KR102549512B1 - 현무암 섬유 복합재를 이용한 스피커 유닛 및 스피커 인클로저 - Google Patents

현무암 섬유 복합재를 이용한 스피커 유닛 및 스피커 인클로저 Download PDF

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Abstract

현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법이 제공된다. 상기 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법은, 제1 열가소성 수지 필름 및 제1 현무암 직물을 적층된 제1 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 진동판을 제조하는 단계, 제2 열가소성 수지 필름 및 제2 현무암 직물이 적층된 제2 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 인클로저를 제조하는 단계, 및 상기 스피커 진동판 및 스피커 인클로저를 이용하여, 스피커를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

현무암 섬유 복합재를 이용한 스피커 유닛 및 스피커 인클로저{Speaker unit and speaker enclosure using basalt fiber composites}
본 출원은 현무암 섬유 복합재를 이용한 스피커 유닛 및 스피커 인클로저에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 현무암 복합 소재를 이용한 스피커, 그 부품, 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
전 세계 스마트 스피커 시장은 연평균 30% 내외로 성장하여 '22년에는 '17년 대비 약 3.5배 증가한 87.1억달러로 예상한다. 미국이 성숙시장으로 서서히 진입하고 있음을 감안하더라도 올해 전 세계 스마트 스피커 판매량은 최소 5천만대에서 최대 8천만대에 이를 것으로 전망된다. 스마트 스피커 시장은 초기 보급 단계를 지나 점차 서비스 경쟁이 본격화되는 시기로 접어들고 있다. 스마트 스피커 메이커들의 플랫폼 경쟁이 활발하게 전개되고 새로운 킬러 서비스와 다양한 제품들이 등장하는 등의 양상이 전개될 것으로 예상된다
예를 들어, 대한민국 특허공개공보 10-2001-0028023에는, 키틴을 95% 이상 탈 아세틸화하여 키토산 섬유원료로 하고, 이 섬유원료를 금망으로 초조물을 제작하고 진동판 형상의 몰드에 상기 초조물을 프레스 성형하여 이루는 것을 특징으로 하는 키토산을 주재로 한 스피커 진동판이 개시되어 있고, 키토산을 이용하여 섬유를 추출하는 단계와, 상기 섬유를 소정의 길이로 커팅하여 단섬유화하는 단계와, 상기 컷팅한 섬유를 팽윤시켜 화학적으로 결합하는 단계와, 상기 화학적으로 결합된 원료를 용매에 분산시켜 진동판의 형상으로된 금망을 이용하여 초조물을 만드는 단계와, 상기 초조물을 진동판 형상의 형상의 몰드에 셋팅하고 약 150℃의 온도에서 프레스 성형하는 단계와, 상기 성형된 진동판에 에지를 접착하여 콘지를 완성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 키토산 섬유를 주재로 한 스피커 진동판의 제조방법이 개시되어 있다.
