CN114762362A - 音响振动板及其制造方法以及音响设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供具备在振动部和悬边部所要求的特性的音响振动板。上述音响振动板是振动部(11)和位于该振动部的外周的悬边部(12)分别由相同组成的热塑性液晶聚合物构成的音响振动板，其中，通过纳米压痕法测定的振动部(11)的弹性模量E_d和悬边部(12)的弹性模量E_e满足E_d＞E_e的关系。例如，振动部(11)的弹性模量E_d与悬边部(12)的弹性模量E_e的比E_d/E_e可以为1.05～5.0。

Description

音响振动板及其制造方法以及音响设备

相关申请

本申请要求在日本于2019年11月15日和2020年5月21日提出的日本特愿2019-206760和日本特愿2020-88753的优先权，通过参照引用其整体作为构成本申请的一部分的内容。

技术领域

本发明涉及由能够形成光学各向异性的熔融相的热塑性聚合物(以下称为热塑性液晶聚合物)构成的音响振动板及其制造方法、以及使用了该音响振动板的音响设备。

背景技术

近年来，与以往相比信息量特别大的“高分辨率音频”、“高分辨率音源”或简称为“高分辨率(Hi-Res)”的音源开始普及。高分辨率音源是指超过现有的音乐用CD的采样频率·量化位数(44.1千赫兹·16位)的、48千赫兹或96千赫兹·24位以上的音乐数据。随着高分辨率音源的普及，对用于扬声器或头戴式耳机等的音响振动板的要求变得比以往更高。

音响振动板通常由振动部和悬边部构成，各自的作用不同。对于音响振动板的振动部，从频率特性上的理由考虑，要求适度地具有高传播速度((E/ρ)^1/2)和表示振动的衰减程度的内部损耗，因此要求轻(密度ρ低)、弹性模量E高、内部损耗大的材料。音响振动板的悬边部设置在振动部的外周，需要支撑振动部的外周从而保持于正确的位置，并且在不妨碍振动部的动作的情况下追随其动作而柔软且自由地动作，从而抑制分割振动，因此要求比较柔软且内部损耗大的材料。即，在振动部要求弹性模量高的材料，与此相对，在悬边部要求弹性模量较低的材料，分别要求不同的特性。

因此，以往提出了一种音响振动板，其中，以具备在振动部和悬边部所要求的特性的方式分别进行制作，并利用胶粘剂等进行贴合。

例如，在专利文献1(国际公开第2017/130972号)中公开了一种电声换能器用振动板悬边材料，其特征在于，含有聚酰胺树脂(A)作为主要成分，该聚酰胺树脂(A)由以对苯二甲酸作为主要成分的二羧酸(a-1)和以脂肪族二胺作为主要成分的二胺成分(a-2)构成，并记载了在安装于音圈的高弹性体的周围安装了该悬边材料的方式。

另外，在专利文献2(日本特开平6-153292号公报)中公开了使成形用树脂浸渗或涂敷于未使用粘结剂的棉无纺布而成的扬声器的悬边材料，并记载了在扬声器用振动板的外周部胶粘有该悬边材料的扬声器用自由悬边锥盆。

另外，在专利文献3(日本特开2005-168050号公报)中公开了一种扬声器用振动板的制造方法，其中，包括以一张木制片材作为原材料而加压成形为近似喇叭形状的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/130972号

专利文献2：日本特开平6-153292号公报

专利文献3：日本特开2005-168050号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在如专利文献1～3那样在振动部和悬边部使用不同材料的情况下，需要使用胶粘剂进行胶粘，因此，在异种材料的胶粘中所需的接合部，不能发挥振动板的目标性能，有时振动部和悬边部整体的性能与设计值不同。另外，在接合部，由于胶粘剂的存在而使振动板变厚，因此，在需要制成尽可能薄的片材的情况下，难以制成期望的厚度。由于厚度变大，导致悬边部的高刚性化、振动板的质量增加所致的音响特性的降低。

另外，在使用胶粘剂的情况下，耐热性差。例如，在车载用音响振动板的情况下，长时间地暴露于高温，因此，产生胶粘部分的耐热性不充分的问题。

因此，本发明的目的在于提供音响振动板及其制造方法，其尽管是振动部和悬边部由相同材料构成的音响振动板，但同时具备振动部和悬边部所要求的特性。

本发明的另一目的在于提供具备这样的音响振动板的音响设备。

用于解决问题的方法

本发明的发明人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，首先，着眼于作为高弹性模量且高内部损耗的材料的热塑性液晶聚合物，将其成形而得到的膜的弹性模量高，适合作为音响振动板的材料，此外，热塑性液晶聚合物膜通过在特定的温度下加热而能够改变弹性模量。另一方面，发现通过纳米压痕法才能够准确地测定局部的弹性模量，并发现通过在特定的温度下对相当于悬边部的部分进行加热，尽管是相同的材料，但能够使悬边部的弹性模量小于振动部的弹性模量，从而完成了本发明。

即，本发明可由以下方式构成。

[方式1]

一种音响振动板，其是振动部和位于该振动部的外周的悬边部分别由相同组成的热塑性液晶聚合物构成的音响振动板，其中，通过纳米压痕法测定的振动部的弹性模量E_d和悬边部的弹性模量E_e满足E_d＞E_e的关系。

[方式2]

如方式1所述的音响振动板，其中，振动部的弹性模量E_d与悬边部的弹性模量E_e的比E_d/E_e为1.05～5.0(优选为1.1～4.0、更优选为1.2～3.0)。

[方式3]

如方式1或2所述的音响振动板，其中，振动部的弹性模量E_d为6.0～15.0GPa(优选为6.5～14.0GPa、更优选为7.0～13.0GPa)。

[方式4]

