電気音響変換器用振動板およびその製造方法
【課題】 比重の増加を防いで、高剛性を実現する電気音響変換器用振動板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 水酸化アルミニウム１Ａをパルプ繊維に添加して形成したスラリーを抄き上げた湿紙１を、加熱、加圧、乾燥して形成した電気音響変換器用振動板であって、湿紙１を加熱、加圧、乾燥する過程で、水酸化アルミニウム１Ａの結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、パルプ繊維内部に気泡１Ｂを発生して形成した。
【解決手段】 水酸化アルミニウム１Ａをパルプ繊維に添加して形成したスラリーを抄き上げた湿紙１を、加熱、加圧、乾燥して形成した電気音響変換器用振動板であって、湿紙１を加熱、加圧、乾燥する過程で、水酸化アルミニウム１Ａの結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、パルプ繊維内部に気泡１Ｂを発生して形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ等の電気音響変換器用振動板に要求される物性としては、比弾性率や比曲げ剛性率が大きいことなどがある。また、振動板素材としては、合成樹脂や紙などを主体としたものがある。特に、紙製の振動板には、質量が軽く、設計の自由度も高く、コスト面でも有利となるなどのメリットがあるため、広く用いられている。また、振動板の制動の向上、曲げ剛性の向上、難燃性の向上などのために、合成樹脂や紙に無機物や有機物を混入させて、いわゆるフィラー材とする手法もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、振動板の高剛性のために次の方法がある。つまり、振動板を製造する際の抄紙工程で、発泡剤であるエクスパンセル（登録商標）の顆粒粒子を、パルプ繊維を含むスラリーに混ぜ、このスラリーの抄紙により得た湿紙を加熱して、発泡剤をガス化する技術がある。これにより、ＣＯ２が発生し、ＣＯ２の気泡がパルプ繊維間に発生してパルプ繊維が膨張する。しかし、この場合、発泡剤のために紙の比重が大きくなり、振動板には不適当であるという課題がある。
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決し、比重の増加を防いで、高剛性を実現する電気音響変換器用振動板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加して形成したスラリーを抄き上げた湿紙を、加熱、加圧、乾燥して形成した電気音響変換器用振動板であって、前記湿紙を加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡を発生して形成したことを特徴とする電気音響変換器用振動板である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の電気音響変換器用振動板において、前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする。
請求項３の発明は、結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加してスラリーを形成し、前記スラリーを抄き上げた湿紙を、加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡を発生することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、水酸化アルミニウムなどの結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加し、この化合物の結晶水による水発泡により、パルプ繊維内部に気泡を発生するので、電気音響変換器用振動板の胴体部の質量を変えずに、この胴体部の厚みを大きくすることができるので、高剛性な振動板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電気音響変換器用振動板としてスピーカの振動板を例として説明する。本実施形態による振動板の製造において、パルプ繊維を含むスラリーに水酸化アルミニウム（Ａl(ＯＨ)３）を添加する。水酸化アルミニウムは、白色粉末の結晶であり、約２００［℃］までは安定している。それ以上の温度になると、結晶水の解離反応が起こり、６６［％］のＡl２Ｏ３と、３４［％］の結晶水とに分かれる。
【０００８】
本実施形態による振動板は、パルプ繊維とともに水酸化アルミニウムを含むスラリーから、湿式抄造法により製造される。つまり、図１（ａ）に示すように、水酸化アルミニウム１Ａと混抄して得た湿紙１を、２１０［℃］に加熱された下部型１１と上部型１２との間に入れ、下部型１１と上部型１２とにより加熱、加圧、および乾燥する。このとき、湿紙１の中の水分が水蒸気となり、水素結合が進むとともに、一度、下部型１１および上部型１２の温度が低下する。この時点では、図１（ｂ）に示すように、湿紙１から水分が除かれた原紙２中の水酸化アルミニウム１Ａは反応しない。この後、下部型１１および上部型１２の温度が２１０［℃］に上昇した時点で、水酸化アルミニウム１Ａの結晶水の解離反応が始まり、発泡現象が生じる。つまり、図１（ｃ）に示すように、分離された結晶水による水発泡で、パルプ繊維中に気泡１Ｂが発生する。この様子を図２の電子顕微鏡写真に示す。図２では、「水酸化ＡＬ発泡」と記述された写真が、発泡現象が発生したパルプ繊維を示し、「ノーマル」と記述された写真が、発泡現象の無い従来のパルプ繊維を示す。つまり、本実施形態においては、水発泡による気泡で、パルプ繊維による質量を変えずに、振動板の厚みを大きくすることができる。パルプ繊維固形分に対して、水酸化アルミニウム１Ａを１０〜２０［％］添加することにより、厚みを１.３〜１.４倍にすることができる。こうした原紙２から振動板が製造される。
