(57)【要約】【課題】本発明は、ヤング率等の物理特性に優れ、成形及び加工適正に優れた音響振動板を提供することを課題とするものである。【解決手段】フィルム形成能を有する水溶性ヘミセルロースのうち、高いヤング率を示すもので音響用振動板の作成が可能であることを見い出し、大豆由来の水溶性ヘミセルロース及びプルランを振動板に用いることにより、音響特性、成形及び加工適正に優れた音響振動板を得る。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性ヘミセルロースからなる音響用振動板。
【請求項２】
水溶性ヘミセルロースが大豆の子葉由来である請求項１に記載の音響用振動板。
【請求項３】
水溶性ヘミセルロースと織布叉は不織布からなることを特徴とする音響用振動板。
【請求項４】
織布叉は不織布が、セルロース、炭素繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、絹から選ばれる少なくとも１種類よりなることを特徴とする請求項３に記載の音響用振動板。
【請求項５】
水溶性ヘミセルロース若しくは水溶性ヘミセルロースに織布叉は不織布を添加したものを成形部材上に塗工若しくは成形部材上で抄造し、振動板の形状に成形することを特徴とする音響用振動板の製造方法。
【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、マイクロホンなどの音響機器の振動板に関するものであり、特に水溶性ヘミセルロースを使用した音響用振動板、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音響振動板には縦波伝達速度が大きいことが要求されることから、軽くてヤング率が大きい材料が有利である。音響振動板の材料は従来紙が中心として用いられてきた。近年、音響用振動板の材料として、高分子材料や金属，セラミックス等の紙以外の素材が使用されるようになっているが、製造が容易であること、適度な内部損失を有すること、音質を左右する要因（パルプの種類、フリーネス、サイズ剤、紙力増強剤等）が非常に多いため多様な音質要求に対応し得ること等から、紙を主体とする紙振動板の占める割合は依然として高く、音響用振動板の過半数を占めている。
【０００３】
一方、上述の紙振動板では、強度（剛性）の点で不満足な場合が多く、再生周波数帯域が狭いという欠点を有している。このため、従来は、これを解決するために、セルロース系繊維にカーボン繊維やアラミド繊維の如き強化繊維を混抄することが行われていた。また、特許番号２９５３７４３号に示される様に、植物セルロースに代わり、ミクロフィブリル化したバクテリアルセルロースを用いた音響用振動板が開発されている。
【０００４】
しかしながら、上記の強化繊維は、セルロース系繊維と異なり、水素結合を行わないため、その効果を発揮させるためには結合剤を多量に使用する必要が生じ，製造方法（　特公平７−３６６３６）が煩雑になる等の問題が発生する。また、このような強化繊維を多量に混抄すると、これら強化繊維の添加による内部損失の低下や非セルロース系素材の混入による音質的異質感・違和感等の問題が生ずる。
【０００５】
バクテリアルセルロースはヤング率が大きく振動特性に優れる反面、非常に高価であり、広く利用されていないのが現状である。更に、振動板を補強部材上で成形乾燥した後、この補強部材から剥がし取る際に、力を加えることより、振動板が破損する恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、強化繊維等の素材を使用せずに振動板の特性，特に強度の向上を図り、再生周波数帯域の拡大を図るとともに、強度の向上に伴う内部損失の低下を防止することが可能な音響用振動板を提供するものである。更に本発明は、成形及び加工適正に優れ、ヤング率の高い振動板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、強度が高く音響特性に優れた振動板を開発することを目的に鋭意研究した結果、水溶性ヘミセルロースで形成したフィルムがセルロース紙以上の高強度を有するとともに、通常のセルロース系繊維と同様に強化繊維をあまり使用せずにコーン紙等に加工することができるという知見を得、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、水溶性ヘミセルロースからなる音響用振動板であり、水溶性ヘミセルロースが大豆の子葉由来のものである。さらに本発明は、水溶性ヘミセルロースと織布または不織布からなる音響用振動板であり、この織布または不織布がセルロース、炭素繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、絹から選ばれた１種以上をよりなるものである。また本発明は前記の水溶性ヘミセルロース若しくは水溶性ヘミセルロースと織布または不織布を塗工または抄造することにより振動板を形成する音響用振動板の製造法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の水溶性ヘミセルロースとしては、分離大豆蛋白を製造する過程で生じるオカラより抽出した水溶性大豆ヘミセルロースを使用することが出来る。水溶性大豆ヘミセルロースを使用する場合、必要に応じて、特開平５−２３０１０１に記載の方法にて不溶化処理をした後使用することも出来る。また、微生物由来のヘミセルロースとしては、糸状菌であるＡｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ　ｐｕｌｌｕｌａｎｓが産生するプルランを使用することが出来る。
