CN101815820B - 细微化天然纤维、扬声器用振动板、扬声器、设备 - Google Patents
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Abstract
通过二轴搅拌装置对天然纤维打浆。通过玻珠研磨机将被打浆了的天然纤维细微化，使其具有1m2/g以上的BET比表面积。通过这样的方法，可以以较短的时间制造用以得到刚直的抄纸部件的细微化纤维。
Description
技术领域
本发明涉及细微化天然纤维和其制造方法及制造装置，以及使用该细微化天然纤维的扬声器。
背景技术
由于数字技术的显著进步，使最近的音响设备、影像设备等的电子设备能够谋求性能上的飞跃提高。因此，对于使用于这些电子设备的扬声器，在市场上也强烈地要求其性能提高。
在该扬声器的构成部件中，振动板在决定其音质方面占有较大的比重，因此，以振动板为核心的振动部件的高性能化对应是必不可缺的。作为其中的一环，非常重视声音、特性的制造，以满足各种用途所要求的客户需求。为了实现满足这些客户需求的声音、特性，振动部件由抄纸部件所构成，该抄纸部件具有可以细微调整扬声器的特性、音质的优点。
图8A至图8D是扬声器用抄纸振动板的现有的制造装置的概念图。
如图8A所示，将扬声器用抄纸振动板的材料10放入装有水的搅拌器1中，使旋转刀2旋转，由此花费数日利用打浆部501A细细打浆。
然后，如图8B所示，将被打成浆的材料10A放入抄纸部501B，铺在金属模具3及安装于该金属模具之上的金属网4之上，仅排出水分，使材料10A堆积形成振动板的形状以得到材料10B。
然后，如图8C所示，通过加压部501C对堆积的扬声器用振动板的材料10B加热加压，使残留的水分蒸发。
然后，如图8D所示，通过冲裁部501D，由金属模具55裁去不要的最外周部和用于插入音圈的中心孔部，得到振动板502。
在音响业、影像业，通过上述的数字技术的显著进步，实现了性能的飞跃提高，另一方面，音响设备、影像设备等电子设备上所使用的扬声器的低价的市场需求也非常显著。
能够满足这些业界的需求的现有的扬声器用振动部件是通过对纸浆材料进行抄纸而形成的。理想的是抄纸部件、特别是振动板是刚直的。而对抄纸用的纤维的细微化与抄纸部件的刚直化相关。
通过图8A所示的打浆部501A的搅拌器1使材料10细微化要花费较长时间。而且，因为旋转刀2与材料10的纤维直接接触，难以使被打浆的材料10A的纤维长保持较长。因此，材料10A不会互相稳固的缠绕，不能得到刚性高的振动部件。
而且，专利文献1中所记载的方法必须进行反复处理，使制造成本提高。
而且，在如今的音频业界及搭载音频设备的汽车业界，由于数字设备的普及，扬声器播放的音质有飞跃提高。这些业界的扬声器要求具有好音质和小型化。
扬声器的振动板给音质带来较大的影响。基于能够高精度地控制音质的理由，使用抄纸振动板作为振动板。
抄纸振动板所使用的材料，原来采用的是由搅拌器等对来自针叶树的牛皮纸浆进行打浆而得到的材料。
而且，在设备小型化的潮流中，扬声器的外形形状需要是矩形形状、长方形形状、跑道(トラツク)形状、椭圆形状等细长的形状，振动板的形状也需要是细长的形状。某现有技术文献揭示了现有的抄纸振动板。
由纸构成的振动板的外形形状是矩形形状、长方形形状、跑道形状、椭圆形状等沿长度方向细长延伸的形状时，其长度方向的两端部比其它部分的刚性低。因此，使用由具有这样形状的纸所构成的振动板的扬声器，难以实现好音质、大输出、高可靠性。
为了弥补振动板的局部刚性不足，在制造过程中，采用在振动板上整体地或者部分地使用粘结剂、胶带等粘贴纸、膜等辅助部件的方法。但是，这样地整体地粘贴辅助部件时，振动板的重量增加，使该振动板的特性降低。而且，在部分地粘贴辅助部件时，使扬声器的部件个数增多，使安装作业效率降低。
【专利文献1】日本特开平5-211696号公报
发明内容