【０００９】
本実施形態による振動板を用いたスピーカと、水発泡の無い従来の振動板を用いたスピーカとの比較を、次の表１に示す。なお、表１では、「ノーマル」と記載された４種類の試料が発泡現象の無い、従来のパルプ繊維を用いたスピーカの特性を示し、「ＡＬ仕様」と記載された４種類の試料が本実施形態による振動板を用いたスピーカの特性を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
表１に示すように、本実施形態による振動板は、次の通りである。
抄紙…水酸化アルミニウム２０［％］添加
胴体仕様
材質…ＢＫＰ（Bleached Kraft Pulp）
含浸剤…フッ素系
充填剤…なし
胴体完成重量…４.６［ｇ］
胴体厚み…０.５１［mm］
【００１２】
また、表１の結果から、本実施形態による振動板と、水発泡の無い従来の振動板との比較は次のとおりである。なお、比較結果は、括弧内の値で示してある。
物性
密度…０.４８７［ｇ／cm３］ （２０.６［％］ダウン）
ヤング率…２.６３２［Gpa］ （２４.８［％］ダウン）
音速…２３２２.８［ｍ／ｓ］ （２.７［％］ほぼ同じ）
比曲げ剛性…４.７７ （２２.３［％］アップ）
内部損失(tanδ)…０.０２７９ （５.３［％］アップ）
【００１３】
本実施形態による振動板を用いたスピーカの周波数特性を図３に示し、従来の振動板の周波数特性を図４に示す。これらの周波数特性から明らかなように、本実施形態による振動板によれば、従来に比べて、特に周波数１０［ｋＨz］以上の高域での特性が大幅に改善されている。
【００１４】
このように、本実施形態による振動板を用いたスピーカは、従来のプレスコーン紙を用いたスピーカでは得ることができない諸特性を持ち、前記の特性に加えて、例えば高音がクリアである。本実施形態による振動板を用いたスピーカは、プレスコーン紙を用いたスピーカとノンプレスコーン紙を用いたスピーカとの中間に位置する音質などの特性を持つ。
【００１５】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。本実施形態では、結晶水を含む化合物として水酸化アルミニウムを用いたが、特にこれに限定されることはない。たとえば、
ＭgＣl２・６Ｈ２Ｏ 塩化マグネシウム
ＢaＣl２・２Ｈ２Ｏ 塩化バリウム
Ａl２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ 水酸化アルミニウム
ＡlＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ カリミョウバン
ＣaＳＯ４・２Ｈ２Ｏ 二水せっこう
ＭgＣl２・ＫＣl・６Ｈ２Ｏ カーナリット
などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態による振動板の製造を説明する説明図である。
【図２】パルプ繊維中に気泡の発生する様子を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】本実施形態による振動板を用いたスピーカの周波数特性を示す図である。
【図４】従来の振動板を用いたスピーカの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 湿紙
１Ａ 水酸化アルミニウム
１Ｂ 気泡
２ 原紙
１１ 下部型
１２ 上部型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ等の電気音響変換器用振動板に要求される物性としては、比弾性率や比曲げ剛性率が大きいことなどがある。また、振動板素材としては、合成樹脂や紙などを主体としたものがある。特に、紙製の振動板には、質量が軽く、設計の自由度も高く、コスト面でも有利となるなどのメリットがあるため、広く用いられている。また、振動板の制動の向上、曲げ剛性の向上、難燃性の向上などのために、合成樹脂や紙に無機物や有機物を混入させて、いわゆるフィラー材とする手法もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、振動板の高剛性のために次の方法がある。つまり、振動板を製造する際の抄紙工程で、発泡剤であるエクスパンセル（登録商標）の顆粒粒子を、パルプ繊維を含むスラリーに混ぜ、このスラリーの抄紙により得た湿紙を加熱して、発泡剤をガス化する技術がある。これにより、ＣＯ２が発生し、ＣＯ２の気泡がパルプ繊維間に発生してパルプ繊維が膨張する。しかし、この場合、発泡剤のために紙の比重が大きくなり、振動板には不適当であるという課題がある。
