WO2019103015A1 - 圧電スピーカー形成用積層体 - Google Patents

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WO2019103015A1
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piezoelectric
piezoelectric film
intervening layer
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裕介 河本
智昭 日紫喜
康平 大戸
沙織 山本
裕香 関口
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日東電工株式会社
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    • H04R17/005Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
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    • H04R2307/00Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/023Diaphragms comprising ceramic-like materials, e.g. pure ceramic, glass, boride, nitride, carbide, mica and carbon materials
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    • H04R2307/025Diaphragms comprising polymeric materials
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    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2400/00Loudspeakers
    • H04R2400/11Aspects regarding the frame of loudspeaker transducers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R31/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor

Definitions

  • the present invention relates to a laminate for forming a piezoelectric speaker, and more specifically, by sticking an adhesive surface to a support in a state where a peeling layer is removed, a part of itself is used as a piezoelectric speaker or a part thereof. It relates to what can be fixed.
  • a speaker using a piezoelectric film (hereinafter sometimes referred to as a piezoelectric speaker) may be adopted as a speaker for acoustic equipment or for silencing.
  • Piezoelectric speakers have the advantage of being small and light in volume.
  • Patent Document 1 describes an example of a piezoelectric speaker. Specifically, Patent Document 1 describes that a piezoelectric speaker is attached to a wooden board as a support with an adhesive.
  • An object of the present invention is to provide an article which is convenient and whose characteristics are not easily restricted by a support, for forming a piezoelectric speaker that can be used by bonding, by alleviating or eliminating these problems.
  • the present invention A piezoelectric film, an adhesive surface, an intervening layer which is a porous material layer and / or a resin layer disposed between the piezoelectric film and the adhesive surface, and a release layer bonded to the adhesive surface;
  • the pressure-sensitive adhesive surface is disposed such that at least a part of the piezoelectric film overlaps the pressure-sensitive adhesive surface when the piezoelectric film is observed in plan view,
  • the piezoelectric speaker and the intervening layer can be fixed to the support as the piezoelectric speaker or the part thereof by attaching the adhesive surface to the support in a state where the release layer is removed.
  • the present invention provides a laminate.
  • the above-described laminate for forming a piezoelectric speaker is configured such that the piezoelectric film and the intervening layer can be fixed to the support as a piezoelectric speaker or a part thereof by removing the peeling layer and attaching the adhesive surface to the support There is.
  • the work of removing the peeling layer and sticking the adhesive surface to the support is less burdensome for the worker.
  • the intervening layer is disposed between the piezoelectric film and the adhesive surface.
  • the intervening layer is disposed between the piezoelectric film and the support when the adhesive surface is attached to the support.
  • the intervening layer is a porous layer and / or a resin layer. The arrangement and the material of such an intervening layer are suitable for preventing the low frequency side sound in the audible range from becoming difficult to output from the piezoelectric speaker due to the support.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view in a cross section parallel to the thickness direction of a laminate for forming a piezoelectric speaker.
  • FIG. 2 is a top view when the laminate for forming a piezoelectric speaker is observed from the side opposite to the peeling layer.
  • FIG. 3 is a view for explaining a structure in which a piezoelectric speaker is fixed on a support.
  • FIG. 4 is a view showing a wound body of a laminate for forming a piezoelectric speaker.
  • FIG. 5 is a view showing a laminate for forming a piezoelectric speaker according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration for measuring a sample.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration for measuring a sample.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration for measuring a sample.
  • FIG. 8 is a block diagram of an output system.
  • FIG. 9 is a block diagram of an evaluation system.
  • FIG. 10A is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 10B is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the degree of restraint of the intervening layer and the frequency at which sound begins to be emitted.
  • FIG. 12 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure levels of the sample of the third embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure levels of the sample of the fourth embodiment.
  • FIG. 10A is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 10B is a table showing evaluation results of samples.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the degree of restraint of the intervening layer and
  • FIG. 16 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the fifth example.
  • FIG. 17 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure levels of the sample of the sixth embodiment.
  • FIG. 18 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the seventh example.
  • FIG. 19 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 8.
  • FIG. 20 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 9.
  • FIG. 21 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of the tenth embodiment.
  • FIG. 22 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 11.
  • FIG. 23 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 12.
  • FIG. 24 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 13.
  • FIG. 25 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Example 14.
  • FIG. 26 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure levels of the samples of Example 15.
  • FIG. 27 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure levels of the samples of Example 16.
  • FIG. 28 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure levels of the samples of Example 17.
  • FIG. 29 is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level of the sample of Reference Example 1.
  • FIG. 30 is a graph showing the frequency characteristic of the sound pressure level of background noise.
  • FIG. 31 is a view for explaining a support structure of the piezoelectric film.
  • the laminate for forming a piezoelectric speaker according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the laminate 10 for forming a piezoelectric speaker includes a piezoelectric film 35, an adhesive surface 17, an intervening layer 40, and a peeling layer 20.
  • the laminate 10 further includes an adhesive layer 51, and the adhesive surface 17 is formed of the surface (main surface) of the adhesive layer 51.
  • the laminate 10 further includes an adhesive layer or adhesive layer 52 (hereinafter, may simply be referred to as the adhesive layer 52).
  • the piezoelectric film 35 includes a piezoelectric body 30, an electrode 61, and an electrode 62.
  • the peeling layer 20, the adhesive layer 51, the intervening layer 40, the adhesive layer 52, and the piezoelectric film 35 are laminated in this order.
  • the adhesive layer 51 may be referred to as a first adhesive layer 51
  • the adhesive layer 52 may be referred to as a second adhesive layer 52
  • the electrode 61 may be referred to as a first electrode 61
  • the electrode 62 may be referred to as a second electrode 62.
  • the piezoelectric body 30 has a film shape.
  • the piezoelectric body 30 vibrates when a voltage is applied.
  • a ceramic film, a resin film or the like can be used.
  • materials of the piezoelectric body 30 which is a ceramic film include polyvinylidene fluoride and polylactic acid.
  • the material of the piezoelectric body 30 which is a resin film may be a polyolefin such as polyethylene or polypropylene. Further, the piezoelectric body 30 may be a non-porous body or a porous body.
  • the thickness of the piezoelectric body 30 is, for example, in the range of 10 ⁇ m to 300 ⁇ m, and may be in the range of 30 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 are in contact with the piezoelectric body 30 so as to sandwich the piezoelectric body 30.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 have a film shape.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 are respectively connected to lead wires (not shown).
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 may be formed on the piezoelectric body 30 by vapor deposition, plating, sputtering or the like.
  • a metal foil can also be used as the first electrode 61 and the second electrode 62.
  • the metal foil can be attached to the piezoelectric body 30 by a double-sided tape, an adhesive, an adhesive or the like.
  • Examples of the material of the first electrode 61 and the second electrode 62 include metals, and specific examples include gold, platinum, silver, copper, palladium, chromium, molybdenum, iron, bell, aluminum, nickel and the like. Examples of the material of the first electrode 61 and the second electrode 62 also include carbon, a conductive polymer, and the like. As a material of the 1st electrode 61 and the 2nd electrode 62, these alloys are also mentioned.
  • the first electrode 61 and the second electrode 62 may contain a glass component or the like.
  • each of the first electrode 61 and the second electrode 62 is, for example, in the range of 10 nm to 150 ⁇ m, and may be in the range of 20 nm to 100 ⁇ m.
  • the first electrode 61 covers the entire one main surface of the piezoelectric body 30. However, the first electrode 61 may cover only a part of the one main surface of the piezoelectric body 30.
  • the second electrode 62 covers the entire other main surface of the piezoelectric body 30. However, the second electrode 62 may cover only a part of the other main surface of the piezoelectric body 30.
  • the intervening layer 40 is disposed between the piezoelectric film 35 and the adhesive surface 17.
  • the intervening layer 40 is disposed between the piezoelectric film 35 and the first adhesive layer 51.
  • the intervening layer 40 may be a layer other than the adhesive layer and the adhesive layer, and may be an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the intervening layer 40 is a porous layer and / or a resin layer.
  • the resin layer is a concept including a rubber layer and an elastomer layer, and thus the intervening layer 40 which is a resin layer may be a rubber layer or an elastomer layer.
  • intervening layer 40 which is a resin layer, an ethylene propylene rubber layer, a butyl rubber layer, a nitrile rubber layer, a natural rubber layer, a styrene butadiene rubber layer, a silicone layer, a urethane layer, an acrylic resin layer etc. are mentioned.
  • a foam layer etc. are mentioned as an intervening layer 40 which is a porous body layer.
  • the intervening layer 40 which is a porous body layer and a resin layer
  • an ethylene propylene rubber foam layer, a butyl rubber foam layer, a nitrile rubber foam layer, a natural rubber foam layer, a styrene butadiene rubber foam layer, A silicone foam layer, a urethane foam layer, etc. are mentioned.
  • An acrylic resin layer etc. are mentioned as the intervening layer 40 which is not a porous body layer but is a resin layer.
  • a metal porous layer and the like can be mentioned.
  • the resin layer refers to a layer containing a resin, which may contain 30% or more of a resin, 45% or more of a resin, 60% or more of a resin, 80 It refers to a layer that may contain% or more.
  • the intervening layer 40 may be a blend layer of two or more materials.
  • Elastic modulus of the intervening layer 40 is, for example, 10000N / m 2 ⁇ 20000000N / m 2, may be a 20000N / m 2 ⁇ 100000N / m 2.
