TW201534131A - 防水透氣結構及防水透氣構件 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種防水透氣結構，其具備：殼體(20)：具備內部空間(22)及開口部(21)；防水透氣膜(11)：配置成堵住開口部(21)；電氣聲響轉換零件(40)：配置於內部空間(22)；第1雙面黏著帶(31)：將殼體(20)之內面與防水透氣膜(11)之表面的周緣部直接接合；及第2雙面黏著帶(32)：將防水透氣膜(11)之相反側之表面的周緣部與零件(40)直接接合，且防水透氣膜(11)之耐水壓為50kPa以上，第1雙面黏著帶(31)之基材為發泡體。較佳為使於非壓縮狀態下測得之防水透氣膜(11)、第1及第2雙面黏著帶(31)、(32)之厚度的合計大於殼體(20)內面與零件(40)之間的距離L，且於發泡體於厚度方向被壓縮之狀態下進行配置。
Description
本發明係關於一種防水透氣結構、及適合實現該防水透氣結構之防水透氣構件。
對於行動電話、智慧型手機、筆記型電腦等攜帶用電子機器之殼體而言，為了確保殼體內外之透氣而設置有開口部。開口部係消除伴隨著殼體內外之溫度差而產生之壓力差，進一步確保配置有麥克風、揚聲器等電氣聲響轉換零件之殼體之內部與外部之間的通音性。為了防止水向殼體之內部之滲入，於開口部配置防水透氣膜之情況增多。關於防水透氣膜，典型而言，係經延伸且經多孔化之PTFE膜(延伸PTFE多孔質膜)。
亦已知有一種防水透氣構件，其為了使向開口部之安裝變容易而預先將防水透氣膜與固定用構件一體化。作為固定用構件，例如可使用可貼附於防水透氣膜之周緣部之雙面黏著帶(例如專利文獻1；於專利文獻1中表述為雙面接著帶)。於專利文獻1中揭示有一種組件，其具備：以挾入延伸PTFE多孔質膜之方式接合之一對雙面黏著帶、與接合於一雙面黏著帶之聲響襯墊。作為聲響襯墊之材料，可使用聚矽氧泡沫等發泡體。
[專利文獻1]日本特表2003-503991號公報
雙面黏著帶係較薄且相對廉價之固定用構件。然而，對於將以雙面黏著帶為固定用構件之防水透氣構件安裝於殼體而構成之防水透氣結構而言，存在如下問題：其耐水性限於下述程度，即大幅低於基於防水透氣膜本身之耐水性之預計。尤其是於使用耐水性優異之防水透氣膜之情形時，防水透氣膜本身之耐水性與防水透氣結構之耐水性之背離擴大。又，關於聲響襯墊，雖其於消除結構振動等，且使聲響能量集中於開口部上有用，但就製造成本上之理由而言，較理想為排除聲響襯墊。
因此，本發明之目的在於提供一種雖使用雙面黏著帶，但防水透氣膜原本所具有之高耐水性容易表現，而且無需聲響襯墊之防水透氣結構。又，本發明之另一目的在於提供一種適合實現該防水透氣結構之防水透氣構件。
本發明提供一種防水透氣結構，其具備：殼體：具備內部空間、及將上述內部空間與外部空間連通之開口部；防水透氣膜：配置成堵住上述開口部；及電氣聲響轉換零件：配置於上述內部空間，進一步具備：第1雙面黏著帶：將上述殼體之內面與上述防水透氣膜之表面的周緣部直接接合；及第2雙面黏著帶：將上述防水透氣膜之和上述表面為相反側之表面的周緣部與上述電氣聲響轉換零件直接接合，且藉由日本工業標準(JIS)L1092高水壓法而測得之上述防水透氣膜之耐水壓為50kPa以上，上述第1雙面黏著帶之基材為發泡體。
又，本發明提供一種防水透氣構件，其具備：
防水透氣膜；第1雙面黏著帶：接合於上述防水透氣膜之表面的周緣部；及第2雙面黏著帶：接合於上述防水透氣膜之和上述表面為相反側之表面的周緣部，且上述第1雙面黏著帶之基材為發泡體。
