WO2021201180A1 - 振動板及び振動板の製造方法 - Google Patents

振動板及び振動板の製造方法 Download PDF

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勇介 佐井
浩嗣 中山
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フォスター電機株式会社
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    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
    • H04R7/127—Non-planar diaphragms or cones dome-shaped

Definitions

  • This disclosure relates to a diaphragm for an electroacoustic converter used for a speaker, a microphone, etc., and a method for manufacturing the diaphragm.
  • the diaphragm for an electroacoustic converter is generally required to have low density, high Young's modulus, appropriate internal loss, etc., and a material having optimum physical properties is appropriately selected according to the application of a speaker or a microphone.
  • cellulose fiber is widely used because it is inexpensive, lightweight, has an appropriate internal loss, and exhibits excellent performance as a diaphragm.
  • the diaphragm appears on the appearance of the speaker, it may be colored and used from the viewpoint of aesthetics.
  • a direct dye is used for coloring the cellulose fiber which is the material of the diaphragm. Coloring with a direct dye has the advantages that the diaphragm is easily dyed, the color is good, the diaphragm is kept lightweight, and the cost is low.
  • the diaphragm colored with direct dye has a problem of weather resistance that it easily fades when exposed to direct sunlight, for example.
  • a sulfur dye as a dye having high weather resistance, but the sulfur dye may embrittle the cellulose fibers.
  • This disclosure was made to solve at least a part of such a problem, and the purpose of the disclosure is to provide a diaphragm for an electro-acoustic converter with improved weather resistance.
  • the diaphragm according to the present disclosure is a diaphragm for an electroacoustic converter composed of a paper-making base material containing cellulose fiber as a main component, and has a predetermined thickness from the first surface of the paper-making base material.
  • the total mass of the coloring particles contained in the first surface side region, which is the region of, is included in the second surface side region, which is a region having a predetermined thickness from the second surface, which is the opposite surface of the first surface. Greater than the total mass of coloring particles.
  • coloring particles may have an average particle size of 700 nm or less.
  • coloring particles may have an average particle size of 400 nm or less.
  • the papermaking base material may be directly dyed with a dye.
  • coloring particles may be carbon black.
  • first surface side region may be a region having a thickness of at least 1/10 of the thickness of the papermaking base material.
  • the total mass of the coloring particles contained in the first surface side region may be twice or more larger than the total mass of the coloring particles contained in the second surface side region.
  • the papermaking base material has a substantially cone shape, and the back surface of the substantially cone shape may be the second surface of the papermaking base material.
  • the diaphragm may also be used for an in-vehicle speaker.
  • the method for manufacturing a vibrating plate is a method for manufacturing a vibrating plate for an electroacoustic converter composed of a papermaking base material, in which coloring particles are added to a papermaking base material containing cellulose fibers as a main component.
  • the first of the papermaking base material is dried so that the steam pressure of the solvent in the space in contact with the second surface, which is the opposite surface of the first surface of the papermaking base material, is larger than the steam pressure of the solvent in
  • the total mass of the coloring particles contained in the first surface side region, which is a region having a predetermined thickness from the surface, is the sum of the masses of the coloring particles contained in the second surface side region, which is a region having a predetermined thickness from the second surface. Make it larger than the total mass.
  • FIG. 1 is a perspective view of a diaphragm for an electroacoustic converter according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a cross-sectional view thereof
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a diaphragm for an electroacoustic converter according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is an optical micrograph thereof.
  • the diaphragm 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a diaphragm for a speaker (electroacoustic converter) and has a truncated cone shape (substantially cone shape).
  • the diaphragm 1 is attached to a vibration source of a speaker such as a voice coil whose small diameter opening side is not shown.
  • the diaphragm 1 vibrates when the voice coil is energized, and the vibrating diaphragm 1 vibrates the air, so that sound can be radiated. That is, electroacoustic conversion can be performed.
  • the inner surface of the conical portion of the diaphragm 1 becomes a sound radiating surface, and becomes a surface (first surface 11) that can be visually recognized from the outside.
  • various devices of the speaker (not shown) are arranged on the outer surface, that is, the back surface (second surface 13) side of the conical portion of the diaphragm 1.
  • the diaphragm 1 is formed of a papermaking base material 10 made of a fiber material mainly composed of cellulose fibers 20.
  • the papermaking base material 10 is made by preparing a liquid of cellulose fiber 20 (fiber material) beaten at a beating degree of 10 ° SR or more and 50 ° SR or less, and making a paper in the shape of a diaphragm.
  • the cellulose fiber 20 of this example is a pulp mainly made from softwood.
  • non-wood pulp such as wood pulp or kenaf can be used, and other wood pulp mixed with non-wood pulp, wood pulp alone or non-wood pulp alone can be used. May be good.
