KR100879258B1 - 스피커 에지와 그 발포성형방법 및 그 발포성형장치 및스피커 에지 발포성형 시스템 및 당해 스피커 에지를사용한 스피커 - Google Patents

Abstract

폴리우레탄 예비중합체와 고형 아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하고 성형 형에 토출후, 발포시키면서 열경화시켜서 성형한 스피커 에지 및, 상기의 스피커 에지의 성형방법에 있어서, 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 이하로 가열한 성형 형의 암 형에 토출 도포하고, 발포시키면서 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 성형 형을 암 성형 형에 가압하여 끼워맞추고, 발포 경화시키는 스피커 에지의 성형방법, 및 가스를 흡입하는 장치, 열경화성 조성물을 가스내에 주입하는 장치, 가스와 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산시키는 장치, 혼합 분산시킨 발포성 열경화성 조성물을 스피커 에지 성형 형의 암 형에 가압 토출하는 장치, 암 형 성형 형에 대하여 수 형 성형 형을 가압하여 끼워맞추는 장치, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치로 이루어지는 스피커 에지 성형장치.

스피커 에지, 열경화성 조성물, 진동판, 성형 형, 발포체, 기포, 셀, 발포성형, 고주파유도, 폴리우레탄

Description

스피커 에지와 그 발포성형방법 및 그 발포성형장치 및 스피커 에지 발포성형 시스템 및 당해 스피커 에지를 사용한 스피커{SPEAKER EDGE, METHOD OF FOAM-MOLDING THE SAME, APPARATUS FOR FOAM-MOLDING THE SAME, SPEAKER EDGE FOAM-MOLDING SYSTEM, AND SPEAKER EMPLOYING THE SPEAKER EDGE}

본 발명은, 스피커의 진동판(원뿔형 본체)의 외주 가장자리에 형성되고, 프레임의 둘레 가장자리부와 연결되어, 진동판의 진동을 억제하지 않도록, 정확한 위치에 유지하는 기능을 갖는 스피커 에지로서, 특수한 열경화성 조성물과, 기계적 발포성형 시스템을 사용하여 성형된 스피커 에지, 및 그 발포성형방법 및 그 발포성형 시스템, 내지 그 발포성형장치에 관한 것이다.

통상, 스피커는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 진동판 본체(7)의 둘레 가장자리에 설치된 스피커 에지(7a)를 통해서 프레임(16)에 유지되므로써, 진동판 본체(7)의 축방향의 진동이 방해되지 않도록 되어 있다. 또한, 이 스피커 에지(7a)의 형상은, 진동판 본체(7)의 횡진동을 방해하지 않도록 하기 위해, 내주 가장자리와 외주 가장자리 사이가 상방 또는 하방으로 단면 원호상으로 만곡한 굴곡부(corrugation)(115)가 형성되어 있다.

종래, 상기 스피커 에지(7a)로서는, 발포된 가황고무 성형물을 사용하거나, 진동판 본체(7)의 둘레 가장자리에 열가소성 수지, 예를 들면 아크릴 폴리머, 폴리 카보네이트, 폴리우레탄 폴리머, 폴리에스테르, 폴리올레핀 등의 열가소성 수지 등을 가열 융융시켜서 사출성형한 것, 또는 블록형상으로 발포성형된 발포 폴리우레탄의 슬라브를 소정 두께의 시트형상으로 절단하고 프레스 형으로 가열압축하여 스피커 에지(7a)의 형상으로 성형한 것 등이 있다.

그런데, 열가소성 수지를 용융하여 사출성형된 스피커 에지(7a)에서는, 용융수지의 온도가 200∼300℃ 정도로 매우 높기 때문에, 도 5에 도시하는 성형 형(41, 42) 내에서 진동판 본체(7)와 일체성형 하기 위해 접착할 때에 진동판 본체(7)가 열로 손상되기 쉬운 문제가 있다.

또, 다음과 같은 문제가 있다. 먼저, 발포된 가황고무 성형물에 있어서는, 발포배율이 커지지 않고, 진동판 본체와 부착시켜 사용하면 질량이 무거워지고, 음압 주파수특성이 저하된다는 난점이 있다. 또, 그 발포된 가황고무 성형물의 스피커 에지는, 진동판 본체와의 접착이 필요하게 되고, 접착공정에도 또, 접착기술에 있어서도 고도의 기술을 필요로 하는 등의 문제가 있었다.

도 10에 도시하는 바와 같은, 발포 폴리우레탄의 슬라브를 시트형상으로 하여 가열 압축성형한(이하, 슬라브 시트 열압축성형이라 함) 스피커 에지(7a')에 있어서는, 굴곡부 기부(7b)의 외측(볼록측)이 프레스 성형 형에 의한 가열압축시에 크게 신장되어 저밀도로 되고, 반대의 내측(오목측)이 압축되어 고밀도로 되고, 이와 같은 표면밀도의 불균일한 상태가 강도의 저하를 초래하기 때문에, 내구성 등에 있어서 바람직하지 않았다. 특히, 스피커 에지에 있어서는, 스피커 에지의 내주측 이 진동판 본체(7)의 둘레 가장자리와 함께 진동하고, 스피커 에지(7a')의 외주측이 프레임(16)에 구속되기 때문에, 프레임(16)측의 굴곡부 기부(7b)에 피로가 집중하게 되어, 상기 슬라브 절단 열압축성형된 스피커 에지(7a')에서는, 굴곡부 기부 얇은 부분(7c)의 강도가 충분하다고는 말하기 어려웠다.

더욱이 상기 슬라브 시트 열압축성형품(7a')은, 발포 우레탄 슬라브의 발포제조시의 부위에 따라서 밀도가 상이한 것을 피할 수 없기 때문에, 슬라브 시트가, 그 절단 위치에 따라서 밀도가 상이한 것으로 된다. 그 결과, 절단된 슬라브 시트를 열압축성형한 스피커 에지(7a')는, 스피커(1)의 최저 공진주파수 f_o의 분산이 커지고, 품질이 일정하기 어려운 문제가 있다. 실제로 그 f_o의 분산을 측정한 바, N=100에서, ±15Hz 였다.

또, 도 10에 도시하는 상기 슬라브 시트(7c)로 절단하여 열압축성형된 스피커 에지(7a')는, 도 18에 도시하는 에지(7a')의 단면을 도시하는 확대모식도와 같이, 열압축성형시에 표면부근이 압축되어 기포가 눌려 찌부러진 딱딱한 고밀도의 스킨층(68)이, 내부의 발포층과는 명확한 경계면을 통해서 형성되고, 물성이 명확하고 또한 급격하게 변화하기 때문에, 공진시의 진폭이 커지고, 음질상 변형을 발생하여 바람직하지 않은 현상을 발생하게 한다.

상기 종래의 슬라브 시트 열압축 성형품(7a')의 내부를, 현미경으로 60 배로 확대한 상태를 도 3에 도시한다. 이 상태를, 도 2에 도시하는 본 발명의 스피커 에지(7a)를 동일한 배율로 확대한 현미경 사진과 대비하여 그 차이가 명백하다.

더욱이, 자동차의 도어내에 설치되는 스피커 등에 있어서는, 스피커 에지에 방수성이 요구된다. 그러나, 상기 폴리우레탄 슬라브는, 표면에서 물이 침투되는 성질을 갖기 때문에, 슬라브절단 열압축성형된 스피커 에지(7a')에서도, 방수성이 뒤떨어지는 문제가 있다. 이 방수성의 문제를 해결하기 위해, 표면에 불소수지를 코팅한 스피커 에지가 제안되고 있는데, 이 불소수지를 코팅한 에지에 있어서도, 연속기포 구조로 이루어지기 때문에, 개방구멍부를 막을 정도로 코팅하는 것은 현실적이지 않아, 실질적으로 방수성이 충분히 이루어져 있다고는 말할 수 없고, 게다가 비용상승의 문제도 있다.

