JP2004193716A

JP2004193716A - Speaker diaphragm

Info

Publication number: JP2004193716A
Application number: JP2002356281A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ono; 祐司小野; Toshihide Inoue; 利秀井上
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-09
Also published as: JP3963269B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speaker diaphragm having a superior Young's modulus and an internal loss. <P>SOLUTION: The speaker diaphragm contains a thermosetting resin impregnated in a base containing an woven cloth of polyethylene naphthalate fibers, and the thermosetting resin is preferably an unsaturated polyester resin. The polyethylene naphthalate fibers are preferably not twisted fibers at least a part of which is coated with a second thermosetting resin. The second thermosetting resin is preferably an epoxy or melamine resin. The base may be a laminate further containing a cotton woven cloth or a liquid crystalline polymer nonwoven cloth. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカー振動板に関する。より詳細には、本発明は、ヤング率と内部損失とのバランスに優れたスピーカー振動板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スピーカー振動板に要求される特性としては、ヤング率（弾性率、剛性）が高いこと、および、適度な内部損失（ｔａｎδ）を有することが挙げられる。ヤング率を改善する手段としては、代表的には、カーボン繊維とエポキシ樹脂との組み合わせによるＦＲＰを用いた振動板が挙げられる。内部損失を改善する手段としては、代表的には、ポリプロピレンのような合成樹脂を用いた振動板が挙げられる。
【０００３】
上記のような振動板は、それぞれに問題を有している。具体的には、ＦＲＰ振動板は高いヤング率を有しているが、マトリックス樹脂であるエポキシ樹脂の内部損失が小さいので、結果として、振動板全体の内部損失が小さくなる。従って、このような振動板は、共振が発生しやすく、ピークディップの多い周波数特性を有することとなり、材料固有の音の発生を防止することは困難である。合成樹脂振動板は、内部損失が大きいので良好な周波数特性を有する場合が多いが、剛性および耐熱性が不十分である。
【０００４】
剛性（ヤング率）と内部損失とをバランス良く改善する手段として、ポリエチレンナフタレートのフィルムを用いた振動板が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−６７０９９号公報
【特許文献２】
特開平６−１８１５９８号公報
【０００６】
上記特許文献に記載の技術は、小口径スピーカー（いわゆるマイクロスピーカー）に限定されるものである。具体的には、上記特許文献に記載の技術によれば、マイクロスピーカー用途においては剛性と内部損失のいずれにも十分な振動板が得られるが、大口径スピーカー用途においては内部損失がきわめて不十分であり、実用に耐え得る振動板は得られない。
【０００７】
上記のように、いずれの用途においても優れたヤング率と内部損失とを有するスピーカー振動板が強く望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、いずれの用途においても優れたヤング率と内部損失とを有するスピーカー振動板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカー振動板は、ポリエチレンナフタレート繊維の織布を含む基材に熱硬化性樹脂が含浸されてなる。
【００１０】
