(57)【要約】【課題】音速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スピーカ振動板に好適に使用されるスピーカ振動板成形用樹脂組成物及びその製造方法を提供する。【解決手段】（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％と（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％とからなるスピーカ振動板成形用組成物であって、当該組成物の１９０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以上、成形品とした場合の２３℃における音速が３０００ｍ／秒以上であることを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％と（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％とからなるスピーカ振動板成形用組成物であって、当該組成物の１９０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以上、成形品とした場合の２３℃における音速が３０００ｍ／秒以上であることを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物。
【請求項２】
更に（Ｃ）セルロース系材料が５〜４０重量％配合されていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ振動板成形用樹脂組成物。
【請求項３】
（Ｃ）セルロース系材料が多塩基酸無水物でエステル化処理して得られるエステル化セルロース系材料であることを特徴とする請求項２記載のスピーカ振動板成形用樹脂組成物。
【請求項４】
（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％、（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％及び全配合量１００重量部に対して０．１〜２重量部の（Ｄ）有機過酸化物を配合し、１５０〜２００℃で３０秒〜３０分間加熱混練することを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％、（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％、（Ｃ）セルロース系材料が５〜４０重量％及び全配合量１００重量部に対して０．１〜２重量部の（Ｄ）有機過酸化物を配合し、１５０〜２００℃で３０秒〜３０分間加熱混練することを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ振動板成形用樹脂組成物を射出成形してなるスピーカ振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカ振動板成形用樹脂組成物及びスピーカ振動板に関するものである。さらに詳しくいえば、音速及び内部損失が高く、かつ軽量である上、熱流動性が高いので成形性に優れたスピーカ振動板用樹脂組成物とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動板材料としては、紙が多く使われてきた。これは紙が低密度で高い内部損失を有しているからである。しかしながら、紙は音速がそれほど高くなく、また、水や湿度等の影響を受けるため、音質の変化が大きいという問題があった。
一方、耐環境性が良く、内部損失が高いものとして、ポリプロピレン樹脂がある。しかしながら、ポリプロピレン樹脂は、紙に比べて密度が高く、しかも音速が低いという問題があった。音速を高めるために、補強材として公知のマイカ、タルク、グラファイト、炭素繊維、りん片状黒鉛粉末等をポリプロピレン樹脂に配合する処方が提案されている。例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂と、特定のマイカ、タルク粉末、グラファイト粉末及びアスペクト比が５〜５００で、かつ繊維長が１０ｍｍ以下の炭素繊維から選ばれた少なくとも１種の無機質充填材と変性ポリオレフィンからなる混合物が音響振動板材料として音響特性に優れていることが記載されている。
しかしながら、当該樹脂組成物を成形して得られた振動板の音速は高々２００ｍ／秒程度であり優れた音響特性を得るには不十分であった。
【０００３】
一方、特許文献２には、ポリプロピレンとポリアミドの特定割合の混合樹脂に、炭素繊維、りん片状黒鉛粉末、変性ポリオレフィン及び架橋剤からなる振動板用成形材料が弾性率及び内部損失が高く、かつ軽量であり、成形性も良好であることが記載されている。
しかしながら、この場合は有る程度以上の高温（実施例では２２０〜２５０℃）にしなければ十分な成形性が得られないため、例えば、２００℃以上で分解されるとされている木粉等を配合した場合には適用できないという問題があった。更にまた、炭素繊維の配合割合を１５重量％以上にすると成形性が低下するという問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１２３５９７号公報
【特許文献２】特公平６−３９５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情のもとで、音速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スピーカ振動板に好適に使用されるスピーカ振動板成形用樹脂組成物及びその製造方法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】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ホモポリプロピレン樹脂と有機過酸化物とを加熱混練することによって、多量の炭素繊維を配合した場合であっても、２００℃以下の低温で成形性の優れた成形材料が得られることを見いだした。そして、そのような成形用組成物を使用することによって音速及び内部損失の高いスピーカ用振動板を容易に製造できることを見いだし本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は
