JP3915600B2

JP3915600B2 - スピーカー振動板

Info

Publication number: JP3915600B2
Application number: JP2002155661A
Authority: JP
Inventors: 武士藤谷
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003348687A

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、軽量で、優れた剛性、内部損失、耐熱性および成形性を有するスピーカー振動板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカー振動板の材料としては、用途に応じて種々の材料が採用されている。例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話および携帯型ゲーム機器などに用いられるマイクロスピーカーの振動板については、代表的には、金属箔、コーティング布、高分子フィルムが用いられている。しかし、これらの材料は、それぞれ問題を有している。金属箔は高い剛性を有するが、内部損失が小さいため金属特有の固有音が発生しやすく、結果としてＳ／Ｎ比が悪くなる。コーティング布とは、代表的には、織布（例えば、綿または合成繊維）に熱硬化性樹脂（例えば、フェノール樹脂）を含浸し、その表面にアクリル樹脂またはウレタン樹脂等をコーティングしたものである。このようなコーティング布は、剛性および内部損失のいずれにも優れるが、振動板の通気を防止するために何層ものコーティングを施す必要があるので、重量が増大し、かつ、音圧が低下する。
【０００３】
高分子フィルムとしては、エンジニアリングプラスチックのフィルムが用いられることが多くなってきている。エンジニアリングプラスチックは、汎用プラスチックに比べて剛性が大きく、かつ、金属箔およびコーティング布に比べて軽量であるからである。高分子フィルムを使用した振動板は、特開昭56-136836号公報、特開平2-274098号公報、特開平7-179755号公報、および特公平4-68839号公報に記載されている。特開昭56-136836号公報には、ポリメチルメタクリレートに鱗片状黒鉛粉末を混合したフィルムが記載されている。このようなフィルムは軟化点が８０〜９０℃であり、耐熱性がきわめて不十分である。特開平2-274098号公報には、熱可塑性液晶ポリマーにガラス繊維、炭素繊維またはグラファイトを配合したフィルムが記載されている。このフィルムは、剛性および内部損失のいずれにも優れるが、液晶ポリマーは配向が非常に大きく成形時にシワおよび破れが発生するので、成形がきわめて困難である。特開平7-179755号公報には、熱可塑性ポリイミドにグラファイトを配合したフィルムが記載されている。このフィルムは剛性および耐熱性に優れるが、内部損失が小さく、かつ、エンジニアリングプラスチックの中では重量が大きいので、音圧が不十分であるという問題がある。特公平4-68839号公報には、ポリエーテルイミドフィルムの表面に金属またはセラミック等の無機質高弾性皮膜をスパッタリング法により形成した振動板材料が記載されている。このような材料は、ポリエーテルイミド自体が高い剛性を有することに加えて、スパッタリングによりさらに剛性が改善されるので、きわめて優れた剛性を有する。しかし、一方で、スパッタリングにより内部損失が低下するので、高域でのＳ／Ｎ比が悪くなり歪んだ音になるという問題がある。
【０００４】
以上のように、軽量で、剛性、内部損失、耐熱性および成形性のいずれにも優れたスピーカー振動板が強く望まれている。
【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、軽量で、優れた剛性、内部損失、耐熱性および成形性を有するスピーカー振動板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振動板は、ポリエーテルイミド樹脂と、グラファイト、マイカおよび二硫化モリブデンからなる群から選択される無機充填材とを含む樹脂組成物から形成されている。
【０００７】
好ましい実施形態においては、上記樹脂組成物は、ポリエーテルイミド樹脂１００重量部に対して、無機充填材を５〜３０重量部の割合で含有する。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、スピーカー振動板は、ポリエーテルイミド樹脂を含む樹脂組成物から形成された樹脂フィルム層と、該樹脂フィルム層の両側に設けられた第１および第２のコーティング層とを有する。
【０００９】
好ましい実施形態においては、上記第１および／または第２のコーティング層は、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびアクリル系樹脂からなる群から選択される樹脂をバインダーとして含む塗料組成物から形成される。
【００１０】
さらに好ましい実施形態においては、上記塗料組成物は粉体塗料である。
【００１１】
好ましい実施形態においては、上記第１のコーティング層の厚みは、上記樹脂フィルム層の厚みの４〜１０％であり、上記第２のコーティング層の厚みは、該樹脂フィルム層の厚みの４〜１０％である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明のスピーカー振動板は、ポリエーテルイミド樹脂と無機充填材とを含む樹脂組成物から形成されている。ポリエーテルイミド樹脂は特に限定されず、目的に応じて任意の適切な特性（例えば、分子量、分子量分布）を有するポリエーテルイミド樹脂が採用され得る。無機充填材としては、代表的には、グラファイト、マイカ，二硫化モリブデン、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラス繊維、炭素繊維が挙げられる。好ましくは、グラファイト、マイカ，二硫化モリブデンである。剛性および内部損失いずれについても優れた振動板が得られるからである。特に好ましい無機充填材は、二硫化モリブデンである。ポリエーテルイミド樹脂への分散性に特に優れ、かつ、モリブデン特有の振動による内部摩擦が生じるので内部損失が顕著に向上するからである。