好ましい実施形態においては、上記熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル樹脂である。
【００１１】
好ましい実施形態においては、上記ポリエチレンナフタレート繊維は、撚りがかかっていない繊維である。
【００１２】
好ましい実施形態においては、上記ポリエチレンナフタレート繊維の少なくとも一部は、第２の熱硬化性樹脂でコーティングされている。
【００１３】
好ましい実施形態においては、上記第２の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂またはメラミン樹脂である。
【００１４】
好ましい実施形態においては、上記基材は、綿織布または液晶ポリマー不織布をさらに含む。
【００１５】
好ましい実施形態においては、上記基材の繊維／樹脂比率は、６０／４０〜８０／２０の範囲である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のスピーカー振動板は、基材に熱硬化性樹脂が含浸されてなる。熱硬化性樹脂は、任意の適切な熱硬化性樹脂が採用され得るが、好ましくは不飽和ポリエステル樹脂である。硬化速度が速く、硬化温度が低いので製造が容易であり、かつ、優れた内部損失を有するスピーカー振動板が得られるからである。
【００１７】
基材は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維の織布を含む。このＰＥＮ織布の織り組織としては任意の適切な組織（例えば、平織り、綾織り、朱子織り、これらの組合せ）が採用され得るが、好ましくは平織りである。縦／横の強度が強く深絞り成形し易いからである。従って、特に大口径のコーン型振動板用途において好ましい。平織りの場合の織り密度（目付け）は、好ましくは１５０〜１９０ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは１６０〜１８０ｇ／ｍ^２である。このような範囲の織り密度は、通常の織布の織り密度に比べて顕著に大きいので、強度の増大効果が大きいからである。さらに、成形性にも優れるからである。
【００１８】
好ましくは、上記織布を構成するＰＥＮ繊維は、撚りがかかっていない繊維（無撚繊維）である。無撚繊維を用いることにより、目付け当りの厚みを極端に薄くすることができるので、結果として、軽量で、かつ非常に優れた強度を有する振動板を得ることができる。例えば、通常の熱可塑性樹脂繊維は撚りがかかっており、その織布の厚みは目付けが約１７０ｇ／ｍ^２の場合には約１ｍｍであるが、無撚ＰＥＮ繊維の平織り織布は、同じ目付けの厚みが約０．１８ｍｍであり、５分の１未満の厚みとなる。さらに、このような織布を用いれば、含浸樹脂の量（基材の繊維／樹脂比率）を大幅に減らすことができるので、内部損失が顕著に向上する（樹脂比率の詳細については後述する）。ＰＥＮ繊維の太さは、目的に応じて任意の適切な太さの繊維が採用され得るが、好ましくは８００〜１２００デニールである。繊維の太さが８００デニール未満である場合には、目付けが低下し強度が不十分となる場合が多い。繊維の太さが１２００デニールを超えると、重量が増大し、結果として音圧が低下する場合が多い。
【００１９】
好ましくは、上記ＰＥＮ繊維の少なくとも一部は、第２の熱硬化性樹脂でコーティングされている。第２の熱硬化性樹脂は、上記の含浸される熱硬化性樹脂以外の任意の適切な熱硬化性樹脂が採用され得る。例えば、含浸される熱硬化性樹脂が不飽和ポリエステル樹脂である場合には、好ましい第２の熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂またはメラミン樹脂である。エポキシ樹脂またはメラミン樹脂でコーティングを施すことにより、不飽和ポリエステル樹脂に対するＰＥＮ繊維表面の濡れ性が改善されるので、ＰＥＮ繊維による不飽和ポリエステル樹脂の繊維強化度が非常に大きくなる。その結果、非常に優れたヤング率を有するスピーカー振動板が得られる。一方で、コーティングされたＰＥＮ繊維と不飽和ポリエステル樹脂とは、振動時に適度にずれるので、適切な内部損失は維持される。このようなコーティングは、通常の含浸操作によって行われる。コーティング量は、含浸する樹脂の量を変化させることにより調整される。適切なコーティング量の一例としては、基材１００部に対して樹脂量が３〜７重量部、好ましくは５重量部前後である。
【００２０】
