(57)【要約】    【課題】スピーカーなどの振動板を形成するのに適した発泡シートを提供することによってスピーカーに対する小形・軽量化の要望を満足させることを目的としている。    【解決手段】ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成されており、スピーカー又はマイクロフォンの振動板を形成すべく用いられる発泡シートであって、厚み：１ｍｍ以上、２ｍｍ以下、密度：０．２５ｇ／ｃｍ3以上、０．４５ｃｍ3以下、引張弾性率：１２０ＭＰａ以上、連続気泡率：１５％以下となるように形成されており、しかも、前記ポリプロピレン系樹脂が、１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下の溶融張力を有し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトマスフローレイトを有していることを特徴とする発泡シートを提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成されており、スピーカー又はマイクロフォンの振動板を形成すべく用いられる発泡シートであって、
厚み：１ｍｍ以上、２ｍｍ以下、密度：０．２５ｇ／ｃｍ3以上、０．４５ｃｍ3以下、引張弾性率：１２０ＭＰａ以上、連続気泡率：１５％以下となるように形成されており、しかも、前記ポリプロピレン系樹脂が、１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下の溶融張力を有し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトマスフローレイトを有していることを特徴とする発泡シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡シートに関し、より詳しくは、ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成され、スピーカー又はマイクロフォンの振動板を形成すべく用いられる発泡シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機やノートブック型パーソナルコンピュータといった小形電子機器を初めとして、各種の機器類に搭載されるスピーカーやマイクロフォンには小形・軽量化が求められている。
一般的に、スピーカーには、振動して音を発生させる振動板と、該振動板を振動させる機構とが備えられており、前記振動板としては、紙をコーン状に成形したコーン紙と呼ばれるものが広く用いられている。
また、逆にマイクロフォンにおいては音によって振動板を振動させ、該振動を電気信号に変換させる機構が採用されている。
これに対して、振動板をより振動させやすいものにして、該振動板を振動させる機構等の小型化を図ることがスピーカーやマイクロフォンの小形・軽量化を行う上で有効な手立てとなることからコーン紙に比べて弱い力で振動させることが可能な樹脂製の発泡シートで振動板を形成させることが検討されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成された発泡シートを振動板に用いることについて記載されている。
しかし、これまでにこのような発泡シートをスピーカーやマイクロフォンの振動板形成用のシートとして利用することに対して十分な検討がなされておらず、振動板形成用の発泡シートとして好適なるものが見出されてはいない。
【０００４】
すなわち、スピーカーやマイクロフォンにおいては、その振動板を形成させるのに適した発泡シートを得ることが容易な状況になっておらず、小形・軽量化に対する要望を満足させることが困難な状況となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−４１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、振動板を形成するのに適した発泡シートを提供し、ひいては、スピーカーやマイクロフォンに対する小形・軽量化の要望を満足させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明者が鋭意検討を行った結果、ポリプロピレン系樹脂組成物で形成された発泡シートの内、所定の特性を有するものが振動板の形成に好適であることを見出し本発明の完成に至った。
【０００８】
