JPH05328486A

JPH05328486A - 電気音響変換器

Info

Publication number: JPH05328486A
Application number: JP41359090A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ueshima; 洋上嶋; Yoshio Kobayashi; 良生小林; Satoshi Fukuoka; 聰福岡; Ryukichi Matsuo; 隆吉松尾; Kazuhiro Hachiman; 一弘八幡; Kazuharu Kawada; 一春川田
Original assignee: PIONEER CONE CORP; Agency of Industrial Science and Technology; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: PIONEER CONE CORP; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Pioneer Corp
Priority date: 1990-12-06
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】フラッシュ紡糸法で紡糸されたアルギン酸繊
維で編成された材料を使用することにより、音響特性に
優れた電気音響変換器を得る。【構成】スピーカ用振動板等の電気音響変換器に使用
する材料として、フラッシュ紡糸法で紡糸されたアルギ
ン酸繊維で編成されたもの、或いはこれに無機質，有機
質の微粉末，紙料等を含有させたものを使用する【効果】電気音響変換器の物理特性を自由に選択する
ことができ、内部損失の高い電気音響変換器が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、スピーカ用振動板等と
して使用される音響特性の優れた電気音響変換器に関す
る。〔従来の技術〕動電型スピーカーに代表される電気音響
変換器の音響特性は、主として振動系の物理特性に左右
される。なかでも、振動板は、ピーカの性能を左右する
重要な部材である。この種の振動板に要求される特性に
は、（１）能率を向上させるために密度ρが小さいこ
と、（２）再生帯域を拡げるため比弾性率Ｅ／ρが大き
いこと、（３）共振を制動し、音圧周波数特性をフラッ
トにするため、適度な内部損失を有すること等がある。
また、従来から使用されている振動板として、以下に掲
げたように各種の材料が使用されているが、それぞれ一
長一短がある。硫酸塩パルプ（ＫＰ），亜硫酸パルプ（ＳＰ），種
子毛繊維，綿パルプ，カポック繊維，靭皮繊維，三椏，
ラミー等の天然繊維，及び無機繊維，化学繊維等を配合
し、これを抄造成形し、必要に応じて樹脂処理したも
の。この天然繊維等を抄造した振動板では、比弾性率Ｅ
／ρや内部損失等の値に限度がある。そのため、必要と
する所望の音圧周波数特性が得られなかった。ポリエチレン，ポリプロピレン等のフィルムを所望
の形状に成形したもの。この系統の振動板では、比較的
密度が大きく、能率が減少する傾向にあり、かつ高ヤン
グ率Ｅは望めない。アルミニウム，チタン，ベリリウム等の軽金属材料
を加圧成形したもの。カーボン繊維，ガラス繊維等のクロスをプリプレグ
化し、加熱加圧により所望の形状に成形したもの。これらの金属材料及び繊維強化プラスチック等を成形し
た振動板は、比弾性率Ｅ／ρ（Ｅはヤング率，ρは密
度）が非常に高く、良好な値を示す。しかし、内部損失
が低く、音圧周波数特性が平坦化しない。また、加工が
困難であったり、コスト高になる等の問題があった。以
上に掲げた振動板に付いて、それらの代表的な物理特性
値を第１表に示す。このように従来の振動板材料は、依
然として要求特性を充分に満足するものではない。そこ
で、新たな振動板材料の研究開発が行われている。たと
えば、特開昭６３−１２９７号公報では、再生された繊
維の径，長さ及び断面形状等を工夫することによって、
前述した種々の点において改善された性能を備えた振動