如方式1～3中任一方式所述的音响振动板，其中，悬边部的弹性模量E_e为4.5～12.0GPa(优选为5.0～12.0GPa、更优选为5.5～11.0GPa、进一步更优选为6.0～10.0GPa)。

[方式5]

如方式1～4中任一方式所述的音响振动板，其中，振动部和悬边部的内部损耗tanδ均在0.03～0.08(优选为0.04～0.08、更优选为0.05～0.08)的范围内。

[方式6]

如方式1～5中任一方式所述的音响振动板，其中，音响振动板内的厚度的差异为10μm以下(优选为5μm以下、更优选为3μm以下)。

[方式7]

方式1～6中任一方式所述的音响振动板的制造方法，其是制造振动部和悬边部以热塑性液晶聚合物膜作为原材料而形成的音响振动板的方法，其具备：对热塑性液晶聚合物膜的形成悬边部的部分、或者通过对热塑性液晶聚合物膜进行成形加工而赋形后的热塑性液晶聚合物成形体的悬边部进行加热处理的工序。

[方式8]

如方式7所述的音响振动板的制造方法，其中，上述加热处理的加热温度为(Tm-30)～(Tm+30)℃(优选为(Tm-25)～(Tm+20)℃、更优选为(Tm-20)～(Tm+10)℃)。

[方式9]

如方式7所述的音响振动板的制造方法，其中，上述加热处理为超声波处理。

[方式10]

如方式7～9中任一方式所述的音响振动板的制造方法，其中，上述加热处理工序前的热塑性液晶聚合物膜的SOR为0.80～1.30(优选为0.85～1.25、更优选为0.90～1.20)。

[方式11]

一种音响设备，其具备方式1～6中任一方式所述的音响振动板。

[方式12]

如方式11所述的音响设备，其为扬声器、头戴式耳机或入耳式耳机。

需要说明的是，权利要求书和/或说明书和/或附图所公开的至少两个构成要素的任意组合都包含在本发明中。特别是权利要求书中记载的权利要求中的两个以上的任意组合都包含在本发明中。

发明效果

根据本发明，能够得到尽管是振动部和悬边部由相同材料构成的音响振动板、但同时具备在振动部和悬边部所要求的特性的音响振动板。

附图说明

根据参考附图的下述优选实施方式的说明更清楚地理解本发明。附图并非以恒定的比例尺表示，在示出本发明的原理的方面进行了夸张。实施方式和附图仅用于图示和说明，不应该用于确定本发明的范围。本发明的范围由所附的权利要求确定。在附图中，多个附图中的相同的部件编号表示相同部分。

图1是用于说明本发明的一个实施方式的、入耳式耳机型的音响设备的主要部分的概略分解立体图。

图2是用于示出图1的音响设备的音响振动板的概略俯视图。

图3是用于示出图2的音响振动板的A-A截面的概略截面图。

图4是概念性地示出对该音响振动板进行超声波加热的超声波加热装置的图。

图5是局部地示出该超声波加热装置的喇叭筒的前端形状的图。

图6是该喇叭筒的仰视图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限于图示的方式。

图1中示出用于说明本发明的一个实施方式的入耳式耳机型的音响设备的壳体内部的主要部分的概略分解立体图。音响设备至少具备音响振动板10、极片13、音圈14和磁性体15。虽然未图示，但是在音响设备中除了这些主要部分以外还可以适当地配设壳体、耳垫、声音寄存器、保护器等。另外，在单独利用磁性体能够形成期望的磁场的情况下，极片也可以省略。

在图1所示的音响设备的主要部分中，音响振动板10具有F面作为耳朵侧的表面、具有R面作为与耳朵相反一侧的表面，在R面侧配设有极片13、音圈14和磁性体15。

磁性体15产生磁通，经由极片13在音响设备的内部形成磁场。音圈14以包围磁性体15的状态配置为圆筒状，其一端与音响振动板10的R面侧接合。需要说明的是，音圈14也可以作为音圈骨架配设。

音圈14与电极(未图示)连接，因此根据输入的语音信号而来自电极的电流流过音圈14。如果电流流过音圈14，则音圈14根据电流的大小受到来自磁场的力。其结果是，音圈14发生振动，该振动传播至音圈14所接合的音响振动板10。由此，与来自音圈14的振动连动，音响振动板10振动。如果音响振动板10振动，则该振动传导至空中，产生与输入的语音信号对应的音压。

图2中示出图1的音响振动板10的俯视图。音响振动板10是由圆顶形状的振动部11和悬边部12构成的圆顶型振动板。以音圈14相接的部位为界，在中心侧形成振动部11，在周围侧形成悬边部12。

图2中，在悬边部12形成有多个槽16，通过设置这样的槽16，能够使应变沿周向分散释放，因此能够抑制音响振动板的共振。如此，通过悬边部的形状能够对音响振动板赋予各种特性，但其形状没有特别限定，可以具有例如卷边、波纹边、聚边、切边等各种悬边形状。

图3中示出图2所示的音响振动板10的A-A截面图。振动部11与悬边部12一体成形，各自具有朝向音压的产生方向(或F面)平缓的凸形状。

本发明的音响振动板只要能够实现本发明的效果，则其形状就没有特别限定，可以具有例如圆顶型、锥盆(圆锥)型、带型、平面型等各种形状。另外，外周、振动部的周缘的形状除了圆形以外还可以具有例如椭圆形、多边形或者由两条以上的直线与曲线的组合构成的形状(例如，在四边形的四个角分别设有曲线部的形状等)等各种形状。

(热塑性液晶聚合物)

