KR960007817B1 - 스피커 콘 및 그 제조방법 - Google Patents

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노보루 사이가
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Abstract

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Description

스피커 콘 및 그 제조방법
제1도는 본 발명의 스피커 콘을 구성하는 아크릴 합성 섬유의 측단면에서의 섬유모양을 도시한 전자 마이크로그래프(4000X).
제2도는 본 발명의 스피커 콘을 구성하는 아크릴 합성 섬유의 길이 단면에서의 섬유모양을 도시한 전자 마이크로그래프(4000X).
제3도는 본 발명의 실시예(1)에서 제조된 스피커 콘의 내부면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(235X).
제4도는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 스피커 콘의 외부면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(234X).
제5도는 본 발명의 실시예(1)에서 제조된 스피커 콘의 단면 모양을 도시하는 전자 마이크로그래프(177X).
제6도는 천연 펄프로 제조된 종래 스피커 콘의 내부면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(236X).
제7도는 천연 펄프로 제조된 종래 스피커의 단면 모양을 도시한 전자 마이크로그래프(176X).
제8도는 실시예 5에서 제조된 스피커 콘의 내부면의 상태를 도시한 전자 마이크로그래프(236X).
제9도는 실시예 5에서 제조된 스피커 콘의 외부면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(234X).
제10도는 실시예 5에서 제조된 스피커 콘의 단면모양을 도시하는 전자 마이크로그래프(177X).
본 발명은 새로운 재로로 구성된 스피커 콘 및 그의 제조방법에 관한다.
종래 스피커 콘을 위한 재료로서, (예를 들어 폴리프로필렌) 합성 섬유 즉 플라스틱, 천연섬유, 합성섬유, 탄소섬유, 유리섬유 또는 플라스틱 필름으로 구성된 합성 펄프, 천연 펄프 같은 다양한 물질이 사용되었다. 스피커 콘은 이 재료들의 특성을 이용해 만들어졌다.
원료로서, 천연 펄프를 사용하는 스피커 콘은 숙성된 또한 휘져어진 펄프에 미세 탄소분말 또는 수지같은 다양한 첨가제를 필요에 따라 가해서 제조하여 제지원료를 준비하고, 이 원료를 제지 프레임으로 스피커 콘 형태의 종이로 성형한 후, 이것을 스피커 콘 제조 주형에 놓고, 열 및 압력을 가한다.
이 제조 방법은 원료의 준비에 이르는 길고, 복잡한 방법이라는 문제점이 있었다. 또한, 미세 탄소 분말 및 수지같은, 각자기 부첨가제가 보통 첨가되기 때문에, 이 첨가제의 튀김(splashing) 때문에 작업 환경에 두드러지게 유해한 영향을 끼쳤다. 또한, 이 첨가제를 포함한 폐수 및 폐기물은 환경 오염을 일으키는 요소이다.
또한, 이전에 언급했듯이, 스피커 콘이 제지 프레임에 의해서 제일 먼저 만들어졌기 때문에 이렇게 만들어진 스피커 콘의 두께가 고르지 못한 경향이 있다. 덧붙여서, 제조된 스피커 콘의 무게도 변동이 있었다. 이것은 품질 제어에 문제를 일으켰다. 얼마나 많이 두께의 불균일성과 무게의 변동을 줄이느냐가 스피커 콘 제조 방법의 주된 포인츠였다. 현재에는 그러나, 충분한 개선이 이미 이루어졌다.
문제 해결의 한 방법으로써, 사전에 먼저 스피커 콘 원료를 만들고 그것을 종이 형으로 방법한 후, 스피커 콘을 만들기 위해 주형(mold)를 이용해서 그 종이를 가열 압축하는 방법을 고려할 수 있다. 이 방법에서, 그러나, 스피터 콘이 3차원이기 때문에 인장력(drawing force)이 시트위에 작용하지만, 제지에 의해 얻어진 시트는 이 인장력을 충분히 처리하지 못하므로, 부분적으로 찢어지거나 또는 퍼져서 시트 모양이 망가진다.
상기 언급한 인장력을 견딜수 있는 강도를 시트에 주기 위해서, 긴 섬유를 사용하는 것이 바람직하지만, 그러나 제지법에 의해 시트를 제조할 때 사용 가능한 섬유의 길이는 1 내지 5㎜이다. 5㎜ 길이 특히 10㎜ 길이 이상의 긴 섬유를 사용한 제지법으로 균질의 시트를 만드는 것은 매우 어렵다.
그러므로, 상기 언급한 주형을 사용한 제지법으로 제조된 시트를 가열압축법을 이용해 스피커 콘으로 만들기는 매우 어렵다.
천연 펄프가 원료로써 사용될 때, 그질은 나무의 종류에 따라 변화고 이는 그것으로 만들어진 스피커 콘 오디오 특성의 변이를 유발한다. 더구나, 동일한 원목이 사용된다고 할지라도, 오디오 특성은 펄프 제조에 사용된 수질에 따라 유사하게 변한다.
더구나, 원목이 물과 높은 친화성을 가지므로, 천연펄프로 제조된 스피커 콘은 사용되는 환경내의 습도에 의해 강하게 영향을 받고, 음질이 눈에 띠게 변화된다. 이 영향은, 예를 들어, 자동차의 내부 또는 실외에서의 스피커의 사용에 현저한 제한을 준다.
더구나, 그 원료가 플라스틱이며, 예를 들어, 폴리프로필렌이면, 플라스틱 제품의 팰릿은 필름형으로 제조되고, 이것은 그후 진공주조된다. 그후에, 스피커 콘 몸체 및 가장자리 부사이의 접착은 플라즈마 처리로, 플레임 처리, 일차 피복, 또는 다른 방법에 의해 개선된다.
이 방법으로, 원료용 폴리프로필렌 같은 플라스틱을 사용할 때, 제지 방법에 이르는 작업은 원료로써 원목재료 또는 합성 펄프를 사용하는 경우에 대해 다소 단순화 되지만, 스피커 콘의 모양을 만든후에, 플라즈마 처리 플래임 처리 또는 1차 피복 같은 복잡한 방법이 필요하다.
다른 한편으로는, 아크릴 합성 섬유를 휘져어 펄프로 처리하고 그 펄프를 성형함에 의해 제조된 스피커 콘으로서, 길이방향으로 매우 많은 수의 길고 좁은 보이드를 가지는 아크릴 합성 섬유를 휘져어 펄프로 만들고, 그 다음에 그 펄프를 종이로 만듬에 의해서 만들어지는 콘 종이를 구비하는 스피커 콘(일본 공개 공보 제 3-154600호) 및 다공성의 아크릴 섬유 및 나무 펄프를 휘져어 생긴 혼합 펄프를 종이로 만들어서 형성된 진동판을 구비하는 스피커 콘(일본 공개 공보 제 57-196694호)등이 공지되있다.
일본 공개 공보 제 3-154600호는 특별한 섬유 구조를 갖는 아크릴 합성 섬유를 포함하는 펄프를 제지하고 시트를 스피커 콘으로 성형함에 의해 제조되는 스피커 콘을 상술하는데, 그것을 스피커 콘으로 성형할 때 천연 펄프와 비교해서 더적은 주름이 발생하지만, 제조 방법에서는, 수중에서의 펄프의 빈약한 분산성 때문에, 섬유 덩어리의 발생은 피할 수 없고 만들어진 스피커 콘 두께의 상당한 불균일 및 무게의 변동이 있다. 더구나, 그 펄프가 천연 펄프와 비교해서 느린 제지 속도를 갖기 때문에 제조성이 매우 낮다.
다른 한편으로는, 일본 공개 공보 제 57-196694호는 다공성 아크릴 섬유 펄프 및 나무 펄프의 혼합물 및, 그것의 제조 방법을 구비한 스피커 콘을 나타내고, 이것은 천연 펄프로 스피커 콘을 제조할 경우와 같은 문제가 있다.
더구나, 이 종래의 스피커 콘은 오디오 특성의 하나인 내부손실(tanθ)가 스피커 콘의 수지 피복 및 금속막으로 스피커 콘을 적층하는 것 같은, 후처리 또는 제조 조건의 변화에 매우 민감하다는 결함이 있다. 더구나, 탄화 섬유에, 무기섬유, 또는 향 폴리아미드 섬유 또는 다른 고강도, 고영율 섬유를 혼합함에 의해서 오디오 특성이 변할 때, 내부 손실이 현저히 변해서, 이상적인 오디오 특성을 갖는 스피커 콘을 얻는 것은 불가능하다.
