(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板部分とエッジ部分とを有するスピーカー用部材であって、
該振動板部分が、熱硬化性樹脂が含浸された少なくとも２つの基材層と、該基材層と同一の熱硬化性樹脂を含む、該基材層の間に配された発泡樹脂層とを有し、
該エッジ部分が、該振動板部分と共通の基材層と、該基材層の間に配された発泡ゴム層とを有する、スピーカー用部材。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂が不飽和ポリエステル樹脂である、請求項１に記載のスピーカー用部材。
【請求項３】
前記発泡樹脂層が、１０μｍ〜２０μｍの平均粒径を有する中空粒子を含む、請求項１または２に記載のスピーカー用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動板部分とエッジ部分とを有するスピーカー用部材に関する。より詳細には、本発明は、振動板部分とエッジ部分とが同一基材を用いて形成され、かつ、振動板部分およびエッジ部分がともに優れた要求特性を有するスピーカー用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スピーカーにおいては、振動板およびエッジはそれぞれ異なる材料から形成される。振動板とエッジに要求される性能が全く異なるためである。すなわち、振動板は前後の空気を押して粗密波を発生させることにより音波を発生させるので、空気の圧力に耐え得る強度が必要とされる。一方、エッジは振動板の動きに追随し得る柔軟性と振動板を伝播した音波を反射させることなく振動を吸収し得る振動吸収性とが必要とされる。従って、従来のスピーカーは、振動板とエッジについての相反する要求性能を満足するために、振動板およびエッジをそれぞれ異なる材料から別個に形成し、それらを接着することにより製造される。そのため、従来のスピーカーは、振動板およびエッジのそれぞれについて材料費がかかり、かつ成形工程および接着工程が必要となるので、非常にコストが高く、かつ製造効率が低いという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、パルプコーンを抄造する際に振動板部分とエッジ部分とを同時に成形する技術が提案されている。しかし、この技術においては、エッジの通気を防止し振動板の反射を押さえるためにエッジに樹脂層を特別に設けなければならない。そのため、製造工程数が多く煩雑であり、特に振動板の振動によって屈曲されるエッジ部分は芯材となるパルプ繊維の強度が低いため耐久性および耐水性が不十分であり、しかも、樹脂層が設けられたことによりエッジの柔軟性が不十分であるという問題がある。
【０００４】
あるいは、射出成形の２色成形により振動板とエッジを同時に成形する技術が提案されている。しかし、この技術では、利用可能な材料が熱可塑性樹脂に限定されてしまうので、得られるスピーカーの耐熱性および弾性率が不十分である。
【０００５】
さらに、樹脂フィルムまたは金属箔をコーン型またはドーム型の振動板形状に成形すると同時にロール形状のエッジを成形する技術も提案されている。しかし、この技術においては、振動板およびエッジについての相反する要求特性を同時に満足させるための工夫は何らなされておらず、エッジの強度が振動板の強度と同じになってしまう。その結果、十分な振幅が得られず、エッジの振動吸収性もほとんどないので、フルレンジで実用に耐え得るスピーカーは得られない。
【０００６】
以上のように、振動板部分とエッジ部分とが同一材料を用いて形成され、かつ、振動板部分およびエッジ部分がともに優れた要求特性を有するスピーカー用部材が強く望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
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、振動板部分とエッジ部分とが同一材料（同一基材）を用いて形成され、かつ、振動板部分およびエッジ部分がともに優れた要求特性を有するスピーカー用部材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、振動板およびエッジを形成する材料ならびに振動板およびエッジの製造工程について鋭意検討した結果、振動板部分に発泡性粒子を含む熱硬化性樹脂を用い、かつエッジ部分に発泡ゴムを用いることにより、振動板部分とエッジ部分とを同一基材を用いて形成することができ、かつ、振動板部分およびエッジ部分がともに優れた要求特性を有するスピーカー用部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明のスピーカー用部材は、振動板部分とエッジ部分とを有する。振動板部分は、熱硬化性樹脂が含浸された少なくとも２つの基材層と、該基材層と同一の熱硬化性樹脂を含む、該基材層の間に配された発泡樹脂層とを有し、エッジ部分は、該振動板部分と共通の基材層と、該基材層の間に配された発泡ゴム層とを有する。
