JPH0439278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 この発明は、スピーカ振動板の改良に関するも
のである。 〔従来の技術〕 スピーカの振動板は、スピーカを構成する部品
の中でダイヤフラムとも呼ばれ、性能としてピス
トン運動領域を広げるために振動板の比弾性率
Ｅ／ρ（Ｅ：弾性率、ρ：密度）がなるべく大き
く、高音域の周波数特性を滑らかにするために適
度の内部損失を有することがあげられる。 従来、Ｅ／ρを大きくする目的で、紙パルプを
主体とする振動板に炭素繊維を混入する方法など
が行なわれていた。また、近年、プラスチツク材
料に炭素繊維やマイカなどを混入してＥ／ρの改
善が行なわれてきた。一方、内部損失を増す目的
では、各種の有機系塗料を振動板に含浸する方法
が行われて来た。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような紙パルプに炭素繊維を混入する方
法では、炭素繊維の混入量に限度があり、Ｅ／ρ
の増加には多くを望めず、またプラスチツク材料
に炭素繊維やマイカなどを混入する方法では溶融
粘度が上昇して成形上の制約を受け、また有機系
塗料を振動板に含浸する方法では内部損失が増加
する反面、Ｅ／ρが低下する等の問題点がある。
その他、Ｅ／ρを高め、かつ内部損失が適当な振
動板を得る試みもあるが、Ｅ／ρ、内部損失の両
者に関しての特性や、生産上の経済的な要求を満
足することがほとんど不可能であつた。 この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、Ｅ／ρができる限り高く適度に高
い内部損失を持つスピーカー振動板を得ることを
目的とするものである。 〔問題を解決するための手段〕 (1) この発明のスピーカ振動板は、熱可塑性芳香
族ポリエステル系の液晶ポリマーを重量で10％
以上、並びに繊維状またはりん片状の充填材を
重量で３〜40％含むものを素材として、内部に
液晶ポリマーの配向を有するものである。 (2) この発明のスピーカ振動板は、熱可塑性芳香
族ポリエステル系の液晶ポリマーＡと、繊維状
またはりん片状の充填材Ｂと、熱可塑性樹脂Ｃ
とからなる材料を素材として、内部に液晶ポリ
マーの配向を有するものである。 〔作用〕 この発明における繊維状またはりん片状の充填
材は、熱可塑性芳香族ポリエステル系の液晶ポリ
マーと共働して配向しながら該液晶ポリマーの配
向を促進する。そして、液晶ポリマーの配向を有
するスピーカ振動板は、比弾性率が高く、かつ内
部損失が適度に高くなる。 また、熱可塑性芳香族ポリエステル系の液晶ポ
リマーＡと、繊維状またはりん片状の充填材Ｂ
と、熱可塑性樹脂Ｃとからなる材料において、該
熱可塑性樹脂の混合比率を変えることによりこの
材料の密度をかえることができ、また該熱可塑性
樹脂は、該液晶ポリマーと充填材とが共働して配
向することを妨げないので、該材料を素材とした
スピーカ振動板は液晶ポリマーが高度に配向した
質量の異なる同一形状のものとなり、比弾性率が
高く、内部損失が適度に高く、かつ最低共振周波
数₀の異なるスピーカ振動板となる。 〔実施例〕 ポリマーが配向すると、弾性率や抗張力が向上
することは良く知られている。また、熱可塑性樹
脂の溶融成形において、ポリマーの配向が起こる
ことは公知である。しかし、従来の材料を用いた
成形では、ポリマーの配向が小さいため弾性率の
向上の小さく、スピーカーの振動板に要求される
特性を満足するものは得られなかつた。 一方、溶融時にネマチツク相を示す熱可塑性芳
香族ポリエステル系の液晶ポリマー（以後液晶ポ
リマーという）が熱を加えると溶融し粘度が低下
し優れた流動性を示すことは、良く知られてい
る。この液晶ポリマーの溶融体を、液晶ポリマー
の固化温度より低い温度に調整したスピーカーの
振動板のような板厚の小さな形状を有する成形型
に充填すると、液晶ポリマーは成形型の表面、表
層部及び中央部でそれぞれ異なる配向度で配向し
ながら冷却固化する。すなわち、成形型と接する
表面では液晶ポリマーが形成型に接触した瞬間に
冷却固化するための液晶ポリマーの配向度は小さ
いが、表面に続く表層部では、液晶ポリマー流れ
はせん断速度が最大の流れとなり大きなせん断力
を受けながら液晶ポリマーが高度に配向し、板厚
方向の中央部ではせん断速度は小さいが、中央部
を流れる材料はその流速は大きいので、流れの遅
い周囲に材料を供給しながら流れるので、この流
