KR960007816B1 - 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 진동판 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기음향 변환기용 진동판의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 진동판

제1도는 본 발명과 종이제진동판을 비교한 음압-주파수 특성도.

제2도는 본 발명과 종이제진동판을 비교한 왜곡-주파수 특성도.

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 미생물이 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 형성되는 미생물 셀룰로스를 사용한 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 진동판에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 전기음향 변환기용 진동판에는 밀도가 작고 고탄성으로 적절한 내부손실을 가지며, 또한 기계적피로도 없고 내후성 등도 양호한 물성이 요구된다.

상기한 물성을 만족시키는 것으로서는 각종 고분자재료, 세라믹스 등이 제공되어 사용되고 있으나, 물성의 콘트롤 및 제조가 번잡하게 되어 고가로 되고 있다. 한편 물성의 콘트롤과 제조가 용이하므로 종이제진동판 혹은 합성수지필름, 금속진동판 등이 많이 사용되고 있다. 이때 종이제진동판의 역학적성질은 사용되는 단섬유의 물성 혹은 섬유간 결합강도, 결합면적 및 수지갇공 등의 처리제 등에 의해 결정되게 된다.

여기서 목재펄프 등의 식물섬유를 사용한 종이제진동판은 천연섬유이기 때문에 단섬유의 물성에 제한이 가해진다. 섬유간 결합강도와 결합면적을 증가하기 위하여 단섬유를 버터로 고해(叩解 : 두드려서 풀다) 처리를 하나, 고해처리를 진행시키면 단섬유의 물성이 저하하며 또한 진동판으로서의 밀도가 증가하기 때문에 내부손실은 적어지는 문제가 있다.

이들의 물성을 개선하기 위하여 단섬유 물성이 양호한 방향족 폴리아미드섬유를 펄프 및 천연섬유와 혼입하여 진동의 물성을 개선하는 구성이 일본국 특공소 53-46088호 공보에 개시되어 사용되고 있다.

그러나 이 구성에서는 펄프 및 제지용 천연섬유는 방향족 폴리아미드섬유와의 섬유간 결합강도가 약하기 때문에, 방향족 폴리아미드섬유를 10% 이상 첨가하면 탄성율이 저하하여 충분한 복합효과를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다.

한편 합성수지 필름을 성형가공하여 진동판을 제조하는 경우, 제조는 용이하게 되나 성형가공상 진동판의 두께가 불균일하게 되는 문제가 있다. 또 금속진동판에 있어서 탄성율이 큰 것으로서 티타늄 혹은 알루미늄 등의 금속판이 진동판으로서 사용되고 있으나 이들 금속판은 내부손실이 작기 때문에 진폭이 큰 진동판으로서 채용하는데는 문제가 있다.

또한 상기 물성을 개선하기 위하여 미생물 셀룰로스를 사용하여 고탄성이며 내부손실이 큰 음향용 진동판을 얻는 구성이 일본국 특개소 61-281800호 공보에 개시되어 사용되고 있다. 이 구성에 의하면 미생물 셀룰로스를 제작된 시이트에 있어서는 밀도가 1.2∼1.4의 경우 영율이 15∼35(GPa), 내부손실이 0.04로 되며, 진동판 소재로서는 적당한 물성을 지니고 있다.

그러나 종이제진동판 및 합성수지필름와 비교하여 내부손실이 작고 또한 찢김강도가 작기 때문에 커다란 진폭을 필요로 하는 진동판에는 채용할 수 없다고 하는 문제가 있다.

[기술분야]

그리하여 본 발명은 미생물 셀루로스를 사용한 진동판의 상기 문제의 결점을 개선하여 고탄성이며 고내부손실을 가지며, 또한 고강도이며 내구성이 있는 진동판의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 진동판을 염가로 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 있어서는 상기 목적은 미생물이 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 형성되는 미생물 셀룰로스에 방향족 폴리아미드섬유 등의 액정성 고분자섬유를 혼입하여 초지제조(抄紙製造) 후 가열가압성형 또는 가열건조하는 구성에 의해 달성된다.

[작용]

상기한 구성을 채용한 본 발명에 의하면 미생물 셀루로스를 주성분으로 하는 진동판에 있어서의 낮은 내부손실, 낮은 찢김강도 등은 고탄성이며 고내부손실을 나타내는 액정성 고분자섬유에 의해 개선된다.

[가장 적절한 실시예의 예시]

본 발명에 의한 실시예의 하나에 있어서는 미생물이 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 이루어지는 미생물 셀루로스에 방향족 폴리아미드섬유 등의 액정성 고분자섬유를 혼입하여 초지제조하고, 이후 가열가압하여 시이트형상으로 성형한다. 또 상기의 가열가압성형을 행하지 않고 초지제조 후 가열건조할 수도 있다. 시이트형상으로 한후 소정형상으로 타발하여 외주부에 에지를 부착하여, 예컨대 평판진동판으로서 제작할 수 있다.