好ましい実施態様においては、上記熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル樹脂である。
好ましい実施態様においては、上記発泡樹脂層は、１０μｍ〜２０μｍの平均粒径を有する中空粒子を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のスピーカー用部材は、振動板部分とエッジ部分とを有する。すなわち、本発明のスピーカー用部材は、一体で、振動板の機能とエッジの機能とを同時に有する。
【００１０】
振動板部分は、少なくとも２つの基材層と、該基材層の間に配された発泡樹脂層とを有する。基材層を構成する基材は、織布であっても不織布であってもよい。代表的には、不織布が用いられる。不織布基材は、単一の不織布であってもよく、複数の不織布層を有する積層体であってもよい。不織布（層）は、任意の適切な短繊維から形成される。このような短繊維の代表例としては、パラ型アラミド繊維、メタ型アラミド繊維、レーヨン繊維、コットン繊維、テンセル繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリアリレート系繊維が挙げられる。繊維の内部損失が大きくかつ強度に優れるという理由で、コットン繊維、テンセル繊維が好ましい。短繊維の繊維長は目的に応じて変化し得るが、代表的には３０〜６０ｍｍである。不織布（層）は、単一の短繊維から形成してもよく、２種以上の短繊維を組み合わせて形成してもよい。
【００１１】
あるいは、不織布基材は、エラストマー繊維からなる不織布（以下、エラストマー不織布ともいう）であり得る。ここで、エラストマー不織布とは、熱可塑性エラストマー繊維がランダムに絡み合い、かつ、その一部が溶融してなる不織布をいう。熱可塑性エラストマー繊維の代表例としては、ポリウレタン系エラストマー繊維、ポリアミド系エラストマー繊維、ポリスチレン系エラストマー繊維、ポリアミド系エラストマー繊維、ポリエステル系エラストマー繊維が挙げられる。エラストマー不織布は熱硬化性樹脂が容易に含浸し得るので、優れた弾性率を有するスピーカー用部材が得られ得る。さらに、エラストマー不織布はその内部に多くの空隙（空気部分）を含むので、目付当たりの厚みが大きくなり、その結果、優れた剛性を有するスピーカー用部材が得られる。
【００１２】
あるいは、基材は織布であってもよい。好ましくは、織布基材は、飽和ポリエステル繊維からなる弾性織布である。ここで、弾性織布とは、弾性を有する（すなわち、伸び縮みし得る）織布をいう。さらに好ましくは、織布基材はポリ（トリメチレンテレフタレート）繊維からなる。ポリ（トリメチレンテレフタレート）は非常に優れた内部損失を有するので、結果として、非常に優れた内部損失を有するスピーカー用部材が得られるからである。
【００１３】
上記不織布基材、積層体基材、エラストマー不織布基材または織布基材は、目的に応じて適宜選択され得る。
【００１４】
基材層には、熱硬化性樹脂が含浸されている。このような熱硬化性樹脂としては、任意の適切な熱硬化性樹脂が用いられるが、好ましくは不飽和ポリエステル樹脂である。最も短時間で硬化するからである。本発明においては、任意の適切な不飽和ポリエステル樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂（例えば、不飽和ポリエステル樹脂）は、液状組成物の形態で、多くの製品が市販されている。
【００１５】
好ましくは、このような熱硬化性樹脂組成物は、天然繊維、再生繊維または合成繊維の短繊維、あるいはこれらの混合物（以下、添加繊維ともいう）をさらに含有し得る。添加繊維は、２０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の繊維長を有する（なお、実用上最も短い繊維長は１ｍｍである）。添加繊維の繊維長が短いほど熱硬化性樹脂中での分酸性に優れるので、結果として、基材への含浸性に優れるからである。従って、含浸性と得られるスピーカー用部材の弾性率（すなわち、繊維長が長いほど弾性率向上に寄与し得ること）とのバランスを考慮しても、添加繊維の繊維長は短い方がよい。
【００１６】
天然繊維の代表例としては、綿、麻が挙げられる。再生繊維の代表例としては、レーヨン、ポリノジックがあげられる。合成繊維の代表例としては、ナイロン、ビニロン、アラミド繊維、炭素繊維、ポリアリレート系繊維、ヘテロ環含有芳香族系繊維が挙げられる。アラミド繊維、炭素繊維、ポリアリレート系繊維、ヘテロ環含有芳香族系繊維のような高弾性繊維が好ましい。弾性率に優れたスピーカー用部材が得られるからである。
【００１７】
好ましくは、上記短繊維は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部、さらに好ましくは１０〜１５重量部の割合で熱硬化性樹脂組成物中に含有され得る。このような範囲で短繊維を熱硬化性樹脂組成物に添加すると、含浸性と得られるスピーカー用部材の弾性率とが共に優れるからである。
