KR20200103766A - 방수 부재 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20200103766A
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다마오 후쿠시마
요스케 스가야
분타 히라이
유이치 아베
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시의 방수 부재는, 소리 및/또는 기체의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수막과, 두께 방향의 통기성을 갖는 지지층을 구비하는 방수 부재이며, 상기 부재는, 상기 방수막과 상기 지지층이 접합된 접합 영역과, 상기 방수막과 상기 지지층이 서로 이격된 상태에 있는 비접합 영역을 갖고, 상기 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 상기 비접합 영역은 상기 접합 영역에 의해 둘러싸여 있고, 상기 비접합 영역에 있어서의 상기 지지층의 두께가 100㎛ 미만이다. 본 개시의 방수 부재는, 예를 들어 방수 통음막과 당해 막의 지지층을 구비하는 방수 통음 부재이며, 통음 특성이 개선된 부재이다.

Description

방수 부재 및 전자 기기
본 발명은, 방수 부재 및 전자 기기에 관한 것이다.
휴대 전화, 스마트폰, 스마트 시계 등의 웨어러블 디바이스 및 카메라와 같은 전자 기기는, 음성 기능을 구비하고 있다. 음성 기능을 구비하는 전자 기기의 하우징의 내부에는, 스피커 및 마이크로폰 등의 음성 변환기(트랜스듀서)가 수용되어 있다. 외부로부터 음성 변환기로, 및/또는 음성 변환기로부터 외부로 소리를 유도하는 개구(외부 통음구)가, 전자 기기의 하우징에 마련되어 있다. 하우징의 내부로의 물의 침입은 방지해야만 한다. 이 때문에, 소리의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수 통음막이, 외부 통음구에 설치된다.
방수 통음막과, 당해 막을 지지하는 지지층을 구비한 방수 통음 부재가 알려져 있다. 지지층을 구비함으로써, 예를 들어 전자 기기를 수중에 낙하시킨 때에 방수 통음 부재에 가해지는 수압에 의해 방수 통음막이 파단되는 것을 방지할 수 있다. 특허문헌 1에는, 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, 「PTFE」라고 기재함) 다공질막과, 다공성 지지층이 서로의 주연부에 있어서 선택적으로 결합된 방수 통음 부재가 개시되어 있다.
일본 특허 공표 제2002-502561호 공보
특허문헌 1의 방수 통음 부재에 의하면, 서로 결합되어 있지 않은 내측의 비결합 영역에 있어서 방수 통음막 및 지지층이 독립적으로 자유롭게 진동함으로써, 지지층을 구비하면서도 높은 통음 특성을 얻을 수 있다. 그러나, 전자 기기의 소형화에 대응하기 위해, 방수 통음 부재의 사이즈도 제한되는 경향이 있다. 이 때문에, 방수 통음 부재에 대하여, 통음 특성의 가일층의 향상이 요구되고 있다.
또한, 방수막은, 전자 기기의 하우징에 마련된 개구이며, 소리의 투과가 필요해지지 않는 개구에 설치되는 경우가 있다. 개구는, 예를 들어 하우징의 내외의 통기를 확보하기 위한 통기구이다. 이때, 방수막은, 기체의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수 통기막으로서만 기능한다. 방수 통기막과, 당해 막을 지지하는 지지층을 구비한 방수 통기 부재도 사용되어 있다.
본 발명은, 방수 통음 부재 및/또는 방수 통기 부재인 방수 부재의 특성의 향상을 목적으로 한다.
종래, 방수 통음막과 지지층을 구비하는 방수 통음 부재의 통음 특성의 개선은, 방수 통음막의 통음 특성의 향상에 의한 달성이 도모되어 왔다. 그러나, 방수 통음막의 개량만에 의한 통음 특성의 개선에는 한계가 있다. 또한, 방수 통음막의 통음 특성의 향상은, 이 막의 방수성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 본 발명자들의 검토에 의해, 방수 통음막과 지지층이 선택적으로 결합하여 구성된 방수 통음 부재에 있어서는, 지지층의 개량이 통음 특성을 개선하는 것이 발견되었다. 이 지지층의 개량은, 방수 통기 부재의 특성을 향상시키는 것이기도 하다.
즉, 본 발명은,
소리 및/또는 기체의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수막과, 두께 방향의 통기성을 갖는 지지층을 구비하는 방수 부재이며,
상기 부재는,
상기 방수막과 상기 지지층이 접합된 접합 영역과,
상기 방수막과 상기 지지층이 서로 이격된 상태에 있는 비접합 영역을
갖고,
상기 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 상기 비접합 영역은 상기 접합 영역에 의해 둘러싸여 있고,
상기 비접합 영역에 있어서의 상기 지지층의 두께가 100㎛ 미만인 방수 부재를
제공한다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은,
개구를 갖는 하우징과,
상기 개구를 막도록 상기 하우징에 설치된 상기 본 발명의 방수 부재를 구비하고,
상기 부재는, 상기 방수막의 측이 상기 하우징의 외부에 면하고, 상기 지지층의 측이 상기 하우징의 내부에 면하도록, 상기 하우징에 설치되어 있는 전자 기기를
제공한다.
본 발명에 따르면, 방수 통음막과 당해 막의 지지층을 구비하는 방수 통음 부재의 통음 특성의 개선을 비롯하여, 방수막과 당해 막의 지지층을 구비하는 방수 부재의 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시하는 방수 통음 부재를 방수 통음막의 측으로부터 본 평면도이다.
도 2는 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)의 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)의 또한 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)의 또한 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 방수 부재(방수 통음 부재)가, 하우징의 개구(외부 통음구)에 설치된 전자 기기(스마트폰)의 일례를 도시하는 정면도이다.
도 8은 실시예에 있어서 실시한, 방수 통음 부재의 통음 특성의 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.
도 1a 및 도 1b에, 본 발명의 방수 통음 부재의 일례를 도시한다. 도 1b에는, 방수 통음막(2)의 측으로부터 본 방수 통음 부재(1)가 도시되어 있다. 도 1a에는, 도 1b에 도시하는 단면 A-A가 도시되어 있다.
방수 통음 부재(1)는, 방수 통음막(2)과 지지층(3)이 접합된 접합 영역(5)과, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아(도 1b), 접합 영역(5)에 의해 둘러싸인 비접합 영역(4)을 갖고 있다. 접합 영역(5)은, 방수 통음막(2) 및 지지층(3)의 주연부의 영역을 포함하고 있다. 방수 통음막(2)과 지지층(3)은, 접합부(6)에 의해 접합되어 있다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 비접합 영역(4)에 있어서, 지지층(3)은 방수 통음막(2)으로부터 이격되어 있다. 지지층(3)은 두께 방향의 통기성을 갖는다. 비접합 영역(4)에 있어서의 지지층(3)의 두께는 100㎛ 미만이다. 즉, 비접합 영역(4)에서는, 두께 방향으로 통기성을 갖는 두께 100㎛ 미만의 지지층(3)이, 방수 통음막(2)으로부터 이격되어 배치되어 있다.
방수 통음 부재(1)는, 음성 기능을 갖는 전자 기기의 하우징에 설치할 수 있다. 방수 통음 부재(1)는, 외부 통음구를 덮도록, 또한 방수 통음막(2)의 측이 외부(외부 공간)에 면하도록, 하우징에 설치할 수 있다. 방수 통음막(2)을 구비하는 방수 통음 부재(1)에 의해, 전자 기기가 갖는 음성 변환기와 외부 사이에서 소리의 전달이 가능해지면서, 외부 통음구를 통한 전자 기기의 내부로의 물의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 방수 통음 부재(1)를 설치한 전자 기기의 외부 통음구에 수압이 가해지면, 비접합 영역(4)에 있어서 지지층(3)의 방향(외부로부터 하우징 내의 방향)으로 방수 통음막(2)이 변형된다. 그러나, 방수 통음 부재(1)에서는, 변형된 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 접촉에 의해, 방수 통음막(2)의 변형이 일정 범위로 제한되어, 방수 통음막(2)의 파단이 방지된다. 따라서, 지지층(3)을 구비함으로써, 방수 통음 부재(1)는, 방수 통음막(2) 자신이 갖는 방수성(예를 들어, 한계 내수압)에 비해 높은 방수성을 가질 수 있다.
수압으로부터의 개방 후에도 방수 통음막(2)에 남는 변형(이하, 「영구 변형」이라고 기재함)은, 방수 통음 부재(1)의 통음 특성을 저하시킨다. 지지층(3)은, 방수 통음막(2)의 변형을 제한함으로써, 방수 통음막(2)의 영구 변형을 완화할 수 있다.
방수 통음 부재(1) 및 비접합 영역(4)의 형상은 한정되지 않는다. 도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에서는, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 방수 통음 부재(1)는 직사각형, 비접합 영역(4)은 원형이다. 방수 통음 부재(1) 및 비접합 영역(4)의 형상은, 서로 독립적으로, 예를 들어 원(대략 원을 포함함), 타원(대략 타원을 포함함), 그리고 직사각형 및 정사각형을 포함하는 다각형이다. 다각형의 각은 둥글게 되어 있어도 된다. 방수 통음 부재(1)는, 예를 들어 지지층(3)측의 면에서 음성 변환기의 통음구(내부 통음구)를 덮고, 방수 통음막(2)측의 면에서 하우징에 마련된 통음구(외부 통음구)를 덮도록, 외부 통음구와 내부 통음구 사이에 설치할 수 있다.
접합 영역(5)의 형상은, 비접합 영역(4)을 둘러싸는 형상인 한 한정되지 않는다. 접합 영역(5)은, 전형적으로는, 방수 통음막(2) 및/또는 지지층(3)의 주연부를 포함하는 영역이다. 도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에서는, 방수 통음막(2)과 지지층(3)이 접합된 접합 영역(5) 이외의 영역이 비접합 영역(4)이다. 도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에서는, 비접합 영역(4)에 있어서, 방수 통음 부재(1)의 한쪽 면에 방수 통음막(2)이 노출되어 있다. 또한, 비접합 영역(4)에 있어서, 방수 통음 부재(1)의 다른 쪽 면에 지지층(3)이 노출되어 있다.
방수 통음 부재(1)는, 소면적화된 비접합 영역(4)을 가지면서도, 높은 통음 특성을 가질 수 있다. 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 본 비접합 영역(4)의 면적은, 예를 들어 12㎟ 이하이다. 비접합 영역(4)의 면적은, 10㎟ 이하, 8.0㎟ 이하, 5.0㎟ 이하, 3.2㎟ 이하, 2.0㎟ 이하, 나아가 1.8㎟ 이하여도 된다. 비접합 영역(4)의 면적의 하한은 한정되지 않고, 예를 들어 0.02㎟ 이상이다. 방수 통음 부재(1)는, 음성 기능을 구비하는 소형의 전자 기기에 있어서의 사용에 적합하다. 소형의 전자 기기의 일례는, 스마트 시계 등의 웨어러블 디바이스이다.