  • the pore diameter of the intervening layer 40 which is a porous layer is 0.1 mm to 7.0 mm, and may be 0.3 mm to 5.0 mm. In another example, the pore diameter of the intervening layer 40 which is a porous layer is, for example, 0.1 mm to 2.5 mm, and may be 0.2 mm to 1.5 mm, or 0.3 mm to 0.7 mm. May be The porosity of the intervening layer 40 which is a porous body layer is, for example, 70% to 99%, and may be 80% to 99%, or may be 90% to 95%.
  • the intervening layer 40 which is a foam layer may have an open cell structure, may have a closed cell structure, or may have a semi-closed cell structure.
  • An open cell structure refers to a structure in which the open cell rate is 100%.
  • the closed cell structure refers to a structure having an open cell rate of 0%.
  • Semi-independent semi-open cell structure refers to a structure in which the open cell rate is greater than 0% and less than 100%.
  • the “volume of water absorbed” is the mass of water replaced by air in the foam layer bubbles after the foam layer is submerged in water and left under a reduced pressure of ⁇ 750 mmHg for 3 minutes. It can be obtained by measuring the density of water as 1.0 g / cm 3 and converting it to volume.
  • the expansion ratio (density ratio before and after expansion) of the intervening layer 40 which is a foam layer is, for example, 5 to 40 times, and may be 10 to 40 times.
  • the thickness of the intervening layer 40 in the non-compressed state is, for example, in the range of 0.1 mm to 30 mm, may be in the range of 1 mm to 30 mm, may be in the range of 1.5 mm to 30 mm, and 2 mm to 25 mm. It may be in the range of Typically, in the uncompressed state, the intervening layer 40 is thicker than the piezoelectric film 35. In the non-compressed state, the ratio of the thickness of the intervening layer 40 to the thickness of the piezoelectric film 35 is, for example, 3 times or more, 10 times or more, or 30 times or more. Also, typically, in the uncompressed state, the intervening layer 40 is thicker than the first adhesive layer 51.
  • the first adhesive layer 51 forms an adhesive surface 17 by its surface.
  • the first adhesive layer 51 (adhesive surface 17) is disposed between the release layer 20 and the intervening layer 40. Specifically, the first adhesive layer 51 is bonded to the peeling layer 20 and the intervening layer 40.
  • the first adhesive layer 51 may, for example, be a double-sided tape having a substrate and an adhesive applied on both sides of the substrate.
  • a base material of the double-sided tape used as the 1st adhesion layer 51 a nonwoven fabric etc. are mentioned.
  • the adhesive etc. which contain an acrylic resin are mentioned.
  • the first adhesive layer 51 may be a layer of an adhesive having no base material.
  • the thickness of the first adhesive layer 51 is, for example, 0.01 mm to 1.0 mm, and may be 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the second adhesive layer 52 is disposed between the intervening layer 40 and the piezoelectric film 35. Specifically, the second adhesive layer 52 is bonded to the intervening layer 40 and the piezoelectric film 35.
  • the second adhesive layer 52 may, for example, be a double-sided tape having a substrate and an adhesive applied on both sides of the substrate.
  • a base material of the double-sided tape used as the 2nd adhesion layer 52 a nonwoven fabric etc. are mentioned.
  • an adhesive of the double-sided tape used as the 2nd adhesive layer 52 the adhesive etc. which contain an acrylic resin are mentioned.
  • the second adhesive layer 52 may be a layer of an adhesive having no base material.
  • the thickness of the second adhesive layer 52 is, for example, 0.01 mm to 1.0 mm, and may be 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the piezoelectric film 35 is integrated with the layer on the adhesive surface 17 side by contacting the adhesive surface or the adhesive surface with the piezoelectric film 35.
  • the adhesive surface or the adhesive surface is a surface formed by the surface of the second adhesive layer or the adhesive layer 52.
  • the release layer 20 is bonded to the adhesive surface 17.
  • the peeling layer 20 is bonded to the first adhesive layer 51.
  • the release layer 20 covers the entire main surface of the first adhesive layer 51 on the release layer 20 side.
  • the peeling layer 20 what has a film and the peeling agent apply
  • a film of the peeling layer 20 paper, a resin film, etc. are mentioned.
  • the release agent for the release layer 20 may, for example, be a polymer having a long chain alkyl group, a compound or polymer containing a fluorine atom, or a silicone-based polymer.
  • the piezoelectric film 35 and the intervening layer 40 can be used as a piezoelectric speaker or a part thereof It is possible to fix at 80. Such affixing work is less burdensome for workers.
  • the support 80 has a flat surface, the piezoelectric speaker is fixed on the flat surface, and the piezoelectric film 35 spreads in a flat shape. This aspect is advantageous from the viewpoint of bringing the sound wave emitted from the piezoelectric film 35 closer to a plane wave.
  • the piezoelectric speaker may be fixed on the curved surface.
  • the area of the surface of the support 80 facing the adhesive surface 17 is equal to or larger than the area of the adhesive surface 17.
  • the area of the former is, for example, 1.0 times or more, 1.5 times or more, or 5 times or more of the area of the latter.
  • the support 80 has greater stiffness (the product of Young's modulus and second moment of area), greater Young's modulus, and / or greater thickness.
  • the support 80 may have the same rigidity, Young's modulus and / or thickness as the intervening layer 40, and may have rigidity, Young's modulus and / or thickness smaller than that of the intervening layer 40. Good.
  • the Young's modulus of the support 80 is, for example, 1 GPa or more, may be 10 GPa or more, and may be 50 GPa or more.
  • the upper limit of the Young's modulus of the support 80 is not particularly limited, and is, for example, 1000 GPa. Since various articles can be used as the support 80, it is difficult to define the thickness range, but the thickness of the support 80 is, for example, 0.1 mm or more and 1 mm or more. It may be 10 mm or more, or 50 mm or more.
  • the upper limit of the thickness of the support 80 is not particularly limited, and is, for example, 1 m.
  • the position and / or shape of the support 80 is fixed independently of the piezoelectric speaker 10.
  • the support 80 is produced assuming that it does not bend.
  • the support 80 may have a plate-like portion and a base portion protruding from the plate-like portion in the thickness direction.
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, and the base portion may function as a piezoelectric speaker.
  • This is an example of a form which fixes the piezoelectric film 35 and the intervening layer 40 to the support body 80 as a part of piezoelectric speaker.
  • the material of the plate-like portion and the material of the base portion are the same or different may be considered.
  • the piezoelectric speaker fixed to the support 80 can be used as a speaker for sound as well as a speaker for muffling.
  • the laminate 10 for forming a piezoelectric speaker according to the present embodiment will be further described.
  • the intervening layer 40 is disposed between the piezoelectric film 35 and the support 80.
  • the intervening layer 40 is a porous layer and / or a resin layer. Such arrangement and material of the intervening layer 40 are suitable for preventing the low frequency side sound in the audible range from coming out of the piezoelectric speaker due to the support 80.
  • the piezoelectric film 35 Although it is necessary to wait for further study of the details of the action, by appropriately restraining one of the main surfaces of the piezoelectric film 35 by the intervening layer 40, the piezoelectric film 35 generates a low frequency sound in the audible range. It may be easier. Taking this into consideration, when the piezoelectric film 35 is observed in a plan view, the intervening layer 40 can be disposed in a region of 25% or more of the area of the piezoelectric film 35.
  • the intervening layer 40 may be disposed in a region of 50% or more of the area of the piezoelectric film 35, and in the region of 75% or more of the area of the piezoelectric film 35
  • the layer 40 may be disposed, and the intervening layer 40 may be disposed in the entire area of the piezoelectric film 35.
  • 50% or more of the main surface 15 on the opposite side to the peeling layer 20 in the laminate 10 for forming a piezoelectric speaker can be constituted by the piezoelectric film 35. 75% or more of the main surface 15 may be configured by the piezoelectric film 35, and the entire main surface 15 may be configured by the piezoelectric film 35.
  • the separation of the piezoelectric film 35 and the intervening layer 40 is prevented by the second adhesive layer 52.
  • the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 are disposed in a region of 25% or more of the area of the piezoelectric film 35 Can be
  • the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 may be disposed in a region of 50% or more of the area of the piezoelectric film 35.
  • the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 may be disposed in the% or more region, and the second adhesive layer 52 and the intervening layer 40 may be disposed in the entire region of the piezoelectric film 35.
  • the ratio of the region in which the intervening layer 40 is disposed is not a microscopic point of view considering pores derived from the porous structure, but a more macroscopic point of view It is defined from
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40 which is a porous body, and the second adhesive layer 52 are plate-like bodies having a common outline in plan view, the second adhesive layer in the region 100% of the area of the piezoelectric film 35 It is expressed that 52 and the intervening layer 40 are arrange
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 is 5 ⁇ 10 9 N / m 3 or less.
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 is, for example, 1 ⁇ 10 4 N / m 3 or more.
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 is preferably 5 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, more preferably 2 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, and still more preferably 1 ⁇ 10 5 to 5 ⁇ 10 7 N / M 3
  • the degree of restraint (N / m 3 ) of the intervening layer 40 is obtained by multiplying the product of the elastic modulus (N / m 2 ) of the intervening layer 40 and the surface filling rate of the intervening layer 40 as the following equation It is a value obtained by dividing by the thickness (m) of 40.
  • the degree of restraint can be considered as a parameter representing the degree of restraint of the piezoelectric film 35 by the intervening layer 40. It is represented by the above equation that the degree of restraint increases as the elastic modulus of the intervening layer 40 increases. It is expressed by the above equation that the degree of restraint increases as the surface filling rate of the intervening layer 40 increases. It is expressed by the above equation that the degree of restraint increases as the thickness of the intervening layer 40 decreases.
