(57)【要約】【課題】  耐湿性、音響特性に優れ、かつ生分解性を損なわない音響紙振動板を提供する。【解決手段】  生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙で音響紙振動板を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙で形成されて成る
ことを特徴とする音響紙振動板。
【請求項２】
生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンを内部添加サイズ剤として用い、内部添加サイズ処理された紙振動板を備えている
ことを特徴とする音響トランスジューサ機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響紙振動板及びこの音響紙振動板を有してなるスピーカを中心とする音響トランスジューサ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ等の音響トランスジューサ機器に用いる音響振動板には、パルプを製紙（抄造）法で製作した紙振動板が多く使用されている。紙は吸湿性を有することから、使用環境下の湿度状態によって吸湿し音響振動板で重要視されるヤング率、強度等に大きく影響を与える。この影響を最小限に抑えるために、紙振動板にはサイズと称される処理を施し、耐湿性を向上させていた。
【０００３】
サイズ処理は、内部添加、外部添加の２種類に大別され、一般に図３に示すように分類される。内部添加は、図３Ａに示すように抄造時にサイズ処理する。外部添加は、図３Ｂに示すように抄造後の紙にサイズ剤を塗布し、あるいは抄造後の紙にサイズ剤を含浸する。内部添加とは、紙層の内部にサイズ剤が存在し、表面にはその一部が露出しているような状態になるよう加工する処理である。これに対して外部添加とは、紙層の内部にサイズ剤があまり入らず、表面を覆うように加工する処理である。
【０００４】
内部添加に用いられるサイズ剤としては、ラテックスと称される天然ゴム、合成ゴムの微粒子を水に分散されたものが多く使用される。サイズ剤はラテックス以外に天然樹脂（松脂）を変成したもの、合成高分子から作られたもの等、多数用いられている。一般的な抄造方法における内部添加サイズ処理は、あらかじめ紙の原料であるパルプを水中に分散した、いわゆるパルプスラリーにサイズ剤を添加、分散した後に硫酸バンド（硫酸アルミニウム：Ａｌ２（ＳＯ４ ）３ １８Ｈ２ Ｏ）水溶液をサイズ剤定着剤として加え、パルプ繊維表面にサイズ剤を定着させる。このパルプスラリーを抄造して紙を得る。物性（強度等）の向上、耐湿性等のサイズ効果は、抄造時の乾燥工程でパルプ表面へのサイズ剤が融解して皮膜化あるいは分散して得られる。
外部添加サイズ処理は、抄造された紙へのサイズ剤の塗布、含浸である。用いられるサイズ剤は、天然樹脂、セルロースを変成したニトロセルロース、酢酸セルロースあるいは合成高分子材料を溶液化、エマルジョン化しものである。
【０００５】
音響紙振動板については特許文献１，２に記載されている。特許文献１では、コーン紙の上にバクテリアセルロースを含む塗布層を形成した音響紙振動板が記載されている。特許文献２には、ガラス粒子とポリアミド樹脂とを含んでなる複合体を含有する抄造体で音響紙振動板が記載されている。
【特許文献１】特開平９−８４１７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の音響紙振動板は、上述したサイズ剤、サイズ処理を施し、耐湿性、強度を向上させて用いられてきた。しかし、対環境性の面から見ると、紙の主成分であるパルプは生分解性があり環境的には問題ない材料であるが、使用するサイズ剤は生分解性が無く、紙の持つ対環境性を阻害する問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑み、音響紙振動板の主成分であるパルプの生分解性を阻害することなく、音響紙振動板に要求される耐湿性、強度向上等の特性を維持し、かつ対環境性に優れた音響紙振動板、及びこの音響紙振動板を備えた音響トランスジューサ機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る音響紙振動板は、生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙で形成されて成ることを特徴とする。