일본 공개 공보 제 2-175915호는 길이 방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는 아크릴 합성섬유 및 그의 제조 방법을 공개하고, 일본 공개 공보 제2-200857호는 상기-언급한 섬유를 포함하는 짜지 않은 천 및 그의 제조 방법을 공개한다.
띠라서, 본 발명의 목적은 이전 기술에 있는 상기 언급한 문제점들을 해결하고, 스피커 콘의 제조 방법을 간소화하고, 작업 환경을 개선하며, 폐기물의 발생을 감소시키며, 더구나, 스피커 콘 두께의 불균일 및 콘 제조물 사이의 무게 변동을 줄이고, 후처리 및 다른 섬유의 혼합 및 후처리에 의해 오디오 특성을 개선할 때 일어나는 내부 손실의 변화를 감소하는, 스피커 콘, 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 콘 형태인 시트(A)를 구비하는 스피커 콘이 제공되고, 길이방향을 따라서 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 가지는 아크릴 합성 섬유로 이루어지는 상기 시프(A)에 있어서, 상기 보이드는 일정치 않은 측단면형을 갖고, 시트(A)의 면에 있는 대부분의 섬유는 가는 섬유로 분할되고, 분할되지 않은 많은 양의 아크릴 합성 섬유는 시트(A) 내부에 있고, 또한 이 섬유들은 상호 얽힘을 통해서 전체를 만들고, 또한 이에 잇어서 콘형 제품의 최소한 한면은 섬유의 용융부이다.
본 발명에 따르면, 아크릴 합성 섬유로 구성된 시트(A) 및 다른 섬유로 구성된 시트(B)의, 콘 모양의 적층을 구비하는 스피커 콘이 제공되고, 이에 있어서 아크릴 합성 섬유로 구성된 시트(A)는 길이 방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드가 있고, 상기 보이드는 일정치 않은 측단면 모양을 가지고, 시트(A)의 면에 있는 대다수의 섬유는 미세 섬유로 분할되고, 많은 양의 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 시트(A)의 내측에 있고, 또한 이 섬유들은 상호 엉킴을 통해서 전체를 만든다.
본 발명에 따르면, 스피커 콘을 제조하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은 :
길이방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 가지는 아크릴 합성 섬유로 구성되고, 상기 보이드는 일정치 않은 측단면 형을 가지고, 시트(A)의 면에 있는 대부분의 섬유는 미세 섬유로 분할되고, 분할되지 않은 많은 양의 아크릴 합성 섬유는 시트(A)의 내부에 있고, 또한 이 섬유는 상호 얽힘을 통해서 일체적으로 이루어지는, 시트(A)에 있어서, 이 시트(A)를 100 내지 250℃온도에서 0.5 내지 30㎏/㎠의 압력으로 콘 모양으로 만드는 과정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 스피커 콘을 제조하기 위한 방법을 또한 제공하고, 이 방법은 :
길이방향을 따라서 내부적으로 연장하는 보이드가 있는 아크릴 합성 섬유로 구성되고, 상기 보이드는 일정치 않은 측단면형을 가지고, 시트(A)의 표면에 있는 섬유의 대부분은 미세 섬유로 분할되고, 분할되지 않은 많은 양의 아크릴 합성 섬유는 시트(A)의 안쪽에 있고, 이 섬유는 상호 엉킴을 통해서 전체를 만드는, 시트(A)와, 다른 섬유로 구성된 시트(B)의 적층을 100 내지 250℃ 온도와 0.5 내지 30㎏/㎠ 압력에서 콘형으로 성형하는 과정으로 구성된다.
시트(A)의 표면(시트(A)의 앞뒷면을 의미하며, 이후에도 같다)에 있는 아크릴 합성 섬유는 그 전길에 걸쳐서 많은 수의 더가는 미세 섬유로 분할되어야 하나, 때때로 길이 방향으로 부분적으로 분할된 섬유 및 분할되지 않은 섬유가 있을 수도 있다. 그러나, 시트(A)의 표면위에 있는 대다수의 아크릴 합성 섬유가 분할되는 것이 필수적이다. 더 상세하게는, 무게의 최소한 70%(이후에, 만약 특별히 다르게 지정되지 않는다면, %는 무게에 의한 %를 의미한다), 더 바람직하게는 섬유의 최소한 90%가 분할되는 것이 바람직하다. 시트(A)의 표면위에 분할되지않은 많은 양의 섬유가 있을 때, 서유사이의 얽힘은 불충분히지고 시트(A)는 스피커 콘으로 성형될 때 손상된다.
시트(A)의 표면위의 섬유는 서로 얽히고 시트(A) 표면의 섬유층을 형성한다.
더구나, 시트(A) 표면의 섬유충 사이에 샌드위치되어 안쪽에 있는 대다수의 아크릴 합성 섬유는 분할되지 않은 섬유이지만, 부분적으로 분할된 약안의 섬유가 또한 있고 또한 분할된 미세 섬유가 있다. 분할되지 않은 섬유는 바람직하게는 최소한 70%, 더 바람직하게는 최소한 90%의 양이다. 이 섬유는 시트(A)의 중간 섬유층을 형성하기 위해 상호 얽혀있다. 어구나, 표면 섬유층 및 중간 섬유층의 섬유는 서로 얽혀있고 표면섬유층 및 상호 섬유층으로 구성된 세겹 구조 시트(A)를 형성하기 위해 통합 완전체를 형성한다.
시트(A)의 안쪽에 아크릴 합성 섬유로 구성된, 분할되지 않은 대부분의, 중간섬유층은, 스피커 콘의 오디오 특성의 하나인, 내부 손실에 영향을 준다. 이 섬유의 특별한 특정 섬유구조 때문에, 스피커 콘의 제조 조건의 변화에 의해 유발된 내부 손실의 변화 및 스피커 콘의 후처리에 의해 유발된 내부 손실의 변화를 크게 감소시키는 특별한 영향이 있다.
분할되지 않은 아크릴 합성 섬유의 측단면의 전자 마이크로그래프(4000X)가 제1도에 도시되고 길이 단면의 전자 마이크로그래프는 제2도에 도시된다.
제1도에서, 검은 부분(a)는 보이드의 단면이다. 이것은 실질적으로 원형, 납작한 형, 반복된 커브형 같이, 갖가지 모양이 된다. 단면 영역은 또한 크던지 작던지 고정되지 않는다. 일정치 않은 단면형을 가지는 많은 수의 길고 좁은 보이드는 섬유내에 불규칙적으로 퍼져있음을 알게된다.
제2도에서, 같은 방식으로, 검운 부분(b0는 상기 언급된 보이드이다. 이 보이드가 실질적으로 섬유의 길이 방향을 따라 나란히 내부적으로 연장하여 있음을 알수 있다.
상기 언급한 특정 섬유구조를 가지는 아크릴 합성 섬유는 외부력의 작용에 의해 섬유의 길이방향을 따라 많은수의 더 얇고 고운 섬유로 분할되는 독특한 특성이 있다. 이 분할을 촉진하기 위해서, 길고 좁은 보이드의 길이가 최소한 60㎛인 것이 바람직하다.
더구나, 길고 좁은 보이드의 접촉은 세공(pore)에 의해 서로간에 부분적으로 연결된 수도 있다. 또한, 섬유의 측단면에 있는 많은 수의 길고 좁은 보이드는 상기 외부력에 의해 미세 섬유로의 분할을 촉진하기 위해서 바람직하게는 최소한 100이다.
이 아크릴 합성 섬유는 아크릴 중합체로부터 다음의 방법으로 제조된다.
아크릴 중합체는 이 중합체와 혼합된 중합체 또는 AN이 공중합체가 될수도 있는 최소 50% 아크릴로니트릴 단위체(이후에 AN으로 단축한다) 및 다른 단량체이다.
AN이 50% 보다 작을때는, 용융될 수 없고 열가소성인 아크릴 중합체의 고유의 열특성은 상실되고 시트(A) 또는 시트(B)와의 적층을 주형에 놓고 가열 압축해서 콘으로 성형할 때 콘형을 유지하는 것이 어려워진다. AN의 성분에는 상한선이 없고 100% AN 중합체 또한 가능하다. 아크릴 중합체가 아크릴 중합체의 두 개 이상의 종류의 혼합 중합체일 때 조차도, AN의 성분은 혼합 중합체의 무게에 기초해 최소한 50%이어야 한다.
AN과 공중합성인 단량체는 아크릴산, 메타크릴릭산, 동종(메릴 아크릴 레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 등등)의 에스테르, 비닐 아세테이트, 비닐 클로리드, 비닐 클로리드, 아크릴레미드, 메타크릴레이드, 케타크릴로니트릴레, 알릴술포닉산, 메탈릴술포닉산, 스티렌술포닉산, 및 그들의 소디움 염, 포타시움 염, 암모니움 염, 비닐피리딘, N,N-디메틸아미노 에틸메타크릴레이트, 등등 같은, 종래 공지된 것일 수도 있다.
