JPH09107595A

JPH09107595A - 電気音響変換器用振動板

Info

Publication number: JPH09107595A
Application number: JP28795495A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nonogaki; 昭浩野々垣
Original assignee: Foster Electric Co Ltd
Current assignee: Foster Electric Co Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高弾性率、高耐熱性等の優れた特性を有した
ポリベンザゾール（ＰＢＺ）繊維とセルロース繊維との
混合による電気音響変換器用振動板を提供する。【解決手段】植物あるいはバイオセルロース繊維と、
引張強度４．０ＧＰａ以上で初期引張弾性率１４０ＧＰ
ａ以上であり繊維長０．１〜１０ｍｍであるポリベンザ
ゾール繊維とを混合して湿式抄造法により振動板を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気音響機器に使用
されるスピーカやマイクロホン等の電気音響変換器用振
動板に関し、詳しくは比弾性率が大きく適度な内部損失
を有し、耐候性等に優れた電気音響変換器用振動板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】スピーカやマイクロホン等に使用される
電気音響変換器用振動板に要求される物性として、比弾
性率が大きく、適当な内部損失を有し、機械的疲労が少
なく、耐候性に優れている等の点が挙げられる。このよ
うな要望に応えるべく従来より種々の金属、セラミック
ス、合成樹脂、合成繊維、植物セルロース（木材、非木
材パルプ）、微生物セルロース繊維等の素材が提案さ
れ、種々の加工法を用いて加工され使用されてきた。

【０００３】その中で、金属やセラミックスは弾性率は
大きいものの、密度が高く内部損失が小さいため、高域
再生用には使用できるが、軽量高剛性が求められる中低
音域や全帯域用には不適当である。

【０００４】また、合成樹脂を用いたものは合成樹脂単
体もしくはベースになる樹脂にフィラー（filler）を混
合したもの、他の樹脂とアロイ（alloy）したもの等を
シート化し、これを成形加工（主に真空成形）したもの
や、ペレットにして射出成形機にて射出成形したもの等
がある。これらの樹脂振動板は、比弾性率も高く、適当
な内部損失も持っており、量産時のバラツキも小さいこ
とから比較的優れた性質を有するが、熱に弱く、厚みの
コントロールが容易でないため設計上の自由度の小さい
ことが欠点である。

【０００５】一方、各種植物のセルロース繊維を用いて
抄造により得られる紙製振動板は、設計の自由度が高
く、適当な内部損失を有しているものの、比弾性率はそ
れほど大きくなく、この比弾性率を改善するため、各種
合成繊維、特にアラミド繊維やカーボン繊維セラミック
ス繊維を混合したものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】セルロース繊維（植物
セルロース繊維と微生物セルロース繊維の総称）にアラ
ミド繊維を混合したものは、セルロース繊維だけのもの
に比べて比弾性率が向上し、適当な内部損失も得られる
が、比弾性率ではカーボン繊維を混合したものが優れて
いる。しかし、カーボン繊維を混合したものは、比弾性
率はアラミド繊維を混合したものより大きいが、内部損
失がそれほど大きくないという欠点がある。また、カー
ボンの導電性は、スピーカの構造上それ自体では致命的
ではないものの問題があり、特にスピーカ製造時の絶縁
処理はコストの面で障害となっている。さらに、高弾性
タイプのカーボン繊維には強度が十分でないものが多
く、抄造時に繊維に折れが発生することが多く、この折
れが物性の低下を招くと共に製品のバラツキにもなると
いう欠点がある。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、上記のような従来の欠点を補
うため、弾性率がカーボン繊維と略同等（アラミド繊維
の約２倍）で、内部損失も大きく、高強度、高耐熱性を
有した有機繊維である、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（ＰＢ
Ｚ）繊維とセルロース繊維との混合による電気音響変換
器用振動板を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、セルロース繊維と、引張強度４．０ＧＰａ以
上で初期引張弾性率１４０ＧＰａ以上であるポリベンザ
ゾール繊維とを混合することとした。

