JP5975458B2 - Method for manufacturing diaphragm for electroacoustic transducer - Google Patents
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本発明は、2、2、6、6−テトラメチルペピリジニル−1−オキシラジカル(TEMPO)により酸化されたセルロース繊維を用いた電気音響変換器用振動板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a diaphragm for an electroacoustic transducer using cellulose fibers oxidized by 2,2,6,6-tetramethylpepyridinyl-1-oxy radical (TEMPO).
マイクロホンやスピーカ等は、磁気回路、ボイスコイルおよび振動板等を有し、ボイスコイルおよび磁気回路によって電気信号を機械的な振動に変換し、それを振動板に伝達し音として放射する電気音響変換器である。このような電気音響変換器に用いられる振動板には、全体として位相、振幅の揃った動作が求められるが、高域では振動板が共振、分割振動することで周波数特性に凹凸を生じ、かつ音圧が徐々に低下する。振動板の共振や分割振動をなるべく高い周波数まで起こらないようにし、周波数特性が平坦な領域を広げるためには、振動板の剛性を上げることが必要とされる。 Microphones, speakers, etc. have magnetic circuits, voice coils, diaphragms, etc., which convert electrical signals into mechanical vibrations by voice coils and magnetic circuits, and transmit them to the diaphragms to radiate them as sounds. It is a vessel. The diaphragm used in such an electroacoustic transducer is required to operate with the same phase and amplitude as a whole, but the diaphragm resonates and oscillates at high frequencies, causing irregularities in the frequency characteristics, and Sound pressure gradually decreases. In order to prevent the resonance and divided vibration of the diaphragm from occurring up to as high a frequency as possible and widen the region where the frequency characteristics are flat, it is necessary to increase the rigidity of the diaphragm.
電気音響変換器用振動板の剛性は、形状および素材の弾性率等に起因し、弾性率を向上させると高域限界周波数が高くなり、歪みも低下するため、振動板の弾性率は高域再生に重要な要素である。 The rigidity of the diaphragm for electroacoustic transducers is due to the shape and the elastic modulus of the material, etc. When the elastic modulus is improved, the high frequency limit frequency increases and the distortion also decreases. Is an important element.
電気音響変換器用振動板の素材としては、紙、金属、樹脂など様々なものが用いられているが、それらの中で紙は低密度で形状の自由度が高く、前処理やサイズ剤などによって小ロットで物性を調整できるため、スピーカのような電気音響変換器用の振動板として古くから使用されている。また、天然素材で環境対応性も優れ、供給量が多いためコストも低く抑えられるという利点もある。 Various materials such as paper, metal, and resin are used as the material for the diaphragm for electroacoustic transducers. Among them, paper has a low density and a high degree of freedom in shape. Since physical properties can be adjusted with a small lot, it has long been used as a diaphragm for electroacoustic transducers such as speakers. In addition, it has the advantages of being a natural material and excellent in environmental friendliness.
しかしながら、セルロース繊維を主成分とした紙製振動板は剛性面で問題があるため、強化用繊維として例えばカーボン繊維やアラミド繊維等を混抄したりするが、セルロース繊維と接着させるためにバインダーを入れる必要があり、製法が煩雑となり、かつ添加物により所望の物性が得難く、紙製振動板本来の音質も損なわれる。 However, since the paper diaphragm mainly composed of cellulose fibers has a problem in terms of rigidity, for example, carbon fibers or aramid fibers are mixed as reinforcing fibers, but a binder is added to adhere the cellulose fibers. It is necessary, the manufacturing method becomes complicated, and it is difficult to obtain desired physical properties by the additive, and the original sound quality of the paper diaphragm is impaired.
そこで、セルロース繊維を主体とする紙製振動板の特性を維持しつつ剛性を高め、再生周波数帯域を広くしたものとしてバクテリアセルロースを主体とした振動板が開発されるに至った。このバクテリアセルロースとは、酢酸菌のような微生物によって生成される微生物セルロースで、結晶性の高いセルロースで構成されるため、良好な剛性が得られる(特許文献1)。 In view of this, a diaphragm mainly composed of bacterial cellulose has been developed with the rigidity improved while maintaining the characteristics of a paper diaphragm mainly composed of cellulose fibers and a wide reproduction frequency band. This bacterial cellulose is microbial cellulose produced by microorganisms such as acetic acid bacteria, and is composed of cellulose with high crystallinity, so that good rigidity is obtained (Patent Document 1).
