JP3642858B2 - スピーカエッジ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実質的に通気性を有さないポリウレタン層と、ポリウレタンフォームとからなる複合体を成形することにより得られるスピーカエッジ及びその製造方法に関する。本発明のスピーカエッジは、止水性等の防水性に優れるとともに、耐候性も良好であって、特に熱、太陽光、降雨等、厳しい環境に晒される車載用、とりわけドアーの内側などに取り付けられるスピーカ用のエッジとして利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタンフォームは柔軟であり、且つ振幅の大きなエッジ形状とすることができ、スピーカエッジの素材として好適である。また、ポリウレタンフォームをスピーカエッジとして使用すれば、最低共振周波数を低くすることができ、低音域での歪みが低減される。加えて高音域における歪も少なく、良好な音質特性が実現される。更に、振動板本体の振幅動作の抵抗も小さく、低音域での再生能率が向上し、同時に高音域でのスピーカーエッジ自体からの音声発生によるノイズが少なく、音質の劣化が少ない。また、ファブリックに樹脂を含浸した素材に比べて成形時のコストが低く、安価なスピーカエッジが得られる。
【０００３】
しかし、エステル系ウレタンフォームは、空気中の湿気によりポリオール成分が加水分解して強度が低下し、またエーテル系ウレタンフォームは、紫外線により強度が低下するという問題がある。更に、例えば車載用のスピーカ等では、特にドアパネルに取り付けられた場合など、降雨時に水が内部へ侵入するという問題もある。スピーカエッジに使用されているウレタンフォームは、通常、連泡性でありフォームのみでは透水を十分に防止することはできない。
【０００４】
このように車載用スピーカなどでは、耐候性の他に優れた防水性、特に振動板本体との接合面からの水の侵入を防止する、優れた止水性を有することが要求されている。このように優れた止水性を有するスピーカエッジは、フォーム表面に実質的に通気性を有さない皮膜を形成することにより得ることができる。また、この皮膜を形成する材料がフォームと一体成形することができるだけの耐熱性を持つものであれば、従来の熱プレス成形の方法がそのまま適用でき、コストの面でも有利である。
【０００５】
更に、実質的に通気性のないスピーカエッジとすることができれば、車載用のスピーカばかりでなく、特に小口径のスピーカの低音特性を向上させることもでき、テレビ、ラジオ、携帯用テープレコーダー、カセットステレオ等、比較的小さなスピーカを使用している音響機器の音質を改善することもできる。
【０００６】
上記のように耐候性に優れ、且つ実質的に通気性のないスピーカエッジを得るため、特開平３−８３４９５号公報には、ポリウレタンフォームの表面に熱可塑性樹脂皮膜層を設けたものが開示されている。熱可塑性樹脂からなるフィルムは耐候性に優れるものが多い。しかし、ポリウレタンフォームに比べて熱溶融温度が低いものも多く、しかも溶融状態での粘度が低く、比較的速やかに流動変形してしまうものが多い。
【０００７】
ポリウレタンフォームをスピーカーエッジに成形する場合、温度１５０〜２３０℃に設定された成形型を用い、１分間程度圧縮して成形する。そのため上記の熱可塑性樹脂からなるフィルムは、圧縮成形時に溶融破断してしまってフォームの表面全体を均一に覆うことができない。その結果、耐候性も低下するが、特に通気性が大きくなり、水の侵入を防止することができなくなる。
【０００８】
上記の問題を解決するため、特開平４−２４５７９９号公報には、フォームの表面にポリウレタンからなる皮膜を形成したスピーカエッジが提案されている。それによればエーテル系ポリウレタンフォームの表面に、湿気硬化型ポリウレタンフィルム層を設けたスピーカエッジが開示されている。そしてこのエッジは、成形性且つ耐候性、防水性に優れ、スピーカへの大入力が可能である等と説明されている。
【０００９】
しかし、上記のスピーカエッジは同公報中の記載によれば相当の通気性を有するものであり、これでは十分な止水性が実現されないのは明らかである。これは湿気硬化によってフィルム層が形成されるまでの間に、離型紙が粘度の低いウレタン原料を弾いてしまって、平滑で均一なフィルム層が形成されていないためであると考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するものであり、ポリウレタンフォームの表面に、フォームと一体に加熱し成形することができ、且つ実質的に通気性を有さない特定のポリウレタン層を設けた複合体からなり、耐候性、及び止水性等の防水性などに優れたスピーカエッジ、及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、ポリウレタン層に特に粘着付与剤及び酸化防止剤等を配合することにより、より優れた止水性或いは耐候性等を有するスピーカエッジを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカエッジは、ポリウレタンフォームからなる基体と、少なくともその一表面に設けられるポリウレタン層とからなる複合体を成形して得られるスピーカエッジであって、上記基体の表面には、上記ポリウレタンフォームの気泡が開口しており、上記基体と上記ポリウレタン層との界面近傍においては、上記ポリウレタンフォームの気泡壁が、上記ポリウレタン層に貫入しており、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性が０．５ｃｃ／ｃｍ２ ・ｓｅｃ以下であり、上記ポリウレタン層を形成するポリウレタンは、イソシアネート末端プレポリマーからなる原料を湿気硬化させてなり、該イソシアネート末端プレポリマーの末端イソシアネート基の含有量は１５％以下であり、且つ上記原料の１００℃における粘度が１０〜５０００ポイズ、及び流動点が４０℃以上であることを特徴とする。
【００１２】
上記「ポリウレタンフォーム」としては、各種のフォームを使用し得るが、圧縮永久歪等に優れる連泡型ポリウレタンフォームが好適である。また、柔軟性等に優れる軟質ポリウレタンフォームが好ましい。更に、前記の通り、ポリオールとしてポリエステルタイプのものを使用した場合は、得られたフォームが加水分解によって劣化し易いため、ポリエーテルポリオールを使用したエーテルタイプのものが好ましい。このエーテルタイプのポリウレタンフォームは紫外線等により劣化する傾向があるため、必要に応じて適量の紫外線吸収剤、酸化防止剤等を添加して使用する。
【００１３】
上記「ポリウレタン層」（以下、ＰＵ層という。）を形成するポリウレタンは、イソシアネート末端プレポリマー（以下、単にプレポリマーということもある。）を原料として形成される。そして、この「イソシアネート末端プレポリマー」の末端イソシアネート基の含有量は１５％以下、特に７％以下であり、また、上記原料の１００℃における粘度が１０〜５０００ポイズ、特に１０〜２０００ポイズ、更には２０〜５００ポイズであり、流動点が４０℃以上であり、特に５０℃以上であることが好ましい。
【００１４】
上記末端イソシアネート基の含有量が１５％を越える場合は、湿気と反応して発泡し、ピンホールになり易い。また、所定の粘度以上の高粘度のプレポリマーが得られず、加工性が損なわれるため好ましくない。更に、上記１００℃における粘度が１０ポイズ未満では、離型性を有する基材表面において、原料がその表面張力によって液滴になろうとする現象を生じ、均一な厚さのＰＵ層を形成することが困難となる。また、この粘度が５０００ポイズを越える場合は、所定厚さ以下の粘着層とすることが容易ではない。更に、流動点が４０℃未満では、フォーム圧着後も皮膜が固化し難いこと、及び湿気硬化前に原料が離型紙等の表面で液滴になってしまうことのために、ＰＵ層にピンホールが発生し易くなり好ましくない。
【００１５】
上記プレポリマーの末端イソシアネート基の含有量が７％以下であり、上記原料の粘度が１０〜２０００ポイズ、特に２０〜５００ポイズ、及び流動点が５０℃以上であれば、フォーム圧着後、皮膜が容易に固化するためピンホールの発生がなくより好ましい。また、所定厚さのＰＵ層を容易に形成することもできる。尚、上記の流動点とは、プレポリマーが融点を持つものであればその融点のことであり、融点を持たない場合は、いわゆる軟化温度で顕著な流動性を示す柔らかい状態となる温度を意味する。
【００１６】
上記の「イソシアネート末端プレポリマー」は、反応型ホットメルトタイプのプレポリマーであり下記のようなものが挙げられる。
(1) 結晶性を有するポリオールとポリイソシアネートを反応させて得られるプレポリマー
