JP2002369286A - 電気音響変換器用振動板及びその製造方法 - Google Patents
電気音響変換器用振動板及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動板の製造上のコストアップを招くことな
く、物理特性及び外観特性を改善する。 【解決手段】 長繊維を含む溶融樹脂をキャビティ内に
射出し、樹脂温度低下により固化した一対の未発泡層
と、前記未発泡層間に減圧処理してスプリングバック効
果により形成された発泡層と、を有する３層構造とし
た。
く、物理特性及び外観特性を改善する。 【解決手段】 長繊維を含む溶融樹脂をキャビティ内に
射出し、樹脂温度低下により固化した一対の未発泡層
と、前記未発泡層間に減圧処理してスプリングバック効
果により形成された発泡層と、を有する３層構造とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカー等の電
気音響変換器用振動板及びその製造方法に関する。
気音響変換器用振動板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に振動板材料については、密度が小
さく、ヤング率（剛性）が大きいこと及び適度な内部損
失を有すること、並びに良好な耐環境性能を有すること
が要求される。従来の振動板材料としては、耐環境性
（特に、耐水性）が良く、内部損失が大きいものとして
ＰＰ（ポリプロピレン）の振動板があり、また、高剛性
のものでは、液晶ポリマーを振動板材料とするものもあ
る。
さく、ヤング率（剛性）が大きいこと及び適度な内部損
失を有すること、並びに良好な耐環境性能を有すること
が要求される。従来の振動板材料としては、耐環境性
（特に、耐水性）が良く、内部損失が大きいものとして
ＰＰ（ポリプロピレン）の振動板があり、また、高剛性
のものでは、液晶ポリマーを振動板材料とするものもあ
る。
【０００３】また、構造的に振動板の軽量，高剛性を求
めたものとしては、ハニカム構造としたものや、発泡体
を平板のスキン層でサンドイッチした３層構造の振動板
も提案されている。上述した従来例では、ポリプロピレ
ン振動板では、比重が紙より大きく、ヤング率も低く、
また、液晶ポリマー振動板では、比重が大で、内部損失
がポリプロピレンに比べて低い等の具合で、上述した全
ての条件を最適に満たした振動板材料を得ることは困難
である。
めたものとしては、ハニカム構造としたものや、発泡体
を平板のスキン層でサンドイッチした３層構造の振動板
も提案されている。上述した従来例では、ポリプロピレ
ン振動板では、比重が紙より大きく、ヤング率も低く、
また、液晶ポリマー振動板では、比重が大で、内部損失
がポリプロピレンに比べて低い等の具合で、上述した全
ての条件を最適に満たした振動板材料を得ることは困難
である。
【０００４】したがって、密度やヤング率等の物理特性
は上述のように構造的に解決して、他の条件を材料選択
によって満足することがなされているが、物理特性を構
造的に解決しようとすると、例えば３層構造のものは各
々の層を接着する必要があるように、製造工程上コスト
アップを招いてしまう不都合がある。上述の問題に対処
するために、本出願人は、特願平７−１４７８２２号
（特開平８−３４０５９４号）にて、発泡剤を含む樹脂
を射出成形することにより、内部が発泡層、表面が未発
泡層の３層構造に形成されたスピーカ振動板を提案して
おり、また特願平１０−７１０１１号（特開平１１−２
７５６８７号）にて、無機物又は有機物フィラーをコン
パウンドした樹脂に発泡剤を加えて射出成形することに
より、内部が発泡層、表面が未発泡層の３層構造に形成
されたスピーカ振動板を提案している。この提案によ
り、製造工程上のコストアップを招くことなく構造的に
物理特性を改善し、軽量、高内部損失、高剛性、耐環境
性の向上も達成している。
は上述のように構造的に解決して、他の条件を材料選択
によって満足することがなされているが、物理特性を構
造的に解決しようとすると、例えば３層構造のものは各
々の層を接着する必要があるように、製造工程上コスト
アップを招いてしまう不都合がある。上述の問題に対処
するために、本出願人は、特願平７−１４７８２２号
（特開平８−３４０５９４号）にて、発泡剤を含む樹脂
を射出成形することにより、内部が発泡層、表面が未発
泡層の３層構造に形成されたスピーカ振動板を提案して
おり、また特願平１０−７１０１１号（特開平１１−２
７５６８７号）にて、無機物又は有機物フィラーをコン
パウンドした樹脂に発泡剤を加えて射出成形することに
より、内部が発泡層、表面が未発泡層の３層構造に形成
されたスピーカ振動板を提案している。この提案によ
り、製造工程上のコストアップを招くことなく構造的に
物理特性を改善し、軽量、高内部損失、高剛性、耐環境
性の向上も達成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した如
き、樹脂に発泡剤を含ませて３層構造を形成する方法で
は、発泡剤の飛散防止に使用されているPE（ポリエチレ
ン）などの異種材料混入による剛性低下、発泡材のガス
による外観不良、及び発泡剤の分解温度による樹脂成形