다른 예를 들어, 대한민국 특허공개공보 10-2014-0135896에는 소리를 발생시키기 위한 스피커 유닛, 내부에 상기 스피커 유닛이 설치되는 인클로저를 포함하며, 상기 인클로저는 수산기(Hydroxyl group) 중 적어도 하나가 유기물로 치환된 셀룰로오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템이 개시되어 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 현무암 복합 소재를 이용한 스피커, 그 부품, 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 스피커 진동판에 최적화된 구조를 갖는 현무암 복합 소재를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 스피커 인클로저에 최적화된 구조를 갖는 현무암 복합 소재를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 형상으로 용이하게 제조할 수 있는 우수한 성형성 및 가공성을 갖는 현무암 복합 소재를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 출원은 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법은, 제1 열가소성 수지 필름 및 제1 현무암 직물을 적층된 제1 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 진동판을 제조하는 단계, 제2 열가소성 수지 필름 및 제2 현무암 직물이 적층된 제2 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 인클로저를 제조하는 단계, 및 상기 스피커 진동판 및 스피커 인클로저를 이용하여, 스피커를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 현무암 복합 소재는, 한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름 사이에 제공된 상기 제1 현무암 직물을 포함하고, 상기 제2 현무암 복합 소재는, 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물이 교대로 그리고 반복적으로 적층되어, 상기 제1 현무암 복합 소재보다 두꺼운 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스피커 진동판을 제조하는 단계는, 상기 제1 현무암 복합 소재를 사전 열처리하는 단계, 및 사전 열처리된 상기 제1 현무암 복합 소재를 프레싱하여 압축 성형하는 단계를 포함하고, 상기 스피커 인클로저를 제조하는 단계는, 상기 제2 현무암 복합 소재를 사전 열처리하는 단계, 및 사전 열처리된 상기 제2 현무암 복합 소재를 프레싱하여 압축 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 현무암 복합 소재는, 1층의 상기 제1 현무암 직물을 포함하고, 상기 제2 현무암 복합 소재는, 30~60층의 상기 제2 현무암 직물을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 현무암 복합 소재를 제조하는 단계는, 한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름 사이에 상기 제1 현무암 직물을 배치하여, 예비 제1 현무암 복합 소재를 준비하는 단계, 상기 예비 제1 현무암 복합 소재의 상부면 및 하부면에 롤러들을 이용하여 압력을 가하면서, 이송하는 동시에 열처리하여, 상기 제1 현무암 복합 소재를 제조하는 단계, 및 상기 제1 현무암 복합 소재를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 현무암 복합 소재를 제조하는 단계는, 상기 제2 열가소성 수지 필름이 권취된 복수의 제1 권취롤러, 및 상기 제2 현무암 직물이 권취된 복수의 제2 권취롤러를 이용하여, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 교대로 그리고 반복적으로 적층하는 단계, 및 교대로 그리고 반복적으로 적층된 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 가압 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 상기 제1 권취롤러에 권취된 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 제2 권취롤러에 권취된 상기 제2 현무암 직물이 풀리면서 공급되는 제1 방향이 정의되고, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 제2 현무암 직물이 적층된 예비 제2 현무암 복합 소재로부터 연장된 가상의 평면이 정의되고, 상기 가상의 평면을 기준으로, 한 쌍의 상기 제1 권취롤러가 서로 이격되어 대칭되도록 배치되고, 상기 가상의 평면을 기준으로, 한 쌍의 상기 제2 권취롤러가 서로 이격되어 대칭되도록 배치되되, 복수의 상기 제1 권취롤러 및 복수의 상기 제2 권취롤러가 상기 제1 방향으로 교대로 배치되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 현무암 복합 소재를 이용한 스피커를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 복합 소재를 이용한 스피커는, 한 쌍의 제1 열가소성 수지 필름 사이에 제1 현무암 직물이 배치되어 열 압착된 제1 현무암 복합 소재를 포함하는 스피커 진동판, 및 복수의 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 제2 현무암 직물이 교대로 그리고 반복적으로 적층되고 열 압착된 제2 현무암 복합 소재를 포함하는 스피커 인클로저를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 현무암 복합 소재는 상기 제2 현무암 복합 소재보다 탄성율이 높은 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지 필름은 및 상기 제2 열가소성 수지 필름은 PE, PP, PA6, PPS, PEEK, 또는 테플론 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 현무암 복합 소재를 이용한 스피커는, 한 쌍의 제1 열가소성 수지 필름 사이에 제1 현무암 직물이 배치되어 열 압착된 제1 현무암 복합 소재를 포함하는 스피커 진동판, 및 복수의 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 제2 현무암 직물이 교대로 그리고 반복적으로 적층되고 열 압착된 제2 현무암 복합 소재를 포함하는 스피커 인클로저를 포함할 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 상기 제1 및 제2 현무암 복합 소재는 가벼운 무게를 갖는 동시에 높은 강도를 가질 수 있고, 얇게 형성될 수 있다. 또한, 사전 열처리 및 금형 프레스 연속 가공방법으로 상기 제1 및 제2 현무암 복합 소재를 이용한 상기 스피커 진동판 및 상기 스피커 인클로저가 대량으로 용이하게 제조될 수 있다. 이로 인해, 스피커의 제조 비용을 절감할 수 있고, 높은 생산성 및 높은 수율을 확보할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 현무암 복합 소재의 표면에 다양한 디자인이 용이하게 가공될 수 있고, 다양한 형상으로 용이하게 가공될 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 스피커 진동판에 사용된 제1 현무암 복합 소재를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 스피커 진동판에 사용된 제2 현무암 복합 소재를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제1 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제1 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제2 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제2 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재의 제조에 사용된 현무암 섬유 및 열가소성 수지 필름을 촬영한 것이다.