通过二轴搅拌装置将天然纤维打浆。通过玻珠研磨机将被打浆的天然纤维细微化，使其具有1m2/g以上的BET比表面积。
通过这样的方法，可以在短时间内制造用以得到刚直的抄纸部件的细微化纤维。
附图说明
图1A是本发明的实施形态1的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图1B是本发明的实施形态1的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图1C是本发明的实施形态1的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图1D是本发明的实施形态1的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图1E是本发明的实施形态1的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图2是实施形态1的振动板的剖视图。
图3是示出本发明的实施形态2的扬声器用振动板的制造方法的流程图。
图4是实施形态2的扬声器的俯视图。
图5是图4所示的扬声器的线5-5处的剖视图。
图6是实施形态2的设备的外观图。
图7是实施形态2的其它设备的剖视图。
图8A是现有的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图8B是现有的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图8C是现有的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
图8D是现有的扬声器用抄纸振动板的制造装置的概念图。
符号说明
20二轴搅拌装置
21玻珠研磨机(ビ一ズミル)
24磁路
25磁隙
26框架
27A振动板主体
27振动板
28音圈
41框体
42放大器
120辅材
具体实施方式
(实施形态1)
图1A至图1E是本发明的实施形态1的扬声器用构成部件1001的制造装置的概念图。图2是扬声器用构成部件1001的剖视图。扬声器用构成部件1001是扬声器用抄纸振动板。
图1A示出打浆部1001E。打浆部1001E包括作为二轴搅拌装置的加压搅拌机20。将扬声器用构成部件1001的材料10放入到加压搅拌机20内，细微打浆，从而得到材料10R。材料10是天然纤维，实施形态1的材料10是竹纤维。材料10R中，天然纤维自身保持着细胞程度具有的纤维长。在加压搅拌机20中得到的材料10R与由切割研磨机等的切削机所切碎的纤维材料相比，抄纸后的纤维的缠绕增加，可以得到刚直的抄纸部件。
图1B示出具有玻珠研磨机21的细微化部1001F。将被打浆了的材料10R放入玻珠研磨机21，通过使材料10R与玻珠碰撞而将其细细粉碎使其细微化，从而得到材料10S。由于通过玻珠研磨机21使其细微化，因此可以得到具有1m2/g的BET比表面积的天然纤维，没有缩短纤维长。BET比表面积超过5m2/g时，抄纸时纤维和水一起通过金属网4流出，因此得不到振动板的刚性。
图1C示出抄纸部1001B。被细微化的材料10S被投入到抄纸部1001B，堆积在金属模具3和配置于其上的金属网4之上。仅从堆积的材料10S中排出水分10W，形成扬声器用振动板的形状。
图1D示出加压部1001C。将堆积的材料10S加热加压，使残留在材料10S中的水分10W蒸发，得到成形品10T。
图1E示出冲裁部1001D。在成形品10T中，利用金属模具55裁掉不要的最外周部10U和用于插入音圈的中心孔部10V。由此，完成图2所示的作为扬声器用抄纸振动板的扬声器用构成部件1001。
在实施形态1中，在抄纸部1001B堆积的材料10S经加压部1001C加热加压而得到成形品10T，但也可以不通过加压部1001C加热加压，而是使堆积的材料10S经过大致1日至2日的干燥，制作作为松压振动板(ノンプレス)的成形品10T。