  • the average fiber diameter (maximum width) of the cellulose fibers 20 is preferably 5 ⁇ m or more and 90 ⁇ m or less.
  • the fiber length of the cellulose fiber 20 is not particularly limited, and a fiber length used for general papermaking can be appropriately selected.
  • the papermaking base material 10 will be described as having a first surface side region 12, an intermediate region 15, and a second surface side region 14 in the thickness direction.
  • the papermaking base material 10 is dyed with a black direct dye (for example, Direct Black 19) to dye the entire cellulose fibers 20 of the papermaking base material 10.
  • the papermaking base material 10 contains pigments that are coloring particles 21 on the surface of the cellulose fibers 20 and between the fibers of the cellulose fibers 20.
  • the pigment is, for example, carbon black. It is desirable that the coloring particles 21 have an average particle size of 700 nm or less from the viewpoint of color development. This is because the color-developing property decreases as the particle size of the coloring particles 21 increases.
  • the average particle size of the coloring particles 21 is 400 nm or less. Note that FIG. 3 exaggerates each element from the actual size in order to explain the relationship between the cellulose fiber 20 and the coloring particles 21 in an easy-to-understand manner.
  • the amount of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 which is the region of the thickness t from the first surface 11 is the second surface which is the region of the same thickness t from the second surface 13. It is larger than the amount of coloring particles 21 contained in the side region 14. That is, when the masses of the individual coloring particles 21 are the same, the total mass of the coloring particles 21 included in the first surface side region 12 which is the region from the first surface 11 to the thickness t is the second surface 13. It is larger than the total mass of the coloring particles 21 contained in the second surface side region 14 which is a region having a thickness t.
  • the amount of coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is larger than the amount of coloring particles 21 contained in the intermediate region 15. That is, the total mass of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is larger than the total mass of the coloring particles 21 contained in the region having the thickness t in the intermediate region 15.
  • FIG. 4 is an optical micrograph of a cross section of the papermaking base material 10 of the diaphragm 1.
  • the papermaking base material 10 in order to make it easy to understand the coloring state of the coloring particles 21, the papermaking base material 10 is not directly colored with a dye, but is colored only with carbon black (coloring particles 21).
  • the total thickness of the papermaking base material 10 is about 0.22 mm.
  • the first surface side region 12 which is a region having a thickness of 0.04 mm from the surface of the first surface 11, is colored black and is deeply colored by the coloring particles 21.
  • the first surface side region 12 is a region having a thickness of at least 1/10 or more of the thickness of the papermaking base material 10 of 0.22 mm.
  • the second surface side region 14 of the papermaking base material 10 has a lighter black color than the first surface side region 12. Further, the intermediate region 15 is also lighter in black than the first surface side region 12. This indicates that the amount of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is larger than the amount of the coloring particles 21 contained in the second surface side region 14 as described above. That is, the total mass of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is larger than the total mass of the coloring particles 21 contained in the second surface side region 14. And the difference is at least twice or more.
  • the mass of the coloring particles 21 contained in each region of the papermaking substrate 10 is the amount and density of the coloring particles 21 observed in a predetermined region from an image such as a scanning electron microscope (SEM). It may be calculated using.
  • the coloring particles 21 are used with respect to the papermaking base material 10 by localizing the arrangement of the coloring particles 21 of the papermaking base material 10 to the first surface side region 12.
  • the amount of coloring particles 21 on the surface of the papermaking base material 10 can be suppressed and blackness can be improved.
  • the carbon black of the coloring particles 21 is less likely to change due to light irradiation, especially ultraviolet irradiation, and fading is suppressed. Therefore, when the diaphragm 1 is viewed from the first surface 11 side, the color change due to fading is unlikely to occur, and it is possible to provide a diaphragm having high weather resistance (light resistance).
  • the amount of carbon black used it is possible to suppress an increase in the mass of the diaphragm and prevent deterioration of the electroacoustic conversion characteristics due to changes in the physical properties of the diaphragm 1, that is, deterioration of sound quality. Furthermore, the cost can be reduced by reducing the amount of carbon black used. Further, since the amount of coloring particles 21 on the surface of the papermaking base material 10 on the first surface 11 side is increased, the weather resistance of the diaphragm 1 to light is improved, so that it is suitable for an in-vehicle speaker that requires environmental resistance. It can be preferably used.
  • the papermaking base material 10 of the diaphragm 1 of the present disclosure is directly dyed with a dye, it is possible to realize more black color development and further suppress unevenness as compared with the case where it is colored only with carbon black. Can be done. Then, the carbon black localized in the first surface side region 12 absorbs and reflects ultraviolet rays and the like, thereby preventing the ultraviolet rays and the like from entering the inside of the papermaking base material 10 and directly suppressing the fading of the dye. be able to.
