(57)【要約】  音響部品に用いられる積層繊維構造であって、その構造は技術的に合成した単糸繊維素材をポリマフィルムに結合することによって形成され、音響および電子製品全般の副部品要素として使用するための二重層構成を備えることを特徴とする、積層繊維構造。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響部品に用いられる積層繊維構造であって、前記構造は技術的に合成した単糸繊維素材をポリマフィルムに結合することによって形成され、音響および電子製品全般の副部品要素として使用するための二重層構成を備えることを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項２】
請求項１に記載の積層繊維構造であって、前記技術的な繊維素材は、合成単糸からなる正方形または長方形構成の規則的な開口部を備え、前記ポリマフィルムは約２ミクロンから約１０ミクロンの最小厚さを有することを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項３】
請求項１に記載の積層繊維構造であって、前記結合は熱溶解積層結合または同様の方法によって行われることを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の積層繊維構造であって、前記単糸の直径は２４ミクロンから１２０ミクロンまで様々であり、糸密度は２０から２６０まで様々であり、メッシュ開口は２０ミクロンから２５０ミクロンまで様々であることを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の積層繊維構造であって、前記２層構成のうち上部層はＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＥＫまたは他のポリマから形成される連続フィルムを備え、その厚さは２ミクロンから１０ミクロンまで指示的に様々であることを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の積層繊維構造であって、前記２つの表面の前記結合は、ＰＵＲ（反応性ポリウレタン）素材を供給することによる熱溶解積層法、他の結合方法および積層方法によって行われ、前記結合は溶融状態において、適切に離間された接合点パターンにしたがって適用され、平方センチメートルあたりの点密度は３０から１００であることを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の積層繊維構造であって、前記構成は８０ｃｍから２２０ｃｍまでの様々な高さのロール、または１５ｍｍのみの狭い帯に形成され、または任意に設定された構成にしたがって型抜きされることを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一項または複数項に積層繊維構造および前記構造の部品であって、前記構造はスピーカおよびマイクロホンサブアセンブリなどの全機能的なサブアセンブリの一部を構成し、指示部材、音響チャンネルまたは音響室などの任意の他の副部品に接続する前記部品を含み、通常はプラスチック素材で成形されるか、または他の方法で形成され、任意にスピーカまたはマイクロホンなどの音響部材自体も含むことを特徴とする、積層繊維構造および部品。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の積層繊維構造であって、前記構造は、マイクロスピーカコーンなどの音響製品の一部を構成し、またはコーン、つり下げ部材、ドーム、センタリング部材などの大型のスピーカ部分を構成することを特徴とする、積層繊維構造。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の積層繊維構造であって、前記技術的な繊維素材は合成ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＰ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥまたはＰＥＥＫ単糸または複合糸の様々な構成から形成され、前記連続フィルムはＰＥＴ、ＰＡ、ＰＰ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＥＩまたはＰＥＥＫから形成され、その厚さは技術的に可能な最小の厚さ、理想的にはゼロから最大厚さ５０ミクロンまで様々であることを特徴とする、積層繊維構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層繊維構造に関し、具体的には音響部品に適した積層繊維構造に関する。
【０００２】
