(57)【要約】【課題】対環境性に優れ、かつ、軽量でデザイン性に優れたスピーカ振動板を得る。【解決手段】スピーカ振動板を、主に、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物から構成し、その混合物中における生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の各重量比を４５％以上５５％以下、２０％以上３０％以下、２０％以上３０％以下の範囲とした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびパルプの混合物から成り、その混合物中における生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびパルプの各重量比を４５％以上５５％以下、２０％以上３０％以下、２０％以上３０％以下の範囲とすることを特徴とするスピーカ振動板。
【請求項２】
前記生分解性プラスチックは、ポリ乳酸樹脂であることを特徴とする請求項１記載のスピーカ振動板。
【請求項３】
前記パルプは、セルロース系繊維であることを特徴とする請求項１または２記載のスピーカ振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響機器等に使用されるスピーカの音波発生部であるスピーカ振動板に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ振動板は、密度、音速、弾性率および内部損失等の機能性、経済性、加工性ならびに意匠性などを考慮した材料から作製される。スピーカ振動板の代表的な材料としては、ポリプロピレンあるいはポリスチレン等の工業用プラスチック、ポリ乳酸あるいは脂肪族ポリエステル等の生分解性プラスチックなどが挙げられる（例えば、特許文献１）。また、生分解性プラスチックとパルプからなるスピーカ振動板も知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５９２４３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００５−２６０５４６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工業用プラスチックの中でも、特にポリプロピレンは、軽量でかつ易成形性、耐高温高湿特性に優れた樹脂材料である。その反面、ポリプロピレンは、リサイクルされにくい。このため、ポリプロピレン製のスピーカ振動板は、使用後、地中に埋め立て廃棄されることが多い。地中に埋められたポリプロピレン製のスピーカ振動板は、地中の微生物によって分解されず、長期間に渡って地中に残存する。したがって、ポリプロピレン製のスピーカ振動板の対環境性評価は低い。
【０００５】
一方、ポリ乳酸等の生分解性プラスチックで作製されたスピーカ振動板は、地中に埋め立て廃棄されても、地中の微生物によって分解されるので、その対環境性評価は高い。しかし、生分解性プラスチック製のスピーカ振動板は、その樹脂の密度が、上記の工業用プラスチックよりも高いため、その重量が増す。その結果、スピーカからの音波の音圧が低くなってしまう。
【０００６】
また、生分解性プラスチックとパルプとからなるスピーカ振動板は、対環境性およびデザイン性に優れているが、より軽量で、デザイン性の高いスピーカ振動板の要望がある。かかる要望、特に軽量化に対し、パルプ配合率を上げるには限界がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、対環境性に優れ、かつ、軽量でデザイン性に優れたスピーカ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のスピーカ振動板は、主に、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびパルプの混合物から成り、その混合物中における生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびパルプの各重量比を４５％以上５５％以下、２０％以上３０％以下、２０％以上３０％以下の範囲とした。
【０００９】
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、生分解性プラスチックを、ポリ乳酸樹脂とした。
【００１０】
さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、パルプを、セルロース系繊維とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、対環境性に優れ、かつ、軽量でデザイン性に優れたスピーカ振動板が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板１０を有するスピーカ１２の断面図である。スピーカ１２は、スピーカ振動板１０以外に、磁気回路１４と、ボイスコイル１６と、ダンパ１８と、フレーム２０と、を備えている。
【００１４】
磁気回路１４は、第１プレート２２と、マグネット２４と、第２プレート２６と、を有している。第１プレート２２は、円筒の一方の開口端の外側にドーナツ型の円板を接合した形状をしている。
【００１５】
マグネット２４は、第１プレート２２の円筒部であるセンターポール２８を非接触に囲むリング形状の磁性体である。マグネット２４は、第１プレート２２のドーナツ型の円板の上面に接着固定されて支持されている。
【００１６】
