KR101719951B1 - The speaker by using cellulose film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커에 관한 것이다.The present invention relates to a speaker using a cellulose film.
셀룰로오스(cellulose)는 바이오매스(biomass)로부터 얻을 수 있는 재생가능하고 가장 풍부한 천연고분자 물질 중의 하나이며 거의 모든 식물의 화학 조성분 중 40 내지 50% 정도를 차지하고 있다.Cellulose is one of the most renewable and abundant natural polymeric materials available from biomass and accounts for 40 to 50% of the chemical composition of almost all plants.
또한, 이러한 셀룰로오스는 우수한 기계적 성질, 낮은 밀도 및 생분해성 등의 장점들 때문에 많은 관심들이 집중되고 있고, 특히 단위 중량당 높은 강도와 탄성을 가지는 섬유상의 물질로 널리 쓰이고 있다.In addition, such a cellulose has attracted much attention due to advantages such as excellent mechanical properties, low density and biodegradability, and is widely used as a fibrous material having high strength and elasticity per unit weight.
하지만, 셀룰로오스 섬유가 아닌, 셀룰로오스 필름의 제조시, 물을 응고액으로 적용할 경우에는 응고과정에서 필름 내부에 큰 기공이 생길 뿐만 아니라, 균일한 형태의 필름을 얻기 어려운 문제점이 있다.However, when water is used as a coagulating liquid in the production of a cellulose film rather than a cellulose fiber, large pores are formed in the film during coagulation and it is difficult to obtain a uniform film.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-1123952호(이하, ‘종래기술’이라 함) 등이 공지되었다. 종래기술은 셀룰로오스 필름의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 셀룰로오스 필름을 제시하고 있다.To solve such a problem, Korean Patent Registration No. 10-1123952 (hereinafter referred to as "prior art") and the like are known. The prior art discloses a method for producing a cellulose film and a cellulose film produced by the method.
구체적으로, 종래기술은 상기 알콜계 용제에 소량의 물을 첨가, 조절함으로써, 고밀도 셀룰로오스 필름에서부터 기공도가 큰 다공성 셀룰로오스 필름에 이르기까지 다양한 종류의 셀룰로오스를 제조하고, 필름 캐스팅(casting)공정에서 나이프 에지(knife edge)법을 적용함으로써, 0.01 내지 0.03mm 두께의 얇은 필름의 제조가 가능한 기술이다.Specifically, in the prior art, various kinds of cellulose are manufactured from a high-density cellulose film to a porous cellulose film having a high porosity by adding and controlling a small amount of water to the alcohol-based solvent. In the film casting process, By applying the knife edge method, it is possible to manufacture a thin film having a thickness of 0.01 to 0.03 mm.
하지만, 종래기술은 NMMO(N-methylmorpholine-N-oxide)를 용제로 이용해 셀룰로오스 필름을 제조함에 따라 각 방향별 인장강도가 일정하지 않아 등방성이 떨어지고 인장강도가 낮기 때문에 스피커의 진동판에 적용하기 힘든 문제점이 있다.However, according to the prior art, since the tensile strength in each direction is not constant due to the production of a cellulose film using NMMO (N-methylmorpholine-N-oxide) as a solvent, the isotropic property is low and the tensile strength is low. .
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 인장강도가 일정하고 등방성이 확보된 셀룰로오스 필름을 이용한 다층을 이루는 진동판이 구비된 스피커를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a loudspeaker provided with a multi-layer diaphragm using a cellulose film having a constant tensile strength and ensuring isotropy.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커는, 전류를 통해 자기장을 발생시키는 자석; 전기신호의 입력을 통해 자기장을 발생시키며, 상기 자석이 발생시키는 자기장과의 간섭에 따라 진동하는 보이스코일; 상기 보이스코일에 부착되어 상기 보이스코일과 함께 진동하여 음향을 발생시키며, 다층 구조로 마련되는 진동판; 상기 자석에 부착되며, 상기 자석에 부착되며, 상기 자석을 통해 발생된 자속을 상기 보이스코일 측으로 유도하는 플레이트; 및 상기 자석 및 상기 플레이트와 함께 상기 자석을 통해 발생된 자속의 자로를 제공하는 폴피스;를 포함하며,를 포함하며, 상기 다층 구조를 이루는 진동판의 적어도 하나 이상의 층은 셀룰로오스 필름으로 마련되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a speaker using a cellulose film, comprising: a magnet for generating a magnetic field through a current; A voice coil which generates a magnetic field through an input of an electric signal and vibrates according to an interference with a magnetic field generated by the magnet; A diaphragm attached to the voice coil and vibrating together with the voice coil to generate sound, the diaphragm being provided in a multilayer structure; A plate attached to the magnet, attached to the magnet, for guiding the magnetic flux generated through the magnet to the voice coil side; And a pole piece for providing a magnetic path of magnetic flux generated through the magnet together with the magnet and the plate, wherein at least one layer of the multi-layer diaphragm is formed of a cellulose film .
여기서, 상기 셀룰로오스 필름은 펄프(Pulp), 디메틸 아세트아미드(Dimethyl acetamide) 용액 및 리튬 클로라이드(Lithium chloride)를 혼합하여 마련되는 셀룰로오스 용액을 필름 형태로 제조하여 마련되는 것을 특징으로 한다.Here, the cellulose film is prepared by preparing a cellulose solution prepared by mixing pulp, dimethylacetamide solution and lithium chloride, in the form of a film.