条件の制限等の発泡剤起因となる特性低下は避けられな
い。
き、樹脂に発泡剤を含ませて３層構造を形成する方法で
は、発泡剤の飛散防止に使用されているPE（ポリエチレ
ン）などの異種材料混入による剛性低下、発泡材のガス
による外観不良、及び発泡剤の分解温度による樹脂成形
条件の制限等の発泡剤起因となる特性低下は避けられな
い。
【０００６】そこで本発明は、上記問題のない３層構造
を有する振動板及びその製造方法を提供することを目的
とする。
を有する振動板及びその製造方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の振動板は、熱可
塑性樹脂と、前記熱可塑性樹脂内に分散した繊維と、か
らなる溶融混合材料をキャビティ内に射出して冷却しつ
つ減圧処理して形成された、一対の未発泡層と前記未発
泡層間の内部発泡層とを含む３層構造を有することを特
徴とする。
塑性樹脂と、前記熱可塑性樹脂内に分散した繊維と、か
らなる溶融混合材料をキャビティ内に射出して冷却しつ
つ減圧処理して形成された、一対の未発泡層と前記未発
泡層間の内部発泡層とを含む３層構造を有することを特
徴とする。
【０００８】また、本発明の振動板製造方法は、熱可塑
性樹脂と、前記熱可塑性樹脂内に分散した繊維と、から
なる混合材料からなる振動板の製造方法であって、前記
熱可塑性樹脂と前記繊維とを混練して溶融し、溶融混合
材を得る工程と、前記溶融混合材を、低温キャビティに
充填する工程と、前記キャビティの容積を拡大して、前
記混合材料の内部発泡層及びこれを挟む１対の未発泡層
からなる３層構造部分を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。本発明の振動板およびその製造方法による
と、繊維のスプリングバック効果を用いることで発泡層
を形成することにより、発泡剤を使用することなく内部
が発泡層、表面が未発泡層の３層構造を有する振動板を
得ることが可能になる。３層構造により、軽量且つ高剛
性の振動板が得られるばかりか、繊維同士が３次元的に
絡み合う為、表層と内部層及び流れ方向や垂直方向の剛
性の均一化が図れる。また耐環境性にも優れ、しかも、
従来のように３層を接着する必要がない。その上、発泡
剤を使用しないため振動板表面層への発泡ガスの巻き込
みによる外観上の不具合を解消できる。なお、平均繊維
長を１ｍｍ以上及び発泡倍率を１より大きく３．０倍以
下とすれば、有効な物性を得ることが出来る。
性樹脂と、前記熱可塑性樹脂内に分散した繊維と、から
なる混合材料からなる振動板の製造方法であって、前記
熱可塑性樹脂と前記繊維とを混練して溶融し、溶融混合
材を得る工程と、前記溶融混合材を、低温キャビティに
充填する工程と、前記キャビティの容積を拡大して、前
記混合材料の内部発泡層及びこれを挟む１対の未発泡層
からなる３層構造部分を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。本発明の振動板およびその製造方法による
と、繊維のスプリングバック効果を用いることで発泡層
を形成することにより、発泡剤を使用することなく内部
が発泡層、表面が未発泡層の３層構造を有する振動板を
得ることが可能になる。３層構造により、軽量且つ高剛
性の振動板が得られるばかりか、繊維同士が３次元的に
絡み合う為、表層と内部層及び流れ方向や垂直方向の剛
性の均一化が図れる。また耐環境性にも優れ、しかも、
従来のように３層を接着する必要がない。その上、発泡
剤を使用しないため振動板表面層への発泡ガスの巻き込
みによる外観上の不具合を解消できる。なお、平均繊維
長を１ｍｍ以上及び発泡倍率を１より大きく３．０倍以
下とすれば、有効な物性を得ることが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、電気音響変換器用振動板と
してのスピーカーに用いられる本発明の振動板の実施例
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のスピーカ
振動板の一実施例を示すものである。同図に示すよう
に、スピーカ振動板１は、比較的高い剛性を有する繊維
を添加した熱可塑性樹脂混合材を溶融状態でキャビティ
内に射出し、直後に金型を後退させてキャビティ内を減
圧して繊維のスプリングバック効果により当該混合材料
を発泡させることにより、内部発泡層３が形成され、そ
の表面は樹脂を充填する過程で金型の内面に接触してい
るため、金型が後退する前に固化することにより表面未
発泡層２が形成された３層構造となっている。
してのスピーカーに用いられる本発明の振動板の実施例
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のスピーカ
振動板の一実施例を示すものである。同図に示すよう
に、スピーカ振動板１は、比較的高い剛性を有する繊維
を添加した熱可塑性樹脂混合材を溶融状態でキャビティ
内に射出し、直後に金型を後退させてキャビティ内を減
圧して繊維のスプリングバック効果により当該混合材料
を発泡させることにより、内部発泡層３が形成され、そ
の表面は樹脂を充填する過程で金型の内面に接触してい
