JPH02148999A - 音響機器用振動板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、音響機器、就中スピーカーに用いられる振動
板に関するものである。

（従来の技術およびその問題点） スピーカー用振動板として、天然繊維やアルミニウム、
ベリリウム等で作られたものに替わって、ポリプロピレ
ンやポリ塩化ビニル等のプラスチックに炭素繊維を添加
し、高弾性で内部損失を大きくした振動板が提案されて
いる。

しかしながら、従来のポリアクリロニトリルを出発物質
とする炭素繊維（以下、ＰＡＮ系ＣＰと略する）や石油
又は石炭ピッチを出発物質とする炭素繊維（以下、ピッ
チ系ＣＦと略する）の添加のみでは、弾性率の点ではま
ずまずの性能であったとしても内部損失が小さいため、
良好な周波数特性が得られないという欠点がある。更に
、より軽量化が要求される時代にあって、少くとも直径
が３μｍはある従来のＣＦでは薄肉加工が難しく、また
ポリプロピレンに従来のＣＦを添加したスピーカー用振
動板は接着性が悪いため表面が剥離しやすいという欠点
もある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、以上のような欠点を改善するために研究され
たものであり、高弾性で高内部損失を有し、且つ薄肉加
工が容易であり、接着性も良好な振動板を安価に提供す
ることを目的としたものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明者らは特定の直径を
有する気相成長法炭素繊維（以下、ＶＧＣＦと略する）
と特定の直径を有する炭素繊維を特定の割合台んだ樹脂
組成物で構成されている、音響機器用振動板が顕著な効
果を奏し得るという知見を得て、完成されたものである
。

一般にスピーカー用振動板に要求される特性としては、
分割振動による歪みを低減するために内部損失が大きく
、その上再生帯域を拡大するために高弾性であること、
即ち音波伝播速度が速いことが挙げられる。且つ軽く、
表面が簡単には剥がれないということも重要である。

本発明の要旨は、繊維直径が０．０１〜３μｍのＶＧＣ
Ｆ及び繊維直径が３μｍ以上のＣＦを合計で１〜４０重
量％含有する樹脂組成物で構成されていることを特徴と
する音響機器用振動板である。

本発明に用いるＶＧＣＦは、炭化水素類と特定の金属化
合物の混合液を、必要に応じてキャリアガスとともに加
熱帯域に導入して炭化水素類を熱分解し、触媒上で反応
させることにより製造した炭素繊維および／または該炭
素繊維を不活性雰囲気下で加熱処理して得た黒鉛質繊維
である。この製造法はすでに公知であり、例えば、特開
昭５８−１８０６１号公報、特開昭６０−５４９９８号
公報、特開昭６１−２８２４２７号公報等に開示されて
いる。

本発明において、ＶＧＣＦは、酸性官能基を有していて
もよく、その場合、繊維の表面積当たり１〜１００μｓ
ｑ／ポが好ましく、２〜５０μｓｑ／ポが特に好ましい
。酸性官能基を有している繊維は、成形体の機械的物性
に優れる傾向にある。酸性官能基は、ＶＧＣＦを酸素な
どの酸化性ガスや硝酸などの酸化剤などで酸化すること
によって導入され、−ＣＯ□■、−ＯＨ等の酸性官能基
性を有するＶＧＣＦが得られる。

ＶＧＣＦは、極めて細径の繊維状物にすることが可能で
、直径が０．０１〜３８ｍ、アスペクト比が好ましくは
１０〜５０００にすることができる。直径が０．０１μ
ｍより小さいと、樹脂と複合化するのに、まず樹脂粉末
とＶＧＣＦとを分散媒中に混合分散させるとき、または
乾式で混合分散させるときに、炭素繊維の破損が激しく
所望のアスペクト比を維持できない。直径が３μｍより
大きいと、成形特樹脂とするときの薄膜状への均一分散
が悪く、薄膜にピンホールを作るとか著しく物理的強度
の斑を生じ、使用中に破損する危険性がある。

