(57)【要約】【課題】  優れた音質を有するスピーカーが得られ、かつ、スピーカー駆動部で使用するに十分な耐熱性を有する接着剤組成物およびそれを用いたスピーカーを提供すること。【解決手段】  本発明の接着剤組成物は、ポリビニルブチラール樹脂と、溶媒と、ケイ酸塩を主成分として含有する粘土状鉱物とを含む。好ましくは、粘土状鉱物は多層構造を有し、層方向から見たときの平均直径が１００〜５００ｎｍであり、それぞれの層厚が０．８〜１．２ｎｍである。好ましくは、粘土状鉱物は、アルキルアンモニウム塩によって処理されている。好ましくは、粘土状鉱物は、モンモリロナイト、サポナイトおよびスメクタイトからなる群から選択される少なくとも１つである。【選択図】  なし 【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルブチラール樹脂と、溶媒と、ケイ酸塩を主成分として含有する粘土状鉱物とを含む、接着剤組成物。
【請求項２】
前記粘土状鉱物が多層構造を有し、層方向から見たときの平均直径が１００〜５００ｎｍであり、それぞれの層厚が０．８〜１．２ｎｍである、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項３】
前記粘土状鉱物が、アルキルアンモニウム塩によって処理されている、請求項１または２に記載の接着剤組成物。
【請求項４】
前記アルキルアンモニウム塩が、塩化ジメチルジステアリルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモニウム、オクタデシル−トリメチルアンモニウムおよび１２−アミノドデカン酸アンモニウムからなる群から選択される少なくとも１つである、請求項３に記載の接着剤組成物。
【請求項５】
前記粘土状鉱物が、モンモリロナイト、サポナイトおよびスメクタイトからなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１から４のいずれかに記載の接着剤組成物。
【請求項６】
前記ポリビニルブチラール樹脂１００重量部に対して、前記粘土状鉱物を１重量部〜１０重量部の割合で含む、請求項１から５のいずれかに記載の接着剤組成物。
【請求項７】
１０００〜６０００センチポアズの範囲の粘度を有する、請求項１から６のいずれかに記載の接着剤組成物。
【請求項８】
振動板と；該振動板を駆動するボイスコイルと；該ボイスコイルと交差する磁界を形成する磁気回路と；該ボイスコイルを支持するダンパーとを備え、
該振動板と該ボイスコイルと該ダンパーとが、請求項１から７のいずれかに記載の接着剤組成物によって接合されている、スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤組成物およびそれを用いたスピーカーに関する。より詳細には、本発明は、優れた音質を有するスピーカーが得られ、かつ、スピーカー駆動部で使用するに十分な耐熱性を有する接着剤組成物およびそれを用いたスピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーは多くの部品から構成されており、当該構成部品のほとんどは接着剤を用いて接合されている。スピーカー組み立て用の接着剤の一般的な要求特性としては、接着性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性などが挙げられる。構成部品の用途・特性等に応じて、適切な要求特性を有する接着剤が選択される。スピーカーの組み立てに使用される接着剤の代表例としては、溶媒揮散型接着剤（例えば、ゴム系接着剤、エマルジョン系接着剤）、反応型接着剤（例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤）、ＵＶ硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤が挙げられる。
【０００３】
スピーカーの構成部品のうち、ボイスコイルと振動板の接合（通常、ボイスコイル／振動板／ダンパーのいわゆる３点接着）に用いられる接着剤は、特に注意深く選択されなければならない。当該接合箇所は、スピーカーの唯一の駆動部であるボイスコイルの駆動力を振動板に伝達する箇所であるので、ボイスコイルに入力された微細な信号まで正確に振動板に伝達する必要があるからである。したがって、ボイスコイルと振動板の接合に用いられる接着剤は、単に接着力が大きいだけでは不十分である。
【０００４】
