CN101981946A - 扬声器用振动膜、扬声器、扬声器用振动膜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的扬声器用振动膜是至少使用5wt％以上提取自竹叶的纤维，通过抄纸成形来成形的扬声器用振动膜。由此，可使扬声器用振动膜的刚性得以提高，获得环境负担小、成本得以缩减的高音质的扬声器用振动膜。

Description

扬声器用振动膜、扬声器、扬声器用振动膜的制造方法

技术领域

本发明涉及用于各种音响设备、视频设备的扬声器用振动膜、扬声器、扬声器振动膜的制造方法、立体声装置(stereo set)及电视机(television set)等电子设备、以及汽车等移动装置。

背景技术

近来，随着数码设备的普及，在音频业界以及搭载有音频设备的汽车业界，音频信号的品质趋于高清晰度及宽频宽。由此，输入了高品质数码设备的音频信号的扬声器输出的信号品质得到了突飞猛进的提高。在这些业界，扬声器的发展趋势是更加的高音质化、轻量化、环境和谐型。

在高音质化中，为了实现用户需求的音质要求，当务之急是对于振动膜的开发，所述振动膜是在很大程度上决定了扬声器音质的扬声器的组成部件。由于抄纸振动膜具有能够以更高精度控制音质的优势，因此，以抄纸振动膜为中心来进行对振动膜的开发。

作为用于这些抄纸振动膜的材料、即纸浆，使用的是经过打浆工序而从针叶树中获得的牛皮纸浆(kraft pulp)，但面临着针叶树不足愈加严重的问题。因此，使用不对地球环境施加负担的材料将成为今后必然的发展趋势。

此外，由于传统的抄纸振动膜的刚性不足，因此就高音域的音质而言，很难将数码设备的高音质充分地重现。并且，由于制造抄纸振动膜需要繁多的工序，因此将占据扬声器的制造成本中的大部分。特别是，伴随数码设备价格下跌的趋势，对于削减该抄纸振动膜的制造成本的需求将越来越强烈。

作为上述现有技术的文献信息，已知有例如专利文献1、专利文献2。现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-221635号公报

专利文献2：日本特开平6-303695号公报

发明内容

本发明的扬声器用振动膜(スピ一カ用振動板)通过抄纸工艺(抄紙工法)制造，且至少使用5wt％以上提取自竹叶的纤维。

使扬声器用振动膜具有这样的构成时，可通过将提取了大量存在于包含细竹的竹叶中的植物中的二氧化硅化合物的纤维(纸浆)用于抄纸振动膜，来提高抄纸振动膜的刚性、可以实现在扬声器的高音域的声压提高及再现频宽的扩大，可实现良好的音质。进一步，本发明可提供廉价且不会对地球环境施加负担的扬声器用抄纸振动膜。

此外，本发明的扬声器用振动膜的制造方法包括下述工序：对纸浆进行打浆的打浆工序；将包含竹纤维等天然纤维的纤维素的材料混合的混合工序；抄成振动膜的形状的抄纸工序；使振动膜干燥的干燥工序。其特征在于，在混合工序中，进一步混合水分散性聚异氰酸酯。扬声器用振动膜包含竹纤维等天然纤维的纤维素成分和异氰酸酯成分，且天然纤维的纤维素成分通过异氰酸酯成分实现交联，并由此获得高音质的扬声器振动膜。此外，可以将抄纸工序后含浸聚异氰酸酯的工序省略，来缩减制造成本。

附图说明

图1为本发明实施方式1中的扬声器用振动膜的剖面图。

图2为示出了本发明实施方式2中的扬声器用振动膜的制造方法的流程图。

图3为本发明实施方式3中的扬声器的剖面图。

图4为本发明实施方式4中的音频用电子设备的外观图。

图5为本发明实施方式5中的移动装置的剖面图。

符号说明

21 磁体(magnet)

22 上部板

23 磁轭(yoke)

24 磁路(magnetic circuit)

25 磁隙(magnetic gap)

26 框架(frame)

27 扬声器用振动膜

28 音圈(voice coil)

29 边缘(edge)

30 扬声器

41 外箱(enclosure)

42 放大器(amplifier)

43 播放器(player)