基材は、上記ＰＥＮ繊維織布単独であってもよく、ＰＥＮ繊維織布を含む積層体であってもよい。好ましくは、基材は積層体である。単一材料の場合に発生し易い固有音の発生を防止することが可能となり、ピークディップのない周波数特性を有するスピーカー振動板が得られるからである。基材を積層体とする場合には、ＰＥＮ織布が最外層（音波を放射する側）とするのが好ましい。意匠性に優れた、光沢ある繊維模様の外観を有するスピーカー振動板が得られるからである。積層体においてＰＥＮ織布層以外の各層は、織布であっても不織布であってもよい。このような層の代表例としては、綿織布、液晶ポリマー不織布が挙げられる。液晶ポリマーの代表例としては、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリアミドが挙げられる。全芳香族ポリエステルは、例えば、商品名ザイダーとして新日本石油化学（株）から、および、商品名ベクトランとして（株）クラレから市販されている。全芳香族ポリアミドは、例えば、商品名ケブラーとして東レ・デュポン（株）から、および、商品名テクノーラとして帝人（株）から市販されている。織布の織り密度、織り組織、不織布の形成方法等は、目的に応じて適宜選択され得る。基材は、代表的には、ＰＥＮ織布／綿織布、ＰＥＮ織布／液晶ポリマー不織布のような２層構造であるが、３層以上の積層体であってもよいことはいうまでもない。
【００２１】
基材の繊維／樹脂比率は、好ましくは６０／４０〜８０／２０の範囲、さらに好ましくは７０／３０〜８０／２０の範囲である。繊維／樹脂比率が高い基材を用いることにより、ヤング率を低下させることなく、きわめて優れた内部損失を有するスピーカー振動板が得られるからである。ここで、繊維／樹脂比率とは、含浸前の基材の重量と含浸樹脂の重量との比のことである。上記のように、このようなきわめて高い繊維／樹脂比率は、基材を構成する繊維（ＰＥＮ繊維）を無撚繊維とすることにより達成される。
【００２２】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明によれば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維織布を含む基材に熱硬化性樹脂を含浸してスピーカー振動板を形成することにより、非常に優れたヤング率と内部損失とを有するスピーカー振動板を得ることができる。具体的には、基材に織布を使用することにより振動時に繊維同士がずれやすくなるので、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され内部損失が大きくなる。しかも、本発明に用いられるＰＥＮ織布は織り密度が非常に大きいので、成形後の振動板においては、バインダーとしての熱硬化性樹脂が織布を構成する繊維間に少量しか存在しない。その結果、実質的に織布層と樹脂層とを有する積層構造が形成されることになり、このような構造が内部損失のさらなる向上に寄与する。加えて、ＰＥＮ織布の織り密度が非常に大きいことにより、優れたヤング率も維持される。従って、従来技術では困難であったヤング率と内部損失との両立が達成される。
【００２３】
好ましい実施形態においては、上記ＰＥＮ繊維は撚りがかかっていない繊維（無撚繊維）である。無撚繊維を用いることにより、目付け当りの厚みを極端に薄くすることができるので、結果として、軽量で、かつ非常に優れた強度を有する振動板を得ることができる。さらに、このような織布を用いれば、含浸樹脂の量（基材の繊維／樹脂比率）を大幅に減らすことができるので、内部損失を顕著に向上させることができる。本発明においては、６０／４０〜８０／２０の繊維／樹脂比率を達成することができ、樹脂量がきわめて少ないスピーカー振動板を得ることができる。その結果、振動時のＰＥＮ繊維同士のずれにより、フィルム振動板に比べて桁違いに優れた内部損失を達成することができる。実際、本発明のスピーカー振動板は、ＰＥＮフィルム振動板の内部損失（上記特許文献２では０．０３８）に比べて１０倍を超える優れた内部損失を有する（後述の実施例１では０．４５）。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。なお、特に示さない限り、実施例中の部およびパーセントは重量基準である。
【００２５】
（実施例１）
下記の組成を有する不飽和ポリエステル溶液を調製した：
不飽和ポリエステル樹脂（日本触媒（株）製；Ｎ３５０Ｌ）：１００（部）
低収縮化剤（日本油脂（株）製；モディパーＳ５０１）：５
パーオクタＯ（日本油脂（株）製）：１．３
【００２６】
綿織布（綿番手：２０番手、打ち込み本数：縦４０本×横４０本、目付け：１１０ｇ／ｍ^２）を１５ｃｍ×１５ｃｍのサイズに切断した。この上に、１５ｃｍ×１５ｃｍに切断したＰＥＮ繊維の平織り織布（帝人（株）製、糸番手：１１００ｔｅｘ、密度：１７×１７（本／ｉｎｃｈ）、目付け：１６６ｇ／ｍ^２）を配置した。この２層積層体を基材とした。
【００２７】
約１６ｃｍ×１６ｃｍのステンレス板の中央部分に直径約１３ｃｍの穴を開けた冶具を２つ用意し、この２つの冶具の間に上記積層体を挟み込んだ。冶具で固定した基材の中央付近に、上から（ＰＥＮ織布の側から）上記不飽和ポリエステル溶液約５ｇを滴下した。次いで、所定の形状のマッチドダイ金型を用いて、１３０℃で３０秒間成形し、口径１２ｃｍ、厚さ０．２５ｍｍのスピーカー振動板を得た。