【０００９】
本発明の音響紙振動板では、ポリ乳酸樹脂エマルジョンを内部添加サイズ剤として用いることで、紙の生分解性を損なうことがない。また、この音響紙振動板は、耐湿性が向上すると共に、ポリ乳酸の弾性率等の物性が紙振動板に反映し、音響特性も向上する。
【００１０】
本発明に係る音響トランスジューサ機器は、上記の生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙振動板を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の音響トランスジューサ機器では、音響紙振動板が生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙で形成されるので、音響紙振動板の耐湿性、音響特性を維持しつつ、音響紙振動板の生分解性を損なうことがない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る音響紙振動板によれば、ポリ乳酸樹脂エマルジョンを内部添加サイズ剤として使用することにより、対環境性が向上し、良好な耐湿性、音響特性を有した音響紙振動板を実現することができる。
本発明に係る音響トランスジューサ機器によれば、上述の音響紙振動板を備えることにより、対環境性に優れた音響トランスジューサ機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
ポリ乳酸は植物由来の高分子材料であり、使用後にコンポスト（堆肥）化処理により水と二酸化炭素に分解、即ち生分解し、再び光合成により植物に戻る資源循環系の生分解性高分子である。ポリ乳酸は成形材料として開発され、射出成形品、繊維、あるいはフィルムとして多く用いられている。近年、更なる用途拡大を目指したポリ乳酸を微細化し、水に分散したいわゆるエマルジョンが市販され、ホットメルト接着剤、紙等の表面に塗布するコート材として用いられている。
【００１５】
本発明者は、製紙におけるパルプスラリーにポリ乳酸樹脂エマルジョンを加え、硫酸バンド（硫酸アルミニウム：Ａｌ２（ＳＯ４ ）３ １８Ｈ２ Ｏ）を加えることでパルプの表面にポリ乳酸が定着すること、すなわちポリ乳酸樹脂エマルジョンが内部添加サイズ材として適用可能であり、更にサイズ処理した紙の特性を検討した結果、スピーカ等の音響紙振動板に適することも見出し、優れた音響特性と対環境性の良い音響紙振動板の完成に至った。
【００１６】
すなわち、本実施の形態は、内部添加サイズ剤として生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンを用い、このポリ乳酸樹脂エマルジョンによる内部添加サイズ処理を行った紙により、スピーカ等の音響トランスジューサ機器に使用する音響紙振動板を構成する。また、このような音響紙振動板を備えた音響トランスジューサ機器を構成する。
【００１７】
本実施の形態に係る音響紙振動板によれば、ポリ乳酸樹脂エマルジョンによって内部添加サイズ処理された紙で構成されることにより、生分解性を損なうことがなく対環境性を向上することができる。しかも、耐湿性に優れ、音響特性も向上する。
また、本実施の形態に係る音響トランスジューサ機器によれば、このような対環境性、耐湿性、音響特性の良い音響紙振動板を備えることにより、環境に配慮した音響トランスジューサ機器を提供することができる。
【実施例】
【００１８】
以下に本発明を、実施例を挙げて説明するが、これらは本発明の代表的太陽を例示するものであり、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
〔実施例１〕
未晒クラフトパルプをＴＡＰＰＩ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｌｐ  ａｎｄ  Ｐｓｐｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ：アメリカ）規格に基づき、濾水度５００ｍｌ（カナダ標準）のパルプスラリーに調整した。このパルプスラリーに乾燥重量比（固形分）２０％のポリ乳酸樹脂エマルジョンを加え、硫酸アルミニウム５％を添加してポリ乳酸樹脂エマルジョンをパルプ表面に定着させた後、ＴＡＰＰＩ抄紙機により、大きさ２００ｍｍ×２５０ｍｍ、約９５．０ｇ／ｍ２の試料を作成した。
