JPH03136598A - 振動板の製造方法 - 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、スピーカ用の振動板の製造方法に関するもの
であり、特に超高分子量ポリオレフィンが高度に配向さ
れ優れた弾性率を発揮する振動板〔発明の概要〕 本発明は、熔融粘度の高い超高分子量ポリオレフィンと
熔融粘度の低いポリオレフィンとが微細に混合したポリ
オレフィン組成物を主体とする成形材料を用いて射出成
形を行い、熔融粘度の低いポリオレフィンの潤滑作用に
よって超高分子量ポリオレフィンを放射状に高度に配向
させ、弾性率の高い振動板を製造可能とするものである
。

〔従来の技術〕

スピーカの振動板には、ピストン運動領域を拡大するた
めに比弾性率Ｅ／ρ（Ｅ：弾性率、ρ：重密度が大きい
こと、及び高音域の周波数特性を滑らかにするために内
部損失が大きいことが要求される。

従来、比弾性率を大きくするための手段として、例えば
祇パルプを主体とする振動板に炭素繊維を混入する方法
や、高分子材料に弾性率の高い材料（炭素繊維、マイカ
等）を混入する方法が行われている。一方、内部損失の
改善は、内部損失の大きい、いわゆるダンプ剤と呼ばれ
るを機系塗料を振動板の表面に塗布したり、あるいは含
浸させることで行われている。

しかしながら、前者において、祇パルプに炭素繊維を混
入する方法では、混入量に限度があり十分な比弾性率を
確保することは難しく、また高分子材料に弾性率の高い
材料を混入する方法では、成形における溶融粘度が高く
なって成形上の制約を受け、やはり比弾性率の増加には
多くを望めない、一方、後者において、内部損失の改善
のためのダンプ剤の塗布、含浸は、内部損失を増加する
反面、比弾性率を低下させるという問題を抱えている。

このような状況から、比弾性率が高く、しかも内部損失
の大きい振動板材料の開発も進められており、例えば超
高分子量ポリオレフィンもその一つである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の超高分子量ポリオレフィンにおいて、
高い比弾性率と高い内部損失を実現するためには、ポリ
オレフィンの分子鎖が一方向に揃っていることが必要で
、振動板材料として使用するに当たっては、予めゲル延
伸法等の技術で延伸された繊維等を使用するのが一般的
である。

例えば、特開昭５８−１８２９９４号公報には、縦波伝
播速度が４０００　ｔａ／ｓｅｃ以上の超高分子量ポリ
エチレン繊維を湿式抄紙し、乾燥後圧空プレスしてスピ
ーカ用振動板とする技術が開示されている。

しかしながら、前記の如く抄紙技術によって作成した振
動板では、繊維がランダムに配向しているため、比弾性
率が繊維自体が有する比弾性率に比べて大幅に低下する
という問題があり、せつか（の特性を生かしきれていな
い。

さらに、ポリオレフィン繊維は、表面が不活性であるた
め成形が難しく、バインダー等を使用してもほとんど効
果がない。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、超高分子量ポリオレフィン分子鎖を高度
に配向するための新たな技術を提案することを目的とし
、汎用の成形技術によって比弾性率、内部損失共に優れ
た振動板を製造することが可能な製造方法を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の目的を達成せんものと長期に亘り
検討を重ねた結果、多段階重合法によって製造されたポ
リオレフィン組成物に含まれる成分の流動性の差を利用
することで、射出成形により超高分子量ポリオレフィン
の分子鎖を高度に配向させることができるとの知見を得
るに至った。

本発明は、このような知見に基づいて完成されたもので
あって、１３５℃デカリン溶液中で測定した極限粘度カ
月０〜４０ａ／ｇである超高分子量ポリオレフィンと１
３５℃デカリンを８液中で測定した極限粘度が０．１〜
５ａ／、ｇである低分子量ないし高分子量ポリオレフィ
ンからなり多段階重合法により製造されるポリオレフィ
ン組成物を主体とする成形材料を射出成形し、前記超高
分子量ポリオレフィンを放射状に配向させることを特徴
とするものである。

本発明において、成形材料として使用されるオレフィン
組成物は、例えばエチレン、プロピレン１−ブテン、１
−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、】−デセン
、１−ドセン、４−メチルー１−ペンテン、３−メチル
−１−ペンテン等のようなα−オレフィンの単独または
共重合体からなるものであって、溶融粘度が著しく異な
る２成分が微細に混合していることが重要な要素である
。

すなわち、該組成物は、極限粘度が１０〜４０ａ／ｇで
ある超高分子量ポリオレフィンと極限粘度が０．１〜５
ａ／ｇである低分子量ないし高分子量ポリオレフィンと
が微細に混合している。