상기 언급한 아크릴 중합체 및 폴리 알킬렌 글리콜은, 예를 들어, 디메틸 폼아미드, 디메틸아세토아미드, 디메틸 술포시도, 로단 염의 농축 수용액, 징크 클로라이드의 농축 수용액, 및 니트릴산의 수용액 같은 용제인 종래 공지된 아크릴 중합체 용제에 방사 원료 용액을 준비하기 위해 용해된다. 방사 원료 용액의 아크릴 중합체의 최적 농도는 용매에 따라 다르지만, 일반적으로 10 내지 30%이다.
이 폴리알킬렌글리콜의 첨가는 상기 언급한 길고 좁은 보이드의 형성에 중용한 요구사항이다. 폴리알킬렌글리콜은 80:20 내지 20:80의 무게 비율의 범위내에서 공중합된 에틸렌 옥사이드 및 폴리필렌옥사이드로 이루어진 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체이고 또한 5000 내지 50000의, 바람직하게는 6000 내지 20000의, 평균 몰중량수를 갖는다.
폴리알킬렌글리콜의 평균 몰 중량수는 5000 보다 작고, 섬유의 길이 방향을 따라 연속적으로 내부적으로 연장하는 길고 좁은 보이드는 형성되지 않고 그 결과는 매우 미세 실질적으로 구면인 보이드가 있는 다공성 섬유가 된다. 다른 한편으로는, 평균 몰중량수가 50000이 넘으면, 그 결과는 큰 건질의(Sinewy) 보이드가 있는 섬유 및, 섬유 측단면에 기껏해야 수십개의 보이드를 갖는 섬유이다. 이 타입의 섬유는 외력에 의해 미세 섬유로 분할되기 어렵고 본 발명의 스피커 콘용의 섬유로써는 부적합하다. 섬유의 길이 방향을 따라 뻗쳐지고 측 단면에 일정치 않은 부분 모양을 갖는 길고 좁은 보이드를 구비한 섬유를 얻기 위해서, 폴리알킬렌글리콜의 평균 중량수가 10000내지 20000인 것이 특히 바람직하다.
더구나, 상기 방식으로 폴리알킬렌글리콜을 용해해서 준비한 방사도료는 준비후 최소 4시간 동안 숙성된다. 방사도료의 숙성은 섬유 길이방향을 따라 게속되는 많은수의 길고 좁은 보이드가 있는 아크릴 합성섬유를 얻기위한 필수적인 요구이다.
이렇게, 숙성은 예를 들어 아크릴 중합체 및 폴리알킬렌글리콜을 용해시켜 준비된 방사도료를 강한 회저음 또는 섞음없이 부드럽게 전달하거나 고여있게 하는 것을 의미한다.
어떤 종류의 이유에서 상기 길고 좁은 보이드가 폴리알킬렌글리콜을 함유한 방사도료의 숙성 결과로써 아크릴 합성섬유내에 형성되는지는 확실치 않지만, 다음과 같이 추측한다 : 즉, 방사도료의 숙성은 폴리알킬렌글리콜의 응집을 유발한다. 방사 도료가 파이프를 통과하고 방사노즐의 미세 구멍으로부터 응고 매체로 방사되 들어갈 때, 전달력(Shearing force)이 방사 도로위에 작용하고, 미세 건질(sinews)이 폴리알킬렌글리콜위에 형성된다. 응집하는, 아크릴 폴리머의 응집 특성과, 응집하지 않는, 폴리알킬렌글리콜의 응집 특성의 차이 때문에, 상기 언급한 복잡한 모양의 보이드는 두 개의 중합체의 분장에 의해서 유발된다. 숙성 시간은 4시간보다 길수도 있고 바람직하게는 4 내지 10시간이다.
첨가된 폴리알킬렌글리콜의 양은 아크릴 중합체에 대해서 5 내지 20%, 바람직하게는 10내지 15%이다. 첨가된 양이 5%보다 작거나, 20%를 넘을 때, 섬유가 섬유형성 방법 중에 깨지는 반면에, 상기 언급한 길고 좁은 보이든 적어지고, 섬유는 더가는 섬유로 분할되거나, 또는 다른 문제점이 발생하고 안정된 방사가 더 이상 불가능하다. 첨가된 양이 10 내지 15% 일때는, 길고 좁은 보이드의 수, 방사의 안정성, 등에서 최고의 균형이 얻어지고, 그러므로, 이 범위가 바람직하다.
이 방사 도료는 방사 노즐을 통과하여 응집된 실 몸체를 형성하기 위해 방사도료의 응집 매개물로 밀어넣어진다. 이 응집된 실은 헹구어지고, 뽑아지고, 말려지고, 열처리되고, 또한 길이방향을 따라서 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는 아크릴 합성 섬유를 제조하기 위해서 다른 갖가지 유형의 처리하에 놓인다. 방사 도료에 첨부된 폴리알킬렌글리콜은 응집, 헹구기, 뽑기, 및 다른 방법 중에 응집된 실 몸체로부터 용해되 나온다.
방사법은 습식 방사법, 건조방사법, 또는 건습식 방사법 같은 어떤 방식일 수도 있다. 방사후에, 응집된 실 몸체에서부터 폴리알킬렌글리콜을 녹여 내기 위해서 수성 매체에 헹구고 뽑아내는 것이 바람직하다.
상기 언급한 방식에 의해서 제조된 아크릴 합성 섬유는 외력의 작용에 의해 길이방향을 따라서 많은 수의 미세 섬유의 쉽게 분할된다.
따라서, 이 특성을 이용하기 위해서, 상기 언급한 스피커 콘용의 시트(A)는, 예를 들어, 고압수를 사용하는 공지의 컬럼형 유동 펀칭 처리(Columnar flow punching treatment)에 의해서 아크릴 섬유로 구성된 직물로부터 짜지 않은 천을 만들어서 얻어진다. 이 처리에 의해서, 짜지 않은 면위에 있는 대부분의 아크릴 합성섬유는 그의 길이방향을 따라서 많은 수의 더가는 미세 섬유로 분할된다. 이때에, 짜지 않은 천의 표면을 때때로 섬유길이 방향을 따라 부분적으로 분할된 아크릴 합성섬유 또는 분할되지 않은 합성섬유를 가지나, 짜여지지 않은 섬유 표면위에 있는 모든 섬유는 미세 섬유로 분할되는 것이 바람직하다. 분할된 미세 미세는 어떤 부분에는 불규칙적으로 분산된고 다른 부분에서는 모여서 다발이 된다. 짜여지지 않는 섬유의 표면위의 섬유는 상호 얽혀서 표면의 섬유층을 형성한다.
다른 한편으로, 짜여지지 않는 섬유 내부에 있는 섬유의 대부분은 분할되지 않은 아크릴 합성섬유이다. 때때로, 부분적으로 분할된 아크릴 섬유가 있을 수도 있고, 더구나, 아크릴 합성 섬유의 분할로 형성된 미세 섬유로 분할 될 수 있다. 그러나, 짜여지지 않은 섬유 내부에 있는 섬유의 최소한 70%, 바람직하게는 최소한 90%가 필요하다.
고압수를 사용하는 상기 언급한 컬럼형 유동 펀칭 처리 때문에, 짜지 않은 섬유의 표면 가까이에 있는 아크릴 합성 섬유는 분할되고, 동시에, 분할된 미세 섬유는 서로 얽히고, 이에 의해서 시트(A)의 표면의 섬유층을 형성한다. 더구나, 표면 섬유 층에 의해서 내부에 샌드위치된 섬유는 내부 섬유층을 형성하기 위해 동시에 얽힌다. 또한, 표면 섬유층 및 내부섬유 층을 형성하는 통합된 몸체를 형성하기 위해서 얽히고 또한 이에 의해서 본 발명의 스피커 콘 시트(A)를 형성한다.
아크릴 합성섬유의 분할의 한계는 섬유에 적용되는 외력의 크기를 변화시킴에 의해 조정될 수 있다. 더구나, 유도된 미세 섬유의 분할 상태 및 섬유 얽힘의 한계는 외력의 크기에 의해 조정될 수 있다.
시트(A)를 구성하는 아크릴 합성 섬유의 길이는 특별히 제한되지 않는다. 긴 섬유 및 짧은 섬유 둘다가 이용될수 있다. 스피커 콘의 형체 유지의 견지에서, 그러나, 길이 20 내지 150㎜의 섬유가 바람직하다. 길이 30 내지80㎜의 섬유는 더욱 바람직하다.