板が開示されている。また、特願昭６２−１９１８５２
号では、連続紡糸法により複合化した振動板材料を製造
する方法が開示されている。更に、特開昭６３−１３１
８００号公報には、それらの応用範囲を広げて振動板材
料として用いられた例が示されている。〔発明が解決しようとする課題〕ところが、特開昭６３
−１２９７号公報の振動板では、特にゲル系による再生
紙を使用した場合、抄紙乾燥時に大幅な収縮がある。そ
のため、乾燥工程での変形が大きくなり、寸法安定性が
劣るものであった。また、得られた振動板は、吸湿性が
高く、スピーカ用としての使用に問題があった。他方、
特願昭６２−１９１８５２号においては、異種素材を包
括させることによって、繊維強度が低下し、糸切れを起
こす。そのため、異種素材の配合は、ごく少量に限られ
ていた。更に、特開昭６３−１３１８００号公報では、
連続紡糸−切断−解繊−スクリーンという多工程からな
る複雑な作業が必要とされる。本発明は、上述したよう
な従来の振動板素材に代えて、より単純な工程（紡糸−
解繊）でアルギン酸繊維を調製できるフラッシュ紡糸法
（特願平１−７７３６３号）を応用して、密度，比弾性
率，内部損失の間でバランスがとれ、音響特性の優れた
振動板等の電気音響変換器を提供することを目的とす
る。〔課題を解決するための手段〕本発明の電気音響変換器
は、その目的を達成するため、フラッシュ紡糸法により
紡糸されたアルギン酸繊維で編成されている。ここで、
アルギン酸繊維には、無機質及び／又は有機質の微粉末
を包括させることができる。また、無機質及び／又は有
機質の微粉末を包括したアルギン酸繊維と、無機繊維及
び／又は有機繊維からなる紙料とを混抄して編成しても
良い。なお、微粉末としては、繊維状，ウイスカー状及
びパウダー状の物質から選ばれた１種を、又は２種以上
を混合して使用することができる。〔作用〕フラッシュ紡糸法においては、射出されたアル
ギン酸系ドープと凝固液とが接触することによって繊維
が作られる。したがって、連続紡糸装置におけるような
繊維強度を紡糸の際に必要とせず、アルギン酸系ドープ
の吐出条件を調整することによって、必要とする径やサ
イズ等をもつ繊維を自由に製造することができる。ま
た、微粒子等の異種材料を包括することが容易である利
点も備えている。このとき、微粒子の種類や包括量を変
更することにより、物性を広範囲にわたって調整するこ
とができると共に、高い内部損失値が維持される。アル
ギン酸は、主として褐藻類に含まれる多糖類であって、
Ｄ−マンヌロン酸とＬ−グルロン酸のブロック共重合体
で、β−１，４結合を主体としている。このアルギン酸
を水可溶性アルカリ塩として水溶液を調製すると、粘度
の高いアルギン酸アルカリ溶液が得られる。なお、水可
溶性アルギン酸アルカリ塩としては、アルギン酸のリチ
ウム，ナトリウム，カリウム，アンモニウム等がある。
アルギン酸塩に対して不溶性塩形成能を持つ金属イオン
は、周期率表のＩｂ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，ＶＩ，ＶＩ
Ｉｂ属に属する元素及び遷移金属等のイオンがある。具
体的には、Ｃａ（ＩＩ），Ｓｒ（ＩＩ），Ｂａ（Ｉ
Ｉ），Ａｌ（ＩＩＩ），Ｓｎ（ＩＩ），Ｐｂ（ＩＩ），
Ｍｎ（ＩＩ），Ｃｒ（ＩＩ），Ｆｅ（ＩＩＩ），Ｃｏ
（ＩＩ），Ｎｉ（ＩＩ），Ｃｕ（ＩＩ），Ｚｎ（Ｉ
Ｉ），Ａｇ（Ｉ）等が掲げられる。また、これら金属イ
オンの対イオンを形成する酸としては、塩酸，硝酸，燐
酸等の無機酸や蟻酸，酢酸等の有機酸がある。〔実施例〕以下、図面を参照しながら、実施例によ
って本発明を具体的に説明する。フラッシュ紡糸法によ
って無機及び有機微粉末を包括したアルギン酸繊維を紡
糸する工程は、第１図に概略を示した装置を使用して行
われる。包括される素材として平均繊維長２０〜３０μ
ｍのチタン酸カリウムウイスカーを、アルギン酸ナトリ
ウムに配合して粘調液を調製する。たとえば、分子量６
×１０^５のアルギン酸ナトリウム１００ｇを、チタン酸
カリウムウイスカー１００ｇと共に水１０ｌに加え、ミ
キサーで高速攪拌する。これによって、アルギン酸ナト