（１）（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％と（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％とからなるスピーカ振動板成形用組成物であって、当該組成物の１９０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以上、成形品とした場合の２３℃における音速が３０００ｍ／秒以上であることを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物。
（２）更に（Ｃ）セルロース系材料が５〜４０重量％配合されていることを特徴とする（１）記載のスピーカ振動板成形用樹脂組成物。
（３）（Ｃ）セルロース系材料が多塩基酸無水物でエステル化処理して得られるエステル化セルロース系材料であることを特徴とする（２）記載のスピーカ振動板成形用樹脂組成物。
（４）（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％、（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％及び全配合量１００重量部に対して０．１〜２重量部の（Ｄ）有機過酸化物を配合し、１５０〜２００℃で３０秒〜３０分間加熱混練することを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法。
（５）（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂４０〜８５重量％、（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維１５〜６０重量％、（Ｃ）セルロース系材料が５〜４０重量％及び全配合量１００重量部に対して０．１〜２重量部の（Ｄ）有機過酸化物を配合し、１５０〜２００℃で３０秒〜３０分間加熱混練することを特徴とするスピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法。
（６）（１）乃至（３）のいずれかに記載のスピーカ振動板成形用樹脂組成物を射出成形してなるスピーカ振動板。
をその要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスピーカ振動板成形用樹脂組成物を成形してなるスピーカ用振動板は軽量で音速及び内部損失が高く、優れた音響特性を有している。しかも、当該スピーカ振動板成形用樹脂組成物は低温でも流動性が優れているので射出成形機等で容易に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のスピーカ振動板成形用樹脂組成物においては（Ａ）成分としてホモポリプロピレン樹脂を使用する。ホモポリプロピレン樹脂とはプロピレンの単独重合体を意味していて、例えばアタクチック、シンジオクチック、アイソタクチックポリプロレンなどが挙げられるが、通常は、アイソタクチックプロピレンを使用するのが一般的である。本発明において（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂を使用するのは、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体などの他のポリプロピレン樹脂に比べて剛性（弾性率）が高いことのみならず、後述する（Ｄ）有機過酸化物の存在下で加熱混練することにより流動性が著しく向上するという利点を有している。したがって、成形性を落とさずに（Ｂ）炭素繊維や（Ｃ）セルロース材料などの充填材を大量に配合することが可能となり、音速の高い（弾性率を高くすることが可能となるので音速も高くなる。）スピーカ用振動板を提供することが可能となったのである。
一方、ポリプロピレン樹脂の中でもエチレン−プロピレンブロック共重合体やエチレン−プロピレンランダム共重合体では（Ｄ）有機過酸化物の存在下で加熱混練しても、ホモポリプロピレン樹脂を使用した場合のように流動性を著しく向上させる効果はないので好ましくない。これは、（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂が、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体などの他のポリプロピレン樹脂に比べて（Ｄ）有機過酸化物によって解重合し易いことに起因しているものと考えられる。
【００１０】
なお、本発明における、（Ａ）成分の組成物中の含有率は４０〜８５重量％、好ましくは５０〜７０重量％である。この含有率が４０重量％未満では成形性が十分でないし、８５重量％を超えると、必然的に後述する（Ｂ）炭素繊維の含有率が低下して弾性率が不足するので音速が低下する。
【００１１】
また、本発明で（Ｂ）成分として使用する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覆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が、当該炭素繊維の繊維長が１〜１０ｍｍの範囲内のものを使用する必要がある。この繊維長が１ｍｍ未満では弾性率を向上させる効果が乏しく音速の低いスピーカ用振動板しか得られない。逆に、１０ｍｍを超えると成形性が低下する。また、この炭素繊維の直径は１〜２０μｍのものが好ましく用いられる。
【００１２】
