(57)【要約】  ラウドスピーカーコンポーネントの使用に好適な耐水性複合紙は、木材パルプ、湿潤時に剛性を保つ補強繊維、フッ化炭素を含む複合材から造られる。ある例では、フィブリル化アクリル繊維およびガラス繊維が使用される。
2011517539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材パルプと、主疎水性繊維と、湿潤時に剛性を保つ補強繊維と、フッ化炭素と、を含む複合材から作られるラウドスピーカーコンポーネントを備えることを特徴する装置。
【請求項２】
前記主疎水性繊維が、フィブリル化アクリル繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記補強繊維が、ガラス繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複合材が、ポリプロピレン・フィブリドをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複合材の組成比が、前記ラウドスピーカーコンポーネント全てにおいて均一であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ラウドスピーカーコンポーネントが、コーンであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記木材パルプが、前記複合材の質量の３０％〜７０％を構成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記主疎水性繊維が、前記複合材の質量の１０％〜５０％を構成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記補強繊維が、前記複合材の質量の５％〜３０％を構成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ポリプロピレン・フィブリドが、前記複合材の質量の３０％以下を構成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記フッ化炭素が、前記複合材の質量の５％以下を構成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
木材パルプとフッ化炭素との第１混合物を形成する工程と、
主疎水繊維の第２混合物を形成する工程と、
第１混合物に第２混合物を追加して第３混合物を形成する工程と、
木材パルプと主疎水繊維とを第３混合物内で分散する工程と、
湿潤時に剛性を保つ補強繊維を第３混合物に追加して第４混合物を形成する工程と、
前記補強繊維を第４混合物内で分散する工程と、
を備える方法。
【請求項１３】
多量の第４混合物をコーン形状に形成する工程と、
形成された多量の前記第３混合物を硬化して紙にする工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記補強繊維が、ガラス繊維を含むこと特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２混合物を形成する工程が、アクリル繊維をポリプロピレン・フィブリドと混合する工程を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、防水ラウドスピーカーコーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラウドスピーカーは一般的に振動板とリニアモータとを含む。電気信号によって駆動されると、リニアモータは振動板を動かし、空気中に振動を生じさせる。振動板は、コーン、サラウンド(surround)及びダストキャップを含んでもよい。ラウドスピーカーのコーンは、一般的に紙でできている。また、サラウンド及びダストキャップも紙でできていてもよい。用途によっては、スピーカーが水にさらされる自動車などの環境においてラウドスピーカーは使用される。木材パルプでできている普通の紙は、水にさらされる場合、振動板として良好に機能しないことがある。紙が水を吸収すると、その質量が増加し、その剛性が低減して、その質量及び剛性の双方は、モーターが振動板を動かすときに発生する音に影響を与える。アルミやプラスチックなどの他の材料は、使用されると、水に対して耐性はあるが、ラウドスピーカーのコンポーネントとして他の欠点を有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一般的に、一態様において、ラウドスピーカーコンポーネントは、木材パルプ、主疎水性繊維、湿潤時にも剛性を保つ補強繊維およびフッ化炭素を含む複合材から作られる。この複合材は、コンポーネントを形成する紙へ硬化される。
【０００４】
