CN1720761A - 用于音响设备的生物可降解材料 - Google Patents

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Abstract

用于音响设备外壳的材料，其有利的不仅保护树脂不受腐蚀和不会向环境强加负担，而且其作为音响设备外壳具有优异的性能。用于音响设备外壳的材料，其特征在于包括生物可降解聚合物化合物、无机材料和水解抑制剂。

Description

用于音响设备的生物可降解材料
技术领域
本发明涉及用于音响设备的音响设备外壳材料和使用该材料的音响设备外壳。更具体的说，本发明涉及用于音响设备外壳的材料，其可改善音质并同时保护环境，和使用该材料的音响设备外壳。
背景技术
传统的，已经开发出具有改善音质的音响设备。在音响设备中，特别的，期望声学特性的改善，例如输出声压级，失真比率，和低音(flatness)。近年来，认为声学特性取决于音响设备外壳的各种物理性质，因此认为音响设备外壳的物理性质很重要。当音响设备被驱动产生声波时，音响设备外壳通常与声波相协调地振动。因此，共振导致音响设备的音质变差。为了解决这个问题，认为将具有适当大内耗的刚性材料用于音响设备中，以改善包括输出声压级、失真比率、和低音的声学特性。因此，木板如由木材作为原料制成的柳安木，或由通过粘合剂粘合的木材碎片形成的碎料板，已经被用作音响设备外壳的材料。
但是，当使用木板作为用于音响设备外壳的材料时，木板在外形上具有很小的自由度，因此限制了它的应用，且因此木板不满足要求。此外，木板需要组装木板制成所需形状的步骤，因此降低了生产率，且因此木板在生产率方面不满足需要。为了解决这些问题，作为用于音响设备外壳的材料，研究和使用了通过将热塑性或热固性树脂与无机填料混合并将生成的混合物注塑而得到材料(日本专利申请公开No.JP H06-169498)。由于无机填料，生成的音响设备外壳在刚性方面有所改善；但是，该音响设备外壳具有低的内耗，因此展现出比木制外壳差的音质。另一方面，当在用于音响设备外壳的材料中使用ABS树脂替代聚丙烯(PP)时，生成的音响设备外壳具有小的内耗并因此经历共振，导致失真，且因此这种材料不适于用于音响设备外壳。
另一方面，从保护环境的观点来看，传统的，经常使用来源于作为贵重化石资源的石油的树脂作为用于音响设备外壳的材料，且期望迅速开发出石油树脂的替代品，以防止资源的耗尽。最近，开发和提供各种人造树脂材料作为用于音响设备外壳的材料，在音响设备外壳领域使用的人造树脂材料的量逐年增加。因此，人造树脂废品的量也在增加，用于处理树脂废品的方法导致严重的社会问题。当对废弃的树脂直接进行热处理时，可能产生有害气体，例如二噁英，或由于燃烧的大量的热，焚化炉遭受损害，产生向环境加重负担的危险。
作为传统的已知用于处理废树脂的方法的例子，其不会向环境强加负担，可提及的方法，其中通过热分解或化学分解降低废树脂的分子量，然后焚化或掩埋。但是，热处理产生排放的二氧化碳，因此可能导致全球变暖，且当包含硫、氮、或卤素的树脂焚化时，可产生排放的有害气体，导致空气污染。目前，在音响设备外壳中使用的树脂的大部分在处理和掩埋后很长时间，仍保持完整没有分解，它们可导致土壤污染或水污染。为了解决该问题，最近可生物降解树脂被开发出来并引起了注意，而且作为处理产物投入实用，例如，主要的，日常使用的器具、卫生用品、和玩具。
如上所述，已知使用木材的音响设备外壳具有优异的音质。因此作为用于音响设备外壳的非天然材料，其被改善具有等价于或高于使用木材的外壳的音质，例如，研究和使用了通过将混合纤维填料，如木粉或稻壳，与树脂混合得到材料(未审日本专利申请公开说明书No.Hei 10-164679)。在这种情况下，纤维填料用苯酚等进行表面处理以改善与树脂的相容性。但是，纤维填料与通常的无机填料相比，不具有满意的润滑性能，且因此只有有限量的纤维填料加入树脂，使得改善音响设备外壳的刚性困难。
另外，当在预定的功率下驱动扩音器时，使用纤维填料的音响设备外壳与扩音器振动相协调地振动自身，以致扩音器的声压频率性质不稳定，导致偏差。这不利的增加在音响设备外壳中的失真。此外，当纤维填料与树脂混合并成形时，形成木质素或焦木酸。因此，使用纤维填料的音响设备外壳可遭受腐蚀，并因此这种材料不满足用于音响设备外壳的材料的要求。因此，期望作为音响设备外壳的具有优异性能的材料，其不会向环境强加负担并解决以上腐蚀等的问题。
本发明的一个任务是提供一种材料，其有利的不仅不会向环境强加负担且保护树脂不受腐蚀，而且作为音响设备外壳具有优异的性能。
发明内容
本发明人为了完成以上任务，进行了广泛的和透彻的研究。结果，他们成功制造了用于音响设备外壳的材料，该材料包括生物可降解的聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂，并进一步发现用于音响设备外壳的该材料对全球环境几乎没有不利影响且在输出声压级和失真比率，以及低音方面很优异，其可解决腐蚀等的问题，且发现解决了所有上述传统的问题，用于音响设备外壳的该材料有利的用作下述用途的原材料，特别是各种外壳相关的商业产品。本发明人还进行了研究，并发现从商业的观点来看，可有利地生产用于音响设备外壳的材料。