【００１３】
好ましくは、上記樹脂組成物は、ポリエーテルイミド樹脂１００重量部に対して、無機充填材を５〜３０重量部、好ましくは７〜２５重量部、さらに好ましくは８〜２０重量部、最も好ましくは８〜１５重量部の割合で含有する。このような割合でポリエーテルイミド樹脂と無機充填材とを配合することにより、剛性および内部損失のいずれについても特に優れたスピーカー振動板が得られるからである。
【００１４】
本発明に用いられる樹脂組成物は、目的に応じて、任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。添加剤は、目的に応じて、任意の適切な量で含有され得る。代表的な添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤が挙げられる。
【００１５】
本実施形態のスピーカー振動板は、代表的には、熱プレス成形によって成形される。具体的には、ポリエーテルイミド樹脂と無機充填材とを任意の適切な混合機（例えば、ヘンシェルミキサー、ユニバーサルミキサー）を用いて１４０〜１５０℃で混練し、押し出しによりフィルム状に成形する。フィルムの厚みは目的に応じて変化し得るが、代表的には３８〜７５μｍである。得られたフィルムを熱プレスにより所定の振動板形状に成形する。代表的な金型温度は１８０〜２２０℃、成形時間は５〜２０秒、プレス圧は３００〜４５０ｋｇ／ｍ^２である。
【００１６】
（実施形態２）
本発明の別のスピーカー振動板は、ポリエーテルイミド樹脂を含む樹脂組成物から形成された樹脂フィルム層と、当該樹脂フィルム層の両側に設けられた第１および第２のコーティング層とを有する。ポリエーテルイミド樹脂は、実施形態１に記載した通りである。樹脂組成物もまた、無機充填材が任意成分であること以外は実施形態１に記載した通りである。樹脂フィルム層の厚みは、好ましくは３８〜７５μｍ、さらに好ましくは５０〜６０μｍである。樹脂フィルム層がこのような範囲の厚みを有することにより、優れた剛性を有するスピーカー振動板が得られるからである。
【００１７】
第１のコーティング層の厚みは、好ましくは樹脂フィルム層の厚みの４〜１０％であり、さらに好ましくは樹脂フィルム層の厚みの６〜８％である。同様に、第２のコーティング層の厚みは、好ましくは樹脂フィルム層の厚みの４〜１０％であり、さらに好ましくは樹脂フィルム層の厚みの６〜８％である。第１および第２のコーティング層の厚みと樹脂フィルム層の厚みとがこのような関係を有することにより、内部損失と成形性が共に優れたものとなるからである。マイクロスピーカー用途における好ましい構成の代表例としては、第１のコーティング層／樹脂フィルム層／第２のコーティング層＝２〜５μｍ／５０〜５５μｍ／５μｍが挙げられる。
【００１８】
好ましくは、第１および第２のコーティング層はそれぞれ、塗料組成物から形成される。当該塗料組成物の代表的なバインダーとしては、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミノアルキド系樹脂が挙げられる。好ましいバインダーは、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびアクリル系樹脂である。耐熱性および耐候性に優れるからである。さらに好ましくは、当該塗料組成物は粉体塗料である。溶剤を用いないので環境保護の観点から好ましいからである。
【００１９】
以下、本実施形態のスピーカー振動板の代表的な製造方法について説明する。最初に、樹脂フィルム層を形成する。詳細な手順は実施形態１と同様である。次いで、樹脂フィルム層の両側に塗料組成物を塗装することにより第１および第２のコーティング層を形成する。塗装方法は任意の適切な方法が採用され得る。例えば、塗料組成物が粉体塗料である場合には、代表的には、静電吹き付け塗装された後、粉体粒子の溶融温度以上の温度（例えば、１４０〜１７０℃）で焼付けを行うことにより、コーティング層が形成される。得られた積層フィルムを実施形態１と同様に熱プレス成形することにより、スピーカー振動板が得られる。
【００２０】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明によれば、ポリエーテルイミド樹脂とグラファイト、マイカまたは二硫化モリブデンとを組み合わせることにより、軽量で、かつ、優れた剛性、耐熱性内部損失および成形性を有するスピーカー振動板を得ることができる。より詳細には、ポリエーテルイミド樹脂自体が、比較的軽量で、かつ、優れた剛性、耐熱性および成形性を有する。加えて、これらの特定の無機充填材は、ポリエーテルイミド樹脂に対する分散性が非常に優れるので、適切な量を配合することにより剛性の向上に大きく寄与する。さらに、振動板の振動時には、上記無機充填材粒子が良好な分散状態でこれらの物質に特有の振動をすることに起因して、振動板内部で効果的に内部摩擦が生じ、その結果、非常に優れた内部損失が達成される。結果として、重量、剛性、耐熱性、内部損失および成形性のバランスに非常に優れた振動板が得られる。ポリエーテルイミド樹脂１００重量部に対して無機充填材５〜３０重量部を配合すると、剛性と内部損失とのバランスが特に優れたものとなる。