(57)【要約】【課題】フィラーが配合された延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を備えながらも、フィラーが筐体内部に脱落しにくい防水通気構造を提供する。【解決手段】  内部空間２２と、内部空間２２と外部空間とを連通する開口部２１とを備えた筐体２０と、開口部２１を塞ぐように配置された防水通気膜１１とを備え、防水通気膜１１が、フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と、フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２とを含む積層体であり、第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１よりも内部空間２２側に第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２が位置するように防水通気膜１１が配置されている、防水通気構造１００、を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間と、前記内部空間と外部空間とを連通する開口部とを備えた筐体と、
前記開口部を塞ぐように配置された防水通気膜と、を備え、
前記防水通気膜が、フィラーを含有する第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と、フィラーを含有しない第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とを含む積層体であり、
前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜よりも前記内部空間側に前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が位置するように前記防水通気膜が配置されている、防水通気構造。
【請求項２】
前記積層体が、前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とが直接積層されてなる２層膜を含む、請求項１に記載の防水通気構造。
【請求項３】
前記積層体が、前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とが直接積層されてなる２層膜のみからなる、請求項２に記載の防水通気構造。
【請求項４】
防水通気膜と、
前記防水通気膜の周縁部に接合された固定用部材と、を備え、
前記防水通気膜が、フィラーを含有する第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と、フィラーを含有しない第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とを含む積層体である、防水通気部材。
【請求項５】
前記積層体が、前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とが直接積層されてなる２層膜を含む、請求項４に記載の防水通気部材。
【請求項６】
前記積層体が、前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とが直接積層されてなる２層膜のみからなる、請求項５に記載の防水通気部材。
【請求項７】
フィラーを含有する第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と、フィラーを含有しない第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とを含む積層体である、防水通気膜。
【請求項８】
前記積層体が、前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とが直接積層されてなる２層膜を含む、請求項７に記載の防水通気膜。
【請求項９】
前記積層体が、前記第１延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記第２延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とが直接積層されてなる２層膜のみからなる、請求項８に記載の防水通気膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を用いた防水通気構造に関し、またこの防水通気構造の実現に適した防水通気部材及び防水通気膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランプ、圧力センサー、ＥＣＵ（Electrical Control Unit)等の車両用電装部品、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコン、デジタルカメラ等の携帯用電子機器、及び電動歯ブラシ、シェーバー等の小型家電製品の筐体には、筐体内外の通気を確保するために開口部が設けられることが多い。開口部は、筐体内外の温度差に伴って発生する圧力差を解消し、さらに、マイクロフォン、スピーカー等の電気音響変換部品が筐体の内部に配置される場合には筐体の内部と外部との間の通音性を確保する。筐体の内部への水の侵入を防ぐため、開口部に防水通気膜が配置されることが増えてきている。防水通気膜は、典型的には、延伸されて多孔化されたＰＴＦＥ膜（延伸ＰＴＦＥ多孔質膜）である。
【０００３】
開口部への取り付けが容易になるように、防水通気膜と固定用部材とが予め一体化された防水通気部材も知られている。固定用部材としては、例えば防水通気膜の周縁部に貼り付けられた両面粘着テープが用いられる。固定用部材の別の例は、通気路を内部に有する樹脂部材である。この樹脂部材には内部の通気路を塞ぐように防水通気膜が予め固定されており、防水通気部材を開口部に押し込むだけで防水通気膜が開口部を塞ぐように配置される。防水通気部材の例は特許文献１〜４に開示されている。
【０００４】
延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は元来白色である。しかし、開口部に配置された膜がユーザーに視認できる用途では、美観上その他の理由から着色された延伸ＰＴＦＥ多孔質膜が求められることがある。また、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は元来絶縁性である。しかし、例えば筐体内への電磁波の侵入を防ぐために延伸ＰＴＦＥ多孔質膜には導電性の付与が望まれることがある。したがって、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜には、付与するべき特性に応じたフィラーが配合されることがある。代表的なフィラーは、着色及び／又は導電性付与のために配合されるカーボンブラックである。着色された延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は例えば特許文献４の段落００２９に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４３５２４号公報