ポリ乳酸樹脂エマルジョンは、ランディＰＬ−２０００：ミヨシ油脂（株）製を用いた。
【００２０】
〔比較例１〕
未晒クラフトパルプをＴＡＰＰＩ規格に基づき、濾水度５００ｍｌ（カナダ標準）のパルプスラリーに調整しＴＡＰＰＩ抄紙機により、大きさ２００ｍｍ×２５０ｍｍ、約９１．０ｇ／ｍ２のパルプ単独の比較試料１を作製した。
【００２１】
〔比較例２〕
未晒クラフトパルプをＴＡＰＰＩ規格に基づき、濾水度５００ｍｌ（カナダ標準）のパルプスラリーに調整した。このパルプスラリーに、サイズ剤としてゴム系ラテックス（ニポール１５７１：日本ゼオン（株）製）パルプ比２０％を加え、硫酸アルミニウム５％を添加してゴム系ラテックスをパルプ表面に定着させた後、ＴＡＰＰＩ抄紙機により、大きさ２００ｍｍ×２５０ｍｍ、約９４．６ｇ／ｍ２の比較試料２を作成した。
【００２２】
〔測定１〕
実施例１で作製したポリ乳酸樹脂エマルジョンを内部添加サイズ剤とした試料、比較例１のパルプ単独の試料、比較例２のゴム系ラテックスを内部添加サイズ剤とした試料を、それぞれ用い、乾燥時、湿潤時の引っ張り強度及び伸びを測定し、サイズ効果を比較した。表１に結果を示す。
測定条件
試料サイズ：長さ１５０ｍｍ、幅１５ｍｍ
引っ張り速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
乾燥試料：室温保存（約２５℃  湿度３５％）２４時間以上
湿潤試料：イオン注入交換水に３０分間、浸漬した後表面の水を濾紙で除去
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１の結果によれば、湿潤時の引っ張り強度について比較例１のパルプ単独の試料と比較すると、実施例１のポリ乳酸サイズを用いた試料の方が４倍の値を示しており、サイズ効果が大きいことが明らかである。また、従来のラテックスサイズと比較してもポリ乳酸サイズの方がサイズ効果が大きい。以上のことからポリ乳酸樹脂エマルジョンはパルプに吸着されサイズ効果を示すことが明らかである。
【００２５】
〔測定２〕
実施例１、比較例１、比較例２で作製した各試料を振動リード法を用い、ヤング率と内部損失（ｔａｎδ）の振動周波数依存性の測定を行った。結果を図１に示す。図１において、グラフａ1 ，ａ2 はパルプ単体の試料、グラフｂ1 ，ｂ２はポリ乳酸サイズ内部添加の試料、グラフｃ1 ，ｃ2 はラテックスサイズ内部添加の試料である。
ポリ乳酸サイズ内部添加の試料は、ラテックスサイズ内部添加の試料に比較してヤング率が高い。また、内部損失を比較すると、ラテックスサイズ内部添加の試料は高周波数領域での低下が著しく、これに対してポリ乳酸サイズ内部添加の試料はパルプ単体の試料と同程度の内部損失を示し、高周波数領域まで比較的安定している。すなわち本発明に係るポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として用いた紙は、物性の周波数依存性が見られず、音響振動板材料に適した物性を有していることが明らかである。
【００２６】
〔実施例２〕
上記実施例１のポリ乳酸サイズ内部添加の紙材料を用いてスピーカーコーンを作り、口径１２ｃｍフルレンジスピーカを作製した。比較するために、上記比較例２のラテックスサイズ内部添加の紙材料を用いて同様にスピーカーコーンを作り、口径１２ｃｍフルレンジスピーカを作製した。両者の周波数特性を測定比較した結果を図２に示す。実線ａ3 はポリ乳酸サイズ内部添加の紙材料によるスピーカの特性、破線ｃ3 はラテックスサイズ内部添加の紙材料によるスピーカの特性である。図２から明らかなように、ポリ乳酸サイズ内部添加の紙材料によるスピーカの特性ａ3 は、高いヤング率と高周波数まで安定した内部損失が反映し、ピストン領域が１ｃから１ａに拡大し、高周波数領域での分割振動によるピークディップが低減することが確認される。２ａ，２ｃはそれぞれの分割振動領域を示す。
【００２７】
〔測定３〕