本发明人已得到以上各种发现，然后进一步进行研究，并完成了本发明。
特别的，本发明涉及：
(1)用于音响设备外壳的材料，其特征在于包括生物可降解聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂；
(2)根据以上条目(1)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于生物可降解聚合物化合物为多糖、生物可降解聚酯、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚亚烷基二醇、或其共聚物或混合物；及
(3)根据以上条目(2)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于生物可降解聚酯为聚乳酸(polylactic acid)、聚己酸内酯、聚羟基丁酸、聚羟基戊酸、聚丁二酸亚乙酯、聚丁二酸亚丁酯、聚己二酸亚丁酯、聚苹果酸、微生物合成的聚酯、或其共聚物或混合物。
本发明涉及：
(4)根据以上条目(1)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质；
(5)根据以上条目(2)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质；及
(6)根据以上条目(3)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
本发明涉及：
(7)根据以上条目(1)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质；
(8)根据以上条目(2)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质；
(9)根据以上条目(3)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质；及
(10)根据以上条目(4)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
本发明涉及：
(11)根据以上条目(1)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于其具有1.3g/cm3或更大的比重；
(12)根据以上条目(2)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于其具有1.3g/cm3或更大的比重；
(13)根据以上条目(3)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于其具有1.3g/cm3或更大的比重；
(14)根据以上条目(4)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于其具有1.3g/cm3或更大的比重；及
(15)根据以上条目(7)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于其具有1.3g/cm3或更大的比重。
本发明涉及：
(16)音响设备外壳，其特征在于由根据以上条目(1)的用于音响设备外壳的材料制得；
(17)音响设备外壳，其特征在于由根据以上条目(2)的用于音响设备外壳的材料制得；
(18)音响设备外壳，其特征在于由根据以上条目(3)的用于音响设备外壳的材料制得；及
(19)音响设备外壳，其特征在于由根据以上条目(7)的用于音响设备外壳的材料制得。
本发明涉及：
(20)音响设备外壳，其特征在于由根据以上条目(5)的用于音响设备外壳的材料制得。
(21)根据以上条目(1)的用于音响设备外壳的材料，其特征在于该音响设备为电视设备、立体声设备、收录唱机、或耳机；及
(22)用于音响设备外壳的材料的制备方法，其特征在于将生物可降解聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂进行混合。
附图说明
图1展示在实施例1中的阻尼实验的结果；
图2展示在实施例2中的阻尼实验的结果；
图3展示在实施例3中的阻尼实验的结果；
图4展示在实施例4中的阻尼实验的结果；
图5展示在比较例1中的阻尼实验的结果；
图6展示在比较例2中的阻尼实验的结果。
具体实施方式
本发明涉及用于音响设备外壳的材料，其特征在于包括生物可降解聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂。在本发明中，优选的用于音响设备外壳的材料为主要含有无机材料和水解抑制剂的复合树脂材料。该用于音响设备外壳的材料可为任何形态，例如，为微粒、小球等的形态。对于“音响设备外壳”，没有特别限定，且其可为用于称作音响设备的已知设备的外壳。实例包括用于电视设备、收录唱机、耳机、扩音器、音频组件、或麦克风的外壳。在本发明中，优选音响设备包括产生声压的扩音器单元、和形成以包围扩音器单元的整体的外壳。下文中，将描述用于音响设备外壳的材料的成分、生产方法、和用途。
