JP6613875B2

JP6613875B2 - スピーカー振動板

Info

Publication number: JP6613875B2
Application number: JP2015251948A
Authority: JP
Inventors: 浩靖雲; 祐司小野
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: US20170183500A1; JP2017118334A

Description

本発明はスピーカー振動板に関する。

一般に、スピーカー振動板に要求される特性としては、各種強度が高いこと、気密度が高いこと、ヤング率（弾性率、剛性）が高いこと、および、内部損失（ｔａｎδ）が大きいことが挙げられる。このような要求に応えるべく、スピーカー振動板の材料および構造が継続的に検討されている。

特開２０１３−４２４０５号公報特開２０１１−１３０４０１号公報

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、内部損失（ｔａｎδ）、気密度および各種強度のバランスに優れるスピーカー振動板を提供することにある。

本発明のスピーカー振動板は、木材パルプと、セルロースナノファイバーとを含み、セルロースナノファイバーの含有割合が、該木材パルプ１００重量部に対して、１重量部〜２０重量部である。
１つの実施形態においては、上記セルロースナノファイバーが、未酸化セルロースナノファイバーである。

本発明によれば、特定量のセルロースナノファイバーを含有させることにより、ヤング率、内部損失（ｔａｎδ）、気密度および各種強度のバランスに優れるスピーカー振動板を提供することができる。

実施例１５、実施例１６および比較例８で得られたスピーカー振動板の周波数特性を示す図である。実施例１７、実施例１８および比較例８で得られたスピーカー振動板の周波数特性を示す図である。実施例１９、実施例２０および比較例９で得られたスピーカー振動板の周波数特性を示す図である。

本発明の実施形態によるスピーカー振動板は、木材パルプと、セルロースナノファイバーとを含む。上記スピーカー振動板は、木材パルプにセルロースナノファイバーを配合し、混抄することにより得られ得る。セルロースナノファイバーを配合することにより、緻密かつ繊維間が強固に結合された構造を有するスピーカー振動板が得られ、その結果、ヤング率に優れるスピーカー振動板を得ることができる。また、本発明のスピーカー振動板においては、密度、気密度、強度等をバランスよく調整することが可能となる。このような本発明のスピーカー振動板は、高域再生帯域が広く、優れた音質を実現し得る。

セルロースナノファイバーとは、繊維径がナノサイズのセルロース繊維をいう。セルロースナノファイバーの繊維径（数平均径）は、例えば３ｎｍ〜１００ｎｍである。セルロースナノファイバーの長さ（数平均長）は、例えば０．１μｍ〜１００μｍである。セルロースナノファイバーのアスペクト比（長さ／径）は、例えば５０〜１０００である。パルプの繊維径は、通常、１μｍ以上であり、本明細書において、セルロースナノファイバーとパルプとは、繊維径により区別される。

セルロースナノファイバーの製造方法としては、例えば、パルプを水中に分散させた懸濁液同士を衝突させて解繊・微細化する水中対向衝突法（ＡＣＣ法）、セルロース原料を機械的処理により解繊する方法が挙げられる。該機械的処理としては、例えば、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、カッターミル、ジェットミル、短軸押出機、２軸押出機、超音波攪拌機等を用いて、セルロース原料を微細化する処理が挙げられる。また、セルロースナノファイバーは、セルロース原料を酸素処理、酸処理等の化学的処理により解繊して、製造することも可能であるが、本発明においては、水中対向衝突法（ＡＣＣ法）、機械的処理等により得られた未酸化セルロースナノファイバーを用いることが好ましい。未酸化セルロースナノファイバーを用いれば、ヤング率、内部損失（ｔａｎδ）、気密度および各種強度のバランスに優れるスピーカー振動板を得ることができる。

