JPH0548678B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0548678B2 JPH0548678B2 JP59009000A JP900084A JPH0548678B2 JP H0548678 B2 JPH0548678 B2 JP H0548678B2 JP 59009000 A JP59009000 A JP 59009000A JP 900084 A JP900084 A JP 900084A JP H0548678 B2 JPH0548678 B2 JP H0548678B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- carbon fiber
- resin
- molding
- montmorillonite
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
Description
この発明は電気音響変換器用振動板の改良に関
し、特に剛性が高く、成形が非常に容易なる材料
より構成された振動板に関する。 近年、電気音響変換器用振動板において主とし
て剛性を増す目的から振動板構成材料の一部材と
してカーボン繊維を用いたものが考えられ、かつ
実用に供されている。 この種の振動板を例示すると (1) カーボン繊維とバルブ繊維を混抄した後、フ
エノール樹脂等を用いて賦形した振動板 (2) ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂にカー
ボン繊維を混合してシート成形し、これを真空
成形した振動板、又は上記材料を混合して射出
成形した振動板 (3) カーボン繊維の織布又は不織布に熱硬化性樹
脂を含浸してプレプレグとし、これをプレス成
形した振動板 等が実用化されている。 しかるに、上記従来の振動板は種々の欠点を有
している。 たとえば(1)においてはカーボン繊維の特徴であ
る高弾性特性が充分に生かされず50wt％カーボ
ン繊維混入量でもヤング率はせいぜい５×
1010dyn／cmである。 これはカーボン繊維とパルプ繊維の混合率に対
するヤング率にピーク値が生じ、カーボン繊維の
混合率に制限があるためである。 又、(2)においてはシート成形時における混合物
の流動性、吐出ノズルの寸法からカーボン繊維混
入量が制限を受ける。 たとえば、0.3〜0.5mm厚のシートではカーボン
繊維の混合量はせいぜい20wt％である。 また、上記混合量は真空成形工程からの制限も
受ける。 一方、射出成形では上記混合量はせいぜい
15wt％である。 したがつて、振動板の剛性を充分に上げること
ができない。 更に(3)は上記２例から比べると剛性の高い振動
板が得られるが、一旦織布として組織化された一
枚の平らな布をコーン状又はドーム状に成形する
にはカーボン繊維自体の伸縮が期待できない以上
織目ズレを利用して賦形しなければならないの
で、予備成形等の数々の工程を経て賦形が可能と
なるため製造コストが極めて高く、又頂角の大き
い形状やコルゲーシヨンリブの一体成形等の賦雑
な形状の振動板が成形困難であつた。 そこでこの発明では硬化剤又は硬化促進剤を層
間に吸着せしめたモンモリロナイトと熱硬化性樹
脂モノマーとカーボン繊維を主要材料とする複合
材料と無機鱗片状物質、例えばグラフアイト微粉
末、マイカ微粉末等の混合物を加熱成形すること
により物性の優れた振動板を提供すると共に成形
を容易にしたものであり、以下実施例について詳
細に説明する。 この発明の目的には硬化剤又は硬化促進剤を層
間に吸着せしめた含水アルミケイ酸塩の一種であ
るモンモリロナイト（Al2O3・4Si2O・nH2O、別
名ベントナイト）が重要である。 当該モンモリロナイトを硬化剤又は硬化促進剤
を適当な溶剤に溶かした溶液中に浸漬（60℃、数
時間）する。 これによつてモンモリロナイトのシリケート層
間に硬化剤又は硬化促進剤が吸着される。 これを溶液洗浄した後、乾燥せしめて硬化剤又
は硬化促進剤との複合体を得る。 次に 複合体（硬化剤としてジアミノジフエニールメタ
ン吸着） 10部 エポキシ樹脂モノマー（商品名アラルダイト