  • the relationship between the degree of restraint of the intervening layer 40 and the sound generated from the piezoelectric film 35 needs to be further studied, but if the degree of restraint is excessively large, it is necessary to produce a low frequency sound.
  • the deformation of the piezoelectric film 35 may be hindered.
  • the degree of restraint is excessively small, the piezoelectric film 35 does not deform sufficiently in its thickness direction, but expands and contracts only in its in-plane direction (direction perpendicular to the thickness direction). There is a possibility that the generation of sound is obstructed.
  • the degree of restraint of the intervening layer 40 in an appropriate range, expansion and contraction in the in-plane direction of the piezoelectric film 35 is appropriately converted to deformation in the thickness direction, and the piezoelectric film 35 bends as a whole as a whole. It can be considered that the sound of the side is easily generated.
  • a layer different from the intervening layer 40 may be present between the piezoelectric film 35 and the adhesive surface 17.
  • the different layer is, for example, the second adhesive layer 52.
  • the support 80 may have a greater degree of restraint. Even in this case, the sound of the low frequency side may be generated from the piezoelectric film 35 by the contribution of the intervening layer 40.
  • the support 80 may have the same degree of restraint as the intervening layer 40, or may have a degree of restraint smaller than that of the intervening layer 40.
  • the degree of restraint (N / m 3 ) of the support 80 refers to the product of the elastic modulus (N / m 2 ) of the support 80 and the surface filling factor of the support 80 as the thickness (m) of the support 80 It is a value obtained by dividing by.
  • the surface filling factor of the support 80 is the filling factor (value obtained by subtracting the porosity from 1) of the main surface of the support 80 on the piezoelectric film 35 side.
  • the adhesive surface 17 is disposed such that at least a part of the piezoelectric film 35 overlaps the first adhesive layer 51 when the piezoelectric film 35 is observed in a plan view. From the viewpoint of stably fixing the piezoelectric speaker to the support 80, the adhesive surface 17 is disposed in the area of 50% or more of the area of the piezoelectric film 35 when the piezoelectric film 35 is observed in plan view. be able to. When the piezoelectric film 35 is observed in a plan view, the adhesive surface 17 may be disposed in an area of 75% or more of the area of the piezoelectric film 35, and the adhesive surface 17 is disposed in the entire area of the piezoelectric film 35 You may
  • adjacent layers present between the piezoelectric film 35 and the adhesive surface 17 are bonded.
  • “between the piezoelectric film 35 and the adhesive surface 17” includes the piezoelectric film 35 and the adhesive surface 17.
  • the first adhesive layer 51 and the intervening layer 40 are joined, the intervening layer 40 and the second adhesive layer 52 are joined, and the second adhesive layer 52 and the piezoelectric film 35 are joined. . Therefore, the piezoelectric film 35 can be stably disposed regardless of the mounting posture to the support 80, and furthermore, the mounting to the support 80 is easy. Furthermore, due to the contribution of the intervening layer 40, sound is emitted from the piezoelectric film 35 regardless of the mounting posture.
  • layers adjacent to each other are joined means that layers adjacent to each other are wholly or partially joined. In the illustrated example, layers adjacent to each other are joined in a predetermined region which extends along the thickness direction of the piezoelectric film 35 and passes through the piezoelectric film 35, the intervening layer 40 and the adhesive surface 17 in this order.
  • each of the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, and the peeling layer 20 has a substantially constant thickness. This is often advantageous from various points of view such as storage of the piezoelectric speaker forming laminate 10, usability, control of the sound emitted from the piezoelectric film 35, and the like.
  • the laminate 10 has the shape of a strip and has the form of a wound body 90 wound in the longitudinal direction of the strip (in FIG. 4, the laminate 10 is the core material) (A part of the laminate 10 is pulled out from the wound body 90).
  • the laminate 10 has the shape of a strip and has the form of a wound body 90 wound in the longitudinal direction of the strip (in FIG. 4, the laminate 10 is the core material) (A part of the laminate 10 is pulled out from the wound body 90).
  • Such a configuration can be easily realized by the substantially constant thickness as described above.
  • the thickness is substantially constant indicates, for example, that the minimum value of the thickness is 70% or more and 100% or less of the maximum value.
  • the minimum value of the thickness of each of the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, and the peeling layer 20 may be 85% or more and 100% or less of the maximum value.
  • the piezoelectric body 30 of the piezoelectric film 35 is a resin film
  • the intervening layer 40 is a resin layer which does not function as a piezoelectric film. This is advantageous from the viewpoint of cutting the laminate for forming a piezoelectric speaker 10 with scissors, a human hand or the like without causing a crack in the piezoelectric body 30 or the intervening layer 40. Also, in this case, even if the laminate 10 is bent, it is difficult for a crack to occur in the piezoelectric body 30 or the intervening layer 40. This is advantageous when constructing the wound body as described above.
  • the piezoelectric body 30 is a resin film and the intervening layer 40 is a resin layer is advantageous from the viewpoint of forming a piezoelectric speaker on a curved surface without causing a crack in the piezoelectric body 30 or the intervening layer 40.
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, the first adhesive layer 51, and the second adhesive layer 52 have an undivided, non-framed plate-like shape and have an outline in plan view Are in agreement. However, some or all of them may have a frame shape, some or all of them may be divided into a plurality, or their outlines may be deviated.
  • the piezoelectric film 35, the intervening layer 40, the 1st adhesion layer 51, and the 2nd adhesion layer 52 are rectangles which have a transversal direction and a longitudinal direction by planar view. However, they may be square, circular, oval or the like.
  • the laminate for forming a piezoelectric speaker may include layers other than the layers shown in FIG.
  • the laminate 110 for forming a piezoelectric speaker according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the following, descriptions of parts similar to those of the first embodiment may be omitted.
  • the piezoelectric speaker forming laminate 110 includes the piezoelectric film 35, the adhesive surface 117, the intervening layer 140, and the peeling layer 20.
  • the intervening layer 140 is disposed between the piezoelectric film 35 and the adhesive surface 117 (here, “in between” includes the adhesive surface 117. The same applies to the first embodiment).
  • the intervening layer 140 is an adhesive layer, and the adhesive surface 117 is formed by the surface (main surface) of the intervening layer 140.
  • the peeling layer 20, the intervening layer 140, and the piezoelectric film 35 are laminated in this order.
  • the intervening layer 140 is a porous layer and / or a resin layer.
  • an adhesive containing an acrylic resin can be used.
  • another pressure-sensitive adhesive may be used, for example, a pressure-sensitive adhesive containing rubber, silicone or urethane.
  • the intervening layer 140 may be a blend layer of two or more materials.
  • Elastic modulus of the intervening layer 140 is, for example, 10000N / m 2 ⁇ 20000000N / m 2, may be a 20000N / m 2 ⁇ 100000N / m 2.
  • the thickness of the intervening layer 140 in the non-compressed state is, for example, in the range of 0.1 mm to 30 mm, may be in the range of 1 mm to 30 mm, may be in the range of 1.5 mm to 30 mm, and 2 mm to 25 mm. It may be in the range of Typically, in the uncompressed state, the intervening layer 140 is thicker than the piezoelectric film 35. In the non-compressed state, the ratio of the thickness of the intervening layer 140 to the thickness of the piezoelectric film 35 is, for example, 3 times or more, 10 times or more, or 30 times or more.
  • the degree of restraint of the intervening layer 140 is 5 ⁇ 10 9 N / m 3 or less.
  • the degree of restraint of the intervening layer 140 is, for example, 1 ⁇ 10 4 N / m 3 or more.
  • the degree of restraint of the intervening layer 140 is preferably 5 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, more preferably 2 ⁇ 10 8 N / m 3 or less, and still more preferably 1 ⁇ 10 5 to 5 ⁇ 10 7 N / M 3
  • the definition of the degree of restraint is as described above.
  • the piezoelectric film 35 is integrated with the layer on the side of the adhesive surface 117 by bringing the adhesive surface or the adhesive surface into contact with the piezoelectric film 35.
  • the adhesive surface or the adhesive surface is a surface formed by the intervening layer 140.
  • the piezoelectric film 35 and the intervening layer 140 are fixed to the support 80 as a piezoelectric speaker or a part thereof by sticking the adhesive surface 117 to the support 80 of FIG. 3 with the release layer 20 removed. It is possible.
  • Example 1 Peeling layer 20 is removed from a laminate in which peeling layer 20, first adhesive layer 51, intervening layer 40, second adhesive layer 52, and piezoelectric film 35 are laminated in this order, and support fixed by first adhesive layer 51 It stuck on the body 80. Thereby, the structure shown in FIG. 3 was produced. Specifically, a stainless steel flat plate (SUS flat plate) having a thickness of 5 mm was used as the support 80. As the first adhesive layer 51, an adhesive sheet (double-sided tape) having a thickness of 0.16 mm was used, in which both surfaces of the non-woven fabric were impregnated with an acrylic adhesive.
  • SUS flat plate stainless steel flat plate
  • an adhesive sheet double-sided tape
  • the intervening layer 40 a closed-cell foam of 3 mm thickness was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber and butyl rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times.
  • an adhesive sheet double-sided tape
  • the base material is a non-woven fabric and an adhesive containing a solventless acrylic resin is applied on both sides of the base material.
  • the piezoelectric film 35 a polyvinylidene fluoride film (total thickness 33 ⁇ m) in which copper electrodes (including nickel) were vapor-deposited on both sides was used.
  • the first adhesive layer 51, the intervening layer 40, the second adhesive layer 52, and the piezoelectric film 35 of Example 1 have dimensions of 37.5 mm in length ⁇ 37.5 mm in width in plan view, and the outline is in plan view. It has an overlapping non-divided and non-framed plate-like shape (the same applies to the examples and reference examples described later).
