JPS62281598A - スピ−カ−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】 λ　発明の詳細な説明 （音束上の利用分野） 本発明はスピーカー用振動板に関するものである。

（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）一般て
、スピーカー用振動板の材料には再生音圧レベルの向上
を図るために、より軽量であること、即ち、密度（ρ）
が低いことが、再生音圧周波数の低帯域化を図るために
、より高い比弾性率［有］）であること及び音速（Ｖ／
Ｂ／ρ）が大きいことが、そして、低歪化や耐入力の向
上を図るために、より高い剛性（高曲げ剛性）であるこ
とが要求される。

さらに、実用に際しては耐熱性、耐水性等の物性につい
ても要求される。現在、多量の空気層を含有した熱可塑
性樹脂よりなる発泡体は軽量、高剛性、高比弾性率とい
う物性を備えており、スピーカー用振動板として利用す
ることが考えられている。この発泡体は製法面から熱可
塑性樹脂に発泡剤を添加して熱発泡させることにより多
量の空気層を含有せしめたポリエチレン発泡体、ポリプ
ロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体等のものと、二液
が反応するときに生ずるガスを利用して多量の空気層を
含有せしめたウレタン系発泡体等のものとに大別するこ
とができる。しかしながら、上述した発泡剤を利用する
前者の発泡体の場合には発泡剤の発泡温度が熱可塑性樹
脂の融点より数十度高いことがよい発泡体を得るために
必要であり、現在のところ高温発泡剤（最高で１８０℃
）がほとんどないため、得られた発泡体の耐熱温度は使
用した熱可塑性樹脂の融点で決まり、たかだか１４０℃
程度であって耐熱性の大きい発泡体を得られず、スピー
カー用振動板の耐熱性を高めるにはおのずと限度があっ
た。一方、二液反応ガスを利用する後者の発泡体の場合
には薄くすると均一発泡が困難な状況にあり、スピーカ
ー用振動板に要求されるシート厚さが０．５＋＋ｔ＋＋
＋以下であることから、スピーカー用振動板への応用が
できないものであった。

又、融点が１５０℃以上の熱可塑性樹脂に機械的に気泡
を入れ、この気泡入りの熱可塑性樹脂を成形してスピー
カー用振動板を得るようにした提案（特開昭５８−６９
１９７号公報）もある。しかし、これらの従来の樹脂の
発泡体では、剛性が不充分である。

一般に、スピーカーの撮動板は使用する周波数帯域にわ
たって全面が同位相で、すなわちピストン振動すること
が理想とされ振動中に振動板が変形したυ分割振動を生
ずると音圧周波数特性、歪率、位相特性等が劣化し高忠
実度再生の妨げとなる。これらの問題を解決すべく近年
ハニカムサンドインチ構造等を用いた平面振動板が採用
されている。しかしながら、ハニカムサンｒイツチ構造
体による平面振動板は構成が複雑で、数十工程にもおよ
ぶ製造工程と多種類の部材を必要とするためにかなりの
コスト高となっており、従来のコーン紙等よりも安価に
することが困難であった。また製造上構成材料の材厚に
制限が加わるため撮動板重量の軽量化が困難でスピーカ
ーの能率が低いという間厘があった。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解消するため、本発明は次の構成から成
るものである。

すなわち、本発明は熔融状態で液晶相全形成する芳香族
ポリマーの発泡体より成るスピーカー用振動板であ）、
且つ熔融状態で液晶相を形成する芳香族ポリマーより成
る発泡体層を、高剛性の材料よりなる薄板又はミートで
サンｒイツチ構造とした構造体より成るスピーカー用振
動板である。

本発明に用いられる、溶融状態で液晶を形成する芳香族
ピリマー、即ち、サーモトロピック液晶ポリマーは、溶
融相において液晶性（すなわち、異方性）であるポリマ
ーである。この種のポリマーは、６液晶性”、”液晶”
および”異方性″をはじめとするさまざまな用語により
記述されてきた。簡単に述べると、この種のポリマーは
分子鎖の規則的な平行配列をとるものと考えられる。分
子がこのように配列し次状態をしばしば液晶状態または
液晶性物質のネマチック相という。このようなポリマー
は、一般に細長く、偏平で、分子の長軸に沼ってかなり
剛性が高く普通は同軸または平行のいずれかの関係にあ
る複数の連鎖伸長結合を有しているようなモノマーから
製造される。

