JP3611096B2

JP3611096B2 - スピーカー用部材

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Publication number: JP3611096B2
Application number: JP25515799A
Authority: JP
Inventors: 武士藤谷
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP2000165985A; US6148953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカー用部材に関する。より詳細には、本発明は、音響特性に優れ（すなわち、内部損失が大きく、高弾性および高剛性であり）、熱および湿度に対する寸法安定性に優れ、かつ軽量なスピーカー用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動板、ボイスコイルボビン、スピーカーセンターキャップ、スピーカーフレーム、スピーカーキャビネット等のスピーカー用部材として、紙製のものが汎用されている。これは、紙製スピーカー用部材が軽量でかつ適度な内部損失および剛性を有することに起因する。しかし、紙製スピーカー用部材は、防水性および防湿性が不十分であり、かつ、弾性率が低く音響特性が不十分である。さらに、紙製スピーカー用部材は、その製造の際、抄紙工程と複雑な加工工程が必要であるので、製造効率が低く、かつ、品質が不安定である。
【０００３】
一方、金属箔から成形されたスピーカー用部材が提案されている。金属箔製スピーカー用部材は、紙製スピーカー用部材に比べて改善された防水性、防湿性および弾性率を有する。しかし、金属箔は重量であるため、例えば、金属箔製ボイスコイルボビンは、作動能率が低く、立ち上がり特性（過渡特性）が不十分である。さらに、金属箔製スピーカー用部材は、内部損失が低い。
【０００４】
このような問題点を解決するために、エンジニアリングプラスチック（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ））を用いた、高弾性率かつ軽量なスピーカー用部材が研究されている。
しかし、これらのエンジニアリングプラスチックは熱膨張率が大きいので、他の部材と加熱時の膨張度が大きく異なる場合が多い。その結果、当該スピーカー用部材と他の部材との接続部において、それぞれの部材が異形になったり（例えば、真円であるべきところが楕円になる）、接続部の破損が起きたり（例えば、ボイスコイルとボイスコイルボビンとが剥離する）する場合がある。すなわち、上記エンジニアプラスチックからなるスピーカー用部材は、熱に対する寸法安定性が不十分である。
【０００５】
【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、音響特性に優れ（すなわち、内部損失が大きく、高弾性および高剛性であり）、熱および湿度に対する寸法安定性に優れ、かつ軽量なスピーカー用部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカー用部材は、４以下のＭｗ／Ｍｎを有するシンジオタクティック型オレフィン系ポリマーまたはシンジオタクティック型スチレン系ポリマーを主剤として含有する樹脂組成物から形成されている。
好ましい実施態様においては、上記シンジオタクティック型オレフィン系ポリマーまたはスチレン系ポリマーは、３以下のＭｗ／Ｍｎを有する。
好ましい実施態様においては、上記シンジオタクティック型スチレン系ポリマーは、メタロセン系触媒を用いた重合反応により得られたシンジオタクティック型ポリスチレンである。
好ましい別の実施態様においては、上記シンジオタクティック型オレフィン系ポリマーは、メタロセン系触媒を用いた重合反応により得られたシンジオタクティック型ポリプロピレンである。
好ましい実施態様においては、上記メタロセン系触媒は、ジルコノセンとメチルアルミノキサンとを含有する。
好ましい実施態様においては、上記樹脂組成物は、上記前記ポリスチレン１００重量部に対してガラス繊維を１５重量部〜３０重量部含有する。
好ましい実施態様においては、上記樹脂組成物は、上記ポリプロピレン１００重量部に対してマイカを１５重量部〜３０重量部含有する。
好ましい実施態様においては、本発明のスピーカー用部材は、振動板、ボイスコイルボビン、スピーカーセンターキャップ、スピーカーフレーム、またはスピーカーキャビネットとして用いられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のスピーカー用部材は、シンジオタクティック型オレフィン系ポリマーまたはシンジオタクティック型スチレン系ポリマーを主剤として含有する樹脂組成物から形成される。ここで、「主剤として含有する」とは、組成物中に５０重量％以上の割合で含有されることを意味する。従って、用語「樹脂組成物」は、ポリマー単独をも包含する。
【０００８】
本発明において、シンジオタクティック型ポリマーとは、シンジオタクティック構造を有するポリマーをいう。シンジオタクティック構造とは、Ｃ−Ｃ結合で構成される主鎖に対して、置換基（例えば、ポリスチレンの場合にはフェニル基）が交互に配置されている構造をいう。好ましくは、本発明に用いられるシンジオタクティック型ポリマーは、^１３Ｃ−ＮＭＲによるタクティシティーが３０％以上である。
【０００９】
このようなシンジオタクティック構造を有するオレフィン系ポリマーとしては、代表的には、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリアミレンが挙げられる。汎用性および得られるスピーカー用部材の特性（例えば、軽量、内部ロス）に優れるという点で、ポリプロピレンが好ましい。スチレン系ポリマーとしては、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリエチルスチレンが挙げられる。汎用性および得られるスピーカー用部材の特性（例えば、軽量）に優れるという点で、ポリスチレンが好ましい。
【００１０】
本発明に用いられるシンジオタクティック型ポリマーは、４以下のＭｗ／Ｍｎ、好ましくは３以下のＭｗ／Ｍｎ、さらに好ましくは２〜２．５の範囲のＭｗ／Ｍｎを有する（Ｍｗ／Ｍｎの下限は必然的に１である）。Ｍｗ／Ｍｎが４より大きい場合には、成形時の流動性が不十分である場合が多く、その結果、得られるスピーカー用部材の剛性、耐熱性、耐薬品性等が不十分である場合が多い。
【００１１】
上記シンジオタクティック型ポリマーの重合度は、好ましくは１０〜１０００００、さらに好ましくは１００〜１００００、とりわけ好ましくは５００〜５０００である。このような範囲の重合度を有することにより、優れた成形時の流動性、寸法安定性を有するスピーカー用部材が得られる。
【００１２】
上記シンジオタクティック型ポリマーの重合方法は特に限定されず、任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、上記シンジオタクティック型ポリマーは、メタロセン系触媒を用いて重合される。得られるポリマーのタクティシティーが高くなり、その結果、優れた剛性および内部損失を有するスピーカー用部材が得られるからである。
【００１３】
メタロセン系触媒は、下記化学式で表される：
【００１４】
【化１】