結晶性を有するエーテル系ポリオールとしてはポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等が挙げられる。また、エチレンオキサイドを付加重合させて得られるポリエチレングリコール（ＥＧ）であって、分子量が５００以上、融点が３０℃以上のものを使用することもできる。更に、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロックコポリマーであって、エチレンオキサイドの重量比が４０％以上、且つ平均分子量が１５００以上であるものも融点を持つことが知られている。
【００１７】
上記のエーテル系ポリオールとしては以下の各種の市販品を利用することができる。三洋化成株式会社製、商品名「ＰＴＭＧ３０００」（水酸基価；２４）、商品名「ニューポール ＰＥ−６８」（水酸基価；３５）、商品名「ニューポール ＰＥ−７８」（水酸基価；４５）、商品名「ニューポール ＰＥ−１０８」（水酸基価；６０）、商品名「ＰＥＧ２０００」（水酸基価；４５）
【００１８】
また、エステル系ポリオールとしては、１，４−ブタンジオール（ＢＧ）、エチレングリコール又はヘキサンジオール（ＨＧ）とアジピン酸（ＡＡ）等との縮合物、及びラクトンエステルとして分類されるカプロラクトンの開環縮合物であるポリオール等が挙げられる。
【００１９】
上記のエステル系のポリオールとしては以下の各種の市販品を利用することができる。旭電化株式会社製、商品名「ニューエース Ｆ１５−２０」（水酸基価；４５）、商品名「ニューエース Ｆ７−３７」（水酸基価；５０）、以上、ＥＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ニューエース Ｆ１３−３５」（水酸基価；５０）、ＢＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ニューエース Ｆ９−３０」（水酸基価；５０）、商品名「ニューエース Ｌ４−７１」（水酸基価；５０）、以上、ＥＧ及びＢＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ニューエース ＹＧ−１１１」（水酸基価；５０）、ＨＧとＡＡとの反応生成物
【００２０】
日立化成ポリマー株式会社製、商品名「ＴＡ２２−１９６」（水酸基価；５０）、ＢＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ＴＡ２２−１０２」（水酸基価；５５）、商品名「テスラック ２２−１９０」（水酸基価；６０）、以上、ＨＧとＡＡとの反応生成物、商品名「テスラック ２２−１４５」（水酸基価；６５）、商品名「テスラック ２２−１４６」（水酸基価；６５）、シクロヘキサンジメタノールとＡＡとの反応生成物、商品名「テスラック ２２−０５７Ａ」（水酸基価；６５）、商品名「テスラック ２２−２２８」（水酸基価；６５）、ＨＧとセバシン酸との反応生成物
【００２１】
また、カプロラクトンの開環縮合物としては、ダイセル化学工業株式会社製、商品名「プラクセル ２１０」（水酸基価；５５）、商品名「プラクセル ２１０」（水酸基価；５５）、商品名「プラクセル ２３０」（水酸基価；６０）等が挙げられる。
【００２２】
(2) 添加剤を使用する製法
融点を持たないポリオールを使用する場合、反応系に融点を有する添加剤を混合することにより流動点を有するプレポリマーを調製することができる。融点を有する添加剤としては、芳香族系の炭化水素、直鎖脂肪族エステル系等のワックス、石油系炭化水素パラフィンワックスなどが挙げられる。これら添加剤は、プレポリマーの調製時、使用するポリオールと相溶性のあるものはポリオールに溶解し、ポリイソシアネートと相溶性のあるものはポリイソシアネートに溶解して使用される。
【００２３】
また、プレポリマーと上記の各種添加剤との相溶性を向上させるため、相溶化剤として可塑剤や炭化水素系の溶剤などを適宜使用することもできる。更に、ポリブテン、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ダイマー酸縮合エステル等、上記の炭化水素系の溶剤などと相溶性を有するポリオールを共用することも有効である。
【００２４】
本発明では、上記の各種のポリオールを適宜選択し、ポリイソシアネートと反応させてプレポリマーを調製する。ポリイソシアネートとしては、結晶性を有し且つ反応性が高く、融点の高いＭＤＩ、特に純ＭＤＩ等が好適である。また、これらプレポリマーに粘着付与剤を配合することが好ましい。更に、必要であれば粘度調整剤等として、各種添加剤を配合して使用することもできる。
【００２５】
上記「粘着付与剤」としては、通常、ホットメルト系接着剤等に使用されるものを特に制限されることなく使用することができる。例えばタール、アスファルト、クマロン樹脂等の石油樹脂などが挙げられ、これらは２種以上を併用することもできる。この粘着付与剤は、プレポリマー１００重量部に対して４０〜１００重量部、特に６０〜８０重量部程度使用することが好ましい。この配合量が４０重量部未満では十分な止水性が得られない。また、１００重量部配合すれば十分な止水性が実現され、それ以上配合した場合は、他成分と均一に混合することができなかったり、ＰＵ層の強度が低下し、そのためスピーカエッジの強度が低下するため好ましくない。
【００２６】
また、本発明のスピーカエッジでは、特に車載用スピーカなどでは、そのＰＵ層は紫外線等に晒される場合も多い。これらの紫外線等と触れるＰＵ層を形成するための原料に、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等を配合し、熱劣化、酸化劣化或いは紫外線劣化等を抑えることが好ましい。酸化防止剤等としては、通常、樹脂に配合されるものを用いることができるが、特に、ヒンダードアミン系或いはヒンダードフェノール系の酸化防止剤が好適である。これらは酸化防止機能と同時に紫外線吸収機能も併せ有するものであるが、特に必要であれば通常の紫外線吸収剤を併用してもよい。
【００２７】
酸化防止剤等の配合量は、プレポリマー１００重量部に対して０．１〜２重量部、特に０．２〜１重量部の範囲が好ましい。この配合量が０．１重量部未満では十分な耐候性が得られない。また、２重量部配合すれば十分な耐候性が実現され、それ以上の配合は必要ない。
【００２８】
更に、本発明のスピーカエッジでは、ポリウレタンフォームからなる基体の厚さは、通常のスピーカエッジと同程度でよく、２〜１５ｍｍ、特に４〜１２ｍｍ程度であればよい。また、ＰＵ層は、フォームと全面に渡って均等且つ十分に密着することができ、しかも取り扱い時等に容易に破損しない程度の強度があればよい。この厚さは１０〜３００μｍ、特に１０〜２００μｍ、更には１０〜１００μｍの範囲が好ましい。この厚さであれば確実な止水ができるとともに強度も十分である。
【００２９】
以上詳述したように、本発明のスピーカエッジでは、ポリウレタンフォームからなる基体とＰＵ層とを、それぞれの要求特性等に応じて任意に設計することができる。特にポリウレタン層のみに必要な粘着付与剤の配合などは、基体にはまったく不要であり、むしろ圧縮永久歪等の物性を低下させるものである。また、酸化防止剤等も基体、ＰＵ層それぞれに適宜のものを適量配合することができ、更に、上記のようにＰＵ層の厚さも容易に調整することができる。同時にフォームについては、柔軟性その他、音質向上に寄与する物性について、自由に配合設計することもできる。このように本発明のスピーカエッジでは、所要の耐候性、止水性等によって、最適なスピーカエッジとすることができる。
【００３０】
また、本発明のスピーカエッジの製造方法は、ポリウレタンフォームからなる基体と、少なくともその一表面に設けられるポリウレタン層とからなる複合体を成形して得られるスピーカエッジの製造方法において、イソシアネート末端プレポリマーからなる原料を、その流動点以上の温度に加熱して流動状態とした後、離型性を有する基材表面に流延して上記ＰＵ層を形成することとなる皮膜を形成し、その後、該皮膜が流動状態にあるうちに、上記ポリウレタンフォームの気泡が開口した表面を上記皮膜に圧着し、次いで、冷却して上記皮膜を固化させ、その後、上記イソシアネート末端プレポリマーを湿気硬化させて上記複合体を得、次いで、該複合体を所定形状に成形することを特徴とする。
【００３１】
上記「原料」は、常温では固体であって１００℃での粘度が比較的低いものである。そして流動点を越える温度に加熱された後、常温の離型紙等、「離型性を有する基材」の表面に液状で供給され、流延されることによって「皮膜」が形成される。上記皮膜は、離型紙等の表面で急激に温度が低下し、急速な粘度上昇を生じ、常温にまで温度低下した時点では固体状となる。従って、軟質ポリウレタンフォーム等の基体の皮膜への「圧着」は、皮膜の粘度が上昇している間であって、固化する前に実施する必要がある。皮膜が流動性を失った後では、基体表面に開口した気泡壁を皮膜に貫入させることができない。
