(57)【要約】【課題】音響特性に優れた通音膜が容易に接合された通音構造を提供する。【解決手段】本発明の通音構造１００は、音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜１であって、エラストマーを含む不織布である支持材１２と、支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜１１とを有する通音膜１と、通音開口１２２を有するケース１２０と、を備える。通音膜１は、支持材１２がケース１２０に溶着されていることによって通音開口１２２を塞いでいる。【選択図】図４Ａ
2014123937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、エラストマーを含む不織布である支持材と、前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを有する通音膜と、
通音開口を有するケースと、を備え、
前記通音膜は、前記支持材が前記ケースに溶着されていることによって前記通音開口を塞いでいる、通音構造。
【請求項２】
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、
エラストマーを含む不織布である支持材と、
前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを備え、
前記支持材の表面が撥液剤で被覆されている、通音膜。
【請求項３】
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、
エラストマーを含む不織布である支持材と、
前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを備え、
貫通孔を有する板材の当該貫通孔を塞ぐように前記通音膜の周縁部を前記板材に接合した状態で前記板材に接合された側から前記通音膜に５０ｋＰａの水圧をかけ続けて６０分経過した時点での前記周縁部を含む平面からの前記通音膜の最大変位量をＨ１、その後大気圧状態で静置して３６０分経過した時点での前記周縁部を含む平面からの前記通音膜の最大変位量をＨ２としたとき、次式で定義される回復率Ｒが８０％以上である通音膜。
回復率Ｒ＝（１−（Ｈ２／Ｈ１））×１００
【請求項４】
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、エラストマーを含む不織布である支持材と、前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを有する通音膜と、
通音開口及び操作開口を有するフレームと、前記操作開口を塞ぐように前記フレームに取り付けられた弾性透明フィルムと、を含むケースとを備え、
前記通音膜は、前記通音開口を塞ぐように前記ケースに取り付けられている防水ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通音膜、通音膜を備えた通音構造、及び通音膜を備えた防水ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノートパソコン、電子手帳、デジタルカメラ、又はゲーム機器等の電子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子機器の筐体の内部には、スピーカー、ブザー等の発音部、又はマイクロフォン等の受音部等が配置されており、電子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、電子機器の筐体の内部に水滴等の異物が進入することを阻止するため、音の通過を許容しつつ異物の通過を阻止する通音膜が、その開口を塞ぐように配置されている。
【０００３】
通音膜としては、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」ということがある）フィルム又は超高分子ポリエチレンフィルムを多孔化したプラスチック多孔質膜が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、切断、打ち抜き、ケースへの接着等の通音膜の二次加工の容易性を考慮して、プラスチック多孔質膜に支持体が接着された通音膜が提案されている。支持体としては、ネット、不織布、及び織布が例示されている。また、特許文献１には、通音膜の通音性が低下しないように、プラスチック多孔質膜に支持体が接着され、面密度が所定の範囲である通音膜が提案されている。
【０００５】
特許文献２には、プラスチック膜と支持体とからなる積層物である防水通音膜が提案されている。支持体としては、ネット、フォームラバー、スポンジシート等の多孔体、不織布、及び織布が例示されている。
【０００６】
特許文献３には、接着層を介して筐体の通音孔を覆うように装着された防水フィルター（防水通音膜）を有する音響部品が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５３８７２号公報
【特許文献２】特開２００４−８３８１１号公報
【特許文献３】特開２０１０−４３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のいずれの特許文献においても、支持体として不織布を用いた通音膜の音響特性に関する具体的な検討はなされていない。特に、高周波領域（例えば、３０００Ｈｚ）における音響特性については何ら検討されていない。
【０００９】
