CN109660920A - 用于发声装置的振膜以及发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发声装置的振膜以及发声装置。该振膜包括由有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的改性膜层，其中，所述有机胺类化合物包括聚酰胺类化合物、芳香仲胺类化合物、受阻胺类化合物中的一种或多种。该振膜具有良好的阻尼性、抗热老化、抗光老化性能。

Description

用于发声装置的振膜以及发声装置

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域，更具体地，涉及一种用于发声装置的振膜以及发声装置。

背景技术

现有用于发声装置的振膜多采用高弹性模量的塑料基材层(例如，PEEK、PAR、PEI、PI等)与柔软的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、阻尼胶膜(例如，丙烯酸胶、硅胶等)复合的结构。

现有的塑料复合振膜难以同时兼具刚性、弹性和阻尼特性。此外，发声装置，尤其是微型发声装置的功率越来越高。在长时间、大振幅工作条件下，发声装置的发热严重，振膜容易出现破裂、破损、塌陷等现象。此外，上述振膜受到外界压力，例如水压的作用时容易出现膜折、塌陷等现象，且变形后不易回复，无法满足防水性的要求。

现有的弹性体振膜的弹性模量和硬度相对较低，在满足相同F0要求的前提下，振膜厚度较厚，灵敏度低，振动空间余量小。大功率下容易破膜。常用的热塑性聚酯弹性体材料相对于硅橡胶具有更宽的硬度范围，可以兼顾振膜的刚度和厚度。然而，由于分子中极性基团的存在，在长期高热或高湿热环境中，聚酯弹性体分子链中C00R基团中的碳原子受到攻击，分子链断裂生成自由基，从而进一步引发的链锁式自由基反应最终导致材料失效。这种弹性体材料长时间处于140℃或更高温条件下使用时存在老化降解的风险。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于发声装置的振膜的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于发声装置的振膜。该振膜包括由有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的改性膜层，其中，所述有机胺类化合物包括聚酰胺类化合物、芳香仲胺类化合物、受阻胺类化合物中的一种或多种。

可选地，还包括阻尼胶层，所述阻尼胶层与所述改性膜层复合在一起，所述阻尼胶层作为所述振膜的中间层。

可选地，包括两个所述改性膜层和一个所述阻尼胶层，所述阻尼胶层与两个所述改性膜层直接粘结在一起，所述阻尼胶层位于两个所述改性膜层之间。

可选地，包括一个所述改性膜层和一个普通热塑性聚酯弹性体层，所述阻尼胶层、所述改性膜层和所述普通热塑性聚酯弹性体层直接粘结在一起，所述阻尼胶层位于所述改性膜层和所述普通热塑性聚酯弹性体层之间。

可选地，包括三个热塑性聚酯弹性体层和两个所述阻尼胶层，两个所述阻尼胶层间隔设置在三个所述热塑性聚酯弹性体层之间，三个所述热塑性聚酯弹性体层中的至少一个为所述改性膜层。

可选地，所述有机胺类化合物占所述改性膜层的总质量的0.01-3％。

可选地，所述有机胺类化合物的相对分子量≥1000。

可选地，所述改性膜层的厚度为5-70μm。

可选地，所述有机胺类化合物由不同类型的化合物复配而成，或者由同一类型不同分子结构的化合物复配而成。

可选地，所述改性膜层的硬度为20D-75D，断裂伸长率≥500％。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种发声装置。该发声装置包括上述振膜。

根据本公开的一个实施例，该振膜具有良好的阻尼性、抗热老化、抗光老化性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施例的单层结构的振膜的剖视图。

图2-3是根据本发明的一个实施例的三层结构的振膜的剖视图。

图4是根据本发明的一个实施例的五层结构的振膜的剖视图。

附图标记说明：

11：改性膜层；12：阻尼胶层；13：普通热塑性聚酯弹性体层。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种用于发声装置的振膜。如图1所述，该振膜包括由有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的改性膜层11。其中，有机胺类化合物包括聚酰胺类化合物、芳香仲胺类化合物、受阻胺类化合物中的一种或多种。改性是指在材料制备过程中将有机胺类化合物添加到热塑性聚酯弹性体材料中，并混合均匀。有机胺类化合物与热塑性聚酯弹性体材料发生反应。

