JPH0258552A - 成形材料及びその成形品 - 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］ 本発明は新規な成形材料及びその成形品に関するもので
ある。さらに詳しくいえば、本発明は、弾性率及び内部
損失が高く、かつ軽量である上、成形性の良好な振動板
用成形材料、及びこのものを成形して成る音響用振動板
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、高弾性係数を有し、かつ軽量な振動板材料として
は、例えばアルミニウム、チタン、ベリリウムなどの金
属、ＣＦＲＰ、合成樹脂にりん片状黒鉛粉末を配合した
複合材料などが知られている。しかしながら、これらの
材料は、スピーカーなどの音響用振動板に用いた場合に
、内部損失が小さいため、再生帯域において高域の共振
周波数近傍での音圧が著しく増大するのを免れない上、
立上り特性も十分ではないなどの欠点を有している。

他方、高内部損失を有する材料としては、例えば紙、合
成樹脂及びこれらの複合材料などが知られている。しか
しながら、これらの材料におし＼ては、逆に弾性係数が
低いために、スピーカーなどの音響用振動板に用いた場
合、高い周波数の再生が困難である上、広い帯域にわた
って使用することができないなどの欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような事情のもとで、弾性率及び内部損
失が高く、かつ軽量で、しかも成形性が良好であるなど
、優れた特性を有する振動板用成形材料及び音響用振動
板を提供することを目的としてなされたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の優れた特性を有する振動板用成形
材料及び音響用振動板を開発するために鋭意研究を重ね
た結果、特定の熱可塑性樹脂に１．１．ｔ２素蛾維、り
ん片状黒鉛粉末、変性ポリオレフィン及び架橋剤を特定
の割合で配合して成る成形材料、及びこのものを成形し
て成る成形品がその目的（こ適合しうろことを見い出し
、この知見に基づいて本発明を完我するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）ポリプロピレン６０〜８０
重量％とポリアミド４０〜２０重量％どの混合樹脂５０
〜７５重量％、（Ｂ）炭素繊維５〜１５重量％、（Ｃ）
りん片状黒鉛粉末１５〜３０重量％及び（Ｄ）変性ポリ
オレフィン０．５〜５重量％から成る混合物１００重量
部に対し、（Ｅ）架橋剤０．０１〜２重量部を配合した
ことを特徴とする振動板用成形材料、及びこの成形材料
を成形して成る音響用振動板を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の成形材料に８ける（Ａ）成分の熱可塑性樹脂と
しては、ポリプロピレンとポリアミドとの混合樹脂が用
いられる。これらの樹脂の混合割合については、ポリプ
ロピレンが６０〜８０重量％、ポリアミドが４０〜２０
重量％になるような割合で混合することが必要である。

ポリプロピレンの含有量が６０重量％未満では成形性が
十分でないし、８０重量％を超えると成形性が悪くなる
とともに、弾性率及び内部損失が低下する傾向が生じる
。

該ポリプロピレンとしては、例えばアタクチック、シン
ジオタクチック、アイソタクチックポリ。

プロピレンなどのプロピレンの単独重合体や、プロピレ
ンと共重合可能な他のび一オレフィンとのブロック又は
ランダム共重合体を用いることがでさる。共重合可能な
他のα−オレフィンとしては、例えばエチレン、ブテン
−１，４−メチルペンテン−１１ヘキセン−１，オクテ
ン−１、デセン１及びこれらの混合物などを挙げること
ができる。

これらのポリプロピレン類は１種用いてもよいし、２憧
以上を組み合わせて用いてもよい。

一方、ポリアミド゛としては、例えば６−ナイローや１
２−ナイロンなとの環状脂肪族ラタタムを開環重合した
もの、６．６−ナイロン、６１０ナイロン、６．１２−
ナイロンなど脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とを
縮重合させたもの、ｍ−キシレンジアミンとアジピン酸
との縮重合物など芳香族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸
とを縮重合させたもの、ｐ−フェニレンジアミンとテレ
フタル酸との縮重合物やｍ−７エニレンジアミンとイソ
フタル酸との縮重合物など芳香族ジアミンと芳香族ジカ
ルボン酸とを縮重合させたもの、】１−ナイロンなどア
ミノ酸を縮重合させたものなどを挙げることができる。

これらのポリアミド類は１種用いてもよいし、２種以上
を組み合わせて用いてもよい。

本発明においては、前記のポリプロピレンとポリアミド
との混合樹脂に本発明の目的を慣なわない範囲で、所望
に応じ他の熱可塑性樹脂を配合することができる。他の
熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリブテ
ン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１などのポリプロ
ピレン以外のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリア
セタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ芳香族
エーテル又はチオエーテル系樹脂、ポリ芳香族エステル
系樹脂、ポリスルホン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリ
レート系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。これら
の熱可塑性樹脂は１種用いてもよいし、２種以上を組み
合わせて用いてもよい。