本発明は、支持体として不織布を用いつつ高周波領域において良好な音響特性を示す通音膜を備えた通音構造又は防水ケースを提供することを目的とする。また、音響特性に加え、撥液性又は耐久性に優れた通音膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、エラストマーを含む不織布である支持材と、前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを有する通音膜と、
通音開口を有するケースと、を備え、
前記通音膜は、前記支持材が前記ケースに溶着されていることによって前記通音開口を塞いでいる、通音構造を提供する。
【００１１】
また、本発明は、
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、
エラストマーを含む不織布である支持材と、
前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを備え、
前記支持材の表面が撥液剤に被覆されている、通音膜を提供する。
【００１２】
また、本発明は、
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、
エラストマーを含む不織布である支持材と、
前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを備え、
貫通孔を有する板材の当該貫通孔を塞ぐように前記通音膜の周縁部を前記板材に接合した状態で前記板材に接合された側から前記通音膜に５０ｋＰａの水圧をかけ続けて６０分経過した時点での前記周縁部を含む平面からの前記通音膜の最大変位量をＨ１、その後大気圧状態で静置して３６０分経過した時点での前記周縁部を含む平面からの前記通音膜の最大変位量をＨ２としたとき、次式で定義される回復率Ｒが８０％以上である通音膜を提供する。
回復率Ｒ＝（１−（Ｈ２／Ｈ１））×１００
【００１３】
また、本発明は、
音の通過を許容しつつ異物が通過することを阻止する通音膜であって、エラストマーを含む不織布である支持材と、前記支持材に積層されポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂多孔質膜とを有する通音膜と、
通音開口及び操作開口を有するフレームと、前記操作開口を塞ぐように前記フレームに取り付けられた弾性透明フィルムと、を含むケースとを備え、
前記通音膜は、前記通音開口を塞ぐように前記ケースに取り付けられている防水ケースを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
エラストマーを含む不織布を支持材として用いた通音膜は、その他の不織布を支持材として用いた通音膜と比較して、３０００Ｈｚの音に対する挿入損失を低減できる。このため、高周波領域において良好な音響特性を示す通音膜を備えた通音構造及び防水ケースを提供できる。本発明の通音構造は、支持材がケースに溶着されていることによって通音開口が塞がれているので、通音膜とケースとの間に接着層を設ける必要がない。本発明の防水ケースによれば、防水ケースの内部に携帯電話等の電子機器を収容することによって防水が要求されるような環境で電子機器を使用することができる。また、操作開口を塞ぐようにフレームに取り付けられた弾性透明フィルムを介して電子機器を操作することができる。本発明の一態様の通音膜は、支持材の表面が撥液剤で被覆されているので撥液性に優れる。また、本発明の別の態様の通音膜は水圧によって変形しても、その後水圧から解放されるとその通音膜の変形が解消しやすい。このため、通音膜に水圧が繰り返しかかっても通音膜を続けて使用でき耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の通音膜の一の実施形態を示す断面図
【図２】本発明の通音膜の他の実施形態を示す断面図
【図３】本発明の通音部材の実施形態の一例を示す斜視図
【図４Ａ】本発明の通音構造を示す断面図
【図４Ｂ】通音膜の溶着方法を示す模式図
【図５Ａ】本発明の防水ケースの正面図
【図５Ｂ】図５Ａに示す防水ケースの背面図
【図６Ａ】図５ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図
【図６Ｂ】図５ＢのＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図７Ａ】防水ケース及び電子機器の配置を示す上方斜視図
【図７Ｂ】防水ケース及び電子機器の配置を示す下方斜視図
【図８Ａ】通音膜の最大変位量Ｈ１を模式的に説明する断面図
【図８Ｂ】通音膜の最大変位量Ｈ２を模式的に説明する断面図
【図９】通音膜の音響特性の測定手順を示す工程図
【図１０】音響特性の測定における通音膜の配置を説明する断面図
【図１１】実施例に係る通音膜の音響特性を示すグラフ
【図１２】比較例に係る通音膜の音響特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の通音膜１は、支持材１２とＰＴＦＥを主成分とする樹脂多孔質膜１１とを備えている。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。樹脂多孔質膜１１は、支持材１２に積層されている。支持材１２は、エラストマーを含む不織布で構成されている。通音膜１は、樹脂多孔質膜１１が有する多孔質構造によって、水又は粉塵等の異物が通過することを阻止し、気体を透過させる特性を有する。また、通音膜１は、音の通過を許容する。このため、通音膜１は、例えば発音部又は受音部を備えた電子機器において、その発音部又は受音部に対応する筐体の開口に配置され、その開口における通音性、防水性、及び防塵性を確保するために好適に用いられる。
