-31
Also published as: JP6324109B2; EP3112404A4; EP3112404A1; WO2015129156A1; US20170006365A1; JP2015160856A; CN106029757A

Abstract

본 발명의 방수 통음막(10)은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)막(20)을 구비하고 있다. PTFE막(20)은, PTFE 시트를 연신하여 얻어진 복수의 피브릴과 복수의 피브릴 사이의 공극을 포함하는 다공 구조를 갖는 PTFE 다공질막의 주면의 일부만을 PTFE 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써, 또는 PTFE 다공질막의 주면의 일부를 이 일부를 제외한 주면의 잔량부보다도 강하게 PTFE 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써 얻어진다. PTFE막(20)은 다공 구조를 갖는 저밀도부(21)와, 저밀도부(21)보다도 공극률이 작은 고밀도부(22)를 갖는다.

Description

방수 통음막의 제조 방법, 방수 통음막 및 전자 기기{METHOD FOR MANUFACTURING WATERPROOF SOUND-TRANSMITTING FILM, WATERPROOF SOUND-TRANSMITTING FILM, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 방수 통음막의 제조 방법, 방수 통음막 및 전자 기기에 관한 것이다.

휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 휴대용 오디오, 휴대용 게임 기기 등의 전자 기기는, 음성 기능을 구비하고 있다. 음성 기능을 구비한 전자 기기의 하우징의 내부에는 스피커, 버저 등의 발음부 및/또는 마이크로폰 등의 수음부 등이 배치되어 있다. 전형적인 하우징에는, 소리를 발음부에서 및/또는 수음부로 유도하는 개구가 설치되어 있다.

전자 기기의 하우징 내부에 물방울 등의 이물이 진입하는 것을 방지할 목적으로, 방수 통음막을 사용하여 하우징의 개구를 막는 일이 행해지고 있다. 방수 통음막으로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 다공질막이 알려져 있다(특허문헌 1 내지 3 참조). PTFE 다공질막은, PTFE 파인 파우더와 액상 윤활제를 포함하는 성형체를 연신하여 다공화함으로써 제조되고 있다.

일본 특허 공개 제2003-53872호 공보 일본 특허 공개 제2004-83811호 공보 일본 특허 공표 제2003-503991호 공보

방수 통음막의 방수성을 향상시키는 것에 대한 요구가 높아지고 있다. 방수 통음막으로서 무공(無孔)의 막을 사용하면, 방수 통음막의 방수성은 확보된다. 그러나, 무공의 막은, 통음성에 있어서 다공질막에 뒤처진다. 통음성을 크게 손상시키는 일없이 방수성이 향상되도록 방수 통음막을 개량하는 것은 용이하지는 않다.

이러한 사정에 감안하여, 본 발명은 방수성의 향상 및 통음성의 확보에 적합한 방수 통음막의 제조 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 방수성의 향상 및 통음성의 확보에 적합한 방수 통음막 및 이 방수 통음막을 사용한 전자 기기를 제공하는 데 있다.

본 발명은

PTFE막을 구비한 방수 통음막의 제조 방법이며,

PTFE 시트를 연신하고, 복수의 피브릴과 상기 복수의 피브릴 사이의 공극을 포함하는 다공 구조를 갖는 PTFE 다공질막을 얻는 공정과,

상기 PTFE 다공질막의 주면의 일부만을 상기 PTFE 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써, 또는 상기 PTFE 다공질막의 주면의 일부를 상기 일부를 제외한 상기 주면의 잔량부보다도 강하게 상기 PTFE 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써, 상기 다공 구조를 갖는 저밀도부와, 상기 저밀도부보다도 공극률이 작은 고밀도부를 갖는 PTFE막을 형성하는 공정

을 구비하는 방수 통음막의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 그 별도의 측면으로부터,

PTFE막을 구비한 방수 통음막이며,

상기 PTFE막이

복수의 피브릴과 상기 복수의 피브릴 사이의 공극을 갖고, 상기 PTFE막의 주면에 노출되는 저밀도부와,

상기 저밀도부보다도 공극률이 작고, 상기 주면에 노출되는 고밀도부를 갖는 방수 통음막을 제공한다.

본 발명은, 추가로 그 별도의 측면으로부터,

발음부 및/또는 수음부와,

상기 발음부 및/또는 상기 수음부를 수용하고, 소리를 상기 발음부에서 및/또는 상기 수음부로 유도하는 개구가 설치된 하우징과,

상기 개구를 막도록 상기 하우징에 접합된, 본 발명의 방수 통음막

을 구비하는 전자 기기를 제공한다.