【００１８】
熱硬化性樹脂組成物は、任意の適切な添加剤（例えば、フィラー、酸化防止剤、紫外線吸収剤）をさらに含有し得る。
【００１９】
発泡樹脂層は、上記基材層に含浸された熱硬化性樹脂と同一の熱硬化性樹脂と、発泡した中空粒子とを含む。中空粒子は、任意の適切な発泡性粒子であり得る。好ましくは、このような発泡した中空粒子は、１０μｍ〜２０μｍの平均粒径（発泡倍率で１．１〜７倍）を有する。中空粒子の発泡倍率は、成形時の金型クリアランスを調整することにより、容易に制御することができる。
【００２０】
エッジ部分は、上記振動板部分と共通の基材層と、発泡ゴム層とを含む。発泡ゴム層は、ゴム成分と発泡成分とを含む。ゴム成分としては、任意の適切なゴム成分が用いられる。ゴム成分の代表例としては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ターポリマーゴム（ＥＰＴ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴムが挙げられる。発泡成分としては、任意の適切な発泡性粒子が採用され得る。代表的な発泡成分としては、アゾジカルボソアシドのような有機発泡剤が挙げられる。好ましくは、発泡成分は、発泡後に１０μｍ〜３０μｍの平均粒径（発泡倍率で１．１〜１５倍）を有する。
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施態様によるスピーカー用部材の製造方法について説明する。
【００２２】
最初に、基材層を構成する基材を形成する。例えば、基材が単一の不織布である場合には、当該不織布は、任意の適切な方法を用いて上記短繊維から形成される。不織布の形成方法の代表例としては、水などの液体または空気などの気体を用いる流体絡合法、あるいは機械的に短繊維をランダムに絡ませる方法などが挙げられる。弾性率の異方性が小さく成形性が良好な不織布が得られるという点で、流体絡合法が好ましい。例えば、上記短繊維を乾式法により空気流でランダムに配向させて集積層を作成し、次いで、水流絡合法により該集積層の繊維同士を絡ませることにより不織布が得られ得る。本発明に用いられる不織布の目付は目的に応じて変化し得るが、代表的には３０〜１５０ｇ／ｍ2である。
【００２３】
以下、２層の不織布基材層を採用する場合について説明する（本発明の方法が基材層が３層以上である場合や織布基材を用いる場合等にも同様に適用され得ることはいうまでもない）。
【００２４】
まず、１つの不織布のうち振動板となるべき部分に、発泡性粒子を含有する熱硬化性樹脂を塗布する。熱硬化性樹脂の塗布量は目的に応じて変化し得るが、代表的には１００〜１７０ｇ／ｍ２である。ここで、発泡性粒子は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、好ましくは１０〜３０重量部、さらに好ましくは１５〜２５重量部の割合で組成物中に含有される。含有量がこの範囲より少ない場合には、発泡が不十分であるので、所望のエッジ部分を有するスピーカー用部材が得られないという問題がある。含有量がこの範囲より多い場合には、成形時に変形を生じる場合がある。
【００２５】
次いで、熱硬化性樹脂が塗布された不織布上に、もう１つの不織布を配置する。任意の適切な条件（例えば、１３０℃、２０秒）で予備成形した後、金型クリアランスを所定の間隔に設定し、任意の適切な条件（例えば、１２０℃、３０秒）で発泡性粒子を発泡させる。好ましい発泡倍率は１．１〜７倍であり、このときの金型クリアランスは０．１〜０．２ｍｍである。この操作は、振動板部分に対応する金型のみを移動させることにより容易に行うことができる。このような操作により、熱硬化性樹脂が２つの不織布に含浸され、かつ、発泡した中空粒子は２つの不織布の間にとどまる。その結果、２つの基材層とこれら基材層の間に配された発泡樹脂層とを含む振動板部分が形成される。
【００２６】
次に、エッジ部分を形成する。具体的には、下側金型で支持されている振動板部分周縁部の２つの不織布の間に、ゴム成分と発泡成分とを含む組成物を供給する。例えば、組成物が固体の場合には、所定の形状に切断した組成物を２つの不織布の間に配置する。組成物が液体である場合には、２つの不織布の間に組成物を塗布する。次いで、エッジ部分に対応する金型のみを移動させて、任意の適切な条件（例えば、２００℃、４５秒）で加熱することにより、組成物を発泡させて発泡ゴム層を形成する。このようにして、２つの基材層と発泡ゴム層とを有するエッジ部分が得られる。
【００２７】
最後に、型抜きと外周切断が行われ、スピーカー用部材が得られる。
【００２８】
本発明のスピーカ振動板は、任意のスピーカー（例えば、低音用、中音用、高音用のスピーカ）に適用可能であり、全帯域（フルレンジ）スピーカーとして使用可能である。振動板の形状もまた、任意の適切な形状（例えば、コーン状、ドーム状、平板状）が採用され得る。