【００１８】
樹脂多孔質膜１１は、例えば、ＰＴＦＥファインパウダーと成形助剤との混練物を押出し成形及び圧延によりシート状にし、成形助剤を除去して成形体のシート体を得た後、このシート体をさらに延伸することによって、作製することができる。このようにして作製した樹脂多孔質膜１１は、無数に形成されたＰＴＦＥの微細な繊維（フィブリル）同士の間の空隙を細孔とする多孔質構造を有する。樹脂多孔質膜１１の多孔質構造の平均孔径及び空孔率は、シートの延伸条件を変更することによって、調整することができる。
【００１９】
樹脂多孔質膜１１の平均孔径は、防水性又は防塵性と通音性と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。樹脂多孔質膜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、樹脂多孔質膜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でき、例えばこの規定に準拠した自動測定が可能な市販の測定装置（Porous Material社製のPerm-Porometer等）を用いて測
定できる。
【００２０】
通音性の観点から、樹脂多孔質膜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。
【００２１】
樹脂多孔質膜１１は、着色処理が施されていてもよい。樹脂多孔質膜１１の主成分はＰＴＦＥであるので、樹脂多孔質膜１１の本来の色は白色である。従って、樹脂多孔質膜１１が筐体の開口を塞ぐように配置された場合、樹脂多孔質膜１１が目立ちやすい。そこで、その筐体の色に応じて樹脂多孔質膜１１に着色処理が施されていることにより、筐体に配置された場合に目立ちにくい樹脂多孔質膜１１を実現することができる。樹脂多孔質膜１１は、例えば黒色に着色されている。
【００２２】
樹脂多孔質膜１１は、撥液処理されていてもよい。この場合、撥水性能又は撥油性能が優れた多孔質膜を実現できる。このような多孔質膜は、防水性を有する通音膜等の用途に好適である。撥液処理は、公知の方法によって実現することができる。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。
【００２３】
支持材１２は、樹脂多孔質膜１１の振動による通音メカニズムを妨げない程度に柔軟性を示せばよく、支持材１２のエラストマーは、熱可塑性エラストマーであることが望ましい。この熱可塑性エラストマーは、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＢＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）、又はアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）等である。具体的には、スチレン・ブタジエン・スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、エチレン酢酸ビニルエラストマー（ＥＶＡ）、ポリアミドエラストマー、又はポリウレタンエラストマー等を挙げることができる。支持材１２は、エラストマーからなる不織布で構成されていてもよい。支持材１２のエラストマーは、エチレン酢酸ビニルエラストマー、ポリウレタンエラストマー及びポリアミドエラストマーから選ばれる少なくとも１つを含むとよい。
【００２４】
支持材１２は例えば以下に示す方法で作製できる。離型フィルム上に加熱溶融したエラストマー材料を繊維状に塗布して不織布を形成する。離型フィルムは、エラストマー材料を塗布するための平坦な表面を提供する。離型フィルムは、特に限定されないが、シリコーン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムを用いるとよい。例えば、ＥＶＡ樹脂は、高温（１７０℃〜２００℃）、高圧（２〜５ｋｇ／ｃｍ2）で離型フィルムに吹き付けることによって塗布される。このようにエラストマー材料を塗布すれば、離型フィルム上に厚さが均一な不織布を容易に形成することができる。この不織布を離型フィルムから剥離することによって、支持材１２を得ることができる。
【００２５】
支持材１２は撥液処理されていてもよい。すなわち、支持材１２の表面は撥液剤で被覆されていてもよい。これにより、支持材１２が外部に露出するように通音膜１が配置されても、水分又は油分が通音膜に付着することを抑制できる。
【００２６】
撥液剤は特に限定されないが、撥液剤は、例えば−Ｒ1Ｃ5Ｆ10ＣＨ2Ｃ4Ｆ9又は−Ｒ2Ｃ6Ｆ13により示される直鎖状フッ素含有炭化水素基を含んでいる。Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して炭素数が１〜１２のアルキレン基又はフェニレン基である。この直鎖状フッ素含有炭化水素基として、例えば、ＣＨ2＝ＣＲ3ＣＯＯＲ1Ｃ5Ｆ10ＣＨ2Ｃ4Ｆ9、又は、ＣＨ2＝ＣＲ4ＣＯＯＲ2Ｃ6Ｆ13により示される化合物を単量体の少なくとも一部とする重合体を挙げることができる。Ｒ1及びＲ2は上述の通りであり、Ｒ3及びＲ4は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。高い撥液性が要求される場合、直鎖状フッ素含有炭化水素は、ＣＨ2＝ＣＲ3ＣＯＯＲ1Ｃ5Ｆ10ＣＨ2Ｃ4Ｆ9、又は、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＲ2Ｃ6Ｆ13により示される化合物を単量体の少なくとも一部とする重合体であることが望ましい。
