JP4604180B2

JP4604180B2 - スピーカ用振動板とその製造方法

Info

Publication number: JP4604180B2
Application number: JP2005048751A
Authority: JP
Inventors: 一春川田
Original assignee: Mogami Denki Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Mogami Denki Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: CN1826020A; JP2006237973A

Description

本発明は、スピーカ用振動板とその製造方法に関するものである。

スピーカ用振動板は目的とする再生帯域に応じた諸特性が得られるように材質や製法の選択がなされているが、様々な環境でスピーカが使用される機会が増えたことから、設置環境に応じた耐環境性を有することがスピーカ用振動板の性能として重要視されている。

特に近年では、車載用としてスピーカを使用する機会が増えており、車内での使用に耐え得るような性能が要求されている。車内では一般にドアにスピーカを設置することが多く、車載用のスピーカ用振動板は雨天や洗車時の水や洗剤に対する耐久性が求められている。

これに対して、防水性を有するスピーカ用振動板としては、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を射出成形したものが古くから使用されている。しかしながら、このような樹脂の射出成形による振動板では、高い防水性が得られる反面、軽量化に問題があり、更に高ヤング率や適度な内部損失等の振動板に要求される物性値に限界があって、例えば密度を任意に設定しようとしてもその調整に自由度がほとんど無く、スピーカ用振動板の諸特性を設計する上では満足できるものではなかった。

一方、繊維の抄造（抄紙）によって形成されるスピーカ用振動板は、天然繊維，化学繊維，無機繊維等を目的に応じて任意に選択でき、且つ、特に密度の調節が容易なため、結果的にヤング率や内部損失等の諸物性をある程度調節できる長所がある。しかしながら、繊維間結合は主に水素結合に基づくものであり且つ繊維間には空隙があるので、水に弱いという短所を有している。

そこで、このような抄紙系のスピーカ用振動板に防水性を持たせる工夫が各種提案されている。例えば、下記特許文献１に記載のものでは、天然繊維を主体とした繊維材料を抄造した振動板に、シリコーンオイル等の離型剤を混合した熱可塑性樹脂を含浸させた後、加圧加熱処理を施すことが提案されている。

特開昭６０−３０２９９号公報

前述した従来技術のように、繊維の抄造によるスピーカ用振動板において、その防水化のために、抄紙基材の内部に各種樹脂を含浸させたものでは、基材内部に対して、水の進入はある程度防ぐことができるが、界面活性剤を含んだ水溶液（例えば、洗車用の洗剤液）等の進入は防ぐことができない。また、更に防水性を高めるために樹脂の付着量（含浸量）を増大させると、結果的に抄造による振動板の特徴である軽量化が損なわれ、重量的に見ても樹脂成形品に近いものになってしまうという問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、繊維の抄造によるスピーカ用振動板の長所を十分に生かしながら、防水性、特に界面活性剤を含んだ水溶液に対しての耐久性に優れたスピーカ用振動板を得ること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるスピーカ用振動板及びその製造方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

［請求項１］
繊維基材と加熱膨張成分を混合した抄造体を吸引することによって形成された少なくとも３層からなるスピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板の非吸引側である表面部分に主に前記繊維基材で形成された第１層と、加熱により膨張した前記加熱膨張成分を密に含み前記繊維基材間の空隙を密閉する、前記スピーカ用振動板の吸引側である裏面部分に形成された第３層と、前記第１層および前記第３層の間に位置し、前記繊維基材中に前記加熱膨張成分が疎に含まれる第２層と、を備えることを特徴とするスピーカ用振動板。

［請求項４］
スピーカ用振動板の製造方法であって、水、複数の繊維材料、および水よりも比重が高い加熱性膨張性の未膨張粒子をスラリーにする工程と、所定形状の型の上に設置した抄網を通じて前記スラリーを吸引して前記抄網の上に前記複数の繊維材料からなる繊維基材と前記未膨張粒子が不均一に含まれる抄造体を構成する工程と、前記抄造体を加熱加圧して前記未膨張粒子を膨張させる工程と、を有し、前記スピーカ用振動板の非吸引側である表面部分に主に前記繊維基材で形成された第１層と、加熱により膨張した前記加熱膨張成分を密に含み前記繊維基材間の空隙を密閉する、前記スピーカ用振動板の吸引側である裏面部分に形成された第３層と、前記第１層および前記第３層の間に位置し、前記繊維基材中に前記加熱膨張成分が疎に含まれる第２層と、を備えるスピーカ用振動板を製造することを特徴とするスピーカ用振動板の製造方法。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るスピーカ用振動板の断面図（同図（ｂ），（ｃ）は同図（ａ）のＡ部拡大図）である。ここでは、コーン型の振動板を示しているが、振動板の形態はこれに限らず、ドーム型、平面型等各種の形態であってもよい。

