专利名称：扬声器轭环的制作方法
技术领域：
本发明是涉及纸盆主体(也称为扬声器振动板主体)周边的扬声器轭环的发明。
如第5图所示，一般扬声器由锥形纸构成的纸盆主体50通过设在其周边的扬声器轭环60装在框架F上，使其不妨碍纸盆主体50的振动。再有为了不妨碍纸盆50的振动，此扬声器轭环60的形状在内周边61和外周边63之间，做成断面向上或向下弯曲呈园弧状的弯曲部65。
以前上述扬声器轭环是使形成发泡橡胶的物质在模型内成形的，或把纸盆主体放在模型内向此模型内然后喷射热塑性树脂，例如丙烯酸酯、聚碳酸酯或热塑性聚氨酯树脂等的熔融树脂成形的，此外还有把用块状发泡成形制成的发泡聚氨酯板切成薄片，然后把此发泡聚氨酯薄片在压力机模中加热压缩制成扬声器轭环形状的。
但是以前的扬声器轭环存在以下问题。首先是使发泡橡胶组合物在模型内成形的扬声器轭环，由于重量大，在与纸盆主体粘合在一起使用的话振动系统质量变大，存在声压频率特性降低的问题。此外还存在这种橡胶制的扬声器轭环与纸盆主体粘接时需要很高的技术的问题。
此外把熔融的热塑性树脂喷射成形制成的扬声器轭环，由于熔融树脂的温度非常高，在200～300℃左右，在模型内与纸盆主体形成一体时，容易出现纸盆主体受热损坏的问题。
把发泡聚氨酯板切成薄片后加热压缩成形(以下简称切割板后热压成形)的扬声器轭环，用压力机对成形模具加热压缩时，如图5所示弯曲部位的根部66、67的外侧(凸的一侧)延伸大密度变小，相反其内侧(凹的一侧)被压缩密度变大，表面密度的这种不均匀状态导致强度降低，所以耐久性等不能令人满意。特别是由于扬声器轭环60的内侧周边与纸盆主体50的边缘一起振动，扬声器轭环60的外侧周边被约束在框架F上，疲劳集中在框架一侧的弯曲部位的根部67上，所以很难说上述切割板后热压成形的扬声器轭环弯曲部位根部的强度是足够的。
而且由于上述的发泡聚氨酯薄片是从板上切出均匀的厚度然后热压成形的，存在的问题是不能使扬声器轭环相应的部位具有最合适的厚度，例如不能把上述压缩成形时强度会降低的弯曲部位根部66、67加厚以提高强度。
由于不能避免上述发泡聚氨酯板因制造发泡板部位的不同密度不同，所以从板上切出的发泡聚氨酯薄片因切的位置不同密度不同。其结果是把切出的发泡聚氨酯薄片热压成形的扬声器的最低共振频率f0的标准偏差变大，质量存在难以稳定的问题。实际测定了f0的标准偏差，在N=100时为±15Hz。
汽车门内设置的扬声器等要求扬声器轭环具有防水性。可是由于上述发泡聚氨酯板具有水能从表面渗透的性质，切割板后热压成形的扬声器轭环也存在防水性差的问题。为了解决此防水性的问题提出在表面涂覆含氟树脂的方案，可是这种涂覆含氟树脂的扬声器轭环中也是由连续的气泡结构组成，所以用涂覆方法封堵开口部位是不现实的，而实际上防水性不能说是充分的，再加上还存在成本高的问题。
如表示第6图中轭环断面的放大模式图所示，上述切割板后热压成形的扬声器轭环热压成形时，表面65a附近被压缩，气泡H被压碎的、硬的、高密度壳层68，与内部的发泡层69形成清晰的界面68a，由于壳层的物理性质发生明显的、急剧的变化，共振时的振幅变大，出现人们所不希望的现象。
鉴于上述几点，本发明提供一种强度高、f0的标准偏差小、防水性好、而且共振时振幅小、成形容易、与纸盆一体化可靠而且容易的扬声器轭环。
(2)本发明的特征是向放置了纸盆主体的成形模内注入扬声器轭环用原料组合物，通过该原料的反应、发泡、固化成形制成的扬声器轭环，利用上述反应、发泡、固化时的化学反应与纸盆粘接成一体。
(3)本发明的特征是作为扬声器轭环用的原料组合物，使用的是在常温下刚刚混合后的粘度范围为100cps～100,000cps的原料组合物。
(4)本发明的特征是多元醇是由醚系多元醇和酯系多元醇的混合物构成。
(5)本发明的特征是扬声器轭环内部的气泡为单独的气泡，或由单独气泡和连续气泡两者构成的。
(6)本发明的特征是扬声器轭环表面是由把成形模的模面转印成的外壳层构成。