【００２７】
上記の重合体は、上記の単量体のみを重合させたものであってもよいが、上記の単量体と別の単量体とを共重合させたものであってもよい。共重合させる単量体としては、各種（メタ）アクリル系単量体を挙げることができるが、これに限らず、テトラフルオロエチレン等のエチレン性不飽和結合を有する各種の単量体を用いてもよい。ただし、共重合体とする場合には、撥液性の付与に支障が生じないように、全単量体に占める上記の単量体の比率を６０モル％以上、特に９０モル％以上とすることが望ましい。上記の単量体の重合方法は、アクリル系モノマーの重合方法として公知の方法に従えばよく、溶液重合又は乳化重合により実施できる。上記の重合体の平均分子量は、特に制限されないが、数平均分子量により表示して、例えば１０００〜５００００程度である。
【００２８】
支持材１２の表面を撥液剤によって被覆する方法としては、撥液剤を溶剤に溶解した溶液に支持材１２を浸す方法、上記溶液を支持材１２に塗布し又は噴霧する方法を挙げることができる。
【００２９】
通音膜１は、上記の様にして得られた支持材１２及び樹脂多孔質膜１１を例えば加熱プレスを用いて積層することによって、得ることができる。また、撥液処理が施されていない樹脂多孔質膜１１と撥液処理が施されていない支持材１２とを積層して得られた通音膜１を、支持材１２の撥液剤として例示した撥液剤を含む溶液に浸すことによって、樹脂多孔質膜１１及び支持材１２に撥液処理を施してもよい。これにより、支持材１２の表面を撥液剤で被覆できる。通音性の観点から、通音膜１の面密度は、好ましくは５〜５０ｇ／ｍ2であり、より好ましくは５〜３０ｇ／ｍ2であり、さらに好ましくは５〜１５ｇ／ｍ2である。
【００３０】
通音膜１は、挿入損失に関し、３０００Ｈｚの音に対する挿入損失が５ｄＢ以下という音響特性を示す。このため、通音膜１は、不織布を含む支持材１２に樹脂多孔質膜１１を積層している構造であるにもかかわらず、比較的高い周波数領域において挿入損失の低い良好な音響特性を示す。ここで、挿入損失は、音が伝わる経路に通音膜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。また、通音膜１は、１０００Ｈｚの音の損入損失に対する３０００Ｈｚの音の挿入損失の比が１．０〜２．０である音響特性を示す。このため、通音膜１は、１０００Ｈｚの音及び３０００Ｈｚの音の双方に対して、同程度の挿入損失を示すことができる。通音膜１が示す１０００Ｈｚの音の損入損失に対する３０００Ｈｚの音の挿入損失の比は、好ましくは１．０〜１．５であり、より好ましくは１．０〜１．２である。さらに、通音膜１は、１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの音に対する挿入損失の最大値と最小値の差が５ｄＢ以下という音響特性を示す。このため、通音膜１は、周波数領域が１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚである音に対して、挿入損失のばらつきが少ない音響特性を示すことができる。
【００３１】
通音膜１の、次式で定義される回復率Ｒは８０％以上であることが望ましい。
回復率Ｒ＝（１−（Ｈ２／Ｈ１））×１００
【００３２】
Ｈ１は、貫通孔を有する板材の当該貫通孔を塞ぐように通音膜１の周縁部を板材に接合した状態で板材に接合された側から通音膜１に５０ｋＰａの水圧をかけ続けて６０分経過した時点での通音膜１の周縁部を含む平面からの最大変位量である。また、Ｈ２は、その後で大気圧状態で静置して３６０分経過した時点での通音膜１の周縁部を含む平面からの最大変位量である。回復率Ｒは、水圧を受けて変形した通音膜１の形状の回復しやすさを示す。通音膜１は回復率Ｒが８０％以上であるので、水圧を受けても形状が回復しやすい。このため、通音膜１は、水圧を繰り返し受けても使用できるので耐久性に優れる。通音膜１の回復率Ｒは９０％以上であることが望ましい。
【００３３】
図２に示すように、通音膜１の樹脂多孔質膜１１は、例えば２つの樹脂多孔質膜が積層された積層構造を有していてもよい。樹脂多孔質膜１１は、第１樹脂多孔質膜１１Ａと第２樹脂多孔質膜１１Ｂとの積層構造を有している。また、第１樹脂多孔質膜１１Ａ及び第２樹脂多孔質膜１１Ｂのそれぞれは、上記で説明したとおり、無数に形成されたＰＴＦＥの微細な繊維（フィブリル）同士の間の空隙を細孔とする多孔質構造を有する。第１樹脂多孔質膜１１Ａ又は第２樹脂多孔質膜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。
【００３４】
通音膜１の一方の主面を形成している第１樹脂多孔質膜１１Ａは、例えば黒色に着色されているとよい。この場合、第１樹脂多孔質膜１１Ａが筐体の外部に面するように通音膜１を電子機器の筐体の開口に配置すれば、通音膜１が目立ちにくい。通音膜１は、３層以上の樹脂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、通音膜１の一方の主面を形成している樹脂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樹脂多孔質膜１１Ａ又は第２樹脂多孔質膜１１Ｂは、撥液処理が施されていてもよい。
【００３５】