リウム及びチタン酸カリウムウイスカーは、溶媒である
水中に溶解・分散する。次いで、６０メッシュ程度のフ
ィルターで濾過して、分散性の悪い塊状ウイスカーを除
去する。得られた均質なドープを、ドープ射出部の加圧
タンク１に充填する。加圧タンク１には、３〜４ｋｇｆ
／ｃｍ^２程度の空気圧が加えられている。この空気圧に
よって、加圧タンク１内のドープは、射出ノズル２から
凝固浴３に射出される。凝固浴部では、塩化カルシウム
３ｋｇを水３０ｌに溶解した溶液が凝固浴３として充填
されている。凝固浴３は、攪拌翼４によって１０００ｒ
ｐｍ程度の高速で撹拌され、紡糸されるアルギン酸系繊
維の結束を防いでいる。また、この高速攪拌は、アルギ
ン酸系繊維を適度の繊維長にカットする作用も呈する。
紡糸されたアルギン酸繊維は、凝固浴部から吐出口６を
経て瀘過・循環槽部に送り出される。そして、濾過槽５
でアルギン酸系繊維を瀘過して取り出される。繊維を分
離した後の濾液は、凝固液として、循環ポンプ７により
凝固浴３に返送される。本実施例において、口径０．５
ｍｍの射出ノズル２を使用した。そして、射出速度を約
１ｍｌ／秒として、アルギン酸繊維を凝固浴部に射出し
た。このとき、チタン酸カリウムウイスカーを混入して
も、アルギン酸系ドープの吐出・紡糸に何等の問題を生
じることなく、アルギン酸カルシウム繊維の円滑な紡糸
ができた。紡糸されたアルギン酸系繊維は、水洗後、振
動板の原材料としてのアルギン酸系繊維に製造された。
チタン酸カリウムウイスカーの微粉末を包括したアルギ
ン酸系繊維を計量し、その所定量を叩解機に入れた。そ
して、紙料濃度２．５％程度でアルギン酸系繊維の繊維
形態を損わないように解繊し、且つ繊維長を適度に揃
え、叩解度測定機で所定の叩解度に離解・分散した。処
理後のアルギン酸系繊維に塩基性染料５％程度を用いて
染色を施した。更に、湿潤強度を向上させるため、尿素
系樹脂を紙料に対して３％程度添加し、硫酸バンドを添
加して紙料液のｐＨ値を５．０程度に調整するサイジン
グを行った。次に、調整された紙料を抄紙タンクの水中
に分散させて、紙料濃度０．１％程度の懸濁液を調製し
た。そして、この懸濁液を適宜の抄紙工具によって振動
板基材に抄紙した。抄紙された振動板基材を、同じ形状
の金型で温度１８０℃程度，圧力３．０ｋｇ／ｃｍ^２程
度の加温加圧条件下で乾燥した。その後、所定の寸法に
切断して、目的とするスピーカ用振動板を得た。このと
き、微粒子を包括したアルギン酸繊維に対し、カーボン
繊維，ガラス繊維，アルミナ繊維，金属繊維等の無機繊
維、或いは木材パルプ，化学繊維等の有機繊維を混抄し
ても良い。また、振動板に対する着色は、塩基性染料に
代えて、油性染料による含浸処理や顔料を直接アルギン
酸系繊維に包括させる方法を採用することもできる。第
２の実施例として、第１の実施例で使用したチタン酸カ
リウムウイスカーに代えて、平均糸長０．１３ｍｍのカ
ーボン微細繊維を配合し、６０メッシュのフィルターで
濾過して塊状成分を除去したものを使用した。その他の
工程は、第１の実施例と同じとした。第３の実施例とし
て、平均粒径２０μｍのカーボンブラックの粉末をアル
ギン酸繊維に包括させた。振動板を得る工程は、第１の
実施例と同じ条件で行った。フラッシュ紡糸法において
は、射出されたアルギン酸系ドープと凝固液との接触に
より繊維が作られる。そのため、紡糸に際し、連続紡糸
装置におけるような繊維強度を必要としない。したがっ
て、異種素材の包括量は、非常に自由度が大きなものと
なる。たとえば、実験的にアルギン酸ナトリウムに対し
て６００％までのカーボンブラックを配合したときに
も、繊維化に支障を与える問題は確認されなかった。得
られたスピーカ用振動板の動的物性値を、第２表に示
す。以上の説明及び第２表から明らかなように、フラッ
シュ紡糸法を用いることにより、異種素材を容易に包括
させることができた。また、アルギン酸に微粒子を包括
することにより、微粒子の種類や包括量によって広範囲
に物性を選択することができ、同時に高い内部損失の値
が維持された。特にチタン酸カリウムウイスカー等の微
細繊維を包括させるとき、第２図に示すようにアルギン