また、さらに物性を改善すべくバクテリアセルロースからなるシートに、、他のシートを積層したもの(特許文献2)や、バクテリアセルロース中にカーボンナノチューブを添加し強化したもの(特許文献3)等がある。 In addition, there are a sheet made of bacterial cellulose and another sheet laminated to improve physical properties (Patent Document 2), and a sheet strengthened by adding carbon nanotubes to bacterial cellulose (Patent Document 3). .
本発明者は、自然界に多く存在する木材のセルロース繊維を用い、紙製振動板本来の特質を生かしつつ高弾性率を有し、かつ製造が容易で経済性にも優れ、一般に広く普及させることのできる振動板の研究を重ねた。その研究過程で、有機合成において、酸化反応の触媒として用いられる、2、2、6、6−テトラメチルピペリジニル−1−オキシラジカル(以下、TEMPOともいう)によってパルプのセルロースを酸化させ、TEMPO酸化セルロースを生成する技術に着目した(特許文献4)。 The inventor uses cellulose fibers of wood that exist abundantly in nature, has a high elastic modulus while taking advantage of the original characteristics of a paper diaphragm, is easy to manufacture, is economical, and is generally widely spread. The research of the diaphragm which can be done was repeated. In the course of its research, pulp cellulose is oxidized by 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxy radical (hereinafter also referred to as TEMPO) used as an oxidation reaction catalyst in organic synthesis, Attention was focused on a technique for producing TEMPO-oxidized cellulose (Patent Document 4).
上記において、バクテリアセルロースを主体とした振動板は高弾性であるものの、その原料となる酢酸菌は好気性菌のため、有機物や無機塩類等を含む培地で酸素を供給しつつ培養しなければならず、手間を要し、かつ、生成に時間もかかるなどし非常に高価となるため、広く普及させることは難しく、一部の高級機への使用にとどまっている。 In the above, although the diaphragm mainly composed of bacterial cellulose is highly elastic, the acetic acid bacteria used as its raw material are aerobic bacteria, so it must be cultured while supplying oxygen in a medium containing organic substances and inorganic salts. In addition, it is time consuming and takes a long time to generate and is very expensive. Therefore, it is difficult to widely disseminate it, and it is only used for some high-end machines.
これに対し、TEMPO酸化セルロースは自然界に多く存在する木材のパルプを原料とするため、入手が容易であり、かつ電気音響変換器用振動板とすると好適であることを本発明者は見出した。 On the other hand, the present inventor found that TEMPO-oxidized cellulose is easily available and suitable as a diaphragm for an electroacoustic transducer because TEMPO-oxidized cellulose is made from wood pulp, which is abundant in nature.
本発明はこのようなことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、従来パルプでは実現困難であった高弾性率を有し剛性面に優れ、バクテリアセルロースに比べ安価、かつ容易に製造できる電気音響変換器用振動板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been proposed in view of the above, and the object of the present invention is to have a high elastic modulus, which is difficult to realize with conventional pulp, to be excellent in rigidity, inexpensive and easily compared with bacterial cellulose. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer that can be manufactured.
また、上記製造方法で作成された電気音響変換器用振動板を用いることで、バクテリアセルロース繊維を用いた振動板より再生周波数帯域をより高域側へ広げることができ、高域特性に優れ音質が良好な電気音響変換器を得ることができる。 In addition, by using the diaphragm for electroacoustic transducers created by the above manufacturing method, the reproduction frequency band can be expanded to a higher frequency side than the diaphragm using bacterial cellulose fibers, and the sound quality is excellent in high frequency characteristics. A good electroacoustic transducer can be obtained .