【特許文献２】特開２００４−４７４２５号公報
【特許文献３】特開２００８−２３７９４９号公報
【特許文献４】特表２００３−５０３９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
延伸ＰＴＦＥ多孔質膜はフィブリル及びノードから構成された特徴的な微多孔構造を有し、この微多孔構造は不織布等の一般的な通気性材料の内部構造と比較して微細である。このため、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜はフィラーの保持力において優れている。しかし、本発明者は、車両の走行に伴って車両用電装部品に長期間加わる振動によって、あるいは携帯用電子機器や小型家電製品の落下の際に加わる衝撃によって、フィラーが配合された延伸ＰＴＦＥ多孔質膜からフィラーが脱落するおそれがあることを見出した。脱落したフィラーは、筐体内に配置された電子部品に影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、フィラーが配合された延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を備えながらも、フィラーが筐体内部に脱落しにくい防水通気構造を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、この防水通気構造の実現に適した防水通気部材及び防水通気膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
内部空間と、前記内部空間と外部空間とを連通する開口部とを備えた筐体と、
前記開口部を塞ぐように配置された防水通気膜と、を備え、
前記防水通気膜が、フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜と、フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とを含む積層体であり、
前記第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜よりも前記内部空間側に前記第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜が位置するように前記防水通気膜が配置されている、防水通気構造、を提供する。
【０００９】
また、本発明は、
防水通気膜と、
前記防水通気膜の周縁部に接合された固定用部材と、を備え、
前記防水通気膜が、フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜と、フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とを含む積層体である、防水通気部材、を提供する。
【００１０】
さらに、本発明は、
フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜と、フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とを含む積層体である、防水通気膜、を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の防水通気構造によれば、フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜からフィラーが脱落したとしても、フィラーを含有しない第２延伸多孔質膜が脱落したフィラーを受け止める。このため、フィラーが筐体内部に落下しにくい防水通気構造となっている。また、本発明の防水通気部材及び防水通気膜は、本発明による防水通気構造の製造に適した部品として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による防水通気構造の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示した防水通気構造に使用されている防水通気部材の斜視図である。
【図３】本発明による防水通気構造の別の一例を示す部分切り取り断面図である。
【図４】図３に示した防水通気構造に使用されている防水通気部材の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１に示す防水通気構造１００は、開口部２１を有する筐体２０と、開口部２１を塞ぐように配置された防水通気膜１１とを備えている。筐体２０の内部空間２２と外部空間とは、防水通気膜１１により塞がれた開口部２１を介して連通しており、開口部２１を通過する気体は、防水通気膜１１を通過して筐体２０の内部空間２２に侵入し、あるいは外部空間へと排出される。
【００１５】
防水通気膜１１は、フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と、フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２とを含む積層体である。図示した形態では両延伸多孔質膜１、２が同じ面形状を有するが、膜面に垂直な方向から見たときに第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１を覆っている限り、第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２は第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１より大きくても構わない。また、延伸多孔質膜１、２以外の膜を防水通気膜１１に加えてもよい。付加してもよい膜としては、追加の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜（第３延伸ＰＴＦＥ多孔質膜）が挙げられる。第３延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、例えば耐水性をさらに向上させるべき目的で追加される。なお、防水通気膜１１の耐水性は、ＪＩＳ  Ｌ１０９２高水圧法による測定値により表示して、好ましくは３０ｋＰａ以上、より好ましくは５０ｋＰａ以上である。
【００１６】
