説明

スピーカーエッジ材

【課題】汎用のポリオールを使用することができ、止水性に優れ、安価であり、機械特性に優れたスピーカーエッジ材を提供する。
【解決手段】ポリオールと、イソシアネートと、発泡剤と、整泡剤とを含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームよりなるスピーカーエッジ材であって、該ポリオールはPPG系ポリオールを含有するものであり、該イソシアネートはTDI系イソシアネートであり、該整泡剤はイソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーンを含有するものであるスピーカーエッジ材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、原料コストが低く、止水性能に優れたスピーカーエッジ材に関する。
【背景技術】
【0002】
スピーカーの振動板は、スピーカーエッジにより支持されている。このスピーカーエッジには、優れた止水性を有することが要求されることがある。すなわち、車載用のスピーカー等では、特にドアパネルに取り付けられた場合などにおいて、降雨時に水が内部へ侵入することを防止し得るスピーカーエッジが要求されている。
従来、このスピーカーエッジとしてポリウレタンフォームが用いられている。例えば、特許文献1には、ポリウレタンフォームの表面に熱可塑性樹脂皮膜層を設けたスピーカーエッジ材が開示されている。しかし、ポリウレタンフォームの表面に熱可塑性樹脂皮膜層を設ける分だけ手間がかかる。そのため、ポリウレタンフォーム自体の止水性を向上させることが要求されている。
【0003】
ポリウレタンフォームに止水性を付与するために、種々の方法が試みられている。
例えば、ポリオール成分として撥水性の高いダイマー酸ポリオールを用いることが行われている。
また、ポリウレタンフォームに対して撥水性の高い薬剤を含浸させて止水性能を付与することも行われている。
さらに、汎用のPPG(ポリプロピレングリコール)系ポリオールに対して、イソシアネートとしてMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)系イソシアネートを用い、かつ整泡剤としてポリオール又はイソシアネートと反応性の基を有するシリコーンを用いた発泡原料を使用することも行われている(特許文献2)。同号の第0012段落には、本発明の必須成分はポリオール、MDI系イソシアネート、反応性シリコーン、架橋剤と発泡剤であり、これらの一つでも欠けると止水圧の高いフォームシーリング材は得られない、と記載されている。同様に、特許文献3及び特許文献4にも、原料としてPPG系ポリオール、MDI系イソシアネート及び反応性シリコーンを用いたポリウレタンフォームが記載されている。
特許文献5には、ポリヒドロキシ化合物と、TDIやMDI等の有機イソシアネートと、イソシアネートと反応性の水酸基を有する反応性シリコーンとを用いたポリウレタンフォームシーリング材が記載されている。このポリヒドロキシ化合物としては、飽和炭化水素樹脂骨格を有するポリオールと、プロピレングリコールなどの分子量が数百までの低分子量のポリヒドロキシル化合物とを含有するものが使用されている。
【0004】
しかしながら、ダイマー酸ポリオールは単価の高いポリオールであるため、原料コストが高くつくという問題がある。
また、ポリウレタンフォームに対して撥水性の高い薬剤を含浸させる場合、薬剤を使用するためコスト高であり、また薬剤を含浸させる工程の分だけ製造工程が煩雑になると共にコスト高となる。
上記特許文献2〜4では、イソシアネートとしてMDI系イソシアネートを用いることが必須であるが、より強度及び伸びといった機械特性に優れた止水性ポリウレタンフォームが求められている。
上記特許文献5では、ポリヒドロキシ化合物の成分が特定のものに限定されている。また、ポリヒドロキシ化合物に含まれるプロピレングリコールが、分子量数百までの低分子量のものに限定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平3−83495号公報
【特許文献2】特開2002−226829号公報
【特許文献3】特開2003−160779号公報
【特許文献4】特開2002−338944号公報
【特許文献5】特開平6−330022号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、汎用のポリオールを使用することができ、止水性に優れ、安価であり、機械特性に優れたポリウレタンフォームよりなるスピーカーエッジ材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、PPG系ポリオールと、TDI系イソシアネートと、イソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーンを含有する整泡剤とを含有する発泡原料を用いることにより、本発明の課題を解決し得ることを見出して、本発明を完成させるに至った。