(7)本发明的特征是上述表面的壳层相对于内部的发泡层没有清晰的界面，而是形成一体的。
(8)本发明的特征是上述弯曲部位的壁薄的根部的密度比其他壁厚部位的密度高。
(9)本发明的特征是密度范围为0.15～0.9g/cm3。
图中标号10为扬声器轭环，11为扬声器轭环内周边，13为扬声器轭环外周边，15为弯曲部位，15a、15b为弯曲部位壁薄的根部，16为外壳层，17为发泡层，20为扬声器纸盆主体，40为成形模，41为上模，42为下模，43为纸盆主体用空间，44为轭环成形空间，N为搅拌混合装置的喷嘴，P为原料组合物。
发明实施的最佳形式下面按照附图
对本发明进行详细说明。
第1图是有关本发明的一个实施例的扬声器轭环局部的断面图。第2图是第1图中A部位的放大的模式图。第3图和第4图是表示本发明的扬声器轭环成形时成形模的局部断面图。
第1图和第2图表示的本发明一个实施例的扬声器轭环10，与第5图表示的用以前技术制成的扬声器轭环相同，内周边11和外周边13之间做成断面向扬声器轭环10的一侧表面方向弯成园弧状的弯曲部位15的环状组成，如第3图和第4图所示，把含有异氰酸酯和多元醇的扬声器轭环用原料组合物P，用搅拌混合装置的喷嘴N注入成形模40的下模42，合模后，通过在成形模40内反应、发泡、固化而成形的。此时预先把纸盆主体20放置在成形模40内，利用上述原料组合物P的反应、发泡、固化时的化学反应把扬声器轭环10的内周边11粘接在扬声器纸盆主体20的周围边缘使其形成一体。这样做的话，就不需要进行把扬声器轭环10和纸盆主体20的粘接工作，而且原料组合物P的异氰酸酯成分与构成纸盆主体20的锥形纸中含在纤维素内的羟基，或与PP盆纸上利用电晕处理、等离子处理等表面处理与锥形纸上形成极性官能团发生反应，使扬声器轭环10与纸盆主体20牢固粘接在一起。
上述原料组合物P由于是含有异氰酸酯和多元醇的，所以可用作聚氨酯的原料。上述异氰酸酯可以使用含2个以上的异氰酸酯基的脂肪族系或芳香族系的聚异氰酸酯、或它们的混合物、以及通过使它们改性而得到的改性聚异氰酸酯。作为脂肪族系聚异氰酸酯可以举出六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯等。作为芳香族系聚异氰酸酯可以举出二异氰酸甲苯酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二异氰酸萘酯、二异氰酸二甲苯酯、缩聚异氰酸酯(crudeMDI)等。也可以使用其他的予聚物。
作为多元醇可以使用醚系多元醇或酯系多元醇，特别是醚系多元醇和酯系多元醇的混合物显示出具有优良的防水性和耐侯性物理性能，所以用在本发明的扬声器轭环上是适宜的。
作为醚系多元醇可以举出乙二醇、二甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、蔗糖等多元醇，或者在这些多元醇中加成环氧乙烷、氧化丙烯等环氧化物的聚醚多元醇。
作为脂系多元醇也可以使用丙二酸、琥珀酸、己二酸等的脂肪族羧酸，和苯二酸等的芳香族羧酸，以及由乙二醇、二甘醇、丙二醇等的脂肪族二醇等缩聚得到的聚酯多元醇。此外也可以用聚醚多元醇或聚酯多元醇中使乙烯性不饱和化合物聚合得到的多元醇聚合物。
在上述原料组合物P中除异氰酸酯和多元醇外，适当含有催化剂、发泡剂和其他添加剂。作为催化剂可单独或组合使用三亚乙基二胺、三乙胺、N-甲基吗啉、N,N二甲基乙醇胺等的叔胺，或辛酸锡、二丁基锡、二月桂酸酯等的锡化合物。
作为发泡剂可单独或组合使用水和戊烷等的碳氢化合物。在使用水的情况下原料组合物反应时产生二氧化碳气，利用二氧化碳气发泡。
作为其他的添加剂有整泡剂。作为整泡剂可举出聚硅氧烷系整泡剂、含氟化合物系整泡剂，以及众所周知的表面活性剂等。其他要适当添加交联剂、填充剂和着色剂等。
