CN113473320B - 一种扬声器振膜和扬声器 - Google Patents

一种扬声器振膜和扬声器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及声电器件技术领域，具体而言，涉及一种扬声器振膜和扬声器。所述扬声器振膜包括向上凸起的封闭折环部，以及所述折环部围成的中心部；所述中心部具有平面结构或向上的凸起结构，所述中心部和所述折环部的制备原料不同；其中，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料；所述聚醚酮酮材料的制备原料包括对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯；所述对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比为5～100:5～100。该扬声器振膜具有加工温度低，Tg点高，耐温性能好，具有较大的使用温度范围，拉伸性能优异等优点，有利于节能降耗，环境适应能力强，能够改善扬声器的低频性能，并且不容易发生破膜。

Description

一种扬声器振膜和扬声器
技术领域
本发明涉及声电器件技术领域，具体而言，涉及一种扬声器振膜和扬声器。
背景技术
微型发声器因具有体积小、易携带等优点而被广泛应用于助听器、手机、笔记本电脑等便携性电子设备中。随着这些便携性电子设备的快速发展，人们对便携性电子设备的功能性要求越来越强，因此，应用于便携性电子设备中的微型发声器也随之快速发展。
专利号为CN104796843A的专利公开了以PEEK聚醚醚酮材料作为振膜的基础材料。但是，聚醚醚酮材料存在加工温度高、Tg点(玻璃化转变温度)低、拉伸性能较差等缺点，这不利于扬声器在小型化，大功率上的发展。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种扬声器振膜，所述的扬声器振膜通过采用具有优异性能的聚醚酮酮材料，使其具有加工温度低，Tg点高，耐温性能好，具有较大的使用温度范围，拉伸性能优异等优点，这样有利于节能降耗，环境适应能力强，能够改善扬声器的低频性能，并且这种振膜不容易发生破膜的现象。
本发明的第二目的在于提供一种所述的扬声器，该扬声器具有具有较大的使用温度范围，环境适应能力强，能够改善扬声器的低频性能，不易发生破膜。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种扬声器振膜，所述扬声器振膜包括向上凸起的封闭折环部，以及所述折环部围成的中心部；所述中心部具有平面结构或向上的凸起结构，所述中心部和所述折环部的制备原料不同；
其中，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料；
所述聚醚酮酮材料的制备原料包括对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯；
所述对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比为5～100:5～100。
本发明提供的扬声器振膜，具有加工温度低，Tg点高，耐温性能好，具有较大的使用温度范围，拉伸性能优异等优点，环境适应能力强，有利于节能降耗，能够改善扬声器的低频性能，并且这种振膜不容易发生破膜的现象。
振膜包括中心部和围绕所述中心部设置的折环部，其中，中心部负责振膜的高音性能，折环部负责振膜的低音性能。
优选地，所述中心部和所述折环部一体成型。
优选地，所述对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比为100:5、80:20、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80或5:100。
更优选地，所述对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比为60～80:20～40。还可以选择80:20、70:30或60:40。
对于上述摩尔比，80:20结晶速度快，70:30结晶速度适中，60:40结晶速度慢，PEKK的模量和拉伸强度会随着间苯二甲酰氯含量的增加而增加。
通过调节对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比，能够调节PEKK的结晶速率。
优选地，所述聚醚酮酮材料的制备原料还包括补强剂和填料。
所述补强剂和填料能够改善聚醚酮酮材料的拉伸强度和拉伸模量。
优选地，所述补强剂包括玻璃纤维、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少一种，更优选为玻璃纤维和碳纤维的两者混合。
其中，所述补强剂的添加量为对苯二甲酰氯与间苯二甲酰氯质量和的30％～50％。
优选地，所述填料包括滑石粉、云母、石英、硅钙石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、石灰、长石、硫酸钡、发泡剂、氧化锌、硫化锌、二氧化钛、氧化铁、铁锰氧化物、永磁合金、金属粉末、无机质中空微球、氧化钼、氮化硼、碳化硼、氮化铝和氟化钙中的至少一种。
优选地，所述聚醚酮酮材料的Tg点>160℃，更优选为161～163℃。
优选地，所述聚醚酮酮材料的密度为1.0～1.5g/cm3，更优选为1.2～1.35g/cm3。
优选地，所述聚醚酮酮材料的加工温度<385℃，更优选为350～380℃。
优选地，所述聚醚酮酮材料的拉伸模量>3.5GPa，更优选为≥3.9GPa。
优选地，所述聚醚酮酮材料的拉伸强度≥106MPa，更优选为≥110MPa。
该聚醚酮酮材料具有特定的Tg点、密度、加工温度、拉伸模量和拉伸强度，这有利于提高振膜的低音性能，同时，有利于提高振膜的耐温性能，使其对环境的适应能力更强，拉伸性能更强，采用该聚醚酮酮材料制备的振膜不易发生破膜。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层和至少一层基材层。