第１樹脂多孔質膜１１Ａ及び第２樹脂多孔質膜１１Ｂのそれぞれの平均孔径は、樹脂多孔質膜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樹脂多孔質膜１１Ａ及び第２樹脂多孔質膜１１Ｂのそれぞれの平均孔径は、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、複数の樹脂多孔質膜が積層されることによって構成された樹脂多孔質膜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。
【００３６】
樹脂多孔質膜１１は、図１に示すように単層構造であってもよい。この態様によれば、通音膜１の面密度を低く抑えることができる。このため、音響透過損失が小さくなるので、通音膜１の通音性がより良好となる。
【００３７】
図３に示すように、通音膜１の周縁部にリング状の補強部材１４を取り付けることによって、通音部材３を構成してもよい。この態様によれば、通音膜１を補強することができ、通音部材３の取扱いが容易になる。また、補強部材１４が筐体への取付けしろとなるので、通音膜１の筐体への取付け作業が向上する。補強部材１４の形状は、通音膜１を支持できる限り特に限定されない。補強部材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と補強部材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等を採用することができる。
【００３８】
本実施形態に係る電子機器は、発音部又は受音部を備えている。発音部としてスピーカー又はブザー等を挙げることができる。また、受音部としてはマイクロフォン等を挙げることができる。電子機器は、この発音部又は受音部に対応するように開口が形成された筐体を有する。この発音部又は受音部に対応する開口を塞ぐように、上記の通音膜が配置されることによって、本実施形態の電子機器が構成されている。
【００３９】
次に、本発明の通音構造１００について説明する。図４Ａに示すように、通音構造１００は、上記の通音膜１と、ケース１２０とを備えている。ケース１２０は通音開口１２２を有する。通音膜１は、支持材１２がケースに溶着されていることによって通音開口１２２を塞いでいる。ケース１２０は、上ケース１２０ａ及び下ケース１２０ｂを含んでいる。上ケース１２０ａが下ケース１２０ｂに組み付けられていることによって、ケース１２０が形成されている。通音開口１２２は、上ケース１２０ａに形成されている。
【００４０】
図４Ｂに示すように、固定台１０１、弾性体１０９、溶着ホーン１０４、ヒータ１０５、温度調節器１０８、エアリフタ１０６、及びエアコンプレッサ１０７を有する溶着装置によって、通音膜１がケース１２０に溶着される。固定台１０１の中央には、上ケース１２０ａを固定するための凹部が設けられ、凹部の底面には弾性体１０９が配置されている。溶着ホーン１０４の先端部には環状の凸部が形成され、この凸面が熱溶着面である。溶着ホーン１０４の上部は、ヒータ１０５内に嵌入されており、ヒータ１０５には温度調節器１０８が連結されている。また、ヒータ１０５に嵌入された溶着ホーンにはエアリフタ１０６が取り付けられている。エアリフタ１０６はエアコンプレッサ１０７に連結され、圧縮空気を用いて溶着ホーン１０４が昇降する。
【００４１】
上記の溶着装置を用いた通音膜１のケース１２０への溶着は、例えば次のようにして実施される。まず、固定台１０１の凹部の底面に弾性体１０９を配置し、この上に、通音開口１２２を有する面が弾性体１０９と接触するように上ケース１２０ａを嵌め入れて固定する。次に、支持材１２が上ケース１２０ａに接触するように、固定された上ケース１２０ａの通音開口１２２の上に通音膜１を載せる。また、温度調節器１０８で加熱温度を調節しながら、ヒータ１０５で溶着ホーン１０４を加熱する。加熱温度は、支持材１２の材料又は上ケース１２０ａの材料によって適宜決定される。加熱温度は、例えば、１２０〜２００℃である。この状態で、エアリフタ１０６により溶着ホーン１０４を下降させて熱溶着面である環状凸部の凸面を通音膜１の周縁部に圧接し、加熱加圧して通音膜１の周縁部と通音開口１２２の外周縁部とを溶着させる。溶着終了後は、エアリフタ１０６により、溶着ホーン１０４を上昇させる。このようにして、通音膜１が溶着された上ケース１２０ａを下ケース１２０ｂに組み付けることによって、通音構造１００を得ることができる。
【００４２】
通音開口１２２を塞ぐように通音膜１をケース１２０に溶着できるのであれば、上記の熱溶着に代えて、レーザー溶着を用いてもよい。
【００４３】
次に、本発明の防水ケースについて説明する。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、防水ケースは、上記の通音膜１と、ケース３００とを備えている。ケース３００は、フレーム３１０と、弾性透明フィルム３３０とを含んでいる。フレーム３１０は、上フレーム３１０ａ及び下フレーム３１０ｂを有している。上フレーム３１０ａは、輪郭が矩形で中央に矩形の開口が形成された薄板状の構造を有している。上フレーム３１０ａは、通音開口３２２ａ、通音開口３２２ｂ、及び操作開口３１１を有する。下フレーム３１０ｂは、上方が開口した有底箱体形状であり、底面に通音開口３２２ｃを有する。弾性透明フィルム３３０は、操作開口３１１を塞ぐように上フレーム３１０ａに取り付けられている。弾性透明フィルム３３０は、例えば、ポリウレタンシート、シリコーンゴムシート、スチレン系エラストマーシート、又はポリイソプレンシートである。また、図６Ａに示すように、通音膜１は、通音開口３２２ｂを塞ぐように両面テープ３０６を介して上フレーム３１０ａに接合されている。また、通音膜１は、同様に、通音開口３２２ａを塞ぐように両面テープ３０６を介して上フレーム３１０ａに接合されている。図６Ｂに示すように、通音膜１は、通音開口３２２ｃを塞ぐように両面テープ３０６を介して下フレーム３１０ｂに接合されている。
