JP2018152817A - 振動板用シートおよびそれを用いた振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音質および耐熱性に優れた振動板の生産効率の向上を図る。
【解決手段】振動板用シート１は、離型シート１０と、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層２０と、主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層３０とを順に積層して成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動板用シートおよびそれを用いた振動板の製造方法に関する。

マイクロフォン、イヤフォン、ヘッドフォンの形態を持つスピーカは、一般的に、振動板を備える。振動板は、スピーカ本体における略中央付近に固定される。振動板は、その周囲に対して「エッジ」と呼ばれる部材がスピーカ本体のフレームとの間に介在することで、スピーカ本体に固定されている。振動板には、高内部損失で適度なコンプライアンスを有しつつ軽量であることが、エッジには、適切なリニアリティを備えることが、それぞれ要求される。また、振動板およびエッジには、優れた耐久性および耐候性が要求される。

エッジの構造には、エッジを振動板本体と同じ材料で一体成形した「フィクスエッジ」と、振動体本体とエッジを夫々の要求される機能に適した材料で個別に製造し、一体化させた「フリーエッジ」とがある。エッジとしての理想的な物性は、一般的には、フリーエッジの方が得やすい。

エッジは、振動板をフレームとの間でどのような位置や角度で取り付けるかを定める部分となるため、プレス加工による成型品が用いられる。より具体的には、ゴムコンパウンドを固定金型にセットして、その固定金型に対して移動金型をプレスすることでエッジを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、振動板の周囲を補強するために、補強部材を振動板と一体化するような技術、例えば発泡ゴム製のエッジを金型にて形成する技術も知られている（例えば、特許文献２を参照）。

一方、振動板では、スピーカの種類に応じて種々の形状が要求される。そのため、振動板となるシート状の素材に対して、金型を用いたプレス加工が採用されることが多い。例えば、予め、割金型にエッジをセットしておき、振動板の形状を形成すると同時にエッジとの一体化をプレス加工により行う技術も知られている（例えば、特許文献３を参照）。

ところで、振動板は、スピーカとして音を出力している際、部分的ではあるが、約１３０℃の高温になる場合がある。従来の振動板の素材としては、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレン・ナフタレート）が広く用いられてきた。しかし、ＰＥＴ製またはＰＥＮ製の振動板が約１３０℃の高温状態になると、軟化して弾性率が低下し、その結果、良い音を出力することが難しくなる。このような課題を解決するため、耐軟化材料として、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）が知られており、高級なスピーカの振動板の材料として好適に採用されている。また、ＰＥＥＫ以外にも、ＰＵ（ポリウレタン）、シリコーンゴムなどが知られている。特に、２２０〜２５０℃の高温下でも軟化し難いシリコーンゴムは優れた材料であり、マイクロスピーカなどにも採用されている例がある。

特開２００２−３２０２９０号公報 特開２００１−１３６５９６号公報 特開２００５−１３６６５２号公報

しかし、シリコーンゴムを用いて振動板を金型成形する場合には、以下のような問題がある。図４に示すように、従来の振動板成形用シート１００は、離型ＰＥＴ１０１、未硬化液状シリコーン層１０２、離型ＰＥＴ１０３の順に積層した構造を有する。振動板成形用シート１００を用いて振動板を成形する際、当該シート１００の離型ＰＥＴ１０１を剥離して、露出した未硬化液状シリコーン層１０２側を第１金型にあてて、離型ＰＥＴ１０３側から第２金型を接触せしめて金型の型締めを行う。加温・加圧下で金型成形後、金型を開き、成形物から離型ＰＥＴ１０３を剥離する。これによって、シリコーン製の振動板が完成する。

前記製造工程では、未硬化液状シリコーン層１０２を第１金型上に配置する際に、液状のシリコーン組成物が流れ、あるいは第１金型の周辺に該組成物が飛散する状況が生じる場合がある。かかる状況が生じた場合には、振動板の周囲にバリが発生し、あるいは振動板の一部が欠損若しくは所望の厚さよりも薄くなってしまう。この結果、本来不要な工程が増え、あるいは振動板として欠陥のある製品となるために製品の歩留まり低下にもつながる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、音質および耐熱性に優れた振動板の生産効率の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一実施形態に係る振動板用シートは、離型シートと、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層と、主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層と、を順に積層して成る。