【００２９】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明によれば、振動板部分とエッジ部分に同一の基材を用いるので、従来のように振動板とエッジとを接着する必要がない。従って、接着部分の耐久性および耐水性が不十分であるという従来技術の欠点が解消される。実際、本発明のスピーカー用部材は、優れた耐久性および耐水性が要求される車載用スピーカーとして実用化されるに十分な耐久性および耐水性を有する。さらに、本発明によれば、振動板部分に発泡性粒子を含む熱硬化性樹脂を用い、かつエッジ部分に発泡ゴムを用いているので、相反する特性が要求される振動板部分およびエッジ部分の両方において、満足し得る特性が得られる。すなわち、本発明のスピーカー用部材の振動板部分は優れた強度を有し、エッジ部分は優れた柔軟性および内部損失を有する。さらに、本発明によれば、振動板部分が発泡樹脂層を含むことにより、振動板部分の曲げ強度が顕著に改善され、かつ、エッジ部分に発泡ゴムを用いることにより、エッジ部分の引っ張り強度も顕著に改善され得る。加えて、本発明のスピーカー用部材は熱硬化性樹脂を用いるので、耐熱性にも優れる。
さらに、本発明によれば、接着剤を用いたエッジ部の貼り付け工程が不要となるので、安価で信頼性の高いスピーカー用部材が得られる。
【００３０】
【実施例】
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。
【００３１】
（実施例１）
下記の組成を有する不飽和ポリエステル溶液を調製した：
不飽和ポリエステル樹脂（日本触媒(株)製；N350L）    ：１００（部）
マイカ（クラレ(株)製；CLARITE MICA 600W）          ：  １０
低収縮化剤（日本油脂(株)；モディパーS501）          ：    ５
パーオクタＯ（日本油脂(株)）                       ：    ３
発泡性  粒子（松本油脂製薬（株）；F-30D）          ：  ２０
一方、コットン繊維（日新紡(株)製、オイコス；繊維長５１ｍｍ）の短繊維を乾式法により空気流でランダムに配向させて集積層を作成した後、さらに水流絡合法により繊維同士を機械的に絡ませて秤量４０ｇ／ｍ２の不織布を作成した。得られた不織布を２枚用いて、そのうちの１枚の不織布の中央部（すなわち、振動板となるべき部分）に上記不飽和ポリエステル溶液を約１２５〜１５０ｇ／ｍ２の密度で選択的に塗布し、その上にもう１枚の不織布を配置した。
【００３２】
得られた不織布積層体を、振動板部分とエッジ部分とを一体化させた形状のマッチドダイ金型を用いて熱プレス成形し、スピーカー用部材を得た。ここで、マッチドダイ金型は、振動板部分とエッジ部分とがそれぞれ独立して可動するものを用いた。詳細な成形手順は以下の通りである。
【００３３】
まず、振動板部分に対応する金型のみを移動させて、１３０℃で２０秒間熱プレスすることにより振動板部分を予備成形した。次いで、上側金型を移動させて金型クリアランスを０．１〜０．２ｍｍとし、１５０℃で３０秒間加熱することにより発泡性粒子を発泡させた。この操作により、不飽和ポリエステル樹脂が２つの不織布に含浸され、かつ、発泡した中空粒子は２つの不織布の間にとどまる。その結果、２つの基材層とこれら基材層の間に配された発泡樹脂層とを含む振動板部分を得た。
【００３４】
次に、下記組成を有するゴム組成物を、下側金型で支持されている振動板部分周縁部の２つの不織布の間に供給した。さらに、エッジ部分に対応する金型のみを移動させて、２００℃で４５秒間で加熱することにより、組成物を発泡させて発泡ゴム層を形成した。このときの金型クリアランスは０．３〜０．５ｍｍであった。
ＳＢＲ                                              １００（部）
パラフィン系プロセスオイル                            ４０
有機発泡剤（アゾジカルボソアシド）                    １５
硫黄                                                    １．５
亜鉛華                                                  ５
ステアリン酸                                            １
タルク                                                ４０
カーボン                                              ３０
加硫促進剤（テトラメチルチウラムジスルフィド）          ５
発泡助剤（尿素）                                      １０
老化防止剤（2,4-ビス{(オクチルチオ)メチル}-O-クレゾール）             １
紫外線吸収剤（ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体）            １