본 발명에 따르면, 방수성의 향상 및 통음성의 확보에 적합한 방수 통음막을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 방수 통음막의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 방수 통음막의 사시도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 방수 통음막의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 방수 통음막의 제조 방법의 공정도이다.
도 5는, 본 발명의 방수 통음막의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 전자 기기의 예인 휴대 전화를 나타내는 정면도이다.
도 7은, 도 6에 나타내는 휴대 전화의 배면도이다.
도 8은, 음향 특성 평가 시스템의 제조 방법의 공정도이다.
도 9는, 평가용 샘플의 확대 단면도이다.
도 10은, 실시예 및 비교예에 있어서의 평가용 샘플의 음향 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은, 실시예에 있어서의 PTFE막의 표면 SEM(주사형 전자 현미경)상이다.
도 12는, 실시예에 있어서의 PTFE막의 이면 SEM상이다.
도 13은, 실시예에 있어서의 PTFE막의 표면 저밀도부의 주변을 확대한 SEM상이다.
도 14는, 실시예에 있어서의 PTFE막의 표면 고밀도부의 주변을 확대한 SEM상이다.

이하, 첨부의 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하지만, 이하는 본 발명의 실시 형태의 예시에 지나지 않고, 본 발명을 제한하는 취지는 아니다.

도 1 및 도 2를 사용하여, 본 실시 형태의 방수 통음막을 설명한다. 방수 통음막(10)은 통음 영역(11)과, 통음 영역(11)을 둘러싸는 주연 영역(12)을 갖고 있다. 통음 영역(11)은 소리를 투과시키기 위한 영역이다. 주연 영역(12)은 하우징에의 설치 여유부로서 사용되고, 예를 들어 하우징의 표면에 용착되고, 또한 예를 들어 점착층이 접합된다.

본 실시 형태에서는, 방수 통음막(10)은 통음 영역(11) 및 주연 영역(12)의 양쪽에 있어서, PTFE막(20)만에 의해 구성되어 있다.

PTFE막(20)의 표면(20a)과, 표면(20a)의 반대측의 이면(20b)과는, 통음 영역(11)에 있어서 외기에 접하고 있다. 표면(20a) 및 이면(20b), 즉 양쪽 주면이 외기에 접하고 있는 형태는, 양호한 통음성의 실현에 적합하다.

PTFE막(20)은, PTFE 시트를 연신하여 얻어지는 PTFE 다공질막의 표면의 일부를 이 일부를 제외한 표면의 잔량부보다도 강하게 PTFE 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써, 얻을 수 있다. PTFE 시트를 연신하여 얻어지는 PTFE 다공질막은, 복수의 피브릴과 복수의 피브릴 사이의 공극을 포함하는 특징적인 다공 구조를 갖는다. PTFE막(20)은 이 다공 구조의 특징이 유지된 저밀도부(21)와, 저밀도부(21)보다도 공극률이 작아지도록 압축된 고밀도부(22)를 갖는다. 또한, 다공 구조는, 복수의 피브릴 및 복수의 피브릴 사이의 공극과 함께, 복수의 피브릴을 연결하는 결절(노드)을 포함하는 것이 있다. 저밀도부(21) 및 고밀도부(22)는 각각 PTFE막(20)의 표면(20a) 및 이면(20b)에 노출되어 있다. 고밀도부(22)는 저밀도부(21)보다도 고밀도이고, 저밀도부(21)보다도 작은 공극률을 갖는다. 밀도 및 공극률의 대소 관계는, 예를 들어 SEM을 사용하여 PTFE막(20)의 표면(20a) 또는 이면(20b)을 관찰함으로써, 판정할 수 있다.

PTFE막(20)에서는, 고밀도부(22) 내에 복수의 저밀도부(21)가 서로 이격하여 형성되어 있다. 복수의 저밀도부(21)는 표면(20a) 또는 이면(20b)을 수직 방향으로부터 관찰했을 때에, 실질적으로 동일 형상이며, 실질적으로 원형이다. 저밀도부(21)는 통음 영역(11)에만 배치되어 있다. 단, 복수의 저밀도부(21)는 그 형상이 서로 상이해도 되고, 그 형상이 직사각형, 타원형 등이어도 된다. 또한, 저밀도부(21)는 통음 영역(11) 및 주연 영역(12)에 배치되어 있어도 된다.

저밀도부(21)는, PTFE막(20)의 표면(20a)에 있어서, 고밀도부(22)보다도 돌출된 돌출부(21a)를 갖고 있다. PTFE막(20)의 이면(20b)에 있어서는, 저밀도부(21)와 고밀도부(22)가 면(1)의 이면을 형성하고 있다. 따라서, PTFE막(20)은 저밀도부(21)에 있어서, 고밀도부(22)보다도 두껍게 되어 있다.

고밀도부(22)는 저밀도부(21)보다도 강한 가압력으로 PTFE 다공질막의 표면을 가압함으로써 형성된다. 고밀도부(22)는 PTFE 다공질막 중의 피브릴이나 공극이 압궤되어 있기 때문에, 표면(20a)으로부터 이면(20b)에 이르는 관통 구멍을 갖지 않는다. 즉, 고밀도부(22)에서는, PTFE막(20)은 그 두께 방향으로 통기성을 갖지 않는다. 단, 고밀도부(22)는 양쪽 주면의 사이에 있어서 통기성을 갖고 있어도 된다.