종래의 이런 종류의 스피커 에지의 개량발명으로서 선행기술의 일본 특원평 11-61879호에서, 이 종류의 스피커 에지의 조성으로서, 이소시아네이트 및 폴리올이 포함되는 2액반응형의 원료조성물을, 교반 혼합장치에 의해 암수 성형 형내에 주입하고, 실내에서 반응, 발포, 경화시켜서 성형하는 제조방법이 제안되어 있다. 그렇지만, 이와 같은 제조공정에서, 이소시아네이트와 폴리올이 포함되는 원료를, 교반 혼합장치에 의해 교반　혼합하여 성형 형에 주입하고, 60℃의 저온도의 형내에서 반응, 발포, 경화시키고 있었으므로, 성형에 2분간이나 되는 장시간을 필요로 하고 있다. 2액반응형이므로, 일단 혼합시키면 그 분량은 곧 성형 형에 주입하여 사용하지 않으면 경화해 버려서, 교반 혼합장치에 꽉 차고 말아, 작업중지시 등의 작업 관리가 번거롭다. 더욱이, 2액반응형이므로, 온기 등의 외기의 영향을 받기 쉽고, 발포배율이 작업로트에 따라 분산되는 일이 있으므로 균일한 품질을 얻기 어렵다는 과제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 이와 같은 종래의 이 종류의 스피커 에지 및 스피커 에지의 발포성형방법이 갖고 있던 과제를 해결하기 위해, 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물을 사용하고, 열경화성 조성물에 가스를 기계적으로 혼합하고, 열경화 임계온도 미만으로 가열한 암 성형 형내에, 토출 주입한 후, 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 성형 형을 가압하여 끼워맞추므로써, 열경화 반응시키는 것이다. 이와 같이, 본 발명은 1액형의 열경화성 조성물로서, 기계적으로 가스를 혼합 분산시켜서 얻어지는 발포성 열경화성 조성물을 스피커 에지로서 진동판 본체의 둘레 가장자리에 직접 성형하여, 발포 경화된 스피커 에지를 얻는 것이다.

본 발명은 1액형의 열경화성 조성물이므로, 일본 특원평 11-061879호에 비해 연속적 내지 단속적으로 토출주입이 가능해지고, 작업정지시도 수시로, 자유롭게 조절할 수 있다. 이소시아네이트와 폴리올의 2액의 혼합 후, 연속적으로 토출할 필요도 없고, 재료 손실을 없앨 수 있다. 또, 성형물과 같은 재단후의 폐기하는 부분도 없으므로, 재료 사용율이 향상함과 동시에, 특별한 작업관리가 불필요하게 되어, 비용의 절감을 도모할 수 있다. 더욱이, 가열경화의 임계온도 이상으로 가열하면 순간적으로 열경화반응하여, 균일한 품질이 얻어지므로, 작업성과 산업 폐기물의 저감이 우수한 등의 특징을 갖는 스피커 에지의 발포성형방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성을 설명하면, 본 제 1 발 명은, 폴리우레탄 예비중합체와 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하여, 성형 형에 토출주입후, 발포시키고 열경화시켜서 성형한 스피커 에지이다. 이 열경화성 조성물은 1액형으로서, 그 열경화성 조성물에 가스를 기계적으로 혼합 분산하고, 물리적으로 발포시킨다는 특징을 갖는 스피커 에지이다.

본 제 2 발명은, 제 1 발명의 스피커 에지가, 성형 형내에서 스피커의 진동판 본체의 둘레 가장자리에 직접 발포성 열경화성 조성물을 주입하고, 스피커의 진동판 본체의 둘레 가장자리에 스피커 에지의 성형을 직접 행하는 것이며 진동판 본체와 접착 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다.

본 제 3 발명은, 제 1 발명 또는 제 2 발명의 스피커 에지의 내부의 기포셀이, 열경화 조성물에 가스를 기계적으로 혼합 분산시켜 가압상태에서 토출한 순간에 대기압과 평형이 되도록 열경화 조성물에 분산된 가스가 팽창하여 물리적으로 발포하게 하므로, 독립기포 단독, 또는 독립기포와 연속기포의 양자로 구성된 셀이 되는 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다.

본 제 4 발명은, 제 1 발명 내지 제 3 발명중 어느 하나의 스피커 에지의 기포 셀의 크기가 1∼100 미크론인 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다. 이것은 기계적으로 열경화성 조성물과 가스를 혼합 분산하고, 대기압에 토출한 후, 순간적으로 물리적으로 가스가 팽창하여 발포하므로, 종래의 화학적인 가스의 발생에 따르는 발포로서는 얻을 수 없는 기포 셀의 직경이 작게되어, 균일 형상의 기포 셀을 얻을 수 있는 것이다.

본 제 5 발명은, 제 1 발명 내지 제 4 발명중 어느 하나의 스피커 에지의 기포 셀의 직경의 분포가, 평균 직경 20 미크론을 중심으로 한 분포인 것을 특징으로 하는 스피커 에지로서, 상기 기계적인 가스의 혼합에 의한 물리적인 발포에 의한 기포 셀이 되므로, 셀의 직경의 크기가 균일하게 얻어지고, 그 분포가 도 12에 도시하는 히스토그램과 같이 샤프하게 되는 것이다.

본 제 6 발명은, 제 1 발명 내지 제 5 발명중 어느 하나의 스피커 에지의 밀도가 0.15∼0.9g/cm³의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다. 본 발명은, 기계적인 가스의 혼합 분산에 의해 물리적인 발포를 야기하므로, 발포배율의 제어가 용이하게 되어, 고정밀도로 얻을 수 있는 것이다.

본 제 7 발명은, 제 1 발명 내지 제 6 발명중 어느 하나의 스피커 에지의 표면이, 성형 형의 형면을 전사한 스킨층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다.

본 제 8 발명은, 제 1 발명 내지 제 7 발명중 어느 하나의 스피커 에지의 표면의 스킨층이, 내측의 발포층에 대하여 명확한 계면을 개재시키는 일 없이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다. 이것은, 스피커 에지의 형내에서 발포된 셀이 눌려 찌부러지는 일이 적어지고, 스피커 에지 전체의 발포상태를 균일하게 얻을 수 있는 에지로 된다.

본 제 9 발명은, 제 1 발명 내지 제 8 발명중 어느 하나의 스피커 에지의 굴곡부의 얇은 기부의 밀도가 다른 두꺼운 부분의 밀도와 동등 또는 그것보다 높은 것을 특징으로 하는 스피커 에지이다. 이 제 9 발명의 스피커 에지도 발포된 성형물을 형내에서 스피커 에지로 성형하는 것이 아니라, 형내에서 발포된 셀을 열경화함으로써, 굴곡부의 밀도를 다른 부분과의 밀도와 동등 또는 그 이상으로 높게 하여, 진동의 전파상태를 부분적으로 균일화한 스피커 에지이다.

본 제 10 발명은, 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화 한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하여, 성형 형에 토출 후, 발포시키고 열경화시켜 성형하는 스피커 에지의 성형방법에 있어서, 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 이하에 가열한 성형 형의 암 형에 토출 주입한 후, 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 성형 형을 암 성형 형에 가압하여 끼워 맞추고, 발포 경화시키는 스피커 에지의 발포성형방법이다. 상기 제 10 발명은, 스피커 에지의 성형 형의 암 형을 미리, 또는 주입 직후에 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 미만으로 가열해 두든지, 또는 순간적으로 가열하든지 하는 것으로, 한편 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 형 성형 형을 가합하여 끼워 맞추든지, 또는 암수 성형 형을 가압하여 끼워맞춘 직후에, 순간적으로 가열시켜서 발포경화한 스피커 에지를 얻을 수 있으므로, 단시간에 생산할 수 있어, 비약적으로 생산성이 향상하는 성형방법이다.