本発明においては、前記（Ｂ）成分の組成物中の含有率は１５〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％である。この含有量が１５重量％未満では弾性率を向上させる効果が十分でないので音速が低いし、６０重量％を超えると成形性及び内部損失が低下する。
【００１３】
更に、本発明においては（Ｃ）成分としてセルロース系材料を含有させることが好ましい。（Ｃ）セルロース材料については従来から樹脂の充填剤として使用されているものが制限なく使用できる。具体的なものとしては木粉、紙細片、木質パルプ、リンター粉、竹粉、ケナフ、ジュート、バガス等繊維質材料の粉末などが挙げられる。また、木材工業における工業廃棄物としての木質材や未利用の木質材から得られる木質系材料を使用することもでき、資源の有効利用を図ることもできる。
【００１４】
これらの（Ｃ）セルロース材料は、炭素繊維よりも密度が低く、内部損失をあまり落とさずに音速を高める効果があり、その配合割合は組成物中の含有率で５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。この含有率が５重量％未満では配合した効果が十分発揮できず、逆に４０重量％を超えると成形性が低下する。
【００１５】
（Ｃ）セルロース系材料は必要に応じてエステル化処理をされるが、この目的は、これらセルロース系材料とポリプロピレン樹脂とを化学結合させて親和力を高め、セルロース系材料の混合割合を大きくすることである。本発明で使用されるエステル化セルロース系材料は、多塩基酸無水物によりエステル化されたエステル化物である。エステル化により導入された多塩基酸無水物の割合は、セルロース系材料１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部である。
【００１６】
（Ｃ）セルロース系材料のエステル化に用いられる多塩基酸無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水イタコン酸、無水アジピン酸などが挙げられる。これらの中では、工業的に低廉な無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸等が好ましい。このような多塩基酸無水物は１種単独で使用することもできるし、２種以上を併用することもできる。
【００１７】
更に、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。他の無機質充填材としては、例えばマイカ、タルク、シリカ、ケイ藻土、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ドロマイト、硫酸バリウム、ガラス繊維、ガラスバルーン、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ボロン繊維、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バ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、アルミニウム、ニッケル、チタン、マグネシ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、真鍮などの合金、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニアなどの金属系セラミックスなどの粉体は粒状体、さらには、アルミニウム繊維、ステンレス繊維、合金繊維などの金属繊維及びこれに対応する金属ウイ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、芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル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、これらの充填材は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。
【００１８】
また、本発明のスピーカ振動板成形用樹脂組成物には、所望に応じ各種添加剤、例えば、発泡剤、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。
【００１９】
次いで、本発明のスピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明の樹脂組成物は、例えば、（Ａ）ホモポリプロピレン樹脂の含有率が４０〜８５重量％、（Ｂ）繊維長が１〜１０ｍｍの炭素繊維の含有率が１５〜６０重量％、更に必要に応じて（Ｃ）セルロース系材料の含有率が５〜４０重量％になるように配合すると共に、（Ｄ）有機過酸化物が全配合量１００重量部に対して０．１〜２重量部になるように配合した原材料を、例えば、ヘンシェルミキサー、単軸又は二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールなどの溶融混練装置に供給して１５０〜２００℃の温度条件下で３０秒〜３０分間加熱混練することによって製造することができる。
【００２０】
なお、本発明の製造方法において使用する（Ｄ）有機過酸化物としては、ベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ペルオキシベンゾエート）ヘキシン−３、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルアセテート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔ−ブチルペルオキシフェニルアセテート、ｔ−ブチルペルオキシイソブチレート、ｔ−ブチルペルオキシｓｅｃ−オクテート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、クミルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシジエチルアセテートなどをあげることができる。これらの中では、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンが好ましい。このような有機過酸化物（Ｄ）は１種単独で使用することもできるし、２種以上を併用することもできる。