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、ポリエーテルイミド樹脂フィルムの両側にそれぞれ第１および第２のコーティング層を設けることにより、軽量で、かつ、優れた剛性、耐熱性内部損失および成形性を有するスピーカー振動板を得ることができる。この実施形態においては、振動時にポリエーテルイミド樹脂フィルムとコーティング層との間で内部摩擦が生じるため内部損失が顕著に向上する。したがって、ポリエーテルイミド樹脂自体の特性（比較的軽量で、優れた剛性、耐熱性および成形性を有すること）と相俟って、重量、剛性、耐熱性、内部損失および成形性のバランスに非常に優れた振動板が得られる。第１および／または第２のコーティング層のバインダー樹脂がポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂である場合には、層間の摩擦が特に効果的に生じ得るので、内部損失が顕著に向上する。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
ポリエーテルイミド樹脂（三菱樹脂（株）製、スペリオＵＴ）１００重量部と二硫化モリブデン粉末（（株）ダイゾー製、Ｍ−５パウダー）５重量部とを１４０℃で１０分間混練し、次いで、押出成形により厚み５５μｍのフィルムを得た。さらに、二硫化モリブデン粉末の配合量を１０、３０、５０重量部と変化させたこと以外は同様にして、それぞれフィルムを得た。得られたフィルムを、金型温度２００℃、プレス時間１０秒間、プレス圧３５０ｋｇ／ｃｍ^２で熱プレス成形し、口径２７ｍｍのバランスドーム形状の振動板を得た。
【００２３】
得られたフィルムについて、ヤング率および内部損失を通常の方法で測定した。二硫化モリブデンの配合量とヤング率および内部損失との関係を、後述の比較例１の結果と併せて図１に示す。
【００２４】
（比較例１）
二硫化モリブデンを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、フィルムおよび振動板を得た。得られたフィルムを実施例１と同様の評価に供した。結果を図１に示す。
【００２５】
（実施例２）
二硫化モリブデンを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、厚み５５μｍのフィルムのフィルムを作製し、これを樹脂フィルム層とした。得られたフィルムの片側に、ポリエステル系樹脂をバインダーとして含む粉体塗料組成物を静電吹き付け塗装し、次いで、１７０℃で焼き付けて、厚み５μｍの第１のコーティング層を形成した。さらに、同様の手順を用いて、第１のコーティング層とは反対側に第２のコーティング層を厚み２μｍで形成した。さらに、第２のコーティング層の厚みを５μｍ、１０μｍと変化させたこと以外は同様にして、それぞれ積層フィルムを得た。得られた積層フィルムを、金型温度２００℃、プレス時間１０秒間、プレス圧３５０ｋｇ／ｃｍ^２で熱プレス成形し、口径２７ｍｍのバランスドーム形状の振動板を得た。
【００２６】
得られた積層フィルムについて、破断伸び（成形性の指標）および内部損失を通常の方法で測定した。第２のコーティング層の厚みと破断伸びおよび内部損失との関係を、後述の比較例２の結果と併せて図２に示す。
【００２７】
（比較例２）
第２のコーティング層を設けなかったこと以外は実施例２と同様にして、積層フィルムおよび振動板を得た。得られた積層フィルムを実施例２と同様の評価に供した。結果を図２に示す。
【００２８】
図１から明らかなように、無機充填材（実施例では、二硫化モリブデン）を配合することにより、ヤング率（剛性）および内部損失が共に改善されていることがわかる。特に、配合量が５〜３０重量部の範囲において、ヤング率（剛性）および内部損失の改善が著しいことがわかる。
【００２９】
図２から明らかなように、ポリエーテルイミド樹脂フィルムの両側にコーティング層を設けることにより、内部損失が顕著に向上する。一方、破断伸び（成形性）は、片側のコーティング層の厚みが厚すぎなければそれほど低下しない。したがって、成形性および内部損失が共に優れたスピーカー振動板が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ポリエーテルイミド樹脂と特定の無機充填材または特定のコーティング膜とを組み合わせて用いることにより、軽量で、優れた剛性、内部損失、耐熱性および成形性を有するスピーカー振動板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無機充填材の配合量とヤング率および内部損失との関係を示すグラフである。
【図２】第２のコーティング層の厚みと破断伸びおよび内部損失との関係を示すグラフである。

Claims

ポリエーテルイミド樹脂を含む樹脂組成物から形成された樹脂フィルム層と、該樹脂フィルム層の両側に設けられた第１および第２のコーティング層とを、第１のコーティング層／樹脂フィルム層／第２のコーティング層の構成で有する、スピーカー振動板。
前記第１および／または第２のコーティング層が、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびアクリル系樹脂からなる群から選択される樹脂をバインダーとして含む塗料組成物から形成される、請求項１に記載のスピーカー振動板。
前記塗料組成物が粉体塗料である、請求項２に記載のスピーカー振動板。
前記第１のコーティング層の厚みが、前記樹脂フィルム層の厚みの４〜１０％であり、前記第２のコーティング層の厚みが、該樹脂フィルム層の厚みの４〜１０％である、請求項１から３のいずれかに記載のスピーカー振動板。