一般に、２つの物体が接触した場合、一方の物体からの振動が他方の物体に伝播する際、２つの物体の音響インピーダンスがマッチングしていないと、２つの物体の境界で振動の反射が発生する。その結果、一方の振動が、他方に有効に伝播せずに反射した振動と干渉して共振し、歪となる。音響インピーダンスのマッチングの観点からは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）系接着剤を用いることにより良好な結果が得られている。しかし、ＰＶＢのガラス転移温度（Ｔｇ）は、分子構造（例えば、ブチラール化度）によって異なるものの６０〜１００℃程度であり、耐熱性が不十分である（なぜなら、連続動作によりボイスコイルの温度は１００〜１５０℃まで上昇するからである）。
【０００５】
一般に、樹脂（樹脂組成物）の耐熱性を向上させる手段としては、高温時の分子の動きを制限する方法が挙げられる。代表的には、架橋による方法、フィラーを添加する方法である。ＰＶＢは末端に水酸基を有しているので、架橋により網目構造を形成することは可能である。しかし、ＰＶＢを架橋してもスピーカー用接着剤に要求される十分な耐熱性は得られず、むしろ脆くなってしまうので、スピーカーの過渡的な動作で破壊してしまう可能性がある。また、耐熱性向上のためのフィラーとしては、タルク、カオリン、シリカなどが知られているが、これらは接着剤中の樹脂との密着性および分散性が不十分であり、フィラーと樹脂との界面に応力が集中してしまうので、破壊しやすい。さらに、接着剤に要求される十分な耐熱性は得られない。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７８６４２号公報
【０００７】
以上のように、優れた音質を有するスピーカーが得られ、かつ、スピーカー駆動部で使用するに十分な耐熱性を有する接着剤が強く望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、優れた音質を有するスピーカーが得られ、かつ、スピーカー駆動部で使用するに十分な耐熱性を有する接着剤組成物およびそれを用いたスピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の接着剤組成物は、ポリビニルブチラール樹脂と、溶媒と、ケイ酸塩を主成分として含有する粘土状鉱物とを含む。
【００１０】
好ましい実施形態においては、上記粘土状鉱物は多層構造を有し、層方向から見たときの平均直径が１００〜５００ｎｍであり、それぞれの層厚が０．８〜１．２ｎｍである。
【００１１】
好ましい実施形態においては、上記粘土状鉱物は、アルキルアンモニウム塩によって処理されている。
【００１２】
好ましい実施形態においては、上記アルキルアンモニウム塩は、塩化ジメチルジステアリルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモニウム、オクタデシル−トリメチルアンモニウムおよび１２−アミノドデカン酸アンモニウムからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００１３】
好ましい実施形態においては、上記粘土状鉱物は、モンモリロナイト、サポナイトおよびスメクタイトからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００１４】
好ましい実施形態においては、上記接着剤組成物は、上記ポリビニルブチラール樹脂１００重量部に対して、上記粘土状鉱物を１重量部〜１０重量部の割合で含む。
【００１５】
好ましい実施形態においては、上記接着剤組成物は、１０００〜６０００センチポアズの範囲の粘度を有する。
【００１６】
本発明の別の局面によれば、スピーカーが提供される。このスピーカーは、振動板と；該振動板を駆動するボイスコイルと；該ボイスコイルと交差する磁界を形成する磁気回路と；該ボイスコイルを支持するダンパーとを備え、該振動板と該ボイスコイルと該ダンパーとが、上記接着剤組成物によって接合されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ケイ酸塩を主成分として含有する粘土状鉱物（例えば、モンモリロナイト、サポナイト、スメクタイト）をフィラーとして用いることにより、これらのフィラーを接着剤組成物中にナノメートルオーダーで分散させることができる。その結果、高温時の樹脂（ポリビニルブチラール：ＰＶＢ）分子の動きを効果的に制限できるので、スピーカーの駆動部に使用するに十分な耐熱性を有する接着剤組成物が得られる。好ましくは、この粘土状鉱物は薄板形状を有し、したがって非常に大きい（代表的には、１００〜５００の）アスペクト比を有している。その結果、さらに効果的にＰＶＢ分子の動きを制限し得るので、さらに耐熱性が向上し得る。好ましくは、粘土状鉱物はアルキルアンモニウム塩で処理される。その結果、フィラーとＰＶＢ分子との親和性が向上するので、組成物中における分散性が向上し、高温時におけるＰＶＢ分子との接触頻度が顕著に増大する。