JPH09294297A - 音響用振動板 - Google Patents

音響用振動板

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JPH09294297A
JPH09294297A JP10819396A JP10819396A JPH09294297A JP H09294297 A JPH09294297 A JP H09294297A JP 10819396 A JP10819396 A JP 10819396A JP 10819396 A JP10819396 A JP 10819396A JP H09294297 A JPH09294297 A JP H09294297A
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JP
Japan
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high strength
strength fibers
strength
fiber
acoustic diaphragm
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JP10819396A
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English (en)
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Masaru Uryu
勝 瓜生
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 抄造におけるサイズ剤等のバインダーを用い
ることなく高強度繊維を強固に結合することを可能と
し、高弾性率、高強度を有する音響用振動板を提供す
る。 【解決手段】 バクテリアを用いた発酵法により生産さ
れるセルロースを含む多糖類と高強度繊維とが複合され
てなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカーの振動
板などの音響用振動板に関するものであり、特に高強度
繊維を使用した音響用振動板の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】音響用振動板の分野においては、振動板
の弾性率を向上させる目的で炭素繊維、芳香族ポリアミ
ド等に代表される高強度繊維が使用されている。
【0003】ただし、これらの高強度繊維は、単独では
振動板とすることができず、その使用のされ方の一方法
として、紙の生産方法である抄造技術を用いたパルプと
の複合が知られている。抄造技術を用いたパルプと高強
度繊維との複合振動板は、生産性が高く、安価である。
【0004】しかしながら、この複合振動板は、パルプ
の繊維径が一般的に10〜50ミクロンと太いことか
ら、あたかもパルプで構成される空間の多い網目構造体
の中に針状の高強度繊維が分散した状態で、高強度繊維
とのからみ合いや繊維間の密着性が悪く、高強度繊維を
加えた割には効果が少ない。特に振動板の耐久性に重要
な引っ張り強度が低下する。
【0005】これを改善するために、パルプと高強度繊
維を結合するバインダーを用いる方法が種々提案されて
おり、例えば、抄造技術で用いられている定着剤、サイ
ズ剤をバインダーに用いた例が知られている。
【0006】ところが、これらのバインダーを用いる方
法は、用いるパルプ及び高強度繊維の種類が変わる毎に
各々の検討が必要であり、しかも効果の点で満足し得る
ものは得られない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、これま
での複合振動板では、十分な強度、弾性率を得られてお
らず、さらなる改良が望まれている。
【0008】そこで本発明は、このような実情を鑑みて
提案されたものであって、抄造におけるサイズ剤等のバ
インダーを用いることなく高強度繊維を強固に結合する
ことを可能とし、高弾性率、高強度を有する音響用振動
板を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成するため詳細に検討を進めた結果、0.02〜
0.05μmと極めて微細な繊維径を有するバクテリア
セルロースが、高強度繊維間を強固に結合し、複合体の
引っ張り強度の向上と高強度繊維の特性を効果的に発現
させるという知見を得た。なお、バクテリアセルロース
は、バクテリアを用いた発酵法により生産されるセルロ
ースである。
【0010】本発明に係る音響用振動板は、このような
知見に基づいて完成されたものであり、バクテリアを用
いた発酵法により生産されるセルロースを含む多糖類と
高強度繊維とが複合されてなることを特徴とするもので