또한, 상기 셀룰로오스 용액은, 상기 펄프 1 내지 1.5 중량부; 상기 디메틸 아세트아미드 용액 90 내지 92 중량부; 및 상기 리튬 클로라이드 8 내지 9 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, the cellulose solution may contain 1 to 1.5 parts by weight of the pulp; 90 to 92 parts by weight of the dimethylacetamide solution; And 8 to 9 parts by weight of the lithium chloride.
그리고, 상기 셀룰로오스 필름은 상기 셀룰로오스 용액에 경화용 용액을 분사하여 경화됨으로써 필름 형태로 제조되는 것을 특징으로 한다.The cellulose film is characterized in that it is formed into a film by curing by spraying a solution for curing into the cellulose solution.
아울러, 상기 경화용 용액은 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol, IPA)을 함유하는 것을 특징으로 한다.In addition, the curing solution is characterized by containing isopropyl alcohol (IPA).
추가적으로, 상기 셀룰로오스 필름의 두께는 10 내지 100㎛로 마련되는 것을 특징으로 한다.In addition, the thickness of the cellulose film is set to 10 to 100 탆.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.
첫째, 다층 구조를 이루는 진동판의 적어도 하나 이상의 층은 셀룰로오스 필름으로 마련되어 탄성력, 내열성 및 인장강도가 뛰어나기 때문에 전반적인 스피커의 음향 품질이 개선된다.First, since at least one layer of the diaphragm having a multi-layer structure is provided as a cellulose film, the elasticity, heat resistance and tensile strength of the diaphragm are excellent, so that the acoustic quality of the overall speaker is improved.
둘째, 다층 구조를 이루는 진동판의 적어도 하나 이상의 층은 천연고분자인 셀룰로오스 필름으로 마련되기 때문에 인체에 무해하고 재활용이 가능할 뿐만이 아니라, 제조원가를 절감할 수 있다.Second, since at least one layer of the diaphragm having a multilayer structure is made of a cellulose film, which is a natural polymer, it is harmless to the human body and can be recycled, and manufacturing cost can be reduced.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 용액의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 클로라이드 및 디메틸 아세트아미드가 혼합된 혼합용액의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 인장강도를 나타내는 그래프이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 저장탄성률(storage modulus)를 나타내는 그래프이다.
도8은 본 발명의 비교예에 따른 PET 필름의 저장탄성률(storage modulus)를 나타내는 그래프이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a speaker using a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cellulose solution according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for producing a mixed solution of lithium chloride and dimethylacetamide according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the tensile strength of a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing storage modulus of a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a storage modulus of a PET film according to a comparative example of the present invention.
이하, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.Hereinafter, a detailed description of related art will be omitted if it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured. In addition, numerals used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary meaning, and the inventor may, on the principle that the inventor can properly define the concept of a term in order to explain its invention in the best way, And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.The preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
<셀룰로오스 필름을 이용한 스피커에 관한 설명>≪ Explanation of Speaker Using Cellulose Film >
도1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a speaker using a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커(100)의 구성요소에 대해 설명하면, 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커(100)은 자석(110), 보이스코일(120), 진동판(130), 플레이트(140) 및 폴피스(150)를 포함하여 구성될 수 있다.1, a
자석(110)은 전류를 통해 자기장을 발생시키며 영구자석으로 마련될 수 있고, 외부로부터 에너지를 공급받지 않아도 안정된 자기장을 발생시키고 유지할 수 있는 구성이다.The magnet 110 generates a magnetic field through a current and can be provided as a permanent magnet and can generate and maintain a stable magnetic field without receiving energy from the outside.
보이스코일(120)은 자석(110)과 폴피스(150) 사이에 위치하며, 입력되는 전기신호에 의해 자기장을 발생시키며, 자석(110)이 발생시키는 자기장과의 간섭에 따라 진동하는 구성이다.The
여기서, 보이스코일(120)은 구리, 알루미늄 등의 도체에 절연층과 접삭층을 입힌 코일을 보빈에 감아서 마련될 수 있으며, 전기신호가 인가될 시에 자석(110)으로부터 발생된 자기장에 의해 구동력이 발생되어 수직방향으로 진동한다.Here, the
진동판(130)은 보이스코일(120)에 부착되어 보이스코일(120)과 함께 진동하여 음향을 발생시키며, 다층 구조로 마련되는 구성이다. 이러한 다층 구조를 이루는 진동판(이하에서는 ‘다층 진동판’이라 함, 130)의 적어도 하나 이상의 층은 셀룰로오스(cellulose) 필름으로 마련된다.The
또한, 셀룰로오스 필름은 일반적으로 스피커의 다층 진동판(130)에 이용되는 고분자 필름인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET) 재질의 필름, 폴리에텔에텔케톤(Polyetherether ketone, PEEK) 재질의 필름, 폴리이미드 (Poly imide, PI) 재질의 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate : PEN) 재질의 필름 및 폴리에틸렌이민(Polyethylene imine, PEI) 재질의 필름 등을 대체하여 이용될 수 있기 때문에 다층 진동판(130)의 제조원가를 절감할 수 있다.The cellulose film may be a polymer film used for a speaker
아울러, 본 발명의 다층 진동판(130)에 적용되는 셀룰로오스 필름은 이축으로 연신되어 마련됨으로써 각 방향별로 인장강도가 일정한 등방성을 확보할 수 있기 때문에 스피커의 다층 진동판(130)에 필요한 물성인 인장강도, 탄성력 및 내열성 등이 뛰어날 뿐만이 아니라, 셀룰로오스를 기반으로 마련되어 인체에 무해한 친환경 소재로 재활용이 가능하고, 제조원가를 절감할 수 있다.In addition, since the cellulose film to be applied to the
플레이트(140)는 자석(110)에 부착되며, 자석(110)을 통해 발생된 자속(자기력선속)을 보이스코일(120) 측으로 유도하는 구성이다.The
폴피스(pole pieces, 150)는 자석(110) 및 플레이트(140)와 함께 자석(110)을 통해 발생된 자속의 자로를 제공하는 구성이다.The
<셀룰로오스 필름의 제조방법에 관한 설명>≪ Explanation of production method of cellulose film >
도2는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 제조방법을 도시한 흐름도이며, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 용액의 제조방법을 도시한 흐름도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 클로라이드 및 디메틸 아세트아미드가 혼합된 혼합용액의 제조방법을 도시한 흐름도이며, 도5는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 제조방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a flow chart illustrating a method for producing a cellulose film according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for producing a cellulose solution according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flow chart showing a method of manufacturing a cellulose film according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a mixed solution of lithium chloride and dimethylacetamide according to the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커에 대해서 도2 내지 도5에 도시된 흐름도를 따라 상세하게 설명하되, 편의상 순서를 붙여 설명한다.The speaker using the cellulose film according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowcharts shown in FIGS.