請求項1記載の発明は、TEMPO酸化セルロースを液状の分散媒に分散させ、その振動板の原料となる分散液を所定形状に成形する成形工程を経て振動板を作製することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記分散液に下記(a)〜(f)、
(a)TEMPO酸化セルロース以外の、パルプやセルロースの少なくとも一方
(b)紙としての一般的な薬材として、耐水性を付与するためのサイズ剤や紙力剤の少なくとも一方
(c)所定の物性を得るための前記分散媒に可溶なポリマー
(d)強化剤としての粒子または繊維状のフィラー
(e)所定の物性を得るための粘土鉱物
(f)繊維間で結合させるために、カルボキシル基と相互作用する陽イオン、好ましくは2価以上の正電荷又は2以上の配意数を有するイオン
の添加物の少なくともいずれか一以上または全てを添加して振動板を作製することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記成形工程は前記分散液を直接所定形状に成形する、
または、
(g)流延、塗布、滴下、もしくは撒布して乾燥させる工程
(h)濾過して成形する工程
(i)エレクトロスピニングで繊維化し堆積させる工程
のいずれかにより、シート状、フィルム状もしくは構造体に成形し、振動板を作製することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1または2記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記振動板の原料となる分散液を、前記原料とは組成の異なる振動板形状に成形済みまたは未成形のシート、フィルム、もしくは構造体に、流延、塗布、滴下もしくは撒布し振動板を作製することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1または2記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記振動板の原料となる分散液を、前記原料とは組成の異なる振動板形状に成形済みまたは未成形のシート、フィルムもしくは構造体に含浸し振動板を作製することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1または2記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記振動板の原料となる分散液を、振動板形状に成形後、他の成形体に積層させ振動板を作製することを特徴とする。
The invention described in
Invention of Claim 2 is a manufacturing method of the diaphragm for electroacoustic transducers of
(A) At least one of pulp and cellulose other than TEMPO oxidized cellulose (b) At least one of a sizing agent and a paper strength agent for imparting water resistance as a general chemical material as paper (c) predetermined physical properties A polymer soluble in the dispersion medium to obtain (d) particles as a reinforcing agent or fibrous filler (e) a clay mineral to obtain predetermined physical properties (f) a carboxyl group for bonding between fibers A diaphragm is produced by adding at least one or all of an additive of a cation that interacts with a cation, preferably a positive charge of 2 or more valences or an ion having an arrangement number of 2 or more. .
Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the diaphragm for electroacoustic transducers of
Or
(G) Step of casting, coating, dripping or spreading and drying (h) Step of filtration and molding (i) Sheet, film or structure by any of the steps of fiberizing and depositing by electrospinning And forming a diaphragm.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer according to the first or second aspect, the dispersion used as the raw material for the diaphragm is molded into a diaphragm shape having a composition different from that of the raw material. Alternatively, it is characterized in that a diaphragm is produced by casting, coating, dripping or spreading on an unmolded sheet, film or structure.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer according to the first or second aspect, the dispersion used as the raw material of the diaphragm is molded into a diaphragm shape having a composition different from that of the raw material. Alternatively, the diaphragm is produced by impregnating an unformed sheet, film, or structure.
A sixth aspect of the present invention is the method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer according to the first or second aspect, wherein a dispersion liquid as a raw material of the diaphragm is molded into a diaphragm shape and then laminated on another molded body. And making a diaphragm.
本発明の製造方法によれば、培養設備を用いて時間と手間のかかる微生物培養工程が不要で、自然界に多く存在するパルプを原料とするTEMPO酸化セルロースを用いて振動板とするため、バイオセルロースを用いるものに比べ製造が容易で生産性に優れ、経済的である。また、TEMPO酸化セルロース繊維は親水性の繊維で液状の分散液に容易に分散させることができ、通常パルプとの混抄時に分散性に優れ不均一化しにくく、製造が容易で、バラツキがなく安定した製品(振動板)を作製し得る。また、木材由来のセルロースであるため、カーボンニュートラル(使用サイクルの中で大気中の二酸化炭素を増大させない)であり、環境性に優れている。 According to the production method of the present invention, a microbial culture process that requires time and labor is not required using a culture facility, and TEMPO-oxidized cellulose made from pulp existing in nature is used as a vibration plate. Compared to those using, it is easy to manufacture, excellent in productivity, and economical. In addition, TEMPO-oxidized cellulose fiber is a hydrophilic fiber that can be easily dispersed in a liquid dispersion, is generally excellent in dispersibility when mixed with pulp, is less likely to be non-uniform, is easy to manufacture, and is stable without variation. A product (diaphragm) can be produced. Moreover, since it is cellulose derived from wood, it is carbon neutral (does not increase carbon dioxide in the atmosphere during the use cycle), and is excellent in environmental properties.
上記製造方法によって作製された振動板によれば、パルプを主原料とするため、入手が容易で安価であり、また、結晶性が高く繊維長の長いセルロースミクロフィブリルを高い割合で有するTEMPO酸化セルロースを用いることで高弾性率を実現することができる。 According to the diaphragm produced by the above production method, TEMPO-oxidized cellulose having a high proportion of cellulose microfibrils that are easy to obtain and inexpensive and have high crystallinity and a long fiber length because pulp is the main raw material. A high elastic modulus can be realized by using.
上記振動板を用いた電気音響変換器によれば、結晶性が高く繊維長の長いセルロースミクロフィブリルを高い割合で有するTEMPO酸化セルロースを用いることで、振動板は高弾性率で剛性が向上し、再生周波数帯域をより高域側へ広げることができ、良好な音質を得ることができる。 According to the electroacoustic transducer using the diaphragm, by using TEMPO-oxidized cellulose having a high proportion of cellulose microfibrils with high crystallinity and a long fiber length, the diaphragm has a high elastic modulus and improved rigidity. The reproduction frequency band can be expanded to a higher frequency side, and good sound quality can be obtained.