【００２８】
得られた振動板について、密度、重量、ヤング率および内部損失（ｔａｎδ）を通常の方法で測定した。得られた結果を、後述の実施例２〜３および比較例１の結果と併せて下記表１に示す。さらに、得られた振動板を用いたスピーカーの周波数特性を測定した。結果を図１に示す。また、実施例１の繊維／樹脂比率は７８／２２であった。
【００２９】
【表１】

【００３０】
加えて、得られた振動板について、接触角測定装置（協和界面科学株式会社製、ＣＡ−Ｑ１）を用いて接触角を測定した。後述の実施例３の結果と併せて下記表２に示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
（実施例２）
綿織布の代わりに液晶ポリマー不織布（（株）クラレ製、ベクトラン。繊維の太さ：１６００デニール、目付け：６０ｇ／ｍ^２）を用いたこと以外は実施例１と同様にしてスピーカー振動板を作製した。得られた振動板を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、得られた振動板を用いたスピーカーの周波数特性を測定した。結果を図２に示す。
【００３３】
（実施例３）
ＰＥＮ繊維の平織り織布１００部に対してメラミン樹脂５部を含浸および乾燥させた後、綿織布と積層したこと以外は実施例１と同様にして、スピーカー振動板を作製した。得られた振動板を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、得られた振動板を用いたスピーカーの周波数特性を測定した。結果を図３に示す。さらに、実施例１と同様にして接触角を測定した。結果を上記表２に示す。
【００３４】
（比較例１）
実施例１の綿織布を２枚重ねて積層体基材としたこと以外は実施例１と同様にしてスピーカー振動板を作製した。この振動板の繊維／樹脂比率は４６／５４であった。得られた振動板を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、得られた振動板を用いたスピーカーの周波数特性を測定した。結果を図４に示す。加えて、この振動板の断面の顕微鏡写真からの概略断面図を、上記実施例３の振動板の概略断面図と併せて図５に示す。
【００３５】
表１から明らかなように、本発明のスピーカー振動板は、優れたヤング率と内部損失とを有している。特に、第２の熱硬化性樹脂（メラミン樹脂）をコーティングした実施例３の振動板は、比較例１に比べてヤング率および内部損失ともに約２倍となっている。また、表２から明らかなように、メラミン樹脂をコーティングした実施例３の振動板は、実施例１の振動板に比べて濡れ性が格段に向上していることがわかる。なお、実施例１の振動板の特性も、従来技術に比較して格段に優れていることに留意されたい。
【００３６】
図５から明らかなように、本発明の振動板は、実質的に、樹脂層／ＰＥＮ織布層／綿織布および樹脂層の３層構造を形成している。一方、比較例の振動板は、バインダー樹脂が織布の繊維間に入り込んでいる。本発明の振動板は、積層構造に起因して優れた内部損失を有し、ならびに、ＰＥＮ繊維の織り密度が非常に大きくかつ当該繊維の周囲に適切な量のバインダー樹脂が存在することに起因して優れたヤング率を有すると考えられる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ポリエチレンナフタレート織布に熱硬化性樹脂を含浸することにより、ヤング率と内部損失のいずれにも優れたスピーカー振動板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による振動板を用いたスピーカーの周波数特性を示すグラフである。
【図２】本発明の別の実施例による振動板を用いたスピーカーの周波数特性を示すグラフである。
【図３】本発明のさらに別の実施例による振動板を用いたスピーカーの周波数特性を示すグラフである。
【図４】比較例の振動板を用いたスピーカーの周波数特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例による振動板と比較例の振動板の内部構造の違いを説明するための概略断面図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker diaphragm. More specifically, the present invention relates to a speaker diaphragm having an excellent balance between Young's modulus and internal loss.