도 9는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 섬유 및 열가소성 수지 필름를 이용하여 제조된 현무암 복합 소재를 촬영한 것이다.
도 10은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 공정에서 사용된 스피커 진동판 금형 및 스피커 진동판을 촬영한 것이다.
도 11은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용하여 제조된 스피커 인클로저의 배플(baffle)을 촬영한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 스피커 진동판에 사용된 제1 현무암 복합 소재를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 스피커 진동판에 사용된 제2 현무암 복합 소재를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 열가소성 수지 필름(110) 및 제1 현무암 직물(120)이 적층된 제1 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 진동판이 제조될 수 있다(S10).
상기 제1 현무암 복합 소재는, 도 2에 도시된 것과 같이, 한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름(110) 사이에 상기 제1 현무암 직물(120)이 제공된 것일 수 있다. 한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름(110) 및 상기 제1 현무암 직물(120)은 열 압착될 수 있다.
상기 제1 현무암 직물(120)은, 현무암을 분쇄하고 용융한 후, 용융된 현무암을 방사하여 현무암 섬유를 제조하고, 상기 현무암 섬유를 이용하여 직조된 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 열가소성 수지 필름(110)은, PE, PP, PA6, PPS, PEEK, 또는 테플론 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 현무암 복합 소재는 사전 열처리되고 이후 프레스에 장착된 스피커 진동판 금형에 의해 압축 성형되어, 상기 제1 현무암 복합 소재로부터 상기 스피커 진동판이 제조될 수 있다. 상기 제1 현무암 복합 소재를 이용하여 상기 스피커 진동판을 제조하는 단계는, 연속적으로 공급되는 상기 제1 현무암 복합 소재에 대해서 사전 열처리 후 스피커 진동판 금형에 의해 압축 성형되는 연속적인 공정으로 수행될 수 있고, 이로 인해 상기 제1 현무암 복합 소재를 이용하여 상기 스피커 진동판을 제조하는 공정의 양산성이 확보될 수 있다.
제2 열가소성 수지 필름(210) 및 상기 제2 현무암 직물(220)이 적층된 제2 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 인클로저가 제조될 수 있다(S20).
상기 제2 현무암 복합 소재는, 도 3에 도시된 것과 같이, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름(210) 및 복수의 상기 제2 현무암 직물(220)이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 것일 수 있다. 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름(210) 및 복수의 상기 제2 현무암 직물(220)은 열 압착될 수 있다.