るため、金型が後退する前に固化することにより表面未
発泡層２が形成された３層構造となっている。
【００１０】ここでスプリングバック効果とは、射出か
ら型開きの過程で、変形した繊維の残留応力が解放さ
れ、繊維が元の形状に戻り、長繊維周りにガス空間が生
じ金型非接触の混合材料が膨脹する現象をいう。繊維の
平均長は、１ｍｍ以上のものが好ましい。従来技術にお
いて発泡剤と共に添加されていたフィラーとしては、繊
維も用いられていたが、ここでの繊維は樹脂に添加する
ことによる物理特性向上および外観特性向上を狙ったも
ので、繊維によるスプリングバック効果を期待するもの
ではない。また、添加されていた繊維長も１ｍｍ未満の
短いものであったため、スプリングバック効果は発現し
ていなかったと考えられる。繊維のスプリングバック効
果に着目した点が本発明の特徴とするところである。繊
維長が１ｍｍ以下では、スプリングバック効果による発
泡性が期待できず、また繊維同士の絡み合いが不充分で
ある為に、十分な剛性が得られない。
ら型開きの過程で、変形した繊維の残留応力が解放さ
れ、繊維が元の形状に戻り、長繊維周りにガス空間が生
じ金型非接触の混合材料が膨脹する現象をいう。繊維の
平均長は、１ｍｍ以上のものが好ましい。従来技術にお
いて発泡剤と共に添加されていたフィラーとしては、繊
維も用いられていたが、ここでの繊維は樹脂に添加する
ことによる物理特性向上および外観特性向上を狙ったも
ので、繊維によるスプリングバック効果を期待するもの
ではない。また、添加されていた繊維長も１ｍｍ未満の
短いものであったため、スプリングバック効果は発現し
ていなかったと考えられる。繊維のスプリングバック効
果に着目した点が本発明の特徴とするところである。繊
維長が１ｍｍ以下では、スプリングバック効果による発
泡性が期待できず、また繊維同士の絡み合いが不充分で
ある為に、十分な剛性が得られない。
【００１１】次に、繊維材料としては、ボロン繊維、炭
化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チッ化ケイ素繊維、ジル
コニア繊維、ガラス繊維、炭素繊維、銅繊維、黄銅繊
維、鋼繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、アル
ミニウム合金繊維などの無機繊維や、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維などの有機繊
維が用いられ得る。また、これら有機繊維及び無機繊維
を混合することもできる。とくに、芳香族ポリエステル
繊維、芳香族ポリアミド繊維など剛直な繊維を使用する
ことが最も好ましい。剛直な長繊維は、その剛性率が熱
可塑性樹脂の剛性率より大であるものが選択される。
化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チッ化ケイ素繊維、ジル
コニア繊維、ガラス繊維、炭素繊維、銅繊維、黄銅繊
維、鋼繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、アル
ミニウム合金繊維などの無機繊維や、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維などの有機繊
維が用いられ得る。また、これら有機繊維及び無機繊維
を混合することもできる。とくに、芳香族ポリエステル
繊維、芳香族ポリアミド繊維など剛直な繊維を使用する
ことが最も好ましい。剛直な長繊維は、その剛性率が熱
可塑性樹脂の剛性率より大であるものが選択される。
【００１２】ここで、ガラス繊維としては、Ｅ−ガラス
又はＳ−ガラスのガラス繊維であって、その平均繊維径
が５０μｍ以下のもの、好ましくは３〜３０μｍの範囲
のものが好ましく採用できる。ガラス繊維の径が３μｍ
未満であると、ペレット製造時にガラス繊維が樹脂にな
じまず、樹脂の含浸が困難となる一方、３０μｍを超え
ると、溶融混練時に切断、欠損が起こり易くなる。これ
らの熱可塑性樹脂及びガラス繊維を用い、引き抜き成形
法などでペレットを製造するにあたり、ガラス繊維をカ
ップリング剤で表面処理してもよい。
又はＳ−ガラスのガラス繊維であって、その平均繊維径
が５０μｍ以下のもの、好ましくは３〜３０μｍの範囲
のものが好ましく採用できる。ガラス繊維の径が３μｍ
未満であると、ペレット製造時にガラス繊維が樹脂にな
じまず、樹脂の含浸が困難となる一方、３０μｍを超え
ると、溶融混練時に切断、欠損が起こり易くなる。これ
らの熱可塑性樹脂及びガラス繊維を用い、引き抜き成形
法などでペレットを製造するにあたり、ガラス繊維をカ
ップリング剤で表面処理してもよい。
【００１３】本発明に混合材料に用いられる熱可塑性樹
脂としては、ポリプロピレンが望ましいが、例えば、プ
ロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エ
チレンランダム共重合体、ポリエチレンなどのオレフィ
ン系樹脂、ポリスチレン、ゴム変性耐衝撃性ポリスチレ
ン、シンジオタクチック構造を含むポリスチレンなどの
ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセ
タール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ芳香族エ
ーテル又はチオエーテル系樹脂、ポリ芳香族エステル系
樹脂、ポリスルホン系樹脂及びアクリレート系樹脂など
を用い得る。ここで、熱可塑性樹脂は、単独で使用可能
で、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
脂としては、ポリプロピレンが望ましいが、例えば、プ
ロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エ
チレンランダム共重合体、ポリエチレンなどのオレフィ
ン系樹脂、ポリスチレン、ゴム変性耐衝撃性ポリスチレ
ン、シンジオタクチック構造を含むポリスチレンなどの
ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセ
タール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ芳香族エ
ーテル又はチオエーテル系樹脂、ポリ芳香族エステル系
樹脂、ポリスルホン系樹脂及びアクリレート系樹脂など
を用い得る。ここで、熱可塑性樹脂は、単独で使用可能
で、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】このような熱可塑性樹脂のうち、ポリプロ
ピレン、プロピレンと他のオレフィンとのブロック共重
合体、ランダム共重合体、あるいは、これらの混合物な
どのポリプロピレン系樹脂が好ましい。なお、ポリプロ
ピレン系樹脂には、無水マレイン酸、フマル酸などの不
飽和カルボン酸、又は、その誘導体で変性された酸変性
ポリオレフィン系樹脂を含有するポリプロピレン系樹脂
が好適である。また、ポリプロピレン系樹脂には、高密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−α−
オレフィン共重合体樹脂、ポリアミド樹脂などの他の熱
可塑性樹脂、エチレン−α−オレフィン共重合体エラス
トマーなどの衝撃強度改良のためのエラストマー、フエ
ノール系、リン系、硫黄系などの酸化防止剤、光安定
剤、紫外線吸収剤、耐候剤、架橋剤、核剤、着色剤、短
繊維、タルク、炭酸カルシウムなどの充填剤を加えるこ
ともできる。
ピレン、プロピレンと他のオレフィンとのブロック共重
合体、ランダム共重合体、あるいは、これらの混合物な
どのポリプロピレン系樹脂が好ましい。なお、ポリプロ
ピレン系樹脂には、無水マレイン酸、フマル酸などの不
飽和カルボン酸、又は、その誘導体で変性された酸変性
ポリオレフィン系樹脂を含有するポリプロピレン系樹脂
が好適である。また、ポリプロピレン系樹脂には、高密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−α−
オレフィン共重合体樹脂、ポリアミド樹脂などの他の熱
可塑性樹脂、エチレン−α−オレフィン共重合体エラス
トマーなどの衝撃強度改良のためのエラストマー、フエ
ノール系、リン系、硫黄系などの酸化防止剤、光安定
剤、紫外線吸収剤、耐候剤、架橋剤、核剤、着色剤、短
繊維、タルク、炭酸カルシウムなどの充填剤を加えるこ
ともできる。
【００１５】図２は、図１のスピーカ振動板１を製造す
るための射出成形機を示すものである。同図に示す射出
成形機における金型２０の可動プラテン２４に保持され
た可動側金型２１と固定プラテン２５に保持された固定
側金型２２との締め圧は、金型締め圧制御部によって制
御された型締めシリンダー１０によってコントロールさ
れている。
るための射出成形機を示すものである。同図に示す射出
成形機における金型２０の可動プラテン２４に保持され
た可動側金型２１と固定プラテン２５に保持された固定
側金型２２との締め圧は、金型締め圧制御部によって制
御された型締めシリンダー１０によってコントロールさ
れている。
【００１６】固定側金型２２の射出口には、熱可塑性樹
脂に剛性を有する繊維を添加した樹脂混合材を射出する
ための射出装置４０の射出口が差し込まれている。射出
装置４０は、射出プロセス制御部により制御された射出
条件によってコントロールされている。また、射出装置
４０側からは、成形プロセスの情報が出力されるように
なっており、その情報及び可動プラテン２４側の距離の
情報等に応じて金型締め圧制御部による金型締め圧制御
が行われる。
脂に剛性を有する繊維を添加した樹脂混合材を射出する
ための射出装置４０の射出口が差し込まれている。射出
装置４０は、射出プロセス制御部により制御された射出
条件によってコントロールされている。また、射出装置
４０側からは、成形プロセスの情報が出力されるように
なっており、その情報及び可動プラテン２４側の距離の
情報等に応じて金型締め圧制御部による金型締め圧制御
が行われる。
【００１７】続いて、以上のような構成の射出成形機に
よる振動板の製造方法について説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、型締めシリンダー１０によって金
型２０の可動側金型２１と固定側金型２２とを閉じ、射