希望上述原料组合物P在常温(20℃)时粘度范围在100cps～100,000cps。具有在此粘度范围的原料组合物P即使不把它的温度加热到注射成形时熔融热塑性树脂那样的高温，也具有很高的流动性，可容易地注入下模42，在反应和发泡时在成型模40内的弯曲部位也能充满，能获得质量优良的扬声器轭环10。此外也能容易地向扬声器纸盆主体20含浸，可使扬声器纸盆主体20和扬声器轭环10粘接牢固。
成型模40在此例子中是由上模41和下模42组成，或由被分割成多块的型模组成，形成放置纸盆主体20的纸盆主体用空间43、与此纸盆主体用空间43的周边43a、一端重叠的轭环成形空间44。上述轭环成形空间44与扬声器轭环形状对应的环状构成。在此例子中平坦的内边缘成形空间44a以及外边缘成形空间44b之间形成断面呈园弧状向上方弯曲的弯曲部位成形空间44c。上述弯曲部位成形空间44c两端的根部厚度d1、d2比弯曲部位成形空间44c的其他部位、以及内边缘成形空间44a和外边缘成形空间44b的厚度要薄。因此用此成型模40成形的上述扬声器轭环10其弯曲部位15两端根部15a、15b的厚度d3、d4比其他部位的厚度薄。
如第3图所示，纸盆主体20被放置在打开的成型模40的下模42纸盆主体用空间的型面42a上，上述轭环成形空间44的内边缘成形空间44a位于此纸盆主体20边缘的下侧。搅拌混合装置(图中未表示)的注入喷嘴N的头部设置在上述下模42上、纸盆主体20四周的轭环成形空间型面42b的上方，通过此注入喷嘴N把一定量的原料组合物P注入下模42的轭环成形空间的型面42b上。上述搅拌混合装置是把原料组合物P搅拌混合后注入的装置，可以使用众所周知的聚氨酯发泡成形用搅拌混合装置。
向上述下模42的轭环成形空间的型面42b注入的原料组合物P，由于如上所述的低的粘度而具有好的流动性，可顺畅地扩展开，合模后继续反应发泡充满轭环成形空间44，然后固化形成与轭环成形空间44的型面表面形状一样的扬声器轭环10。然后把此扬声器轭环10从成型模40取出。此扬声器轭环10因使上述原料组合物P的注入量固定，密度大体一致，所以上述的f0标准偏差小。
上述原料组合物P的温度一般为10～70℃左右，成型模40的模温为20～80℃。因此不用担心成型模40内的纸盆主体20在高温下受到损伤。而且上述原料组合物P的异氰酸酯与导入纸盆主体20表面的[-OH]发生化学反应产生粘接性，使纸盆主体20与扬声器轭环10牢固粘接成一体。
此外上述原料组合物P发泡充满轭环成形空间44时，在轭环成形空间44的型面41b、42b附近由于与型面接触，夺走反应时的热量，气泡不长大，树脂发生固化，所以如第2图的模式图所示，在扬声器轭环10的表面形成致密的壳层16。此壳层16在表面无气孔，比扬声器轭环10内部的发泡层17密度高。再有此壳层16与内侧的发泡层17之间不存在清晰的界面，与发泡层是连成一体的，而不是象图6所示用以前技术对发泡氨基甲酸脂薄片加热压缩成形时，在壳层68和发泡层69之间存在有界面68a，所以不用担心使用扬声器时共振的振幅加大。而且这样做形成的壳层16的厚度几乎不会影响到轭环成形空间44的局部厚度变化，也就是说几乎不会影响到扬声器轭环10的厚度变化，上述弯曲部位15的壁薄的根部15a、15b也足够厚。因此弯曲部位15的壁薄的根部15a、15b的强度足够，即使是扬声器长期使用也不必担心弯曲部位15的壁薄的根部15a、15b断裂。再有在上述弯曲部位15的壁薄的根部15a、15b中，尽管壳层16的厚度几乎与其他壁厚部分没有变化，但其内部发泡层17的厚度也比其他壁厚部分要薄，所以壁薄的根部15a、15b的密度也比其他壁厚部分高，使强度更高。
上述扬声器轭环10因有表面壳层16而具有防水性。而且使内部的发泡层17的气泡状态由单独的气泡或单独气泡和连续气泡两者构成的话，会具有更好的防水性。再有要形成单独的气泡或要增加单独气泡的比例，在上述原料组合物P的多元醇中要使用多官能的，而且作为整泡剂要选择活性高的。
