扬声器振动板和头戴式耳机的制作方法

本发明涉及扬声器振动板和头戴式耳机。

背景技术：

在音频装置中，存在使多个扬声器分担多个音域，从而能够再生从低音到高音的宽频范围声音的情况。作为该扬声器，能够举出对低音域进行再生的低音扬声器、对中音域进行再生的中音扬声器以及对高音域进行再生的高音扬声器。

这些扬声器中，例如高音扬声器用振动板要求轻质且弹性率和内部损耗(tanδ)大。从该观点出发，如今提出了由纤维素纳米纤维的抄纸体构成的扬声器振动板(参照专利文献1)。

另一方面，如果通过纤维素纳米纤维的抄纸体来形成扬声器振动板，则存在频率的再生范围小、难以得到所期望的声音的情况。因此，为了对弹性率等进行调节，也提出了由纤维素纳米纤维与其他纤维的混抄体构成的扬声器振动板(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2017-126946号公报

专利文献2：(日本)特开2017-118334号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

专利文献2所述的扬声器振动板对纤维素纳米纤维和木制纸浆进行混抄而形成。该扬声器振动板通过增大木制纸浆的含有比例而弹性率变小，因此内部损耗增加，由此能够使频率的再生范围一定程度地变大。

然而，在该扬声器振动板中，具有随着木制纸浆的含有比例变大，弯曲刚性降低而振动传播速度变小的问题。这样，在对纤维素纳米纤维进行混抄而得到的扬声器振动板中，内部损耗与振动传播速度处于此消彼长的关系。

本发明是鉴于这样的情况而做出的，本发明所要解决的技术问题在于，在具备包含纤维素纳米纤维的混抄层的结构中，提供一种能够增大频率的再生范围并且抑制振动传播速度的降低的扬声器振动板和头戴式耳机。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一个方案的扬声器振动板具备混抄层，该混抄层包含纤维素纳米纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的扬声器振动板的示意性主视图。

图2是图1的扬声器振动板的a-a线剖视图。

图3是表示具备图1的扬声器振动板的头戴式耳机的示意图。

具体实施方式

本发明一个方案的扬声器振动板具备混抄层，该混抄层包含纤维素纳米纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维。

作为所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的平均长度，优选为0.5mm以上且4.0mm以下。

优选相对于所述纤维素纳米纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维的总含量100质量部的、所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的含有比例为10质量部以上且50质量部以下。

作为所述混抄层的密度，优选为400kg/m³以上且900kg/m³以下。

作为所述混抄层的平均厚度，优选为0.02mm以上且0.20mm以下。

优选该扬声器振动板由所述混抄层的单层体构成。

并且，本发明另一方案的头戴式耳机具备该扬声器振动板。

需要说明的是，在本发明中，“纤维素纳米纤维”是指纤维径为纳米尺寸的包含纤维素微细纤维的纤维素纤维。并且，“纤维的平均长度”是指任意十条纤维的长度的平均值。“混抄层的平均厚度”是指混抄层的任意十点的厚度的平均值。

该扬声器振动板具备对纤维素纳米纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维进行了混抄的混抄层，因而能够扩大频率的再生范围，并且抑制振动传播速度的降低。

该头戴式耳机具备该扬声器振动板，因此能够扩大频率的再生范围，并且抑制振动传播速度的降低。

以下，适当地参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[扬声器振动板]

图1和图2的扬声器振动板1具备包含纤维素纳米纤维(cnf)和聚对苯撑苯并二噁唑纤维(pbo纤维)的混抄层11。该扬声器振动板1由混抄层11的单层体构成。该扬声器振动板1由混抄层11的单层体构成，因而容易通过该混抄层11对振动板整体的品质进行控制。

混抄层11通过使用具有与该扬声器振动板1对应的形状的抄制模对将包含cnf和pbo纤维在内的混抄层11的形成材料分散于分散介质而得到的料浆进行混抄而形成。在混抄层11中，cnf和pbo纤维不具有特定的取向性。

作为所述分散介质，例如能够举出水、甲醇溶液、乙醇溶液等水系分散介质。所述料浆中的固形分含有率，例如能够成为0.1质量％以上且10质量％以下。并且，作为所述抄制模，具有与所期望的扬声器振动板对应的形状，能够对混抄层11的形成材料进行捕捉并且使所述分散介质透过即可。作为这样的抄制模的具体例，能够举出金属筛网、穿孔金属板等。

