JP3684066B2

JP3684066B2 - 電気音響変換器用発泡性組成物およびそれを用いた電気音響変換器用部材

Info

Publication number: JP3684066B2
Application number: JP9171098A
Authority: JP
Inventors: 昭浩野々垣; 誠治来島
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: JPH11286567A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカー等の音響変換器の支持系部材であるエッジ部分等に用いられる電気音響変換器用発泡性組成物およびそれを用いた電気音響変換器用部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカー等の電気音響変換器の支持系部品の一つであるエッジに求められる条件として、リニアリティが良好であること、軽量であること、高い内部損失を有していること、固有の音を出さないこと、充分な信頼性を有していること、製造が容易で安価であることがあげられる。
【０００３】
そのような中、振動板とエッジが一体となっているフィックスドエッジは、製造工程が簡素化でき、さらにエッジ部の材料歩留りが良いことから、安価な振動板を提供することができるという利点を有している。が、その構造上、振動板と同じ材料、すなわち、比較的弾性率の高い材料をエッジにも使用するために、エッジとして上記のような理想的な機能を得ることは困難であった。
【０００４】
一方、フィックスドエッジの機能的な欠点を改善するため、従来より振動板本体とエッジ部が異なる材料で形成されているフリーエッジが種々提案され、実用化されてきた。例えば、
（１）天然繊維や合成繊維の織布に、ゴムやアクリル等の比較的柔軟で内部損失の大きい物質をコーティングし、さらに必要に応じて硬度のコントロール用に熱硬化性樹脂を含浸させたシート材料を所定のエッジ形状に加熱成形したコーティング布エッジ
（２）発泡ウレタンシートを所定のエッジ形状に加熱成形した発泡ウレタンエッジ
（３）原料ゴムと加硫剤を主成分としたゴム混和物を所定のエッジ形状に加熱（加硫）成形した加硫ゴムエッジ
（４）熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）シートを所定のエッジ形状に加熱成形したＴＰＥシートエッジ
（５）ペレット化した熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）をインジェクション成形法により所定のエッジ形状に成形したインジェクションＴＰＥエッジ
等があげられるが、これらフリーエッジも様々な欠点を有しており、最近では、これら欠点を改善した加硫発泡ゴムエッジが提案され使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記加硫発泡ゴムエッジに関しても下記に示すような欠点を有している。すなわち、
（１）スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用したものは成形性が良好であり、また内部損失が大きいため、これらの点では優れた材料であると言えるが、耐候性（特に耐熱性と耐寒性）が悪く、耐久性という点で問題がある。
（２）エチレン−プロピレン−ターポリマーゴム（ＥＰＴ）を主成分とするものは耐候性には優れるが、内部損失が小さいという問題がある。
例えば、特開平７−２４０９９４号公報に記載の実施例では、上記ＥＰＴを主成分とするものとＳＢＲを主成分とするものの内部損失の差はほとんどみられないが、この測定は周波数１Ｈｚにおいて実施されたものであり、本発明が問題としている周波数帯域とは大きく条件が異なっている。
【０００６】
一般に、内部損失には周波数依存性があり、上記のように１Ｈｚという極めて低い周波数で高い内部損失を有しているからと言って、他の異なる帯域の周波数においても同じ高い値を有しているとは限らない。
【０００７】
通常、スピーカーシステムの再生周波数帯域は、およそ５０Ｈｚ〜３０ｋＨｚで、特に本発明が問題としている中域付近ということになると５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ程度の範囲が問題となっている。そこで、本発明では、できるだけ問題となっている周波数に近い周波数でＥＰＴを主成分とするものとＳＢＲを主成分とするものの内部損失を測定し比較した。その結果を下記の表１に示す。
【０００８】
【表１】

