JP5234288B2

JP5234288B2 - スピーカー用振動板およびスピーカー

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Publication number: JP5234288B2
Application number: JP2009138836A
Authority: JP
Inventors: 浩靖雲
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: JP2010287975A

Description

本発明はスピーカー用振動板およびスピーカーに関する。

織布の織目を表出させ、背面に紙板などを熱圧着して一体化したスピーカー用振動板が多数提案されている（例えば、特許文献１）。また、複数の織布および／または不織布を積層し、これを熱硬化性樹脂で含浸して一体化した振動板、あるいは、このような振動板にさらに織布を熱圧着して一体化した振動板も知られている。

上記のようなスピーカー振動板はいずれも、抄造紙や天然繊維を用いたスピーカー用振動板に比べて強度に優れるものの、構成部材および構成材料である織布、不織布および熱硬化性樹脂が石油由来であり、石油資源の枯渇や温室効果ガスの問題を招いている。したがって、優れた特性を維持しつつ、石油由来の材料の使用量が可能な限り少ないスピーカー用振動板が求められている。

特開２００９−２１８３２

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ヤング率と内部損失とのバランスに優れ、剛性が高く、かつ環境負荷の少ないスピーカー用振動板およびスピーカーを提供することにある。

本発明のスピーカー用振動板は、天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維を用いてなる。
好ましい実施形態においては、本発明のスピーカー用振動板は、支持層と、該支持層に積層された、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された織布からなる基材層とを有する。
好ましい実施形態においては、本発明のスピーカー用振動板は、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された少なくとも１枚の織布および／または不織布に熱硬化性樹脂が含浸された基材層を有する。
本発明の別の局面によれば、スピーカーが提供される。このスピーカーは、上記スピーカー用振動板を備える。

本発明によれば、天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維の織布および／または不織布を用いることにより、ヤング率と内部損失とのバランスに優れ、剛性が高く、かつ環境負荷の少ないスピーカー用振動板、および当該スピーカー用振動板を備えるスピーカーを提供することができる。

実施例２で得られたスピーカー用振動板を用いるスピーカーの音圧周波数特性を示すグラフである。実施例５で得られたスピーカー用振動板を用いるスピーカーの音圧周波数特性を示すグラフである。比較例２で得られたスピーカー用振動板を用いるスピーカーの音圧周波数特性を示すグラフである。比較例４で得られたスピーカー用振動板を用いるスピーカーの音圧周波数特性を示すグラフである。

Ａ．ポリアミド繊維
上記ポリアミド１１繊維は、天然ひまし油由来である。具体的には、上記ポリアミド１１繊維は、天然ひまし油中のリシノール酸を原料とし、１１−アミノウンデカン酸を重縮合して得られたポリアミド１１樹脂を紡糸して得ることができる。上記ポリアミド１１樹脂の重合方法は、任意の適切な方法を採用し得る。また、重合の際、任意の適切な添加剤を使用してもよい。添加剤としては、例えば、触媒、熱安定剤等が挙げられる。ポリアミド１１樹脂は市販品を用いてもよい。天然ひまし油由来のポリアミド樹脂の市販品としては、例えば、アルケマ社製の商品名「リルサンＢ」等が挙げられる。このような植物由来の繊維を用いることにより、石油資源の使用量が抑制されたスピーカー用振動板を得ることができる。また、植物由来材料を廃棄焼却する際に発生する二酸化炭素は、元々大気中に存在していたものであり、かつ光合成により再び植物に戻り得る（カーボンニュートラル）。すなわち、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維は循環型の材料であり、これを用いて得られたスピーカー用振動板は環境負荷が少ない。また、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維を用いれば、ヤング率と内部損失とのバランスに優れ、かつ剛性の高いスピーカー用振動板を得ることができる。

上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維の太さは、好ましくは５０ｄｔｅｘ〜１２００ｄｔｅｘであり、さらに好ましくは７０ｄｔｅｘ〜３００ｄｔｅｘである。繊維の太さが５０ｄｔｅｘ未満である場合には、目付けが低下し強度が不十分となる場合が多い。繊維の太さが１２００ｄｔｅｘを超えると、重量が増大し、結果として音圧が低下する場合が多い。