[0002]
[Prior art]
In general, characteristics required for a speaker diaphragm include high Young's modulus (elastic modulus and rigidity) and moderate internal loss (tan δ). As a means for improving the Young's modulus, a diaphragm using FRP based on a combination of carbon fiber and epoxy resin is typically given. As a means for improving the internal loss, a diaphragm using a synthetic resin such as polypropylene is typically given.
[0003]
Each of the above-mentioned diaphragms has a problem. Specifically, although the FRP diaphragm has a high Young's modulus, the internal loss of the epoxy resin as the matrix resin is small, and as a result, the internal loss of the entire diaphragm is reduced. Therefore, such a diaphragm easily generates resonance and has frequency characteristics with many peak dips, and it is difficult to prevent the generation of sound inherent to the material. Synthetic resin diaphragms often have good frequency characteristics due to large internal loss, but have insufficient rigidity and heat resistance.
[0004]
As means for improving rigidity (Young's modulus) and internal loss in a well-balanced manner, a diaphragm using a polyethylene naphthalate film has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-1-67099 [Patent Document 2]
JP-A-6-181598
The technique described in the above patent document is limited to a small-diameter speaker (a so-called micro speaker). Specifically, according to the technology described in the above patent document, a diaphragm sufficient for both rigidity and internal loss can be obtained in micro speaker applications, but the internal loss is extremely insufficient in large-diameter speaker applications. Therefore, a vibrating plate that can withstand practical use cannot be obtained.
[0007]
As described above, there is a strong demand for a speaker diaphragm having excellent Young's modulus and internal loss in any application.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a speaker diaphragm having excellent Young's modulus and internal loss in any use.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The speaker diaphragm of the present invention is formed by impregnating a base material including a woven fabric of polyethylene naphthalate fiber with a thermosetting resin.
[0010]
In a preferred embodiment, the thermosetting resin is an unsaturated polyester resin.
[0011]
In a preferred embodiment, the polyethylene naphthalate fiber is an untwisted fiber.
[0012]
In a preferred embodiment, at least a part of the polyethylene naphthalate fiber is coated with a second thermosetting resin.
[0013]
In a preferred embodiment, the second thermosetting resin is an epoxy resin or a melamine resin.
[0014]
In a preferred embodiment, the substrate further comprises a cotton woven fabric or a liquid crystal polymer nonwoven fabric.
[0015]
In a preferred embodiment, the fiber / resin ratio of the substrate is in the range of 60/40 to 80/20.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The speaker diaphragm of the present invention is obtained by impregnating a base material with a thermosetting resin. The thermosetting resin may be any suitable thermosetting resin, but is preferably an unsaturated polyester resin. This is because a speaker diaphragm having a high curing speed and a low curing temperature is easy to manufacture and has excellent internal loss.
[0017]
The substrate comprises a woven fabric of polyethylene naphthalate (PEN) fibers. Any appropriate structure (for example, plain weave, twill weave, satin weave, or a combination thereof) can be adopted as the weave structure of the PEN woven fabric, but plain weave is preferable. This is because the strength in the vertical / horizontal direction is strong and deep drawing is easy. Therefore, it is particularly preferable for use in a large-diameter cone type diaphragm. The weave density (basis weight) in the case of plain weave is preferably 150 to 190 g / m ² , more preferably 160 to 180 g / m ² . This is because the weaving density in such a range is significantly higher than the weaving density of a normal woven fabric, and the effect of increasing the strength is great. Further, it is also excellent in moldability.