【００１５】
ここで、Ｍは、第４族遷移金属であり、好ましくはジルコニウムまたはチタンであり、さらに好ましくはジルコニウムである。Ｘは、それぞれ独立してハロゲンであり、好ましくはそれぞれ独立して臭素または塩素である。さらに好ましくは、上記メタロセン系触媒は、下記化学式で表されるメチルアミノキサンを助触媒として含有する：
【００１６】
【化２】

【００１７】
ここで、ｎは５〜２０の整数である。主成分（例えば、８０重量％）としてのジルコノセンと助触媒（例えば、２０重量％）としてのメチルアミノキサンとを含有するメタロセン系触媒が、本発明に用いられるポリマーを合成するに特に好ましい。
【００１８】
本発明に用いられる樹脂組成物は、上記シンジオタクティック型ポリマーに加えて、任意の適切な成分（例えば、強化材）を含有し得る。上記ポリマーがスチレン系ポリマーである場合には、好ましくは、組成物は、当該ポリマー１００重量部に対して１５〜３０重量部のガラス繊維を含有する。上記ポリマーがオレフィン系ポリマーである場合には、好ましくは、組成物は、当該ポリマー１００重量部に対して１５〜３０重量部のマイカ（さらに好ましくは、鱗片状マイカ）を含有する。このような組合せで強化材を含有することにより、さらに優れた剛性、弾性、熱収縮性および線膨張性を有するスピーカー用部材が得られる。
【００１９】
図１は、一般的なスピーカーの構造を示す概略断面図である。本発明のスピーカー用部材は、例えば、ボイスコイルボビン１、振動板２、スピーカーセンターキャップ３、スピーカーフレーム４またはスピーカーキャビネットとして用いられ得る。
【００２０】
本発明のスピーカー用部材は、任意の適切な方法により、上記樹脂組成物から形成される。例えば、ボイスコイルボビン１を成形する場合には、押出し成形が用いられ、振動板２を成形する場合には、射出成形またはプレス成形が用いられる。成形条件は、目的に応じて任意の適切な条件が採用され得る。
【００２１】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明によれば、４以下のＭｗ／Ｍｎを有するシンジオタクティック型オレフィン系ポリマーまたはスチレン系ポリマーを含む樹脂組成物を用いたスピーカー用部材が提供される。シンジオタクティックポリマーは結晶性が非常に高い。しかも、このような非常にシャープな分子量分布を有することに起因して、成形時の流動性が顕著に改善される。従って、得られる成形品の結晶化による収縮が顕著に抑制され得る。その結果、本発明のスピーカー用部材は、高弾性および高剛性であり（従って、音響特性に優れ）、かつ、成形性ならびに熱および湿度に対する寸法安定性に優れる。なお、汎用ポリマーのＭｗ／Ｍｎは６以上であり、汎用ポリマーを用いて得られたスピーカー用部材は、本発明のスピーカー用部材に比較して、弾性、剛性、成形性、ならびに熱および湿度に対する寸法安定性のいずれもが大幅に劣ることが実際に確認されている。このように非常にシャープな分子量分布を有するポリマーを用いて得られる効果は、予期せぬ優れたものである。
【００２２】
好ましい実施態様においては、上記シンジオタクティックポリマーは、メタロセン系触媒を用いた重合反応により得られる。メタロセン系触媒を用いることにより、非常に高い立体規則性を有するシンジオタクティックポリマーが得られるので、弾性、剛性、成形性、ならびに熱および湿度に対する寸法安定性がさらに改善され得る。加えて、優れた耐薬品性および電気特性を有するスピーカー用部材が得られることも確認した。
【００２３】