用于本发明的生物可降解聚合物化合物可为具有生物可降解性的任何聚合物化合物。其可为称作生物可降解聚合物化合物或生物可降解树脂的已知化合物。其实例包括聚多糖、生物可降解聚酯、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚亚烷基二醇、和其共聚物和混合物。对于生物可降解性，没有特别限定，且其可为，例如，由于微生物、酶等生物化学地分解为二氧化碳、水等的性质。
多糖可为经历水解以形成至少一个单糖的任何糖类，且其可为经历水解以同时形成单糖和其衍生物的糖类。多糖没有特别限定，且其实例包括纤维素、纤维素酯(醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、硝化纤维、磺酸纤维素、磷酸纤维素、和其共聚物和混合物)、纤维素醚(甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟乙基纤维素、和羟丙基纤维素)、淀粉、脱乙酰壳多糖、甲壳质脱乙酰壳多糖、甘露聚糖、角叉菜聚糖、藻酸、直链淀粉、支链淀粉、果胶、蘑菇多糖、透明质酸、hylan、琼脂糖、茁霉多糖、葡聚糖、和其衍生物(例如，纤维素衍生物如丙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、丁酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、羟乙基纤维素、和羟丙基纤维素)、和其共聚物和混合物。在本发明中，作为多糖，可使用市购的产品，例如，SANWET(商品名；购自Sanyo Chemical Industries，Ltd.)，Arasoap(商品名；购自from Arakawa Chemical Industries，Ltd.)，Sumikagel(商品名；购自Sumitomo Chemical Co.，Ltd.)，AQUA KEEP(商品名；购自SUMITOMOSEIKA CHEMICALS CO.，LTD.)，AQUA MATE(商品名；购自SEKISUIPLASTICS CO.，LTD.)，AQUA RESERVE AP(商品名；购自The NipponSynthetic Chemical Industry Co.，Ltd.)，或AKUALICK CA(商品名；购自NIPPON SHOKUBAI CO.，LTD.)。
生物可降解聚酯可为具有生物可降解性和包含至少一个酯键的任何聚合物化合物。其实例包括脂族聚酯，例如，聚乳酸如聚-L-乳酸(PLLA)和L-乳酸与D-乳酸的共聚物(例如，无规共聚物和接枝共聚物)，其衍生物，和其共聚物和混合物；和其他聚酯，例如，聚己酸内酯，聚羟基丁酸，聚羟基戊酸，聚丁二酸亚乙酯，聚丁二酸亚丁酯，聚己二酸亚丁酯，聚苹果酸，微生物合成的聚酯{例如，3-羟基丁酸酯(hydroxyburyrate)(3HB)，3-羟基己酸酯(3HV)，和其共聚物}，其衍生物，和其共聚物和混合物。在本发明中，作为生物可降解聚酯，可使用市购的产品，例如，Celgreen P-H(商品名；购自Dicel Chemical Industries，Ltd.)，Lacty(商品名；购自ShimadzuCorporation)，或LACEA(商品名；购自Mitsui Chemicals，Inc.)。
聚氨基酸可为具有生物可降解性和包含至少一个肽键的任何聚合物。可通过已知的方法生产聚氨基酸。对于生产聚氨基酸的方法，没有特别限定，且其实例包括其中将氨基酸，例如，甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苯基丙氨酸、谷氨酸酯(glutamic ester)、天冬氨酸酯、亮氨酸、或异亮氨酸的N-羧酸酐在有机溶剂中聚合的方法。
对于聚乙烯醇，没有特别限定，只要其为具有生物可降解性和包含至少一个具有羟基的乙烯基键的聚合物化合物。聚乙烯醇可为市购的产品，且作为市购的产品，聚乙烯醇购自，例如，Showa Chemical Industry Co.，Ltd.。
聚亚烷基二醇可为具有生物可降解性和包含至少一个被甘醇基团取代的二价烷撑基团的任何聚合物化合物。聚亚烷基二醇可为市购的产品，且市购产品的实例包括UconTM(商品名)(购自Union Carbide Chemicals andPlastics Technology Corporation)。
在本发明中，有机聚合物化合物，其在具有低分子量时为生物可降解的，且在具有高分子量时生物可降解性差，且具有通过共聚作用(例如，接枝共聚作用)等赋予的生物可降解性，其可优选的用作生物可降解聚合物化合物。有机聚合物化合物的实例包括聚乙烯、聚丙烯酸衍生物、聚丙烯、和聚氨酯。对于生物可降解聚合物化合物的端基或分子量，没有特别限定，且对于生物可降解聚合物化合物的机械强度等，没有特别限定，只要生成的材料可用作用于音响设备外壳的材料。
