JP3911874B2 - Speaker member and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種音響機器に用いられるスピーカ用部材およびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、発煙時に有毒ガスを発生せず、軽量かつ高弾性であり、優れた防水性および難燃性を同時に満足するスピーカ用部材およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電気機器等の構成部品に対して、耐熱性および難燃性を向上させることが強く求められている。電気機器等の故障等による異常な温度上昇に起因する発火(および、そのことによる火災)を防止するためである。
【0003】
上記のような故障による発火および火災は、スピーカにおいても問題となっている。スピーカの発火メカニズムは、例えば、以下の通りである:何らかの原因によりアンプが損傷し、スピーカユニットに直流電流が印加され、ボイスコイルが異常に加熱され、リード線部が断線する。その結果、断線部がスパークし、リード線を固定する接着部から発火し、コーン紙に燃え広がる。
【0004】
一方、スピーカについては、防水性もまた非常に重要な特性であり、優れた防水性を有するスピーカ用部材が求められている。しかし、発火を抑制する特性(すなわち、難燃性)と防水性(または撥水性)とは相反する性質であり、両方の特性を同時に満足することは非常に困難である。
【0005】
優れた難燃性および/または防水性を有するスピーカ用部材を得るための試みが、特公昭57-50399号公報、特公昭58-46920号公報および特開昭58-1396 号公報に記載されている。特公昭57-50399号公報は、水溶性有機リン系難燃剤とシリコーン系撥水剤とを用いたスピーカ用振動板を記載する。特公昭58-46920号公報は、窒素とリンとハロゲン化合物とを含有する有機系難燃剤、定着剤および撥水剤(サイズ剤)をパルプスラリーに混合しそして抄造してなるスピーカ用振動板を記載する。特開昭58-1396 号公報は、有機含リン含窒素化合物を用いたスピーカ用振動板を記載する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの技術は、それぞれ以下のような問題点を有している。
【0007】
特公昭57-50399号公報に記載の技術は、水溶性の有機リン系難燃剤を用いるので、防水性を高めようとすると、シリコーン系撥水剤を多量に添加しなければならない。その結果、振動板の重量が増加し、かつ、強度が低下する。特公昭58-46920号公報に記載の技術は、有機系難燃剤、定着剤および撥水剤をパルプスラリーに混合しそして抄造するので、作業性が悪い。しかも、ハロゲン化合物(特に、塩素、臭素)を用いるので、燃焼時に有毒ガスを大量に発生し人体に悪影響を及ぼす。さらに、この技術では、十分な防水性は得られない。特開昭58-1396 号公報に記載の技術は、有機含リン含窒素化合物を単独で用いるので、防水性がきわめて低く、強度も不十分である。
【0008】
このように、上記各刊行物に記載の試みにおいても、難燃性と防水性とを同時に満足するスピーカ用部材は得られない。従って、難燃性と防水性とを同時に満足するスピーカ用部材が、非常に強く望まれている。
【0009】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、発煙時に有毒ガスを発生せず、軽量かつ高弾性であり、優れた防水性および難燃性を同時に満足するスピーカ用部材およびその簡便な製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、スピーカ用部材に用いられる材料の難燃性および防水性について鋭意検討した結果、有機含リン含窒素化合物と特定の撥水性化合物とを組み合わせて用いることにより、優れた防水性と難燃性とを同時に有するスピーカ用部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
本発明のスピーカ用部材は、所定の形状に成型された天然繊維と;該天然繊維に付着した、撥水性化合物および有機含リン含窒素化合物と;を含む。
【0012】
好ましい実施態様においては、上記撥水性化合物および上記有機含リン含窒素化合物は、上記天然繊維に化学的に付着している。
【0013】
好ましい実施態様においては、上記撥水性化合物は、飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基、パーフルオロアルキル基およびフッ素含有炭化水素基から選択される少なくとも1種の官能基を有する。
【0014】
好ましい実施態様においては、上記撥水性化合物は、水酸基、アミノ基およびカルボキシル基から選択される少なくとも1種の官能基をさらに有する。
【0015】
好ましい実施態様においては、上記撥水性化合物は、2,2,2-トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、3-アミノベンゾトリフルオリド、ペンタフルオロアニリン、トリフルオロ酢酸、およびパーフルオロ-n- オクタン酸から選択される。