生分解製の確認を市販されているプランター用土に、実施例１、比較例１、比較例２で夫々作製したポリ乳酸サイズ内部添加の紙、パルプ単体の紙、ラテックスサイズ内部添加の紙を、１ヶ月間埋設し、その状態を観察した。プランター用条件は、温度を約３０℃、水分率３０％とした。
その結果、ポリ乳酸サイズ内部添加の紙及びパルプ単体の紙は、ぼろぼろの紙片状態が観察されたが、ラテックスサイズ内部添加の紙は状態がしっかりしており、分解の様子が確認されなかった。目視観察ではあるが、ポリ乳酸サイズは紙と同等の分解性を有することが確認された。
【００２８】
上述の検証結果から、本発明に係るポリ乳酸サイズ内部添加の紙から作製した音響紙振動板は、対環境性に優れ、かつ良好な耐湿性、音響特性を有する。従って、この音響紙振動板を使用したスピーカ等を含む音響トランスジューサ機器においても、対環境性に優れ、かつ良好な耐湿性、音響特性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るポリ乳酸サイズ内部添加の紙、従来のパルプ単体の紙及びラテックスサイズ内部添加の紙の夫々のヤング率と内部損失（ｔａｎδ）の振動周波数依存性を示すグラフである。
【図２】本発明に係るポリ乳酸サイズ内部添加の紙でコーンを作製したスピーカと、従来のラテックスサイズ内部添加の紙でコーンを作製したスピーカとの周波数特性を示すグラフでる。
【図３】Ａ，Ｂ  サイズ処理の内部添加及び外部添加の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
ａ1 ，ｂ1 ，ｃ1 ・・ヤング率の振動周波数依存性のグラフ、ａ２，ｂ2 ，ｃ2 ・・内部損失（ｔａｎδ）の振動周波数依存性のグラフ、ａ3 ，ｂ3 ・・スピーカの周波数特性を示すグラフ、１ａ，１ｃ・・ピストン領域、２ａ，２ｃ・・分割帯域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月2日(2005.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙で形成されて成る
ことを特徴とする音響紙振動板。
【請求項２】
生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンを内部添加サイズ剤として用い、内部添加サイズ処理された紙振動板を備えている
ことを特徴とする音響トランスジューサ機器。
【請求項３】
前記紙振動板を備えたスピーカとして構成された
ことを特徴とする請求項２に記載の音響トランスジューサ機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る音響トランスジューサ機器は、上記の生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙振動板を備えていることを特徴とする。
本発明に係る音響トランスジューサ機器は、上記の紙振動板を備えたスピーカとして構成されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の音響トランスジューサ機器では、音響紙振動板が生分解性高分子材料であるポリ乳酸樹脂エマルジョンをサイズ剤として内部添加された紙で形成されるので、音響紙振動板の耐湿性、音響特性を維持しつつ、音響紙振動板の生分解性を損なうことがない。
本発明のスピーカでは、上記の音響紙振動板を備えることにより、紙振動板の耐湿性、音響特性を維持しつつ、紙振動板の生分解性を損なうことがない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る音響紙振動板によれば、ポリ乳酸樹脂エマルジョンを内部添加サイズ剤として使用することにより、対環境性が向上し、良好な耐湿性、音響特性を有した音響紙振動板を実現することができる。
本発明に係る音響トランスジューサ機器によれば、上述の音響紙振動板を備えることにより、対環境性に優れた音響トランスジューサ機器を実現することができる。
本発明に係る音響トランスジューサ機器としてのスピーカによれば、上述の音響紙振動板を備えることにより、対環境性に優れ、良好な耐湿性、音響特性を有したスピーカを実現することができる。