本发明的发明人经过锐意研究可知，由于与cnf一起进行混抄的纤维为pbo纤维，因而通过使对这些纤维进行混抄而形成的混抄层11的弹性率降低而能够扩大频率的再生范围，能够较高地维持混抄层11的弯曲刚性而抑制振动传播速度的降低。作为能够较高地维持混抄层11的弯曲刚性的理由，纤维径和刚性较大的pbo纤维介于cnf之间，由此能够扩大纤维之间的空隙而减小混抄层11的密度并且使混抄层11的厚度变大。

该扬声器振动板1例如适合作为半硬球顶型高音扬声器用振动板使用。该扬声器振动板1(也就是混抄层11)具有根据从外部输入的声音信号而利用驱动部振动，从而产生声波的球顶状的本体部11a。并且，该扬声器振动板1具有从本体部11a的外周缘连续的环状的内侧平坦部11b、从内侧平坦部11b的外周缘连续而向表侧(本体部11a所突出的一侧)呈凸状弯曲的环状的突出部11c、从突出部11c的外周缘连续的环状的外侧平坦部11d。该扬声器振动板1例如通过在内侧平坦部11b、突出部11c以及外侧平坦部11d与边缘橡胶接合而安装于扬声器的框体。该扬声器振动板1例如可以具有大致均一的厚度，可以使边缘部(内侧平坦部11b、突出部11c以及外侧平坦部11d)的厚度比本体部11a的厚度小。该扬声器振动板1通过减小所述边缘部的厚度而能够减小最低共振频率，容易增大频率的再生范围。

作为混抄层11的平均厚度(在混抄层11具有本体部11a和边缘部的情况下为本体部11a的平均厚度)的下限，优选为0.02mm，更优选的是0.05mm，进一步优选为0.12mm。另一方面，作为混抄层11的平均厚度的上限，优选为0.20mm，更优选的是0.17mm。如果所述平均厚度低于所述下限，则存在不能充分地提高该扬声器振动板1的弯曲刚性的问题。相反，如果所述平均厚度超过所述上限，则存在难以充分地实现该扬声器振动板1的轻量化的问题。

cnf例如能够通过公知的方法对植物原料(纤维原料)进行解织而得到。

作为cnf的平均径的下限，优选为0.01μm，更优选的是0.1μm。另一方面，作为所述平均径的上限，优选为5.0μm，更优选的是1.0μm。如果所述平均径低于所述下限，则存在混抄层11的形成并不容易的问题。相反，如果所述平均径超过所述上限，则存在混抄层11中的pbo纤维的均匀分散性不充分的问题。需要说明的是，“径”是指将与轴向垂直的剖面换算为等面积的正圆的情况下的直径，“平均径”是指任意十条纤维的径的平均值。

pbo纤维在混抄层11中部分地介于多个cnf彼此之间。其结果是，该扬声器振动板1由于pbo纤维的存在而能够增大纤维间的空隙而有效地减小混抄层11的密度，能够抑制弯曲刚性的降低而维持混抄层11的振动传播速度。cnf与pbo纤维相接触，但并不接合。

作为pbo纤维的平均长度的下限，优选为0.5mm，更优选的是1.0mm。另一方面，作为所述平均长度的上限，优选为4.0mm，更优选的是3.5mm，进一步优选为3.0mm，特别优选的是2.0mm。如果所述平均长度低于所述下限，则存在cnf与pbo纤维难以混抄的问题。相反，如果所述平均长度超过所述上限，则存在pbo纤维相互缠绕起球，存在混抄层11中的分散性降低的问题，其结果是，存在难以对混抄层11的品质进行控制的问题。

pbo纤维的平均径比cnf的平均径大。作为pbo纤维的平均径的下限，优选为5μm，更优选的是10μm。另一方面，作为所述平均径的上限，优选为100μm，更优选的是50μm。如果所述平均径低于所述下限，则存在难以通过pbo纤维充分地增大混抄层11的空隙(cnf彼此之间的空隙)的问题。相反，如果所述平均径超过所述上限，则存在cnf与pbo纤维的径的差变得过大而难以对两者进行混抄的问题。

该扬声器振动板1通过pbo纤维对源于cnf的弹性率等进行调节。因此，优选pbo纤维的含有比例为cnf的含有比例以下。该扬声器振动板1通过对分散量多且平均径小的cnf和分散量少且平均径大的pbo纤维进行混抄而能够充分地提高混抄层11中的pbo纤维的均一分散性。

作为混抄层11中的相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例的下限，优选为10质量部，更优选的是20质量部。另一方面，作为所述含有比例的上限，优选为50质量部，更优选的是30质量部。如果所述含有比例低于所述下限，则存在难以通过pbo纤维对混抄层11的弹性率等充分地进行调节的问题。相反，如果所述含有比例超过所述上限，则存在难以充分地维持源于cnf的混抄层11的振动传播速度的问题。