かかる、ｄ　リマーは溶融相において容易（て液晶を形
成する（すなわち、異方性を示す）。このような性質は
、直交偏光子を利用した慣用の偏光検査法により確認す
ることができる。より具体的には、異方性ｍ（層相の確
認は、Ｌｅｉｔｚ偏光顕微境を使用し、Ｌｅｉｔｚホッ
トステージにのせた試料を窒素雰囲気下で４０倍の倍率
で観察することにより実施できる。本発明のポリマーは
光学的に異方性である。

すなわち、直交偏光子の間で検査したときに光を透過さ
せる。試料が光学的に異方性であると、たとえ静止状態
であっても偏″に、を透過させる。

かかるサーモトロピック夜晶ポリマーとしては、ポリエ
チレンテレフタレートにｐ−ヒドロキシ安息香酸を熔融
混合してエステル交換反応させる方法や、直接両者を共
重合させる方法により得られる共重合体が有名で、Ｘ−
７Ｇの開発名でコダック社より発表てれている。

又、ｐ−ヒドロキシ安息香酸や、２−ヒＰ口キンナフタ
リン−６−カルゼンｉ’ｉ２を主成分とする多くの共重
合組成の芳香族ポリエステル、又その一部にアミド結合
を導入した芳香族アミドエステルが提案されており、最
近、二、三の組成が市販されるに至った。即ち、Ｘｙｃ
ｉａｒの商標でダートコ社が、Ｖｅｃｔｒｉの商標でセ
ラニーズ社が発表（〜たのがそれである。

他のサーモトロピック液晶としては、特開昭５１−１３
８８００号公報、他の芳香族ポリアゾメチンがあり、本
発明の実施に用いられる。

本発明に使用するのに適した芳香族ポリマーは、一般溶
剤には実質的に不溶である傾向を示し、したがって溶液
加工には不向きである。しかし、これらのポリマーは普
通の溶融加工法によ）容易に加工することができる。

本発明で用いるのに好適な完全芳香族ポリエステルは一
般に重量平均分子量が約２，０００〜２００，０００、
好ましくは約１０，０００〜５０　、０００、特に好ま
しくは約２０　、０００〜２５　、０００である。

本発明のサーモトロピック液晶ポリマーの発泡体より成
るスピーカー用振動板は押出、射出成形などの任意の適
当な慣用法により形成することができる。たとえば、サ
ーモトロピック液晶ポリマーのペレットを粉末状の発泡
剤と混和し、この混合物を使用ポリマーの融解温度より
高温で適当なオリフィス（例、スリットダイなど）から
押出すことにより発泡体をスクリュー押出法によって形
成しうる。発泡剤は押出温度で分解し、押出されたポリ
マーメルトの内部で窒素または二酸化炭素のようなガス
が発生し、それにより発泡体が形成される。押出された
発泡ポリマーを強制空気流のような適宜手段により急冷
ないし冷却する。

使用する押出装置の種類は特に限定されず、任意の適当
な装置が使用できる。

液晶ポリマーを押出しうる温度および圧力条件について
も本発明の方法では特に制限はなく、当業者が容易にこ
れらの条件を決定できる。一般的には、サーモトロピッ
ク液晶ポリマー発泡体の押出は約２５０〜３９０℃の範
囲内（ポリマーの融解温度に応じて）の温度で約７．０
〜３５０　／ｄｉ’／ｃｎ１２の範囲内の圧力下に行な
うことができる。

本発明のサーモトロぎツク液晶ポリマーは、一般に、発
泡した後で約０．１〜０．７５　？／ｃｒｎ３の密度を
有する。好ましくは、かかる発泡ポリマーの密度は約０
．３〜０．７５り／α３の範囲である。また、本発明の
発泡サーモトロピック液晶ポリマーの融点は、使用した
ポリマーに応じて約２５０〜３７０’：の範囲内となる
。

本発明を実施してスピーカー用振動板を成形する方法は
、先ず、シート状に発泡体を押出し、次いで、これを所
定の形状に賦形して成形する方法や、直接、スピーカー
用振動板の金型中に射出成形する方法があり、目的とす
るスピーカーの口径、性能、製造数等から、そのいずれ
かが選択できる。

本発明の発泡ポリマーの製造には慣用の高温発泡剤が使
用できる。たとえば、適当な発泡剤としては次のような
商品名で市販されているものが挙げられる（念だし、こ
れらに限られないが）：Ｅｘｐａｎｄｃｘ　５ＰＴ　（
５−フェニルトテラゾールからなる；販売５ｔｅｐａｎ
　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、　）、Ｆｉｃｅｌ　Ｔ）（
Ｔ　（トリヒｒラジントリアクンからなる；販売Ｆｉｎ
ｏｎｓ　ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｃａｌ　ｓ　
）、Ｏｅｌｏｇｅｎ　ＨＴ５５０　（ヒドラジン誘導体
からなる：販売ＴＪｎｉｒｏｙａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　）およびＪ（ｅｍｔｅｃ　５００（販売Ｓｈｅｒｗｉ
ｎ　−Ｗｉｌｌｉａｍｓ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　）。こ
のような発泡剤は約２４０〜３１０℃の範囲内の温度で
分解する。