ある。
【0011】バクテリアセルロースは、繊維径がパルプ
の1/1000と極めて細く、パルプに比べ、柔軟性が
大きく高強度繊維と絡みやすく、高強度繊維の間に入り
やすく高強度繊維との接点数が多くなることから、高強
度繊維間で強固な結合を実現することができる。これに
より、バクテリアセルロースを含む多糖類と高強度繊維
とが複合されてなる音響用振動板は、高強度繊維が強固
に結合され、高強度繊維の特性を効果的に反映させるこ
とができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る音響用振動板は、こ
のような知見に基づいて完成されたものであり、バクテ
リアセルロースを含む多糖類と高強度繊維とが複合され
てなるものである。
【0013】高強度繊維は、弾性率がデニール当たり5
5GPa以上、強度がデニール当たり2.5GPa以上
という2値を同時に満足する繊維として定義され、振動
板の弾性率、強度を向上させるために用いられる。
【0014】これら高強度繊維としては、無機高強度繊
維、有機高強度繊維のいずれも使用することができ、無
機高強度繊維である炭素繊維や、有機高強度繊維である
芳香族ポリアミド繊維や液晶ポリマーである全芳香族ポ
リエステル繊維等等を使用することができる。
【0015】バクテリアセルロースは、所定の条件下で
ある種のバクテイリアを培養することにより微生物学的
に生産されるもので、繊維径が0.02〜0.05μm
と極めて微細なものである。
【0016】このようなバクテリアセルロースを産出す
るバクテリアとしては、酢酸菌等が代表的なものであ
り、例えば、アセトバクターアセチ(Acetobacter acet
i)、アセトバクターキシリナム(Acetobacter xylinu
m)、アセトバクターランセンス(Acetobacter rancen
s)、ザルチナベントリクリ(Sarcina ventriculi)、
バクテリウムキシロイヂス(Bacterium xyloides)等が
挙げられる。
【0017】これらの酢酸菌等を有機物、無機塩類等を
含む培地を用いて培養することにより、極めて純度の高
いセルロースが産出される。酢酸菌は好気性菌であるの
で、その培養にあたっては酸素の供給が必要であり、し
たがって、バクテリアセルロースを産出させる方法とし
ては、培地と空気との界面にある程度の厚さを持ったゲ
ル状物質として産出させる方法や、通気攪拌培養法等に
よるのがよい。
【0018】上述したバクテリアセルロースは、微細で
柔軟性が高いため高強度繊維と絡みやすく、高強度繊維
の間に入りやすく高強度繊維との接点数が多くなること
から、高強度繊維を強固に結合することができる。
【0019】したがって、このバクテリアセルロースを
含む多糖類と高強度繊維との複合体からなる音響用振動
板は、高強度繊維が強固に結合されていることから、高
強度繊維の特性を十分に発揮し、高弾性率、高強度を有
するものとなる。
【0020】高強度繊維の含有率は、振動板に要求され
る特性を満足するために、5〜70重量%であることが
より好ましい。高強度繊維の含有率が5重量%未満であ
る場合には、高強度繊維の特性が発現されず、70重量
%を越えた場合には、内部損失の低下や、音質的異質
感、違和感等が生じて好ましくない。なお、この量的範
囲は、高強度繊維の種類に特によらない。
【0021】ところで、バクテリアセルロースを始めと
する多糖類と高強度繊維との複合は、ゲル状のセルロー
スを離解して抄紙するなどの抄造法によってもよいし、
プレス乾燥してシート状に加工してもよく特に限定され
るものではない。
【0022】また、上述する多糖類は、バクテリアセル
ロースからなる単一物質であってもよいし、パルプ等の
従来公知の多糖類を2種類以上混在させて使用してもよ
い。バクテリアセルロースの含有率は、強度などの考慮
すると、多糖類中30重量%以上であることが好まし
い。
【0023】本発明に係る音響用振動板は、振動板に要
求される高弾性率、高強度を実現することから、スピー
カに限定されることなく、ヘッドフォン、マイクロフォ
ン等の音響機器の振動板として応用可能である。
【0024】
【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、具
体的な実験結果を基に詳細に説明する。
【0025】バクテリアセルロースの調整例 シュクロース5g/dl、酵母エキス0.5g/dl、
硫安0.5g/dl、リン酸水素カリウム0.3g/d
l、硫酸マグネシウム0.005g/dlからなる組成
の培地1lを直径20cm、容量3lのガラスシャーレ
に張り込み、120℃で20分間水蒸気殺菌を施し培養
液を作成した。
【0026】次いで、この培養液に、酵母エキス0.5
g/dl、ヘプトン0.3g/dl、マンニトール2.