上述扬声器轭环10整体的密度定为0.15～0.9g/cm3，振动系的质量不重，不用担心声压频率特性降低是较为理想的。通过调整向上述成型模40内注入原料组合物P的量，或者调整发泡剂等的添加剂可以很容易地调整其密度。
·弯曲部位壁薄的根部密度和壁厚部分密度(g/cm3)作为弯曲部位的壁薄的根部和壁厚的部位的内边缘和外边缘的密度按JIS K6401测定。
·气泡状态用显微镜放大100倍，用目测测定单独气泡或单独气泡和连通气泡的比例。
·壳层的状态用显微镜放大100倍，用目测判定有无明确的界面。
·f0的标准偏差(Hz)做100个音圈直径25.7mm、纸盆主体的外径106mm、重量2.1g的纸盆主体，在其上粘接扬声器轭环，分别对其测定最低共振频率f0。
·防水性制作音圈直径25.7mm、纸盆主体的外径106mm、重量2.1g的纸盆主体(具有防水性的用云母强化的丙烯注射成形的纸盆主体)，在其上粘接上扬声器轭环，使它在倒置状态下把扬声器外边缘粘接在玻璃容器的底面，不要有间隙，在容器中放入水，目测判定从纸盆内侧的扬声器轭环漏水的情况。[成形方法]如第3图和第4图所示，用具有纸盆主体用空间43和轭环成形空间44的成型模40，预先把成形的纸盆主体20放置在纸盆主体用空间43的型面上，然后注入原料组合物，把第1图所示的扬声器轭环10制成卷曲部位直径4mm、内径107mm、外径125mm，卷曲部位总高度6.4mm，成形的壁厚0.6mm构成的口径14cm扬声器用具有卷曲形状的轭环。再有卷曲部分是指第1图中断面呈园弧状的弯曲部位15。作为纸盆主体(振动板)使用纸盆外径106mm、音圈直径25.7mm、重量2.1g的用云母强化的丙烯注射成形的本体。[原料组合物的配比和成形条件]<实施例1>异氰酸酯克鲁得MDI，MR-200，日本聚氨酯株式会社制28.0重量份多元醇聚醚多元醇，CP4701道化学株式会社制100.0重量份发泡剂水(蒸馏水) 0.6重量份交联剂丙三醇 2.0重量份催化剂33％三亚乙基二胺的一缩二丙二醇溶液，DABCO-33LV三共气体产品株式会社制1.0重量份稳泡剂聚硅氧烷稳泡剂L5305，UCC株式会社制 1.0重量份20℃时原料组合物的粘度150cps原料组合物的注入温度和注入量25℃，3g<实施例2>异氰酸酯二异氰酸甲苯酯，TDI-80 40.0重量份多元醇聚醚多元醇，CP4701道化学株式会社制 100.0重量份发泡剂水(蒸馏水)3.0重量份交联剂丙三醇2.0重量份催化剂辛酸锡0.1重量份33％三亚乙基二胺的-缩二丙二醇溶液，DABCO-33LV 0.2重量份稳泡剂聚硅氧烷稳泡剂L5305，UCC株式会社制 1.0重量份20℃时原料组合物的粘度5，000cps原料组合物的注入温度和注入量25℃，3g<实施例3>异氰酸酯TDI-80和克鲁得MDI的60∶40的混合物，日本聚氨酯株式会社制30.0重量份醚系多元醇PPG-3000三洋化成株式会社制 50.0重量份酯系多元醇F-3010可乐丽株式会社 50.0重量份发泡剂水(蒸馏水) 2.4重量份架桥剂一缩二丙二醇 20.0重量份催化剂N,N二甲胺基乙醇日本乳化剂株式会社制 0.5重量份整泡剂含羟基的聚烷基硅氧烷共聚体，SH-193，东丽硅酯株式会社制 1.0重量份20℃时原料组合物的粘度10,000cps原料组合物的注入温度和注入量25℃，3g<对比例>
从软质块状泡沫状材料切下的厚7mm、密度0.025g/cm3的薄片，用热压成形，制成卷曲部位弯曲部直径4mm、内径107mm、外径125mm，卷曲部位总高度6.4mm，成形的壁厚0.6mm的具有卷曲形状的轭环。再有热挤压的条件设定为模具温度210±5℃、总压力1吨。
表1
在产业上应用的可行性正如以上图示所说明的那样，使用本发明的第(1)至第(9)项中所发明的扬声器轭环的话，由于是把含有异氰酸酯和多元醇的原料组合物注入成型模内成形的，所以与橡胶制的扬声器轭环相比重量轻，振动系统的质量不大，不降低声压频率特性。再有本发明的扬声器轭环由于是通过在成型模内原料组合物的反应、发泡、硬化成形的，所以表面状态和内部气泡状态不会出现象把用块状发泡聚氨酯切成薄片后，加热压缩成形制成扬声器轭环那样的不均匀状态，也不会出现由于这种不均匀性引起的强度降低。