셀룰로오스 필름은 펄프(Pulp), 디메틸 아세트아미드(Dimethyl acetamide) 용액 및 리튬 클로라이드(Lithium chloride)를 이용하여 혼합하여 마련되는 셀룰로오스 용액을 필름 형태로 제조되며, 이하에서는 이를 단계별로 분류하여 상세하게 설명한다.The cellulose film is prepared in the form of a film in the form of a cellulose solution prepared by mixing pulp, dimethylacetamide solution and lithium chloride, which will be described below in detail. .
1. 셀룰로오스 용액 제조 단계<S100, 1. Cellulose solution preparation step < S100, A단계Step A >>
본 단계에서는 펄프(Pulp), 물, 디메틸 아세트아미드(Dimethyl acetamide) 용액 및 리튬 클로라이드(Lithium chloride)를 이용하여 셀룰로오스(Cellulose) 용액을 제조하는 하는 과정이 이루어진다.In this step, a cellulose solution is prepared using pulp, water, dimethyl acetamide solution and lithium chloride.
여기서, 본 단계는 도3에 도시된 바와 같이, 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계); 혼합용액 제조 단계(S120, A-2단계); 펄프 및 혼합용액 교반 단계(S130, A-3단계);를 포함하는 과정이 순차적으로 진행되고 상기 각 단계에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Here, as shown in FIG. 3, this step is a pulp pretreatment step (S 110, step A-1); A mixed solution preparation step (S120, step A-2); Pulp and mixed solution stirring step (S130, step A-3) are sequentially performed, and the respective steps will be described in detail as follows.
먼저, 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계)는 펄프를 물 및 디메틸 아세트아미드 용액에 순차적으로 넣어 펄프에 대한 전처리를 수행하는 과정이 이루어진다.First, in the pulp pretreatment steps (S110 and A-1), pulp is added to water and dimethylacetamide solution sequentially to perform pretreatment for the pulp.
여기서, 펄프는 화학적 정제를 진행하여 셀룰로오스의 순도를 높인 것으로, 섬유와 필름으로 형성하기 위해 일단 제지 펄프와 대응되는 용해 펄프로 마련될 수 있으며, 일반적으로 목재를 증해(蒸解)하여 제조된다.Here, the pulp is processed by chemical refining to increase the purity of the cellulose. The pulp may be prepared as a dissolving pulp corresponding to paper pulp for forming a fiber and a film, and is generally manufactured by digesting wood.
구체적으로, 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계)는 펄프를 소정의 크기로 자르거나 찢어 물에 12시간 이상 동안 침지시키는 과정이 이루어지는데, 이때 먼지 또는 분순물이 들어가지 않도록 유의하여야 한다. 여기서, 사용되는 물은 양질의 셀룰로오스 용액을 제조하기 위해 분순물 또는 이온이 없는 순순한 증류수(Deionize water 또는 DI water)로 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 본 단계에서는 7.5g의 펄프를 375g의 물에 침지시켰다.Specifically, in the pulp pretreatment step (S110, step A-1), the pulp is cut or torn into a predetermined size and immersed in water for 12 hours or more. At this time, care should be taken not to introduce dust or impurities. Here, the water to be used is preferably purified water (Deionized water or DI water) free of impurities or ions to produce a high quality cellulose solution. In this step, 7.5 g of pulp was immersed in 375 g of water.