【0008】
即ち、本発明は、
[1]ポリオールと、イソシアネートと、発泡剤と、整泡剤とを含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームよりなるスピーカーエッジ材であって、該ポリオールはPPG系ポリオールを含有するものであり、該イソシアネートはTDI系イソシアネートであり、該整泡剤はイソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーンを含有するものであるスピーカーエッジ材、
[2]前記シリコーンの配合量が前記ポリオール100質量部に対して1〜10質量部であることを特徴とする[1]に記載のスピーカーエッジ材、及び、
[3]前記発泡原液が架橋剤を含有することを特徴とする[1]又は[2]に記載のスピーカーエッジ材、
である。
【発明の効果】
【0009】
本発明のスピーカーエッジ材によれば、ポリオールとして汎用のPPG系ポリオールを使用するため安価である。また、整泡剤として反応性シリコーンを用いるため止水性に優れる。さらにイソシアネートとしてTDI系イソシアネートを用いるため、MDI系イソシアネートを用いる場合と比べて機械特性に優れる。すなわち、硬度が低く且つ伸び易いため、加工が容易であり、裂け難い。また、発泡し易く、生産し易い。また、撥水剤の含浸工程(フッ素含水工程)を行わなくても、止水性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】止水性試験機の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明のスピーカーエッジ材は、ポリオールと、イソシアネートと、発泡剤と、整泡剤とを含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームよりなるスピーカーエッジ材であって、該ポリオールはPPG系ポリオールを含有するものであり、該イソシアネートはTDI系イソシアネートであり、該整泡剤はイソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーンを含有するものであることを特徴とする。
【0012】
[ポリオール]
本発明では、ポリオールとしてPPG(ポリプロピレングリコール)系ポリオールが用いられる。PPG系ポリオールは汎用のものでよく、例えば官能基数約2から8で、水酸基価20〜200程度のものが使用し得る。例えばグリセリンにプロピレンオキシド(以下、POと称す。)、エチレンオキシド(以下、EOと称す。)を付加重合したものが代表的である。EOは付加モル率が0から20%であり、分子中でPOとランダムに、あるいは末端に(チップ)、中間に(バランス)共重合していてもよい。従来、PPG系ポリオールでもEO付加モル率が10%未満であれば、防水性付与剤として炭化水素物質を添加し、接触角を所定の数値とすれば止水性のあるウレタンフォームと為す事ができる事は知られている(例えば、特公昭59−37036号参照)。EOは親水性の高いことはよく知られているところであり、通常EO含有量が高くなると止水性は低くなると理解されている。しかし、本発明ではEO付加モル率が20%まで増加しても止水性を発揮することができる。PPG系ポリオールの数平均分子量は1000以上であるのが好ましい。このように数平均分子量を高くすることにより、硬度、伸び等の機械物性が良好なものとなる。数平均分子量は好ましくは2000以上特に3000以上である。数平均分子量の上限には特に制限はないが、好ましくは5000以下特に4500以下である。
【0013】
[イソシアネート]
本発明では、イソシアネートとしてTDI系イソシアネート(トリレンジイソシアネート)が用いられる。このため、イソシアネートとしてMDI系イソシアネートを用いる場合と比べて機械特性に優れる。すなわち、硬度が低く且つ伸び易いため、加工が容易であり、裂け難い。また、発泡し易く、生産し易い。また、撥水剤の含浸工程(フッ素含水工程)を行わなくても、止水性を向上することができる。
TDI系イソシアネートとしては、粗製トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物等が用いられる。たとえば、混合質量比が、2,4−トリレンジイソシアネート:2,6−トリレンジイソシアネート=2〜4:1の混合物が汎用されている。このTDI系イソシアネートは上記PPG系ポリオール100質量部に対して20〜70質量部の比率で反応させるのが好ましい。
【0014】
[整泡剤]