优选地，所述基材层所采用的材料包括热塑性聚氨酯弹性体TPU、动态硫化橡胶聚氨酯弹性体TPSIV、热塑性动态硫化橡胶聚酯聚醚弹性体、热塑性动态硫化橡胶聚醚尼龙弹性体、聚醚醚酮PEEK、聚醚酮酮PEKK、热塑性共聚酯弹性TPC、热塑性聚酰胺弹性体TPA、聚亚苯基砜PPSU、聚芳酯PAR、聚醚酰亚胺PEI、聚酰亚胺PI、聚苯硫醚PPS、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、热塑性动态硫化橡胶聚醚尼龙弹性体、三元乙丙橡胶和聚丙烯的共混物TPV-(EPDM+PP)、丁腈橡胶和聚丙烯的共混物TPV-(NBR+PP)、天然橡胶和聚丙烯的共混物TPV-(NR+PP)、环氧化天然橡胶和聚丙烯的共混物TPV-(ENR+PP)、丁基橡胶和聚丙烯的共混物TPV-(IIR+PP)、热塑性聚酰胺弹性体TPA、含有醚键和酯键软段的热塑性聚酰胺弹性体TPA-EE、含有聚酯软段的热塑性聚酰胺弹性体TPA-ES、含有聚醚软段的热塑性聚酰胺弹性体TPA-ET、热塑性聚苯乙烯弹性体TPS、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物TPS-SBS、聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物TPS-SEBS、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物TPS-SEPS、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物TPS-SIS、丁腈橡胶和聚氯乙烯的共混物TPZ-(NBR+PVC)和热塑性聚烯烃弹性体TPO中的至少一种。
优选地，所述折环部包括至少两层聚醚酮酮材料层和至少一层基材层。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层和至少两层基材层。
优选地，所述折环部包括至少两层聚醚酮酮材料层和至少两层基材层。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少一层基材层和至少一层胶层。
优选地，所述胶层所采用的胶粘剂包括硅胶胶粘剂、丙烯酸胶粘剂、聚氨酯胶粘剂和橡胶胶粘剂中的至少一种；更优选为硅胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少一层基材层和至少两层胶层。
优选地，所述折环部包括至少两层聚醚酮酮材料层、至少一层基材层和至少两层胶层。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少一层胶层。
优选地，所述折环部包括至少两层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少一层胶层。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少两层胶层。
优选地，所述折环部包括至少两层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少两层胶层。
优选地，所述折环部包括至少三层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少两层胶层。
优选地，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少三层胶层。
优选地，所述折环部包括至少两层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少三层胶层。
优选地，所述折环部包括至少三层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少三层胶层。
折环部的层结构也会影响振膜的性能。采用上述层结构有利于进一步提高振膜的性能。
本发明还提供了一种扬声器，包括如上所述的扬声器振膜。
该扬声器具有使用温度范围大，环境适应能力强，低频性能优异，不易发生破膜等优点。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的扬声器振膜，其加工温度低，有利于节能降耗；Tg点高，耐温性能好，具有较大的使用温度范围，环境适应能力强；拉伸性能优异；这些优异的综合性能可改善扬声器的低频性能，且这种振膜不易发生破膜。
(2)本发明提供的扬声器，具有具有使用温度范围大，环境适应能力强，低频性能优异，不易发生破膜等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的振膜结构的横截面图；
图2为本发明实施例2提供的折环部的结构示意图；
图3为本发明实施例3提供的折环部的结构示意图；
图4为本发明实施例4提供的折环部的结构示意图；
图5为本发明实施例5提供的折环部的结构示意图；
图6为本发明实施例6提供的折环部的结构示意图；
图7为本发明实施例7提供的折环部的结构示意图；
图8为本发明实施例8提供的折环部的结构示意图；
图9为本发明实施例9提供的折环部的结构示意图；
图10为本发明实施例10提供的折环部的结构示意图；
图11为本发明试验例提供的振膜的声压测试结果对比图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
图1为本发明提供的振膜结构的横截面图。从图1可以看出，扬声器振膜包括向上凸起的封闭折环部，以及，所述折环部围成的中心部；所述中心部具有平面结构或向上的凸起结构。其中，中心部负责高音性能，折环部负责低音性能。本发明侧重点在于对折环部材料和层状结构的改进，即提高了振膜低音性能。因为PEKK耐温高，模量大，在相同条件下，振膜会更薄，这样扬声器的响应速度会更快，对声音的解析更加准确。