本発明の製造方法によって作製された電気音響変換器用振動板は、木材パルプのセルロースをTEMPOにより酸化して形成したTEMPO酸化セルロースを含む。TEMPOは、2、2、6、6−テトラピペリジンを酸化して得たもので、有機合成において、再酸化剤、酸化反応の触媒として機能し、本発明ではセルロースの酸化に用い、TEMPO酸化セルロースを得、これを振動板素材の主成分とした。TEMPO酸化セルロースは結晶性が高く、かつ耐熱性にも優れている。木材のセルロース繊維は、繊維と繊維が水素結合によって強固に結合されているため、これを均一にほぐすことは困難であったが、TEMPOを用いることにより容易にほぐすことができセルロースナノファイバーとすることができる。TEMPO酸化セルロースは、製造する際に少なくとも一度、例えば水のような液状の分散媒中にナノファイバーとして分散させる。 The diaphragm for electroacoustic transducers produced by the production method of the present invention includes TEMPO oxidized cellulose formed by oxidizing cellulose of wood pulp with TEMPO. TEMPO is obtained by oxidizing 2,2,6,6-tetrapiperidine and functions as a reoxidant and a catalyst for oxidation reaction in organic synthesis. In the present invention, TEMPO is used for oxidation of cellulose, and TEMPO oxidized cellulose. This was used as the main component of the diaphragm material. TEMPO-oxidized cellulose has high crystallinity and excellent heat resistance. Cellulose fiber of wood is hard to loosen uniformly because the fiber and fiber are strongly bonded by hydrogen bond, but it can be easily loosened by using TEMPO to make cellulose nanofiber be able to. TEMPO-oxidized cellulose is dispersed as nanofibers in a liquid dispersion medium such as water at least once during production.
パルプの原料となる木材は、セルロースとリグニン、ヘミセルロースなどからなる。パルプ化ではセルロース以外の成分はかなり取り除かれるが、リグニン、ヘミセルロースなどは残存し、これらは紙の強度に大きく影響を与える。 Wood used as a raw material for pulp is composed of cellulose, lignin, hemicellulose and the like. In pulping, components other than cellulose are considerably removed, but lignin, hemicellulose and the like remain, which greatly affects the strength of paper.
上記TEMPO酸化セルロースは、パルプ中の結晶性の高いセルロースミクロフィブリル表面を選択的に酸化し、カルボキシル化することでミクロフィブリル同士の乖離を容易にする。これにより、セルロースミクロフィブリルの結晶性を維持したままでヘミセルロースや結晶性の低いセルロースなど、セルロースミクロフィブリル以外の成分を除去することができる。 The TEMPO-oxidized cellulose facilitates separation between microfibrils by selectively oxidizing and carboxylating cellulose microfibril surfaces having high crystallinity in the pulp. Thereby, components other than cellulose microfibrils, such as hemicellulose and cellulose with low crystallinity, can be removed while maintaining the crystallinity of cellulose microfibrils.
本発明の製造方法では、これを分散媒中にナノファイバーとして分散させた後、例えばフィルム化するなどして成形して電気音響変換器用振動板を形成する。 In the production method of the present invention, this is dispersed as nanofibers in a dispersion medium, and then formed into a film, for example, to form a diaphragm for an electroacoustic transducer.
このようにして製造した電気音響変換器用振動板の引張試験および動的粘弾性測定(DMA)を行ったところ、バクテリアセルロースを上回る高い弾性率が得られることが確認できた。また、木材パルプを原料とし、温和な条件で反応させることができるため、バクテリアセルロースに比べて製造が容易であり、製造コストを大幅に低減することができる。 When the tensile test and the dynamic viscoelasticity measurement (DMA) of the diaphragm for electroacoustic transducers thus manufactured were performed, it was confirmed that a high elastic modulus exceeding that of bacterial cellulose was obtained. Moreover, since wood pulp can be used as a raw material and can be reacted under mild conditions, the production is easier than bacterial cellulose, and the production cost can be greatly reduced.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)〜(d)は、本発明の第1実施例に係る電気音響変換器用振動板の製造方法を示す工程図である。本発明にかかる振動板のそもそもの主原料は木材である。この木材はセルロースとリグニン、ヘミセルロースなどからなる。木材のチップは、蒸解工程、洗浄・脱水工程等を介しパルプ化される。この過程でセルロース以外のかなりの成分は除去されるが、リグニン、ヘミセルロース等は残存する。 FIGS. 1A to 1D are process diagrams showing a method for manufacturing an electroacoustic transducer diaphragm according to a first embodiment of the present invention. The main raw material of the diaphragm according to the present invention is wood. This wood consists of cellulose, lignin, hemicellulose and the like. Wood chips are pulped through a cooking process, a washing / dehydrating process, and the like. In this process, considerable components other than cellulose are removed, but lignin, hemicellulose and the like remain.