別の実施形態に係る振動板用シートは、さらに、第１層を厚さ５〜３０μｍの層としても良い。

別の実施形態に係る振動板用シートは、また、第２層を厚さ２〜２０μｍの層としても良い。

別の実施形態に係る振動板用シートは、また、第１層を厚さ１０〜１５μｍの層とし、かつ第２層を厚さ５〜１０μｍの層としても良い。

別の実施形態に係る振動板用シートは、また、離型シートをポリエステル製のシートとしても良い。

本発明の一実施形態に係る振動板用シートの製造方法は、上述のいずれか１つの振動板用シートを用いた振動板の製造方法であって、離型シートと、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層と、主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層とを順に積層して成る振動板用シートを第１金型に接触配置させるシート配置工程と、振動板用シートの上に第２金型を配置して、第１金型と第２金型とを含む金型の型締めを行う型締工程と、金型内にて成形を行う成形工程と、金型を開き成形物を取り出す取出工程と、成形物から離型シートを剥離する離型シート剥離工程と、を含む。

本発明によれば、音質および耐熱性に優れた振動板の生産効率の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る振動板用シートの厚さ方向に沿って切断した際の断面図を示す。 図２は、図１の振動板用シートを用いた振動板の製造工程のフローを示す。 図３は、図２のフローの各工程での状態を説明するための断面図を示す。 従来の振動板成形用シートの厚さ方向に沿って切断した際の断面図を示す。

次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。

１．振動板用シート
図１は、本発明の実施形態に係る振動板用シートの厚さ方向に沿って切断した際の断面図を示す。

図１に示す振動板用シート１は、スピーカに用いられる振動板を製造するための複合シートである。振動板用シート１は、その厚さ方向に、離型シート１０と、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層２０と、主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層３０とを順に備える積層体である。本明細書において、「主として」とは、以下に続く構成材料、構成部材等が全体に占める重量比率にて５０％を超える量で含まれることを意味する。

（１）離型シート
離型シート１０は、好ましくは、主として熱可塑性樹脂を含むシートであって、最終製品である振動板からは剥離されるシートである。すなわち、好適な離型シート１０は、その全体に対して熱可塑性樹脂を、５０質量％を超える量で含む。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリエステル、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を例示できる。熱可塑性樹脂は、好ましくは、未硬化液状シリコーン組成物が硬化してシリコーンになる条件（例えば１３０〜１６０℃）で完全に溶けない程度の融点を有する樹脂である。そのような樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびポリブチレンナフタレートに代表されるポリエステルを好適に例示できる。ただし、離型シート１０を、熱可塑性樹脂以外の材料から構成し、あるいはフィラー等の他の材料を含むシートとしても良い。

離型シート１０は、厚さに特に制約は無いが、好ましくは厚さ５〜６０μｍ、より好ましくは厚さ７〜４０μｍ、さらにより好ましくは厚さ１０〜２５μｍのシートである。なお、数値範囲を「〜」で示す場合、特筆しない限りは、その範囲に、「〜」の前後の数値も含まれる。以後も同様である。

（２）第１層
第１層２０は、未硬化液状シリコーン組成物から成る層であって、成形後に振動板の一部を形成する部分である。未硬化液状シリコーン組成物は、硬化性オルガノポリシロキサン組成物とも称し、例えば、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物、縮合硬化型オルガノポリシロキサン組成物、電離放射線硬化型オルガノポリシロキサン組成物を好適に例示できる。

付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、好ましくは、ａ）分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、ｂ）分子中に少なくとも３個のヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンと、ｃ）主として白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属変性体若しくは錯体からなるヒドロシリル化触媒と、を含有する。なお、当該組成物は、フィラー等の他の材料を含有しても良い。

