JP3119326B2 - スピーカー用振動板 - Google Patents

スピーカー用振動板

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JP3119326B2
JP3119326B2 JP05033317A JP3331793A JP3119326B2 JP 3119326 B2 JP3119326 B2 JP 3119326B2 JP 05033317 A JP05033317 A JP 05033317A JP 3331793 A JP3331793 A JP 3331793A JP 3119326 B2 JP3119326 B2 JP 3119326B2
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佳充 坂口
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスピーカー用振動板に係
わり、特に高強度・高弾性率繊維からなる布帛で樹脂を
強化した構造のスピーカー用振動板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のスピーカー用振動板は主に紙パル
プ質のものが多く使用されており、適度な内部損失はあ
るが、比弾性率、比強度に欠けるとともに剛性が不足す
るために分割振動域が低周波帯域から起きて、周波数特
性上、ピーク、ディップが生じるとともに鳴きが発生す
る欠点があった。そこで、高強度・高弾性率繊維強化層
あるいは高強度・高弾性率繊維強化層と異種裏層との積
層構造からなるスピーカー用振動板で上記した従来の欠
点を解消することが報告されている(特開平1−144
893、1−144894、1−144895)。この
ことから、新しい高耐熱性、高弾性率、高強度有機繊維
として知られるようになったポリパラフェニレンベンズ
ビスチアゾール(PBT)やポリパラフェニレンベンズ
ビスオキサゾール)(PBO)等のポリベンザゾール
(PBZ)も同様にスピーカー用振動板の材料として有
用であることが考えられる。しかしながら、従来のポリ
ベンザゾール繊維は繊維製造時や後加工時にボイドが発
生する場合があり、ひいては耐水性が低下する傾向があ
るため、製造直後のスピーカー用振動板としての優れた
特性を長期間維持することは困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような現状から、
本発明はポリベンザゾール(PBZ)繊維の優れた特
性、即ち高強力、高弾性率、高耐熱性を損なうことな
く、製造時に発生するボイド直径を減少させることによ
って耐加水分解性を改善し、長期間優れた特性を維持す
るPBZ繊維を使用したスピーカー用振動板を提供しよ
うとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】これまで、PBZ繊維が
高弾性率、高強度材料として特に優れた特性を持つこと
は知られており、高強度・高弾性率強化層を含むスピー
カー用振動板用の強化繊維としての応用も期待されてい
たが、その引張強度が水分の存在で低下していく欠点を
持ち合わせていることが分かってきた。本発明者らは、
PBZの引張強度が水分により低下する原因について検
討した結果、強度の低下が水分によるPBZ分子鎖の加
水分解によること、及び比較的大きいボイドからの水分
の浸入が加水分解作用を加速していることを見いだし
た。このことは、ボイド直径を減らせば加水分解性が改
良されることを意味している。実験の結果、加水分解性
はボイド直径が25Å以下の時著しく改善されることが
分かった。ボイド直径に及ぼす製造工程の原因を検討し
た結果、凝固浴のリン酸濃度が大きく影響していること
を見いだした。鋭意検討の結果、ボイド直径を25Å以
下にする方法の一つとしてPBZを主成分とするポリマ
ーとポリリン酸からなるドープから紡糸して繊維を製造
するに際し、凝固浴のリン酸濃度が5%以上の時、ボイ
ド直径が25Å以下になることを見いだした。このよう
にして製造したPBZ繊維はボイド直径が25Å以下で
あり、これを用いて製造したスピーカー用振動板におい
ても長期間にわたって強度低下が少ない優れた特性維持
を示すことが分かり、本発明に到達した。
【0005】本発明のポリベンザゾール繊維(PBZ)
は、ポリベンズオキサゾール(PBO)もしくはポリベ
ンズチアゾール(PBT)またはそれらのランダムもし
くはブロック共重合体からなる繊維をいう。引張強度は
4.0GPa,好ましくは4.1GPa以上、引張弾性
率は140GPa以上、好ましくは150GPa以上で
ある。また繊維の平均直径は50μm以下、更には25
μm以下が好ましい。
【0006】本発明のPBZ繊維を製造するのに使用す
るPBZ繊維は、ボイド直径が25Å以下であるという
特徴を有している。ボイド直径を25Å以下にする方法
の一つとしてPBZを主成分とするポリマーとポリリン
酸からなるドープから紡糸して繊維を製造するに際し、
凝固浴のリン酸濃度を5%以上とすることを見いだし
た。また、後加工性を向上させる目的で油剤を付与する
ことは有効である。本発明に使用する油剤の種類として
は、潤滑剤として作用する成分が含まれれば良い。必要
に応じて乳化剤や安定剤などが併用されるのは言うまで
もない。油剤に含まれる成分としては、動物油、植物
油、脂肪酸エステル、炭化水素、高級アルコール、高級
脂肪酸などの中性油類、石鹸、硫酸エステル、スルホン
酸、リン酸エステル、エーテル誘導体などの界面活性
剤、およびそれらの混合物、シリコンオイル等が使用で
きる。油剤の付与は紡糸口金から最終巻き取りに到るま
での工程中、1カ所または同時に2カ所以上で付与する
事ができ、任意の場所で実施できる。好ましくは凝固以
後において付与する。高弾性率化を目的とした熱処理工
程をさらに必要とする場合には、熱処理工程後に仕上げ
剤を付与するのが良い。
【0007】油剤の糸条への付与方法は、油剤を霧状に
したスプレー付与、油剤浴中をくぐらすディップ付与、
キスロール付与、ガイド付与等いずれの方法でも良い。
また凝固浴中に油剤を加えても良い。油剤の付着量は油
剤を付与する繊維の乾燥重量に対して0.05−7.0
重量%が良い。0.05重量%以下では油剤が繊維表面
を十分被うにいたらず、7.0重量%以上では過剰の油
剤が飛散するので好ましくない。さらに好ましくは0.
