CN113596679A - 一种用于扬声器的平面振膜复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于扬声器的平面振膜复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于扬声器的平面振膜复合材料及其制备方法，属于扬声器技术领域。平面振膜复合材料由轻质高强基材层以及胶黏在所述基材层上下表面的树脂浸渍平衡纸表层而成。本发明的用于扬声器的平面振膜复合材料具有密度低、质量轻、强度高、超薄、耐高温的优点，通过基材层和树脂浸渍平衡纸表层的复合结构不仅可以提升扬声器的灵敏度，同时因胶黏剂层采用热固性树脂胶，使其还具备有优异的耐温特性，可以在扬声器长时间工作的情况下，不产生材料分层或变形，延长了扬声器的使用寿命。

Description

一种用于扬声器的平面振膜复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及扬声器技术领域，具体涉及一种用于扬声器的平面振膜复合材料及其制备方法。
背景技术
扬声器单元主要包括振动发声部分(振膜、音圈及骨架、防尘罩)、支撑复位定心部分(折环或悬边、定心支片或弹波)、提供磁场部分(磁体、导磁柱、上下导磁板)。当交流的音频电压信号通过扬声器的音圈时，在磁场的作用下受到安培力的驱动，音圈就在其平衡位置往复运动，振膜连同一起运动；振膜的振动会推动周围空气介质的振动，在力学端就形成了辐射声阻；通过空气介质将能量传递出去，这样就实现电－力－声的转换。根据安培力的计算公式可知，音频交流电压信号的幅度与音圈做往复运动的振幅正相关，音乐信号幅度越大则扬声器发出的声音越响；同时音频电压信号的频率会影响声音的音调。
扬声器振膜是扬声器的主要部件，扬声器(特别是中低音扬声器)通过振膜中心的音圈将电磁力转换到与其紧密连接的振膜上形成机械力而产生声音完成电-力-声的转换。在电-力-声的转换过程中振膜是中间的机械力学部分也是最重要的部分，能够影响扬声器的声学性能。振膜的性能取决于振膜的几何形状、材料以及加工工艺等，影响振膜材料声学性能的基本参数包括质量、密度、刚性及内损耗(内阻尼)等。
扬声器振膜要具有高比模量、高比弯曲强度、适当的内部损耗、高抗疲劳性，高抗老化性等特性。基于这些要求，实际中有使用金属、纤维、陶瓷、纸等不同材料，但每种材料具有其固有特性，纸类防水差、金属类内部损耗大、纤维类模量低，不能很好的满足市场发展需求。为此，通过采用由具有不同特性的多种材料构成的多层结构的三明治夹心复合材料来得到性能良好的扬声器振膜，从而弥补各种单一材料的缺点。所以，多种材料复合而成的复合材料振膜，成为微型扬声器领域用振膜的发展方向，其重要的特征是用两种或多种材料，由物理化学的方法复合在一起，使其具有夹芯复材料的轻质高强的特性。在质量、硬度、阻尼三方面取得相对的平衡，从而使得扬声器具有更佳的性能。但是，随着各下游行业日益增长的性能要求和复杂环境中应用的需要，目前现有的扬声器平面振膜复合材料还是难以满足多方面的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于扬声器的平面振膜复合材料及其制备方法，以解决现有的扬声器平面振膜复合材料难以满足多方面的要求的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种用于扬声器的平面振膜复合材料，平面振膜复合材料由轻质高强的基材层以及胶黏在基材层上下表面的树脂浸渍平衡纸表层组合而成。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述基材层的厚度为0.3～2.4mm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述基材层的材料选自：微孔牛皮纸蜂窝、常规孔径纸蜂窝或高分子发泡材料。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述微孔牛皮纸蜂窝的孔径为0.69～1.90mm；所述常规孔径纸蜂窝的孔径为1.91～2.75mm；所述高分子发泡材料的密度为31～71kg/m3。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述树脂浸渍平衡纸表层的厚度为0.07～0.12mm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述树脂浸渍平衡纸表层的材料选自：聚合物树脂浸渍纸；优选地，所述聚合物树脂浸渍纸为含脲醛聚合物树脂和丙烯酸聚合物树脂的浸渍纸。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述平面振膜复合材料在所述基材层与所述树脂浸渍平衡纸表层之间还设有由胶黏剂形成的胶黏剂层；所述胶黏剂为热固性树脂胶黏剂，优选为热固性环氧树脂。