次に、パルプをTEMPO触媒を用いてTEMPO酸化処理する。すなわち、水中にパルプを分散し、TEMPOを酸化反応の触媒として投入し、これによってパルプのセルロース繊維を酸化させ、TEMPO酸化セルロースを生成する。パルプのセルロース繊維はナノファイバーであるセルロースミクロフィブリルの集合体で、TENPO触媒を用いてパルプを酸化するとセルロースミクロフィブリル表面の1級水酸基を選択的にカルボキシル基に変換し、ミクロフィブリル同士の乖離を容易にし完全ナノ分散が可能となり、TEMPO酸化セルロースが生成される。そして、この過程でセルロースミクロフィブリル以外の成分は除去され純度が高まる。 Next, the pulp is subjected to a TEMPO oxidation treatment using a TEMPO catalyst. That is, pulp is dispersed in water and TEMPO is added as a catalyst for the oxidation reaction, whereby the cellulose fibers of the pulp are oxidized to produce TEMPO oxidized cellulose. Cellulose fibers of pulp are aggregates of cellulose microfibrils, which are nanofibers. When pulp is oxidized using a TENPO catalyst, primary hydroxyl groups on the surface of cellulose microfibrils are selectively converted into carboxyl groups, and the separation between microfibrils is reduced. Easy and complete nano-dispersion is possible and TEMPO oxidized cellulose is produced. In this process, components other than cellulose microfibrils are removed to increase the purity.
本発明では、図1(a)に示すように、生成されたTEMPO酸化セルロースを、(b)に示す分散工程により、水のような液体からなる分散媒中にナノファイバーとして少なくとも一回以上分散させ、ナノファイバー化させる。この分散工程は、スクリュー型ミキサーのような回転可能な攪拌翼を内部に有する槽内に所定量の分散媒を注入し、そこに所定量のTEMPO酸化セルロースを投入し、所定時間攪拌する。一例としては、水を含むTEMPO酸化パルプを、パルプ濃度が0.1〜1wt%となるよう水に入れ、スクリュー型ミキサーで、攪拌することで分散させる。この場合、TEMPO酸化セルロースは親水性を有するため、分散性が良い。この分散液が振動板の原料となる。このTEMPO酸化セルロースナノファイバーはカーボンナノチューブに次ぐ細さである。上記振動板の原料となる分散液に、必要に応じ下記(ア)〜(カ)のような種々の添加物を混入しても良く、これによって振動板として必要とされる所望の物性を得ることができる。
(ア)TEMPO酸化セルロース以外の、パルプやセルロース(少なくとも一方)。ここでパルプとしては、例えば針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、非木材系パルプ等の適宜のものが用いられる。セルロースとしては、例えば植物、バクテリアセルロースが用いられる。
(イ)紙としての一般的な薬材として、耐水性を付与するためのサイズ剤や紙力剤(少なくとも一方)
(ウ)特異な物性を得るために、PVC(ポリ塩化ビニル)やPVA(ポリビニルアルコール)等の溶液または分散媒に可溶なポリマー
(エ)強化用の粒子または繊維状のフィラー
(オ)所望の物性を得るための粘土鉱物
(カ)繊維間で結合させるために、カルボキシル基と相互作用する陽イオン、好ましくは2価以上の正電荷または2以上の配意数を有するイオン
In the present invention, as shown in FIG. 1 (a), the produced TEMPO-oxidized cellulose is dispersed at least once as a nanofiber in a dispersion medium composed of a liquid such as water by the dispersion step shown in (b). To nanofiber. In this dispersion step, a predetermined amount of a dispersion medium is injected into a tank having a rotatable stirring blade such as a screw mixer, and a predetermined amount of TEMPO-oxidized cellulose is added thereto and stirred for a predetermined time. As an example, TEMPO oxidized pulp containing water is placed in water so that the pulp concentration becomes 0.1 to 1 wt%, and dispersed by stirring with a screw mixer. In this case, since TEMPO oxidized cellulose has hydrophilicity, it has good dispersibility. This dispersion serves as a raw material for the diaphragm. This TEMPO oxidized cellulose nanofiber is the second smallest after carbon nanotube. Various additives such as the following (A) to (F) may be mixed in the dispersion used as the raw material of the diaphragm as necessary, thereby obtaining desired physical properties required for the diaphragm. be able to.