出装置４０から、熱可塑性樹脂に剛性を有する繊維を混
入した樹脂混合材を射出する。
よる振動板の製造方法について説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、型締めシリンダー１０によって金
型２０の可動側金型２１と固定側金型２２とを閉じ、射
出装置４０から、熱可塑性樹脂に剛性を有する繊維を混
入した樹脂混合材を射出する。
【００１８】このとき、樹脂混合材の温度は、型締めシ
リンダー１０内で熱可塑性樹脂の融点以上に保たれ、例
えばポリプロピレンの場合２２０℃に保たれている。ま
た、金型２０のキャビティ面の温度は、熱可塑性樹脂の
融点以下に保たれ、例えばポリプロピレンの場合約８０
℃に保たれている。更に、金型締め圧制御部によって制
御されている型締めシリンダー１０による締め圧は、約
２００ｔに保たれている。更にまた、金型２０の可動側
金型２１と固定側金型２２とによって形成されるキャビ
テイの一般厚みは約０．３ｍｍ程度とされている。
リンダー１０内で熱可塑性樹脂の融点以上に保たれ、例
えばポリプロピレンの場合２２０℃に保たれている。ま
た、金型２０のキャビティ面の温度は、熱可塑性樹脂の
融点以下に保たれ、例えばポリプロピレンの場合約８０
℃に保たれている。更に、金型締め圧制御部によって制
御されている型締めシリンダー１０による締め圧は、約
２００ｔに保たれている。更にまた、金型２０の可動側
金型２１と固定側金型２２とによって形成されるキャビ
テイの一般厚みは約０．３ｍｍ程度とされている。
【００１９】またこのとき、同図（ｂ）に示すように、
可動側金型２１と固定側金型２２との間のキャビティに
充填された樹脂混合材は、金型２０に接している部分か
ら固化が始まり表面未発泡層２を形成し、溶融部分に存
在する添加した繊維は、スクリューから押し出される圧
力と可動側金型２１及び固定側金型２２による締め圧が
掛かるため、常圧時の形状とは異なる形状で存在する。
可動側金型２１と固定側金型２２との間のキャビティに
充填された樹脂混合材は、金型２０に接している部分か
ら固化が始まり表面未発泡層２を形成し、溶融部分に存
在する添加した繊維は、スクリューから押し出される圧
力と可動側金型２１及び固定側金型２２による締め圧が
掛かるため、常圧時の形状とは異なる形状で存在する。
【００２０】次いで、同図（ｃ）に示すように、樹脂混
合材の充填完了直後、溶融部分の剛性を有する繊維の形
状復元力がまわりの表面未発泡層２を押し広げるだけの
力が残っているうちに、金型締め圧制御部によって制御
されている型締めシリンダー１０による締め圧を瞬時に
開放してコアバックされる。これにより、溶融部分の剛
性を有する繊維がスプリングバック効果により、周囲の
樹脂を押し広げながら膨らみ、内部発泡層３が形成され
る。
合材の充填完了直後、溶融部分の剛性を有する繊維の形
状復元力がまわりの表面未発泡層２を押し広げるだけの
力が残っているうちに、金型締め圧制御部によって制御
されている型締めシリンダー１０による締め圧を瞬時に
開放してコアバックされる。これにより、溶融部分の剛
性を有する繊維がスプリングバック効果により、周囲の
樹脂を押し広げながら膨らみ、内部発泡層３が形成され
る。
【００２１】ここで、可動側金型２１の型開きタイミン
グについて説明する。樹脂の充填が完全に終了する前に
型開きを行ってしまうと、樹脂混合材が金型２０の可動
側金型２１及び固定側金型２２のキャビティ内部に入り
込み過ぎ、製品の重量が重くなってしまい、反対にタイ
ミングが遅いと樹脂の固化が進みすぎ、繊維がスプリン
グバック効果を発揮できないまま完全固化してしまうた
め、この場合は射出開始から０．２秒〜０．３秒後に型
開きを行うことが好ましい。但し、これらの要件は、樹
脂混合材の樹脂温度、金型２０の温度、製品肉厚、繊維
の添加量等の条件により変わってくる。
グについて説明する。樹脂の充填が完全に終了する前に
型開きを行ってしまうと、樹脂混合材が金型２０の可動
側金型２１及び固定側金型２２のキャビティ内部に入り
込み過ぎ、製品の重量が重くなってしまい、反対にタイ
ミングが遅いと樹脂の固化が進みすぎ、繊維がスプリン
グバック効果を発揮できないまま完全固化してしまうた
め、この場合は射出開始から０．２秒〜０．３秒後に型
開きを行うことが好ましい。但し、これらの要件は、樹
脂混合材の樹脂温度、金型２０の温度、製品肉厚、繊維
の添加量等の条件により変わってくる。
【００２２】上記の金型２０を開く量は、約０．１〜
１．５ｍｍ程度であり、これを０．０４〜０．０５秒の
高速で開く必要があるため、金型２０は約０．００２０
〜０．０３７５ｍｍ／ｍｓの速度で開くように、繊維の
種類及び添加量に応じて、コアバックの速度と開き量が
コントロールされる。薄型の発泡成形振動板を成型する
には、約０．００１ｍｍ／ｍｓ以上の速度で金型を開く
ようにすれば十分である。
１．５ｍｍ程度であり、これを０．０４〜０．０５秒の
高速で開く必要があるため、金型２０は約０．００２０
〜０．０３７５ｍｍ／ｍｓの速度で開くように、繊維の
種類及び添加量に応じて、コアバックの速度と開き量が
コントロールされる。薄型の発泡成形振動板を成型する
には、約０．００１ｍｍ／ｍｓ以上の速度で金型を開く