  • the support 80 has dimensions of 50 mm long ⁇ 50 mm wide in a plan view, and entirely covers the first adhesive layer 51.
  • Example 2 As the intervening layer 40, a foam having a thickness of 3 mm and a semi-closed semi-open cell type in which a mixture containing ethylene propylene rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times was used. The foam contains sulfur. A sample of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 3 In Example 3, a foam having a thickness of 5 mm and having the same material and the same structure as the intervening layer 40 of Example 2 was used as the intervening layer 40. A sample of Example 3 was made in the same manner as Example 2 except for the above.
  • Example 4 In Example 4, a foam having a thickness of 10 mm and having the same material and structure as the intervening layer 40 of Example 2 was used as the intervening layer 40. A sample of Example 4 was produced in the same manner as Example 2 except for the above.
  • Example 5 In Example 5, as the intervening layer 40, a 20 mm thick foam made of the same material and having the same structure as the intervening layer 40 of Example 2 was used. A sample of Example 5 was produced in the same manner as Example 2 except for the above.
  • Example 6 As the intervening layer 40, a 20-mm thick semi-separable semi-open cell foam was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber was foamed at a foaming ratio of about 10 times. This foam does not contain sulfur and is softer than the foam used as the intervening layer 40 of Examples 2-5. A sample of Example 6 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 7 As the intervening layer 40, a 20-mm thick semi-separable semi-open cell foam was used, in which a mixture containing ethylene propylene rubber was foamed at a foaming ratio of about 20 times. A sample of Example 7 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 8 As the intervening layer 40, a metal porous body was used.
  • the metal porous body is made of nickel, has a pore diameter of 0.9 mm, and a thickness of 2.0 mm.
  • the second adhesive layer 52 the same adhesive layer as the first adhesive layer 51 of Example 1 was used.
  • a sample of Example 8 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Example 9 The first adhesive layer 51 and the second adhesive layer 52 of Example 1 were omitted, and only the intervening layer 140 was interposed between the piezoelectric film 35 and the support 80.
  • the intervening layer 140 a substrate-less pressure-sensitive adhesive sheet of 3 mm in thickness made of an acrylic pressure-sensitive adhesive was used. Except for this, in the same manner as in Example 1, a sample of Example 9 having a configuration in which the release layer 20 was peeled from the laminate 110 of FIG. 5 was attached to the support 80 of FIG. 3 was produced.
  • Example 10 As the intervening layer 40, the same intervening layer as the intervening layer 140 of Example 9 was used. A sample of Example 10 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 11 As the intervening layer 40, a urethane foam having a thickness of 5 mm was used. A sample of Example 11 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 12 As the intervening layer 40, a urethane foam with a thickness of 10 mm was used. This urethane foam has a smaller pore size than the urethane foam used as the intervening layer 40 of Example 11. A sample of Example 12 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 13 As the intervening layer 40, a 5 mm thick, closed-cell, acrylonitrile-butadiene rubber foam was used. A sample of Example 13 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 14 As the intervening layer 40, a closed-cell ethylene-propylene rubber foam with a thickness of 5 mm was used. A sample of Example 14 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 15 As the intervening layer 40, a 5 mm-thick, closed-cell foam of a blend of natural rubber and styrene butadiene rubber was used. A sample of Example 15 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 16 As the intervening layer 40, a 5 mm thick, closed-cell silicone foam was used. A sample of Example 16 was made in the same manner as Example 8 except for the above.
  • Example 17 As the intervening layer 40, a 10 mm thick foam made of the same material and having the same structure as the intervening layer 40 of Example 1 was used. As the second adhesive layer 52, the same adhesive sheet as in Example 1 was used. As the piezoelectric body 30 of the piezoelectric film 35, a resin sheet mainly composed of 35 ⁇ m thick corn-derived polylactic acid was used. The first electrode 61 and the second electrode 62 of the piezoelectric film 35 are aluminum films each having a thickness of 0.1 ⁇ m, and are formed by vapor deposition. Thus, a piezoelectric film 35 having a total thickness of 35.2 ⁇ m was obtained. A sample of Example 17 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.
  • Reference Example 1 The piezoelectric film 35 of Example 1 was used as a sample of Reference Example 1. In Reference Example 1, the sample was placed on a table parallel to the ground without adhesion.
  • ⁇ Pore diameter of intervening layer> A magnified image of the intervening layer was obtained by a microscope. The average value of the hole diameter of the intervening layer was determined by image analysis of this magnified image. The average value determined was taken as the hole diameter of the intervening layer.
