梁乃忠 陈港

1. 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东，广州,510410

papercg@126.com

1. 广州市韵奇电声科技发展有限公司，广东，广州,510800 gzyunqi@163.com

摘要：本文对各种加拿大进口针叶木纸浆的纤维特性做了分析。研究了各种加拿大进口纸浆
的打浆特性及其电声性能。结果表明：在加拿大进口纸浆中，电子级乔治王子未漂白硫酸
盐木浆 FUKP 和北木漂白硫酸盐木浆 NBKP 比较适合做为生产扬声器纸盆的主要材料。在
扬声器纸盆的研发过程中，可以根据扬声器的具体用途及对音质的不同要求采用适当比例
的 FUKP 和 NBKP 混合抄纸来达到相应的目标。关键词：针叶木，打浆，纸盆，纤维，电声性能

Analysis On Beating Characteristics And Electro-acoustic

Properties of Canada Sulphate Softwood Pulp 
Liang NaiZhong1 2 ,Chen Gang1

1. State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering,South China University of Technology papercg@126.com
2. YunQi electro-acoustic Science Technology Development Co.,Ltd, Guangzhou, China gzyunqi@163.com

Abstract: Fiber characteristics, beating characteristics as well as electro-acoustic properties of sulphate softwood pulp imported from Canada was studied. The results showed that FUKP and NBKP suitable for being the main raw material of paper cone production. Paper cone with different proportion of FUKP or NBKP will result in different acoustic performance.
1.引言由于扬声器纸质振膜的生产原材料品种丰富，电声特性各异，音质自然，耐听。制作
工艺简单实用，原材料价格实惠。各类纸浆一直是扬声器振膜的主要制作材料，目前全世界
生产的 90%的扬声器仍然采用纸质振膜，即扬声器纸盆。
大部分的扬声器纸盆都是以针叶木硫酸盐浆做为主要的生产原材料，或者以针叶木硫酸
盐浆为主材料，与其他不同电声特性的纤维混抄。以期达到不同的电声性能。目前国内生产
扬声器纸盆生产厂家所采用的纸浆，主要是加拿大进口的漂白和未漂白硫酸盐针叶木纸浆，
也有小部分厂家使用俄罗斯未漂白硫酸盐针叶木纸浆，中国东北佳木斯未漂白纸浆等。
本文主要研究了最适合用于制作扬声器纸盆的加拿大进口针叶木硫酸盐纸浆，同时研究
了其打在打浆过程中纤维形态的变化情况，分析打浆过程，纤维形态对扬声器纸盆静态和动
态电声性能的影响。

2.加拿大商品针叶木纸浆概况及选用

2.1 主要的加拿大针叶木纸浆品牌  目前加拿大主要的几个纸浆品牌有 HOWE SOUND(好声牌)，NORTH WOOD（北木牌）， PRINCE GEORGE（乔治王子牌），SKEENA KRAFT（太阳牌），CELGAR(月亮牌)， KAMLOOPS KRAFT(虹鱼牌)，HARMAC PACIFIC(马牌)，GOLD RIVER PULP(金河牌)等
等。
2.2 各品牌针叶木浆原材料的种类及其纤维形态
不同品牌的纸浆，其采用的树种，木材的配比是不一样的。制浆的方法也略有不同。因
此不同品牌的纸浆其技术参数也会有所不同。不同浆板的纤维形态对成纸物理性能起决定性
的作用。比如长宽比大的纤维在抄纸时将产生比较大的纤维交织能力，所以成纸的强度较好，
细胞壁薄的纤维在打浆时纤维容易扁塌，从而增加了纤维之间的结合面积和结合强度。纤维
自身的强度对成纸的强度也有很大的影响。
加拿大造纸用的针叶木主要有云杉，冷杉，花旗松，铁杉，黑松，雪松等。其中除了黑
松纤维直径较大，花旗松细胞壁比较厚之外，其它几种木材都属于纤维长，材质轻柔，细胞壁薄的造纸原材料各个品牌针叶木纸浆的纤维形态如图 1 到图 7 所示。

2.3 各品牌纸浆动态力学性能及电声性能对比
将各个常用牌子的针叶木纸浆在叩解度 23°SR 度时抄纸并测试其动态力学性能和电声
性能，其测试结果如表 1 所示。本实验测试设备采用了华南理工大学韵奇牌杨氏模量和损耗
因数测试仪。
由表 1 可以看出，对同一品牌的纸浆，未漂浆比漂白浆强度要高。比弹性率，声速，损
耗因数等电声指标也更高。而电子级别的未漂白纸浆乔治王子其杨氏模量和比弹性率，声速
和损耗因数都是最好的。在漂白浆中，北木的动态力学性能和电声性能最好。
表 1 不同品牌针叶木纸浆电声性能比较