第２プレート２６は、第１プレート２２のセンターポール２８を非接触に囲むリング形状を有しており、マグネット２４におけるドーナツ型の円板との接触面と反対側の面に接着固定されている。
【００１７】
ボイスコイル１６は、導線を巻回されて形成されたコイルであり、第１プレート２２のセンターポール２８の外壁と第２プレート２６の内壁との隙間に、これらと非接触に配置されている。
【００１８】
ダンパ１８は、表面に同心円状の凹凸面を有するドーナツ形状をしている。また、ダンパ１８は、内周部で、ボイスコイル１６を、ボイスコイル１６の中心軸方向に振幅可能に支持している。また、ダンパ１８の外周部は、フレーム２０の内壁に連結されている。
【００１９】
スピーカ振動板１０は、一端に小さな円形状の開口部を有し、他端により大きな円形状に開口するメガホンのような筒形状を有している。スピーカ振動板１０は、小さな円形状の開口端にて、ボイスコイル１６に連結されている。また、スピーカ振動板１０の大きな円形状の開口端は、小さな円形状の開口端に向かって、外側に曲げられて、前面パネル２９に固定されている。
【００２０】
フレーム２０は、スピーカ１２の後方側のカップ形状の第１フレーム３０と、スピーカ１２の前方側のメガホン形状の第２フレーム３２とから構成されている。第１フレーム３０は、第１プレート２２、マグネット２４および第２プレート２６を囲う筐体として機能している。
【００２１】
第２フレーム３２は、一端が第２プレート２６に固定されており、他端が前面パネル２９に固定されている。第２フレーム３２は、ダンパ１８とスピーカ振動板１０を覆う筐体として機能している。
【００２２】
次に、スピーカ１２の動作について説明する。
【００２３】
スピーカ１２の外部から、音響信号電流がボイスコイル１６に入力される。このボイスコイル１６に入力された電流値に応じて、ボイスコイル１６が、ボイスコイル１６の中心軸方向に振幅する。このボイスコイル１６の振幅に伴って、スピーカ振動板１０も振動する。このスピーカ振動板１０の振動が、周囲の空気を振動させることによって音波を発生させる。
【００２４】
このように、スピーカ振動板１０は、音響特性を左右する部材であるため、その材料の選定は重要である。また、スピーカ振動板１０の材料は、音響特性だけでなく、デザイン性、重量および近年では環境への負荷も考慮して選定しなければならない。
【００２５】
本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板１０は、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびパルプの各素材からなり、この各素材の混合物を成型して製造されている。生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびパルプとしてのセルロース繊維の混合割合は、それぞれ重量比にして４５％以上５５％以下、２０％以上３０％以下および２０％以上３０％以下の範囲とするのが望ましい（生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の総重量が１００重量％となるように各素材の重量比率を決める。）。特に、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の重量比は、５０％、２５％および２５％とするのがより好ましい。なお、本実施の形態に係るスピーカ振動板１０は、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の各素材の混合物からなるが、これらの各素材に加え第４の物質を混同するようにしても良い。
【００２６】
スピーカ振動板１０は、生分解性プラスチックおよびセルロース系繊維の両素材を含有する。生分解性プラスチックおよびセルロース系繊維は、地中に廃棄されても微生物によって水と二酸化炭素に分解される。したがって、これらを素材とするスピーカ振動板１０の対環境性評価は極めて高くなる。
【００２７】
なお、生分解性プラスチックのみからスピーカ振動板１０を製造した場合、生分解性プラスチックの密度が大きいため、このスピーカ振動板１０から発生した音波の音圧が小さくなってしまう。音圧が小さいと、音波発生源での音量は、聴取者に届くまでに減衰してしまうという問題がある。
【００２８】
一方、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維は、生分解性プラスチックと比べて軽量である。そのため、生分解性プラスチックにポリプロピレンおよびセルロース系繊維を配合することによりスピーカ振動板１０の軽量化を図ることができる。これにより、スピーカ振動板１０から発生する音波の音圧が小さくなるのを防止できる。
【００２９】
ポリプロピレンは、デザイン性に優れ、軽量であるという利点を有するが、地中の微生物によって分解されず、長期間に渡って地中に残存するという欠点がある。したがって、スピーカ振動板１０にポリプロピレンを配合することにより、スピーカ振動板１０のデザイン性の向上および軽量化を図ることができるが、対環境性評価が低くなってしまう。
【００３０】
そこで、スピーカ振動板１０を、その配合比が生分解性プラスチック４５〜５５重量％、ポリプロピレン２０〜３０重量％、セルロース系繊維２０〜３０重量％の混合物から製造することで、対環境性評価および軽量化の双方でバランスがとれたスピーカ振動板１０を得ることができる。生分解性プラスチックとセルロース系繊維の合計の重量は７０〜８０重量％が好ましい。当該合計の重量を７０重量％以上とすると、対環境性評価が良くなり、８０重量％以下とすると、軽量でデザイン性が高くなる。また、セルロース系繊維を２０重量％以上とすると、ポリプロピレンを少なくして、対環境性評価を良くし、かつ軽量化を図ることができる。一方、セルロース系繊維を３０重量％以下とすると、易成形性が高まる。
