KR100254886B1 - 고성능 스피커용 진동판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀룰로스 섬유를 주체로한 펄프 진동판 표면에 Ti, TiN 또는 TiOX를 진공 증착시켜 탄성율과 내부손실이 동시에 우수한 스피커용 진동판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용하여 스피커용 진동판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 펄프에 제지용 약제를 첨가한 후, 초조 및 건조하고, 비닐계 합성수지를 코팅 처리한 다음, 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 중에서 선택된 1종으로 진공 증착시키는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

고성능 스피커용 진동판의 제조방법
본 발명은 스피커용 진동판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄성율과 내부손실이 우수한 고성능 스피커용 진동판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
스피커는 원음에 가깝게 재생하기 위해, 스피커의 능률을 올리고 한개의 스피커로 넓은 주파수 영역의 음원을 작은 에너지로 재현시키는 것을 목표로 하고 있다. 스피커의 이러한 목표를 달성하기 위해서 진동판의 역할은 대단히 중요하다.
일반적으로, 스피커용 진동판은 재질, 진동판의 에지와 몸체의 분할진동 및 조립상의 요인 등에 의해서 왜음(歪音)이 발생된다. 따라서, 이러한 왜음의 발생을 최소화하여 스피커의 성능을 향상시키기 위한 연구가 많이 행하여지고 있는데, 그 대표적인 방법으로는 진동판의 재질을 개선시키는 방법을 들 수 있다.
스피커용 진동판의 재질은 탄성율 및 내부손실과 밀접한 관계를 가지고 있다고 알려져 있다. 이 때문에, 진동판의 재질을 개선한다는 것은 재질의 탄성율 및 내부손실을 개선한다고 말할 수 있는 것이며, 진동판의 재질에 따른 탄성율과 내부손실을 개선하여 진동판의 왜음을 저감시키고자 하는 시도가 행해지고 있는 것이다.
이러한 탄성율과 내부손실을 이론적으로 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.
즉, 스피커에서 가장 중요시하는 음질과 음향주파수 특성은 진동판을 구성하고 있는 소재의 물성에 의해 지배되기 때문에, 진동판의 표면물성을 변화시키면 음과 주파수 특성들 변화시키는 것도 가능하다. 넓은 주파수 영역을 재현시키기 위해서는 표면 물성을 높게 하고 하기 식과 같이 표현되는 비탄성 또는 음속을 높게 하는 것이다.
비탄성 = E/D
C = E/D1/2
(여기서, E는 탄성율, D는 밀도, C는 음속이다.)
따라서, 스피커용 진동판의 이상적인 조건으로서는 탄성율이 높고, 능률을 올리기 위해 가벼운 소재가 좋으며 스피커의 용도에 따라 차이는 있으나 내부손실이 큰 것이 좋은 것이다.
종래, 탄성율을 높이고, 내부손실을 크게 하기 위해 여러 방법들이 제시되어 졌다. 그 중에서 대표적인 예를 들면, 셀룰로스(cellulose)섬유로 된 진동판에 합성수지를 코팅 처리하여 물성을 조정하거나 신소재 자체로 진동판화하여 음과 주파수 특성을 개선하고자 하였다. 그러나, 상기 탄성율과 내부손실은 서로 상반되는 성질을 가지고 있어서, 탄성율이 높으면 상대적으로 내부손실이 낮아 저음재생에 한계가 있었고, 내부손실이 높으면 탄성율이 낮아 이상적인 진동판을 만들기 어려웠다.
이에 본 발명자는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프 진동판 표면에 비닐계합성수지를 코팅 처리한 다음, Ti, TiN 또는 TiOx를 진공 증착시켜 탄성율과 내부손실이 동시에 우수한 스피커용 진동판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
제1도는 종래의 목재펄프 진동판 및 본 발명의 Ti증착 진동판의 주파수 대역에 따른 주파수 특성변화를 나타내는 그래프.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용하여 스피커용 진동판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 펄프에 제지용 약제를 첨가한 후, 초조 및 건조하고, 비닐계 합성수지를 코팅 처리한 다음, 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 중에서 선택된 1종으로 진공 증착시키는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법에 관한 것이고, 또한, 본 발명은 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용하여 스피커용 진동판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 펄프에 제지용 약제 및 상기 진동판에 대해 30중량%이하의 초고해 목재펄프를 첨가한 후, 초조 및 건조하고, 비닐계 함성수지를 코팅 처리한 다음, 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 중에서 선택된 1종으로 진공 증착시키는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 사용하거나, 상기 펄프에 초고해 목재 펄프를 첨가한 것을 사용할 수 있다.