本发明以下个实施例扬声器振膜中折环部所用的聚醚酮酮材料，其制备原料包括：对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、碳纤维和玻璃纤维。其中，对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯的摩尔比为70:30；碳纤维和玻璃纤维的总添加量为对苯二甲酰氯与间苯二甲酰氯质量和的40％。
实施例1
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为单层结构，该单层结构由聚醚酮酮材料构成。
对实施例1中的聚醚酮酮材料进行性能测定，结果如下：
挤出机温度350-380℃(ISO 527-1BA)；拉伸率6％-10％(ISO 527-1BA)；拉伸模量3.8-4.0GPa(ISO 527-1BA)；拉伸强度(X/Y，即横向和纵向)80-100MPa，拉伸强度(Z，即垂直XY方向)48-65MPa；Tg点160-165℃；密度1.29g/cm3。
实施例2
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为两层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层和一层基材层构成。该折环部的结构如图2所示。
其中，基材层所采用的材料为动态硫化橡胶聚氨酯弹性体TPSIV。
实施例3
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为三层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、一层基材层和一层胶层构成。该折环部的结构如图3所示，胶层为中间层，聚醚酮酮材料层和基材层分别为顶层和底层。
其中，基材层所采用的材料为热塑性聚酰胺弹性体TPA。
胶层所采用的胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
实施例4
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为四层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、一层基材层和两层胶层构成。该折环部的结构如图4所示，两层胶层为中间层，聚醚酮酮材料层和基材层分别为顶层和底层。
其中，基材层所采用的材料为热塑性聚氨酯弹性体TPU。
胶层所采用的胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
实施例5
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为四层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、两层基材层和一层胶层构成。该折环部的结构如图5所示，聚醚酮酮材料层和胶层为中间层，两层基材层分别为顶层和底层。
其中，两层基材层所采用的材料均为热塑性动态硫化橡胶聚酯聚醚弹性体。
胶层所采用的胶粘剂为硅胶胶粘剂。
实施例6
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为四层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、两层基材层和一层胶层构成。该折环部的结构如图6所示，一层胶层和一层基材层为中间层，另一层基材层和聚醚酮酮材料层分别为底层和顶层。
其中，两层基材层所采用的材料分别为热塑性动态硫化橡胶聚醚尼龙弹性体和热塑性动态硫化橡胶聚酯聚醚弹性体(底层)。
胶层所采用的胶粘剂为丙烯酸胶粘剂。
实施例7
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为五层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、两层基材层和两层胶层构成。该折环部的结构如图7所示，两层胶层和一层基材层为中间层(第二层胶层位于第一层胶层和第一层基材层之间)，另一层基材层(第二基材层)和聚醚酮酮材料层分别为底层和顶层。
其中，两层基材层所采用的材料均为热塑性共聚酯弹性TPC。
胶层所采用的胶粘剂为丙烯酸胶粘剂。
实施例8
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为五层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、两层基材层和两层胶层构成。该折环部的结构如图8所示，两层胶层和一层基材层为中间层(第一层基材层位于第一层胶层和第二层胶层之间)，另一层基材层(第二基材层)和聚醚酮酮材料层分别为底层和顶层。
其中，两层基材层所采用的材料分别为含有醚键和酯键软段的热塑性聚酰胺弹性体TPA-EE和含有聚酯软段的热塑性聚酰胺弹性体TPA-ES(第二基材层)。
胶层所采用的胶粘剂为橡胶胶粘剂。
实施例9
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为六层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、两层基材层和三层胶层构成。该折环部的结构如图9所示，三层胶层和一层基材层为中间层(三层胶层相连接)，另一基材层和聚醚酮酮材料层分别为底层和顶层。
其中，两层基材层所采用的材料分别均为热塑性聚烯烃弹性体TPO。
胶层所采用的胶粘剂为橡胶胶粘剂。
实施例10
本实施例所提供的扬声器振膜中的折环部为六层的复合结构，该复合结构由一层聚醚酮酮材料层、两层基材层和三层胶层构成。该折环部的结构如图10所示，三层胶层和一层基材层为中间层(基材层位于第一层胶层和第二层基材层之间，第二层胶层与第三层胶层相连接)，另一基材层和聚醚酮酮材料层分别为底层和顶层。
其中，两层基材层所采用的材料均为热塑性共聚酯弹性TPC。