その結果、さらに優れた耐熱性を有する接着剤組成物が得られる。このような接着剤組成物を用いてボイスコイル／振動板／ダンパーのいわゆる３点接着を行うことにより、高温時（例えば、大入力時、車載用途）においても歪みの少ない、優れた音響特性を有するスピーカーが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の接着剤組成物は、ポリビニルブチラール樹脂と、溶媒と、ケイ酸塩を主成分として含有する粘土状鉱物とを含む。ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂は、触媒の存在下、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と、ブチルアルデヒドとを縮合反応させて製造される。この製造方法は、当業界において周知である。好ましいＰＶＢが得られるＰＶＡの平均重合度は、好ましくは８００〜３０００、さらに好ましくは１０００〜２５００である。ＰＶＡの平均重合度が小さすぎると、得られる接着剤組成物の粘度が低くなりすぎてしまう。その結果、接着剤のタレという問題が生じる場合がある。ＰＶＡの平均重合度が大きすぎると、得られる接着剤組成物の粘度が高くなりすぎてしまう。その結果、被着体（スピーカー部品）との濡れ性が不十分となる場合がある。さらに、ＰＶＢ樹脂を溶解するために多量の溶媒が必要となってしまい、接着剤組成物を硬化させる際にボイドが発生する場合がある。このような好ましい平均重合度を有するＰＶＡから得られたＰＶＢを含む接着剤組成物は、好ましくは１０００〜６０００センチポアズ、さらに好ましくは３０００〜５０００センチポアズの粘度を有する。このような粘度を有することにより、作業性を低下させることなく、耐熱性を向上させることができる。
【００１９】
ＰＶＢのブチラール化度は特に限定はなく、任意の適切なブチラール化度を有するＰＶＢが採用され得るが、好ましくは４０〜７０モル％である。ブチラール化度が小さすぎると、親水性が向上する一方で、耐水性が不十分となる場合がある。ブチラール化度が大きすぎると、柔軟性が向上する一方で、耐熱性が不十分となる場合がある。すなわち、上記好ましい範囲を外れると、柔軟性、耐熱性、親水性および溶媒に対する溶解度などのバランスが崩れる場合がある。
【００２０】
本発明の接着剤組成物に用いられる溶媒としては、上記ＰＶＢ樹脂を溶解可能で、かつ、上記ケイ酸塩を主成分として含有する粘土状鉱物を良好に分散可能である限り、任意の適切な溶媒が使用され得る。このような溶媒の代表例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；エチルエーテル、ジオキサンなどのエーテル類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類が挙げられる。これらの溶媒は、単独で、または目的に応じて適宜組み合わせて用いられ得る。溶媒は、ＰＶＢ樹脂１００重量部に対して、好ましくは２５０〜１０００重量部、さらに好ましくは３００〜４００重量部の割合で用いられ得る。
【００２１】
本発明の接着剤組成物に用いられる粘土状鉱物は、ケイ酸塩を主成分として含有する。このような粘土状鉱物の代表例としては、モンモリロナイト、サポナイトおよびスメクタイトが挙げられる。このような粘土状鉱物を添加することにより、高温時のＰＶＢ樹脂分子の動きを制限し、接着剤組成物の耐熱性を向上させることができる。このような粘土状鉱物は、単独で、または、目的に応じて適宜組み合わせて用いられ得る。粘土状鉱物は、ＰＶＢ樹脂１００重量部に対して好ましくは１重量部〜１０重量部、さらに好ましくは３重量部〜５重量部の割合で用いられ得る。１重量部未満の場合には、スピーカー駆動部で使用するに十分な耐熱性が得られない場合がある。１０重量部を超えると、接着剤組成物の粘度が高くなりすぎて作業性に問題を生じる場合がある。
【００２２】
好ましくは、上記粘土状鉱物は図１（ａ）に示すような多層構造を有する。層方向から見たときの平均直径Ｒは、好ましくは１００〜５００ｎｍ、さらに好ましくは２００〜３００ｎｍであり、層厚Ｔは、好ましくは０．８〜１．２ｎｍ、さらに好ましくは約１ｎｍである。平均直径Ｒおよび層厚Ｔは、代表的には、光散乱によって測定され得る。層の数は、代表的には１００〜５００層である。
【００２３】