在本发明中，生物可降解聚合物化合物优选为生物可降解聚酯，更优选为聚乳酸，最优选为LACEATM。LACEATM购自在Chiyoda-ku，Tokyo的Mitsui Chemicals，Inc.。在本发明中，优选生物可降解聚合物化合物容易的分解为低分子量且在自然环境中处理后变为对环境无害的化合物，引起对全球环境很小的不利影响，且更优选的该化合物象现有的热塑性树脂一样可塑造成任何形态，且最优选的该化合物在混合性质和大规模生产性质方面优异。
对于用在本发明中的无机材料，没有特别限定，只要不牺牲通过本发明达到的效果，且其可为称作无机材料或归类为无机材料的已知材料。其实例包括含有选自无机氢氧化物化合物例如氢氧化铝、氢氧化镁、或氢氧化钙，无机盐例如磺酸钡或碳酸钙，无机氧化物化合物例如氧化钛或氧化铝，和无机硅石化合物例如云母或滑石中至少一种物质的材料。无机材料通常作为市购产品广泛分布，且市购产品的实例包括氢氧化铝(商品名；购自在27-1，Shinkawa 2-chome，Chuo-ku，Tokyo的Sumitomo Chemical Co.，Ltd.)，KYOWASUIMAG F和KISUMA1(商品名；购自Kyowa ChemicalIndustry Co.，Ltd.)，和滑石或云母(商品名；购自NIPPON TALC CO.，LTD.)。在本发明中，无机材料可组合使用。
对于加入的无机材料的量，没有特别限定，且取决于，例如，无机材料的类型、生物可降解聚合物的类型，或用于音响设备外壳的所需材料的机械强度，来适当的确定无机材料的量。在本发明中，加入的无机材料的量，基于用于音响设备外壳的材料的质量，优选在大约1-99质量％的范围内，更优选在大约5-70质量％的范围内。在本发明中，从保护环境的观点来看，优选使用无机氢氧化物化合物或/和无机硅石化合物作为无机化合物，且加入的无机氢氧化物化合物或/和无机硅石化合物的量，基于用于音响设备外壳的材料的质量，优选在大约1-99质量％的范围内，更优选在大约5-70质量％的范围内，最优选在大约10-60质量％的范围内。
加入用于本发明的水解抑制剂，用于保护使用本发明的材料生产的音响设备外壳，使其不会在用于音响设备期间由于，例如，空气中的水分而轻易分解不能起到外壳的作用。水解抑制剂可为能抑制生物可降解聚合物化合物不遭受水解的任何抑制剂，且其可为称作水解抑制剂的已知抑制剂。其实例包括对作为树脂的端官能基团的羧酸基团和羟基基团具有反应活性的化合物，且更具体的实例包括碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物。在本发明中，优选水解抑制剂为碳二亚胺化合物，由于其可和生物可降解聚合物化合物进行熔化捏合，且加入的少量碳二亚胺化合物可抑制水解。
碳二亚胺化合物可为在其分子中具有至少一个碳二亚胺基团的任何化合物(包括聚碳二亚胺化合物)。碳二亚胺化合物的实例包括可通过使用有机磷化合物或有机金属化合物作为催化剂，在不存在溶剂时或在惰性溶剂中在大约70℃或更高的温度下，将聚合物异氰酸酯进行脱羧基缩聚而合成的碳二亚胺化合物，且更具体的实例包括单碳二亚胺化合物，例如二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、二异丁基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、和萘基碳二亚胺。在本发明中，优选水解抑制剂为易于市购的二环己基碳二亚胺或二异丙基碳二亚胺。市购的水解抑制剂的实例包括购自Nisshinbo Industries，Inc.的CarbodiliteTM(商品名)，和购自Toyo Kasei Kogyo Co.，Ltd.的N，N’-二环己基碳二亚胺或N，N’-二异丙基碳二亚胺(商品名)。
异氰酸酯化合物可为具有至少一个异腈基和至少一个酯键的任何化合物。其可为称作异氰酸酯化合物的已知化合物。其实例包括含有选自芳族异氰酸酯化合物，例如二苯基甲烷二异氰酸酯或苯亚甲基二异氰酸酯；脂环族异氰酸酯，例如异佛尔酮二异氰酸酯；和脂族异氰酸酯，例如己二异氰酸酯中至少一种物质的化合物。
噁唑啉化合物可为具有来源于任选取代的噁唑的单价基团的任何化合物，且可为已知的噁唑啉化合物或称作噁唑啉化合物的化合物。“取代基”的实例包括卤素原子(例如，氟、氯、溴、和碘)，硝基，氰基，羟基，硫醇基，磺基，亚磺基，巯基，膦酰基，线性或支化的烷基(例如，甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、和二十烷基)，羟烷基(例如，羟甲基、羟乙基、1-羟基异丙基、1-羟基正丙基、2-羟基正丁基、1-羟基异丁基)，卤代烷基(例如，氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-溴乙基、2，2，2-三氟乙基、五氟乙基、3，3，3-三氟丙基、4，4，4-三氟丁基、5，5，5-三氟戊基、6，6，6-三氟己基)，环烷基(例如，环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基)，链烯基(例如，乙烯基、巴豆基、2-戊烯基、和3-己烯基)，环烯基(例如，2-环戊烯基、2-环己烯基、2-环戊烯基甲基、2-环己烯基甲基)，链炔基(例如，乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