방수 통음 부재(1)에 대하여, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 본 접합 영역(5)의 면적 및 비접합 영역(4)의 면적의 합계에 차지하는 비접합 영역(4)의 면적의 비율은 한정되지 않고, 예를 들어 1 내지 90％이다. 당해 비율의 상한은, 50％ 이하, 20％ 이하, 15％ 이하, 나아가 10％ 이하여도 된다. 상기 비율이 작아질수록, 즉, 방수 통음 부재(1)에 차지하는 접합 영역(5)의 비율이 커질수록, 방수 통음막(2)과 지지층(3)을 더 강고하게 접합할 수 있다. 이 때문에, 상기 비율이 작아질수록, 수압에 기인하는 방수 통음막(2)의 변형 및 영구 변형의 정도를 더욱 저감시킬 수 있고, 방수 통음 부재(1)의 방수성을 더 높이거나, 수압에 기인하는 방수 통음 부재(1)의 통음 특성의 저하를 더 확실하게 억제할 수 있다.
방수 통음막(2)의 형상 및 지지층(3)의 형상은, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 동일해도 되고 달라도 된다. 도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에서는, 방수 통음막(2)의 형상 및 지지층(3)의 형상은 서로 동일하고, 방수 통음 부재(1)의 형상과도 동일하다.
방수 통음 부재(1)의 두께는, 예를 들어 500㎛ 이하이다. 방수 통음 부재(1)의 두께는, 300㎛ 이하, 250㎛ 이하, 나아가 200㎛ 이하여도 된다. 방수 통음 부재(1)의 두께의 하한은 한정되지 않고, 예를 들어 60㎛ 이상이다. 방수 통음 부재(1)는, 하우징 내부의 용적이 한정되는 소형의 전자 기기에 대한 사용에 적합하다. 또한, 음성 기능을 구비하는 전자 기기에 있어서, 외부 통음구로부터 음성 변환기까지의 거리가 커지면, 음성 변환기에서 변환된 소리가 열화되는 경향이 있다. 소리의 열화는, 음성 변환기가 마이크로폰 등의 수음부인 경우, 혹은 외부 통음구 및/또는 내부 통음구의 면적이 작은 경우에, 특히 강해진다. 방수 통음 부재(1)의 두께가 상술한 범위에 있는 경우, 방수 통음 부재(1)를 배치했다고 해도, 외부 통음구로부터 내부 통음구까지의 거리가 과도하게 커지지 않게 된다. 이 때문에, 음성 변환기에서 변환된 소리의 열화를 억제할 수 있다.
비접합 영역(4)에 있어서의 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 이격 거리는, 예를 들어 200㎛ 이하이다. 이격 거리는, 150㎛ 이하, 130㎛ 이하, 100㎛ 이하, 100㎛ 미만, 나아가 80㎛ 이하여도 된다. 이격 거리의 하한은 한정되지 않고, 예를 들어 5㎛ 이상이고, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 나아가 30㎛ 이상이어도 된다. 비접합 영역(4)에 있어서의 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 이격 거리가 이들 범위에 있는 경우, 수압에 의한 방수 통음막(2)의 변형 및 영구 변형을 더 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 더 확실하게, 방수 통음 부재(1)의 두께를 상술한 범위에 들게 할 수 있다.
비접합 영역(4)에 있어서의 지지층(3)의 두께는 100㎛ 미만이다. 지지층(3)의 두께는, 99㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 55㎛ 이하, 50㎛ 이하, 45㎛ 이하, 나아가 40㎛ 이하여도 된다. 두께의 하한은 한정되지 않고, 예를 들어 2㎛ 이상이다. 지지층(3)은, 비접합 영역(4)에 한정되지 않고, 상기 두께를 가질 수 있다. 지지층(3)의 전체가 상기 두께를 갖고 있어도 된다. 또한, 지지층(3)의 두께가 100㎛ 미만인 것도, 방수 통음 부재(1)의 두께의 저감에 기여하고 있다.
지지층(3)은, 두께 방향의 통기성을 갖는 한 한정되지 않는다. 지지층(3)의 두께 방향의 통기성은, 통상, 방수 통음막(2)의 두께 방향의 통기성에 비해 높다. 또한, 지지층(3)의 강도는, 통상, 방수 통음막(2)의 강도에 비해 높다.
지지층(3)을 구성하는 재료는 한정되지 않고, 예를 들어 알루미늄, 스테인리스 등의 금속; 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등), 폴리아미드(나일론을 포함하는 각종 지방족 폴리아미드 및 방향족 폴리아미드 등), 폴리이미드 등의 수지; 및 이것들의 복합 재료이다.
지지층(3)의 형태는 한정되지 않고, 예를 들어 부직포, 직포, 네트, 메쉬, 또는 관통 구멍 시트이다. 네트 및 메쉬는, 골격과, 골격 사이의 공간(일반적으로 「눈」이라고 칭해짐)으로 구성되는 격자 구조를 갖고 있다. 격자 구조의 골격은, 필라멘트, 와이어, 튜브 등의 섬유로 구성된다. 필라멘트는, 모노 필라멘트 또는 멀티 필라멘트여도 된다. 본 명세서에 있어서 메쉬는, 섬유와 섬유가 짜여져 있고, 섬유와 섬유의 교점(격자 구조의 교점)에 있어서, 섬유끼리가 입체적으로 교차되어 있는 구조체를 의미하는 용어로서 사용하고, 네트는, 교차하는 섬유와 섬유가 교점에 있어서 일체화되어, 짜여져 있지 않은 구조체를 의미하는 용어로서 사용한다.
관통 구멍 시트는, 비다공질의 기질 구조를 갖는 원 시트, 예를 들어 무공 시트에, 당해 시트를 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(천공)을 마련한 시트이다. 관통 구멍 시트는, 상기 복수의 관통 구멍 이외에 두께 방향의 통기 경로를 갖지 않는 시트여도 된다. 관통 구멍은, 시트의 두께 방향으로 직선상으로 연장되는 스트레이트 구멍이어도 된다. 관통 구멍 시트의 주면에 수직인 방향에서 본 때에, 네트 및 메쉬의 눈이, 통상, 사각형 등의 다각형인 것에 비해, 관통 구멍의 개구의 형상은, 통상, 원 또는 타원이다. 관통 구멍의 단면의 형상은, 시트의 한쪽 주면으로부터 다른 쪽 주면에 이르기까지 일정해도 되고, 시트의 한쪽 주면으로부터 다른 쪽 주면에 이르기까지의 동안에 변화되어 있어도 된다. 관통 구멍은, 시트의 주면에 수직인 방향에서 보아, 그 개구가 당해 주면 상에 규칙적으로 배열되도록 형성되어 있어도 되고, 랜덤하게 위치하도록 형성되어 있어도 된다. 관통 구멍 시트는, 금속 시트 또는 수지 시트일 수 있다. 관통 구멍은, 예를 들어 원 시트에 대한 레이저 가공, 또는 이온빔 조사 및 이것에 이어지는 화학 에칭에 의한 펀칭 가공에 의해 형성할 수 있다. 레이저 가공에 의하면, 시트의 주면에 수직인 방향에서 보아, 당해 주면 상에 규칙적으로 개구가 배열된 관통 구멍을 더 확실하게 형성할 수 있다. 관통 구멍 시트로서, 예를 들어 일본 특허 공개 제2012-20279호 공보에 개시된 시트를 사용할 수 있다. 단, 시트에 대한 발액 처리는 이루어져 있어도 되고, 그렇지 않아도 된다.
지지층(3)의 재료와 형태는 임의로 조합할 수 있다.
지지층(3)은, 바람직하게는 메쉬 또는 네트이고, 특히 바람직하게는 메쉬이다. 메쉬 및 네트는, 100㎛ 미만의 두께에 있어서, 강도의 유지에 적합하다. 이 때문에, 메쉬 또는 네트인 지지층(3)을 구비하는 방수 통음 부재(1)에서는, 수압에 의한 방수 통음막(2)의 변형 및 영구 변형을 더 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 지지층(3)이 메쉬 또는 네트인 경우, 방수 통음 부재(1)로서의 강성 및 취급성을 향상시킬 수 있다. 그 중에서도, 메쉬는, 방수 통음 부재(1)의 통음 특성의 개선에 적합하다.
메쉬인 지지층(3)의 단위 면적당 중량은, PET 등의 수지로 골격이 구성되는 경우, 예를 들어 25 내지 70g/㎡이다. 단위 면적당 중량의 하한은, 30g/㎡ 이상, 35g/㎡ 이상, 나아가 38g/㎡ 이상이어도 된다. 단위 면적당 중량의 상한은, 60g/㎡ 이하, 55g/㎡ 이하, 나아가 45g/㎡ 이하여도 된다. 메쉬인 지지층(3)의 단위 면적당 중량은, 스테인리스 등의 금속으로 골격이 구성되는 경우, 예를 들어 30 내지 140g/㎡이다. 단위 면적당 중량의 하한은, 35g/㎡ 이상, 50g/㎡ 이상, 60g/㎡ 이상, 나아가 70g/㎡ 이상이어도 된다. 단위 면적당 중량의 상한은, 130g/㎡ 이하, 120g/㎡ 이하, 나아가 115g/㎡ 이하여도 된다.
방수 통음막(2)은, 소리의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 막인 한 한정되지 않는다. 공지인 각종 방수 통음막을 방수 통음막(2)에 사용할 수 있다. 방수 통음막(2)에는, 발액 처리 또는 발유 처리가 이루어져 있어도 된다.
방수 통음막(2)은, PET 등의 폴리에스테르; 폴리카르보네이트; 폴리에틸렌; 폴리이미드; PTFE 등의 수지로 구성될 수 있다. 방수 통음막(2)의 재료로서는, PTFE가 적합하다. PTFE에 의해 구성되는 막(PTFE막)은, 질량과 강도의 밸런스가 양호하다.
PTFE막은, PTFE 입자를 포함하는 페이스트 압출물 또는 캐스트막을 연신하여 형성한 다공질막(PTFE 다공질막)일 수 있다. PTFE막은 소성되어 있어도 된다.
방수 통음 부재(1)를 설치한 전자 기기가, 더 높은 수압에 노출되는 것이 상정되는 경우, PTFE막은, 바람직하게는 PTFE 미다공막 또는 PTFE 무공막이다. PTFE 미다공막 및 PTFE 무공막은, 높은 내수압을 가질 수 있음과 함께, 수압에 의한 변형의 정도가 작다.
본 명세서에 있어서, PTFE 미다공막은, 두께 방향의 통기도가, 일본 공업 규격(이하, 「JIS」라고 기재함) L1096에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준거하여 측정한 공기 투과도(걸리 통기도)에서 20초/100mL 이상 1만초/100mL 이하의 막을 의미한다. PTFE 미다공막에 있어서의 걸리 통기도의 하한은 30초/100mL를 초과해도 되고, 40초/100mL 이상, 50초/100mL 이상, 나아가 70초/100mL 이상이어도 된다. PTFE 미다공막에 있어서의 걸리 통기도의 상한은, 5000초/100mL 이하, 1000초/100mL 이하, 나아가 300초/100mL 이하여도 된다. 본 명세서에 있어서, PTFE 무공막은, 두께 방향의 통기도가 상기 걸리 통기도에서 1만초/100mL를 초과하는 막을 의미한다.
