CN108810754B - 一种振膜及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振膜及其制作方法,该制作方法包括：S1：提供硅胶膜；S2：对硅胶膜进行处理，使硅胶膜变薄而形成硅胶薄膜；S3：提供石墨烯、石墨粉、稀释剂以及胶水；S4：将石墨烯或石墨烯与石墨粉的混合物加入稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯‑石墨粉悬浮液；S5：将石墨烯悬浮液或石墨烯‑石墨粉悬浮液均匀涂布在硅胶薄膜表面经干燥后形成中间层，中间层为石墨烯层或石墨烯‑石墨粉层；S6：将胶水均匀涂布在中间层表面并进行烘干处理，使胶水固化在中间层表面形成胶水层，最终形成薄膜；S7、将薄膜通过热压的方式成型分割为成品振膜。该振膜采用硅胶薄膜作为基材，更好地抑制共振问题，降低振膜的失真度，谐振频率f0更低，低频特性更佳。

Description

一种振膜及其制作方法
技术领域
本发明涉及声学振膜的技术领域，更具体地说，涉及一种振膜及其制作方法。
背景技术
随着科学技术的快速发展，人们对电子产品的质量要求越来越高，如对于耳机、音响等产品的音质要求越来越高，如小型化、薄型化、高音质要求等，而这些效果取决于声学器件的核心部件，声学器件的核心部件就是其振膜。
在现有的相关技术中，为了获得高音质的振膜，通常通过改变振膜的材质来实现。常见的振膜材料有纸盆、塑料、金属等，通常纸盆振膜音质特性为平顺自然，明快清晰，但其易受环境影响，性能不稳定。金属振膜刚性很强，但是刚性强的另一面便是内损低，能量不会被振膜材质本身所吸收，因此在发生盆分裂时，会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端，很容易出现“金属声”。另外，金属材质会增加振膜的重量，不利于振膜的薄轻化发展。且常用的普通振膜刚性差、高低频性能差。
另外，普通的振膜通常采用高分子材料制成的薄膜作为基层，其阻尼相对较低，因此振膜的共振明显，失真度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述普通振膜刚性差、高低频性能差、共振及失真明显的缺陷，提供一种振膜及其制作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造提供一种振膜的制作方法，该方法包括以下步骤：
S1：提供硅胶膜；
S2：对所述硅胶膜进行处理，使所述硅胶膜变薄而形成硅胶薄膜；
S3：提供石墨烯、石墨粉、稀释剂以及胶水；
S4：将所述石墨烯或所述石墨烯与石墨粉的混合物加入所述稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液；
S5：将所述石墨烯悬浮液或所述石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述硅胶薄膜表面经干燥后形成中间层，所述中间层为石墨烯层或石墨烯-石墨粉层；
S6：将所述胶水均匀涂布在所述中间层表面并进行烘干处理，使所述胶水固化在所述中间层表面形成胶水层，最终形成薄膜；
S7：将所述薄膜通过热压的方式成型分割为成品振膜。
所述振膜的制作方法中，优选在所述步骤S4之前还包括对所述基材表面进行电晕处理。
所述振膜的制作方法中，优选在所述步骤S4中，所述石墨烯悬浮液中的所述石墨烯与所述稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)；
所述石墨烯-石墨粉悬浮液中的所述石墨烯、石墨粉与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)。
所述振膜的制作方法中，优选所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。
所述振膜的制作方法中，优选所述胶水层的厚度为0.5～1.5μm。
所述振膜的制作方法中，优选所述中间层的厚度为0.5～1.5μm。
所述振膜的制作方法中，优选所述步骤S5中采用狭缝式制作的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀制作在所述硅胶薄膜表面。
所述振膜的制作方法中，优选所述步骤S5中采用网纹制作的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀制作在所述硅胶薄膜表面。
本发明还提供一种振膜，该振膜包括：
所述振膜包括基材层、中间层、以及附着在所述中间层表面的胶水层，其中，
所述基材层为硅胶薄膜；
所述中间层为附着在所述基材层表面的石墨烯层或石墨烯-石墨粉层，其中，
所述石墨烯层为石墨烯通过稀释剂混匀后涂布并附着在基材层表面的石墨烯层，所述石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)；
所述石墨烯-石墨粉层为石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后涂布并附着在基材层表面的石墨烯-石墨粉层，所述石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)；
所述中间层的厚度为0.5～1.5μm；
所述胶水层附着在所述中间层表面。
实施本发明的振膜，具有以下有益效果：本发明的振膜为包括基材层、中间层以及制作在所述中间层表面的胶水层三层结构构成的振膜，其中，基材层为以硅胶制成的硅胶薄膜；中间层由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，其中，石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)；石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)。本发明的振膜采用硅胶薄膜作为基材，可以更好地抑制共振问题，大大降低了振膜的失真度，且本发明的振膜由石墨烯制成，因此，谐振频率f0更低，低频特性更佳。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的中间层为石墨烯或者石墨烯与石墨粉的振膜截面的结构示意图；