本発明による繊維構造は、小型または大型に作成され、すべての電子装置に用いてよく、少なくとも、声または音楽いずれかの種類をラウドスピーカまたは類似の装置によって発生する音響発生装置、または任意に所望する種類のマイクロホンによる音響受信装置などの音声機能を含む。
【背景技術】
【０００３】
前述の広範な電子機器群は、以下に挙げる最も一般的な装置など複数の製品に関連する。固定電話および携帯電話、フリーハンド装置およびその他付属品、スカイプおよび衛星（ＳＡＴ）電話、無線機、ヘルメット内蔵の音声装置など、専門的無線機器（軍隊、安全保護および国民保護への適用、屋外作業用）；ＭＰ３読み取り装置などの携帯ハイファイシステム、イヤホン、ヘッドホン、携帯音響箱、マイクロホンおよびヘッドホンなどの専門的な音声装置、ラウドスピーカ部品；テレビ、モニタ、携帯ＤＶＤプレイヤなど；音声信号能力を含む衛星ナビゲータ；自動車用ハイファイシステム、音声警告システム；列車、飛行機、船舶用室内通信装置；コンピュータ用ラウドスピーカおよび音声付属品全般；ドアホン、室内音声通信装置などの家庭用製品付属品；聴覚障害者用の音響装置および他の衛生機器。
【０００４】
さらに、携帯電話または無線機などの多くの携帯システムにおいて、上記の装置は多くの場合、閉環境で使用するだけではなく屋外でも使用できるようにも設計されていることは既知である。
【０００５】
したがって、上記の装置および屋外で使用するすべての製品を大気中の物質から保護することが非常に重要な問題となる。
【０００６】
具体的には、ラウドスピーカおよびマイクロホンなどの内部音響部品を大気中の物質から保護することが必要となろう。
【０００７】
実際に、上記の部品は非常に繊細であり、水および粉塵、埃、危険な破片などの固体粒子の侵入から保護し、当初設計された音響発生特性または受信特性が低下しないようにしなければならない。
【０００８】
したがって、上記の音響部品の機能的要件はかなり複雑である。なぜなら、装置の外殻を貫通して形成される大きな開口部によって実現される良好な音響伝達特性と、装置部品を十分に保護することを兼ね備えなければならず、装置部品の保護には音響部品を外部環境からできる限り隔離する必要があるからである。
【０００９】
最も多く用いられる保護システムによって、多孔性保護構成が外部開口部またはポートに適用される。一般的な携帯電話においては外部開口部またはポートは通常３つであり、主要ラウドスピーカ、マイクロホンおよびフリーハンド用／着信音ラウドスピーカを貫通して配置される。
【００１０】
上記の音響部品を保護するために、実現すべき適用要件および保護度によって、様々な方法が従来用いられる。
【００１１】
まれに、部品を保護しない一部の事例もあるが、プラスチック素材で成形した耐衝撃機能専用の保護バーまたは格子を用いる事例もある。
【００１２】
別の保護システムは、保護金属ネット、マイクロホン先端保護ネット構成またはプラスチック素材成形の格子などの大型のメッシュ保護ネットを備える。
【００１３】
上記の保護構成はまた、鉛筆などの小型の物品が侵入する可能性に対する保護機能を有する。
【００１４】
さらに別の保護システムは、音響部品の正面に配置され、任意の撥水処理を施した不織布素材から形成されるスクリーンを備える。
【００１５】
上記の保護スクリーンはまた、任意の撥水処理を施し、技術的に合成した単糸繊維素材から形成されてもよい。
【００１６】
さらに別の保護システムは、撥水延伸ＰＴＦＥ（延伸ポリテトラフルオロエチレン）膜、つまりＥ−ＰＴＦＥ膜を備えていてもよい。
【００１７】
しかし、上記に開示した３つの方法は、液体からの保護を提供するようには構成されておらず、中程度から大型までの寸法を有する固形物に対する限定的な保護効果しか提供しない。一方、他の上記の保護構成は、液体および粉塵が音響部品に侵入する可能性に対しても良好な保護を保証する。
【００１８】
後者の保護構成は従来、繊維、不織布または膜素材の形式で、通常は合成した種類の繊維成分を備える。
【００１９】
音響部品を保護するために簡単に組み立てられるように、繊維素材は適切な形状または形態を持たなければならない。この観点において、最終製品の構成および大きさによって、様々な組立方法が可能である。
【００２０】
携帯電話などの最も一般的な事例では、保護繊維素材スクリーンは、合成発泡素材および両面接着テープテンプレートで形成されるガスケット要素とともに組み立てられ、保護スクリーンを保護する装置の外側本体に完全に接着することを保証する。
【００２１】
上記の部品は、通常は技術的なポリエステル単糸繊維素材から形成され、携帯電話外殻に接着される接着領域を有する環状ガスケット要素を備える。
【００２２】
音響的な観点から、設計したパラメータに関して、提供される保護スクリーンは入口および出口の音響流を変化させてはならない。
【００２３】