すなわち、発泡シートに係る本発明は、ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成されており、スピーカー又はマイクロフォンの振動板を形成すべく用いられる発泡シートであって、厚み：１ｍｍ以上、２ｍｍ以下、密度：０．２５ｇ／ｃｍ3以上、０．４５ｃｍ3以下、引張弾性率：１２０ＭＰａ以上、連続気泡率：１５％以下となるように形成されており、しかも、前記ポリプロピレン系樹脂が、１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下の溶融張力を有し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトマスフローレイトを有していることを特徴としている。
【０００９】
なお、本明細書における“溶融張力”とは、２３０℃において測定される値を意図しており、例えば、キャピラリーレオメータを用いて下記のようにして測定される値を意図している。
【００１０】
（溶融張力測定方法）
まず、垂直方向に配された内径１５ｍｍのシリンダー内に試料となるポリプロピレン系樹脂を収容させて、２３０℃の温度で５分間加熱して溶融させた後に、シリンダーの上部からピストンを挿入して、該ピストンで押出し速度が０．０７７３ｍｍ／ｓ（一定）となるようにしてシリンダーの下端に設けたキャピラリー（ダイ径：２．０９５ｍｍ、ダイ長さ：８ｍｍ、流入角度：９０度（コニカル））から溶融樹脂を紐状に押し出させ、この紐状物を、上記キャピラリーの下方に配置した張力検出プーリーに通過させた後、巻き取りロールを用いて巻き取らせる。
このときの巻取り初めの初速を４ｍｍ／ｓとし、その後の加速を１２ｍｍ／ｓ2として徐々に巻取り速度を速め、張力検出プーリーによって観察される張力が急激に低下した時の巻取り速度を“破断点速度”とし、この“破断点速度”が観察されるまでの最大張力を“溶融張力”として測定する。
【００１１】
さらに、本明細書における“メルトマスフローレイト”とは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０：１９９９に記載の方法（条件Ｍ：２３０℃、２．１６ｋｇ）によって測定される値を意図している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発泡シートは、上記のような特性を有しており、スピーカーの振動板を形成させるための素材として好適なものであり、スピーカーやマイクロフォンの小形・軽量化に有用なものであるといえる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の発泡シートは、ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成されており、厚み：１ｍｍ以上、２ｍｍ以下、密度：０．２５ｇ／ｃｍ3以上、０．４５ｃｍ3以下、引張弾性率：１２０ＭＰａ以上、連続気泡率：１５％以下となるように形成されていることが重要である。
また、ベースポリマーに用いられている前記ポリプロピレン系樹脂が、１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下の溶融張力を有し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトマスフローレイト（以下、「ＭＦＲ」ともいう）を有していることが重要である。
【００１４】
なお、本実施形態の発泡シートは、そのまま平板状の振動板として用いられる場合の他に、例えば、プレス成形、真空成形、圧空成形といったシート成形法によって成形加工することによって立体形状を付与させて振動板として用いられ得るものである。
そして、上記に規定する「厚み」、「密度」、「引張弾性率」及び「連続気泡率」については、振動板の形成に用いられる前の状態での値を規定するものである。
ただし、振動板として成形加工された後も「厚み」、「密度」、「引張弾性率」及び「連続気泡率」の値が上記範囲内であることが好ましい。
しかし、例えば、上記成形加工によって発泡シートに二次発泡や、部分的な圧縮を生じさせるような場合においてまでも、振動板の全ての箇所において「厚み」、「密度」、「引張弾性率」の値が上記範囲内に維持されている必要はない。
【００１５】
発泡シートの厚みは、ＪＩＳ  Ｋ７２４８：２００５に基づいて測定することができ、例えば、巾：１０ｃｍ×長さ：１０ｃｍの試料を用意し、この試料の数箇所（例えば、５箇所）においてダイヤルゲージによる測定を行って、その平均値を算出することで求めることができる。
発泡シートの厚みが、上記範囲内であることが重要であるのは、厚みが、上限値（２ｍｍ）を超える場合、振動板の剛性が強くなり過ぎたり質量が重くなり過ぎたりする結果良好なる振動性が得られなくなるおそれを有するためである。
一方で厚みが下限値（１ｍｍ）未満の場合には、振動板の剛性が不足するおそれを有し、良好なる振動性が得られなくなるおそれを有するためである。