【０００９】また、上記ポリベンザゾール繊維は繊維長
が０．１〜１０ｍｍであることとした。

【００１０】また、セルロース繊維は３０〜９９重量
％、ポリベンザゾール繊維は１〜７０重量％の混合比で
あることとした。

【００１１】また、振動板は湿式抄造法により得ること
とした。

【００１２】また、上記セルロース繊維はセルロース産
生菌（Acetobacter xylinum etc.）である微生物から得
られる微生物セルロース繊維であることとした。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。引張強度４．０ＧＰａ以上、初期弾性率１
４０ＧＰａ以上であるポリベンザゾール（ＰＢＺ）繊維
を、繊維長０．１〜１０ｍｍ好ましくは２〜４ｍｍに切
断し、セルロース繊維と混合して振動板を形成する。

【００１４】なお、ここでポリベンザゾール（ＰＢＺ）
繊維とはポリベンズオキサゾール（ＰＢＺ）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。

【００１５】こうして、従来のアラミド繊維とセルロー
ス繊維を混合した振動板、およびカーボン繊維とセルロ
ース繊維を混合した振動板の良いところを合わせ持っ
た、比弾性率（音速）が大きく、かつ内部損失の大きい
理想に近い優れた振動板を得た。

【００１６】図１はこのようなセルロース繊維である木
材パルプと高弾性繊維の混抄振動板の物性を比較したも
ので、ａはＰＢＺ繊維混抄、ｂはカーボン繊維混抄、ｃ
はｐ−アラミド繊維混抄、ｄは木材パルプ（ＮＢＫＰ）
１００％である。また、縦軸は音速（ｍ／ｓ）を表し、
横軸は内部損失（ｔａｎδ×１０^-2）を表している。そ
して、この図の右上方向に行くに従って理想的な特性に
近づくことになる。

【００１７】なお、上述のセルロース繊維は木材等を原
料とする植物セルロースを用いたものであるが、例え
ば、特開昭６１−２８１８００号に記載されているよう
な、セルロース産生菌により得られたバイオセルロース
を用いることも可能である。この様なバイオセルロース
を用いれば、高ヤング率（従来のコーン紙の１０〜３０
倍）と高い内部損失を有するバイオセルロースの物性と
ＰＢＺ繊維の物性の両方を併せ持った優れた振動板を得
ることができる。

【００１８】ところで、従来のポリベンザゾール（ＰＢ
Ｚ）繊維は、繊維製造時や後加工時にボイド（Void）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、加水分解により製造直後の優れた性能を長期
間維持することが困難なことがあった。

【００１９】このように、ポリベンザゾール（ＰＢＺ）
繊維の加水分解作用を加速させる原因が、比較的大きい
ボイドからの水の進入にあることは既に知られており、
このボイドの大きさを小さくすることにより、加水分解
性が著しく改善される。このボイドの直径を２５Å以下
にする方法としては、例えば特開平６−２５３３８９号
公報に記載されている手段がある。即ち、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て、凝固浴のリン酸濃度が５
％以上の時、ボイド直径が２５Å以下になるというもの
であり、その詳細については同公報を参照されたい。

【００２０】

【実施例】次に、本発明にかかる振動板１を製造する方
法の好ましい実施例について説明する。この実施例では
振動板１は湿式抄造法により製造した。即ち、所定の叩
解度に叩解された木材パルプに所定の長さにカットした
ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール（ＰＢＯ）
繊維を添加し、これを抄紙、脱水、加圧加熱乾燥して振
動板１を得るもので、以下にその詳細について述べる。

【００２１】（１）木材パルプをカナダ標準３水度５０
０ｍｌに叩解し、この天然セルロース繊維に繊維長３ｍ
ｍにカットしたＰＢＯ繊維を２０重量％添加し、溶液
（スラリー）を作製した。（２）上記（１）で得られた溶液（スラリー）を金網等
の上に所定の形状（この実施例ではコーン型）に抄き上
げ、脱水行程において適当な水分量に調整した（この例
では８０％）。（３）上記（２）で得られた抄造物を所定の形状（この
例ではコーン型）の金型を用いて加圧加熱乾燥した後、
所定の形状に打ち抜いて振動板本体１ａを得た。ここで
の加圧加熱乾燥条件は、２ｋｇ／ｍ²，１８０℃，３０
秒とした。（４）上記（３）で得られた振動板本体１ａに合成ゴム
からなるエッジ２を取り付け、図２に示す振動板１を得
た。

