JP4743130B2 - スピーカ用振動板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は各種音響機器に使用されるスピーカ用振動板の製造方法に関するものである。

従来のスピーカ用振動板は、パルプ材料を抄紙して形成した紙振動板、樹脂材料を射出成形して形成した樹脂振動板が主流であった。

紙振動板の物性を調整するためにアラミド繊維などを混抄した振動板があるが、紙特有の欠点である耐湿、耐水信頼性に劣るという欠点を有している。

また、その生産については、抄紙という非常に多くの工程を必要としなければ得られないという欠点や、寸法や品質の安定性に劣るという欠点を有している。

一方、樹脂振動板では、耐湿、耐水信頼性が確保でき、外観も優れたものとでき、生産性向上や品質安定化を実現できる反面、樹脂の宿命である樹脂特有の画一的な物性値しか確保できないため、スピーカとしての特性、音質の調整範囲が非常に狭くなるという欠点を有している。

そこで、前述の樹脂振動板の欠点を克服するために、最近ではパルプやアラミド繊維と樹脂を複合化させた振動板が開発されている。

従来の樹脂振動板の製造方法を図２により説明する。

図２は、従来の射出成形による樹脂製のスピーカ用振動板の製造方法を示すプロセスチャートである。

図２に示すように、ポリプロピレン（以下ＰＰと略す）等の樹脂１４を、マイカ等の強化材入りＰＰ１５とドライブレンドする。次にこのように造られたマスターバッチ１６をペレット化し、ペレット化したマスターバッチペレット１７を射出成形機に投入する。

射出成形機内では、投入されたマスターバッチペレット１７を、加熱工程により加熱して溶融させ、押出し機により振動板の成形金型１８内に射出し、この射出したＰＰ樹脂を冷却固化して、成形金型から取り出す。

以上の射出成形工程により、ＰＰ等に代表される樹脂振動板１９が製造される。

これらの射出成形による樹脂材料の種類としては、ＰＰ等の単一材料が一般的によく使用されている。

このほか、振動板としての物性値の調整、すなわち、スピーカとしての特性や音質の調整を目的として、種類の異なる樹脂を混合したブレンドタイプのものも存在していた。

このブレンドタイプのものは、その製造方法として、必要な種類の樹脂ペレットを粉砕機により粉砕して、その配合比率を設定し、ドライブレンドにより混合して使用している。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１−２４８９００号公報

最近の音響機器や映像機器等の電子機器に関しては、デジタル技術の著しい進歩により、従来と比較して飛躍的に性能向上が図られてきた。

よって、前述の電子機器の性能向上により、これら電子機器に使用されるスピーカについても、その性能向上が市場より強く要請されている。

一方、その性能向上が市場より強く要請されているスピーカについては、スピーカの構成部品の中で、その音質を決定する大きなウエイトを占める振動板の高性能化への対応が必要不可欠である。

この振動板の高性能化への対応については、最近特に品質の安定化や耐水信頼性、さらにはデザインの多様性の観点より、樹脂振動板の人気が高い。

ところがこの樹脂振動板は前述のように樹脂としての材料物性値の範囲内でしかスピーカとしての特性、音質の調整ができず、画一的な音つくりしかできなかった。

よって、市場要求に適う多様な音つくりや微調整を実現することはできなかった。

そのため、樹脂振動板であっても、振動板の物性値を細かく設定でき、スピーカとしての特性、音質の調整の自由度が大きくできるような物性値を得ることが必要であるため、樹脂とパルプやアラミド繊維を複合化することが試みられてきた。

さらに、部分的に繊維をミクロフィブリル状態までに微細化させると繊維間の絡みが強くなるため高弾性率で、強度が大きく高音質の振動板を得ることが期待されてきた。

しかしながら、ドライブレンドによる混合では樹脂に均一に分散できず、繊維との絡み合いも十分なものが得られないという課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、樹脂と部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした繊維の分散性を向上させ、また、同時に繊維との絡み合いも向上させることでさらに音質調整の自由度が大きく射出成形により得られる優れたスピーカ用振動板の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために本発明は、前記竹繊維を水に入れて、前記竹繊維の濃度が０．５重量％以上１．５重量％以下となるように調整し、前記竹繊維がミクロフィブリル状態となるまで微細化する工程と、前記水を蒸発させるとともに、前記ミクロフィブリル状態となった竹繊維と前記樹脂とを複合化し、前記ミクロフィブリル状態となった竹繊維と前記樹脂との複合物を得る工程と、この複合物を射出成形する工程とを有するスピーカ用振動板の製造方法である。

そして、この製造方法により樹脂と部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした繊維を均一分散させ、繊維間の絡み合いを向上させることができる。