【００４４】
下フレーム３１０ｂの開口を上フレーム３１０ａで覆うように、上フレーム３１０ａと下フレーム３１０ｂとを組み付けることによって、ケース３００の内部は防水された状態になる。このため、図７Ａ又は図７Ｂに示すように、上フレーム３１０ａと下フレーム３１０ｂとの間に携帯電話等の電子機器５００を配置してケース３００の内部に電子機器５００を収容することによって、防水が要求される環境で電子機器５００を使用できる。
【００４５】
ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、通音開口３２２ａは、電子機器５００のスピーカー用の通音口５２２ａに対応した領域に位置する。また、ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、通音開口３２２ｂは、電子機器５００のマイクロフォン用の通音口５２２ｂに対応した領域に位置する。また、ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、通音開口３２２ｃは、電子機器５００のスピーカー用の通音口５２２ｃに対応した領域に位置する。このため、ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、電子機器５００のスピーカー又はマイクロフォンとケース３００の外部との間で音が伝わる。従って、ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、ユーザーは電子機器５００のスピーカー又はマイクロフォンを利用できる。
【００４６】
ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、弾性透明フィルム３３０は、電子機器５００の操作キー５１０及びディスプレイ５３０を覆うように電子機器５００に接している。ユーザーは、弾性透明フィルム３３０を介して操作キー５１０を操作でき、弾性フィルム３３０を通してディスプレイ５３０を視認できる。また、ディスプレイ５３０がタッチパネル式のディスプレイである場合、ユーザーは、弾性透明フィルム３３０を介してディスプレイ５３０を操作できる。このため、ケース３００の内部に電子機器５００を収容した状態で、ユーザーは、電子機器５００を操作できる。
【実施例】
【００４７】
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樹脂多孔質膜又は通音膜の評価方法を説明する。
【００４８】
＜通気度＞
樹脂多孔質膜又は通音膜の通気度を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。
【００４９】
＜耐水圧＞
樹脂多孔質膜又は通音膜の耐水圧を、ＪＩＳ  Ｌ  １０９２：２００９に記載されている耐水度試験機（高水圧法）を用いて測定した。ただし、この規定に示された試験片の面積では樹脂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）を樹脂多孔質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、樹脂多孔質膜の耐水圧を測定した。
【００５０】
＜５０ｋＰａ耐水圧時の変位量＞
図８Ａに示すように、径が２．５ｍｍの貫通孔６２が形成された板材６０の貫通孔６２を塞ぐように通音膜１の周縁部を両面テープ６７（日東電工社製、型番Ｎｏ．５６２０Ａ）によって板材６０に接合してＪＩＳ  Ｌ  １０９２：２００９に記載されている耐水度試験機（高水圧法）を用いて、板材６０に接合された側から通音膜１に対して水圧ＷＰをかけた。この水圧ＷＰが５０ｋＰａに達してから５０ｋＰａの水圧ＷＰをかけ続けて６０分経過した時点での通音膜１の周縁部を含む平面ＢＦからの通音膜１の変位量を通音膜１の水圧ＷＰを受けている面の反対側に配置したＣＣＤレーザー変位計７０（キーエンス社製、ＬＫ−Ｇ８７）を用いて計測した。この変位量の最大値を最大変位量Ｈ１とした。なお、通音膜１の周縁部は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のリング状の補強部材６６で補強した。
【００５１】
＜回復率＞
次に、通音膜１に水圧ＷＰをかけるのを停止し、通音膜１を大気圧状態で３６０分間静置した。図８Ｂに示すように、この時点での通音膜１の周縁部を含む平面ＢＦからの通音膜１の変位量をＣＣＤレーザー変位計７０を用いて計測した。この変位量の最大値を最大変位量Ｈ２とした。回復率Ｒを次式によって算出した。
回復率Ｒ＝（１−（Ｈ２／Ｈ１））×１００
【００５２】
＜撥液性＞
コピー用紙（普通紙）及び樹脂多孔質膜を、コピー用紙が下になるように積層し、スポイトを用いて樹脂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、樹脂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。
【００５３】
＜音響特性＞
作製した通音膜の音響特性を以下のように評価した。最初に、図９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には、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が１つずつ設けており、これ以外に開口は形成しなかった。次に、図９に示すように、径が５ｍｍの通音孔３２が形成されたウレタンスポンジ製の充填材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。