本发明的音响振动板中，振动部和位于该振动部的外周的悬边部分别由相同组成的热塑性液晶聚合物构成，应力高，耐热性、耐寒性等耐环境特性优良。在本发明的优选方式中，音响振动板即使不使用胶粘剂也能够使振动部与悬边部一体化，因此，不需要接合部，另外，能够消除由胶粘剂引起的接合部的特性的劣化。

本发明的音响振动板由热塑性液晶聚合物构成。热塑性液晶聚合物由能够熔融成形的液晶性聚合物(或者能够形成光学各向异性的熔融相的聚合物)构成，只要是能够熔融成形的液晶性聚合物则其化学构成没有特别限定，可以列举例如热塑性液晶聚酯或者在其中导入了酰胺键的热塑性液晶聚酯酰胺等。

另外，热塑性液晶聚合物可以是在芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺中进一步导入有酰亚胺键、碳酸酯键、碳二亚胺键或异氰脲酸酯键等来自于异氰酸酯的键等的聚合物。

作为本发明中使用的热塑性液晶聚合物的具体例，可以列举由以下例示的分类为(1)～(4)的化合物及其衍生物导出的公知的热塑性液晶聚酯和热塑性液晶聚酯酰胺。但是，为了形成能够形成光学各向异性的熔融相的聚合物，在各种原料化合物的组合中存在适当的范围，这是不言而喻的。

(1)芳香族或脂肪族二醇(代表例参考表1)[表1]

(2)芳香族或脂肪族二羧酸(代表例参考表2)[表2]

(3)芳香族羟基羧酸(代表例参考表3)

[表3]

(4)芳香族二胺、芳香族羟基胺或芳香族氨基羧酸(代表例参考表4)

[表4]

作为由这些原料化合物得到的液晶聚合物的代表例，可以列举具有表5和6所示的结构单元的共聚物。

[表5]

[表6]

这些共聚物中，优选至少含有对羟基苯甲酸和/或6-羟基-2-萘甲酸作为重复单元的聚合物，特别是优选(i)含有对羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸的重复单元的共聚物、或者(ii)含有选自由对羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸组成的组中的至少一种芳香族羟基羧酸、至少一种芳香族二醇和/或芳香族羟基胺、以及至少一种芳香族二羧酸的重复单元的共聚物。

例如，在(i)的聚合物中，在热塑性液晶聚合物至少含有对羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸的重复单元的情况下，重复单元(A)的对羟基苯甲酸与重复单元(B)的6-羟基-2-萘甲酸的摩尔比(A)/(B)在热塑性液晶聚合物中优选为(A)/(B)＝约10/90～约90/10，更优选可以为(A)/(B)＝约15/85～约85/15，进一步优选可以为(A)/(B)＝约20/80～约80/20。

另外，在(ii)的聚合物的情况下，选自由对羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸组成的组中的至少一种芳香族羟基羧酸(C)与选自由4,4’-二羟基联苯、氢醌、苯基氢醌和4,4’-二羟基二苯基醚组成的组中的至少一种芳香族二醇(D)与选自由对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸组成的组中的至少一种芳香族二羧酸(E)在热塑性液晶聚合物中的各重复单元的摩尔比可以为芳香族羟基羧酸(C)：上述芳香族二醇(D)：上述芳香族二羧酸(E)＝约(30～80)：约(35～10)：约(35～10)，更优选可以为(C)：(D)：(E)＝约(35～75)：约(32.5～12.5)：约(32.5～12.5)，进一步优选可以为(C)：(D)：(E)＝约(40～70)：约(30～15)：约(30～15)。

另外，芳香族羟基羧酸(C)中来自于6-羟基-2-萘甲酸的重复单元的摩尔比率例如可以为85摩尔％以上，优选可以为90摩尔％以上，更优选可以为95摩尔％以上。芳香族二羧酸(E)中来自于2,6-萘二甲酸的重复单元的摩尔比率例如可以为85摩尔％以上，优选可以为90摩尔％以上，更优选可以为95摩尔％以上。

另外，芳香族二醇(D)可以为来自于选自由氢醌、4,4’-二羟基联苯、苯基氢醌和4,4’-二羟基二苯基醚组成的组中的相互不同的两种芳香族二醇的重复单元(D1)和(D2)，这种情况下，两种芳香族二醇的摩尔比可以为(D1)/(D2)＝23/77～77/23，更优选可以为25/75～75/25，进一步优选可以为30/70～70/30。

另外，来自于芳香族二醇的重复结构单元与来自于芳香族二羧酸的重复结构单元的摩尔比优选为(D)/(E)＝95/100～100/95。如果偏离该范围，则具有聚合度无法提高、机械强度降低的倾向。

需要说明的是，本发明中所述的能够形成光学各向异性的熔融相例如通过使试样载置于热台上、在氮气气氛下进行升温加热并观察试样的透射光来认定。

作为热塑性液晶聚合物优选的是，熔点(以下称为Tm₀)例如为200～360℃的范围的热塑性液晶聚合物、优选为240～350℃的范围的热塑性液晶聚合物、进一步优选Tm₀为260～330℃的热塑性液晶聚合物。需要说明的是，热塑性液晶聚合物的熔点可以通过使用差示扫描量热仪观察热塑性液晶聚合物样品的热行为而得到。即，将热塑性液晶聚合物样品从室温(例如，25℃)以10℃/分钟的速度升温而使其完全熔融后，将熔融物以10℃/分钟的速度冷却到50℃，再次以10℃/分钟的速度升温后，记录所出现的吸热峰的位置作为热塑性液晶聚合物样品的熔点。

另外，从熔融成形性的观点出发，热塑性液晶聚合物例如可以具有30～120Pa·s的熔融粘度，该熔融粘度是(Tm₀+20)℃下的剪切速度1000/s时的熔融粘度，优选具有50～100Pa·s的熔融粘度。