在该例子中，有机胺类化合物中的胺基易与热塑性聚酯弹性体中的酯键，以氢键或范德华力等形式进行结合。再加上有机胺类化合物的分子量适中。这样，当改性膜层受外力作用时，该部分分子间作用力可以消耗外力，抑制材料的形变。与未改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的膜层相比，该改性膜层具有更加优良的阻尼特性、高回弹性和耐老化性能。

此外，有机胺类化合物中的胺基可被热塑性聚酯弹性体因光或热产生的氢过氧化物所氧化，转变为NO·基团。NO·基团与材料降解过程产生的R·、RO·、ROO·等活性基团反应，以使活性基团转变为稳定的化合物。其中R为碳氢基团。

在一个例子中，有机胺类化合物由不同类型的化合物复配而成，或者由同一类型不同分子结构的化合物复配而成。

例如，有机胺类化合物由聚酰胺类化合物、芳香仲胺类化合物、受阻胺类化合物中的多种复配而成；或者由上述任意一类中不同分子结构的化合物复配而成。不同的有机胺类化合物作用机理、应用效果存在差异。上述复配的方式能够充分发挥各个组分件的协同作用，显著提高改性膜层的抗光老化和抗热老化效果。

有机胺类化合物的熔点过低(例如，低于80℃)则容易向热塑性聚酯弹性体的表面迁移，从而造成有机胺类化合物的损失，对热塑性聚酯弹性体的改性效果差，并且在加工过程中的稳定性低。有机胺类化合物的熔点过高(例如，高于220℃)则加工时与热塑性聚酯弹性体的相容性差，不易分散均匀。优选地，有机胺类化合物的熔点为80-220℃。该温度范围内，有机胺类化合物在热塑性聚酯弹性体中分散均匀并且不易向表面迁移。

在一个例子中，有机胺类化合物的相对分子量≥1000。在该范围内，有机胺类化合物不易迁移至改性膜层的表面，这使得材料的改性效果更加优良。

在一个例子中，提供了一种制作改性膜层11的方法。其中，在制作时，首先，向热塑性聚酯弹性体原料中加入设定质量的有机胺类化合物，并进行共混、造粒。在共混过程中，有机胺类化合物与热塑性聚酯弹性体原料充分混合，以进行改性。

然后，将颗粒料熔融。

接下来，可以是，直接将熔融态的原料注塑到模具中，以形成具有设定形状的改性膜层11。也可以是，采用挤出流延等方式先将熔融态的原料制备成薄膜材料；然后，通过裁剪、热压等方式形成具有设定形状的改性膜层11。

在该例子中，通过有机胺类化合物的改性，该振膜可以兼顾改性前良好的刚性、弹性，同时阻尼性能得到提升。由于阻尼性能的提升，发声装置的音质更优，振动过程中振膜的抗偏振能力得到提升。此外，该振膜的抗热老化性能、抗光老化性能显著地提高。在长时间、大振幅工作条件下，振膜仍能够保持结构稳定。

此外，该振膜的不易出现破裂、破损、塌陷等现象，防水效果良好。

优选地，改性膜层11的硬度能够达到20D-75D。设置有该改性膜层的振膜弹性优良、刚度强、耐用性良好。

优选地，断裂伸长率大于或等于500％。设置有该改性膜层的振膜柔韧性良好、弹性优良、耐用性良好。

该振膜可以是单层结构，即由一层改性膜层11制备而成；也可以是由改性膜层11与其他膜层复合而成。其他膜层包括阻尼胶层12、普通热塑性聚酯弹性体层13等。普通热塑性聚酯弹性体层是指未经过有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的膜层。根据实际需要，振膜可以为平面形结构或者折环形结构。

有机胺类化合物的用量越多(例如，高于3％)，由于所添加的有机胺类化合物的分子量低于热塑性聚酯弹性体材料，故添加量过多会导致改性膜层的刚度降低明显，尺寸稳定性降低。有机胺类化合物的用量越少(例如，低于0.01％时)，则无法保证该化合物分散的均匀性，同时改性效果不明显。

在一个例子中，有机胺类化合物占改性膜层11的总质量的0.01-3％。该比例范围内，改性膜层11的抗热老化、抗光老化的性能良好，并且兼具良好的弹性、结构稳定性等性能。