또한, 방수 통음막(2)의 사이즈가, 상기 걸리형법에 있어서의 시험편의 사이즈(약 50㎜×50㎜)에 만족되지 않는 경우에도, 측정 지그의 사용에 의해, 걸리 통기도의 평가가 가능하다. 측정 지그의 일례는, 관통 구멍(직경 1㎜ 또는 2㎜의 원형의 단면을 가짐)이 중앙에 마련된, 두께 2㎜, 직경 47㎜의 폴리카르보네이트제 원판이다. 이 측정 지그를 사용한 걸리 통기도의 측정은, 이하와 같이 실시할 수 있다.
측정 지그의 관통 구멍의 개구를 덮도록, 당해 지그의 한쪽 면에 평가 대상인 방수 통음막을 고정한다. 고정은, 걸리 통기도의 측정 중, 개구 및 평가 대상인 방수 통음막의 유효 시험부(고정한 방수 통음막의 주면에 수직인 방향에서 보아 개구와 중복되는 부분)만을 공기가 통과하고, 또한 방수 통음막의 유효 시험부에 있어서의 공기의 통과를 고정 부분이 저해되지 않도록 행한다. 방수 통음막의 고정에는, 개구의 형상과 일치한 형상을 갖는 통기구가 중심부에 펀칭된 양면 점착 테이프를 이용할 수 있다. 양면 점착 테이프는, 통기구의 주위와 개구의 주위가 일치하도록 측정 지그와 방수 통음막 사이에 배치하면 된다. 이어서, 방수 통음막을 고정한 측정 지그를, 방수 통음막의 고정면이 측정 시의 공기류의 하류측으로 되도록 걸리형 통기성 시험기에 세트하고, 100mL의 공기가 방수 통음막을 통과하는 시간 t1을 측정한다. 이어서, 측정한 시간 t1을, JIS L1096의 통기성 측정 B법(걸리형법)에 정해진 유효 시험 면적 642[㎟]당의 값 t에, 식 t＝{(t1)×(방수 통음막의 유효 시험부의 면적[㎟])/642[㎟]}에 의해 환산하여, 얻어진 환산값 t를, 방수 통음막의 걸리 통기도라고 할 수 있다. 상기 원판을 측정 지그로서 사용하는 경우, 방수 통음막의 유효 시험부의 면적은, 관통 구멍의 단면의 면적이다.
수중에서의 전자 기기의 사용 또는 장착 등에 의해 하우징의 온도가 저하된 때에, 하우징의 내부에 결로가 발생하는 경우가 있다. 결로의 발생은, 하우징의 내부에 체류하는 수증기의 양을 줄임으로써 방지할 수 있다. 방수 통음막(2)이 PTFE 무공막인 경우, 방수 통음막(2)을 통한 하우징의 내부로의 수증기의 침입이 저지된다. 이 때문에, 방수 통음막(2)으로서 PTFE 무공막을 선택함으로써, 하우징의 내부에 체류하는 수증기의 양을 저감시킬 수 있어, 하우징의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 방수 통음막(2)을 통한 하우징의 내부로의 수증기의 침입이 없어도, 하우징의 내부에 있어서의 수증기의 체류를 피할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리카르보네이트(PC) 등의 흡습성을 갖는 수지로 하우징이 구성되는 경우이다. 흡습성을 갖는 수지로 구성된 하우징에서는, 하우징 자신이 흡수한 외부의 수증기가, 하우징 내의 열원으로부터의 열에 의해 하우징의 내부로 방출되고, 그대로 체류하는 경향이 있다. 이 경우, 하우징의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지하기 위해서는, 하우징의 내부에 체류된 수증기를 외부로 방출 가능한 방수 통음막(2)을 선택하는 것이 바람직하다. 선택 가능한 방수 통음막(2)의 일례는, PTFE 미다공막이다. 방수 통음막(2)이 PTFE 미다공막이면, 높은 방수성이 달성되면서도, 체류된 수증기를 당해 막(2)의 적당한 통기성에 의해 외부로 배출하는 것이 가능해져, 하우징의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다.
PTFE 미다공막인 방수 통음막(2)의 평균 구멍 직경은, 예를 들어 0.01 내지 1㎛이다. PTFE 미다공막인 방수 통음막(2)의 기공률은, 예를 들어 5 내지 50％이다. PTFE막의 평균 구멍 직경은, ASTM(미국 시험 재료 협회) F316-86에 준거하여 측정할 수 있다. PTFE막의 기공률은, 당해 막의 질량, 두께, 면적(주면의 면적) 및 진밀도를 하기의 식에 대입하여 산출할 수 있다. 또한, PTFE의 진밀도는 2.18g/㎤이다.
기공률(％)＝{1－(질량[g]/두께[㎝]×면적[㎠]×진밀도[2.18g/㎤]))}×100
방수 통음막(2)의 두께는, 예를 들어 1 내지 50㎛이다. 방수 통음막(2)의 두께는, 3 내지 30㎛, 5 내지 20㎛여도 된다. 방수 통음막(2)의 두께가 이것들의 범위에 있는 경우, 방수 통음막(2)의 방수성 및 통음 특성을 밸런스 좋게 향상시킬 수 있다.
방수 통음막(2)의 면 밀도는, 예를 들어 1 내지 30g/㎡이다. 방수 통음막(2)의 면 밀도는, 1 내지 25g/㎡여도 된다. 면 밀도는, 방수 통음막(2)의 질량을 면적(주면의 면적)으로 나누어 산출할 수 있다.
방수 통음막(2)의 방수성은, 내수압(한계 내수압)에 의해 평가할 수 있다. 방수 통음막(2)의 내수압은, 예를 들어 80㎪ 이상이다. 방수 통음막(2)의 내수압은, 100㎪ 이상, 300㎪ 이상, 500㎪ 이상, 600㎪ 이상, 700㎪ 이상, 750㎪ 이상, 800㎪ 이상, 900㎪ 이상, 나아가 1000㎪ 이상이어도 된다. 내수압의 상한은 한정되지 않고, 예를 들어 2000㎪ 이하이다. 방수 통음막(2)의 내수압은, 측정 지그를 사용하여, JIS L1092의 내수도 시험 A법(저수압법) 또는 B법(고수압법)에 준거하여, 이하와 같이 측정할 수 있다.
측정 지그의 일례는, 직경 1㎜의 관통 구멍(원형의 단면을 가짐)이 중앙에 마련된, 직경 47㎜의 스테인리스제 원판이다. 이 원판은, 내수압을 측정할 때에 가해지는 수압에 의해 변형되지 않는 두께를 갖는다. 이 측정 지그를 사용한 내수압의 측정은, 이하와 같이 실시할 수 있다.
측정 지그의 관통 구멍의 개구를 덮도록, 당해 지그의 한쪽 면에 평가 대상인 방수 통음막을 고정한다. 고정은, 내수압의 측정 중, 막의 고정 부분으로부터 물이 누설되지 않도록 행한다. 방수 통음막의 고정에는, 개구의 형상과 일치한 형상을 갖는 통수구가 중심부에 펀칭된 양면 점착 테이프를 이용할 수 있다. 양면 점착 테이프는, 통수구의 주위와 개구의 주위가 일치하도록 측정 지그와 방수 통음막 사이에 배치하면 된다. 이어서, 방수 통음막을 고정한 측정 지그를, 방수 통음막의 고정면과는 반대측의 면이 측정 시의 수압 인가면으로 되도록 시험 장치에 세트하고, JIS L1092의 내수도 시험 A법(저수압법) 또는 B법(고수압법)에 따라 내수압을 측정한다. 단, 내수압은, 방수 통음막의 막면의 1개소로부터 물이 나온 때의 수압에 기초하여 측정한다. 측정한 내수압을, 방수 통음막의 내수압으로 할 수 있다. 시험 장치에는, JIS L1092에 예시되어 있는 내수도 시험 장치와 동일한 구성을 가짐과 함께, 상기 측정 지그를 세트 가능한 시험편 설치 구조를 갖는 장치를 사용할 수 있다.
방수 통음막(2)의 통음 특성은, 1㎑에서의 삽입 손실(주파수 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실)에 의해 평가할 수 있다. 방수 통음막(2)의 1㎑에서의 삽입 손실은, 당해 막의 통음 영역의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 17㏈ 이하이고, 13㏈ 이하, 10㏈ 이하, 8㏈ 이하, 7㏈ 이하, 나아가 6㏈ 이하일 수 있다.
방수 통음막(2)의 통음 특성은, 200㎐에서의 삽입 손실(주파수 200㎐의 소리에 대한 삽입 손실)에 의해서도 평가할 수 있다. 방수 통음막(2)의 200㎐에서의 삽입 손실은, 당해 막의 통음 영역의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 13㏈ 이하이고, 11㏈ 이하, 10㏈ 이하, 나아가 8㏈ 이하일 수 있다.
방수 통음막(2)에 대하여, 수압에 기인하는 통음 특성의 저하의 정도는, 수압 유지 시험의 전후에 있어서의 방수 통음막(2)의 삽입 손실로부터 구한 통음 특성 저하율(삽입 손실 변화율)에 의해 평가할 수 있다. 수압 유지 시험은, 일정한 수압을 일정한 시간(수압 인가 시간)에 걸쳐서 방수 통음막에 가하는 시험이다. 수압 유지 시험은, 방수 통음막의 내수압을 측정하기 위한 상기 측정 지그 및 내수도 시험 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 더 구체적으로는, 내수압을 측정하는 경우와 마찬가지로 방수 통음막을 고정한 측정 지그를, 방수 통음막의 고정면과는 반대측의 면이 수압 인가면으로 되도록 시험 장치에 세트하고, 일정한 수압을 일정한 시간에 걸쳐서 방수 통음막에 가하면 된다. 시험 중에 방수 통음막에 누수가 발생하는지 여부를 평가하는 경우는, 방수 통음막의 막면의 1개소로부터 물이 나오면 「누수 있음」이라고 판정한다. 시험 시에 방수 통음막에 가하는 수압은 한정되지 않고, 예를 들어 50㎪ 내지 1000㎪이다. 수압 인가 시간은, 예를 들어 10분 내지 30분이다. 통음 특성 저하율은, 이하의 식에 의해 구할 수 있다. 이하의 식에 있어서의 L1은, 시험 전의 방수 통음막의 삽입 손실(예를 들어, 1㎑에서의 삽입 손실)이고, L2는, 시험 후의 방수 통음막의 삽입 손실(예를 들어, 1㎑에서의 삽입 손실)이다.