【0016】
好ましい実施態様においては、上記有機含リン含窒素化合物は、メラミンホスフェートである。
【0017】
本発明はまた、スピーカ用部材の製造方法を提供する。この方法は、天然繊維を所定の形状に成型する工程と;該成型された天然繊維を、撥水性化合物と有機含リン含窒素化合物とを含む処理液で含浸またはコーティングする工程と;該成型されそして処理液で処理された天然繊維を熱処理する工程とを含む。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明のスピーカ用部材は、所定の形状に成型された天然繊維と;該天然繊維に付着した、撥水性化合物および有機含リン含窒素化合物と;を含む。本発明において用いられる天然繊維は特に限定されず、任意の適切な天然繊維(例えば、木材パルプのような天然セルロース繊維)が用いられる。
【0019】
本発明のスピーカ用部材においては、上記成型された天然繊維に、撥水性化合物と有機含リン含窒素化合物とが付着している。撥水性化合物は、代表的には、撥水性官能基を有する化合物である。撥水性官能基としては、飽和炭化水素基(例えば、2〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状アルキル基、好ましくは、3〜8個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基)、芳香族炭化水素基(例えば、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基)、パーフルオロアルキル基(例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基)、フッ素含有炭化水素基(例えば、2,2,2-トリフルオロエチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、3-アミノベンゾトリフルオロ基、パーフルオロ-n- オクチル基)などが挙げられる。特に好ましい撥水性官能基は、フッ素含有炭化水素基である。好ましくは、撥水性化合物は、水酸基、アミノ基またはカルボキシル基をさらに有する。このような撥水性化合物は、溶剤系またはエマルジョン系を含み、その具体例としては、2,2,2-トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、3-アミノベンゾトリフルオリド、ペンタフルオロアニリン、トリフルオロ酢酸、パーフルオロ-n- オクタン酸などが挙げられる。特に好ましい化合物は、溶剤系としては2,2,2-トリフルオロエタノールであり、エマルジョン系としてはパーフルオロ-n- オクタン酸である。
【0020】
有機含リン含窒素化合物としては、例えば、メラミンホスフェート、メラミンシアヌレートが挙げられる。本発明においては、代表的には、メラミンホスフェートが用いられる。メラミンホスフェートは、任意の適切な方法で調製される。図1は、メラミンホスフェートの調製方法の一例を示す反応スキームである。図1に示すように、メラミンとホルムアルデヒドとを反応させてトリメチロールメラミンを調製し、水または水溶性アルコール中でリン酸と反応させることによりメラミンホスフェートを調製することができる。
【0021】
好ましくは、上記撥水性化合物および有機含リン含窒素化合物は、天然繊維に化学的に付着している。例えば、天然繊維がセルロース繊維であり撥水性化合物がパーフルオロ-n- オクタン酸であり有機含リン含窒素化合物がメラミンホスフェートである場合について、図2を参照して説明する。図2から明らかなように、セルロース繊維の水酸基(アニオン部分)と、メラミンホスフェートからリン酸イオンが解離して形成されたアンモニウム基(カチオン部分)とがイオン結合することにより、メラミンホスフェートがセルロース繊維に付着する。さらに、メラミンホスフェートのアンモニウム基とパーフルオロ-n- オクタン酸イオンとがイオン結合することにより、セルロース繊維同士がメラミンホスフェートおよびパーフルオロ-n- オクタン酸を介して結合する。
【0022】
次に、本発明のスピーカ用部材の製造方法の一例について説明する。
【0023】
まず、天然繊維を、用途に応じて、任意の適切な方法により任意の適切な形状に成型する。例えば、本発明を音響放射板(振動板)に適用する場合には、天然繊維を叩解し、次いで、抄網を用いて所定の形状(例えば、コーン型、ドーム型)に抄紙する。また例えば、本発明をダストキャップに適用する場合にも、同様の成型手順が採用され得る。
【0024】
