(57)【要約】【課題】弾性率と内部損失の物性バランスの良好なスピーカ用振動板を提供することを目的とする。【解決手段】このスピーカ用振動板は、振動板形状に成型された基材層（１Ａ）に、キチンナノファイバ（１２）によって構成されるコーティング層（１Ｂ）を設け、コーティング層（１Ｂ）によって弾性率を大きくするとともに、硬化後のコーティング層の分子間距離が広く、コーティング層（１Ｂ）をセルロースナノファイバよって構成した振動板と比べて分子が動きやすく、硬質な主骨格で硬さを確保し、分子運動で内部損失を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然繊維を含む基材層の少なくとも一方の面に、前記基材層の弾性率より大きい弾性率を有するキチンナノファイバによって構成されるコーティング層を設けた、スピーカ用振動板。
【請求項２】
前記コーティング層を基材層の両方の面に設けたことを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
前記コーティング層を振動板の中心部に設けたことを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
前記コーティング層を振動板の不要共振の発生しやすい部位に設けたことを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項５】
前記キチンナノファイバは、アセチルグルコサミンが直鎖状に連結した多糖類で、平均径が１０〜２０ｎｍである、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項６】
前記天然繊維は、セルロースファイバであることを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項７】
前記天然繊維は、竹のセルロースファイバであることを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項８】
前記天然繊維は、竹のセルロースナノファイバを含むことを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項９】
前記コーティング層の材厚は、振動板全体の材厚の３％以上、２０％以下であることを特徴とする、請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項１０】
天然繊維を含む基材層の少なくとも一方の面に、キチンナノファイバの水分散液をスプレー塗布し、加熱プレスして振動板形状に成形する、スピーカ用振動板の製造方法。
【請求項１１】
スピーカ用振動板と、
ヨークと磁石およびプレートで構成された磁気回路と、
前記磁気回路の磁気ギャップの近傍で前記ヨークに取り付けられエッジを介して前記スピーカ用振動板の外周を支持するフレームと、
前記スピーカ用振動板の裏面に一端が取り付けられ、他端には前記磁気ギャップに位置するコイルが巻回されたボイスコイルを設け、
前記スピーカ用振動板には、天然繊維を含む基材層の少なくとも一方の面に、前記基材層の弾性率より大きい弾性率を有するキチンナノファイバによって構成されるコーティング層を設けた、スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカに使用されるスピーカ用振動板に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ用振動板には、軽量，高剛性，かつ適度な内部損失が求められている。特許文献１には、天然繊維を含んでいるセルロースを含んだ基材層の少なくとも片面上に、セルロースナノファイバのコーティング層を設けたスピーカ用振動板が開示されている。
【０００３】
基材層の天然繊維とは、木材パルプや非木材パルプで、木材パルプと非木材パルプを組み合わせて使用することもできると記載されている。非木材パルプとは、竹などから得られる繊維である。コーティング層のセルロースナノファイバとは、セルロースを含んだナノレベルの繊維で、ナタデココ粉や、ナノレベルまで微細化された竹の繊維を使用したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１５／０１１９０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セルロースナノファイバのコーティング層を基材層に設けたスピーカ用振動板では、基材層の弾性率を高くできても、内部損失については、得られる剛性において適度な内部損失とされている数値に比べて低くなる傾向があって、スピーカ用振動板の物性バランスの改善が期待されている。
【０００６】
従って、この振動板を使用したスピーカは、剛性が高いため周波数特性として高域限界周波数を伸長させることができ、明瞭度の高い音質を得ることができる。
【０００７】
しかしながら、内部損失が低い場合には、周波数特性としてピークやディップが発生しやすい傾向があり、音の残響感を生み出す要因となるため、歪っぽく表現力に乏しい音質傾向となる。
【０００８】
本発明は、基材層にコーティング層を設けて弾性率を高くでき、しかも適度な内部損失に近付けることができる、物性バランスの良好なスピーカ用振動板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】
【０００９】