実施例には次の１つ以上の特徴が含まれる。主疎水性繊維はフィブリル化(fibrillated)アクリル繊維を含んでもよい。補強繊維はガラス繊維を含んでもよい。複合材は追加の結合剤を含んでもよい。追加結合剤は副疎水性繊維を含んでもよい。追加結合剤は、ポリプロピレン・フィブリドを含んでもよい。複合材の材料の組成比は、ラウドスピーカーコンポーネント全てにおいて均一であってよい。コーンもラウドスピーカーコンポーネントの１つであってよい。
【０００５】
木材パルプは、複合材の質量の３０％〜７０％を構成してよい。木材パルプは、複合材の質量の３９％を構成してよい。主疎水性繊維は、複合材の質量の１０％〜５０％を構成してよい。主疎水性繊維は、複合材の質量の４０％を構成してよい。補強繊維は、複合材の質量の５％〜３０％を構成してよい。補強繊維は、複合材の質量の１５％を構成してよい。結合剤は、複合材の質量の最大３０％を構成してよい。結合剤は、複合材の質量の５％を構成してよい。フッ素炭素は、複合材の質量の５％以下を構成してよい。フッ素炭素は、複合材の質量の１％を構成してよい。木材パルプは、３５０ＣＳＦ〜７００ＣＳＦの濾水度を有してよい。フィブリル化アクリル繊維は、１０ＣＳＦ〜６００ＣＳＦの濾水度を有してよい。フィブリル化アクリル繊維は、４０ＣＳＦ〜３５０ＣＳＦの濾水度を有してよい。ガラス繊維は、６μｍ〜１３μｍの平均直径を有してよい。ガラス繊維は、２μｍ〜８μｍの平均長を有してよい。
【０００６】
一般的に、一態様において、ラウドスピーカーコンポーネントは、均一な材料組成の複合紙から形成されており、紙の乾燥係数(dry modulus)の少なくとも４０％の湿潤係数(wet modulus)と、ほぼすべて木材パルプから形成されるコーンよりも大幅に高い界面活性剤の耐浸透性と、を有している。
【０００７】
一般的に、一態様において、複合紙の材料は、木材パルプ、フィブリル化アクリル繊維、ガラス繊維、ポリプロピレン・フィブリド、およびフッ素炭素を含んでもよい。
【０００８】
一般的に、一様態において、ラウドスピーカーは、リニアモータと、木材パルプ、フィブリル化アクリル繊維、ガラス繊維、ポリプロピレン・フィブリド、およびフッ素炭素を含む複合材から形成されるコーンと、を含む。
【０００９】
利点には、湿潤時にも剛性と寸法安定性とを維持することが含まれる。トランスデューサー(transducer)のウェットラブ欠陥(wet rub defects)が低減される。乾燥係数は、現在のコーン紙及び従来の紙コーンと同等である。材料は、水浸しに対する良好な耐性、低吸水性、および反りに対する耐性を有する。音響性能が得られ、コーンを、既存の円錐体の製造装置で製造することができる。また、この材料は、高温での優れた耐熱性も有する。
【００１０】
その他の特徴及び利点は、明細書及び請求項から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ラウドスピーカーを示す分解図である。
【図２Ａ】フローチャートである。
【図２Ｂ】フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すラウドスピーカー１０は、上記のような紙製コーン１２を含む。水にさらされるラウドスピーカーの状況において、コーンは、ドライ面１６及びウェット面１８を有すると言われる。ラウドスピーカーの筐体（図示せず）などの他の構造には、コーン１２のドライ面１６に水分が達するのを防ぐことが期待される。（磁石１４ａ、ボイスコイル１４ｂ、ボビン１４ｃ及びポール１４ｄを有する）モーター１４の図１におけるコーン１２のウェット及びドライ面に対する関係は、説明のみのためである。その他の配置も可能であり、例えば、コーン１２の内側は、ウェット面でもよく、どちらの面がウェットで、どちらがドライであるか関係なく、モーター１４は、コーンによって画定される容積の内側に配置されてもよい。図１の例のラウドスピーカーの他のコンポーネントは、通気口２２を有するバスケット２０と、電気接続部２４ａ及び２４ｂと、サスペンション２６と、を含む。
【００１３】
コーン１２が水にさらされているときのラウドスピーカー１０性能を向上させるために、コーン紙を形成するために木材パルプ及び合成繊維の混合物が使用される。主として長繊維を有する軟材からなる標準的な木材パルプは、当業者に既知の標準の湿式化学パッケージとともに使用できる。合成繊維は、例えば補強などによって、紙による水の吸収を防ぐため、かつ水を吸収した場合も紙の材料特性を維持するために選択される。合成繊維に使用される一部の材料は、アクリル、ガラス及びポリプロピレンを含んでいる。同じ原則を、サラウンド、ダストキャップ、または振動板の他の部品などの他のスピーカコンポーネントに、また、一般的な耐水性紙製品に適用することができる。
【００１４】