このＶＧＣＦと合わせて添加する直径３μｍ以上の炭素
繊維は、従来のＰＡＮ系ＣＦやピッチ系ＣＦであり、或
いはこれらの混合物であってもよい。

ＰＡＮ系ＣＦ、ピッチ系ＣＦは一般には密度が１．６〜
１、９　ｇ　／ｃＩ１１であり、直径は３μｍ以上、繊
維長は０．１〜１０胴のチョツプドファイバーである。

これらＣＦの弾性率は１５〜７５トン／鴫２のものが一
般に用いられる。

本発明に用いられるＶＧＣＦは樹脂中に混合することに
より振動板としての機械的性質を著しく向上するばかり
でなく、その内部損失を大きく高めるために極めて良好
な周波数特性が得られるという大きな特長を有する。ま
た、ＶＧＣＦの直径が著しく小さいので、ＰＡＮ系ＣＦ
やピッチ系ＣＦのように繊維径が大きいために成形中に
基材の樹脂中への均一分散が難しいという問題はなく、
極めて薄いシート状に成形が可能になる。このことによ
り振動板の軽量化が可能になる。更に樹脂にポリプロピ
レンを用いた場合、ＶＧＣＦを添加することにより、Ｐ
ＡＮ系やピッチ系ＣＦ単独の場合に較べて表面剥離が起
こらなくなるという特長も見出された。

以上のように、ＶＧＣＦを添加した樹脂組成物をスピー
カー振動板に用いることにより、種々の特性が著しく改
善されるが、ただ弾性率が不十分なため再生帯域が狭く
、高音域において雑音が発生しやすいという憾みがあっ
た。このため、ＶＧＣＦにＰＡＮ系ＣＦやピッチ系ＣＦ
を組合わせて樹脂に１〜４０重量％添加することにより
初めて、あらゆる点で満足される振動板が得られる。樹
脂組成物中の添加含有量が１重量％未満では、得られる
スピーカー振動板の高音域において雑音が発生し、４０
重量％を越えると中・高音域における音の伸びがなくな
り、何れの場合も好ましくない。

また、ＶＧＣＦに対する直径３μｍ以上の炭素繊維の割
合は重量比でＯ，ｌ−１０が好ましく、０．２〜１．０
が更に好ましい。これらの範囲を外れると、前述したよ
うな組合わせることによる改良効果が希薄になる。

これらの炭素繊維に対し、樹脂への混合時の処理を容易
にするために、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、エポキ
シ等の乳化剤により集束させたものを用いてもよい。

炭素繊維を含有せしめるボＩ７．マーとしては、本発明
の目的を達成しうるものであれば特に種類を問わないが
、−ａ的にはポリプロピレン、ポリエチレン、またはこ
れらに不飽和カルボン酸等を共重合せしめた変性ポリオ
レフィンやポリ塩化ビニル等が用いられる。

本発明の上記、樹脂組成物において、結晶核剤、増粘剤
、難燃化剤、希釈剤、安定剤、酸化防止剤、滑剤、充填
剤、成型の際の金型からの離型性をよくするための添加
剤等、公知の種々の配合剤を含有していてもよい。

本発明の振動板に使用する樹脂組成物の製造方法につい
て以下に述べる。

樹脂と炭素繊維の混合方法はトライブレンド、湿式ブレ
ンド、含浸ブレンドなどのいずれを用いても良い。ヘン
シェルミキサーの如き混合機を用いてトライブレンドす
る場合は、該樹脂の１ｍ以下の粒径を有する粉末を使用
することが有効である。ヘンシェルミキサー等の撹拌時
間及び回転数は樹脂粉末と炭素繊維が均一に混合するよ
う任意に設定される。また湿式ブレンドの場合は撹拌可
能な容器中に先ず水、アルコール等の樹脂を溶解しない
液体を入れ、これに炭素繊維を投入して撹拌し、スラリ
ー状とする。次いで、該スラリーに所望の種類の樹脂粉
末を所望量投入し、さらに撹拌する。その後、スラリー
を濾過して乾燥する。