이 경우에 상기의 셀루로스성 물질중, 예컨대 아세트산균 아세토백터·아세티·서브스피시스·크실리넘(Acetobacter aceti subsp. xylinum AJ 12368)을 사용한 배양에 있어서의 겔형상 막은 약 20∼50㎚의 똑바로 신장한 피브릴이 램덤하게 달려가서 그물코 구조가 만들어진다. 이 피브릴의 길이는 10㎛이상으로 한다. 피브릴은 독립된 것과 분기된 것이 확인된다.

이 겔형상막은 수분을 99% 이상 함유하고 있다. 또한 이 겔형상막을 건조하면 수축하여 단단한 셀루로스의 시이트로 된다. 이 시이트형상 물질과 음향진동판으로서 많이 사용되는 폴리에스테르 필름과의 비교치를 아래 표1에 표시한다.

상기 표1로부터 명백한 바와같이 미생물 셀루로스는 폴리에스테르 필름과 비교하여 단단하여 취약해지는 성질이 있으나, 액정성 고분자섬유를 혼입함으로써 양호하게 된다. 액정성 고분자재로서는 서모트로픽 결정 혹은 리오트로픽 겨렁이 유효하게 채용 될 수 있다.

또한 본 발명에 있어서 미생물 셀룰로스를 제작함에 있어서는 하기의 방법에 의거하였다.

배지조성에는 슈크로스(Sucrose) 50g, 효모엑기스(Difco) 5g, 황산암모뉴(NH)SO) 5g, 인산수소칼륨(KHPO) 3g, 황산마그네슘(MgSO·7HO) 0.5g, 증류수 1리터, pH 5.0인 것을 사용하였다.

이 배지를 사용하여 정치배양을 행하고 생산된 겔형상막을 유수세정과 2% 수산화나트륨 용액으로 자불(煮拂 : 끓임) 세정을 조합하여 정제하고, 겔형상막에 함유되어 있는 세포나 흡착되어 있는 각종 배지성분 등을 제거하여 사용하였다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 미생물이 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 형성된 미생물 셀룰로스에 방향족 폴리아미드섬유 등의 액정성 고분자섬유를 혼입한 것에 유기물질, 무기물질의 각각 단독 또는 혼합물을 첨가하여 초지제조 후 가열가압성형 또는 가열건조하는 진동판의 제조방법도 채용된다.

(실험예 1)

먼저, 99% 이상의 수분을 함유하는 겔형상막 물질에 대하여 약 2∼3배의 수돗물을 가하였다. 다음에 믹서에 의해 겔형상막을 분리해체시킨 용액을 만들고, 이것에 액정성 고분자섬유를 혼입하였다. 이때 액정성 고분자섬유로서 케블러 49를 사용하였다. 이 케블러 49는 파라페닐렌 테레프탈아미드를 액정방사에 의해, 필라멘트 한 개의 직경이 약 12㎛의 실의 형태를 이루고 있다. 또한 케블러 49의 소재물성은 비중이 1.45, 인장강도가 300㎏/㎟, 인장탄성율이 11.100㎏/㎟, 파단연신도가 2.4%이다.

그리하여 겔형상막을 분리해체시킨 용액소에 상기 케블러 49섬유를 길이 3㎜로 절단한 것을 10% 첨가하고 균일하게 혼입될 때까지 교반하여 진동판의 주원료로서 초지하였다. 초지 후, 소정의 금형을 사용하여 가열가압하고, 큰형상의 진동판을 제작하였다. 이때의 금형온도는 120℃, 압력은 4㎏/㎠로 하였다.

이와같이 하여 제작된 진동판과, 동일형상으로 제작된 통상의 종이제의 진동판에 의해 각각 구경 10㎝의 스피커를 제작하고, 이것들의 주파수 특성을 측정하였다. 그 결과인 음압-주파수 특성을 제1도에, 또 왜곡-주파수 특성을 제2도에 도시하고 있다.

제1도, 제2도에 있어서 a는 본 발명에 의한 진동판의 경우, b는 종이제 진동판의 경우에 표시하고 있다. 이들 도면으로부터 명백한 바와같이 본 발명의 진동판에 의하면 고탄성이며 고내부손실을 가지며, 중역으로부터 고역에 걸쳐서의 경사가 감소되는 동시에, 고음부의 대역 특성이 대폭 개선되며, 또한 왜곡이 적은 주파수 특성을 얻을 수 있었다.

또한 각종 내구성시험을 행한 결과, 케블러로 미생물 셀룰로스를 보강함으로써 그 내구성이 통상의 매싱물 셀룰로스 단체의 진동판에 비해 2배 이상으로 되었다.