上述热塑性液晶聚合物中，在不损害本发明效果的范围内，可以添加聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟树脂等热塑性聚合物、碳纤维、玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、云母、石墨、晶须等强化纤维、各种添加剂等。需要说明的是，对于本发明的音响振动板而言，从抑制内部损耗的降低的观点出发，可以由不含强化纤维的热塑性液晶聚合物成形体构成。

[音响振动板的制造方法]

本发明的音响振动板的制造方法是制造振动部和位于该振动部的外周的悬边部以热塑性液晶聚合物膜作为原材料而形成的音响振动板的方法，其中，可以至少具备对热塑性液晶聚合物膜的形成悬边部的部分、或者通过对热塑性液晶聚合物膜进行成形加工而赋形后的热塑性液晶聚合物成形体的悬边部在(Tm-30)～(Tm+30)℃下进行加热处理的工序。

(热塑性液晶聚合物膜)

本发明的音响振动板的制造方法可以具备准备热塑性液晶聚合物膜的工序。热塑性液晶聚合物膜例如通过将上述热塑性液晶聚合物的熔融混炼物进行挤出成形而得到。作为挤出成形法，可以使用任意的方法，但周知的T模法、吹胀法等在工业上是有利的。特别是在吹胀法中，不仅在热塑性液晶聚合物膜的机械轴方向(以下简称为MD方向)施加有应力，在与其正交的方向(以下简称为TD方向)也施加有应力，能够在MD方向、TD方向上均匀地拉伸，因此，可以得到控制了MD方向和TD方向上的分子取向性等的热塑性液晶聚合物膜。因此，从物性的均匀性的观点出发，热塑性液晶聚合物膜优选为由吹胀法得到的热塑性液晶聚合物膜。

例如，在利用T模法的挤出成形中，可以将从T型模头挤出的熔融体片材不仅在热塑性液晶聚合物膜的MD方向上进行拉伸、而且相对于MD方向和TD方向两者同时进行拉伸而制膜，或者也可以将从T型模头挤出的熔融体片材先在MD方向上拉伸、接着在TD方向上拉伸而制膜。

另外，在利用吹胀法的挤出成形中，对从环模熔融挤出的圆筒状片材以规定的拉伸比(相当于MD方向的拉伸倍率)和吹胀比(相当于TD方向的拉伸倍率)拉伸而制膜。

对于这样的挤出成形的拉伸倍率，作为MD方向的拉伸倍率(或拉伸比)，例如可以为约1.0～约10，优选为约1.2～约7，进一步优选为约1.3～约7。另外，作为TD方向的拉伸倍率(或吹胀比)，例如可以为约1.5～约20，优选可以为约2～约15，进一步优选可以为约2.5～约14。

从使振动特性均匀的观点出发，热塑性液晶聚合物膜可以在面方向上各向同性地进行分子取向，具体而言，热塑性液晶聚合物膜的分子取向度SOR可以为0.80～1.30，优选可以为约0.85～约1.25，更优选可以为约0.90～约1.20。在此，分子取向度SOR(SegmentOrientation Ratio)是指针对构成分子的链段的赋予分子取向的程度的指标，其为考虑了物体的厚度的值。需要说明的是，该分子取向度SOR如下算出。

首先，在周知的微波分子取向度测定仪中，以膜面与微波的行进方向垂直的方式将热塑性液晶聚合物膜插入微波谐振波导管中，测定从该膜透过后的微波的电场强度(微波透过强度)。

然后，基于该测定值，通过下式算出m值(称为折射率)。

m＝(Zo/△z)X[1-νmax/νo]

其中，Zo为装置常数，△z为物体的平均厚度，νmax为使微波的频率变化时提供最大的微波透过强度的频率，νo为平均厚度零时(即没有物体时)的提供最大微波透过强度的频率。

接着，将物体相对于微波的振动方向的旋转角为0°时、也就是微波的振动方向与物体的分子最常取向的方向、即提供最小微波透过强度的方向一致时的m值设为m₀，将旋转角为90°时的m值设为m₉₀，分子取向度SOR通过m₀/m₉₀算出。

(热塑性液晶聚合物成形体)

本发明的音响振动板的制造方法可以具备如下赋形工序：将热塑性液晶聚合物膜进行成形加工，赋形为期望的音响振动板的形状，形成热塑性液晶聚合物成形体。需要说明的是，有时将赋形后的热塑性液晶聚合物膜称为成形体或热塑性液晶聚合物成形体。

作为成形加工方法，可以列举压空成形法、真空成形法、加压成形法等各种热成形法。例如，可以通过压空成形法或真空成形法，使用模具赋予期望的形状，赋形为音响振动板所要求的形状。压空成形法可以是通过使膜软化后利用空气压等对膜施加压力从而按压于模具来进行赋形的方法。另外，真空成形法可以是通过使膜软化后使模具与膜的间隙为真空从而将膜引入模具中进行赋形的方法。加压成形法可以是将膜夹在上下成对的模具间，在模具间通过加热使膜软化而进行赋形的方法。

作为成形加工中的加热温度，将热塑性液晶聚合物膜的熔点设为Tm时，可以为(Tm-120)～(Tm+10)℃。另外，成形加工中的加热温度优选可以为(Tm-110)～(Tm+10)℃，更优选可以为(Tm-100)～(Tm+10)℃。需要说明的是，热塑性液晶聚合物膜的熔点Tm表示使用差示扫描量热仪从热塑性液晶聚合物成形体采样规定的大小并放入试样容器中、从室温以10℃/分钟的速度升温到400℃时出现的吸热峰的位置。

例如，在压空成形法中，作为对热塑性液晶聚合物膜施加的压力，可以通过热塑性液晶聚合物膜的厚度、加热温度等进行调整，例如，可以为1MPa～10MPa，优选可以为1MPa～8MPa，更优选可以为1MPa～4MPa。