かかるオレフィン組成物は、それ自体公知であり、例え
ば特開平１−１４４５３３号公報にその製法が例示され
ているが、具体的には特定の高活性固体状チタン触媒成
分及び有機アルミニウム化合物触媒成分を主体とする触
媒の存在下にオレフィンを多段階で重合せしめる多段階
重合法によって調製することができる。

多段階重合法は、マグネシウム、チタン及びハロゲンを
必須成分とする高活性チタン触媒成分（ａ）及び有機ア
ルミニウム化合物触媒成分０））から構成されるチーグ
ラー型触媒の存在下でオレフィンの重合工程を多段階に
分けて行うことにより実施されるもので、少なくとも１
つの重合工程において極限粘度が１０〜４０ｄｌ／ｇの
超高分子量ポリオレフィンを生成させ、その他の重合工
程において水素の存在下にオレフィンを重合させて極限
粘度が０．１〜５ａ／ｇの低分子量ないし高分子量ポリ
オレフィンを生成させるものである。

したがって、重合に際しては、少なくとも２個以上の重
合槽が通常は直列に連結された多段階重合装置が採用さ
れ、例えば２段重合法、３段重合法、・・・ｎ段重合法
が実施される。あるいは、１個の重合槽で回分式重合法
により多段階重合法を実施することも可能である。

前記多段階重合法において、超高分子量ポリオレフィン
を生成させる重合反応あるいは低分子量ないし高分子量
ポリオレフィンを生成させる重合反応は、気相重合法で
実施することもできるし、液相重合法で実施することも
できる。いずれの場合にも、ポリオレフィンを生成させ
る重合工程では、重合反応は必要に応じて脂肪族炭化水
素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン炭化水
素等の不活性媒体の存在下に実施される。ただし、該重
合工程において、超高分子量ポリオレフィンを生成させ
るためには、重合反応を水素不存在下に実施するのが好
ましい、これに対して、前記超高分子量ポリオレフィン
を生成させる重合工程以外の他の重合工程においては、
水素の存在下に残余のオレフィンの重合反応が実施され
る。

上述のポリオレフィン組成物を成形材料として、これを
射出成形することにより振動板を作成するが、ここで射
出成形の条件は通常の射出成形の条件がそのまま適用で
きる。ただし、射出成形に際しては、成形型の中央部か
ら前記成形材料を注入し、溶融した成形材料が放射状に
流れるようにすることが好ましい。

また、前記成形材料は、上述のポリオレフィン組成物を
主体とするものであるが、さらにマイカやガラス繊維等
の充填材を含んでいてもよい、この場合、流動性の観点
から、充填材の含有量は、最大４０重量％程度とするこ
とが推奨される。

〔作用〕

有機高分子材料の分子鎖を一方向に配向すると、弾性率
、引張り強度等の物理特性が大きく向上することが知ら
れている０例をあげると、汎用高分子であるポリエチレ
ンを高度に配向すると、その弾性率は理論的には２５０
ＧＰａと計算されている。実際、ゲル延伸法といった技
術により、実験室レベルでは２００ＧＰａの弾性率を持
った繊維が得られており、９０〜１００ＧＰａ程度の弾
性率ををする繊維が市販されている。したがって、有機
高分子材料の分子鎖配向は、スピーカの振動板に要求さ
れる弾性率を向上させるのに有効な手段である。

本発明では、溶融粘度の高い超高分子量ポリオレフィン
と溶融粘度の低い低分子量ないし高分子量ポリオレフィ
ンとを多段階重合法で重合したポリオレフィン組成物を
使用し、これら２成分の流動性の差を利用して射出成形
によって超高分子量ポリオレフィンの分子鎖を放射状に
配向させ、弾性率を向上させる。

ここで、ポリオレフィン組成物は溶融粘度が著しく異な
った２成分が微細に混合していることが重要な要素で°
、多段階重合法で重合したポリオレフィン組成物を溶融
流動させると、低粘度成分が内部潤滑剤として作用し、
高粘度成分である超高分子量ポリオレフィンを流動方向
に延伸させ、大きな配向が実現される。

これに対して、超高分子量ポリオレフィンと低分子量な
いし高分子量ポリオレフィンとを単に混合したものを射
出成形すると、ある程度の配向性は実現されるものの、
高粘度成分が微細に分散していないために成形体に層状
剥離が発生する等、良好な特性を確保することは難しい
。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。

遺：Ｊｔ例」− く組成物〉 高活性固体状チタン触媒成分及び有機アルミニウム化合
物触媒成分を主体とする触媒の存在下にエチレンを２段
階で重合せしめる二段階重合法によって調製した。