  • the cellulose fiber 20 (fiber material) colored by directly adding a dye is prepared, the paper is made into a diaphragm shape, and the paper making base material 10 is formed by drying.
  • a dispersion in which carbon black, which is a coloring particle, is dispersed in ethyl acetate, which is an organic solvent, is used as a coloring paint, and the entire papermaking base material 10 is impregnated for about 5 to 10 seconds (impregnation step).
  • the colored coating material in this example is an ethyl acetate solution adjusted to contain 1 to 5% by mass of carbon black.
  • the papermaking base material 10 impregnated with the coloring paint is dried, and ethyl acetate is volatilized and dried to color the papermaking base material 10 (drying step).
  • the vapor pressure of ethyl acetate in the space in contact with the second surface 13 of the papermaking base material 10 is larger than the vapor pressure of ethyl acetate in the space in contact with the first surface 11 of the papermaking base material 10.
  • the space in contact with the first surface 11 and the space in contact with the second surface 13 are physically partitioned by a jig or the like, and the space in contact with the first surface 11 is an open space (or substantially open space). Space), and the space in contact with the second surface 13 is a closed space (or a substantially closed space). Further, the space in contact with the second surface 13 is made smaller than the space in contact with the first surface 11.
  • the vapor pressure of ethyl acetate in the space in contact with the second surface 13 reaches the saturated vapor pressure at an early stage, but in the space in contact with the first surface 11.
  • the vapor pressure of ethyl acetate is kept relatively low. Therefore, ethyl acetate, which is a solvent for the colored coating material impregnated in the entire papermaking base material 10, volatilizes positively from the first surface 11 side.
  • ethyl acetate moves from the second surface 13 side to the first surface 11 side in the papermaking substrate 10.
  • carbon black also moves from the second surface 13 side to the first surface 11 side. Therefore, after the volatilization and drying of ethyl acetate, the amount of carbon black in the first surface side region 12 of the papermaking base material 10 is larger than that in the second surface side region 14.
  • a papermaking base material 10 which has been volatile-dried from both sides without physically partitioning the space in contact with the first surface 11 and the space in contact with the second surface 13 will be described as a comparative example.
  • carbon black since ethyl acetate volatilizes from both the first surface 11 and the second surface 13, carbon black also moves to both the first surface side region 12 and the second surface side region 14.
  • FIG. 5 shows the L value and the second surface of the first surface (surface) of the diaphragm prepared by the volatile drying method (single-sided drying) of the examples of the present disclosure and the volatile drying method (double-sided drying) of the comparative example. It is a graph which shows the L value of (the back surface).
  • the L value is a value that defines the brightness of the color of the substance, and is an index represented by a numerical value between 0 and 100. When the L value is 100, it indicates white, and as the L value decreases, the color becomes darker, and when the L value is 0, it indicates black.
  • the papermaking base material 10 in which the L value of FIG. 5 was measured in order to make it easy to understand the difference in the L value due to the difference in the drying method, the papermaking base material 10 was not directly colored with the dye, and only the carbon black of the coloring particles was used. It is colored with.
  • the L value of the front surface of the papermaking base material 10 that has been dried on both sides which is a comparative example, is about 33, and the back surface is about 32.
  • the L value of the front surface of the papermaking base material 10 subjected to single-sided drying in the examples of the present disclosure is about 30, and the back surface is about 48.
  • the comparative example there was almost no difference in the L value between the front surface and the back surface.
  • the examples it can be seen that the L value on the front surface is smaller than that on the back surface, the black color is darker on the front surface side, and the amount of carbon black is larger.
  • the amount of coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is for coloring contained in the second surface side region 14. More than the amount of particles 21, that is, the total mass of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is larger than the total mass of the coloring particles 21 contained in the second surface side region 14. Can be done.
  • the method of impregnating the papermaking base material 10 with the colored paint in the impregnation step may be performed by applying the colored paint to the surface of the papermaking base material 10 by spraying, or the colored paint may be applied to the surface of the papermaking base material 10.
  • the colored paint may be spread and impregnated directly on the surface of the papermaking base material 10 with a brush or the like, and the means for applying and impregnating the colored paint is not limited. ..
  • the drying step by controlling the vapor pressure of the solvent in the space in contact with the first surface 11 and the second surface 13 of the papermaking base material 10, the entire surface (first surface 11) of the diaphragm 1 is easily and uniformly colored. Particles 21 can be arranged. When the amount of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 increases and the density exceeds a certain level, the apparent blackness of the first surface 11 becomes saturated and does not change.
  • the coloring particles 21 can be collected on one side (surface) thereof, so that the density of the coloring particles on the entire surface can be made higher than a certain density, and unevenness is less likely to occur. Further, by using an organic solvent as the solvent of the colored paint, quick-drying during volatile drying can be ensured, and the process work time can be shortened.