5g/dlからなる組成の試験管斜面寒天培地で30
℃、3日間生育させたアセトバクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナム(ATCC10821)を1白金
耳ずつ接種し、30℃で30日間培養した。
【0027】そして、上記条件で培養された培養液の上
層部に、白色のゲル状バクテリアセルロースの膜が形成
された。この膜を取り出し、水洗し、5%水酸化ナトリ
ウム水溶液に室温において2日間浸漬し、バクテリアや
培地に由来するタンパク質を主成分とする不純物を溶出
した後、さらに水洗を行いゲル状バクテリアセルロース
を得た。
【0028】このゲル状バクテリアセルロースを家庭ミ
キサーを用いて15分間の離解処理を施し、濃度0.5
%の離解バクテリアセルロースを得た。
【0029】実施例1 先のバクテリアセルロース調整例で得られた離解バクテ
リアセルロースと、高強度繊維として、炭素繊維(商品
名トレカT300、東レ社製)の長さ5mmのチョップ
ド・ファイバーとを表1に示されるような配合に基づい
て調整し、抄造法における複合を行った。
【0030】パルプの調整例 木材パルプ(N.U.KP)をタッピ(Tappi)型
叩解機を用い、叩解度540ml CSFまで叩解処理
を行い、これをパルプ材料とした。
【0031】比較例1 先のパルプ調整例で得られたパルプと、高強度繊維とし
て、炭素繊維(商品名トレカT300、東レ社製)の長
さ5mmのチョップド・ファイバーとを表2に示される
ような配合に基づいて調整し、実施例1と同様に抄造法
における複合を行った。
【0032】実施例1と比較例1で得られたそれぞれ複
合体について、弾性率と引っ張り強度を測定した。その
結果を表1及び表2に合わせて示す。
【0033】なお、弾性率は、振動リード法により測定
し、引っ張り強度は、紙の評価法である裂断長の測定に
基づいた。紙の引っ張り強度は、面重量により変わるこ
とから、この要因を消去し比較するために裂断長を用い
た。裂断長は、紙片の一端を保持してつり下げ、自重に
よって切断するときの紙片の長さを表すものであり、下
記の(1)式により計算される。
【0034】 裂断長(Km)=引っ張り強さ(Kg)×1000/B(mm)×W(g/m2 ) B:紙片の長さ W:紙片の面重量 ・・・(1)
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】表1、表2の結果より、バクテリアセルロ
ースと炭素繊維とが複合されてなる実施例1の複合体に
おいては、パルプと炭素繊維とが複合されてなる比較例
1の複合体に比べ、弾性率と裂断長(引っ張り強度)と
もに大きな値を示し、炭素繊維の含有率が30重量%に
なるとき、弾性率及び裂断長(引っ張り強度)がほぼ最
大値を示している。
【0038】このことから、実施例1の複合体において
は、バクテリアセルロースのバインダー効果が大きく、
炭素繊維による複合効果が発現していることがわかる。
なお、振動体に十分な弾性率と裂断長(引っ張り強度)
とを得るには、炭素繊維の含有率が5〜70重量%であ
ることがより好ましい。
【0039】一方、比較例1の複合体においては、炭素
繊維の含有率が15重量%になるまで弾性率が増加して
いるが、裂断長(引っ張り強度)が炭素繊維の配合とと
もに減少し、ともにその値は実施例1の複合体に比べ小
さいものである。このことから、比較例1の複合体にお
いては、パルプのバインダー効果が小さく、炭素繊維に
よる複合効果が小さいため、従来技術に見られるバイン
ダー材料が必要である。
【0040】次に、実施例1で得られた複合体(バクテ
リアセルロースに炭素繊維を20重量%混合したもの)
と、比較例1で得られた複合体(パルプに炭素繊維を2
0重量%混合したもの)とを振動板形状に加工し、口径
16cmのフルレンジスピーカーユニットを作成し、特
性比較を行った。その結果を図1に示す。
【0041】図1により、実施例1のバクテリアセルロ
ースからなる複合体を用いたスピーカーにおいては、比
較例1のパルプからなる複合体を用いたスピーカーに比
べ、弾性率が高いことから高域再生限界周波数が高周波
数側にシフトするとともに、バインダー効果が高いこと
から繊維間が固定された安定した構造に起因する二次歪
が小さく、振動板の特性が向上していることを確認でき
る。
【0042】実施例2 バクテリアセルロース調整例で得られた離解バクテリア
セルロースに、高強度繊維として、芳香族ポリアミド繊
維(商品名テクノローラT320、帝人製)の長さ5m
mのチョップド・ファイバーとを30重量%を添加し、