【００３２】
また、離型紙等の表面に形成される皮膜にピンホールを生成させず、且つ圧着したフォームを十分に皮膜中に貫入させるためには、「６０〜７０℃の温度範囲における上記原料の粘度が少なくとも１０００ポイズ」、特に１０００〜１００００ポイズ程度であることが好ましい。本発明では、通常の操作に従って皮膜形成に続いて連続的に基体の圧着、貫入を行った場合、その時点での皮膜の温度は上記範囲程度となる。その時点で原料の粘度が上記範囲であれば、容易に確実に気泡壁を皮膜中に貫入させることができる。
【００３３】
上記の粘度があまりに低い場合は、圧着されたフォームの気泡開口部にプレポリマー等からなる原料が含浸されてしまって、十分な厚さの皮膜即ちＰＵ層が形成されなくなる。この場合、ＰＵ層は通気性を有するものとなってしまい、スピーカエッジは防水性、特に止水性に劣ったものとなる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び比較例を具体的に説明する。
実施例１
反応型ホツトメルトタイプのプレポリマー（日立化成ポリマー株式会社製、商品名「ハイボン４８１１」、末端イソシアネート基の含有量；４％）を、１００℃に設定されたキュアー炉中にて溶融し、１００℃に加熱されたロールコータによって常温のシリコーン離型紙表面に供給した。その後、アプリケータによって展延し、厚さ約３０μｍの皮膜を形成した。尚、プレポリマーの１００℃における粘度は３０ポイズ、流動点は６０℃であった。
【００３５】
この皮膜の表面に、皮膜形成後直ちに厚さ１０ｍｍのポリウレタンフォーム（株式会社イノアックコーポレーション製、商品名「カラーフォームＥＣＳ」、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性は１５０ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ）を圧着し、その気泡壁を貫入させ、一日放置して湿気硬化させた後シリコーン離型紙を剥がして複合体を得た。上記のようにして形成されたＰＵ層を目視により観察したところ、柔軟且つ平滑で、ピンホールはまったく認められなかった。尚、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性は０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７によって測定した通気性は３５秒であった。
【００３６】
また、上記の複合体を、通常スピーカエッジの製造に使用されている鋼製の成形型によって、１６０℃で、２分間圧縮成形し、スピーカエッジを得た。成形時、ＰＵ層が溶融することはなく、表面の平滑性等は成形の前後でまったく変化はなかった。尚、同様の条件で上記複合体を圧縮成形してエッジ部と同程度の厚さのシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では４０秒であり、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００３７】
実施例２
プレポリマーを日立化成ポリマー株式会社製、商品名「ハイボン４８１２」（末端イソシアネート基の含有量；４．５％）に代えた以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。尚、プレポリマーの１００℃における粘度は５０ポイズ、流動点は７０℃であった。この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。
【００３８】
このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。更に、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であって、成形の前後で通気性に変化はなかった。
【００３９】
実施例３
ヒンダードフェノール系の酸化防止材であるトリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕（チバガイギー社製、商品名「イルガノックス１０１０」）、及び紫外線吸収剤である４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン（三共株式会社製、商品名「サノールＬＳ７４４」）を、それぞれ１ｇ更に配合した以外は実施例２と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。尚、プレポリマーの１００℃における粘度は４８ポイズ、流動点は７０℃であった。この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。
【００４０】
このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では２５秒であった。更に、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では３０秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００４１】
また、得られた複合体とＰＵ層を有さないポリウレタンフォーム（比較品）について、その耐候性を評価した。耐候性の評価はフェードメーターによって実施し、ブラックパネルの温度は６３℃とした。測定時間は５００時間までとし、経時による引張強度の低下を測定し、初期強度に対する強度保持率で耐候性を表す。尚、初期強度は、実施例の複合体が１．０５ｋｇ／ｃｍ2 、比較品が１．１５ｋｇ／ｃｍ2 であった。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１の結果によれば、ＰＵ層を有さない比較品では、１００時間経過後には既に保持率が５０％にまで低下し、３００時間で保持率は０になっている。これに対して複合体では、保持率が５０％に低下するのが４００時間経過後であり、５００時間でも保持率は３５％であって、優れた耐候性を有することが分かる。
【００４４】
実施例４
ダイマー酸エステルポリオール（日立化成ポリマー株式会社製、商品名「テスラック２４５８」）１００ｇに、粘着付与剤として芳香族炭化水素溶剤（日本石油化学株式会社製、商品名「ハイゾールＳＡＳ−ＬＨ」）２０ｇと、粘度上昇添加剤（三井石油化学工業株式会社製、商品名「ＦＴＲ６１００」）６０ｇを混合し、加熱溶解した後、純ＭＤＩ７０ｇを加えて２時間混合、加熱し、粘着付与剤を含有する原料を調製した。この原料は、６０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が２０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００４５】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００４６】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では８０秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００４７】
また、上記スピーカエッジを振動板本体に取り付けた場合の、接合界面からの漏水の有無或いは漏水に至る時間を確認した。この止水性の評価は図１に示す装置によって実施した。図１において、１はスピーカエッジ、１１は基体、１２はＰＵ層、２は外部且つ上部アクリル樹脂製円筒、２’は内部且つ上部アクリル樹脂製円筒、３は外部且つ下部アクリル樹脂製円筒、３’は内部且つ下部アクリル樹脂製円筒、４は水である。また、アクリル樹脂製円筒２の内径は１７０ｍｍ、アクリル樹脂製円筒２’の外径は２１０ｍｍであり、水深は３０ｍｍである。
【００４８】
実際の測定は、先ず下部の円筒３及び３’を水平且つ同心円状に置き、両円筒の上端面に、スピーカエッジ１のＰＵ層１２を上面とし、その両端縁を乗せる。その後、上部の円筒２、２’を同様に同心円状に乗せ、形成されるドーナツ状の空間に水深３０ｍｍとなる量の水を入れ、漏水の有無を目視で観察した。その結果、スピーカエッジそのものの透水がないばかりでなく、１２時間経過後もスピーカエッジ１のＰＵ面１２と上部円筒２、２’の下部端面の界面からの漏水もまったくなく、優れた止水性を有することが分かった。一方、実施例３における比較品を用いて同様にスピーカエッジを成形し、同様にしてその止水性を評価したところ、５分後には漏水が確認された。その時点でスピーカエッジそのものの透水はなかった。
【００４９】
実施例５