  • ethyl acetate has been used as the solvent in the above examples, other solvents may be used.
  • a hydrophilic group such as a hydroxyl group may be provided on the surface of coloring particles such as carbon black, and the dispersion may be adjusted using water as a solvent to prepare a coloring coating material.
  • the diaphragm 1 for the electroacoustic converter composed of the papermaking base material 10 containing the cellulose fiber 20 as the main component in the present disclosure is a region having a predetermined thickness from the first surface 11 of the papermaking base material 10.
  • the total mass of the coloring particles 21 contained in the first surface side region 12 is a region having a predetermined thickness from the second surface 13 which is the opposite surface of the first surface 11 of the papermaking substrate 10 to the second surface side. It is larger than the total mass of the coloring particles 21 contained in the region 14.
  • the pigment which is the coloring particles 21, is less likely to change due to light irradiation, particularly ultraviolet irradiation, and fading is suppressed as compared with the direct dye. Therefore, when the diaphragm 1 is viewed from the first surface 11 side, the color change due to fading is unlikely to occur, and the diaphragm 1 with improved weather resistance can be provided.
  • carbon black which is a black pigment
  • coloring particles are not limited to this.
  • white pigments such as zinc flower, lead white, titanium dioxide, and precipitated barium sulfate
  • red pigments such as lead tan, iron oxide red, brilliant carmine, and quinacridone red
  • yellow pigments such as yellow lead, zinc yellow, and disazo yellow.
  • Ultramarine blue, iron potassium ferrocyanide, phthalocyanine blue and other blue pigments and other inorganic pigments and organic pigments may be used, or other pigments may be used.
  • the color of the direct dye for dyeing the papermaking base material 10 may be selected according to the color tone of those pigments.
  • a dispersion prepared by mixing coloring particles 21, nitrocellulose, and a solvent may be used as the coloring paint.
  • a nitrocellulose film (coating film) is formed on the first surface 11 of the papermaking base material 10. Therefore, the fixability of the coloring particles 21 to the papermaking base material 10 can be improved. Further, the first surface 11 of the diaphragm 1 can be made glossy.
  • a drying oil or a polymer substance such as a natural resin, a synthetic resin or a cellulose derivative may be used.
  • the inner surface of the conical portion of the diaphragm 1 is defined as the first surface 11, and the outer surface of the conical portion of the diaphragm 1 is defined as the second surface.
