JP2015050668A

JP2015050668A - 音響振動板とその製造方法

Info

Publication number: JP2015050668A
Application number: JP2013181674A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　健; Takeshi Suzuki; 健鈴木; 厚則佐竹; Atsunori Satake
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-03-16

Abstract

【課題】密度の低い炭素多孔体の剛性を高めることで、音響特性に優れた音響振動板とその製造方法を提供する。
【解決手段】塩化ビニル樹脂等の炭素含有樹脂に黒鉛粉末と穴開け材としてＰＭＭＡを混合しシート状に賦形して焼成・炭素化して得られる炭素多孔体からなる振動板において、賦形時に筋状に隆起した形状のダイススリットを用いた押出成形により、リブ高さ５０μｍで総厚み５００μｍのフィルムを形成し、焼成・炭素化時に荷重をかけることにより、リブの領域の密度を高くして全体の剛性を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、音響振動板とその製造方法に関する。

各種音響機器や映像機器、携帯電話等のモバイル機器等に使用されているスピーカの振動板には、広範囲な周波数帯域、特に高音域において明瞭な音を忠実に再生できる性質が要求される。そのため振動板の材質には、振動板に充分な剛性を付与すべく弾性率が高いことと、振動板を軽量化すべく密度が低いこと、という一見相反する性質が求められる。

下記特許文献１には、樹脂を焼成して炭素化する過程で消失して気孔を残すＰＭＭＡなどの球状粒子を樹脂に混合して焼成することにより得られる炭素多孔体からなる低密度層の両面に、ＰＭＭＡを使用しない高密度層を配することで、剛性を維持しつつ低密度化した炭素質音響振動板が記載されている。

特開２０１０−１５７９２６号公報

本発明の目的は、上記とは異なるアプローチにより炭素質多孔体の剛性を高めることで、音響特性に優れた音響振動板とその製造方法を提供することにある。

本発明によれば、アモルファス炭素と該アモルファス炭素中に均一に分散した炭素粉末とを含む多孔体である炭素質音響振動板であって、他の領域よりも気孔率が低くて密度が高い領域として形成されている少なくとも１つのリブを有する音響振動板が提供される。

好ましくは、前記少なくとも１つのリブは、前記音響振動板の少なくとも一方の面において筋状に隆起した領域として形成されている。或いはまた、隆起を有せず、両面が平坦な面として形成されていても良い。

一実施形態において、前記少なくとも１つのリブは、互いに平行に伸びる複数のリブとして形成されている。

前記リブの幅は１ｍｍ以下、好ましくは３００μｍ以下である。

また、前記リブの間隔は１０ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下である。

前記多孔体の気孔径は１５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下である。

この炭素質音響振動板は、炭素含有樹脂に、炭素粉末と、焼成・炭素化の温度において消失して気孔を形成する穴開け材の粒子を混合し、前記混合物をシート状、かつ、リブを形成すべき領域が隆起した形状に賦形し、前記賦形物を、前記隆起した領域に選択的に荷重をかけつつ不活性雰囲気中で焼成・炭素化することを含む、方法により製造される。

一実施形態において、前記賦形は、所要の断面形状を有するダイススリットを用いて前記混合物を押出形成することによって互いに平行な複数の筋状に隆起した領域を形成することを含む。

炭素含有樹脂に炭素粉末と穴開け材の粒子を混合し、混合物を、シート状、かつ、リブを形成すべき領域が隆起した形状に賦形し、賦形物を、隆起した領域に選択的に荷重をかけつつ焼成・炭素化することで、焼成・炭素化の過程で穴開け材が消失して気孔が形成される際に荷重により気孔が押し潰されて、他の領域よりも気孔率が低くて密度が高い領域としてのリブが形成される。この場合に、焼成・炭素化の過程で充分な荷重をかけることで隆起を有しない平坦な面とすることができる。

これにより、全体としては低密度でありながら、他の領域よりも密度が高く、好ましくは隆起した形状のリブにより剛性が高められた炭素質音響振動板が得られる。

押出成形に用いられるダイススリットの形状を示す図である。図１のダイススリットを用いた押出成形機により成形された成形体の断面の拡大写真である。実施例１において得られる平面スピーカ振動板の断面の拡大写真である。実施例２において得られる平面スピーカ振動板の断面の拡大写真である。