例如，在真空成形法中，作为真空度，可以通过热塑性液晶聚合物膜的厚度、加热温度等进行调整，例如可以为200～700mmHg，优选可以为250～600mmHg，更优选可以为300～500mmHg。

作为一个方式，本发明的音响振动板的制造方法是制造振动部和悬边部以热塑性液晶聚合物膜作为原材料而形成的音响振动板的方法，其具备：对热塑性液晶聚合物膜的形成悬边部的部分、或者通过对热塑性液晶聚合物膜进行成形加工而赋形后的热塑性液晶聚合物成形体的悬边部进行加热处理的工序。

需要说明的是，热塑性液晶聚合物膜的形成悬边部的部分是指在赋形工序前的热塑性液晶聚合物膜和赋形工序中的热塑性液晶聚合物膜中形成悬边部的部分。

例如，本发明的音响振动板的制造方法中，可以将热塑性液晶聚合物膜一体成形而形成振动部和悬边部，也可以分别制造相当于振动部的部分的热塑性液晶聚合物膜或成形体和相当于悬边部的部分的热塑性液晶聚合物膜或成形体，通过热压接将它们接合。在以振动部和悬边部分别进行制造的情况下，可以将后述的经过加热处理工序后的热塑性液晶聚合物膜或成形体进行热压接而接合，也可以将热塑性液晶聚合物膜或成形体进行热压接而接合后进行加热处理工序。

热压接只要能够以可供于实用的方式将振动部与悬边部胶粘即可，例如，将热塑性液晶聚合物膜的熔点设为Tm时，热压接时的加热温度可以为(Tm-30)～(Tm+40)℃的范围，优选可以为约(Tm-20)℃～约(Tm+30)℃。另外，热压接时的压力例如可以为0.5～10MPa的范围，优选可以为1～5MPa。

(加热处理工序)

在加热处理工序中，可以对热塑性液晶聚合物膜的形成悬边部的部分、或者热塑性液晶聚合物成形体的悬边部进行加热处理，由此使悬边部的弹性模量降低。加热处理工序中，可以对赋形工序前的热塑性液晶聚合物膜进行加热处理，也可以对赋形工序中的热塑性液晶聚合物膜进行加热处理，还可以对赋形工序后的热塑性液晶聚合物成形体进行加热处理。本发明的发明人惊讶地发现，对于热塑性液晶聚合物膜而言，可能是由于通过进行加热处理而使得热塑性液晶聚合物的分子取向缓和，因而具有在内部损耗维持较高的同时弹性模量降低这样的与现有的高分子材料完全不同的性质。由此发现，通过对热塑性液晶聚合物膜或热塑性液晶聚合物成形体的相当于悬边部的部分进行加热处理，尽管是振动部和悬边部由相同材料构成的音响振动板，但能够同时具备振动部的高弹性模量这样的要求特性和悬边部的低弹性模量这样的要求特性。

加热处理的方法可以通过公知的方法进行，但特别优选能够局部地加热的方法，可以采用例如：热风加热、蒸气加热、加热器加热等的温度控制；激光加热、电子束加热、超声波加热等热能控制等方法。例如，从能够局部地控制加热处理的观点出发，优选加热器加热、激光加热、超声波加热。

从能够容易地进行温度控制的观点出发，优选加热器加热，可以根据音响振动板的形状使用各种加热器，例如，在圆形的音响振动板的情况下，可以使用环状的加热器。

另外，从能够在短时间内加热和冷却、能够仅对接触的部分进行加热的观点出发，优选超声波加热、激光加热。

在进行温度控制的情况下，加热温度可以根据期望的弹性模量适当地进行调整，例如可以为(Tm-30)～(Tm+30)℃，优选可以为(Tm-25)～(Tm+20)℃，更优选可以为(Tm-20)～(Tm+10)℃。

另外，加热时间可以根据加热温度来适当设定，从不使加热部分以外的弹性模量变化而调整仅悬边部的弹性模量的观点出发，可以为30秒～30分钟，优选为2分钟～25分钟，更优选为5分钟～20分钟。

在加热工序中，可以对热塑性液晶聚合物膜或热塑性液晶聚合物成形体的相当于振动部的部分进行加热，这种情况下，对相当于悬边部的部分的加热温度可以高于对相当于振动部的部分的加热温度。例如，对相当于振动部的部分的加热温度与对相当于悬边部的部分的加热温度的温度差可以为5℃以上，优选可以为8℃以上，更优选可以为10℃以上。

加热工序可以在赋形工序中的成形加工时或振动部与悬边部的接合工序时进行。例如，可以与用于成形加工或接合的加热同时地进行用于控制悬边部的弹性模量的加热处理。这种情况下，对相当于悬边部的部分的加热温度可以高于对相当于振动部的部分的加热温度，其温度差可以如上所述。

另外，在进行热能控制处理的情况下，例如，在超声波加热中，如图4所示，关于超声波加热装置，将热塑性液晶聚合物膜或热塑性液晶聚合物成形体19载置于被底座17支撑的铁砧18上，从加压装置20对相当于悬边部的部分赋予载荷，同时从喇叭筒21的前端施加超声波振动。该例的超声波加热装置从喇叭筒21的前端对作为对象部位的相当于悬边部的部分施加垂直的纵向Z的振动。喇叭筒21经由锥盆22与超声波振动子23连接。超声波振动子23通过连接于电源24的超声波振荡器25控制上述超声波振动。