6071） 35部 硬化剤（ジアミノジフエニールスルホン） 4.4部 離型剤（ステアリン酸亜鉛） １部 カーボン繊維（ポリアクニロニトリル系カーボン
繊維 平均長0.35mm） 50部 上記配合物を加温下（85℃）で撹拌して均一に
配合し、しかる後に冷却せしめて粉砕し粉末状の
複合材料を得た。 当該複合材料にグラフアイト微粉末（325メシ
ユ全通）を10部均一に混合して所定形状の金型に
より温度160℃、プレス圧85Kg／cm2、成形時間10
分でプレス成形して開口径85mm、頂部径30mm、全
高19mmのコーン型振動板（試料１）を得た。 上記振動板（試料１）とクラフトパルプ50wt
％、カーボン繊維35wt％、フエーノール樹脂
15wt％よりなる振動板（試料２）、ポリプロピレ
ン樹脂に15wt％のカーボン繊維を混合し射出成
形してなる振動板（試料３）との物性（密度ρ、
ヤング率Ｅ）を測定した結果を第１表に示す。
し、特に剛性が高く、成形が非常に容易なる材料
より構成された振動板に関する。 近年、電気音響変換器用振動板において主とし
て剛性を増す目的から振動板構成材料の一部材と
してカーボン繊維を用いたものが考えられ、かつ
実用に供されている。 この種の振動板を例示すると (1) カーボン繊維とバルブ繊維を混抄した後、フ
エノール樹脂等を用いて賦形した振動板 (2) ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂にカー
ボン繊維を混合してシート成形し、これを真空
成形した振動板、又は上記材料を混合して射出
成形した振動板 (3) カーボン繊維の織布又は不織布に熱硬化性樹
脂を含浸してプレプレグとし、これをプレス成
形した振動板 等が実用化されている。 しかるに、上記従来の振動板は種々の欠点を有
している。 たとえば(1)においてはカーボン繊維の特徴であ
る高弾性特性が充分に生かされず50wt％カーボ
ン繊維混入量でもヤング率はせいぜい５×
1010dyn／cmである。 これはカーボン繊維とパルプ繊維の混合率に対
するヤング率にピーク値が生じ、カーボン繊維の
混合率に制限があるためである。 又、(2)においてはシート成形時における混合物
の流動性、吐出ノズルの寸法からカーボン繊維混
入量が制限を受ける。 たとえば、0.3〜0.5mm厚のシートではカーボン
繊維の混合量はせいぜい20wt％である。 また、上記混合量は真空成形工程からの制限も
受ける。 一方、射出成形では上記混合量はせいぜい
15wt％である。 したがつて、振動板の剛性を充分に上げること
ができない。 更に(3)は上記２例から比べると剛性の高い振動
板が得られるが、一旦織布として組織化された一
枚の平らな布をコーン状又はドーム状に成形する
にはカーボン繊維自体の伸縮が期待できない以上
織目ズレを利用して賦形しなければならないの
で、予備成形等の数々の工程を経て賦形が可能と
なるため製造コストが極めて高く、又頂角の大き
い形状やコルゲーシヨンリブの一体成形等の賦雑
な形状の振動板が成形困難であつた。 そこでこの発明では硬化剤又は硬化促進剤を層
間に吸着せしめたモンモリロナイトと熱硬化性樹
脂モノマーとカーボン繊維を主要材料とする複合
材料と無機鱗片状物質、例えばグラフアイト微粉
末、マイカ微粉末等の混合物を加熱成形すること
により物性の優れた振動板を提供すると共に成形
を容易にしたものであり、以下実施例について詳
細に説明する。 この発明の目的には硬化剤又は硬化促進剤を層
間に吸着せしめた含水アルミケイ酸塩の一種であ
るモンモリロナイト（Al2O3・4Si2O・nH2O、別
名ベントナイト）が重要である。 当該モンモリロナイトを硬化剤又は硬化促進剤
を適当な溶剤に溶かした溶液中に浸漬（60℃、数
時間）する。 これによつてモンモリロナイトのシリケート層
間に硬化剤又は硬化促進剤が吸着される。 これを溶液洗浄した後、乾燥せしめて硬化剤又
は硬化促進剤との複合体を得る。 次に 複合体（硬化剤としてジアミノジフエニールメタ
ン吸着） 10部 エポキシ樹脂モノマー（商品名アラルダイト
6071） 35部 硬化剤（ジアミノジフエニールスルホン） 4.4部 離型剤（ステアリン酸亜鉛） １部 カーボン繊維（ポリアクニロニトリル系カーボン
繊維 平均長0.35mm） 50部 上記配合物を加温下（85℃）で撹拌して均一に