제 11 발명은, 상기 제 10 발명의 스피커 에지 발포성형방법에 있어서, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치에서, 성형 형을 가열하는데, 고주파 유도가열장치를 사용하여, 가열시간을 단축하는 것을 특징으로 하는 스피커 에지 발포성형방법이다.

본 제 12 발명은,

① 피스톤이 실린더내를 왕복이동하는 피스톤 펌프의 흡입공정에서 가스를 실린더에 흡입하는 장치와,

② 상기 실린더내에 가스가 주입된 후에 열경화성 조성물을 가스내에 주입하는 장치와,

③ 상기 피스톤 펌프의 토출공정에서 가스와 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산시키는 장치와,

④ 혼합 분산시킨 발포성 열경화성 조성물을 열경화 임계온도 미만으로 가열한 스피커 에지 성형 형의 암 형에 가압 토출하고 주입하는 장치와,

⑤ 암 형 성형 형에 대해 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 형 성형 형을 가압하여 끼워맞추는 장치와,

⑥ 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치,

로 이루어지는 본 발명 방법을 실시하는데 적합한 스피커 에지 발포성형장치이다.

제 13 발명은, 상기 제 12 발명의 스피커 에지 발포성형장치에 있어서, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치에, 고주파유도 가열장치를 채용해서 시간과 생산경비를 저감하는 것을 특징으로 하는 스피커 에지 성형장치이다.

본 제 14 발명은,

① 피스톤이 실린더내를 왕복이동하는 피스톤 펌프의 흡입공정에서 가스를 실린더에 흡입하는 공정과,

② 상기 실린더내에 가스가 주입된 후에 열경화성 조성물을 가스중에 주입하는 공정과,

③ 상기 피스톤 펌프의 토출공정에서 가스와 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산시키는 공정과,

④ 혼합 분산시킨 발포성 열경화성 조성물을 열경화 임계온도 미만으로 가열한 스피커 에지 성형 형의 암 형에 가압 토출하여 주입하는 공정과,

⑤ 암 형 성형 형에 대해 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 형 성형 형을 가압하여 끼워맞춰지게 하는 공정과,

⑥ 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 공정,

으로 이루어지는 스피커 에지 발포성형 시스템이다.

본 발명의 스피커 에지 발포성형 시스템은, 왕복식 피스톤 펌프를 사용하여 가스와 열경화성 조성물을 일정비율로 혼합하고, 순차적으로 가스를 열경화성 조성물에 혼합 분산하고, 연속적으로 가압 토출하여 발포시키므로, 종래의 화학적 발포와 상이하게 물리적으로 발포시키는 것이다. 더욱이 피스톤 펌프를 사용하여 가스와 열경화성 조성물을 혼합하므로, 혼합비율이 정밀도 좋게 발포배율을 고정밀도로 조정할 수 있는 것이다. 또 스피커 에지 성형 형 또는 발포성 열경화성 조성물을 직접 가열하고 있으므로, 열경화성 조성물이 신속하게 경화하고, 스피커 에지의 생산성이 우수한 시스템으로 되는 것이다.

본 제 15 발명은, 제 14 발명의 스피커 에지 발포성형 시스템에 있어서, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치가 고주파유도 가열장치인 것을 특징 으로 하는 스피커 에지 발포성형 시스템이다. 본 발명 시스템은, 스피커 에지 성형 형내에 토출주입된 발포성 열경화성 조성물을 순간적으로 직접 가열하는 시스템에 관하며, 특별히 성형 형을 가열하는 일 없이, 열경화성 조성물만을 가열하는데 적합한 시스템이다.

본 제 16 발명은, 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하여, 성형 형에 토출 주입후, 발포시키고 열경화시켜서 성형한 스피커 에지를 갖는 진동판을 장착한 스피커로서, 음질 변형이 적고, 저음 공진주파수는 지나치게 저하되지 않고, 능률 좋고, 내열, 내수성을 갖는 우수한 스피커이다.

도 1은, 일반적인 스피커의 구조를 도시하는 일부 절결 외관도.

도 2는, 본 발명의 스피커 에지의 단면 사진.

도 3은, 종래의 2액형의 발포 우레탄 슬라브 에지의 단면 사진.

도 4는, 본 발명의 스피커 에지를 성형하는 성형 형의 단면.

도 5는, 도 4에 도시하는 성형 형을 사용하여 진동판(7)의 둘레 가장자리를 본 발명의 스피커 에지에 인서트 몰딩하는 상태를 도시하는 단면도.

도 6은, 본 발명의 스피커 에지 발포성형장치에 사용되는 가스와 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산하고, 가압 토출하는 물리적으로 발포시키는 회로 계통도.

도 7은, 스피커의 출력 음압(音壓) 주파수특성의 일례.

도 8은, 본 발명 에지와 종래의 2액형의 발포 우레탄 슬라브의 열경화 조성물의 -60℃∼100℃의 온도범위의 점탄성의 온도의존성의 시험결과를 도시하는 도면.

도 9는, 종래의 2액형의 발포 우레탄 슬라브와 본원 발명의 열경화성 조성물의 -40℃에서의 변형(신장률)-응력(인장강도)의 관계를 도시하는 시험결과를 나타내는 도면.

도 10은, 종래의 슬라브 시트 가열압축 성형물을 사용한 스피커 에지(7a')의 굴곡부의 단면도.

도 11은, 본 발명의 스피커 에지(7a)의 굴곡부의 단면도.

도 12는, 본 발명 에지의 기포 셀의 직경의 히스토그램.

도 13은, 종래예 에지의 기포 셀의 직경의 히스토그램.

도 14는, 픽스드(fixed) 에지의 일부 절결 단면도.

도 15는, 픽스드 에지를 갖춘 스피커의 일부 절결 단면도.

도 16은, 덤피드(dumped) 에지를 갖춘 스피커의 일부 절결 단면도.

도 17은, 종래의 롤 에지를 갖춘 스피커의 일부 결절 단면도.

도 18은, 종래의 슬라브 시트 가열압축 성형물을 사용한 스피커 에지(7a')의 단면 모식도이다.

상기한 각 해결수단에 대하여, 각종의 실시의 형태를 도면에 근거하여 설명한다.

본 발명의 스피커 에지의 주원료인 열경화성 조성물의 실시예나 그 변형예 등에 관한 상세한 실시요령은, 본 출원인중 한 출원인이 먼저 출원하고 개시한 국제 공개번호 WO95/26374호 공보에 의하는데, 그 요점을 기재하면, 폴리이소시아네이트 화합물과, 폴리올 성분에 과잉량의 폴리이소시아네이트 화합물을 반응시켜서 얻어지는 말단 활성 이소시아네이트기를 함유하는 우레탄 폴리머의 각각 단독 또는 혼합물과, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제로서 융점 50℃ 이상에서 중심 입경 20 미크론 정도 이하의 고형 폴리아민의 입자의 표면에 중심 입경 2 미크론 이하의 미분체를 고착시키고 활성 아미노기를 피복해서 불활성화한 미분체 코팅아민을, 가열 활성화후의 아미노기와 이소시아네이트기의 당량비가 1/0.5∼2.0으로 되도록 배합하여 사용하는 것이다.

본 발명에 있어서 열경화성 조성물에 사용되는 주성분인 폴리우레탄 예비중합체란, 폴리이소시아네이트 화합물과, 폴리올 성분에 과잉량의 폴리이소시아네이트 화합물을 반응시켜서 얻어지는 말단 활성 이소시아네이트기 함유 폴리우레탄 예비중합체의 각각 단독 또는 이들의 혼합물이고, 고형 폴리아민이란, 융점 50℃ 이상 및 중심 입경 20 미크론 이하의 상온에서 고형의 폴리아민의 표면에, 중심 입경 2 미크론 이하의 미분체를, 이 고형 폴리아민과 미분체의 중량비가 1/0.001∼0.5로 되도록 고착시켜서, 표면의 활성 아미노기를 피복한 불활성화된 고형 폴리아민이다.