此外，振膜的制作成本较低。

进一步地，有机胺类化合物占改性膜层11的总质量的0.1-1.5％。该比例范围内，改性膜层11的综合性能更加优良。

在一个例子中，振膜还包括阻尼胶层12。阻尼胶层12与改性膜层11复合在一起。阻尼胶层12作为振膜的中间层。

阻尼胶层12具有粘性，能与改性膜层11或者其他膜层直接粘结在一起，以形成复合振膜。

此外，阻尼胶层12具有良好的阻尼性能，能够吸收振动时的噪音，起到降噪的作用，提升发声装置的听音效果。

例如，阻尼胶层12的材质包括丙烯酸类阻尼胶、有机硅类阻尼胶、聚氨酯类阻尼胶、环氧类阻尼胶中的至少一种。上述材料均具有良好的阻尼特性，并且与改性膜层11或者其他膜层的粘结效果良好，形成的振膜的耐用性良好。

上述材料可以单独作为阻尼胶层12使用；也可以是，多种材料混合在一起以形成复合的阻尼胶层12。

当然，阻尼胶层12的材料不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在一个例子中，如图2所示，振膜包括两个改性膜层11和一个阻尼胶层12。阻尼胶层12与两个改性膜层11直接粘结在一起。阻尼胶层12位于两个改性膜层11之间。

在该例子中，两个改性膜层11分别作为上、下表层。两个改性膜层11的厚度可以相同也可以不同。改性膜层11的厚度为5-70μm。进一步优选地，改性膜层11的厚度为10-50μm。阻尼胶层12的厚度为1-35μm。该振膜兼具良好的阻尼性能、抗热老化、抗光老化性能，并且防水性能优良。

在一个例子中，如图3所示，振膜包括一个改性膜层11和一个普通热塑性聚酯弹性体层13。普通热塑性聚酯弹性体层13是指未经有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体层。阻尼胶层12、改性膜层11和普通热塑性聚酯弹性体层13直接粘结在一起。

在该例子中，改性膜层11和普通热塑性聚酯弹性体层13分别作为上、下表层。改性膜层11和普通热塑性聚酯弹性体膜层的厚度为5-70μm。进一步优选地，两种膜层的厚度为10-50μm。两种膜层的厚度可以相同也可以不同。阻尼胶层12的厚度为1-35μm。阻尼胶层12位于改性膜层11和普通热塑性聚酯弹性体层13之间。这种振膜兼具各种膜层的特性，例如弹性、阻尼性、刚度等，并且该振膜的厚度可以做的更薄。

本领域技术人员可以通过调整改性膜层11的有机胺类化合物的种类和用量对振膜的顺性和回弹性进行调配。

在一个例子中，如图4所示，振膜包括三个热塑性聚酯弹性体层和两个阻尼胶层12。两个阻尼胶层12间隔设置在三个热塑性聚酯弹性体层之间。三个热塑性聚酯弹性体层中的至少一个为改性膜层11。

例如，三个热塑性聚酯弹性体层均为改性膜层11；或者作为上、下表层的两个膜层为改性膜层11，中间层为普通热塑性聚酯弹性体层13；或者其中一个表层和中间层为改性膜层11，另一个表层为普通热塑性聚酯弹性体层13。热塑性聚酯弹性体层的厚度为10-50μm，阻尼胶层12的厚度为1-35μm。该振膜兼具良好的抗热老化性、抗光老化性、结构稳定性、防水性。

