CN110677783A - 一种发泡体材料、振动板以及扬声器 - Google Patents

一种发泡体材料、振动板以及扬声器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发泡体材料、振动板以及扬声器。所述发泡体材料包括发泡体基材层和设置在所述发泡体基材层至少一个表面上的最外层；其中，所述最外层通过化学气相沉积方法沉积在所述发泡体基材层的表面上；所述最外层的材质为聚对二甲苯、聚一氯对二甲苯、聚二氯对二甲苯中的至少一种。本发明的一个技术效果在于：能使形成的发泡体材料具有较高的强度、较高的致密性以及优异的疏水性能。

Description

一种发泡体材料、振动板以及扬声器
技术领域
本发明涉及电声产品技术领域，更具体地，本发明涉及一种发泡体材料、振动板以及扬声器。
背景技术
微型扬声器是便携式电子设备中的重要声学部件，主要用于完成电信号与声音信号之间的转换，属于一种能量转换器件。现有的微型扬声器通常包括有磁路系统和振动系统，其中的振动系统包括振动板和音圈等部件。
目前，应用于扬声器中的振动板，其通常是采用复合材料制作而成的。而在制作振动板的材料中，通常要用到PI泡沫材料、PMI泡沫材料或聚酯泡沫材料等普通泡沫材料。上述的这些泡沫材料均具有均匀分散的微小泡孔，其密度较低，强度(模量)比较小。普通泡沫材料的多孔结构虽然具有良好的吸音性能和较低的密度，但也使得材料极易吸水。吸水后会导致材料的质量增加，模量降低，模量密度比E/ρ降低，从而会造成频响曲线(FR)变差，所以上述普通泡沫材料无法单独作为微型扬声器的振动板使用。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种发泡体材料、振动板以及扬声器的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种发泡体材料，包括发泡体基材层和设置在所述发泡体基材层至少一个表面上的最外层；
其中，所述最外层通过化学气相沉积方法沉积在所述发泡体基材层的表面上；所述最外层的材质为聚对二甲苯、聚一氯对二甲苯、聚二氯对二甲苯中的至少一种。
可选地，所述发泡体基材层的材质为PI泡沫材料、PMI泡沫材料、聚酯泡沫材料中的任意一种。
可选地，所述发泡体基材层的厚度为100-350μm。
可选地，所述发泡体基材层的模量为100MPa-300MPa，所述发泡体基材层的泡孔直径大于20μm，所述发泡体基材层的模量密度比E/ρ为1000-1500MPa/(g/cm3)。
可选地，所述最外层的厚度为10-40μm。
可选地，所述化学气相沉积方法的参数包括：温度为40-60℃，沉积速率为1μm/h。
可选地，所述发泡体材料的模量为400MPa-2000Mpa，所述发泡体材料的模量密度比E/ρ为1600-2500MPa/(g/cm3)，所述发泡体材料的吸水率不大于0.5％。
根据本发明的第二方面，提供了一种振动板。该振动板采用如上所述的发泡体材料制作而成。
根据本发明的第三方面，提供了一种扬声器。该扬声器包括磁路系统和振动系统；其中，所述振动系统包括振动元件，所述振动元件包括振膜和如上所述的振动板，所述振动板固定设置在所述振膜的中部位置。
可选地，所述振动板为平板结构；或者是，所述振动板上形成有凸起结构。
本发明实施例提供的发泡体材料，其是采用化学气相沉积方法将含有刚性、柔性和疏水性基团的材料在普通泡沫材料表面沿泡孔壁沉积，以在其上形成一层最外层，从而能够使形成的发泡体材料具有较高的强度、较高的致密性以及优异的防水性能等。本发明的发泡体材料可适用于制作扬声器内的振动板，有助于提高扬声器的声学性能。本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
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是根据本公开的一个实施例的发泡体材料的结构示意图。
图2是根据本公开的一个实施例的振动元件的结构示意图。
图3是根据本公开的另一个实施例的振动元件的结构示意图。
图4是普通泡沫材料和本发明实施例提供的发泡体材料的频响曲线(FR)对比图。
附图标记说明：
1-振动板；11-发泡体基材层；12-最外层；2-振膜。
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。
本发明实施例提供了一种发泡体材料，该发泡体材料的制作工艺较为简单，且制作成本较低。该发泡体材料经改性后模量大幅度增加，具有高模量比，优异的疏水性和防水性能，表面具有高致密性。该发泡体材料可用于制作例如微型扬声器中的振动板等元件，有助于提高微型扬声器的声学性能。