상기 제2 현무암 복합 소재를 이용하여 상기 스피커 인클로저를 제조하는 단계는, 상기 제1 현무암 복합 소재를 이용하여 상기 스피커 진동판을 제조하는 단계와 동일한 방법일 수 있다. 다시 말하면, 상기 제2 현무암 복합 소재를 이용하여 상기 스피커 인클로저를 제조하는 단계는, 연속적으로 공급되는 상기 제2 현무암 복합 소재에 대해서 사전 열처리 후 스피커 인클로저 금형에 의해 압축 성형되는 연속적인 공정으로 수행될 수 있고, 이로 인해 상기 제2 현무암 복합 소재를 이용하여 상기 스피커 인클로저를 제조하는 공정의 양산성이 확보될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 현무암 복합 소재에 포함된 상기 제2 열가소성 수지 필름(210) 및 상기 제2 현무암 직물(220)은 상기 제1 현무암 복합 소재에 포함된 상기 제1 열가소성 수지 필름(110) 및 상기 제1 현무암 직물(120)가 각각 서로 동일한 것일 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지 필름(110)의 두께는 상기 제2 열 가소성 수지 필름(210)의 두께보다 얇을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 현무암 복합 소재를 이용하여 제조된 상기 스피커 진동판이 높은 탄성률을 가질 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 현무암 직물(220)은 상기 제1 현무암 직물(120)보다 얇을 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 현무암 복합 소재를 이용하여 제조된 상기 스피커 인클로저가 높은 성형성을 갖는 동시에 높은 진동 흡수력을 가질 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 제2 현무암 복합 소재는, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름(210) 및 복수의 상기 제2 현무암 직물(220)이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 후 열 압착하여 제조될 수 있고(예를 들어, 30~60층의 상기 제2 현무암 직물(220)), 상기 제1 현무암 복합 소재는 한 쌍의 상기 제1 열가고성 수지 필름(110) 사이에 상기 제1 현무암 직물(120)이 제공(예를 들어, 1층의 상기 제1 현무암 직물(120))된 후 열 압착되어 제조될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 현무암 복합 소재는 상기 제1 현무암 복합 소재와 비교하여 두꺼울 수 있다.
이후, 상기 제1 현무암 복합 소재로 제조된 상기 스피커 진동판 및 상기 제2 현무암 복합 소재로 제조된 상기 스피커 인클로저를 이용하여, 스피커가 제조될 수 있다(S130).
상술된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 제1 현무암 복합 소재는, 한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름(110) 사이에 상기 제1 현무암 직물(120)이 열 압착되어 제조될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 현무암 복합 소재가 경량화될 수 있고, 상기 제1 현무암 복합 소재를 이용하여 제조된 상기 스피커 진동판은 높은 탄성율을 갖고, 내부 손실이 클 수 있다.
또한, 일반적으로 나무, 금속, 또는 플라스틱이 아닌, 복합 소재를 이용하여 제조된 스피커 진동판의 경우, 보이스 코일의 진동이 스피커 진동판 전체의 진동으로 진행되지 않고, 보이스 코일에 인접한 일부분이 선택적으로 진동하고 보이스 코일에서 먼 일부분이 진동하지 않는 분할 진동 현상이 나타날 수 있다. 하지만, 본 출원의 실시 예에 따라 제조된 상기 제1 현무암 복합 소재는 높은 탄성율 및 경량 특성으로 인해, 보이스 코일의 진동에 따라서 스피커 진동판 전체가 진동하여, 분할 진동 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 제2 현무암 복합 소재는, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름(210) 및 복수의 상기 제2 현무암 직물(220)이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 후 열 압착되어 제조될 수 있고, 이로 인해, 상기 제2 현무암 복합 소재는 높은 진동 흡수력을 가지며, 상기 스피커 인클로저 표면에 다양한 굴곡들이 용이하게 형성될 수 있음은 물론, 상기 스피커 인클로저의 형상이 다양화될 수 있다. 이로 인해, 상기 스피커 인클로저의 난반사 특성이 강화되는 동시에, 음의 회절 조절이 용이할 수 있다.
결론적으로, 동일한 현무암 섬유를 이용하여, 상기 스피커 진동판 및 상기 스피커 인클로저에 최적화된 특성을 갖는 현무암 복합 소재가 제조될 수 있고, 이를 이용하여 상기 스피커 진동판 및 상기 스피커 인클로저가 제조될 수 있다. 또한, 상기 현무암 복합 소재를 이용한 상기 스피커 진동판 및 상기 스피커 인클로저는 연속 공정으로 대량 제조될 수 있다.