-戊炔基、3-己炔基)，桥氧基，硫代基团，脒基，亚氨基，亚烷基二氧基团(例如，亚甲二氧基和亚乙二氧基)，烃基，例如，单环或稠环的烃基如苯基和联苯基，和桥连环烃基如1-金刚烷基(adamantyl)和2-降冰片烷基，烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、和己氧基)，烷基硫代基团(例如，甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、戊硫基、和己硫基)，羧基，烷酰基(例如，甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、和异丁酰基)，烷酰氧基(例如，甲酰氧基，和烷基碳酰氧基如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、和异丁酰氧基)，烷氧基羰基(例如，甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、和丁氧基羰基)，芳烷氧基羰基(例如，苄氧基羰基)，氨基硫羰基，烷基亚硫酰基(例如，甲基亚硫酰基和乙基亚硫酰基)，烷基磺酰基(例如，甲基磺酰基、乙基磺酰基、和丁基磺酰基)，氨磺酰基，单烷基氨磺酰基(例如，甲基氨磺酰基和乙基氨磺酰基)，二烷基氨磺酰基(例如，二甲基氨磺酰基和二乙基氨磺酰基)，芳基氨磺酰基(例如，苯基氨磺酰基和萘基氨磺酰基)，芳基(例如，苯基和萘基)，芳氧基(例如，苯氧基和萘氧基)，芳硫基(例如，苯硫基和萘硫基)，芳基亚硫酰基(例如，苯基亚硫酰基和萘基亚硫酰基)，芳基磺酰基(例如，苯基磺酰基和萘基磺酰基)，芳基羰基(例如，苯甲酰基和萘甲酰基)，芳基碳酰氧基(例如，苯甲酸基和萘甲酸基)，任选卤代的烷基羰基氨基(例如，乙酰氨基和三氟乙酰氨基)，任选具有取代基的氨基甲酰基{例如，由式：-CONR3R4(其中R3和R4的每一个表示氢原子、任选具有取代基的烃基、或任选具有取代基的杂环基，且R3和R4和邻近的氮原子任选的一起形成环)表示的基团}，任选的具有取代基的氨基(例如，氨基、烷基氨基、四氢吡咯基、哌嗪基(piperazyl)、哌啶基(piperidyl)、吗啉代基团，硫代吗啉代基团，吡咯基、和咪唑基)，任选具有取代基的酰脲基{例如，由式：-NHCONR3R4(其中R3和R4为如上限定的)表示的基团}，任选具有取代基的羧酰胺基{例如，由式：-NR3COR4(其中R3和R4为如上限定的)表示的基团}，任选具有取代基的磺酰胺基{例如，由式：-NR3SO2R4(其中R3和R4为如上限定的)表示的基团}，任选具有取代基的羟基或巯基，任选具有取代基的杂环基{例如，包含作为构成环系的原子(环形成原子)、碳原子和选自氧原子、硫原子、和氮原子的1-3种杂原子中至少一种的芳族杂环基(例如，吡啶基、呋喃基、和噻唑基)，和饱和或不饱和的脂族杂环基}，和通过化学可接受的取代以上取代基而得到的取代基。
对于加入的水解抑制剂的量，没有特别限定。在本发明中，加入的水解抑制剂的量，优选根据生物降解的速率调节，更优选为大约5质量％或更少，基于生物可降解聚合物化合物的质量，最优选根据所需音响设备外壳的机械强度、生物可降解聚合物化合物的类型、无机材料的类型等适当的确定。
在本发明中，为了确保得到用于音响设备外壳的材料所需的机械强度，优选向用于音响设备外壳的材料中进一步加入橡胶组分。对于橡胶组分，没有特别限定，且其可为天然橡胶或合成橡胶。其实例包括苯乙烯弹性体、烯烃弹性体、聚氨基甲酸酯弹性体、聚酯弹性体、和聚酰胺弹性体。
苯乙烯弹性体的实例包括SB(聚苯乙烯-聚丁二烯)，SEBS(聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚丁二烯)，SIS(聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯)，SEPS(聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯)，和SBS(聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯)嵌段共聚物。作为苯乙烯弹性体，可使用市购的产品，且市购产品的实例包括KRATON，CARIFLEX TR，和KRATON G(商品名)购自Shell Chemicals；SOLPRENE(商品名)购自Philips Petrolefam；EUROPRENE SOLT(商品名)购自ANIC；Tufprene(商品名)购自Asahi Kasei Corporation；SOLPRENE T(商品名)购自Nippon Elastomer Co.Ltd.；JSRTR(商品名)购自JSR Corporation；DENKA STR(商品名)购自Denka Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha；和Quintac(商品名)购自ZEON CORPORATION。