구체적으로는, 폴리이소시아네이트 화합물로서는 방향족, 지방족 또는 지환족에 속하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 톨루일렌 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트, 3, 3'-디메틸-4, 4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 1, 4-페닐렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시네이트, 나프틸렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4, 4'-디이소시아네이트, 조제(crude) TDI, 폴리메틸렌·폴리페닐 이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 수소화크실렌 디이소시아네이트, 이들의 이소시아누레이트화물, 카르보디이미드화물, 비우렛(biuret)화물 등을 들 수 있고, 이들중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

또 말단 활성 이소시아네이트기 함유 폴리우레탄 예비중합체란, 폴리올 성분에 과잉량의 폴리이소시아네이트 화합물을 OH 기에 대해 NCO 기가 1.1∼3.5로 되도록 반응시켜서 얻어지는 것이다. 반응은, 촉매(구체적으로는 디부틸 주석 디라우레이트 등의 유기주석계 촉매, 옥틸산 비스무스 등의 비스무스계 촉매, 제 3차 아민계 촉매 등) 등의 존재하에, 상온 내지 60∼90℃에서 가열하여 1∼24 시간 반응시킨다. 말단 활성 이소시아네이트기가 0.5∼10 중량％, 점도 3000∼50000 센티포이즈/20℃의 폴리우레탄 예비중합체를 얻을 수 있다.

상기 폴리올 성분으로서는, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 수크로스 등의 다가 알코올에 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 또는 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드 등의 알킬렌 옥사이드를 부가 중합시킨 폴리에테르 폴리올 성분류, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 이들의 올리고 글리콜 성분류, 부틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 폴리테트라 메틸렌 에테르 글리콜류의 폴리올 성분류, 폴리카프로락톤 폴리올이나 폴리 에틸렌 아디페이트와 같은 폴리에스테르 폴리올 성분류, 폴리부타디엔 폴리올 성분, 피마자유와 같은 히드록실기를 갖는 고급 지방산 에스테르류, 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르류에 비닐모노머를 그라프트 반응시킨 폴리머 폴리올 성분 등을 들 수 있다.

본 발명에 사용하는 열경화성 조성물의 성분인 폴리우레탄 예비중합체는, 상기 폴리이소시아네이트 화합물 그 단독, 혹은 말단 활성 이소시아네이트기 함유 폴리우레탄 예비중합체 단독, 또는 이들을 혼합하여 사용하는 것이다.

폴리우레탄 예비중합체의 잠재성 경화제로서 사용되는 고형 폴리아민으로서는, 융점 50℃ 이상이고 상온에서 고형으로서, 방향족 또는 지방족 폴리아민이며, 구체적으로는, 4, 4'-디아미노디페닐메탄, 2, 4'-디아미노디페닐메탄, 3, 3'-디아미노디페닐메탄, 3, 4'-디아미노디페닐메탄, 2, 2'-디아미노비페닐, 2, 4'-디아미노비페닐, 3, 3'-디아미노비페닐, 2, 4-디아미노페놀, 2, 5-디아미노페놀, O-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 2, 3-톨루일렌디아민, 2, 4-톨루일렌디아민, 2, 5-톨루일렌디아민, 2, 6-톨루일렌디아민, 3, 4-톨루일렌디아민 등의 방향족 고형 폴리아민, 1, 12-도데칸디아민, 2, 10-데칸디아민, 1, 8-옥탄디아민, 1, 14-테트라데칸디아민, 1, 16-헥사데칸디아민 등의 지방족 고형 폴리아민을 들 수 있고, 이들중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용한다. 고형 폴리아민은, 통상 중심 입경 20 미크론 이하, 바람직하게는 3∼15 미크론으로 분쇄 조정한다.

상기 잠재성 경화제로서 고형 폴리아민을 불활성화 하는 방법의 일례로서는, 고형 폴리아민의 입자표면의 아미노기를 불활성화제로 피복하여 불활성화 하는 것 이다. 불활성화제로서는 유기계 또는 무기계 미분체를 사용하여, 고형 폴리아민의 입자표면에 고착시킨다. 미분체는 무기물계의 산화티탄, 탄산칼슘, 점토, 실리카, 지르코니아, 카본, 알루미나, 활석 등을 들 수 있고, 유기계의 폴리염화비닐, 폴리아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 미립자 분체를 사용한다. 미분체의 중심 입경은 2 미크론 이하, 바람직하게는 1 미크론 이하의 것을 사용한다. 고형 폴리아민의 불활성화 처리는 고형 폴리아민의 입자표면에 상기의 미분체를 피복하는 것이다. 불활성화 처리는 고형 폴리아민 분말/미분체의 중량비가 1/0.001∼0.5 정도로 한다. 고형 폴리아민을 소정의 입경으로 분쇄하면서 미분체재료를 혼합 분쇄하여 고형 폴리아민의 표면에 미분체를 고착시키는 전단마찰식 혼합방식에 의해 제조한다. 구체적으로는 구속충격식 혼합교반기 또는 압축 전단식 혼합교반기 등을 사용할 수 있다.

이상과 같이 하여 얻어진 폴리우레탄 예비중합체와 불활성화한 고형 폴리아민이란, 가열하여 재활성화 했을 때의 폴리아민의 아미노기와 이소시아네이트기가 1/0.5∼2.0의 당량비가 되도록 배합 사용하는 것이다.

열경화성 조성물에는, 더욱 필요에 따라 통상의 첨가제, 예를 들면 상기의 촉매, 가소제(예를 들면 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 디시클로헥실 프탈레이트, 디이소옥틸 프탈레이트, 디이소데실 프탈레이트, 디벤질 프탈레이트, 트리옥틸 포스페이트, 에폭시계 가소제, 아디프산 에스테르 등의 폴리에스테르계 가소제 등), 용제, 요변제, 자외선 흡수제, 노화방지제, 접착부여제, 탈수제, 발포제 등을 적당히 적량 배합하여 구성된다.

상기에 의해 얻은 열경화성 조성물은, 온도에 대하여 임계적인 경화특성을 가지고, 약 60℃ 미만에서는 경화하지 않는데, 약 80℃에서는 불활성화된 고형 폴리아민이 재활성화 되어 경화가 시작하고 대략 경화반응이 완료된다. 따라서 성형시에 성형 형의 냉각가열 사이클의 온도폭을 작게 하고, 동시에 사이클의 주기를 단축하는 것이 가능하게 되어 생산성 향상에 기여한다. 그 다음에, 열경화성 조성물에 가스를 교반 혼합하고 기계적으로 혼합 분산하여, 발포성 열경화성 조성물로 한다. 실시예에서는 가스로서 공기를 사용하고 있는데, 활성도가 현저하지 않은 다른 등가의 기체라도 된다는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 열경화성 조성물과 가스를 기계적으로 혼화하는 기술은, 본 출원인중 한 사람이 먼저 출원하여 개시된 일본 특개평 11-128709호 공보에 상술되어 있다.