셀룰로스 섬유지(紙)의 탄성율은 단섬유의 탄성율과 섬유길이 및 섬유간 접촉면적에 의해 결정되고, 내부손실은 섬유간 접촉면적에 지배된다. 따라서, 높은 탄성율을 얻고자 할 경우에는 목재 펄프 보다는 단섬유 탄성율이 높고 섬유길이도 긴 마종류를 사용하는 것이 유리하다고 할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 섬유길이가 길기 때문에 초조성을 저하시켜 외관성을 악화시키게 되므로 그 첨가량이 통상 5-40중량%(이하, 간단히 ‘%’라 한다) 정도로 한정된다. 이러한 이유로 일반적으로는 거의가 침엽수 펄프를 사용하고 있다. 침엽수 펄프는 섬유길이가 마섬유에 비하여는 짧지만, 비교적 긴 편이고, 초조성이 우수하다. 본 발명에서는 이와 같이 통상적으로 사용되는 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용할 수 있는 것으로, 특별히 한정하지는 않는다.
또한, 본 발명에서는 셀룰로스를 주체로 한 펄프에 비표면적이 큰 초고해 목재펄프를 첨가한 것을 사용할 수 있다. 스피커용 진동판의 탄성율을 높게 하기 위해서는 펄프섬유가 절단되지 않도록 하여 섬유길이를 길게 유지하는 것이 필요하고, 내부손실을 크게 하기 위해서는 고해로 섬유간 접촉면적을 증대시키는 것이 필요하다. 그러나, 일반의 고해기 비터(beater)에서는 쌍방을 양립시키는 것이 곤란한데, 이는 고해가 진행되면 섬유간 접촉면적은 증대하지만, 섬유는 절단되기 때문에 밀도상승에 비하여 탄성율은 향상되지 않기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 고해하지 않은 펄프에 비표면적이 큰 초고해 목재펄프를 첨가함으로써, 스피커용 진동판의 탄성율과 내부손실을 동시에 향상시킨다.
이때, 첨가되는 초고해 목재펄프는 습윤(wet)상의 목재펄프를 고압으로 실린더형 고해기에 압입하여 섬유축방향을 따라 세분화시킨 것으로써, 비표면적은 10m2/g이상인 것이 바람직하다. 또한, 첨가되는 초고해 목재펄프의 첨가량은 탄성율 및 음의 밸런스를 고려하여 진동판의 전체중량에 대하여 30%이하가 되도록 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기와 같이 구성되는 펄프에 제지용 약제를 첨가한 후, 통상의 방법으로 초조 및 건조하고, 비닐계 합성수지로 코팅 처리한다.상기 비닐계 합성수지에 의한 코팅처리는 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx)과의 밀착도를 높이고, 서로 다른 소재의 증착에서 생기는 뒤틀림(Distortion)을 방지하면서, 탄성율을 유지하기 위해 펄프진동판 표면에 통상적인 방법으로 코팅 처리하는 것이다. 상기 밀착도, 뒤틀림방지 등에서 보다 우수한 효과를 얻기 위해 비닐계를 사용하는 것이다.
본 발명에서는 비닐계 합성수지로 코팅 처리된 진동판에 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 중에서 선택된 1종으로 진공 증착시킨다.