熱可塑性繊維を含む疎水性繊維は、水の吸収を減らし、かつ優れた柔軟性を有する。実例には、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維又は少なくとも８５％ＰＡＮを含む共重合体などの、フィブリル化アクリルが含まれる。フィブリル化アクリルも、混合において他の繊維との良好な絡み合いをもたらし、優れた構成と保持力とを供給する。その他の使用可能な疎水性繊維には、ポリプロピレン、モダクリル繊維（３５％〜８０％のＰＡＮ有する）、ポリエステル、オレフィンまたはポリエチレン、ポリアミド（ナイロン）及びポリ乳酸が含まれる。市販の特殊繊維などの複数の他の合成疎水性繊維も有用であり、それらには、ＰＶＣ（ｖｉｎｙｏｎ）、ポリ塩化ビニリデン（ダウケミカル社のサラン（商標）樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン（イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニー（デュポン）社のテフロン（登録商標）繊維）、ポリウレタン−ポリエチレン・グリコール（ＰＵ−ＰＥＧ）ブロック共重合体（スパンデックス、例えば、インビスタ社のライクラ（登録商標）ファイバー）、アラミド（デュポン社のＫｅｖｌａｎ（登録商標）およびＮｏｒｍｅｘ（登録商標）繊維を含む芳香族ポリアミド）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、芳香族ポリエステル（株式会社クラレのベクトラン繊維）、熱硬化性ポリウレタン（東洋紡社のザイロン（登録商標）繊維）及びポリエーテルエーテルケトン（Ｚｙｅｘ株式会社から入手可能なＰＥＥＫ）が含まれる。
【００１５】
ガラス繊維は、湿潤時の紙の剛性などの材料特性を維持するために役立つ。ガラス繊維の表面は、複合材料の水吸収をさらに減らすためにシロキサンで処理することができる。同様に疎水性であるポリプロピレン・フィブリドは、互いの混合において他の繊維への付着性（または結合性）をもたらす。この付着性は材料の構造安定性をもたらす。ポリプロピレン・エマルジョン、ポリウレタン（ＰＵ）エマルジョン、反応性エポキシ、フェノール樹脂粉末などの他の結合材料が使用されてもよい。ある例では、フィブリル化アクリルも結合材料として機能する。合成繊維に加えて、フッ素化炭素は、水の浸透又は吸収に対する追加的な耐性をもたらす。ある例では、ｐＨ７未満において陽性に帯電されたカチオン性フッ素樹脂は、繊維に追加的な耐水性及び耐グリース性の双方を与える。
【００１６】
所定の用途に必要な特定の材料特性と、様々な特性の相対的な重要性と、に応じて、木材繊維と合成繊維との様々な比率を用いることができる。たとえば、ガラスの含有量が増えると、湿潤係数が向上する。３５０〜７００のＣＳＦ（カナダ標準型濾水度：Canadian Standard Freeness）を有する木材パルプは、主要コンポーネントで１つでありながら、複合材の質量の３０％〜７０％を構成することできる。１０〜６００のＣＳＦ、より好ましくは４０〜３５０のＣＳＦを有するパルプの疎水性繊維は、複合材の質量の１０％〜５０％を構成することができる。追加的な結合繊維もまた、質量の３０％以下を構成することができる。メーカーの仕様書上で６μｍ〜１３μｍの平均直径と２ｍｍ〜８ｍｍの平均長を有する補強繊維は、質量の少なくて５％ほどか、多くて３０％ほどであってよい。もし少しでもフッ化炭素が使われていれば、それは質量の多くて５％ほどを構成してもよい。
【００１７】
一実施形態において、複合材には、（質量の）３９％の４７８ＣＳＦの濾水度を有する木材繊維、２０％の６０ＣＳＦの濾水度を有するフィブリル化アクリル繊維、２０％の３ｍｍの長さで１１μｍの直径を有するガラス繊維、及び、１％のフッ素化炭素が含まれる。別の実施形態において、複合材には、３９％の木材繊維、４０％のフィブリル化アクリル繊維、１５％のガラス繊維、及び、１％のフッ素化炭素が含まれる。ある例では、木材は、最大６００ＣＳＦの初期濾水度から使用されるより低い濾水度まで解繊され(refined)または「叩解され」る。ある例では、木材繊維を解繊又は叩解を行う必要がない。これらの複合材は、従来の紙コーンに比べて、ウェットテストにおける弾性係数の増加を示している。２０％のガラス組成では、複合コーンの湿潤係数（紙が湿潤しているときの弾性係数）は、最大０．８ＧＰａであり、標準的なコーン紙の最大０．３ＧＰａより大幅に高くなっている。また、２０％のガラス組成コーンは、従来の紙コーンより、水にさらされてから、乾燥されたとき（６５℃で６５時間９５％ＲＨにさらされて、８０℃で６時間乾かされる）の反りが８２％減少したことを示している。１５％のガラスを含む第２の複合材では、複合コーンの湿潤係数が０．８ＧＰａであり、標準的なコーン紙の最大０．３ＧＰａよりも大幅に高くなっている。５９％の木材繊維、２０％のアクリル繊維、２０％の複合ポリエステル繊維および１％のフッ化炭素を含む第３の複合材も、従来の紙の湿潤係数より高い湿潤係数（最大０．３ＧＰａに対して最大０．４ＧＰａ）を有する。３つの複合材すべては、石鹸などの界面活性剤含む水溶液の大幅に長い浸透時間を示しており（フルサイズのブリットジャー(Britt Jar)及びミニブリットジャー(Mini Britt Jar tests)の両テストにおいて、石鹸と水との比を１：６９．５で試験されると、１〜８時間未満に対して３〜１００時間）、ガラスを含む複合材は、ガラスなしの複合材より短時間を有している。また、ガラスを含む複合材の双方は、従来の紙より低い水分吸収のための増量を示している（最大３５％に対して最大１５％）。他の複合材には、ポリエステル繊維に代えて結合材としてフェノールを使用し、それ以外は第３の複合材（すなわち、５９％の木材、２０％のアクリル繊維、２０％のフェノールパウダー及び１％のフッ化炭素）と同様であり、０．４ＧＰａという同様の湿潤係数を有する。