종래 스피커 진동판 또는 스피커 인클로저로 사용되는 종이의 경우, 흡습에 의해 음질이 저하될 수 있고, 금속의 경우 울림에 의해 음질이 저하될 수 있고, 플라스틱의 경우 노이즈에 의해 음질이 저하될 수 있고, 파이버의 경우 공명에 의해 음질이 저하될 수 있고, 직물 및 고분자의 경우 무게 증가에 따라 대량생산에 불리한 단점이 있다.
특히, 종래 주로 활용되던 나무와 비교하여, 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재는 가벼운 무게를 갖는 동시에 높은 강도를 가질 수 있고, 얇게 형성될 수 있다. 또한, 사전 열처리 및 금형 프레스 가공방법으로 현무암 복합 소재의 표면에 다양한 디자인을 용이하게 가공할 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있고, 높은 생산성 및 높은 수율을 확보할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 출원의 실시 예에 따른 제1 현무암 복합 소재의 제조 과정이 보다 상세하게 설명된다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제1 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제1 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 현무암 복합 소재(100)를 제조하는 단계는, 한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름(110) 사이에 상기 제1 현무암 직물(120)을 배치하여, 예비 제1 현무암 복합 소재를 준비하는 단계(S110), 상기 예비 제1 현무암 복합 소재의 상부면 및 하부면에 압력 롤러들(131~134)을 이용하여 압력을 가하면서 이송하는 동시에 열처리하여, 상기 제1 현무암 복합 소재(100)를 제조하는 단계(S120), 및 상기 제1 현무암 복합 소재(100)를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예비 제1 현무암 복합 소재는, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 예비 제1 현무암 복합 소재의 상부면 및 하부면과 직접적으로 접촉하는 상기 압력 롤러들(131~134)에 의해 일 방향으로 이동할 수 있다. 다시 말하면, 상기 예비 제1 현무암 복합 소재의 상부면 및 하부면에 각각 한 쌍의 상기 압력 롤러(131, 132, 133, 134)가 배치될 수 있고, 한 쌍의 상기 압력 롤러(131, 132, 133, 134)에 의해 상기 예비 제1 현무암 복합 소재의 상부면 및 하부면이 가압되면서 동시에 상기 일 방향으로 이송될 수 있다.
상기 예비 제1 현무암 복합 소재가 이송되는 상기 일 방향으로 상기 압력 롤러들(131~134)이 서로 이격되어 배치될 수 있고, 이격된 상기 롤러들(131~134) 사이에 열처리부(141, 142) 및 냉각부(143)가 배치되어, 상기 롤러들(131~134)에 의하 가압된 상기 예비 제1 현무암 복합 소재가 열처리 또는 냉각될 수 있다. 다시 말하면, 상기 예비 제1 현무암 복합 소재는 가압된 직후 바로(directly) 열처리 또는 냉각될 수 있다.
도 5에서 2개의 상기 열처리부(141, 142)가 제공되고, 1개의 상기 냉각부(143)이 제공되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 상기 열처리부(141, 142)가 1개 제공되거나, 3개 이상 제공될 수 있고, 상기 냉각부(143)가 복수로 제공될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상술된 바와 같이, 상기 압력 롤러들(131~134)에 의해 상기 예비 제1 현무암 복합 소재에 대한 가압, 이송, 열처리, 및 냉각 공정이 순차적으로 그리고 연속적으로 수행될 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 현무암 복합 소재(100)가 자동화된 공정으로 대량으로 용이하게 제조될 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 출원의 실시 예에 따른 제2 현무암 복합 소재의 제조 과정이 보다 상세하게 설명된다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제2 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법에서 제2 현무암 복합 소재의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제2 현무암 복합 소재를 제조하는 단계는, 상기 제2 열가소성 수지 필름이 권취된 복수의 제1 권취롤러(230), 및 상기 제2 현무암 직물이 권취된 복수의 제2 권취롤러(240)를 이용하여, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 교대로 그리고 반복적으로 적층하는 단계(S210), 및 교대로 그리고 반복적으로 적층된 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 가압 열처리하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
교대로 그리고 반복적으로 적층된 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 가압 열처리하는 단계는, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 상기 예비 제1 현무암 복합 소재를 가압 및 열처리하는 방법과 동일한 방식으로 상기 압력 롤러(131), 열처리부(도 7에서 미도시) 및 냉각부(도 7에서 미도시)를 이용하여 수행될 수 있다.