通常は、消費者用大型音響製品の主要部分では、音圧レベルの減衰または低減を最小限にすることが必要である。
【００２４】
したがって、保護スクリーンは音響的に透明でなければならず、音響部品の入口または出口音響流にできるだけ干渉せずに、保護機能を提供すべきである。この事例は携帯電話において非常に一般的であり、保護スクリーンによって携帯電話ラウドスピーカの音量は過剰に減衰せず、またマイクロホン感度は低下しない。これにより、小型で軽量かつ経済的な音響部材を用いることが可能となる。
【００２５】
他の事例において、中程度から高級な音響製品に関することが多いが、保護スクリーンは真正な音響機能を提供すべきであり、それにより、起こりえる発現ピークまたは歪んだ音を平坦化し、音響部品の周波数応答を別の方法で平衡する。
【００２６】
上記の特徴は低周波数では特に興味深いものである。低周波数は小型のラウドスピーカではかなり重要となり、一部のイヤホンで用いられるように、繊維素材部分をラウドスピーカの後部に導入することによって増幅されることもある。
【００２７】
すべての事例において、繊維、不織布または膜素材から形成される繊維素材部品は、当初設計された正確な音響特性を保たねばならないと言うことができる。この音響特性は目的とする適用によって異なり、最大音響透明度から設定した音響減衰レベルまで様々であってよい。
【００２８】
上記の音響特性を正確に規定して設定するためには、複数のシステムおよび方法を用いてもよい。
【００２９】
上記のシステムの１つは、空気流の比抵抗の測定（非特許文献１）を含む。この測定は繊維製品を通過する固定気流の負荷損失の流量に関する。
【００３０】
結果はＲａｙｌ（ＭＫＳ系）で表示され、周知のように、このパラメータが低いことは音響的に透明な素材を意味する。
【００３１】
別のシステムでは、上記と同一のパラメータに基づいて音響インピーダンス値の測定を行うが、音響適用の実際の特性により近い条件である、流量が交互する領域において測定を行う。
【００３２】
さらに別のシステムによると、音響スクリーンが構築された状態の構成において、音響スクリーンを直接検査することが可能である。つまり、組み立てた市販の製品形態および寸法と同一の形態および寸法で検査することが可能であり、音源と測定マイクロホンとの間に繊維スクリーン配置されているか、または配置されていないかにかかわらず、音圧レベルを直接測定することができる。
【００３３】
検査結果は、様々な標準化測定方法によって、通常はデシベル、ｄＢ（ＳＰＬ（音圧レベル））で表示される（非特許文献２など）。
【００３４】
後者の測定システムは最も興味深いものであり、最も重要な携帯電話部品、つまり、電話マイクロホンに搭載される直径３ｍｍから５ｍｍのディスク要素に類似する寸法を有する音響部品を検査する際に用いられてきた。
【００３５】
一方、ラウドスピーカは、音響的に重要な二重または三重の寸法はそれほど必要としない。
【００３６】
検査サンプルおよびその保持部は、実際の適用に非常に類似して特別に設計された構成であるため、上記の種類のサンプルを用いて直接音響測定を行い、以下の結果を得た。
【００３７】
約−１．５ｄＢ（音圧レベル）の低減は、電話分野において通常は許容可能であり、限定的な音響減衰を有する部品、または「音響的に透明」な部品にさえも対応する。
【００３８】
−１５ｄＢ（音圧レベル）までのさらに高い損失も、次のような場合には許容可能である。たとえば、激務に耐えうる無線装置、耐水性携帯電話、軍隊の無線送受信機、および真正な音楽的信号ではなく単純な音声を伝達することが必要となる他の適用などにおいて、完璧な音響が必要でない場合、および性能バランスを（完璧な音響性能を犠牲にして）保護特性のために相殺することが可能な場合である。
【００３９】
非特許文献３は、電子部品外殻が固形物または水いずれかの侵入にさらされる、程度の差はあるが過酷な検査条件に関して「侵入保護」記号を規定する。
【００４０】
上記のＩＰ記号の第１の数字は固形物の侵入に対する抵抗に関連する。ＩＰ１ＸからＩＰ４Ｘまでの記号レベルは、通常は、音響部品にはあまり関係しない。対称的に、粉塵の侵入に対する部分的な保護を保証するＩＰ５Ｘレベルをほとんど常に必要とする。
【００４１】
反対に、ＩＰ６Ｘレベルの要件は完全に封鎖または密閉された部品に関するが、あまり一般的ではない。
【００４２】
上記のＩＰ記号の第２の数字は耐水性に関連する。
【００４３】
したがってＩＰＸ３、ＩＰＸ４およびＩＰＸ５レベルは水噴霧の様々な濃度に関連する。
【００４４】
通常は、携帯電話などの最も一般的な製品または物品ではＩＰＸ３レベルでまさに十分であろう。
【００４５】
反対に、「激務に耐えうる」音響製品市場ではＩＰＸ７までの保護レベルが必要となる。このレベルは、深さ１メートルの水中に３０分間浸水させることに対応する。
【００４６】