图2是本发明实施例的振膜的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，在本发明提供一种振膜，该振膜包括基材层100、中间层200、以及附着在中间层200表面的胶水层300。基材层100为硅胶薄膜。本实施例的振膜基材层由硅胶薄膜制成，由于硅胶热稳定性好、吸附性能高、化学性质稳定。因此，本发明的振膜采用硅胶薄膜作为基材，可大大提高振膜的热稳定性、吸附性等，进一步提高振膜的可靠性、稳定性。另外，本发明通过以硅胶薄膜为基材层、石墨烯为中间层所形成的振膜结构，可使振膜的阻尼更大，可以较好地抑制振膜的共振现象，降低振膜的失真度、谐振频率f0更低，低频特性更佳。
可以理解地，本发明的硅胶薄膜可以采用任意一种硅胶材料制成。
中间层200为由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，即中间层200可以为由石墨烯通过稀释剂混匀后制成(如图1所示)，也可以为由石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成(如图1所示)。可以理解地，在中间层200中，石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过加入稀释剂中搅拌均匀，使得石墨烯均匀分散在稀释剂中。在本发明所提供的稀释剂中，可以为包括醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、丁酮中任意一种，更优选为包括5％含量的醋酸乙酯。采用包括5％含量的醋酸乙酯作为稀释剂与其他材料相比气味低，经济环保。
在本发明的实施例中，若中间层200为由石墨烯通过稀释剂混匀后制成，优选石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)。若中间层200为由石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，则石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)。
可以理解地，在本发明中，在中间层200加入石墨粉，由于石墨粉散热性能比较好，而膜片在震动时可产生很高的热量，因此加入石墨粉有助于膜片散热，当将膜片应用于扬声器等声学器件时，可提高喇叭的承受能力；整体性能好，在中间层200中加入石墨烯可改变振膜的特性，使振膜达到镀金属的高频性能，同时又可达到较佳的低频性能，提高了振膜的低频性能。进一步地，中间层200的厚度优选0.5～1.5μm，更优选1μm。
在本发明的实施例中所提供的振膜可适用于扬声器或受话器等声学设备中，具有很好的低频特性，采用本发明的振膜的扬声器或受话器音质效果好。
如图2所示，为本发明提供的一种振膜的制作方法的流程图，该制作方法包括以下步骤：
S1：提供硅胶膜。
在步骤S1中，所提供的硅胶膜为平面的硅胶膜，其为硅胶厚膜。基材为由硅胶制成的硅胶薄膜。
S2：对所述硅胶膜进行处理，使所述硅胶膜变薄而形成硅胶薄膜。
在该步骤中，将步骤S1中的厚的硅胶膜通过不同的方式进行处理，如热压等方式，使其形成更薄的硅胶膜，即硅胶薄膜。可以理解地，在该步骤中，对厚硅胶膜所减薄的厚度可根据实际应用需求进行确定，，本发明对此不作具体限定。也就是说，本发明的硅胶薄膜的厚度可以为多种不同的厚度，其具体厚度可由实际产品需求作选择。
S3：提供石墨烯、石墨粉、稀释剂以及胶水；
稀释剂可以为包括醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、丁酮中任意一种，更优选为包括5％含量的醋酸乙酯。采用包括5％含量的醋酸乙酯作为稀释剂与其他材料相比气味低，经济环保。
所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种，优选聚氨酯。
S4：将所述石墨烯或所述石墨烯与石墨粉的混合物加入所述稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液。可以理解地，在石墨烯悬浮液中石墨烯与稀释剂可按不同的比例进行混合，在本发明中，只要使石墨烯可均匀分散的稀释剂都适用本发明，对此本发明不作限制，本发明优选石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)。在石墨烯-石墨粉悬浮液中，优选石墨烯、石墨粉与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)。
S5：将所述石墨烯悬浮液或所述石墨烯-石墨粉悬浮液均匀制作在所述硅胶薄膜表面经干燥后形成中间层200，其中所述中间层200的厚度为0.5～1.5μm；
优选地，在步骤S5之前还包括对所述硅胶薄膜表面进行电晕处理。即在给硅胶薄膜的表面涂布石墨烯悬浮液或者石墨烯-石墨粉悬浮液之前，可先对硅胶薄膜表面进行电晕处理，以增加石墨烯悬浮液或者石墨烯-石墨粉悬浮液在硅胶薄膜表面的附着力，加大石墨烯或者石墨烯与石墨粉涂覆在硅胶薄膜表面的粘附性。电晕处理是一种电击处理，它可使涂覆在其表面的物质具有更高的附着性。其基本原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000V/m2)，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联.表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性-这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。进一步地，由于石墨烯悬浮液或者石墨烯-石墨粉悬浮液是通过稀释剂混匀后形成的，其粘稠度比较小，涂布的流动性较强，因此，在涂布时涂布速度优选为10～20m/min，更优选15m/min。石墨烯悬浮液或者石墨烯或者石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在硅胶薄膜表面后需进行干燥处理形成中间层200，在本发明的实施例中，可采用烘箱进行干燥，温度可设定为95℃～105℃，优选为100℃，经烘箱干燥处理后，石墨烯或者石墨烯与石墨粉均匀分散固化在基材表面，且固化在硅胶薄膜表面的石墨烯或者石墨烯与石墨粉无压敏性。