本発明のスピーカ用振動板は、天然繊維を含む基材層の少なくとも一方の面に、前記基材層の弾性率より大きい弾性率を有するキチンナノファイバによって構成されるコーティング層を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記コーティング層を基材層の両方の面に設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記コーティング層を振動板の中心部に設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記コーティング層を振動板の不要共振の発生しやすい部位に設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記キチンナノファイバは、アセチルグルコサミンが直鎖状に連結した多糖類で、平均径が１０〜２０ｎｍであることを特徴とする。
【００１４】
また、前記天然繊維は、セルロースファイバであることを特徴とする。
【００１５】
また、前記天然繊維は、竹のセルロースファイバであることを特徴とする。
【００１６】
また、前記天然繊維は、竹のセルロースナノファイバを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、前記コーティング層の材厚は、振動板全体の材厚の３％以上、２０％以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明のスピーカ用振動板の製造方法は、天然繊維を含む基材層の少なくとも一方の面に、キチンナノファイバの水分散液をスプレー塗布し、加熱プレスして振動板形状に成形する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明のスピーカは、スピーカ用振動板と、ヨークと磁石およびプレートで構成された磁気回路と、前記磁気回路の磁気ギャップの近傍で前記ヨークに取り付けられエッジを介して前記スピーカ用振動板の外周を支持するフレームと、前記スピーカ用振動板の裏面に一端が取り付けられ、他端には前記磁気ギャップに位置するコイルが巻回されたボイスコイルを設け、前記スピーカ用振動板には、天然繊維を含む基材層の少なくとも一方の面に、前記基材層の弾性率より大きい弾性率を有するキチンナノファイバによって構成されるコーティング層を設けた、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この構成によると、従来のコーティング層を構成していたセルロースナノファイバよりもＯＨ基が少なく、ＯＨ基とＯＨ基よりも水素結合の弱いアセチル基とで構成されたキチンナノファイバによってコーティング層が構成されているので、硬化後のコーティング層の分子間距離が広く分子が動きやすく、硬質な主骨格で硬さを確保し、分子運動で内部損失を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１のスピーカ用振動板を使用したスピーカの断面図
【図２】同実施の形態のスピーカ用振動板の断面の模式図
【図３】同実施の形態のスピーカ用振動板の製造工程を示す断面図
【図４】セルロースナノファイバの化学構造図
【図５】キチンナノファイバの化学構造図
【図６】本発明の別の実施の形態のスピーカの断面図
【図７】本発明の更に別の実施の形態のスピーカの平面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明のスピーカ用振動板を使用したスピーカの断面図を示す。
【００２４】
このスピーカは、コーン形状の振動板１と、ヨーク２と磁石３およびプレート４で構成された磁気回路５と、磁気回路５の磁気ギャップ６の近傍でヨーク２に取り付けられ振動板１の外周を支持するフレーム７と、振動板１の裏面に一端が取り付けられ、他端には磁気ギャップ６に位置するコイル８が巻回されたボイスコイル９とで構成されている。１０はエッジである。ヨーク２の内周とプレート４の外周の間に均一な隙間の磁気ギャップ６が形成されている。ヨーク２の外周にはフレーム７の下端が接合されている。振動板１の中央にはボイスコイル９が接合されている。振動板１の外周はエッジ１０を介してフレーム７の上端に接合されている。ボイスコイル９とフレーム７の間には、ダンパー１３が接合されている。振動板１の中心付近には、磁気ギャップ６へのゴミの侵入を防ぐダストキャップ１４が設けられている。
【００２５】
図２に振動板１の拡大断面図を示す。
【００２６】
振動板１は、天然繊維を有する基材層１Ａと、基材層１Ａの前記磁気回路５とは反対側の面にコーティング層１Ｂが形成されている。
【００２７】
基材層１Ａの天然繊維１１は、セルロースファイバである木材パルプや非木材パルプでこれを単独、または木材パルプと非木材パルプを組み合わせて使用することができる。非木材パルプとは、竹などから得られる繊維である。コーティング層１Ｂは、基材層１Ａの弾性率より大きい弾性率を有するキチンナノファイバ１２によって構成されている。ここで使用したキチンナノファイバは、アセチルグルコサミンが直鎖状に連結した多糖類で、具体的には、カニ殻由来のチキンナノファイバであって、平均径が１０〜２０ｎｍである。
【００２８】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は同実施の形態のスピーカ用振動板の製造工程を示している。
【００２９】
第１工程では、木材パルプや非木材パルプを叩解して繊維径が１３μｍ程度の紙料を作成し、これを抄いて図３（ａ）に示すようにシート状に堆積させる。更に、吸引脱水を実行して、表面がある程度ウェット状態の基材層１Ａを得る。
【００３０】
第１工程の叩解は、フッ素エマルジョンまたはパラフィン系エマルジョンの少なくとも何れかの防水剤をパルプと同時に投入して、防水剤をパルプに吸着させながら叩解する。防水性をさらに向上させるために、樹脂エマルジョンを叩解機に追加しても良い。防水剤の紙料に対する混合の割合は、５〜１０重量％であった。上記の他に使用できる防水剤としては、シリコン／シラン系のものを使用できる。
【００３１】