本発明のスピーカ用振動板の製造方法においては、前記竹繊維を水に入れて、前記竹繊維の濃度が０．５重量％以上１．５重量％以下となるように調整し、前記竹繊維がミクロフィブリル状態となるまで微細化する工程と、前記水を蒸発させるとともに、前記ミクロフィブリル状態となった竹繊維と前記樹脂とを複合化し、前記ミクロフィブリル状態となった竹繊維と前記樹脂との複合物を得る工程と、この複合物を射出成形する工程とを有するものである。

この製造方法とすることにより、繊維の二次凝集を防ぎ、分散性を向上させることができ、複合化工程で水分を蒸発させることにより繊維間の絡み合いを向上させると同時に樹脂を溶融させ馴染みを良好化させることができる。

すなわち、水分と樹脂とを置換し樹脂と繊維との馴染みを良好化して、繊維間の絡み合いを向上させ樹脂繊維を均一分散させることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカは音質の調整の自由度が大きく、耐湿、耐水信頼性が確保でき、外観も優れたものとすることができる。また、繊維にアラミド繊維や竹繊維などの剛直な繊維を使用することで、上記特性に加えて、高弾性率、高内部損失を有した振動板とすることができる。

以上のように、本発明は樹脂と部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした繊維を均一分散させ、特性の優れたスピーカ用振動板の製造方法を提供することができ、その工業的価値は非常に大なるものである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態の振動板の製造方法を示すプロセスチャートである。

図１について説明する。

Ａ１工程では、樹脂材料であるＰＰペレット１を粉砕機により粉砕し、顆粒状のＰＰ樹脂２を得る。

Ｂ１工程では繊維３を水中に入れ、０．５重量％以上１．５％以下の溶液を調整し、前記溶液を１０ＭＰａ以上の圧力差で高速で器壁に衝突させて急速に減速させることにより、剪断力を与える操作を繰返し行い、ミクロフィブリル状態まで微細にした繊維４を得る。

ここで、繊維濃度が１．５重量％より増えるとミクロフィブリル状態まで微細にすることが困難である。また、０．５重量％より少なくなるとミクロフィブリル状態まで微細にする工程の時間が長くなり、生産性が悪くコストアップに繋がる。

また、ミクロフィブリル状態まで微細にする際に要する圧力差が１０ＭＰａより小さいとミクロフィブリル状態まで微細にすることが困難であったり、高速で器壁に衝突させる回数を増やさなければならなくなり、生産性が低下する。

次に、Ｃ１工程で、前述の工程で得た顆粒状のＰＰ樹脂２と繊維３とミクロフィブリル状態まで微細にした繊維４をミキサーにより複合化する。

また、Ｃ１工程では、少なくともＡ１工程で得た顆粒状のＰＰ樹脂２とミクロフィブリル状態まで微細にした繊維４に含まれる水分とを置換させることで、互いの馴染みを良くして複合化している。

なお、置換する水分はＢ１工程で繊維をミクロフィブリル状態まで微細にする際に含まれる水分であり、これにより、Ｃ１工程での二次凝集を防ぎ、分散性を良くすることができる。

ここで、この置換工程として好ましい方法は、加熱乾燥により複合化する方法である。

この方法は顆粒状のＰＰ樹脂２と繊維３とミクロフィブリル状態まで微細にした繊維４をミキサーに投入して、加熱乾燥させることで、水分を蒸発させ、同時に顆粒状のＰＰ樹脂２を熱溶融させて、水分とＰＰ樹脂とを置換させることで、ＰＰと繊維との絡みを向上させ、馴染みを良好化し、また、ミキサーでの混合により繊維３とミクロフィブリル状態まで微細にした繊維４との絡みを向上させ、効率よく複合化させることができる。

この工程により、ＰＰと繊維との馴染みが良好化し、均一分散した複合材６を得る。また、このＣ１工程の際に相溶化剤５を添加して表面処理し、ＰＰと繊維の密着性をより強固にすることも可能である。なお、相溶化剤５はＣ１工程の前に添加してもよい。

相溶化剤５には炭素数が６以上の加水分解性長鎖アルキルシランが望ましい。

加水分解性長鎖アルキルシランには例えば、ヘキシルトリメトキシシランやデシルトリメトキシシランを用いることができる。また、酸で変性したＰＰを使用してＰＰと繊維の密着性を向上させることも可能である。