1−3.0重量%である。最も好ましいのは、0.3−
2.0重量%である。
【0008】なお油剤を付与させた後にその油剤を除去
させる必要がある場合は別途工程中に油剤除去工程を設
けても良い。油剤中の油剤に不溶の微粉末とは固体潤滑
剤として作用するものを意味する。例えば、直径10m
μ以下のコロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、ある
いは直径数百mμ以下の酸化チタン、炭酸カルシウム、
直径数μ程度のシリカゲル、リン酸カルシウム、タル
ク、クレー、マイカ、黒鉛、硫化モリブデン等が使用で
きる。これらは糸条中の単糸径よりも小さいことが必要
である。微粉末は繊維表面で固体潤滑剤として作用し、
繊維間の癒着を防止する効果があるとともに、水分の接
触を防ぐため耐水性を向上させる効果がある。これら微
粉末の付着量は繊維の乾燥重量に対して5.0重量%以
下が好ましい。5.0重量%以上では耐水性及び癒着防
止の効果が頭打ちするので好ましくない。1.0重量%
以下であればさらに好ましい。最も好ましくは、0.5
重量%以下であるといえる。
【0009】以上で説明したPBZ繊維をスピーカー用
振動板に使用すると、高弾性率で剛性に富み、内部損失
が大きく鳴きが少ないなどの優れた特性を示すととも
に、従来の製糸法によるものに比べて耐水性に特に優れ
たPBZ繊維であるためにこの特性が長期間にわたって
維持されることを見いだし、本発明に到達した。本発明
に用いる布帛は、不織布、ニット、織物いずれでもよい
が、得られた振動板の比弾性率及び内部損失のバランス
からみれば織物が好ましい。また、織物組織については
特に限定されることはないが、外観装飾性からすると平
織構造がよい。また、このような布帛で強化された樹脂
で成形される振動板の構造は、単層または積層いずれの
構造でもよいが、曲げ剛性を考慮して、細デニール使い
の布帛は少なくとも2プライの積層構造にし、太デニー
ル使いの布帛は単層構造にするなど、使い分けるのが望
ましい。
【0010】また、以上で述べたように本発明のPBZ
繊維布帛で強化した樹脂層単独からなるスピーカー用振
動板は優れた特性を示すが、この樹脂層を表面層とし、
異種材料を裏層とした積層材料の形でスピーカー用振動
板にすることも可能である。このことにより、音響特性
を微妙に変えることが可能になる。裏層として使用する
異種材料としては、例えば紙パルプ質、炭素繊維などの
無機繊維やアラミド繊維などの有機繊維で強化したFR
P等これまでスピーカー用振動板として使用されてきた
材料を用いることができるが、特にこれらに限定される
ことはない。
【0011】
【実施例】以下、実施例で本発明を具体的に説明する
が、本発明の評価に用いた物性の測定方法は以下によ
る。 <ボイド直径の測定方法>小角X線散乱強度の測定は、
クラツキカメラを用いて行う。試料繊維を約6m測定ホ
ルダーに巻き付ける。X線の出力は45kv150mA
で、Cukα線をニッケルフィルターで単色化して用い
る。クラツキカメラの縦制限スリットは42mm、巾制
限スリットは0.07mm、受光部スリットの縦制限は
10mm巾制限は0.14mmで行った。測定範囲は
0.1度から3度である。ステップ幅は0.025度刻
みで、30秒もしくはそれ以上積算する。バックグラウ
ンド散乱の補正は、試料および空気散乱の測定結果から
次式を用いて行う。 I=μIsample−Iair μ=Iair(0)/Isample(0) ここでIは真の散乱強度、Isampleは試料を入れ
た状態での実測散乱強度、Iairは試料を入れないで
測定した強度を示す。試料測定後、散乱角0度で強度測
定を行い試料の吸収係数を決定する。ボイドサイズの測
定はギニエプロットを用いて行う。散乱角度(I)の対
数と散乱ベクトル(k)の自乗をプロットしkの自乗の
値が0から0.01Å2 の範囲のデータについて直線近
似し、直線の傾き(s)から次式を用いて計算する。 D=2(2S)1/2 耐水性試験:耐水性の評価メジャーとして湿潤状態での
引張強度を用いた。試験片を水(20℃)中に200時
間沈めておいた後、水からこの試料を取り出して1分以
内に強度を測定した。
【0012】実施例1 紡糸ドープ(五酸化リン換算で表した組成が83.7重
量%であるポリリン酸中に14.7重量%の濃度の極限
粘度25のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール
が溶解)を金属網状の濾材を通過させた後、150℃に