짜지 않은 섬유의 METSUKE(즉, 단위 면적 당 섬유 무게)는 바람직한 스피커 콘의 적용, 특징 등등에 따라 다르지만, 일반적으로 50 내지 500g/㎡, 바람직하게는 100 내지 300g/㎡이다.
고압수 컬럼형 유동 펀칭에서 사용된 노즐 기름은 보통 0.05 내지 1㎜, 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎜이다. 고압수 컬럼형 흐름의 압력은 20 내지 100㎏/㎤, 바람직하게는 40 내지 80㎏/㎤이다.
본 발명의 시트(A)로 구성된 스피커 콘은 소정 모양의 주형에 상기 언급한 아릴 합성 섬유로 구성된 시트(A)를 놓고 그것을 소정 온도 및 압력하에서 성형함에 의해서 얻어진다. 이때의 온도는 100 내지 250℃, 바람직하게는 150 내지 200℃이고, 압력은 0.5 내지 300㎏/㎤, 바람직하게는 1 내지 10㎏/㎤이고, 성형 시간은 1 내지 60초, 바람직하게는 2 내지 10초이다.
상기 언급한 조건하에서 성형함에 의해서, 스프키 콘은 그것의 최소한 한면위의 아크릴 합성 섬유 분할에 의해(부분적으로 분할된 섬유 및 몇몇 경우를 포함하는 분할되지 않은 섬유) 형성된 미세 섬유의 용융부에서 얻어진다.
성형 온도가 250℃를 초과하면, 아크릴 합성 섬유는 성질이 변화하거나 또는 성형하기 곤란하게 해체된다. 압력이 30㎏/㎤을 초과하면, 시트(A)의 표면에 섬유의 대단한 용융에 있어서, 또다시 성형을 어렵게 만든다. 100℃ 보다 낮은 성형 온도 및 0.5㎏/㎤ 보다 적은 압력으로는 스피커 콘의 형태 유지가 나빠지고, 시트(A)의 표면에 섬유의 용융부를 형성하는 것이 불가능해진다.
상기 범위내에서 조건을 알맞게 조절함에 의해서, 다양한 속성이 있는 스피커 콘을 제조하는 것이 가능하다. 더구나, 원하는 스피커 콘의 형태에 따라서 주형은 설계를 적합하게 변화시킬 수도 있다.
제3도 및 제4도는 본 발명의 스피커 콘의 예(실시예 1)의 내부면 및 외부면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(235X M 및 234X)이다.
도면에서, 스피커 콘의 내부면 및 외부면에 있는 아크릴 합성 섬유가 길이 방향을 따라 많은 수의 더가는 미세 섬유로 분할되고, 이 미세 섬유는 스피커 콘 포면의 어떤 부분에는 넓게 퍼져있고 다른 부분에서는 집합 뒤 묶음이 되고, 이 섬유는 상호 얽힘을 볼수 있다. 더구나, 스피커 콘의 내면 및 외면에 있는 이 미세섬유는 상호 밀접히 접촉하고 또한 열 및 압력 때문에 어떤 영역에서는 부분적으로 용융고차괴 있다(제3도 및 제4도의 검운 부분 c). 용융된 미세섬유의 부분에서, 섬유가 수지화된 영역도 나타난다. 더구나, 스피커 콘의 내부면 및 외부면 사이에는, 즉, 그 내부에 있는 분할되지 않은 아크릴 합성섬유도 있다.
제5도는 제3도 및 제4도에 도시된 스피커 콘의 단면 상태를 도시한 전자 마이크로그래프(177X)이다. 제5도에서, 하면이 외부면에 대응하는 반면에, 상면은 스피커 폰의 내부면에 대응한다. 사진으로부터 이해되는 것처럼, 스피커 콘의 내부면 및 외부면은 아크릴 합성 섬유의 분할에 의해 형성된 미세 섬유가 얇은 필름(백색, 불투명 부분 d)을 용융 및 수지화 및 형성하기 위해 성형하는 때에 가열 압축된다.
더구나, 제5도에서 이해되듯이, 시트 두께 방향에서 스피커 콘 내부에 있는 대부분의 아크릴 합성 섬유는 아크릴 합성 섬유로 분할되지 않는다. 이 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 서로 얽혀서 중간 섬유층을 만든다. 동시에, 표면의 섬유층을 형성하는 분할된 미세 섬유는 결합되서 전체가 된다. 시트 내부에 있는 중간 섬유층이 시트의 대부분이다.
길이 방향 내부에 있는 섬유는 섬유간의 밀접한 접촉에 의해서 함께 단순히 강하게 압착되고 용융되지 않는다. 더구나, 섬유간에는 많은 공간(예를 들어 e)이 있다.
시트 내부에 있는 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는(길이방향으로 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는)스피커 콘으로 성형되기 전과 거의 차이가 없는 또한 스피커 콘으로 성형된 후에 조차 도 거의 차이가 없는 구조의 아크릴 합성섬유이다. 성형전과 거의 차이가 없는 섬유구조를 갖는 많은 수의 아크릴 합성섬유가 성형된 스피커 콘 내부에 있기 때문에, 스피커 콘이 다양한 유형의 후처리에 의해 처리 된 후에도, 오디오 특성의 하나인, 내부 손실(tan δ)에는 거의 변화가 없음이 발견됐다.
다음에는, 상기 언급한 시트(A) 및 시트(B)의 적층으로 구성된 스피커 콘에 대해 설명하겠다.
스피커 콘은, 예를 들어, 짜지 않은 천, 직조 천, 니트 천, 또는 다른 시트(B)와 시트(A)의 적층을 이전에 언급한 것과 같은 열 및 압력 조건하에서 성형함에 의해서 얻어진다.
시트(B)는 시트(A)와 적층되 사용된다. 시트(B)를 만드는 섬유의 유형에 따라서, 단순히 시트(A)로 만든 스피커 콘과 비교해서, 형태 유지력, 강도, 및 스피커 콘의 처리특성이 개선되도록 하는 우수한 효과를 얻거나 또는 심한 고온 및 환경(예를 들어, 실외, 자동차 내부)에서도 스피커 콘을 이용하는게 가능하다. 더구나, 내부 손실의 변화없이 나머지 오디오 특성들을 변화하는 것도 가능하다.
시트(B)는 시프(B)의 제조의 용이함, 시트(A)와 함께 이것의 적층을 제조하는 용이함. 스피커 콘의 성형의 용이함, 및 통일성의 견지에서 짜지않은 천이 바람직하다.
주 대상이 고온 고습 환경하에서 오디오 특성의 변화의 방해와 마찬가지로 스피커 콘의 형태 유지력, 강도의 개선일 때 시트(B)를 만드는 성뮤는 바람직하게는 열 용융섬유이다. 더구나, 오디오 특성을 개선하기 위해서, 이용법이 오디오 특성에 따라서 다양한 섬유로 만들어질 수도 있다.
열 용융 섬유는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 또는 다른 폴리올레핀 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리비닐 알콜 섬유, 폴리비닐 클로리드 섬유, 또는 폴리비닐리덴 섬유일수도 있으나, 폴리프로필렌 섬유가 고온 고압 환경하에서의 오디오 특성 변화를 막는 것과 마찬가지로 스피커 콘의 형태 보유력 및 스피커 콘의 성혀의 용이성의 견지에서 바람직하다.
열 용융성 섬유의 데니르(denier)는 바람직하게는 많아도 10데니르이다. 특히, 0.5 데니르보다 작은 매유 얇은 섬유가 두께 및 무게에서 작은 불균일성을 갖는 유도된 스피커 콘의 통합성의 견지에서 바람직하다.
다른 한편으로는 오디오 특징을 개선하기 위해 사용된 섬유는 탄소섬유, 방염섬유, 유리섬유, 광물섬유, 방향 폴리아미드섬유, 방향폴리에스테르섬유, 면 또는 다른 셀룰로오스섬유, 천여 펄프섬유 등 일수도 있다. 탄소섬유가 바람직하다.
상기 언급한 탄소섬유 및 방염 섬유는 아크릴 합성섬유, 셀룰로스섬유, 오일 또는 오일피치섬유 등으로부터 제조된다.
시트(B)를 만드는 섬유의 길이는 특별히 제한되지는 않는다. 긴 섬유 및 짧은 섬유 둘다 사용될 수도 있다.
상기 섬유로 구성된 시트(B)의 METSUKE 는, 형태 유지력 및 오디오 특성같은, 개선의 대상에 따라 다르지만, 일반적으로 10 내지 300g/㎠, 바람직하게는 20 내지 100g/㎠이다. 더구나, 스피커 콘 내의 시트(b)의 비율은 중량에 5 내지 50%, 바람직하게는 10 내지 30%이다.