次いで、成型された天然繊維を、撥水性化合物と有機含リン含窒素化合物とを含む処理液で含浸またはコーティングする。処理液における撥水性化合物と有機含リン含窒素化合物との混合比は、好ましくは5:95〜10:90 の重量比である。撥水性化合物の割合が5重量%未満である場合には、所望の防水性が得られない場合が多い。10重量%を超える場合には、他のスピーカ用部材との接着性(例えば、コーンの場合には、エッジ、ボイスコイルおよびダストキャップとの接着性)および難燃性が不十分である場合が多い。処理液中の撥水性化合物および有機含リン含窒素化合物の合計濃度は、好ましくは10重量%〜30重量%である。撥水性化合物および有機含リン含窒素化合物の天然繊維への付着量は、天然繊維の重量に対して10〜20重量%、好ましくは10〜13重量%である。付着量が10重量%未満では、自己消火性(難燃性)が不十分である場合が多い。20重量%を超えると、得られるスピーカ用部材の重量が重くなりすぎる場合が多い。処理液に用いられる溶媒としては、水、一価アルコール(例えば、メタノール、エタノール)、多価アルコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール)などが挙げられる。含浸またはコーティングは、任意の適切な手順により行われる。
【0025】
最後に、成型されそして処理液で処理された天然繊維を熱処理して、スピーカ用部材を得る。熱処理は、任意の適切な手段(例えば、熱風乾燥機)を用いて行われる。熱処理温度は、代表的には140 ℃〜160 ℃である。熱処理時間は、代表的には1〜3分である。
【0026】
以下、本発明の作用について説明する。
【0027】
従来、難燃剤である有機含リン含窒素化合物(例えば、メラミンホスフェート)は、水性溶媒中でメラミンイオン(カチオン)とリン酸イオン(アニオン)とに解離するが、解離したイオン同士が電気的に引きつけあってしまうので、メラミンイオン(カチオン)は有効に機能しなかった。より具体的には、メラミンイオンは天然繊維(例えば、セルロース繊維)の水酸基と有効にイオン結合することができないので、セルロース繊維に十分に難燃性を付与することができず、その結果、優れた難燃性を有するスピーカー用部材を得ることが困難であった。本発明によれば、有機含リン含窒素化合物と特定の撥水性化合物(凝集エネルギーの小さい化合物;例えば、パーフルオロ−n−オクタン酸、2,2,2−トリフルオロエタノール)とを組み合わせて用いることにより、有機含リン含窒素化合物の解離したイオン同士が電気的に引きつけ合うのを抑制する。その結果、有機含リン含窒素化合物のカチオンとセルロース繊維の水酸基とが有効かつ十分なイオン結合を形成するので、セルロース繊維(すなわち、スピーカー用部材)に十分に難燃性を付与することができる。しかも、図2に示されるとおり、有機含リン含窒素化合物がメラミンホスフェートである場合、該有機含リン含窒素化合物は、セルロース繊維同士を結合させる架橋剤としても機能する。また、本発明に用いる撥水性化合物は、溶媒中でアニオンとなり、有機含リン含窒素化合物のカチオン部分とイオン結合を形成する。従って、スピーカー用部材に撥水性(防水性)を付与するだけでなく、強度(例えば、弾性率)をも増大させる。さらに、本発明のスピーカー用部材は、上記のように優れた難燃性を有するので加熱されても発火には至らないので、従来のスピーカー用部材では火災になっていたような場合でも発煙程度ですむ。しかも、本発明は、難燃剤としてハロゲン(塩素、臭素)を使用せず、撥水化合物中のフッ素は塩素または臭素に比べて毒性が小さい。その結果、本発明のスピーカー用部材は、異常に加熱された場合でも、有毒ガスを発生しない。
【0028】
以上のように、本発明によれば、有機含リン含窒素化合物と特定の撥水性化合物とを組み合わせて用いることにより、発煙時に有毒ガスを発生せず、軽量かつ高弾性であり、優れた防水性および難燃性を同時に満足するスピーカ用部材が得られる。
【0029】
さらに、本発明のスピーカ用部材は、上記有機含リン含窒素化合物と上記撥水性化合物とを含む処理液で、成型天然繊維を含浸またはコーティングしそして熱処理することによって得られるので、製造プロセスはきわめて簡便であり、かつ、低コストである。
【0030】
本発明は、各種音響機器のスピーカ用部材(例えば、音響放射板(振動板)、ダストキャップ、エッジ、矢紙)に好適に適用され得る。
【0031】
【実施例】
(実施例1)
北米産針葉樹系晒しまたは未晒しクラフトパルプをビーターでC.S.F. 420mlまで叩解し、所定形状を有する抄網を用いてコーン型に抄紙し、そして乾燥した。一方、メタノールに溶解したメラミンホスフェートとエタノールに溶解した2,2,2-トリフルオロエタノールとを10:1(化合物重量比)の割合でブレンドし、合計濃度が20重量%となるまでメタノールで希釈して、処理液を調製した。この処理液で、上記コーン紙を含浸した。
【0032】
処理液で含浸したコーン紙を、150 ℃で2分間熱処理し、スピーカ用音響放射板(口径16cmの紙コーン)を得た。
【0033】
得られた音響放射板について、以下の評価を行った。評価結果を下記の表1に示す。
【0034】
1 弾性評価
音響放射板の弾性率を評価するために、JIS P8209 に準じてセルロース繊維(クラフトパルプ)から200g/m2 の平板シートを作製し、上記処理液および上記処理条件で含浸および熱処理し、得られたシートのヤング率を振動リード法を用いて測定した。
【0035】