【００２２】この様にして作製した振動板１とＰＢＯ繊
維の代わりにアラミド繊維を用いて同一工程にて作製し
た振動板を用いて、それぞれ口径１３ｃｍのスピーカを
作製し周波数特性を測定した。図３にその音圧−周波数
特性を示す。ここでは比較のため５００Ｈｚ以上の周波
数特性を示している。図中ａが本発明にかかる振動板を
用いたスピーカ、ｂが従来の天然セルロース繊維８０
％，Ｐ−アラミド繊維２０％の振動板を用いたスピーカ
である。この図から明らかなように本発明にかかる振動
板を用いたスピーカは高域に延びがあり高域特性が改善
されていることがわかる。

【００２３】また、この例ではＰＢＺ繊維（ＰＢＯ）の
配合率を天然セルロース繊維８０％に対し２０％とした
が、これに限定するものではなく、その用途などにより
混合比を変えることで異なる物性の振動板が得られる。
このＰＢＺ繊維の配合比と物性の関係を図４に示す。図
中ａはヤング率、ｂは音速、ｃは内部損失である。この
図から明らかなように、セルロース繊維とポリベンザゾ
ール繊維（ＰＢＺ繊維）の混合比はセルロース繊維９９
〜３０重量％、ポリベンザゾール繊維１〜７０重量％の
範囲内で比較的バランスのとれた良好な物性を得ること
ができる。

【００２４】なお、この例ではコーン形状のフリーエッ
ジ振動板（振動板本体とエッジ部に異なる材料を用いた
もの）を作製したが、フィックスドエッジ振動板（振動
板本体とエッジ部が一体のもの）やドーム型振動板、平
板型振動板、センターキャップ等に本発明にかかる振動
板を適用することも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明にかかる電気音響変
換器用振動板によれば、比弾性率が大きく、内部損失も
比較的大きいため、分割振動が生じ難く、低域から高域
まで平坦で、高域再生限界の高いスピーカを得ることが
できる。また、導電性がないため、スピーカ製造時に絶
縁処理が不要で、製造コストが安価となる。

【００２６】また、ポリベンザゾール繊維の繊維長を
０．１〜１０ｍｍとすることにより、より良好な物性を
得ることができる。

【００２７】また、セルロース繊維は３０〜９９重量
％、ポリベンザゾール繊維は１〜７０重量％の混合比の
範囲内で、上記の良好な物性を比較的容易に得ることが
できる。

【００２８】また、振動板は湿式抄造法により製造する
際に、カーボン繊維のような折れが発生し難く、物性の
バラツキの少ない安定した振動板が得られる。

【００２９】また、セルロース繊維は微生物から得られ
る微生物セルロース繊維とすることにより、高ヤング率
と高い内部損失を有するバイオセルロースの物性とＰＢ
Ｚ繊維の物性の両方を併せ持った優れた振動板を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】木材パルプと高弾性繊維の混抄振動板の物性を
比較したもので、縦軸が音速（ｍ／ｓ）で、横軸が内部
損失（ｔａｎδ×１０^-2）を表している。

【図２】本発明にかかる振動板の外観を示す断面図であ
る。

【図３】本発明にかかる振動板と従来の天然セルロース
繊維８０％，Ｐ−アラミド繊維２０％の振動板を用いた
それぞれのスピーカの音圧−周波数特性を示した図であ
る。

【図４】ＰＢＺ繊維の配合比と物性との関係を示した図
で、縦軸に音速（ｍ／ｓ），ヤング率（ＧＰａ），内部
損失（ｔａｎδ）、横軸にＰＢＺの配合比（％）を表し
ている。

【符号の説明】

１振動板１ａ振動板本体２エッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロース繊維と、引張強度４．０ＧＰ
ａ以上で初期引張弾性率１４０ＧＰａ以上であるポリベ
ンザゾール繊維とを混合したことを特徴とする電気音響
変換器用振動板。
【請求項２】上記ポリベンザゾール繊維は繊維長０．
１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の電
気音響変換器用振動板。
【請求項３】セルロース繊維３０〜９９重量％ポリベ
ンザゾール繊維１〜７０重量％の混合比であることを特
徴とする請求項１あるいは２のいずれか１項に記載の電
気音響変換器用振動板。
【請求項４】振動板は湿式抄造法により得られること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気
音響変換器用振動板。
【請求項５】上記セルロース繊維は微生物から得られ
る微生物セルロース繊維であることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の電気音響変換器用振動
板。