本発明においては、前記（Ａ）成分の混合樹脂の含有量
は、該成形材料の重量に基づき、５０〜７５重量％、好
ましくは５５〜７０重量％の範囲で選ばれる。この含有
量が５０重量％未満では成形性が十分でないし、７５重
量％を超えると弾性率及び内部損失が低下する傾向が生
じる。

本発明においては、（Ｂ）成分として炭素繊維が用いら
れる。該炭素繊維については特に制限はなく、各種の公
知の炭素繊維、例えばレーヨン、ポリアクリロニトリル
、ピッチ、リグニン、炭化水素ガスなどを用いて製造さ
れた炭素質繊維や黒鉛質繊維及びこれらに金属をコーテ
ィングした金属被コ炭素繊維などの中から任意に選んで
用いることができる。またこの炭素繊維の形状について
は、アスペクト比が５〜５００で、かつ繊維長が１．０
ｍｍ以下のものが好ましく用いられる。

本発明においては、ギＩ記（Ｂ）成分の炭素繊維の含灯
量は、該成形材料の重量に基づき５〜１５重量％、好ま
しくは７〜１２重量％の範囲で選ばれる。この含有量が
５重量％未満では弾性率及び内部損失が低いし、１５重
量％を超えると成形性が低下する傾向が生じる。

本発明においては、（Ｃ）成分としてりん片状黒鉛粉末
が用いられる。黒鉛として玉状黒鉛や膨張黒鉛を用いた
場合には、弾性率及び内部損失が低い上、成形性も悪く
、本発明の目的が十分に発揮されない。このりん片状黒
鉛粉末は平均粒径１〜２０μｍの範囲のものが好ましく
用いられる。

本発明においては、前記（Ｃ）成分のりん片状黒鉛粉末
の含有量は、該成形材料の重量に基づき１５〜３０重量
％、好ましくは１７〜２５重量％の範囲で選ばれる。こ
の含有量が１５重量％未満では弾性率、内部損失及び成
形性が十分ではないし、３０重量％を超えると弾性率及
び内部損失が急激に低下する傾向が生じる。

本発明においては、前記（Ｂ）ＩＥ分の炭素繊維及び（
Ｃ）成分のりん片状黒鉛粉末とともに、本発明の目的を
損なわない範囲で、所望に応じ、他の無機質充填材、金
属系充填材、有機質充填材を配合することができる。他
の無機質充填１４としては、例えばマイカ、タルク、／
リカ、ケイ藻土、軽石、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グ不ソウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム
、炭酸マグネ／ラム、ドロマイト、ドーソナイト、硫酸
カル／ラム、ｉｏバリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸
カルシウム、クレー、アスベスト、ガラス繊維、ガラス
バルーン、ガラスピーズ、ケイ酸カル／ウム、モンモリ
ロナイト、ベントナイト、カポンブラック、硫化モリブ
デン、ポロン繊維、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、
ホウ酸カルシウム、ホウ酸すトリウムなどを挙げること
ができる。金属系充填材としては、例えば、亜鉛、銅、
鉄、鉛、アしミニラム、二、ノケル、クロム、チタン、
マンガン、スズ、白金、タングステン、金、マク不ンウ
ム、コバルｌ−、ストロンチウムなどの金属元素及びこ
れらの金属の酸化物、ステンレス鋼、ハンダ、真鍮など
の合金、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、窒化ア
ルミニウム、炭化チタンなどの金属系セラミックスなど
の粉体や粒状体、さらには、アルミニウム繊維、ステン
レス繊維、銅繊維、黄銅繊維、ニッケル繊維、炭化ケイ
素繊維、単結晶チタン酸カリウムやその他単体金属繊維
、合金繊維などの金属繊維、及びこれらに対応する金属
ウィスカーなどを挙げることができる。有機質充填材と
しては、例えばモミ殻なとの殻繊維、木粉、木綿、ジュ
ート、紙細片、セロハン片、芳香族ポリアミド繊維、セ
ルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリ
プロピレン繊維などを挙げることができる。

これらの所望に応じて用いられる充填材の形状について
は、粉状、粒状、板状、繊維状のいずれであってもよく
また、これらの充ｊ真材は１種用いてもよいし、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。