れの向きに対してせん断力が作用することになる
ため液晶ポリマーの配向方向も、その流れの方向
に沿つて中程度に配向しながら冷却固化する（特
に流れが末広がりになつている場合にはこの現象
が顕著に確認される）。つまり、液晶ポリマーの
配向度は液晶ポリマーの流れの方向に沿つて、そ
の流れの中に生じるせん断速度に依存しているも
のである。したがつて、ここで得られる成形品の
表層部の液晶ポリマーの配向度は溶融流れの速度
と型の温度に大きく依存する。また同様にして、
板厚中央部では、溶融流れの速度が大きいほど、
成形品のの厚さが小さいほどせん断速度が大きく
なるので液晶ポリマーの配向度も大きくなる。な
お、第４図ａ，ｂに、以上述べた配向のメカニズ
ムを示す。第１図はこの発明の一実施例に係わる
スピーカ振動板を成形して製造する時の成形型の
樹脂流動部を示す斜視図であり、１は成形型の例
えば中央部に設けられた注入部、２は成形部であ
る。矢印Ａは成形部ーの壁面に沿つた径方向を示
し、矢印Ｂは、同じく周方向で矢印Ａに対して直
角方向を示す。図のような成形型に中心部１から
液晶ポリマーを重量で10％以上と、繊維状又はり
ん片状の充填材を重量で３〜40％とを含むスピー
カー振動板材料を溶融状態で加圧しながら注入す
ると、この溶融材料の流れは、中心部１から成形
部２に流れるにつれて末広がりに広がりながら流
れるいわゆる拡大流となり、第１図に示す矢印Ｂ
方向成分を持つ矢印Ａ方向に流れるので、この流
れの方向にせん断速度も作用し、液晶ポリマーと
充填材とは、この流れの方向に沿つて、互いに共
働しながら配向する。すなわち、充填材の配向が
液晶ポリマーの配向を助長するように作用し液晶
ポリマーの配向度がより高くなる。そして板厚方
向の表面、表層部および中央部で液晶ポリマーの
配向度の異なる層が形成されて、いわば、多層配
向のサンドイツチ構造をとる成形品を得ることが
できる。このようにして、この発明によれば、液
晶ポリマー中に繊維状又はりん片状の充填材を混
入しているため、この充填材が成形時に配向し、
この充填材の配向が液晶ポリマーの配向を助長す
るように作用するので、液晶ポリマーの配向を高
めるとともに、安定に均一化させる効果がある。
この発明で得られたスピーカの振動板は、繊維状
またはりん片状の充填材が充填されていない振動
板と比較してより高いＥ／ρを有している。ま
た、液晶ポリマーの配向を繊維状またはりん片状
の充填材が助長するように作用することは、液晶
ポリマーの配向度をせん断速度を大きくすること
のみに頼らないで高めることができることになる
ので、充填材の入らないものに較べてより安定し
た成形により高度に配向したスピーカ振動板を得
ることができる等の特徴がある（第４図Ｃに充填
材として炭素繊維を使つた場合の配向のサンドイ
ツチ構造を示した）。 この発明に係わる熱可塑性の液晶ポリマーとし
ては例えばポリエチレンテレフタレート−Ｐ−ハ
イドロキシ安息香酸とポリエチレンテレフタレー
トの共重合体（構造式を第３図ａに示す）、Ｐ−
アセトキシ安息香酸、テレフタル酸、ナフタレン
ジアセテートを溶融重合させたコポリエステル
（構造式を第３図ｂに示す）、テレフタル酸とＰ−
オキシ安息香酸とＰ，P′−ビフエノールからなる
ポリエステル（構造式を第３図ｃに示す）等があ
り公知または市販されている熱可塑性芳香族ポリ
エステル系の液晶ポリマーを用いることができ
る。又、上記熱可塑性の液晶ポリマーは全体がこ
れであるか、これを重量で10％以上は含有させな
ければならず、10％未満では液晶ポリマーの配向
が不十分でこの発明の効果が得られない。 また、この発明を実施する際に用いられる繊維
状、またはりん片状の充填材としては、一般に樹
脂に充填される公知のものでよく、例えば繊維状
のものとしては、ガラス繊維、炭素繊維、りん片
状のものとしてはウオラストナイト、タルク、マ
イカ、ガラス箔、グラフアイト等があり、これら
の市販されているものでよい。この充填材の配合
量としては重量で３〜40％が好ましく、３％未満
ではこの発明の効果は得られず、40％を越えると
成形時の流動性が低下する。 また、この発明の他の実施例では、これらの液
晶ポリマーと別の熱可塑性樹脂をポリマーブレン
ドしても同様の効果を得ることができる。ここで
用いられる熱可塑性の樹脂としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリサルホ
ン、ポリフエニレンサルフアイド、ポリイミド、
ポロアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルサ
ルホン等の公知の熱可塑性樹脂であれば特に制限
されない。 なお、この発明では、必要に応じて熱または光
に対する安定剤等の種々の添加剤をこの発明の目
的に反しない範囲で加えることができる。 この発明で用いることのできる成形型として
は、熱可塑性樹脂の成形に一般に用いられている
公知の型であればよく、何ら制限されない。ま
た、成形型に液晶ポリマーを注入する方法として
は、同様に熱可塑性樹脂の成形に用いられている
成形法であればよく、何ら制限されないが、溶融
流れの速度を十分に制御でき、成形時に液晶ポリ
マーの劣化が少ない射出成形法が望ましい。 以下に、具体的な実施例をあげてこの発明を詳
細に説明するが、これによりこの発明を限定する
ものではない。 実施例 １ ポリエステル系の液晶ポリマーである商品名ベ
クトラA950（ポリプラスチツク（株）製）に長さ
６mmの炭素繊維チヨツプドストランドを用いて重
量で40％を添加した後、タンブラーで十分に混合
しスクリユー径30mmの押出機（Ｌ／Ｄ＝30）を用
いて310℃で押し出してペレツトとした。外径80
mm、内径40mm、厚さ0.3mmの成形品形状を有し、
内径部中央からポリマーを注入できる金属製の型
に、作成したペレツトを用いて型締力75tonの射
出成形機を用いて樹脂温度310℃、射出圧力
120MPa、射出時間５秒、金型温度110℃、冷却
時間30秒で成形し、この発明の一実施例によるス
ピーカ振動板を得る。成形品から切り出した試験
片について振動リード法により求められたＥ／ρ
とtanδ（内部損失）の値を表１に示した。同様に
成形品からスピーカ振動板を切り出しその音圧
（dB）−周波数（Hz）特性を求めたものを第２図
中の曲線Ａに示す。第２図で縦軸はデシベルで表
すレスポンス（dB）、横軸はヘルツで表す周波数
（Hz）である。 又、上記振動板の断面を顕微鏡で拡大して調べ
たところ、板厚方向の表面は、液晶ポリマーと炭
素繊維がある程度に配向した平滑な面で、表層部
は、液晶ポリマーと炭素繊維が極めて高度に配向
した配向層で、中央部は炭素繊維が高度に配向し
また液晶ポリマーも繊維状となつて配向した層を
なしていて全体として異なる配向層を有し、いわ
ゆるサンドイツチ構造を構成している。 実施例 ２ 実施例１で作成した炭素繊維を重量で40％含む
商品名ベクトラA950とベクトラA950を重量で
１：１に混合した後、樹脂温度310℃、射出圧力
150MPa、射出時間５秒、金型温度110℃、冷却
時間30秒で成形しこの発明の一実施例によるスピ
ーカ振動板を得る。成形品から切り出した試験片
について振動リード法により求められたＥ／ρと
tanδ（内部損失）の値を表に示した。成形品から
スピーカ振動板を切り出しその音圧（dB）−周波
数特性（Hz）を求めたものを第２図中の曲線Ｂに
示す。 実施例 ３ 実施例１で作成した炭素繊維を重量で40％含む
商品名ベクトラA950とベクトラA950を重量で
１：７に混合した後、樹脂温度310℃、射出圧力
150MPa、射出時間５秒、金型温度110℃、冷却
時間30秒で成形しこの発明の一実施例によるスピ
ーカ振動板を得る。成形品から切り出した試験片
について振動リード法荷より求められたＥ／ρと
tanδ（内部損失）の値を表に示した。成形品から
スピーカ振動板を切り出しその音圧（dB）−周波
数特性（Hz）を求めたものを第２図中の曲線Ｃに
示す。 実施例 ４ 実施例１で作成した炭素繊維を重量で40％含む
商品名ベクトラA950とベクトラA950とポリブチ
レンテレフタレート樹脂商品名
NOVADUR5010CR（三菱化成（株）製）を重量
で10：８：２に混合した後、樹脂温度310℃、射
出圧力150MPa、射出時間５秒、金型温度110℃、
冷却時間30秒で成形しこの発明の一実施例による
スピーカ振動板を得る。成形品から切り出した試
験片について振動リード法により求められたＥ／
ρとtanδ（内部損失）の値を表に示した。成形品
からスピーカ振動板を切り出しその音圧（dB）−
周波数特性（Hz）を求めたものを第２図中の曲線
Ｄに示す。 実施例 ５ 実施例１と同様にポリエステル系の液晶ポリマ
ーである商品名ベクトラA950（ポリプラスチツク
（株）製）長さ６mmのガラス繊維チヨツプドスト
ランドを用いて重量で20％を添加した後、押出機
を用いて310℃で押し出してペレツトとした。こ
のペレツトを樹脂温度310℃、射出圧力140MPa、