【０００９】
例えば、内部損失が小さいと機械抵抗が小さくなるため、下記の式（１）で示されるＱ（共振鋭度）が高くなり、スピーカーのピストンモーション領域から分割振動領域に移る周波数帯域（一般のフルレンジスピーカーでは中域付近となる）で発生する振動板とエッジの共振および逆共振が鋭くなり、結果としてこの帯域の周波数−音圧特性に大きな山や谷が発生してしまうこととなる。
【００１０】
また、内部損失が大きいと逆に機械抵抗が増大するため、下記の式（１）で示されるＱ（共振鋭度）が低くなり、共振および逆共振が鈍くなり、結果的にこの帯域における周波数−音圧特性の山や谷が小さくなり、より平坦な周波数−音圧特性が得られるようになる。
【００１１】
【数１】

【００１２】
ただし、内部損失には前述のように周波数依存性があるため、中域付近では高内部損失であるからといって、必ずしも他の周波数において高内部損失であるとは限らず、高域の改善度に対しては、高域の内部損失がどれくらい大きいかが問題となる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、充分な耐久性と高い内部損失を有することにより、周波数−音圧特性において、山や谷の少ない良好な特性を、自動車内部等の苛酷な環境下においても長期間にわたって提供することのできる電気音響変換器用発泡性組成物およびそれを用いた電気音響変換器用部材の提供をその目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分とともに発泡剤を必須成分とする電気音響変換器用発泡性組成物を第１の要旨とする。
（Ａ）下記の（ａ１）〜（ａ３）からなる共重合体。
（ａ１）エチレン。
（ａ２）α−オレフィン。
（ａ３）非共役二重結合を有する環状ポリエンまたは非共役二重結合を有する非環状ポリエン。
（Ｂ）１，２−ポリブタジエン。
【００１５】
そして、上記電気音響変換器用発泡性組成物を用い、発泡加硫により所定の形状に成形してなる電気音響変換器用部材を第２の要旨とする。
【００１６】
すなわち、本発明者らは、上記目的を達成するために、発泡性組成物を構成する必須成分について研究を重ねた。その結果、発泡剤とともに前記特定の３成分からなる共重合体（Ａ成分）と１，２−ポリブタジエン（Ｂ成分）を必須成分として用いることにより、所期の目的が達成されることを見出し本発明に到達した。
【００１７】
そして、上記必須成分において、Ａ成分およびＢ成分の混合割合〔Ａ／Ｂ〕を、重量比で、特定の範囲に設定することにより、より一層の高い内部損失と優れた耐久性が得られることを突き止めた。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１９】
本発明の電気音響変換器用発泡性組成物（以下「発泡性組成物」という）は、特定の３成分からなる共重合体（Ａ成分）と、１，２−ポリブタジエン（Ｂ成分）と、発泡剤とを用いて得られる。
【００２０】
上記特定の３成分からなるからなる共重合体（Ａ成分）は、エチレン（ａ１）と、α−オレフィン（ａ２）と、非共役二重結合を有する環状ポリエンまたは非共役二重結合を有する非環状ポリエン（ａ３）の３成分からなるターポリマーである。
【００２１】
上記α−オレフィン（ａ２）としては、プロピレン、ブテン−１等があげられる。
【００２２】
上記非共役二重結合を有する環状ポリエンまたは非共役二重結合を有する非環状ポリエン（ａ３）としては、ジシクロペンタジエン、１，５−シクロオクタジエン、１，１−シクロオクタジエン、１，６−シクロドデカジエン、１，７−シクロドデカジエン、１，５，９−シクロドデカトリエン、１，４−シクロヘプタジエン、１，４−シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン、エチレンノルボルネン、２−メチルペンタジエン−１，４、１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，４−ヘキサジエン、メチル−テトラヒドロインデン等があげられる。
【００２３】
上記共重合体（Ａ成分）を構成する各モノマー（ａ１〜ａ３）において、適度な加硫速度が得られるという点から、エチレン（ａ１）とプロピレン（ａ２）とジシクロペンタジエンまたはエチレンノルボルネン（ａ３）との組み合わせが好ましい。
【００２４】