이후에, 본 단계에서는 물에 12시간 이상 침지된 펄프를 건져서 충분히 물기를 제거한 후, 디메틸 아세트아미드 용액에 2시간 이상 침지시켜 펄프 내에 침투되어 있는 물을 디메틸 아세트아미드 용액으로 치환하는 과정이 이루어진다. 여기서, 디메틸 아세트아미드 용액은 펄프를 녹이는 용매로서 약산성이며, 순도 99.5% 이상의 디메틸 아세트아미드를 사용해야 한다. 또한, 본 단계에서는 펄프 7.5g을 디메틸 아세트아미드 375g에 침지시켰다. 그리고, 본 단계에서는 펄프를 디메틸 아세트아미도 용액에 침지시켜 치환하는 과정을 한번 더 반복하여 펄프 내 침투되어 있는 물을 아세트아미드 용액으로 완전히 치환키는 것이 바람직하며, 이로서 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계)의 과정이 완료된다. 여기서, 펄프를 전처리하는 용매인 물과 디메틸 아세트아미드 용액의 침지 순서를 바꾸거나 생략하지 않고 순차적으로 침지시켜야 한다.Thereafter, in this step, the pulp immersed in water for more than 12 hours is removed, the water is sufficiently removed, and then immersed in a dimethylacetamide solution for at least 2 hours to replace the water that has penetrated into the pulp with a dimethylacetamide solution. Here, the dimethylacetamide solution is a slightly acidic solvent for dissolving pulp, and dimethylacetamide having a purity of 99.5% or more should be used. In this step, 7.5 g of pulp was immersed in 375 g of dimethylacetamide. In this step, it is preferable that the pulp is immersed in the dimethylacetamido solution and the process of replacing the pulp is repeated one more time to completely replace the water permeated into the pulp with the acetamide solution. Thus, in the pulp pretreatment step (S110, A Step-1) is completed. Here, the immersion order of the water and the dimethylacetamide solution, which are the solvents for pretreating the pulp, should be changed or omitted in succession without omission.
다음, 혼합용액 제조 단계(S120, A-2단계)는 디메틸 아세트아미드 용액에 리튬 클로라이드를 용해시켜 혼합용액을 제조하는 과정이 이루어진다.Next, in the mixed solution preparing step (S120, step A-2), a process for preparing a mixed solution is performed by dissolving lithium chloride in dimethylacetamide solution.
여기서, 혼합용액 제조 단계(S120, A-2단계)는 도4에 도시된 바와 같이, 리튬 클로라이드 건조 단계(S121, A-2-1단계); 디메틸 아세트아미드 가열 단계(S122, A-2-2단계); 및 교반 단계(S123, A-2-3단계);를 포함하며, 상기한 각 단계가 순차적으로 진행된다.Here, as shown in FIG. 4, the mixed solution preparing step (steps S120 and A-2) includes a step of drying lithium chloride (steps S121 and A-2-1); Dimethyl acetamide heating step (S122, step A-2-2); And stirring step (S123, step A-2-3), and the above-described steps are sequentially performed.
우선, 리튬 클로라이드 건조 단계(S121, A-2-1단계)는 리튬 클로라이드를 오븐에서 건조시키는 과정이 이루어진다. 구체적으로, 42.5g의 리튬 클로라이드를 계량하여 비커에 담고 오븐에서 105 내지 115˚C의 온도로 1 내지 2시간 동안 건조시키는 과정이 이루어진다. 이러한 과정을 통해 리튬 클로라이드 내 수분이 제거된다.First, in the step of drying lithium chloride (S121, step A-2-1), lithium chloride is dried in an oven. Specifically, 42.5 g of lithium chloride is weighed and placed in a beaker and dried in an oven at a temperature of 105 to 115 ° C for 1 to 2 hours. This process removes moisture in the lithium chloride.
그다음, 디메틸 아세트아미드 가열 단계(S122, A-2-2단계)는 디메틸 아세트아미드 용액을 가열하는 과정이 이루어진다. 구체적으로, 450g의 디메틸 아세트아미드 용액을 비커에 담고 가열하며, 디메틸 아세트아미드의 온도가 80˚C에 도달하도록 가열하는 것이 바람직하다.Then, in the heating step of dimethylacetamide (S122, step A-2-2), a step of heating the dimethylacetamide solution is performed. Specifically, 450 g of dimethylacetamide solution is placed in a beaker, heated, and heated so that the temperature of dimethylacetamide reaches 80 캜.
그다음, 교반 단계(S123, A-2-3단계)는 상기 디메틸 아세트아미드 가열 단계(S122, A-2-2단계)를 통해 가열된 디메틸 아세트아미드 용액에 상기 리튬 클로라이드 건조 단계(S121, A-2-1단계)를 통해 건조된 리튬 클로라이드를 교반하는 과정이 이루어진다. 이러한 과정을 통해 디메틸 아세트아미드에 리튬 클로라이드가 혼합된 혼합용액이 생성된다. 여기서, 혼합용액은 디메틸 아세트아미드 50 내지 70 중량부; 및 리튬 클로라이드 5 내지 6.5 중량부;로 마련될 수 있으며, 디메틸아세트아미드 60 중량부; 및 리튬 클로라이드 5.7 중량부;로 마련되는 것이 바람직하다.Then, the stirring step S123 (A-2-3) is performed by heating the dimethylacetamide solution (S121, A-2-2) Step 2-1) is performed to stir the dried lithium chloride. Through this process, a mixed solution comprising dimethylacetamide and lithium chloride is produced. Here, the mixed solution is prepared by mixing 50 to 70 parts by weight of dimethylacetamide; And 5 to 6.5 parts by weight of lithium chloride; 60 parts by weight of dimethylacetamide; And 5.7 parts by weight of lithium chloride.