於以雙面黏著帶為固定用構件之防水透氣結構中，若向耐水性優異之防水透氣膜施加水壓，則於水自防水透氣膜漏出前，水自雙面黏著帶與殼體之間滲入。然而，根據本發明之防水透氣結構，而抑制水自雙面黏著帶與殼體之間之滲入，從而防水透氣膜之高耐水性變得容易發揮。又，根據本發明之防水透氣結構，使用發泡體作為雙面黏著帶之基材，因此即便省略聲響襯墊亦可減少由結構振動等引起之聲響能量之損失。
11‧‧‧防水透氣膜
20‧‧‧殼體
21‧‧‧開口部
22‧‧‧內部空間
30‧‧‧固定用構件
31、32‧‧‧雙面黏著帶(雙面膠帶)
40‧‧‧電氣聲響轉換零件(聲響零件)
50、51‧‧‧防水透氣構件
71、72‧‧‧基材
81、82‧‧‧黏著劑
100‧‧‧防水透氣結構
圖1係表示本發明之防水透氣結構之一例之剖面圖。
圖2係圖1所示之防水透氣結構所使用之防水透氣構件之斜視圖。
圖3係圖1所示之防水透氣結構所使用之防水透氣構件之剖面圖。
圖4係表示實施例中所實施之耐水試驗之裝置之構成的剖面圖。
圖5係表示比較例中所實施之耐水試驗之裝置之構成的剖面圖。
圖6係表示參考例中所實施之耐水試驗之裝置之構成的剖面圖。
以下，針對本發明之實施形態，一面參照圖式一面進行說明。
圖1所示之防水透氣結構100具備：具有開口部21之殼體20、與配置成堵住開口部21之防水透氣膜11。殼體20之內部空間22與外部空間係經由被防水透氣膜11堵住之開口部21而連通，通過開口部21之
氣體係透過防水透氣膜11而向殼體20之內部空間22侵入，或者向外部空間排出。
防水透氣膜11具備延伸聚四氟乙烯(PTFE)多孔質膜。本實施形態中之防水透氣膜11係由延伸PTFE多孔質膜所構成之單層膜，但防水透氣膜11亦可為包含延伸PTFE多孔質膜之複數層之膜。即，防水透氣膜11例如於應提高耐水性時，亦可設為複數層之包含延伸PTFE多孔質膜之膜。關於亦可附加於防水透氣膜11之膜之其他例，係不織布、織布、篩網等透氣性支持材。透氣性支持材係補強防水透氣膜而提高其機械強度，以使其操作性提高。
防水透氣膜11之耐水性係由利用JIS L1092高水壓法之測定值表示，為50kPa以上，較佳為70kPa以上，更佳為100kPa以上。關於防水透氣結構100，尤其適合的是使用具有上述程度之高耐水性之防水透氣膜11時之防水結構。
於防水透氣膜11之兩面之周緣部，分別接合有雙面黏著帶(以下，表述為雙面膠帶)31、32。雙面膠帶31、32係作為防水透氣膜之固定用構件30發揮功能。第1雙面膠帶31係介存於殼體20之內面與防水透氣膜11之開口部側表面之間而將防水透氣膜11與殼體20直接接合。又，第2雙面膠帶32係介存於防水透氣膜11之開口部相反側表面與電氣聲響轉換零件(以下，表述為聲響零件)40之間而將防水透氣膜11與聲響零件40直接接合。如上所述，防水透氣膜11係藉由雙面膠帶31、32而被挾於殼體20之內面與聲響零件40之間並被固定。
聲響零件40係揚聲器、話筒、蜂鳴器所代表之電子零件，且將電氣能量與聲響能量進行轉換。聲響零件40較佳為以與殼體20之內面之距離L成為特定值之方式固定於殼體20之內部並支持防水透氣膜11。聲響零件40之固定較佳為使用並非固定用構件30(31、32)之省略圖示之其
他構件、例如直接連結於殼體之樹脂零件等支持構件而實施。但是，聲響零件40亦可以下述方式設置，即直接固定於與形成有開口部21之殼體20之壁部(圖1上方之壁部)相反側的殼體20之壁部(圖1下方之壁部)之內面上。