【００１６】
また、発泡シートの密度（見掛け密度）については、ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５に基づいて測定することができ、例えば、巾：１０ｃｍ×長さ：１０ｃｍの試料を用意し、ＪＩＳ  Ｋ７２４８：２００５に基づいてこの試料の体積Ｖ（ｃｍ3）を測定するとともにこの試料の質量Ｗ（ｇ）を測定して求めることができる。
例えば、試料の巾、長さをノギスで正確に測定し、前記厚みとともに体積（Ｖ＝巾×長さ×厚み）を算出するとともに試料の質量（Ｗ）を測定し、下記式（１）を算出することで求めることができる。
密度（単位：ｇ／ｃｍ3）＝Ｗ／Ｖ      ・・・（１）
なお、発泡シートの密度が、上記範囲内であることが重要であるのは、密度が、上限値（０．４５ｇ／ｃｍ3）を超える場合、振動板が重くなり過ぎる結果良好なる振動性が得られなくなるおそれを有するためである。
一方で密度が下限値（０．２５ｇ／ｃｍ3）未満の場合には、振動板の剛性が不足するおそれを有し、良好なる振動性が得られなくなるおそれを有するためである。
【００１７】
また、発泡シートの引張弾性率については、ＪＩＳ  Ｋ６７６７−１９９９「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に準拠して求めることができる。
なお、発泡シートの引張弾性率が、上記のような値を有することが重要であるのは、引張弾性率が、下限値（１２０ＭＰａ）未満の場合には、振動板の剛性が不足するおそれを有し、良好なる振動性が得られなくなるおそれを有するためである。
なお、上限値は、特に定められるものではないが、発泡シートの引張弾性率は、通常、３００ＭＰａ以下である。
【００１８】
なお、後述するような押出し発泡で発泡シートを作製した場合、その押出し方向（ＭＤ方向）と、該押出し方向と直交する方向（ＴＤ方向）において上記引張弾性率の値を異ならせる場合があるが、本明細書において“引張弾性率”とは、ＭＤ方向とＴＤ方向との平均値を意図している。
【００１９】
さらに、発泡シートの連続気泡率については、ＪＩＳ  Ｋ７１３８：２００６に基づいて測定することができ、例えば、巾：１０ｃｍ×長さ：１０ｃｍの試料を用意し、先述のようにＪＩＳ  Ｋ７２４８：２００５に基づいてこの試料の体積Ｖ（ｃｍ3）を測定するとともに、例えば、東京サイエンス社製の空気比較式比重計を用いて非通気体積Ｖｉ（ｃｍ3）を測定し、下記式（２）より求めることができる。
連続気泡率（単位：容量％）＝（Ｖ−Ｖｉ）／Ｖ × １００    ・・・（２）
なお、発泡シートの連続気泡率が、上記のような値を有することが重要であるのは、発泡シートの連続気泡率が上限値（１５％）を超えた場合には、吸湿を生じやすく、使用環境で振動状態を変化させてしまうおそれを有するとともに、一般に連続気泡率が高くなると耐久性に劣る傾向が見られるためである。
【００２０】
次いで、このような発泡シートを形成させるための形成材料について説明する。
先にも述べたように、本実施形態の発泡シートは、ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとする樹脂組成物で形成されており、しかも、前記ポリプロピレン系樹脂が、１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下の溶融張力を有し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトマスフローレイトを有している。
【００２１】
このような溶融張力を示すポリプロピレン系樹脂としては、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（以下、「ＨＭＳ−ＰＰ」ともいう）として市販されているものの中から容易に見出しうる。
この高溶融張力ポリプロピレン樹脂（ＨＭＳ−ＰＰ）としては、例えば、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社から、商品名「ＷＢ１３０ＨＭＳ」、「ＷＢ１３５ＨＭＳ」、及び「ＷＢ１４０ＨＭＳ」、Ｂａｓｅｌｌ社から、商品名「Ｐｒｏ−ｆａｘ  Ｆ８１４」、日本ポリプロ社から、商品名「ＦＢ３３１２」、「ＦＢ５１００」、「ＦＢ７２００」、及び「ＦＢ９１００」として市販されているものが挙げられる。
【００２２】
中でも、自由末端となる長鎖分岐を分子内に形成させたＨＭＳ−ＰＰは、後述する押出し発泡において、連続気泡が形成されることを抑制しつつ発泡シートを高発泡化させることが容易である点において好適である。