そして、この複合材６を、振動板の金型１２の内部に射出成形機により熱をかけながら射出して、振動板１３を得る。

最後に、この振動板１３を冷却固化して、金型１２から取出す。

以上の工程により、ＰＰと繊維との馴染みが良好化し、繊維間の絡みが向上し、均一分散した振動板１３を得る製造方法を構築することができる。

また、この製造方法では、ＰＰと繊維との馴染みをさらに完全なものとするために、射出成形前に、複合材６をＣ２工程を設けてペレット成形機により再度ペレット化し、複合材６のミクロフィブリル繊維複合ペレット７を得て射出成形機に投入する製造方法とすることもできる。このＣ２工程を設けて混練することで、繊維の樹脂への分散性をより向上させることができる。

さらに、Ｃ１工程の再複合化時またはその後に、マイカ等の強化材８、希釈樹脂９、流動性改質材１０、または着色材１１の混入工程Ｄ１を追加してスピーカ用振動板の製造方法を構築しても良い。

この製造方法により、以下に示すような効果が現れる。

すなわち、マイカ等の強化材８を混入すれば、振動板の剛性を向上させることができ、希釈樹脂９を混入すれば、樹脂と繊維の配合調整により特性を微調整することができるため、それぞれに応じたスピーカ特性や音質を確立させることができる。

また、流動性改質材１０を混入すれば、同じ射出圧力または射出速度の同条件で、金型への材料の注入が容易になり、薄肉または形状の自由度の大きい振動板を射出成形することができ、着色材１１を混入すれば振動板の外観色を自由に設計できるため、デザイン性の優れた振動板を提供することができる。また、強化材８、希釈樹脂９、流動性改質材１０、着色材１１は組合わせて混入しても良い。

強化材８には例えば、マイカ、タルク、グラファイト、炭酸カルシウムを単独または組合わせて用いることができる。流動性改質材１０にはステアリン酸カルシウムや脂肪酸アマイドを用いることができる。着色材１１には射出成形の温度で変質しない一般的な色素材料を所望の色に合わせて用いることができる。

なお、Ｄ１工程はＣ１工程と同時に行ってもよいし、Ｃ１工程とＣ２工程の間に行ってもよい。Ｄ１工程でＰＰ樹脂以外の希釈樹脂９を用いてポリマーブレンドしてもよい。

以上のように本実施の形態による製造方法により、樹脂と繊維との馴染みを良くし、均一分散させることができ、同時に繊維間の絡み合いも向上させることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカは、特性、音質の調整の自由度が大きく、耐湿、耐水信頼性が確保でき、外観も優れたものとすることができる。また、繊維の特長を備えながら高弾性率、高強度な振動板を得ることができる。

そして、当製造方法によれば、高い生産性で安定して前記振動板を提供することができる。

本発明によるスピーカ用振動板の製造方法は、高弾性率、高強度で特性の優れた各種音響機器に使用されるスピーカ用振動板の製造方法に適用できる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の製造方法を示すプロセスチャート 従来のスピーカ用振動板の製造方法を示すプロセスチャート

符号の説明

１ ＰＰペレット
２ 顆粒状のＰＰ樹脂
３ 繊維
４ ミクロフィブリル状態まで微細にした繊維
５ 相溶化剤
６ 複合材
７ ミクロフィブリル繊維複合ペレット
８ 強化材
９ 希釈樹脂
１０ 流動性改質材
１１ 着色材
１２ 金型
１３ 振動板

Claims (8)

1. 樹脂と竹繊維の複合物を射出成形により形成するスピーカ用振動板の製造方法であって、少なくとも前記竹繊維を水に入れて、前記竹繊維の濃度が０．５重量％以上１．５重量％以下となるように調整し、前記竹繊維がミクロフィブリル状態となるまで微細化する工程と、前記水を蒸発させるとともに、前記ミクロフィブリル状態となった竹繊維と前記樹脂とを複合化し、前記ミクロフィブリル状態となった竹繊維と前記樹脂との複合物を得る工程と、この複合物を射出成形する工程とを有するスピーカ用振動板の製造方法。
2. ミクロフィブリル状態まで微細化する工程では、少なくとも１０ＭＰａ以上の圧力差で高速で器壁に衝突させて急速に減速させることにより、剪断力を与える操作を繰返し行う請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。
3. 水の蒸発は、加熱乾燥により行う請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。
4. 射出成形する工程と複合物を得る工程との間には、前記複合物を再ペレット化する工程を設けてなる請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。
5. 竹繊維は竹パルプである請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。
6. 繊維の繊維長は０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。
7. 樹脂はポリプロピレンとした請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。
8. 複合物を得る工程またはその後に、強化材、希釈樹脂、流動性改質剤、相溶化剤または着色剤の混入工程を追加してなる請求項１記載のスピーカ用振動板の製造方法。

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