本発明では、整泡剤としてイソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーンが用いられる。反応基としては、水酸基、1級又は2級アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基などである。このシリコーン整泡剤としては公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン整泡剤としてポリジメチルシロキサン−ポリアルキレンオキシド共重合体が用いられる。当該共重合体の分子量は5000〜数万程度であり、分子中のシロキサン部分の含有率は5〜50%程度である。反応基はポリアルキレンオキシド中に入れることが好ましい。反応基として水酸基を有するシリコーン整泡剤を用いると、フォーム製造時にポリイソシアネートと反応して界面活性効果を失わせ、飽和炭化水素樹脂骨格が有する撥水性が維持されるため止水性能がさらに向上する。シリコーン整泡剤は上記PPG系ポリオール100質量部に対して1〜10質量部特に2〜8質量部とすることが好ましい。この範囲よりもシリコーン整泡剤が少ないと十分な整泡効果を得ることができず、多いと独立気泡になり易い。
【0015】
[発泡剤]
発泡剤としては、通常は水が用いられるが、メチレンクロライド、モノフッ化トリ塩化メタンなどの低沸点物を用いてもよい。また、混合系の粘度低下のためメチレンクロライド等の有機溶剤や低粘度ポリブテン等の官能基を有しない石油オイル等を用いてもよい。このうち、イソシアネートと反応して炭酸ガスを発生する水が好ましい。フォーム密度は、添加される発泡剤の量によって調整される。発泡剤として水を用いる場合には、PPG系ポリオール100質量部に対して添加される水量は0.5〜4.0質量部が好ましい。0.5質量部以下では、フォーム密度が高くなり適さず、4.0質量部以上では発泡時のフォームが不安定で、正常なフォームが得難い。
【0016】
[その他の配合剤]
触媒は、一般的なポリウレタンフォーム製造時に使用されるアミン系触媒や錫系触媒をそのまま用いることができる。例えばアミン系触媒としてはトリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等であり、錫系触媒としては、スタナスオクテート、ジブチルチンジラウレート等が用いられる。これらの原料以外に一般にポリウレタン発泡体において使用される架橋剤、炭酸カルシウム等の充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を使用することもできる。
【0017】
これらの原料を用いてポリウレタンフォームを製造するにあたり、PPG系ポリオール、発泡剤および触媒、整泡剤、難燃剤等の均一混合液にTDI系イソシアネートを加えて反応発泡させる方法(ワンショット法)、あるいは、PPG系ポリオールの一部又は全量をTDI系イソシアネートの全量と予め反応させることにより得られる末端イソシアネート基を有するプレポリマーと残りの他の原料とを混合し発泡させる方法(プレポリマー法)のいずれかの方法を用いることも可能である。フォーム製造時の安定性という点では、プレポリマー法を用いることが望ましい。このようにして製造される止水性ポリウレタンフォームは10mmの厚さで測定される通気性の結果が20cc/cm2/sec(フラジュール型試験機により測定JIS L 1004に準拠)以下の低通気性とすることが好ましい。
【0018】
以上の方法で得られたポリウレタンフォームは、ポリオールとして汎用のPPG系ポリオールを使用するため安価である。整泡剤としてイソシアネート又はポリオールと反応性の基を有する反応性シリコーンを用いるため止水性に優れる。イソシアネートとしてTDI系イソシアネートを用いるため、MDI系イソシアネートを用いる場合と比べて機械特性に優れる。すなわち、硬度が低く且つ伸び易いため、加工が容易であり、裂け難い。また、発泡し易く、生産し易い。
このポリウレタンフォームよりなるスピーカーエッジ材は、止水性に優れるため、車載用スピーカーのスピーカーエッジ材などとして好適に使用される。
【0019】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
なお、各例における諸特性を、以下に示す方法に従って求めた。
(1) 密度
50mm×300mm×300mmのサンプルの質量を体積で除した。
(2) 通気性
JIS L1004に準拠し、フラジュール型試験機によって測定した。フォーム厚みは10mmとした。
(3) 止水性
各例のポリウレタンフォーム(プレス前厚み7mmt)を、プレス温度220℃にて0.7mmt厚さになるまで圧縮した状態で30secの間熱プレスした。ついで、直径30mmの円板状に打ち抜いて、フォームサンプル(プレス後厚み0.7mmt)を得た。
図1に示すように、このフォームサンプル(プレス後厚み0.7mmt)1の上に円筒体2(外径30mm、厚さ7mm、高さ130mm、アクリル製)を載置し、円筒体2内に水を所定の水高H(円筒体2の下端から9cm、12cm。)まで入れて、水圧による漏水時間を測定した。24時間の保持後に漏水していないものを合格とした。
(4) 硬度(N)
JIS K 6400−2の規格に基づいて測定した。
(5) 伸び(%)
JIS K 6400−5の規格に基づいて測定した。
(6) 引張強度(N)
JIS K 6400−5の規格に基づいて測定した。