【００３１】
また、スピーカ振動板１０の型の表面形状によって、スピーカ振動板１０の表面を、高光沢表面、半つや表面あるいはつや消し表面（マット表面）にすることができる。なお、スピーカ振動板１０は、成型以外の、例えば、基台上に溶融材料を薄く載せて、硬化後に剥がし、スピーカ振動板１０の形状に切断することによって製造しても良い。
【００３２】
スピーカ振動板１０の素材となる生分解性プラスチックとしては、（１）ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネートカーボネートまたはポリブチレンサクシネートテレフタレート等の化学合成系の脂肪族ポリエステルおよびその共重合体、（２）微生物が生産したポリヒドロキシブチレート等のバイオポリエステル、バイオセルロース、多糖類またはポリアミノ酸、（３）微生物が生産した変性澱粉または天然高分子、などが使用できる。このうち、ポリ乳酸は、安価で、入手が容易で、型による成型加工性に優れ、素材強度があり、透明で着色による色の調整が容易である。したがって、スピーカ振動板１０の素材の生分解性プラスチックとしては、ポリ乳酸を使用することがより好ましい。
【００３３】
生分解性プラスチックに配合されるパルプとしては、レーヨン、綿、麻、キュプラ、リヨセル等を素材とするセルロース系繊維が挙げられるが、これらのセルロース系繊維に限定されることなく、木材より得た未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、再生材料としての新聞紙を叩解することにより得られるパルプなどが使用できる。
【００３４】
また、スピーカ振動板１０の厚さは、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板１０の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維を均一に混合して、ペレット状に加工する。次に、この生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物のペレットを加熱して溶融させる。次に、溶融された生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物をインジェクション装置に充填する。次に、インジェクション装置から、溶融された生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物を、スピーカ振動板１０の型に高圧注入する。
【００３７】
なお、型としては、金型、セラミック型または生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物の溶融温度よりも高い融点を有する樹脂型等が使用できる。このうち、材質のコスト、材質の加工性、型の耐久性および成型体の型からの抜き取り容易性等を考慮して、金型を使用するのが好ましい。
【００３８】
次に、型に注入された生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物を冷却して硬化させる。そして、硬化された生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維の混合物を型から取り出すことによって、スピーカ振動板１０を得ることができる。
【００３９】
この製造方法では、型の表面形状を変えることによって、スピーカ振動板１０の表面を、高光沢表面、半つや表面あるいはつや消し表面（マット表面）にすることができる。また、この製造方法の、生分解性プラスチック、ポリプロピレンおよびセルロース系繊維を均一に混合して、ペレット状に加工する工程で、着色剤を添加すれば、簡易に、かつ所望の色調でスピーカ振動板１０に着色することができる。着色剤としては、顔料または染料等が使用できる。
【００４０】
スピーカ振動板１０の音響特性は、密度、音速、弾性率および内部損失等を測定することによって評価できる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例について説明する。まず、生分解性プラスチックであるポリ乳酸（三井化学株式会社製の「レイシア」）と、ポリプロピレン５０重量％とセルロース系繊維５０重量％とからなる樹脂（昭和丸筒株式会社製の「ＸＹ」）とを重量比１：１の割合で配合し、均一に混合して、混合樹脂ペレットを形成した。これにより、混合樹脂ペレットの重量比は、ポリ乳酸５０重量％、ポリプロピレン２５重量％、セルロース系繊維２５重量％となった。
【００４２】
次に、この混合樹脂ペレットを乾燥させた後、加熱し、溶融させた。次に、溶融した混合樹脂をインジェクション装置に充填した。次に、インジェクション装置から、溶融した混合樹脂を、加熱されたスピーカ振動板の金型に高圧で注入した。
【００４３】
次に、金型を冷却して、金型内の混合樹脂を硬化させた後、この硬化した混合樹脂を金型から取り出した。こうして、実施例のポリ乳酸５０重量％、ポリプロピレン２５重量％、セルロース系繊維２５重量％からなる口径１３ｃｍ、厚さ０．３ｍｍのスピーカ振動板が得られた。
【００４４】
比較例１として、ポリ乳酸（三井化学株式会社製の「レイシア」）のみを成型して、スピーカ振動板を製造した。また、比較例２として、ポリプロピレン８５重量％とマイカ１５重量％とを混合成型して、スピーカ振動板を製造した。
【００４５】