すなわち、「密度」や「連続気泡率」を上記範囲内に調整しつつ押出し発泡による効率の良い生産方法で発泡シートを作製させ得る点において自由末端長鎖分岐を有するＨＭＳ−ＰＰをベースポリマーに採用することが好ましい。
【００２３】
このようなＨＭＳ−ＰＰとしては、電子線や放射線などの活性エネルギー線の照射によって部分架橋が施されて自由末端長鎖分岐が形成されたものや、化学架橋によって自由末端長鎖分岐が形成されたものなどが挙げられる。
本実施形態の発泡シートの形成材料としては、特に、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社の「ＷＢ１３５ＨＭＳ」等の化学架橋によって自由末端となる長鎖分岐が形成されたＨＭＳ−ＰＰが好適に用いられ得る。
【００２４】
本実施形態の発泡シートの形成材料となる樹脂組成物においては、このようなＨＭＳ−ＰＰが、１種単独でベースポリマーを構成していても良く、１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下の溶融張力を有し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を有しているＨＭＳ−ＰＰが、複数でベースポリマーを構成していても良い。
【００２５】
なお、ベースポリマーに用いられるポリプロピレン系樹脂の溶融張力に上記のような範囲が設定されているのは、ポリプロピレン系樹脂の溶融張力が下限値（１０ｃＮ）未満では発泡時に破泡を生じやすく連続気泡の形成を抑制しつつ高発泡化させることが困難になる一方で上限値（３０ｃＮ）を超えると溶融張力が高すぎて発泡自体が困難になるおそれを有するためである。
【００２６】
また、ベースポリマーに用いられるポリプロピレン系樹脂のＭＦＲに上記のような範囲が設定されているのは、上記の下限値（１．５ｇ／１０ｍｉｎ）未満では、例えば、後述する押出し発泡によって発泡シートを作製させるのに際して押出し機の動力負荷を過大にさせるおそがあり、上限値（５．０ｇ／１０ｍｉｎ）を超えると押出し時における溶融樹脂の流れ性が高すぎて、吐出量変動を招いたりするおそれを有するためである。
すなわち、効率よく発泡シートを製造するためにＭＦＲが上記範囲内であることが重要である。
【００２７】
なお、樹脂組成物のポリマー成分は、溶融張力ならびにＭＦＲが上記のような範囲内となるＨＭＳ−ＰＰのみで構成させることが好ましいが、必要に応じて、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）系樹脂やＨＭＳ−ＰＰ以外のポリプロピレン系樹脂などのＨＭＳ−ＰＰに対して相溶性の高いポリマーをポリマー成分として樹脂組成物に含有させることも可能である。
ただし、そのような場合でも、ポリマー成分全体を混合したポリマー混合物の溶融張力が１０ｃＮ以上、３０ｃＮ以下となり、且つ、ＭＦＲが１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上、５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となるようにＨＭＳ−ＰＰ以外のポリマーを含有させることが好ましい。
【００２８】
また、本実施形態の発泡シートを形成させるための樹脂組成物には、通常、発泡のための成分が含有される。
この発泡のための成分としては、例えば、少なくともベースポリマーの融点において気体状態となるガス成分や、該ガス成分によって気泡を形成させる際の核となる核剤や、ベースポリマーの融点において熱分解を生じて気体が発生される熱分解型発泡剤などが挙げられる。
【００２９】
前記ガス成分としては、プロパン、ブタン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素；１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、２−クロロ−１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）などのフロン系ガス成分；窒素、二酸化炭素、アルゴン、水などが挙げられる。
なお、これらのガス成分は単独で使用されても複数併用されてもよい。
【００３０】
前記核剤としては、例えば、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、ガラスビーズなどの無機化合物粒子、ポリテトラフルオロエチレン、などの有機化合物粒子などが挙げられる。
この核剤は、例えば、ポリオレフィン系樹脂に予め含有させたマスターバッチ方式で発泡層の形成材料に含有させることができ、前記核剤を５質量％以上、５０質量％以下の範囲の内のいずれかのとなるようにポリオレフィン系樹脂に分散させたマスターバッチを用いることで、核剤をより効果的に使用することができる。