次いで、樹脂を溶媒に熔解し、炭素繊維に含浸した後、
溶媒を除去する含浸ブレンドを行なってもよい。

マタ、パンベリーミキサー、ニーダ−、ロールミルおよ
びスクリュー式押出機の如き混練機を使用して溶融混練
することによっても本発明の樹脂組成物を得ることがで
きる。この際、あらかじめ、トライブレンド、又は、湿
式ブレンド、又は、含浸ブレンドし、得られる組成物（
混合￥ｌＱ）を熔融混練することによって均−状の組成
物を得ることができる。この場合、一般には溶融混練し
た後、ベレット状物に成形し、後記の成形に供する。

このようにして得られた組成物は射出成型により所望の
大きさを有するスピーカー用振動板として製造される。

また、押出成型法、カレンダー成型法などの成型法によ
り、シート状またはフィルム状に成型され、真空成型法
などの成型法によってスピーカー用振動板として製造さ
れる。

（実施例および比較例） 以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。

なお、実施例および比較例において、メルトフローイン
デックス（以下、ＭＦＩ　という）はＪＩＳ　Ｋ６７５
８に従い、温度が２３０°Ｃおよび荷重が２．１６ｋｇ
の条件で測定した。また、曲げ弾性率はＡＳＴＭ　Ｄ−
７９０に従って測定した。密度はＪＩＳに−６７５８に
従って測定した。さらに、損失正接（ｔａｎδ）は動的
粘弾性測定装置（東洋ボールドウィン類）により周波数
１１０Ｈｚ、室温で測定した。表面剥離性は、射出成形
によって得られたシートに市販のセロテープを完全に密
着させた後、急激にセロテープを剥がすことにより表面
剥離性の相対的な評価を行なった。

第１表に示す、○は全く剥離しない、△は一部剥離する
。×は大部分剥離することを表わす。

なお、実施例及び比較例におけるＰＡＮ系ＣＦとは、平
均繊維直径が７μｍで平均繊維長が７１１ＩＩ１１の東
邦レーヨン■製のものであり、ピッチ系ＣＦとは、平均
繊維直径１３μｍ、平均繊維長３Ｉの呉羽化学株製のも
のを用いた。

実施例１〜５ 繊維直径が０．０５〜０．２μｍのＶＧＣＦ　（トリス
アセチルアセトナト鉄とベンゼンを１４００°Ｃの加熱
空間に導入し、浮遊状態で合成した。）とＰＡＮ系ＣＦ
或いはピッチ系ＣＦと、ＭＦＩが０．５ｇ／分のポリプ
ロピレン粉末（三井東圧製）を第１表に示す量で、あら
かじめヘンシェルミキサーを使用して５分間部合した。

得られた混合物をスクリュー式２軸押出機を使って溶融
混練（シリンダー温度２３０°Ｃ）し、ベレット状物を
製造した。得られたベレットを射出成型機を用いて厚み
が０．３ｍｍのシートを成形した。得られたシートの物
性を測定し、その結果を第１表に示す。

比較例１ 炭素繊維を混合しない以外は、実施例１と同様にしてシ
ートを得、その物性を測定した。その結果を第１表に示
す。

比較例２ ＶＧＣＰを用いないでＰＡＮ系ＣＦのみを１５重量％混
合して、実施例１と同様にしてシートを得、その物性を
測定した。その結果を第１表に示す。

以下余白 （発明の効果） 以上のように、繊維径の掻めて細いＶＧＣＦと従来のＰ
ＡＮ系ＣＦやピッチ系ＣＦを組合わせて含有する樹脂組
成物を用いることにより、成形加工性を損うことなく、
高弾性、高内部損失のバランスがとれ、且つ表面平滑性
、表面接着性に優れた音響機器用振動板を得ることがで
きる。

これにより、薄肉加工が可能となり振動板の軽量化が達
成される。なお、音響特性的には、出力レベルが向上し
、音圧−周波数特性が平坦で、分割振動を起こさない、
再生帯域の広い、高性能音響機器用振動板が得られる。

特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維直径が０．０１〜３μｍの気相成長法炭素繊維及び
   繊維直径が３μｍ以上の炭素繊維を合計で１〜４０重量
   ％含有する樹脂組成物で構成されていることを特徴とす
   る音響機器用振動板