즉, 본 발명에 사용하는 스피커 에지의 발포성형장치(50)는, 도 6에 그 구성하는 회로계통도를 도시한다. 발포성형장치(50)는, 피스톤 실린더(51) 내에서 피스톤(52)이 왕복이동하여 흡입공정과 토출공정을 행하는 피스톤 펌프(53)에 의해, 흡입공정에서 실린더(51) 내에 가스(11)를 공급하고, 그 후 실린더(51) 내에 열경화성 조성물(10)을 배치식으로 공급하고, 그 후 피스톤 펌프(53)의 토출공정에 의해 가스(11) 및 열경화성 조성물(10)을 관로에 토출하고, 가압장치(140)의 공정의 가압 펌프(52)를 거쳐서 성형 형내에 가압 토출하여 주입하는 토출주입 공정으로 이루어진다. 발포성 열경화성 조성물(71)을 열경화 임계온도 미만으로 가열한 스피커 에지의 성형 형의 암 형(41)에 토출주입하고, 그 다음에 임계온도 이상으로 가열한 스피커 에지 성형 형의 수 형(42)을 가압하여 끼워맞추므로써, 온도를 임계 온도 60∼80℃에 도달하게 하여 순간적으로 경화시키는 것이다.

도 6에 도시하는 회로계통도의 동작에 대하여 설명한다. 공급장치(20)로부터 가스(11)와 열경화성 조성물(10)이 피스톤 펌프(53)에 의해 혼합된다. 피스톤 펌프(53)은 실린더(51)와 피스톤(52)으로 이루어지고, 흡입공정에서 발포용의 가스(11)를 흡입하고, 그 다음에 가스(11)를 주입한 실린더 내부(51)에 열경화성 조성물(10)을 공급한다. 그 다음에 피스톤 펌프의 토출공정에서 가스(11)와 열경화성 조성물(10)을 압출하고, 기계적으로 혼합 분산한다. 혼합된 발포성 열경화성 조성물(71)은, 동일하게 가압장치의 피스톤 펌프 또는 부스터 펌프 등에 의한 가압공정을 거쳐서 토출 주입노즐(N)로부터 암 형 성형 형(41)과 수 형 성형 형(42)으로 이루어지는 성형 형(40)에 토출 주입된다. 발포성 열경화성 조성물(71)은, 가스가 압축되어 혼합되어 있으므로, 토출 주입노즐(N)로부터 대기압하에 토출된 순간에 압축가스가 팽창하여 물리적으로 발포된다.

열경화 임계온도 미만으로 가열된 암 형 성형 형(41)에 토출 주입되고 발포된 열경화성 조성물(P)은, 성형 형(40)의 온도가 열경화 임계온도 미만(약 60℃)이기 때문에 경화하는 일도 없다. 그 다음에 발포성 열경화성 조성물(71)의 열경화 임계온도 이상(약 80℃)으로 가열된 수 형 성형 형(42)을 암 형 성형 형(41)에 가압하여 끼워맞추면, 발포상태에서 미경화의 열경화성 조성물은 매우 빨리 열경화 임계온도 이상으로 되고, 약 10초 정도의 근소 시간으로 도 11에 도시하는 바와 같은 소정의 형상으로 경화한다. 피스톤 펌프는 어떠한 종류의 펌프라도 좋지만, 피스톤 펌프(53)는 실린더내를 피스톤이 왕복이동하여 흡입공정과 토출공정을 행하는 왕복식 체적동작형이기 때문에 가스와 열경화성 조성물의 칭량 내지 압송에 적합하고, 또한 공급량이 정확하여 재현성이 양호한 특징을 갖는다. 또한, 도 6에 도시하는 본 발명의 스피커 에지 발포성형장치에 사용되는 가스와 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산하고, 가압 토출하는 물리적으로 발포시키는 회로계통도에서는 이연식의 피스톤 펌프를 나타냈는데, 토출량, 연속 토출성 등을 고려하여 임의로 피스톤 펌프를 설치하면 좋다. 성형 형 또는 열경화성 조성물의 가열의 수단으로서는 전열저항 가열법, 전자유도 가열법, 초음파 유도법 및 고주파 유전 가열법 등의 적당한 수단에 의해 가열되면 생산성의 향상에 기여할 수 있다.

상기 발포성형방법 및 발포성형장치에 의해 제조된 스피커 에지(7a)의 내부의 셀은 주로 독립기포로 이루어지는데, 발포도가 큰 경우는 독립기포와 연속기포의 양자가 혼재하는 상태도 출현한다. 제조후의 에지 본체부의 밀도는 0.15∼0.9g/cm³의 범위에 있는 것이 진동판(7)에 대한 진동부하로서 적당하고, 기계적으로 혼합된 가스의 팽창에 의해 발포하므로 발포내부의 셀의 크기가 있는 중심값에 대한 분산이 작고, 매크로하게 본 조직이 균일하고, 진동판의 진동모드에 기여한다. 이 내부의 셀의 직경의 중심값이 대략 1∼100 미크론의 범위인 것이 바람직하다.

도 2에 도시하는 사진은, 본 발명의 열경화성 조성물에 가스를 기계적으로 혼합 분산한 물리적인 발포체의 단면을 나타낸다. 발포셀은 직경이 평균직경 20 미크론을 중심으로 하여 1∼100 미크론이고, 게다가 도 12에 도시하는 바와 같이 셀의 크기의 분포는 균일하게 되어 있고, 중심 입경 20 미크론을 중심으로 거의 분산이 적은 것을 알 수 있다. 한편, 도 3의 종래의 2액형의 발포우레탄 슬라브의 발포셀의 단면은, 200 미크론의 직경으로서, 또 그 분포도 1∼500 미크론으로 되어 셀의 크기의 분포범위는 도 13에 도시하는 바와 같이 크다. 이것은, 발포체 에지의 강도와, 강성, 체적강도에 영향이 있다

또, 스피커 에지의 표면을, 성형 형의 형면의 상태(예를 들면 모양, 기호의 각인 등)를 전사한 스킨층으로 할 수 있다. 또, 표면의 스킨층이 얇고, 내측의 발포층에 대해 명확한 계면을 개재시키는 일 없이 일체로 형성할 수 있다. 에지(7a)에서의 진동판(7) 또는 프레임(16)과의 접착부와 굴곡부(115) 혹은 롤 부분과의 경계가 되는 부분은 반복하여 굴곡에 따라 응력을 받아 파단하기 쉬우므로, 에지(7a)의 기계적 수명을 연장하기 위해서는, 굴곡부에 상당하는 얇은 기부(7c)의 밀도가, 얇은 부분 혹은 다른 두꺼운 부분의 밀도보다도 높은 것이 바람직하다.

스피커 에지(7a)의 성형방법은, 도 4에 나타내는 스피커 에지 성형 형(40)의 암 형(41)에, 스피커의 진동체 본체(7)을 얹어놓고, 토출 주입노즐(N)로부터 발포성 열경화성 조성물(71)을 암 형 성형 형(41)에 토출 주입한 후, 발포시켜서, 수 형 성형 형(42)를 암 형 성형 형(41)에 가압하여 끼워맞춘다. 각각 가압하여 끼워맞춘 스피커 에지 성형 형(41, 42)은 가열되어 있으므로, 발포성 열경화성 조성물(71)은, 열경화성 조성물의 가열경화 임계온도인 약 80℃ 이상이 되면, 잠재성 경화제가 활성화되어 암수 성형 형(42, 41)에 형성된 형상으로 경화되고, 도 4의 본 발명의 에지의 성형 형(41, 42) 내의 단면을 도시하는 확대모식도와 같이 형 성되고, 도 11과 같이 성형된다.

이상과 같이 하여 성형하여 얻어진 스피커 에지의 발포경화의 단면사진을 도 2에 도시했다. 당해 스피커 에지의 굴곡부의 단면은, 발포의 셀이 찌부러지는 것도, 변형하는 등 불균일하게 되지 않고, 균일한 발포 셀로 되어 강도저하, 음향특성에 대해서도 우수한 것이다. 이와 함께, 진동판(7)과 에지(7a)를 강고하게 일체화할 수 있다.