「テスラック２４５８」２５ｇ、ポリエステルポリオール（ダイセル化学工業株式会社製、商品名「プラクセル２４０」）７５ｇ、「ＳＡＳ−ＬＨ」２０ｇ及び「ＦＴＲ６１００」６０ｇを、１００℃にて混合して溶解し、均一な混合液を得た後、溶融させた純ＭＤＩ７０ｇを投入し、均一な攪拌混合を実施した。その後、更に１００℃にて２時間攪拌を継続し、原料を調製した。この原料は、６０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が４０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００５０】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００５１】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であって、成形の前後で通気性に変化はなかった。
【００５２】
実施例６
「テスラック２４５８」２５ｇ、ポリエーテルポリオール（三洋化成株式会社製、商品名「ＰＴＭＧ３０００」７５ｇ、「ＳＡＳ−ＬＨ」２０ｇ及び「ＦＴＲ６１００」６０ｇを、１００℃にて混合して溶解し、均一な混合液を得た後、溶融させた純ＭＤＩ６７ｇを投入し、均一な攪拌混合を実施した。その後、更に１００℃にて２時間攪拌を継続し、原料を調製した。この原料は、５０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が５０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００５３】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００５４】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では６５秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００５５】
実施例７
ポリエーテルポリオール（三洋化成株式会社製、商品名「ニューポールＰＥ１０８」１００ｇ、「ＳＡＳ−ＬＨ」３０ｇ及び「ＦＴＲ６１００」３０ｇ、「イルガノックス１０１０」及び「サノールＬＳ７４４」１ｇを、１００℃にて混合して溶解し、均一な混合液を得た後、溶融させた純ＭＤＩ７０ｇを投入し、均一な攪拌混合を実施した。その後、更に１００℃にて２時間攪拌を継続し、原料を調製した。この原料は、４０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が２０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００５６】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００５７】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７０秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００５８】
また、得られた複合体の耐候性を実施例３の場合と同様にして評価した。結果を前記の表１に併記する。その結果によれば、１００時間経過後でも９２％と高い保持率が維持され、４００時間経過後も５０％以上の保持率であって、実施例３の場合をやや上回る優れた耐候性を有するものであることが分かる。
【００５９】
比較例１
融点を持たないポリエーテルポリオール（三洋化成株式会社製、商品名「ＧＰ−３０００」）１００ｇに、粗ＭＤＩ（ダウ社製、商品名「ＰＡＰＩ１３５」）２０ｇ、更に感熱性触媒（サンアプロ社製、商品名「Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ５０３」）０．１ｇを加え十分に攪拌した。得られたプレポリマーの２５℃における粘度は２．５ポイズと非常に低いものであった。また、末端イソシアネート基の含有量は１０％であった。
【００６０】
上記のようにして得られたプレポリマーを常温のシリコーン離型紙の表面に３０ｇ／ｍ2 の量で供給した。その後、アプリケータによって厚さ約３０μｍに展延した。次いで、密度２５ｋｇ／ｍ3 、厚さ１０ｍｍの軟質ポリウレタンフォーム（通気性；４０ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ）を圧着し、１００℃のキュアー炉中にて加熱し、重合を促進させた。
【００６１】
得られた複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形し、その性状等を実施例１と同様にして評価したが、柔軟ではあるものの、平滑性に劣り、また多数のピンホール状の空孔があった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では２５ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ、ＪＩＳ
Ｐ ８１１７では通気性が大きすぎ測定不可であった。
【００６２】
比較例２
「ＧＰ−３０００」１００ｇに、「ＰＡＰＩ１３５」２５ｇを加えて十分に攪拌し、プレポリマーを得た。得られたプレポリマーの２５℃における粘度は１５ポイズと非常に低いものであった。また、末端イソシアネート基の含有量は１５％であった。
【００６３】
上記のようにして得られた混合液を常温のシリコーン離型紙の表面に３０ｇ／ｍ2 の量で供給した。その後、アプリケータによって厚さ約３０μｍに展延した。次いで、比較例１の場合と同じ軟質ポリウレタンフォームを圧着し、一日放置後に離型紙を剥がし、複合体を得た。
【００６４】
得られた複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形し、その性状等を実施例１と同様にして評価したが、柔軟ではあるものの、平滑性に劣り、また多数のピンホール状の空孔があった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では３０ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ、ＪＩＳ
Ｐ ８１１７では通気性が大きすぎ測定不可であった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリウレタンフォームからなる基体の表面に、特に粘着付与剤を含有する特定のＰＵ層が設けられた複合体からなるスピーカエッジとすることにより、ポリウレタンフォームからなるスピーカエッジ本来の優れた特性をそのまま維持しつつ、更に耐候性及び止水性等に優れたスピーカエッジとすることができる。
【００６６】
また、本発明によれば、特に粘着付与剤を含有する特定の反応型ホットメルトタイプのプレポリマーをＰＵ層の原料として使用し、この原料によって形成される皮膜が流動状態にある間に、ポリウレタンフォームを圧着し、その気泡壁を上記皮膜に貫入させ、その後、上記プレポリマーを湿気硬化させることにより得られる複合体を用いてスピーカエッジを成形することにより、容易に優れた性能のスピーカエッジを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スピーカエッジの止水性を評価している様子を表す縦断面図である。
【符号の説明】
１；スピーカエッジ、１１；基体、１２；ＰＵ層、２；外部且つ上部アクリル樹脂製円筒、２’；内部且つ上部アクリル樹脂製円筒、３；外部且つ下部アクリル樹脂製円筒、３’；内部且つ下部アクリル樹脂製円筒、４；水。
【発明の属する技術分野】
本発明は、実質的に通気性を有さないポリウレタン層と、ポリウレタンフォームとからなる複合体を成形することにより得られるスピーカエッジ及びその製造方法に関する。本発明のスピーカエッジは、止水性等の防水性に優れるとともに、耐候性も良好であって、特に熱、太陽光、降雨等、厳しい環境に晒される車載用、とりわけドアーの内側などに取り付けられるスピーカ用のエッジとして利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタンフォームは柔軟であり、且つ振幅の大きなエッジ形状とすることができ、スピーカエッジの素材として好適である。また、ポリウレタンフォームをスピーカエッジとして使用すれば、最低共振周波数を低くすることができ、低音域での歪みが低減される。加えて高音域における歪も少なく、良好な音質特性が実現される。更に、振動板本体の振幅動作の抵抗も小さく、低音域での再生能率が向上し、同時に高音域でのスピーカーエッジ自体からの音声発生によるノイズが少なく、音質の劣化が少ない。また、ファブリックに樹脂を含浸した素材に比べて成形時のコストが低く、安価なスピーカエッジが得られる。
【０００３】