本发明实施例提供的一种发泡体材料，如图1所示，其包括发泡体基材层11，以及设置在所述发泡体基材层11至少一个表面上的最外层12。其中，所述最外层12通过化学气相沉积方法(CVD)沉积在所述发泡体基材层11的表面上。并且，所述最外层12的材质例如为聚对二甲苯、聚一氯对二甲苯、聚二氯对二甲苯中的至少一种。
在本发明中，可以采用普通泡沫材料作为发泡体基材层11，并使用化学气相沉积方法(CVD)在该发泡体基材层11的表面上沉积了一层最外层12。需要说明的是，可以仅在发泡体基材层11的一个表面上沉积最外层12，当然也可以在发泡体基材层11的两个表面上分别沉积最外层12，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，本发明对此不作限制。当在发泡体基材层11的两个表面上分别沉积最外层12的时候，最外层12能将发泡体基材层11更好的包裹起来，从而能对发泡体基材层11进行更为有效的保护，使得该发泡体材料具有强度高、致密性好和疏水性优良的特点。
在本发明中，所述最外层12采用的材料为聚对二甲苯、聚一氯对二甲苯、聚二氯对二甲苯中的至少一种。而通过化学气相沉积方法，可以使发泡体基材层11的材料与最外层12的材料之间发生化学反应，有了最外层12的参与，相当于在取代基位置引入疏水性基团，此时具有大量的苯环结构，可大幅度提高材料的刚性、模量、耐热性以及防水性。
本发明中采用了化学气相沉积方法，无需额外使用胶黏剂，通过化学反应可以使发泡体基材层11与最外层12之间形成化学键，从而使发泡体基材层11与最外层12之间具有良好的结合力，可以有效避免二者因受外力作用而发生彼此分离的现象。
本发明的发泡体材料为多层复合结构，最外层12直接结合在发泡体基材层11的表面上，由于最外层12的材料本身具有较高的模量、较好的疏水性以及较高的致密性，这使得制备出的发泡体材料不仅具有良好的防水性能，还在模量上会有大幅度的提升。本发明的发泡体材料可用于制作扬声器的振动板，具有较好的声学性能。
本发明的发泡体基材层11采用普通泡沫材料制成。例如可以是PI泡沫材料、PMI泡沫材料、聚酯泡沫材料中的任意一种。这些泡沫材料容易获得，不会给生产加工带来难度。并且，这些泡沫材料均为多孔结构，具有良好的吸音性能。
本发明的发泡体基材层11的厚度例如可以控制在100μm-350μm。若发泡体基材层11的厚度过厚，则会导致其模量增加，重量增加，不利于振动。若发泡体基材层11的厚度过薄则模量不足，也不易在其上沉积最外层12，且在振动中很容易产生破裂、断裂等现象。因此，对于发泡体基材层11的厚度应当合理的进行控制。
本发明的发泡体基材层11的模量为100MPa-300MPa，所述发泡体基材层11的泡孔直径大于20μm，所述发泡体基材层11的模量密度比E/ρ为1000-1500MPa/(g/cm3)。本发明的发泡体基材层11具有一定的强度，且质量较轻，具有良好的吸音性能。
本发明的最外层12的厚度可以根据发泡体基材层11的厚度进行合理选择。具体来说，综合考虑模量和密度的比值，对于最外层12的厚度可以按照发泡体基材层11厚度的0.1-0.3倍进行选择。此时，当将最外层12沉积在发泡体基材层11的表面上时，最外层12能对发泡体基材层11起到良好的保护作用，可以阻止发泡体基材层11吸水。
在本发明一个可选的例子中，最外层12的厚度可以控制为10μm-40μm。此时，最外层12可以稳定的附着在发泡体基材层11的表面上，且不会使制得的发泡体材料的厚度过厚。能使制备出的发泡体材料具有高模量比以及防水性能优异的特点。
本发明中，采用的是化学气相沉积方法将最外层12沉积在发泡体基材层11的表面上。实际上，在整个化学气相沉积的过程中需要合理控制工艺条件，才能使发泡体基材层11与最外层12牢固、稳定的结合在一起。
在本发明一个可选的例子中，化学气相沉积实施过程中需满足的条件为：-0.1MPa真空干燥环境，温度为40℃-60℃，沉积时沉积速率控制为1μm/h。其中，最外层12的材料可以为聚对二甲苯、聚一氯对二甲苯、聚二氯对二甲苯中的一种或者多种的混合物。本领域技术人员可以根据实际需要灵活的对化学气相沉积条件进行调整，本发明对此不作限制。
本发明的发泡体材料，其具有高强度、高致密性以及良好的防水性、疏水性等诸多优点。具体来说：该发泡体材料的模量可以达到400MPa-2000Mpa，较普通泡沫材料而言，其模量明显有很大程度的提高。该发泡体材料的模量密度比E/ρ为1600-2500MPa/(g/cm3)。并且，经测试可知，该发泡体材料的吸水率仅为0％-0.5％，即吸水率不大于0.5％。可见，通过设置最外层12可以使制成的发泡体材料几乎不吸水、不吸潮。