ようにすれば十分である。
【００２３】更に、炭素繊維、ガラス繊維など剛性の高
い繊維ほどスプリングバック効果が高く、発泡倍率を上
げることができる。ここで、この実施例で採用した射出
成形機や繊維の具体例について説明すると、ダイセル化
学（株）製のガラス繊維強化ポリプロピレンを用い、添
加量は２５ｗｔ％とした。また射出成形機としては、ウ
ルトラ２２０ 住友重機械工業（株）を用いた。
い繊維ほどスプリングバック効果が高く、発泡倍率を上
げることができる。ここで、この実施例で採用した射出
成形機や繊維の具体例について説明すると、ダイセル化
学（株）製のガラス繊維強化ポリプロピレンを用い、添
加量は２５ｗｔ％とした。また射出成形機としては、ウ
ルトラ２２０ 住友重機械工業（株）を用いた。
【００２４】以上のような発泡成形体の成形方法により
得られた製品の発泡倍率の変化は、図４に示す通りであ
る。すなわち、図４は、初期面厚０．３ｍｍ、樹脂温度
２２０℃、金型温度８０℃における繊維長と発泡倍率の
関係を示したものである。そして、表１はこうして得ら
れた異なる発泡倍率の製品と現行製品のヤング率、比
重、内部損失、剛性率、の測定結果を示したものであ
る。
得られた製品の発泡倍率の変化は、図４に示す通りであ
る。すなわち、図４は、初期面厚０．３ｍｍ、樹脂温度
２２０℃、金型温度８０℃における繊維長と発泡倍率の
関係を示したものである。そして、表１はこうして得ら
れた異なる発泡倍率の製品と現行製品のヤング率、比
重、内部損失、剛性率、の測定結果を示したものであ
る。
【００２５】
【表１】
【００２６】図４からは、繊維長１ｍｍ以上で発泡倍率
が上昇し、繊維長が長くなるにつれて、発泡倍率が大と
なることが判る。つまり、スプリングバック効果による
発泡は、繊維長が１ｍｍ以上であれば有意に発現すると
考えられる。表1から、発泡倍率が大きくなるにつれ
て、内部損失も上がり、かつ剛性も高くなっていくこと
が判る。
が上昇し、繊維長が長くなるにつれて、発泡倍率が大と
なることが判る。つまり、スプリングバック効果による
発泡は、繊維長が１ｍｍ以上であれば有意に発現すると
考えられる。表1から、発泡倍率が大きくなるにつれ
て、内部損失も上がり、かつ剛性も高くなっていくこと
が判る。
【００２７】しかし、発泡倍率が約３．０倍を越えると
発泡セルが大きくなりすぎるため、発泡状態にばらつき
を生じてしまい、スピーカ用振動板の物性のばらつきが
大きくなることから、発泡倍率は１より大きく３．０倍
以下が適切である。また、発泡倍率を１．５倍以上にす
ることにより、内部発泡層３の発泡セルが面厚方向に対
し縦長に配向し、表面未発泡層２を補強する形となるた
め、ヤング率の低下が緩やかになり、剛性アップ率が急
激に上がる。これは、金型を高速で後退させて発泡成形
で作ることにも起因している。
発泡セルが大きくなりすぎるため、発泡状態にばらつき
を生じてしまい、スピーカ用振動板の物性のばらつきが
大きくなることから、発泡倍率は１より大きく３．０倍
以下が適切である。また、発泡倍率を１．５倍以上にす
ることにより、内部発泡層３の発泡セルが面厚方向に対
し縦長に配向し、表面未発泡層２を補強する形となるた
め、ヤング率の低下が緩やかになり、剛性アップ率が急
激に上がる。これは、金型を高速で後退させて発泡成形
で作ることにも起因している。
【００２８】逆に、発泡倍率が２．５倍を越えると、表
面未発泡層２を補強する内部発泡層３の樹脂密度が小さ
くなりすぎて、ヤング率の低下率が大きくなり、製品の
剛性のばらつきも徐々に大きくなってくる。よって、こ
の発泡成形による構造的な剛性アップを効果的に使い、
安定した製品を得るためには、１．５倍〜２．５倍の発
泡倍率とすることが好ましい。
面未発泡層２を補強する内部発泡層３の樹脂密度が小さ
くなりすぎて、ヤング率の低下率が大きくなり、製品の
剛性のばらつきも徐々に大きくなってくる。よって、こ
の発泡成形による構造的な剛性アップを効果的に使い、
安定した製品を得るためには、１．５倍〜２．５倍の発
泡倍率とすることが好ましい。
【００２９】また、内部発泡層３とこれを挟む表面未発
泡層２の３層構造による軽量かつ高剛性の構造体を得る
には、表面未発泡層２の強度を保つ範囲内で、できるだ
け薄くした方が望ましい。しかし、射出発泡成形の場
合、表面未発泡層２があまり薄いと、金型を後退させて
発泡させるときに表面未発泡層２が変形したり、割れ易
くなるなどの強度的に問題がある。
泡層２の３層構造による軽量かつ高剛性の構造体を得る
には、表面未発泡層２の強度を保つ範囲内で、できるだ
け薄くした方が望ましい。しかし、射出発泡成形の場
合、表面未発泡層２があまり薄いと、金型を後退させて
発泡させるときに表面未発泡層２が変形したり、割れ易
くなるなどの強度的に問題がある。
【００３０】逆に表面未発泡層２があまり厚くなると、
内部発泡層３を形成する樹脂が少なくなり、効果的な発
泡倍率がとれない。言い換えれば発泡倍率が下がる。こ
のようなことから、最もバランスの良い表面未発泡層２
の厚さは発泡前の面厚の約１／３の厚さが良い。この様
に、本実施例では、剛直な繊維を含む樹脂を射出成形
し、内部発泡層３を表面未発泡層２によって覆った３層