好ましい実施態様においては、上記樹脂組成物は、適切な量の強化材を含有し得る。例えば、上記シンジオタクティックポリマーがスチレン系ポリマーである場合には、ガラス繊維を含有するのが好ましく、上記シンジオタクティックポリマーがオレフィン系ポリマーである場合には、マイカを含有するのが好ましい。理論的には明らかでないが、このような組合せを用いることにより、さらに改善された剛性、弾性、熱収縮性および線膨張性を有するスピーカー用部材が得られる。
【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）
メタロセン系触媒を用いて重合されたシンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）と当該ＳＰＳ１００重量部に対してガラス繊維１５重量部とを含有する樹脂組成物（ペレット状：出光石油化学（株）製、ザレック）を、下記押出成形条件で厚さ５０μｍのフィルム状に形成した。
シリンダ温度２７０〜２９０（℃）
金型温度１４０〜１５０（℃）
冷却時間９０（秒）
押出圧力５００〜１２００（ｋｇｆ／ｃｍ^２）
【００２６】
得られたフィルムを通常の方法でボイスコイルボビンに成形した。得られたボイスコイルボビンについて、通常の方法で、密度ρ、ヤング率（弾性率）Ｅ、吸水率、線膨張係数、および流動性（メルトフローレート）を調べた。結果を、後述の実施例２ならびに比較例１および２の結果と併せて下記表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
（実施例２）
ガラス繊維を３０重量部用いたこと以外は実施例１と同様にしてボイスコイルボビンを成形した。得られたボイスコイルボビンについて、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例１）
ポリイミド（ＰＩ）を用いてボイスコイルボビンを成形した。得られたボイスコイルボビンについて、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例２）
ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）を用いてボイスコイルボビンを成形した。得られたボイスコイルボビンについて、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
【００３１】
表１から明らかなように、実施例１および２のボイスコイルボビンは、低密度でかつ高弾性率である。さらに、当該ボイスコイルボビンは、吸水率が小さく、かつ、線膨張係数に優れる。従って、本発明のボイスコイルボビンは、音響特性に優れ、かつ、湿度に対する寸法安定性に優れていることがわかる。本発明のボイスコイルボビンはまた、十分に実用的なメルトフローレートを有している。このことから、当該ボイスコイルボビンは、ガラス繊維を含有するにもかかわらず成形性に優れていることがわかる（ちなみに、ガラス繊維を含まない場合のメルトフローレートは１３ｇ／１０ｍｉｎであった）。
【００３２】
（実施例３）
ガラス繊維を用いないこと以外は実施例１と同様にして、厚さ５０μｍのフィルムを得た。このフィルムを１５０〜１７０℃でプレス成形し、２５φのドーム型スピーカー用振動板を得た。得られた振動板について、通常の方法で、密度ρ、ヤング率（弾性率）Ｅ、Ｅ／ρ、および内部損失を調べた。結果を、後述の比較例３および４の結果と併せて下記表２に示す。さらに、この振動板の周波数特性を、振動板の軸上５０ｃｍ、出力１Ｗで調べた。結果を図２（ａ）に示す。
【００３３】
【表２】