上述的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在树脂浸渍平衡纸表层需要胶黏的一面涂覆上胶黏剂；
(2)将树脂浸渍平衡纸表层涂覆有胶黏剂一面附在基材层上下表面；
(3)通过平板热压将树脂浸渍平衡纸表层和基材层进行贴合；
(4)平板热压完成后，待自然冷却定型后，得到所述平面振膜复合材料。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(3)中热压处理条件为：在3-6吨压力，热压温度为120-170℃，保压20-30min。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述平面振膜复合材料采用激光切割或除激光切割外的其他切割方式切割成不同尺寸。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的用于扬声器的平面振膜复合材料具有密度低、质量轻、强度高、超薄、耐高温的优点，通过基材层和树脂浸渍平衡纸表层的复合结构不仅可以提升扬声器的灵敏度，同时因胶黏剂层采用热固性树脂胶，使其还具备有优异的耐温特性，可以在扬声器长时间工作的情况下，不产生材料分层或变形，延长了扬声器的使用寿命。
2、本发明的用于扬声器的平面振膜复合材料，采用轻质高强的基材层和树脂浸渍平衡纸表层的复合结构，可以通过基材层具有的杨氏模量高，密度低的特点赋予复合材料具有更高灵敏度，使得扬声器在捕捉和响应信号时更敏感。可以通过树脂浸渍平衡纸表层具有防水、耐热、耐磨、高强度等特点，可以对复合材料起到很好的保护作用和维持平衡的作用，增强复合材料的刚性，提高复合材料最大振动承受能力，维持光滑平整不易变形。
3、本发明的用于扬声器的平面振膜复合材料，通过胶黏剂层对基材层和树脂浸渍平衡纸表层的复合结构进行粘合，通过胶黏剂层具有的硬度和韧性，进一步提高复合材料的强度、刚度和耐温性，并通过其热固性树脂特性，提高复合材料材的，保证复合材料在使用过程中不发生分层和变形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明的用于扬声器的平面振膜复合材料的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。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。
结合图1，本发明的用于扬声器的平面振膜复合材料，由轻质高强的基材层以及胶黏在基材层上下表面的树脂浸渍平衡纸表层组合而成。
在本发明中，基材层的材料选自：微孔牛皮纸、纸蜂窝或高分子发泡材料。
本发明原则上对基材层的具体选择没有特别限制，本领域即使人员可以根据应用情况、生产情况和质量要求进行选择和调整，本发明为了更好的提高平面振膜复合材料的弹性模量和低密度，提高复合材料的灵敏度，基材层的材料优选为：微孔纸蜂窝、常规孔径纸蜂窝或高分子发泡材料。具体地，微孔纸蜂窝的孔径为0.69～1.90mm，优选为0.87～1.90mm，更优选为1.22～1.90mm，更优选为1.53～1.90mm，更优选为1.73～1.90mm，更优选为1.80～1.90mm，更优选为1.82～1.85mm。常规孔径纸蜂窝的孔径1.91～2.75mm，优选为2.01～2.56mm，更优选为2.08～2.42mm，更优选为2.14～2.35mm。所述高分子发泡材料层的密度为31～71kg/m3，优选为51～71kg/m3，更优选为61～71kg/m3。在本实施例中，高分子发泡材料具体为聚酰亚胺闭孔泡沫。
本发明特别选择低密度高强度的基材材料来降低平面振膜复合材料的密度，而且在如此低密度和小孔径的基材层材料具有优异的弹性模量和低密度，同时基材层作为高强材料还具有优秀的强度、刚性、阻燃性、耐腐蚀性、抗疲劳性等性能，赋予其优异的耐温特性。