於圖2及圖3中表示適合實現防水透氣結構100之防水透氣構件50之一例。防水透氣構件50具備：防水透氣膜11、接合於該防水透氣膜11一表面之周緣部之第1雙面膠帶31、及接合於該防水透氣膜11另一表面之周緣部之第2雙面膠帶32。雙面膠帶31、32係被配置於防水透氣膜11之周緣區域6全域。換言之，雙面膠帶31、32係於防水透氣膜11上形成閉合之框，藉由該閉合之框而將防水透氣膜11之透氣區域5包圍。雙面膠帶31、32分別具備基材71、72與塗佈於基材之兩面之黏著劑(黏著層)81、82。再者，於圖示之形態中使用有環狀之雙面膠帶31、32，但雙面膠帶之形狀並不限定於此，例如亦可為矩形之框狀。
第1雙面膠帶31之基材71係發泡體。作為發泡體，可適當使用聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫等聚烯烴泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚胺酯泡沫、聚醯亞胺泡沫、EPDM泡沫、丙烯酸泡沫、聚矽氧泡沫等樹脂發泡體。
於圖示之形態中，於殼體20之內面與聲響零件40之間僅介存有防水透氣構件50。換言之，除構件50以外未配置聲響襯墊、間隔片等構件而減少零件數量。對於防水透氣結構100而言，作為發泡體之基材71兼具作為聲響襯墊之作用，因此，無需設置作為聲響襯墊發揮功能之專用構件。
若自殼體20之外部向防水透氣膜11施加水壓，則第1雙面膠帶31於其厚度方向被拉伸。此時，作為發泡體之基材71增加第1雙面膠帶31之厚度而一定程度吸收拉伸應力，因此欲將黏著劑81自殼體20剝離之應力減少。關於該緩衝作用，若預先將基材71於其厚度方向進行壓縮而
進行配置，則更有效地發揮上述緩衝作用。
又，於殼體20之內面存在製造上難以避免之微細凹凸。若由於該微細凹凸而殼體20與第1雙面膠帶31之接著力局部變弱，則水自該部分滲入，而變得促進第1雙面膠帶31自殼體20之剝離。然而，作為發泡體之基材71向凹凸表面之追隨性優異，因此變得不易產生接著力局部較弱之部分。關於該接著力均勻化作用，若預先以將基材71向其厚度方向進行壓縮之方式貼附第1雙面膠帶31，則更有效地發揮上述接著力均勻化作用。
為了充分獲得上述效果，作為發泡體之基材71之厚度較佳為50μm以上，尤其是為100μm以上，例如適當為100~2000μm。又，加上黏著劑81之厚度之第1雙面膠帶31之較佳厚度為100μm以上，尤其是150μm以上，例如為150~2050μm。此處，關於基材71及雙面膠帶31之厚度，要注意的是上述基材71及雙面膠帶31之厚度係基於未壓縮之狀態(配置於殼體20內前之狀態；裝入防水透氣結構100前之狀態)而記載。
關於第1雙面膠帶31之黏著劑81，其種類並無特別限制，較佳為含有使包含丙烯酸丁酯(BA)、乙酸乙酯(VA)及丙烯酸(AA)之單體群聚合而獲得之聚合物的組成物。又，尤佳為一併含有該聚合物與黏著賦予劑，具體而言，松香酯樹脂者。上述聚合物較佳為使於將BA與VA之合計重量設為100時，以重量比計，BA：VA成為92~99.5：8~0.05、尤其是成為98~99.5：2~0.05，以重量%計，相對於BA與VA之合計量，以1~5%含有AA之單體群聚合而獲得者。BA、VA、及AA之合計重量較佳為單體群整體之90重量%以上，尤其是為95重量%以上。