복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 교대로 그리고 반복적으로 적층하는 단계에서, 복수의 상기 제1 권취롤러(230)에 권취된 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 제2 권취롤러(240)에 권취된 상기 제2 현무암 직물이 풀리면서 공급되는 제1 방향이 정의된다. 다시 말하면, 교대로 그리고 반복적으로 적층된 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물(이하, 예비 제2 현무암 복합 소재)가 이송되는 방향일 수 있다.
상기 예비 제2 현무암 복합 소재가 이송되는 방향과 평행한 방향, 또는 상기 예비 제2 현무암 복합 소재에 대응하는 평면이 연장된, 가상의 평면(202)이 정의될 수 있다.
상기 가상의 평면(202)을 기준으로, 한 쌍의 상기 제1 권취롤러(230)가 서로 이격되어 대칭되도록 배치될 수 있고, 상기 가상의 평면(202)을 기준으로 한 쌍의 상기 제2 권취롤러(240)가 서로 이격되어 대칭되도록 배치될 수 있다.
이 경우, 복수의 상기 제1 권취롤러(230) 및 복수의 상기 제2 권취롤러(240)가 상기 제1 방향으로 교대로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 가상의 평면(202)의 하부에 상기 제1 권취롤러(230) 및 상기 제2 권취롤러(240)가 교대로 그리고 반복적으로 배치되고, 상기 가상의 평면(202)에 상기 가상의 평면(202)을 기준으로 거울 대칭되도록 상기 제1 권취롤러(230) 및 상기 제2 권취롤러(240)가 교대로 그리고 반복적으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 교대로 그리고 반복적으로 적층된 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물인 상기 예비 제2 현무암 복합 소재가 연속적인 공정으로 제조될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 제1 권취롤러(230) 및 상기 제2 권취롤러(240)의 인접한 위치에 보조롤러(250)가 각각 배치될 수 있다. 상기 보조롤러(250)는, 상기 제1 권취롤러(230)에서 제공되는 상기 제2 열 가소성 수지 필름 및 상기 제2 권취롤러(240)에서 제공되는 상기 제2 현무암 직물이 상기 용이하게 제공될 수 있도록 도울 수 있다. 구체적으로, 상기 보조롤러(250)는 상기 제1 권취롤러(230) 및 상기 제2 권취롤러(240)보다 상기 가상의 평면(202)에 인접한 위치에 설치되어, 상기 제1 권취롤러(230)에서 제공되는 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 권취롤러(240)에서 제공되는 상기 제2 현무암 직물은 상기 보조롤러(250)에 의해 상기 가상의 평면(202)을 향하여 공급될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 상기 보조롤러(250)는 상기 가상의 평면(202)을 기준으로, 서로 동일한 거리에 이격될 수 있다. 즉, 복수의 상기 보조롤러(250)가 상기 가상의 평면(202)으로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 가상의 평면(202)에 상기 제2 열가소성 수지 필름 또는 상기 제2 현무암 직물을 공급하는 순서가 빠른 순서대로 상기 보조롤러(250)가 상기 가상의 평면(202)과 거리가 가까울 수 있다. 다시 말하면, 상기 가상의 평면에 상기 제2 열가소성 수지 필름 또는 상기 제2 현무암 직물을 공급하는 순서가 느릴수록 상기 보조롤러(250)가 상기 가상의 평면(202)과 거리가 멀어질 수 있다. 구체적으로, 도 7에서, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 제2 현무암 직물이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 상기 예비 제2 현무암 복합 소재로부터 상대적으로 거리가 먼(왼쪽에 위치한) 상기 보조 롤러(250)는 상기 가상의 평면(202)에 인접하게 위치하고, 상기 예비 제2 현무암 복합 소재로부터 상대적으로 가까운(오른쪽에 위치한) 상기 보조 롤러(250)는 상기 가상의 평면(202)과 멀도록 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 보조 롤러(250)를 경유하여, 상기 가상의 평면(202)을 향하여 제공되는 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물 사이의 거리가 충분히 확보될 수 있고, 이로 인해 공정 마진을 용이하게 확보할 수 있고, 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물이 안정적으로 적층될 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 가장 먼저 상기 제2 열가소성 수지 필름을 제공하는 상기 제1 권취롤러(230)들 중에서 어느 하나는 생략될 수 있다. 