【００３５】
以上のようにして、スピーカー用部材を得た。得られたスピーカー用部材の振動板部分は、口径１６ｃｍ、厚さ０．３５ｍｍのコーン形状であり、エッジ部分は幅２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのロール形状であった。
【００３６】
得られたスピーカー用部材の振動板部分について、通常の方法で、ヤング率、密度、および比弾性率を測定し、エッジ部分について、通常の方法で、ヤング率、密度、および内部損失を測定した。測定結果を、後述の実施例２および比較例１〜３の結果と併せて下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
0004370707.tif 000002
【００３８】
（実施例２）
テンセル繊維（繊維長３８ｍｍ）を用いたこと、ならびに、フィラー（旭硝子(株)製；シルカバルーンQ-CEL）１０部をさらに含む不飽和ポリエステル溶液を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてスピーカー用部材を得た。得られたスピーカー用部材を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表1に示す。
【００３９】
（比較例１）
パルプ懸濁液から定法により、コーンとその外周にロール形状エッジとを抄き網で抄造し、熱プレス成形した。次いで、エッジ部分にアクリル系樹脂を塗布し、そして乾燥することにより、口径１６ｃｍ、厚さ０．８５ｍｍのエッジ一体型パルプコーン振動板を得た。得られた振動板を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表1に示す。
【００４０】
（比較例２）
射出成形の２色成形により、振動板部分をポリプロピレン樹脂（マイカを３０重量％含有する）で成形し、その外周にオレフィン系エラストマーをエッジ形状に成形することにより、口径１６ｃｍ、厚さ０．２８ｍｍのポリプロピレンコーン／オレフィンエラストマーエッジの一体型振動板を得た。得られた振動板を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表1に示す。
【００４１】
（比較例３）
振動板部分のみを比較するため、以下の手順でコーン型振動板を作製した。
まず、下記の組成を有する不飽和ポリエステル溶液を調製した：
不飽和ポリエステル樹脂（日本触媒(株)製；N350L）    ：１００（部）
マイカ（クラレ(株)製；CLARITE MICA 600W）          ：  １０
低収縮化剤（日本油脂(株)；モディパーS501）          ：    ５
パーオクタＯ（日本油脂(株)）                       ：    ３
一方、パラ型アラミド繊維（帝人(株)製、テクノーラ；繊維長５１ｍｍ）の短繊維を乾式法により空気流でランダムに配向させて集積層を作成した後、さらに水流絡合法により繊維同士を機械的に絡ませて秤量６０ｇ／ｍ２の不織布を作成した。得られた不織布を２枚用いて、そのうちの１枚の不織布の中央部（すなわち、振動板となるべき部分）に上記不飽和ポリエステル溶液を約１２５〜１５０ｇ／ｍ２の密度で選択的に塗布し、その上にもう１枚の不織布を配置した。この不織布積層体を１３０℃で６０秒間熱プレス成形し、型抜きと外周切断とを行い、コーン型振動板を得た。得られた振動板を実施例１と同様の評価に供した。結果を上記表1に示す。
【００４２】
上記表１から明らかなように、本発明のスピーカー用部材は、振動板部分とエッジ部分に同一基材を用いて形成しているにもかかわらず、振動板部分は強度に優れ、エッジ部分は柔軟で内部損失に優れている。このように、本発明によれば、相反する特性が要求される振動板とエッジとを同一基材を用いて形成することが可能となり、長く解決されなかった課題を解決することができる。
【００４３】
さらに、比較例１のエッジ一体型パルプコーン振動板と比較すると、本発明のスピーカー用部材は、車載用スピーカーに要求される耐久性および耐水性においてはるかに優れていることが実際に確認された。従って、本発明のスピーカー用部材は、パルプ振動板では不可能であった大口径化や大入力が可能となる。また、比較例２の２色成形振動板と比較すると、本発明のスピーカー用部材は、はるかに優れた耐熱性を有することが確認された。比較例３の発泡樹脂層を含まない振動板と比較すると、本発明のスピーカー用部材は、比弾性率が顕著に改善されている。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基材の振動板部分に発泡性粒子を含む熱硬化性樹脂を用い、かつエッジ部分に発泡ゴムを用いることにより、振動板部分とエッジ部分とを同一基材を用いて形成することができ、かつ、振動板部分およびエッジ部分がともに優れた要求特性を有するスピーカー用部材が得られる。