더욱이 이 발명의 스피커 에지(7a)는, 성형 형(41, 42) 내에서의 발포성 열경화성 조성물은 발포, 열경화에 의해 성형된 것이기 때문에, 표면상태 및 내부 기포 상태가, 도 2에 도시하는 바와 같이, 균일한 기포 셀로 이루어지고, 도 3에 도시하는 종래에 있어서의 2액형의 발포 폴리우레탄의 슬라브를 시트상으로 절단하여 가열 압축성형된 스피커 에지(7a')와 같은, 불균일한 상태가 되지 않고, 부분적으로도 전체적으로도 강도저하가 생기는 일이 없다. 또, 이 발명의 스피커 에지(7a)는, 열경화성 조성물(71)이 발포하여 오목끼움부(41b), 성형공간(42a, 42b)에 충만할 때, 형면 부근에서 형면에 접촉함으로써, 반응시의 열을 빼앗기고, 기포가 성장하는 일 없이 수지의 경화가 일어나기 때문에, 스피커 에지(7a)의 표면에는, 치밀한 스킨층(68)이 형성된다. 이 스킨층(68)의 표면에는 핀 홀이 발생하지 않고, 내부의 발포층보다도 밀도가 높아져 있다. 또, 이 스킨층(68)은, 도 18에 도시하는 종래예와 같은 경계면이 존재하지 않고, 발포층으로부터 연속적으로 일체로 되어 있으므로, 기생(寄生)진동을 생기게 하지 않고, 공진시의 진폭이 커지지 않는다. 그런데, 이 스킨층(68)의 두께는, 성형 형(41, 42)의 국부적인 두께변화에 거의 영 향받지 않고, 상기 굴곡부(115)의 양단의 얇은 부분(7c)으로도 충분한 두께가 된다. 그 때문에, 굴곡부(115)의 얇은 기부(7b)의 강도가 충분하게 되고, 스피커의 장기 사용시에도 파단할 우려는 없다.

따라서, 본 발명의 스피커 에지는, 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 1액형의 열경화성 조성물을 사용하고 있으므로 작업관리에 안성맞춤일 뿐만 아니라, 그 재료 사용율도 향상을 도모할 수 있다. 또 스피커 에지를 진동판 본체와 접착 일체화한 스피커는, 상술과 같이 종래예 스피커와는 여러가지 점에서 우수한 스피커이다. 예를 들면, 본 발명에 사용되는 열경화성 조성물의 발포체(본 발명 에지(7a))의 인장강도의 온도 의존성을, 종래의 2액형의 발포우레탄 슬라브 시트(종래 에지(7a'))의 점탄성의 온도의존성을 비교하여 나타냈다. 도 8을 보면, 본 발명에 사용되는 열경화성 조성물의 물리적 발포체는, -60℃∼100℃까지의 온도에 대해 종축의 탄성률의 온도의존성이 작은데, 비교예인　종래의 2액형의 우레탄 슬라브 시트는, 온도 의존성이 상당히 크고 탄성률이 10의 9승부터 10의 6승까지 약 3 자릿수나 변화하고 있다. 종래예는 또, tanδ에도 0℃ 부근에 피크가 존재하고, 글라스 영역으로부터 고무 영역으로 변화하는 것이 명시되어 있다. 한편, 본 발명품의 에지(7a)의 tanδ에는 변곡점은 보여지지 않으므로, 발포체의 온도 의존성은 크지 않고, 스피커의 음향특성에 대한 온도 의존성도 크지 않은 것이 증명되어 우수한 특성을 보유한다.

그 다음에, 도 9에 -40℃에서의 변형(산장)-응력(인장강도)의 관계를 2.5배 발포의 본 발명품 에지와 종래의 2액형의 발포우레탄 슬라브 에지를 비교하여 도시 했다. 이와 같이, 도 9는, 본 발명품의 변형-응력 곡선의 경사는 작고 일차곡선에 가까운 커브로 되어 고무 탄성적인 성질인 것을 도시한다. 한편 비교예의 종래품은, 약 20％의 변형으로 변형시킨 부근에 변곡점이 있고, 변형-응력 곡선의 커브가 본 발명품 에지와 상이하다. 이것은 스피커의 음향특성에서 본 경우, 재생 변형의 증가, 진폭성능의 저하에 의해 저역특성의 악화의 영향이 있어 난점으로 되는 것이 우려된다.

본 발명의 스피커 에지의 성형방법에 있어서, 스피커의 진동판 본체(7)와 스피커 에지(7a)의 접착 일체화를 위해 진동판의 접착부분에 미리 플라즈마 처리하거나, 프라이머를 도포해도 좋다.

본 제 10 발명의 스피커 에지 성형방법과, 제 12 발명 내지 제 14 발명의 그것에 사용되는 발포성형장치 및 시스템은, 열경화성 조성물의 가열온도가 80℃에 도달하면 순간적으로 경화하게 할 수 있다. 열경화성 조성물에 대해 가스를 기계적으로 혼합 분산하고 물리적으로 발포시키므로, 발포 셀이 작고 균일 입자지름이며, 중심 입경이 20 미크론 정도를 중심으로 분포된다. 또, 가열수단으로서 전자 레인지(고주파유도 가열장치)를 사용하여 행할 수도 있다.

제 1 발명, 제 2 발명의 스피커 에지에 있어서는, 본 발명 열경화성 조성물은 성형 형내에서 유동하고, 성형 형내에서 성형되는 스피커 에지의 품질이 일정하게 된다. 게다가, 본 발명의 열경화성 조성물을 성형 형에 주입할 때에 가열하지 않아도 되므로, 성형 형내에서 진동판 본체(7)와 일체로 스피커 에지(7a)를 성형하는 것에 있어서는, 진동판 본체(7)가 열로 손상될 우려가 없다. 더욱이 스피커 에 지(7a)와 진동판 본체(7)의 접착이 더욱 강고하게 된다.

따라서 스피커 에지(7a)와 진동판 본체(7)를 별도 작업으로 접착하는 작업이 불필요함과 동시에, 유동성을 위해 스피커 에지(7a)와 진동판 본체(7)가 강고하게 접착하고, 내구성이 우수한 효과가 있다. 더욱이, 제 3 발명과 같이, 스피커 에지의 내측의 셀을 독립기포 단독, 또는 독립기포와 연속기포의 양자로 구성할 수 있으므로, 스피커 에지(7a)의 방수성을 높일 수 있다.

제 3 발명 및 제 7 발명에 있어서, 본 발명에 사용되는 에지용 열경화성 조성물(71)은, 에지의 성형공정중, 공기중에 포함되는 수분의 영향을 받지 않으므로, 발포 배율이나 물성이 변화하는 일은 적다. 따라서 에지(7a)는, 도 2에, 도 3과 비교하여 도시하는 바와 같이, 종래의 스피커 에지가 100∼200 미크론의 직경의 연속기포가 혼입된 셀인데 대해, 본 발명의 스피커 에지(7a)는 1∼100 미크론(통상 중심 입경 20 미크론)의 직경으로, 셀이 미세하고 균일한 단독발포의 균질한 에지(7a)를 얻을 수 있고, 스피커에 균일한 품질을 유지하게 할 수 있다. 더욱이, 제 6 발명의 스피커 에지에 있어서는, 스피커 에지(7a)의 밀도가 0.15∼0.9g/cm³로서 경량성이 우수하기 때문에, 진동계의 질량이 무겁지 않고, 스피커의 능률을 저하시키지 않고, 출력 음압 주파수 특성이 열화될 우려가 없고, 보다 양호한 음질을 얻을 수 있다.

제 7 발명에 있어서는, 스피커 에지(7a) 표면이 성형 형(40)의 형면을 전사한 스킨층으로 이루어지기 때문에, 발포정도가 표리면, 중앙부의 전체가 균일하게 되고, 방수성 및 강도에 우수한 효과가 있다. 게다가, 도 18에 도시하는 모식적으로 도시하는 종래의 2액형의 발포 폴리우레탄의 슬라브를 시트상으로 절단하여 가열압축성형한 스피커 에지(7a')의 단면과 같이, 발포정도가 표면의 스킨층(68)에서 부분적으로 불균일하게 될 뿐만 아니라, 표리면, 중앙부의 전체적으로도 불균일하게 되어, 강도저하가 생기는 일이 본 발명에서는 발생하지 않는다.