44 音频用电子设备

50 汽车

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1为本发明的实施方式1中的扬声器用振动膜的剖面图。在图1中，振动膜27至少使用5wt％以上提取自竹叶的纤维，其为利用抄纸工艺制造的扬声器用振动膜。刚性高的天然纤维中包含大量二氧化硅化合物。此外，由于根据植物的种类、部位不同，二氧化硅化合物的形状、大小有所差异，因此，通过使用从含有较多二氧化硅化合物的植物种类、部位提取出的纤维(纸浆)，可提高抄纸振动膜的刚性，进而实现扬声器用振动膜的音质的提高。

即，一般来说，着眼于被称为植物蛋白石(plant opal)的植物中二氧化硅化合物的量，对作为材料的天然纤维的选择是重要的。

一般而言，就植物部位而言，叶的部分中存在的二氧化硅化合物最多，就植物种类而言，由于在包含细竹的竹中存在的二氧化硅化合物较多，因此，通过将从其竹叶中提取的纤维(纸浆)用于抄纸振动膜，可获得显著的效果。

此外，从工业稳定性方面考虑，优选至少用双螺杆混炼机对提取自竹叶的纤维(纸浆)进行打浆。作为双螺杆混炼机，只要是能够对竹叶施加强剪切力的混炼机即可没有特殊限制，但从生产效率方面考虑，双辊、加压捏合机(加圧ニ一ダ)等机器是有效的。

本发明涉及从竹叶中提取纤维、使用了该纤维的扬声器用振动膜。使用的竹叶的纤维成分占扬声器振动膜的纤维成分总量的15wt％以上、优选30wt％以上时，可获得显著效果；而对于对上述成分进行了微细化的情况，使用的竹叶的纤维成分占扬声器振动膜的纤维成分总量的5wt％以上、优选10wt％以上时，可获得显著效果。

根据需要，还可以使用施胶剂(sizing agent)、纸张增强剂(paper strengthening agent紙力剤)、防水剂、颜料等。此外，相对于纤维100wt％，使用3wt％～10wt％的生橡胶时，能够使应变特性(歪特性)得以改善。

以下，记载本发明的实施例，但实施例完全不对本发明构成限定。

(实施例1)

利用化学吸光光度法(钼蓝/黄法)将硅浓度5030μgSi/g、重量约800g的竹叶浸渍于400g水中，然后，利用容积为3L的加压捏合机在室温下以20rpm进行10分钟处理。该竹纤维的加拿大标准游离度(カナダ標準濾水度)为730ml。通过抄纸工艺由该纸浆制造16cm的圆形扬声器用振动膜。在1Hz的拉伸模式下进行了测定，由20℃下的弹性模量求出的音速为2250m/s。

通常，音速与高频极限频率(高域限界周波数)之间存在相关关系，而为了使再现范围达到人类的可听阈即20kHz附近，从实用方面考虑，音速基本上要达到1800m/s左右。

(实施例2)

按照通常的木材牛皮纸浆(NUKP)70wt％、实施例1的竹纤维30wt％的纤维比，进行与实施例1相同的操作，通过抄纸工艺制造了16cm的圆形扬声器用振动膜。音速为2100m/s。

(实施例3)

利用珠磨机对实施例1的竹纤维进行加工，将其微细化至BET比表面积达到2m²/g。相对于实施例1的NUKP 90wt％，混合了10wt％上述BET比表面积为2m²/g的微细化竹纤维，除此之外，进行与实施例1相同的操作制造了扬声器用振动膜。音速为2400m/s。这里，作为竹纤维的微细化方法，优选利用珠磨机、压力式均化器、圆盘精研机(disk refiner)中的至少1种机器进行微细化。

(实施例4)

针对实施例1的扬声器用振动膜，重复涂布实施例3的微细化竹纤维的0.1wt％水溶液，于100℃下干燥30分钟的工序直至其重量增加0.5g，并从而制造了扬声器用振动膜。其音速为2450m/s。这里，作为经过了微细化的竹纤维的涂布方法，优选利用喷雾或抽吸沉积抄纸法(吸引堆積抄紙法)进行表面涂布。

(比较例1)

除了使实施例2的NUKP的纤维比例为100％以外，进行与实施例1相同的操作制造扬声器用振动膜。即，完全不含有竹纤维的扬声器用振动膜。其音速为1850m/s。

(实施例5)

将实施例1～4及比较例1的5种扬声器用振动膜组装在具有相同规格的磁体、框架等的扬声器中。然后，让10名扬声器设计者试听女性声音，每名设计者根据他们的看法对高音域的张力、伸展、力量进行了评价，每名满分为5分(比较例1为2分)。