저밀도부(21)는 PTFE 다공질막의 표면이 가압되지 않거나, 또는 고밀도부(22)보다도 약한 가압력으로 PTFE 다공질막의 표면을 가압함으로써 형성된다. 저밀도부(21)에서는, PTFE막(20)은 그 두께 방향으로 통기성을 갖는다. 이 통기성은, 표면(20a)으로부터 이면(20b)에 관통하는 피브릴 사이의 공극에 의해 확보되어 있다. 이렇게 해서, 적어도 저밀도부(21)에 의해, PTFE막(20)은 주면(표면(20a))과 주면과 반대측의 주면(이면(20b))과의 사이에 있어서 통기성을 갖고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, PTFE막(20)의 이면(20b)에 있어서는, 저밀도부(21)와 고밀도부(22)와의 경계가 판별하기 어려운 상태호 되어 있는 경우가 있다. 단, 이 형태에 있어서도, 표면(20a)에는, 저밀도부(21)와 고밀도부(22)가 명확하게 판별할 수 있는 상태에서 노출되어 있다. 이러한 구조는, 표면(20a)으로부터 이면(20b)으로 진행함에 따라서 고밀도부(22)에 가해진 가압력이 저밀도부(21)로 분산하는 것이 원인이 되어서 형성된다.

다시 도 1을 참조하여 설명하면, 저밀도부(21)의 두께 A는, 예를 들어 1.1㎛ 이상 20.0㎛ 이하이고, 고밀도부(22)의 두께 B는, 예를 들어 1.0㎛ 이상 19.9㎛ 이하이다. 저밀도부(21)의 돌출부(21a)의 높이 C는, 예를 들어 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하이다. 높이 C는, 두께 A로부터 두께 B를 차감한 차분에 상당한다. 저밀도부(21)의 돌출부(21a)의 외경 D는, 예를 들어 0.1㎛ 이상 20.0㎛ 이하이다. PTFE막(20)의 주면(표면(20a))에 있어서, 고밀도부(22)의 면적과 저밀도부(21)의 면적(저밀도부(21)의 합계 면적)의 비율은, 예를 들어 40:60 내지 99:1이고, 바람직하게는 60:40 내지 95:5이다.

PTFE막(20)을 제조하는 방법의 일례를 이하에 설명한다.

최초에, PTFE 미분말과 가공 보조제(액상 윤활제)를 포함하는 혼합물을 충분히 혼련하고, 압출 성형용의 페이스트를 준비한다. 이어서, 예비 성형된 페이스트를 공지된 압출법에 의해 성형하고, 시트 형상 또는 로드 형상의 성형체를 얻는다. 이어서, 시트 형상 또는 로드 형상의 성형체를 압연하고, 띠 형상의 PTFE 시트를 얻는다. 이어서, 압연된 PTFE 시트를 건조기 내에서 건조시킨다. 건조 공정에 의해 가공 보조제가 휘발하고, 가공 보조제의 함유량이 충분히 감소된 PTFE 시트가 얻어진다. 이어서, 건조시킨 PTFE 시트를 길이 방향(MD)과, 길이 방향으로 직교하는 폭 방향(TD)에 대하여 각각 연신한다. 또한, 2축 방향으로 연신된 PTFE 시트를 PTFE의 융점 이상의 온도에서 소성해도 된다. 이와 같이 하여, PTFE 다공질막이 얻어진다.

계속해서, 얻어진 PTFE 다공질막의 표면 일부를 히트 프레스 장치에 의해 가압한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 히트 프레스 장치는, 상형(가압 부재)(31) 및 하형(32)을 갖는다. 상형(31)은 평탄한 기준면(31a)과, 기준면(31a)에 형성된 복수의 오목부(31b)를 포함하는 가압면을 갖고 있다. 하형(32)은 상형(31)의 가압면에 대향하도록 배치된 평탄면을 갖고 있다. PTFE 다공질막(30)을 하형(32)의 평탄면 상에 배치한 상태에서, 상형(31)의 가압면을 PTFE 다공질막(30)의 표면에 밀어 붙인다. PTFE 다공질막(30)의 표면 일부는, 기준면(31a)에 의해 강한 가압력으로 가압되고, 가압된 PTFE 다공질막(30)의 일부가 고밀도부(22)가 된다. PTFE 다공질막(30)의 표면 잔량부는, 복수의 오목부(31b)에 의해 고밀도부(22)보다도 약한 가압력으로 가압되어, 저밀도부(21)가 된다. 저밀도부(21)에는, 고밀도부(22)보다도 돌출된 돌출부(21a)가 형성된다.

