JPH02243097A - 全炭素質音響機器用振動板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、全炭素質からなる音９機器用の振動板の製造
法に関する。詳しくは、本発明は、スピーカー及びマイ
クロフォン用の振動板として、従来の振動板に比較して
軽さと弾性に冨んでおり、音の伝達速度が速く、しかも
剛性に優れているため外力による変形が少なく、音の歪
が小さく、かつ再生音域が広く、明瞭な音質を出すこと
が可能であり、デジタル・オーディオ時代に好適な全炭
素質音響機器用振動板の製造法に関する。

（従来の技術） 従来の振動板材料としては、紙（バルブ）、プラスチッ
ク及びそれらの素材を基材として、これにガラス繊維や
炭素繊維を複合させたもの、アルミニウム、チタニウム
、マグネシウム、ベリリュウム、ボロン等の金属やそれ
らの金属の合金及び窒化物、炭化物、硼化物等の素材を
加工したものが使用されていた。しかしながら、紙、プ
ラスチック及びそれらの複合素材は、ヤング率と密度の
比が小さく、従って音速が遅く、特定のモードで分割振
動を起こして、特に高周波数帯域での周波数特性が著し
く低下するので、明瞭な音質を得ることが困難であり、
その上、温度、湿度等の外的環境に左右され易く、素材
の質的劣化や経的疲労が発生して特性を低下させる等の
欠点を有している。一方、アルミニウム、チタニウム、
マグネシウム等の金属板を用いた場合は、紙やプラスチ
ックに比べて音速が速＜、優れた性質を有するが、なお
音速が遅く、内部損失が小さいので、高周波数帯域に船
いて、鋭い共振現象を生じたり、材質のクリープ等の経
時疲労が発生して特性を低下させる欠点があり、またベ
リリウム、ボロンは優れた物理定数を有する理想的な材
料ではあるが、資源的に乏しく極めて高価であり、かつ
工業的にもその加工が著しく困難である。

これ以外に、炭素材料に着目して、全炭素質がら成る音
響機器用振動板が開発されている。

（発明が解決しようとする問題点） 今まで得られている全炭素質振動板のうち、高音速を発
現させるための重要な要素である高弾性材料を高度に配
向させていないものは高音速化が困難である。また、バ
インダー樹脂と高弾性材料のみを配合して成形したもの
は、炭素前駆体化処理に時間がかかる上、焼成品の変形
ゆがみが起り易い。一方、炭素振動板をＣＶＤ等により
得る方法は、大量生産に適さない上、製造工程が煩雑か
つ高音速のものが得られ難い。

本発明の目的は、このよ・うな問題点のない全炭素質音
響機器用振動板の製造法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本願発明者は、前記の従来の欠点に鑑み、炭素材料の有
する機能特性を最高度に発揮し、製造に際しては煩雑な
工程を避け、特に賦形時の形状を全く損なうことなく製
造する方法を開発すべく鋭意研究して、本願発明を完成
するに至った。

本願発明では、高結晶度を有する黒鉛の結晶が、板状か
つ偏平で、その理論弾性率が１０２０ＧＰａであり、他
の素材に比較して極めて高い値を持つことに着目し、樹
脂臭をバインダーとし、高弾性率を有する高結晶性黒鉛
の結晶を膜の面方向に対し高度に配向させた複合炭素薄
膜を任意の形状に賦形させるべく創念工夫された。一方
、賦形した初期の形状を維持したまま、焼成後において
も、形状に変形を生じさせないバインダーの原料を探索
する間に、含塩素系樹脂とトリアジン環を含有する熱硬
化性樹脂とをブレンドポリマー化させたものが、賦形時
には熱可塑性樹脂としての挙動をぞのまま示し、容易に
熱可塑成形加工を施すことが可能であり、賦形後学気中
での加熱により含有する溶剤もしくは可塑剤が除去され
ると共に、含塩素系樹脂とトリアジンとによる架橋反応
・熱硬化反応が住じ、その後は熱及び溶剤に対しても不
溶、不融の状態になることが見出された。しかも、この
炭化バインダーを用いて、黒鉛粉末と複合させた成形用
素材は、焼成後も賦形時の形状を精度高く維持すると共
に、炭素材料の有する機能特性を最高度に発揮したもの
が得られることが発見された。

次に２本願発明による全炭素質音響機器用振動板の製造
方法について更に詳細に説明する。

炭化バインダーの原料は、含塩素系樹脂と加熱時に含塩
素系樹脂と反応して架橋反応を行なわしめるｌ・リアジ
ン環を含有する熱硬化性樹脂のモノマー又は初期縮合物
と、さらに溶剤もしくは比較的揮発し易い可塑剤とを混
合、良く混練してブレンドポリマー化したものを用いる
。このブレンドポリマーに、高度な結晶性を有する黒鉛
粉末を加えた混合物を、ミキシングロール等の高度な剪
断力を発揮する混練機を用いて一十分に混練する。この
操作により劈開された微粒黒鉛結晶とバインダー樹脂と
が相互に強い親和性を示すようになり１・分に分散する
と共に、劈開した微粒黒鉛結晶がフィルムの面方向と平
行にかつ高度に配向したシート状組成物が得られる。シ
ート状組成物をカレンダー・ロールに通して所望の厚さ
を有するフィルム又はシート状の賦形用予備成形体を得
る。