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決し、比重の増加を防いで、高剛性を実現する電気音響変換器用振動板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加して形成したスラリーを抄き上げた湿紙を、加熱、加圧、乾燥して形成した電気音響変換器用振動板であって、前記湿紙を加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡を発生して形成したことを特徴とする電気音響変換器用振動板である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の電気音響変換器用振動板において、前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする。
請求項３の発明は、結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加してスラリーを形成し、前記スラリーを抄き上げた湿紙を、加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡を発生することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、水酸化アルミニウムなどの結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加し、この化合物の結晶水による水発泡により、パルプ繊維内部に気泡を発生するので、電気音響変換器用振動板の胴体部の質量を変えずに、この胴体部の厚みを大きくすることができるので、高剛性な振動板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電気音響変換器用振動板としてスピーカの振動板を例として説明する。本実施形態による振動板の製造において、パルプ繊維を含むスラリーに水酸化アルミニウム（Ａl(ＯＨ)３）を添加する。水酸化アルミニウムは、白色粉末の結晶であり、約２００［℃］までは安定している。それ以上の温度になると、結晶水の解離反応が起こり、６６［％］のＡl２Ｏ３と、３４［％］の結晶水とに分かれる。
【０００８】
本実施形態による振動板は、パルプ繊維とともに水酸化アルミニウムを含むスラリーから、湿式抄造法により製造される。つまり、図１（ａ）に示すように、水酸化アルミニウム１Ａと混抄して得た湿紙１を、２１０［℃］に加熱された下部型１１と上部型１２との間に入れ、下部型１１と上部型１２とにより加熱、加圧、および乾燥する。このとき、湿紙１の中の水分が水蒸気となり、水素結合が進むとともに、一度、下部型１１および上部型１２の温度が低下する。この時点では、図１（ｂ）に示すように、湿紙１から水分が除かれた原紙２中の水酸化アルミニウム１Ａは反応しない。この後、下部型１１および上部型１２の温度が２１０［℃］に上昇した時点で、水酸化アルミニウム１Ａの結晶水の解離反応が始まり、発泡現象が生じる。つまり、図１（ｃ）に示すように、分離された結晶水による水発泡で、パルプ繊維中に気泡１Ｂが発生する。この様子を図２の電子顕微鏡写真に示す。図２では、「水酸化ＡＬ発泡」と記述された写真が、発泡現象が発生したパルプ繊維を示し、「ノーマル」と記述された写真が、発泡現象の無い従来のパルプ繊維を示す。つまり、本実施形態においては、水発泡による気泡で、パルプ繊維による質量を変えずに、振動板の厚みを大きくすることができる。パルプ繊維固形分に対して、水酸化アルミニウム１Ａを１０〜２０［％］添加することにより、厚みを１.３〜１.４倍にすることができる。こうした原紙２から振動板が製造される。
【０００９】
本実施形態による振動板を用いたスピーカと、水発泡の無い従来の振動板を用いたスピーカとの比較を、次の表１に示す。なお、表１では、「ノーマル」と記載された４種類の試料が発泡現象の無い、従来のパルプ繊維を用いたスピーカの特性を示し、「ＡＬ仕様」と記載された４種類の試料が本実施形態による振動板を用いたスピーカの特性を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
表１に示すように、本実施形態による振動板は、次の通りである。
抄紙…水酸化アルミニウム２０［％］添加
胴体仕様
材質…ＢＫＰ（Bleached Kraft Pulp）
含浸剤…フッ素系
充填剤…なし
胴体完成重量…４.６［ｇ］
胴体厚み…０.５１［mm］
【００１２】
また、表１の結果から、本実施形態による振動板と、水発泡の無い従来の振動板との比較は次のとおりである。なお、比較結果は、括弧内の値で示してある。
物性
密度…０.４８７［ｇ／cm３］ （２０.６［％］ダウン）
ヤング率…２.６３２［Gpa］ （２４.８［％］ダウン）
音速…２３２２.８［ｍ／ｓ］ （２.７［％］ほぼ同じ）
比曲げ剛性…４.７７ （２２.３［％］アップ）
内部損失(tanδ)…０.０２７９ （５.３［％］アップ）
【００１３】
本実施形態による振動板を用いたスピーカの周波数特性を図３に示し、従来の振動板の周波数特性を図４に示す。これらの周波数特性から明らかなように、本実施形態による振動板によれば、従来に比べて、特に周波数１０［ｋＨz］以上の高域での特性が大幅に改善されている。
【００１４】
このように、本実施形態による振動板を用いたスピーカは、従来のプレスコーン紙を用いたスピーカでは得ることができない諸特性を持ち、前記の特性に加えて、例えば高音がクリアである。本実施形態による振動板を用いたスピーカは、プレスコーン紙を用いたスピーカとノンプレスコーン紙を用いたスピーカとの中間に位置する音質などの特性を持つ。