しかし、エステル系ウレタンフォームは、空気中の湿気によりポリオール成分が加水分解して強度が低下し、またエーテル系ウレタンフォームは、紫外線により強度が低下するという問題がある。更に、例えば車載用のスピーカ等では、特にドアパネルに取り付けられた場合など、降雨時に水が内部へ侵入するという問題もある。スピーカエッジに使用されているウレタンフォームは、通常、連泡性でありフォームのみでは透水を十分に防止することはできない。
【０００４】
このように車載用スピーカなどでは、耐候性の他に優れた防水性、特に振動板本体との接合面からの水の侵入を防止する、優れた止水性を有することが要求されている。このように優れた止水性を有するスピーカエッジは、フォーム表面に実質的に通気性を有さない皮膜を形成することにより得ることができる。また、この皮膜を形成する材料がフォームと一体成形することができるだけの耐熱性を持つものであれば、従来の熱プレス成形の方法がそのまま適用でき、コストの面でも有利である。
【０００５】
更に、実質的に通気性のないスピーカエッジとすることができれば、車載用のスピーカばかりでなく、特に小口径のスピーカの低音特性を向上させることもでき、テレビ、ラジオ、携帯用テープレコーダー、カセットステレオ等、比較的小さなスピーカを使用している音響機器の音質を改善することもできる。
【０００６】
上記のように耐候性に優れ、且つ実質的に通気性のないスピーカエッジを得るため、特開平３−８３４９５号公報には、ポリウレタンフォームの表面に熱可塑性樹脂皮膜層を設けたものが開示されている。熱可塑性樹脂からなるフィルムは耐候性に優れるものが多い。しかし、ポリウレタンフォームに比べて熱溶融温度が低いものも多く、しかも溶融状態での粘度が低く、比較的速やかに流動変形してしまうものが多い。
【０００７】
ポリウレタンフォームをスピーカーエッジに成形する場合、温度１５０〜２３０℃に設定された成形型を用い、１分間程度圧縮して成形する。そのため上記の熱可塑性樹脂からなるフィルムは、圧縮成形時に溶融破断してしまってフォームの表面全体を均一に覆うことができない。その結果、耐候性も低下するが、特に通気性が大きくなり、水の侵入を防止することができなくなる。
【０００８】
上記の問題を解決するため、特開平４−２４５７９９号公報には、フォームの表面にポリウレタンからなる皮膜を形成したスピーカエッジが提案されている。それによればエーテル系ポリウレタンフォームの表面に、湿気硬化型ポリウレタンフィルム層を設けたスピーカエッジが開示されている。そしてこのエッジは、成形性且つ耐候性、防水性に優れ、スピーカへの大入力が可能である等と説明されている。
【０００９】
しかし、上記のスピーカエッジは同公報中の記載によれば相当の通気性を有するものであり、これでは十分な止水性が実現されないのは明らかである。これは湿気硬化によってフィルム層が形成されるまでの間に、離型紙が粘度の低いウレタン原料を弾いてしまって、平滑で均一なフィルム層が形成されていないためであると考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するものであり、ポリウレタンフォームの表面に、フォームと一体に加熱し成形することができ、且つ実質的に通気性を有さない特定のポリウレタン層を設けた複合体からなり、耐候性、及び止水性等の防水性などに優れたスピーカエッジ、及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、ポリウレタン層に特に粘着付与剤及び酸化防止剤等を配合することにより、より優れた止水性或いは耐候性等を有するスピーカエッジを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカエッジは、ポリウレタンフォームからなる基体と、少なくともその一表面に設けられるポリウレタン層とからなる複合体を成形して得られるスピーカエッジであって、上記基体の表面には、上記ポリウレタンフォームの気泡が開口しており、上記基体と上記ポリウレタン層との界面近傍においては、上記ポリウレタンフォームの気泡壁が、上記ポリウレタン層に貫入しており、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性が０．５ｃｃ／ｃｍ２ ・ｓｅｃ以下であり、上記ポリウレタン層を形成するポリウレタンは、イソシアネート末端プレポリマーからなる原料を湿気硬化させてなり、該イソシアネート末端プレポリマーの末端イソシアネート基の含有量は１５％以下であり、且つ上記原料の１００℃における粘度が１０〜５０００ポイズ、及び流動点が４０℃以上であることを特徴とする。
【００１２】
上記「ポリウレタンフォーム」としては、各種のフォームを使用し得るが、圧縮永久歪等に優れる連泡型ポリウレタンフォームが好適である。また、柔軟性等に優れる軟質ポリウレタンフォームが好ましい。更に、前記の通り、ポリオールとしてポリエステルタイプのものを使用した場合は、得られたフォームが加水分解によって劣化し易いため、ポリエーテルポリオールを使用したエーテルタイプのものが好ましい。このエーテルタイプのポリウレタンフォームは紫外線等により劣化する傾向があるため、必要に応じて適量の紫外線吸収剤、酸化防止剤等を添加して使用する。
【００１３】
上記「ポリウレタン層」（以下、ＰＵ層という。）を形成するポリウレタンは、イソシアネート末端プレポリマー（以下、単にプレポリマーということもある。）を原料として形成される。そして、この「イソシアネート末端プレポリマー」の末端イソシアネート基の含有量は１５％以下、特に７％以下であり、また、上記原料の１００℃における粘度が１０〜５０００ポイズ、特に１０〜２０００ポイズ、更には２０〜５００ポイズであり、流動点が４０℃以上であり、特に５０℃以上であることが好ましい。
【００１４】
上記末端イソシアネート基の含有量が１５％を越える場合は、湿気と反応して発泡し、ピンホールになり易い。また、所定の粘度以上の高粘度のプレポリマーが得られず、加工性が損なわれるため好ましくない。更に、上記１００℃における粘度が１０ポイズ未満では、離型性を有する基材表面において、原料がその表面張力によって液滴になろうとする現象を生じ、均一な厚さのＰＵ層を形成することが困難となる。また、この粘度が５０００ポイズを越える場合は、所定厚さ以下の粘着層とすることが容易ではない。更に、流動点が４０℃未満では、フォーム圧着後も皮膜が固化し難いこと、及び湿気硬化前に原料が離型紙等の表面で液滴になってしまうことのために、ＰＵ層にピンホールが発生し易くなり好ましくない。
【００１５】
上記プレポリマーの末端イソシアネート基の含有量が７％以下であり、上記原料の粘度が１０〜２０００ポイズ、特に２０〜５００ポイズ、及び流動点が５０℃以上であれば、フォーム圧着後、皮膜が容易に固化するためピンホールの発生がなくより好ましい。また、所定厚さのＰＵ層を容易に形成することもできる。尚、上記の流動点とは、プレポリマーが融点を持つものであればその融点のことであり、融点を持たない場合は、いわゆる軟化温度で顕著な流動性を示す柔らかい状態となる温度を意味する。
【００１６】
上記の「イソシアネート末端プレポリマー」は、反応型ホットメルトタイプのプレポリマーであり下記のようなものが挙げられる。
(1) 結晶性を有するポリオールとポリイソシアネートを反応させて得られるプレポリマー
結晶性を有するエーテル系ポリオールとしてはポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等が挙げられる。また、エチレンオキサイドを付加重合させて得られるポリエチレングリコール（ＥＧ）であって、分子量が５００以上、融点が３０℃以上のものを使用することもできる。更に、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロックコポリマーであって、エチレンオキサイドの重量比が４０％以上、且つ平均分子量が１５００以上であるものも融点を持つことが知られている。
【００１７】
上記のエーテル系ポリオールとしては以下の各種の市販品を利用することができる。三洋化成株式会社製、商品名「ＰＴＭＧ３０００」（水酸基価；２４）、商品名「ニューポール ＰＥ−６８」（水酸基価；３５）、商品名「ニューポール ＰＥ−７８」（水酸基価；４５）、商品名「ニューポール ＰＥ−１０８」（水酸基価；６０）、商品名「ＰＥＧ２０００」（水酸基価；４５）
【００１８】
また、エステル系ポリオールとしては、１，４−ブタンジオール（ＢＧ）、エチレングリコール又はヘキサンジオール（ＨＧ）とアジピン酸（ＡＡ）等との縮合物、及びラクトンエステルとして分類されるカプロラクトンの開環縮合物であるポリオール等が挙げられる。
【００１９】