또한, 오목부(31b)가 충분히 깊은 경우에는, 저밀도부(21)가 가압되지 않고, 고밀도부(22)만이 가압된다. 가압 부재(31)는 오목부(31b) 대신에 관통 구멍을 갖고 있어도 된다. 가압 부재(31)는 오목부 또는 관통 구멍인 후퇴부를 갖고 있으면 된다.

PTFE막(20)의 표면에 저밀도부(21) 및 고밀도부(22)를 형성하기 위한 장치는, 히트 프레스 장치에 한정되는 것은 아니고, 서멀 헤드 가압 장치 및 히트 롤 장치여도 된다.

PTFE막의 ASTM(미국 시험 재료 협회) F316-86에 준거하여 측정한 평균 구멍 직경은, 예를 들어 0.4㎛ 이상 0.8㎛ 이하이다. PTFE막의 기공률은, 예를 들어 5％ 이상 40％ 이하이다. 방수성을 확보하는 관점에서는, 평균 구멍 직경 및 기공률은 작은 쪽이(제로인 쪽이) 좋다. 그러나, 통음성과의 양립을 위해서, 평균 구멍 직경 및 기공률의 범위는 상기와 같이 설정하는 것이 바람직하다.

통음성과 방수성을 보다 높은 레벨에서 양립시키는 관점에서, PTFE막의 두께는, 바람직하게는 1㎛ 이상 8㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 7.5㎛ 이하이다.

방수성의 지표로서는, 내수압을 들 수 있다. 예를 들어, 일본 공업 규격(JIS) L1092:2009에 기재되어 있는 내수도 시험기(고수압법)를 사용하여, 스테인리스 메쉬(개구 직경: 2mm)를 PTFE막의 가압면의 반대측에 설치함으로써 PTFE막의 변형을 억제한 상태에서 측정했을 때의 PTFE막의 내수압은, 500kPa 이상인 것이 바람직하다.

통음성의 지표로서는, 1000Hz의 소리에 대한 삽입 손실을 들 수 있다. 방수 통음막의 1000Hz의 소리에 대한 삽입 손실은 3dB 이하가 바람직하고, 2dB 이하가 보다 바람직하다. 통음성의 지표로서는, 소정의 주파수 범위의 소리에 대한 삽입 손실도 들 수 있다. 방수 통음막에 100 내지 5000Hz의 소리에 대한 삽입 손실은, 3dB 이하가 바람직하고, 2dB 이하가 보다 바람직하다. 단, 삽입 손실이 과도하게 작은 경우에는, 방수성이 확보되기 어려운 경향이 있다. 이것을 고려하여, 방수 통음막의 1000Hz의 소리에 대한 삽입 손실은, 1dB 이상일 수도 있다. 동일하게, 방수 통음막의 100 내지 5000Hz의 소리에 대한 삽입 손실은, 1dB 이상이어도 된다. 삽입 손실의 측정 방법의 상세는, 실시예의 란에 있어서 설명한다.

통기성의 지표로서는, JIS L1096에 규정되어 있는 통기성 측정법의 B법(걸리법)에 의해 부여되는 값을 들 수 있다. PTFE막의 두께 방향의 통기도는, 이 값으로서, 예를 들어 3 내지 1000초/100mL이다.

PTFE막은 염료, 안료 등의 착색제를 사용하여 착색되어 있어도 된다. 바람직한 착색제는 카본 블랙이다.

PTFE막은 발액 처리되어 있어도 된다. 발액 처리에는, 퍼플루오로알킬기를 갖는 고분자를 포함하는 발액제를 사용할 수 있다.

방수 통음막은, 보강 부재 및/또는 점착층을 포함하고 있어도 된다. 도 5에 나타내는 방수 통음막(40)은, 통음 영역(41)을 둘러싸는 주연 영역(42)에 있어서, PTFE막(20)에 고정된 보강 부재(50)와, PTFE막(20)으로부터 보아 보강 부재(50)와는 반대측에서 PTFE막(20)에 고정된 점착층(60)을 구비하고 있다. 보강 부재(50)를 갖기 때문에, 방수 통음막(40)은 보강되어, 방수 통음막(40)을 용이하게 다룰 수 있다. 또한, 보강 부재(50)가 파지 여유분으로서 기능하기 때문에, 방수 통음막(40)을 하우징에 용이하게 설치할 수 있다. 보강 부재(50)는 마이크 등의 설치로서도 기능한다. 보강 부재(50)에 마이크가 직접적 또는 간접적으로 설치되어 있는 경우, 통음 영역(41)과 마이크와의 간섭이 억제된다. 또한, 점착층(60)을 갖기 때문에, 방수 통음막(40)을 하우징에 간편하게 설치할 수 있다. 보강 부재(50) 및 점착층(60)은 링 형상의 형상을 갖고 있다. 보강 부재(50) 대신에, 점착층을 배치해도 된다. 이 경우에는, 주연 영역(42)에 있어서 PTFE막(20)을 한 쌍의 점착층 사이에 끼운다.