통음 특성 저하율(％)＝(L2－L1)/L1×100
수압 유지 시험(수압 500㎪, 수압 인가 시간 10분)의 전후에 있어서의 삽입 손실로부터 구한 방수 통음막(2)의 통음 특성 저하율(1㎑에서의 삽입 손실에 기초하여 산출)은, 예를 들어 50％ 이하이고, 40％ 이하, 30％ 이하, 나아가 25％ 이하일 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서, 방수 통음막(2)은 단층의 막이다. 방수 통음막(2)은, 2 이상의 막의 적층체여도 된다. 방수 통음막(2)은, 2 이상의 PTFE막의 적층체일 수 있다.
방수 통음막(2)은 착색된 막이어도 된다. 방수 통음막(2)은, 예를 들어 회색 또는 흑색으로 착색되어 있어도 된다. 회색 또는 흑색의 방수 통음막(2)은, 예를 들어 막을 구성하는 재료에 회색 또는 흑색의 착색제를 혼합하여 형성할 수 있다. 흑색의 착색제는, 예를 들어 카본 블랙이다. 또한, JIS Z8721에 정해진 「무채색의 명도 NV」에 의해 나타내어 1 내지 4의 범위에 있는 색을 「흑색」이라고, 5 내지 8의 범위에 있는 색을 「회색」이라고, 각각 정할 수 있다.
접합부(6)의 구성은, 접합 영역(5) 및 비접합 영역(4)을 형성 가능한 한, 한정되지 않는다. 접합부(6)는, 예를 들어 점착제층 또는 접착제층이다. 점착제층 또는 접착제층인 접합부(6)는, 예를 들어 공지의 점착제 또는 접착제를 방수 통음막(2)의 표면에 도포하여 형성할 수 있다. 접합부(6)는, 양면 점착 테이프로 구성되어 있어도 된다. 즉, 접합 영역(5)에 있어서, 양면 점착 테이프에 의해 방수 통음막(2)과 지지층(3)이 접합되어 있어도 된다. 접합부(6)가 양면 점착 테이프로 구성되는 경우, 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 접합이 더 확실해져, 방수 통음 부재(1)의 방수성을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 비접합 영역(4)에 있어서의 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 이격 거리의 제어가 더 용이해진다.
접합부(6)를 구성하는 양면 점착 테이프에는, 공지의 양면 점착 테이프를 사용할 수 있다. 양면 점착 테이프의 기재는, 예를 들어 수지의 필름, 부직포, 또는 폼이다. 기재에 사용할 수 있는 수지는 한정되지 않고, 예를 들어 폴리에스테르(PET 등), 폴리올레핀(폴리에틸렌 등), 폴리이미드이다. 양면 점착 테이프의 점착제층에는, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등의 각종 점착제를 사용할 수 있다. 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 접합력을 향상시킬 수 있는 점에서, 아크릴계 점착제를 점착제층에 사용하는 것이 바람직하다. 양면 점착 테이프는, 열 접착 테이프여도 된다.
접합부(6)의 두께는, 예를 들어 200㎛ 이하이다. 접합부(6)의 두께는, 150㎛ 이하, 130㎛ 이하, 100㎛ 이하, 100㎛ 미만, 나아가 80㎛ 이하여도 된다. 접합부(6)의 두께의 하한은 한정되지 않고, 예를 들어 5㎛ 이상이고, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 나아가 30㎛ 이상이어도 된다. 접합부(6)의 두께가 이들 범위에 있는 경우, 비접합 영역(4)에 있어서의 방수 통음막(2)과 지지층(3)의 이격 거리를 상술한 바람직한 범위로 제어하여, 수압에 의한 방수 통음막(2)의 변형 및 영구 변형을 더 확실하게 억제할 수 있다.
방수 통음 부재(1)는, 전자 기기의 하우징과, 하우징 내에 수용된 음성 변환기 사이에 배치할 수 있다. 방수 통음 부재(1)는, 통상, 외부 통음구를 덮도록, 하우징의 내벽면에 고정된다. 또한, 방수 통음 부재(1)는, 음성 변환기의 하우징, 또는 음성 변환기를 갖는 기판의 표면에, 내부 통음구를 덮도록 고정할 수 있다. 고정 상태에 있어서의 외부 통음구 및 내부 통음구와, 방수 통음 부재(1)의 비접합 영역(4)의 위치 관계는, 외부와 음성 변환기 사이에서 음성을 전달할 수 있는 한 한정되지 않는다. 고정 상태에 있어서의 외부 통음구 및 내부 통음구와 비접합 영역(4)은, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 서로 중복되어 있어도 된다.
하우징 및 음성 변환기에 대한 방수 통음 부재(1)의 고정 방법은 한정되지 않는다. 가열 용착, 초음파 용착, 레이저 용착 등의 각종 용착, 또는 점착제, 접착제 등을 사용한 접착에 의해, 하우징 및/또는 음성 변환기에 방수 통음 부재(1)를 고정할 수 있다. 점착제층, 접착제층, 또는 양면 점착 테이프로 구성되는 고정부에 의해 방수 통음 부재(1)를 고정하는 것도 가능하다. 그 중에서도, 양면 점착 테이프로 고정부가 구성되는 경우에, 하우징 및 음성 변환기에 대하여 방수 통음 부재(1)를 더 확실하게 고정할 수 있다. 고정부를 구성하는 양면 점착 테이프에는, 접합부(6)의 설명에 있어서 상술한 양면 점착 테이프를 사용할 수 있다. 하우징 및 음성 변환기의 양쪽에 고정된 방수 통음 부재(1)에 대하여, 하우징에 대한 고정 방법과 음성 변환기에 대한 고정 방법은, 동일해도 되고 달라도 된다.
도 2에, 고정부(7A)를 더 구비하는 본 발명의 방수 통음 부재의 일례를 도시한다. 도 2에 도시하는 방수 통음 부재(1)에서는, 방수 통음막(2)에 있어서의 지지층(3)과의 접합면과는 반대측의 면에 고정부(7A)가 배치되어 있다. 고정부(7A)는, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 방수 통음막(2)의 주연부의 영역을 포함한다. 고정부(7A)는, 상기 수직인 방향에서 보아, 접합 영역(5)과 동일한 형상을 갖는다. 고정부(7A)는, 상기 수직인 방향에서 보아, 비접합 영역(4)에 대응하는 형상의 개구부(8)를 갖고 있다. 소리는, 주로, 고정부(7A)의 개구부(8)로 전해진다. 개구부(8)는, 방수 통음막(2) 및 방수 통음 부재(1)의 통음 영역이다. 개구부(8)는, 상기 수직인 방향에서 보아, 비접합 영역(4)과 일치하고 있다. 도 2에 도시하는 방수 통음 부재(1)는, 고정부(7A)에 의해, 하우징에 대한 고정이 가능하다. 고정부(7A)의 개구부(8)의 형상은, 하우징의 외부 통음구의 형상과 동일해도 된다. 이때, 방수 통음 부재(1)는, 상기 수직인 방향에서 보아 개구부(8)의 주위와 외부 통음구의 주위가 일치하도록 하우징에 고정할 수 있다.
도 3에, 고정부(7A)를 더 구비하는 본 발명의 방수 통음 부재의 다른 일례를 도시한다. 도 3에 도시하는 방수 통음 부재(1)는, 고정부(7A)의 형상이 다른 것 이외에, 도 2에 도시하는 방수 통음 부재(1)와 동일하다. 도 3에 도시하는 방수 통음 부재(1)의 고정부(7A)는, 상기 수직인 방향에서 보아, 비접합 영역(4)보다도 크고, 또한 비접합 영역(4)과 중복되는(보다 구체적으로는, 비접합 영역(4)을 내포함) 개구부(8)를 갖고 있다. 도 3에 도시하는 방수 통음 부재(1)에 있어서도, 고정부(7A)의 개구부(8)의 형상은, 하우징의 외부 통음구의 형상과 동일해도 된다. 도 3에 도시하는 방수 통음 부재(1)에서는, 외부 통음구의 면적에 비해 비접합 영역(4)의 면적을 작게 하는 것이 가능하다. 이 때문에, 방수 통음 부재(1)를 고정한 전자 기기의 방수 성능을 더 높일 수 있다.
도 4에, 고정부(7B)를 더 구비하는 본 발명의 방수 통음 부재의 일례를 도시한다. 도 4에 도시하는 방수 통음 부재(1)에서는, 지지층(3)에 있어서의 방수 통음막(2)과의 접합면과는 반대측의 면에 고정부(7B)가 배치되어 있다. 고정부(7B)는, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 도 2 또는 도 3에 도시하는 고정부(7A)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 도 4에 도시하는 방수 통음 부재(1)는, 고정부(7B)에 의해, 음성 변환기에 대한 고정이 가능하다.
도 5에, 고정부(7A, 7B)를 더 구비하는 본 발명의 방수 통음 부재의 일례를 도시한다. 도 5에 도시하는 방수 통음 부재(1)에서는, 방수 통음막(2)에 있어서의 지지층(3)과의 접합면과는 반대측의 면에 고정부(7A)가 배치되어 있다. 또한, 지지층(3)에 있어서의 방수 통음막(2)과의 접합면과는 반대측의 면에 고정부(7B)가 배치되어 있다. 고정부(7A 및 7B)는, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 도 2 또는 도 3에 도시하는 고정부(7A)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 고정부(7A)의 형상과 고정부(7B)의 형상은, 동일해도 되고 달라도 된다. 도 5에 도시하는 방수 통음 부재(1)는, 고정부(7A)에 의해 하우징에 대한 고정이, 고정부(7B)에 의해 음성 변환기에 대한 고정이 각각 가능하다.
고정부(7A, 7B)의 형상은, 상기 각 예에 한정되지 않는다. 단, 고정부(7A, 7B)의 개구부(8)를 주로 하여 소리가 전해지는 점에서, 고정부(7A, 7B)는, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 접합 영역(5)에 수렴되는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 고정부(7A 및/또는 7B)를 더 구비하는 방수 통음 부재(1)의 두께는, 당해 고정부의 두께를 포함하여 정해진다.
본 발명의 방수 통음 부재는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 상술한 것 이외의 임의의 층 및/또는 부재를 구비할 수 있다.
방수 통음 부재(1)의 방수성은, 내수압(한계 내수압)에 의해 평가할 수 있다. 방수 통음 부재(1)의 내수압은, 방수 통음막(2)의 내수압을 측정하는 상술한 방법에 따라 측정할 수 있다. 단, 측정 시의 수압은, 방수 통음막(2)의 측으로부터 방수 통음 부재(1)에 가한다. 방수 통음 부재(1)의 내수압은, 방수 통음막(2)의 내수압보다도 높아진다.