そして、上記各モノマーの共重合割合は、好ましくはエチレン（ａ１）が３０〜８０重量％、ポリエン（ａ３）が０．１〜２０重量％、残部がα−オレフィンの範囲となる設定である。特に好ましくは、エチレン（ａ１）が５０〜７０重量％、ポリエン（ａ３）が５〜１２重量％、残部がα−オレフィンの範囲となる設定である。
【００２５】
上記Ａ成分とともに必須成分として用いられる１，２−ポリブタジエン（Ｂ成分）としては、特に限定するものではなく従来公知のものが用いられるが、結晶化度が５０％未満のものが好ましい。なかでも、実用的な観点から結晶化度が１０〜４０％であって、融点（ＤＳＣ法）が６５〜１１０℃、Ｖｉｃａｔ軟化点（ＡＳＴＭＤ１５２５）３０〜１００℃のものが特に好適に用いられる。
【００２６】
上記必須成分であるＡ成分およびＢ成分の混合割合（Ａ／Ｂ）は、重量比で、Ａ／Ｂ＝９７／３〜５０／５０の割合に設定することが好ましく、特に好ましくはＡ／Ｂ＝９０／１０〜７０／３０の割合である。すなわち、Ｂ成分の配合割合が３未満（Ａ成分が９７を超える）では充分高い内部損失が得られ難く、逆にＢ成分が５０を超える（Ａ成分が５０未満）と耐久性が低下する傾向がみられるからである。
【００２７】
上記発泡剤としては、Ｎ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物、アゾジカルボソアミド、アゾビスイソブチルニトリル、ジアゾアミノベンゼン等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド化合物、ｐ−トルエンスルホニルアジド、４，４′−ジフェニルスルホニルアジド、４，４′−オキシビスベンゾソスルホニルヒドラジド等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、上記発泡剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．１〜３０部の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは１〜２０部である。
【００２８】
なお、本発明の発泡性組成物には、上記必須成分であるＡ成分およびＢ成分ならびに発泡剤以外に、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、充填剤、ゴム補強剤、さらに紫外線吸収剤、老化防止剤、発泡助剤等の各種助剤を必要に応じて適宜配合することができる。
【００２９】
上記軟化剤としては、ジオクチルフタレート，ジブチルフタレート等の低分子可塑剤、ポリエステル可塑剤等のような高分子可塑剤、スピンドル油，マシン油，シリンダー油等の潤滑油類、パラフィン系プロセスオイル，ナフテン系プロセスオイル等のプロセスオイル類、流動パラフィン，ワセリン等のパラフィン類等の石油系軟化剤、コールタール，コールタールピッチ等のコールタール系軟化剤、ヒマシ油，綿実油等の脂肪族系軟化剤、蜜ロウ，ラノリン等のロウ類、常温で液状または固形の樹脂類、その他ポリブテン等の液状ゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、上記軟化剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００部に対して３〜１００部の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは１５〜６０部である。
【００３０】
上記加硫剤としては、硫黄、塩化硫黄，二塩化硫黄等の硫黄化合物、ｐ−キノンジオキシム等のオキシム類、ヘキサジアミンカルバメート，エチレンジアミンカルバメート等のカルバメート類、その他、セレニウム、リサージ等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、上記加硫剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００部に対して０．０１〜１０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは０．１〜５部である。
【００３１】