보강 부재(50)는 수지, 금속, 이들의 복합 재료 등에 의해 형성할 수 있다. PTFE막(20)과 보강 부재(50)와는 열 용착, 초음파 용착, 접착제에 의한 접착 및 양면 점착 테이프에 의한 접착 등에 의해 접합할 수 있다. 점착층(60)은 점착제만에 의해 구성되어 있어도 되고, 양면 점착 테이프여도 된다.

도 6 및 도 7에, 방수 통음막(10)(방수 통음막(40)이어도 됨)을 구비하는 본 발명의 전자 기기의 일례를 나타낸다. 도 6 및 도 7에 나타내는 전자 기기는, 휴대 전화(80)이다. 휴대 전화(80)의 하우징(89)에는, 스피커(86), 마이크(87), 버저(88) 등의 발음부 및 수음부를 위한 개구가 설치되어 있다. 이 개구를 막도록, 방수 통음막(10)이 내측으로부터 하우징(89)에 설치되어 있다. 이 예에서는, 방수 통음막(10)은 하우징(89)의 내부에 물이나 먼지가 침입하는 것을 방지하고, 발음부 및 수음부를 보호하는 역할을 담당한다.

방수 통음막(10)은 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 휴대용 오디오, 휴대용 게임 기기와 같은 음성 기능을 구비한 각종 전자 기기에도 적용 가능하다. 요컨대, 본 실시 형태의 전자 기기는 발음부 및/또는 수음부와, 발음부 및/또는 수음부를 수용하고, 소리를 발음부에서 및/또는 수음부로 유도하는 개구가 설치된 하우징과, 개구를 막도록 하우징에 접합된 방수 통음막을 구비하고 있다.

실시예

실시예에 의해, 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시예는, 본 발명의 일례를 나타내는 것이고, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다. 먼저, 실시예 또는 비교예에 관한 PTFE막의 평가 방법을 설명한다.

[평균 구멍 직경]

ASTM F316-86의 규정에 준거하여, 평균 구멍 직경을 측정하였다. 구체적으로는, 이 규정에 준거한 자동 측정이 가능한, 시판되고 있는 측정 장치(Porous Material사제의 Perm-Porometer)를 사용하여, 평균 구멍 직경을 측정하였다.

[두께]

실시예 또는 비교예의 PTFE막을 구멍 직경 48mm의 펀치로 펀칭하고, 펀칭한 부분을 10장 중첩하고, 마이크로미터를 사용하여, 10장분의 두께를 측정하고, 이것을 10으로 제산함으로써, 두께를 구하였다.

[기공률]

체적 및 중량으로부터 벌크 밀도를 구하여, PTFE막의 진밀도를 2.18g/㎤으로서, {1-(중량[g]/(두께[cm]×면적[㎠]×진밀도[2.18g/㎤]))}×100(％)의 식으로부터, 기공률을 구하였다.

[내수압]

JIS L 1092: 2009에 기재되어 있는 내수도 시험기(고수압법)를 사용하여, PTFE막의 내수압을 측정하였다. 단, 이 규정에 나타난 시험편의 면적에서는 방수 통음막이 현저하게 변형되므로, 스테인리스 메쉬(개구 직경: 2mm)를 PTFE막의 가압면의 반대측에 설치함으로써 PTFE막의 변형을 억제한 상태에서, PTFE막의 내수압을 측정하였다.

[통기도]

JIS L1096에 규정되어 있는 통기성 측정법의 B법(걸리법)에 준거하여, PTFE막의 통기도를 평가하였다.

[음향 특성(삽입 손실)]

실시예 또는 비교예의 PTFE막의 음향 특성을 이하와 같이 평가하였다. 최초에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 평가용 시스템을 제작하였다. 먼저, 스피커 케이블(142)에 접속된 스피커(140)(스타 세이미쯔사제, SCG-16A)와, 우레탄 스펀지제의 충전재(130)를 준비하였다(도 8의 (A)). 충전재(130)는 직경이 5mm인 통음 구멍(132)이 형성된 부품(130a)과, 충전재(130)의 저부가 될 부품(130c)과, 스피커(140) 및 스피커 케이블(142)을 수용하기 위한 홈이 형성되고, 부품(130a)과 부품(130c) 사이에 끼워질 부품(130b)으로 구성된다. 이어서, 스피커(140) 및 스피커 케이블(142)이 부품(130b)의 홈에 수용된 상태에서, 충전재(130)를 조립하였다(도 8의 (B)). 이어서, 폴리스티렌제의 모의 하우징(120)을 준비하였다(도 8의 (C)). 모의 하우징(120)은 직경이 2mm의 통음 구멍(122) 및 절결(124)이 형성된 부품(120a)과, 모의 하우징(120)의 저부가 될 부품(120b)으로 구성된다. 이어서, 스피커(140), 스피커 케이블(142) 및 충전재(130)가 내부에 수용되고, 또한 스피커 케이블(142)이 절결(124)로부터 모의 하우징(120)의 외부에 도출되도록, 모의 하우징(120)을 조립하였다(도 8의 (D)). 조립 후의 모의 하우징(120)의 외형 치수는, 60mm×50mm×28mm였다. 이어서, 절결(124)에 기초하는 개구를 퍼티로 막았다.