【００３４】
（比較例３）
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を用いて２５φのドーム型スピーカー用振動板を得た。得られた振動板について、実施例３と同様の評価に供した。結果を表２に示す。さらに、実施例３と同様にして周波数特性を調べた。結果を図２（ｂ）に示す。
【００３５】
（比較例４）
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用いて２５φのドーム型スピーカー用振動板を得た。得られた振動板について、実施例３と同様の評価に供した。結果を表２に示す。さらに、実施例３と同様にして周波数特性を調べた。結果を図２（ｃ）に示す。
【００３６】
表２から明らかなように、実施例３の振動板の密度は、比較例３に比べて約１８％、比較例４に比べて約３２％小さい。また、ヤング率および内部損失も、比較例３および４に比べて２０〜４０％改善されている。比弾性率も約７５％改善されている。さらに、実施例３の振動板を観察したところ、比較例に比べて収縮が小さく寸法安定性が高いことが確認された。その結果、図２（ａ）と図２（ｂ）および（ｃ）とを比較すると明らかなように、実施例３の振動板の周波数特性は、比較例に比べて、中高域での高調波歪が減少し、ｆｈの伸びが改善されている。すなわち、本発明の振動板によれば、明瞭な音質が得られていることがわかる。
【００３７】
（実施例４）
メタロセン系触媒を用いて重合されたシンジオタクティックポリプロピレン（ＳＰＰ）と当該ＳＰＰ１００重量部に対して鱗片状マイカ３０重量部とを含有する樹脂組成物を、下記射出成形条件で口径１６ｃｍのコーン型スピーカー用振動板に形成した。
シリンダ温度２３０〜２５０（℃）
ノズル２５０（℃）
金型温度５０（℃）
冷却時間９０（秒）
押出圧力５００〜１２００（ｋｇｆ／ｃｍ^２）
背圧５〜１０（ｋｇｆ／ｃｍ^２）
射出速度４０〜７０（％）
スクリュー回転５０〜１００（ｒｐｍ）
【００３８】
得られた振動板について、通常の方法で、密度ρ、ヤング率（弾性率）Ｅ、内部損失、および成形収縮率を調べた。結果を、後述の比較例５の結果と併せて下記表３に示す。さらに、この振動板の周波数特性を、振動板の軸上５０ｃｍ、出力１Ｗで調べた。結果を図３（ａ）に示す。
【００３９】
【表３】

【００４０】
（比較例５）
チーグラー・ナッタ触媒を用いて合成されたアイソタクティックポリプロピレン（ＩＰＰ）と当該ＩＰＰ１００重量部に対して鱗片状マイカ３０重量部とを含有する樹脂組成物を用いて、口径１６ｃｍのコーン型スピーカー用振動板を得た。得られた振動板について、実施例４と同様の評価に供した。結果を表３に示す。さらに、実施例４と同様にして周波数特性を調べた。結果を図３（ｂ）に示す。
【００４１】
表３から明らかなように、実施例４の振動板は、低密度でかつ高弾性率である。さらに、当該振動板は、比較例５に比べて収縮率（すなわち、寸法安定性）が顕著に改善されている。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると明らかなように、実施例４の振動板の周波数特性は、中高域での高調波歪が減少している。その結果、大入力時のいわゆる「鳴き」もなくなり明瞭な音質が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なスピーカーの構造を示す概略断面図である。。
【図２】（ａ）は、本発明の実施例に係るスピーカー用振動板の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）は、比較例の振動板の周波数特性を示すグラフである。
【図３】（ａ）は、本発明の実施例に係るスピーカー用振動板の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）は、比較例の振動板の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ボイスコイルボビン
２振動板
３スピーカーセンターキャップ
４スピーカーフレーム

Claims

４以下のＭｗ／Ｍｎを有するシンジオタクティック型オレフィン系ポリマーを主剤として含有する樹脂組成物から形成された、スピーカー用部材。
前記シンジオタクティック型オレフィン系ポリマーが、３以下のＭｗ／Ｍｎを有する、請求項１に記載のスピーカー用部材。
前記シンジオタクティック型オレフィン系ポリマーが、メタロセン系触媒を用いた重合反応により得られたシンジオタクティック型ポリプロピレンである、請求項１または２に記載のスピーカー用部材。
前記メタロセン系触媒が、ジルコノセンとメチルアルミノキサンとを含有する、請求項３に記載のスピーカー用部材。
前記樹脂組成物が、前記ポリプロピレン１００重量部に対してマイカを１５重量部〜３０重量部含有する、請求項３または４に記載のスピーカー用部材。
振動板、ボイスコイルボビン、スピーカーセンターキャップ、スピーカーフレーム、またはスピーカーキャビネットとして用いられる、請求項１から５のいずれかに記載のスピーカー用部材。