本発明の実施形態に係る振動板１は繊維基材１Ａからなり、第１の実施形態では、図１（ｂ）に示すように、繊維基材１Ａの少なくとも一面の表層を空隙密閉層１ａとしている。図示の例では、振動板１の裏面側に空隙密閉層１ａを形成しているが、これに限らず、主面側に同様の空隙密閉層１ａを形成しても良いし、主面側と裏面側の両方にこの空隙密閉層１ａを形成しても良い。

この空隙密閉層１ａは、繊維基材１Ａ内部の繊維１ｂ間に形成されている空隙を埋めた層であり、一例として、繊維１ｂ間の空隙に加熱膨張成分（発泡粒子等）１ｃを充填することによって形成したものである。

この実施形態に係る振動板１によると、繊維基材１Ａの表層以外は繊維１ｂ間に空隙を有するので、従来の抄紙基材の振動板と同様に軽量化が可能であり、表層に形成された空隙密閉層１ａによって内部に進入する水分を遮断することができるので十分な防水性を得ることができる。

この防水性について、従来の抄紙基材に防水性樹脂を含浸させたものと比較して説明すると、従来技術の場合には、基材の内部に樹脂を含浸させているものの、表層部分での繊維間の空隙は十分に埋められていないので、この空隙から内部に水が進入する。そして、界面活性剤を含む水溶液が内部に進入すると、これによって樹脂の破水性が損なわれ、振動板の防水性が失われることになる。

これに対して、本発明の実施形態に係る振動板１は、表層の空隙を埋めた空隙密閉層１ａを形成しているので、界面活性剤を含む水溶液であってもこれを表層で遮断して内部に進入させることがない。これによって、高い防水性が得られると共に、樹脂の含浸による重量増を避けることができる。

この繊維基材１Ａは、各種繊維の抄造体によって形成することができる。その場合には、天然繊維，化学繊維，無機繊維等を目的に応じて任意に選択して要求される振動板の特性を設計することができ、特に密度の調節が容易なため、ヤング率や内部損失等の諸物性をある程度調節することができる。

図１（ｃ）は、本発明の第２の実施形態を示すものであるが、この実施形態に係る振動板１は、前述した繊維基材１Ａの表面に樹脂被覆１ｅを形成したものである。図示の例では、振動板１の主面側と裏面側の表面に樹脂被覆１ｅを形成したものを示しているが、これに限らず、主面側と裏面側の一方の表面に樹脂被覆１ｅを形成したものであっても良い。

これによると、前述した空隙密閉層１ａを有する振動板１の作用に加えて、更に樹脂被覆１ｅによる高い防水効果を得ることができ、これによって、特に界面活性剤を含んだ水溶液に対しても十分な耐久性を得ることができる。

図２は、本発明の前述した実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明する説明図である。

この製造方法によると、一つには、混合・抄造工程Ｓ１と乾燥・成形工程Ｓ２とからなる繊維基材形成工程Ｓ１０を有する。また一つには、この繊維基材形成工程Ｓ１０を経て、漬浸工程Ｓ３と乾燥工程Ｓ４を有する樹脂皮膜形成工程Ｓ１１を有する。

混合・抄造工程Ｓ１は、各種繊維材料と加熱膨張性の未膨張粒子（例えば、未発泡粒子）を混合して抄造する工程である。図３は、この混合・抄造工程Ｓ１の一例を説明する説明図である。ここでは、混合容器１１内に各種繊維材料と加熱膨張性の未膨張粒子とを混合した原料スラリー１０を溜め、所望形状の型の上に抄網１２を載置した抄造型１３をこの原料スラリー１０内に入れ、吸引装置１４によって吸引して抄網１２上に原料スラリー１０を付着させる。

この際に用いられる未膨張粒子は、繊維間に入り込んでその後の加熱処理で膨張して繊維間の空隙を埋めるものである。繊維間に入り込んで空隙を埋めるには、粒子径が小さい程有効であるが、粒子径を小さくし過ぎると抄造時に抄網１２の網目から抜け落ちる比率が高くなるため、抄網１２の網目に応じた粒子径のものを用いる必要があり、例えば、粒径１０〜２０μｍ程度のものが用いられる。