2 難燃性評価
米国自動車安全基準(FMVSS )法(基本的にJIS D1201 に準じる)に従って評価した。
【0036】
3 防水性評価
得られた音響放射板を用いてスピーカユニットを作製し、JIS Filter付White Noise により定格入力15Wで入力した。ユニット背面から、シャワー(流量6l/min )を120 分間浴びせ、その後静止状態で24時間放置した。シャワー開始直後のスピーカ表面への水漏れおよびしみ出し、スピーカの変形および変色を調べ、さらに、24時間後のf0変化率を調べた。これらの変化が認められない場合かつf0変化率が30%未満である場合をOK、変化が認められた場合またはf0変化率が30%を超える場合をNGとした。
【0037】
4 周波数特性
軸上50cm、入力1Wにおける上記防水試験前後の周波数特性を実施例1、比較例1および2について調べた。結果を図3に示す。
【0038】
【表1】
(実施例2)
水に溶解したメラミンホスフェートとプロピレングリコールに溶解したパーフルオロ-n- オクタン酸とを20:1(化合物重量比)の割合でブレンドし、合計濃度が30重量%となるまで水で希釈して、処理液を調製した。実施例1と同様にして得られたコーン紙の背面に、スピンコート法によりこの処理液をコーティングした。以下の手順は実施例1と同様にしてスピーカ用音響放射板を得、実施例1と同様の評価に供した。結果を上記表1に示す。
(比較例1)
特公昭57-50399号公報に記載の水溶性難燃剤とシリコーン系撥水剤とを用いて処理液を調製したこと以外は実施例1と同様にしてスピーカ用音響放射板を作製し、実施例1と同様の評価に供した。結果を上記表1および図4に示す。
(比較例2)
特開昭58-1396 号公報に記載の有機含リン含窒素化合物のみを用いて処理液を調製したこと以外は実施例1と同様にしてスピーカ用音響放射板を作製し、実施例1と同様の評価に供した。結果を上記表1および図5に示す。
(比較例3)
難燃処理を施さずに硝化綿(酢酸エチルで濃度7%に希釈したもの)にフッ素樹脂処理液(硝化綿に対して3重量%)を含浸してスピーカ用音響放射板を作製し、実施例1と同様の評価に供した。結果を上記表1に示す。
【0039】
表1から明らかなように、本発明のスピーカ用部材は、優れた難燃性と防水性とを同時に満足することがわかる。さらに、表1から明らかなように、本発明のスピーカ用部材は、軽量かつ高弾性である。しかも、本発明のスピーカ用部材は、フッ素含有化合物が他のハロゲン化合物に比べて有毒ガス発生量が少ないので、発煙時に有毒ガスを人体に悪影響を及ぼすほどには発生しないという利点も有する。さらに、図3と図5とを比較すると明らかなように、本発明のスピーカ用部材は、比較例に比べて防水試験後の中低域の歪みが小さい。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、有機含リン含窒素化合物と特定の撥水性化合物とを組み合わせて用いることにより、発煙時に有毒ガスを発生せず、軽量かつ高弾性であり、優れた防水性および難燃性を同時に満足するスピーカ用部材およびその簡便な製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】メラミンホスフェートの調製方法の一例を示す反応スキームである。
【図2】撥水性化合物および有機含リン含窒素化合物とセルロース繊維との結合状態を説明するための概念図である。
【図3】防水試験前後における実施例1のスピーカ用部材の周波数特性を示すグラフである。
【図4】防水試験前後における比較例1のスピーカ用振動板の周波数特性を示すグラフである。
【図5】防水試験前後における比較例2のスピーカ用振動板の周波数特性を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker member used for various acoustic devices and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a speaker member that does not generate a toxic gas when smoked, is lightweight and highly elastic, and satisfies excellent waterproofness and flame retardancy at the same time, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a strong demand for improving heat resistance and flame retardancy of component parts such as electrical equipment. This is to prevent ignition (and fire) due to abnormal temperature rise due to failure of electrical equipment.