当然，振膜的复合形式不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

实施例1：

在该实施例中，制作振膜的材料以及用于改性的有机胺类化合物见表1。

化合物名称	质量含量/％
		热塑性聚酯弹性体	98.95
GW-944Z	1
		其他助剂	0.05

表1

其中，GW-944Z为一种受阻胺类有机胺类化合物，其他助剂例如KY1010、UV-327等助剂。

各种材料按照上述比例进行共混后，并进行造粒。接下来采用挤出流延的方式生产出所需厚度的薄膜材料。

实施例2：

在该实施例中，制作振膜的材料以及用于改性的有机胺类化合物见表2。

化合物名称	质量含量/％
		热塑性聚酯弹性体	98.5
聚酰胺	1.5

表2

各种材料按照上述比例进行共混后，并进行造粒。接下来采用挤出流延的方式生产出所需厚度的薄膜材料。该厚度与实施例1的薄膜材料的厚度相同。

对比例：

为了进行对比，采用未添加有机胺类化合物的热塑性聚酯弹性体材料制成空白样的薄膜材料。空白样的薄膜材料的厚度与实施例1和实施例2的薄膜材料的厚度相同。

性能测试：

(1)断裂伸长率：

三种薄膜材料在热老化条件为140℃的恒温环境中静置两周。对热老化前和热老化后的薄膜材料的断裂伸长率进行测试。测试结果见表3。

表3

由表3的测试结果可知，空白样的薄膜材料在热老化后的断裂伸长率相对于热老化前显著降低。实施例1和实施例2的薄膜材料在进行热老化后的断裂伸长率与进行热老化前变化较小。这表明经有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的薄膜材料具有良好的韧性和抗热老化性能。

(2)可靠性：

上述空白样、实施例1和实施例2的薄膜材料，采用热压成型的方式制备得到振膜。振膜为折环振膜。将三种振膜分别组装到完整的扬声器单体中。三种扬声器单体在相同的功率和工作环境下测试。每种振膜取50个样品进行测试，工作时间为100小时。对扬声器单体在测试开始阶段和工作100小时后的听音良率进行测试。三种扬声器单体的振膜周围的温度均高于130℃。测试结果见表4。

表4

由表4的测试结果可知，空白样的振膜在可靠性测试后的听音良率仅为40％。实施例1和实施例2的振膜在可靠性测试前和可靠性测试后的听音良率均较好，达到100％听音良率。可见，本公开实施例的振膜具有良好的可靠性。

当然，有机胺类化合物的复配方式不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种发声装置。例如，发声装置为扬声器单体、耳机等。该发声装置包括上述振膜。

具体地，发声装置包括振动系统和磁路系统。振动系统包括音圈和上述振膜。音圈的一端与振膜的中心部固定连接。磁路系统用于形成磁间隙。音圈的另一端插入磁间隙中。

该发声装置具有听音效果好、可靠性良好、防水性良好的特点。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种用于发声装置的振膜，包括由有机胺类化合物改性的热塑性聚酯弹性体材料制成的改性膜层，其中，所述有机胺类化合物包括聚酰胺类化合物、芳香仲胺类化合物、受阻胺类化合物中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的振膜，其中，还包括阻尼胶层，所述阻尼胶层与所述改性膜层复合在一起，所述阻尼胶层作为所述振膜的中间层。

3.根据权利要求2所述的振膜，其中，包括两个所述改性膜层和一个所述阻尼胶层，所述阻尼胶层与两个所述改性膜层直接粘结在一起，所述阻尼胶层位于两个所述改性膜层之间。

4.根据权利要求2所述的振膜，其中，包括一个所述改性膜层和一个普通热塑性聚酯弹性体层，所述阻尼胶层、所述改性膜层和所述普通热塑性聚酯弹性体层直接粘结在一起，所述阻尼胶层位于所述改性膜层和所述普通热塑性聚酯弹性体层之间。

5.根据权利要求2所述的振膜，其中，包括三个热塑性聚酯弹性体层和两个所述阻尼胶层，两个所述阻尼胶层间隔设置在三个所述热塑性聚酯弹性体层之间，三个所述热塑性聚酯弹性体层中的至少一个为所述改性膜层。

6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的振膜，其中，所述有机胺类化合物占所述改性膜层的总质量的0.01-3％。

7.根据权利要求1-5中的任意一项所述的振膜，其中，所述有机胺类化合物的相对分子量≥1000。

8.根据权利要求1-5中的任意一项所述的振膜，其中，所述改性膜层的厚度为5-70μm。

9.根据权利要求1-5中的任意一项所述的振膜，其中，所述有机胺类化合物由不同类型的化合物复配而成，或者由同一类型不同分子结构的化合物复配而成。

10.根据权利要求1-5中的任意一项所述的振膜，其中，所述改性膜层的硬度为20D-75D，断裂伸长率≥500％。

11.一种发声装置，其中，包括如权利要求1-10中的任意一项所述的振膜。