アモルファス炭素源としての塩化ビニル樹脂３５質量％と、平均粒径２μｍの鱗片状黒鉛１．４質量％、気孔形成のための穴開け材としてのＰＭＭＡを複合した組成物に対して可塑剤としてジアリルフタレートモノマーを添加して、ヘンシェルミキサーを用いて分散させた後、加圧ニーダーを用いて十分に混練を繰り返して組成物を得、ペレタイザーによってペレット化し成形用組成物を得た。このペレットを用いて、図１に示すような形状のダイススリットを用いた押出成形機により、リブ高さ５０μｍで総厚み５００μｍのフィルムを成形した。図２に成形体の一例の断面の拡大写真を示す。このフィルムを１６０℃に過熱したエアオーブン中で５時間処理しプリカーサー（炭素前駆体）とした。その後、黒鉛板でプリカーサーを挟み込み、プリカーサー１枚当たり１２００ｇの荷重をかけることによってリブの頂部に選択的に荷重をかけながら、窒素ガス中で２０℃／ｈの昇温速度で昇温し、１０００℃で３時間保持した。自然冷却したのちに、真空中で１５００℃で３時間保持した後、自然冷却して焼成を完了し、複合炭素振動板を得た。

このようにして得られた平面スピーカ振動板の多孔質の炭素層の気孔率は７０％、数平均気孔径は１２μｍであった。また、リブの高さは約３０μｍ、幅は約１００μｍ、間隔は最大で約１．６ｍｍで総厚みは約３００μｍであり、曲げ強度２３．０ＭＰａ、ヤング率４．１ＧＰａ、音速３６００ｋｍ／ｓｅｃ、密度０．３２ｇ／ｃｍ³、吸湿性が１質量％以下と、音響振動板としての優れた物性を有するものであった。

アモルファス炭素源として、塩化ビニル樹脂３５質量％と、平均粒径２μｍの鱗片状黒鉛１．４質量％、気孔形成のための穴開け材としてのＰＭＭＡを複合した組成物に対して可塑剤としてジアリルフタレートモノマーを添加して、ヘンシェルミキサーを用いて分散させた後、加圧ニーダーを用いて十分に混練を繰り返して組成物を得、ペレタイザーによってペレット化し成形用組成物を得た。このペレットを用いて実施例１と同様にしてリブ高さ１００μｍで厚み６００μｍのフィルムを成形した。このフィルムを１６０℃に過熱したエアオーブン中で５時間処理しプリカーサー（炭素前駆体）とした。その後、黒鉛板でプリカーサーを挟み込み、プリカーサー１枚当たり３００ｇの荷重をかけながら、窒素ガス中で２０℃／ｈの昇温速度で昇温し、１０００℃で３時間保持した。自然冷却したのちに、真空中で１５００℃で３時間保持した後、自然冷却して焼成を完了し、複合炭素振動板を得た。

このようにして得られた平面スピーカ振動板の多孔質の炭素層の気孔率は７０％、数平均気孔径は１２μｍであった。また、リブの高さは約５０μｍ、幅は約２００μｍ、間隔は最大で約１．６ｍｍで総厚み約３４０μｍであり、曲げ強度１４．５ＭＰａ、ヤング率２．９ＧＰａ、音速３２００ｋｍ／ｓｅｃ、密度０．２８ｇ／ｃｍ³、吸湿性が１質量％以下と、音響振動板としての優れた物性を有するものであった。図４にその断面の拡大写真を示す。

Claims

アモルファス炭素と該アモルファス炭素中に均一に分散した炭素粉末とを含む多孔体である炭素質音響振動板であって、
他の領域よりも気孔率が低くて密度が高い領域として形成されている少なくとも１つのリブを有する音響振動板。
前記少なくとも１つのリブは、前記音響振動板の少なくとも一方の面において筋状に隆起した領域として形成されている請求項１記載の音響振動板。
前記少なくとも１つのリブは、互いに平行に伸びる複数のリブとして形成されている請求項２記載の音響振動板。
前記リブの幅は１ｍｍ以下である請求項３記載の音響振動板。
前記リブの間隔は１０ｍｍ以下である請求項４記載の音響振動板。
前記多孔体の気孔径が１５０μｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の音響振動板。
炭素含有樹脂に、炭素粉末と、焼成・炭素化の温度において消失して気孔を形成する穴開け材の粒子を混合し、
前記混合物をシート状、かつ、リブを形成すべき領域が隆起した形状に賦形し、
前記賦形物を、前記隆起した領域に選択的に荷重をかけつつ不活性雰囲気中で焼成・炭素化することを含む、炭素質音響振動板の製造方法。
前記賦形は、所要の断面形状を有するダイススリットを用いて前記混合物を押出成形することによって互いに平行な複数の筋状に隆起した領域を形成することを含む請求項７記載の方法。