【００２１】
このような（Ｄ）有機過酸化物を使用するのは溶融混練時に、（Ｄ）有機過酸化物がホモポリプロピレン樹脂を解重合し、流動性を高めると共に、炭素繊維及びセルロース材料の取り込みを良くする効果をねらったものである。そして、上述したように（Ｄ）有機過酸化物の配合量は全配合量１００重量部当たり０．１〜２重量部とすることが好ましい。この配合量が０．１重量部未満では（Ｄ）有機過酸化物を配合した効果が十分に発揮されないし、２重量部を超えると成形時にガスの発生が多くなり、成形性が悪くなる傾向が生じる。
【００２２】
上述した方法で製造されたスピーカ振動板成形用樹脂組成物は、例えば、射出成形することによって容易にスピーカ振動板とすることができる。
【実施例】
【００２３】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによってなんら限定されるものではない。
実施例および比較例における物性値の測定法を以下に示した。
（１）メルトフローレート（ＭＦＲ、単位：ｇ／１０分）
ＪＩＳ−Ｋ−６７５８に規定された方法に準拠して測定した。ポリプロピレン樹脂のＭＦＲの測定条件は２３０℃、荷重２．１６ｋｇであり、スピーカ振動板成形用樹脂組成物のＭＦＲの測定条件は１９０℃、２．１６ｋｇである。
（２）密度（ρ、単位：ｇ/ｃｍ3）
ＪＩＳ−Ｋ−６７５８に規定された方法に準拠して測定した。
（３）内部損失（ｔａｎδ）
寸法が幅９ｍｍ×厚さ３ｍｍ×長さ１７７ｍｍの試験片を損失係数測定システム(株式会社小野測器製)に装着して、２３℃における内部損失（ｔａｎδ）を測定した。
（４）音速（Ｃ、単位：ｍ/ｓ）
損失係数測定システム(株式会社小野測器製)に装着して、２３℃における内部損失測定時に２次共振周波数における弾性率及び３次共振周波数における弾性率を同時に測定した。
次いで、下記の式にもとづいて音速Ｃを求めた。なお、この場合の弾性率としては、２次共振周波数における弾性率と３次共振周波数における弾性率の平均値を使用した。
音速Ｃ＝（弾性率／密度）１／２
（５）成形性は、次の判定基準に従って、評価した。
○：良好な成形品が得られる。
×：ショートショットで、良好な成形品が得られない。
【００２４】
また、原料として次に示すものを用いた。
（Ａ）ポリプロピレン樹脂
ＰＰ１：ホモポリプロピレン樹脂
密度＝０．９１ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝９ｇ／１０ｍｉｎ
ＰＰ２：ブロックポリプロピレン樹脂
密度＝０．９１ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝２３ｇ／１０ｍｉｎ
（Ｂ）炭素繊維等
炭素繊維１：繊維径φ＝７μｍ、繊維長＝６ｍｍ
炭素繊維２：繊維長０．１３ｍｍ
マイカ：フレーク径９０μｍ
（Ｃ）エステル化木粉
平均粒径１００μｍの木粉１００重量部を無水マレイン酸１０重量部でエステル化処理してエステル化木粉とした。
（Ｄ）有機過酸化物
１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン
【００２５】
《スピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法》
（Ａ）〜（Ｄ）成分、ならびに他の成分をそれぞれ時間当たり供給重量で制御したフィーダーにより、２軸押出機のホッパーに投入し、バレル設定温度：１９０℃、スクリュー回転数：１２０ｒｐｍで樹脂温度が押出機出口で１８０〜１９０℃の条件で加熱混練してスピーカ振動板成形用樹脂組成物を得た。滞留時間（溶融混練時間）は１分であった。
【００２６】
《物性評価のための成形品成形方法》
（射出成形体）
物性評価用試験片は、次の射出成形条件下で作製した。上記で得られたスピーカ振動板成形用樹脂組成物を熱風乾燥器で１２０℃、４時間乾燥後、日本製鋼所製ＪＳＷ５０Ｅ  II  射出成形機を用いて、成形温度１８０℃、金型冷却温度７０℃、射出時間１．５秒、冷却時間３０秒で射出成形を行った。得られた射出成形体を切り出して密度、音速、内部損失を測定した。
【００２７】
実施例１、２及び比較例１〜４
表１に示す配合割合で上述したスピーカ振動板成形用樹脂組成物の製造方法に従ってスピーカ振動板成形用樹脂組成物を製造した。次いで、これを乾燥機により１２０℃で４時間乾燥した後、物性評価のための成形品成形方法にしたがって射出成形し、成形品の物性を測定した。結果を同じく表１に示す。
【００２８】
【表１】
2005110064.tif 000002
【００２９】
表１から明らかなように、実施例１及び２のスピーカ振動板は、低密度でかつ高音速である。さらに、内部損失が高く、音響特性に優れていることがわかる。また、本発明のスピーカ振動板成形用樹脂組成物は炭素繊維及びセルロース材料を多量に含有するにもかかわらず、実用的なメルトフローレートを有しており、また低温ででも優れた成形性を有していた。一方、比較例１及び２の場合は、メルトフローレートが低くエステル化木粉の分解温度（２２０℃前後）以下の温度では、良好な成形ができなかった。また、比較例３及び４は成形性は良かったが、音速が低くスピーカ振動板成形用材料としては好ましくない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
成形性に優れているが、音速が低いという問題点を有しているポリプロピレンを用いるにもかかわらず軽量で高音速、内部損失の大きいスピーカ振動板を成形性良く製造することが可能となったので音質の良いスピーカを安価で、大量に供給することが可能となった。