(A) Pulp and cellulose (at least one) other than TEMPO oxidized cellulose. Here, as the pulp, for example, appropriate ones such as softwood pulp, hardwood pulp, non-wood pulp and the like are used. As the cellulose, for example, plant and bacterial cellulose are used.
(I) Size and paper strength agents (at least one) for imparting water resistance as common chemicals for paper
(C) In order to obtain specific physical properties, polymer (d) soluble particles or fibrous fillers (e) desired in a solution or dispersion medium such as PVC (polyvinyl chloride) or PVA (polyvinyl alcohol) In order to bond between clay minerals (f) fibers to obtain physical properties of the cation, a cation that interacts with the carboxyl group, preferably an ion having a positive charge of two or more valences, or an ion having a number of two or more
上記添加物は、単独でも良いし、選択的な組み合わせでも良く、全てを含んでも良い。 The said additive may be individual, may be a selective combination, and may contain all.
この振動板素体を、(c)、(d)の工程で示すように、適形状の成形型を用い直接平板状、コーン状等のような目的形状に成形し振動板を作製すれば良い。 As shown in the steps (c) and (d), the diaphragm body may be formed directly into a target shape such as a flat plate shape or a cone shape using a suitable shape mold. .
この振動板の作製は、電気音響変換器の製造で用いられる従前の抄紙工程を適用しても良い。あるいは下型と上型間の所定の振動板形状をなすチャンバーに分散液を注入し、それを乾燥させるなどして成形することができる。乾燥は型内にヒータを設けるなどし、ヒータを通電して加熱することにより容易に乾燥させることができる。なお、その他の乾燥手段を用いても良いことは勿論である。 The diaphragm may be produced by applying a conventional paper making process used in the production of an electroacoustic transducer. Alternatively, the dispersion liquid can be poured into a chamber having a predetermined diaphragm shape between the lower mold and the upper mold, and dried to form the same. The drying can be easily performed by providing a heater in the mold and heating the heater by energizing the heater. Of course, other drying means may be used.
あるいは、分散液をシート状、フィルム状または薄い構造体に成形しても良い。この成形は下記(キ)〜(ケ)のいずれかの手段によって実現できる。
(キ)分散液を、所定の装置上に流延すなわち流す、塗布、滴下、あるいは撒布し、乾燥させる
(ク)分散液を濾過して成形する
(ケ)分散液をエレクトロスピニングで繊維化し堆積させる
Alternatively, the dispersion may be formed into a sheet, film or thin structure. This molding can be realized by any of the following means (K) to (K).
(G) The dispersion is cast, flown, applied, dripped, or distributed on a predetermined device, and dried. (K) The dispersion is filtered and formed. (K) The dispersion is fiberized and deposited by electrospinning. Make
図2は上記(キ)のうち、分散液をベルト上に流延し、薄い構造体からなる振動板素体をロール状に巻き取る装置および製造工程の一例を示す。 FIG. 2 shows an example of an apparatus and a manufacturing process in which the dispersion liquid is cast on a belt and the diaphragm body made of a thin structure is wound into a roll shape.
この装置は、分散液1が注入されたタンク20と、このタンク20のノズル20aから流された分散液1を網状のベルト面21’に受ける第一のベルト装置21と、ベルト面21’上に流延されたパルプウェップを押しつけてフェルトを脱水しシート状にする回転可能なローラー22と、シート状のものを乾燥装置24へ搬送する第2のベルト装置23と、乾燥されたものを巻き取る巻き取り用のローラー25とを備えている。
This apparatus includes a
タンク20には、特に図示しないが分散液1を攪拌し、均一化を図る攪拌装置を設けると好ましい。
Although not particularly shown, the
第1のベルト装置21は、特に図示しないがベルト面21’上に流延された分散液1を真空引きする真空引き装置が設けられる。また、ベルト駆動用のローラー21aや適箇所に補助ローラー21bが設けられる。
The
第2のベルト装置23にも、ベルト駆動ローラー23a、補助ローラー23bが設けられ、かつ適位置に、例えば内蔵されたヒーターや送風手段を介し熱風を送出する乾燥装置24が設けられる。
The
振動板素材の作製にあたっては、まずタンク20内に分散液1を注入し、ノズル20aを介して分散液1を網状のベルト面21’に流し、真空で引きながらパルプウェップを形成し、太線で示すフェルトをローラー22で押しつけて脱水しシート状にする。
In producing the diaphragm material, first, the
それを第2のベルト装置23へ移し、乾燥装置24を介しての乾燥工程を経た後、薄い振動板素体を巻き取り用のローラー25へ巻き取る。