極限粘度（デカリン、１３５℃で測定）超高分子量ポリ
エチレン　：　　３０ａ／ｇ低分子量または高分子量 ポリエチレン　：　　０．１ａ／ｇ 組成物　　　　　　　　　：　　８．１ａ／ｇ各成分の
含有率 超高分子量ポリエチレン　＝　２５重量％低分子量また
は高分子量 ポリエチレン　：　７５重量％ く射出成形〉 前記ポリエチレン組成物を、射出成形機（東芝機械社製
、ｌ５−５５）を用いて第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）
に示すような円錐型の金型（１）中に中央部に設けられ
たノズル部（２）より射出成形し１６ｃｍコーン型フル
レンジスピーカを作成した。

射出成形条件は下記の通りである。

射出成形条件 シリンダ温度＝　　　２００〜２７０℃射出圧力　　：
１次／２次＝　１８００／８００全型温度　　：　　　
水冷（３２”Ｃ）作成した成形体（実施例１とする。）
について、その一部を切り出し、物性（弾性率、内部損
失）を振動リード法で測定し、スピーカ振動板としての
特性評価を行った。なお、測定は、第１図（Ａ）及び第
１図（Ｂ）中Ｘ方向（射出成形のノズルを中心として放
射方向）とＹ方向（前記Ｘ方向と直交する方向）につい
て行った。また、評価した項目は、内部ｔｊｌ失ｔａｎ
δ、ヤング率Ｅ、密度ρ及び纒彼伝ｔＸｉ速度Ｃであり
、比較のために通常のポリプロピレンを用いた成形体（
比較例とする。）についても同様に評価した。結果を第
１表に示す。

第１表 その結果、実施例１ではスピーカ振動板を駆動する方向
（図中Ｘ方向）に分子鎖が配向し、弾性率が向上してい
ることが確認された。

これに対して、単なるポリプロピレンを使用した比較例
では、若干の配向が見られるものの、はとんとその効果
は見出せなかった。

なお、実施例１で使用したポリエチレン組成物の未配向
物の特性は、実施例】におけるＹ方向での値とほぼ同等
であった。

次に、作成したスピーカの音圧−周波数特性の測定を行
い、優劣を評価した。結果を第２図に示す。

その結果、先に合成したポリエチレン組成物を使用した
スピーカ〔実施例１）の再生周波数領域が拡大している
ことが明らかとなった。これは、配向により弾性率が向
上したことによるものと考えられる。また、実施例１で
は、弾性率が増大したにもかかわらず、高音域の周波数
特性が滑らかになっており、適度な内部損失を維持して
いることも併せてｆ！認された。

実ＪＪＬえ 本実施例では、充填材を加えた場合について評価した。

ポリエチレン組成物は先の実施例】の場合と同様に合成
し、これに長さ６ｓの炭素繊維チョツプドストランドを
１５重量％添加した。これを実施例１と同様に射出成形
し、その一部を切り出して実施例１の場合と同様に物性
を振動リード法で測定し、スピーカ振動板としての特性
評価を行った。

結果を第２表に示す。

第２表 その結果、実施例１で確認された配向効果に加えて、さ
らに炭素繊維にも配向が生じ、Ｘ方向の弾性率が大きく
向上することが確認された。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
溶融粘度の高い超高分子量ポリオレフィンと溶融粘度の
低い低分子量ないし高分子量ポリオレフィンとを多段階
重合法で重合したポリオレフィン組成物を使用し、これ
ら２成分の流動性の差を利用して射出成形によって超高
分子量ポリオレフィンの分子鎖を放射状に配向させるよ
うにしているので、比弾性率、内部損失共に優れた振動
板を製造することが可能である。

また、振動板の成形は、射出成形という汎用の成形技術
で容易に行うことができ、生産性の点でも非常に有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）は振動板の成形に使用し
た金型の一例を示すものであり、第１図（Ａ）は金型の
側面図、第１図（Ｂ）は金型の正面図である。 第２図はポリオレフィン組成物を用いて作成したフルレ
ンジスピーカの音圧−周波数特性を通常のポリプロピレ
ンを用いて作成したスピーカのそれと比べて示す特性図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １３５℃デカリン溶液中で測定した極限粘度が１０〜４
   ０ｄｌ／ｇである超高分子量ポリオレフィンと１３５℃
   デカリン溶液中で測定した極限粘度が０．１〜５ｄｌ／
   ｇである低分子量ないし高分子量ポリオレフィンからな
   り多段階重合法により製造されるポリオレフィン組成物
   を主体とする成形材料を射出成形し、前記超高分子量ポ
   リオレフィンを放射状に配向させることを特徴とする振
   動板の製造方法。