配合し、しかる後に冷却せしめて粉砕し粉末状の
複合材料を得た。 当該複合材料にグラフアイト微粉末（325メシ
ユ全通）を10部均一に混合して所定形状の金型に
より温度160℃、プレス圧85Kg／cm2、成形時間10
分でプレス成形して開口径85mm、頂部径30mm、全
高19mmのコーン型振動板（試料１）を得た。 上記振動板（試料１）とクラフトパルプ50wt
％、カーボン繊維35wt％、フエーノール樹脂
15wt％よりなる振動板（試料２）、ポリプロピレ
ン樹脂に15wt％のカーボン繊維を混合し射出成
形してなる振動板（試料３）との物性（密度ρ、
ヤング率Ｅ）を測定した結果を第１表に示す。
【表】
但し密度：ｇ／cm3、ヤング率：×1010dyn／cm2
表から明かなようにこの発明の振動板はＥ／ρが
極めて高いことが分る。 次にこの発明において無機鱗片状物質を混合す
ることによる作用効果について述べると、このよ
うな複合材料よりなる振動板を良好に成形するに
はカーボン繊維の混合率が大きな要因となる。 たとえば流動性の良い樹脂と平均繊維長の大き
いカーボン繊維を混練し、これを成形した場合樹
脂の流動に対してカーボン繊維の流動が少なく、
特に振動板の周辺部分（たとにばエツジとの貼着
部分やボイスコイルとの貼着部分）において樹脂
とカーボン繊維が分離してしまう現象が発生し、
振動板の部分的特性のバラツキやピンホール、ソ
リ等の変形の原因となる。 これを解決するには、樹脂を加熱して架橋増粘
させるか、カーボン繊維の繊維長を小さくするこ
とが必要であるが、前者の場合成形圧力を昇げる
必要があり新たな成形設備が必要となり、後者の
場合繊維長が小さくなるに従つて成形した振動板
のヤング率が低下し物性的に好しくない。 一方この発明ではグラフアト微粉末が樹脂の流
動とともに流動しカーボン繊維を押し流す作用を
するために樹脂と充填物の成形時の分離が抑制さ
れる結果上記欠点を解決できるものと推察でき
る。 そこで上記効果を確める為にグラフアイト微粉
末を混合しない例として前記複合材料のみを同形
状の金型により温度160℃、プレス圧85Kg／cm2、
成形時間10分でプレス成形して同形状の振動板
（試料４）を得た。 この発明の振動板（試料１）および上記振動板
（試料４）をそれぞれ100枚づつ成形し、ピンホー
ルおよび変形の有無を調べたところ第２表を得
た。
表から明かなようにこの発明の振動板はＥ／ρが
極めて高いことが分る。 次にこの発明において無機鱗片状物質を混合す
ることによる作用効果について述べると、このよ
うな複合材料よりなる振動板を良好に成形するに
はカーボン繊維の混合率が大きな要因となる。 たとえば流動性の良い樹脂と平均繊維長の大き
いカーボン繊維を混練し、これを成形した場合樹
脂の流動に対してカーボン繊維の流動が少なく、
特に振動板の周辺部分（たとにばエツジとの貼着
部分やボイスコイルとの貼着部分）において樹脂
とカーボン繊維が分離してしまう現象が発生し、
振動板の部分的特性のバラツキやピンホール、ソ
リ等の変形の原因となる。 これを解決するには、樹脂を加熱して架橋増粘
させるか、カーボン繊維の繊維長を小さくするこ
とが必要であるが、前者の場合成形圧力を昇げる
必要があり新たな成形設備が必要となり、後者の
場合繊維長が小さくなるに従つて成形した振動板
のヤング率が低下し物性的に好しくない。 一方この発明ではグラフアト微粉末が樹脂の流
動とともに流動しカーボン繊維を押し流す作用を
するために樹脂と充填物の成形時の分離が抑制さ
れる結果上記欠点を解決できるものと推察でき
る。 そこで上記効果を確める為にグラフアイト微粉
末を混合しない例として前記複合材料のみを同形
状の金型により温度160℃、プレス圧85Kg／cm2、
成形時間10分でプレス成形して同形状の振動板
（試料４）を得た。 この発明の振動板（試料１）および上記振動板
（試料４）をそれぞれ100枚づつ成形し、ピンホー
ルおよび変形の有無を調べたところ第２表を得
た。
【表】
第２表から明らかなようにこの発明の振動板
（試料１）は成形時におけるピンホールや変形が
極めて少なく大量生産において優れた効果が得ら
れた。 ちなみに上記両振動板においてピンホールが発
生しないプレス条件を調べたところ、この発明実
施の振動板（試料１）では予熱工程を必要とせず