好ましくは、上記粘土状鉱物は、図１（ｂ）に示すように、層間剥離されて平板状の状態で組成物中に分散される。このことにより、きわめて微細な分散状態が達成されるので、ＰＶＢ樹脂分子との親和性がきわめて大きくなる。さらに、層間剥離された粘土状鉱物は、平均直径が約１００〜５００ｎｍ、厚みが約１ｎｍの薄板（平板）形状を有し、したがって非常に大きい（具体的には、１００〜５００の）アスペクト比（ここでは、平均直径／厚み）を有している。その結果、さらに効果的にＰＶＢ分子の動きを制限し得るので、さらに耐熱性が向上し得る。加えて、微分散状態が達成されることにより、従来のフィラーに比べて粘度の上昇が抑えられる。実際、ＰＶＢ樹脂１００重量部に対して層間剥離された粘土状鉱物を１０重量部加えたときの粘度は、約４０００センチポアズであり、従来のフィラー（シリカ微粉末）を加えた場合（約１００００センチポアズ）の半分以下である。したがって、ＰＶＢ樹脂に対する濡れ性を低下させることなく耐熱性を向上させることができるので、相乗効果的に優れた効果が得られる。
【００２４】
上記のような層間剥離は、粘土状鉱物をアルキルアンモニウム塩によって処理することにより行われ得る。層間剥離のメカニズムは以下の通りである：粘土状鉱物（例えば、モンモリロナイト）の層同士は、カルシウムイオンおよびナトリウムイオンを介して非常に強固に結合している。したがって、物理的な外力をかけても、層の面方向にしか微細化できない。一方、アルキルアンモニウム塩を用いると、上記カルシウムイオンおよびナトリウムイオンがアンモニウム部分と容易に置換される。その結果、各層の表面にはアンモニウムが結合し、そこからアルキル（炭化水素）が延びるような構造が形成される。アルキル部分は組成物中の溶媒ときわめて親和性が高いので、組成物中で各層が容易に分離（剥離）する。このようなメカニズムを図２に模式的に示す。上記アルキルアンモニウム塩の代表例としては、塩化ジメチルジステアリルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモニウム、オクタデシル−トリメチルアンモニウムおよび１２−アミノドデカン酸アンモニウムが挙げられる。アルキルアンモニウム塩は、単独で、または、目的に応じて適宜組み合わせて用いられ得る。
【００２５】
本発明の接着剤組成物は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。このような添加剤の代表例としては、顔料（例えば、カーボンブラック）が挙げられる。
【００２６】
次に、本発明のスピーカーについて説明する。図３は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーの構成を説明する概略断面図である。このスピーカー３０は、振動板３１と、該振動板３１を駆動するボイスコイル３２と、該ボイスコイル３２と交差する磁界を形成する磁気回路３３と、該ボイスコイル３２を支持するダンパー３４とを備える。振動板３１とボイスコイル３２とダンパー３４とは、上記接着剤組成物によって接合されている。振動板３１とボイスコイル３２とダンパー３４のいわゆる３点接着部分に上記接着剤組成物を用いることにより、ボイスコイルの駆動により発生する熱に対して十分な耐性が付与されるので、連続動作や長期間の使用に際しても当初の振動伝播特性が保持され得る。さらに、ＰＶＢ樹脂は、元来、音響インピーダンスのマッチングの点で好ましい特性を有するので、高温時（例えば、大入力時、車載用途）においても歪みの少ない音響特性を有するスピーカーが得られる。
【００２７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。なお、特に示さない限り、実施例中の部およびパーセントは重量基準である。
【実施例１】
【００２８】
ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂（積水化学工業（株）製、エスレックＢ／ＢＬ−２）４０部を、トルエン５０部、エタノール４５部およびｎ−ブタノール５部の混合溶媒と混合し、次いで、６０℃で１時間撹拌してＰＶＢ樹脂を溶解した。得られた溶液に、有機変性モンモリロナイト（スードケミー社製、ＮＡＮＯＦＩＬ５）０．４部（ＰＶＢ樹脂に対して１％）を混合し、常温で１５分間撹拌して接着剤組成物を得た。ここで、有機変性モンモリロナイトとは、塩化ジメチルジステアリルアンモニウムで処理されたモンモリロナイトである。
【００２９】
得られた接着剤組成物について、ヤング率、内部損失、粘度および耐熱性を調べた。ヤング率および内部損失は、得られた接着剤組成物から厚み約２ｍｍのフィルムを作製し、通常の方法で測定した。粘度は、Ｂ型粘度計を用いて調べた。耐熱性は、以下の手順で調べた：長さ５ｃｍ×幅２．５ｃｍのキャンバス製試料を１組（２つ）用意した。この１組のキャンバスを長さ方向の２．５ｃｍ部分同士が重なるようにして、上記接着剤組成物で接合した。接合した試料を５００ｇの荷重で引っ張りながら、周囲温度を上昇させた。試料がずれ始めた温度を耐熱温度として、耐熱性の指標とした。言うまでもなく、耐熱温度が高いほど耐熱性が良好である。これらの測定結果を、後述の実施例２〜５および比較例１〜３の結果と併せて下記表１に示す。