방수 통음 부재(1)의 방수성은, 수압 유지 시험에 의해서도 평가할 수 있다. 수압 유지 시험은, 방수 통음막에 대한 수압 유지 시험과 마찬가지로 실시할 수 있다. 단, 시험 시의 수압은, 방수 통음막(2)의 측으로부터 방수 통음 부재(1)에 가한다. 방수 통음 부재(1)는, 수압 60㎪ 및 수압 인가 시간 10분의 수압 유지 시험을 실시해도, 방수 통음막(2)에 누수가 발생하지 않는 부재일 수 있다. 방수 통음 부재(1)는, 수압 500㎪ 및 수압 인가 시간 10분의 수압 유지 시험을 실시해도, 방수 통음막(2)에 누수가 발생하지 않는 부재일 수 있다. 방수 통음 부재(1)는, 수압 700㎪ 및 수압 인가 시간 30분의 수압 유지 시험을 실시해도, 방수 통음막(2)에 누수가 발생하지 않는 부재일 수 있다. 방수 통음 부재(1)는, 수압 700㎪ 및 수압 인가 시간 30분의 수압 유지 시험을 각 시험 사이의 간격을 1분으로 하여 30회 반복해서 실시해도, 방수 통음막(2)에 누수가 발생하지 않는 부재일 수 있다.
방수 통음 부재(1)의 통음 특성은, 1㎑에서의 삽입 손실(주파수 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실)에 의해 평가할 수 있다. 방수 통음 부재(1)에 1㎑에서의 삽입 손실은, 비접합 영역(4)의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 17㏈ 이하이고, 13㏈ 이하, 10㏈ 이하, 9㏈ 이하, 8㏈ 이하, 7㏈ 이하, 나아가 6.5㏈ 이하일 수 있다.
방수 통음 부재(1)의 통음 특성은, 200㎐에서의 삽입 손실(주파수 200㎐의 소리에 대한 삽입 손실)에 의해서도 평가할 수 있다. 방수 통음 부재(1)에 200㎐에서의 삽입 손실은, 비접합 영역(4)의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 14㏈ 이하이고, 12㏈ 이하, 11㏈ 이하, 10㏈ 이하, 나아가 9㏈ 이하일 수 있다.
방수 통음 부재(1)의 통음 특성은, 방수 통음막(2)의 삽입 손실(지지층(3)을 배치하지 않고 측정한 방수 통음막(2) 자체의 삽입 손실)에 대한 방수 통음 부재(1)의 삽입 손실의 증분(방수 통음막 단체에 대한 증분)에 의해서도 평가할 수 있다. 증분은, 식: [삽입 손실의 증분]＝[방수 통음 부재(1)의 삽입 손실]－[방수 통음막(2)의 삽입 손실]에 의해 구할 수 있다. 방수 통음 부재(1)에 대하여, 1㎑에서의 삽입 손실의 증분은, 비접합 영역(4)의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 5㏈ 이하이고, 4㏈ 이하, 2㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1㏈ 이하일 수 있다. 방수 통음 부재(1)에 대하여, 200㎐에서의 삽입 손실의 증분은, 비접합 영역(4)의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 10㏈ 이하이고, 6㏈ 이하, 5㏈ 이하, 4㏈ 이하, 2㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1㏈ 이하일 수 있다. 지지층(3)이 메쉬인 경우에, 특히 증분을 작게 할 수 있다.
방수 통음 부재(1)에서는, 수압에 기인하는 통음 특성의 저하를 억제할 수 있다. 수압 500㎪ 및 수압 인가 시간 10분의 수압 유지 시험 후에 있어서도, 방수 통음 부재(1)는, 비접합 영역(4)의 면적이 1.8㎟일 때에, 예를 들어 11㏈ 이하의 1㎑에서의 삽입 손실을 나타낸다. 당해 삽입 손실은, 10㏈ 이하, 9㏈ 이하, 7㏈ 이하, 나아가 6.5㏈ 이하일 수 있다.
수압 유지 시험(수압 500㎪, 수압 인가 시간 10분)의 전후에 있어서의 삽입 손실로부터 구한 방수 통음 부재(1)의 통음 특성 저하율(1㎑에서의 삽입 손실에 기초하여 산출)은, 예를 들어 6.6％ 미만이고, 6.0％ 이하, 5.5％ 이하, 5.0％ 이하, 4.0％ 이하, 3.0％ 이하, 2.0％ 이하, 1.5％ 이하, 나아가 1.0％ 이하일 수 있다. 방수 통음 부재의 통음 특성 저하율은, 삽입 손실을 측정하는 대상물을 방수 통음막으로부터 방수 통음 부재로 변경하는 것 이외는, 방수 통음막의 통음 특성 저하율을 평가하는 상기 방법에 따라 평가할 수 있다.
방수 통음 부재(1)는, 예를 들어 매엽상의 베이스 필름 상에 배치한 형태, 또는 띠형의 베이스 필름 상에 배치하여 롤 또는 릴에 권회한 형태로 공급할 수 있다. 베이스 필름에 대한 방수 통음 부재(1)의 배치에는, 고정부(7A) 또는 고정부(7B)를 이용할 수 있다. 베이스 필름에 있어서의 방수 통음 부재(1)가 배치되는 면에는, 베이스 필름으로부터의 방수 통음 부재(1)의 박리를 용이하게 하는 박리층이 형성되어 있어도 된다. 베이스 필름에는, 예를 들어 고분자 필름, 종이, 금속 필름 및 이것들의 복합 필름을 사용할 수 있다. 베이스 필름 상에 방수 통음 부재(1)를 배치한 상태의 일례를 도 6에 도시한다. 도 6에 도시하는 예에서는, 베이스 필름(11) 상에 고정부(7A)를 통해 방수 통음 부재(1)가 배치되어 있다. 또한, 도 6에 도시하는 방수 통음 부재(1)는, 고정부(7B) 및 비접합 영역(4)을 보호하기 위한 세퍼레이터(12)를 고정부(7B) 상에 구비하고 있다. 방수 통음 부재(1)의 사용 시에는, 세퍼레이터(12)는 박리된다.
방수 통음 부재(1)의 용도는 한정되지 않는다. 방수 통음 부재(1)는, 통음성과 방수성의 양쪽이 필요한 용도, 예를 들어 방수 통음 구조, 방수 통음 구조를 갖는 물품 등에 사용할 수 있다. 방수 통음 부재(1)는, 전형적으로는, 음성 기능을 갖는 전자 기기에 사용된다.
도 7에, 방수 통음 부재(1)가 사용된 전자 기기의 일례를 도시한다. 도 7에 도시하는 전자 기기는, 스마트폰(20)이다. 스마트폰(20)의 하우징(22)의 내부에는, 전기 신호와 음성의 변환을 행하는 음성 변환기가 배치되어 있다. 음성 변환기는, 예를 들어 스피커, 마이크로폰이다. 하우징(22)에는, 외부 통음구인 개구(23) 및 개구(24)가 마련되어 있다.
스마트폰(20)에서는, 제1 방수 통음 부재(1)가, 개구(23)를 덮도록, 하우징(22)의 내벽면에 고정되어 있다. 또한, 제2 방수 통음 부재(1)가, 개구(24)를 덮도록, 하우징(22)의 내벽면에 고정되어 있다. 양쪽의 방수 통음 부재(1)에 대하여, 방수 통음막(2)측의 면이 개구(23 또는 24)를 통해 외부에 면하고 있다. 또한, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 각각의 방수 통음 부재(1)의 비접합 영역(4)과, 개구(23) 또는 개구(24)는 중복되어 있다.
또한, 제1 및 제2 방수 통음 부재(1)는, 각각, 하우징의 내부에 수용된 음성 변환기에 고정되어 있다(도시하지 않음). 양쪽의 방수 통음 부재(1)에 대하여, 지지층(3)측의 면이 음성 변환기에 접하고 있다. 또한, 방수 통음막(2)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 각각의 방수 통음 부재(1)의 비접합 영역(4)과, 각각의 방수 통음 부재(1)가 고정된 음성 변환기의 내부 통음구는 중복되어 있다.
음성 변환기(음성 변환부)는, 예를 들어 스피커, 마이크로폰이다. 음성 변환기는, 마이크로폰이어도 된다.
방수 통음 부재(1)를 사용할 수 있는 전자 기기는 스마트폰(20)에 한정되지 않는다. 전자 기기는, 예를 들어 스마트 시계 및 손목 밴드 등의 웨어러블 디바이스; 액션 카메라 및 방범 카메라를 포함하는 각종 카메라; 휴대 전화 및 스마트폰 등의 통신 기기; 가상 현실(VR) 기기; 확장 현실(AR) 기기; 센서 기기 등이다.
방수 통음 부재(1)는, 방수 통음막(2)이 두께 방향으로 통기성을 갖는 경우에는, 방수 통기 부재로서의 사용도 가능하다. 이때, 방수 통음막(2)은, 기체의 투과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수 통기막으로서 기능한다. 방수 통기 부재는, 하우징의 내외를 접속하는 개구(통기구)를 덮도록, 또한 방수 통기막의 측이 외부(외부 공간)에 면하도록, 하우징에 설치할 수 있다. 방수 통기막을 구비하는 방수 통기 부재에 의해, 전자 기기에 있어서의 상기 개구를 통한 하우징의 내외의 통기가 가능해지면서, 당해 개구를 통한 하우징의 내부로의 물의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 전자 기기는, 음성 변환부를 갖고 있어도 되고 없어도 된다. 또한, 방수 통기 부재를 설치한 전자 기기의 상기 개구에 수압이 가해지면, 비접합 영역(4)에 있어서 지지층(3)의 방향(외부로부터 하우징 내의 방향)으로 방수 통기막이 변형된다. 그러나, 상기 방수 통기 부재에서는, 변형된 방수 통기막과 지지층(3)의 접촉에 의해, 방수 통기막의 변형이 일정 범위로 제한되어, 방수 통기막의 파단이 방지된다. 따라서, 지지층(3)을 구비함으로써, 방수 통기 부재는, 방수 통기막 자신이 갖는 방수성(예를 들어, 한계 내수압)에 비해 높은 방수성을 가질 수 있다.
수압으로부터의 개방 후에도 방수 통기막에 남는 영구 변형은, 방수 통기 부재의 통기 특성을 저하시켜, 예를 들어 통기의 변동이 발생하거나, 방수 통기 부재로서 설계된 통기 특성으로부터의 어긋남이 발생하거나 한다. 지지층(3)은, 방수 통기막의 변형을 제한함으로써, 그 영구 변형을 완화할 수 있다. 통기의 변동 및 설계된 통기 특성으로부터의 어긋남은, 예를 들어 전자 기기가 압력 센서 등의 센서 기기인 경우에, 당해 기기의 성능에 악영향을 끼칠 우려가 있다.
또한, 비접합 영역(4)에 있어서의 지지층(3)의 두께가 100㎛ 미만인 것에 의해, 방수 통기 부재로서의 통기의 응답성을 향상시킬 수 있다. 통기의 응답성의 향상은, 전자 기기가 압력 센서 등의 센서 기기인 경우에, 특히 유리하다.