如图5和图6所示，喇叭筒21具有基端侧的大径圆筒部21a、随着从该大径圆筒部21a的前端缘朝向下方变为小径的圆锥台状的圆锥台部21b和从该圆锥台部21b的前端缘向下方延伸的小径圆筒部21c。小径圆筒部21c形成为比大径圆筒部21a更小径。这些大径圆筒部21a、圆锥台部21b和小径圆筒部21c设置为同轴且一体。从小径圆筒部21c的前端对上述相当于悬边部的部分施加振动。

在热能控制处理中，从调整悬边部的弹性模量的观点出发，可以根据赋予热能的介质适当地设定处理条件，例如，作为超声波处理中的处理条件，从加快熔融开始的观点出发，振荡频率例如可以为10～150kHz，优选可以为28～120kHz的范围。另外，振幅例如可以为1～100μm，优选可以为5～20μm的范围。

超声波处理中的喇叭筒接触时的振荡保持时间可以根据频率、峰值功率适当设定，例如可以为0.05～5秒，优选可以为0.1～1.0秒。另外，推压喇叭筒时的压力可以根据悬边部的厚度等适当设定，例如可以为0.05～1.0MPa，优选可以为0.08～0.8MPa。输出功率可以根据悬边部的大小等适当调整，优选例如可以为100～1000W，优选可以为180～800W的范围。另外，喇叭筒的振荡保持时间结束后，优选为了冷却悬边部而设置规定的自然冷却时间，自然冷却时间例如可以为0.1秒以上。自然冷却时间的上限可以在悬边部能够冷却的范围内适当设定，例如可以为10秒以下，优选可以为5秒以下，更优选可以为1秒以下，特别优选可以为0.5秒以下。

对于所得到的热塑性液晶聚合物膜或热塑性液晶聚合物成形体，只要能够将厚度调整得较薄，则可以根据需要进行涂覆处理，形成涂覆层。涂覆处理只要能够调整为期望的厚度就没有特别限定，可以通过涂布、喷涂、蒸镀等对成形体实施涂覆处理。涂覆处理可以对成形体的至少一个表面实施。另外，涂覆处理可以对振动部和/或悬边部的表面实施。

形成涂覆层的材质优选含有金属材料，作为金属材料，可以列举铝、钛、铍、镁、硼化钛、杜拉铝等。对于金属材料，可以将金属的粉体利用粘结剂通过涂布或喷涂进行涂覆，也可以通过蒸镀进行涂覆。

涂覆层的厚度例如可以为约0.5μm～约10μm，优选可以为约1μm～约5μm，更优选可以为约1μm～约3μm。

[音响振动板]

本发明的音响振动板是振动部和位于该振动部的外周的悬边部分别由相同组成的热塑性液晶聚合物构成的音响振动板，其中，通过纳米压痕法测定的振动部的弹性模量E_d和悬边部的弹性模量E_e满足E_d＞E_e的关系。

本发明的音响振动板只要是振动部和悬边部分别由相同组成的热塑性液晶聚合物构成即可，振动部和悬边部可以通过一张热塑性液晶聚合物膜一体成形，也可以分别制造相当于振动部的部分和相当于悬边部的部分的热塑性液晶聚合物膜或成形体，通过热压接将它们接合。从抑制厚度的变动和容易制造的观点出发，优选为由热塑性液晶聚合物构成、振动部与位于该振动部的外周的悬边部一体成形的音响振动板。

相同组成是指热塑性液晶聚合物的共聚组成实质上相同即可，分子量、晶体结构可以不同，例如，在各部使用相同的热塑性液晶聚合物膜来制造的情况下，各自的共聚组成实质上相同，在一体成形的情况下属于相同组成。共聚组成表示构成热塑性液晶聚合物的重复单元的种类和它们的摩尔比。

纳米压痕法是指如下方法：测定使压头相对于试样表面垂直地侵入时的压入载荷和压入深度，根据此时得到的载荷与深度的关系求出接触刚性(刚度：S)和接触深度(h_c)，算出弹性模量(杨氏模量)。通过纳米压痕法测定的各弹性模量为通过后述的实施例中记载的方法算出的值。

例如，本发明的音响振动板的通过纳米压痕法测定的振动部的弹性模量E_d与悬边部的弹性模量E_e的比E_d/E_e可以为1.05～5.0。另外，E_d/E_e优选可以为1.1～4.0，更优选可以为1.2～3.0。

另外，从抑制分割振动、扩大播放频带的观点出发，本发明的音响振动板的通过纳米压痕法测定的振动部的弹性模量E_d可以为6.0～15.0GPa，优选可以为6.5～14.0GPa，更优选可以为7.0～13.0GPa。

从不妨碍振动部的形状保持和振动的观点出发，本发明的音响振动板的通过纳米压痕法测定的悬边部的弹性模量E_e例如可以为4.5～12.0GPa，优选可以为5.0～12.0GPa，更优选可以为5.5～11.0GPa，进一步更优选可以为6.0～10.0GPa。

本发明的音响振动板可以同时具备在振动部和悬边部各自所要求的不同特性、即在振动部为高弹性模量、在悬边部为低弹性模量这样的不同特性。通过使振动部为高弹性模量，例如，能够抑制分割振动，扩大播放频带。另外，通过使悬边部为低弹性模量，能够支撑振动部的外周而保持在正确的位置，并且能够不妨碍振动部的动作地追随其动作。

从抑制因分割振动产生的共振峰、使频率特性平坦化的观点出发，本发明的音响振动板的振动部和悬边部的内部损耗tanδ均可以为0.03～0.08的范围内，优选可以为0.04～0.08，更优选可以为0.05～0.08的范围内。需要说明的是，内部损耗可以通过动态粘弹性测定(DMA)进行测定，其是通过后述的实施例中记载的方法算出的值。