次に、賦形用予備成形体を熱間プレス成形法。

真空成形法、ブロー成形法等により所望の振動板形状に
成形する。これを脱型後エア・オーブン中で加熱するこ
とによって、含有する溶剤及び可塑剤が揮発すると同時
に、含塩素系樹脂のトリアジンによる架橋反応及び硬化
反応が完了し、その後の加熱によっても変形することの
ない焼成前駆体となる。これを窒素′又はアルゴン等の
不活性気相中で加熱・焼成する。このようにして得られ
た全炭素質振動板は、賦形時の形状を精度高く維持する
と共に、炭素材料の有する機能特性を最高度に発揮した
。

ここで本発明において使用される炭化バインダーの原料
は、含塩素系樹脂としてポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩
化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル／酢酸ビニル共重合樹脂
、ポリビニルアセクール樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂
、ポリ塩化ビニリデン樹脂等であり、トリアジン環を含
有する熱硬化性樹脂としては、メラニン樹脂、メラミン
・ユリア樹脂、メラミン・フェノール樹脂、メラミン・
アルキド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ビスマレイミド
・１〜リアジン樹脂等である。

また、高結晶質の黒鉛粉末としては、天然鱗状黒鉛、キ
ッシュ黒鉛、パイログラファイト等である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明する。

規１例−」− 塩素化塩化ビニル樹脂（日本カーバイド工業■平均重合
度６８０）３０重量部とビスマレイミド・トリアジン樹
脂（三菱ガス化学＠）３０重量部、それに可塑剤として
ジアリル・フタレート２２重量部をヘンシェルミキサー
で混合した後、天然鱗状黒鉛（平均粒度７μｍ）４０重
量部を加え、再度ヘンシェルミキサーで混合した。

次に、これを加圧ニーグー、二本ロールで充分混練する
ことで、黒鉛結晶とバインダー樹脂とを強固に親和、分
散させると共に、黒鉛結晶面がシトの膜面方向に高度に
配向したシートを得た。

このシートをカレンダー・ロールに通して１２０μｍの
フィルムとした後、真空成形機により６０ｍｍφのドー
ム形状に成形した。

得られた成形体を、エア・オーブン中２５０℃まで加熱
することにより、可塑剤を完全に除去すると共に、架橋
反応・硬化反応を完了させた焼成前駆体を得た。

次に、この前駆体を窒素ガス雰囲気中で５００℃までは
４０℃／１１．５００℃〜１０００℃までは１００℃／
Ｈで昇温させて全炭素質振動板を得た。

得られた振動板は、形状の変形も無（、膜厚　　　　　
５０μ【０、 ドーム寸法　　５８ｎ＋ｍψ、 密度　　　　　１．７０ｇ／備１ ヤング率　　　２４８　ＧＰａ。

音速　　　　　１２０８（ｂ１１／秒、内部損失ｔａｎ
δ０．　Ｏ４５ の特性を示した。

叉上拠−１ 塩化ビニル／酢酸ビニル共重合樹脂（日本ゼオン■平均
重合度８００）３１！量部とメラミン・フェノール樹脂
（富士化成＠）２０重量部、それに可塑剤としてジブチ
ル・フタレート２０重量部をヘンシェルミキサーで混合
した後、キッシュ黒鉛（平均粒度４μｍ）５０重量部を
加え、再度ヘンシェルミキサーで混合した。

次に、これを実施例１と同様な工程で加工し、膜厚１０
０μｍのフィルムを得た。得られたフィルムを真空成形
機を用いて４０ｍｍφのセミ・ドーム形状に成形し、以
後実施例１と同様に処理して全炭素質振動板を得た。こ
の振動板は、形状の変形もなく、 膜厚　　　　　　　３０μｍ・ セミ・ドーム寸法　３８ＩＩＩＩｌｌφ、密度　　　　
　　　１．６９　ｇ／Ｃｍ”ヤング率　　　　　２４０
　ＧＰａ。

音速　　　　　　　１１９００ｍ／秒、内部損失　ｔａ
ｎδ　０．０４３ の特性を示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）黒鉛粉末に、これを結合する炭化バインダー原料
   としての含塩素系樹脂と加熱時に前記含塩素系樹脂成分
   と反応して架橋を促進させるトリアジン環を含有する熱
   硬化性樹脂のモノマー又は初期縮合物とを配合し、これ
   に、これら樹脂成分を溶解する溶剤もしくは可塑剤を加
   えた混合物を、高度な剪断力を有する混合機を用いて十
   分に混練し、メカノケミカル（機械化学的）反応により
   劈開された黒鉛結晶とバインダー樹脂とを強固に親和分
   散させ、かつ黒鉛の結晶面が膜の面方向に高度に配向し
   たシート状とした後、さらにカレンダー・ロールに通し
   て所望の厚さを有するフィルム又はシートに予備成形し
   、得られた予備成形フィルム又はシートを振動板形状に
   賦形してから加熱空気中で処理して、含有する溶剤もし
   くは可塑剤を除去すると共に、トリアジンによる含塩素
   系樹脂の架橋反応及び硬化反応を進行させ、熱変形性を
   起こさない完全硬化体とした後、不活性雰囲気中で焼成
   することから成る全炭素質音響機器用振動板の製造法。
2. （２）該含塩素系樹脂は、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩
   素化塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル／酢酸ビニル共重
   合樹脂、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン等の
   含塩素系樹脂である第１項記載の全炭素質音響機器用振
   動板の製造法。
3. （３）該トリアジン成分を含有する熱硬化性樹脂は、メ
   ラニン樹脂、メラミン・ユリア樹脂、メラミン・フェノ
   ール樹脂、メラミン・アルキド樹脂、ベンゾグアナミン
   樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂等のトリアジン
   環を含有する熱硬化性樹脂である第１項記載の全炭素質
   音響機器用振動板の製造法。