作为烯烃弹性体的的实例，可提及的有乙烯-α-烯烃无规共聚物和具有共聚的二烯作为第三组分的共聚物，且具体实例包括乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-1-丁烯无规共聚物，和包括EPDM(具有二环戊二烯或亚乙基降冰片烯作为二烯组分的乙烯-丙烯-二烯共聚物)作为柔性链段和聚烯烃作为刚性链段的共聚物。市购产品的实例包括购自Mitsui Chemicals，Inc.的TAFMER和MILASTOMER(商品名)。
聚氨基甲酸酯弹性体的实例包括，含有聚酯、低分子量二元醇、和亚甲基双(异氰酸苯酯)或联甲苯胺二异氰酸酯的聚氨酯，其通过在短链多元醇(聚醚聚氨酯)存在下将聚异氰酸酯和聚内酯多元醇加成聚合得到；通过在短链多元醇(聚醚聚氨酯)存在下将聚异氰酸酯和由己二酸和二元醇得到的己二酸酯多元醇加成聚合得到的聚氨酯；和通过在短链多元醇存在下将聚异氰酸酯和由四氢呋喃开环得到的聚丁二醇加成聚合得到的聚氨酯。市购产品的实例包括购自Bayer Ltd.的Vulkollan(商品名)；购自Goodyear的Chemigum SL(商品名)；购自Du Pont Co.的Adiprene(商品名)；和购自ICI的Vulcaprene(商品名)。
聚酯弹性体的实例包括含有芳族聚酯作为刚性链段和非晶聚醚或脂族聚酯作为柔性链段的共聚物。更具体的实例包括聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚四亚甲基醚乙二醇嵌段共聚物。
聚酰氨弹性体的实例包括含有NylonTM作为刚性链段和聚酯或多元醇作为柔性链段的共聚物。更具体的实例包括NylonTM 12/聚丁二醇嵌段共聚物。
在本发明中，从保护环境的观点来看，优选橡胶组分为天然橡胶或在未审日本专利申请公开说明书No.2001-240655公开的生物可降解的弹性体。
在本发明中，用于音响设备外壳的材料可通过将生物可降解聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂相互混合来生产。
对于混合，没有特别限定，且其可为已知的搅拌或捏合方法。其实例包括容器旋转混合或捏合法，其中容器本身在旋转或/和振动；机械-搅拌或-捏合混合法，其中通过叶片等方式进行搅拌；液相-搅拌混合法，其中通过空气或气体的方式进行搅拌；和使用重力流、分支板(branch plate)、或连接套管的非搅拌混合法。对于混合组分的状态，没有特别限定，且该组分可为均匀混合的、非均匀混合的、或通过加热混合的。对于包括组合物的混合的条件和混合组分的顺序，没有特别限定。在本发明中，优选使用熔化捏合法作为混合方法。更具体的说，优选通过熔化捏合法加入水解抑制剂，例如，碳二酰胺化合物。
熔化捏合法可为任何方法，只要当加热时可将生物可降解聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂相互混合。作为混合方式，可使用上述的混合法，且，作为加热方式，可使用已知的方式，例如烘炉或加热器。对于加热的温度，没有特别限定。在本发明中，当聚-L-乳酸(PLLA)用作生物可降解聚合物化合物时，加热的温度优选为大约100-250℃，更优选为大约150-200℃，最优选为大约170-180℃。在本发明中，优选使用热捏合法，然后冷却通过热捏合法得到的混合物。对于冷却方式，没有特别限定，且其可为已知的方式，例如使用冰水、水、干冰、或液氮的冷却方式，或自然冷却方式。在本发明中，优选的冷却方式为自然冷却。
在用于音响设备外壳的材料中，如果需要的话，可进一步引入各种已知的添加剂，只要不显著牺牲声学特性。添加剂的实例包括抗氧化剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、颜料、着色剂、抗静电剂、脱模剂、香料、润滑剂、阻燃剂、填料、和防霉剂。
通过上述方法生产的用于音响设备外壳的材料优选的用作用于音响设备的材料。在本发明中，优选用于音响设备外壳的材料用作用于，例如，购自在7-35，Kitashinagawa 6-chome，Shinagawa-ku，Tokyo的SonyCorporation的音响设备如扩音器、WALKMANTM、电视设备、收录唱机、耳机、音频组件、或麦克风的材料。在本发明中，从得到优异的音质的观点来看，优选用于音响设备外壳的材料具有高的比重，更具体的说，优选比重为大约1.3g/cc或更大，更优选为大约1.35g/cc或更大，最优选为大约1.40g/cc或更大。
在下文中，将参照下列实施例更详细的描述本发明，这些实施例不应被理解为对本发明范围的限制。
[实施例1](样品的制备)
在实施例1中采用的组成如表1所示，使用属于聚乳酸的LACEATM(H100J；Mitsui Chemicals，Inc.)作为生物可降解聚合物的树脂(A)，使用Al(OH)3试剂作为无机材料(B)，和，使用Carbodilite 8CA试剂作为水解抑制剂(C)。使用熔化捏合法将组分A、B、和C进行混合。混合条件为这样的，捏合机为极大极小-挤炼机(Minimax-mixtruder)(由Toyo SeikiSeisaku-Sho，Ltd.生产和出售)，喷嘴温度为170℃，扭矩为5kg，且停留时间为3秒。在熔化捏合后，将混合物自然冷却，并将生成的树脂复合物研磨成粉，通过在170℃下在300kg/cm2下的压制形成具有1.0mm厚度的板材料。然后，将成形的材料分割为10.0mm×100mm的样品，并使用生成的样品作为在具有如表1所示的组成的实施例1中的样品。