优选地，中间层200的厚度0.5～1.5μm，更优选为1μm。
优选地，在本发明的实施例中，步骤S3中可采用狭缝式涂布的方式或者采用网纹涂布的方式将石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在基材层表面。采用狭缝式涂布或网纹涂布的方式效率高且厚度均匀。在本发明的实施例中，采用狭缝式涂布的方式或者采用网纹涂布的方式将石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在硅胶薄膜表面，与现有的喷涂方式相比，本发明的涂布方式可使得石墨烯的粘附性更高，均匀性更好，且石墨烯均匀固化在硅胶薄膜表面，整体性能好。而且振膜的中间层200采用石墨烯材料还可提高振膜的低频性能。
S6：将所述胶水均匀涂布在所述中间层200表面并进行烘干处理，使所述胶水固化在所述基材层表面形成胶水层300，最终形成薄膜。
进一步地，胶水层300的厚度优选为0.5～1.5μm，优选1μm。
优选地，在本发明的实施例中，步骤S4中可采用狭缝式涂布的方式或者采用网纹涂布的方式将胶水均匀涂布在强化层200表面。采用狭缝式涂布或网纹涂布的方式效率高且厚度均匀。
S7：将所述振膜通过热压的方式成型分割为成品振膜。
在该步骤中，当在步骤S6完成后即形成了薄膜，该薄膜为大片的薄膜，因此，在步骤S6完成后，还需对该薄膜进行成型分割处理以形成成品膜片，即本发明所说的振膜。可以理解地，振膜为单个可直接安装在喇叭上的膜片。成品振膜可通过对步骤S6形成的薄膜以热压的方式成型分割，且成品振膜具体的形状、尺寸、大小等由模具来确定，而模具不同，成品振膜的形状、尺寸、大小也不同。换句话说，本发明对成品振膜的具体形状、尺寸、大小不作具体限定，可根据实际应用中相应的模具确定。
以下通过多个实施例来举例说明中间层200的制备：
中间层200由石墨烯通过稀释剂混匀后制成：
实施例1
A、石墨烯掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯5g，稀释剂9995g，将5g石墨烯掺入9995g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯均匀分散在稀释剂中。
B、待石墨烯均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即硅胶薄膜表面)，涂布速度为20m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的硅胶薄膜进行固化处理，固化温度可设定为100℃，固化时间可设定为2min。
实施例2
A、石墨烯掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯7g，稀释剂9993g，将7g石墨烯掺入9993g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯均匀分散在稀释剂中。
B、待石墨烯均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即硅胶薄膜表面)，涂布速度为10m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的硅胶薄膜进行固化处理，固化温度可设定为95℃，固化时间可设定为2min。
实施例3
A、石墨烯掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯10g，稀释剂9990g，将10g石墨烯掺入9990g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯均匀分散在稀释剂中。
B、待石墨烯均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即硅胶薄膜表面)，涂布速度为15m/min，并将已在表面涂布石墨烯-石墨粉悬浮液的硅胶薄膜进行固化处理，固化温度可设定为105℃，固化时间可设定为2min。
中间层200由石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成：
实施例4
A、石墨烯与石墨粉的混合物掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯5g，石墨粉5g，稀释剂9990g，将5g石墨烯、5g石墨粉掺入9990g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中。
B、待石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯-石墨粉悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即硅胶薄膜表面)，涂布速度为10m/min，并将已在表面涂布石墨烯-石墨粉悬浮液的硅胶薄膜进行固化处理，固化温度可设定为100℃，固化时间可设定为2min。
实施例5
A、石墨烯与石墨粉的混合物掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯7g，石墨粉7g，稀释剂9986g，将7g石墨烯、7g石墨粉掺入9986g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中。