セルロース原料としては、特に限定されず、任意の適切なセルロース原料が用いられる。セルロース原料としては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）等の広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）等の木材由来のクラフトパルプ；サルファイトパルプ、脱墨パルプ（ＤＩＰ）などの古紙パルプ；グランドパルプ（ＧＰ）、加圧式砕木パルプ（ＰＧＷ）、リファイナー砕木パルプ（ＲＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、ケミメカニカルパルプ（ＣＭＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）等の機械パルプ等が挙げられる。また、これらのパルプを、粉砕して得られた粉末状セルロース、パルプを酸加水分解などの化学処理によって精製して得られた微結晶セルロースを用いてもよい。さらに、ケナフ、麻、イネ、バガス、葦、竹、綿等に由来する非木材パルプを使用してもよい。１つの実施形態においては、針葉樹由来のセルロースが、セルロースナノファイバーの原料として用いられる。針葉樹由来のセルロースを用いれば、よりヤング率の高いスピーカー振動板を得ることができる。

上記セルロースナノファイバーの含有割合は、上記木材パルプ１００重量部に対して、好ましくは１重量部〜２０重量部であり、より好ましくは３重量部〜１５重量部であり、さらに好ましくは５重量部〜１０重量部である。このような範囲であれば、ヤング率、内部損失（ｔａｎδ）、気密度および各種強度のバランスに優れるスピーカー振動板を得ることができる。セルロースナノファイバーの含有割合が２０重量％を超える場合、高密度化に伴ってスピーカー振動板が薄くなり、該スピーカー振動板の物理的特性のバランスが悪くなるおそれがある。また、セルロースナノファイバーの含有割合が２０重量％を超える場合、スピーカー振動板は、抄造時間が長くなり、製造効率が顕著に低下するおそれがある。

上記木材パルプは特に限定されず、スピーカー振動板に通常用いられる木材パルプが採用され得る。例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ等が用いられる。

上記木材パルプの叩解度は、好ましくは１５０ｃｃ〜７００ｃｃであり、より好ましくは２００ｃｃ〜６００ｃｃである。このような範囲であれば、内部損失（ｔａｎδ）の高いスピーカー振動板を得ることができる。叩解度は、ＪＩＳＰ８１２１に準拠して測定される。

上記スピーカー振動板は、必要に応じて、他の繊維をさらに含んでいてもよい。他の繊維は、目的に応じて適切に選択され得る。例えば機械的強度の向上を目的とする場合には、高強度繊維が混合され得る。さらに、目的に応じた繊維（例えば、消臭繊維、マイナスイオン放出繊維）が混合され得る。

上記スピーカー振動板の密度は、好ましくは０．３ｇ／ｃｃ以上であり、より好ましくは０．４ｇ／ｃｃ以上である。このような範囲であれば、ヤング率に特に優れるスピーカー振動板を得ることができる。

上記スピーカー振動板の耐折度は、好ましくは１０００回以上であり、より好ましくは２０００回以上であり、さらに好ましくは２５００回以上である。耐折度の測定方法は後述する。

上記スピーカー振動板の剛度は、好ましくは１０００ｍｇｆ〜５０００ｍｇｆであり、より好ましくは１５００ｍｇｆ〜３０００ｍｇｆである。このような範囲であれば、ヤング率に特に優れるスピーカー振動板を得ることができる。剛度の測定方法は、後述する。

上記スピーカー振動板の引裂度は、好ましくは２００ｇｆ以上であり、より好ましくは３００ｇｆ以上である。引裂度の測定方法は、後述する。

上記スピーカー振動板の気密度は、好ましくは５ｓ／１００ｃｃ以上であり、より好ましくは１０ｓ／１００ｃｃ以上であり、さらに好ましくは１５ｓ／１００ｃｃ以上である。気密度の測定方法は、後述する。

本発明のスピーカー振動板は、任意の適切な製造方法により製造され得る。代表的な製造方法は、木材パルプを主成分とし、該木材パルプに所定量のセルロースナノファイバーを配合し、混抄すること；混抄により得られた平板を所定の形状に成形すること；を含む。混抄方法および成形方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。成形方法の具体例としては、例えば、熱プレス成形が挙げられる。