上記は非常に厳しい条件であることは明らかであろう。現在の所この条件を満たしているのは、繊維素材、つまりＥ−ＰＴＦＥ撥水膜のみである。
【００４７】
しかし、技術的な繊維素材から形成された保護スクリーンは、水および固体粒子から音響部品を保護することに関して性能を改善してきた。
【００４８】
以上述べてきたことをより良く理解するために、提供された所見を、ＩＰ５３（またはＩＰ５４）およびＩＰ６７レベルの２分類のみに要約し、そこに音響装置を含む保護スクリーンの大部分を含むことが可能である。
【００４９】
より具体的には、ＩＰ５３（またはＩＰ５４）レベルは大部分の携帯電話および携帯音声装置において必要とされる。
【００５０】
実際に、十分な粉塵保護に加えて、上記の製品は雨水および他の液体噴霧侵入に対して十分な保護を必要とする。
【００５１】
ＩＰ５４までの保護レベルは中間的な圧力の噴流水に関し、一般的には、携帯電話市場では十分であると考えられている。この保護レベルでは、雨および水噴霧に対する有効な保護が所望されるが、設定した水深での浸水に耐えられる防水製品までを、本当に必要とはしていない。
【００５２】
上記のレベルより厳しいＩＰ６７レベルでは、製品は深さ１メートルまでの水中に３０分間浸水しても水が浸入しないように構成されている。
【００５３】
軍隊用無線送受信機、屋外および作業場で用いる無線機、警察および保安通信装置、海での適用など、非常に厳しい激務に耐えうる適用においてのみ、上記の要件を満たさなくてはならないことは明らかであろう。
【００５４】
上記で開示したように、携帯電話などの消費者用音響製品の主要部分は、一般的に、ＩＰ５３またはＩＰ５４の保護レベルを必要とする。
【００５５】
しかし、上記に加えてさらに、消費者用音響製品であっても、最近では、ＩＰ６７までのより高い保護レベルを提供する設計傾向にある。そのため、これらの装置は不意な水の浸入を完全に防ぐことができる。
【００５６】
したがって、現在では、ＩＰ６７保護特性記号レベルは、以前はこの保護レベルを必要としていなかった製品にさえも用いられている。
【００５７】
したがって、保護音響部材または部品のための繊維成分はこれに対応し、近い将来さらに改良されるであろう。
【００５８】
さらに、上記で開示したように、現代の音響製品が必要とする音響および保護性能を提供するように構成された様々な繊維製品に基づいて、つまり、不織布素材、技術的に合成した単糸繊維素材および撥水Ｅ−ＰＴＦＥ膜を用いて、現在では３つの異なる技術的方法を採用している。
【００５９】
複合糸繊維素材は不規則な性質からほとんど用いられないが、不織布素材に類似した特性を有する。
【００６０】
上記の繊維製品の中では、上記の不織布素材は音響適用性能が低い。
【００６１】
上記の不織布素材は、一般的に、ＩＰ５３またはＩＰ５４に対応する保護レベルを提供するが、長時間の水の浸入へに対抗するためには適切ではない。
【００６２】
水の侵入圧値は１５水柱ｃｍから３０水柱ｃｍ（１５００Ｐａ〜３０００Ｐａ）の間で変化し、ＩＰ６７保護レベルを提供するためには十分ではない。
【００６３】
音響的観点から、上記の不織布素材は完全に適切または有効であると考えることはできない。
【００６４】
実際に、上記の不織布素材は、５０〜６０Ｒａｙｌ（ＭＫＳ系）に対応する音響インピーダンス値を実現することもあるが、この限度を下回らないこともあり、したがって完全に透明な音響フィルタではない。
【００６５】
特別に設計された検査を、実際の適用（携帯電話）で用いられるものと類似する部品に対して行い、この種類の素材はほぼ３〜５ｄＢ（ＳＬ（音レベル））程度の音圧レベル低減を示すことが証明された。この値は低い値ではなく、さらに容易に再現できない。
【００６６】
実際に使用する際には、音響分野において不織布素材は最善の選択ではない。不織布素材よりも、単糸繊維（音響特徴に関して）および膜（撥水特性に関して）の方が優れているからである。
【００６７】
次に、技術的に合成した単糸繊維は開口した正方形のメッシュ構造を有し、通気抵抗を最小限にできる。
【００６８】
技術的に合成した単糸繊維は最適な音響性能を提供する。その音響インピーダンスは、通常は、５Ｒａｙｌから３００Ｒａｙｌ（ＭＫＳ系）の範囲内で変化し、一部の特別な製品では、２０００Ｒａｙｌに達することもある。音圧レベルの低減は０．１ｄＢ〜２．０ｄＢ（音圧レベル）の範囲内であり、これは音響製品に用いるすべての繊維成分のうち、間違いなく最善の性能である。
【００６９】
図８は９０Ｒａｙｌ（ＭＫＳ系）の音響インピーダンスを有する繊維素材の周波数応答を示し、上記の開示範囲のほぼ中間点に対応する。また、一般的な携帯電話の適用において、０．７デシベルの平均または中間音圧レベルの損失を示す。
【００７０】
反対に、比較的高い自由表面率のため、開口メッシュ繊維は最適な撥水特性を提供するためには適切ではない。