제 9 발명의 스피커 에지에 있어서는, 도 2의 본 발명 에지의 현미경 사진에 나타내는 바와 같이 굴곡부의 얇은 기부의 밀도가, 다른 두꺼운 부분의 밀도보다 높기 때문에, 스피커 진동판 본체(7)의 진동시에 가장 피로하기 쉬운 굴곡부의 얇은 기부의 강도가 충분한 것으로 된다.

또, 열경화성 조성의 발포체(71)는, 진동판(7)의 둘레 가장자리에 접착 일체화 형성되어 프레임(16)의 둘레 가장자리부와 연결되고, 진동판(7)의 종방향의 진동을 억제하지 않도록, 올바른 위치로 유지하는 기능을 가짐과 동시에 스피커 에지(7a) 자체의 음향저항을 유지하고, 진동판(7)의 에지에서의 진동 반사에너지를 흡수하므로, 도 7에 도시하는 스피커의 출력 음압 주파수 특성과 같이, 중음의 깊은 골은 생기지 않는다(실선이 본 발명품). 이 특성은, 도 8에 도시하는 본 발명의 열경화성 조성물의 발포체의 온도에 대해 tanδ의 값이 거의 변화하지 않는 물성으로부터도 증명할 수 있는 것으로, 스피커 에지로서 진동 흡수율이 우수하다.

실시예에 사용하는 열경화성 조성물의 성분인 폴리우레탄 예비중합체에 대하여 설명한다. 평균분자량 5000의 폴리에테르 폴리올, 100 중량부와 디페닐 메탄 디이소시아네이트 16 중량부를, 온도 80℃에서 2시간 반응시키고, 말단 NCO기 함유 량 2.4％, 점도 100,000 cps/20℃의 말단 활성 이소시아네이트기를 함유하는 폴리우레탄 예비중합체를 얻는다. 또 잠재성 경화제인 불활성화한 고형 폴리아민은, 중심 입경 약 8 미크론의 1, 12-도데칸디아민(융점 71℃) 76.9 중량부와 중심 입경 0.02 미크론의 산화티탄의 미분체 23.1 중량부를 혼합하고, 제트 밀로 분쇄함으로써, 중심 입경 약 8 미크론의 미분체 코팅 아민 100 중량부를 얻는다. 그 다음에, 말단 활성 이소시아네이트기를 함유하는 폴리우레탄 예비중합체 50 중량부와 잠재성 경화 제 5 중량부, 탄산칼슘 15 중량부, 탄소 10 중량부, 가소제 20 부를 케미스터러(chemi-stirrer)로 혼합분산하여, 열경화 임계온도가 약 80℃인　1액형의 열경화성 조성물(10)을 얻는다.

상기의 1액형의 열경화성 조성물(10)을 사용하고, 가스(11)로서 건조공기를 사용하여 도 6에 도시하는 발포성형장치(50)로부터 발포성 열경화성 조성물(71)을 얻는다. 이 발포성 열경화성 조성물(71)을 성형 형(40)에 압송한다. 도 5에 도시하는 성형 형(40)에 토출 주입노즐(N)로부터 토출 주입하기 전에, 미리 제조한 진동판(7)을 배치한다. 그 다음에 성형 형(40)의 약 60℃ 미만의 온도로 되어 있는 암 형 성형 형(41)의 롤 에지부 오목끼움부(41b)에, 토출 주입노즐(N)로부터 토출 주입한 후, 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도의 80℃ 이상으로 가열한 수 성형 형(42)를 암 성형 형(41)에 가합하여 끼워맞춘다. 그 결과, 열경화성 조성물(71)이, 암 형 성형 형(41)의 내주 가장자리 성형공간(42a) 및 외주 가장자리 성형공간(42b)에 유입하여, 에지(7a)의 내외주 가장자리를 형성함과 동시에, 암 형 성형 형(41)에 형성된 롤 에지 볼록부(42c)와 수 성형 형의 롤 에지 오목끼움부(41b)와의 공극에 발포성 열경화성 조성물(71)이 유입되어 가압되고 경화되어, 굴곡부(115), 에지 내주 가장자리(111) 및 외주 가장자리(113)을 형성한다. 제 9 발명에 규정하는 스피커 에지의 굴곡부의 얇은 기부의 밀도가 다른 두꺼운 부분의 밀도와 동등 또는 그것보다 높은, 소정 형상으로 발포 경화시켜 스피커 에지(7a)를 얻었다. 이 스피커 에지(7a)는, 도 5에 그 일부를 확대하여 단면도로서 도시하는 바와 같이, 진동판 본체의 둘레 가장자리에 접착 일체화된 스피커 진동판(7)으로 된다. 또, 스피커 에지(7a)의 발포 배율은 약 2.5였다. 본 발명에서는 스피커 에지(7a) 성형에서의 진동판 본체(7)와 에지(7a)의 접착공정과 접착제를 생략할 수 있고 제조경비를 삭감할 수 있음과 동시에, 접착제가 필요 없고, 또한 균질한 접착 일체화를 실현할 수 있으므로 스피커의 주파수 특성이 향상되는 이점을 갖는다.

본 발명의 스피커 에지(7a)의 발포성형방법 및 발포성형장치는, 열경화성 조성물에 기포제(起泡劑)가 되는 가스를 성형 직전에 기계적으로 혼합하고, 물리적으로 발포시키는 시스템으로 되어 있고, 종래 기술과 같은 주제(이소시아네이트)와 경화제(폴리올)와 발포제를 혼합하지 않아도 좋으므로 재료 로스(퍼지로스라고 호칭되고 있음)가 없다. 본 발명에서는 기포제가 되는 가스를 기계적으로 혼합하고 물리적으로 발포시키므로, 발포 셀은 대부분이 독립기포로 되고, 연속기포부는 발생하지 않든지 또는 극히 적으므로 기계적 강도나 물성이 우수하다. 또한, 조직이 매크로하게 보아 균질에 가까우므로 스피커 에지로서 음향 특성에도 우수하다.

이상 본 발명의 대표적이라 생각되는 실시예에 대하여 설명했는데, 본 발명 은 반드시 이들의 실시예 구조만에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 말하는 상기의 구성 요건을 갖추고, 또한, 본 발명에 말하는 목적을 달성하고, 이하에 말하는 효과를 갖는 범위내에서 적당히 개변하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 스피커 에지의 성형방법 및 발포성형 시스템 내지 장치에 관하여, 1액성의 열경화성 조성물에 기포제가 되는 가스를 성형 직전에 기계적으로 혼합하고, 발포시키는 구조이고, 주제와 경화제와 발포제를 혼합하지 않아도 좋으므로 재료 로스(퍼지 로스라고 호칭되고 있음)가 없고, 습도나 기온 등의 외기의 영향을 받는 일도 적으므로 작업중지시 등의 작업관리가 상당히 간단 용이하다. 또, 체적 동작형의 열경화성 조성물과 가스의 공급, 발포배율 조정수단의 채용에 의해 공급량이 정밀하고 재현성이 좋고, 발포배율의 정확한 조절이 용이하고 작업로트에 따라 분산하는 일은 전무하고, 균일한 발포배율을 얻는다. 경화작업 공법은 한가지만이 아니고 융통성 있는 이점이 있다. 더욱이, 원재료인 열경화성 조성물은 크리티컬한 열경화 임계온도를 가지므로, 임계온도 이상에서 신속히 경화하고, 성형 형을 임계온도 미만으로 대폭적으로 냉각할 필요가 없으므로 1개의 성형 형의 생산 사이클 주기를 단축할 수 있고, 상기한 임계온도 이상에서 신속히 경화하는 것과 더불어 생산성이 우수하다.