시트(B)를 만드는 섬유가 열융합성 섬유일 때, 시트(B)의 METSUKE가 더 커지면 접착력이 더 커지는 반면에, 만약 시트(B)의 METSUKE가 더작아진다면, 시트(A)를 만드는 섬유를 붙이는 접착력 개선에 거의 영향이 없다. 동시에, 스피커 콘의 내부 손실이 전혀 없이 영률 및 음속이 높고 빨라진다.
그러므로, 열 용융성 섬유로 이루어진 시트(B)의 기본 무게를 알맞게 선택하므로써, 섬유의 접착력을 쉽게 개선하고 동시에 스피커 콘의 특성을 개선하는 것이 가능하다.
더구나, 시트(B)를 만드는 섬유가 탄소섬유 같이 고강도 또는 높은 영률섬유일때에, 스피커 콘의 내부 손실에 거의 어떤 변화도 없고, 음속은 더 빨라지고, 영율은 개선될 수 있고, 느낌 및 음속의 더 좋은 전달을 갖춘 이상적인 스피커 콘의 특성이 가깝다.
시트(A) 및 시트(B)의 적층은 번갈아 겹쳐 놓여진 시트(A) 및 (B)의 두 개이상의 층의 적층이다. 적층은 최소한 두 개의 층을 갖는한 부분적으로 제한되지 않으나, 시트(B)의 두측에 샌드위치된 시트(A)로된 3층 적층이 바람직하다.
스피커 콘은 소정의 형태의 주형에 이 적층을 놓고 소정 온도 및 압력하에서 콘으로 성형함에 의해서 제조될 수 있다. 성형 조건은 시트(A)로 이루어진 성형 상태와 비슷하다. 시트(A)에 의해 그 두변에서 샌드위치된 0.1 데니르 폴리프로필렌 섬유 짜지 않은 천으로 이루어진 3층 적층을 열과 압력 밑에서 주형으로 성형해서 형성된 스피커 콘(실시예 5)의 안쪽면의 상태 및 스피커 콘의 바깥면의 상태 각각을 도시하는 전자 마이크로그래프(236X 234X)이다.
스피커 콘의 내부면 및 외부면에 있는 아크릴 합성 섬유는 길이방향을 따라서 더가는 미세 섬유로 분할된다. 이 섬유는 서로 얽혀있고 문자(f)로 도시된 프로필렌 섬유의 용융된 몸체에 의해 붙여진다. 더구나, 스피커 콘의 내부면 및 외부면에 있는 이 미세 섬유는 서로간에 밀접히 접촉하고 몇몇영역(제8도의 검은 )에서는 함께 붙여지도록 가열 압축에 의해 부분적으로 용융된다.
제10도는 제8도 및 제9도에 도시된 스피커 콘에 단면 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(177X)이다. 제10도에서, 상면은 스피커 콘의 내부면에 대응하고 하면은 외부면에 대응한다. 제10도에서 이해 되듯이, 시트의 길이방향에는 스피커 콘 안쪽에 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유가 있다.
이 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 서로 얽히고 중간 섬유층을 형성한다. 동시에, 그 표면에서 섬유층을 형성하는 분할된 미세 섬유는 서로 얽히고 그러므로 모든 섬유는 서로 통합되 접착된다.
스피커 콘으로 성형된 후에도, 시트(A)의 안쪽에 있는 분할되지 않는 아크릴 합성 섬유는 성형전의 상태로부터 구조가 거의 바뀌 않고 남는다.
두께 방향으로 안쪽에 있는 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유 및 분할된 미세 아크릴 합성 섬유는 폴리프로필렌의 녹임에 의해 접착되나 서로 용융되지는 않는다.
더구나, 단지 시트(A)로 구성된 스피커 콘(제5도를 보라)과 비교해서, 아크릴 합성 섬유 내부는 폴리프로필렌 섬유의 녹임에 의해서 접촉되기 때문에 더 밀집된다. 더구나, 섬유 사이에는 상당한 공간(예를 들어, h)이 있다.
본 발명의 스피커 콘용 시트(A) 처럼 상기 언급한 아크릴 합성 섬유로 이루어진 짜지 않은 천을 제조할 때, 스피커 콘에서 요구된 성질에 따라 10%에 달하는 양으로, 예를 들면, 천연 펄프, 탄소섬유, 방향 폴리아미드 섬유, 또는 광물섬유인, 다른 섬유에 섞는 것이 가능하다. 더구나, 탄소 분말, 수지분말, 착색제, 또는 세라믹 같은 첨가물을 가하는 것이 가능하다. 또한, 스피커 성질 및 설계에 다양한 특성을 투기 위해서, 수지로 그것을 피복하거나 스며들게하거나, 그위에 금속을 놓거나, 또는 착색 하는 것에 의해서 성형된 스피커 콘을 처리하는 것이 가능하다.
본 발명의 시트(A)는, (1) 시트(A)를 형성하는 아크릴 합성 섬유의 특정 섬유 구조, (2) 시트(A)의 특성 시트 구조, (3) 제지법에 의존하지 안혹 시트(A)를 만드는 능력 및 그러므로 긴 길이의 섬유를 사용하는 단일 시트를 형성하는 능력같은, 광대하게 개선된 물리적 특성의 성질을 가진다.
주형에 의해서 시트(A)를 스피커 콘으로 성형할 때, 시트(A)가 그곳에 가해진 인장력을 충분히 처리하는 것이 가능하기 위해서 이 구조적 및 물리적 용인은 상기 언급된 시트(A)에 의해 소유됐고 열 특성은 비열 용융성 성질 및 열-가소성 성질이 함께 있는 아크릴 합성 수지에 의해서 고유하게 소유됐다. 그러므로, 시트(A)를 3차원 형성을 가지는 스피커 콘으로 성형할 때, 시트(A)의 어떤 찢어짐 또는 뒤틀림 없이 균일 스피커 콘으로 형성하는 것이 가능하다.
더구나, 시트(A)로 구성된 스피커 콘은 시트(A)의 표면위에 있는 섬유가 용융되고 그 안쪽에 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유를 가지는 시트의 표면부의 최소하나를 가진다.
용융된 부분은 스피커 콘의 형태 보유력이 맣이 기여하고 또한 콘 형태로 형성된 시트(A)의 안쪽에 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유의 존재와 섬유 사이의 많은 양의 공간에도 불고하고, 스피커 콘의 형태의 강력한 유지력 배후에는 중요한 인자가 있다.
더구나, 안쪽에도 탄소섬유 같음 비-열 용융성 또는 단순히 열 용융성 섬유로 구성된 시트(A) 및 (B)의 적층으로부터 형성된 스피커 콘에서 조차도 표면위에 있는 용융된 부분은 형태를 강하게 지탱하는 것을 돕는 주요인자이다.
다른 한편으로는 열 용융성 섬유로 이루어진 섬유(B)를 시트(A)와 함께 적층해서 형성된 적층으로 구성된 스피커 콘은 이 열 용융성 섬유의 용융에 의해서 시트(A)를 만드는 섬유의 강한 접착 때문에 형태 유지력이 더욱 개선된다.
이 경우에, 상기 용융된 부분은 스피커 콘의 표면을 위해서 요구될 필요가 없으나, 용융된 부분은 강도를 개선하기 위해 바람직하게 존재한다.
아크릴 합성 섬유의 용융된 부분은 100 내지 250℃의 온도 및 0.5 내지 30㎏/㎤의 압력에서 시트(A) 또는 시트(A) 및 시트(B)의 적층을 스피커 콘으로 만들어서 최소한 하나의 표면위에 형성될 수 있다.
제6도가 천연 펄프로부터 제조된 스피커 콘의 안쪽면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(236X)임을 주의하라. 이 도면을(본 발명의) 제3도와 비교하면, 천연 펄프 섬유가 본 발명의 스피커 콘내에 섬유보다 더 두껍고 섬유간의 용융이 없다.
본 발명의 시트(A)로 이루어진 스피커 콘은, 상기 언급했듯이, 스피커 콘으로 성형하기 전과 또한 성형후에와도 비교해서 두게 방향의 안쪽에 섬유구조의 변화없이 길이방향에 내부적으로 연장하는 많은 수의 길로 좁은 보이드를 가지는 아크릴 합성 섬유를 포함한다.
더구나, 상기 언급했듯이, 아크릴 합성 섬유의 분할에 의해 형성된 미세섬유는 스피커 콘 표면의 몇몇 부분에 광범위하게 분산되고 표면의 다른 부분에 묶음의 모임 형태로 있다.