즉, 상기 가상의 평면(202)을 기준으로 거울 대칭되며, 가장 먼저 상기 제2 열가소성 수지 필름을 제공하는 상기 제1 권취롤러(230)들 중에서 어느 하나가 생략되어, 상기 예비 제2 현무암 복합 소재의 중심에 한 장의 상기 제2 열가소성 수지 필름이 제공될 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 가상의 평면(202)에 상기 제2 열가소성 수지 필름 또는 상기 제2 현무암 직물을 공급하는 순서가 빠른 순서대로, 상기 보조 롤러(250)와 상기 예비 제2 현무암 복합 소재(상기 압력롤러(131) 사이의 상기 제1 열가소성 수지 필름 또는 상기 제2 현무암 직물의 장력이, 높도록, 상기 보조롤러(250)가 설치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 압력롤러(131)와의 거리가 멀수록, 상기 보조 롤러(250)와 상기 압력롤러(131) 사이의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물에 인가되는 장력이 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 보조 롤러(250)를 경유하여, 상기 가상의 평면(202)을 향하여 제공되는 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물이 처짐 발생 없이 안정적으로 적층될 수 있다.
상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물이 상술된 방법으로 적층되어 상기 예비 제2 현무암 복합 소재가 제조된 후, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 방법으로, 상기 예비 제2 현무암 복합 소재가 가압 및 열처리되어, 상기 제2 현무암 복합 소재가 제조될 수 있다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재의 제조에 사용된 현무암 섬유 및 열가소성 수지 필름을 촬영한 것이고, 도 9는 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 섬유 및 열가소성 수지 필름를 이용하여 제조된 현무암 복합 소재를 촬영한 것이고, 도 10은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 공정에서 사용된 스피커 진동판 금형 및 스피커 진동판을 촬영한 것이고, 도 11은 본 출원의 실시 예에 따른 현무암 복합 소재를 이용하여 제조된 스피커 인클로저의 배플(baffle)을 촬영한 것이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 열 가소성 수지 및 현무암 직물을 이용하여 제1 현무암 섬유 복합 소재를 제조하고, 이를 사전 열처리 후 스피커 진동판 금형으로 가압 성형하여 스피커 진동판을 용이하게 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 열 가소성 수지 및 현무암 직물을 이용하여 제2 현무암 섬유 복합 소재를 제고하고, 이를 사전 열처리 후 금형으로 가압 성형하여 미세하고 다양한 표면 구조를 갖는 스피커 인클로저의 배플이 제조될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
110: 제1 열가소성 수지 필름
120: 제1 현무암 직물
210: 제2 열가소성 수지 필름
220: 제2 현무암 직물
131~134: 압력 롤러
141, 142: 열처리부
143: 냉각부
202: 가상의 평면
230: 제1 권취롤러
240: 제2 권취롤러
250: 보조롤러

Claims (10)

  1. 제1 열가소성 수지 필름 및 제1 현무암 직물을 적층된 제1 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 진동판을 제조하는 단계;
    제2 열가소성 수지 필름 및 제2 현무암 직물이 적층된 제2 현무암 복합 소재를 이용하여, 스피커 인클로저를 제조하는 단계; 및
    상기 스피커 진동판 및 스피커 인클로저를 이용하여, 스피커를 제조하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 현무암 복합 소재를 제조하는 단계는,
    상기 제2 열가소성 수지 필름이 권취된 복수의 제1 권취롤러, 및 상기 제2 현무암 직물이 권취된 복수의 제2 권취롤러를 이용하여, 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 교대로 그리고 반복적으로 적층하는 단계; 및