이어서, 모의 하우징(120)의 통음 구멍(122)의 외측에, 평가용 샘플(110)을 부착하였다(도 9, 도 8의 (D)). 평가용 샘플(110)은, 두께 0.20mm의 양면 점착 테이프(107)(닛토덴코사제, No.57120B)와, 실시예 또는 비교예의 PTFE막(101)(PTFE막 E1, C1, C2 또는 C3)과, 두께 0.03mm의 양면 점착 테이프(106)(닛토덴코사제, No.5603)와, 두께 0.1mm의 PET 필름(105)을 이 순서대로 적층한 적층체이다. 양면 점착 테이프(107)는 폴리에틸렌계 발포체의 기재를 아크릴계 점착제 사이에 끼운 것이다. 양면 점착 테이프(106)는 PET의 기재를 아크릴계 점착제 사이에 끼운 것이다. 양면 점착 테이프(107), 양면 점착 테이프(106) 및 PET 필름(105)은 내경이 2.5mm, 외경이 5.8mm가 되도록 펀칭된 것이고, PTFE막(101)은 외경이 5.8mm가 되도록 펀칭된 것이다.

이어서, PTFE막(101)을 덮도록, PTFE막(101)의 상방에 마이크로폰(150)(Knowles Acoustics사제, SPM0405HD4H-WB)을 설치하였다(도 8의 (E)). 또한, 스피커 케이블(142)과 마이크로폰(150)을 음향 평가 장치(B&K사제, Multi-analyzer System 3560-B-030)에 접속하였다. 스피커(140)와 마이크로폰(150)과의 거리는 21mm였다.

이러한 상태에서, 음향 평가 장치로부터 스피커(140)에 입력된 시험 신호와, 마이크로폰(150)에서 수신된 신호로부터, 신호의 감쇠량 A를 구하였다. 또한, PTFE막(101)을 깨는 것에 의해 직경이 2.5mm인 관통 구멍을 형성한 상태에서, 동일하게 신호의 감쇠량 B(블랭크의 음압 레벨)를 구하였다. 감쇠량 B는, -21dB이었다. 감쇠량 B로부터 감쇠량 A를 빼는 것에 의해, PTFE막(101)의 소리 삽입 손실을 구하였다. 삽입 손실이 작을수록, 스피커(140)로부터 출력된 음량이 유지되고 있다고 판단할 수 있다. 이 시험에서는, 평가 방식으로서, SSR 분석(정상 상태 응답 분석, 시험 신호 20Hz 내지 10kHz, sweep)을 선택하였다. 또한, 이 시험에서는, 음향 평가 장치에 의해, 삽입 손실을 자동으로 구하였다.

(실시예 1)

PTFE 파인 파우더(미쯔이 듀퐁사제, 650-J) 100중량부와, 성형 보조제인 n-도데칸(재팬 에너지사제) 20중량부를 균일하게 혼합하였다. 얻어진 혼합물을 실린더에 의해 압축하고, 그 후 램 압출하여 시트 형상의 혼합물로 하였다. 얻어진 시트 형상의 혼합물을 한 쌍의 금속 롤을 통하여 두께 0.16mm로 압연하고, 추가로 150℃의 가열에 의해 성형 보조제를 건조 제거하였다. 이에 의해, PTFE의 시트 형상 성형체를 얻었다. 이 시트 형상 성형체를, 2층 겹쳤다. 얻어진 적층체를, 길이 방향(압연 방향)으로 연신 온도 260℃, 연신 배율 5배로 연신하였다. 이에 의해, PTFE 다공질막을 얻었다. 이어서, 이 PTFE 다공질막을, 발액 처리액에 몇 초간 침지하고, 그 후 100℃에서 가열함으로써 용매를 건조시켜 제거하였다. 발유 처리액은, 이하와 같이 하여 제조하였다. 먼저, 다음의 (식 1)로 나타내는 직쇄상 플루오로알킬기를 갖는 화합물 100g과, 중합 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.1g과, 용매(신에쓰 가가꾸사제, FS 시너) 300g을, 질소 도입관, 온도계 및 교반기를 장착한 플라스크 내에 투입하였다. 이어서, 이 플라스크 내에 질소 가스를 도입하였다. 플라스크의 내용물을 교반하면서 70℃에서 16시간 부가 중합을 행하여, 불소 함유 중합체 80g을 얻었다. 이 불소 함유 중합체의 수 평균 분자량은, 100000이었다. 이 불소 함유 중합체의 농도가 3.0질량％가 되도록, 희석제(신에쓰 가가꾸사제, FS 시너)로 희석하여 발액 처리액을 제조하였다.