構造としたので、低比重で面厚を厚くすることができる
ことから、軽量且つ高剛性の振動板が得られるばかり
か、表面が表面未発泡層２で覆われているために耐環境
性にも優れ、しかも従来のように３層を接着する必要が
なく、従来の射出成形機を使用出来る為、低コストで振
動板を製造することができる。
内部発泡層３を形成する樹脂が少なくなり、効果的な発
泡倍率がとれない。言い換えれば発泡倍率が下がる。こ
のようなことから、最もバランスの良い表面未発泡層２
の厚さは発泡前の面厚の約１／３の厚さが良い。この様
に、本実施例では、剛直な繊維を含む樹脂を射出成形
し、内部発泡層３を表面未発泡層２によって覆った３層
構造としたので、低比重で面厚を厚くすることができる
ことから、軽量且つ高剛性の振動板が得られるばかり
か、表面が表面未発泡層２で覆われているために耐環境
性にも優れ、しかも従来のように３層を接着する必要が
なく、従来の射出成形機を使用出来る為、低コストで振
動板を製造することができる。
【００３１】また発泡剤を使用しないため、振動板表面
層への発泡ガス（窒素、炭酸ガスなど）の外観不具合が
解消されるほか、繊維同士の絡みが３次元的に生じる為
に、表面未発泡層と内部発泡層の、及び射出成形時の樹
脂の流れ方向及び垂直方向との、剛性の均一化を図るこ
とが可能となり、発泡剤の分解温度による樹脂及び成形
条件の制限が解消される。また、平均繊維長を１ｍｍ以
上とし、発泡倍率を１より大きく３．０倍以下にするこ
とで、有効な物理特性を得ることが出来る。
層への発泡ガス（窒素、炭酸ガスなど）の外観不具合が
解消されるほか、繊維同士の絡みが３次元的に生じる為
に、表面未発泡層と内部発泡層の、及び射出成形時の樹
脂の流れ方向及び垂直方向との、剛性の均一化を図るこ
とが可能となり、発泡剤の分解温度による樹脂及び成形
条件の制限が解消される。また、平均繊維長を１ｍｍ以
上とし、発泡倍率を１より大きく３．０倍以下にするこ
とで、有効な物理特性を得ることが出来る。
【００３２】
【発明の効果】上記したことから明らかな如く、本発明
によれば、発泡剤不要で３層構造の振動板が形成され、
少量のフィラー量で必要な剛性の確保及び内部損失の減
少を少なく抑えることができる。しかも、発泡剤を使用
しないため振動板表面層への発泡ガスの巻き込みによる
外観上の不具合を解消できる。
によれば、発泡剤不要で３層構造の振動板が形成され、
少量のフィラー量で必要な剛性の確保及び内部損失の減
少を少なく抑えることができる。しかも、発泡剤を使用
しないため振動板表面層への発泡ガスの巻き込みによる
外観上の不具合を解消できる。
【図１】本発明による振動板を示す概略部分断面図であ
る。
る。
【図２】本発明による実施例のスピーカ用振動板製造方
法を実行するための射出成形装置を示すブロック図であ
る。
法を実行するための射出成形装置を示すブロック図であ
る。
【図３】本発明による実施例のスピーカ用振動板の製造
方法を示すシーケンス図である。
方法を示すシーケンス図である。
【図４】本発明による実施例のスピーカ用振動板の繊維
長と発泡倍率の関係を示すグラフである。
長と発泡倍率の関係を示すグラフである。
１ 振動板 ２ 未発泡層 ３ 内部発泡層（発泡前） ３' 内部発泡層（発泡後） ４ 繊維 ５ 気泡 １０ 型締めシリンダー ２０ 金型 ２１ 可動側金型 ２２ 固定側金型 ２４ 可動プラテン ２５ 固定プラテン ４０ 射出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｊ 5/04 ＣＥＺ Ｃ０８Ｊ 5/04 ＣＥＺ Ｈ０４Ｒ 31/00 Ｈ０４Ｒ 31/00 Ａ // Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｋ 105:04 105:12 105:12 Ｂ２９Ｌ 31:38 Ｂ２９Ｌ 31:38 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 (72)発明者 佐藤 政敏 山形県天童市大字久野本字日光1105番地 東北パイオニア株式会社内 Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AA08 AB05 AB06 AB08 AB09 AB10 AB11 AD03 AD04 AD05 AD06 AD37 AD41 AD42 AD44 AD46 AH23 AK15 AL11 4F100 AA19H AB01H AD08H AG00H AK01A AK01B AK07 BA03 BA06 BA10A BA10B CA23A CA23B DG03A DG03B DG03H DJ01C EH362 EJ242 GB48 JB16A JB16B JH10 JK01A JK01B JL00 YY00A YY00B 4F206 AA11 AB02 AB16 AB25 AE07 AG03 AG20 AH39 JA04 JA07 JB22 JF04 JL02 JN26 5D016 DA02 DA06 EA10 EC03 JA08
Claims (8)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂と前記熱可塑性樹脂内に分