구체적으로, 450g의 디메틸 아세트아미드 용액을 비커에 42.5g의 리튬 클로라이드를 넣고 2 내지 3시간 동안 가열하면서 교반시키며, 상기한 시간이 지나면 가열을 중단하고 디메틸 아세트아미드 용액에 리튬 클로라이드가 가라앉지 않을 때까지 충분히 교반시킨다. 또한, 이에 앞서 리튬 클로라이드 건조 단계(S121, A-2-1단계)를 통해 건조된 리튬 클로라이드를 오븐에서 꺼낸 뒤에 디메틸 아세트아미드 용액에 넣어 교반하기 전에 용해되기 쉽게 스푼 또는 유리막대 등을 이용하여 뭉쳐있는 리튬 클라이드를 잘게 부수는 것이 바람직하다.Specifically, 450 g of dimethylacetamide solution was added to 42.5 g of lithium chloride in a beaker and stirred while heating for 2 to 3 hours. When the heating was stopped after the above-mentioned period of time and lithium chloride was not precipitated in the dimethylacetamide solution Lt; / RTI > In addition, the lithium chloride dried through the step of drying lithium chloride (S121, step A-2-1) is taken out of the oven and then placed in a dimethylacetamide solution. The lithium chloride is collected and stirred by a spoon or a glass rod It is preferable to crush the lithium clyde.
끝으로, 펄프 및 혼합용액 교반 단계(S130, A-3단계)는 상기 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계)를 통해 전처리된 펄프와 상기 혼합용액 제조 단계(S120, A-2단계)를 통해 제조된 혼합용액을 교반시키는 과정이 이루어진다.Finally, pulp and mixed solution stirring steps S130 and A-3 are performed by mixing pulp pretreated through the pulp pretreatment steps (S110 and A-1) and the mixed solution preparing step (steps S120 and A-2) And stirring the mixed solution prepared through the above process.
즉, 본 단계에서는 혼합용액 제조 단계(S120, A-2단계)를 통해 혼합된 리튬 클라이드와 디메틸 아세트아미드 용액에 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계)를 통해 전처리된 펄프를 넣어 교반기를 통해 교반하는 과정이 이루어진다. 여기서, 교반기의 임펠러의 최저 속도는 70 rpm으로 설정하고, 적절한 교반을 위해 약 4일 동안 교반시키는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 교반과정에서 펄프는 습기에 민감하기 때문에 습기가 침투되는 것을 최소화시키기 위해 교반에 사용되는 용기를 밀봉하여 교반을 진행하여야 한다.That is, in this step, pulp pretreated through pulp pretreatment steps (S110 and A-1) is added to the mixed solution of lithium cide and dimethylacetamide through a mixed solution preparation step (S120 and A-2) Stirring process is performed. Here, it is preferable to set the minimum speed of the impeller of the stirrer to 70 rpm and stir for about 4 days for proper stirring. Also, in this stirring process, since the pulp is sensitive to moisture, the container used for stirring should be sealed and agitated in order to minimize permeation of moisture.
그리고, 펄프 전처리 단계(S110, A-1단계)를 통해 전처리된 펄프는 디메틸 아세트아미드 용액에 침지시켰기 때문에 본 단계의 교반 과정이 이루어지기 전에 체를 이용하여 충분히 디메틸 아세트아미드를 제거한 후에 혼합용액 제조 단계(S120, A-2단계)를 통해 혼합된 혼합용액과 교반시켜야 한다. 이는 펄프의 전처리 과정시에 사용했던 디메틸 아세트아미드가 펄프에 많이 남아 있으면 혼합용액과 교반시에 혼합용액 내 디메틸 아세트아미드의 함량이 달라질 수 있으므로, 펄프와 혼합용액의 적합한 혼합비율을 유지하기 힘든 문제점이 발생하기 때문이다.Since pulp pretreated through the pulp pretreatment step (S110, step A-1) was immersed in a dimethylacetamide solution, it was necessary to remove dimethylacetamide sufficiently before the stirring step of this step was performed, It is necessary to stir the mixed mixed solution through steps S120 and A-2. This is because when the amount of dimethylacetamide used in the pulp pretreatment remains large in the pulp, the amount of dimethylacetamide in the mixed solution may be varied when the liquid is mixed with the mixed solution, .
따라서, 본 단계에서는 전술한 사항들을 유의하여 펄프와 혼합용액의 교반을 실시하면 고점도의 셀룰로오스 용액을 제조할 수 있다.Therefore, in this step, the cellulose solution having a high viscosity can be produced by stirring the pulp and the mixed solution in consideration of the above-mentioned matters.
2. 셀룰로오스 필름 제조 단계<S200, 2. Cellulose film production step < S200, B단계Step B >>
본 단계에서는 상기 셀룰로오스 용액 제조 단계(S100, A단계)를 통해 제조된 셀룰로오스 용액을 필름형태로 제조한 후 이축으로 연신하고 건조시켜 셀룰로오스 필름을 제조하는 과정이 이루어진다.In this step, a cellulose solution prepared through the cellulose solution preparation step (S100, step A) is prepared into a film, followed by biaxial stretching and drying to prepare a cellulose film.
여기서, 본 단계는 도5에 도시된 바와 같이, 셀룰로오스 용액 도포 단계(S210, B-1단계); 셀룰로오스 용액 경화 단계(S220, B-2단계); 습 필름 제조 단계(S230, B-3단계); 및 습 필름 연신 및 건조 단계(S240, B-4단계);를 포함하는 과정이 순차적으로 진행되고 상기 각 단계에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Here, as shown in FIG. 5, this step is a cellulosic solution applying step (S210, step B-1); A cellulose solution curing step (S220, step B-2); A wet film production step (S230, step B-3); And a wet film stretching and drying step (steps S240 and B-4) are sequentially performed, and the respective steps will be described in detail as follows.