【００１５】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。本実施形態では、結晶水を含む化合物として水酸化アルミニウムを用いたが、特にこれに限定されることはない。たとえば、
ＭgＣl２・６Ｈ２Ｏ 塩化マグネシウム
ＢaＣl２・２Ｈ２Ｏ 塩化バリウム
Ａl２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ 水酸化アルミニウム
ＡlＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ カリミョウバン
ＣaＳＯ４・２Ｈ２Ｏ 二水せっこう
ＭgＣl２・ＫＣl・６Ｈ２Ｏ カーナリット
などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態による振動板の製造を説明する説明図である。
【図２】パルプ繊維中に気泡の発生する様子を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】本実施形態による振動板を用いたスピーカの周波数特性を示す図である。
【図４】従来の振動板を用いたスピーカの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 湿紙
１Ａ 水酸化アルミニウム
１Ｂ 気泡
２ 原紙
１１ 下部型
１２ 上部型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加して形成したスラリーを抄き上げた湿紙（１）を、加熱、加圧、乾燥して形成した電気音響変換器用振動板であって、
前記湿紙（１）を加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡（１Ｂ）を発生して形成したことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項２】
前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウム（１Ａ）であることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器用振動板。
【請求項３】
結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加してスラリーを形成し、
前記スラリーを抄き上げた湿紙（１）を、加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡（１Ｂ）を発生する、
ことを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項４】
前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウム（１Ａ）であることを特徴とする請求項３に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項１】
結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加して形成したスラリーを抄き上げた湿紙（１）を、加熱、加圧、乾燥して形成した電気音響変換器用振動板であって、
前記湿紙（１）を加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡（１Ｂ）を発生して形成したことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項２】
前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウム（１Ａ）であることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器用振動板。
【請求項３】
結晶水を含む化合物をパルプ繊維に添加してスラリーを形成し、
前記スラリーを抄き上げた湿紙（１）を、加熱、加圧、乾燥する過程で、前記化合物の結晶水の解離反応で分離した結晶水による水発泡により、前記パルプ繊維内部に気泡（１Ｂ）を発生する、
ことを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項４】
前記結晶水を含む化合物が水酸化アルミニウム（１Ａ）であることを特徴とする請求項３に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−５４５７２（Ｐ２００６−５４５７２Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３３３７１（Ｐ２００４−２３３３７１）
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（０００１１２５６５）フオスター電機株式会社 (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（０００１１２５６５）フオスター電機株式会社 (113)
【Ｆターム（参考）】
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