  • a large number of coloring particles 21 may be present in the first surface side region 12 on the outer surface side of the above.
  • the shape of the diaphragm 1 is substantially a cone shape, but the shape of the diaphragm may be another shape.

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Abstract

セルロース繊維２０を主成分とする抄紙基材１０により構成される電気音響変換器用の振動板１において、抄紙基材１０の第１面から所定の厚みの領域である第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の質量の合計が、抄紙基材１０の第１面の反対の面である第２面から所定の厚みの領域である第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の質量の合計よりも大きい。

Description

振動板及び振動板の製造方法
　この開示は、スピーカやマイクロホン等に用いられる電気音響変換器用の振動板及び振動板の製造方法に関する。
　電気音響変換器用の振動板では、一般的に低密度、高ヤング率、適度な内部損失等を有することが求められ、スピーカやマイクロホンの用途に応じ最適な物性を有する材料が適宜選択される。特にセルロース繊維は、安価かつ軽量であり、適度な内部損失を有するため、振動板としての優れた性能を発揮することから、広く採用されている。
　また、振動板はスピーカの外観に表れるため、美観の点から着色されて用いられる場合がある。振動板の材料であるセルロース繊維の着色には、特許文献１で示すように直接染料を用いることが知られている。直接染料による着色は、振動板が容易に染まり、発色良好であり、振動板を軽量に維持しつつ、コストが安いというメリットがある。
特開昭６０－１４８２９５号公報
　しかし直接染料により着色された振動板は、例えば直射日光に曝されると退色しやすいという耐候性の問題がある。その対策として耐候性の高い染料として硫化染料を用いることが考えられるが、硫化染料はセルロース繊維を脆化させるおそれがある。
　そこで、直接染料に替えて顔料による着色を行う技術が知られている。しかし、顔料はセルロース繊維に着色した際に発色の面で直接染料に劣る傾向にあり、そのため直接染料と同質量の顔料で着色した場合、直接染料と同等の発色をすることが難しい。その対策として顔料の質量を増やすことが考えられるが、振動板全体の質量の増加や振動板の物性の変化により、電気音響変換の特性を低下させるおそれがある。
　この開示は、このような問題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、その目的とするところは、耐候性を向上させた電気音響変換器用の振動板を提供することにある。
　上記目的を達成するために本開示に係る振動板は、セルロース繊維を主成分とする抄紙基材により構成される電気音響変換器用の振動板において、前記抄紙基材の第１面から所定の厚みの領域である第１面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計が、前記第１面の反対の面である第２面から所定の厚みの領域である第２面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計よりも大きい。
　また、前記着色用粒子は平均粒径が７００ｎｍ以下でもよい。
　また、前記着色用粒子は平均粒径が４００ｎｍ以下でもよい。
　また、前記抄紙基材は、直接染料により染色されていてもよい。
　また、前記着色用粒子はカーボンブラックでもよい。
　また、前記第１面側領域は、前記抄紙基材の厚みの少なくとも１／１０の厚みを有する領域でもよい。
　また、前記第１面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計が、前記第２面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計よりも２倍以上大きくてもよい。
　また、前記抄紙基材は略コーン形状であり、前記略コーン形状の裏面が前記抄紙基材の前記第２面となってもよい。
　また振動板は、車載用スピーカに用いられてもよい。
　また、上記目的を達成するために振動板の製造方法は、抄紙基材により構成される電気音響変換器用の振動板の製造方法において、セルロース繊維を主成分とする抄紙基材に着色用粒子を溶媒に分散させた着色塗料を含浸させる含浸ステップと、前記着色塗料を含浸させた抄紙基材を乾燥させる乾燥ステップと、を備え、前記乾燥ステップにおいて、前記抄紙基材の第１面に接する空間における溶媒の蒸気圧よりも前記抄紙基材の前記第１面の反対の面である第２面に接する空間における溶媒の蒸気圧が大きくなるように乾燥させることで、前記抄紙基材の第１面から所定の厚みの領域である第１面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計を、前記第２面から所定の厚みの領域である第２面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計よりも大きくする。
　以上のように本開示によれば、耐候性を向上させた電気音響変換器用の振動板を提供することができる。
本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の斜視図である。 本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の断面図である。 本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の断面の模式図である。 本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の断面の光学顕微鏡写真である。 乾燥条件の違いによる電気音響変換器用の振動板のＬ値を示すグラフである。