在实施形态1中，扬声器用构成部件1001是振动板，但也可以是由纸构成的防尘盖、副振动板(サブコ一ン)。
在实施形态1中，构成材料10的天然纤维是竹纤维，但也并不限定于此。造纸厂所制造的片状的纸浆，即使在不使用加压搅拌机20的二轴搅拌装置的情况下，也可以使用打浆机花费一定时间进行某种程度的打浆。具有分支形状的竹纤维等的天然纤维可以通过加压搅拌机20高效率地打浆。
加压搅拌机20可以与天然纤维的形状无关地对天然纤维进行打浆。加压搅拌机20不 混合天然纤维就提高了纤维间的摩擦，不切断天然纤维就使纤维的表面起绒毛，可以使天然纤维呈羽毛状。
通过由二轴搅拌装置构成的加压搅拌机20打浆的纤维，被玻珠研磨机21以更强的剪切力细微化，从而具有羽毛状。玻珠研磨机21通过玻珠和纤维间或者纤维之间的摩擦，就可以使材料10R的纤维呈羽毛状，而不需要使纤维长变短。
可以通过玻珠研磨机21的玻珠的种类和数量来控制纤维的形状。材料10是含有大量纤维素的天然纤维时，可以通过廉价的玻璃珠得到具有1m2/g以上的BET比表面积的细微化纤维。
被细微化的材料10S的纤维的平均纤维长理想的是0.5mm以上，更理想的是0.7mm以上。基于该纤维长，在抄纸时纤维之间可以相互充分地缠绕。而且，如果平均纤维长超过3mm，玻珠研磨机的间隙容易堵塞，在制造上不理想。
材料10的天然纤维并没有特别限定。具有包含有4层的多层构造的表面的竹纤维通过摩擦有效地变成羽毛状，因此作为材料10S的天然纤维比较理想。
利用由图1A至图1E所示的制造方法得到的材料10S的天然纤维，可以得到刚直且轻的抄纸部件，从而可以得到扬声器用振动板、扬声器用副振动板、扬声器用防尘盖等的扬声器用构成部件1001。扬声器用构成部件中，特别是扬声器振动板要求高刚性和轻重量，因此最适合作为构成部件1001。
并不特别限定使用被细微化的材料10S的天然纤维的方法。也可以将被细微化的天然纤维与其它的天然纤维素混合来制造扬声器用抄纸部件。而且，也可以通过浸渍、喷射、吸引堆积等方法在抄纸构成部件的表面涂被细微化的天然纤维。
下面，对实施形态1的扬声器用构成部件1001的实施例进行说明，但该实施例并不是用于限定本发明。
(实施例1)
利用3升容量的加压搅拌机20，以25rpm的转速对长约10cm的500g的竹纤维材料10打浆20分钟，制作材料10R。被打浆了的材料10R的平均纤维长是2.5mm，加拿大标准游离度是750ml。
将材料10R和水混合制作成浓度为3％的水分散液。在3升容量的玻珠研磨机21中利用100g的玻璃珠对该水分散液进行20分钟的细微化，制作材料10S。被细微化的材料10S的纤维的平均纤维长是1mm，BET比表面积是2.22m2/g，不能测量加拿大标准游离度。
(比较例1)
将由加压搅拌机20制作的实施例1中的材料10R与水混合制作1％的水分散液。将该水分散液投入到压力式高速搅拌器中，但由于压力式高速搅拌器的小型孔径较小，使得纤维堵塞，不能进行加工。
(比较例2)
将长度约为10cm的竹纤维切成约0.5mm的长度之后，将其与水混合制作成1％的水分散液。利用压力式高速搅拌器，在50MPa的压力下对该水分散液进行5次细微化，制造出比较例2的被细微化的纤维材料。比较例2的纤维的平均纤维长是0.42mm，加拿大标准游离度是80ml，BET比表面积是0.95m2/g。
(比较例3)
将长度约为10cm的竹纤维切成0.5mm的长度之后，将其与水混合制作成1％的水分散液。将该水分散液投入到与实施例1相同的玻珠研磨机21中对竹纤维进行细微化，制造比较例3的纤维材料。比较例3的纤维的平均纤维长是0.34mm，BET比表面积是2.1m2/g，不能测量加拿大标准游离度。
(实施例2)
将实施例1的加压搅拌机20所制造的材料10R和由玻珠研磨机21所制造的材料10S混合，制造扬声器用构成部件1001。具体地，使用90wt％的材料10R和10wt％的材料10S，制造平板和直径为16cm的扬声器用振动板。该平板的音速是3500m/s-4000m/s。