Ｂ．スピーカー用振動板
本発明のスピーカー用振動板は、天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維を用いてなる。１つの実施形態においては、上記スピーカー用振動板は、支持層と、該支持層に積層された、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された織布からなる基材層とを有する。支持層と基材層とは、例えば熱可塑性接着剤またはホットメルトフィルムを介した熱圧着により積層（一体化）されている。好ましくは、基材層の織目は、音波を放射する振動板の前面側、あるいは、背面側で露出している。

上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維織布の織り組織としては任意の適切な組織が採用され得る。具体例としては、平織り、綾織り、朱子織り、これらの組合せが挙げられる。好ましくは、平織りである。織布の織り密度は、好ましくは２０×２０／ｉｎｃｈ〜１５０×１５０／ｉｎｃｈである。

上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維織布の目付けは、好ましくは６０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２である。目付けが６０ｇ／ｍ^２を下回ると、繊維同士が振動により擦れて、結果として、不要な音が発生するおそれがあるからである。上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維の織布の織り組織が平織りの場合、当該織布の目付けは、好ましくは６０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは８０ｇ／ｍ^２〜１２０ｇ／ｍ^２である。上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維の織布の織り組織が綾織りの場合、当該織布の目付けは、好ましくは１８０ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは２００ｇ／ｍ^２〜２８０ｇ／ｍ^２である。

上記支持層の具体例としては、抄造紙、織布、不織布が挙げられる。支持層の織布または不織布を構成する材料としては、ナイロン（例えば、ナイロン６、ナイロン６６）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマーおよび熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらは、単独で、または、２種以上を組み合わせて用いられる。あるいは、２種以上のこれらの樹脂モノマーからの共重合体を用いてもよい。織布または不織布を用いる場合は、さらにそれらに熱硬化性樹脂を含浸、硬化させて支持層としてもよい。

別の実施形態においては、上記スピーカー用振動板は、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された織布および／または不織布に熱硬化性樹脂が含浸して硬化した基材層を有する。天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維織布の構成については、上記で説明したとおりである。不織布は、任意の適切な方法で形成され得る。不織布の形成方法の具体例としては、水流絡合法、ニードルパンチ法が挙げられる。不織布の目付は、好ましくは２０ｇ／ｍ^２〜８０ｇ／ｍ^２である。基材層は、織布または不織布の単一層であってもよく、積層構造を有していてもよい。基材層が積層構造を有する場合、層の数は目的等に応じて適切に設定され得る。当該積層構造は、織布のみで構成されてもよく、不織布のみで構成されてもよく、織布および不織布を組み合わせて構成されてもよい。当該基材層は、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された織布および／または不織布と、さらに別の織布および／または不織布との積層体に熱硬化性樹脂が含浸して硬化した基材層であってもよい。当該別の織布または不織布としては、例えば、上記支持層として用いられ得る織布または不織布が用いられ得る。

上記熱硬化性樹脂は、任意の適切な熱硬化性樹脂が採用され得る。好ましくは不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂であり、特に好ましくは不飽和ポリエステル樹脂である。硬化速度が速く、硬化温度が低いので製造が容易であり、かつ、優れた内部損失を有するスピーカー用振動板が得られるからである。

上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維と熱硬化性樹脂との比率（ポリアミド１１繊維／樹脂比率）は、好ましくは２０／８０〜８０／２０の範囲、さらに好ましくは５０／５０〜７０／３０の範囲である。ポリアミド１１繊維／樹脂比率がこのような範囲であれば、ヤング率を低下させることなく、きわめて優れた内部損失を有するスピーカー用振動板が得られ得る。また、樹脂固有音の発生を防止し得る。本明細書において、「ポリアミド１１繊維／樹脂比率」とは、含浸前の織布および／または不織布の重量と含浸樹脂の重量との比をいう。

さらに別の実施形態においては、上記スピーカー用振動板は、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された織布および／または不織布に熱硬化性樹脂が含浸して硬化した基材層に積層された表面層をさらに有する。この場合、表面層が音波放射側に配置される。表面層の具体例としては、上記で説明した天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維からなる織布または不織布、上記支持層として用いられ得る織布または不織布等が挙げられる。

Ｃ．スピーカー
本発明のスピーカーは、上記のスピーカー用振動板を含む。本発明のスピーカーは、あらゆる用途に適用され得る。例えば、本発明のスピーカーは、車載用であってもよく、携帯電子機器用（例えば、携帯電話、携帯音楽プレーヤー）であってもよく、据置型であってもよい。また例えば、本発明のスピーカーは、大口径であってもよく、中口径であってもよく、小口径であってもよい。また例えば、本発明のスピーカーは、ウーハーであってもよく、ツイーターであってもよい。本発明のスピーカーは、用途に応じた適切な構造を有し得る。それらの構造は当業界で周知であるので、詳細な説明は省略する。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、特に示さない限り、実施例中の部およびパーセントは重量基準である。