[实施例2-4]
用与在实施例1中基本相同的方式单独制备在实施例2-4中的样品，除了采用如表1所示的实施例2-4的组成。
[比较例1]
用与在实施例1中基本相同的方式得到成形的板材料，除了使用具有如表1所示的比较例1的组成的材料，该材料通过向ABS中加入无机材料(磺酸钡)但不加入水解抑制剂而得到，ABS为来源于石油的树脂，且不具有生物可降解性，然后将成形的材料分割为相同的尺寸以制备比较例1中的样品。
[比较例2]
用与在实施例1中基本相同的方式得到成形的板材料，除了使用不包含无机材料的聚乳酸，具有如表1所示的比较例2的组成，然后将成形的材料分割为相同的尺寸以制备比较例2中的样品。
                       表1
           (实施例和比较例的具体组成)
  样品   树脂(A)   无机材料(B)  水解抑制剂(C)
实施例1   聚乳酸53.25   Al(OH)345  8CA1.75
实施例2   聚乳酸47.5   Al(OH)350  8CA2.5
实施例3   聚乳酸61.75   Al(OH)335  8CA3.25
实施例4   聚乳酸38.75   Al(OH)360  8CA1.25
比较例1   ABS75   BaSO425
比较例2   聚乳酸99  8CA1
                                              单位：质量份
(比重的测量)
对于在实施例1-4和比较例1和2中的每个样品(也称作样本)，准确测量重量，且测量的重量除以样品的体积(通过测量样品的长、宽、和高并将它们相乘确定)以确定比重。结果如表2所示。
                        表2
                       (比重)
  样品   比重(g/cc)
  实施例1   1.635
  实施例2   1.619
  实施例3   1.452
  实施例4   1.764
  比较例1   1.581
  比较例2   1.232
(阻尼测试)
对于在实施例1-4和比较例1和2中的每个样品，如下评价对于用于音响设备外壳的材料的阻尼特性。
在20℃的测量温度下使用振动引导法(vibration lead method)单独测试实施例1-4中的样品。在振动引导法中，将每个样品悬挂在其一个纵向端上，悬挂的样品通过电磁方式进行非接触振动，电容器测量由振动导致的样品的非常小的位移，以确定共振频率。从频率的函数，确定动态弹性模量，且从共振状态确定内耗。对于比较例1和2的每个样品进行类似的测量。根据在Sound and Vibration Damping with polymer(Robert D.Corsaro著，The American Chemical Society出版)中描述的方法进行振动引导法。
(阻尼测试的结果)
阻尼测试的结果显示在图1-6中。在图中，F0指共振频率，且F1和F2指对应于在共振频率的振动速率的3dB以下(3dB down)(1/√2)值的频率，单位为Hz。Q指2π乘以振动能量对每次循环由外界提供的用于保持振动的能量的比率的值，表示阻尼特性。1/Q指阻尼程度。E指动态弹性模量(Pa)，且VELOCITY指速率(m/s)。在图中，振动位移为纵坐标，频率为横坐标。
从阻尼测试的结果明显看出，本发明的用于音响设备外壳的材料在频率特性方面优异且与用于音响设备外壳的传统材料相比，在输出声压级和失真比率以及低音方面，都有改善。
通过本发明，可提供一种材料，其有利的不仅在处理后不会向环境强加负担，不同于由现有的热塑性树脂组成的用于音响设备外壳的材料，而且通过水解抑制剂该材料被保护不会迅速分解，且因此在作为用于音响设备外壳的材料的性能和保护环境两方面都优异。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.用于音响设备外壳的材料，其特征在于包括：
生物可降解聚合物化合物；
无机材料；及
水解抑制剂；
其中该材料具有1.3g/cm3或更大的比重。
2.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该生物可降解聚合物化合物为多糖、生物可降解聚酯、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚亚烷基二醇、其共聚物或其混合物。
3.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该生物可降解聚酯为聚乳酸、聚己酸内酯、聚羟基丁酸、聚羟基戊酸、聚丁二酸亚乙酯、聚丁二酸亚丁酯、聚己二酸亚丁酯、聚苹果酸、微生物合成的聚酯、其共聚物或其混合物。