発泡剤の分解は温度ならびに時間に依存する。

分解温度をポリマーの加工温度と合わせることが重要で
ある。ぽリマーが十分に融解する前に発泡剤が分解して
しまうと、気泡構造が貧弱となり、不満足な表面外観が
得られることもある。発泡剤の必要量は一般に発泡剤の
ガス発生量および所望の密度低下率に応じて重量％で約
０．１％ないし数％の範囲内となる。好ましくは、発泡
剤の使用量は約０．２〜０．５重量％の範囲内となろう
。

また、化学発泡剤を適当に選択すると、温度および／ま
たは圧力の制御により発泡作用を制御することができる
。温度による発泡作用の制御の方が圧力による制御より
信頼性が高く、そのため化学発泡剤の使用が好ましい。

溶融ポリマーに適当なガスを吹込んで発泡ポリマーを形
成することも可能である。しかし、かかる方法によりガ
スの十分な分散を確保するのはかな夛困難でるる。

各種の充填材および強化を発泡ポリマーの各種特性の向
上のために使用してもよい。たとえば、ガラス戦維、炭
素愼維、アミ）′徴維などの適当な強化材を使用して発
泡体を補強することができる。

かかる強化材は一般に発泡体の重量に基いて約５０重量
％以下、好ましくは約１０〜５０重量％の量で使用され
うる。また、顔料、酸化防止剤および成核剤のような充
填材を添加してもよい。かかる充填剤の一般的な使用量
は約０．２〜１０重景％、好ましくは約０．５〜２重量
％の範囲内である。

しかし、本発明のサーモトロピック液晶ポリマーの発泡
体は自己強化性であって、繊維強化ポリマー材料に匹敵
すみ機械的性質を有する。独立気泡のノコプルの周囲で
のポリマー分子の配向が、発泡過程での膨張しつつある
バブルの二軸伸長性の流れの場により引起される。液晶
ポリマーの枠機分子はかかる流れの場により容易に配向
され、得られた二軸配向にそのまま保持されうる。

成形された後、更に熱処理が施されることも、好ましい
実施態様であり、成形時の分子配向の異方性の除去と共
に、これらのサーモトロピック液晶ポリマーでは、分子
量増大の効果が知られており、強度の増加、結晶化度の
向上や、融点の上昇、即ち耐熱性の向上効果が期待でき
る。

発泡体の熱処理は不活性雰囲気（例、窒素、二酸化炭素
、アルゴン、ヘリウム）または流動する酸素含有雰囲気
（例、空気）中で行なうことができる。熱劣化の可能性
を避けるために非酸化性雰囲気の使用が好ましい。たと
えば、発泡体をこの発泡液晶ポリマーの融解温度より約
１０〜３０℃低い温度（この温度では発泡体は固体物質
のままである）に加熱する方法でよい。熱処理温度は、
ポリマーの融解温度以上にならない範囲で可及的に高い
方が好ましい。熱処理中にビリマーの融解温度が上昇し
ていくにつれて、熱処理温度もそれに応じて次第に高く
していくのが特に好ましい。

熱処理時間は一般に数分間から数日間（ないしそれ以上
）の範囲、たとえば０．５〜２００時間、またはそれ以
上である。好ましくは熱処理は１〜４８時間、典型的に
は約５〜３０時間行なわれる。

一般に、熱処理時間は熱処理温度に応じて変動し、使用
する熱処理温度が高いほど、処理時間は短かくてすむ。

したがって、融点が高いポリマーはど、ポリマーを融解
させすてより高い熱処理温度を適用することができるた
めに、熱処理の時間を短縮することができる。

本発明の発泡体層に、更に高剛性の材料よりなる薄板又
はシートでサンドインチ構造とすることも好筐しい態様
であるが、ここで言う高剛性の材料とは、薄板又はシー
トのヤングモジュラスが、面方向のいずれの方向であっ
ても５００　ｋｇ／ｌｙｎ”以上、好ましくは７５０　
ｋ’Ｊ／ｖａ２以上を示すものを指し、特に好ましくは
、比重のが小さな炭素繊維複合材、アラミ１４繊維複合
材、サーモトロピック芳香族繊維複合材、ゲル延伸高重
合度ポリエチレン繊維複合彷、スー・ξドローポリオヤ
ンメチンン、繊維複合材、等がある。これらの複合材は
、プリプレグとして市販されているものを積層硬化して
用いるのが簡便であるが、真空プレス法等の常法により
、それらの繊維の織布や抄紙法、スプレー法ウェブ等を
樹脂含浸しても製造できる。