第2雙面膠帶32亦可與第1雙面膠帶31同樣地將其基材72設為發泡體，但使用通用之雙面膠帶足矣。通用之雙面膠帶之基材72通常為由PET等樹脂所構成之非發泡體。若使用通用之雙面膠帶，則可防止
製造成本之不必要之上升。
關於防水透氣構件50之整體之厚度T(圖3)，較佳為以大於殼體20之內面與固定於殼體20之內部空間22之聲響零件40之間的距離L(圖1)之方式設定。此處，厚度T亦基於未將構件50向其厚度方向進行壓縮之狀態而定。換言之，於該較佳形態中，將配置成防水透氣結構100前於非壓縮狀態下測得之防水透氣膜11、第1雙面黏著帶31及第2雙面黏著帶32之厚度之合計T以大於殼體20之內面與聲響零件40之間的距離L之方式設定。於該結構中，將發泡體71向其厚度方向進行壓縮而配置於殼體20內，從而作為發泡體之基材71之緩衝作用等變得更容易發揮。差量(T-L)只要適當進行調整即可，通常只要設為第1雙面膠帶31之基材71之厚度之5~50%左右、較佳為10~40%即可。
以下，藉由實施例而對本發明進一步詳細地進行說明，但本發明並不受以下之實施例限制。
製作向PTFE Fine Power(大金工業製造之F104)100重量份添加液狀潤滑劑(正癸烷)20重量份而成之膏狀之混合物，藉由膏狀擠出而成形為圓桿狀，繼而以成為厚度0.2mm之方式進行壓延而獲得PTFE片材。繼而，於150℃之乾燥爐內，自PTFE片材去除液狀潤滑劑。進一步，於280℃將PTFE片材向其長度方向延伸至5倍，進一步於130℃向其寬度方向延伸至20倍，其後，通過360℃之爐，藉此進行燒成。所製作之延伸PTFE多孔質膜之厚度為20μm，藉由JIS L1092高水壓法而測得之耐水壓為200kPa。
一方面，向具備攪拌機、回流冷卻器、溫度計、滴加裝置及氮氣導入管之反應容器投入丙烯酸(AA)2.9重量份、乙酸乙酯(VA)5重量份、丙烯酸丁酯(BA)92重量份、丙烯酸羥基乙酯(HEA)0.1重量份、以及作為聚合溶劑之乙酸乙酯30重量份及甲苯120重量份，一面導入氮氣
一面攪拌2小時。以上述方式去除聚合系統內之氧後，添加2,2'-偶氮二異丁腈(AIBN)0.2重量份，升溫至60℃，實施聚合6小時，而獲得聚合物溶液(製備黏著劑溶液)。再者，該聚合物溶液中之聚合物之固形物成分濃度為40.0重量%，聚合物之重量平均分子量為50萬。
向上述聚合物溶液，添加相對於聚合物100重量份成為10重量份之比例之松香酯樹脂(商品名「PENSEL D-125」，荒川化學工業製造，固形物成分100%)、相對於聚合物100重量份成為10重量份之比例之松香酯樹脂(商品名「Super Ester A-100」，荒川化學工業製造，固形物成分100%)、相對於聚合物100重量份成為5重量份之比例之松香酯樹脂(商品名「Foralyn 8020F」，Eastman Chemical製造，固形物成分100%)、及相對於聚合物100重量份成為15重量份之比例之萜酚樹脂(商品名「TAMANOL 803L」，荒川化學工業製造，固形物成分100%)，充分進行攪拌直至溶解。其後，向該溶液，以相對於聚合物100重量份成為2.0重量份之比例添加作為交聯劑之芳香族聚異氰酸酯(商品名「CORONATEL」，Nippon Polyurethane Industry製造，固形物成分75%)，充分進行攪拌而獲得黏著劑。