防水通気膜１１に付加してもよい膜の別の例は、不織布、織布、メッシュ等の通気性支持材である。通気性支持材は、防水通気膜を補強してその機械的強度を高め、その取り扱い性を向上させる。ただし、防水通気膜１１が配置される筐体の内部に配置される電子部品の種類によっては、防水通気膜１１からは通気性支持材を排除することが望ましい。例えば電子部品がマイク、スピーカー、ブザー等の電気音響変換部品である場合、防水通気膜１１の単位面積当たり質量は過大にならないほうがよい。防水通気膜１１の通音特性は、膜の通気特性のみならず膜の振動特性にも影響されるためである。したがって、筐体の内部空間に電気音響変換部品が配置され、防水通気膜１１の通音性を重視するべき場合には、防水通気膜１１は、第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２とが直接積層されてなる２層膜のみからなることが好ましい。
【００１７】
防水通気膜１１の周縁部には固定用部材３０として両面粘着テープ（以下、両面テープと表記する）３１、３２が接合されている。両面テープ３１は第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と筐体２０との間に介在して防水通気膜１１を筐体２０に固定し、両面テープ３２は第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２と電子部品４０との間に介在して防水通気膜１１を電子部品４０に固定している。防水通気膜１１とともに筐体２０に一体化して使用するのに適した電子部品４０としては、上記に例示した電気音響変換部品が挙げられる。ただし、第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２により防水通気膜１１と接合される相手方の部材は、電子部品に限らず、電気音響変換部品と防水通気膜との間に介在するガスケット、スペーサー等の補助部材、筐体の内面から内部に延びる支持部材等であってもよい。なお、図示した形態では、両面テープ３１、３２が防水通気膜１１の両面に配置されているが、防水通気膜１１を筐体２０のみに固定すれば足りる場合には、一方の両面テープ３１（３２）のみを配置すればよい。この場合は、図示した形態とは異なり、防水通気膜１１を筐体２０の外周面に固定してもよい。この形態では、第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２の周縁部に接合された両面テープ３２が筐体２０の外周面に貼り付けられることになる。
【００１８】
図２に示したように、防水通気部材５０において、両面テープ３１、３２は防水通気膜１１の周縁領域６全域に配置されている。言い換えると、両面テープ３１、３２は防水通気膜１１上に閉じた枠を形成し、この閉じた枠によって防水通気膜１１の通気領域５を囲んでいる。図示した形態では、両面テープ３１、３２は同一の面形状を有し、防水通気膜１２の膜面に垂直な方向から見たときに互いに重なるように膜の周縁領域６に配置されている。両面テープ３１、３２は基材と基材の両面に形成された粘着層とから構成されているが、固定用部材３０として単層の粘着剤層を用いても構わない。また、図示した形態ではリング状の両面テープ３１、３２が用いられているが、両面テープ又は単層の粘着剤層の形状はこれに限らず、例えば矩形の枠状であってもよい。
【００１９】
防水通気構造１００の実現には、防水通気膜１１と固定用部材３０とを備えた防水通気部材５０が用いられる。図１及び図２に示した固定用部材３０は両面テープ３１、３２であるが、上述の如く、固定用部材３０の別の例は通気路を内部に有する樹脂部材である。樹脂部材を固定用部材３０とする防水通気部材の一例を用いた防水通気構造１１０を図３及び図４に示す。防水通気部材５１は固定用部材３０として通気路６８を内部に有する支持体６０を備え、支持体６０は通気路６８の一端を囲む支持部６１において防水通気膜１２を膜の周縁領域全域で支持している。支持体６０は、支持部６１と共に、筐体２０の開口部２１からその内部へと挿入される挿入部６４を備え、挿入部６４はその挿入側先端から挿入方向に沿って伸びるスリット６７によって複数の脚部６５に分割されている。また、複数の脚部６５の少なくとも一つの外周面には係止部６６が形成されている。係止部６６が形成された脚部６５は、筐体２０の内部へと押し込まれて開口部２１を通過する際には内周側へと弾性変形し、開口部２１を通過した後には外周側へと復元する。この状態で、係止部６６は開口部２１に隣接する筐体２０の内面に係り合い、開口部２１からの支持体６０の脱落を防止する。
【００２０】
防水通気部材５１は有底のカバー７０をさらに備え、カバー７０は、底部７１と底部７１から防水通気膜１２側へと伸びる複数の爪部７２と備えている。爪部７２は、支持体６０の側部に係合し、カバー７０と支持体６０とを一体化する。この状態で、複数の爪部７２の間の空隙７３は、筐体２０の内部空間を通気可能とする通気路の一部を構成する。また、この状態で、底部７１は、防水通気膜１２の膜面に垂直な方向から見たときに防水通気膜１２の全域を覆う保護部となる。なお、防水通気部材５１と筐体２０の外周面との間にはＯリング８０が介在し、その復元力によって爪部７２を筐体２０壁面に確実に係止すると共に、防水通気部材５１と筐体２０外面との隙間から開口部２１に水等が侵入することを防止している。防水通気膜１２を予め固定用部材３０（６０）に接合させた防水通気部材５１を用いれば、防水通気部材５０と同様、防水通気膜１１を簡便かつ確実に筐体２０に固定できる。
【００２１】
防水通気膜１２は、フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と、フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２と、通気性支持材３とがこの順に積層されてなる積層体である。通気性支持材３は、強度及び取り扱い性の向上のために付加されている。通気性支持材３としては、フィラーを含有しない不織布、織布、メッシュ等が適している。
【００２２】
通気性支持材３は、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜よりも空隙率が高いのが通例である。このため、フィラー脱落の可能性をより低く抑える観点からは、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１、２の間に通気性支持材３を介在させず、第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２とを直接接合しておくことが好ましい。第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１から離脱したフィラーが通気性支持材３側面から膜の外部へと脱落する可能性を排除するためである。したがって、電子部品４０が音響部品であるか否かを問わず、防水通気膜１１は、第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２とが直接積層されてなる２層膜を含むことが好ましい。
【００２３】