  • ⁇ Porosity of intervening layer> A rectangular parallelepiped piece was cut out of the intervening layer. The apparent density was determined from the volume and mass of the cut pieces. The apparent density was divided by the density of the matrix (solid body) forming the intervening layer. Thus, the filling rate was calculated. Furthermore, the filling rate was subtracted from one. Thereby, the porosity was obtained.
  • the configuration for measuring the sample of Example 9 is shown in FIG.
  • the configuration of FIG. 7 does not have the first adhesive layer 51 and the second adhesive layer 52 of FIG. There is an intervening layer 140 in the configuration of FIG.
  • the configuration for measuring the sample of Reference Example 1 is similar to FIGS. 6 and 7. Specifically, according to FIG. 6 and FIG. 7, conductive copper foil tapes 70 were attached to the corner portions of both surfaces of the piezoelectric film 35, and a copy clip 75 was attached to these tapes 70. The assembly thus obtained was placed unbonded on a table parallel to the ground.
  • FIG. 8 shows an output system
  • FIG. 9 shows an evaluation system

Abstract

圧電スピーカー形成用積層体(10)は、圧電フィルム(35)と、粘着面(17)と、圧電フィルム(35)と粘着面(17)との間に配置された多孔体層及び/又は樹脂層である介在層(40)と、粘着面(17)に接合した剥離層(20)と、を備えている。圧電フィルム(35)を平面視で観察したときに、圧電フィルム(35)の少なくとも一部が粘着面(17)と重複するように粘着面(17)が配置されている。剥離層(20)を除去した状態で粘着面(17)を支持体(80)に貼り付けることにより、圧電フィルム(35)及び介在層(40)を圧電スピーカー又はその一部として支持体(80)に固定することが可能である。

Description

圧電スピーカー形成用積層体
 本発明は、圧電スピーカー形成用積層体に関し、具体的には、剥離層を除去した状態で粘着面を支持体に貼り付けることにより、自身の一部を圧電スピーカー又はその一部として支持体に固定可能であるものに関する。
 近年、音響機器用又は消音用のスピーカーとして、圧電フィルムを用いたスピーカー(以下、圧電スピーカーと称することがある)が採用されることがある。圧電スピーカーには、体積が小さくて軽いという利点がある。
 特許文献1には、圧電スピーカーの一例が記載されている。具体的には、特許文献1には、支持体である木製ボードに接着剤によって圧電スピーカーを貼り付けることが記載されている。
特開平6-236189号公報 特開2016-122187号公報
 圧電スピーカーを支持体に貼り付ける場合、圧電スピーカー又は支持体に接着剤を塗布し、その後接着剤を介して圧電スピーカーを支持体に貼り付けるという作業を行うことが考えられる。しかし、そのような作業は、作業者の負担となる。
 また、圧電フィルムを支持体に貼り付ける場合、支持体によっては、可聴音域における低周波側の音が出難くなることがある。
 本発明は、これらの問題点を緩和又は解消することにより、貼り付けて使える圧電スピーカーを形成するための、便利でその特性が支持体に制約され難い物品を提供することを目的とする。
 本発明は、
 圧電フィルムと、粘着面と、前記圧電フィルムと前記粘着面との間に配置された多孔体層及び/又は樹脂層である介在層と、前記粘着面に接合した剥離層と、を備え、
 前記圧電フィルムを平面視で観察したときに、前記圧電フィルムの少なくとも一部が前記粘着面と重複するように前記粘着面が配置され、
 前記剥離層を除去した状態で前記粘着面を支持体に貼り付けることにより、前記圧電フィルム及び前記介在層を圧電スピーカー又はその一部として前記支持体に固定することが可能である、圧電スピーカー形成用積層体を提供する。
 上記の圧電スピーカー形成用積層体は、剥離層を除去して粘着面を支持体に貼り付けることにより、圧電フィルム及び介在層を圧電スピーカー又はその一部として支持体に固定できるように構成されている。剥離層を除去して粘着面を支持体に貼り付けるという作業は、作業者にとって負担が少ない。
 また、上記の圧電スピーカー形成用積層体では、介在層は、圧電フィルムと粘着面との間に配置されている。このため、介在層は、粘着面を支持体に貼り付けたとき、圧電フィルムと支持体との間に配置される。さらに、介在層は、多孔体層及び/又は樹脂層である。このような介在層の配置及び材質は、支持体が原因で可聴音域における低周波側の音が圧電スピーカーから出難くなるのを防止するのに適している。
 以上の理由で、本発明によれば、貼り付けて使える圧電スピーカーというコンセプトを具現化でき、便利でその特性が支持体に制約され難い圧電スピーカー形成用積層体を提供できる。
図1は、圧電スピーカー形成用積層体の厚さ方向に平行な断面における断面図である。 図2は、圧電スピーカー形成用積層体を剥離層とは反対側から観察したときの上面図である。 図3は、支持体上に圧電スピーカーが固定された構造を説明するための図である。 図4は、圧電スピーカー形成用積層体の巻回体を示す図である。 図5は、別の実施形態に係る圧電スピーカー形成用積層体を示す図である。 図6は、サンプルを測定するための構成を説明するための図である。 図7は、サンプルを測定するための構成を説明するための図である。 図8は、出力系のブロック図である。 図9は、評価系のブロック図である。 図10Aは、サンプルの評価結果を示す表である。 図10Bは、サンプルの評価結果を示す表である。 図11は、介在層の拘束度と音が出始める周波数との関係を示すグラフである。 図12は、実施例1のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図13は、実施例2のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図14は、実施例3のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図15は、実施例4のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図16は、実施例5のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図17は、実施例6のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図18は、実施例7のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図19は、実施例8のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図20は、実施例9のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図21は、実施例10のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図22は、実施例11のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図23は、実施例12のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図24は、実施例13のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図25は、実施例14のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図26は、実施例15のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図27は、実施例16のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図28は、実施例17のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図29は、参考例1のサンプルの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図30は、暗騒音の音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。 図31は、圧電フィルムの支持構造を説明するための図である。
 以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明するが、以下は本発明の実施形態の例示に過ぎず、本発明を制限する趣旨ではない。
[第1実施形態]
 図1及び図2を用いて、第1実施形態に係る圧電スピーカー形成用積層体を説明する。圧電スピーカー形成用積層体10は、圧電フィルム35と、粘着面17と、介在層40と、剥離層20と、を備えている。また、積層体10は、粘着層51を備えており、粘着面17は、粘着層51の表面(主面)により形成されている。積層体10は、粘着層又は接着層52(以下、単に粘着層52と称することがある)をさらに備えている。圧電フィルム35は、圧電体30と、電極61と、電極62と、を含んでいる。剥離層20と、粘着層51と、介在層40と、粘着層52と、圧電フィルム35とは、この順に積層されている。
 以下では、粘着層51を第1粘着層51と称し、粘着層52を第2粘着層52と称し、電極61を第1電極61と称し、電極62を第2電極62と称することがある。
 圧電体30は、フィルム形状を有している。圧電体30は、電圧が印加されることによって振動する。圧電体30として、セラミックフィルム、樹脂フィルム等を用いることができる。セラミックフィルムである圧電体30の材料としては、ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、Bi層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物、チタン酸バリウムとビスマスフェライトとの固溶体等が挙げられる。樹脂フィルムである圧電体30の材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸等が挙げられる。樹脂フィルムである圧電体30の材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンであってもよい。また、圧電体30は、無孔体であってもよく、多孔体であってもよい。
 圧電体30の厚さは、例えば10μm~300μmの範囲にあり、30μm~110μmの範囲にあってもよい。
 第1電極61及び第2電極62は、圧電体30を挟むように圧電体30に接している。第1電極61及び第2電極62は、フィルム形状を有している。第1電極61及び第2電極62は、それぞれ、図示しないリード線に接続されている。第1電極61及び第2電極62は、蒸着、めっき、スパッタリング等により圧電体30上に形成され得る。第1電極61及び第2電極62として、金属箔を用いることもできる。金属箔は、両面テープ、粘着剤、接着剤等によって圧電体30に貼り付け可能である。第1電極61及び第2電極62の材料としては、金属が挙げられ、具体的には、金、白金、銀、銅、パラジウム、クロム、モリブデン、鉄、鈴、アルミニウム、ニッケル等が挙げられる。第1電極61及び第2電極62の材料として、炭素、導電性高分子等も挙げられる。第1電極61及び第2電極62の材料として、これらの合金も挙げられる。第1電極61及び第2電極62は、ガラス成分等を含んでいてもよい。
 第1電極61及び第2電極62の厚さは、それぞれ、例えば10nm~150μmの範囲にあり、20nm~100μmの範囲にあってもよい。
 図1及び図2の例では、第1電極61は、圧電体30の一方の主面全体を覆っている。ただし、第1電極61は、圧電体30の該一方の主面の一部のみを覆っていてもよい。第2電極62は、圧電体30の他方の主面全体を覆っている。ただし、第2電極62は、圧電体30の該他方の主面の一部のみを覆っていてもよい。