本発明のスピーカー振動板は、目的に応じて任意の適切な形状を有し得る。例えば、本発明のスピーカー振動板は、コーン形状であってもよく、ドーム形状であってもよく、その他の形状であってもよい。

本発明のスピーカー振動板は、あらゆる用途のスピーカーに適用され得る。例えば、本発明の振動板を用いるスピーカーは、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、本発明の振動板を用いるスピーカーは、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。好ましくは、小口径のスピーカーに用いられる。

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。実施例における評価方法は以下のとおりである。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。

＜評価＞
１、ヤング率および内部損失（ｔａｎδ）の測定
振動リード法（片持梁、共振法）により、得られたスピーカー振動板のヤング率および内部損失（ｔａｎδ）を測定した。具体的には、実施例および比較例で得られた平板から、それぞれ、４０ｍｍ×１５ｍｍサイズのテストピースを５片切り出し、各テストピースについて、２３℃におけるヤング率および内部損失（ｔａｎδ）を測定した。表中には、５片のテストピースの平均値を示す。

２、密度
実施例および比較例で得られた平板から、それぞれ、４０ｍｍ×１５ｍｍサイズのテストピースを５片切り出した。ダイアルシックネスゲージを用い、各片につき４点（すなわち、４点×５片の計２０点）の厚みおよび重量を測定して、その値から密度の平均値を求めた。

３．耐折度
実施例および比較例で得られた平板から、それぞれ、４０ｍｍ×１１０ｍｍサイズのテストピースを５片切り出し、ＪＩＳＰ８１１５に準拠し測定した。その平均値を表中に示す。

４．剛度
実施例および比較例で得られた平板から、それぞれ、３５ｍｍ×７０ｍｍサイズのテストピースを５片切り出し、ＪＩＳＰ８１２５に準拠し測定した。その平均値を表中に示す。

５．引裂度
実施例および比較例で得られた平板から、それぞれ、６３ｍｍ×７６ｍｍサイズのテストピースを５片切り出し、ＪＩＳＰ８１１６に準拠し測定した。その平均値を表中に示す。

６．気密度
実施例および比較例で得られた平板から、それぞれ、５０ｍｍ×５０ｍｍサイズのテストピースを５片切り出し、ＪＩＳＰ８１１７に準拠し測定した。その平均値を表中に示す。

［実施例１］
ＵＫＰ（叩解度５００ｃｃ）１００部に針葉樹由来のセルロースナノファイバー（中越パルプ工業社製、繊維径：約２０ｎｍ）１部を配合して混抄し、オーブン方式により、秤量約１５０ｇ／ｍ^２の平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例２］
セルロースナノファイバーの配合量を５部としたこと以外は、実施例１と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例３］
セルロースナノファイバーの配合量を１０部としたこと以外は、実施例１と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例４］
針葉樹由来のセルロースナノファイバーに代えて、竹由来のセルロースナノファイバー（中越パルプ工業社製、繊維径：約２０ｎｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例５］
セルロースナノファイバーの配合量を５部としたこと以外は、実施例４と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例６］
セルロースナノファイバーの配合量を１０部としたこと以外は、実施例４と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例７］
ＳＰ７０部およびＢＫＰ３０部の混合木材パルプ（叩解度５５０ｃｃ）１００部に針葉樹由来のセルロースナノファイバー（中越パルプ工業社製、繊維径：約２０ｎｍ）１部を配合して混抄し、プレス方式により、秤量約１５０ｇ／ｍ^２の平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例８］
セルロースナノファイバーの配合量を５部としたこと以外は、実施例７と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例９］
セルロースナノファイバーの配合量を１０部としたこと以外は、実施例７と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例１０］
針葉樹由来のセルロースナノファイバーに代えて、竹由来のセルロースナノファイバー（中越パルプ工業社製、繊維径：約２０ｎｍ）を用いたこと以外は、実施例７と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例１１］
セルロースナノファイバーの配合量を５部としたこと以外は、実施例１０と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例１２］
セルロースナノファイバーの配合量を１０部としたこと以外は、実施例１０と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例１３］
ＵＫＰ（叩解度７００ｃｃ）１００部に針葉樹由来のセルロースナノファイバー（中越パルプ工業社製、繊維径：約２０ｎｍ）５部を配合して混抄し、オーブン方式により、秤量約１５０ｇ／ｍ^２の平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例１４］
セルロースナノファイバーの配合量を１０部としたこと以外は、実施例９と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［実施例１５］
実施例２の配合にて混抄し、口径１５ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図１に示す。

