CN112399310A - 扬声器振膜和扬声器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扬声器振膜和扬声器，所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料；发泡液晶高分子材料是聚酯类物质、聚酰胺类、聚硅氧烷类物质，基于发泡液晶高分子材料制成扬声器振膜，使得安装了该扬声器振膜的扬声器具有更好的中、高频响应性能。

Description

扬声器振膜和扬声器
技术领域
本发明涉及声电产品技术领域，尤其涉及一种扬声器振膜和扬声器。
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，是一种能量转换器件。
当前扬声器振膜中的振动板的材质主要为工程塑料类、金属箔类材料。但这些材料密度相对较大，使得扬声器中、高频性能较差。
发明内容
本发明提供一种扬声器振膜和扬声器，旨在提高扬声器的中、高频性能。
为实现上述目的，本发明提供一种扬声器振膜，所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，所述扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料；
所述发泡液晶高分子材料的密度为0.2g/cm3-0.9g/cm3。
可选地，所述发泡液晶高分子材料包括聚酯类物质、聚酰胺类、聚硅氧烷类物质。
可选地，所述扬声器振膜中的所述振动板的材料为所述发泡液晶高分子材料，所述振膜本体与所述振动板通过粘接的方式成型或者一体热压成型。
可选地，将所述发泡液晶高分子材料制成所述振动板或所述扬声器振膜的工艺包括气压成型、模压成型、模切。
可选地，所述振膜本体包括依次连接的中心部、折环部和边缘部；
所述振动板是平板结构和/或凸包结构，所述振动板结合于所述中心部。
可选地，所述发泡液晶高分子材料的厚度为0.02mm-1mm。
可选地，所述发泡液晶高分子材料的拉伸模量为300MPa-15000MPa。
可选地，所述发泡液晶高分子材料的泡孔状态为闭孔状态或半闭孔状态，所述泡孔的直径为1μm-100μm。
可选地，所述发泡液晶高分子材料的发泡工艺是物理发泡工艺或化学发泡工艺。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种扬声器，所述扬声器包括如上所述的扬声器振膜。
相比现有技术，本发明提供一种扬声器振膜和扬声器，所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，所述扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料；所述发泡液晶高分子材料的密度为0.2g/cm3-0.9g/cm3；基于所述发泡液晶高分子材料制成扬声器振膜，使得安装了该扬声器振膜的扬声器具有更好的中、高频响应性能。
附图说明
图1是本发明一实施例涉及的扬声器振膜第一结构示意图；
图2是本发明一实施例涉及的扬声器振膜第二结构示意图；
图3是本发明一实施例涉及的频响曲线。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 振动板 2 振膜本体
21 中心部 22 折环部
23 边缘部
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例涉及一种扬声器振膜，所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，所述扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料，发泡液晶高分子材料的密度为0.2g/cm3-0.9g/cm3。
可选地，发泡液晶高分子材料是聚酯类、聚酰胺类、聚硅氧烷类等。
聚酯液晶高分子材料大分子链上含有大量的芳环和酯基。大分子链上的芳香环结构刚性大，分子链间的相互作用力较强，分子链运动受阻，因此，液晶聚酯具有较高的玻璃化转变温度，材料热稳定性好。由于以芳香族为主链的聚酯液晶高分子材料在凝固后，大分子链沿同一方向规则排列，因此具有超高的机械强度，表现出高强度高模量的特性。由于高度的取向，在取向方向的热膨胀系数可达到金属的水平，在加工成形过程中不收缩或收缩很小，保证了产品的尺寸稳定性。
液晶聚酰胺包括全芳香族聚酰胺和半芳族聚酰胺，芳香族聚酰胺液晶高分子是以芳香族单体:对氨基苯甲酰胺(BA)、对苯二甲酰氯(TPC)、对苯二胺(PDA)等为主要原料经缩聚制得。液晶聚酰胺具有大分子链完全伸直的结晶结构，分子链具有较大的刚性，在纵向有很高的抗拉强度及杨氏模量。同时，分子链中大量存在的酰胺基团，使得分子链之间产生大量的氢键，液晶聚酰胺在横向上也具有较高的机械性能。