(比较例4)
只使用实施例1的加压搅拌机20所制造的材料10R制造平板和直径为16cm的扬声器用振动板。该平板的音速是3000m/s-3200m/s。
(比较例5)
利用被搅拌器打浆为700ml的木材纸浆，制造平板和扬声器用振动板。该平板的音速是2300m/s-2500m/s。
(实施例3)
与比较4一样，只使用实施例1的加压搅拌机20所制造的材料10R制造平板和直径为16cm的扬声器用振动板。在该平板和振动板上，通过喷射涂布玻珠研磨机21所制造的材料10S。被涂布的材料10S干燥后的重量约为0.3g。该平板的音速是3800m/s-4500m/s。
将使用实施例2、比较例4、比较例5、实施例3的振动板的扬声器组装后，由5名人员进行试听评价。以A)声音的清晰度、B)声音的能量、C)声音的圆润度各3点，9点/人，共计45点对振动板进行评价。实施例2的振动板39点。实施例3的振动板41点。比较 例4的振动板30分。比较例5的振动板21点。这样，通过将被细微化的纤维材料10S使用于扬声器用抄纸构成部件1001上，可以实现音压高、播放频带宽、高音质的扬声器。
而且，实施形态1的方法可以容易地按比例提高，可以得到低成本的扬声器用抄纸构成部件1001，能够有助于扬声器的低成本化。
(实施形态2)
图3是示出本发明实施形态2的扬声器用振动板的制造方法的流程图。与图1A至图1E所示的实施形态1的扬声器构成部件1001的制造方法相同，首先，将扬声器用振动板的材料投入有水的搅拌器内，花费数日细微地打浆(步骤S101)。
然后，利用抄纸工作法将被打浆了的材料沉积在金属模具和配置于其上的金属网之上，通过从下方吸引只排出水分，形成扬声器用振动板的形状(步骤S102)。
准备通过水等稀释细微化的天然纤维而得到的溶液，该细微化的天然纤维具有0.5mm以上的平均纤维长和1m2/g以上的BET比表面积。此后，将振动板主体的需要喷射涂布以外的部分遮盖，通过喷射将该溶液涂布在振动板本体上(步骤S103)。因为振动板主体被吸引在金属模具之上，所以被喷射涂布的天然纤维溶液也只有水分被排出。
然后，对残留在振动板上的水分加热加压使其蒸发(步骤S104)。
然后，利用金属模具对振动板上不需要的最外周部和用于插入音圈的中心孔部进行冲裁加工(步骤S105)，完成实施形态2的扬声器振动板。
另外，上述的方法可以适用于包括抄纸工序的扬声器用振动板的制造方法。
又，进行步骤S103的喷射涂布的工序可以与步骤S102的抄纸工序同时或者在其之后实施，也可以在步骤S104的加压工序后，或者步骤S105的冲裁加工后实施。
在实施形态2中，利用二轴搅拌装置对天然纤维进行打浆后，通过在玻珠研磨机打浆使天然纤维细微化。相对于一般的搅拌机等的细微化处理，使用该方法可以低成本地以较短的时间使材料细微化。即，可以高效率地制造涂布于振动板时补强效果好的纤维。
另外，从进一步提高所涂布的表面的刚性的效果和制造细微化纤维的效率来看，被细微化的天然纤维，理想的是具有0.7mm以上1.5mm以下的平均纤维长，从提高刚性的效果来看，理想的是具有1m2/g以上的BET比表面积。
而且，涂布的天然纤维理想的为竹纤维。竹纤维具有作为纤维的高刚性，并且因为具有4层的多层构造的表面，因此易于通过摩擦力使其表面羽毛化。
以下示出实施形态2的被细微化的竹纤维的制造方法和喷设涂布有被细微化的竹纤维的振动板的制造方法。
利用3升容积的加压搅拌机，以25rpm的转速对由具有约10cm的平均纤维长的竹纤维所构成的材料700g打浆20分钟。使被打浆的材料分散在水中，制造出5％的水分散液。将该水分散液放入使用玻璃珠的3升的玻珠研磨机中，将材料打浆20分钟。由此，被打浆的材料的纤维的平均纤维长是0.8mm，BET比表面积是2.11m2/g。然后利用水稀释含有被打浆了的材料的溶液，制造含有2％的竹纤维的溶液。