【００７１】
通常は、開口メッシュ繊維で形成される部品はＩＰ５３またはＩＰ５４に対応する保護性能を提供する。この点では、（２０水柱ｃｍまでの抵抗を備える）不織布素材にかなり類似する。
【００７２】
一方、このような保護レベルは、多くの携帯電話分野製品などの非常に多数の適用に対して適切ではあるが上記の激務に耐えうる適用の保護要件は満たさない。
【００７３】
したがって、単糸音響繊維の現在の開発目標は、耐水に関して最も厳しい要件を有する適用さえも含めて、実現可能な適用範囲を対応して増やすために、保護特性記号ＩＰ６７もしくはＩＰ６８まで改善し、またはそれを超えることを実現することである。
【００７４】
Ｅ−ＰＴＦＥ防水膜は音響分野にも用いられ、液体侵入に対して最適な保護を提供する。
【００７５】
約１０水柱メートル（＝１バール）またはそれを超える侵入圧値によって、Ｅ−ＰＴＦＥ膜は少なくともＩＰ６７、またはＩＰ６８にさえも対応する保護レベルを実現する。それにより、最適な撥水特性を備えたこれらの素材を提供する。
【００７６】
反対に、上記のＥ−ＰＴＦＥ膜の音響性能は最適ではない。
【００７７】
実際に、Ｅ−ＰＴＦＥ膜は主に振動効果によって音響を伝達し、一般的な大きさの音響部品では、通常は約−１０ｄＢ（音圧レベル）の比較的高い音圧レベルの低減に関与する。
【００７８】
上記膜の別の欠点は、周波数応答が非常に変化しやすいことである。
【００７９】
図９の図表に示すように、一般的な膜の損失は低周波数で約１０ｄＢ、および高周波数では１ｄＢ〜２ｄＢのみとなることもある。したがって、伝達音響品質は部分的に低下する。
【００８０】
結論として、従来音響分野で用いられてきた上記の３つの繊維製品のうち、Ｅ−ＰＴＦＥ膜は低い音響性能を有する。
【００８１】
一方、激務に耐えうる音響適用では、通常は、音楽ではなく人間の音声のみを伝達することが必要となる。したがって、最適ではない音響品質が許容されることもあることが指摘されるべきである。
【００８２】
しかし、これは現在利用可能な製品の格差または欠陥である。したがって、必要な防水特性を保ちながら、少なくともより一定なまたは平坦な周波数応答、およびより予測可能な性能を保証する改良製品を提供することが望ましい。
【００８３】
最後に、前述のＥ−ＰＴＦＥ膜も次の欠陥を有することを、上記にさらに追加すべきである。
機械的強度が小さく、損失感度が高い。
常温切断作業では最適な品質が実現せず、大規模な工業処理設定が必要となり、それに続いて入口の帯のスプライシングの問題が生じるため、型抜きおよび組立処理が困難であある。
高弾力性は他の素材との適切な結合に悪影響を与え、最終物品に可変応力を与え、音響特性の再現性が低くなる。
寸法のパラメータ、具体的には膜厚が完全に一定ではない。
中型から大型の寸法またはサイズの部品を形成することが不可能である。
保護フィルムを半処理膜製品に追加することが必要であり、追加の費用がかかる。
ＰＴＦＥ用に特別に設計された、かなり高価な接着剤の使用が必要である。
【００８４】
このように、現在用いられている上記の素材のいずれも、具体的にはＩＰ６７保護特性記号が必要とされる場合は市場要件を完全には満たさない。
【００８５】
したがって、音響の一貫性の欠如、および機械的特性の低さに関する膜のすべての欠点を克服しながら、膜と同様に良好な防水特性を有する、上記の適用のための新規な製品を提供することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００８６】
【非特許文献１】ＡＳＴＭ（米国検査材料協会）Ｃ５２２−８７
【非特許文献２】ＩＳＯ（国際標準化機構）／ＦＤＩＳ（最終国際規格案）７２３５：２００３
【非特許文献３】国際規格ＩＥＣ（国際電気標準会議）６０５２９
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００８７】
したがって、本発明の目的は、ＩＰ６７レベルの撥水特性を有する新規な製品を提供することである。この新規な製品はＥ−ＰＴＦＥ膜ではなく単糸繊維素材に基づくため、Ｅ−ＰＴＦＥ膜のすべての実際の問題を克服する。
【００８８】
上記目的の範囲内で、本発明の主要な目標は、上記の音響適用のための製品であって、防水であり、製品にかかる梱包および組立応力に耐性があり、影響を受けにくい製品を供給することである。
【００８９】
本発明の別の目標は、さらに、予測可能性が高い音響特性を有し、平坦および再現可能な周波数応答を備える製品を供給することである。
【００９０】
本発明の一態様によれば、上記の目的および目標、およびさらに他の目標は、以下でより明らかになるように、具体的には音響部品用の積層繊維構造によって実現され、上記繊維構造は二重層構成を備えることを特徴とする。二重層構成は技術的に合成した単糸繊維素材をポリマフィルムと結合することによって形成され、音響および電子製品全般において副部品として用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