CH₂=CHCOOCH₂CH₂C₆F₁₃ (식 1)

이어서, 발액 처리된 PTFE 다공질막을 연신 온도 150℃, 연신 배율 30배로 폭 방향으로 연신하고, 추가로 전체를 PTFE의 융점 (327℃)를 초과하는 온도인 360℃에서 소성하였다.

이어서, 소성하여 얻어진 PTFE 다공질막을, 상형의 가압면의 표면적에 대한 상형의 오목부 개구 면적의 비율이 30％, 상형의 오목부 내경이 6.0㎛, 상형의 오목부 깊이가 1.1㎛인 히트 프레스 장치를 사용하여, 처리 온도가 100℃, 처리 압력이 5MPa, 처리 시간이 10초가 되는 처리 조건에서, 두께 방향으로 가압하였다. 이에 의해, 저밀도부 및 고밀도부가 형성된 PTFE막 E1을 얻었다. PTFE막 E1의 표면에 있어서, 고밀도부의 면적과, 저밀도부의 면적과의 비율은, 70:30이었다. PTFE막 E1의 두께는 7.1㎛였다.

또한, 저밀도부의 돌출부의 외형 형상은, 상형의 오목부 형상과 실질적으로 동일하다. 즉, 저밀도부의 돌출부의 외경 D는 상형의 오목부 내경과 실질적으로 동일하고, 저밀도부의 돌출 높이 C는 상형의 오목부 깊이와 실질적으로 동일하다. 따라서, 저밀도부의 돌출부의 외경 D가 약 6.0㎛이고, 저밀도부의 돌출 높이 C가 1.1㎛이다. 또한, 마이크로미터를 사용하여 PTFE막 E1의 두께를 측정하는 것은, 저밀도부의 두께 A를 측정하는 것과 실질적으로 동일하다. 즉, 저밀도부의 두께 A는 PTFE막 E1의 두께와 실질적으로 동일하다. 따라서, 저밀도부의 두께 A는 7.1㎛이다. 한편, 고밀도부의 두께 B는, 저밀도부의 두께 A로부터 저밀도부의 돌출 높이 C를 차감한 차분에 상당한다. 따라서, 고밀도부의 두께 B는 6.0㎛이다.

(비교예 1)

미소성 PTFE 분말의 농도가 40중량％인 수성 디스퍼젼(PTFE 분말의 평균 입경 0.2㎛, 비이온 계면 활성제를 PTFE 100중량부에 대하여, 6중량부 배합)을 준비하였다. 이 수성 디스퍼젼에, 불소계 계면 활성제(다이닛본 잉크사제, 메가 팩스 F-142D)를 PTFE 100중량부에 대하여 불소계 계면 활성제가 1중량부의 비율이 되도록 첨가하였다. 얻어진 디스퍼젼 중에, 두께 125㎛의 긴 폴리이미드막(기체)을 침지하여 인상하였다. 이어서, 계량 바에 의해, 기체 상에 도포된 디스퍼젼의 두께를 13mm로 조정하였다. 이어서, 디스퍼젼(및 기체)을 100℃에서 1분간 가열함으로써 물을 증발시켜 제거하고, 계속해서 390℃에서 1분간 가열함으로써 PTFE 분말을 서로 결착시켰다. 동일한 침지, 도포 및 가열을 합계로 3회 반복하였다. 이에 의해, 기체의 양면 각각에 PTFE 무공막을 형성하였다. 이어서, 기체로부터 PTFE 무공막을 박리시켰다. 이에 의해, PTFE막 C1을 얻었다. PTFE막 C1의 두께는 14.0㎛였다.

(비교예 2)

계량 바에 의해, 침지, 도포 및 가열을 합계로 2회 반복한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 수순에 의해 PTFE 무공막을 얻었다. 이 PTFE 무공막을, PTFE막 C2로 하였다. PTFE막 C2의 두께는 9.0㎛였다.

(비교예 3)

실시예 1에 있어서의 소성하여 얻어진 PTFE 다공질막을, PTFE막 C3으로 하였다. PTFE막 C3의 두께는 20.0㎛였다.

PTFE막 E1 및 PTFE막 C1 내지 C3에 대해서, 평균 구멍 직경, 두께, 기공률, 내수압, 통기도 및 삽입 손실을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1의 삽입 손실은, 1000Hz의 소리를 사용한 경우의 측정 결과이다. 각 PTFE막에 관한, 소리의 주파수와 삽입 손실과의 관계를 도 10에 나타내었다.

또한, 상형의 가압면이 평활면인 히트 프레스 장치를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 의해 PTFE막을 얻었다. 이 PTFE막의 통기도는, 「통기 없음」이었다. 이에 의해, 실시예 1의 PTFE막 E1의 고밀도부의 통기도는, 「통기 없음」인 것을 설명할 수 있었다.