[0003]
Firing and fire due to the above failures are also a problem in speakers. The ignition mechanism of the speaker is, for example, as follows: The amplifier is damaged for some reason, a direct current is applied to the speaker unit, the voice coil is abnormally heated, and the lead wire portion is disconnected. As a result, the disconnected portion sparks, ignites from the bonded portion that fixes the lead wire, and spreads on the cone paper.
[0004]
On the other hand, with respect to speakers, waterproofness is also a very important characteristic, and a speaker member having excellent waterproofness is required. However, the property of suppressing ignition (that is, flame retardancy) and the waterproof property (or water repellency) are contradictory properties, and it is very difficult to satisfy both properties at the same time.
[0005]
Attempts to obtain a speaker member having excellent flame retardancy and / or waterproofness are described in JP-B-57-50399, JP-B-58-46920 and JP-A-58-1396. Yes. Japanese Patent Publication No. 57-50399 describes a speaker diaphragm using a water-soluble organic phosphorus flame retardant and a silicone water repellent. Japanese Examined Patent Publication No. 58-46920 discloses a speaker diaphragm in which an organic flame retardant containing nitrogen, phosphorus, and a halogen compound, a fixing agent, and a water repellent (sizing agent) are mixed with a pulp slurry and made into paper. Describe. Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-1396 describes a speaker diaphragm using an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of these techniques has the following problems.
[0007]
Since the technique described in Japanese Patent Publication No. 57-50399 uses a water-soluble organic phosphorus flame retardant, a large amount of a silicone water repellent must be added in order to improve waterproofness. As a result, the weight of the diaphragm increases and the strength decreases. The technique described in Japanese Patent Publication No. 58-46920 is inferior in workability because an organic flame retardant, a fixing agent and a water repellent are mixed into a pulp slurry and made into paper. In addition, since halogen compounds (especially chlorine and bromine) are used, a large amount of toxic gas is generated during combustion, which adversely affects the human body. Furthermore, sufficient waterproofness cannot be obtained with this technology. The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-1396 uses an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound alone, so that the waterproof property is extremely low and the strength is insufficient.
[0008]
Thus, even in the attempts described in the above publications, a speaker member that satisfies both flame retardancy and waterproofness cannot be obtained. Therefore, there is a strong demand for a speaker member that satisfies both flame retardancy and waterproofness at the same time.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. The object of the present invention is to generate no toxic gas at the time of smoke generation, to be lightweight and highly elastic, and to have excellent waterproofness and flame retardancy. It is an object of the present invention to provide a speaker member that satisfies the above requirements and a simple manufacturing method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on the flame retardancy and waterproofness of materials used for speaker members, the present inventors have achieved excellent waterproofness by using a combination of an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound and a specific water-repellent compound. And found that a speaker member having both flame retardancy and flame retardancy can be obtained, and the present invention has been completed.
[0011]
The speaker member of the present invention includes natural fibers molded into a predetermined shape; and a water-repellent compound and an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound attached to the natural fibers.
[0012]
In a preferred embodiment, the water-repellent compound and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound are chemically attached to the natural fiber.
[0013]
In a preferred embodiment, the water repellent compound has at least one functional group selected from a saturated hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a perfluoroalkyl group, and a fluorine-containing hydrocarbon group.
[0014]
In a preferred embodiment, the water repellent compound further has at least one functional group selected from a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group.
[0015]
In a preferred embodiment, the water repellent compound is from 2,2,2-trifluoroethanol, hexafluoroisopropanol, 3-aminobenzotrifluoride, pentafluoroaniline, trifluoroacetic acid, and perfluoro-n-octanoic acid. Selected.
[0016]
In a preferred embodiment, the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound is melamine phosphate.
[0017]
The present invention also provides a method for manufacturing a speaker member. The method comprises the steps of molding natural fibers into a predetermined shape; impregnating or coating the molded natural fibers with a treatment liquid containing a water-repellent compound and an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound; And the process of heat-processing the natural fiber processed with the processing liquid is included.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The speaker member of the present invention includes natural fibers molded into a predetermined shape; and a water-repellent compound and an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound attached to the natural fibers. The natural fiber used in the present invention is not particularly limited, and any appropriate natural fiber (for example, natural cellulose fiber such as wood pulp) is used.