[0018]
Preferably, the PEN fibers constituting the woven fabric are untwisted fibers (untwisted fibers). By using non-twisted fibers, the thickness per unit weight can be extremely reduced, and as a result, a diaphragm that is lightweight and has extremely excellent strength can be obtained. For example, ordinary thermoplastic resin fibers are twisted, and the thickness of the woven fabric is about 1 mm when the basis weight is about 170 g / m ² , but the plain woven fabric of untwisted PEN fibers has the same basis weight. Is about 0.18 mm, which is less than one fifth. Furthermore, when such a woven fabric is used, the amount of the impregnated resin (fiber / resin ratio of the base material) can be significantly reduced, so that the internal loss is significantly improved (the details of the resin ratio will be described later). . The thickness of the PEN fiber may be any appropriate fiber depending on the purpose, but is preferably 800 to 1200 denier. When the thickness of the fiber is less than 800 denier, the basis weight often decreases and the strength becomes insufficient. If the fiber thickness exceeds 1200 denier, the weight increases, and as a result, the sound pressure often decreases.
[0019]
Preferably, at least a part of the PEN fiber is coated with a second thermosetting resin. As the second thermosetting resin, any suitable thermosetting resin other than the above-described impregnated thermosetting resin can be adopted. For example, when the thermosetting resin to be impregnated is an unsaturated polyester resin, the preferred second thermosetting resin is an epoxy resin or a melamine resin. By coating with an epoxy resin or a melamine resin, the wettability of the surface of the PEN fiber with respect to the unsaturated polyester resin is improved, so that the degree of fiber reinforcement of the unsaturated polyester resin with the PEN fiber is greatly increased. As a result, a speaker diaphragm having a very excellent Young's modulus can be obtained. On the other hand, the coated PEN fiber and the unsaturated polyester resin are appropriately displaced during vibration, so that an appropriate internal loss is maintained. Such coating is performed by a usual impregnation operation. The coating amount is adjusted by changing the amount of the resin to be impregnated. As an example of a suitable coating amount, the resin amount is 3 to 7 parts by weight, preferably about 5 parts by weight, based on 100 parts of the base material.
[0020]
The substrate may be the above-described PEN fiber woven fabric alone or a laminate including the PEN fiber woven fabric. Preferably, the substrate is a laminate. This is because it is possible to prevent the generation of an inherent sound that is likely to be generated in the case of a single material, and to obtain a speaker diaphragm having frequency characteristics without peak dip. When the base material is a laminate, it is preferable that the PEN woven fabric be the outermost layer (the side from which sound waves are emitted). This is because a speaker diaphragm excellent in design and having a glossy fiber pattern appearance can be obtained. Each layer other than the PEN woven fabric layer in the laminate may be a woven fabric or a nonwoven fabric. Representative examples of such a layer include a cotton woven fabric and a liquid crystal polymer nonwoven fabric. Representative examples of liquid crystal polymers include wholly aromatic polyesters and wholly aromatic polyamides. The wholly aromatic polyester is commercially available, for example, under the trade name Zyder from Nippon Petrochemical Co., Ltd. and under the trade name Vectran from Kuraray Co., Ltd. Wholly aromatic polyamides are commercially available, for example, under the trade name Kevlar from Toray DuPont and under the trade name Technora from Teijin Limited. The weaving density of the woven fabric, the woven structure, the method of forming the nonwoven fabric, and the like can be appropriately selected depending on the purpose. The substrate typically has a two-layer structure such as a PEN woven fabric / cotton woven fabric or a PEN woven fabric / liquid crystal polymer nonwoven fabric, but it goes without saying that a laminate of three or more layers may be used. Absent.