【００５４】
次に、図１０に示すように、各実施例又は比較例に係る通音膜１、厚みが０．１ｍｍであるＰＥＴ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、外形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。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、通音膜１を模擬筐体２０に貼り付けた。
【００５５】
次に、通音膜１を覆うように通音膜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、通音膜１の音響特性（挿入損失）を評価した。通音膜１を破ることによって径が２．５ｍｍである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自動的に求められ、上記のブランクの音圧レベルから通音膜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。
【００５６】
＜溶着試験＞
実施例に係る通音膜がケースに溶着可能であるか確認するため、ポリブチレンテレフタレート製のケースにその貫通孔を覆うように実施例に係る通音膜が図４Ｂに示す溶着装置を用いて溶着可能であるか否か確認した。通音膜の支持材（不織布）がケースに接触するように、通音膜を配置した。
【００５７】
＜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、成形助剤であるｎ−ドデカン（ジャパンエナジー社製）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てシート状の混合物とした。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。
【００５８】
次に、得られたシート成形体を、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、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℃に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。
【００５９】
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、１００℃で加熱して溶媒を乾燥除去することにより、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、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）
【００６０】
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倍で幅方向に延伸し、さらに全体をＰＴＦＥの融点（３２７℃）を超える温度である３６０℃で焼成して、実施例１に係る樹脂多孔質膜（ＰＴＦＥ多孔質膜）を得た。得られた樹脂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。
【００６１】
次に、得られた樹脂多孔質膜と、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂（エチレン酢酸ビニルエラストマー）製の不織布（繊維径１０〜１５μｍ、面密度５ｇ／ｍ2）とを加熱プレスによるラミネート加工を行うことによって、実施例１に係る通音膜を得た。ここで、ラミネート加工は、加熱温度２００℃、かつ、０．５ＭＰａの条件で２秒間加圧することによって実施した。また、ＥＶＡ樹脂製の不織布は、厚みが０．０７５ｍｍであるＰＥＴ製の離型フィルム上に２００℃で加熱溶融したＥＶＡ樹脂を繊維状に５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で塗布することによって、得られた。この様にして得られた通音膜は、面密度１０ｇ／ｃｍ2、通気度２．０秒／１００ｍＬ、耐水圧１１０ｋＰａ、撥液性「あり」という特性を示した。
【００６２】
＜実施例２＞
面密度が１０ｇ／ｃｍ2であり、繊維径が１０〜１５μｍであるＥＶＡ樹脂（エチレン
酢酸ビニルエラストマー）製の不織布を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２に係る通音膜を得た。
【００６３】
＜実施例３＞
面密度が１５ｇ／ｃｍ2であり、繊維径が１０〜１５μｍであるＥＶＡ樹脂（エチレン
酢酸ビニルエラストマー）製の不織布を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３に係る通音膜を得た。
【００６４】
＜実施例４＞
面密度が２５ｇ／ｃｍ2であり、繊維径が２５〜３０μｍであるポリウレタン樹脂（ポ
リウレタンエラストマー）製の不織布（ＫＢセーレン社製、エスパンシオーネＦＦ）を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４に係る通音膜を得た。
【００６５】
＜実施例５＞
面密度が４０ｇ／ｃｍ2であり、繊維径が１８〜２５μｍであるポリアミド系エラスト