 介在層40は、圧電フィルム35と粘着面17との間に配置されている。本実施形態では、介在層40は、圧電フィルム35と第1粘着層51との間に配置されている。介在層40は、接着層及び粘着層以外の層であってもよく、接着層又は粘着層であってもよい。介在層40は、多孔体層及び/又は樹脂層である。ここで、樹脂層はゴム層及びエラストマ層を含む概念であり、従って樹脂層である介在層40はゴム層又はエラストマ層であってもよい。樹脂層である介在層40としては、エチレンプロピレンゴム層、ブチルゴム層、ニトリルゴム層、天然ゴム層、スチレンブタジエンゴム層、シリコーン層、ウレタン層、アクリル樹脂層等が挙げられる。多孔体層である介在層40としては、発泡体層等が挙げられる。具体的には、多孔体層及び樹脂層である介在層40としては、エチレンプロピレンゴム発泡体層、ブチルゴム発泡体層、ニトリルゴム発泡体層、天然ゴム発泡体層、スチレンブタジエンゴム発泡体層、シリコーン発泡体層、ウレタン発泡体層等が挙げられる。多孔体層ではないが樹脂層である介在層40としては、アクリル樹脂層等が挙げられる。樹脂層ではないが多孔体層である介在層40としては、金属の多孔体層等が挙げられる。ここで、樹脂層は、樹脂を含む層を指し、樹脂を30%以上含んでいてもよく、樹脂を45%以上含んでいてもよく、樹脂を60%以上含んでいてもよく、樹脂を80%以上含んでいてもよい層を指す。ゴム層、エラストマ層、エチレンプロピレンゴム層、ブチルゴム層、ニトリルゴム層、天然ゴム層、スチレンブタジエンゴム層、シリコーン層、ウレタン層、アクリル樹脂層、金属層、樹脂フィルム、セラミックフィルム等についても同様である。介在層40は、2種類以上の材料のブレンド層であってもよい。
 介在層40の弾性率は、例えば10000N/m2~20000000N/m2であり、20000N/m2~100000N/m2であってもよい。
 一例では、多孔体層である介在層40の孔径は、0.1mm~7.0mmであり、0.3mm~5.0mmであってもよい。別の例では、多孔体層である介在層40の孔径は、例えば0.1mm~2.5mmであり、0.2mm~1.5mmであってもよく、0.3mm~0.7mmであってもよい。多孔体層である介在層40の空孔率は、例えば70%~99%であり、80%~99%であってもよく、90%~95%であってもよい。
 発泡体層である介在層40として、公知の発泡体を利用できる(例えば、特許文献2の発泡体を利用できる)。発泡体層である介在層40は、連続気泡構造を有していてもよく、独立気泡構造を有していてもよく、半独立半連続気泡構造を有していてもよい。連続気泡構造は、連続気泡率が100%である構造を指す。独立気泡構造は、連続気泡率が0%である構造を指す。半独立半連続気泡構造は、連続気泡率が0%よりも大きく100%よりも小さい構造を指す。ここで、連続気泡率は、例えば、発泡体層を水中に沈める試験を行い、式:連続気泡率(%)={(吸水した水の体積)/(気泡部分体積)}×100を用いて計算することができる。一具体例では、「吸水した水の体積」は、発泡体層を水中に沈めて-750mmHgの減圧下で3分間放置した後に、発泡体層の気泡中の空気と置換された水の質量を測り、水の密度を1.0g/cm3として体積に換算することで得られるものである。「気泡部分体積」は、式:気泡部分体積(cm3)={(発泡体層の質量)/(発泡体層の見かけ密度)}-{(発泡体層の質量)/(材料密度)}を用いて計算される値である。「材料密度」は、発泡体層を形成する母材(中実体)の密度である。
 発泡体層である介在層40の発泡倍率(発泡前後の密度比)は、例えば5~40倍であり、10~40倍であってもよい。
 非圧縮状態における介在層40の厚さは、例えば0.1mm~30mmの範囲にあり、1mm~30mmの範囲にあってもよく、1.5mm~30mmの範囲にあってもよく、2mm~25mmの範囲にあってもよい。典型的には、非圧縮状態において、介在層40は、圧電フィルム35よりも厚い。非圧縮状態において、圧電フィルム35の厚さに対する介在層40の厚さの比率は、例えば3倍以上であり、10倍以上であってもよく、30倍以上であってもよい。また、典型的には、非圧縮状態において、介在層40は、第1粘着層51よりも厚い。
 第1粘着層51は、その表面により粘着面17を形成している。第1粘着層51は(粘着面17は)、剥離層20と介在層40との間に配置されている。具体的には、第1粘着層51は、剥離層20と介在層40とに接合している。第1粘着層51としては、基材と、基材の両面に塗布された粘着剤とを有する両面テープが挙げられる。第1粘着層51として用いられる両面テープの基材としては、不織布等が挙げられる。第1粘着層51として用いられる両面テープの粘着剤としては、アクリル樹脂を含む粘着剤等が挙げられる。ただし、第1粘着層51は、基材を有さない粘着剤の層であってもよい。
 第1粘着層51の厚さは、例えば0.01mm~1.0mmであり、0.05mm~0.5mmであってもよい。
 第2粘着層52は、介在層40と圧電フィルム35との間に配置されている。具体的には、第2粘着層52は、介在層40と圧電フィルム35とに接合している。第2粘着層52としては、基材と、基材の両面に塗布された粘着剤とを有する両面テープが挙げられる。第2粘着層52として用いられる両面テープの基材としては、不織布等が挙げられる。第2粘着層52として用いられる両面テープの粘着剤としては、アクリル樹脂を含む粘着剤等が挙げられる。ただし、第2粘着層52は、基材を有さない粘着剤の層であってもよい。
 第2粘着層52の厚さは、例えば0.01mm~1.0mmであり、0.05mm~0.5mmであってもよい。
 本実施形態では、圧電フィルム35に接着面又は粘着面が接触することによって、圧電フィルム35が粘着面17側の層と一体化されている。具体的には、本実施形態では、当該接着面又は粘着面は、第2粘着層又は接着層52の表面により形成された面である。
 剥離層20は、粘着面17に接合している。この例では、剥離層20は、第1粘着層51に接合している。典型的には、剥離層20は、第1粘着層51における剥離層20側の主面全体を覆っている。剥離層20としては、フィルムと、該フィルムの第1粘着層51側の主面に塗布された剥離剤とを有するものが挙げられる。剥離層20のフィルムとしては、紙、樹脂フィルム等が挙げられる。剥離層20の剥離剤としては、長鎖アルキル基を有するポリマー、フッ素原子を含む化合物又はポリマー、シリコーン系のポリマー等が挙げられる。
 図1及び図3から理解されるように、剥離層20を除去した状態で粘着面17を支持体80に貼り付けることにより、圧電フィルム35及び介在層40を圧電スピーカー又はその一部として支持体80に固定することが可能である。このような貼付作業は、作業者にとって負担が少ない。
 この固定状態で、電圧が、リード線を介して、圧電フィルム35に印加される。これにより、圧電フィルム35が振動し、圧電フィルム35から音が出る。図3の例では、支持体80が平面を有し、その平面上に圧電スピーカーが固定されており、圧電フィルム35が平面状に拡がっている。この態様は、圧電フィルム35から放射される音波を平面波に近づける観点から有利である。ただし、支持体80が湾曲面を有している場合には、その湾曲面上に圧電スピーカーを固定してもよい。
 典型的には、支持体80における粘着面17に対向する面の面積は、粘着面17の面積以上である。前者の面積は、後者の面積の、例えば1.0倍以上であり、1.5倍以上であってもよく、5倍以上であってもよい。典型的には、介在層40に比べ、支持体80は、大きい剛性(ヤング率と断面2次モーメントの積)、大きいヤング率及び/又は大きい厚さを有する。ただし、支持体80は、介在層40と同じ剛性、ヤング率及び/又は厚さを有していてもよく、介在層40よりも小さい剛性、ヤング率及び/又は厚さを有していてもよい。支持体80のヤング率は、例えば1GPa以上であり、10GPa以上であってもよく、50GPa以上であってもよい。支持体80のヤング率の上限は特に限定されないが、例えば1000GPaである。支持体80として種々の物品を利用可能であるため、その厚さの範囲を規定するのは困難であるが、支持体80の厚さは、例えば0.1mm以上であり、1mm以上であってもよく、10mm以上であってもよく、50mm以上であってもよい。支持体80の厚さの上限は特に限定されないが、例えば1mである。典型的には、支持体80の位置及び/又は形状は、圧電スピーカー10によらず固定されている。典型的には、支持体80は、屈曲させないことを想定して作製されたものである。
 なお、支持体80が、板状部と、当該板状部からその厚さ方向に突出した土台部と、を有している場合もあり得る。そのような場合、剥離層20を除去した状態で粘着面17を土台部に貼り付けると、圧電フィルム35、介在層40及び土台部が、圧電スピーカーとして機能することがあり得る。これは、圧電フィルム35及び介在層40を、圧電スピーカーの一部として支持体80に固定する形態の一例である。なお、板状部の材質と土台部の材質が同一の場合も異なる場合も考えられる。
 支持体80に固定された圧電スピーカーは、音響用のスピーカーとしても、消音用のスピーカーとしても利用可能である。
 本実施形態に係る圧電スピーカー形成用積層体10について、さらに説明する。
 図3に示すように、介在層40は、第1粘着層51を支持体80に貼り付けたとき、圧電フィルム35と支持体80との間に配置される。また、介在層40は、多孔体層及び/又は樹脂層である。このような介在層40の配置及び材質は、支持体80が原因で可聴音域における低周波側の音が圧電スピーカーから出なくなることを防止するのに適している。
 作用の詳細については今後の検討を待つ必要があるが、圧電フィルム35の片方の主面を介在層40によって適度に拘束することにより、圧電フィルム35から可聴音域における低周波側の音が発生し易くなっている可能性がある。これを考慮すると、圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の面積の25%以上の領域において介在層40が配置されるようにすることができる。圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の面積の50%以上の領域において介在層40が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム35の面積の75%以上の領域において介在層40が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム35の全領域において介在層40が配置されるようにしてもよい。また、圧電スピーカー形成用積層体10における剥離層20とは反対側の主面15の50%以上を圧電フィルム35によって構成することができる。主面15の75%以上を圧電フィルム35によって構成してもよく、主面15全体を圧電フィルム35によって構成してもよい。
 本実施形態では、第2粘着層52によって、圧電フィルム35と介在層40との分離が防止されている。上記の「適度な拘束」の観点からは、圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の面積の25%以上の領域において第2粘着層52及び介在層40が配置されるようにすることができる。圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の面積の50%以上の領域において第2粘着層52及び介在層40が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム35の面積の75%以上の領域において第2粘着層52及び介在層40が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム35の全領域において第2粘着層52及び介在層40が配置されるようにしてもよい。
 ここで、介在層40が多孔体である場合、介在層40が配置される領域の比率は、その多孔質構造に由来する細孔を考慮した微視的な観点ではなく、より巨視的な観点から規定されるものである。例えば、圧電フィルム35、多孔体である介在層40及び第2粘着層52が平面視で共通の輪郭を有する板状体である場合、圧電フィルム35の面積の100%の領域において第2粘着層52及び介在層40が配置されていると表現される。
 本実施形態では、介在層40の拘束度は、5×109N/m3以下である。介在層40の拘束度は、例えば、1×104N/m3以上である。介在層40の拘束度は、好ましくは5×108N/m3以下であり、より好ましくは2×108N/m3以下であり、さらに好ましくは1×105~5×107N/m3である。ここで、介在層40の拘束度(N/m3)は、以下の式のように、介在層40の弾性率(N/m2)と介在層40の表面充填率との積を介在層40の厚さ(m)で割ることによって得られる値である。介在層40の表面充填率は、介在層40における圧電フィルム35側の主面の充填率(1から空孔率を引いた値)である。介在層40の孔が均等に分布している場合、表面充填率は、介在層40の3次元的な充填率に等しいとみなすことができる。