[0019]
In the speaker member of the present invention, the water-repellent compound and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound are attached to the molded natural fiber. The water repellent compound is typically a compound having a water repellent functional group. As the water-repellent functional group, a saturated hydrocarbon group (for example, a linear or branched alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms) , Aromatic hydrocarbon groups (for example, phenyl group, benzyl group, naphthyl group), perfluoroalkyl groups (for example, perfluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group), fluorine-containing hydrocarbon groups (for example, 2,2,2-trifluoroethyl group, hexafluoroisopropyl group, 3-aminobenzotrifluoro group, perfluoro-n-octyl group) and the like. Particularly preferred water repellent functional groups are fluorine-containing hydrocarbon groups. Preferably, the water repellent compound further has a hydroxyl group, an amino group or a carboxyl group. Such water repellent compounds include solvent systems or emulsion systems, and specific examples thereof include 2,2,2-trifluoroethanol, hexafluoroisopropanol, 3-aminobenzotrifluoride, pentafluoroaniline, trifluoroacetic acid. And perfluoro-n-octanoic acid. Particularly preferred compounds are 2,2,2-trifluoroethanol as the solvent system and perfluoro-n-octanoic acid as the emulsion system.
[0020]
Examples of the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound include melamine phosphate and melamine cyanurate. In the present invention, melamine phosphate is typically used. Melamine phosphate is prepared by any suitable method. FIG. 1 is a reaction scheme showing an example of a method for preparing melamine phosphate. As shown in FIG. 1, melamine phosphate can be prepared by reacting melamine with formaldehyde to prepare trimethylolmelamine and reacting with phosphoric acid in water or water-soluble alcohol.
[0021]
Preferably, the water repellent compound and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound are chemically attached to the natural fiber. For example, the case where the natural fiber is cellulose fiber, the water repellent compound is perfluoro-n-octanoic acid, and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound is melamine phosphate will be described with reference to FIG. As apparent from FIG. 2, the hydroxyl group (anion portion) of the cellulose fiber and the ammonium group (cation portion) formed by dissociating phosphate ions from the melamine phosphate are ionically bonded, so that the melamine phosphate becomes the cellulose fiber. Adhere to. Further, the ammonium groups of melamine phosphate and perfluoro-n-octanoic acid ions are ionically bonded, whereby cellulose fibers are bonded to each other via melamine phosphate and perfluoro-n-octanoic acid.
[0022]
Next, an example of the manufacturing method of the speaker member of the present invention will be described.
[0023]
First, natural fibers are molded into any suitable shape by any suitable method depending on the application. For example, when the present invention is applied to an acoustic radiation plate (vibration plate), natural fibers are beaten, and then paper is made into a predetermined shape (for example, cone type or dome type) using a paper making net. For example, when applying this invention to a dust cap, the same shaping | molding procedure may be employ | adopted.
[0024]
Next, the molded natural fiber is impregnated or coated with a treatment liquid containing a water repellent compound and an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound. The mixing ratio of the water-repellent compound and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound in the treatment liquid is preferably a weight ratio of 5:95 to 10:90. When the ratio of the water repellent compound is less than 5% by weight, the desired waterproof property is often not obtained. If it exceeds 10% by weight, adhesion to other speaker components (for example, in the case of cones, adhesion to edges, voice coils and dust caps) and flame retardancy may be insufficient. Many. The total concentration of the water repellent compound and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound in the treatment liquid is preferably 10% by weight to 30% by weight. The adhesion amount of the water repellent compound and the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound to the natural fiber is 10 to 20% by weight, preferably 10 to 13% by weight, based on the weight of the natural fiber. If the adhesion amount is less than 10% by weight, the self-extinguishing property (flame retardant) is often insufficient. If it exceeds 20% by weight, the obtained speaker member is often too heavy. Examples of the solvent used in the treatment liquid include water, monohydric alcohols (for example, methanol, ethanol), polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol, propylene glycol), and the like. Impregnation or coating is performed by any suitable procedure.
[0025]
Finally, the natural fiber molded and treated with the treatment liquid is heat-treated to obtain a speaker member. The heat treatment is performed using any appropriate means (for example, a hot air dryer). The heat treatment temperature is typically 140 ° C to 160 ° C. The heat treatment time is typically 1 to 3 minutes.
[0026]
The operation of the present invention will be described below.