먼저, 셀룰로오스 용액 도포 단계(S210, B-1단계)는 셀룰로오스 용액 제조 단계(S100, A단계)를 통해 제조된 셀룰로오스 용액을 필름 캐스팅(Casting) 방식에 따라 PET 필름 표면에 균일하게 도포하는 과정이 이루어진다.First, the cellulose solution applying step (S210, step B-1) is a process of uniformly applying the cellulose solution prepared through the cellulose solution preparing step (S100, step A) to the PET film surface by the film casting method .
구체적으로, 캐스팅 장치에 장착되어 있는 75㎛ 두께의 PET 필름 위에 닥터블레이드(doctor blade)를 고정시키고 닥터블레이드에 셀룰로오스 용액 제조 단계(S100, A단계)를 통해 제조된 셀룰로오스 용액을 부어 PET 필름 표면에 도포시킨다.Specifically, a doctor blade was fixed on a PET film having a thickness of 75 μm mounted on a casting apparatus, and a cellulose solution prepared through a cellulose solution preparation step (S100, step A) was poured onto a doctor blade, .
그다음, 셀룰로오스 용액 경화 단계(S220, B-2단계)는 상기 셀룰로오스 용액 도포 단계(S210, B-1단계)를 통해 PET 필름 표면에 도포된 셀룰로오스 용액에 경화용 용액을 분사하여 셀룰로오스 용액을 경화시키는 과정이 이루어진다.Then, the cellulose solution solution is cured by spraying the solution for curing to the cellulose solution coated on the surface of the PET film through the cellulose solution application step (S210, B-1) The process is done.
여기서, 경화용 용액은 물(DI water)와 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol, IPA)를 혼합하여 마련될 수 있으며, 물과 이소프로필알코올의 혼합(부피)비율은 1:1로 마련되는 것이 바람직하다.Here, the curing solution may be prepared by mixing water (DI water) and isopropyl alcohol (IPA), and the mixing ratio (volume) of water and isopropyl alcohol is preferably 1: 1 .
그리고, 상기한 단계들에 이용되는 캐스팅 장치의 조건은 분사노즐 : 댄포스(danfoss) 0.50 80H, 노즐간격 : 11cm, 캐스팅 속도 : 0.3 내지 0.4(m/min), 이송 벨트의 각도 : 4˚로 설정하여 각 과정을 진행하였다.The conditions of the casting apparatus used in the above steps were set to the injection nozzle: Danfoss 0.50 80H, the nozzle interval 11 cm, the casting speed 0.3 to 0.4 (m / min), and the angle of the
구체적으로, 캐스팅 장치의 닥터블레이드에 셀룰로오스 용액이 고르게 퍼지면 캐스팅 장치의 이송 벨트를 이용하여 노즐이 장착된 곳으로 이송시켜 노즐을 통해 경화용 용액을 골고루 분사시켜 셀룰로오스 용액을 경화시킨다.Specifically, when the cellulose solution spreads evenly on the doctor blade of the casting apparatus, the solution is transported to the place where the nozzle is mounted using the conveying belt of the casting apparatus, and the solution for hardening is uniformly sprayed through the nozzle to cure the cellulose solution.
그다음, 습 필름 제조 단계(S230, B-3단계)는 상기 셀룰로오스 용액 경화 단계(S220, B-2단계)를 통해 셀룰로오스 용액이 경화된 PET 필름을 물에 침지하여 습 필름을 제조하는 과정이 이루어진다. 즉, 상기한 단계를 통해 형성된 시트(셀룰로오스 용액이 경화된 PET 필름)를 물(DI water)이 저장된 저장탱크로 이동시켜 침지시키는 과정이다.Then, the wet film production step (S230, step B-3) is performed by immersing the PET film, in which the cellulose solution is cured, in the water through the cellulose solution curing step (steps S220 and B-2) . That is, the sheet (PET film in which the cellulose solution is cured) formed through the above step is moved to a storage tank storing DI water to immerse it.
마지막으로, 습 필름 연신 및 건조 단계(S240, B-4단계)는 상기 습 필름 제조 단계(S230, B-3단계)를 통해 제조된 습 필름을 이축으로 연신하고 건조시키는 과정이 이루어진다. 여기서, 본 단계를 통해 제조된 셀룰로오스 필름은 인장강도 및 탄성력을 제공하기 위해 10 내지 100㎛로 두께로 마련되는 것이 바람직하다.Finally, in the wet film stretching and drying steps (S240 and B-4), the wet film produced through the wet film production steps (S230 and B-3) is biaxially stretched and dried. Here, it is preferable that the cellulose film produced through this step is provided in a thickness of 10 to 100 탆 in order to provide tensile strength and elasticity.