本発明の別の特性および利点は、本発明の好ましい実施形態を通して、次の詳細な開示からより明らかとなるであろう。ただし、実施形態はこれに限定されない。本発明の好ましい実施形態は例示的に添付図に例示されるが、これに限定されない。
【００９２】
【図１】携帯電話の正面部分を示す。
【図２】携帯電話の裏部分を示す。
【図３】イヤホンの斜視図である。
【図４】本発明による積層繊維構造の一部分の別の斜視図である。
【図５】マイクロホンを保護するために組み立てられた繊維素材から形成される音響フィルタの例を示す概略断面図である。
【図６】本発明にしたがって形成され、携帯電話のマイクロホンおよびラウドスピーカ上に組み立てられるいくつかの保護スクリーンを示す。
【図７】音響的使用のための従来または従前の不織布素材における音圧レベルの低減を示す図表である。
【図８】従来の音響合成単糸繊維素材における音圧レベルの低減を示す図表である。
【図９】従来のＥ−ＰＴＦＥ音響膜における音圧レベルの低減を示す別の図表である。
【図１０】本発明による積層繊維素材構造における音圧レベルの低減を示すさらに別の図表である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
上記の図の参照番号を参照し、一般的に参照番号１で表される本発明による積層繊維構造は二重層の構成を有し、技術的に合成した単糸の正方形メッシュ繊維を、熱溶解積層法などの方法によって、好ましくは２ミクロンから１０ミクロンの最小厚さのポリマフィルムに結合または積層して形成される。
【００９４】
連続した薄い積層フィルムを繊維素材に含有すると、開口部のない外面を実現することができ、約１バールまたは１バールを超える非常に高圧な場合にのみ水を通す。この圧力は保護特性記号ＩＰ６７が規定する最小圧力閾値よりもはるかに高い。
【００９５】
前述のように、上記追加フィルムは非常に薄く、音響流が追加フィルムを通過するときに自発的に振動するように構成されている。
【００９６】
したがって、比較的良好な音響レベルの電導が入口および出口両方で保証される。これは多くの音響製品にとって好ましく、具体的には激務に耐えうる適用において用いられる通信装置にとって好ましい。
【００９７】
音響測定の観点から、本発明による構造によって、音圧は平均で−１０ｄＢ（音圧レベル）減少し、３００Ｈｚから４０００Ｈｚまでのすべての範囲にわたって非常に平坦な周波数応答を有す。この周波数は、携帯電話および無線送受信機などの音声通信装置にとって一般的な基準周波数の範囲である。
【００９８】
図１０は、内径４ｍｍの音響フィルタに関して、本発明で開示する新規素材の周波数応答を示す。４ｍｍの内径は無線送受信機または携帯電話で用いる部品の一般的な寸法である。
【００９９】
絶対的に、音圧レベルの低減は単一のＥ−ＰＴＦＥ膜で実現される低減と類似しており、その値は本質的に多くの適用にとって十分である。
【０１００】
現実の施行例では、音響性能は膜の性能よりも改善される。なぜなら、図７から図１０に示すように、同じ製品の様々なサンプルに関する曲線を比較すると明らかなように、音響の再現性が高いからである。
【０１０１】
図７は音響に用いるための従来の不織布素材の音圧レベルの低減を示す。
【０１０２】
４ｍｍ直径の自由領域を有するサンプルを３ｍｍ直径の円形開口部の裏側に装着し、保護特性記号ＩＰ５４を用いて、−０．５ｄＢ（音圧レベル）の平均音圧レベルの低減を実現した。
【０１０３】
図８は一般的な音響合成単糸繊維素材の音圧レベルの低減を示す。
【０１０４】
４ｍｍ直径の自由領域を有するサンプルを３ｍｍ直径の円形開口部の裏側に組み立て、保護特性記号ＩＰ５４またはＩＰ５３を用いて、−０．７ｄＢ（音圧レベル）の平均音圧レベルの低減を実現した。
【０１０５】
図９は一般的な音響Ｅ−ＰＴＦＥ膜の音圧レベルの低減を示す。
【０１０６】
４ｍｍ直径の自由領域を有するサンプルを３ｍｍ直径の円形開口部の裏側に組み立て、保護特性記号ＩＰ６７を用いて、３００Ｈｚから１０００Ｈｚまでの周波数に対して−１０ｄＢ（音圧レベル）の平均音圧レベルの低減、および１０００Ｈｚから４０００Ｈｚまでの周波数に対して−２ｄＢ（音圧レベル）の平均音圧レベルの低減を実現した。
【０１０７】
図１０は本発明による積層素材の音圧レベルの低減を示す。
【０１０８】
４ｍｍ直径の自由領域を有するサンプルを３ｍｍ直径の円形開口部部の裏側に組み立て、保護特性記号ＩＰ６７を用いて３００Ｈｚから４０００Ｈｚまでのすべての周波数に対して−１０ｄＢ（音圧レベル）の平均音圧レベルの低減を実現した。
【０１０９】