酸系繊維内部において、繊維質がランダムに分散し、補
強材的な働きを示す。その結果、乾燥時の収縮が抑えら
れ、寸法安定性に大きな効果があることが確認された。
このことは、たとえばカーボンブラック等の無定形物質
を使用するとき、その配合量をいくら増加しても、収縮
防止の効果はないことからも、特に繊維状の形態をとる
物質による特有の効果と考えられる。第３表には、この
効果を数値で表わすべく直径１６ｃｍの円形シートにお
いて、乾燥時の収縮に伴う寸法の変化を、従来の木材パ
ルプを１００とした場合の面積比で表わしている。この
ように微細繊維の包括により、収縮が抑えられ、振動板
材料としての信頼性が高められた。また、本発明に従っ
たアルギン酸系繊維においては、微粒子の包括によりト
ータル的に占める吸湿性成分が減少する。その結果、繊
維の吸湿性が第４表に示すように大幅に改善され、現
在、振動板材料の主流である木材パルプと同等以下に抑
えることができた。なお、以上の実施例では、抄紙によ
る振動板形成について説明した。しかし、本発明を応用
することにより、たとえばウイスカー等の微細繊維を
も、アルギン酸系繊維を介して容易に取込むことができ
るため、樹脂処理及びＦＲＰ化等により大幅に強度を向
上させることができる。このことは、本発明が振動板に
限られるものではなく、微細な繊維の使用により強度を
向上させようとする他の種々な分野において適用できる
ことを示している。また、上記実施例では、微細繊維，
パウダー等の包括について説明した。しかし、これに拘
束されるものではなく、アルギン酸系繊維紡糸に障害を
与えない物質である限り、エマルジョン，不乾性油，香
料等の如何なる物質をも包括させることができる。それ
により、従来では取込みができなかった物質でも、フラ
ッシュ紡糸法によるアルギン酸系繊維として繊維化する
ことにより容易に取り込まれ、全く新しい繊維素材とし
て提供できる。〔発明の効果〕以上説明したように、本発明によれば、
微粒子を包括したアルギン酸系繊維を主体として抄造に
より振動板等の電気音響変換器用材料を形成することに
より、物理特性を自由に選択でき、しかも、内部損失の
高い電気音響変換器が得られる。また、特に微細繊維の
包括により、抄紙乾燥時の収縮，吸湿等が抑制され、安
定した品質及び高い信頼性をもった電気音響変換器を提
供できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に従ったフラッシュ紡糸法で使用する装
置の概略を示し、第２図はチタン酸カリウムウイスカー
を包括したアルギン酸系繊維を示す。

フロントページの続き (72)発明者上嶋洋香川県高松市花の宮町２丁目３番３号工業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者小林良生香川県高松市花の宮町２丁目３番３号工業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者福岡聰香川県高松市花の宮町２丁目３番３号工業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者松尾隆吉香川県高松市松島町２丁目４番10号 (72)発明者八幡一弘山形県最上郡真室川町大字新町字塩野954 の１最上電機株式会社内 (72)発明者川田一春山形県最上郡真室川町大字新町字塩野954 の１最上電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】（１）フラッシュ紡糸法により紡糸されたアルギン酸繊
維で編成された電気音響変換器。（２）フラッシュ紡糸法により紡糸され、無機質及び／
又は有機質の微粉末を包括したアルギン酸繊維で編成さ
れた電気音響変換器。（３）フラッシュ紡糸法により紡糸され、無機質及び／
又は有機質の微粉末を包括したアルギン酸繊維と、無機
繊維及び／又は有機繊維からなる紙料とを混抄して編成
した電気音響変換器。（４）請求項２又は３記載の微粉末は、繊維状，ウイス
カー状及びパウダー状の物質、又はそれらの２種以上を
混合した物質であることを特徴とする電気音響変換器。