胶层所采用的胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。
对比例1
本对比施例所提供的扬声器振膜中的折环部为单层结构，该单层结构由聚醚醚酮(PEEK)材料构成。
对上述聚醚醚酮(PEEK)材料进行性能参数的测定，其结果如下：挤出机温度375-450℃(ISO 527-1BA)；拉伸率5％-10％(ISO 527-1BA)；拉伸模量3.5-3.7GPa(ISO 527-1BA)；拉伸强度(X/Y)80-105MPa，拉伸强度(Z)15-19MPa；Tg点140-143℃；密度1.3g/cm3。
通过对比实施例中聚醚酮酮PEKK材料和对比例1中聚醚醚酮PEEK材料的性能可以得知，本申请所提供的聚醚酮酮PEKK材料的加工温度更低，这有利于节能降耗；并且，Tg点显著提高，这说明该聚醚酮酮PEKK材料耐温性能好，具有较大的使用温度范围，环境适应能力强；此外，该聚醚酮酮PEKK材料的拉伸率、拉伸模量和拉伸轻度均高于聚醚醚酮PEEK材料，可见实施例中聚醚酮酮PEKK材料的拉伸性能优异。因此，将该综合性能优异的聚醚酮酮PEKK材料用于扬声器振膜，能够改善扬声器的低音性能，并且减少破膜的现象。
同时PEKK的Z轴方向的拉伸率比PEEK的要大，而且拉伸强度也大，这样在振膜成型的过程中，可以做的更薄，这样就可以使扬声器在相同的F0(喇叭的截止频率，也是谐振频率)下振膜更轻、更薄可以获得更大的响应速度，灵敏度更高；同理，在相同厚度的情况下，PEKK材料可以获得更高的声压值。
试验例1
对实施例1和对比例1制备得到的振膜进行声压测试，测试结果如图11所示。
从图11可以看出，相同厚度的PEEK和PEKK材料，热熔复合相同厚度的聚氨酯材料所获得的结果，明显看出，实施例1中PEKK材料整体要比对比例1中PEEK材料声压高，因此，实施例1制备得到的扬声器会获得更大的响度。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (19)

1.一种扬声器振膜，其特征在于，所述扬声器振膜包括向上凸起的封闭折环部，以及所述折环部围成的中心部；所述中心部具有平面结构或向上的凸起结构，所述中心部和所述折环部的制备原料不同；
其中，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料；
所述聚醚酮酮材料的制备原料包括对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯；
所述对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比为5～100:5～100；
所述聚醚酮酮材料的密度为1.0～1.5g/cm3；
所述聚醚酮酮材料的制备原料还包括补强剂，所述补强剂包括玻璃纤维、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少一种，所述补强剂的添加量为对苯二甲酰氯与间苯二甲酰氯质量和的30％～50％。
2.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述对苯二甲酰氯和所述间苯二甲酰氯的摩尔比为60～80:20～40。
3.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的制备原料还包括填料。
4.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的Tg点>160℃。
5.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的Tg点为161～163℃。
6.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的密度为1.2～1.35g/cm3。
7.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的加工温度<385℃。
8.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的加工温度为350～380℃。
9.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的拉伸模量>3.5GPa。
10.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的拉伸模量为≥3.9GPa。
11.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的拉伸强度≥106MPa。
12.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述聚醚酮酮材料的拉伸强度≥110MPa。
13.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层和至少一层基材层。
14.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少一层基材层和至少一层胶层。
15.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少一层基材层和至少两层胶层。
16.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少一层胶层。
17.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少两层胶层。
18.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其特征在于，所述折环部包括至少一层聚醚酮酮材料层、至少两层基材层和至少三层胶层。
19.一种扬声器，包括权利要求1～18任一项所述的扬声器振膜。
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