(7) 圧縮残留歪(%)
JIS K 6400−4の規格に基づいて測定した。
【0020】
また、原料として以下のものを用いた。
(1) ポリオール
ポリオール1:末端ホモタイプPPG系ポリオール「サンニックスGP−4000V」
(三洋化成工業製)、数平均分子量4000。
ポリオール2:ダイマー酸ポリエステルポリオール「テスラック2458」
(日立化成ポリマー製)。
ポリオール3:ポリエーテル・エステル系ポリオール「サンニックスFK−135V」
(三洋化成工業製)。
ポリオール4:スチレン−アクリロニトリルコポリマーグラフトポリオール
「ボラノール3943A」(ダウ・ケミカル製)。
ポリオール5:#7000ポリエーテルポリオール「アクトコールFC24」
(三井化学ポリウレタン製)。
【0021】
(2) イソシアネート
イソシアネート1:TDI系イソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート:
2,6−トリレンジイソシアネート=80:20(質量比))
「T80」(三井化学ポリウレタン製)
イソシアネート2:MDI系イソシアネート
(メチレンビス(4,1−フェニレン)=ジイソシアネート)
「スミジュールJ−295」(住北バイエルウレタン製)
イソシアネート3:TDI系イソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート:
2,6−トリレンジイソシアネート=65:35(質量比))
「T65」(三井化学ポリウレタン製)
【0022】
(3) 架橋剤
架橋剤1:「TMP」(東洋ケミカルズ製)
架橋剤2:「アクトコールT880」(三井化学製)
【0023】
(4) 触媒
アミン系触媒1:「TEDA L33」(東ソー製)
アミン系触媒2:「TOYOCAT ET33B」(東ソー製)
アミン系触媒3:「DABCO CS90」(エアープロダクツジャパン製)
【0024】
(5) 整泡剤
シリコーン1:反応型カルボキシ変性オルガノシリコン整泡剤「CF1218」
(東レ・ダウコーニング・シリコーン製)
(イソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーン)
シリコーン2:シリコーン整泡剤「NIAX SILICONE L−5340」
(モーメンティヴパフォーマンスマテリアルズジャパン製)
(イソシアネート又はポリオールと反応性の基を有しないシリコーン)
【0025】
(6) その他の配合剤
スズ触媒 :有機金属触媒「ニッカオクチックス スズ」(日本化学産業製)
顔料 :「ポリトンブラック UE−19500(黒)」(大日本インキ化学工業製)
連通剤 :ポリエーテルポリオール「ボラノールCP1421」(ダウ・ケミカル製)
酸化防止剤 :スコーチ防止剤とポリエーテルポリオールとの混合物
「SBUポリオール0116」(住北バイエルウレタン製)
打ち抜き改良材:「テクスター2」(クローダ製)
【0026】
実施例1
表1に示す通り、ポリオール1を100.00質量部に対して、イソシアネート1を58.926質量部、水を3.600質量部、アミン触媒1を0.321質量部、アミン触媒2を0.514質量部、架橋剤1を4.243質量部、スズ触媒を0.266質量部、シリコーン1を7.200質量部、打ち抜き改良材を0.500質量部、及び、顔料を2.800質量部添加混合し、発泡させてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0027】
比較例1
シリコーン整泡剤としてシリコーン1に代えて1.800質量部のシリコーン2を用いたこと以外は実施例1と同様にしてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0028】
実施例2
シリコーン2を1.800質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0029】
実施例3
シリコーン2を3.600質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0030】
実施例4
シリコーン2を5.400質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0031】
比較例2
表1に示す通り、ポリオール2を100.00質量部に対して、イソシアネート1を23.491質量部、イソシアネート2を43.627質量部、水を3.500質量部、アミン触媒2を0.875質量部、架橋剤2を2.625質量部、シリコーン1を4.400質量部、酸化防止剤を1.000質量部、顔料を6.500質量部、及び、連通剤を1.000質量部添加混合し、発泡させてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0032】
比較例3