性能	乔治王子 电子级本色浆	虹鱼本色浆	虹鱼漂白浆	北木漂白浆	好声 300 漂白浆	马牌漂白浆	月亮漂白浆
杨氏模量 GPa	4.11	2.98	2.53	3.78	3.38	3.29	3.25
比弹性率	6.13	4.45	3.78	5.65	5.05	4.91	4.85
声 速 X10^3m/s	2.48	2.11	1.95	2.38	2.25	2.22	2.20
损耗因数	0.121	0.120	0.109	0.118	0.115	0.106	0.109

 
2.4 扬声器纸盆用针叶木纸浆的选择 
一般而言，扬声器对其振膜材料的要求，是同时具备三种特性，即①材料的密度要
小。②材料的机械强度要大，或者说，材料的杨氏模量E 要大。与第一个特性合在一起，
即要求材料的比弹率E /的值要大。③具有适当的内部阻尼。
从表 1 的测试数据我们可以看出，电子级的未漂白乔治王子纸浆的动态力学性能和电声
性能最好，是比较适合用于制造扬声器纸盆的材料。同时在扬声器纸盆的开发过程中，我们
发现在未漂浆中混合一定比例的漂白浆共同抄造的纸盆，会提高扬声器声音的柔和度和中低
频的饱满度。所以在实际的扬声器纸盆制作过程中，可以根据扬声器的用途和对音质的要求，
选用一定比例的电子级乔治王子本色浆搭配电声性能最好的北木漂白浆混合抄纸。

3.加拿大针叶木浆的纤维分析和打浆特性基于在扬声器纸盆中的实际应用，本文以电子级乔治王子未漂白硫酸盐针叶木浆(以下称
FUKP)和北木漂白针叶木浆（以下称 NBKP）为分析对象，对其纤维特性，打浆特性及电声
性能做相关研究。
3.1 FUKP 与 NBKP 的纤维参数将 FUKP 和 NBKP 充分疏解后，用 Kajanni FS300 纤维分析仪对纤维进行分析，图 8 和图 9
分别是 FUKP 和 NBKP 长度分布比例图。从图中可以看出，两种纸浆纤维长度分布在 2.0 毫米到 3.2 毫米之间的比例最大。
表 2是 FUKP 和NBKP 的相关纤维参数, 由于纸浆中大量的短小纤维对计算纤维的平均长度
影响比较大，大大的降低了纤维的平均长度而在重量上只占极少一部分。因此采用重均平均
纤维长度来代表纸浆浆的平均长度更加合理。从表 2 可以看出，FUKP 的纤维重均长度比
NBKP 略长，而纤维宽度和粗度则比 NBKP 略为小些。

                     图 8  FUKP 纤维长度分布比例

表 2  FUKP 与 NBKP 纤维参数

项目	数均长度 mm	重均长度 mm	粗度 mg/m	宽度 um	细小纤维含量%	测试根数
FUKP	1.92	2.77	0.232	21.12	43.1	21883
NBKP	1.95	2.65	0.242	21.71	40.5	20338

 
3.2  FUKP 与 NBKP 的打浆特性用 PFI 磨对 FUKP 与 NBKP 在浆浓 10%的条件下进行磨浆，用 KajanniFS300 纤维分析仪分
析各种叩解度下纤维的长宽度，并绘制成相应的关系曲线图做分析如下：
3.2.1 打浆与纤维长度的关系  图 10 是 FUKP 和 NBKP 打浆过程中纤维长度变化的过程。
从图 10 可以看出，随着打浆的进行。两者的纤维长度都呈现下降的走势。由于漂白浆在漂
白过程中受到摩擦搅拌等机械力的作用，以及部分碳水化合物降解，NBKP 的纤维长度比
FUKP 短。另一方面，NBKP 纤维下降的速度比 FUKP 慢，这是由于漂白浆木素含量低，纤
维更容易吸水润涨，柔韧性更好，所以更加不容易被切断。
3.2.2 打浆与纤维宽度的关系  图 11 是 FUKP 和 NBKP 打浆过程中纤维宽度变化的过程。从图 11 可以看出，随着打浆的进行。由于纤维的比表面积逐渐增加，两者的纤维长度都呈现
增加的走势。在叩解度较低时，FUKP 由于细胞壁外层和次外层首层未被打开和破除，里面
疏水性的木质素阻碍了纤维的吸水润涨，所以未漂浆 FUKP 的纤维宽度低于漂白浆 NBKP。
随着叩解度逐渐提高，细胞壁的外层和次外层首层被打开和破除，纤维素和半纤维素的无定
形区开始吸水润涨，由于未漂浆 FUKP 中的半纤维素含量高于漂白浆 NBKP，半纤维素无定
形区较大，比纤维素更容易吸水润涨，因此，随着叩解度的提高，未漂浆 FUKP 的纤维宽度逐渐超过漂白浆 NBKP。