【０００９】
原料であるオカラから水溶性大豆ヘミセルロースを調製する際の条件は、特開平５−３２７０１に記載の方法で調製することができる。抽出はｐＨ４．０からｐＨ７．０の範囲、より好ましくはｐＨ４．０からｐＨ５．０の範囲にて抽出すると良い。このｐＨ域から外れた範囲において抽出された熱水抽出物には、本発明が目的として期待する充分な機能は発現されない。ｐＨ４．０未満の強酸性域、或いは、ｐＨ７．０以上のアルカリ性域で抽出したヘミセルロースはフィルム形成能が減少してしまい振動板としての機能が現れ難い。
【００１０】
抽出後の水溶性画分を分画した後、そのまま乾燥しても使用は可能だが、電気透析、イオン交換樹脂処理等によってミネラル成分を除去（脱塩）した方が良く、また活性炭処理或いは樹脂処理或いはエタノール沈澱処理をして疎水性物質或いは低分子物質を除去（精製）し乾燥することによって、より品質の良好な水溶性大豆ヘミセルロースを得ることができる。更に、ＵＦ膜やセラミックフィルター分離によって低分子物質を除去（精製）することによっても、より品質の良好な水溶性食物繊維を得ることができる。
【００１１】
本発明における水溶性大豆ヘミセルロースは、その分子量がどの様な値のものでも使用可能であるが、好ましくは平均分子量が数万〜数百万、より好ましくは数万から数十万で、具体的には５万〜５０万であるのが好ましい。なお、この明細書において平均分子量は標準物質プルラン（昭和電工（株））を標準物質として、ＴＳＫ−ＧＥＬ　Ｇ５０００ＰＷＸＬカラムを用いたゲル濾過ＨＰＬＣで測定した値である。この水溶性大豆ヘミセルロースは、ガラクツロン酸、ガラクトース、ラムノース、アラビノース、キシロース、フコース、マンノース、及びグルコースを含む。なお、ウロン酸の測定は　Ｂｌｕｍｅｎｋｒａｎｔｚ　法により、中性糖の測定はアルジトールアセテート化した後ＧＬＣ　により測定されたものである。また、当該水溶性食物繊維の粘度は特に制限されるものではないが、１０％　濃度の水溶液において２０℃で１０〜５００ｃＰｓ、好ましくは２０〜４００ｃＰｓ　、より好ましくは１００〜３００ｃＰｓ　の粘度を与える。
【００１２】
また、微生物由来のヘミセルロースであるプルランもフィルム形成されれば使用することができる。
【００１３】
前述の水溶性ヘミセルロースは、単独で透明な振動板を形成することが出来、従来のスピーカーの範疇を越えた装飾品的な利用を図ることが出来る。また、補強材として炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維等の高分子繊維を配合することも可能である。また、サイジング剤等の紙添加剤を必要に応じて添加することが出来る。
【００１４】
本発明において、水溶性ヘミセルロースを振動板に成形するには、抄紙機の底部に成形部材（抄紙網）を設置し、この抄紙網上に補強材を載置してこの上に水溶性ヘミセルロースの溶液を供給して抄紙する。ついで抄紙された抄造物を乾燥工程に移行するが、このとき抄造物を抄紙網のまま乾燥工程に移行してもよいが、抄紙網から剥がし取って乾燥工程に移行してもよい。また、乾燥後は前述の補強材を水溶性ヘミセルロースで成形した抄紙から剥がして単独で音響用振動板とすることが出来るが、そのまま一体化した状態で複合振動板とすることも出来る。或いは、シート状の成形部材に水溶性ヘミセルロース液を塗工し、その後乾燥することによっても振動板が得られる。
【００１５】
本発明の音響用振動板の形状は抄造する際の成形部材の形状に依存するが、シート状に成形して、リボン状或いは平板状スピーカー用の振動板に成形することもできる。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例示によって制限されるものではない。尚、例中の％は何れも重量基準を意味する。
【００１７】
〔水溶性大豆へミセルロースの調製例〕
分離大豆蛋白製造工程において得られたオカラ１００部（水分８０％）に２倍量の水を加え、塩酸にてｐＨを４．５に調整し、１２０℃で１．５時間加熱抽出した。冷却後に遠心分離（１０，０００Ｇ×３０分）し、上澄と沈澱部に分離した。こうして得た沈澱部に更に等量の水を加えて水洗し、再度遠心分離した。この上澄と先の上澄とを一緒にして電気透析による脱塩処理、活性炭カラムによる精製処理を施した後、噴霧乾燥して水溶性大豆へミセルロースを得た。
【００１８】
実施例１
先の調製例で得られた水溶性大豆へミセルロースの５％水溶液をガラスシート上に厚さ１ｍｍになるように塗布し、８０℃で乾燥して大豆へミセルロースシートを得た。この大豆へミセルロースシートの特性を振動リード法により測定した結果ヤング率は８．６ＧＰａであった。
【００１９】