表1に示す通り、ポリオール2を100.00質量部に対して、イソシアネート2を83.885質量部、水を3.800質量部、アミン触媒2を1.000質量部、架橋剤2を3.000質量部、シリコーン1を4.300質量部、酸化防止剤を1.000質量部、顔料を6.500質量部、及び、連通剤を2.000質量部添加混合し、発泡させてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームについて上記諸特性を評価した結果を表1に示す。
【0033】
比較例4
表1に示す通り、ポリオール総量100.000質量部(ポリオール3を65.000質量部、ポリオール4を20.000質量部及びポリオール5を15.000質量部)に対して、イソシアネート3を38.795質量部、水を2.700質量部、アミン触媒1を0.029質量部、アミン触媒3を0.058質量部、架橋剤2を1.253質量部、スズ触媒を0.3質量部、シリコーン1を0.482質量部、打ち抜き改良材を1.000質量部、及び、顔料を2.100質量部添加混合し、発泡させてポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)を得た。このポリウレタンフォームに対して、次のようにして含フッ素撥水剤を含浸させた。
含フッ素撥水剤「WR210B」(佳値化社製)80質量部と水920質量部とを混合した液を含浸液とし、これに上記ポリウレタンフォーム(厚さ7mmt)を、圧縮して含フッ素撥水剤を十分含浸させた。このポリウレタンフォームを絞りロールに通し、含フッ素撥水剤が固形分として75質量%含まれるように予め定めた重さになるまで含浸液を絞り出した。次いででこのポリウレタンフォームを215℃に設定した熱プレスに入れ、0.7mmtの厚さになるまで圧縮した状態で30秒間圧縮した。
このポリウレタンフォーム(厚さ0.7mmt)について上記諸特性を評価した結果を表1に示す。但し、止水性の試験においては、このポリウレタンフォーム(0.7mmt)を直径30mmの円板状に打ち抜いたものを、図1のフォームサンプル1として用いた。
【0034】
【表1】

【0035】
表1からわかる通り、実施例1〜4のポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)は、低密度、低通気性であり、かつ止水性が良好である。
これに対し、比較例1のポリウレタンフォームは、シリコーン整泡剤としてPPG系ポリオール及びTDI系イソシアネートに対して非反応性の整泡剤を用いているため、実施例1〜4と比べ、通気性が高く、かつ止水性に劣る。
比較例2及び比較例3のポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)は、イソシアネートとしてMDI系イソシアネートを用いているため、実施例1〜4と比べて、硬度が125Nと高く且つ伸びが70(%)と低くなり、機械的特性に劣る。また、ポリオールとしてダイマー酸ポリエステルポリオールを用いているため、材料費が高くつく。
比較例4のポリウレタンフォーム(スピーカーエッジ材)は、TDI系イソシアネートを用いることに代えてフッ素含浸工程を行っているため、含フッ素系撥水剤を使用する分だけコスト高であり、また当該工程の分だけ製造工程が煩雑になると共にコスト高となる。さらに、止水性には優れるものの、密度が高く、通気性が高い。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明のスピーカーエッジ材は、止水性に優れるため、車載用スピーカーなどのスピーカーエッジ材として好適に用いられる。
【符号の説明】
【0037】
1 フォームサンプル
2 円筒体
3 水
H 水高

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリオールと、イソシアネートと、発泡剤と、整泡剤とを含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームよりなるスピーカーエッジ材であって、
該ポリオールはPPG系ポリオールを含有するものであり、
該イソシアネートはTDI系イソシアネートであり、
該整泡剤はイソシアネート又はポリオールと反応性の基を有するシリコーンを含有するものであるスピーカーエッジ材。
【請求項2】
前記シリコーンの配合量が前記ポリオール100質量部に対して1〜10質量部である請求項1に記載のスピーカーエッジ材。
【請求項3】
前記発泡原液が架橋剤を含有する請求項1又は2に記載のスピーカーエッジ材。

【図1】
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【公開番号】特開2012−116900(P2012−116900A)
【公開日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−265766(P2010−265766)
【出願日】平成22年11月29日(2010.11.29)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】