プレス圧は60Kg／cm2程度で充分であるのに対し振
動板（試料４）では予熱時間を60秒必要とし、プ
レス圧も100Kg／cm2程度必要とした。 これから考慮してもこの発明振動板が大量生産
に適したもであるかが分る。 次に上記振動板（試料４）の物性を測定し、こ
の発明の振動板（試料１）と比較したところ第３
表の結果を得た。
（試料１）は成形時におけるピンホールや変形が
極めて少なく大量生産において優れた効果が得ら
れた。 ちなみに上記両振動板においてピンホールが発
生しないプレス条件を調べたところ、この発明実
施の振動板（試料１）では予熱工程を必要とせず
プレス圧は60Kg／cm2程度で充分であるのに対し振
動板（試料４）では予熱時間を60秒必要とし、プ
レス圧も100Kg／cm2程度必要とした。 これから考慮してもこの発明振動板が大量生産
に適したもであるかが分る。 次に上記振動板（試料４）の物性を測定し、こ
の発明の振動板（試料１）と比較したところ第３
表の結果を得た。
【表】
但し、曲げ弾性率：Kg／cm2、内部損失：tan δ
である。 上表から明らかなようにこの発明実施例の振動
板（試料１）はヤング率、内部損失および曲げ弾
性率がそれぞれ上昇し物性からも優れた特徴を有
することが判明した。 この発明の振動板のヤング率が著しく上昇する
要因としては、カーボン繊維およびグラフアイト
微粉末の空間を埋めるようにモンモリロナイト−
エポキシ複合体が分散し、かつモンモリロナイト
の層間に入り込んだエポキシポリマーとモンモリ
ロナイトが強固に結合されたブレンド形ポリマー
が形成され、当該ブレンド形ポリマーがカーボン
繊維およびグラフアイト微粉末をからみ込むよう
に３次元網状構造に組織化される為であると思わ
れる。 又、この発明の振動板はプレス金型内において
エポキシ樹脂が一旦溶融し低粘度となつて流動す
るが、一定温度（150℃）まではモンモリロナイ
トの層間に吸着された硬化剤又は硬化促進剤が浸
出しないので低粘度の流動状態を保持する結果、
複雑な形状の金型であつても隅々まで充填される
とともにグラフアイト微粉末が樹脂の流動ととも
に流動しカーボン繊維を押し流す作用をするため
に樹脂と充填物の成形時の分離が抑制される結果
振動板の各部分が均一となつてピンホールの発生
や変形の少ない、かつ形状寸法精度の高い振動板
を得ることができた。 又、モンモリナイトに吸着させる硬化促進剤と
しては、たとえばエチルメチルイミダゾールが無
水フタル酸（硬化剤）との組み合わせで使用でき
る。 以上に説明したように、この発明は硬化剤又は
硬化促進剤を層間に吸着せしめたモンモリロナイ
トと熱硬化性樹脂モノマーとカーボン繊維を主要
材料とする複合材料と無機鱗片状物質、例えばグ
ラフアイト微粉末、マイカ微粉末等の混合物を加
熱成形してなることを特徴とする電気音響変換器
用振動板であつて、振動板の高剛性化もしくは軽
量化することができるので良好な周波数特性を有
するスピーカーを提供することができる。 更に、成形時におけるピンホールの発生や変形
を防止でき寸法精度の高い振動板を簡便にかつ大
量に製造することができ、低コストの特性の良い
振動板を提供することができる等従来では達成で
きなかつた優れた効果を有するものである。 尚、この発明をコーン型振動板に適用した場合
について述べたが勿論ドーム型振動板、更にはセ
ンタードームラジエーターにも適用することがで
きるものである。
である。 上表から明らかなようにこの発明実施例の振動
板（試料１）はヤング率、内部損失および曲げ弾
性率がそれぞれ上昇し物性からも優れた特徴を有
することが判明した。 この発明の振動板のヤング率が著しく上昇する
要因としては、カーボン繊維およびグラフアイト
微粉末の空間を埋めるようにモンモリロナイト−
エポキシ複合体が分散し、かつモンモリロナイト
の層間に入り込んだエポキシポリマーとモンモリ
ロナイトが強固に結合されたブレンド形ポリマー
が形成され、当該ブレンド形ポリマーがカーボン
繊維およびグラフアイト微粉末をからみ込むよう
に３次元網状構造に組織化される為であると思わ
れる。 又、この発明の振動板はプレス金型内において
エポキシ樹脂が一旦溶融し低粘度となつて流動す
るが、一定温度（150℃）まではモンモリロナイ
トの層間に吸着された硬化剤又は硬化促進剤が浸