例如，本发明的音响振动板的振动部的内部损耗tanδ_d与悬边部的内部损耗tanδ_e的比tanδ_d/tanδ_e可以为0.8～1.2，优选可以为0.9～1.1。

从减小悬边部的刚性的观点出发，本发明的音响振动板的悬边部的厚度可以比振动部的厚度薄。例如，音响振动板中的厚度的差异可以为10μm以下，优选可以为5μm以下，更优选可以为3μm以下。需要说明的是，在悬边部设置有槽的情况下，作为厚度的差异的基准，设为不包含槽的部分。

如图3所示，音响振动板10的振动部11的厚度t1可以根据安装音响振动板10的音响设备来适当设定，例如可以从约5μm～约200μm选择，优选可以为约10μm～约180μm，更优选可以为约15μm～约150μm。通常，具有如下倾向：音响振动板10越大，则要求越厚的膜，音响振动板10越小，则要求越薄的膜。例如，对于音响振动板10的振动部11的厚度t1而言，在如入耳式耳机那样的φ5mm～φ15mm的大小的情况下，优选为15～25μm，在如头戴式耳机那样的φ15mm～φ40mm的大小的情况下，优选为25～50μm，在如车载用扬声器那样的约φ100mm的大小的情况下，优选为75～150μm。

音响振动板10的悬边部12的厚度t2可以根据安装音响振动板10的音响设备来适当设定，例如可以为约3μm～约200μm，优选可以为约5μm～约170μm，更优选可以为约10μm～约150μm。

本发明的音响振动板由热塑性液晶聚合物构成，但热塑性液晶聚合物膜和成形体即便在玻璃化转变温度以上的温度下，到熔点附近为止弹性模量、内部损耗等特性的变化也小。例如，在用于车载音响、智能手机等的情况下，有时会暴露于150℃以上的高温环境，但本发明的音响振动板即便在这样的高温下，弹性模量和内部损耗也不会大幅变化，因此在要求耐热性的用途中也能够使用。

[音响设备]

音响设备只要具备本发明的音响振动板就没有特别限定，可以列举例如接收者直接将音响设备接触耳朵而接收声音的设备(例如，头戴式耳机、入耳式耳机等)、接收者将音响设备靠近耳朵而接收声音的设备(例如，移动电话、智能手机等)、接收者在远离规定空间的状态下接收来自音响设备的声音的设备(例如，扬声器、音响、收音机、电视机、个人计算机、车载音响等)。例如，本发明的音响振动板由于耐热性等耐环境特性优良，因此可以用于车载音响、个人计算机等。另外，本发明的音响设备可以为全频扬声器。

另外，本发明的音响振动板是振动部和悬边部由相同材料形成的音响振动板，因此可以用于要求小型、薄型化的微型扬声器。本发明的音响设备可以为具备该微型扬声器的电子设备(例如，头戴式耳机、入耳式耳机、便携式扬声器等便携式音响设备、移动电话、智能手机等便携式电子设备、或者笔记本电脑等电子设备)。

实施例

以下，通过实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明不受本实施例任何限定。需要说明的是，在以下的实施例和比较例中，通过下述方法测定各种物性。

[熔点]

使用差示扫描量热仪(株式会社岛津制作所制造)，从实施例中使用的热塑性液晶聚合物膜采样规定的大小并放入试样容器中，将从室温以10℃/分钟的速度升温到400℃时出现的吸热峰的位置作为热塑性液晶聚合物膜的熔点Tm。

[厚度]

基于JIS K 7130A法，使用千分尺(株式会社三丰制造、MDC-MX)通过机械式扫描进行测定。

[弹性模量]

针对后述的实施例中得到的音响振动板的振动部和悬边部，使用纳米压痕法如下所述算出弹性模量。使用SII NanoTechnology公司制造的E-sweep作为扫描型探针显微镜，使用Hysitron公司制造的TriboScope作为纳米压痕装置，使用Hysitron公司制造的正三角锥(Berkovich型)压头(142.3°)作为金刚石压头。在温度23℃、湿度43℃的环境下，将设定载荷设为300μN，将压入深度设为约200nm左右，进行3秒压入、3秒拔出，测定由载荷、保持、卸载荷区域构成的载荷位移曲线。从此时的卸载荷的曲线的斜率计算S(刚度；接触刚性)，通过下式算出接触深度(h_c)。

h_c＝h_t-ε(P/S)

在此，h_t为测量的压入深度(nm)，ε为与压头形状有关的常数(Berkovich压头为0.75)，P为最大载荷(μN)。

另外，通过下式，由接触深度h_c算出接触投影面积A。

A＝24.56h_c ²

然后，通过下式，由复合弹性模量E_r算出弹性模量E_s。

在此，E_i为压头的杨氏模量，ν_i为压头的泊松比，ν_s为样品的泊松比，β为由压头的形状决定的常数。

针对振动部和悬边部，在10μm×10μm区域内形成10处压痕，将同一测定改变位置以n＝3进行测定，算出其平均，求出各部分的弹性模量。

[内部损耗]

对于矩形的测定用试样(4mm×10mm)，使用动态粘弹性测定装置(Rheology株式会社制造、FT Rheospectra DVE-V4)在频率为10Hz、升温速度为3℃/分钟(-100℃～+300℃)、应变为0.025％的条件下进行测定，在20℃下求出所得到的复数弹性模量的相对于实数部(E’：储能模量)的虚数部(E”：损耗模量)，由其比(E”/E’)求出内部损耗(tanδ)。

(实施例1)

通过温度220℃、压力2MPa的压空成形将热塑性液晶聚合物膜(株式会社可乐丽制造、“ベクスター”(注册商标)、熔点280℃、厚度25μm、SOR1.10)进行赋形，得到图2和3所示形状的热塑性液晶聚合物成形体。振动部的大小为φ20mm，整体的大小为φ40mm。