得分结果为：实施例1为33分、实施例2为29分、实施例3为38分、实施例4为37分、比较例1为20分。

由上述结果可知：作为发明的效果，对于使用了本发明的扬声器用振动膜的扬声器而言，提取自竹叶的纤维使振动膜的刚性提高，可以实现高音域处的声压的提高及再现频宽(再生帯域)的扩大，可实现良好的音质。另外，由于使用了提取自竹叶的纤维这样的天然材料，即使对于高音域的音质优异的振动膜而言，也能够提供声音的嘈杂感得到了抑制、自然而协调的音色。

(实施方式2)

实施方式2的扬声器用振动膜是在竹纤维等天然纤维的纤维素成分中进一步包含异氰酸酯成分的扬声器用振动膜。竹纤维等天然纤维的纤维素成分通过异氰酸酯成分实现交联，从而可以提高扬声器用振动膜的刚性。

图2是示出了本发明的实施方式2的扬声器用振动膜的制造方法的流程图。

在步骤1(ST1)的材料投入工序中，将扬声器用振动膜的材料、即纸浆投入到装有水的打浆机(beater)内。

在步骤2(ST2)的打浆工序中，对在步骤1的材料投入工序中投入的纸浆进行数日的微细打浆。

在步骤3(ST3)的混合工序中，向在步骤2的打浆工序中经过了打浆的材料中混合施胶剂、纸张增强剂、固定剂(定着剤)，同时混合水分散性的聚异氰酸酯。

在步骤4(ST4)的抄纸工序中，通过抄纸工艺将在步骤3的混合工序中经过了混合的材料抄在模具和设置于该模具上的金属丝网上，并从下方进行抽吸，仅使水分排出，从而形成为扬声器用振动膜的形状。

在步骤5(ST5)的干燥工序中，通过进行加热、加压，使在步骤4的抄纸工序中形成的扬声器用振动膜中所含的水分蒸发。

通过上述五个步骤，完成了扬声器用振动膜。

需要说明的是，在上述的制造方法中，还可以增加冲压加工(抜き加工)工序，所述冲压加工工序针对在步骤5的干燥工序中经过了干燥的扬声器用振动膜，是利用模具对作为扬声器用振动膜所不需要的最外周部及用于插入音圈的中心孔部进行冲压加工的工序。

这里，公开的是将本发明的实施方式之一应用于常规的利用传统抄纸工艺制造扬声器用振动膜的方法的情况，但对于所应用的振动膜的制造方法并无限定，只要是包含混合工序的方法即可以采用。

以下，对在步骤3的混合工序中使用的水分散性的聚异氰酸酯进行说明。水分散性的聚异氰酸酯是导入了聚亚烷基醚醇(polyalkylene ether alcohol)等亲水性链、从而使其水分散性得以提高的聚异氰酸酯，根据需要，可以向其中适度导入疏水链以实现水分散性的稳定化。异氰酸酯基(NCO基)通过表面化学的方法得到保护。

作为水分散性的聚异氰酸酯，可列举例如：2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基醚二异氰酸酯、2-硝基二苯基-4，4’-二异氰酸酯、2，2’-二苯基丙烷-4，4’-二异氰酸酯(2，2′-Diphenylpropane-4，4′-diisocyanate)、3，3’-二甲基二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、4，4’二苯基丙烷二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1，4-萘二异氰酸酯(Naphthylene-1，4-diisocyanate)、1，5萘-二异氰酸酯(Naphthylene-1，5-diisocyanate)、3，3’-二甲氧基二苯基-4，4’-二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯，1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，4-四亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等脂肪族异氰酸酯，苯二亚甲基-1，4-二异氰酸酯、苯二亚甲基-1，3-二异氰酸酯等芳香脂肪族二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯、加氢甲苯二异氰酸酯、加氢二甲苯二异氰酸酯、加氢二苯基甲烷二异氰酸酯、加氢四甲基二甲苯二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯以及这些化合物与含有活化氢基的化合物反应得到的NCO基封端化合物等。

此外，作为水分散性的聚异氰酸酯，还可以使用二异氰酸酯的聚合物或预聚物型的异氰酸酯化合物来代替在使有机异氰酸酯与多元醇加成的同时添加异氰脲酸酯化催化剂、以导入了异氰脲酸酯环结构的聚异氰酸酯，其中，所述预聚物型的异氰酸酯化合物由双官能以上的多元醇等和二异氰酸酯或多聚体(ポリメリツク体)反应而得到。

