목요일, 12월 13, 2018
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셀루로우스 덩어리

글쓴이 : SOONDORI

대대로 스피커 엔클로저 재질이 목재인 것은 주변에 널려 있기 때문이다. 값 싸고 자르기 쉽고 잘 만들면 수 백 년 버틸 수 있으며 상태보존을 위한 방법론도 다 나와 있었으니 굳이 다른 재료를 생각할 필요가 있을까?

소재기술이 발전하면서 원목이 아닌 나무조각을 갈아 접착제로 붙인 Chip Board가 나왔고 요즘 스피커 제작에서 널리 사용되고 있다. 원목이 아니라고 하니 일종의 대체제 또는 편법기술인 것처럼 보이지만 진동면의 균일한 특성을 확보하는데 있어서 특성파악이 어려운 원목보다는 제조공정 통제가 가능한 칩-보드가 훨씬 더 좋은 방법이다.

원목이든 칩-보드이든, 그 모두는 셀루로우즈(Cellulose)를 기본으로 셀룰로오즈를 결박해주는 헤미셀룰로오즈(Hemicellulose), 둘을 접착하는 물질인 리그닌(Lignin)이 결합된 복합소재이라는 점에서는 매 한가지다. (당연히 칩-보드에 추가된 접착제는 제외)

셀룰로오즈는 화학식이 (C6H10O5)n 인 일종의 고분자 화합물질로서 주로 나무, 기타 균류에서 생성된다. 물에 용해되지않고(≠ 조직체로서 친수성은 있다) 특별한 효소(셀룰라아제)가 없으면 분해되지도 않는다. 셀룰로오즈 덩어리인 목재는 적절한 가공을 거쳤을 때의 기계적 강성도 뛰어나서  최근 53m 높이의 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학 기숙사(18층 높이)를 순수 목조식으로 건축한다는 기사가 발표되기도 하였다. 사출성형이 안된다는 점을 배제하고 생각해보면 공학용 플라스틱과 크게 다를 것이 없다.

스피커 유닛의 진동은 제 아무리 최대한 흡음을 시킨다고 해도 무조건 목재 엔클로저 내부면에 전달되는데 그 진동이 스피커 엔클로저의 고유진동수(Natural Frequency)에 부합될 때 또는 아닐 때 사람이 듣는 음색은 그때 그때 달라진다. 유명한 스트라디 바리우스 바이얼린의 경우 목재의 고유진동수 변화가 특이하게도 옥타브 음계에 준하는 것이라서 소리가 좋게 들리는 것이라는 의견이 있는 만큼이다.

이 고유진동수를 결정하는 것은 원재료인 셀룰로오스 덩어리가 어떻게 미세구조를 형성하고 있는가에 달려 있고 질량, 강성, 감쇄 등 요소가 개입되는 함수식에 의해 고유진동수 특성이 달라진다.

균일도 확보가 어려운 목재에 비해 플라스틱(예: Bose Control 시리즈) 금속재료(예: 주물 스피커)는 외부전달 진동의 차단과 같은 특성통제가 용이하기 때문에 가끔 엔클로저 제작재료로 활용되기도 하였다. 수작업으로 만든 도자기를 엔클로저로 활용하는 것은 공학적인 장점이 없는 것은 아니나 다분히 미학적 관점의 시도일 가능성이 크다.

(Jordan Watts社(두 사람이 1963년 설립)의 FLAGON 풀-레인지 스피커,
초기에 도자기, 후기에 알루미늄 엔클로저 사용)

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