아크릴 합성 섬유로 이루어진 스피커 콘의 오디오 특성은 0×1010내지 2.5×1010의영률, 1100 내지 2000의 금속 및 0.040 내지 0.060의 tanδ이다.
아크릴 합성 섬유에 의해 고유하게 얻어진 이 요인과 열 특성은 공동으로 작용하여 스피커 콘내에서 추구된 측히 내부 손실에 관련된, 다음의 특성을 일으킨다.
즉, 자연 펄프를 사용하는 스피커 콘의 내부 손실은 성형온도 및 압력에 따라 변화고, 알루미늄 또는 다른 금속이 적층 또는 수지 프로세싱에 따라 변화고, 또한 자연 펄프와 섞인 섬유의 유형에 따라 변한다. 본 발명의 스피커 콘은, 그러나, 이상적으로 고려된 천연 펄프의 경우에는 내부 손실과 비슷한 값의 내부 손실을 갖는다. 더구나, 내부 손실은 이 처리에 기인해서 전혀 많이 변화지 않는다.
제7도는 천연 펄프로 제조된 스피커 콘의 단면 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(176X)이다. 이전에 언급했듯이, 본 발명의 스피커 콘은, 제7도에서 이해되듯이, 천연 펄프로 이루어진 스피커 콘이 거친, 불균일한 공간을 가지고, 거친, 불균일한 층을 전반적으로 형성한 반면에, 미세, 균일공간을 가지고 촘촘한, 균열층을 전반적으로 형성한다.
본 발명의 스피커 콘 내부에 있는 분포 및 크기는 성형 방법중에 사용된 압력 및 온도를 적합하게 변화해서 조정될 수 있다. 이 때문에, 금속 적층의 성형 압력 또는 온도 및 다른 처리조건을 변화시켜서, 스피커 콘의 다른 특성인, 음속을 자유롭게 변화시키는 것이 가능하다. 더구나, 열 용융성 섬유로 적층에 의해서 강도를 개선하는 것이 가능하고, 음속, 영률 등을 변화하기 위해서 탄소 섬유같은 고강도 및/또는 고 영률 섬유를 적층하는 것이 가능하며, 이에 의해서 상이한 음질을 갖는 광범위한 스피커 콘을 제조한다. 이 경우에, 이전에 언급했듯이, 내부 손실을 아주 많이 변하지 않는다.
더구나, 천연 펄프의 실은 그 윤료에 따라 변하고 펄프 제지시의 수질은 스피커 콘의 제조지역에 따라 다르다. 천연 펄프의 실과 수질은 스피커 콘의 오디오 특성에 큰 영향을 끼치고, 그러므로 천연 펄프로 제조된 이전의 스피커콘은 습도의 영향, 오디오 특성의 손상 및 형태의 변형을 받기 쉽다. 이 단점은 습도 및 기온이 활발히 변화는 실외 및 자동차 내부같은 환경에서는 스피커 콘의 사용을 현저히 제하한다.
그러나, 본 발명에 따르는 스피커 콘의 원료는 균일한 품질을 갖고 물에 친화력이 벗다. 따라서, 본 발명의 스피커 콘은 오디오 특성에 변화가 없고 습도 및 기온에 영향을 받지 않는다. 그러므로, 본 스피커 콘은 습도 및 온도가 활발히 변화는 좀더 혹독한 환경(예를 들어, 실외, 자동차 내부)에서 사용될 수 있다.
실시예
본 발명은 다음의 실시예로 예시되나, 이로인해 한정되지 않는다.
먼저, 스피커 콘 시트(A)를 만들기 위한 아크릴 합성 섬유는 다음의 방법으로 준비됐다.
95.0% AN, 4.5% 메틸 아크릴레이트, 및 0.5% 소디움 메틸술포네이트의 화합물 및 폴리에틸렌옥시드-폴리프로필렌옥시드-폴리에틸렌옥시드(폴리에틸렌옥시드 : 폴리프로필렌옥시드=70 : 30의 중합화 비 및 10000의 평균 중량수)의 블록 폴리에스테르의 공중합체가 23% 공중합체 및 2.3% 블록 폴리에스테르를 함유한 방사도료를 준비하기 위해 디메틸포마이드에 용해됐다.
이 방사도료는 6시간동안 고요있도록 되고, 그다음에 지름 0.08㎜의 미세 구멍을 가지는 방사 노즐을 통과해서 디메틸포마이드 75% 및 물 25% 함유한 35℃의 수성 응집 구조로 분출되어 응집된 실을 제조한다. 다음에, 응집된 실은 헹구어지고 끊는 물에서 10배로 당겨지고, 다음에 80℃의 뜨거운 공기로 건조되어 아크릴 합성 실이 제조된다. 상기 실은 다음에 주름이 주어지고 길이 76㎜의 섬유로 잘라진다. 상기 섬유의 데니르는 2데니르이고, 장력강도는 .32g/데니르이고, 장력 늘어남은 32%이다.
섬유의 길이 단면 및 측단면을 도시하는 전자 마이크로그래프는 제1도 및 제2도(4000X)에 도시됐다. 이 도면에서 이해되는 것처럼 길이방향을 따라 내부적으로 연장하는 극히 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는다.
섬유는 방사 빗실기를 사용한 100,120 및 200g/㎡의 기본무게의 3개의 직물로 만들어진다.
이 직물은 4m/분의 속도에서 움직이는 철사 스크린위에 놓이고 직물을 취급하기 위해 0.8㎜ 간격으로 단일 열(row)에 배치된 지름0.1㎜의 미세구멍을 구비한 노즐로부터 60㎏/㎠의 고압수로 분사됐다.
상기 처리는 천의 앞뒤면에 교대로 10번 반복됐고, 결과된 짜지 않은 시트(시트(A))는 80℃의 뜨거운 공기로 건조됐다.
상기 방법으로 생산된 시트(A)에서, 앞뒤면에 있는 섬유는 많은 수의 더가는 미세 섬유로 분할됐다. 이 미세 섬유는 일정 부분에 넓게 분산되고 다른 부분에는 묶음으로 모였다. 시트의 앞뒤면 사이에, 분할되지 않은 아크릴 합성섬유가 있다. 이 모든 섬유는 서로 얽혀서 집접되어 일체를 이룬다.
더구나, 섬유 분할의 정도는 시트(A)의 내부앞에서 부터의 방향에 떨어진다. 분할되지 않은 섬유로 이루어진 내부 섬유층 및 표면의 섬유층 사이의 인터페이스부에, 부분적으로 분할된 섬유가 있다.
이렇게 얻어진 시트(A)의 세가지 유형은 다양한 형태의 스피커 콘을 제조하기 위해 쓰였다.
밀집도, 영률, 음속 및 실시예에서는 tanδ는 다음의 방법으로 측정됐다.
1. 밀도 : 밀도는 단위 영역 및 부피당 무게에 대한 계산에 의해 계산된다.
2. 영률 : 영률은 캔틸레버 진동 리이드 법에 의해 측정됐다.
폭 1㎝ 길이 2㎝의 견본이 길이를 변화하는 반면에 몇몇 점에서 fr을 위해 측정됐다. 방정식 fr/d/l1(E/ρ1/2)은 수평축으로써 1/I1/2및 수직축으로써 fr을 사용하는 그래프에서 라인의 기울기로부터 계산됐다. 영률 E는 (E/ρ)1/2및 밀도 값으로부터 계산됐다.
상기 방정식에서 ℓ : 견본의 길이, d : 견보의 두께이다.
3. 음속 : 음속은(E/ρ)1/2이다.
4. tanδ : 다음의 방정식에 의해서 감쇠 파동 도표로부터 계산됐다.
tanδ=1/(n-1)·1/π·1nA1/An
A1: 제1파동의 파고
An: 제n파동의 파고
실시예 1
200g/m의 METSUKE의 시트(A)가 스피커 콘 제조 주형에 놓여서 온도 180℃ 압력 2㎏/㎠에서 6초간 성형되어 많은 수의 스피커 콘을 생산하다.
만들어진 스피커 콘의 외부면 및 내부면에는 분할된 미세 섬유의 수지화 및 녹음에 의해서 만들어진 불투명한 부분이 관찰됐다. 안쪽에 있는 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 함께 압축됐으나, 용융된 부분은 관찰되지 않았다. 더구나, 시트의 어떤 변형, 손상 또는 기형도 성형시에 관찰할 수 없었으며, 성형 능력도 매우 우수했다. 스피커 콘 사이의 무게 변이는 ±5% 안쪽이었다.