[0027]
Conventionally, organic phosphorus-containing nitrogen-containing compounds that are flame retardants (for example, melamine phosphate) dissociate into melamine ions (cations) and phosphate ions (anions) in an aqueous solvent. Melamine ions (cations) did not function effectively because they attracted each other. More specifically, melamine ions cannot effectively ion-bond with the hydroxyl groups of natural fibers (for example, cellulose fibers), and therefore cannot sufficiently impart flame retardancy to cellulose fibers, resulting in excellent results. It was difficult to obtain a speaker member having flame resistance. According to the present invention, an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound and a specific water-repellent compound (compound having a low cohesive energy; for example, perfluoro-n-octanoic acid, 2,2,2-trifluoroethanol) are used in combination. Thus, the dissociated ions of the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound are restrained from being electrically attracted to each other. As a result, the cation of the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound and the hydroxyl group of the cellulose fiber form an effective and sufficient ionic bond, so that sufficient flame retardancy can be imparted to the cellulose fiber (that is, the speaker member). . Moreover, as shown in FIG. 2, when the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound is melamine phosphate, the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound also functions as a crosslinking agent that binds cellulose fibers together. Further, the water repellent compound used in the present invention becomes an anion in a solvent and forms an ionic bond with the cation portion of the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound . What follow, not only to impart water repellency (water resistance) to the loudspeaker member, strength (e.g., elastic modulus) is also increasing. Furthermore, since the speaker member of the present invention has excellent flame retardancy as described above, it does not ignite even if heated, so even if it is a fire in the conventional speaker member, the degree of smoke generation That's okay. Moreover, the present invention does not use halogen (chlorine, bromine) as a flame retardant, and fluorine in the water-repellent compound is less toxic than chlorine or bromine. As a result, the speaker member of the present invention does not generate toxic gas even when heated abnormally.
[0028]
As described above, according to the present invention, by using a combination of an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound and a specific water-repellent compound, no toxic gas is generated at the time of smoke generation, light weight and high elasticity, and excellent waterproofing. Thus, a speaker member that simultaneously satisfies the properties and flame retardancy can be obtained.
[0029]
Furthermore, the speaker member of the present invention is obtained by impregnating or coating a molded natural fiber with a treatment liquid containing the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound and the water-repellent compound, and heat-treating, so that the production process is extremely high. It is simple and low cost.
[0030]
The present invention can be suitably applied to speaker members (for example, acoustic radiation plates (vibrating plates), dust caps, edges, arrow papers) of various acoustic devices.
[0031]
【Example】
Example 1
North American coniferous bleached or unbleached kraft pulp was beaten to 420 ml CSF with a beater, made into a cone shape using a papermaking net having a predetermined shape, and dried. On the other hand, melamine phosphate dissolved in methanol and 2,2,2-trifluoroethanol dissolved in ethanol are blended at a ratio of 10: 1 (compound weight ratio) and diluted with methanol until the total concentration is 20% by weight. Thus, a treatment liquid was prepared. The cone paper was impregnated with this treatment liquid.
[0032]
The cone paper impregnated with the treatment liquid was heat-treated at 150 ° C. for 2 minutes to obtain an acoustic radiation plate for speakers (paper cone with a diameter of 16 cm).
[0033]
The following evaluation was performed about the obtained acoustic radiation board. The evaluation results are shown in Table 1 below.
[0034]
1 Elasticity Evaluation In order to evaluate the elastic modulus of the acoustic radiation plate, a flat sheet of 200 g / m2 is prepared from cellulose fiber (craft pulp) according to JIS P8209, impregnated and heat-treated with the above treatment liquid and the above treatment conditions, The Young's modulus of the obtained sheet was measured using a vibration lead method.
[0035]
2 Flame Retardancy Evaluation Evaluated according to the American Automobile Safety Standard (FMVSS) method (basically according to JIS D1201).
[0036]
3. Evaluation of waterproofness A speaker unit was manufactured using the obtained acoustic radiation plate, and was input at a rated input of 15 W using White Noise with JIS Filter. From the back of the unit, a shower (flow rate 6 l / min) was taken for 120 minutes and then left standing for 24 hours. Immediately after the shower was started, water leakage and oozing on the speaker surface, deformation and discoloration of the speaker were examined, and the rate of change in f0 after 24 hours was examined. When these changes were not observed and when the f0 change rate was less than 30%, OK was indicated, and when changes were observed or when the f0 change rate exceeded 30%, NG was indicated.