延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１、２の膜厚は特に限定されないが、例示すると以下のとおりとなる。フィラーを含有する第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１の膜厚は、好ましくは１〜５００μｍであり、より好ましくは５〜３００μｍである。フィラーを含有しない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２の膜厚は、好ましくは１〜５００μｍであり、より好ましくは５〜３００μｍである。第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１と第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜２とが直接接合されてなる積層体の膜厚は、好ましくは２〜１０００μｍであり、より好ましくは１０〜６００μｍである。
【００２４】
フィラーは用途に応じて適宜選択すればよく、特にその種類が限定されるものではないが、例えば、着色用フィラー及び／又は導電性フィラーである。着色を目的とする場合、現実にはカーボンブラック、グラファイト等の炭素系黒色顔料の使用が望まれることが多いが、これに限らず、筐体の色等に応じた各種着色料を用いることができる。導電性付与のためにも、カーボンブラック、グラファイト等の炭素系導電性フィラーの使用は効果がある。導電性フィラーの別の例は金属粉末である。
【００２５】
延伸ＰＴＦＥ多孔質膜へのフィラーの配合は、延伸するＰＴＦＥシートに予めフィラーを配合しておくことによって実施できる。具体的には、ＰＴＦＥファインパウダーと液状潤滑剤とを混合してＰＴＦＥ成形体を製造する際にフィラーを添加しておくとよい。その後は当業者によく知られている工程に従えば、フィラーが配合された延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を得ることができる。延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、よく知られているとおり、一般にはいわゆる二軸延伸による膜の多孔化を経て製造される。
【００２６】
フィラーが配合された第１延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とフィラーが配合されていない第２延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とが直接接合された２層膜は、これらの延伸ＰＴＦＥ多孔質膜、１方向のみに延伸した１軸延伸ＰＴＦＥ膜、又は延伸する前のＰＴＦＥシートを重ね合わせて焼成することにより、一体化して製造することが好ましい。ＰＴＦＥの焼成はＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度に加熱することにより行われる。一体化のための焼成は膜を延伸しながら実施することもできる。
【００２７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により制限されるものではない。
【００２８】
（実施例）
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業製Ｆ１０４）１００重量部に液状潤滑剤（ノルマルデカン）２０重量部及びカーボンブラック（東海カーボン製＃４５００）２重量部を加えたペースト状の混和物を作製し、ペースト押出により丸棒状に成形し、引き続き厚み０．２ｍｍになるように圧延してＰＴＦＥシートを得た。次いで、１５０℃の乾燥炉内でＰＴＦＥシートから液状潤滑剤を取り除いた。さらに、ＰＴＦＥシートをその長さ方向に２８０℃で５倍に延伸して１軸延伸フィラー含有ＰＴＦＥ膜を得た。また、カーボンブラックを配合しなかったことを除いては上記と同様にして、１軸延伸フィラー非含有ＰＴＦＥ膜を得た。
【００２９】
１軸延伸フィラー含有ＰＴＦＥ膜と１軸延伸フィラー非含有ＰＴＦＥ膜とを積層してロール間を通して圧着し、その幅方向に１３０℃で１０倍に延伸し、引き続き、３６０℃の炉を通過させて焼成した。こうして、フィラーを含有する延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とフィラーを含有しない延伸ＰＴＦＥ多孔質膜とが直接積層されてなるＰＴＦＥ多孔質膜積層体を得た。ＰＴＦＥ多孔質膜積層体の厚みは４０μｍであった。また、ＪＩＳ  Ｌ１０９２高水圧法により積層したＰＴＦＥ多孔質膜積層体の耐水圧は２００ｋＰａであった。
【００３０】
上記ＰＴＦＥ多孔質膜積層体を直径２０ｍｍの円形に打ち抜いて防水通気膜を得た。次いで、フィラーを含有しない延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の露出面の外周から５ｍｍの幅の周縁部に予めリング状に打ち抜いた両面テープ（日東電工製Ｎｏ．５００）の一方の面を貼り付けた。こうして得た防水通気部材を、直方体の容器に設けた直径１０ｍｍの円形の穴の周辺部にその外側から両面テープの他方の面を貼り合わせ、容器の穴を防水通気膜で塞いだ。この容器を高さ１ｍの高さから落下させた後に容器内部を確認したところ、カーボンブラックの容器内部への脱落は確認できなかった。
【００３１】
（比較例）
実施例と同様にして得た１軸延伸フィラー含有ＰＴＦＥ膜を１軸延伸フィラー非含有ＰＴＦＥ膜と積層および圧着する工程を省いたことを除いては、実施例と同様にしてフィラーを含有する延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を得た。この単層の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の厚みは２０μｍであった。また、ＪＩＳ  Ｌ１０９２高水圧法により積層した延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の耐水圧は１０ｋＰａであった。ＰＴＦＥ多孔質膜積層体に代えて上記から得た単層の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を用いたことを除いては実施例と同様にして、カーボンブラックの脱落試験を実施したところ、カーボンブラックの容器内部への脱落が確認された。
【符号の説明】
【００３２】
１、２  延伸ＰＴＦＥ多孔質膜
３  通気性支持材
１１、１２  防水通気膜
２０  筐体
２１  開口部
２２  内部空間
３０  固定用部材
３１、３２  両面粘着テープ
４０  電子部品
５０、５１  防水通気部材
６０  支持体（固定用部材）
６１  支持部
６４  挿入部
７０  カバー
８０  Ｏリング
１００、１１０  防水通気構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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