即，聚异氰酸酯的多聚体及聚异氰酸酯的多元醇加成化合物均可用于本发明。或者，还可以含有通过这些化合物的反应、例如异氰酸酯二聚化反应(ウレタジオン化反応)、碳二亚胺化反应(カルボジイミド化反応)、氨基甲酸酯酰亚胺化反应(ウレタンイミン化反応)、缩二脲反应(ビユレツト反応)等得到的异氰酸酯改性体等。这些聚异氰酸酯可以单独使用，也可以使用2种以上的混合物。在这些聚异氰酸酯中，考虑到水分散稳定性、水分散后的NCO基稳定性、无黄变性等，优选脂肪族或脂环族聚异氰酸酯。

以下，示出本发明的扬声器用振动膜的制造方法的具体例。

利用容积为3升的加压捏合机、以25rpm对平均纤维长度约为1.75mm、且各纤维经一体化而长度约为10cm的捆构成的竹纤维700g进行20分钟处理、打浆。然后，将该经过打浆的竹纤维制成5％的水分散液，利用使用了玻璃珠的3升的珠磨机进行20分钟处理，再进行打浆。由此，经过打浆的纤维的平均纤维长度为0.8mm、BET比表面积为2.11m²/g。然后，将例如三井化学聚氨酯制造的Takenate WD-220、WB-700或WB-920作为水分散性的聚异氰酸酯混合在水分散液中。接着，对经过打浆的包含竹纤维的水分散液进行抄纸，并在160℃下干燥5分钟，从而完成了扬声器用振动膜。该扬声器用振动膜形成了下述结构：天然纤维的纤维素成分即竹纤维通过异氰酸酯成分即水分散性的聚异氰酸酯实现了交联。由此，可提高扬声器用振动膜的刚性。

如上所述，相比于在抄纸工序后使多元醇和聚异氰酸酯含浸振动膜、用聚氨酯覆盖振动膜的方案，通过在抄纸工序之前的混合工序中混合水分散性聚异氰酸酯，能够更有效地提高振动膜的刚性。此外，由于能够省去在抄纸工序后使多元醇和聚异氰酸酯含浸的工序，因此能够缩减制造成本。并且，作为对在本实施方式2中制造的扬声器进行试听评价的结果，尤其可以容易地收听到女性的女高音等高音域的声音。

(实施方式3)

以下，结合实施方式3，针对将本发明的扬声器用振动膜用于扬声器的实例进行说明。本实施方式3的扬声器中组装有实施方式1或实施方式2中制作的扬声器用振动膜。

图3是本发明实施方式3中的扬声器的剖面图。利用上部板22及磁轭23将经过了磁化的磁体21夹入，由此构成了内磁型的磁路24。框架26结合在磁路24的磁轭23上。介由边缘29将扬声器用振动膜27的外周部粘接在框架26的周边部。在扬声器用振动膜27的中心部连接音圈28的一端，并使音圈28的相反一端连接成嵌入到磁路24的磁隙25中的状态。

以上针对具有内磁型磁路24的扬声器进行了说明，但并不限于此，同样适用于具有外磁型磁路的扬声器。此外，对于振动膜27与边缘29一体化的小型扬声器也同样能够适用。

对于使用了实施方式1的扬声器用振动膜的扬声器而言，通过提取自竹叶的纤维使振动膜的刚性提高，可以实现高音域的声压的提高及再现频宽的扩大，可实现良好的音质。并且，能够提供声音的嘈杂感得到抑制、自然而协调的音色。

此外，能够提供不会对地球环境施加负担、可靠性高、成本低的扬声器，可实现不仅在性能方面、品质方面及可靠性方面，在环境方面及成本方面也优异的扬声器。

作为使用了实施方式2的扬声器用振动膜的扬声器，天然纤维的纤维素成分即竹纤维通过异氰酸酯成分即水分散性聚异氰酸酯实现交联，从而能够实现刚性得到补强的扬声器。该扬声器在低音域可再现具有紧致感(締まり)的重低音，在高音域可再现清晰的声音。

(实施方式4)

以下，结合实施方式4，针对具有设置了本发明的扬声器用振动膜的扬声器的音频用电子设备进行说明。

图4是本发明的实施方式4中的音频用电子设备的外观图。图4的扬声器30中设置有实施方式1或实施方式2中制作的扬声器用振动膜。扬声器30被设置于外箱41中，用以构成扬声器系统。音频用电子设备44的构成如下：具备用于增幅输入到扬声器30中的音频信号的放大器42、和用于将输入到放大器42中的音频信号输出的播放器43。