上記のエステル系のポリオールとしては以下の各種の市販品を利用することができる。旭電化株式会社製、商品名「ニューエース Ｆ１５−２０」（水酸基価；４５）、商品名「ニューエース Ｆ７−３７」（水酸基価；５０）、以上、ＥＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ニューエース Ｆ１３−３５」（水酸基価；５０）、ＢＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ニューエース Ｆ９−３０」（水酸基価；５０）、商品名「ニューエース Ｌ４−７１」（水酸基価；５０）、以上、ＥＧ及びＢＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ニューエース ＹＧ−１１１」（水酸基価；５０）、ＨＧとＡＡとの反応生成物
【００２０】
日立化成ポリマー株式会社製、商品名「ＴＡ２２−１９６」（水酸基価；５０）、ＢＧとＡＡとの反応生成物、商品名「ＴＡ２２−１０２」（水酸基価；５５）、商品名「テスラック ２２−１９０」（水酸基価；６０）、以上、ＨＧとＡＡとの反応生成物、商品名「テスラック ２２−１４５」（水酸基価；６５）、商品名「テスラック ２２−１４６」（水酸基価；６５）、シクロヘキサンジメタノールとＡＡとの反応生成物、商品名「テスラック ２２−０５７Ａ」（水酸基価；６５）、商品名「テスラック ２２−２２８」（水酸基価；６５）、ＨＧとセバシン酸との反応生成物
【００２１】
また、カプロラクトンの開環縮合物としては、ダイセル化学工業株式会社製、商品名「プラクセル ２１０」（水酸基価；５５）、商品名「プラクセル ２１０」（水酸基価；５５）、商品名「プラクセル ２３０」（水酸基価；６０）等が挙げられる。
【００２２】
(2) 添加剤を使用する製法
融点を持たないポリオールを使用する場合、反応系に融点を有する添加剤を混合することにより流動点を有するプレポリマーを調製することができる。融点を有する添加剤としては、芳香族系の炭化水素、直鎖脂肪族エステル系等のワックス、石油系炭化水素パラフィンワックスなどが挙げられる。これら添加剤は、プレポリマーの調製時、使用するポリオールと相溶性のあるものはポリオールに溶解し、ポリイソシアネートと相溶性のあるものはポリイソシアネートに溶解して使用される。
【００２３】
また、プレポリマーと上記の各種添加剤との相溶性を向上させるため、相溶化剤として可塑剤や炭化水素系の溶剤などを適宜使用することもできる。更に、ポリブテン、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ダイマー酸縮合エステル等、上記の炭化水素系の溶剤などと相溶性を有するポリオールを共用することも有効である。
【００２４】
本発明では、上記の各種のポリオールを適宜選択し、ポリイソシアネートと反応させてプレポリマーを調製する。ポリイソシアネートとしては、結晶性を有し且つ反応性が高く、融点の高いＭＤＩ、特に純ＭＤＩ等が好適である。また、これらプレポリマーに粘着付与剤を配合することが好ましい。更に、必要であれば粘度調整剤等として、各種添加剤を配合して使用することもできる。
【００２５】
上記「粘着付与剤」としては、通常、ホットメルト系接着剤等に使用されるものを特に制限されることなく使用することができる。例えばタール、アスファルト、クマロン樹脂等の石油樹脂などが挙げられ、これらは２種以上を併用することもできる。この粘着付与剤は、プレポリマー１００重量部に対して４０〜１００重量部、特に６０〜８０重量部程度使用することが好ましい。この配合量が４０重量部未満では十分な止水性が得られない。また、１００重量部配合すれば十分な止水性が実現され、それ以上配合した場合は、他成分と均一に混合することができなかったり、ＰＵ層の強度が低下し、そのためスピーカエッジの強度が低下するため好ましくない。
【００２６】
また、本発明のスピーカエッジでは、特に車載用スピーカなどでは、そのＰＵ層は紫外線等に晒される場合も多い。これらの紫外線等と触れるＰＵ層を形成するための原料に、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等を配合し、熱劣化、酸化劣化或いは紫外線劣化等を抑えることが好ましい。酸化防止剤等としては、通常、樹脂に配合されるものを用いることができるが、特に、ヒンダードアミン系或いはヒンダードフェノール系の酸化防止剤が好適である。これらは酸化防止機能と同時に紫外線吸収機能も併せ有するものであるが、特に必要であれば通常の紫外線吸収剤を併用してもよい。
【００２７】
酸化防止剤等の配合量は、プレポリマー１００重量部に対して０．１〜２重量部、特に０．２〜１重量部の範囲が好ましい。この配合量が０．１重量部未満では十分な耐候性が得られない。また、２重量部配合すれば十分な耐候性が実現され、それ以上の配合は必要ない。
【００２８】
更に、本発明のスピーカエッジでは、ポリウレタンフォームからなる基体の厚さは、通常のスピーカエッジと同程度でよく、２〜１５ｍｍ、特に４〜１２ｍｍ程度であればよい。また、ＰＵ層は、フォームと全面に渡って均等且つ十分に密着することができ、しかも取り扱い時等に容易に破損しない程度の強度があればよい。この厚さは１０〜３００μｍ、特に１０〜２００μｍ、更には１０〜１００μｍの範囲が好ましい。この厚さであれば確実な止水ができるとともに強度も十分である。
【００２９】
以上詳述したように、本発明のスピーカエッジでは、ポリウレタンフォームからなる基体とＰＵ層とを、それぞれの要求特性等に応じて任意に設計することができる。特にポリウレタン層のみに必要な粘着付与剤の配合などは、基体にはまったく不要であり、むしろ圧縮永久歪等の物性を低下させるものである。また、酸化防止剤等も基体、ＰＵ層それぞれに適宜のものを適量配合することができ、更に、上記のようにＰＵ層の厚さも容易に調整することができる。同時にフォームについては、柔軟性その他、音質向上に寄与する物性について、自由に配合設計することもできる。このように本発明のスピーカエッジでは、所要の耐候性、止水性等によって、最適なスピーカエッジとすることができる。
【００３０】
また、本発明のスピーカエッジの製造方法は、ポリウレタンフォームからなる基体と、少なくともその一表面に設けられるポリウレタン層とからなる複合体を成形して得られるスピーカエッジの製造方法において、イソシアネート末端プレポリマーからなる原料を、その流動点以上の温度に加熱して流動状態とした後、離型性を有する基材表面に流延して上記ＰＵ層を形成することとなる皮膜を形成し、その後、該皮膜が流動状態にあるうちに、上記ポリウレタンフォームの気泡が開口した表面を上記皮膜に圧着し、次いで、冷却して上記皮膜を固化させ、その後、上記イソシアネート末端プレポリマーを湿気硬化させて上記複合体を得、次いで、該複合体を所定形状に成形することを特徴とする。
【００３１】
上記「原料」は、常温では固体であって１００℃での粘度が比較的低いものである。そして流動点を越える温度に加熱された後、常温の離型紙等、「離型性を有する基材」の表面に液状で供給され、流延されることによって「皮膜」が形成される。上記皮膜は、離型紙等の表面で急激に温度が低下し、急速な粘度上昇を生じ、常温にまで温度低下した時点では固体状となる。従って、軟質ポリウレタンフォーム等の基体の皮膜への「圧着」は、皮膜の粘度が上昇している間であって、固化する前に実施する必要がある。皮膜が流動性を失った後では、基体表面に開口した気泡壁を皮膜に貫入させることができない。
【００３２】
また、離型紙等の表面に形成される皮膜にピンホールを生成させず、且つ圧着したフォームを十分に皮膜中に貫入させるためには、「６０〜７０℃の温度範囲における上記原料の粘度が少なくとも１０００ポイズ」、特に１０００〜１００００ポイズ程度であることが好ましい。本発明では、通常の操作に従って皮膜形成に続いて連続的に基体の圧着、貫入を行った場合、その時点での皮膜の温度は上記範囲程度となる。その時点で原料の粘度が上記範囲であれば、容易に確実に気泡壁を皮膜中に貫入させることができる。
【００３３】
上記の粘度があまりに低い場合は、圧着されたフォームの気泡開口部にプレポリマー等からなる原料が含浸されてしまって、十分な厚さの皮膜即ちＰＵ層が形成されなくなる。この場合、ＰＵ層は通気性を有するものとなってしまい、スピーカエッジは防水性、特に止水性に劣ったものとなる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び比較例を具体的に説明する。
実施例１
反応型ホツトメルトタイプのプレポリマー（日立化成ポリマー株式会社製、商品名「ハイボン４８１１」、末端イソシアネート基の含有量；４％）を、１００℃に設定されたキュアー炉中にて溶融し、１００℃に加熱されたロールコータによって常温のシリコーン離型紙表面に供給した。その後、アプリケータによって展延し、厚さ約３０μｍの皮膜を形成した。尚、プレポリマーの１００℃における粘度は３０ポイズ、流動点は６０℃であった。