在本发明中，树脂浸渍平衡纸表层的材料选自：聚合物树脂浸渍纸。
本发明原则上对树脂浸渍平衡纸表层的具体选择没有特别限制，本领域即使人员可以根据应用情况、生产情况和质量要求进行选择和调整，本发明为更好增强复合材料的刚性，提高复合材料最大振动承受能力，维持光滑平整不易变形，本发明的聚合物树脂浸渍纸为含脲醛聚合物树脂和丙烯酸聚合物树脂的浸渍纸，使以脲醛聚合物树脂和丙烯酸聚合物树脂作为浸渍液通过浸渍得到的，纸张密度约为(70～120)克每平方米，具有防水、耐热、耐磨、高强度等特点，作为平面振膜复合材料的最外层，可以对复合材料起到很好的保护作用和维持平衡的作用，增强复合材料的刚性，提高复合材料最大振动承受能力，维持光滑平整不易变形。该树脂浸渍平衡纸表层浸渍过聚合物树脂，具有良好的防水性能维持复合材料的干燥，有效避免了因吸水导致的复合材料发生形变受损，从而延长了扬声器的使用寿命。在实际使用中，树脂浸渍平衡纸表层能替换为起平衡作用的其他类型聚合物树脂浸渍纸。
本发明中，平面振膜复合材料在基材层与树脂浸渍平衡纸表层之间还设有有胶黏剂形成的胶黏剂层。
本发明原则上对胶黏剂层的具体选择没有特别限制，本领域即使人员可以根据应用情况、生产情况和质量要求进行选择和调整，本发明为提高平面振膜复合材料的耐温性，本发明的胶黏剂为热固性树脂胶黏剂，优选为热固性环氧树脂，在120～150℃高温下，持续固化一段时间方可凝固，并且凝固后不可逆转。热固性树脂胶黏剂为高分子树脂胶黏剂具有优异的稳定性、耐热、耐腐蚀性、抗弯曲性，弹性，抗冲击，耐疲劳的特点，成型后的复合材料牢固性性好，耐腐蚀，耐热，使用寿命长。
在本发明中，基材层的厚度为0.3～2.4mm，树脂浸渍平衡纸表层的厚度为0.07～0.12mm。在最大振动承受的能力下，振膜整体的厚度越薄，瞬态、灵敏度及频响等性能越好，因此基材层和树脂浸渍平衡纸表层的厚度不宜过大或者过小，基材层和树脂浸渍平衡纸表层的厚度过大，会使得瞬态、灵敏度及频响等性能变差，音质效果差；基材层和树脂浸渍平衡纸表层的厚度过小，会导致最大振动承受的能力差，振膜容易破损，当厚度为0.3～2.4mm的基材层与厚度为0.07～0.12mm的树脂浸渍平衡纸表层复合后，可以在具有较大最大振动承受的能力的前提下，获得良好的瞬态、灵敏度及频响等性能。
胶黏剂层的厚度无必须要求，原则上要保证基材层1和树脂浸渍平衡纸表层之间粘结牢固，并尽量降低整个复合材料的重量。当然胶黏剂层的厚度不宜过小，否则会降低基材层和树脂浸渍平衡纸表层之间的粘合力，容易导致基材层和树脂浸渍平衡纸表层在振动过程中产生间隙，严重影响音质。胶黏剂层的厚度也不宜过大，会增加复合材料整体的重量，灵敏度及频响变差。
在发明的用于扬声器的平面振膜复合材料，采用轻质高强的基材层和树脂浸渍平衡纸表层的复合结构，可以通过基材层具有的杨氏模量高，密度低的特点赋予复合材料具有更高灵敏度，使得扬声器在捕捉和响应信号时更敏感。可以通过树脂浸渍平衡纸表层具有防水、耐热、耐磨、高强度等特点，可以对复合材料起到很好的保护作用和维持平衡的作用，增强复合材料的刚性，提高复合材料最大振动承受能力，维持光滑平整不易变形。通过胶黏剂层对基材层和树脂浸渍平衡纸表层的复合结构进行粘合，通过胶黏剂层具有的硬度和韧性，进一步提高复合材料的强度、刚度和耐温性，保证复合材料不发生分层和变形。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种用于扬声器的平面振膜复合材料进行描述，但是应当理解，这些实施例是以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的用于扬声器的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在树脂浸渍平衡纸表层需要胶黏的一面涂覆上胶黏剂；
(2)将树脂浸渍平衡纸表层涂覆有胶黏剂一面附在基材层上下表面；
(3)通过平板热压将树脂浸渍平衡纸表层和基材层进行贴合；
其中，热压处理条件为：在3吨压力，热压温度为120℃，保压30min。
实施例2
本实施例的用于扬声器的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在树脂浸渍平衡纸表层需要胶黏的一面涂覆上胶黏剂；