また、一般にこのような未膨張粒子の比重は水の比重より高く、抄造工程においては、所望形状の抄造型１３で原料スラリー１０を吸引する際に、抄網１２の網目に近いところに未膨張粒子が集まることになる。そのため、例えば、振動板１の裏面に空隙密閉層１ａを形成したい場合には、未膨張粒子を振動板１の裏面に集中させるために、抄造型１３の網目面に裏面が接する方向で抄造する。

このように抄造時に振動板１の主面と裏面のどちらを上に向けて抄造するかによって、空隙密閉層１ａを形成する部分を選定することができる。また、この未膨張粒子は、配合量が多いほど気密性（防水性）の効果が高くなるが、２０％以上の配合では、その効果がほぼ同じになるので、本発明の実施形態においては２０％程度までの配合とする。

その後の乾燥・成形工程Ｓ２は、混合・抄造工程による抄造体を加熱加圧することで、空隙密閉層１ａを有する繊維基材１Ａを形成する工程である。抄造体を振動板１の形状を有する型に入れて加熱加圧する。この際に抄造体の表面が加熱されるので、その加熱によって表層に集中した未膨張粒子が膨張して繊維間の空隙を埋め、振動板１の表層に空隙密閉層１ａを形成する。

漬浸工程Ｓ３は、形成された繊維基材１Ａを防水性樹脂の処理液に漬浸する工程である。前述した空隙密閉層１ａが形成されていない基材を処理液に漬けると、基材内部に多量の樹脂が含浸して基材重量を増大させることになるが、前述した空隙密閉層１ａを表層に形成することで、繊維基材１Ａを処理液に漬浸しても、繊維基材１Ａの表層には空隙がないので樹脂が内部まで浸透せず、表面に樹脂が付着するにとどまる。その後の乾燥工程Ｓ４で付着した樹脂がフィルム化して振動板１の表面を覆うことになり樹脂皮膜１ｅが形成される。この樹脂皮膜１ｅによる樹脂の付着量は、空隙密閉層１ａを形成しない場合の基材への樹脂の含浸量と比較してかなり少ない。したがって、この樹脂皮膜１ａの形成で、振動板１の重量増が少なく、高い防水性を得ることができるようになる。

以下、本発明の実施例を示す。以下の配合例等は一例であって、これに特に限定されるものではない。

［実施例１］先ず、混合する繊維材料として、ＮＵＫＰ（針葉樹未晒しクラフトパルプ）を２０°ＳＲ（ショッパーリグラー）程度に叩解し、それを６０重量部、加熱膨張成分として、低沸点炭化水素を内包する熱膨張性のマイクロカプセルで粒径１０〜２０μｍ程度の未膨張粒子を用い、これを２０重量部、また化学繊維として、例えば繊維長２〜４ｍｍ程度のポリエチレン系の熱可塑性繊維を１０重量部、更に繊維長３ｍｍ程度のポリアミド系繊維を１０重量部の割合で配合して、抄造する（混合・抄造工程）。

その後、１８０℃程度に加熱された所望形状の金型にて圧力３ｋｇ／ｃｍ２程度にて加熱プレスして振動板１の繊維基材１Ａを形成する（乾燥・成形工程）。

漬浸工程では、例えば３０％程度に希釈したアクリル系樹脂溶液にシリコーン系樹脂を５％程度配合した処理液を調製し、その中に形成した繊維基材１Ａを漬浸せしめる。その後、１００℃程度の乾燥機にて１５分程度乾燥させる（乾燥工程）。

［実施例２］先ず、混合する繊維材料として、ＮＵＫＰを２０°ＳＲ程度に叩解し、それを４０重量部、加熱膨張成分として、低沸点炭化水素を内包する熱膨張性のマイクロカプセルで粒径１０〜２０μｍ程度の未膨張粒子を用い、これを１０重量部、また化学繊維として、例えば繊維長２〜４ｍｍ程度のポリエチレン系の熱可塑性繊維を１０重量部、無機繊維として、繊維長３ｍｍ程度のガラス繊維を１０重量部、更に平均粒径０．４ｍｍ程度のマイカ粉を３０重量部の割合で配合し、抄造する（混合・抄造工程）。

漬浸工程では、例えば３０％程度に希釈したアクリル系樹脂溶液にフッ素系樹脂を２％程度配合した処理液を調製し、その中に形成した繊維基材１Ａを漬浸せしめる。その後、１００℃程度の乾燥機にて１５分程度乾燥させる（乾燥工程）。