얻어진 스피커 에지에 관해서는, 기포제가 되는 가스를 기계적으로 혼합하여 발포시키므로, 발포 셀은 대부분이 독립기포로 되고, 연속기포부는 발생하지 않든지 또는 극히 적게, 또는 발포배율을 바꾸어서 셀의 사이즈를 자유롭게 제어하고, 또한, 작게 할 수 있으므로 발포 셀이 매크로하게 보아 균질에 가까워 진다. 따라서 불균일함에 기인하는 강도저하가 생기는 일이 없고, 굴곡부의 얇은 기부의 강도가 충분한 것으로 되고, 에지의 방수성을 높일 수 있는 등, 기계적 강도나 물성에 우수한 스피커 에지로 할 수 있다. 또, 경량으로 물성이 우수한 점에서, 음향특성에도 우수하고, 성능이 균일한 스피커를 실현할 수 있고, 더욱 전술한 바와 같이 코스트적으로 우수하고, 작업성이 용이한 것과 더불어 스피커를 제공할 때 종래의 것에는 기대할 수 없는 현저한 효과를 갖는 것에 이른 것이다.

이상의 설명으로부터 이미 명확한 바와 같이, 본 발명은, 주성분을 폴리우레탄 예비중합체와 고형 아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물로 한 것이기 때문에, 코스트적으로 우수하고, 작업성이 용이하며, 성능이 균일한 스피커를 실현할 수 있다는 종래의 것에는 기대할 수 없는 현저한 효과를 갖는 것에 이른 것이다.

이와 같은 본 발명의 스피커 에지(7a)의 제조공정은, 종래와 같은, 일단 혼합시키면 그 분량은 곧 사용하지 않으면 경화해 버려, 2액 반응형의 원료 조성물이 교반 혼합장치에 막히고 마는 일은 전무하고, 작업 정지시 등의 작업관리, 시간관리가 대단히 간단 용이하다.

더욱이, 본 발명의 스피커 에지(7a)는, 1액형 열경화 반응이므로, 습기 등의 외기의 영향을 받는 일이 적고, 발포배율이 작업 로트에 의해 분산되는 일은 전무하며, 도 2, 도 12에 도시하는 바와 같이, 균일한 발포배율을 얻을 수 있다. 경화작업 공법은 한세트의 방법만이 아니라 융통성이 있는 이점이 있다는 효과를 기대 할 수 있기에 이른 것이다.

더욱이 또, 본 발명의 스피커 에지(7a)는, 도 16에 도시하는 덤핑도료(7e)를 도포하는 등 하여 적당한 정도의 음향 저항을 유지하고, 진동판(7)의 외주에서의 진동 반사 에너지를 흡수하므로, 스피커의 출력 음압 주파수 특성 상의 중음의 깊은 골은 생기지 않기 때문에, 재생음질을 해치는 일은 없다는 효과도 아울러 기대할 수 있기에 이른 것이다.

종래의 2액형의 스피커 에지 성형방법과 비교하여, 본 발명의 열경화성 조성물을 기계 발포시키는 스피커 에지의 성형방법의 특징은 하기와 같다.

2액형과 비교하여,

①주제와 경화제를 혼합하는 일 없고, 재료 로스가 발생하지 않는다.

②기계적으로 가스를 혼합 분산하고, 물리적으로 발포시키므로, 독립기포가 되고, 셀의 크기가 균일하고 작아진다.

③독립기포이므로, 스피커 에지로서 음향특성이 우수하고, 기계적 강도물성도 우수하다.

④열경화 임계온도를 갖는 열경화성 조성물이므로, 임계온도 이상에서 신속 경화(30초 이내)가 가능하고, 생산성이 우수하다.

⑤가스를 피스톤 펌프를 사용하여 혼합하므로, 혼합 정밀도가 우수하고, 발포 배율의 조정이 가능해진다.

⑥설비가 간편하고, 메인터넌스성이 우수한 탁월한 효과를 갖는다.

Claims (16)

1. 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하여, 성형 형에 토출후, 발포시키고 열경화시켜서 성형한 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
2. 제 1 항에 있어서, 진동판 본체와의 접착이 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피커 에지의 내부의 기포 셀이, 독립기포 단독, 또는 독립기포와 연속기포의 양자로 구성되는 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피커 에지의 기포 셀의 직경이 1∼100 미크론인 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피커 에지의 기포 셀의 직경의 분포가, 평균 직경 20 미크론을 중심으로 한 분포인 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피커 에지의 밀도가 0.15∼0.9g/cm³의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피커 에지의 표면이, 성형 형의 형면을 전사한 스킨층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
8. 제 7 항에 있어서, 스피커 에지의 표면의 스킨층이, 내측의 발포층에 대하여 명확한 계면을 개재시키는 일 없이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피커 에지의 굴곡부의 얇은 기부의 밀도가 다른 두꺼운 부분의 밀도와 동등 또는 그것보다 높은 것을 특징으로 하는 스피커 에지.
10. 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하고, 성형 형에 토출 주입후, 발포시키고 열경화시켜서 성형하는 스피커 에지의 성형방법에 있어서, 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 미만으로 가열한 성형 형의 암 형에 토출 주입한 후, 발포성 열경화성 조성물의 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 성형 형을 암 성형 형에 가압하여 끼워맞추고, 발포 경화시키는 것을 특징으로 하는 스피커 에지의 발포성형방법.
11. 제 10 항에 있어서, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치가 고주파유도 가열장치인 것을 특징으로 하는 스피커 에지 발포성형방법.
12. ①피스톤이 실린더 내를 왕복이동하는 피스톤 펌프의 흡입공정에서 가스를 실린더에 흡입하는 장치와, ②상기 실린더내에 가스가 주입된 후에 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물을 가스내에 주입하는 장치와, ③상기 피스톤 펌프의 토출공정에서 가스와 상기 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산시키는 장치와, ④혼합 분산시킨 발포성 열경화성 조성물을 열경화 임계온도 미만으로 가열한 스피커 에지 성형 형의 암 형에 가압 토출하여 주입하는 장치와, ⑤암 형 성형 형에 대하여 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 형 성형 형을 가압하여 끼워맞추는 장치와, ⑥발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커 에지 발포성형장치.
13. 제 12 항에 있어서, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 장치가 고주파유도 가열장치인 것을 특징으로 하는 스피커 에지 발포성형장치.
14. ①피스톤이 실린더내를 왕복이동하는 피스톤 펌프의 흡입공정에서 가스를 실린더에 흡입하는 공정과, ②상기 실린더내에 가스가 주입된 후에 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물을 가스내에 주입하는 공정과, ③상기 피스톤 펌프의 토출공정에서 가스와 상기 열경화성 조성물을 기계적으로 혼합 분산시키는 공정과, ④혼합 분산시킨 발포성 열경화성 조성물을 열경화 임계온도 미만으로 가열한 스피커 에지 성형 형의 암 형에 가압 토출하여 주입하는 공정과, ⑤암 형 성형 형에 대하여 열경화 임계온도 이상으로 가열한 수 형 성형 형을 가압하여 끼워맞추는 공정과, ⑥발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커 에지 발포성형 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 발포성 열경화성 조성물을 발포 경화시키는 공정은 고주파유도 가열공정인 것을 특징으로 하는 스피커 에지 발포성형 방법.
16. 폴리우레탄 예비중합체와, 고형 폴리아민을 불활성화한 잠재성 경화제를 주성분으로 하는 열경화성 조성물에, 가스를 기계적으로 혼합하고, 성형 형에 토출 주입후, 발포시키고 열경화시켜서 성형한 스피커 에지를 갖는 진동판을 장착한 것을 특징으로 하는 스피커.

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