［実施例１６］
実施例３の配合にて混抄し、口径１５ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図１に示す。

［実施例１７］
実施例５の配合にて混抄し、口径１５ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図２に示す。

［実施例１８］
実施例６の配合にて混抄し、口径１５ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図２に示す。

［実施例１９］
実施例８の配合にて混抄し、口径７ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図３に示す。

［実施例２０］
実施例９の配合にて混抄し、口径７ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図３に示す。

［比較例１］
セルロースナノファイバーを配合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例２］
セルロースナノファイバーを配合しなかったこと以外は、実施例７と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例３］
セルロースナノファイバーを配合しなかったこと以外は、実施例１３と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例４］
針葉樹由来のセルロースナノファイバー５部に代えて、ミクロフィブリルセルロース（ダイセル社製、商品名「セリッシュＫＹ１００Ｇ」、繊維径：約２００ｎｍ）５部を用いたこと以外は、実施例１３と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例５］
針葉樹由来のセルロースナノファイバー５部に代えて、ミクロフィブリルセルロース（ダイセル社製、商品名「セリッシュＫＹ１００Ｇ」、繊維径：約２００ｎｍ）１０部を用いたこと以外は、実施例１３と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例６］
針葉樹由来のセルロースナノファイバー５部に代えて、ミクロフィブリルセルロース（ダイセル社製、商品名「セリッシュＫＹ１１０Ｎ」、繊維径：約２００ｎｍ）５部を用いたこと以外は、実施例１３と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例７］
針葉樹由来のセルロースナノファイバー５部に代えて、ミクロフィブリルセルロース（ダイセル社製、商品名「セリッシュＫＹ１１０Ｎ」、繊維径：約２００ｎｍ）１０部を用いたこと以外は、実施例１３と同様にして平板を得た。得られた平板を上記評価１〜６に供した。結果を表１に示す。

［比較例８］
比較例１で得られた平板を用いて、口径１５ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図１および図２に示す。

［比較例９］
比較例２で得られた平板を用いて、口径７ｃｍオーブンコーンを作成した。該コーンについて、周波数特性を測定し、音質を評価した。結果を図３に示す。

表１から明らかなように、本発明のスピーカー振動板は、特定量のセルロースナノファイバーを含有させることにより、ヤング率、内部損失（ｔａｎδ）、気密度および各種強度のバランスに優れる。また、図１〜３から明らかなように、本発明のスピーカー振動板は、高域再生帯域が広く、優れた音質を実現し得る。

本発明のスピーカー振動板は、あらゆる用途のスピーカーに好適に用いられ得る。

Claims

木材パルプと、セルロースナノファイバーとを含み、
該セルロースナノファイバーが、未酸化セルロースナノファイバーであり、
セルロースナノファイバーの含有割合が、該木材パルプ１００重量部に対して、１重量部〜２０重量部である、
スピーカー振動板。
木材パルプに未酸化セルロースナノファイバーを配合し、混抄すること、および
混抄の後、所定の形状に成形することを含む、
請求項１に記載のスピーカー振動板の製造方法。