参考图4所示，图4中的实线曲线为本发明的发泡材料的频响曲线(FR曲线)，而虚线曲线为普通泡沫材料(例如，单纯的PI泡沫材料、PMI泡沫材料、聚酯泡沫材料)的频响曲线(FR曲线)。二者经对比可知：本发明的发泡体材料相比于普通泡沫材料，其具有更高的灵敏度，并且在高频性能方面也表现的更为良好。
另一方面，本发明实施例还提供了一种振动板。所述振动板采用如上所述的发泡体材料制作而成。
基于本发明的发泡体材料的性能特点，可以使制成的振动板具有良好的防水性能，以及较高的模量。振动板不易吸收水分，能有效防止振动板因吸水而出现质量变重的现象。并且，采用该发泡体材料制作的振动板具有良好的声学性能。该振动板非常适合应用于扬声器等发声装置中，应用范围较广。
采用本发明的发泡体材料制作振动板时，可以采用热压工艺。在制作的过程中，可以采用一次性热压成型，也可以采用多次热压成型，本领域技术人员可以根据实际需要，灵活选择热压成型的次数，本发明对此不作限制。
本发明的振动板1，其整体可以为平板结构。该结构较为简单、加工制作起来非常方便。当然，本发明的振动板1也可以是具有预定形状的立体振动板。例如，在振动板1上形成有凸起结构，该凸起结构的纵截面可以呈弧形，也可以呈倒梯形或者矩形等，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，对此不作限制。此外，关于振动板1上凸起结构的高度也可以根据需要灵活调整，对此不作限制。
又一方面，本发明还提供了一种扬声器。该扬声器包括磁路系统和振动系统。其中，所述振动系统包括振动元件。如图2和图3所示，所述振动元件包括振膜2和如上所述的振动板1，且所述振动板1固定设置在所述振膜2的中部位置。
振动板1可以采用胶粘剂粘接在振膜2的中部位置，以使二者可以紧密、牢固的结合在一起。其中，胶粘剂例如可以是胶水或者双面胶带，对此不作限。
在本发明一个可选的例子中，如图2所示，振动元件的结构为：振动板1整体为平板结构，振动板1直接粘接在振膜2的中部位置，振动板1与振膜2牢固的结合在一起。
在本发明另一个可选的例子中，如图3所示，振动元件的结构为：振动板1的中部设置有凸起结构，在振膜2的中部位置形成敞开区域，振动板1的边缘与振膜2粘接在一起，且振动板1上的凸起结构穿过振膜2的敞开区域。本实施例中，在振动板1上形成了凸起结构，将其与振膜2结合后，可以提高整个振动元件的强度。
本发明的振膜2，其材质可以为工程塑料(例如：peek、par)，弹性体材料(例如：tpu、tpee、硅橡胶等)、胶膜(例如：丙烯酸酯类胶、有机硅类胶等)中的任意一种或者多种材料复合而成。此外，振膜2的厚度可以控制在20μm-500μm之间。振膜2可以采用一层或者多层材料组成。
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 (10)

1.一种发泡体材料，其特征在于：包括发泡体基材层和设置在所述发泡体基材层至少一个表面上的最外层；
其中，所述最外层通过化学气相沉积方法沉积在所述发泡体基材层的表面上；所述最外层的材质为聚对二甲苯、聚一氯对二甲苯、聚二氯对二甲苯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的发泡体材料，其特征在于：所述发泡体基材层的材质为PI泡沫材料、PMI泡沫材料、聚酯泡沫材料中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的发泡体材料，其特征在于：所述发泡体基材层的厚度为100-350μm。
4.根据权利要求1所述的发泡体材料，其特征在于：所述发泡体基材层的模量为100MPa-300MPa，所述发泡体基材层的泡孔直径大于20μm，所述发泡体基材层的模量密度比E/ρ为1000-1500MPa/(g/cm3)。
5.根据权利要求1所述的发泡体材料，其特征在于：所述最外层的厚度为10-40μm。
6.根据权利要求1所述的发泡体材料，其特征在于：所述化学气相沉积方法的参数包括：温度为40-60℃，沉积速率为1μm/h。
7.根据权利要求1所述的发泡体材料，其特征在于：所述发泡体材料的模量为400MPa-2000Mpa，所述发泡体材料的模量密度比E/ρ为1600-2500MPa/(g/cm3)，所述发泡体材料的吸水率不大于0.5％。
8.一种振动板，其特征在于：采用如权利要求1-7任意一项所述的发泡体材料制作而成。
9.一种扬声器，其特征在于：包括磁路系统和振动系统；
其中，所述振动系统包括振动元件，所述振动元件包括振膜和如权利要求8所述的振动板，所述振动板固定设置在所述振膜的中部位置。
10.根据权利要求9所述的扬声器，其特征在于：所述振动板为平板结构；或者是，
所述振动板上形成有凸起结构。
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