    교대로 그리고 반복적으로 적층된 복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 현무암 직물을 가압 열처리하는 단계를 포함하고,
    복수의 상기 제1 권취롤러에 권취된 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 제2 권취롤러에 권취된 상기 제2 현무암 직물이 풀리면서 공급되는 제1 방향이 정의되고,
    복수의 상기 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 상기 제2 현무암 직물이 적층된 예비 제2 현무암 복합 소재로부터 연장된 가상의 평면이 정의되고,
    상기 가상의 평면을 기준으로, 한 쌍의 상기 제1 권취롤러가 서로 이격되어 대칭되도록 배치되고,
    상기 가상의 평면을 기준으로, 한 쌍의 상기 제2 권취롤러가 서로 이격되어 대칭되도록 배치되되,
    복수의 상기 제1 권취롤러 및 복수의 상기 제2 권취롤러가 상기 제1 방향으로 교대로 배치되는 것을 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 현무암 복합 소재는,
    한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름 사이에 제공된 상기 제1 현무암 직물을 포함하고,
    상기 제2 현무암 복합 소재는,
    상기 제2 열가소성 수지 필름 및 상기 제2 현무암 직물이 교대로 그리고 반복적으로 적층되어, 상기 제1 현무암 복합 소재보다 두꺼운 것을 포함하는, 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스피커 진동판을 제조하는 단계는,
    상기 제1 현무암 복합 소재를 사전 열처리하는 단계; 및
    사전 열처리된 상기 제1 현무암 복합 소재를 프레싱하여 압축 성형하는 단계를 포함하고,
    상기 스피커 인클로저를 제조하는 단계는,
    상기 제2 현무암 복합 소재를 사전 열처리하는 단계; 및
    사전 열처리된 상기 제2 현무암 복합 소재를 프레싱하여 압축 성형하는 단계를 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 현무암 복합 소재는, 1층의 상기 제1 현무암 직물을 포함하고,
    상기 제2 현무암 복합 소재는, 30~60층의 상기 제2 현무암 직물을 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 현무암 복합 소재를 제조하는 단계는,
    한 쌍의 상기 제1 열가소성 수지 필름 사이에 상기 제1 현무암 직물을 배치하여, 예비 제1 현무암 복합 소재를 준비하는 단계;
    상기 예비 제1 현무암 복합 소재의 상부면 및 하부면에 롤러들을 이용하여 압력을 가하면서, 이송하는 동시에 열처리하여, 상기 제1 현무암 복합 소재를 제조하는 단계; 및
    상기 제1 현무암 복합 소재를 냉각하는 단계를 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 열가소성 수지 필름의 두께가 상기 제2 열가소성 수지 필름의 두께보다 얇은 것을 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 현무암 직물의 두께가 상기 제1 현무암 직물의 두께보다 얇은 것을 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커의 제조 방법.
  8. 한 쌍의 제1 열가소성 수지 필름 사이에 제1 현무암 직물이 배치되어 열 압착된 제1 현무암 복합 소재를 포함하는 스피커 진동판; 및
    복수의 제2 열가소성 수지 필름 및 복수의 제2 현무암 직물이 교대로 그리고 반복적으로 적층되고 열 압착된 제2 현무암 복합 소재를 포함하는 스피커 인클로저를 포함하되,
    상기 제1 현무암 복합 소재의 상기 제1 현무암 직물의 개수가, 상기 제2 현무암 복합 소재의 상기 제2 현무암 직물의 개수보다 적은 것을 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 현무암 복합 소재는 상기 제2 현무암 복합 소재보다 탄성율이 높은 것을 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 열가소성 수지 필름은 및 상기 제2 열가소성 수지 필름은 PE, PP, PA6, PPS, PEEK, 또는 테플론 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 현무암 복합 소재를 이용한 스피커.
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