표 1은 스피커 콘의 특성(제1 내지 3호)을 도시한다.
더구나, 제1호 스피커 콘의 안쪽면, 바깥면, 단면의 전자 마이크로그래프는 제3도(235X), 제4도는 (234X) 및 제5도(177X)에 각각 도시됐다.
표 1에서 이해되는 것처럼, 스피커 콘은 내부손실(tanδ)에 천연 펄프(실시예 1의 비교를 보아라)로부터 생산된 스피커 콘에 가까우나, 음속이 개선되었다.
실시예 2
다수의 스피커 콘이 성형 압력이 5㎏/㎠인 점만 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 생산됐다.
얻어진 스피커 콘은 내면 및 외면에서 섬유의 수지화 및 녹음에 의해 형성된 반투명부가 똑똑히 관찰된다.는 점만 제외하고는 실시예 1의 스피커 콘과 외양에서 어떤 차이도 없이 더구나, 어떤 손상, 변형, 또는 다른 기형도 성형시 관찰되지 않안T고 성형능력도 매우 우수했다. 스피커 콘간에 무게의 변화는 ±5%내에 있다.
표 2는 실시예 2의 스피커 콘(제4호 내지 제6호)의 특성을 도시한다.
실시예 3
실시예 1에서 생산된 제1호 스피커 콘의 전표면은 상표명 100H 클리어로 론 체미컬 주식회사에서 판매한, 무게에 20% 고체를 함유한 조절된 실리카 수지 용액으로 피복됐고, 세라믹을 함유한 스피커 콘을 생산하기 위해서 자연적으로 건조됐다.
스피커 콘 사이에 무게 변화는 ±5%이내였다.
표 3은 스피커 콘*제7호 내지 제9호)의 특성을 도시한다.
실시예 4
120g/㎡ METSUKE의 시트(A)는 실시예 1과 비슷한 상태하에서 성형되어 스피커 콘을 생산했다.
얻어진 스피커 콘의 내부면 및 외부면에서, 섬유의 용융 및 수지화에 의해서 만들어진 불투명한 부분이 관찰됐다. 내부 섬유는 함께 압축되나, 어떤 용융된 부분도 관찰할 수 없었다. 더구나, 성형시에 어떤 변형, 손상, 또는 다른 기형이 관찰되지 않았고 또한 성형 능력도 매우 우수했다.
얻어진 스피커 콘의 단면, 내부면, 외부면의 형태는 실시예 1의 제1호 스피커 콘의 것과 같다.
50㎛두께의 알루미늄 막이 스피커 콘에 접착제로 적층되 다수의 스프커 콘을 생산했다. 얻어진 스피커 콘 사이에서 무게 변화는 ±5%이내였다.
표 4는 (제10 내지 제12호)의 스피커 콘의 특성을 도시한다.
표 4에서 이해되듯이, 스피커 콘은 알루미늄 막의 적층에 의해서 음속 및 영률이 매우 많이 개선됐으나, 내부 손실(tanδ)는 그 프로세싱으로 많이 변하지 않았고 천연 펄프로 이루어진 스피커 콘과 같았다.
실시예 5
0.5 데니르 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 40g/㎡의 METSUKE의 짜지 않은 천을 샌드위치한 100g/㎡의 METSUKE의 시트(A)로 이루어진 3층 적층은 스피커 콘 주조 주형에 놓여져서 5초간 150℃의 온도와 2㎏/㎠의 압력에서 성형되어 많은 수의 스피커 콘을 생산했다.
제8도 및 제9도는 내부면 및 외부면의 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(236X, 234X)이다.
제10도는 상기 언급한 스피커 콘의 단면 상태를 도시하는 전자 마이크로그래프(177XX)이다. 제10도에서, 저면이 외부면에 대응하는 반면에, 상면은 스피커 콘의 내부면에 대응한다. 두께 방향의 스피커 콘의 내부에는 분할되지 않는 아크릴 합성섬유가 있고, 이 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유가 있고, 이 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 서로 얽히고 마찬가지로 분할된 미세 섬유도 얽힌다. 두께 방향 내부의 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유 및 분할된 미세 섬유는 밀접한 접촉 상태이다. 즉, 스피커 콘을 성형한 후에 조차도, 길이 방향으로 내부적으로 연장하는 많은 수의 길이 좁은 보이들 가지고, 성형 전과 다음이 없는 구조의 아크릴 합성 섬유가 있다. 더구나, 폴리프로필렌 섬유는 접착제처럼 녹아 작용한다. 그러므로, 스피커 콘의 강도는 크게 개선되어, 처리 능력이 개선되고, 자동차 내부 및 실외같은 고온, 고습 환경에서의 사용을 견디기에 충분하게 강도가 주어진다.
더구나, 적층의 어떤 변형, 손상, 또는 다른 기형도 관찰되지 않았고 성형 능력도 매우 뛰어났다.
스피커 콘 사이의 무게 변화 및 폴리프로필렌의 녹은 조각의 접착제내의 변화는 각각 ±4% 및 ±3% 내에 있었다.
표 5는 스피커 콘(제13호 내지 제15호)의 특성을 도시한다.
실시예 6
실시예 3과 비슷한 수지처리가 실시예 5에서 생산된 제13호 스피커 콘위에 실행되어 세라믹을 함유한 스피커 콘을 생산했다. 스피커 콘간의 무게 변화는 ±4%내에 있다.
표 6은 스피커 콘(제16호 내지 18호)의 특성을 도시한다.
표 6에서 알수 있듯이, 스피커 콘은 내부 손실(tanδ)의 변화없이 영률 및 음속이 개선된다.
실시예 7
50㎛ 두께의 알루미늄 막은 실시예 5에서 생산된 제13호 스피커 콘의 접착제를 사용해 적층되어 많은 수의 스피커 콘을 생산했다. 얻어진 스피커 콘의 무게 변화는 ±4%내에 있다.
표 7은 스피커 콘(제19호 내지 21호)의 특성을 도시한다.
표 7에서 이해되듯이, 스피커 콘은 알루미늄 막을 적층해서 음속 및 영률에서 크게 개선되나 내부 손실(tanδ)은 천연 펄프로 이루어진 스피커 콘과 비교해 많이 변하지는 않는다.
실시예 8
탄소 섬유로 이루어진 50g/㎡ METSUKE의 짜지 않은 천을 샌드위치한 100g/㎡METSUKE의 시트로 이루어진 3겹 적층을 스피커 콘 제조 주형에 놓아 5초간 180°의 온도 및 2㎏/㎠ 압력에서 성형해서 많은수의 스피커 콘을 생산했다. 적층의 어떤 변형, thstd, 또는 다른 기형도 관찰되지 않았고 성형 능력도 매우 뛰어났다.
스피커 콘 내부에 있는 탄소 섬유로 이루어진 섬유층은 시트(A)에 단단히 부착됐다.
스피커 콘 사이에 무게 변동은 ±4%내에 있다.
표 8은 프시커 콘(제22호 내지 제24호)의 특성을 도시한다.
표 8에서 알수 있듯이, 스피커 콘은 내부 손실(㎛)이 조금 변했으나, 영률 및 음속이 현저히 개선된다.
실시예 9
실시예 3과 비슷한 수지 처리가 실시예 8에서 생산된 제22호 스피커 콘위에 실행되어 세라믹을 함유한 스피커 콘을 생산했다. 스피커 콘간에 무게의 변화는 ±4%였다.
표 9는 스피커 콘(제25호 내지 제27호)의 특성을 도시한다.
표 9에서 알수 있듯이 스피커 콘은 수지처리에 의해서 음속 및 영률이 현저히 개선되나, 내부 손실(tanδ)는 조금 변했고 천연 펄프로 이루어진 스피커 콘의 son 손실과 비슷하다.
실시예 10
50㎛ 두께의 알루미늄 막은 실시예 8에서 생산된 제22호 스피커 콘위에 접착제를 사용해 적층되어 많은 수의 스피커 콘을 생산했다. 얻어진 스피커 콘의 무게 변동은 (tan4) 이내였다.
표 10은 스피커 콘(제28호 내지 제30호)의 특성을 도시한다.
표 10에서 알수 있듯이, 스피커 콘은 알루미늄 막의 적층에 의해서 음속 및 영률이 매우 개선되나, 내부손실(tanδ)는 프로세싱에 의해서 많이 변하지 않고 천연 펄프로 된 스피커 콘과 같다.
비교예 1
스피커 콘은 다음의 방법으로 천연 펄프로부터 생산됐다.