상기 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 등의 소재는 탄성율이 매우 우수한 물질이다. 본 발명에서는 이러한 물질을 진동판 표면에 진공 증착시킴으로서, 진동판의 탄성율을 높이고자 하는 것으로, 증착방법에는 특별히 한정하지 않고, 통상의 방법에 따라 행할 수 있다. 이때, 진공 증착에 의해 형성된 증착두께는 스피커의 크기나 용량에 따라 적절히 선택할 수 있다. 다만, 음속 및 탄성율의 개선 효과를 고려하면 0.05μm 이상의 두께가 바람직하고, 작업성이나 외관 등을 고려하면 5μm이하의 두께가 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
물에 분산시킨 목재펄프에 제지용 약제를 첨가한 후, 이해기(離解機)에서 충분히 이해하였다. 다음에, 초조기에서 초조하고, 탈수, 프레스 건조하는 공정을 거친 후, 비닐계수지를 코팅하고, 표면에 Ti을 진공 증착시켜 Ti증착진동판을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 Ti증착진동판과 통상의 방법으로 제조된 펄프 진동판의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure kpo00001
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따른 Ti증착진동판의 경우가 통상적인 펄프진동판에 비하여, 음속 및 탄성율이 우수하고, 또한 내부손실도 만족할 만큼 높아짐을 알 수 있다.
또한, 상기 Ti증착진동판에 대하여 주파수 대역에 따른 주파수 특성변화를 측정하고, 그 결과를 종래의 목재펄프 진동판에 대한 특성변화도 함께 제1도에 나타내었다.
제1도에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 스피커 진동판은 종래의 목재펄프 진동판에 비하여 탄성율 및 내부손실이 우수하여 왜음이 적고, 고역부분의 음의 신장이 향상됨을 알 수 있다.
[실시예 2]
초고해 목재펄프를 하기 표 2와 같은 함량으로 목재펄프에 첨가하여 펄프 진동판을 제조한 후, 음속과 탄성율을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure kpo00002
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 초고해 목재펄프를 첨가하면, 음속 및 탄성율이 향상되었다. 하지만, 30중량%이상 첨가한 경우에는 음의 밸런스가 깨어졌다.
상기 표 2에서 초고해 목재펄프 10%투입시의 진동판을 이용하고, 비닐계수지를 코팅한 다음, 하기 표 3과 같은 두께로 Ti를 진공 증착한 후, 음속과 탄성율을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure kpo00003
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 0.05-5μm정도의 두께범위로 Ti을 진공 증착함으로서, 음속 및 탄성율이 개선되었다. 하지만, 0.05μm이하로 증착시키는 경우는 음속 및 탄성율의 개선효과가 거의 없고 음질개선의 효과나 거의 없었으며, 5μm이상으로 증착시키는 경우는 작업성이 현저히 나빠지고, 음질 및 특성의 개선효과가 오히려 저하되고, 외관의 품질도 저하되었다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용하여 펄프콘을 형성하고, 비닐계 합성수지를 코팅한 다음, 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN) 또는 티타늄옥실렌(TiOx)을 진공 증착시킴으로서, 높은 탄성율을 유지시키면서도 높은 내부손실을 유지시키는 고성능의 스피커용 진동판을 제조할 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (5)

  1. 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용하여 스피커용 진동판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 펄프에 제지용 약제를 첨가한 후, 초조 및 건조하고, 비닐계 합성수지를 코팅 처리한 다음, 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 중에서 선택된 1종으로 진공 증착시키는 것을 특징으로 하는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진공 증착에 의해 형성된 증착두께가 0.05-5μm인 것을 특징으로 하는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법.
  3. 셀룰로스 섬유를 주체로 한 펄프를 이용하여 스피커용 진동판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 펄프에 제지용 약제 및 상기 진동판에 대하여 30중량%이하의 초고해 목재펄프를 첨가한 후, 초조 및 건조하고, 비닐계 합성수지를 코팅 처리한 다음, 티타늄(Ti), 티타늄질소(TiN), 티타늄옥실렌(TiOx) 중에서 선택된 1종으로 진공 증착시키는 것을 특징으로 하는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 초고해 목재펄프가 비표면적이 10m2/g이상인 깃을 특징으로 하는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 진공 증착에 의해 형성된 증착두께가 0.05-5μm인 것을 특징으로 하는 고성능 스피커용 진동판의 제조방법.
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