射出時間５秒、金型温度120℃、冷却時間30秒で
成形しこの発明の一実施例によるスピーカ振動板
を得る。成形品から切り出した試験片について振
動リード法により求められたＥ／ρとtanδ（内部
損失）の値を表に示した。同様に成形品からスピ
ーカ振動板を切り出したその音圧（dB）−周波数
特性（Hz）を求めたものを第２図中の曲線Ｅに示
す。 尚、上記実施例１〜５で使用したポリプラスチ
ツク社製のベクトラA950は、芳香族ポリエステ
ル系の熱可塑性液晶ポリマーであり、その組成
は、Ｐ−ハイドロキシ安息香酸とヒドロキシナフ
タリンカルボン酸を主成分とする共重合体であ
り、その液晶化する温度は、共重合体の組成によ
り変化するが、本実施例のものでは、約270℃で
ある。またその主成分の構造式を第３図ｄに示
す。 比較例 １ 実施例１と同様にポリプロピレン樹脂商品名
BC03C（三菱油化（株）製）に長さ６mmの炭素繊
維チヨツプドストランドを用いて重量で20％を添
加した後、押出機を210℃で押し出してペレツト
とした。このペレツトを樹脂温度210℃、射出圧
力100MPa、射出時間５秒、金型温度80℃、冷却
時間30秒で成形しスピーカ振動板を得る。成形品
から切り出した試験片について振動リード法によ
り求められたＥ／ρとtanδ（内部損失）の値を表
に示した。成形品からスピーカ振動板を切り出し
その音圧（dB）−周波数特性（Hz）を求めたもの
を第２図中の曲線Ｆに示す。 比較例 ２ 実施例１と同様にポリブチレンテレフタレート
樹脂商品名NOBADUR5010G（三菱化成（株）
製）を樹脂温度260℃、射出圧力200MPa、射出
時間５秒、金型温度120℃、冷却時間30秒で成形
した。結果は、樹脂の流動が不十分で満足する成
形品が得られなかつた。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおりであつて、この
発明における繊維状またはりん片状の充填材は、
熱可塑性芳香族ポリエステル系の液晶ポリマーと
共働して配向しながら該液晶ポリマーの配向を促
進するので、高度に配向した液晶ポリマーの配向
層を内部に有するスピーカ振動板が得られる。そ
して、この得られたスピーカ振動板は、比弾性率
が高く、かつ内部損失が適度に高いので、振動板
の運動領域が広がるとともに滑らかな高音域の周
波数特性を有するものとなる。 また、熱可塑性芳香族ポリエステル系の液晶ポ
リマーと、繊維状またはりん片状の充填材と、熱
可塑性樹脂とからなる材料において、該熱可塑性
樹脂の混合比率を変えることによりこの材料の密
度をかえることができ、また該熱可塑性樹脂は、
該液晶ポリマーと充填材とが共働して配向するこ
とを妨げないので、該材料を素材としたスピーカ
振動板は、比弾性率が高く、かつ内部損失が適度
に高くなるとともに、熱可塑性樹脂の配合比率を
変えることにより質量の異なる同一形状のものと
なるので、振動板の運動領域が広がり、かつ滑ら
かな高音域の周波数特性が得られるとともに最低
共振周波数₀の異なるスピーカ振動板を得ること
ができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明一実施例にかかわるスピー
カーの振動板を成形して製造する時の成形型の樹
脂流動部を示す斜視図、第２図はこの発明による
スピーカ振動板及び比較例によるそれの音圧
（dB）−周波数（Hz）特性図、第３図ａ乃至ｄは、
熱可塑性方向族ポリエステル系の液晶ポリマーの
構造式、第４図は、液晶ポリマーの配向のメカニ
ズムを示す概要図である。図において１は注入
部、２は成形部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性芳香族ポリエステル系の液晶ポリマ
   ーを重量で10％以上、並びに繊維状またはりん片
   状の充填材を重量で３〜40％含むものを素材とし
   て、内部に液晶ポリマー配向を有することを特徴
   とするスピーカ振動板。 ２ 熱可塑性芳香族ポリエステル系の液晶ポリマ
   ーＡと、繊維状またはりん片状の充填材Ｂと、熱
   可塑性樹脂Ｃとからなる材料を素材として、内部
   に液晶ポリマー配向を有することを特徴とするス
   ピーカ振動板。 ３ 射出成形により成形してなる、特許請求の範
   囲第１項または、第２項記載のスピーカ振動板。 ４ 中央に注入部を有する成形型を用いて、射出
   成形により成形してなる、特許請求の範囲第１項
   または、第２項記載のスピーカ振動板。