実施例1と同様に抄造法における複合を行った。
【0043】実施例3 バクテリアセルロース調整例で得られた離解バクテリア
セルロースに、高強度繊維として、全芳香族ポリエステ
ル繊維(商品名ベクトラン、クラレ製)の長さ3mmの
チョップド・ファイバーとを30重量%を添加し、実施
例1と同様に抄造法における複合を行った。
【0044】比較例2 パルプ調整例で得られたパルプに、高強度繊維として、
芳香族ポリアミド繊維(商品名テクノローラT320、
帝人製)の長さ5mmのチョップド・ファイバーとを3
0重量%を添加し、実施例1と同様に抄造法における複
合を行った。
【0045】比較例3 パルプ調整例で得られたパルプに、高強度繊維として、
全芳香族ポリエステル繊維(商品名ベクトラン、クラレ
製)の長さ3mmのチョップド・ファイバーとを30重
量%を添加し、実施例1と同様に抄造法における複合を
行った。
【0046】実施例2、実施例3、比較例2、比較例3
で得られたそれぞれ複合体について、裂断長(引っ張り
強度)を測定した。その結果を表3に示す。
【0047】
【表3】
【0048】表3の結果から、高強度繊維の種類が異な
っても、バクテリアセルロースからなる複合体は、パル
プからなる複合体よりもバインダー効果が大きく、引っ
張り強度に優れる。
【0049】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る音響用振動板は、高強度繊維間で強固な結合を実
現することができるバクテリアセルロースを含む多糖類
と高強度繊維とが複合されてなることから、高強度繊維
の特性を効果的に反映させることができる。したがっ
て、本発明に係る音響用振動板は、抄造におけるサイズ
剤等のバインダーを用いることなく高強度繊維を強固に
結合することを可能とし、高弾性率、高強度を有して特
性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】炭素繊維とバクテリアセルロースとの複合体か
らなる振動板と、炭素繊維とパルプとの複合体からなる
振動体とを用いた口径16cmのフルレンジスピーカー
の周波数特性を比較して示す特性図である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バクテリアを用いた発酵法により生産さ
    れるセルロースを含む多糖類と高強度繊維とが複合され
    てなることを特徴とする音響用振動板。
  2. 【請求項2】 高強度繊維の含有率が5〜70重量%で
    あることを特徴とする請求項1記載の音響用振動板。
  3. 【請求項3】 高強度繊維が無機高強度繊維であること
    を特徴とする請求項1記載の音響用振動板。
  4. 【請求項4】 無機高強度繊維が炭素繊維であることを
    特徴とする請求項3記載の音響用振動板。
  5. 【請求項5】 高強度繊維が有機高強度繊維であること
    を特徴とする請求項1記載の音響用振動板。
  6. 【請求項6】 有機高強度繊維が芳香族ポリアミド繊維
    であることを特徴とする請求項5記載の音響用振動板。
  7. 【請求項7】 有機高強度繊維が液晶ポリマーであるこ
    とを特徴とする請求項5記載の音響用振動板。
  8. 【請求項8】 液晶ポリマーが全芳香族ポリエステル繊
    維であることを特徴とする請求項7記載の音響用振動
    板。
  9. 【請求項9】 多糖類と高強度繊維とが抄造により複合
    されていることを特徴とする請求項1記載の音響用振動
    板。
JP10819396A 1996-04-26 1996-04-26 音響用振動板 Pending JPH09294297A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009007721A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Tokai Senko Kk 複合構造体及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009007721A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Tokai Senko Kk 複合構造体及びその製造方法

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Effective date: 20040608

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