또한, 본 단계에서 진행되는 습 필름 제조 단계(S230, B-3단계)를 통해 제조된 습 필름을 이축으로 연신하는 이유를 설명하면, 셀룰로오스 필름이 스피커의 다층 진동판(130)에 이용될 때에 인장 강도가 매우 중요한데 연신 장치를 이용하여 이축으로 연신하면 각 방향별로 인장 강도를 일정하게 함으로써 등방성을 확보할 수 있기 때문이다. 이후에 건조시켜 등방성을 획득한 셀룰로오스 필름은 스피커의 다층 진동판(130)에 적어도 하나 이상이 이용되기 때문에 이러한 셀룰로오스 필름을 포함하는 다층 진동판(130)은 인체에 무해하고 재활용이 가능할 뿐만이 아니라, 각 방향의 인장강도가 일정하고 우수하며, 탄성이 뛰어난 특성을 나타내게 된다.The reason why the wet film produced through the wet film production steps (S230 and B-3) in this step is biaxially stretched will be explained. When the cellulose film is used for the
아울러, 전술한 바와 같이 제조된 셀룰로오스 필름은 다층 진동판(130)의 외층으로 이용될 경우, 재질 특성상 친수성을 가지기 때문에 습기에 의해 물성이 변하지 않는 소수성을 가질 수 있도록 표면에 플라즈마 처리와 같은 후처리를 통해 가공하여 이용하는 것이 바람직하다.In addition, when used as an outer layer of the
<< 실시예Example >>
도6은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 인장강도를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the tensile strength of a cellulose film according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커(100)의 다층 진동판(130)에 적어도 하나 이상 포함되는 셀룰로오스 필름에 대한 인장강도를 측정하기 위해 ASTM D882-12(Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting) 측정방법을 사용하여 기계적 물성 시험을 진행하였다. 이러한 기계적 물성 시험에 사용된 기기는 ‘만능재료시험기’이었다.ASTM D882-12 (Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting) measurement was conducted to measure the tensile strength of a cellulose film containing at least one or more layers in a
먼저, 시편절단기를 이용하여 셀룰로오스 필름을 종방향 및 횡방향에 맞추어 절단하여 가로 2cm, 세로 10cm의 균일한 크기를 가진 샘플(두께 10㎛)을 제작하였다. 그리고, 만능재료시험기의 상부 및 하부 그립에 약 2cm의 깊이로 상기 제작된 샘플이 고정될 수 있도록 장착하였다.First, a cellulose film was cut in a longitudinal direction and a transverse direction using a specimen cutter to prepare a sample (
이렇게 마련된 샘플의 인장시험 방향의 높이는 버니어캘리퍼스(vernier calipers)를 이용하여 측정하며, 샘플의 인장 속도는 1(mm/min)으로 설정하였다.The height of the tensile test direction of the thus prepared sample was measured using vernier calipers, and the tensile speed of the sample was set at 1 (mm / min).
여기서, 샘플을 만능재료시험기의 상부 및 하부의 그립에 고정할 때 샘플의 수평 및 수직 방향이 정렬되도록 배치시키고, 샘플의 두께 및 높이는 5회 반복하여 측정한 평균값을 이용하였다.Here, when the sample was fixed to the upper and lower grips of the universal material testing machine, the horizontal and vertical directions of the sample were arranged so as to be aligned, and the average value measured by repeating the thickness and height of the sample five times was used.
이와 같은 방법으로 본 발명에 따른 실시예1 내지 실시예4의 셀룰로오스 필름(샘플)의 물성을 측정한 결과를 하기의 표1에 정리하여 나타내었고, 실시예1 내지 실시예4에 대한 각각의 인장강도(최대강도(stress) 및 연신거리(extension))에 대한 그래프를 도6에 나타내었다.The results of measuring the physical properties of the cellulose films (samples) of Examples 1 to 4 according to the present invention are summarized in the following Table 1, and the respective tensile strengths of Examples 1 to 4 A graph of strength (maximum stress and extension) is shown in FIG.
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 최대점의 강도(stress)와 연신거리(extension)를 통해 인장강도가 매우 우수한 것을 알 수 있으며, 탄성계수가 높아 탄성력이 뛰어난 것을 알 수 있다. 특히, 최대점 강도의 평균(실시예1 내지 실시예4의 평균)은 112. 84MPa(또는 16.38ksi)이고, 연신거리의 평균(실시예1 내지 실시예4의 평균)은 5.11mm인 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the tensile strength is excellent due to the maximum point stress and the extension, and it can be seen that the elasticity is high and the elasticity is excellent. In particular, it was found that the average of the maximum point intensities (average of Examples 1 to 4) was 112.84 MPa (or 16.38 ksi), and the average of the stretching distances (the average of Examples 1 to 4) .
다층 진동판(130)은 음압에 의해 다층 진동판(130)이 변형되거나 찢어지지 않도록 인장강도 및 탄성력이 우수해야하는데, 본 발명의 셀룰로오스 필름은 기계적 물성 중 인장강도 및 탄성력이 등이 우수하기 때문에 스피커의 다층 진동판(130)으로 이용하기에 매우 적합하다.The
따라서, 본 발명의 다층 진동판(130)에 이용되는 셀룰로오스 필름은 다층 진동판(130)에 적어도 하나 이상 외층 또는 내층에 부착되어 다층 진동판(130)의 인장강도 및 탄성력을 제공할 수 있으며, 셀룰로오스 재질 특성상 다층 진동판(130)의 경량화를 가능하게 하고, 인체에 무해하며 재활용이 가능하기 때문에 스피커의 다층 진동판(130)에 이용되기 매우 적합할 뿐만이 아니라, 다층 진동판(130)의 제조원가를 절감할 수 있다.Therefore, the cellulose film used in the
도7은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 필름의 저장탄성률(storage modulus)를 나타내는 그래프이며, 도8은 본 발명의 비교예에 따른 PET 필름의 저장탄성률(storage modulus)를 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing storage modulus of a cellulose film according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a graph showing storage modulus of a PET film according to a comparative example of the present invention.