上記加硫促進剤としては、ジフェニルグアニジン，トリフェニルグアニジン等のグアニジン系化合物、２−メルカプトベンゾチアゾール，ジベンゾチアゾルジスルフィド等のチアゾール化合物、チオカルバニリド，ジエチルチオユリア等のチオユリア系化合物、テトラメチルチウラムモノスルフィド，テトラメチルチウラムジスルフィド等のチウラム系化合物、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛，ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム等のジチオカルバメート系化合物等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、上記加硫促進剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００部に対して０．１〜２０部の範囲に設定することが好ましい。
【００３２】
上記充填剤としては、炭酸カルシウム，タルク，クレー，アスベスト，軽石粉，ガラス繊維，マイカ，シリカ，中空ビーズ等の無機充填剤、再生ゴム，セラック，木粉，コルク粉末等の有機充填剤があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、上記充填剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００部に対して１０〜２００部の範囲に設定することが好ましい。
【００３３】
上記ゴム補強剤としては、チャネルブラック，ファーネスブラック等のカーボンブラック、シリカ類等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、上記ゴム補強剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００部に対して１０〜１００部の範囲に設定することが好ましい。
【００３４】
さらに、上記各種助剤のうち、紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物，ベンゾトリアゾール系化合物等があげられる。また、上記老化防止剤としては、フェノール系化合物，アミンケトン系化合物，芳香族アミン系化合物等があげられる。そして、上記発泡助剤としては、サルチル酸，尿素等があげられる。上記各種助剤の配合割合は、Ａ成分およびＢ成分の合計量１００部に対して、助剤の合計量が０．１〜１００部に設定することが好ましい。
【００３５】
上記発泡性組成物の配合成分において、好ましい配合の組み合わせは、適度な加硫速度が得られるという観点から、Ａ成分としてエチレン−プロピレン−エチレンノルボルネンの三元共重合体、Ｂ成分として１，２−ポリブタジエン、軟化剤としてパラフィン系軟化剤、発泡剤としてアゾジカルボソアミド、加硫剤として硫黄、加硫助剤として酸化亜鉛、加硫促進剤としてテトラメチルチウラムジスルフィド、充填剤としてタルク、ゴム補強剤としてカーボンブラック、発泡助剤として尿素を用いる組み合わせである。
【００３６】
本発明の発泡性組成物は、例えばつぎのようにして作製される。すなわち、上記必須成分であるＡ成分およびＢ成分ならびに発泡剤、および必要に応じて上記各種添加剤を適宜に配合し混練し、さらに適宜の手段を用いてシート状（厚み１〜３ｍｍ程度）、あるいはフィルム状（厚み０．１〜１ｍｍ未満）に成形することにより作製される。
【００３７】
このようにして得られる発泡性組成物を用いてなる電気音響変換器用部材は、例えば、上記発泡性組成物を所定の形状の成形用金型内に投入し、加熱加圧して発泡させるとともに加硫することにより製造することができる。なお、上記シート状あるいはフィルム状に成形した発泡性組成物を所定形状に打ち抜いた後、この打ち抜き品を成形用金型内で加熱加圧してもよい。
【００３８】
上記成形用金型による加熱加圧成形条件は、上記発泡性組成物の配合成分の組成やシート状あるいはフィルム状の成形物の厚み等によって適宜に設定されるが、一般的に、温度８０〜２５０℃、圧力１〜１０ｋｇ／ｃｍ²、時間０．０２〜３０分に設定される。
【００３９】
上記加熱加圧成形により得られる電気音響変換器用部材の発泡倍率は、１．０５〜３０倍、特に好ましくは１．１〜１５倍となるよう設計することが望ましい。
【００４０】
さらに、得られる電気音響変換器用部材の内部損失（ｔａｎδ）は、前記発泡性組成物の配合成分の組成によって適宜に変化させることができる。
【００４１】
なお、上記内部損失（ｔａｎδ）は、下記のように定義される。
【数２】