B、待石墨烯和石墨粉与稀释剂均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯-石墨粉悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即硅胶薄膜表面)，涂布速度为15m/min，并将已在表面涂布石墨烯-石墨粉悬浮液的硅胶薄膜进行固化处理，固化温度可设定为95℃，固化时间可设定为2min。
实施例6
A、石墨烯与石墨粉的混合物掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯10g，石墨粉10g，稀释剂9980g，将10g石墨烯、10g石墨粉掺入9980g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中。
B、待石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯-石墨粉悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即硅胶薄膜表面)，涂布速度为20m/min，并将已在表面涂布石墨烯-石墨分悬浮液的硅胶薄膜进行固化处理，固化温度可设定为105℃，固化时间可设定为2min。
采用现有的振膜组装的普通喇叭与本发明的振膜组装的喇叭(石墨烯统称为石墨烯喇叭)对比，进行以下性能测试：
采用石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物两种方案中，主要由石墨烯的单个原子刚性的特性从而改善了振膜的特性，因此两种方案对振膜的影响效果相同，在评价时不需与普通振膜进行单独对比。具体评价方法：
评价实施例1～6中制成的振膜在振动过程中的频率响应，用于反映振膜的高低频性能。具体为：
将制备好的薄膜依据模具成型分割为喇叭膜片(即振膜)，并组装成成品，即上文所述的石墨烯喇叭，将石墨烯喇叭与普通的喇叭进行声学性能测试，具体测试方法为采用标准的声学性能测试仪，将石墨烯喇叭与普通喇叭同时进行测试，测试时间为10分钟，并进行相应的数据记录。
根据测试结果可知，石墨烯喇叭的谐振频率f0更低，低频特性更佳。
综合上述实验结果可知，本发明的振膜低频性能更好，本发明的振膜可更好地抑制共振现象，失真度低。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种振膜的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
S1：提供硅胶膜；
S2：对所述硅胶膜进行处理，使所述硅胶膜变薄而形成硅胶薄膜；对所述硅胶薄膜进行电晕处理；
S3：提供石墨烯、石墨粉、稀释剂以及胶水；
S4：将所述石墨烯或所述石墨烯与石墨粉的混合物加入所述稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液；所述石墨烯悬浮液中的所述石墨烯与所述稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)；所述石墨烯-石墨粉悬浮液中的所述石墨烯、石墨粉与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)；
S5：将所述石墨烯悬浮液或所述石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述硅胶薄膜表面经干燥后形成中间层，所述中间层为石墨烯层或石墨烯-石墨粉层；
S6：将所述胶水均匀涂布在所述中间层表面并进行烘干处理，使所述胶水固化在所述中间层表面形成胶水层，最终形成薄膜；所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种；
S7：将所述薄膜通过热压的方式成型分割为成品振膜；
所述胶水层的厚度为0.5～1.5μm；所述中间层的厚度为0.5～1.5μm。
2.根据权利要求1所述的振膜的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中采用狭缝式涂布的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述硅胶薄膜表面。
3.根据权利要求1所述的振膜的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中采用网纹的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述硅胶薄膜表面。
4.一种振膜，其特征在于，所述振膜包括基材层、中间层、以及附着在所述中间层表面的胶水层，其中，
所述基材层为硅胶薄膜；
所述中间层为附着在所述基材层表面的石墨烯层或石墨烯-石墨粉层，其中，
在所述基材层表面涂布之前，对所述硅胶薄膜进行电晕处理；所述石墨烯层为石墨烯通过稀释剂混匀后涂布并附着在基材层表面的石墨烯层，所述石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)；
所述石墨烯-石墨粉层为石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后涂布并附着在基材层表面的石墨烯-石墨粉层，所述石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)；
所述中间层的厚度为0.5～1.5μm；
所述胶水层附着在所述中间层表面；所述胶水层由聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种组成；所述胶水层的厚度为0.5～1.5μm；所述中间层的厚度为0.5～1.5μm。
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