 
  图 10 针叶木纤维长度与叩解度关系曲线     图 11 针叶木纤维宽度与叩解度关系曲线
4.FUKP 与 NBKP 的力学性能与打浆的关系用 PFI 磨在浆浓 10%的条件下对 FUKP 和 NBKP 进行磨浆。测试各叩解度所抄纸盆其静态
力学指标及动态电声性能指标。绘制出相应的关系曲线图。测试采用了华南理工大学韵奇牌
杨氏模量与损耗因数测试仪。
4.1 纸盆挺度与打浆叩解度的关系  图 12 反映了针叶木 FUKP 和 NBKP 所抄纸盆挺度与打
浆的关系曲线。从图中我们可以看出，随着打浆程度的加深，未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP
的挺度呈现上升的走势，当叩解度打到 50°SR时，两者挺度开始降低。在叩解度38°SR之前，FUKP
的挺度要高于NBKP,之后NBKP的挺度逐渐高于FUKP。这主要是因为漂白浆NBKP在漂白过程中化学药物的
作用使纤维产生降解，降低了单根纤维的物理强度。随着打浆度的提高，NBKP纤维在打浆机的机械剪切作
用力下，大量羟基被暴露，大大增加了纤维间氢键的结合面积，从而使挺度大幅提高。

4.2 纸盆抗张指数与打浆叩解度的关系  图13反映了针叶木 FUKP 和 NBKP 所抄纸盆抗张指数与
打浆的关系曲线。从图中我们可以看出，FUKP 与 NBKP 的抗张指数基本相当。随着打浆程度的加深，未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP 的抗张指数呈现上升的走势，在叩解度 40°SR之
后，双方的抗张指数数值趋于稳定。
4.3 纸盆撕裂指数与打浆叩解度的关系  图14反映了针叶木 FUKP 和 NBKP 所抄纸盆撕裂指数与
打浆的关系曲线。从图中我们可以看出，FUKP 的撕裂指数要高于 NBKP。随着打浆程度的加深，未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP 的撕裂指数呈现下降的走势，在叩解度 60°SR之后，双
方的撕裂指数数值趋于一致。

5，FUKP 与 NBKP 的电声性能
5.1 纸盆杨氏模量与打浆叩解度的关系  图 15 反映了针叶木 FUKP 和 NBKP 所抄纸盆杨氏模量与打浆的关系曲线。从图中我们可以看出，FUKP 的杨氏模量要高于 NBKP。随着打浆程度的加深，未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP 的杨氏模量呈现上升的走势，当叩解度打到 50
°SR时，两者杨氏模量趋于一致并开始降低。这主要是由于叩解度过高造成纤维的长度下降，影响了所抄
纸盆的强度。
5.2纸盆损耗因数打浆叩解度的关系  图 16 反映了针叶木 FUKP 和 NBKP 所抄纸盆损耗因数与
打浆的关系曲线。从图中我们可以看出，FUKP 的损耗因数要高于 NBKP。随着打浆程度的加深，未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP 的挺度呈现下降的走势。
5.3 纸盆比弹性率和声速与打浆叩解度的关系  图17,18反映了针叶木FUKP和NBKP所抄纸盆比弹性率和
声速与打浆叩解度的关系。从图中可以看出，FUKP 的比弹性率和声速都要高于 NBKP。随着打浆
程度的加深，未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP 的比弹性率和声速刚开始呈现上升的走势，在
叩解度 50°SR后开始出现下降。

6.不同叩解度纸浆装喇叭测试将未漂浆 FUKP 与漂白浆 NBKP，在叩解度 20°SR条件下分别单独按照 100%的比例抄纸盆，
以及按 1:1 比例混合抄纸盆，并将三种不同方法所抄纸盆装配喇叭测试曲线及听音分析。发现三种配比在频响曲线上并没有很明显的区别。但听音发现，按照 FUKP100%比例制作
的纸盆中高频比较亮，低音略显单薄。而按照 NBKP100%比例制作的纸盆其听音效果相反，
其中高频音质稍暗，但低频较为饱满，中音人声部分比较柔和。按照 FUKP 与 NBKP 各 50%
比例制作的纸盆其低中高频音质效果介于两者中间，可以很好的对低中高频的音质起到折
中的作用。在扬声器纸盆的研发过程中，可以根据扬声器的具体用途及对音质的不同要求采用适当比例的 FUKP 和 NBKP 混合抄纸来达到相应的目标。
7.结论 
7.1 在加拿大进口纸浆中，电子级乔治王子未漂白硫酸盐木浆 FUKP 和北木漂白硫酸盐木浆
NBKP 比较适合用于扬声器纸盆的抄制，可以做为生产扬声器纸盆的主要材料。
7.2  FUKP 与 NBKP 的打浆特性有相同与不同之处。随着打浆的进行，两者的纤维长度都
呈现下降的走势，但 NBKP 下降的速度比 FUKP 慢。同时随着打浆的进行，两者的纤维宽
度都呈现上升的走势，在打浆初期，FUKP 的纤维宽度要小于 NBKP。在打浆中后期，FUKP 的纤维宽度开始大于 NBKP.
7.3  FUKP 的机械强度及电声性能指标要好于 NBKP，但两者的音质各有特点，在扬声器纸
盆的研发过程中，可以根据扬声器的具体用途及对音质的不同要求采用适当比例的 FUKP
和 NBKP 混合抄纸来达到相应的目标。
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