【００４２】
このようにして得られる電気音響変換器用部材の具体的な例としては、例えば、電気音響変換器用エッジ材、電気音響変換器用防塵キャップ等があげられる。
【００４３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４４】
【実施例１〜５、比較例１〜２】
下記の表２に示す各成分を同表に示す割合で配合することにより発泡性組成物を作製した。ついで、上記発泡性組成物を、厚み１．５ｍｍのシート状に成形し、このシート状成形物を所定の寸法に切断して、所定のスピーカーエッジ成形用金型のキャビティーに入れ４ｋｇ／ｃｍ²の圧力で型締めを行い、２００℃×１分の加熱条件にて発泡加硫することにより所定形状の発泡ゴムエッジを得た。
【００４５】
ついで、得られた発泡ゴムエッジを所定の寸法に打ち抜き、さらに予め所定の形状に成形し打ち抜きされているコーン形の紙製振動板本体（重量２．７ｇ）と貼り合わせ、およそ直径１６ｃｍの振動板を作製した。
【００４６】
【表２】

【００４７】
上記得られた発泡ゴムエッジの発泡倍率をつぎのように従い測定・算出した。すなわち、ＪＩＳＫ６７６７に準じて比重を測定し、この比重からの逆算法により算出した。この結果を後記の表３に示す。
【００４８】
また、このようにして得られた実施例品および比較例品の振動板をスピーカーに組み込み、下記の方法に従って周波数−音圧特性の関係を測定した（実施例１実施例２および比較例３のみ）。その結果を図１（実施例１品）、図２（実施例２品）および図３（比較例１品）に示す。上記図１〜３の結果から、内部損失の高い実施例品は内部損失の低い比較例品に比べて、周波数−音圧特性の、特に中域（横軸の周波数帯域８００〜１５００Ｈｚ）がよりフラットになっていることがわかる。つぎに、上記測定に供した実施例品以外の実施例品についても測定したが、同様の結果が得られた。
【００４９】
また、上記振動板を組み込んだスピーカーを１１０℃×９６時間の耐熱試験に供してｆ₀（最低共振周波数）の変化率を測定した。さらに、特定周波数における内部損失（ｔａｎδ）を下記の方法に従って測定した。これらの結果を後記の表３に示す。
【００５０】
〔内部損失〕
厚み１．５ｍｍのシート状に形成された発泡性組成物を、２００℃×１分の加熱条件で発泡加硫し、厚み約１ｍｍのシートを作製した。ついで、このシートを所定の形状に打ち抜き動的粘弾性測定装置（測定周波数を下記の表３に記載）を用いて測定した。
【００５１】
【表３】

【００５２】
上記表３から、実施例品は、高い内部損失を有し、しかもｆ₀変化率も小さいことから優れた音響特性と耐久性を備えていることがわかる。これに対して、比較例品に関して、比較例１品（ＥＰＤＭ１００％）は耐久性に優れているが、１０００Ｈｚ付近の内部損失が小さいため、本発明が問題としている周波数−音圧特性の中域（５００〜２ｋＨｚ）付近に山−谷を生じてしまう。また、比較例２品（ＳＢＲ１００％）は１０００Ｈｚ付近で高い内部損失を有しているため、本発明が問題としている中域（５００〜２ｋＨｚ）付近の周波数−音圧特性は山−谷の少ない優れたものであるが、耐久性に問題がある。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、前記特定の３成分からなる共重合体（Ａ成分）と１，２−ポリブタジエン（Ｂ成分）とともに発泡剤を必須成分とする発泡性組成物である。このため、この発泡性組成物を用いて得られる電気音響変換器用部材は、耐久性に優れるとともに高い内部損失を有することにより、周波数−音圧特性において、山や谷の少ない良好な特性を苛酷な環境下においても長期間にわたり備えることができるようになる。
【００５４】
そして、上記必須成分において、Ａ成分およびＢ成分の混合割合〔Ａ／Ｂ〕を、重量比で、特定の範囲に設定することにより、より一層の高い内部損失と優れた耐久性が得られる。
【００５５】
したがって、本発明の発泡性組成物は、電気音響変換器用エッジ材や、電気音響変換器用防塵キャップである電気音響変換器用部材の成形材料として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１品の周波数−音圧特性を示す図である。
【図２】実施例２品の周波数−音圧特性を示す図である。
【図３】比較例３品の周波数−音圧特性を示す図である。

Claims

下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分とともに発泡剤を必須成分とすることを特徴とする電気音響変換器用発泡性組成物。
（Ａ）下記の（ａ１）〜（ａ３）からなる共重合体。
（ａ１）エチレン。
（ａ２）α−オレフィン。
（ａ３）非共役二重結合を有する環状ポリエンまたは非共役二重結合を有する非環状ポリエン。
（Ｂ）１，２−ポリブタジエン。
上記（Ａ）成分および（Ｂ）成分の混合割合〔（Ａ）／（Ｂ）〕が、重量比で、（Ａ）／（Ｂ）＝９７／３〜５０／５０の割合に設定されている請求項１記載の電気音響変換器用発泡性組成物。
請求項１または２記載の電気音響変換器用発泡性組成物を用い、発泡加硫により所定の形状に成形してなることを特徴とする電気音響変換器用部材。
上記電気音響変換器用部材が電気音響変換器用エッジ材である請求項３記載の電気音響変換器用部材。
上記電気音響変換器用部材が電気音響変換器用防塵キャップである請求項３記載の電気音響変換器用部材。