樹脂エマルジョンは、エポキシ、アクリル、エステル系、あるいは合成樹脂、例えば、酢酸ビニル重合体、アクリル酸エステル共重合、エチレン・酢酸ビニル・アクリル酸共重合である。
【００３２】
第２工程では、基材層１Ａの上に、キチンナノファイバ水分散液（１ｗｔ％）１２Ａをスプレー塗布して、図３（ｂ）に示すようにコーティング層１Ｂを構成する。コーティング層１Ｂのキチンナノファイバは、アセチルグルコサミンが直鎖状に連結した多糖類で、平均径が１０〜２０ｎｍである。
【００３３】
第３工程では、基材層１Ａの片面にコーティング層１Ｂが形成された図３（ｂ）のものを加熱プレスして、乾燥と共にコーン状の振動板形状に成形する。コーティング層１Ｂの膜厚は、総厚みの３．５％〜６％であった。
【００３４】
その後、ボイスコイル９とエッジ１０を取り付けてフレーム７にセットしてスピーカが出来上がる。
【００３５】
このようにして構成したスピーカの振動板を実施品とし、比較例１，２の振動板と弾性率と内部損失を実測した。比較例１は、コーティング層１Ｂを有していない基材層１Ａだけの場合、比較例２は、コーティング層１Ｂをセルロースナノファイバとした場合である。比較例２のコーティング層１Ｂの膜厚は、総厚みの３．５％〜６％で実施品と同じであった。その他の条件は実施品，比較例１，２の間で同じであった。
【００３６】
測定結果は次の通りである。
【００３７】
弾性率          内部損失
比較例１（基材層単独）                        ２．０ＧＰａ    ０．０４０
比較例２  （基材層＋セルロースナノファイバ）  ２．７ＧＰａ    ０．０３５
実施品    （基材層＋キチンナノファイバ）      ３．５ＧＰａ    ０．０４０
このように、実施品の弾性率は３．５ＧＰａと、セルロースナノファイバをコーティング層１Ｂに使用した比較例２の弾性率２．７ＧＰａよりも高く、しかも、実施品の内部損失は基材層単独の比較例１と同じ０．０４０であって、セルロースナノファイバをコーティング層１Ｂに使用した比較例２の内部損失０．０３５よりも高くすることができ、弾性率が３．５ＧＰａの剛性の振動板にとって適度な大きさの内部損失を実現できた。
【００３８】
また、疎水性のアセチル基がコーティング層１Ｂの表面に残り、比較例２よりも良好な
防水性も得られた。
【００３９】
図４はセルロースナノファイバの化学構造図を示す。図５はキチンナノファイバの化学構造図を示す。
【００４０】
キチンナノファイバは、ＯＨ基がセルロースナノファイバよりも少なく、水素結合が少なく、ＯＨ基とＯＨ基よりも水素結合の弱いアセチル基とで構成されているため、キチンナノファイバ１２をコーティング層１Ｂに使用した実施品の振動板１は、硬化後のコーティング層の分子間距離が広く分子が動きやすく、硬質な主骨格で硬さを確保し、分子運動で内部損失を高めることができたものと考察できる。
【００４１】
なお、上記の実施の形態ではキチンナノファイバによって構成されるコーティング層を基材層の片面に設けたが、基材層の両方の面に、キチンナノファイバによって構成されるコーティング層を設けることもできる。
【００４２】
この構成とすることにより、キチンナノファイバによるコーティング層の効果を、より強く発揮させることができるため、高域限界周波数を伸長させることができ、明瞭度の高い音質を得ることができる。
【００４３】
また、図１では振動板１の基材層１Ａの全域にコーティング層１Ｂを設けたが、コーティング層１Ｂを振動板１の中心部だけに設けても良い。図６にその一例を示す。図６では、振動板１の基材層１Ａの中心部だけに環状にコーティング層１Ｂを設けた。
【００４４】
この構成とすることにより振動板１の基材層１Ａの中心部の周りにはコーティング層１Ｂが形成されていないため、振動板全体の重量をアップさせることなく、効果の高い部位にのみコーティング層を設けることができるため、音圧レベルの向上を実現させたまま、高域限界周波数を伸長させることができ、明瞭度の高い音質を得ることができる。
【００４５】
さらに、図１では振動板１の基材層１Ａの全域にコーティング層１Ｂを設けたが、コーティング層１Ｂを振動板１の不要共振の発生しやすい部位だけに設けても良い。図７にその一例を示す。図７では、振動板１の外周に近接し振動板１の中心からの距離が同じ位置にコーティング層１Ｂを基材層１Ａに部分的に設けた。
【００４６】
この構成とすることにより、振動板全体の重量をアップさせることなく、効果の高い部位にのみコーティング層を設けることができるため、音圧レベルの向上を実現させたまま、不要共振を低減させることができ、明瞭度の高い音質を得ることができる。
【００４７】
なお、キチンナノファイバによって構成されるコーティング層の材厚は、振動板全体の材厚の３％以上、２０％以下が好ましい。
【００４８】
なお、竹のセルロースナノファイバを含む構成としても良い。
【００４９】
さらに、振動板１の基材層として使用する天然繊維が竹を含む場合、セルロースファイバはセルロースナノファイバであってもよい。
【００５０】
これらの構成とすることにより、コーティング層から発生する効果のみならず、振動板の基材層としても繊維の絡みあいが強固になるため、より大きな効果を発揮させることができる。よって、その相乗効果により、尚一層に高域限界周波数を伸長させることができ、明瞭度の高い音質を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は物性バランスの良好なスピーカの実現に寄与する。
【符号の説明】
【００５２】
１    振動板
１Ａ    基材層
１Ｂ    コーティング層
５    磁気回路
１１    天然繊維
１２    キチンナノファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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