利用上述构成，可以实现高音质且低成本的音频用电子设备44，所述高音质是实现了在高音域的声压提高及再现频宽的扩大的音质。并且，可实现不仅在性能方面、品质方面及可靠性方面优异，并且廉价、不会对地球环境施加负担的音频用电子设备44。

需要说明的是，在本实施方式4中，以固定不动的音频用电子设备44为例进行了说明，但本发明并不限于此。也可以将本发明应用于可搬运的手提用音频设备、游戏设备等。此外，本发明还可应用于视频设备、手机等信息设备等。

(实施方式5)

以下，结合实施方式5，针对具备设置了本发明的扬声器用振动膜的扬声器的移动装置进行说明。

图5是本发明的实施方式5中的移动装置的剖面图。作为具体例，图5使用汽车作为移动装置。图5中的扬声器30中设置有实施方式1或实施方式2中制作的扬声器用振动膜。在汽车50中，将扬声器30设置在后面板(rear tray)或前围板(front panel)中，通过增幅器(图中未示出)驱动扬声器30，从而作为车载导航或车载音频的音声输出的一部分使用。

利用上述构成，可以实现具备高音质且成本得以缩减的扬声器30的汽车50，其中，所述高音质是实现了在高音域的声压提高及再现频宽的扩大的音质。并且，能够提供廉价且不会对地球环境施加负担的移动装置，可得到不仅在性能方面、品质方面及可靠性方面，在环境方面及成本方面也优异的移动装置。

需要说明的是，在本实施方式5中，作为移动装置，以汽车50为例进行了说明。但本发明可广泛应用于二轮车等脚踏车(bike)、在轨道上行驶的火车等至少具备移动设备且设置有扬声器30的移动装置。

此外，本发明的扬声器用振动膜以利用抄纸成形法形成为例进行了说明，但并不限于此，也可以利用注塑成形、模压成形等其它方法实施。

工业实用性

本发明的扬声器用振动膜、扬声器、电子设备及移动装置适用于需要高音质、高可靠性、需要低环境负担扬声器的扬声器、电子设备、视频音响设备、信息通讯设备以及汽车等移动装置。

Claims (11)

1.一种扬声器用振动膜，其是利用抄纸工艺制造的扬声器用振动膜，其中，该扬声器用振动膜至少具有5wt％以上提取自竹叶的纤维。

2.根据权利要求1所述的扬声器用振动膜，其中，所述竹叶中的硅浓度为5000μg Si/g以上。

3.根据权利要求1所述的扬声器用振动膜，其中，通过进行双螺杆混炼将所述竹叶制成纸浆。

4.根据权利要求1所述的扬声器用振动膜，其中，所述提取自竹叶的纤维经过下述过程得以微细化：利用珠磨机、压力式均化器、圆盘精研机中的至少一种机器对所述竹叶进行微细化。

5.根据权利要求4所述的扬声器用振动膜，其中，通过喷雾方法或抽吸沉积抄纸法中的任一种方法将所述经过了微细化的竹纤维进行表面涂布。

6.根据权利要求1所述的扬声器用振动膜，其中含有生橡胶。

7.根据权利要求1所述的扬声器用振动膜，其中还含有异氰酸酯成分，所述提取自竹叶的纤维通过上述异氰酸酯成分实现交联。

8.扬声器用振动膜的制造方法，该方法包括下述工序：

在经过打浆的纸浆中混合竹纤维的混合工序；

将上述混合后的材料抄成扬声器用振动膜的形状的抄纸工序；以及，

使上述扬声器用振动膜干燥的干燥工序，

其中，在所述混合工序中，进一步混合水分散性聚异氰酸酯。

9.一种扬声器，其具备：

与磁路连结的框架、与上述框架的外周部连结的权利要求1所述的扬声器用振动膜、以及与上述扬声器用振动膜连结的音圈。

10.一种电子设备，其具有扬声器和用于驱动上述扬声器的音频信号的放大电路，其中，所述扬声器具备与磁路连结的框架、与上述框架的外周部连结的权利要求1所述的扬声器用振动膜、以及与上述扬声器用振动膜连结的音圈。

11.一种移动装置，其具备组装有权利要求1所述的扬声器用振动膜的扬声器、用于驱动上述扬声器的放大电路、以及移动工具。

Images