방수 통기 부재인 본 발명의 방수 부재는, 방수막이 두께 방향으로 통기성을 갖고 있는 한, 방수 통음 부재(1)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 방수 통기 부재가 구비하는 방수 통기막에는, 상기 설명한 방수 통음막(2) 중, 두께 방향으로 통기성을 갖는 것을 선택할 수 있다. 또한, 방수 통기 부재인 본 발명의 방수 부재는, 방수 통음 부재(1)와 동일한 특성을 가질 수 있다.
방수 통기 부재인 본 발명의 방수 부재에서는, 수압에 기인하는 통기 특성의 어긋남을 억제할 수 있다. 수압 유지 시험(수압 500㎪, 수압 인가 시간 10분)의 전후에 있어서의 통기 특성의 변화도는, 예를 들어 5％ 이하이고, 4％ 이하, 3％ 이하, 2％ 이하, 나아가 1％ 이하일 수 있다. 방수 통기 부재에 있어서의 통기 특성의 변화도는, 수압 유지 시험 전에 있어서의 방수 통기 부재의 통기도(방수 통기막 및 지지층(3)을 투과하는 방향의 통기도)를 AP1, 수압 유지 시험 후에 있어서의 방수 통기 부재의 통기도를 AP2로 하여, 식: |(AP2－AP1)|/AP1×100(％)에 의해 구할 수 있다. 또한, 방수 통기 부재의 통기도는, JIS P8117: 2009에 정해진 오켄식 시험기법에 준거하여, 공기 투과 저항도(단위: 초/100mL)로서 구할 수 있다. 또한, 오켄식 시험기법에 있어서의 시험편의 권장 사이즈는 50㎜×50㎜이지만, 평가 대상인 방수 통기 부재의 사이즈가 당해 권장 사이즈로 만족되지 않는 경우에도, 측정 지그의 사용에 의해, 오켄식 시험기법에 준거한 공기 투과 저항도의 평가가 가능하다.
측정 지그는, 오켄식 시험기의 투기도 측정부에 배치 가능한 형상 및 크기를 갖고, 공기 투과 저항도의 측정 시에 시험편에 가해지는 차압에 의해 변형되지 않는 두께 및 재질로 한다. 측정 지그의 일례는, 두께 2㎜, 직경 47㎜의 폴리카르보네이트제 원판이다. 측정 지그의 면 내의 중심에는, 평가 대상의 방수 통기 부재보다도 작은 사이즈의 개구를 갖는 관통 구멍을 마련해 둔다. 관통 구멍의 단면은 전형적으로는 원형이고, 평가 대상의 방수 통기 부재에 의해 관통 구멍의 개구가 완전히 덮이는 직경으로 한다. 관통 구멍의 직경으로서는, 예를 들어 1㎜ 또는 2㎜를 채용할 수 있다. 이어서, 상기 개구를 덮도록, 측정 지그의 한쪽 면에 평가 대상인 방수 통기 부재를 고정한다. 고정은, 공기 투과 저항도의 측정 중, 비접합 영역(4)만을 공기가 통과하고, 또한 비접합 영역(4)에 있어서의 공기의 통과를 고정 부분이 저해하지 않도록 행한다. 측정 지그의 측에는, 방수 통기막이 면하고 있어도 되고, 지지층(3)이 면하고 있어도 된다. 방수 통기 부재의 고정에는, 상기 개구의 형상과 일치한 형상을 갖는 통기구가 중심부에 펀칭된 양면 점착 테이프를 이용할 수 있다. 양면 점착 테이프는, 통기구의 주위와 개구의 주위가 일치하도록 측정 지그와 방수 통기 부재 사이에 배치하면 된다. 이어서, 방수 통기 부재를 고정한 측정 지그를, 당해 부재의 고정면이 측정 시의 공기류의 하류측으로 되도록 오켄식 시험기의 투기도 측정부에 세트하고, 오켄식 시험기법에 의한 시험을 실시하여, 시험기가 나타내는 공기 투과 저항도 지시값 t2를 기록한다. 이어서, 기록한 공기 투과 저항도 지시값 t2를, 오켄식 시험기법에 정해진 유효 시험 면적 6.452[㎠]당의 값 tK에, 식 tK＝{t2×(비접합 영역(4)의 면적[㎠])/6.452[㎠]}에 의해 환산하고, 얻어진 환산값 tK를, 오켄식 시험기법에 준거하여 측정한 방수 통기 부재의 공기 투과 저항도라고 할 수 있다.
방수 통기 부재인 본 발명의 방수 부재를 사용할 수 있는 전자 기기는, 예를 들어 압력 센서, 유량 센서, 기체 농도 센서(O2 센서 등)와 같은 센서 기기이다. 단, 당해 전자 기기는, 상기 예에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방수 부재는,
소리의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수 통음막과, 두께 방향의 통기성을 갖는 지지층을 구비하는 방수 통음 부재이며,
상기 부재는,
상기 방수 통음막과 상기 지지층이 접합된 접합 영역과,
상기 방수 통음막과 상기 지지층이 서로 이격된 상태에 있는 비접합 영역을
갖고,
상기 방수 통음막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 상기 비접합 영역은 상기 접합 영역에 의해 둘러싸여 있고,
상기 비접합 영역에 있어서의 상기 지지층의 두께가 100㎛ 미만인 방수 통음 부재여도 된다.
또한, 본 발명의 방수 부재는,
기체의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수 통기막과, 두께 방향의 통기성을 갖는 지지층을 구비하는 방수 통기 부재이며,
상기 부재는,
상기 방수 통기막과 상기 지지층이 접합된 접합 영역과,
상기 방수 통기막과 상기 지지층이 서로 이격된 상태에 있는 비접합 영역을
갖고,
상기 방수 통기막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 상기 비접합 영역은 상기 접합 영역에 의해 둘러싸여 있고,
상기 비접합 영역에 있어서의 상기 지지층의 두께가 100㎛ 미만인 방수 통기 부재여도 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시예에서는, 통기막으로서 사용할 수 있는 막에 대해서도, 편의상, 통음막이라고 기재한다.
(방수 통음막의 준비)
방수 통음막으로서, 이하의 통음막 A 내지 C를 준비했다.
[통음막 A]
PTFE 입자의 분산액인 PTFE 디스퍼젼(PTFE 입자의 농도 40질량％, PTFE 입자의 평균 입경 0.2㎛, PTFE 100질량부에 대하여 비이온성 계면 활성제를 6질량부 함유)에, 불소계 계면 활성제(DIC제, 메가팍 F-142D)를 PTFE 100질량부에 대하여 1질량부 더했다. 이어서, 불소계 계면 활성제를 더한 상기 PTFE 디스퍼젼의 도포막(두께 20㎛)을, 띠형의 폴리이미드 기판(두께 125㎛)의 표면에 형성했다. 도포막은, 폴리이미드 기판을 PTFE 디스퍼젼에 침지한 후, 인상함으로써 형성했다. 이어서, 기판 및 도포막의 전체를 가열하여, PTFE의 캐스트막을 형성했다. 가열은, 제1 가열(100℃, 1분)과, 그 후의 제2 가열(390℃, 1분)의 2단계로 했다. 제1 가열에 의해, 도포막에 포함되는 분산매의 제거가, 제2 가열에 의해, 도포막에 포함되는 PTFE 입자의 결착에 기초하는 캐스트막의 형성이 진행되었다. 상술한 침지 및 그 후의 가열을 다시 2회 반복한 후, 형성된 PTFE 캐스트막(두께 25㎛)을 폴리이미드 기판으로부터 박리했다.
이어서, 박리된 캐스트막을 MD 방향(길이 방향)으로 압연하고, 또한 TD 방향(폭 방향)으로 연신했다. MD 방향의 압연은, 롤 압연에 의해 실시했다. 압연의 배율(면적 배율)은 2.0배, 온도(롤 온도)는 170℃로 했다. TD 방향의 연신은, 텐터 연신기에 의해 실시했다. TD 방향의 연신의 배율은 2.0배, 온도(연신 분위기의 온도)는 300℃로 했다. 이와 같이 하여, PTFE 미다공막인 통음막 A를 얻었다.
얻어진 통음막 A의 두께는 10㎛, 면 밀도는 14.5g/㎡, 기공률은 30％, 두께 방향의 통기도는, 걸리 통기도에 의해 나타내어 100초/100mL, 내수압(한계 내수압)은 1600㎪이었다.
[통음막 B]
PTFE 파인 파우더(다이킨 고교제, F104) 100질량부와, 성형 보조제로서 n-도데칸(재팬 에너지제) 20질량부를 균일하게 혼합했다. 이어서, 얻어진 혼합물을, 실린더를 사용하여 압축한 후에 램 압출에 의해 시트로 성형하고, 또한 롤 압연에 의해 압연했다. 이어서, 얻어진 시트(두께 0.2㎜)를 150℃에서 가열하여 성형 보조제를 건조 제거하여, PTFE의 시트 성형체를 얻었다.
이어서, 얻어진 시트 성형체를, MD 방향(압연 방향)으로 연신 온도 260℃, 연신 배율 10배로 연신한 후에, TD 방향(폭 방향)으로 연신 온도 150℃, 연신 배율 15배로 연신하고, 또한 PTFE의 융점(327℃)을 초과하는 360℃에서 전체를 소성하여, PTFE 다공질막인 통음막 B를 얻었다.
얻어진 통음막 B의 두께는 4㎛, 면 밀도는 5.0g/㎡, 기공률은 90％, 두께 방향의 통기도는, 걸리 통기도에 의해 나타내어 0.9초/100mL, 내수압(한계 내수압)은 100㎪이었다.
[통음막 C]
통음막 C로서, 무공의 PET 필름(도레이제, 루미러 #5AF53)을 준비했다. 통음막 C의 두께는 4㎛, 면 밀도는 5.5g/㎡, 두께 방향의 통기도는, 걸리 통기도에 의해 나타내어 1만초/100mL 이상, 내수압(한계 내수압)은 650㎪이었다.
(지지층의 준비)
본 실시예에서는, 12종류의 방수 통음 부재(샘플 1 내지 12)를 제작했다. 각 샘플에 대하여, 이하의 지지층을 준비했다.