［製造例１］織布（１）の形成
天然ひまし油由来のポリアミド１１（アルケマ社製、商品名「リルサンＢ」）を紡糸し、２８０ｄｔｅｘの繊維を得、その繊維を縦横に用いて、密度が４０本／ｉｎｃｈ×４０本／ｉｎｃｈ、目付けが１００ｇ／ｍ^２の平織りの織布を得た。

［製造例２］織布（２）の形成
天然ひまし油由来のポリアミド１１（アルケマ社製、商品名「リルサンＢ」）を紡糸し、７８ｄｔｅｘの繊維を得、その繊維を縦横に用いて、密度が縦（３本撚×１４０本）／ｉｎｃｈ×横（６本撚×５５本）／ｉｎｃｈ、目付け２３６ｇ／ｍ^２の綾織りの織布を得た。

［製造例３］織布（３）の形成
２８０ｄｔｅｘのポリエステル繊維を縦横に用いて、密度が４０本／ｉｎｃｈ×４０本／ｉｎｃｈ、目付けが１００ｇ／ｍ^２の平織りの織布を得た。

［製造例４］織布（４）の形成
７８ｄｔｅｘのポリエチレンナフタレート繊維を縦横に用いて、密度が縦（３本撚×１４０本）／ｉｎｃｈ×横（６本撚×５５本）／ｉｎｃｈ、目付け２３６ｇ／ｍ^２の綾織りの織布を得た。

［製造例５］不織布（１）の形成
天然ひまし油由来のポリアミド１１（アルケマ社製、商品名「リルサンＢ」）を紡糸し繊維を得、これを用い、水流絡合法によって、目付け６０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。

［製造例６］不織布（２）の形成
全芳香族ポリアミド繊維（帝人社製、商品名「テクノーラ」）を用い、水流絡合法によって、目付け６０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。

［製造例７］不飽和ポリエステル溶液の調製
下記の組成を有する不飽和ポリエステル溶液を調製した：
不飽和ポリエステル樹脂（ジャパンコンポジット（株）製；ポリホープＮ３５０Ｌ）：
１００（部）
低収縮化剤（日本油脂（株）製；モディパーＳ５０１）：５（部）
硬化剤（日本油脂（株）製；パーオクタＯ）：１．３（部）

［実施例１］
抄紙乾燥した秤量１５０ｇ／ｍ^２の紙コーンの窪み空間を形成する前面側表面に、熱可塑性接着剤を塗布し乾燥した。この紙コーンの熱可塑性接着剤塗膜表面に、製造例１で得られた織布（１）を、１０５℃で５秒間プレスして熱圧着一体化して、内径２６．２ｍｍ、外径１１７ｍｍ、全高２４ｍｍのスピーカー用振動板を得た。

［実施例２］
抄紙乾燥した秤量１５０ｇ／ｍ^２の紙コーンの窪み空間を形成する前面側表面に、ホットメルトフィルムを配置した。この紙コーンのホットメルトフィルム表面に、製造例２で得られた織布（２）を、１１０℃で５秒間プレスして熱圧着一体化して、内径２６．２ｍｍ、外径１１７ｍｍ、全高２４ｍｍのスピーカー用振動板を得た。

［実施例３］
製造例５で得られた不織布（１）と製造例２で得られた織布（２）とを重ねた積層体に、製造例７で得られた不飽和ポリエステル溶液を塗布し、１３０℃で３０秒間プレス成形して、織布が音波を放射するコーンの窪み空間を形成する前面側に配置されているスピーカー用振動板（内径２６．２ｍｍ、外径１１７ｍｍ、全高２４ｍｍ）を得た。

［実施例４］
製造例５で得られた不織布（１）を２枚重ねた積層体に、製造例７で得られた不飽和ポリエステル溶液を塗布し、１３０℃で３０秒間プレス成形して、コーンを得た。得られたコーンに熱可塑性接着剤を塗布し乾燥した後、製造例２で得られた織布（２）を表面層として、１０５℃で５秒間プレスして熱圧着一体化して、内径２６．２ｍｍ、外径１１７ｍｍ、全高２４ｍｍのスピーカー用振動板を得た。