(2)将树脂浸渍平衡纸表层涂覆有胶黏剂一面附在基材层上下表面；
(3)通过平板热压将树脂浸渍平衡纸表层和基材层进行贴合；
其中，热压处理条件为：在5吨压力，热压温度为150℃，保压25min。
实施例3
本实施例的用于扬声器的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在树脂浸渍平衡纸表层需要胶黏的一面涂覆上胶黏剂；
(2)将树脂浸渍平衡纸表层涂覆有胶黏剂一面附在基材层上下表面；
(3)通过平板热压将树脂浸渍平衡纸表层和基材层进行贴合；
其中，热压处理条件为：在6吨压力，热压温度为170℃，保压20min。
试验例
以80克每平方米的树脂浸渍平衡纸表层；孔径为1.83mm，厚度为0.8mm的微孔纸蜂窝层以及35克每平方米的热固性环氧树脂胶黏剂层按照实施例2的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，制得的平面振膜复合材料总厚度1.0mm，10cm×10cm样品的重量是3.03克，密度是303kg/m3。在140℃温度下，持续5分钟不发生分层和变形。
以80克每平方米的树脂浸渍平衡纸表层；密度为71kg/m3，厚度为0.8mm的聚酰亚胺闭孔泡沫层以及35克每平方米的热固性环氧树脂胶黏剂层按照实施例2的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，制得的平面振膜复合材料总厚度1.0mm，10cm×10cm样品的重量是2.80克，密度是280kg/m3。在140℃温度下，持续5分钟不发生分层和变形。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述平面振膜复合材料由轻质高强的基材层以及胶黏在所述基材层上下表面的树脂浸渍平衡纸表层组合而成。
2.根据权利要求1所述的用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述基材层的厚度为0.3～2.4mm。
3.根据权利要求1或2所述的用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述基材层的材料选自：微孔牛皮纸蜂窝、常规孔径纸蜂窝或高分子发泡材料。
4.根据权利要求3所述的用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述微孔牛皮纸蜂窝的孔径为0.69～1.90mm；所述常规孔径纸蜂窝的孔径为1.91～2.75mm；所述高分子发泡材料的密度为31～71kg/m3。
5.根据权利要求1所述的用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述树脂浸渍平衡纸表层的厚度为0.07～0.12mm。
6.根据权利要求1或5所述的用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述树脂浸渍平衡纸表层的材料选自：聚合物树脂浸渍纸；优选地，所述聚合物树脂浸渍纸为含脲醛聚合物树脂和丙烯酸聚合物树脂的浸渍纸。
7.根据权利要求1所述的用于扬声器的平面振膜复合材料，其特征在于，所述平面振膜复合材料在所述基材层与所述树脂浸渍平衡纸表层之间还设有由胶黏剂形成的胶黏剂层；所述胶黏剂为热固性树脂胶黏剂，优选为热固性环氧树脂。
8.权利要求1-7任一项所述的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在树脂浸渍平衡纸表层需要胶黏的一面涂覆上胶黏剂；
(2)将树脂浸渍平衡纸表层涂覆有胶黏剂一面附在基材层上下表面；
(3)通过平板热压将树脂浸渍平衡纸表层和基材层进行贴合；
(4)平板热压完成后，待自然冷却定型后，得到所述平面振膜复合材料。
9.根据权利要求8所述的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中热压处理条件为：在3-6吨压力，热压温度为120-170℃，保压20-30min。
10.根据权利要求8所述的用于扬声器的平面振膜复合材料的制备方法，其特征在于，所述平面振膜复合材料采用激光切割或除激光切割外的其他切割方式切割成不同尺寸。
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