펄프 재료가 부풀고, 숙성, 비팅(beating) 및 다른 제조방법을 하여 원료를 준비했다. 상기 원료에 상표명 펠로서 WS로 간다이 가가꾸고교에서 판매하는 송진 수지를 첨가한다. 이것은 pH 및 농도를 조정하고, 그 다음에 망사문으로 스피커 콘 모양알루미늄 막을 만들고, 물을 짜내고, 압축해서 스피커 콘의 경사진 부분을 형성했다. 이 경사진 부분을 잘려져서, 많은 수의 스피커 콘을 생산하기 위해 마무리됐다.
스피커 콘의 무게 변화는 ±10%였다.
표 11은 이 스피커 콘(제31호)의 특성을 도시했다.
비교예 2
시트(A)를 생산하기 위한 아크릴 합성 섬유는 15㎜ 길이로 잘라졌다. 섬유의 무게에 의한 10부분은 무의 무게에의해 90부분에 분산됐다. 다음에, 물에 분산된 섬유는 0.1㎜로 조정된 디스크 간격과 함께 제지 디스크 정쇄기에 의해 450CC의 여수도까지 휘저어져 이에 의해서 아크릴 합성 펄프 섬유를 생산했다.
이 펄프는 두꺼운 섬유 부의 표면에서 줄기(아크릴 합성 섬유의 원래 줄기)로부터 분기된 많은 미세 단결형 섬유를 가졌다. 더구나, 줄기를 대신하는 섬유는 길이 방향으로 미세 섬유로 분할됐다. 아크릴 합성 섬유의 90부분 및 천연 펄프(N-BKP)의 10부분은 물에 분산됐고 종이를 만들기 위한 평범한 제지 제조방법을 격고, 그 다음에 이것은 85℃의 뜨거운 공기에 의해 건조되 300g/㎡의 시트형 제품을 준비했다.
제조방법에서, 수중의 아크릴 합성 펄프 섬유의 분산성은 나빴고, 섬유 덩어리가 빈번히 발생했고, 균일시트를 생산하는 것이 불가능했다. 그러므로, 결과된 시트형 제품위에 섬유 덩어리의 수많은 점이 있다.
시트형 제품이 6㎏/㎠, 120℃ 및 32h의 상태하에서 스피커 콘으로 만들어질 때, 스피커 콘의 모양은 일정 범위까지는 유지됐지만 제품의 만곡부에서 시트형 제품에 균열이 발생했고, 오디오 특징을 측정하는 일은 불가능했다. 전기 실시예 및 비교예의 효과로부터 알수 있듯이, 본 발명의 스피커 콘에서 같은 상태하에서 생산된 스피커 콘에서의 무게 변동은 ±5%내에 있다. 그러므로, 천연 펄프로부터 비교예(±10%)과 비교해 반 이상의 값이 가능하다.
더구나, 종래 천연 펄프로 생산된 스피커 콘이 알루미늄 판과 적층된다면, 내부 손실을 나타내는 사무(δ)의 값은 한 크기의 정도만큼 변하지만, 본 발명의 스피커 콘에서는, 실시예 4 및 실시예 10에서 이해되듯이 tanδ의 값을 그정도로 변화시키지 않고 음속 및 영률을 높이는 것이 가능하다.
더구나, 비교예 2로부터 알수 있듯이, 본 발명의 아크릴 합성 섬유를 펄프 형태로 프로세싱할 때, 종래의 천연 펄프를 원료로 사용할 때 보다도 시트형 제품을 생산하는 것이 더 어렵다. 스피커 콘을 생산하는 것은 불가능하다.
전기 설명했듯이, 본 발명의 스피커 콘은 특별 구조의 아크릴 합성 섬유에 의해 형성된 특별 구조의 시트(A)에 의해 형성됐다. 같은 것의 최소한 한 면위의 섬유의 용융부가 있기 때문에, 형태유지가 제지 제조방법에 의해서 얻어진 시트의 것보다 더 우수하다.
그러므로, 제지 제조방법을 실행하지 않고 스피커 콘을 사용하는 것이 가능하다. 스피커 콘 생산플로어의 작업환경은 현저히 개선되고 폐기물의 발생도 줄어들 수 있다. 더구나, 생산품간의 무게변화 및 스피커 콘의 두께의 불균일을 감소시키는 것이 가능하고, 그러므로 일정한 질의 스피커 콘을 생산하는 것이 가능하다.
천연 펄프로 이루어진 스피커 콘은 원료에 기인한 오디오 특성의 변화 오디오 특성의 손상 및 습도에 의한 형태 변화를 피할 수 없다.
그러나, 본 발명에 따르는 스피커 콘은 그 원료에 기인한 오디오 특성의 어떤 변화도 없고 습도 및 온도에 영향을 받지 않는다. 이 이유 때문에, 본 스피커 콘은 습도 및 온도가 활발히 변하는 거친 환경(예를 들어, 실외, 자동차의 내부)에서의 사용을 충분히 견딜 수 있다.
더구나 열-용융성 섬유 시트, 즉, 시트(A) 사이에, 탄소 섬유 또는 다른 섬유로 이루어진 시트(B)를 샌드위치해서 스피커 콘을 만드는 것이 가능하다.
그러므로, 시트(B)를 형성하는 섬유 유형을 적절히 선택해서, 강도의 특정 성질, 오디오 특성, 등등을 갖는 스피커 콘을 쉽게 얻을 수 있다.
더구나, 이전 기술의 원료로써 프롤사틱 필름을 사용할 때, 플라즈마 처리, 불꽃 처리, 일차 핍 같은 복잡한 제조방법이 성형후에 필요하지 만 본 발명의 스피커 콘에는 이 처리가 필요하지 않다.
더구나, 본 발명의 스피커 콘은 제조 조건, 수지 처리, 금속 박막의 적층에서의 변화에 기인해서 그 오디오 특성사이의 내부 손실(tanδ)이 많이 변하지는 않고, 그러므로 제조 상태 및 프로세싱 상태를 변화시켜 양호한 균형과 함께 음속 및 다른 특성을 변화시키는 것이 가능한 영향이 또한 있다.

Claims (4)

  1. 콘 형태의 시트(A)를 포함하는 스피커 콘으로서, 상기 시트(A)는 길이 방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는 아크릴 합성 섬유로 이루어지고, 상기 보이드는 일정치 않은 측단면형상을 가지며, 상기 시트(A)의 표면에 있는 대다수의 섬유는 미세 섬유로 분할되고, 많은 양의 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 시트(A)의 내측에 있고, 이들 섬유는 상호 얽힘을 통해서 일반적으로 만들어지며, 콘 형 제품의 최소한 한면이 섬유의 용융부를 갖는 스피커 콘.
  2. 콘 형태로, 아크릴 합성 섬유로 이루어진 시트(A) 및 다른 섬유로 이루어진 시트(B)의 적층을 구비하는 스피커 콘으로써, 아크릴 합성 섬유로 이루어진 상기 시트(A)는 길이방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖고, 상기 보이드는 일정치 않은 측 단면 형상을 가지며, 상기 시트(A)의 표면에 있는 대다수의 섬유는 미세 섬유로 분할되고, 많은 양의 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 시트(A)의 내측에 있고, 또한 이들 섬유는 상호 얽힘에 의해서 일체적으로 만들어지는 스피커 콘.
  3. 길이방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는 아크릴 합성섬유로 이루어진 시트(A)로서, 상기 보이드는 일정치 않은 측 단면형상을 가지며, 상기 시트(A)의 표면에 있는 대다수의 섬유는 미세 섬유로 분할되고, 많은 양의 분할되지 않은 아크릴 합성섬유는 상기 시트(A)의 내측에 있고, 또한 이들 섬유는 상호 얽힘에 의해 일체적으로 만들어지는 시트(A)를, 100℃ 내지 250℃의 온도 및 0.5 내지 30㎏/㎠의 압력에서 콘 형태로 성형하는 것을 구비하는 스피커 콘 제조방법.
  4. 길이방향을 따라 내부적으로 연장하는 많은 수의 길고 좁은 보이드를 갖는 아크릴 합성 섬유로 이루어진 시트(A)로서, 상기 보이드는 일정치 않은 측 단면 형상을 가지며, 상기 시트(A)의 표면에 있는 대다수의 섬유는 미세 섬유로 분할되고, 많은 양의 분할되지 않은 아크릴 합성 섬유는 상기 시트(A)의 내측에 있고, 또한 이들 섬유로 분할는 상호 얽힘을 통해 일체적으로 만들어지는 시트(A)와 다른 섬유로 이루어진 시트(B)의 적층을 100 내지 250℃의 온도 및 0.5 내지 30㎏/㎠의 압력에서 콘 형태로 성형하는 것을 구비하는 스피커 콘 제조방법.
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