【００３５】
この皮膜の表面に、皮膜形成後直ちに厚さ１０ｍｍのポリウレタンフォーム（株式会社イノアックコーポレーション製、商品名「カラーフォームＥＣＳ」、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性は１５０ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ）を圧着し、その気泡壁を貫入させ、一日放置して湿気硬化させた後シリコーン離型紙を剥がして複合体を得た。上記のようにして形成されたＰＵ層を目視により観察したところ、柔軟且つ平滑で、ピンホールはまったく認められなかった。尚、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性は０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７によって測定した通気性は３５秒であった。
【００３６】
また、上記の複合体を、通常スピーカエッジの製造に使用されている鋼製の成形型によって、１６０℃で、２分間圧縮成形し、スピーカエッジを得た。成形時、ＰＵ層が溶融することはなく、表面の平滑性等は成形の前後でまったく変化はなかった。尚、同様の条件で上記複合体を圧縮成形してエッジ部と同程度の厚さのシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では４０秒であり、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００３７】
実施例２
プレポリマーを日立化成ポリマー株式会社製、商品名「ハイボン４８１２」（末端イソシアネート基の含有量；４．５％）に代えた以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。尚、プレポリマーの１００℃における粘度は５０ポイズ、流動点は７０℃であった。この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。
【００３８】
このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。更に、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であって、成形の前後で通気性に変化はなかった。
【００３９】
実施例３
ヒンダードフェノール系の酸化防止材であるトリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕（チバガイギー社製、商品名「イルガノックス１０１０」）、及び紫外線吸収剤である４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン（三共株式会社製、商品名「サノールＬＳ７４４」）を、それぞれ１ｇ更に配合した以外は実施例２と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。尚、プレポリマーの１００℃における粘度は４８ポイズ、流動点は７０℃であった。この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。
【００４０】
このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では２５秒であった。更に、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では３０秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００４１】
また、得られた複合体とＰＵ層を有さないポリウレタンフォーム（比較品）について、その耐候性を評価した。耐候性の評価はフェードメーターによって実施し、ブラックパネルの温度は６３℃とした。測定時間は５００時間までとし、経時による引張強度の低下を測定し、初期強度に対する強度保持率で耐候性を表す。尚、初期強度は、実施例の複合体が１．０５ｋｇ／ｃｍ2 、比較品が１．１５ｋｇ／ｃｍ2 であった。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
表１の結果によれば、ＰＵ層を有さない比較品では、１００時間経過後には既に保持率が５０％にまで低下し、３００時間で保持率は０になっている。これに対して複合体では、保持率が５０％に低下するのが４００時間経過後であり、５００時間でも保持率は３５％であって、優れた耐候性を有することが分かる。
【００４４】
実施例４
ダイマー酸エステルポリオール（日立化成ポリマー株式会社製、商品名「テスラック２４５８」）１００ｇに、粘着付与剤として芳香族炭化水素溶剤（日本石油化学株式会社製、商品名「ハイゾールＳＡＳ−ＬＨ」）２０ｇと、粘度上昇添加剤（三井石油化学工業株式会社製、商品名「ＦＴＲ６１００」）６０ｇを混合し、加熱溶解した後、純ＭＤＩ７０ｇを加えて２時間混合、加熱し、粘着付与剤を含有する原料を調製した。この原料は、６０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が２０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００４５】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００４６】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では８０秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００４７】
また、上記スピーカエッジを振動板本体に取り付けた場合の、接合界面からの漏水の有無或いは漏水に至る時間を確認した。この止水性の評価は図１に示す装置によって実施した。図１において、１はスピーカエッジ、１１は基体、１２はＰＵ層、２は外部且つ上部アクリル樹脂製円筒、２’は内部且つ上部アクリル樹脂製円筒、３は外部且つ下部アクリル樹脂製円筒、３’は内部且つ下部アクリル樹脂製円筒、４は水である。また、アクリル樹脂製円筒２の内径は１７０ｍｍ、アクリル樹脂製円筒２’の外径は２１０ｍｍであり、水深は３０ｍｍである。
【００４８】
実際の測定は、先ず下部の円筒３及び３’を水平且つ同心円状に置き、両円筒の上端面に、スピーカエッジ１のＰＵ層１２を上面とし、その両端縁を乗せる。その後、上部の円筒２、２’を同様に同心円状に乗せ、形成されるドーナツ状の空間に水深３０ｍｍとなる量の水を入れ、漏水の有無を目視で観察した。その結果、スピーカエッジそのものの透水がないばかりでなく、１２時間経過後もスピーカエッジ１のＰＵ面１２と上部円筒２、２’の下部端面の界面からの漏水もまったくなく、優れた止水性を有することが分かった。一方、実施例３における比較品を用いて同様にスピーカエッジを成形し、同様にしてその止水性を評価したところ、５分後には漏水が確認された。その時点でスピーカエッジそのものの透水はなかった。
【００４９】
実施例５
「テスラック２４５８」２５ｇ、ポリエステルポリオール（ダイセル化学工業株式会社製、商品名「プラクセル２４０」）７５ｇ、「ＳＡＳ−ＬＨ」２０ｇ及び「ＦＴＲ６１００」６０ｇを、１００℃にて混合して溶解し、均一な混合液を得た後、溶融させた純ＭＤＩ７０ｇを投入し、均一な攪拌混合を実施した。その後、更に１００℃にて２時間攪拌を継続し、原料を調製した。この原料は、６０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が４０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００５０】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００５１】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であって、成形の前後で通気性に変化はなかった。
【００５２】
実施例６
「テスラック２４５８」２５ｇ、ポリエーテルポリオール（三洋化成株式会社製、商品名「ＰＴＭＧ３０００」７５ｇ、「ＳＡＳ−ＬＨ」２０ｇ及び「ＦＴＲ６１００」６０ｇを、１００℃にて混合して溶解し、均一な混合液を得た後、溶融させた純ＭＤＩ６７ｇを投入し、均一な攪拌混合を実施した。その後、更に１００℃にて２時間攪拌を継続し、原料を調製した。この原料は、５０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が５０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００５３】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００５４】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では６５秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００５５】