曲線の形状もまた、本発明による構造においてはるかに好ましいことが明らかであろう。実際に、デシベルの低減は、膜とは異なり、使用可能な周波数範囲全体を通じてほぼ一定である。膜では、様々な周波数は−２ｄＢから−１０ｄＢまでの様々な度合いで低減されるため、かなり歪んだ音が生成される。
【０１１０】
保護特性レベルまたは記号ＩＰ６７は水深１メートルでの浸水に関連する。本発明による構造によって保護特性レベルまたは記号ＩＰ６７は安全に保証される。
【０１１１】
一例として、本発明による積層繊維構造の実際の実施形態のいくつかを以下で開示する。
【０１１２】
一実施形態によれば、新規の構造は、任意に黒色である、技術的なポリエステル（ＰＥＴ）単糸正方形メッシュ繊維からなる底部層を備える。
【０１１３】
構造は以下の代表的な範囲のように様々である。糸の直径は２４ミクロンから１２０ミクロン、糸密度（ｔｈｒｅａｄｓ／ｃｍ）は２０から２６０、メッシュ開口は２０ミクロンから２５０ミクロンである。図１０に示す代表的な実施形態では、糸の直径は６４ミクロン、糸密度は５５、メッシュ開口は１２０ミクロンである。
【０１１４】
上部層は連続したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡ６．６（ポリアミド６．６）、ＰＡ６（ポリアミド６）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）フィルムからなり、厚さはたとえば、２ミクロンから１０ミクロンまで様々である。
【０１１５】
図１０の図表は、上記で開示した単糸繊維素材に関連する５ミクロンのＰＥＥＫフィルムに関する。
【０１１６】
２つの表面を結合することは、熱溶解積層法によって実現される。これは適切に離間した接着点または接着パターンにしたがって塗布した溶融ＰＵＲ（反応性ポリウレタン）を供給することによって行われる。代表的な点密度は平方センチメートルあたり３０から１００である。
【０１１７】
新規の素材は繊維製品なため、一例として８０ｃｍから２２０ｃｍまでの様々な高さのロールで提供してもよい。またはさらに加工して１５ｍｍのみという細い帯の形で供給してもよい。または任意の所望する構成にしたがって型抜きしてもよい。
【０１１８】
上記で開示した特定の製品に関して、一般的に携帯電話に用いられる４ｍｍの内径を有する部品に関しては、性能は以下の通りである。
繊維素材の水侵入圧：＞１０水柱メートル
最終フィルタの水侵入圧：＞２．５水柱メートル
保護特性記号：ＩＰ６７
平均音圧レベル低減：−１０ｄＢ（音圧レベル）
平坦な周波数応答：３００Ｈｚから４０００Ｈｚの範囲内。
【０１１９】
図１０の図表に例示する上記の特性は、新規の構造が様々な観点から、Ｅ−ＰＴＦＥ膜に対して改善されていることを示す。たとえば、膜と同一の保護特性記号ＩＰ６７を保持し、さらに、Ｅ−ＰＴＦＥ膜の特性と比べてはるかに改善した機械的および作業性特性を提供しながら、音圧レベル、歪んだ音を一定して再現可能に低減している。
【０１２０】
図１および図２は一般的な携帯電話を示し、全体として参照番号２で表す。一般的な携帯電話は、伝統的に主要ラウドスピーカ（「受信器」）３と、マイクロホン４と、フリーハンド機能／着信音ラウドスピーカ５との３つの外側開口部を備え、専用の保護構成を有する。
【０１２１】
図３はイヤホン６の裏側に取り付けた積層繊維構造１の適用例を示す。
【０１２２】
本事例では、音響繊維は、小型のラウドスピーカにとって非常に重要である低周波数を増幅するように、望ましくはラウドスピーカ周波数応答を修正できるべきである。
【０１２３】
図５は音響測定検査サンプルまたは見本の構成を示す。
【０１２４】
本構成は、携帯電話の外殻８を貫通して従来通り設けられる一般的な直径である３ｍｍの穴７、および音響繊維部分１の内寸９（４ｍｍ）、関連するガスケット１０および接着剤１１を含めてシミュレーションする。
【０１２５】
点線で示した箱１２はマイクロホンなどの音響装置を概略的に示す。
【０１２６】
図６は音響部材用の保護機能を備える技術的な繊維素材から形成される部品のいくつかの例を示す。これらの例は、携帯電話、マイクロホンおよびラウドスピーカに適用される保護スクリーンである。
【０１２７】
部品は型抜き法（またはキスカット技法）によって、発泡シリコンまたはアクリル樹脂ガスケットおよび両面接着リング要素などのその他の素材と関連して、基本となる繊維製品から形成された。
【０１２８】
内寸は３ｍｍから８ｍｍまでの間である。
【０１２９】
本発明による積層繊維構造は、したがって、技術的に合成した単糸繊維素材をポリマフィルムと結合することによって形成される二重層を備え、音響製品および電子製品または物品全般の内部副部品として使用される。
【０１３０】
本繊維構造はさらに、風合いなどの追加機能を備える１または複数の層を備えてもよい。