出しないので低粘度の流動状態を保持する結果、
複雑な形状の金型であつても隅々まで充填される
とともにグラフアイト微粉末が樹脂の流動ととも
に流動しカーボン繊維を押し流す作用をするため
に樹脂と充填物の成形時の分離が抑制される結果
振動板の各部分が均一となつてピンホールの発生
や変形の少ない、かつ形状寸法精度の高い振動板
を得ることができた。 又、モンモリナイトに吸着させる硬化促進剤と
しては、たとえばエチルメチルイミダゾールが無
水フタル酸（硬化剤）との組み合わせで使用でき
る。 以上に説明したように、この発明は硬化剤又は
硬化促進剤を層間に吸着せしめたモンモリロナイ
トと熱硬化性樹脂モノマーとカーボン繊維を主要
材料とする複合材料と無機鱗片状物質、例えばグ
ラフアイト微粉末、マイカ微粉末等の混合物を加
熱成形してなることを特徴とする電気音響変換器
用振動板であつて、振動板の高剛性化もしくは軽
量化することができるので良好な周波数特性を有
するスピーカーを提供することができる。 更に、成形時におけるピンホールの発生や変形
を防止でき寸法精度の高い振動板を簡便にかつ大
量に製造することができ、低コストの特性の良い
振動板を提供することができる等従来では達成で
きなかつた優れた効果を有するものである。 尚、この発明をコーン型振動板に適用した場合
について述べたが勿論ドーム型振動板、更にはセ
ンタードームラジエーターにも適用することがで
きるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 硬化剤又は硬化促進剤を層間に吸着せしめた
モンモリロナイトと熱硬化性樹脂モノマーとカー
ボン繊維を主要材料とする複合材料と無機鱗片状
物質の混合物を加熱成形してなることを特徴とす
る電気音響変換器用振動板。 ２ 熱硬化性樹脂モノマーがエポキシ樹脂である
ことを特徴とする特許請求の範囲の第１項記載の
電気音響変換器用振動板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP900084A JPS60153298A (ja) | 1984-01-21 | 1984-01-21 | 電気音響変換器用振動板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP900084A JPS60153298A (ja) | 1984-01-21 | 1984-01-21 | 電気音響変換器用振動板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153298A JPS60153298A (ja) | 1985-08-12 |
| JPH0548678B2 true JPH0548678B2 (ja) | 1993-07-22 |
Family
ID=11708403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP900084A Granted JPS60153298A (ja) | 1984-01-21 | 1984-01-21 | 電気音響変換器用振動板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153298A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5275316A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | Diaphragm for speakers |
| JPS58107795A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Hitachi Chem Co Ltd | 電気音響振動板 |
-
1984
- 1984-01-21 JP JP900084A patent/JPS60153298A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60153298A (ja) | 1985-08-12 |
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