通过加热器加热仅对热塑性液晶聚合物成形体的相当于悬边部的部分在275℃进行1分钟加热处理，得到音响振动板。表7中示出其物性测定结果。

(实施例2)

除了将加热处理温度设为280℃以外，与实施例1同样地制作音响振动板。表7中示出其物性测定结果。

(实施例3)

通过温度220℃、压力2MPa的压空成形将热塑性液晶聚合物膜(株式会社可乐丽制造、“ベクスター”(注册商标)、熔点305℃、厚度25μm、SOR1.10)进行赋形，得到与实施例1同样形状的热塑性液晶聚合物成形体。

通过加热器加热仅对热塑性液晶聚合物成形体的相当于悬边部的部分在300℃进行1分钟加热处理，得到音响振动板。表7中示出其物性测定结果。

(实施例4)

作为对悬边部进行加热处理的方法，变更为超声波加热装置(Nippon Avionics株式会社制造、“HW-D250S-28”、振荡频率：28kHz、振幅：10μm、输出功率：180W、压力：0.1MPa、保持时间：1.0秒、自然冷却时间0.1秒)，除此以外与实施例1同样地制作音响振动板。表7中示出其物性测定结果。需要说明的是，该例的喇叭筒形状如图6所示小径圆筒部21c的直径尺寸φ1为12mm、大径圆筒部21a的直径尺寸φ2为14mm。

(比较例1)

通过温度120℃、压力2MPa的压空成形将PET膜(厚度25μm)赋形为与实施例1同样的形状后，利用厚度13μm的环氧胶粘剂在赋形后的成形体的振动部粘贴φ20mm的铝板(厚度25μm)，得到音响振动板。接合部(振动部)的厚度为50μm+12.5μm、即62.5μm，音响振动板整体的重量为约0.16mg。表7中示出其物性测定结果。

(比较例2)

使用PEEK膜(厚度25μm)代替PET膜，通过温度150℃、压力2MPa的压空成形赋形为φ40mm的大小，除此以外与比较例1同样地利用环氧胶粘剂在振动部粘贴铝板，制作音响振动板。表7中示出其物性测定结果。

如表7所示，使用了实施例1～4的热塑性液晶聚合物成形体的音响振动板能够在没有接合部的情况下混合存在高弹性模量的振动部和低弹性模量的悬边部。另外，尽管使悬边部的弹性模量变小，但内部损耗没有变化，振动部和悬边部中任一部分的内部损耗都高。此外，由于振动部与悬边部一体成形，因此在振动部与悬边部厚度没有差异，作为整体能够轻量化。

另一方面，在比较例1和2中，通过胶粘异种材料而在振动部和悬边部调整弹性模量，但是，由于铝板和胶粘层的存在，在振动部变厚并且变重，因此，传播速度((E/ρ)^1/2)降低等音响特性不充分。

产业上的可利用性

本发明的音响振动板作为用于各种音响设备的构件是有用的。

如上所述，参考附图对本发明的优选实施例进行了说明，但是，对于本领域技术人员而言，看到本申请说明书，在显而易见的范围内容易设想各种变更和修正。因此，这样的变更和修正也被解释为由权利要求书规定的发明范围内。

符号说明

10…音响振动板

11…振动部

12…悬边部

13…极片

14…音圈

15…磁性体

16…槽

17…底座

18…铁砧

19…热塑性液晶聚合物膜或热塑性液晶聚合物成形体

20…加压装置

21…喇叭筒

21a…大径圆筒部

21b…圆锥台部

21c…小径圆筒部

22…锥盆

23…超声波振动子

24…电源

25…超声波振荡器

F…音响振动板的耳朵侧表面

R…音响振动板的与耳朵相反一侧的表面

Claims (12)

1.一种音响振动板，其是振动部和位于该振动部的外周的悬边部分别由相同组成的热塑性液晶聚合物构成的音响振动板，其中，通过纳米压痕法测定的振动部的弹性模量E_d和悬边部的弹性模量E_e满足E_d＞E_e的关系。

2.如权利要求1所述的音响振动板，其中，振动部的弹性模量E_d与悬边部的弹性模量E_e的比E_d/E_e为1.05～5.0。

3.如权利要求1或2所述的音响振动板，其中，振动部的弹性模量E_d为6.0～15.0GPa。

4.如权利要求1～3中任一项所述的音响振动板，其中，悬边部的弹性模量E_e为4.5～12.0GPa。

5.如权利要求1～4中任一项所述的音响振动板，其中，振动部和悬边部的内部损耗tanδ均在0.03～0.08的范围内。

6.如权利要求1～5中任一项所述的音响振动板，其中，音响振动板内的厚度的差异为10μm以下。

7.权利要求1～6中任一项所述的音响振动板的制造方法，其是制造振动部和悬边部以热塑性液晶聚合物膜作为原材料而形成的音响振动板的方法，其具备：

对热塑性液晶聚合物膜的形成悬边部的部分、或者通过对热塑性液晶聚合物膜进行成形加工而赋形后的热塑性液晶聚合物成形体的悬边部进行加热处理的工序。

8.如权利要求7所述的音响振动板的制造方法，其中，所述加热处理的加热温度为(Tm-30)～(Tm+30)℃。

9.如权利要求7所述的音响振动板的制造方法，其中，所述加热处理为超声波处理。

10.如权利要求7～9中任一项所述的音响振动板的制造方法，其中，所述加热处理工序前的热塑性液晶聚合物膜的SOR为0.80～1.30。

11.一种音响设备，其具备权利要求1～6中任一项所述的音响振动板。

12.如权利要求11所述的音响设备，其为扬声器、头戴式耳机或入耳式耳机。

Images