　以下、本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板について説明する。
　図１は、本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の斜視図であり、図２はその断面図である。図３は、本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の断面の模式図であり、図４はその光学顕微鏡写真である。
　図１、図２に示す振動板１は、スピーカ（電気音響変換器）用の振動板であり円錐台状（略コーン形状）をなしている。当該振動板１は径の小さい開口側が図示しないボイスコイル等のスピーカの振動源に取り付けられる。ボイスコイルに通電することにより振動板１が振動し、振動した振動板１が空気を振動させることで、音を放射することができる。すなわち電気音響変換を行うことができる。この振動板１の円錐部分の内面が音の放射面となり、外部から視認可能な表面（第１面１１）となる。一方、振動板１の円錐部分の外面すなわち裏面（第２面１３）側には図示しないスピーカの各種装置が配置される。
　振動板１は、セルロース繊維２０を主とした繊維材料で構成された抄紙基材１０により形成される。
　詳しくは、抄紙基材１０は叩解度１０°ＳＲ以上５０°ＳＲ以下で叩解したセルロース繊維２０（繊維材料）を調液し、振動板形状に抄紙したものである。本実施例のセルロース繊維２０は、主に針葉樹を原料としたパルプである。この他にも、セルロース繊維２０として、木材パルプ又はケナフなどの非木材パルプを用いることができ、その他の木材パルプと非木材パルプとの混合したもの、木材パルプ単体や非木材パルプ単体を用いてもよい。また、セルロース繊維２０の平均繊維径（最大幅）は５μｍ以上９０μｍ以下が好ましい。なお、セルロース繊維２０の繊維長は特に限定されるものではなく、一般的な抄紙に用いられる繊維長のものを適宜選択できる。
　図２から図４において、抄紙基材１０は、厚み方向に第１面側領域１２、中間領域１５、第２面側領域１４の領域があるものとして説明する。抄紙基材１０は、黒色の直接染料（例えばＤｉｒｅｃｔ　Ｂｌａｃｋ　１９）で抄紙基材１０の全体のセルロース繊維２０が染色されている。図３の模式図で示すように抄紙基材１０には、セルロース繊維２０の表面やセルロース繊維２０の繊維間に着色用粒子２１である顔料が含まれる。顔料は、例えばカーボンブラックである。着色用粒子２１は、発色の観点から平均粒径が７００ｎｍ以下であることが望ましい。着色用粒子２１の粒径が大きくなると発色性が低下するためである。また、粒径が小さいことにより後述する乾燥ステップで、着色用粒子２１がセルロース繊維２０の間を移動しやすいためである。そのため、より好ましくは着色用粒子２１の平均粒径が４００ｎｍ以下であることが望ましい。なお図３は、セルロース繊維２０、着色用粒子２１の関係をわかりやすく説明するために、各要素を実際の寸法よりも誇張して示している。
　図３で示すように、第１面１１から厚みｔの領域である第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の量は、第２面１３から同じ厚みｔの領域である第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の量よりも多い。すなわち個々の着色用粒子２１の質量を同じとした場合に、第１面１１から厚みｔの領域である第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の質量の合計は、第２面１３から厚みｔの領域である第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の質量の合計よりも多い。また、第１面側領域１２と第２面側領域１４の間の中間領域１５においても、同じ厚みｔの領域で区切った場合、すなわち第１面側領域１２と第２面側領域１４と中間領域１５とをすべて同じ厚みの領域で区画した場合、第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の量は、中間領域１５に含まれる着色用粒子２１の量よりも多い。すなわち、第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の質量の合計は、中間領域１５のうち厚みｔの領域に含まれる着色用粒子２１の質量の合計よりも多い。
　図４は、振動板１の抄紙基材１０の断面の光学顕微鏡写真である。図４は、着色用粒子２１による着色状態をわかりやすくするため、抄紙基材１０を直接染料で着色せず、カーボンブラック（着色用粒子２１）のみで着色したものである。図４で示すように、抄紙基材１０の総厚は約０．２２ｍｍである。抄紙基材１０において、第１面１１の表面から０．０４ｍｍの厚みの領域である第１面側領域１２は黒く着色され、着色用粒子２１により濃く着色されていることがわかる。そして第１面側領域１２は、抄紙基材１０の厚み０．２２ｍｍに対して少なくとも１／１０の厚み以上の領域である。抄紙基材１０の第２面側領域１４は、第１面側領域１２に比較して黒の色が薄い。また、中間領域１５も第１面側領域１２に比較して黒の色が薄い。これは上述したように第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の量が、第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の量よりも多いことを示している。すなわち、第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の質量の合計は、第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の質量の合計よりも大きい。そして、その差は少なくとも２倍以上である。なお、抄紙基材１０内の各領域に含まれる着色用粒子２１の質量は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の画像から、所定の領域において観察される着色用粒子２１の量や密度を用いて算出しても良い。
