JP2000224691A - 電気音響変換器用振動板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト高を抑え、従来品よりヤング率を向上
させ、かつ充分な内部損失を有し、バランスのとれた電
気音響変換器用振動板を提供する。 【解決手段】 ナイロンポリマーの中に層状の粘土状鉱
物を０.５〜１０％をナノメータレベルでミクロ分散さ
せたナノコンポジットナイロン樹脂からなるフィルムを
加熱成形して電気音響変換器用振動板を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、最近、開発され
たいわゆるナノコンポジットと称される新素材ナイロン
フィルムを用いてなる音響機器の一種であるスピーカや
マイクロホン等の電気音響変換器用振動板に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の電気音響変換器用振動板に要求
される物性としては、比弾性率が大きく、適当な内部損
失を有し、機械的疲労が少なく、耐候性に優れている等
の点が挙げられる。このような要望に応えるべく従来よ
り種々の金属、セラミックス、合成繊維、植物セルロー
ス（木材、非木材パルプ）、カーボン繊維、アラミド繊
維、合成樹脂等の素材が提案されており、高音用、中音
用等の用途、目的、価格面、製造性等に応じて素材を適
宜選択し、種々の加工法を用いて加工され使用されてき
た。

【０００３】そして、この中で、合成樹脂を用いたもの
は比較的比弾性率も高く適当な内部損失も持っており、
量産時のバラツキも小さく比較的優れた性質を有してい
るため、電気音響変換器用振動板として広く用いられる
ようになっている。

【０００４】この場合、有機高分子材料の機械的性質
（高弾性、高内部損失）を改善する目的で炭酸カルシウ
ムやタルク、カーボングラファイト、カーボンファイバ
ー、グラスファイバー、マイカ等の無機物の添加が一般
的に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの材料
は高分子との結合が非常に弱く、多量に配合しないと充
分な効果は得られない反面、多量に配合することにより
材料が脆くなる、比重が増大する、成形時に金型をいた
めるなど多くの問題が生じるため、ある程度以上添加量
を増やす事は難しい。また、無機物と樹脂との結合力改
善のためにカップリング処理等を行う方法もあるが、結
合は物理吸着によるごく弱いものであり、その効果は充
分なものとは言えない。また、ツイーターやヘッドホン
等に広く用いられる樹脂フィルム製振動板の場合、材厚
や比重、薄膜化した際の強度の関係から、上記のような
フィラーの添加は困難である場合が多く、性能的に不充
分な汎用材を使用するか、高価で加工性の悪いエンプラ
フィルムを使用しているのが現状である。

【０００６】この発明は上記のことに鑑み提案されたも
ので、その目的とするところは、コスト高を抑えつつヤ
ング率が高く、充分な内部損失を有し、振動板としてバ
ランスのとれた電気音響変換器用振動板を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ナイロンポリ
マーの中に層状の粘土状鉱物を０.５〜１０％をナノメ
ータレベルでミクロ分散させ有機的に結合させたナノコ
ンポジットナイロン樹脂からなるフィルムを加熱成形す
る構成により、上記目的を達成している。

【０００８】また、粘土状鉱物が層状ケイ酸塩であるモ
ンモリロナイト、合成マイカ、サボナイト、ヘクトライ
ト、セピオライトのうちの何れかである構成としてい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】ナノコンポジットとは、分散相の
大きさがナノメータの領域であるような超微細分散系の
ことであるが、本発明で用いられるものはポリマー系ナ
ノコンポジットであり、ナイロンポリマー中に粘土状鉱
物が分子のサイズで分散（ナノレベル）し、かつナイロ
ンと粘土とがイオン結合してなる複合材料である。粘土
状鉱物はその大部分が層状ケイ酸塩鉱物からなるが、本
発明においては主としてモンモリロナイト（スメクタイ
ド族鉱物）、合成マイカ等をを用いている。

【００１０】

【実施例】本発明では、ナノコンポジットナイロンフィ
ルム材を使用してなる振動板を提供するもので、振動板
材料としてナイロンポリマー中に層状粘土（モンモリロ
ナイト）をナノメートルレベルでミクロ分散し、分子レ
ベルでマトリックス樹脂との親和性を高めたナノコンポ
ジットナイロンフィルムを採用し、適宜成形することに
よって、汎用品レベルのコストで、汎用材とほぼ同じ比
重でありながら従来品の約２〜３倍のヤング率と充分な
内部損失を有する電気音響変換器用振動板を作製した。

【００１１】ナイロンポリマーに対しモンモリロナイト
は、０.５〜１０％をナノメータレベルでミクロ分散さ
せている。ナイロンポリマーに添加するモンモリロナイ
トの量に応じ弾性率と強度とが大幅に向上する。また、
熱変形温度も上昇する。下限を０.５％としたのは、こ
れ以下では所望の物性が得られないためである。上限を
１０％としたのは、これ以上添加すると材料の成形性が
著しく損なわれるからである。

【００１２】本発明では宇部興産（株）のＵＢＥＮＹＬ
ＯＮＮ ＮＣＨシリーズ１０２２ＣＭ１／１０２２Ｃ２
をフィルムとしたものを使用した。表１にこれらのナノ
コンポジットナイロンフィルムと従来用いられているナ
イロンフィルム等との物性の比較を示す。

【表１】

【００１３】このナノコンポジットナイロン（１０２２
ＣＭ１）フィルム（厚さ１００μｍ）を加熱成形して、
２０ｍｍＤｉａのドーム振動板を作成し、この振動板を
組み込んでドームスピーカを作成した。比較例として従
来のナイロンフィルム（厚さ１００μｍ）を使用して同
様の振動板、スピーカを作成した。

【００１４】図１は上記ナノコンポジットナイロン（１
０２２ＣＭ１，１０２Ｃ２）フィルムや従来品のナイロ
ンフィルム等の内部損失及びヤング率をグラフ化したも
ので、これらから明らかなように、本発明に用いられる
ナノコンポジットナイロンフィルムは従来品のナイロン
フィルムに比べ約２〜３倍のヤング率を得ることがで
き、また、内部損失も充分であり、バランスのとれた電
気音響変換器用振動板が得られることが確認された。

【００１５】図２は本発明と従来品との周波数特性を示
すもので、太線は本発明のもので、本発明の振動板を使
用したスピーカによれば高域を改善することができた。
なお、振動板としてはドーム状のものに限らず、コーン
型のものであっても良い。また、振動板に限らず、防塵
キャップの如き部材に適用することも可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ナイロン
ポリマーに対するフィラー配合率は０.５〜１０％と少
量で良いため、軽量であり、従来品に比べ約２〜３倍の
ヤング率と充分な内部損失を有し、かつ高域特性を向上
させた振動板を得ることができた。また、本材料は基本
的に汎用ナイロン材の範畴であるため、入手も容易で低
コストである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に用いられるナノコンポジットナイロ
ンフィルムと従来品の各種フィルムの物性を表わした説
明図。

【図２】 本発明と従来品とを対比した周波数特性図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナイロンポリマーの中に層状の粘土状鉱
   物を０.５〜１０％をナノメータレベルでミクロ分散さ
   せ有機的に結合させたナノコンポジットナイロン樹脂か
   らなるフィルムを加熱成形したことを特徴とする電気音
   響変換器用振動板。
2. 【請求項２】 前記粘土状鉱物が層状ケイ酸塩であるモ
   ンモリロナイト、合成マイカ、サボナイト、ヘクトライ
   ト、セピオライトのうちの何れかであることを特徴とす
   る請求項１記載の電気音響変換器用振動板。