为了对振动板主体进行部分地补强，喷射涂布该溶液。将被吸引在抄纸金属模具上的抄纸振动板主体的不要喷射涂布含有纤维的溶液的部分遮盖。由此，在与振动板主体的长度方向的两端部的平面接近的两个部分喷射涂布该溶液。然后将振动板主体在160℃下干燥5分钟，完成振动板。
由于喷射涂布了细微化竹纤维，因此振动板的重量增加0.5g。该增加的重量并没有给振动板的特性带来大的影响。
在距离具有矩形形状、长方形形状、跑道形状、椭圆形状等的细长形状的振动板的长度方向的两端部的平面近的地方存在有刚性较小的部分。通过在该部分喷射涂布细微化天然纤维、特别是竹纤维而形成振动板，该被涂布的纤维的重量对振动板自身的特性没有大的影响，并且，没有降低作业性，又可以提高局部的振动板的刚性。通过利用二轴搅拌装置对天然纤维打浆，然后通过玻珠研磨机打浆使其细微化，可以低成本地以较短的时间得到细微化天然纤维。
图4示出实施形态2的扬声器2001的俯视图。图5是图4所示的扬声器2001的线5-5处的剖视图。扬声器2001包括：框架26，该框架26适用于谋求电视、音响等设备的小型化、紧凑化；振动板主体27A；设置于振动板主体27A上的辅材120。振动板27包括振动板主体27A和辅材120。振动板27具有沿长度方向27B延伸的跑道形状。实施形态2的振动板主体27A并不限定为跑道形状，也可以是具有矩形形状、长方形形状、椭圆形状等的沿长度方向27B延伸的形状。辅材120是通过将含有竹纤维的所述溶液喷射涂布到振动板主体27A上而形成的，对振动板主体27A局部地补强。辅材120是在振动板主体27A的长度方向27B的两端部局部地涂布溶液而设置成的。
利用辅材120增大了扬声器用振动板27的刚性，因此，振动板27以大的输出功率产生有规律的重低音和降低了因振动板刚性不足而引起的共振的清晰的高音，具有很高的可靠性。振动板主体27A可以是图1E所示的实施形态1的构成部件1001。而且，振动板主体27A可以是图8D所示的现有的振动板502，或者，由图1A所示的材料10R所形成。
如图5所示，被磁化的磁体121被夹在上部板22及磁轭23之间，构成内磁型磁路24。 框架26与磁路24的上部板22结合。振动板27的外周通过边缘部29连接在框架26的周缘部上。音圈28的一端与振动板27的中心部结合。音圈28的另一端位于磁路24的磁隙25中。
扬声器2001具有内磁型的磁路24，但也可以具有外磁型的磁路。
振动板27可以和边缘部29一体化。
组装扬声器2001和比较例的扬声器，测定频率-音压特性，扬声器2001包括具有辅材120的扬声器用振动板27，其中辅材120是涂布含有被细微化的竹纤维的溶液而形成的，比较例的扬声器包括没有辅材120、仅由振动板本体27A构成的振动板。比较例的扬声器的音压偏差幅是12dB，而扬声器2001的偏差幅是5dB。也就是说，仅0.5g的重量增加，使得音压偏差减低7dB。
图6是实施形态2的设备44的外观图。设备44是音频用的小型音响系统。扬声器2001组装在框体41(外壳)内，构成扬声器系统。设备44包括产生输入到扬声器2001的信号的放大器(アンプ)42和将输入到放大器42中的信号源输出的播放器43。
图7是利用实施形态2的其他设备50的剖视图，设备50是汽车。扬声器2001被组装于作为框体的后托架和前面板上，作为汽车导航系统或者汽车音响系统的一部分使用。
产业上的可利用性
根据本发明的方法，能够以较短的时间制造用于得到刚直的抄纸部件的纤维。利用该方法可以得到高品质的振动板。
Claims (22)
1.一种细微化天然纤维的制造方法，其特征在于，包括：
通过二轴搅拌装置对天然纤维打浆的步骤；和
通过玻珠研磨机将所述被打浆了的天然纤维细微化，以使其具有1m2/g以上的BET比表面积的步骤。
2.如权利要求1所述的细微化天然纤维的制造方法，其特征在于，