聚硅氧烷液晶高分子是以聚硅氧烷高聚物或齐聚物作为主链，小分子液晶作为刚性单元的，具有液晶特征的结构。聚硅氧烷液晶高分子主链为Si-O-Si结构，侧链含有Si-C或者C-C键，兼具有机及无机材料的特性，具有较高的耐温性、耐老化性。
相比于现有技术中扬声器振膜使用的常规发泡材料，发泡液晶高材料的分子中含有大量的苯环、酯环等刚性结构，且本实施例提供的发泡液晶高分子材料的密度为0.2g/cm3-0.9g/cm3，由此发泡液晶高分子材料制得的扬声器振膜具有质量轻、模量高、强度大、耐高温、热膨胀系数小等优异性能。
所述发泡液晶高分子材料的发泡工艺是物理发泡工艺或化学发泡工艺。
物理发泡工艺就是利用物理的方法来使所述发泡液晶高分子材料发泡，一般有三种方法：(1)先将惰性气体在压力下溶于发泡液晶高分子材料熔体或糊状物中，再经过减压释放出气体，从而在发泡液晶高分子材料中形成气孔而发泡；(2)通过对溶入发泡液晶高分子材料熔体中的低沸点液体进行蒸发使之汽化而发泡；(3)在发泡液晶高分子材料中添加空心球而形成发泡液晶高分子而发泡。物理发泡工艺所用的物理发泡剂成本相对较低，尤其是二氧化碳和氮气的成本低，又能阻燃、无污染，因此应用价值较高；而且物理发泡剂发泡后无残余物，对发泡塑料性能的影响不大。
化学发泡工艺是利用化学方法产生气体来使发泡液晶高分子材料发泡：对加入发泡液晶高分子材料中的化学发泡剂进行加热使之分解释放出气体而发泡；其中发泡剂包括碳酸盐、偶氮化合物、亚硝基化合物、酰肼类化合物。另外也可以利用发泡液晶高分子材料组分之间相互发生化学反应释放出的气体而发泡。化学发泡或者物理发泡的发泡过程一般都是形成气泡核，气泡核膨胀，泡体固化定型。
所述发泡液晶高分子材料的厚度为0.02mm-1mm，优选厚度为0.02mm-0.3mm。可以理解地，所述发泡液晶高分子材料的厚度太厚会使得振动板的厚度大，进而使得安装了该扬声器振膜的扬声器振膜的厚度也增加，进而会导致使用了该振膜的扬声器的振动空间减小。若所述发泡液晶高分子材料的厚度太薄，则整体强度较低，容易产生破膜、断裂等现象。例如，在实际生产中将厚度设为0.1mm。
进一步地，若发泡液晶高分子材料的密度过大，会使得扬声器振膜的质量过高，密度过小，振膜刚性不足，均不利于振动。例如在实际生产时将所述发泡液晶高分子材料的密度设为0.6g/cm3。由此可以提升扬声器振膜的灵敏度。
所述发泡液晶高分子材料的拉伸模量为300MPa-15000MPa，优选拉伸模量为1000MPa-10000MPa。例如，拉伸模量可以是1600MPa。其中，所述拉伸模量(TensileModulus)是指材料在拉伸时的弹性。其值为将材料沿中心轴方向拉伸单位长度所需的力与其横截面积的比。因此，利用所述发泡液晶高分子材料制得的扬声器振膜具有较好的弹性。
所述发泡液晶高分子材料的泡孔状态为闭孔状态或半闭孔状态，所述泡孔的直径为1μm-100μm，其中，闭孔状态是较优状态。闭孔状态的所述发泡液晶高分子材料中几乎所有的泡孔都被完整的孔壁围住，泡孔之间互不连通。用闭孔状态的所述发泡液晶高分子材料制成的扬声器振膜具有很好的振动效果。
本实施例提供的所述发泡液晶高分子材料具有密度小，比模量大的优势，采用此类材料的扬声器具有较高的灵敏度。与普通工程塑料相比，发泡液晶高分子材料分子链中的芳环，使其分子链具有较大的刚性及分子间作用力，材料表现出优异的强度，模量等力学性能，同时具有优异的耐温性。通过材料厚度及密度的调节，可使扬声器获得优异的中高频性能。
所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，所述扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料。可选地，扬声器振膜中的振动板的材料为发泡液晶高分子材料或者扬声器振膜中的振膜本体和振动板的材料均为发泡液晶高分子材料，振膜本体与振动板的成型方式是一体热压成型或者粘接结合。
本实施例，通过气压成型、热压成型、模切的工艺将所述发泡液晶高分子材料制成所述振动板或者所述扬声器振膜。气压成型和模压成型是利用热塑性材料为原料，将一定尺寸及固定形状的片料加热至软化状态，随后依靠外加压力使其贴近模具表面，最终获得与指定形状一致的产品。气压成型由于压力可控，对泡孔无机械压缩，为了保持泡孔形状和材料厚度可以选用所述气压成型的工艺。模切是直接将所述发泡液晶高分子材料裁切成指定形状。所述指定形状包括凸包和平板。所述凸包的纵截面可以呈弧形，也可以是倒梯形、三角形等。所述凸包的高度也可以根据需要具体设置。