그리고 초지 후 시이트형상의 것을 필요에 따라 소정의 형상으로 타발하고, 외주에 에지를 접착제를 사용하여 부착시켜 이것을 진동판으로서 사용하여 스피커를 형성한 바 상기와 거의 같은 특성을 얻을 수 있었다.

(실험예 2)

먼저 99% 이상의 수분을 함유하는 겔형상막 물질에 대하여 약 2배의 수돗물을 첨가하였다. 다음에 믹서로 겔형상막 분리해체 하였다. 이어서 무기물질로서 마이카 표면에 알루미늄을 증착하고, 실버계통의 색을 나타내는 미세한 착색마이카(닛뽄 코오켄 고오교오사 제품 : 상품명 ME-100)를 미생물 셀룰로스에 대하여 10% 첨가하여, 균일하게 혼입될 때까지 교반하였다.

다음에 상기 교반 용액중에, 상기 실험예 1에 사용한 것과 동일한 케블러 49섬유를 길이 3㎜로 절단한 것을 미생물 셀루로스에 대하여 10% 첨가하고 균일하게 될 때까지 교반하여 진동판의 주원료로서 초지하였다.

이때의 유기물인 사이즈제는 알킬케텐다이머(딕·허큐레스사 제품 : 상품명 아크펠12)를 사용하였다. 초지후, 소정의 금형을 사용하여 가열가압하고 진동판을 콘 형상을 제작하였다. 이때의 금형온도는 120℃, 압력은 4㎏/㎠로 하였다. 이와같이 하여 제작된 진동판과 동일형상으로 제작한 통상의 종이제의 진동판에 의해 각각 구경 10㎝의 스피커를 제작하여 이들의 주파수 특성을 측정하였다. 그 결과 상기한 실험예 1과 거의 동일한 특성이 얻어졌다. 이때 콘형상 대신에 시이트형상의 진동판으로하여 평판스피커를 제작하였으나 거의 동일한 특성을 얻을 수 있었다.

이에 더하여 실험예 1에 의한 스피커에서는, 케블러 49를 혼입함으로써 케블러 49의 색이 진동판의 외관에 나타나 약간 황색을 띤 백색계를 나타내었다. 그리고 또한 실험예 2에 의한 스피커에서는 착색마이카를 혼입하고 있기 때문에 광택이 있는 진주색으로 되어, 외관이 극히 양호하며 제품가치가 향상되는 이점이 있음이 판명되었다.

한편 상기 설명에서는 상대적으로 커다란 구경의 스피커용 진동판에 따라 설명하였으나, 100㎛ 이하의 얇은 진동판도 쉽게 제작가능하며, 따라서 본 발명에 의한 진동판은 헤드폰, 마이크로폰 등의 전기음향 변환기에 광범위하게 사용할 수 있음이 이해될 것이다.

또 진동판의 형상으로서는 콘형상, 돔형상 혹은 시이트형상 등 적절히 선택할 수 있으며 또한 진동판 본체이외의 센터캡, 에지에 있어서의 이용도 가능하다.

(발명의 효과)

이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 미생물 셀루로스에 액정성 고분자섬유를 혼입함으로써 경량화가 도모될 뿐아니라 종래의 종이제진동판 혹은 합성수지필름제 진동판 등과 비교하여 고탄성 고내부손실 및 고강도의 진동판을 얻을 수 있다.

또, 액정성 고분자섬유에 더하여 유기물질 및 무기물질 중 적어도 하나를 가함으로써, 미생물 셀룰로스 단체로 사용되는 경우에 비하여, 내부손실, 찢김강도가 보다 향상하고 경량으로 고탄성, 고내부손실, 고강도로서 외관적으로 우수한 진동판을 얻을 수 있다.

Claims (8)

1. 미생물이 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 이루어지는 미생물 셀룰로스에 액정성 고분자섬유를 혼힙하여 초지제조하고, 이후 가열하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 초지제조 후의 가열시에 가압성형을 행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동파의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 초지제조 후의 가열시에 건조를 행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법.
4. 미생물이 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 이루어지는 미생물 셀룰로스에 액정성 고분자섬유를 혼입하여 유기물질 및 무기물질중 적어도 하나를 첨가하여 초지제조하고, 이후 가열하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 초지제조 후의 가열시에 가압성형을 행하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 초지제조 후의 가열시에 건조를 행하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판의 제조방법.
7. 미생물의 산출하는 리본형상 미크로 피브릴로 이루어지는 미생물 셀룰로스에 액정성 고분자섬유를 혼입하여 초지제조한 후 가열을 행하여 제작되는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판.
8. 제7항에 있어서, 미생물 셀룰로스와 액정성 고분자섬유와의 혼합물에 유기물질 및 무기물질중 적어도 하나가 함유되어 제작되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기음향 변환기용 진동판.