次いで、この大豆へミセルロースシートを振動板とするペーパーハニカムを作成した。なお、ここでコアとしては、セルサイズ３ｍｍ、厚さ２．８ｍｍ（特公平７−３６６３６）のＫＣＭ２．８を使用した。得られたペーパーハニカムを使用して６０ｍｍ角の平面スピーカーを作製し、サンプル１とした。
【００２０】
実施例２
実施例１において、水溶性大豆へミセルロースの代わりに市販のプルラン（（株）林原製）を用いてプルランシートを得た。このプルランシートの特性を振動リード法により測定した結果ヤング率は８．０ＧＰａであった。
【００２１】
次いで、このプルランシートを振動板とするペーパーハニカムを作成し、これを用いて先のサンプル１と同様の平面スピーカーを作製し、サンプル２とした。
【００２２】
比較例１
比較のため、サンプル１と同様のコアを用いクラフト紙を振動板とするペーパーハニカムを作成し、これを用いて先のサンプル１と同様の平面スピーカーを作製し、比較サンプル１とした。なお、ここで用いたクラフト紙の特性としてヤング率は１．２ＧＰａであった。
【００２３】
大豆へミセルロースシートはクラフト紙と比較して約７．２倍の高いヤング率を示し、プルランシートはクラフト紙と比較して約６．７倍の高いヤング率を示した。このことから大豆へミセルロースシート及びプルランシートは音響用振動板として優れた性質を持つことがわかる。また、これらサンプル１、サンプル２、及び比較サンプル１を用いて、２０名によるリスニング試験を行った。その結果、サンプル１は比較サンプル１に比べて、１５名が低音の厚みが増し、高域が明瞭になったと解答した。また残り５名が低音の厚みが増したと解答した。また、サンプル２は、１３名が低音の厚みは比較サンプル１と大差ないが、高域が明瞭になったと解答し、残り７名が低音の厚みが増したと解答した。このことから、大豆へミセルロースシート及びプルランシートを用いると、全音域において音質が大幅に改善されたことがわかる。また、大豆へミセルロースシートの方がプルランシートよりも、より音質改善効果が認められた。
【００２４】
実施例３
先の水溶性大豆へミセルロース調製例で得られた水溶性大豆へミセルロースに、サイズ材としてロジンサイズを４％（固形分比），硫酸ばん土を４％（固形分比）をそれぞれ加えた後、通常の抄紙方法によりコーン紙を作製した。得られたコーン紙の特性を振動リード法により測定した結果ヤング率は６．５ＧＰａであった。次いで、このコーン紙を用いて口径１６ｃｍのフルレンジ・スピーカーユニットを試作しサンプル３とした。
【００２５】
比較例２
比較のため、通常のクラフトパルプにより作製されるコーン紙を用いて先のサンプル２と同様のフルレンジ・スピーカーユニットを作製し、比較サンプル２とした。なお、ここで用いたコーン紙の特性としてヤング率は１．６ＧＰａであった。
【００２６】
コーン紙の特性は、サンプル３のコーン紙が比較サンプル２のコーン紙の約４．１倍の高いヤング率を示し、音響用振動板として優れた性質を持つことがわかる。また、サンプル３及び比較サンプル２を用いて、２０名によるリスニング試験を行った。その結果、サンプル３は比較サンプル２に比べて、１５名が低音の厚みが増え、高域が明瞭になったと解答した。また残りのうち４名が低音の厚みが増し、１名が高域が明瞭になったと解答した。このことから、大豆へミセルロースシートを用いると、全音域において音質が大幅に改善されたことがわかる。
【００２７】
実施例４
振動板成形の為の抄紙網上に、補強材であるポリエステル繊維織布（１００メッシュＮＢＣ工業社製）を置き、先の調製例で得られた水溶性大豆へミセルロースの５％水溶液を塗布して８０℃で２０分間乾燥して複合体を得た。この複合体を半球場の凸部を有する金型を用いて絞り成形加工し、ドーム形の複合振動板を得た（サンプル４）。
【００２８】
比較例３
一般的なセルロース振動板を調製した。実施例４において、水溶性大豆へミセルロースの代わりに針葉樹由来のクラフトパルプをホレンダー型ビーターでカナダ標準濾水度５６０ｍｌまで叩解したものを用いる以外は全く同様にして複合振動板を得た（比較サンプル３）。
以上の方法で得られた振動板について、ヤング率を振動リード法により測定した。結果を以下の表１に示した。
【００２９】
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【００３０】
水溶性大豆へミセルロースを用いた複合振動板（サンプル４）は標準的な複合振動板（比較サンプル３）の約３．９倍のヤング率で、振動板として優れた性質を持つものであった。また、本成形法で作成した振動板はピンホールも認められず、強固な振動板を作ることが可能であった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、音響用振動板において、水溶性ヘミセルロースを単独もしくは織布叉は不織布等とともに用いることで、ヤング率が高く、かつ極めて強度の高い振動板が得られ、音質特性の向上を図ることが可能になる。また、成形部材上に水溶性ヘミセルロース若しくは水溶性ヘミセルロースを含む織布叉は不織布を塗工若しくは抄造により振動板を形成し乾燥することで、振動板の破損やピンホール等が少なくなり、加工適正に優れた音響用振動板の製造が可能になる。