[0021]
The fiber / resin ratio of the substrate is preferably in the range of 60/40 to 80/20, more preferably in the range of 70/30 to 80/20. By using a base material having a high fiber / resin ratio, a speaker diaphragm having extremely excellent internal loss can be obtained without lowering the Young's modulus. Here, the fiber / resin ratio is a ratio between the weight of the base material before impregnation and the weight of the impregnated resin. As described above, such an extremely high fiber / resin ratio is achieved by making the fibers (PEN fibers) constituting the base material non-twisted fibers.
[0022]
Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the speaker which has a very excellent Young's modulus and an internal loss by forming a speaker diaphragm by impregnating a base material containing a polyethylene naphthalate (PEN) fiber woven fabric with a thermosetting resin. A diaphragm can be obtained. Specifically, by using a woven fabric as the base material, the fibers are likely to be displaced from each other at the time of vibration, so that the vibration energy is converted into heat energy and the internal loss increases. In addition, since the PEN woven fabric used in the present invention has a very high weaving density, only a small amount of the thermosetting resin as a binder is present between the fibers constituting the woven fabric in the formed diaphragm. As a result, a laminated structure substantially having the woven fabric layer and the resin layer is formed, and such a structure contributes to further improvement of the internal loss. In addition, due to the very high weave density of the PEN woven fabric, excellent Young's modulus is maintained. Therefore, it is possible to achieve both the Young's modulus and the internal loss, which are difficult in the related art.
[0023]
In a preferred embodiment, the PEN fiber is an untwisted fiber (untwisted fiber). By using non-twisted fibers, the thickness per unit weight can be extremely reduced, and as a result, a diaphragm that is lightweight and has extremely excellent strength can be obtained. Furthermore, if such a woven fabric is used, the amount of the impregnated resin (fiber / resin ratio of the base material) can be significantly reduced, so that the internal loss can be significantly improved. In the present invention, a fiber / resin ratio of 60/40 to 80/20 can be achieved, and a speaker diaphragm having an extremely small amount of resin can be obtained. As a result, due to the displacement between the PEN fibers during vibration, it is possible to achieve an internal loss superior to the film diaphragm by orders of magnitude. In fact, the speaker diaphragm of the present invention has an excellent internal loss that is more than 10 times as large as the internal loss of the PEN film diaphragm (0.038 in Patent Document 2 described above) (0.45 in Example 1 described later). ).
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise indicated, parts and percentages in the examples are on a weight basis.
[0025]
(Example 1)
An unsaturated polyester solution having the following composition was prepared:
Unsaturated polyester resin (N350L, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.): 100 (parts)
Low shrinkage agent (manufactured by NOF CORPORATION; MODIPER S501): 5
Perocta O (manufactured by NOF Corporation): 1.3
[0026]
A cotton woven fabric (cotton count: 20 count, number of shots: length 40 × width 40, basis weight: 110 g / m ² ) was cut into a size of 15 cm × 15 cm. A plain woven fabric of PEN fiber cut by 15 cm × 15 cm (manufactured by Teijin Limited, yarn count: 1100 tex, density: 17 × 17 (book / inch), basis weight: 166 g / m ² ) was placed on this. This two-layer laminate was used as a substrate.
[0027]
Two jigs each having a hole having a diameter of about 13 cm were prepared in a central portion of a stainless steel plate of about 16 cm × 16 cm, and the laminate was sandwiched between these two jigs. About 5 g of the above unsaturated polyester solution was dropped from above (from the side of the PEN woven fabric) near the center of the base material fixed with the jig. Next, using a matched die having a predetermined shape, molding was performed at 130 ° C. for 30 seconds to obtain a speaker diaphragm having a diameter of 12 cm and a thickness of 0.25 mm.
[0028]
The density, weight, Young's modulus and internal loss (tan δ) of the obtained diaphragm were measured by ordinary methods. The obtained results are shown in Table 1 below together with the results of Examples 2 to 3 and Comparative Example 1 described below. Further, the frequency characteristics of a speaker using the obtained diaphragm were measured. The results are shown in FIG. Further, the fiber / resin ratio of Example 1 was 78/22.