【００３０】
【表１】
2005344036.tif 000002
【００３１】
さらに、上記接着剤組成物約０．８ｇをボイスコイル／振動板／ダンパーの３点接着部に塗布してこれらの部品を接合し、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製した。スピーカーの定格２０Ｗに対して２４Ｗでホワイトノイズを入力し、９６時間継続するランニング試験を行った。ランニング試験後の異常（破壊）の有無を観察した。結果を上記表１に併せて示す。表１において○は異常がない場合を示し、×はダンパー／ボイスコイル部分で接着破壊が起こっていることを示す。
【実施例２】
【００３２】
有機変性モンモリロナイト２部（ＰＶＢ樹脂に対して５％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【実施例３】
【００３３】
有機変性モンモリロナイト４部（ＰＶＢ樹脂に対して１０％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【００３４】
（比較例１）
有機変性モンモリロナイトを用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【００３５】
（比較例２）
ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂（積水化学工業（株）製、エスレックＢ／ＢＬ−２）４０部を、トルエン５０部、エタノール４５部およびｎ−ブタノール５部の混合溶媒と混合し、次いで、６０℃で１時間撹拌してＰＶＢ樹脂を溶解した。得られた溶液に、２官能イソシアネート架橋剤（三井武田ケミカル（株）製、Ｄ−１７０、ＨＮ／ＮＣＯ＝２０．７％）を５０部添加し、ホモジナイザーを用いて３０００ｒｐｍで１０分間撹拌し、接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【００３６】
（比較例３）
有機変性モンモリロナイトの代わりにシリカ微粉末（富士シリシア化学工業（株）製、サイリシア７１０）４部を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【実施例４】
【００３７】
未変性のモンモリロナイト２部（ＰＶＢ樹脂に対して５％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【実施例５】
【００３８】
有機変性モンモリロナイト６部（ＰＶＢ樹脂に対して１５％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表１に示す。さらに、実施例１と同様にして、口径１６ｃｍのコーン型スピーカーを作製し、ランニング試験を行った。
【００３９】
表１から明らかなように、実施例１〜４の接着剤組成物は、耐熱性と粘度のバランスに優れている。実施例５の接着剤組成物は、耐熱性は非常に優れているが粘度が高くなりすぎるので、粘土状鉱物を過剰量添加する必要がないことを示している。具体的には、粘土状鉱物の添加量については、ＰＶＢ樹脂１００重量部に対して１０重量部以下で十分な効果が得られる。さらに、ランニング試験の結果から明らかなように、すべての実施例のスピーカーが異常なしであるのに対し、すべての比較例のスピーカーがダンパー／ボイスコイル部分で接着破壊を起こしている。このことから、耐熱温度が低いとボイスコイルの発熱により接着剤が軟化して接着破壊が起こりやすいことがわかる。さらに、実施例４と比較例３とから明らかなように、接着破壊が起こり得る臨界的な耐熱温度が、１０３℃〜１０７℃の間に存在することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の接着剤組成物は、スピーカー部品の接着に用いられ、特に駆動部のいわゆる３点接着に好適に用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は、本発明に用いられる粘土状鉱物の未変性状態を説明する模式図であり、（ｂ）は当該粘土状鉱物をアルキルアンモニウム塩で処理した状態を説明する模式図である。
【図２】粘土状鉱物の層間剥離を説明する模式図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態によるスピーカーの構成を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
３０  スピーカー
３１  振動板
３２  ボイスコイル
３３  磁気回路
３４  ダンパー
【図１】
2005344036.tif 000003
【図２】
2005344036.tif 000004
【図３】
2005344036.tif 000005