[0037]
4 Frequency characteristics before and after the waterproof test at 50 cm on the axis and 1 W input were examined for Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. The results are shown in FIG.
[0038]
[Table 1]
(Example 2)
Blend melamine phosphate dissolved in water and perfluoro-n-octanoic acid dissolved in propylene glycol in a ratio of 20: 1 (compound weight ratio) and diluted with water until the total concentration is 30% by weight, A treatment solution was prepared. The treatment liquid was coated on the back surface of the cone paper obtained in the same manner as in Example 1 by spin coating. The following procedure was performed in the same manner as in Example 1 to obtain an acoustic radiation plate for speakers, and subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1 above.
(Comparative Example 1)
An acoustic radiation plate for a speaker was produced in the same manner as in Example 1 except that a treatment liquid was prepared using a water-soluble flame retardant described in Japanese Patent Publication No. 57-50399 and a silicone water repellent. The same evaluation as 1 was used. The results are shown in Table 1 and FIG.
(Comparative Example 2)
An acoustic radiation plate for a speaker was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment liquid was prepared using only the organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound described in JP-A-58-1396. We used for evaluation. The results are shown in Table 1 and FIG.
(Comparative Example 3)
The sound radiation plate for speaker was produced by impregnating fluorinated resin (3% by weight with respect to nitrified cotton) into nitrified cotton (thickened to 7% with ethyl acetate) without flame retardant treatment. The same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1 above.
[0039]
As can be seen from Table 1, the speaker member of the present invention satisfies both excellent flame retardancy and waterproofness at the same time. Furthermore, as is clear from Table 1, the speaker member of the present invention is lightweight and highly elastic. In addition, the speaker member of the present invention has an advantage that a toxic gas is not generated to the extent that a toxic gas is adversely affected when smoke is generated because a fluorine-containing compound generates less toxic gas than other halogen compounds. Furthermore, as is clear from a comparison between FIG. 3 and FIG. 5, the speaker member of the present invention has less distortion in the middle and low range after the waterproof test than the comparative example.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, by using a combination of an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound and a specific water-repellent compound, no toxic gas is generated at the time of smoke generation, light weight and high elasticity, excellent waterproofness and flame retardancy Can be obtained, and a simple manufacturing method thereof can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a reaction scheme showing an example of a method for preparing melamine phosphate.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a binding state of a water-repellent compound, an organic phosphorus-containing nitrogen-containing compound, and cellulose fibers.
FIG. 3 is a graph showing frequency characteristics of the speaker member of Example 1 before and after the waterproof test.
FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristics of the speaker diaphragm of Comparative Example 1 before and after the waterproof test.
FIG. 5 is a graph showing frequency characteristics of the speaker diaphragm of Comparative Example 2 before and after the waterproof test.
Claims (4)
メラミンホスフェートと、
パーフルオロアルキル基およびフッ素含有炭化水素基から選択される少なくとも1種の官能基を有する撥水性化合物とを含み、
該天然繊維の水酸基と該メラミンホスフェートのアンモニウム基とがイオン結合により結合され、
該メラミンホスフェートの他のアンモニウム基と、該撥水性化合物のアニオン基とがイオン結合により結合されている、
スピーカー用部材。Natural fibers molded into a predetermined shape;
Melamine phosphate,
A water repellent compound having at least one functional group selected from a perfluoroalkyl group and a fluorine-containing hydrocarbon group,
The hydroxyl group of the natural fiber and the ammonium group of the melamine phosphate are bonded by an ionic bond,
The other ammonium group of the melamine phosphate and the anion group of the water-repellent compound are bonded by an ionic bond,
Speaker component.
該成型された天然繊維を、パーフルオロアルキル基およびフッ素含有炭化水素基から選択される少なくとも1種の官能基を有する撥水性化合物とメラミンホスフェートとを含む処理液で含浸またはコーティングする工程と、
該成型されそして処理液で処理された天然繊維を熱処理する工程と
を含む、スピーカー用部材の製造方法。Forming natural fibers into a predetermined shape;
Impregnating or coating the molded natural fiber with a treatment liquid containing a water repellent compound having at least one functional group selected from a perfluoroalkyl group and a fluorine-containing hydrocarbon group and melamine phosphate;
Heat-treating the natural fibers that have been molded and treated with the treatment liquid.
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