　以上のように、本開示の振動板１において、抄紙基材１０の着色用粒子２１の配置を第１面側領域１２に局在化することにより、抄紙基材１０に対する着色用粒子２１の使用量を低減しつつ、抄紙基材１０の表面の着色用粒子２１の量が多くなることにより振動板１の表面ムラを抑制し、かつ黒さを向上することができる。
　着色用粒子２１のカーボンブラックは、Ｄｉｒｅｃｔ　Ｂｌａｃｋ　１９等の直接染料に比較して光照射、特に紫外線照射による変化が生じにくく、退色が抑制される。そのため、第１面１１側から振動板１を見たときに、退色による色の変化が生じにくく、耐候性（耐光性）の高い振動板を提供することができる。
　また、カーボンブラックの使用量を低減することにより、振動板の質量の増加を抑制し、振動板１の物性の変化による電気音響変換の特性の低下、すなわち、音質の低下を防ぐことができる。さらに、カーボンブラックの使用量を低減することにより、コストダウンを図ることができる。また、抄紙基材１０の第１面１１側の表面の着色用粒子２１の量が多くなることにより振動板１の光に対する耐候性が向上するため、耐環境性が要求される車載用スピーカに好適に用いることができる。
　また、本開示の振動板１の抄紙基材１０は、直接染料で染色されているため、カーボンブラックのみで着色した場合に比較して、より黒色の発色を実現し、よりムラを抑制することができる。そして、第１面側領域１２に局在化するカーボンブラックが紫外線等を吸収や反射することにより、紫外線等が抄紙基材１０の内部への侵入することを防ぎ、直接染料の退色を抑制することができる。
　（製造方法）
　次に本開示の実施例に係る電気音響変換器用の振動板の製造工程について説明する。以下の説明では、直接染料としてＤｉｒｅｃｔ　Ｂｌａｃｋ　１９、着色用粒子としてカーボンブラックを用いて説明する。
　まず、直接染料を添加し着色したセルロース繊維２０（繊維材料）を調液し、振動板形状に抄紙し、乾燥させることで抄紙基材１０を成形する。
　次に、着色用粒子であるカーボンブラックを有機溶媒である酢酸エチルに分散させた分散体を着色塗料として、抄紙基材１０の全体に５～１０秒程度含浸させる（含浸ステップ）。本実施例における着色塗料は、カーボンブラックが１～５質量％含まれるように調整された酢酸エチル溶液である。そして、着色塗料が含浸した抄紙基材１０を乾燥させ、酢酸エチルを揮発乾燥させることにより、抄紙基材１０を着色する（乾燥ステップ）。
　乾燥ステップにおいて、抄紙基材１０の第１面１１に接触する空間における酢酸エチルの蒸気圧よりも抄紙基材１０の第２面１３に接触する空間における酢酸エチルの蒸気圧が大きくなるように乾燥させる。具体的には、第１面１１に接触する空間と、第２面１３に接触する空間とを治具等により物理的に区画し、第１面１１に接触する空間を開放空間（又は略開放空間）とし、第２面１３に接触する空間を密閉空間（又は略密閉空間）とする。また、第２面１３に接触する空間を第１面１１に接触する空間よりも小さくする。このような状態で抄紙基材１０を乾燥することで、第２面１３に接触する空間における酢酸エチルの蒸気圧は、早期に飽和蒸気圧に到達するが、第１面１１に接触する空間における酢酸エチルの蒸気圧は相対的に低く保たれる。そのため、抄紙基材１０の全体に含浸した着色塗料の溶媒である酢酸エチルは、第１面１１側から積極的に揮発する。それに伴い、抄紙基材１０の中で酢酸エチルは第２面１３側から第１面１１側へと移動する。酢酸エチルの移動に伴い、カーボンブラックも第２面１３側から第１面１１側へと移動する。そのため、酢酸エチルの揮発乾燥後、抄紙基材１０の第１面側領域１２は、第２面側領域１４に比較してカーボンブラックの量が多くなる。
　ここで第１面１１に接する空間と第２面１３に接する空間を物理的に区画せず、両面から揮発乾燥を行った抄紙基材１０を比較例として説明する。比較例では、酢酸エチルは第１面１１及び第２面１３の両面から揮発するため、カーボンブラックも第１面側領域１２と、第２面側領域１４の双方に移動する。
　図５は、本開示の実施例の揮発乾燥方法（片面乾燥）と比較例の揮発乾燥方法（両面乾燥）により作成した振動板の、それぞれの第１面（表面）のＬ値と第２面（裏面）のＬ値を示すグラフである。Ｌ値とは、物質が有する色の明度（ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）を規定する値をいい、０～１００の間の数値で表される指標である。Ｌ値が１００である場合は白色を示し、Ｌ値が小さくなるに従い色が濃くなり、Ｌ値が０である場合は黒色を示す。なお、図５のＬ値を測定した抄紙基材１０は、乾燥方法の違いによるＬ値の差異をわかりやすくするため、抄紙基材１０を直接染料で着色せず、着色用粒子のカーボンブラックのみで着色したものである。
　比較例である両面乾燥を行った抄紙基材１０の表面のＬ値は約３３、裏面は約３２である。これに対して本開示の実施例の片面乾燥を行った抄紙基材１０の表面のＬ値は約３０、裏面は約４８である。比較例では、表面と裏面でＬ値にほぼ差がなかった。一方で、実施例では、表面のＬ値が裏面よりも小さくなり、表面側の方が黒色が濃く、カーボンブラックの量が多いことがわかる。
　以上説明したように、本開示の実施例に係る振動板の製造方法によれば、第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の量は、第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の量より多く、すなわち、第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の質量の合計を、第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の質量の合計よりも大きくすることができる。なお、含浸ステップにおける抄紙基材１０への着色塗料の含浸方法は、着色塗料をスプレーにより抄紙基材１０の表面に塗布することにより含浸しても良いし、着色塗料を抄紙基材１０の表面又は裏面に滴下して塗り広げ含浸させても良いし、筆等で直接に着色塗料を抄紙基材１０の表面に塗り広げて含浸させても良く、着色塗料の塗布及び含浸の手段は限定されない。乾燥ステップにおいて、抄紙基材１０の第１面１１及び第２面１３に接する空間における溶媒の蒸気圧をコントロールすることにより、容易に振動板１の表面（第１面１１）全体に均一に着色用粒子２１を配置できる。第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の量が多くなり、一定の密度以上になると、第１面１１の見かけ上の黒さは飽和して変化しなくなる。片面乾燥により、その片面（表面）に着色用粒子２１を集めることができるので、表面全体の着色用粒子の密度を一定の密度以上にでき、ムラを生じにくい。また、着色塗料の溶媒に有機溶媒を用いることで揮発乾燥時の速乾性を確保し、工程作業時間の短縮を図ることができる。