如上所述，该扬声器振动板1(混抄层11)通过对cnf和pbo纤维进行混抄而能够增大纤维间的空隙。因此，在该扬声器振动板1与具有同一面密度的仅由cnf的抄纸层构成的振动板相比的情况下，能够在实现低密度化的同时增大厚度。该扬声器振动板1通过减小混抄层11的密度来降低弹性率、提高频率的再生范围，并且通过增大混抄层11的厚度来提高弯曲刚性、较高地维持振动传播速度。从这样的观点出发，优选该扬声器振动板1(也就是说，混抄层11)不包含cnf和pbo纤维之外的纤维。另一方面，该扬声器振动板1在不影响本发明效果的范围内可以包含cnf和pbo纤维之外的其他纤维，但是在这种情况下，作为混抄层11中的相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、所述其他纤维的含有比例的上限，优选为10质量部，更优选的是5质量部。

并且，如上所述，该扬声器振动板1通过pbo纤维对混抄层11的cnf彼此之间的空隙的大小进行调节。因此，该扬声器振动板1(也就是说，混抄层11)从提高pbo纤维的空隙调节功能的观点出发，可以不含有粘合剂成分。但是，该扬声器振动板1可以在不影响本发明效果的范围内包含热塑性树脂作为所述粘合剂成分。作为该热塑性树脂，例如能够举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。

此外，该扬声器振动板1可以在不影响本发明效果的范围内包含着色剂、紫外线吸收剂等其他成分。

作为混抄层11的密度的下限，优选为400kg/m³，更优选的是450kg/m³，另一方面，作为混抄层11的密度的上限，优选为900kg/m³，更优选的是800kg/m³，进一步优选为700kg/m³，特别优选的是650kg/m³。如果所述密度低于所述下限，则存在该扬声器振动板1的刚性不足的问题。相反，如果所述密度超过所述上限，则存在该扬声器振动板1的弹性率变得过大而频率的再生范围不充分的问题。

作为混抄层11的储能模量的下限，优选为1.5gpa，更优选的是2.0gpa。另一方面，作为混抄层11的储能模量的上限，优选为6.0gpa，更优选的是3.5gpa。如果所述储能模量低于所述下限，则存在难以作为高音扬声器用的振动板使用的问题。相反，如果所述储能模量超过所述上限，则存在频率的再生范围不充分的问题。

作为混抄层11的内部损耗(tanδ)的下限，优选为0.02，更优选的是0.025。如果混抄层11的内部损耗(tanδ)低于所述下限，则存在振动衰减率不充分、回音多的问题。另一方面，作为混抄层11的内部损耗(tanδ)的上限，不受特别地限定，例如能够成为0.06。

＜优点＞

该扬声器振动板1具备对cnf和pbo纤维进行了混抄的混抄层11，因而能够扩大频率的再生范围并且抑制振动传播速度的降低。

[头戴式耳机]

图3的头戴式耳机21具备：佩戴在使用者的耳朵上的一对外壳22a、22b；与一对外壳22a，22b连接的一对臂23a、23b；经由一对臂23a、23b连接一对外壳22a、22b彼此的头带24。一对外壳22a、22b具备：在轴向上扁平的有底圆筒状的本体25a、25b；在本体25a、25b的开口侧的端部设置的环状的缓冲垫26a、26b；设置于本体25a、25b并且与音频线缆(未图示)等连接的连接器27a、27b；以封堵本体25a、25b的开口的方式设置的图1的扬声器振动板1。在该头戴式耳机21中，该扬声器振动板1随着从所述音频线缆输出的声音信号而振动，由此能够发出声波。

＜优点＞

该头戴式耳机21具备该扬声器振动板1，因而能够扩大频率的再生范围，并且抑制振动传播速度的降低。

[其他实施方式]

上述实施方式并非旨在对本发明的结构进行限定。因此，上述实施方式应当被解释为能够基于本说明书的记载和技术常识对上述实施方式各部分的构成要素进行省略、置换或追加，它们均应被解释为包含于本发明的范围之中。

例如该扬声器振动板可以具备前述混抄层之外的其他层。作为这样的层，例如能够举出具有防水功能的涂布层等。也就是说，该扬声器振动板可以是前述混抄层与涂布层等其他层的多层体。

该扬声器振动板的形状不限于前述实施方式的形状，例如可以是平板状。

该扬声器振动板可以用于家庭用、车载用、商业设施用等音频设备的扬声器，也可以用于耳机、其他便携电子设备的小型扬声器。并且，在该扬声器振动板用于头戴式耳机的情况下，该头戴式耳机的具体结构不限于前述实施方式的结构。