保たれた口径0.20mmおよび口数334を有する紡
糸口金から単孔当たりの吐出量0.22g/分で紡出し
た。紡出糸条を整流された流速0.5m/秒、温度70
℃の空気冷却気流で冷却した。ついで糸条を紡糸口金面
から40cmの下方に設置した10%のリン酸水溶液か
らなる15℃の凝固浴中へ導入し、冷却脱溶媒した。し
かる後に該糸条は200mmの直径を有する第一ローラ
ー、ついで同一直径を有する水洗ローラー、乾燥ローラ
ー、熱処理キロをオンラインで通過させ、実質的に延伸
することなく糸速200m/分で巻き取った。乾燥ロー
ラー温度はそれぞれ170℃、190℃、210℃で2
0秒間加熱した。その後糸条を80℃以下の温度に冷却
し、巻取機で巻き取った。その際、水洗ローラーの出口
にエアブロアーを設け糸条の付着水を除去した後、設置
したオイリングロールによる油剤供給装置を用いて分子
量9000のポリエチレンオキシド・ポリプロピレンオ
キシド共重合物を1重量%分散させた。得られたPBO
繊維について耐水性試験を行った。結果を表1に示す。
このPBO繊維1500デニール/1001フィラメン
トを経緯共交互に1:1の割合で入れた平織布(密度;
経、緯13本/インチ)を作製した。この織布にビニル
エステル樹脂をプリプレグ加工したものを成形型によっ
て所定の条件(120℃、5分、面圧5kg/cm2
で加熱加圧成形することにより、8インチ用のコーン型
振動板を得た。得られたコーン型振動板1の物性は、音
速と内部損失のバランスが良好で、鳴きの少ないもので
あった。図1(a)にこのスピーカーの製作から1年が
経過したときの周波数特性図を示す。この特性はスピー
カー製作直後とほとんど同じ特性を示した。
【0013】比較例1 凝固浴を水とすること以外は実施例1と同様にしてスピ
ーカー用振動板を作製した。このPBO繊維について耐
水試験を行った結果を表1に示す。また、図1(b)に
このスピーカーについて、製作1年後の周波数特性を示
す。製作直後の周波数特性は図1(a)とあまり変わら
なかったが、経時変化により特に高周波数領域での特性
が低下してしまうことが分かる。
【0014】
【表1】
【0015】表1から明らかなように、油剤処理するこ
とでPBO繊維中のキンクバンド数を少なくすることが
でき、それにともないPBO繊維が持つ優れた耐熱性、
高強度、高弾性率の特性を損なうことなく、その最大の
欠点である耐加水分解性を改善する事ができ、スピーカ
ー用振動板として優れた特性を長期間維持できることが
分かる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によりPBZ
繊維の優れた特性、即ち高強力、高弾性率を生かした優
れた特性を示すとともに、その最大の欠点とされる耐加
水分解性を改善し、優れた特性を長期間維持することが
できるスピーカー用振動板を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における振動板の周波数特性図。
【符号の説明】
a:スピーカー製作直後の周波数特性、b:スピーカー
製作1年後の周波数特性。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 7/02 B29C 70/10 C08G 73/22 D03D 15/00 B29L 31:38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 引張強度4.0GPa以上、初期引張弾
    性率140GPa以上であり、ボイド直径が25Å以下
    であるポリベンザゾール繊維を使用した布帛を少なくと
    も1層に配し、樹脂で強化したものからなることを特徴
    とするスピーカー用振動板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のポリベンザゾール繊維を
    使用した布帛で強化された樹脂を表面層とし、異種材料
    を裏層とした積層材料であることを特徴とするスピーカ
    ー用振動板。
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JP2013198069A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Yamaha Corp 電気音響変換装置の振動板、およびその製造方法
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