다층 진동판(130)에 이용되는 셀룰로오스 필름의 내부손실은 tanδ(델타), 손실탄성률 및 저장탄성률(Storage Modulus)과 연관성이 있기 때문에 저장탄성률을 통해 셀룰로오스 필름의 내부손실을 알 수 있다. (tanδ = 손실탄성률/저장탄성률)Since the internal loss of the cellulose film used for the
도8에 나타낸 바와 같이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 필름은 저장탄성률(GPa) 값이 30°C, 40°C, 50°C 및 60°C의 온도에 따라 일정하지 않고 상이하기 때문에 내부손실 값 또한 온도에 따라 변동되므로, PET 필름은 다층 진동판(130)에 적용시키기에 효율적이지 못한 문제점 있다.As shown in FIG. 8, the polyethylene terephthalate (PET) film has a constant storage elastic modulus (GPa) which is not constant depending on temperatures of 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C and 60 ° C Since the internal loss value also varies with temperature, the PET film is not effective for applying to the
반면, 본 발명의 셀룰로오스 필름은 도7에 나타낸 바와 같이, 30°C, 40°C, 50°C 및 60°C의 온도에서 모두 일정한 저장탄성률(GPa) 값을 유지하기 때문에 일정하고 적합한 내부손실 값을 가지므로, 다층 진동판(130)에 적용되기 매우 적합하다.On the other hand, the cellulose film of the present invention maintains a constant storage elastic modulus (GPa) value at temperatures of 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C and 60 ° C as shown in FIG. 7, Value, so that it is very suitable to be applied to the
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. And the scope of the present invention should be understood as the scope of the following claims and their equivalents.
100 : 셀룰로오스 필름을 이용한 스피커
110 : 자석
120 : 보이스코일
130 : 진동판
140 : 플레이트
150 : 폴피스100: Speaker with cellulose film
110: magnet
120: voice coil
130: diaphragm
140: Plate
150: Paul Pease
Claims (6)
전류를 통해 자기장을 발생시키는 자석;
전기신호의 입력을 통해 자기장을 발생시키며, 상기 자석이 발생시키는 자기장과의 간섭에 따라 진동하는 보이스코일;
상기 보이스코일에 부착되어 상기 보이스코일과 함께 진동하여 음향을 발생시키며, 다층 구조로 마련되는 진동판;
상기 자석에 부착되며, 상기 자석을 통해 발생된 자속을 상기 보이스코일 측으로 유도하는 플레이트; 및
상기 자석 및 상기 플레이트와 함께 상기 자석을 통해 발생된 자속의 자로를 제공하는 폴피스;를 포함하며,
상기 다층 구조를 이루는 진동판의 적어도 하나 이상의 층은 셀룰로오스 필름으로 마련되고,
상기 셀룰로오스 필름은 펄프(Pulp), 디메틸 아세트아미드(Dimethyl acetamide) 용액 및 리튬 클로라이드(Lithium chloride)를 혼합하여 마련되는 셀룰로오스 용액을 필름 형태로 제조하여 마련되는 것을 특징으로 하는
셀룰로오스 필름을 이용한 스피커.
As a speaker using a cellulose film,
A magnet for generating a magnetic field through an electric current;
A voice coil which generates a magnetic field through an input of an electric signal and vibrates according to an interference with a magnetic field generated by the magnet;
A diaphragm attached to the voice coil and vibrating together with the voice coil to generate sound, the diaphragm being provided in a multilayer structure;
A plate attached to the magnet for guiding the magnetic flux generated through the magnet to the voice coil side; And
And a pole piece for providing a magnetic path of magnetic flux generated through the magnet together with the magnet and the plate,
At least one layer of the diaphragm having the multilayer structure is formed of a cellulose film,
The cellulose film is prepared by preparing a cellulose solution prepared by mixing pulp, dimethylacetamide solution and lithium chloride, in the form of a film.
Speaker using cellulose film.
상기 셀룰로오스 용액은,
상기 펄프 1 내지 1.5 중량부;
상기 디메틸 아세트아미드 용액 90 내지 92 중량부; 및
상기 리튬 클로라이드 8 내지 9 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
셀룰로오스 필름을 이용한 스피커.
The method according to claim 1,
The cellulosic solution,
1 to 1.5 parts by weight of the pulp;
90 to 92 parts by weight of the dimethylacetamide solution; And
And 8 to 9 parts by weight of the lithium chloride.
Speaker using cellulose film.
상기 셀룰로오스 필름은 상기 셀룰로오스 용액에 경화용 용액을 분사하여 경화됨으로써 필름 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는
셀룰로오스 필름을 이용한 스피커.
The method according to claim 1,
Characterized in that the cellulose film is formed into a film by curing by spraying a solution for curing into the cellulosic solution
Speaker using cellulose film.
상기 경화용 용액은 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol, IPA)을 함유하는 것을 특징으로 하는
셀룰로오스 필름을 이용한 스피커.
5. The method of claim 4,
Characterized in that the curing solution contains isopropyl alcohol (IPA)
Speaker using cellulose film.
상기 셀룰로오스 필름의 두께는 10 내지 100㎛로 마련되는 것을 특징으로 하는
셀룰로오스 필름을 이용한 스피커.The method according to claim 1,
And the thickness of the cellulose film is set to 10 to 100 占 퐉
Speaker using cellulose film.
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2016
- 2016-01-19 KR KR1020160006256A patent/KR101719951B1/en active IP Right Grant
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