实施例

以下，基于实施例对本发明进行详细说明，但本发明不受该实施例的记载限定性地解释。

[实施例]

[no.1]

对cnf和平均长度1mm且比cnf纤维径大的东洋纺公司制造的pbo纤维(柴隆)进行混抄，制造由密度714kg/m³、面密度88.5g/m²的混抄层构成的平板状的样品。在no.1中，以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为10质量部。在本实施例中，密度和面密度通过所切出的5mm×40mm的试验片的值而求出。需要说明的是，该试验片的厚度考虑到试验片的平面面积小，通过任意三点的厚度的平均值来求出。

[no.2]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为20质量部，对与no.1同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度611kg/m³、面密度83.1g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.3]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为30质量部，对与no.1同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度534kg/m³、面密度82.2g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.4]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为40质量部，对与no.1同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度513kg/m³，面密度85.1g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.5]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为50质量部，对与no.1同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度471kg/m³、面密度87.6g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.6]

作为pbo纤维，除了以3mm使用比cnf纤维径大的东洋纺公司制造的“柴隆”之外，与no.1同样地制造平板状的样品。no.6的样品的密度为684kg/m³、面密度为93.1g/m²。

[no.7]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为20质量部对与no.6同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度628kg/m³、面密度94.1g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.8]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为30质量部对与no.6同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度533kg/m³、面密度96.0g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.9]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为40质量部，对与no.6同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度471kg/m³、面密度82.8g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[no.10]

以相对于cnf和pbo纤维的总含量100质量部的、pbo纤维的含有比例为50质量部，对与no.6同样的cnf和pbo纤维进行混抄，制造由密度421kg/m³、面密度81.7g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

[比较例]

[no.11]

对与no.1同样的cnf进行抄纸，制造由密度858kg/m³、面密度91.8g/m²的混抄层构成的平板状的样品。

＜储能模量＞

对no.1至no.11的样品的储能模量[gpa]进行了测定。该储能模量是切出宽度5mm、长度40mm、厚度0.5mm的矩形形状的试验片，使用metravib公司制造的动态粘弹性测定装置(dma+150)，以拉伸模式在温度23±2℃进行测定。其测定结果如表1所示。

＜每单位宽度的弯曲刚性＞

对no.1至no.11的样品的每单位宽度的弯曲刚性[pa·m⁴]进行了测定。该每单位宽度的弯曲刚性通过将所述储能模量乘以每单位宽度的截面二次距而求出。具体地说，在以储能模量为e[pa]、以平板状的样品的厚度为h[m]、以宽度为b[m]的情况下，通过e×bh³/12(其中，b＝1)求出。其测定结果如表1所示。

＜内部损耗(tanδ)＞

对no.1至no.11的样品的内部损耗(tanδ)进行了测定。该内部损耗(tanδ)使用与储能模量同样的动态粘弹性测定装置进行测定。该测定结果如表1所示。

[表1]

[评价结果]

如表1所示，具备包含cnf和pbo纤维在内的混抄层的no.1至no.10的样品与no.11的样品相比，实现了低密度化。由此，no.1至no.10的样品的储能模量小，能够扩大频率的再生范围。特别是no.1至no.10的扬声器振动板增大了pbo纤维的含有比例，从而促进了低密度化，由此能够进一步增大频率的再生范围。

并且，no.1至no.10的样品的面密度处于81.7g/m²以上且96.0g/m²以下的范围内，它们的面密度与no.11的样品的面密度大致相等。也就是说，对于no.1至no.10的扬声器振动板来说，pbo纤维的含有比例越大，伴随着低密度化而促进了厚壁化，由此能够增大频率的再生范围并且与no.11相比能够较高地维持每单位宽度的弯曲刚性。根据该结果，no.1至no.10的样品的音速为no.11的样品的音速以上，能够较高地维持振动传播速度。

另外，no.1至no.10的样品与no.11的样品相比，能够将内部损耗(tanδ)维持为大致同等或更高水平。

根据以上，对于将no.1至no.10的形状不形成为平板状而形成为所期望的形状的扬声器振动板，通过增大pbo纤维的比例，能够增大频率的再生范围，能够提高内部损耗并且较高地维持振动传播速度。

工业实用性

如以上所说明的那样，本发明一个方案的扬声器振动板能够增大频率的再生范围，并且抑制振动传播速度的降低，因而适合作为高音扬声器用振动板使用。

附图标记说明

1扬声器振动板；

11混抄层；

11a本体部；

11b内侧平坦部；

11c突出部；

11d外侧平坦部；

21头戴式耳机；

22a，22b外壳；

23a，23b臂；

24头带；

25a，25b本体；

26a，26b缓冲垫；

27a，27b连接器。