［比較例］ＮＵＫＰを２０°ＳＲ程度に叩解した原料を抄紙し、実施例１と同じ処理液に含浸した振動板を製作した。

実施例１，２と比較例との樹脂付着量の違いを表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１，２では、比較例に比べて樹脂の付着量を少なくすることができる。これは、実施例１，２によって形成される空隙密閉層１ａによって、繊維基材１Ａの内部まで樹脂が浸透しないことによるもので、実施例１，２では、振動板の重量増を避けることができ、しかも樹脂皮膜１ｅによって高い防水性を得ることができる。

表２は、通気性を比較するために、実施例１，２と比較例による樹脂基材に対して、ＪＩＳＰ８１１７に基づく透気度試験を行い、その結果を示したものである。

実施例１，２の繊維基板は表２の結果から明らかなように通気性が殆ど無いことが確認された。更にその表面に樹脂皮膜１ｅを形成していることで、水や洗車用洗剤液等を通さない構造になっている。実際に、内径開口を塞いだコーン状の振動板を形成して、主面側に水で５％に希釈した洗車用洗剤液を入れて２４時間放置したが、実施例１，２では洗剤液の基材内部への浸透は認められなかった。これに対して比較例では、約３０分程度で基材内部への浸透を確認した。

表３は、実施例１，２と比較例による振動板の物性値を示したものである。この表から明らかなように、実施例１，２は従来の抄紙基材による振動板の長所である低密度，軽量を維持しつつ、適度な内部損失と有効なヤング率を得ている。

以上説明したように、本発明の実施形態又は実施例に係るスピーカ用振動板及びその製造方法によると、繊維の抄造によるスピーカ用振動板の長所を十分に生かしながら、防水性、特に界面活性剤を含んだ水溶液に対しての耐久性に優れたスピーカ用振動板を得ることができる。

本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板を説明する説明図である。本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明する説明図である。本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法（混合・抄造工程）を説明する説明図である。

符号の説明

１振動板
１Ａ繊維基材
１ａ空隙密閉層
１ｂ繊維
１ｃ加熱膨張成分
１ｅ樹脂皮膜
１０原料スラリー
１１混合容器
１２抄網
１３抄造型
１４吸引装置

Claims

繊維基材と加熱膨張成分を混合した抄造体を吸引することによって形成された少なくとも３層からなるスピーカ用振動板であって、
前記スピーカ用振動板の非吸引側である表面部分に主に前記繊維基材で形成された第１層と、加熱により膨張した前記加熱膨張成分を密に含み前記繊維基材間の空隙を密閉する、前記スピーカ用振動板の吸引側である裏面部分に形成された第３層と、前記第１層および前記第３層の間に位置し、前記繊維基材中に前記加熱膨張成分が疎に含まれる第２層と、を備えることを特徴とするスピーカ用振動板。
前記スピーカ用振動板の表面および裏面の少なくともいずれか一方に樹脂皮膜を形成することを特徴とする請求項１に記載されたスピーカ用振動板。
前記繊維基材は、目的に応じて選択された複数種類の繊維からなることを特徴とする請求項１又は２に記載されたスピーカ用振動板。
スピーカ用振動板の製造方法であって、
水、複数の繊維材料、および水よりも比重が高い加熱性膨張性の未膨張粒子をスラリーにする工程と、所定形状の型の上に設置した抄網を通じて前記スラリーを吸引して前記抄網の上に前記複数の繊維材料からなる繊維基材と前記未膨張粒子が不均一に含まれる抄造体を構成する工程と、前記抄造体を加熱加圧して前記未膨張粒子を膨張させる工程と、を有し、
前記スピーカ用振動板の非吸引側である表面部分に主に前記繊維基材で形成された第１層と、加熱により膨張した前記加熱膨張成分を密に含み前記繊維基材間の空隙を密閉する、前記スピーカ用振動板の吸引側である裏面部分に形成された第３層と、前記第１層および前記第３層の間に位置し、前記繊維基材中に前記加熱膨張成分が疎に含まれる第２層と、を備えるスピーカ用振動板を製造することを特徴とするスピーカ用振動板の製造方法。
加熱加圧された前記抄造体を防水性樹脂の処理液に漬浸する漬浸工程を経て、前記抄造体の表面および裏面の少なくともいずれか一方に樹脂皮膜を形成することを特徴とする請求項４に記載されたスピーカ用振動板の製造方法。