　なお、以上の実施例において溶媒として酢酸エチルを用いて説明したが、他の溶媒を用いても構わない。また、例えばカーボンブラック等の着色用粒子の表面に水酸基等の親水基を設け、水を溶媒として分散体を調整し、着色塗料としても構わない。
　このように、本開示におけるセルロース繊維２０を主成分とする抄紙基材１０により構成される電気音響変換器用の振動板１は、抄紙基材１０の第１面１１から所定の厚みの領域である第１面側領域１２に含まれる着色用粒子２１の質量の合計が、抄紙基材１０の第１面１１の反対の面である第２面１３から所定の厚みの領域である第２面側領域１４に含まれる着色用粒子２１の質量の合計よりも大きい。
　着色用粒子２１である顔料は、直接染料に比較して、光照射、特に紫外線照射による変化が生じにくく、退色が抑制される。そのため、振動板１を第１面１１側から見たときに、退色による色の変化が生じにくく、耐候性を向上させた振動板１を提供することができる。
　以上の実施例の説明において、着色用粒子として黒色顔料であるカーボンブラックを例として説明してきたが、着色用粒子はこれに限られるものではない。例えば、亜鉛華、鉛白、二酸化チタン、沈降性硫酸バリウム等の白色顔料や、鉛丹、酸化鉄赤、ブリリアントカーミン、キナクリドンレッド等の赤色顔料、黄鉛、亜鉛黄、ジスアゾイエロー等の黄色顔料、ウルトラマリン青、フェロシアン化鉄カリ、フタロシアニンブルー等の青色顔料等の無機顔料や有機顔料からなるカラー顔料を用いても構わないし、これ以外の顔料を用いても構わない。また、それらの顔料の色調に合わせて、抄紙基材１０を染色する直接染料の色を選択しても構わない。
　また、抄紙基材１０の直接染料による染色は必ずしも必要ではなく、振動板１に用いるスピーカの要求仕様に合わせて適宜選択できるものである。
　なお、着色用粒子２１とニトロセルロースと溶剤をそれぞれ混ぜて調整した分散体を着色塗料として使用しても構わない。それにより、溶剤を揮発乾燥した後に、抄紙基材１０の第１面１１にニトロセルロースの膜（塗膜）が形成される。そのため、着色用粒子２１の抄紙基材１０への定着性を高めることができる。さらに振動板１の第１面１１に光沢を持たせることができる。また、ニトロセルロースに替えて、乾性油や、天然樹脂、合成樹脂、セルロース誘導体などの高分子物質を用いても構わない。
　以上で本開示の実施例の説明を終えるが、本開示の態様はこの実施例に限定されるものではない。
　上記実施例では、振動板１の円錐部分の内面を第１面１１として、振動板１の円錐部分の外面を第２面として説明したが、円錐部分の外面を第１面１１とし、円錐部分の外面側に第１面側領域１２に着色用粒子２１を多く存在させてもよい。また上記実施例では、振動板１の形状を略コーン形状としていたが、振動板の形状はその他の形状のものであってもよい。
　１　振動板
　１０　抄紙基材
　１１　第１面
　１２　第１面側領域
　１３　第２面
　１４　第２面側領域
　１５　中間領域
　２０　セルロース繊維（繊維材料）
　２１　着色用粒子

 

Claims (10)

  1. 　セルロース繊維を主成分とする抄紙基材により構成される電気音響変換器用の振動板において、
    　前記抄紙基材の第１面から所定の厚みの領域である第１面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計が、前記第１面の反対の面である第２面から所定の厚みの領域である第２面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計よりも大きい振動板。
  2. 　前記着色用粒子は平均粒径が７００ｎｍ以下である請求項１に記載の振動板。
  3. 　前記着色用粒子は平均粒径が４００ｎｍ以下である請求項１に記載の振動板。
  4. 　前記抄紙基材は、直接染料により染色されている請求項１から３のいずれか一項に記載の振動板。
  5. 　前記着色用粒子はカーボンブラックである請求項１から４のいずれか一項に記載の振動板。
  6. 　前記第１面側領域は、前記抄紙基材の厚みの少なくとも１／１０の厚みを有する領域である請求項１から５のいずれか一項に記載の振動板。
  7. 　前記第１面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計が、前記第２面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計よりも２倍以上大きい請求項１から６のいずれか一項に記載の振動板。
  8. 　前記抄紙基材は略コーン形状であり、前記略コーン形状の裏面が前記抄紙基材の前記第２面となる請求項１から７のいずれか一項に記載の振動板。
  9. 　振動板は、車載用スピーカに用いられる請求項１から８のいずれか一項に記載の振動板。
  10. 　抄紙基材により構成される電気音響変換器用の振動板の製造方法において、
    　セルロース繊維を主成分とする抄紙基材に着色用粒子を溶媒に分散させた着色塗料を含浸させる含浸ステップと、
    　前記着色塗料を含浸させた抄紙基材を乾燥させる乾燥ステップと、
    　を備え、
    　前記乾燥ステップにおいて、前記抄紙基材の第１面に接する空間における溶媒の蒸気圧よりも前記抄紙基材の前記第１面の反対の面である第２面に接する空間における溶媒の蒸気圧が大きくなるように乾燥させることで、前記抄紙基材の第１面から所定の厚みの領域である第１面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計を、前記第２面から所定の厚みの領域である第２面側領域に含まれる着色用粒子の質量の合計よりも大きくする振動板の製造方法。

     
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