［実施例５］
製造例６で得られた不織布（１）を２枚重ねた積層体に、製造例７で得られた不飽和ポリエステル溶液を塗布し、１３０℃で３０秒間プレス成形して、コーンを得た。得られたコーンに熱可塑性接着剤を塗布し乾燥した後、製造例２で得られた織布（２）を表面層として、１０５℃で５秒間プレスして熱圧着一体化して、内径２６．２ｍｍ、外径１１７ｍｍ、全高２４ｍｍのスピーカー用振動板を得た。

［比較例１］
製造例１で得られた織布（１）に代えて、製造例３で得られた織布（３）を用いた以外は、実施例１と同様にしてスピーカー用振動板を得た。

［比較例２］
製造例２で得られた織布（２）に代えて、製造例４で得られた織布（４）を用いた以外は、実施例２と同様にしてスピーカー用振動板を得た。

［比較例３］
製造例５で得られた不織布（１）と製造例２で得られた織布（２）とを重ねた積層体に代えて、製造例６で得られた不織布（２）と製造例４で得られた織布（４）とを重ねた積層体を用いた以外は、実施例３と同様にしてスピーカー用振動板を得た。

［比較例４］
製造例２で得られた織布（２）に代えて製造例４で得られた織布（４）を用いた以外は、実施例５と同様にしてスピーカー用振動板を得た。

＜評価＞
得られたスピーカー用振動板中の植物由来材料の割合を表１に示す。ここで、植物由来材料とは、紙コーンに用いられた紙、および天然ひまし油由来のポリアミド１１である。

得られたスピーカー用振動板について、密度、ヤング率（Ｅ）および内部損失（ｔａｎδ）を通常の方法で測定した。また、これらの値を用いて、比弾性（Ｅ／密度）および剛性（Ｅ×（厚みの３乗））を算出した。得られた結果を下記表２に示す。

実施例２、実施例５、比較例２および比較例４で得られたスピーカー振動板を用いたスピーカーの音圧周波数特性を測定した。実施例２の結果を図１に、実施例５の結果を図２に、比較例２の結果を図３に、比較例４の結果を図４に示す。

表１から明らかなように、本発明によれば、石油由来材料の使用割合が抑制されたスピーカー用振動板を得ることができる。また、植物由来材料を廃棄焼却する際に発生する二酸化炭素は、元々大気中に存在していたものであり、かつ光合成により再び植物に戻り得る（カーボンニュートラル）。すなわち、上記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維は循環型の材料であり、これを用いて得られたスピーカー用振動板は環境負荷が少ない。

また、表２から明らかなように、実施例２のスピーカー振動板は、比較例２の場合に比較して、密度が低いので厚みを厚くして剛性を高めることができ、ヤング率と内部損失とのバランスに優れている。このような特性の実施例２のスピーカー用振動板は、図１に示すように、約４ｋＨｚの中音域まではピークディップが相対的に少ない音圧周波数特性が認められる。

実施例５のスピーカー振動板は、比較例４の場合に比較して、ヤング率と内部損失とのバランスに優れ、比弾性の値が大きいことに起因して、剛性が高い。このような特性の実施例５のスピーカー用振動板は、図２に示すように、ピークディップが少なくて高域限界周波数が高い音圧周波数特性が認められる。

このように実施例のスピーカー用振動板は、天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維に代えて石油由来材料を用いた以外は実施例と同様の構成である比較例のスピーカー用振動板と比較して、スピーカー用振動板としての特性を低下させることなく、植物由来材料の使用割合を大幅に増大させることができる。

本発明のスピーカー用振動板は、あらゆる用途のスピーカーに好適に用いられ得る。

Claims

天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成される織布または不織布を含む、スピーカー用振動板。
支持層と、該支持層に積層された、前記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された織布からなる基材層とを有する、請求項１に記載のスピーカー用振動板。
前記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維から形成された少なくとも１枚の織布および／または不織布に熱硬化性樹脂が含浸された基材層を有する、請求項１に記載のスピーカー用振動板。
前記天然ひまし油由来のポリアミド１１繊維と熱硬化性樹脂との重量比率（ポリアミド１１繊維／樹脂比率）が、５０／５０〜７０／３０である、請求項３に記載のスピーカー用振動板。
請求項１から４のいずれかに記載のスピーカー用振動板を備える、スピーカー。