將該黏著劑塗佈於厚度100μm之聚乙烯發泡體(商品名「VOLARA XL-H#03001」，積水化學工業製造)之兩面，而獲得整體厚度為0.2mm之雙面膠帶(第1雙面膠帶)。於第1雙面膠帶形成直徑10mm之圓形之貫通孔後，使第1雙面膠帶之一面之黏著劑與延伸PTFE多孔質膜接合。
另一方面，準備雙面膠帶(日東電工製造No.532)作為第2雙面膠帶。該雙面膠帶之厚度為0.06mm，其基材為聚酯膜(非發泡體)。於第2雙面膠帶形成直徑10mm之圓形之貫通孔後，以該貫通孔隔著延伸PTFE多孔質膜成為與第1雙面膠帶之貫通孔相同位置之方式，使第2雙面膠帶之一面之黏著劑與延伸PTFE多孔質膜接合。繼而，將貼附有第1及第
2雙面膠帶之延伸PTFE多孔質膜沖裁為成為與貫通孔同心圓之直徑12mm的圓形，獲得於圓形之延伸PTFE多孔質膜之兩面沿著其外周接合有環狀雙面膠帶的防水透氣構件。
使用圖4所示之夾具，實施防水透氣構件50之耐水性試驗。測定時，將配置於防水透氣膜(延伸PTFE多孔質膜)11之兩面之第1雙面膠帶31及第2雙面膠帶32接合於測定夾具91、92的內面而支持防水透氣構件50，並且將夾具91、92之間隔L固定為0.25mm。間隔L比防水透氣構件50中之基材11及雙面膠帶31、32之厚度之合計T(0.28mm)小0.03mm，該差量(T-L)相當於第1雙面膠帶31之基材之厚度(100μm)之30%。再者，設置於各測定夾具91、92之開口部之直徑D為10mm。於耐水性試驗中，水壓設為向接合有第1雙面膠帶31之防水透氣膜11之表面施加。試驗之結果為，即便施加70kPa之水壓，亦無法確認漏水。更具體而言，於該試驗中，施加200kPa之水壓時，水透過防水透氣膜11(產生自防水透氣膜11之漏水)。
以間隔L與合計T成為相同之方式將間隔L變更為0.28mm，除此以外，以與實施例1相同之方式進行耐水性試驗。於該試驗中，施加70kPa之水壓時，產生自夾具91與雙面膠帶31之間之漏水。
於以與實施例1相同之方式製作之延伸PTFE多孔質膜之一面接合設置有直徑10mm的圓形之貫通孔之雙面膠帶(日東電工製造No.532)，進一步將延伸PTFE多孔質膜沖裁為成為與貫通孔同心圓之直徑12mm的圓形，獲得沿著圓形之延伸PTFE多孔質膜之單面之外周接合有環狀雙面膠帶之防水透氣構件。如圖5所示，將雙面膠帶35之另一面接合於上述測定夾具91之內面而固定防水透氣構件51，實施耐水性試驗，結果於施加45kPa之水
壓時，產生自夾具91與雙面膠帶35之間之漏水。
將向長度方向延伸PTFE片材時之溫度變更為330℃，且將向寬度方向進行延伸時之延伸倍率變更為10倍，除此以外，以與實施例1相同之方式製作延伸PTFE多孔質膜。所獲得之延伸PTFE多孔質膜之厚度為30μm，藉由JIS L1092高水壓法而測得之耐水壓為40kPa。
使用比較例2之延伸PTFE多孔質膜，除此以外，以與實施例1相同之方式製作防水透氣構件。
使用比較例2之防水透氣構件，除此以外，以與實施例1相同之方式進行耐水性試驗(參照圖4)。於該試驗中，施加40kPa之水壓時，產生自防水透氣膜之漏水。
以與實施例1相同之方式製作防水透氣構件50。於參考例1之耐水性試驗中，如圖6所示，向接合有第2雙面膠帶32之防水透氣膜11之表面(與實施例1中施加水壓之表面為相反側之表面)施加水壓。於該試驗中，除施加水壓之方向以外，採用與實施例1之試驗之條件相同之條件。於該試驗中，施加45kPa之水壓時，產生自夾具92與雙面膠帶32之間之漏水。