4.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
5.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
6.权利要求3的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
7.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
8.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
9.权利要求3的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
10.权利要求4的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
11.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该音响设备为电视设备、立体声设备、收录唱机、或耳机。

Claims (22)

1.用于音响设备外壳的材料，其特征在于包括：
生物可降解聚合物化合物；
无机材料；及
水解抑制剂。
2.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该生物可降解聚合物化合物为多糖、生物可降解聚酯、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚亚烷基二醇、其共聚物或混合物。
3.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该生物可降解聚酯为聚乳酸、聚己酸内酯、聚羟基丁酸、聚羟基戊酸、聚丁二酸亚乙酯、聚丁二酸亚丁酯、聚己二酸亚丁酯、聚苹果酸、微生物合成的聚酯、其共聚物或混合物。
4.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
5.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
6.权利要求3的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该无机材料包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、磺酸钡、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、云母和滑石的至少一种物质。
7.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
8.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
9.权利要求3的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
10.权利要求4的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该水解抑制剂包括选自碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、和噁唑啉化合物的至少一种物质。
11.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该材料具有1.3g/cm3或更大的比重。
12.权利要求2的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该材料具有1.3g/cm3或更大的比重。
13.权利要求3的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该材料具有1.3g/cm3或更大的比重。
14.权利要求4的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该材料具有1.3g/cm3或更大的比重。
15.权利要求7的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该材料具有1.3g/cm3或更大的比重。
16.音响设备外壳，其特征在于由权利要求1的用于音响设备外壳的材料制得。
17.音响设备外壳，其特征在于由权利要求2的用于音响设备外壳的材料制得。
18.音响设备外壳，其特征在于由权利要求3的用于音响设备外壳的材料制得。
19.音响设备外壳，其特征在于由权利要求4的用于音响设备外壳的材料制得。
20.音响设备外壳，其特征在于由权利要求7的用于音响设备外壳的材料制得。
21.权利要求1的用于音响设备外壳的材料，其特征在于：
该音响设备为电视设备、立体声设备、收录唱机、或耳机。
22.用于音响设备外壳的材料的制备方法，其特征在于将生物可降解聚合物化合物、无机材料、和水解抑制剂进行混合。
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