再有如本发明中第(2)项发明所表述的那样，如果使用把扬声器纸盆主体放在成型模内，把含有异氰酸酯和多元醇的原料组合物注入到成型模内，利用原料组合物的反应、发泡、硬化时的化学反应在纸盆主体上粘接扬声器轭环的话，就不需要用别的操作把纸盆主体与扬声器轭环粘接，同时具有牢固粘接扬声器轭环和纸盆主体，耐久性优良的效果。而且由于含异氰酸酯和多元醇的原料组合物的温度和模的温度远比喷射成形时熔融热塑性树脂的温度要低，所以不必担心纸盆主体会因受热而损伤。
本发明中第(3)项发明，原料组合物在20℃时的粘度为100～100,000cps，所以成型模内原料组合物的流动性良好，在成型模内成形的扬声器轭环的质量稳定，品质优良。而且把原料组合物注入成型模时，即使不把原料组合物加热到高温也能得到足够的流动性，所以在成型模内把扬声器轭环与纸盆主体进行一体化成形，不必担心因原料组合物的热量损伤纸盆主体。此外由于原料组合物的粘度低，溶液扩展到纸盆主体内，扬声器轭环与纸盆主体的粘接牢固。
在本发明中的第(4)项发明，如多元醇采用醚系多元醇和酯系多元醇的混合物的话，可以获得质量更优良的扬声器轭环。
如本发明中的第(5)项发明那样，扬声器轭环内侧的气泡状态是由单独的气泡或由单独的气泡和连续的气泡两者构成的话，可提高扬声器轭环的防水性能。
在本发明中的第(6)项发明，扬声器轭环表面形成与成型模的型面形状一样的壳层，具有防水性能好和强度高的效果。而且表面的壳层不存在以前用块状发泡聚氨酯切成薄片后，加热压缩成形制成扬声器轭环那样的气泡压缩不均匀的情况，不会产生强度降低。
本发明中的第(8)项发明，弯曲部位壁薄的根部密度比壁厚部位的密度高，所以扬声器纸盆主体振动时，最容易疲劳的弯曲部位壁薄的根部强度是足够的。
再有在本发明中的第(9)项发明，扬声器轭环的密度为0.15～0.9g/cm3，重量轻，所以振动质量不大，不必担心声压频率特性降低，能得到优良的音质。
权利要求
1．一种扬声器轭环，其是把含有异氰酸酯和多元醇的扬声器轭环用原料组合物用搅拌混合装置注入到成型模内，通过使其在模内反应、发泡、固化而成形的。
2．根据权利要求1所述的扬声器轭环，其特征在于向放置纸盆主体的成型模内注入扬声器轭环用原料组合物，利用此原料组合物的反应、发泡、固化成形的扬声器轭环通过上述反应、发泡、固化时的化学反应与纸盆主体粘接成一体。
3．根据权利要求1或2所述的扬声器轭环，其特征在于作为扬声器轭环用原料组合物采用在常温刚混合后的粘度在100cps至100,000cps范围的原料组合物。
4．根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器轭环，其特征在于多元醇为由醚系多元醇和酯系多元醇的混合物组成。
5．根据权利要求1至4中任一项所述的扬声器轭环，其特征在于扬声器轭环内部的气泡由单独的气泡或由单独的气泡和连续的气泡两者构成。
6．根据权利要求1至5中任一项所述的扬声器轭环，其特征在于扬声器轭环的表面是由形成与成型模的型面形状一样的壳层构成。
7．根据权利要求6所述的扬声器轭环，其特征在于表面的壳层相对于内部的发泡层没有清晰的界面，而是形成一体的。
8．根据权利要求1至7中任一项所述的扬声器轭环，其特征在于弯曲部位的壁薄的根部密度比其他壁厚部分的密度要高。
9．根据权利要求1至8中任一项所述的扬声器轭环，其特征在于扬声器轭环密度范围为0.15至0.9g/cm3。
全文摘要
本发明的目的是提供一种强度高、f
文档编号H04R7/22GK1296721SQ00800296
公开日2001年5月23日 申请日期2000年3月6日 优先权日1999年3月9日
发明者沟根信也, 金子信也, 池田清, 山崎裕子 申请人:井上株式会社, 松下电器产业株式会社