本発明においては、前記（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び所
望に応じて用いられる充填材は、必要ならば公知の表面
処理剤により表面処理して用いることができる。この表
面処理剤としては、例えばシラン系カップリング剤、チ
タネート系カップリング剤、シリカ粉末、シリコーンオ
イル、高級脂肪酸、高級アルコール、ワックス類などを
挙げることができる。これらの中でもシラン系カップリ
ング剤、チタネート系カップリング剤及びンリコーンオ
イルが好適である。これらの表面処理剤は１種用いても
よいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明においては、（Ｄ）成分として変性ポリオレフィ
ンが用いられる。この変性ポリオレフィンとしては、例
えば不飽和有機酸又はその誘導体、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などの不飽和有
機酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトコン
酸などの不飽和有機酸の無水物、アクリル酸メチル、マ
レイン酸モノメチルなどの不飽和有機酸のエステル、ア
クリル酸アミド、フマル酸モノアミドなどの不飽和有機
酸のアミド、イタコン酸イミドなどの不飽和を機酸のイ
ミドなどをエチレンやプロピレン系重合体１００重量部
に対して、通常０．０５〜２０重量部添加してグラフト
法により変性したものが挙げられる。この変性に際して
は、変性重合を促進させるために、ベンゾイルパーオキ
シド、ラウロイルパーオキンド、ジクミルパーオキシド
、ｔ−ブチルヒドロパーオキンドなどの有機過酸化物が
用いら＃する。

また、前記以外に、エチレンやプロピレン系重合体など
をグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート
、ビニルグリンジルエーテル、アリルグリシジルエーテ
ルなどの不飽和エポキシドなどでグラフト変性したもの
や、このようなグラフト変性の際に、末端ヒドロキンル
化ポリブタジェンなどの液状ゴムを添加したものを用い
ることができる。

このような変性ポリオレフィンの中で、特にポリオレフ
ィンを前記の不飽和カルボン酸又はその誘導体と末端ヒ
ドロキシル化ポリブタジェンなどの液状ゴムとで化学変
性したものが好適に用いられる。

このような変性ポリオレフィンを配合することにより、
（Ａ）成分の樹脂と前記充填材とのなじみ性が向上し、
弾性率や内部損失が高くなる。本発明においては、この
変性ポリオレフィンの含有量は、該成形材料の重量に基
づき、０．５〜５重量％、好ましくは１〜４重量％の範
囲で選ばれる。

この含有量が０．５重量％未満では弾性率及び内部損失
が十分ではなく、かつ成形性が悪いし、５重量％超える
と内部損失が急激に低くなるとともに成形性が低下する
傾向が生じる。

本発明においては、（Ｅ）成分としては架橋剤が用いら
れる。該架橋剤としては、ジクミルバーオキノド、ジ−
ｔ−ブチルバーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシ
ド、２．５−ジメチル２　、５−　’ジ＋１−フ゛チル
バーオキン）ヘキサン、２５−ジメチル−２，５−ジ（
ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３，１，３−ビス（
【−ブチルパーオキシイソプロビル）ベンゼン、■、１
−ヒス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−）リメ
チルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（１−
ブチルパーオキシ）バレレート、ベンゾイルパーオキシ
ド、ｔ−プチルパーオキシインプロビルカーポネ−１・
、ｔ−ブチルヒドロパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルバー
オキシドなどの有機過酸化物を好ましく挙げることがで
きる。

これらの架橋剤は弾性率及び内部損失を高める作用を有
しており、その配合量は、前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分
、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分の合計量１００重量部当た
り、０．０１〜２重量部の範囲で選ばれる。この配合量
が０．０１重量部未満では架橋剤を配合した効果が十分
に発揮されないし、２重量部を超えると架橋剤を配合し
た効果が発揮されなくなる上、成形性が悪くなる傾向が
生じる。

本発明の成形材料には、所望に応じ各種添加剤、例えば
滑剤、着色剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯
電防止剤、難燃剤、可塑剤などを配合することができる
。

本発明の振動板用成形材料は、所要量の前記（Ａ）成分
、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、（Ｅ）成分及
び所望に応じて用いられる各種充填材や添加剤を、常法
に従って溶融混練し複合化することによって調製するこ
とができる。溶融混練は、例えばヘンシェルミキサー、
単軸又は二軸押出機、バンバリーミキサ−、ロールなど
を用いる方法や、その他席法により行うことができるが
、特にヘンシェルミキサー、押出ＩＩ、）＜　７１＜　
ＩＪ−ミキサーを用いて行うことが好ましい。

このようにして調製された本発明の成形材料を、公知の
方法、例えば射出成形法などによって成形するこ、！−
ｊ二より、高い弾性率と内部損失を有し、音響特性に擾
れた軽量の音響用振動板が得られる。