実施例７
ポリエーテルポリオール（三洋化成株式会社製、商品名「ニューポールＰＥ１０８」１００ｇ、「ＳＡＳ−ＬＨ」３０ｇ及び「ＦＴＲ６１００」３０ｇ、「イルガノックス１０１０」及び「サノールＬＳ７４４」１ｇを、１００℃にて混合して溶解し、均一な混合液を得た後、溶融させた純ＭＤＩ７０ｇを投入し、均一な攪拌混合を実施した。その後、更に１００℃にて２時間攪拌を継続し、原料を調製した。この原料は、４０℃以上では流動性を有し、１００℃における粘度が２０ポイズであり、末端イソシアネート基の含有量が５％であった。
【００５６】
上記の原料を使用した以外は実施例１と同様にして皮膜を形成し、同様にしてポリウレタンフォームを圧着、貫入させて複合体を得た。また、この複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形した。このスピーカエッジについて、実施例１と同様にして柔軟性、平滑性、ピンホールの有無を評価したところ、結果は実施例１の場合とほとんど同様であった。
【００５７】
更に、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下で測定不可であり、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７５秒であった。また、同様にして圧縮成形によってシートを得、このシートの通気性を測定したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では０．３ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下、ＪＩＳ Ｐ ８１１７では７０秒であって、成形の前後で通気性にほとんど変化はなかった。
【００５８】
また、得られた複合体の耐候性を実施例３の場合と同様にして評価した。結果を前記の表１に併記する。その結果によれば、１００時間経過後でも９２％と高い保持率が維持され、４００時間経過後も５０％以上の保持率であって、実施例３の場合をやや上回る優れた耐候性を有するものであることが分かる。
【００５９】
比較例１
融点を持たないポリエーテルポリオール（三洋化成株式会社製、商品名「ＧＰ−３０００」）１００ｇに、粗ＭＤＩ（ダウ社製、商品名「ＰＡＰＩ１３５」）２０ｇ、更に感熱性触媒（サンアプロ社製、商品名「Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ５０３」）０．１ｇを加え十分に攪拌した。得られたプレポリマーの２５℃における粘度は２．５ポイズと非常に低いものであった。また、末端イソシアネート基の含有量は１０％であった。
【００６０】
上記のようにして得られたプレポリマーを常温のシリコーン離型紙の表面に３０ｇ／ｍ2 の量で供給した。その後、アプリケータによって厚さ約３０μｍに展延した。次いで、密度２５ｋｇ／ｍ3 、厚さ１０ｍｍの軟質ポリウレタンフォーム（通気性；４０ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ）を圧着し、１００℃のキュアー炉中にて加熱し、重合を促進させた。
【００６１】
得られた複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形し、その性状等を実施例１と同様にして評価したが、柔軟ではあるものの、平滑性に劣り、また多数のピンホール状の空孔があった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では２５ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ、ＪＩＳ
Ｐ ８１１７では通気性が大きすぎ測定不可であった。
【００６２】
比較例２
「ＧＰ−３０００」１００ｇに、「ＰＡＰＩ１３５」２５ｇを加えて十分に攪拌し、プレポリマーを得た。得られたプレポリマーの２５℃における粘度は１５ポイズと非常に低いものであった。また、末端イソシアネート基の含有量は１５％であった。
【００６３】
上記のようにして得られた混合液を常温のシリコーン離型紙の表面に３０ｇ／ｍ2 の量で供給した。その後、アプリケータによって厚さ約３０μｍに展延した。次いで、比較例１の場合と同じ軟質ポリウレタンフォームを圧着し、一日放置後に離型紙を剥がし、複合体を得た。
【００６４】
得られた複合体を用いて実施例１と同様にしてスピーカエッジを成形し、その性状等を実施例１と同様にして評価したが、柔軟ではあるものの、平滑性に劣り、また多数のピンホール状の空孔があった。また、同様にして複合体の通気性を評価したところ、ＪＩＳ Ｌ １００４では３０ｃｃ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ、ＪＩＳ
Ｐ ８１１７では通気性が大きすぎ測定不可であった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリウレタンフォームからなる基体の表面に、特に粘着付与剤を含有する特定のＰＵ層が設けられた複合体からなるスピーカエッジとすることにより、ポリウレタンフォームからなるスピーカエッジ本来の優れた特性をそのまま維持しつつ、更に耐候性及び止水性等に優れたスピーカエッジとすることができる。
【００６６】
また、本発明によれば、特に粘着付与剤を含有する特定の反応型ホットメルトタイプのプレポリマーをＰＵ層の原料として使用し、この原料によって形成される皮膜が流動状態にある間に、ポリウレタンフォームを圧着し、その気泡壁を上記皮膜に貫入させ、その後、上記プレポリマーを湿気硬化させることにより得られる複合体を用いてスピーカエッジを成形することにより、容易に優れた性能のスピーカエッジを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スピーカエッジの止水性を評価している様子を表す縦断面図である。
【符号の説明】
１；スピーカエッジ、１１；基体、１２；ＰＵ層、２；外部且つ上部アクリル樹脂製円筒、２’；内部且つ上部アクリル樹脂製円筒、３；外部且つ下部アクリル樹脂製円筒、３’；内部且つ下部アクリル樹脂製円筒、４；水。
Claims (4)
- ポリウレタンフォームからなる基体と、少なくともその一表面に設けられるポリウレタン層とからなる複合体を成形して得られるスピーカエッジであって、
上記基体の表面には、上記ポリウレタンフォームの気泡が開口しており、上記基体と上記ポリウレタン層との界面近傍においては、上記ポリウレタンフォームの気泡壁が、上記ポリウレタン層に貫入しており、ＪＩＳ Ｌ １００４によって測定した通気性が０．５ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ以下であり、上記ポリウレタン層を形成するポリウレタンは、イソシアネート末端プレポリマーからなる原料を湿気硬化させてなり、該イソシアネート末端プレポリマーの末端イソシアネート基の含有量は１５％以下であり、且つ上記原料の１００℃における粘度が１０〜５０００ポイズ、及び流動点が４０℃以上であることを特徴とするスピーカエッジ。 - 上記原料は、少なくとも粘着付与剤を含有し、上記イソシアネート末端プレポリマーを１００重量部とした場合に、上記粘着付与剤は４０〜１００重量部である請求項１記載のスピーカエッジ。
- 上記イソシアネート末端プレポリマー１００重量部に対して、ヒンダードアミン系酸化防止剤及びヒンダードフェノール系酸化防止剤を、それぞれ０．２〜２重量部添加した請求項１又は２記載のスピーカエッジ。
- ポリウレタンフォームからなる基体と、少なくともその一表面に設けられるポリウレタン層とからなる複合体を成形して得られるスピーカエッジの製造方法において、
イソシアネート末端プレポリマーからなる原料を、その流動点以上の温度に加熱して流動状態とした後、離型性を有する基材表面に流延して上記ポリウレタン層を形成することとなる皮膜を形成し、その後、該皮膜が流動状態にあるうちに、上記ポリウレタンフォームの気泡が開口した表面を上記皮膜に圧着し、次いで、冷却して上記皮膜を固化させ、その後、上記イソシアネート末端プレポリマーを湿気硬化させて上記複合体を得、次いで、該複合体を所定形状に成形することを特徴とするスピーカエッジの製造方法。
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