マー樹脂製の不織布（出光ユニテック社製、ストラフレックスＰ  ＰＮ５０６５Ｒ）を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例５に係る通音膜を得た。
【００６６】
＜比較例１＞
面密度が６ｇ／ｃｍ2であり、繊維径が２０〜２２μｍである、ポリプロピレン（ＰＰ
）とポリエチレン（ＰＥ）の芯鞘繊維の不織布（廣瀬製紙社製、ＨＯＰ６）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１に係る通音膜を得た。
【００６７】
＜比較例２＞
面密度が３０ｇ／ｃｍ2であり、繊維径が２０〜２５μｍである、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）とポリエチレン（ＰＥ）の芯鞘繊維の不織布（ユニチカ社製、エルベスＴ０３０３ＷＤＯ）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２に係る通音膜を得た。
【００６８】
実施例２〜５、比較例１、２において、ラミネート加工の温度は、それぞれの不織布の材料に適合した温度を採用し、加熱時間及び加圧圧力は実施例１と同様にして行った。
【００６９】
＜比較例３＞
２液加熱硬化シリコーン樹脂（東レ・ダウコーニング社製）をトルエンで希釈したものを、シリコーン離型処理セパレータ（三菱樹脂社製、ＭＲＳ５０）上に流延し、アプリケータを用いて薄膜を形成した。このシリコーン樹脂の薄膜を実施例１と同様に作製した樹脂多孔質膜と積層し、加熱乾燥させてシリコーン樹脂のシートと樹脂多孔質膜（ＰＴＦＥ多孔質膜）との積層体を得た。このようにして、比較例３に係る通音膜を得た。
【００７０】
表１に、各実施例及び各比較例に係る通音膜の特性を示す。また、実施例１〜５に関する音の周波数と挿入損失との関係を示すグラフを図１１に示し、比較例１〜３に関する音の周波数と挿入損失との関係を示すグラフを図１２に示す。
【００７１】
表１に示す通り、実施例１〜５に係る通音膜の３０００Ｈｚの音の挿入損失はいずれも５ｄＢ以下であった。また、実施例１〜５に係る通音膜の１０００Ｈｚの音の挿入損失に対する３０００Ｈｚの音の損入損失の比は、１．００〜１．３２であった。換言すると、実施例１〜５に係る通音膜は、１０００Ｈｚの音及び３０００Ｈｚの音の双方に対して、同程度の挿入損失を示した。さらに、実施例１〜５に係る通音膜は、１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの音に対する挿入損失の最大値と最小値の差が１．９２〜４．１１ｄＢであった。このため、実施例１〜５に係る通音膜は、周波数領域が１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚである音に対して、挿入損失のばらつきが少ない音響特性を示すことが示唆された。
【００７２】
また、表１に示すように、実施例１〜５に係る通音膜の回復率Ｒは９１．８％〜９８．４％であった。このため、実施例１〜５に係る通音膜は、水圧による変形が回復しやく繰り返し水圧を受けても使用できることが示唆された。一方、比較例１及び比較例２に係る通音膜の回復率Ｒは低く、比較例１及び比較例２に係る通音膜は水圧による変形が回復しにくいことが示された。
【００７３】
【表１】
2014123937.tif 000003
【００７４】
溶着試験の結果、実施例１〜３、実施例５に係る通音膜は、２００℃で３秒間という条件でポリブチルテレフタレート製のケースに溶着することができた。実施例４に係る通音膜は、１２０℃で３秒間という条件でポリブチルテレフタレート製のケースに溶着することができた。実施例１〜５に係る通音膜は、支持材である不織布をケースに接触させた状態でケースに溶着できることが示された。このため、通音膜をケースに取り付ける際に両面テープ、接着剤等を用いなくてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１                  通音膜
１１                樹脂多孔質膜
１２                支持材
１００              通音構造
１２０              ケース
１２２              通音開口
３００              ケース
３１０              フレーム
３１１              操作開口
３２２ａ〜３２２ｃ  通音開口
３３０              弾性透明フィルム
【図１】
2014123937.tif 000004
【図２】
2014123937.tif 000005
【図３】
2014123937.tif 000006
【図４Ａ】
2014123937.tif 000007
【図４Ｂ】
2014123937.tif 000008
【図５Ａ】
2014123937.tif 000009
【図５Ｂ】
2014123937.tif 000010
【図６Ａ】
2014123937.tif 000011
【図６Ｂ】
2014123937.tif 000012
【図７Ａ】
2014123937.tif 000013
【図７Ｂ】
2014123937.tif 000014
【図８Ａ】
2014123937.tif 000015
【図８Ｂ】
2014123937.tif 000016
【図９】
2014123937.tif 000017
【図１０】
2014123937.tif 000018
【図１１】
2014123937.tif 000019
【図１２】
2014123937.tif 000020