散した繊維とからなる溶融混合材料をキャビティ内に射
出して冷却しつつ減圧処理して形成された、一対の未発
泡層と前記未発泡層間の内部発泡層とを含む３層構造を
有することを特徴とする振動板。 - 【請求項２】 前記繊維の剛性率が、前記熱可塑性樹脂
の剛性率よりも大であることを特徴とする請求項１記載
の振動板。 - 【請求項３】 前記繊維の平均長さが１ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１記載の振動板。 - 【請求項４】 前記未発泡層を含めた振動板全体の平均
発泡倍率が１より大で３．０倍以下の範囲内であること
を特徴とする請求項１記載の振動板。 - 【請求項５】 熱可塑性樹脂と、前記熱可塑性樹脂内に
分散した繊維と、からなる混合材料からなる振動板の製
造方法であって、 前記熱可塑性樹脂と前記繊維とを混練して溶融し、溶融
混合材を得る工程と、前記溶融混合材を、低温キャビテ
ィに充填する工程と、 前記キャビティの容積を拡大して、前記混合材料の内部
発泡層及びこれを挟む１対の未発泡層からなる３層構造
部分を形成する工程と、 を含むことを特徴とする製造方法。 - 【請求項６】 前記繊維の剛性率が、前記熱可塑性樹脂
の剛性率よりも大であることを特徴とする請求項５記載
の製造方法。 - 【請求項７】 前記繊維の平均長さが１ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項５記載の製造方法。 - 【請求項８】 前記未発泡層を含めた振動板全体の平均
発泡倍率が１より大で３．０倍以下の範囲内であること
を特徴とする請求項５記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173742A JP2002369286A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 電気音響変換器用振動板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173742A JP2002369286A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 電気音響変換器用振動板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369286A true JP2002369286A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19015151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173742A Pending JP2002369286A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 電気音響変換器用振動板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369286A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008018678A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Daikyo Nishikawa Kk | 発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置 |
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| WO2014162873A1 (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | 東レ株式会社 | サンドイッチ積層体、サンドイッチ構造体とそれを用いた一体化成形品およびそれらの製造方法 |
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| CN113709636A (zh) * | 2020-05-20 | 2021-11-26 | 歌尔股份有限公司 | 振动板和发声装置 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001173742A patent/JP2002369286A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2020121945A1 (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | ケープラシート株式会社 | ウェブ、スタンパブルシート、および膨張成形品 |
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| CN113709636B (zh) * | 2020-05-20 | 2023-11-17 | 歌尔股份有限公司 | 振动板和发声装置 |
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