[0029]
[Table 1]

[0030]
In addition, a contact angle of the obtained diaphragm was measured using a contact angle measuring device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., CA-Q1). The results are shown in Table 2 below together with the results of Example 3 described later.
[0031]
[Table 2]

[0032]
(Example 2)
A speaker diaphragm was prepared in the same manner as in Example 1 except that a liquid crystal polymer nonwoven fabric (Vectran, manufactured by Kuraray Co., Ltd., fiber thickness: 1600 denier, basis weight: 60 g / m ² ) was used instead of the cotton woven fabric. Produced. The obtained diaphragm was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1 above. Further, the frequency characteristics of a speaker using the obtained diaphragm were measured. FIG. 2 shows the results.
[0033]
(Example 3)
A speaker diaphragm was produced in the same manner as in Example 1, except that 100 parts of a plain woven fabric of PEN fiber was impregnated with 5 parts of a melamine resin, dried, and then laminated with a cotton woven fabric. The obtained diaphragm was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1 above. Further, the frequency characteristics of a speaker using the obtained diaphragm were measured. The results are shown in FIG. Further, the contact angle was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2 above.
[0034]
(Comparative Example 1)
A speaker diaphragm was manufactured in the same manner as in Example 1 except that two cotton woven fabrics of Example 1 were stacked to form a laminate base material. The fiber / resin ratio of this diaphragm was 46/54. The obtained diaphragm was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1 above. Further, the frequency characteristics of a speaker using the obtained diaphragm were measured. FIG. 4 shows the results. In addition, FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a cross section of the diaphragm from a micrograph, together with a schematic cross-sectional view of the diaphragm of Example 3.
[0035]
As is clear from Table 1, the speaker diaphragm of the present invention has excellent Young's modulus and internal loss. In particular, the diaphragm of Example 3 coated with the second thermosetting resin (melamine resin) has about twice the Young's modulus and the internal loss as compared with Comparative Example 1. Further, as is clear from Table 2, the diaphragm of Example 3 coated with the melamine resin has significantly improved wettability as compared with the diaphragm of Example 1. It should be noted that the characteristics of the diaphragm of Example 1 are also much better than those of the prior art.
[0036]
As is apparent from FIG. 5, the diaphragm of the present invention substantially has a three-layer structure of resin layer / PEN woven fabric layer / cotton woven fabric and resin layer. On the other hand, in the diaphragm of the comparative example, the binder resin penetrated between the fibers of the woven fabric. The diaphragm of the present invention has an excellent internal loss due to the laminated structure, and also has a very high woven density of the PEN fiber and an appropriate amount of binder resin around the fiber. It is considered to have excellent Young's modulus.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a speaker diaphragm excellent in both Young's modulus and internal loss can be obtained by impregnating a polyethylene naphthalate woven fabric with a thermosetting resin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph illustrating frequency characteristics of a speaker using a diaphragm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing frequency characteristics of a speaker using a diaphragm according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing frequency characteristics of a speaker using a diaphragm according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of a speaker using a diaphragm of a comparative example.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a difference in internal structure between a diaphragm according to an embodiment of the present invention and a diaphragm of a comparative example.

Claims

A speaker diaphragm in which a substrate containing a woven fabric of polyethylene naphthalate fibers is impregnated with a thermosetting resin.

The speaker diaphragm according to claim 1, wherein the thermosetting resin is an unsaturated polyester resin.

The speaker diaphragm according to claim 1, wherein the polyethylene naphthalate fiber is a non-twisted fiber.

The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the polyethylene naphthalate fiber is coated with a second thermosetting resin.

The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 4, wherein the second thermosetting resin is an epoxy resin or a melamine resin.

The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 5, wherein the base material further includes a cotton woven fabric or a liquid crystal polymer nonwoven fabric.

The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 6, wherein the fiber / resin ratio of the base material is in a range of 60/40 to 80/20.