［実施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

なお、各特性は次のようにして評価した。

（１）曲げ弾性率Ｃｋｇ／ｃｍ”） ＡＳＴＭ　Ｄ−７９０１こ準拠した求めた。

（２）内部損失（ｔａｎδ） レオハイブロン■（東洋ボールド社製）にて、周波数３
６０Ｈｚ、温度２５℃の条件でｔａｎδを測定した。し
ａｎδが大きいほど音響特性が良好であり、好ましいｔ
ａｎδは０．０４より大きい値である。

（３）成形性 次の判定基準に従って、成形性を評価した。

○：完全な成形品が得られる。

Δ：コーナ部の一部Ｉこ樹脂が流れないが、射出圧力増
加で完全品となる。

×ニジヨートンヨツトであり、かつ射出圧力を増加して
も不完全品となる。

また、原料として次に示すものを用いた。

ＰＰ：ポリプロピレン　ｄ＝０．９０、ＭＩ＝２０ ６−ＰＡ：６−ナイロン　ｄ＝１．１４６６−ＦＡ＋６
　６−ナイＣン　ｄ−１，１４１２−ＰＡ：１２−ナイ
ロン　ｄ＝１−０４カーボン繊維：　１（＝１８μｍ、
　ｌｌ＝５ｍｍ〔東しく株）製、Ｔ〜００５１ りん片状黒鉛二粒径８μｍ（申越黒鉛工業製）玉状黒鉛
：粒径４．５μｍ（申越黒鉛工業製）膨張黒鉛二数径０
．５μｍ１膨張係数９０（申越黒鉛工業製） 架橋剤ニジクミルパーオキシド（市販品）製造例１　変
性ポリプロピレンの製造 撹拌機と環流装置を備えた内容積５ａの三ロセペラブル
フラスコにポリプロピレン（メルトインデックス８９／
１０分、密度０．９１ｇ／ｃｍ１、商品名：１７００Ｇ
、出光石油化学（株）製）１００重量部に対して末端ヒ
ドロキシル化１，４−ポリブタジェン（数平均分子［３
０００，商品名：Ｐｏ１ｙ　　ｂｄ　　Ｒ４５ＨＴ、Ａ
ＲＣＯｃｈｅｍ。

Ｄ、ｉｖ、製）５重量部、無水マレイン酸２０重量部、
ジクミルパーオキシド１．７２重量部、キンレン６００
重量部を投入し、油浴ｔこて投げ込みヒーターを用いて
加熱し、撹拌下で１２０℃、１時間反応させ、その後１
４０°Ｃで３時間反応を継続した。反応終了後、冷却し
、大過剰のアセトン中に沈殿させ、吸引ろ過、さらに乾
燥（７０°Ｃにて５０時間）して白色の粉末を得た。続
いてこの粉末をソックスレー抽出装置に入れ、アセトン
によって１６時間抽出して、未反応のポリブタジェン及
び無水マレイン酸を除去して、変性ポリプロピレンを得
た。

実施例１〜１２、比較例１〜１４ 第１表に示す配合組成物を、２０１ヘンノニルミキサー
を用いて温度２０〜２５℃、１１０００ｒｐの条件で１
５分間予備混練したのち、ナカタ二機械製５０°二軸押
出機にて、温度２２０〜２５０°Ｃの条件でペレット化
した。

次に、このペレットを射出成形機（日清樹脂工業製、Ｆ
Ｓ−ｉｓｏ）にて、１００Ｘ　ｌ　ｏｏｘＯ、３ｍｍの
成形品を作成し、特性を評価した。その結果を第１表１
こ示す。

（以下余白） ［発明の効果］ 本発明の振動板用成形材料は弾性率及び内部損失が高く
、かつ軽量である上、成形性が良好であるなどの漫れｊ
二特性を有し、このものを成形して１ｆ、５音響用振動
板は音響特性に優れ、スピーカー用なととして好適に用
いられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）ポリプロピレン６０〜８０重量％とポリアミ
   ド４０〜２０重量％との混合樹脂５０〜７５重量％、 （Ｂ）炭素繊維５〜１５重量％、 （Ｃ）りん片状黒鉛粉末１５〜３０重量％及び （Ｄ）変性ポリオレフィン０．５〜５重量％から成る混
   合物１００重量部に対し、 （Ｅ）架橋剤０．０１〜２重量部を配合したことを特徴
   とする振動板用成形材料。 ２　請求項１記載の成形材料を成形して成る音響用振動
   板。