도 10에 나타내는 바와 같이, PTFE막 E1은, 100Hz의 소리에 대한 삽입 손실이 2.3dB이고, 1000Hz의 소리에 대한 삽입 손실이 1.9dB이고, 5000Hz의 소리에 대한 삽입 손실이 1.6dB이고, 100Hz로부터 5000Hz의 사이에는 주파수가 높아짐에 따라 삽입 손실이 저하되고 있다. PTFE막 E1은, 100 내지 5000Hz의 소리에 대한 삽입 손실이 3dB 이하(보다 상세하게는 2dB 이하)였다. 표 1 및 도 10에 나타내는 결과로부터, PTFE막 E1은, 양호한 방수성과 양호한 통음성을 겸비하고 있는 것을 알 수 있었다.

SEM을 사용하여 PTFE막 E1의 표면 및 이면을 관찰하였다. 얻어진 SEM상을 도 11 내지 도 14에 나타내었다. 도 11은, PTFE막의 표면 SEM상이고, 도 12는, PTFE막의 이면 SEM상이다. 도 11 및 도 12의 SEM상은, 배율을 1000배로 하여 촬영한 것이다. 도 13은, PTFE막의 표면 저밀도부의 주변을 확대한 SEM상이고, 도 14는, PTFE막의 표면 고밀도부의 주변을 확대한 SEM상이다. 도 13 및 도 14의 SEM상은, 배율을 5000배로 하여 촬영한 것이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, PTFE막 E1의 이면에 있어서는, 저밀도부와 고밀도부와의 경계가 판별하기 어려운 상태로 되어 있다. 그러나, PTFE막 E1의 표면에 있어서는, 저밀도부 및 고밀도부를 확인할 수 있었다.

본 발명의 방수 통음막은, 음향 장치가 수용되어 있는 전자 기기, 예를 들어 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 휴대용 오디오, 휴대용 게임 기기 등의 전자 기기의 방수 통음 구조의 실시에 다대한 이용 가치를 갖는다.

Claims

폴리테트라플루오로에틸렌막을 구비한 방수 통음막의 제조 방법이며,
폴리테트라플루오로에틸렌 시트를 연신하고, 복수의 피브릴과 상기 복수의 피브릴 사이의 공극을 포함하는 다공 구조를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막을 얻는 공정과,
상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막의 주면의 일부만을 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써, 또는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막의 주면의 일부를 상기 일부를 제외한 상기 주면의 잔량부보다도 강하게 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막의 두께 방향으로 가압함으로써, 상기 다공 구조를 갖는 저밀도부와, 상기 저밀도부보다도 공극률이 작은 고밀도부를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌막을 형성하는 공정
을 구비하는 방수 통음막의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 고밀도부 내에 복수의 상기 저밀도부가 서로 이격하여 형성되도록 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막을 가압하는, 방수 통음막의 제조 방법.
제1항에 있어서, 평탄한 기준면과 상기 기준면에 형성된 복수의 후퇴부를 갖는 가압면을 구비한 가압 부재의 상기 가압면을 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막의 상기 주면에 가압함으로써, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막을 가압하는, 방수 통음막의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌막의 주면에 있어서, 상기 고밀도부의 면적과 상기 저밀도부의 면적과의 비율이 40:60 내지 99:1인, 방수 통음막의 제조 방법.
폴리테트라플루오로에틸렌막을 구비한 방수 통음막이며,
상기 폴리테트라플루오로에틸렌막이
복수의 피브릴과 상기 복수의 피브릴 사이의 공극을 갖고, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌막의 주면에 노출되는 저밀도부와,
상기 저밀도부보다도 공극률이 작고, 상기 주면에 노출되는 고밀도부를 갖는, 방수 통음막.
제5항에 있어서, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌막은 상기 주면과 상기 주면과 반대측의 주면과의 사이에 있어서 통기성을 갖는, 방수 통음막.
제5항에 있어서, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌막은 상기 저밀도부에 있어서, 상기 고밀도부보다도 두꺼운, 방수 통음막.
제5항에 있어서, 상기 고밀도부 내에 복수의 상기 저밀도부가 서로 이격하여 형성되어 있는, 방수 통음막.
제5항에 있어서, 상기 주면에 있어서, 상기 고밀도부의 면적과 상기 저밀도부의 면적과의 비율이 40:60 내지 99:1인, 방수 통음막.
발음부 및/또는 수음부와,
상기 발음부 및/또는 상기 수음부를 수용하고, 소리를 상기 발음부에서 및/또는 상기 수음부로 유도하는 개구가 설치된 하우징과,
상기 개구를 막도록 상기 하우징에 접합된, 제5항에 기재된 방수 통음막
을 구비하는 전자 기기.