縮合硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、好ましくは、ａ）分子中に少なくとも２個のシラノール基を有するオルガノポリシロキサンと、ｂ）分子中に少なくとも３個の加水分解性基を有するオルガノシラン若しくはオルガノポリシロキサンと、ｃ）縮合触媒とを含有する。別の縮合硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、好ましくは、ａ）分子中に少なくとも２個のシラノール基を有するオルガノポリシロキサンと、ｂ）分子中に少なくとも３個のヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンと、ｃ）縮合触媒とを含有する。また、別の縮合硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、好ましくは、ａ）分子中に少なくとも３個の加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンと、ｂ）縮合触媒とを含有する。なお、当該組成物は、フィラー等の他の材料を含有しても良い。

電離放射線硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、アクリルアミド基含有オルガノポリシロキサン； 一分子中に少なくとも２個のメルカプトアルキル基を有するオルガノポリシロキサン； 一分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンからなる組成物； アルケニル基含有オルガノポリシロキサン； アクリル基またはメタクリル基含有オルガノポリシロキサン； 一分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと一分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン； の内のいずれか化合物を含み、光開始剤を用いて紫外線によって硬化され、あるいは電子線によって硬化される組成物である。なお、当該組成物は、フィラー等の他の材料を含有しても良い。

第１層２０は、厚さに特に制約は無いが、好ましくは厚さ５〜３０μｍ、より好ましくは厚さ１０〜１５μｍの層である。

（３）第２層
第２層３０は、主として熱可塑性ポリウレタンを含む層であって、成形後に振動板の一部を形成する部分である。すなわち、好適な第２層３０は、その全体に対して熱可塑性ポリウレタンを、５０質量％を超える量で含む。熱可塑性ポリウレタンは、ポリエステルまたはポリエーテルとイソシアナートとの反応により得られるゴム状弾性体であり、ポリエステルタイプとポリエーテルタイプのいずれをも使用可能である。なお、第２層３０は、熱可塑性ポリウレタン以外の他の材料（例えば、フィラー）を含んでいても良い。また、この実施形態では、第２層３０は、熱可塑性ポリウレタン以外のゴム状弾性体を含まないが、当該ゴム状弾性体を含んでいても良い。

第２層３０は、第１層２０と異なり、振動板用シート１において非液状の層である。このため、振動板用シート１の第２層３０側を第１金型に接触させて、配置する場合に、第２層３０が流れ出る状況、あるいは第１金型の所定位置から外方向に飛散する状況にはならない。第２層３０は、厚さに特に制約は無いが、好ましくは厚さ２〜２０μｍ、より好ましくは厚さ５〜１０μｍの層である。

２．振動板の製造方法
図２は、図１の振動板用シートを用いた振動板の製造工程のフローを示す。図３は、図２のフローの各工程での状態を説明するための断面図を示す。図３の（ａ）および（ｆ）では、振動板用シート１の一部Ａおよび振動板６０の一部Ｂの各拡大断面図もそれぞれ示す。

この実施形態に係る振動板の製造方法は、先に説明した振動板用シート１を用いた振動板の製造方法であって、離型シート１０と、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層２０と、主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層３０とを順に積層して成る振動板用シート１の第２層３０側を第１金型４１に接触配置させるシート配置工程（Ｓ１００）と、振動板用シート１の離型シート１０の上に第２金型４２を配置して、第１金型４１と第２金型４２とを含む金型４０の型締めを行う型締工程（Ｓ２００）と、金型４０内にて成形を行う成形工程（Ｓ３００）と、金型４０を開き成形物５０を取り出す取出工程（Ｓ４００）と、成形物５０から離型シート１０を剥離する離型シート剥離工程（Ｓ５００）と、を含む。以下、各工程について詳述する。なお、以下に説明する各工程については、第１金型４１と第２金型４２とからなる金型４０を用いて振動板６０を製造する例で説明する。

（１）シート配置工程（Ｓ１００）
図３の（ａ）に示すように、この工程では、第１金型（下金型と称することもできる）４１の上から、振動板用シート１が、その第２層３０側を下にして、第１金型４１に接触せしめて配置される。

（２）型締工程（Ｓ２００）
図３の（ｂ）に示すように、この工程では、振動板用シート１の離型シート１０の上に第２金型４２を配置して、第１金型４１と第２金型４２とを含む金型４０の型締めが行われる。