1. 메쉬
(1) PET의 골격을 갖는 수지 메쉬
· 샘플 1 및 12
NBC 메쉬 테크제, #420(두께 60㎛, 면 밀도 39.7g/㎡, 통기도 500㎤/(㎠·초) 이상, 선 직경 33㎛, 공간율 21％, 눈 크기 27㎛)
(2) 스테인리스의 골격을 갖는 와이어 메쉬
· 샘플 2
아사다 메쉬제, MS-250(두께 62㎛, 면 밀도 109.3g/㎡, 통기도 500㎤/(㎠·초) 이상, 선 직경 30㎛, 공간율 50％, 눈 크기 72㎛)
· 샘플 3
아사다 메쉬제, SHS-380(두께 33㎛, 면 밀도 37.2g/㎡, 통기도 500㎤/(㎠·초) 이상, 선 직경 14㎛, 공간율 62％, 눈 크기 53㎛)
· 샘플 4
아사다 메쉬제, BS-400(두께 55㎛, 면 밀도 117.6g/㎡, 통기도 370㎤/(㎠·초), 선 직경 23㎛, 공간율 41％, 눈 크기 41㎛)
· 샘플 5
아사다 메쉬제, MS-640(두께 35㎛, 면 밀도 78.2g/㎡, 통기도 260㎤/(㎠·초), 선 직경 15㎛, 공간율 39％, 눈 크기 25㎛)
· 샘플6
아사다 메쉬제, MS-730(두께 28㎛, 면 밀도 63.3g/㎡, 통기도 260㎤/(㎠·초), 선 직경 13㎛, 공간율 40％, 눈 크기 22㎛)
· 샘플 7(비교예)
Eggs(타이호 트레이딩)로부터 입수 가능한 #100(두께 200㎛, 면 밀도 480.0g/㎡, 통기도 500㎤/(㎠·초) 이상, 선 직경 80㎛, 공간율 50％, 눈 크기 175㎛)
2. 관통 구멍 시트
· 샘플 8
샘플 8의 지지층에 사용한 관통 구멍 시트는, 이하와 같이 준비했다.
두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성된 비다공질의 시판되고 있는 PET 시트(it4ip제, Track etched membrane, 두께 45㎛)를 준비했다. 당해 시트의 관통 구멍 직경은 3.0㎛, 구멍 밀도는 2.0×106개/㎠였다. 이어서, 준비한 PET 시트를, 80℃로 유지한 에칭 처리액(수산화칼륨 농도 20질량％의 수용액)에 30분 침지했다. 에칭 종료 후, 처리액으로부터 시트를 취출하고, RO수(역침투막 여과수)에 침지하여 세정한 후, 50℃의 건조 오븐에서 건조하여, 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성된 비다공질의 수지 시트를 얻었다. 얻어진 수지 시트의 관통 구멍의 직경은 5.9㎛이고, 그 중심축의 연장되는 방향에 수직인 단면의 면적은, 당해 시트의 두께 방향으로 일정했다. 구멍 밀도는, 에칭 전후에 동일했다. 이어서, 제작한 시트를, 발액 처리액에 3초 침지한 후, 상온에서 30분간 방치하여 건조시키고, 당해 시트의 표면 및 관통 구멍의 내주면에 발액층을 형성하여, 관통 구멍 시트로 했다. 발액 처리액에는, 발액제(신에쓰 가가쿠제, X-70-029C)를 희석제(신에쓰 가가쿠제, FS 시너)에 의해 희석한 용액(발액제의 농도 1.0질량％)을 사용했다.
얻어진 관통 구멍 시트의 두께는 45㎛, 면 밀도는 27.7g/㎡, 기공률은 40％, 통기도는 15.5㎤/(㎠·초), 관통 구멍의 직경은 5.9㎛였다. 또한, 이 시트에 있어서의 관통 구멍의 단면의 형상은, 당해 시트의 한쪽 주면으로부터 다른 쪽 주면에 이르기까지 일정했다.
3. 부직포
· 샘플 9
히로세 제지제, HOP15(재질 폴리에틸렌, 두께 63㎛, 면 밀도 15.2g/㎠, 통기도 500㎤/(㎠·초) 이상)
· 샘플 10(비교예)
히로세 제지제, HOP60HCF(재질 폴리에틸렌, 두께 170㎛, 면 밀도 60.0㎠, 통기도 46.0㎤/(㎠·초))
4. 폴리프로필렌의 골격을 갖는 수지 네트
· 샘플 11(비교예)
니혼 케미컬 상사로부터 입수 가능한 콘웨드 네트 X06065(두께 350㎛, 면 밀도 105.0g/㎡, 통기도 500㎤/(㎠·초) 이상, 선 직경 200㎛, 공간율 50％, 눈 크기 660㎛)
(방수 통음 부재의 제작)
준비한 방수 통음막 및 지지층을 사용하여, 이하와 같이 샘플 1 내지 12를 제작했다. 샘플 1 내지 11에는 통음막 A를, 샘플 12에는 통음막 B를, 각각 사용했다.
준비한 방수 통음막 및 지지층을 직경 5.8㎜의 원형으로 잘라냈다. 이것과는 별도로, 양면 점착 테이프 A(외경 5.8㎜ 및 내경 1.5㎜의 링상, 두께 50㎛, 닛토 덴코제 No.5605), 그리고 양면 점착 테이프 B(외경 5.8㎜ 및 내경 1.5㎜의 링상, 두께 50㎛, 닛토 덴코제 No.5605)를 준비했다.
이어서, 방수 통음막의 한쪽 주면에 양면 점착 테이프 A를, 다른 쪽 주면에 양면 점착 테이프 B를, 각각 첩부했다. 양면 점착 테이프 A 및 B는, 당해 테이프의 외주와 방수 통음막의 주위가 일치하도록, 방수 통음막에 첩부했다. 이어서, 상기 한쪽 주면 상의 양면 점착 테이프 A를 방수 통음막과 함께 끼움 지지하도록, 양면 점착 테이프 A와 지지층을 접합했다. 지지층은, 양면 점착 테이프 A의 외주와 지지층의 주위가 일치하도록, 접합했다. 이어서, 추가의 양면 점착 테이프 A를 지지층의 노출면에 첩부했다. 추가의 양면 점착 테이프 A는, 당해 테이프의 외주와 지지층의 주위가 일치하도록, 지지층에 첩부했다. 이와 같이 하여, 비접합 영역의 면적이 1.8㎟이고, 비접합 영역에 있어서의 방수 통음막과 지지층의 이격 거리가 50㎛이고, 양면 점착 테이프로 구성되는 고정부를 양쪽의 주면에 갖는 방수 통음 부재인 샘플 1 내지 12를 제작했다. 각 샘플에 대하여, 방수 통음막의 주면에 수직인 방향에서 본 접합 영역의 면적 및 비접합 영역의 면적의 합계에 차지하는 비접합 영역의 면적의 비율은 7％였다.
이어서, 샘플 1 내지 12의 제작에 사용한 방수 통음막 및 지지층의 평가 방법과, 제작한 샘플 1 내지 12의 평가 방법을 나타낸다.
[두께]
방수 통음막 및 지지층의 두께는, 다이얼 게이지에 의해 측정했다.
[면 밀도]
방수 통음막 및 지지층의 면 밀도는, 직경 48㎜의 원형으로 펀칭한 방수 통음막 또는 지지층의 질량을 측정하고, 주면의 면적 1㎡당의 질량으로 환산하여 구했다.
[기공률]
통음막의 기공률은, 상술한 방법에 의해 구했다.
[통기도]
방수 통음막의 두께 방향의 통기도는, JIS L1096에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준거하여, 공기 투과도(걸리 통기도)로서 구했다. 방수 통음막보다도 통기성이 높은 지지층의 두께 방향의 통기도는, JIS L1096에 정해진 통기성 측정 A법(프라질형법)에 준거하여 구했다.
[내수압]
방수 통음막의 내수압(한계 내수압)은, 상술한 측정 지그를 사용하여, JIS L1092의 내수도 시험 A법(저수압법) 또는 B법(고수압법)에 준거하여 측정했다.
[수압 유지 시험]
방수 통음막 및 샘플 1 내지 12에 대한 수압 유지 시험은, 상술한 방법에 의해 실시했다. 시험의 조건은, 방수 통음막의 내수압(한계 내수압)에 따라, 다음의 a 내지 c로부터 선택했다. 구체적으로는, 650㎪ 이상의 내수압을 갖는 통음막 A 및 C, 그리고 통음막 A를 구비하는 샘플 1 내지 11에 대해서는, 조건 a 및 조건 b의 수압 유지 시험을 실시했다. 100㎪ 이상의 내수압을 갖는 통음막 B 및 통음막 B를 구비하는 샘플 12에 대해서는, 조건 c 및 조건 b의 수압 유지 시험을 실시했다. 시험 중, 방수 통음막에 누수가 발생한 경우를 불가(×), 누수가 발생하지 않은 경우를 양호(○)라고 했다.
· 조건 a 수압 500㎪, 수압 인가 시간 10분
· 조건 b 수압 700㎪, 수압 인가 시간 30분, 각 시험 사이의 간격을 1분으로 하여 30회 반복
· 조건 c 수압 60㎪, 수압 인가 시간 10분
[삽입 손실]
수압 유지 시험의 실시 전 및 실시 후의 각각의 시점에 있어서, 방수 통음막 및 샘플 1 내지 12의 삽입 손실(200㎐에서의 삽입 손실 및 1㎑에서의 삽입 손실)을 측정했다. 샘플 1 내지 11, 그리고 통음막 A 및 C에 대해서는, 조건 a의 수압 유지 시험의 전후에 있어서의 삽입 손실을 측정했다. 샘플 12 및 통음막 B에 대해서는, 조건 c의 수압 유지 시험의 전후에 있어서의 삽입 손실을 측정했다. 삽입 손실은, 휴대 전화의 하우징을 모방한 모의 하우징을 사용하여, 이하의 방법에 의해 측정했다.
도 8의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 모의 하우징 중에 수용하는 스피커 유닛(65)을 제작했다. 구체적으로는, 다음과 같다. 음원인 스피커(61)(스타 세이미츠사제, SCC-16A)와, 우레탄 스펀지로 이루어지고, 스피커(61)를 수용함과 함께 스피커로부터의 음성을 불필요하게 확산시키지 않기(평가 대상인 방수 통음막 또는 방수 통음 부재 샘플을 통과하지 않고 평가용 마이크로폰에 입력하는 음성을 가능한 한 발생시키지 않기) 위한 충전재(63A, 63B, 63C)를 준비했다. 충전재(63A)에는, 직경 5㎜인 원형의 단면을 갖는 통음구(64)가 그 두께 방향으로 마련되어 있다. 충전재(63B)에는, 스피커(61)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 절결부와, 스피커 케이블(62)을 수용함과 함께 스피커 유닛(65)의 밖으로 스피커 케이블(62)을 도출하기 위한 절결부가 마련되어 있다. 이어서, 충전재(63C 및 63B)를 겹쳐서, 충전재(63B)의 절결부에 스피커(61) 및 스피커 케이블(62)을 수용했다. 이어서, 통음구(64)를 통해 스피커(61)로부터 스피커 유닛(65)의 외부로 음성이 전달되도록 충전재(63A)를 겹쳐서, 스피커 유닛(65)을 얻었다(도 8의 (b)).