実施例、比較例１および比較例２で得られたスピーカ振動板を短冊状に加工し、振動リード法によって、音響特性の指標となる密度、音速、弾性率および内部損失を測定した。測定結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2007312286.tif 000002
【００４７】
実施例のスピーカ振動板の密度（１．２１５ｇ／ｃｍ３）は、比較例１のスピーカ振動板の密度（１．３４６ｇ／ｃｍ３）に比べて、約１１％小さかった。したがって、実施例のスピーカ振動板から発生する音波の音圧は、比較例１のスピーカ振動板から発生するそれと比べて、大きくなる。また、内部損失については、実施例のスピーカ振動板（ｔａｎδ＝０．０５９７）は、比較例１のスピーカ振動板（ｔａｎδ＝０．０４４０）に比べて、約３６％大きかった。したがって、実施例のスピーカ振動板から発生する音は、比較例１のスピーカ振動板から発生する音に比べて、共振しにくい良好な音響特性を有する。なお、実施例のスピーカ振動板は、比較例１のスピーカ振動板に比べて、音速および弾性率がそれぞれ約８％および約４７％小さかった。
【００４８】
また、実施例のスピーカ振動板の密度（１．２１５ｇ／ｃｍ３）は、比較例２のスピーカ振動板の密度（１．０４８ｇ／ｃｍ３）に比べて、約１６％大きくなった。また、実施例のスピーカ振動板の内部損失（ｔａｎδ＝０．０５９７）は、比較例２のスピーカ振動板の内部損失（ｔａｎδ＝０．０５８０）に比べて、同等以上であった。なお、実施例のスピーカ振動板は、比較例２のスピーカ振動板に比べて、音速および弾性率がそれぞれ約２４％および約３３％小さかった。このように、実施例のスピーカ振動板は、比較例２のスピーカ振動板に比べて、音響特性においてやや劣る。しかし、実施例のスピーカ振動板は、工業用プラスチックを主な成分とする比較例２と比べて、全体の重量のうちポリ乳酸５０重量％とセルロース系繊維２５重量％の合計７５重量％が地中にて水と二酸化炭素に分解されるため、優れた対環境性を有する。
【００４９】
図２は、ポリ乳酸と、ポリプロピレン５０重量％とセルロース系繊維５０重量％とからなる樹脂との配合比に対するスピーカ振動板の性能および対環境性を説明するための図である。ここで、横軸はスピーカ振動板の密度を表しており、縦軸はポリ乳酸と、ポリプロピレン５０重量％とセルロース系繊維５０重量％とからなる樹脂との配合比を表している。なお、実線で示される矢示は、ポリ乳酸の配合量を表しており、破線で示される矢示は、ポリプロピレン５０重量％とセルロース系繊維５０重量％とからなる樹脂の配合量を表している。図３は、実施例および比較例１の各スピーカ振動板を、口径１３ｃｍ用のスピーカに用いた場合のそれぞれの周波数特性を示す図である。ここで、横軸は周波数の大きさを表しており、縦軸は音圧の大きさを表している。
【００５０】
実施例のスピーカ振動板は、ポリ乳酸と、ポリプロピレン５０重量％とセルロース系繊維５０重量％とからなる樹脂とが重量比１：１の割合で配合されている。すなわち、実施例のスピーカ振動板の形態は、図２において、実線で囲んだ部分Ａ内にある。実施例のスピーカ振動板は、全体の重量のうちポリ乳酸５０重量％とセルロース系繊維２５重量％の合計７５重量％が地中にて水と二酸化炭素に分解されるため、優れた対環境性を有する。実施例のスピーカ振動板とポリ乳酸のみからなる比較例１のスピーカ振動板（図２において実線で囲んだ部分Ｂ内にある）とを比較すると、実施例のスピーカ振動板は、比較例１のスピーカ振動板と比べて対環境性ではやや劣るが、軽量化を図ることができる点で優れている。また、実施例のスピーカ振動板とポリプロピレン８５重量％とマイカ１５重量％からなる比較例２のスピーカ振動板（図２において実線で囲んだ部分Ｃ内にある）とを比較すると、実施例のスピーカ振動板は、比較例２のスピーカ振動板と比べて、軽量化の点では劣るが、対環境性の点において優れている。以上より、実施例のスピーカ振動板は、対環境性評価および軽量化の双方でバランスがとれたスピーカ振動板となっており、内部損失や周波数特性等においても優れた性能効率を有する。
【００５１】
また、実施例と比較例１のスピーカ振動板を口径１３ｃｍ用のスピーカに用いて、それぞれの周波数特性を調べた。図３に示すように、実施例のスピーカ振動板を用いたスピーカの周波数特性は、比較例１のスピーカ振動板を用いたスピーカの周波数特性と比べて、全体的に音圧が約１．５ｄＢ向上している。そのため、実施例のスピーカ振動板の周波数特性は、比較例１のスピーカ振動板の周波数特性と比べて優れていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、音響機器等に使用されるスピーカの音波発生部であるスピーカ振動板に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板を有するスピーカの断面図である。
【図２】ポリ乳酸と、ポリプロピレン５０重量％とセルロース系繊維５０重量％とからなる樹脂との配合比に対するスピーカ振動板の性能および対環境性を説明するための図である。
【図３】実施例および比較例１の各スピーカ振動板を、口径１３ｃｍ用のスピーカに用いた場合のそれぞれの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…スピーカ振動板
１２…スピーカ
１４…磁気回路
１６…ボイスコイル
１８…ダンパ
２０…フレーム
２２…第１プレート
２４…マグネット
２６…第２プレート
２８…センターポール
２９…前面パネル
【図１】
2007312286.tif 000003
【図２】
2007312286.tif 000004
【図３】
2007312286.tif 000005