（３）成形工程（Ｓ３００）
図３の（ｃ）に示すように、型締工程後に続いて、金型４０内を好適には加温して、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層２０の硬化が行われる。この工程によって、未硬化液状シリコーン組成物の加硫化が生じて、シリコーンゴムが形成される。これによって、金型４０の内部にて成形物５０が製造される。なお、加硫化は、１段階のみならず、２段階で行われても良い。加硫化の条件は、未硬化液状シリコーン組成物の種類等によって種々変更できるが、例えば、成形温度：１５０〜１８０℃の範囲および成形時間５〜１５ｍｉｎの範囲を採用できる。

（４）取出工程（Ｓ４００）
図３の（ｄ）に示すように、成形工程の終了後、金型４０を開くと、成形物５０が得られる。

（５）離型シート剥離工程（Ｓ５００）
図３の（ｅ）に示すように、取出工程を経て得られた成形物５０は、その一方の面から離型シート１０を剥離される。この結果、図３の（ｆ）に示すように、第２層３０とシリコーンゴム層７０との積層体である振動板６０が完成する。

なお、上記の例では、振動板用シート１の第２層３０を第１金型４１に接触させ、かつ離型シート１０を第２金型４２に接触させて金型４０を型締めしているが、振動板用シート１の表裏を逆にして、離型シート１０を第１金型４１に接触させ、かつ第２層３０を第２金型４２に接触させても良い。

３．その他実施形態
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、種々変形を施して実施可能である。

例えば、上述の振動板６０を構成する第２層３０とシリコーンゴム層７０との厚さの比率については、特に制約はないが、第２層を熱可塑性ポリウレタンにて構成する場合、シリコーンゴム層７０の方が第２層３０よりも厚い方が好ましい。シリコーンゴムの方がポリウレタンよりも耐熱性に優れるからである。ただし、耐熱性に優れるポリウレタンにて第２層３０を形成する場合には、シリコーンゴム層７０と第２層３０とを同一厚さにし、あるいは第２層３０の方がシリコーンゴム層７０より厚くても良い。

上述の実施形態における各構成要素は、互いに組み合わせることのできない場合を除き、任意に組み合わせることができる。例えば、第１層２０の厚さを５μｍ未満若しくは３０μｍ超として、かつ第２層３０を厚さ２〜２０μｍとしても良い。また、第１層２０の厚さを５〜３０μｍとし、かつ第２層３０の厚さを２〜２０μｍとしても良い。

本発明は、例えば、振動板用シートの製造、当該シートを用いて振動板を製造する振動板の製造、当該振動板を用いたスピーカの製造などにおいて利用可能である。

１・・・振動板用シート、１０・・・離型シート、２０・・・第１層、３０・・・第２層、４０・・・金型、４１・・・第１金型、４２・・・第２金型、５０・・・成形物、６０…振動板。

Claims (6)

1. 離型シートと、
   未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層と、
   主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層と、
   を順に積層して成る振動板用シート。
2. 前記第１層を厚さ５〜３０μｍの層とした請求項１に記載の振動板用シート。
3. 前記第２層を厚さ２〜２０μｍの層とした請求項１または請求項２に記載の振動板用シート。
4. 前記第１層を厚さ１０〜１５μｍの層とし、かつ前記第２層を厚さ５〜１０μｍの層とした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動板用シート。
5. 前記離型シートをポリエステル製のシートとした請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動板用シート。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動板用シートを用いた振動板の製造方法であって、
   離型シートと、未硬化液状シリコーン組成物から成る第１層と、主として熱可塑性ポリウレタンを含む第２層とを順に積層して成る振動板用シートを第１金型に接触配置させるシート配置工程と、
   前記振動板用シートの上に第２金型を配置して、第１金型と第２金型とを含む金型の型締めを行う型締工程と、
   前記金型内にて成形を行う成形工程と、
   前記金型を開き成形物を取り出す取出工程と、
   前記成形物から前記離型シートを剥離する離型シート剥離工程と、
   を含む振動板の製造方法。