【００１８】
クロトウヒから作られる、カナダのケベック州ルベル−シュル−ケヴィヨンのドムター株式会社のＱ−９０、または、ベイスギから造られる、カナダのブリティッシュ・コロンビア州バンクーバーのＣａｎｆｏｒ  Ｐｕｌｐ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ社のＨＳ４００パルプ、ベイスギから作られる、オレゴン州ポートランドのＰｏｐｅ＆Ｔａｌｂｏｔ社のＨａｒｍａｃ  ＫｌＯＳパルプなどの典型的な製紙木材繊維がよく使用される。アクリル繊維については、例には、コネチカット州シェルトンのＥＦＴ／Ｓｔｅｒｌｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒｓ社のフィブリル化アクリル繊維ＣＦＦ１１４−３が含まれる。日本東京の三井化学機能加工製品事業部の製品Ｙ６００などのポリプロピレン・フィブリドは、目標とされた、湿潤時の水吸収の削減及び寸法安定性を可能にする。上記の寸法のガラス繊維は、ラトビアのＪＳＣ  Ｖａｌｍｉｅｒａ  Ｇｌａｓｓ社のＥＣ−１１−３−ＳＰなどが入手できる。好適なフッ化炭素には、ニュージャージー州ベーヨンのＡＧＣ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａｓ社のＡｓａｈｉＧｕａｒｄ  Ｅ６０「Ｃ６環境にやさしいフッ化炭素」が含まれる。
【００１９】
ある例では、紙は、図２Ａに示す工程１００にしたがって形成される。ビーター(beater)または水力パルパー(Hydropulper)などの高せん断を供給する他の方法を使って、水懸濁にアクリル繊維を分散する（１０２）。それから、ポリプロピレン・フィブリドを、アクリル繊維に追加し（１０４）、その混合物を再び分散させる（１０６）。解繊された木材パルプ及びフッ化炭素を追加して（１０８）、全ての混合物を混合する（１０８）。前の混合工程においてガラス繊維を損傷することを避けるために、最後にガラス繊維を追加して（１１２）、その混合物を分散させる（１１４）。
【００２０】
ある例では、図２Ｂに示す変形工程１２０にしたがって形成される。木材混合物を用意し、フッ化炭素を追加する（１２２）。できればパルプ混合工程より十分前に、アクリル繊維及びポリプロピレン・フィブリドを分散させ、予備混合する（１２４）。アクリル／ポリプロピレン混合物を木材／フッ化炭素混合物と合わせて、混合容器で混合する（１２８）。ガラスを追加して（１３０）、混合容器で混合物へと分散する（１３４）。
【００２１】
混合工程が完了した後、当技術分野で既知の紙成型工程を用いてコーンが形成され硬化される。ある前記例では、組成材料から形成される紙全体の密度は、従来の紙と同じであり、それは、従来のコーンと同じ寸法のコーンが同じ質量を有するということである。それぞれに合った他の成形工程を利用して、その他の紙製品も同じ混合物から形成することができる。
【００２２】
この複合材を使って作られた複合コーンは、典型的なコーン紙に近い乾燥係数を有することが判明している。しかし、複合コーンは、湿潤時および湿潤−乾燥サイクルにおいて、従来の紙よりはるかに優れた剛性および寸法安定性を維持する。湿潤時に剛性および安定性を維持することによって、（ボイスコイルがポール片又はフロントプレートに擦れる）ウェットラブ欠陥を低減できる。複合材料は、他のラウドスピーカーコンポーネントの耐久性を向上させる、ソープ浸透に対する優れた耐性と、濡れたときの質量負荷を回避する低い水吸収性と、経時的な性能の変動を減少する反りに対する耐性と、を有する。複合材料は、高温に対しても優れた耐性を維持する。
【００２３】
以下特許請求および出願人が権利を与えられるかもしれないその他の特許請求の範囲を逸脱しないその他の実施例が存在するだろう。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ラウドスピーカー
１２  コーン
１４  モーター
１４ａ  磁石
１４ｂ  ボイスコイル
１４ｃ  ボビン
１４ｄ  ポール
１６  ドライ面
１８  ウェット面
２０  バスケット
２２  通気口
２４ａ、２４ｂ  電気接続部
２６  サスペンション
【図１】
2011517539.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【国際調査報告】
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