  拘束度(N/m3)=弾性率(N/m2)×表面充填率÷厚さ(m)
 拘束度は、介在層40による圧電フィルム35の拘束の程度を表すパラメータと考えることができる。介在層40の弾性率が大きいほど拘束の程度が大きくなることが、上記の式で表されている。介在層40の表面充填率が大きいほど拘束の程度が大きくなることが、上記の式で表されている。介在層40の厚さが小さいほど拘束の程度が大きくなることが、上記の式で表されている。介在層40の拘束度と圧電フィルム35から発生する音との関係については今後の検討を待つ必要があるが、拘束度が過度に大きい場合には、低周波側の音を出すのに必要な圧電フィルム35の変形が妨げられている可能性がある。逆に、拘束度が過度に小さい場合には、圧電フィルム35がその厚さ方向に十分に変形せず、その面内方向(厚さ方向に垂直な方向)のみに伸縮し、低周波側の音の発生が妨げられている可能性がある。介在層40の拘束度を適度な範囲に設定することによって、圧電フィルム35の面内方向の伸縮が厚さ方向の変形に適度に変換され、圧電フィルム35が全体として適切に屈曲し、低周波側の音が発生し易くなっていると考えることができる。
 上述の説明から理解されるように、圧電フィルム35と粘着面17との間に、介在層40とは異なる層があってもよい。当該異なる層は、例えば、第2粘着層52である。
 介在層40に比べ、支持体80は、大きい拘束度を有していてもよい。この場合であっても、介在層40の寄与により、圧電フィルム35から低周波側の音が発生し得る。ただし、支持体80は、介在層40と同じ拘束度を有していてもよく、介在層40よりも小さい拘束度を有していてもよい。ここで、支持体80の拘束度(N/m3)は、支持体80の弾性率(N/m2)と支持体80の表面充填率との積を支持体80の厚さ(m)で割ることによって得られる値である。支持体80の表面充填率は、支持体80における圧電フィルム35側の主面の充填率(1から空孔率を引いた値)である。
 圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の少なくとも一部が第1粘着層51と重複するように、粘着面17が配置されている。圧電スピーカーを支持体80に安定して固定する観点からは、圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の面積の50%以上の領域において粘着面17が配置されるようにすることができる。圧電フィルム35を平面視で観察したときに、圧電フィルム35の面積の75%以上の領域において粘着面17が配置されるようにしてもよく、圧電フィルム35の全領域において粘着面17が配置されるようにしてもよい。
 本実施形態では、圧電フィルム35と粘着面17との間に存在する互いに隣接する層は接合されている。ここで、「圧電フィルム35と粘着面17との間」は、圧電フィルム35及び粘着面17を含む。具体的には、第1粘着層51と介在層40は接合されており、介在層40と第2粘着層52は接合されており、第2粘着層52と圧電フィルム35とは接合されている。このため、支持体80への取付姿勢によらず、圧電フィルム35を安定して配置でき、しかも支持体80への取付が容易である。さらに、介在層40の寄与により、取付姿勢によらず、圧電フィルム35から音が出る。従って、本実施形態では、これらが相俟って、使い勝手がよい圧電スピーカーが実現される。なお、「互いに隣接する層は接合されている」は、互いに隣接する層が全体的又は部分的に接合されていることを意味する。図示の例では、圧電フィルム35の厚さ方向に沿って延び圧電フィルム35、介在層40及び粘着面17をこの順に通る所定領域において、互いに隣接する層が接合されている。
 本実施形態では、圧電フィルム35、介在層40及び剥離層20は、それぞれ、厚さが実質的に一定である。このことは、圧電スピーカー形成用積層体10の保管、使い勝手、圧電フィルム35から出る音の制御等の種々の観点から有利である場合が多い。図4に示す一具体例では、積層体10が、帯状体の形状を有し、帯状体の長手方向に巻き込まれた巻回体90の形態を有する(図4では、積層体10が芯材95の回りに巻き回されており、積層体10の一部が巻回体90から引き出されている)。このような形態は、上記のように厚さが実質的に一定であることにより実現が容易となる。なお、「厚さが実質的に一定」は、例えば、厚さの最小値が最大値の70%以上100%以下であることを指す。圧電フィルム35、介在層40及び剥離層20は、それぞれ、厚さの最小値が最大値の85%以上100%以下であってもよい。
 ところで、樹脂は、セラミック等に比べ、クラックが発生し難い材料である。一具体例では、圧電フィルム35の圧電体30は樹脂フィルムであり、介在層40は圧電フィルムとしては機能しない樹脂層である。このようにすることは、圧電体30又は介在層40でクラックを生じさせることなく圧電スピーカー形成用積層体10をハサミ、人の手等で切断する観点から有利である。また、このようにすれば、積層体10を曲げても圧電体30又は介在層40でクラックが生じ難くなる。このことは、上記のような巻回体を構成する場合に有利である。また、圧電体30が樹脂フィルムであり介在層40が樹脂層であることは、圧電体30又は介在層40でクラックを生じさせることなく湾曲面上に圧電スピーカーを構成する観点から有利である。
 図1及び図3の例では、圧電フィルム35、介在層40、第1粘着層51及び第2粘着層52は、非分割かつ非枠状の板状形状を有しており、平面視で輪郭が一致している。ただし、これらの一部又は全部が枠状形状を有していたり、これらの一部又は全部が複数に分割されていたり、これらの輪郭がずれていたりしても構わない。
 図1及び図3の例では、圧電フィルム35、介在層40、第1粘着層51及び第2粘着層52は、平面視で短手方向及び長手方向を有する長方形である。ただし、これらは、正方形、円形、楕円形等であってもよい。
 また、圧電スピーカー形成用積層体は、図1に示す層以外の層を含んでいてもよい。
[第2実施形態]
 以下、図5を用いて第2実施形態に係る圧電スピーカー形成用積層体110を説明する。以下では、第1実施形態と同様の部分については、説明を省略することがある。
 圧電スピーカー形成用積層体110は、圧電フィルム35と、粘着面117と、介在層140と、剥離層20と、を備えている。介在層140は、圧電フィルム35と粘着面117との間(ここで、「間」は粘着面117を含む。第1実施形態についても同様である)に配置されている。具体的には、介在層140は、粘着層であり、粘着面117は、介在層140の表面(主面)により形成されている。剥離層20と、介在層140と、圧電フィルム35とは、この順に積層されている。
 介在層140は、多孔体層及び/又は樹脂層である。介在層140として、アクリル樹脂を含む粘着剤を用いることができる。介在層140として、他の粘着剤、例えば、ゴム、シリコーン又はウレタンを含む粘着剤を用いてもよい。介在層140は、2種類以上の材料のブレンド層であってもよい。
 介在層140の弾性率は、例えば10000N/m2~20000000N/m2であり、20000N/m2~100000N/m2であってもよい。
 非圧縮状態における介在層140の厚さは、例えば0.1mm~30mmの範囲にあり、1mm~30mmの範囲にあってもよく、1.5mm~30mmの範囲にあってもよく、2mm~25mmの範囲にあってもよい。典型的には、非圧縮状態において、介在層140は、圧電フィルム35よりも厚い。非圧縮状態において、圧電フィルム35の厚さに対する介在層140の厚さの比率は、例えば3倍以上であり、10倍以上であってもよく、30倍以上であってもよい。
 本実施形態では、介在層140の拘束度は、5×109N/m3以下である。介在層140の拘束度は、例えば、1×104N/m3以上である。介在層140の拘束度は、好ましくは5×108N/m3以下であり、より好ましくは2×108N/m3以下であり、さらに好ましくは1×105~5×107N/m3である。拘束度の定義は、先に説明した通りである。
 本実施形態では、圧電フィルム35に接着面又は粘着面が接触することによって、圧電フィルム35が粘着面117側の層と一体化されている。具体的には、本実施形態では、当該接着面又は粘着面は、介在層140により形成された面である。
 積層体110についても、剥離層20を除去した状態で粘着面117を図3の支持体80に貼り付けることにより、圧電フィルム35及び介在層140を圧電スピーカー又はその一部として支持体80に固定することが可能である。
 実施例により、本発明を詳細に説明する。ただし、以下の実施例は、本発明の一例を示すものであり、本発明は以下の実施例に限定されない。
(実施例1)
 剥離層20、第1粘着層51、介在層40、第2粘着層52及び圧電フィルム35がこの順に積層された積層体から剥離層20を除去し、第1粘着層51によって、固定された支持体80に貼り付けた。これにより、図3に示す構造を作製した。具体的には、支持体80として、厚さ5mmのステンレス平板(SUS平板)を用いた。第1粘着層51として、不織布の両面にアクリル系粘着剤を含侵させた、厚み0.16mmの粘着シート(両面テープ)を用いた。介在層40として、エチレンプロピレンゴムとブチルゴムとを含む混和物を約10倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ3mmで独立気泡型の発泡体を用いた。第2粘着層52として、基材が不織布でありその基材の両面に無溶剤型のアクリル樹脂を含む粘着剤が塗布された、厚さ0.15mmの粘着シート(両面テープ)を用いた。圧電フィルム35として、両面に銅電極(ニッケルを含む)が蒸着されたポリフッ化ビニリデンフィルム(総厚み33μm)を用いた。実施例1の第1粘着層51、介在層40、第2粘着層52及び圧電フィルム35は、平面視で縦37.5mm×横37.5mmの寸法を有しており、平面視で輪郭が重複した非分割かつ非枠状の板状形状を有している(後述の実施例及び参考例でも同様である)。支持体80は、平面視で縦50mm×横50mmの寸法を有しており、第1粘着層51を全体的に覆っている。このようにして、図3に示す構成を有する実施例1のサンプルを作製した。
(実施例2)
 介在層40として、エチレンプロピレンゴムを含む混和物を約10倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ3mmで半独立半連続気泡型の発泡体を用いた。この発泡体は、硫黄を含むものである。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例2のサンプルを作製した。
(実施例3)
 実施例3では、介在層40として、実施例2の介在層40と同一材料かつ同一構造の、厚さ5mmの発泡体を用いた。それ以外は、実施例2と同様にして、実施例3のサンプルを作製した。
(実施例4)
 実施例4では、介在層40として、実施例2の介在層40と同一材料かつ同一構造の、厚さ10mmの発泡体を用いた。それ以外は、実施例2と同様にして、実施例4のサンプルを作製した。
(実施例5)
 実施例5では、介在層40として、実施例2の介在層40と同一材料かつ同一構造の、厚さ20mmの発泡体を用いた。それ以外は、実施例2と同様にして、実施例5のサンプルを作製した。
(実施例6)
 介在層40として、エチレンプロピレンゴムを含む混和物を約10倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ20mmで半独立半連続気泡型の発泡体を用いた。この発泡体は、硫黄を含まないものであり、実施例2~5の介在層40として用いた発泡体に比べて柔軟である。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例6のサンプルを作製した。
(実施例7)
 介在層40として、エチレンプロピレンゴムを含む混和物を約20倍の発泡倍率で発泡させた、厚さ20mmで半独立半連続気泡型の発泡体を用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例7のサンプルを作製した。
(実施例8)
 介在層40として、金属多孔体を用いた。この金属多孔体は、材料がニッケルであり、孔径が0.9mmであり、厚みが2.0mmのものである。第2粘着層52として、実施例1の第1粘着層51と同じ粘着層を用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例8のサンプルを作製した。
(実施例9)