It is transferred to the
図2の例では、乾燥装置24を有する第2のベルト装置23を用いているが、第1のベルト装置21の回転方向延長上に乾燥装置24を設け、第2のベルト装置23を省略することも可能であることは勿論である。
In the example of FIG. 2, the
図3(a)、(b)は、ノズル3を介し型2の上面に分散液1を滴下した状態を示す。撒布の場合はノズル3を介し分散液1を噴出させれば良い。
3A and 3B show a state in which the
型形状は例えば図4に示すようなコーン状の型1Aを用いても良い。その他の形状の型を用いても良いことは勿論である。
As the mold shape, for example, a cone-shaped
図5は上記(ク)に対応する工程説明図で、分散液1をフィルター4を介し濾過し、フィルター4上に成形する一例を示す。
FIG. 5 is a process explanatory diagram corresponding to the above (c), and shows an example in which the
図6は上記(ケ)のエレクトロスピニング法の一例を示す。この場合、分散液にポリマーを混入し、ポリマー溶液とする。5はポリマー入りの分散液が収容された容器、5aはその吐出口、1Bは所定形状の型体、6は高圧発生器で、この高圧発生器6を介して例えば容器5をプラス、型体1Bをマイナスに帯電する。そして、エレクトロスピニングが生じる高電圧に達すると、容器5を介してプラスに帯電された分散液は容器5の吐出口5aから出て例えば円錐形の液滴を形成し、細流となって流出し、ナノファイバー状態に繊維化されて飛行線1aで示すように、マイナスに帯電された型体1Bの平坦型面1bに向けて飛散し、型面14上に堆積する。
FIG. 6 shows an example of the above-mentioned electrospinning method. In this case, a polymer is mixed in the dispersion to obtain a polymer solution. 5 is a container containing a polymer-containing dispersion, 5a is a discharge port, 1B is a mold having a predetermined shape, 6 is a high-pressure generator, and for example, the container 5 is added via the high-
図7は、分散液1を所定の型を介してバランスドライブ型のスピーカ用振動板11Aに成型した例を示す。この振動板11Aは、中央部のドーム型振動板部11aと、その外周に形成されたコーン型振動板部11bとを備えている。
FIG. 7 shows an example in which the
上述のようにしてシート状、フィルム状もしくは薄い構造体とした後に、それを積層一体化させたり、およびもしくは所望形状の成形型を用いプレス成型するなどし更に目的形状に成形したりして振動板を作製し得る。 After forming a sheet-like, film-like or thin structure as described above, it can be laminated and integrated, or press-molded using a mold with a desired shape, and further shaped into the desired shape to vibrate A plate can be made.
振動板の原料となる分散液を、前記分散液とは組成が異なる既に適形状の振動板に成形済みのもの、または所定の振動板形状に未成形であって、前記分散液とは組成の異なる(例えばPETフィルム、アルミなど)シート、フィルムもしくは薄い構造体に塗布、滴下、撒布し、それを乾燥させ、フィルムシートを成形するなどし、振動板を作製することもできる。 The dispersion used as the raw material of the diaphragm is already molded into an appropriately shaped diaphragm having a composition different from that of the dispersion, or is not molded into a predetermined diaphragm shape, and the dispersion has a composition. The diaphragm can also be produced by coating, dripping, and spreading on different (eg, PET film, aluminum, etc.) sheets, films or thin structures, drying them, and forming a film sheet.
振動板の原料となる分散液を、これとは組成が異なる(例えば布、ナノファイバーを含まない普通の紙)既に適形状の振動板に成形済みのもの、または所定の振動板形状に未成形であって、前記分散液とは組成の異なる(例えばPETフィルム、アルミなど)シート、フィルムもしくは薄い構造体に含浸させ、それを乾燥させ成形し振動板を作製することもできる。 Dispersion used as the raw material of the diaphragm is different in composition (for example, cloth, ordinary paper not containing nanofibers) that has already been molded into a diaphragm with a suitable shape, or unmolded into a specified diaphragm shape In addition, a vibration plate can be produced by impregnating a sheet, film or thin structure having a composition different from that of the dispersion (for example, PET film, aluminum, etc.) and drying and molding the sheet.
振動板の原料となる分散液をシート状、フィルム状もしくは薄い構造体とした成形体を、同種のあるいは他の組成(例えばPETフィルム、アルミなど)からなるシート、フィルム、薄い構造体に貼付け一体化して振動板を作製することもできる。 A molded body in which the dispersion liquid used as the raw material for the diaphragm is made into a sheet, film, or thin structure is pasted on a sheet, film, or thin structure of the same or other composition (eg, PET film, aluminum, etc.) The diaphragm can also be manufactured.