特別な例としては、アラミＰより製造されたフィルムが
あり、上記の繊維の復合倒より薄くて、且つヤングモジ
ュラスも面内での異方性がほとんどないという利点があ
り好ましい。テンシライズタイプのフィルムにあっては
、複数枚をテンシライズ軸をずらせて積層して用いられ
る。

（作用） 本発明によれば、熔融状態で液晶相を形成する芳香族ポ
リマーの特徴として、分子鎖の剛直性の故に高い結晶性
と、流動による剪断力や伸長力により容易に高い分子配
向され、高強度及び高モクユラスの成形品を与えるので
、そのポリマーを発泡させることにより、発泡セル壁に
高度に配向し、スピーカー振動板として好ましい軽量さ
と同時に高い比弾性率を与える。

又、さらに、ポリマーにガラス４ｆｉ維等の補強繊維を
ブレンドすることＫより、比弾性率の調節や剛性の調節
も可能である。

本発明の発泡体層分周剛性の材料より成る薄板又はシー
トでサンドインチ構造することにより、剛性は更に高め
られ、大口径のウーファ等で有用である。

（実施例） 以下、本発明を実施例により説明する。

実施例　１ ６−オキシ−２−ナフトイル単位２５モル％とｐ−オキ
シ咬ンゾイル単位７５モル％とからなり、６０℃でペン
タフルオロフェノールに０．１重ｆ％濃度で溶解したと
きの対数粘度（ηｉｎｈ　）が８．５のサーモトロピッ
ク液晶ポリマーのペレットを、０，５重量％の粉末状Ｋ
ｅｍｔｅｃ　５００発泡剤および１．０重量％のタルク
（成核剤）と混合する。この混合物を３０７℃で押出成
形し、シートを製造した。発泡剤とメルトとの均一な混
合を確保するために、グイから混合物を押出す直前にス
タチックミキサーを使用した。

得られたシートを更にホットプレスにてウーファ用の２
０ｃＴｎ口径のカーブｒコーンに成形した。

このようにして得られた振動板は、密度０．５８５’　
７ｃｍ３であり、比弾性率２　、７　Ｘ　１０”　ｄｙ
ｎｅ　１０ｎ”であり、音速（ｓ／Ｔ７ア）は２．１６
ｘ１０５ｃＩｎ／ｓｅｅ　”ＣＡ＋）ｆｃ。

ちなみに従来のコーン紙は、密度０．４〜０．８、比弾
性率０．８〜２．５　Ｘ　１０”°ｙｄｎｅ／ｃｍ２、
音速０．５〜ｌＸ１０５ｍ／　ｓｅｅである。

実施例　２ 実施例１のポリマーにガラスチョップ２２５２７２１０
重量％をブレンドした他は同様にして振動板を成形した
ところ、密度０．７５、比弾性率８．６２Ｘ　１０”　
ｄｙｎｅ　７ｃｍ２、音速３　、３９　Ｘ　１０５ｃｍ
　／　ｓｅｃであった。

実施例　３ 実施例１０発泡シートを用い、アラミ１，４繊維プリプ
レグで挾み、金型間で真空ホットプレスして、振動板を
製作したところ、密度０．８１、比弾性率４．２　Ｘ　
１０”　ｄｙｎｅ　７ｃｍ２、音速２　、３　Ｘ　１０
５Ｃｒｎ／　ｓｅｅであった。

（発明の効果） 本発明のスピーカー用振動は、軽量で高い比弾性率を持
ち、且つ従来のノ・ネカムコアを用いる場合よりも容易
に成形が可能で、且つ均質な振動板が提供できる為、好
ましい音質のスピーカーが安定した性能を保証しつつ製
造できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熔融状態で液晶相を形成する芳香族ポリマーの発泡
   体より成るスピーカー用振動板 ２、熔融状態で液晶相を形成する芳香族ポリマーの発泡
   体が、無機補強粒子、無機補強繊維、有機補強繊維を含
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
   ピーカー用振動板 ３、熔融状態で液晶相を形成する芳香族ポリマーより成
   る発泡体層を、高剛性の材料よりなる薄板又はシートで
   サンドイツチとした構造体より成るスピーカー用振動板