【０１３１】
本発明による積層繊維構造によって、音響および／または保護機能を有する部品を最終音響製品または物品の内部に配置することができる。
【０１３２】
最も代表的な非限定事例において、上記製品は本積層繊維構造から構成される成形製品または造型品である。上記製品はガスケットおよび両面接着フィルム要素を備え、最終音響物品設計にしたがい、必要な構成にしたがって型抜きされる。
【０１３３】
本発明によって、たとえば、支持部、音響チャンネルまたは音響室などの任意の他の副部品に連結する上記の部品を含むスピーカまたはマイクロホンサブアセンブリなどの、十分に機能的なサブセットを作成することが可能となる。上記のサブセットは、従来のプラスチック素材から成形されるか、または他の適切な方法で形成され、任意にスピーカまたはマイクロホンなどの音響部材自体も含む。
【０１３４】
さらに、新規の構造によって、本発明による積層繊維構造に基づいて形成された上記で開示した製品とは別の部品を、音響物品または製品の内部に組み込むことが可能となる。
【０１３５】
たとえば、本積層繊維構造をマイクロスピーカコーン、またはコーン、つり下げアセンブリ、ドーム、センタリング要素などの大型のスピーカ部分を形成するための出発原料として用いてもよい。
【０１３６】
本構造は様々な構成の技術的に合成したＰＥＴ、ＰＡ６．６、ＰＡ６、ＰＰ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥまたはＰＥＥＫの単糸繊維または複合繊維から構成されてもよい。
【０１３７】
糸密度、糸直径、強化構造、最終構成は要件によって様々である。
【０１３８】
本構造はＰＥＴ、ＰＡ６．６、ＰＡ６、ＰＰ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＥＩまたはＰＥＥＫから形成される連続フィルムからなってもよい。連続フィルムの厚さは技術的に可能な最小の厚さ、理論的にはゼロから最大５０ミクロンまでである。
【０１３９】
用いられる素材も現在既存するすべてのポリマを含んでもよく、それらのポリマを加工または処理して連続フィルムおよび／または織物に適した単糸または複合糸部材を提供してもよい。
【０１４０】
用いられる素材はさらに近い将来技術的に開発される新規のポリマを含んでもよい。ただし、新規のポリマは本発明による適用に適しているか、または適応されるものに限る。
【０１４１】
本発明による積層繊維構造は、好ましくは、熱溶解積層法によって、ＰＵＲ（反応性ポリウレタン）を２層を結合するための接着剤として供給することによって形成されてもよい。
【０１４２】
さらに、本構造はまた、他の結合方法から形成されてもよい。他の結合方法には、低溶融「マット」を提供する熱積層法、超音波積層法、粘着接着剤の適用、一般的に２以上の繊維製品層を連続して結合する同様の他の方法、および技術の進歩に関連して将来開発される可能性のあるすべての方法を含む。
【０１４３】
本発明によって、意図する目標および目的が完全に実現されることが判明している。
【０１４４】
実際に、本発明による繊維素材に対する浸水検査では１０水柱メートルに対応する圧力を実現し、ＩＰ６７記号だけではなくＩＰ６８記号にも対応することが可能であったことが示された。
【０１４５】
さらに、最終音響フィルタ（積層素材／両面接着帯＋任意のガスケットからなるリング）に用いられるのと同一の方法で組み立てたサンプルを実際に検査すると、実際の水侵入圧値は２．５水柱メートルから１０水柱メートルまで様々であり、それぞれの事例において、ＩＰ６７記号または特性の要因に必要な最小必要値である１メートルよりはるかに高いことが示された。
【０１４６】
Ｅ−ＰＴＦＥ膜に関して現在の技術または従来のＩＰ６７製品の実際の基準として用いると、新規の独創的な素材は次のような顕著な利点を提供する。
膜に略類似する音圧レベルまで音圧レベルを低減するが、再現性は膜よりもはるかに高い。
はるかに平坦な周波数応答を実現し、本来の音響信号の歪みは小さい。
顕著に大きな機械的強度を提供する。
剛性が高く、大型な部品を形成できる可能性がある。
加工性が高く、組立が容易である。
はるかに一定の厚さを提供する。
【０１４７】
結論として、本発明による構造によって、Ｅ−ＰＴＦＥ膜に対して、多くの音声および消費者用大型電子機器の音響部材の付属品として用いられる保護スクリーンに関して、現在技術の真生で認知可能な改善が可能となる。
【０１４８】
本発明の実施において、使用する素材、寸法および形状は要件によって任意のものであってよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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