図9は、上記実施例で説明したような工程で製造した振動板を用いた電気音響変換器の一例を示す。この例ではコーン状の振動板を備えた例を示す。図中11は振動板、12は円筒状のボビン、13はダンパー、14はほぼ円錐状のフレーム、15は磁気回路、16はエッジ、17はダストカバーである。 FIG. 9 shows an example of an electroacoustic transducer using a diaphragm manufactured by the process described in the above embodiment. In this example, an example provided with a cone-shaped diaphragm is shown. In the figure, 11 is a diaphragm, 12 is a cylindrical bobbin, 13 is a damper, 14 is a substantially conical frame, 15 is a magnetic circuit, 16 is an edge, and 17 is a dust cover.
上記構成の電気音響変換器によれば、TEMPO酸化セルロースを含んでなる高弾性率の振動板を用いることで、安価でありながら再生周波数帯域をより高域側へ広げることができ、音質が良好となる。 According to the electroacoustic transducer having the above-described configuration, by using a high elastic modulus diaphragm containing TEMPO-oxidized cellulose, the reproduction frequency band can be expanded to a higher frequency side while being inexpensive, and the sound quality is good. It becomes.
なお、上記例では円錐状振動板を用いた汎用型のスピーカに適用する場合を例として説明したが、本例に限定されるものではなく、平面状等、種々の形状の振動板を備えた電気音響変換器に適用できるのは勿論である。また、本発明は上記例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。 In the above example, the case of applying to a general-purpose speaker using a conical diaphragm has been described as an example. However, the present invention is not limited to this example, and a diaphragm having various shapes such as a planar shape is provided. Of course, it can be applied to an electroacoustic transducer. Further, the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
1 分散液
1a 飛行線
1b 平坦型面
1A、1B 型
2 型
3 ノズル
4 フィルター
5 容器
5a 吐出口
6 高圧発生器
11 振動板
12 ボイスコイル
13 ダンパー
14 型面
15 磁気回路
16 エッジ
20 タンク
20a ノズル
21 第1のベルト装置
21a 駆動用ローラー
21b 補助ローラー
21’ ベルト面
22 ローラー
23 第2のベルト装置
23a 駆動用ローラー
23b 補助ローラー
24 乾燥装置
25 巻き取り用のローラー
DESCRIPTION OF
Claims (6)
(a)TEMPO酸化セルロース以外の、パルプやセルロースの少なくとも一方
(b)紙としての一般的な薬材として、耐水性を付与するためのサイズ剤や紙力剤の少なくとも一方
(c)所定の物性を得るための前記分散媒に可溶なポリマー
(d)強化剤としての粒子または繊維状のフィラー
(e)所定の物性を得るための粘土鉱物
(f)繊維間で結合させるために、カルボキシル基と相互作用する陽イオン、好ましくは2価以上の正電荷又は2以上の配意数を有するイオン
の添加物の少なくともいずれか一以上または全てを添加して振動板を作製することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。 In the manufacturing method of the diaphragm for electroacoustic transducers of Claim 1, the following (a)-(f) to the said dispersion liquid,
(A) At least one of pulp and cellulose other than TEMPO oxidized cellulose (b) At least one of a sizing agent and a paper strength agent for imparting water resistance as a general chemical material as paper (c) predetermined physical properties A polymer soluble in the dispersion medium to obtain (d) particles as a reinforcing agent or fibrous filler (e) a clay mineral to obtain predetermined physical properties (f) a carboxyl group for bonding between fibers A diaphragm is produced by adding at least one or all of an additive of a cation that interacts with a cation, preferably a positive charge of 2 or more valences or an ion having an arrangement number of 2 or more. A method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer.
または、
(g)流延、塗布、滴下、もしくは撒布して乾燥させる工程
(h)濾過して成形する工程
(i)エレクトロスピニングで繊維化し堆積させる工程
のいずれかにより、シート状、フィルム状もしくは構造体に成形し、振動板を作製することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。 The method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer according to claim 1 or 2, wherein the forming step directly forms the dispersion into a predetermined shape.
Or
(G) Step of casting, coating, dripping or spreading and drying (h) Step of filtration and molding (i) Sheet, film or structure by any of the steps of fiberizing and depositing by electrospinning A method for producing a diaphragm for an electroacoustic transducer, comprising forming the diaphragm into a diaphragm.
3. The method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer according to claim 1, wherein a dispersion liquid as a raw material of the diaphragm is molded into a diaphragm shape and then laminated on another molded body to produce a diaphragm. A method for manufacturing a diaphragm for an electroacoustic transducer.
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