 実施例1の第1粘着層51及び第2粘着層52を省略し、圧電フィルム35と支持体80との間に介在層140のみを介在させた。介在層140として、アクリル系粘着剤によって構成された、厚さ3mmの基材レス粘着シートを用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、図5の積層体110から剥離層20を剥がしたものを図3の支持体80に取り付けた構成を有する、実施例9のサンプルを作製した。
(実施例10)
 介在層40として、実施例9の介在層140と同じ介在層を用いた。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例10のサンプルを作製した。
(実施例11)
 介在層40として、厚さ5mmのウレタンフォームを用いた。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例11のサンプルを作製した。
(実施例12)
 介在層40として、厚さ10mmのウレタンフォームを用いた。このウレタンフォームは、実施例11の介在層40として用いたウレタンフォームに比べて孔径が小さいものである。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例12のサンプルを作製した。
 (実施例13)
 介在層40として、厚さ5mmで独立気泡型のアクリルニトリルブタジエンゴムの発泡体を用いた。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例13のサンプルを作製した。
 (実施例14)
 介在層40として、厚さ5mmで独立気泡型のエチレンプロピレンゴムの発泡体を用いた。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例14のサンプルを作製した。
 (実施例15)
 介在層40として、天然ゴムとスチレンブタジエンゴムとがブレンドされた厚さ5mmで独立気泡型の発泡体を用いた。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例15のサンプルを作製した。
 (実施例16)
 介在層40として、厚さ5mmで独立気泡型のシリコーンの発泡体を用いた。それ以外は、実施例8と同様にして、実施例16のサンプルを作製した。
 (実施例17)
 介在層40として、実施例1の介在層40と同一材料かつ同一構造の、厚さ10mmの発泡体を用いた。第2粘着層52として、実施例1と同じ粘着シートを用いた。圧電フィルム35の圧電体30として、厚さ35μmのトウモロコシ由来のポリ乳酸を主原料とした樹脂シートを用いた。圧電フィルム35の第1電極61及び第2電極62は、それぞれ、厚さ0.1μmのアルミニウム膜であり、蒸着によって形成した。こうして、総厚みが35.2μmの圧電フィルム35を得た。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例17のサンプルを作製した。
(参考例1)
 実施例1の圧電フィルム35を、参考例1のサンプルとした。参考例1では、地面に平行な台上に、接着せずにサンプルを置いた。
 実施例及び参考例に係るサンプルの評価方法は、以下の通りである。
<介在層の厚さ(非圧縮状態)>
 介在層の厚さは、厚みゲージを用いて測定した。
<介在層の弾性率>
 介在層から、小片を切り出した。切り出した小片に対して、引張試験機(TA Instruments社製「RSA-G2」)を用いて、常温で圧縮試験を行った。これにより、応力-ひずみ曲線を得た。応力-ひずみ曲線の初期傾きから、弾性率を算出した。
<介在層の孔径>
 顕微鏡により、介在層の拡大画像を得た。この拡大画像を画像解析することにより、介在層の孔径の平均値を求めた。求めた平均値を、介在層の孔径とした。
<介在層の空孔率>
 介在層から直方体の小片を切り出した。切り出した小片の体積及び質量から見かけの密度を求めた。見かけの密度を、介在層を形成する母材(中実体)の密度で除した。これにより、充填率を算出した。さらに1から充填率を差し引いた。これにより、空孔率を得た。
<介在層の表面充填率>
 実施例2~16については、上述の充填率を表面充填率とした。実施例1及び17では、介在層は表面スキン層を有しているため、表面充填率は100%とした。
<サンプルの音圧レベルの周波数特性>
 実施例1~8及び10~17のサンプルを測定するための構成を、図6に示す。圧電フィルム35の両面の角部に、厚さ70μmであり縦5mm×横70mmである導電性銅箔テープ70(3M社製のCU-35C)を取り付けた。また、これらの導電性銅箔テープ70のそれぞれに、みのむしクリップ75を取り付けた。導電性銅箔テープ70及びみのむしクリップ75は、圧電フィルム35に交流電圧を印加するための電気経路の一部を構成する。
 実施例9のサンプルを測定するための構成を、図7に示す。図7の構成には、図6の第1粘着層51及び第2粘着層52がない。図7の構成には、介在層140がある。
 参考例1のサンプルを測定するための構成は、図6及び図7に倣ったものである。具体的には、図6及び図7に倣って、圧電フィルム35の両面の角部に導電性銅箔テープ70を取り付け、これらのテープ70にみのむしクリップ75を取り付けた。こうして得られたアセンブリを、地面に平行な台上に接着せずに置いた。
 図8及び9に、サンプルの音響特性を測定するためのブロック図を示す。具体的に、図8は出力系を示し、図9は評価系を示す。
 図8に示す出力系では、音声出力用パーソナルコンピュータ(以下、パーソナルコンピュータをPCと簡略化して記載することがある)401と、オーディオインターフェース402と、スピーカーアンプ403と、サンプル404(実施例及び参考例の圧電スピーカ)と、をこの順に接続した。スピーカーアンプ403からサンプル404への出力を確認できるように、スピーカーアンプ403をオシロスコープ405にも接続した。
 音声出力用PC401には、WaveGeneがインストールされている。WaveGeneは、テスト用音声信号を発生させるためのフリーソフトである。オーディオインターフェース402として、ローランド株式会社製のQUAD-CAPTUREを用いた。オーディオインターフェース402のサンプリング周波数は、192kHzとした。スピーカーアンプ403として、オンキヨー株式会社製のA-924を用いた。オシロスコープ405として、テクトロニクス社製のDPO2024を用いた。
 図9に示す評価系では、マイクロホン501と、音響評価装置(PULSE)502と、音響評価用PC503と、をこの順に接続した。
 マイクロホン501として、B&K社製のType4939-C-002を用いた。マイクロホン501は、サンプル404から1m離れた位置に配置した。音響評価装置502として、B&K社製のType3052-A-030を用いた。
 このように出力系及び評価系を構成し、音声出力用PC401からオーディオインターフェース402及びスピーカーアンプ403を介してサンプル404に交流電圧を印加した。具体的には、音声出力用PC401を用いて、20秒間で周波数が100Hzから100kHzまでスイープするテスト用音声信号を発生させた。この際、スピーカーアンプ403から出力される電圧を、オシロスコープ405により確認した。また、サンプル404から発生した音を、評価系で評価した。このようにして、音圧周波数特性測定試験を行った。
 出力系及び評価系の設定の詳細は、以下の通りである。
[出力系の設定]
・周波数範囲:100Hz~100kHz
・スイープ時間:20秒
・実効電圧:10V
・出力波形:サイン波
[評価系の設定]
・測定時間:22秒
・ピークホールド
・測定範囲:4Hz~102.4kHz
・ライン数:6400
<音が出始める周波数の判断>
 暗騒音よりも3dB以上音圧レベルが大きい周波数域(音圧レベルが暗騒音+3dB以上に保たれる周波数範囲がピーク周波数(音圧レベルがピークとなる周波数)の±10%に満たないような急峻なピーク部を除く)の下端を、音が出始める周波数と判断した。
 実施例1~17及び参考例1の評価結果を、図10A~図29に示す。図30に、暗騒音の音圧レベルの周波数特性を示す。なお、図11において、E1~E17は実施例1~17に対応する。
[圧電フィルムの支持構造と振動の自由度]
 図3に戻って本発明による圧電スピーカーの支持構造の一例を参照する。圧電スピーカー10では、圧電フィルム35の全面が粘着層51、52及び介在層40を介して支持体80に固定されている。
 圧電フィルム35の振動が支持体80により阻害されないようにするためには、圧電フィルム35の一部を支持して支持体80から離間させることも考えられる。この設計思想に基づく支持構造を図31に例示する。図31に示した仮想的な圧電スピーカー108では、枠体88が支持体80から離れた位置で圧電フィルム35の周縁部を支持している。
 予め一方に湾曲させて湾曲の向きが固定された圧電フィルムからは十分な音量を確保しやすい。このため、例えば圧電スピーカー108において、圧電フィルム35、枠体88及び支持体80に囲まれた空間48に上面が凸面となった厚みが一定でない介在物を配置し、圧電フィルム35の中央部を上方に押し上げておくことが考えられる。しかし、このような介在物は、圧電フィルム35の振動を阻害することがないように圧電フィルム35と接合されることがない。したがって、空間48に介在物を配置したとしても、圧電フィルム35をその振動を規定する態様で支持しているのは枠体88のみである。
 上述のとおり、図31に示す圧電スピーカー108では、圧電フィルム35の局部的な支持構造が採用されている。これに対し、図3に示したように、圧電スピーカー10では圧電フィルム35が特定の部分で支持されていない。意外なことに、圧電スピーカー10は、圧電フィルム35の全面が支持体80に固定されているにも関わらず、実用的な音響特性を示す。具体的には、圧電スピーカー10では、圧電フィルム35の周縁部までが上下に振動しうる。圧電フィルム35は、その全体が上下に振動することも可能である。したがって、圧電スピーカー108と比較すると、圧電スピーカー10はその振動の自由度が高く、良好な発音特性の実現には相対的に有利である。

Claims (9)

  1.  圧電フィルムと、粘着面と、前記圧電フィルムと前記粘着面との間に配置された多孔体層及び/又は樹脂層である介在層と、前記粘着面に接合した剥離層と、を備え、
     前記圧電フィルムを平面視で観察したときに、前記圧電フィルムの少なくとも一部が前記粘着面と重複するように前記粘着面が配置され、
     前記剥離層を除去した状態で前記粘着面を支持体に貼り付けることにより、前記圧電フィルム及び前記介在層を圧電スピーカー又はその一部として前記支持体に固定することが可能である、圧電スピーカー形成用積層体。
  2.  前記圧電フィルムを平面視で観察したときに、前記圧電フィルムの面積の50%以上の領域において前記粘着面が配置されている、請求項1に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  3.  前記圧電フィルム、前記介在層及び前記剥離層は、それぞれ、厚さが実質的に一定である、請求項1又は2に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  4.  帯状体の形状を有し、
     前記帯状体の長手方向に巻き込まれた巻回体の形態を有する、請求項3に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  5.  前記圧電フィルムの圧電体は、樹脂フィルムであり、
     前記介在層は、圧電フィルムとしては機能しない樹脂層である、請求項1~4のいずれか一項に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  6.  前記圧電スピーカー形成用積層体における前記剥離層とは反対側の主面の50%以上が、前記圧電フィルムによって構成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  7.  非圧縮状態における前記介在層の厚さは、0.1mm~30mmの範囲にある、請求項1~6のいずれか一項に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  8.  前記介在層は、エチレンプロピレンゴム発泡体層である、請求項1~7のいずれか一項に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
  9.  前記圧電フィルムと前記粘着面との間に存在する互いに隣接する層は接合されている、請求項1~8のいずれか一項に記載の圧電スピーカー形成用積層体。
     ここで、前記圧電フィルムと前記粘着面との間は、前記圧電フィルム及び前記粘着面を
    含む。
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