将所述被打浆了的天然纤维细微化的步骤包括，通过玻珠研磨机将所述被打浆了的天然纤维细微化，以使所述被细微化的天然纤维具有0.5mm以上的平均纤维长的步骤。
3.一种细微化天然纤维，其特征在于，
通过权利要求1所述的细微化天然纤维的制造方法制造。
4.如权利要求3所述的细微化天然纤维，其特征在于，
所述细微化天然纤维具有0.5mm以上的平均纤维长。
5.如权利要求3所述的细微化天然纤维，其特征在于，
所述天然纤维是竹纤维。
6.一种扬声器用构成部件，其特征在于，
包括权利要求3至5中的任意一项所述的细微化天然纤维。
7.如权利要求6所述的扬声器用构成部件，其特征在于，
含有3wt％以上、且20wt％以下的所述细微化天然纤维。
8.如权利要求6所述的扬声器用构成部件，其特征在于，
所述扬声器用构成部件是振动板。
9.如权利要求6所述的扬声器用构成部件，其特征在于，
还包括：
振动板主体；和
设置于所述振动板主体的由所述细微化天然纤维构成的辅材。
10.如权利要求9所述的扬声器用构成部件，其特征在于，
含有3wt％以上、且20wt％以下的所述细微化天然纤维。
11.一种细微化天然纤维的制造装置，其特征在于，包括：
对天然纤维打浆的二轴搅拌装置；和
使所述被打浆了的天然纤维细微化的玻珠研磨机。
12.一种扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，包括：
准备利用抄纸工作法制造的、在长度方向上延伸的振动板主体的步骤；和
在所述振动板主体的所述长度方向的两端部局部地涂布如权利要求3-5中的任一项所述的细微化天然纤维的步骤。
13.如权利要求12所述的扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，
在所述振动板主体的所述长度方向的所述两端部局部地涂布所述细微化天然纤维的步骤包括，在所述振动板主体的所述长度方向的所述两端部局部地喷射涂布所述被细微化的天然纤维的步骤。
14.如权利要求13所述的扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，
准备所述振动板主体的步骤包括，利用抄纸工作法使用所述被细微化的天然纤维制造所述振动板主体的步骤。
15.如权利要求13所述的扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，
所述天然纤维由竹纤维构成。
16.如权利要求12所述的扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，
所述细微化天然纤维由竹纤维构成。
17.如权利要求12所述的扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，
在所述振动板主体的所述长度方向的所述两端部局部地涂布所述细微化天然纤维的步骤包括，在所述振动板主体的所述长度方向的所述两端部局部地喷射涂布所述细微化天然纤维的步骤。
18.如权利要求12所述的扬声器用振动板的制造方法，其特征在于，
所述振动板主体具有矩形形状、长方形形状、跑道形状或者椭圆形状的外形。
19.一种扬声器用振动板，其特征在于，包括：
由在长度方向上延伸的纸所构成的振动板主体；和
局部地涂布在所述振动板主体的所述长度方向的两端部上的如权利要求3-5中的任一项所述的细微化天然纤维。
20.一种扬声器，其特征在于，包括：
如权利要求19所述的扬声器用振动板；
具有磁隙的磁路；
与所述振动板的外周结合的框架；和
与所述振动板结合，具有位于所述磁路的所述磁隙内的部分的音圈。
21.一种设备，其特征在于，包括：
如权利要求20所述的扬声器；
产生输入到所述扬声器的信号的放大器。
22.一种设备，其特征在于，包括：
如权利要求20所述的扬声器；
支承所述扬声器的框体。
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