【００３１】
さらに、加熱分解型の発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物などが挙げられる。
この加熱分解型の発泡剤については、１０質量％以上、５０質量％以下の範囲の内のいずれかの含有量となるようにポリオレフィン系樹脂に分散させてマスターバッチ化することで、より効果的に使用することができる。
【００３２】
さらに、前記樹脂組成物には、例えば、耐候剤、酸化防止剤、老化防止剤といった各種安定剤、外部滑剤、内部滑剤などの加工助剤、帯電防止剤、スリップ剤、顔料、充填剤などといった添加剤を適宜含有させることができる。
【００３３】
このような材料を用いて、本実施形態の発泡シートを作製するには、発泡シートの製造設備として一般的な押出し機を用いた押出し発泡を実施する方法が挙げられる。
例えば、タンデム押出し機の上流側の押出し機にベースポリマーなどのポリマー成分を導入し、この押出し機中で、例えば、前記ガス成分の溶解に有利な温度条件で前記ポリマー成分の溶融混練を行った後、この押出し機の途中箇所において、例えば、ブタンなどのガス成分を注入してさらに混練を行って、該ガス成分を含む樹脂組成物を下流側の押出し機で押出しに適した温度条件に調整してフラットダイやサーキュラーダイから押出し発泡させて発泡シートを作製する方法などを採用することができる。
【００３４】
このようにして得られる発泡シートは、そのままの状態で平坦状の振動板として用いることもでき、例えば、箱型、コーン状といった形状に成型加工してこの成型品を振動板として用いることもできる。
【００３５】
本実施形態に係る発泡シートが振動板として用いられることで、振動に要する動力を、紙製の振動板を用いる場合などに比べて低減でき、スピーカーの小形・軽量化を図ることができる。
【００３６】
なお、上記のような効果については、上記に例示の発泡シートのみならず、本発明の発泡シートに広く奏されるものであり、本発明は、発泡シートを上記に直接的に例示したものに限定するものではない。
【実施例】
【００３７】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１：発泡シートの作製）
まず、口径が９０ｍｍの単軸押出し機（上流側）と、該単軸押出し機に接続された口径が１１５ｍｍの単軸押出し機（下流側）とを有するタンデム型押出し機を用意した。
ポリプロピレン系樹脂として、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社製の商品名「ＷＢ１３５」（メルトテンション：１９ｃＮ、ＭＦＲ：１．７ｇ／１０分）に、該ポリプロピレン系樹脂に１００質量部対する割合が、０．２質量部となる炭酸水素ナトリウム−クエン酸系発泡剤（大日精化社製マスターバッチ、商品名「ファインセルマスターＰＯ４１０Ｋ」）とを上流側の口径が９０ｍｍの単軸押出し機一段目のホッパーに供給し、２００℃で加熱溶融した後、この溶融樹脂１００質量部に対する割合が、５質量部となるようにガス成分であるブタン（イソブタン／ノルマルブタン＝３５質量％／６５質量％）を圧入し、混練した。
この発泡性の樹脂組成物を、１９５℃の温度に維持した接続管を通して下流側の押出し機に供給し、樹脂組成物の温度を１８５℃から１５５℃にまで低下させ、口径１４０ｍｍφのサーキュラーダイから１１０ｋｇ／時間の吐出量で押出し発泡を実施した。
この押出し発泡によって作製された円筒状の発泡体を、直径：４１４ｍｍ×長さ：５００ｍｍの冷却用マンドレル上に添わせて拡径させるとともに、その外面をエアリングからエアーを吹き付けて冷却し、該マンドレルの周方向に対称となる（１８０度ひらいた）２点でカッターにより切開して２枚の帯状の発泡シートを作製した。
【００３９】
このようにして得られた実施例１の発泡シートは、表１に示すような特性を有しており、該発泡シートを成形加工して得られた振動板は、外観美麗であるとともに軽量で、スピーカーを作製した際には良好なる音質であることが確認された。
【００４０】
（比較例１、２）
発泡剤の添加量を変更して、得られる特性が、表１に示す通りとなるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして比較例１、２、それぞれの発泡シートを作製した。
これらの発泡シートによって作製された振動板は、外観が美麗ではあったもののスピーカーを作製した際の音質は、実施例１の発泡シートを用いた場合に比べて劣るものであった。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
このような結果からも、本発明の発泡シートが、スピーカーやマイクロフォンの振動板の形成部材に適したものであることがわかる。