이어서, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 휴대 전화의 하우징을 모방한 모의 하우징(51)(폴리스티렌제, 외형 60㎜×50㎜×28㎜)의 내부에, 상기 제작한 스피커 유닛(65)을 수용했다. 구체적으로는, 다음과 같다. 준비한 모의 하우징(51)은, 2개의 부분(51A, 51B)으로 이루어지고, 부분(51A, 51B)은 서로 끼워 맞출 수 있다. 부분(51A)에는, 내부에 수용한 스피커 유닛(65)으로부터 발해진 음성을 모의 하우징(51)의 외부로 전달하는 통음구(52)(직경 1㎜인 원형의 단면을 가짐)와, 스피커 케이블(62)을 모의 하우징(51)의 외부로 도출하는 도통 구멍(53)이 마련되어 있다. 부분(51A, 51B)을 서로 끼워 맞춤으로써, 모의 하우징(51) 내에, 통음구(52) 및 도통 구멍(53) 이외에 개구가 없는 공간이 형성된다. 제작한 스피커 유닛(65)을 부분(51B) 상에 배치한 후, 부분(51A)과 부분(51B)을 끼워 맞추어, 모의 하우징(51) 내에 스피커 유닛(65)을 수용했다. 이때, 스피커 유닛(65)의 통음구(64)와 부분(51A)의 통음구(52)를 중첩하여, 양쪽의 통음구(64, 52)를 통해 스피커(61)로부터 모의 하우징(51)의 외부로 음성이 전달되도록 했다. 스피커 케이블(62)은 도통 구멍(53)으로부터 모의 하우징(51)의 외부로 인출하고, 도통 구멍(53)은 퍼티에 의해 막았다.
이어서, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 수압 유지 시험 전 또는 시험 후의 각 샘플 83(비접합 영역의 면적 1.8㎟)을, 당해 샘플의 방수 통음막측의 고정부(양면 점착 테이프 A)에 의해, 모의 하우징(51)의 통음구(52)에 고정했다. 샘플 83은, 방수 통음막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 샘플 83의 비접합 영역의 전체가 통음구(52)의 개구 내에 위치하도록 고정했다.
이어서, 도 8의 (e)에 도시한 바와 같이, 샘플 83의 비접합 영역을 덮도록, 당해 샘플 83의 지지층측에 마이크로폰(71)(Knowles Acoustics사제, SPU0410LR5H)을 고정했다. 마이크로폰(71)은, 샘플 83의 지지층측의 고정부(추가의 양면 점착 테이프 A)에 의해 고정했다. 마이크로폰(71)을 고정한 때의 스피커(61)와 마이크로폰(71)의 거리는, 평가 대상인 방수 통음 부재 샘플의 두께에 따라 수백㎛ 변화되지만, 약 23 내지 24㎜의 범위에 있었다. 이어서, 스피커(61) 및 마이크로폰(71)을 음향 평가 장치(B&K사제, Multi-analyzer System 3560-B-030)에 접속하고, 평가 방식으로서 SSR(Solid State Response) 모드(시험 신호 20㎐ 내지 20㎑, sweep up)를 선택하여 실행하여, 샘플 83의 삽입 손실을 평가했다. 삽입 손실은, 음향 평가 장치로부터 스피커(61)에 입력된 시험 신호와, 마이크로폰(71)에서 수신된 신호로부터 자동적으로 구해진다. 샘플 83의 삽입 손실을 평가하는 데 있어서는, 샘플 83을 제거한 경우의 삽입 손실의 값(블랭크값)을 미리 구해 두었다. 블랭크값은, 주파수 1㎑에 있어서 －24㏈이었다. 샘플 83의 삽입 손실은, 음향 평가 장치에서의 측정값으로부터 이 블랭크값을 뺀 값이다. 삽입 손실의 값이 작을수록, 스피커(61)로부터 출력된 음성의 레벨(음량)이 유지되어 있게 된다.
방수 통음막의 삽입 손실을 측정하는 경우는, 이하와 같이 했다. 평가 대상인, 수압 유지 시험 전 또는 시험 후의 방수 통음막을 직경 5.8㎜의 원형으로 잘라냈다. 잘라낸 방수 통음막의 양쪽의 주면에 양면 점착 테이프 A를 각각 첩부했다. 테이프 A는, 당해 테이프의 외주와 방수 통음막의 주위가 일치하도록, 방수 통음막에 첩부했다. 이어서, 한쪽의 테이프 A에 의해, 모의 하우징(51)의 통음구(52)에 방수 통음막을 고정했다. 방수 통음막은, 당해 막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 통음 영역(양면 점착 테이프 A의 개구부에 대응하는 직경 1.5㎜의 원형 영역)의 전체가 통음구(52)의 개구 내에 위치하도록 고정했다. 이어서, 방수 통음막의 통음 영역을 덮도록 마이크로폰(71)을 고정하고, 상술한 방법에 의해, 방수 통음막의 삽입 손실을 측정했다. 마이크로폰(71)은, 다른 쪽의 테이프 A에 의해 방수 통음막에 고정했다.
[통음 특성 저하율]
방수 통음막 및 샘플 1 내지 12의 통음 특성 저하율은, 수압 유지 시험 전의 삽입 손실(1㎑에서의 삽입 손실) L1 및 수압 유지 시험 후의 삽입 손실(1㎑에서의 삽입 손실) L2로부터, 식: 통음 특성 저하율(％)＝(L2－L1)/L1×100에 의해 구했다.
[통기 특성의 변화도]
통음막 A 및 통음막 A를 구비하는 샘플 1 내지 6에 대하여, 수압 유지 시험의 실시 전 및 실시 후의 각각의 시점에 있어서, 통기도(통음막 A, 또는 통음막 A 및 지지층을 투과하는 방향의 통기도)를 측정하여, 수압 유지 시험의 전후에 있어서의 당해 샘플의 통기 특성의 변화도를 평가했다. 통기 특성의 변화도는, 수압 유지 시험 전에 있어서의 통음막 A 및 각 샘플의 통기도를 A1, 수압 유지 시험 후에 있어서의 통음막 A 및 각 샘플의 통기도를 A2로 하여, 식: |(AP2－AP1)|/AP1×100(％)에 의해 구했다. 또한, 통음막 A 및 각 샘플의 통기도는, JIS P8117: 2009에 정해진 오켄식 시험기법을 실시 가능한 압력 센서식 투기도 시험 장치(아사히 세이코제, EG02-S)에 의해, 상술한 측정 지그(직경 1㎜인 관통 구멍을 갖는 두께 2㎜, 직경 47㎜인 폴리카르보네이트제 원판)를 사용하여, 공기 투과 저항도 tK로서 구했다. 또한, 수압 유지 시험 후에 있어서의 통기도의 측정은, 시험 후, 통음막 또는 샘플을 60℃에서 1시간 건조시킨 후에 실시했다.
통음막 A 내지 C 및 샘플 1 내지 12에 대한 평가 결과를, 이하의 각 표에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
표 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 두께 100㎛ 미만의 지지층을 구비하는 샘플 1 내지 6, 8, 9 및 12에 있어서, 높은 통음 특성(낮은 삽입 손실)이 달성되었다. 또한, 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실뿐만 아니라, 200㎐의 소리에 대한 삽입 손실에 대해서도, 낮은 값이 얻어졌다. 또한, 샘플 1 내지 6, 8, 9 및 12에서는, 비접합 영역의 면적이 1.8㎟로 매우 작음에도, 낮은 삽입 손실이 달성되었다. 이들 샘플 중에서도 지지층이 메쉬인 샘플 1 내지 6에 대하여, 특히 낮은 삽입 손실이 달성되었다. 또한, 샘플 1 내지 6에서는, 통음 특성 저하율을 특히 저감시킬 수 있었다.
또한, 샘플 1 내지 6, 8, 9 및 12 중, PTFE 미다공막인 통음막 A를 방수 통음막에 사용한 샘플 1 내지 6, 8 및 9에서는, 수압 700㎪ 및 수압 인가 시간 30분의 조건에서 실시되는 수압 유지 시험을 30회 반복해도 방수 통음막에 누수가 발생하지 않는다는, 매우 높은 방수성이 달성되었다.
본 발명의 기술은, 스마트 시계 등의 웨어러블 디바이스; 각종 카메라; 휴대 전화 및 스마트폰 등의 통신 기기; 및 센서 기기와 같은 다양한 전자 기기에 적용할 수 있다.
1: 방수 통음 부재
2: 방수 통음막
3: 지지층
4: 비접합 영역
5: 접합 영역
6: 접합부
7A, 7B: 고정부
8: 개구부
11: 베이스 필름
12: 세퍼레이터
20: 스마트폰
22: 하우징
23, 24: 개구
51: 모의 하우징
51A, 51B: (모의 하우징(51)의)부분
52: 통음구
53: 도통 구멍
61: 스피커
62: 스피커 케이블
63A, 63B, 63C: 충전재
64: 통음구
65: 스피커 유닛
71: 마이크로폰
83: 샘플

Claims (12)

  1. 소리 및/또는 기체의 통과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 방수막과, 두께 방향의 통기성을 갖는 지지층을 구비하는 방수 부재이며,
    상기 부재는,
    상기 방수막과 상기 지지층이 접합된 접합 영역과,
    상기 방수막과 상기 지지층이 서로 이격된 상태에 있는 비접합 영역을
    갖고,
    상기 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 상기 비접합 영역은 상기 접합 영역에 의해 둘러싸여 있고,
    상기 비접합 영역에 있어서의 상기 지지층의 두께가 100㎛ 미만인, 방수 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지층이, 부직포, 직포, 네트, 메쉬, 또는 관통 구멍 시트인, 방수 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지층이 메쉬인, 방수 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직인 방향에서 본 상기 비접합 영역의 면적이 12㎟ 이하인, 방수 부재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직인 방향에서 본 상기 접합 영역의 면적 및 상기 비접합 영역의 면적의 합계에 차지하는 상기 비접합 영역의 면적의 비율이 20％ 이하인, 방수 부재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방수막이 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)막을 포함하는, 방수 부재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방수막의 두께 방향의 통기도가, 걸리 통기도로 나타내어 20초/100mL 이상인, 방수 부재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합 영역에 있어서, 상기 방수막과 상기 지지층이 양면 점착 테이프에 의해 접합되어 있는, 방수 부재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비접합 영역에 있어서의 상기 방수막과 상기 지지층의 이격 거리가 200㎛ 이하인, 방수 부재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방수막에 있어서의 상기 지지층과의 접합면과는 반대측의 면, 및/또는, 상기 지지층에 있어서의 상기 방수막과의 접합면과는 반대측의 면에, 상기 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보아 상기 비접합 영역을 둘러싸는 형상을 갖는 고정부가 형성되어 있는, 방수 부재.
  11. 개구를 갖는 하우징과,
    상기 개구를 막도록 상기 하우징에 설치된, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 방수 부재를 구비하고,
    상기 부재는, 상기 방수막의 측이 상기 하우징의 외부에 면하고, 상기 지지층의 측이 상기 하우징의 내부에 면하도록, 상기 하우징에 설치되어 있는, 전자 기기.
  12. 제11항에 있어서, 전기 신호와 음성의 변환을 행하는 음성 변환부가 상기 하우징에 수용되어 있고,
    상기 개구가, 상기 음성 변환부와 상기 하우징의 외부 사이에 위치하고 있는, 전자 기기.
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