以與比較例2相同之方式製作防水透氣構件。於參考例2之耐水性試驗中，如圖6所示，向接合有第2雙面膠帶32之防水透氣膜11之表面(與比較例2中施加水壓之表面為相反側之表面)施加水壓。於該試驗中，除施加水壓之方向以外，採用與比較例2之試驗之條件相同之條件。於該試驗中，施加40kPa之水壓時，產生自防水透氣膜之漏水。
若於耐水壓試驗中提高水壓，則於實施例2中，施加70kPa之水壓時，
產生自夾具91與雙面膠帶31之間之漏水。相對於此，於實施例1中，即便施加70kPa之水壓，亦未產生自夾具91與雙面膠帶31之間之漏水。即，可獲得如下結果：與實施例2之情形相比，於實施例1之情形時，不易產生自夾具91與雙面膠帶31之間之漏水。可認為其原因在於：於實施例1中，第1雙面膠帶所包含之發泡體於厚度方向被壓縮。
對於實施例1及參考例1而言，使用包含耐水性優異之防水透氣膜之相同防水透氣結構，且除施加水壓之方向以外，於相同條件下進行耐水性試驗。對於比較例2及參考例2而言，使用包含耐水性較差之防水透氣膜之相同防水透氣結構，且除施加水壓之方向以外，於相同條件下進行耐水性試驗。若於試驗中提高水壓，則於實施例1中產生自防水透氣膜之漏水，於參考例1中產生自夾具與雙面膠帶之間之漏水。相對於此，於比較例2及參考例2中，任何情形時均產生自防水透氣膜之漏水。實施例1及參考例1之結果表示如下情況：於使用耐水性優異之防水透氣膜之情形時，作為防水透氣結構整體之耐水性依賴於防止自雙面膠帶與殼體之間之漏水的能力。相對於此，比較例2及參考例2之結果表示如下情況：於使用耐水性較差之防水透氣膜之情形時，作為防水透氣結構整體之耐水性並不依賴於防止自雙面膠帶與殼體之間之漏水的能力，不如說依賴於防水透氣膜之耐水性。即，該等結果表示如下情況：因第1雙面黏著帶之基材為發泡體而防止水自第1雙面黏著帶與殼體之間滲入的效果於使用耐水性優異之防水透氣膜之情形時得到較佳地發揮。又，根據該等結果而理解如下情況，即該效果不僅為理論上之效果，於使用現實中可使用之材料之防水透氣結構中亦為有用之效果。
Claims (5)
- 一種防水透氣結構，其具備：殼體：具備內部空間、及將該內部空間與外部空間連通之開口部；防水透氣膜：配置成堵住該開口部；及電氣聲響轉換零件：配置於該內部空間，進一步具備：第1雙面黏著帶：將該殼體之內面與該防水透氣膜之表面的周緣部直接接合；及第2雙面黏著帶：將該防水透氣膜之和該表面為相反側之表面的周緣部、與該電氣聲響轉換零件直接接合；藉由JIS L1092高水壓法而測得之該防水透氣膜的耐水壓為50kPa以上，該第1雙面黏著帶之基材為發泡體。
- 如申請專利範圍第1項之防水透氣結構，其中，於配置成該防水透氣結構前於非壓縮狀態下測得之防水透氣膜、第1雙面黏著帶及第2雙面黏著帶之厚度的合計T大於該殼體的該內面與固定於該殼體之該內部空間之該電氣聲響轉換零件之間的距離L，該發泡體於厚度方向被壓縮而配置。
- 如申請專利範圍第1或2項之防水透氣結構，其中，該第2雙面黏著帶之基材為非發泡體。
- 如申請專利範圍第1項之防水透氣結構，其中，該防水透氣膜具備延伸聚四氟乙烯多孔質膜。
- 一種防水透氣構件，其具備：防水透氣膜；第1雙面黏著帶：接合於該防水透氣膜之表面的周緣部；及 第2雙面黏著帶：接合於該防水透氣膜之和該表面為相反側之表面的周緣部；藉由JIS L1092高水壓法而測得之該防水透氣膜的耐水壓為50kPa以上，該第1雙面黏著帶之基材為發泡體。
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