本实施例中，所述振动板为凸包结构和/或平板结构。所述振膜本体的总厚度在0.05-0.5mm之间，密度在0.1-5g/cm3之间。
当扬声器振膜的振动板采用发泡液晶高分子材料时，所述振动板与所述振膜本体粘接成型。
其中，所述振膜本体为由工程塑料(如聚醚酮酮PEEK，聚芳酯PAR等)、弹性体材料(如热塑性聚氨酯弹性体TPU、热塑性聚酯弹性体TPEE、橡胶等)、胶膜(如丙烯酸酯类胶、有机硅类胶等)等中的一种或多种材料复合组成，厚度在0.01mm-0.5mm之间。所述振动板和与所述振膜本体的粘接方式如图1-图2所示，其中，图1是本发明一实施例涉及的扬声器振膜第一结构示意图；由图1可知，所述振膜本体包括1依次连接的中心部21、折环部22和边缘部23，所述振动板1的结构为平板结构，所述振动板1粘接在所述振膜2中心部21。图2是本发明一实施例涉及的扬声器振膜第二结构示意图；由图2可知，所述振动板的结构为凸包结构。实际应用中经常选用图2所示的结构。
还可以是一体热压成型。在模具中同时一体热压成型出所述振膜本体和所述振动板。一体热压成型的方式可节约成本、提高效率、降低可靠性失效风险、同时可提升振动板的一致性。
本发明还提供一种扬声器，所述扬声器包括扬声器振膜。
所述扬声器振膜的内部有大量泡孔，所述扬声器振膜密度较小，整体质量小，扬声器可获得较高的中、高频响应。同时，在质量一定的情况下，发泡液晶高分子材料材料厚度更大，扬声器振膜的整体阻尼更高，振动一致性更好，提高高频响应，并减轻分割振动，降低THD(Total Harmonic Distortion，总谐波失真)。
将本发明提供的发泡液晶高分子材料制成的扬声器振膜和现有技术扬声器振膜置于扬声器中，进行频响(Frequency Response，FR)测试，频响测试结果见图3，图3中实线是本发明扬声器振膜的FR曲线，图3中虚线是现有技术扬声器振膜的FR曲线，由图3可知，本发明扬声器振膜具有更好的中、高频响应性能，并且还具有更高的灵敏度。
相比现有技术，本发明提供一种扬声器振膜和扬声器，所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，所述扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料。基于所述发泡液晶高分子材料制成扬声器振膜，使得安装了该扬声器振膜的扬声器具有更好的中、高频响应性能。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种扬声器振膜，其特征在于，所述扬声器振膜包括振膜本体和振动板，所述扬声器振膜的材料包括发泡液晶高分子材料；
所述发泡液晶高分子材料的密度为0.2g/cm3-0.9g/cm3。
2.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述发泡液晶高分子材料包括聚酯类物质、聚酰胺类、聚硅氧烷类物质。
3.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述扬声器振膜中的所述振动板的材料为所述发泡液晶高分子材料，所述振膜本体与所述振动板通过粘接的方式成型或者一体热压成型。
4.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，将所述发泡液晶高分子材料制成所述振动板或所述扬声器振膜的工艺包括气压成型、模压成型、模切。
5.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述振膜本体包括依次连接的中心部、折环部和边缘部；
所述振动板是平板结构和/或凸包结构，所述振动板结合于所述中心部。
6.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述发泡液晶高分子材料的厚度为0.02mm-1mm。
7.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述发泡液晶高分子材料的拉伸模量为300MPa-15000MPa。
8.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述发泡液晶高分子材料的泡孔状态为闭孔状态或半闭孔状态，所述泡孔的直径为1μm-100μm。
9.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述发泡液晶高分子材料的发泡工艺是物理发泡工艺或化学发泡工艺。
10.一种扬声器，其特征在于，所述扬声器包括如权利要求1-9中任一项所述的扬声器振膜。
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