CN1984508B - 音盆膜及音盆膜的制作方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种音盆膜，其包括一种由细云母薄片、纸浆纤维、和聚乙烯醇纤维组成的纸制品组成的并形成多格栅结构的膜基底材料；以及一种与纸制品或膜基底材料结合的片材。

Description

音盆膜及音盆膜的制作方法
交叉引用相关申请
本发明包含涉及2005年7月21日提交日本专利局的日本专利申请JP2005-211525的主题内容，其全部内容在此引入供参考。
发明背景
技术领域
本发明涉及一种用于扬声器和其它的音盆膜以及用于制作音盆膜的方法。
背景技术
用于具有良好再现频率特征的扬声器的音盆膜需要杨氏模量和内部损耗大而密度低的音盆膜。例如，通过增加膜的杨氏模量能够扩展再现频率范围，并且通过增加振动膜的内部损耗可能使再现频率特征平坦化从而降低品质因数。此外，通过降低膜密度能够改善再现效果。为了满足振动膜的需求，已经提出在用于扬声器的音盆膜中使用所谓的云母纸多格栅结构产品，其中通过由细云母薄片和纸浆纤维或聚乙烯醇纤维造纸并且接着加热该纸以形成多格栅结构制备该云母纸多格栅结构产品。
由此制备的云母纸多格栅结构产品具有小至0.05到0.60g/cm3的表观密度，并且因此可以获得轻量的振动膜。而且，用于多格栅结构产品的细云母薄片具有大的面积厚度比(也就是，所谓的宽高比大)，并且因此云母薄片相互层积的面积大。因为这个原因，该云母纸多格栅结构产品具有大的杨式模量。
但是，这种多格栅结构产品具有低内部损耗并且因此增加了谐振锐度，使得难以获得平坦化再现频率特征。为了解决这个问题，已经在审查的日本专利申请公开(KOKOKU)号No.7-28476(专利文献1)中提出了一种方法，其中云母纸多格栅结构产品被浸渍了一种合成树脂溶液或合成树脂乳液以被涂覆一种极薄的树脂膜，降低了内部损耗。
发明内容
但是，专利文献1中描述的技术中，用于涂覆云母纸多格栅结构产品的合成树脂溶液或合成树脂乳液包含一种有机溶剂、一种表面活性剂、或类似物，并且这种技术的环境问题已被指出。
同时，利用下文的方法制造了一种相关技术设计的云母纸多格栅音盆膜。首先，将细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维混合在一起并均匀分散在水中，接着利用造纸机或类似物造纸。然后，得到的潮湿状态的纸制品被置于一个模具内并加热到100℃或更高以溶解聚乙烯醇纤维。最后，干燥整个成品以获得云母纸多栅盆膜。
在由纸制品形成云母纸多格栅结构产品中，首先，当纸制品的温度已经达到80℃或更高时，聚乙烯醇纤维在包含在纸制品中的水分内溶解为液体且该液体作为粘合剂在细云母片和纸浆纤维之间流动。然后，当温度已经达到100℃或更高时，水分蒸发为水蒸气以产生气泡，由此形成多格栅结构。在这个例子中，通过模具的干燥孔排放水蒸气。
但是，问题产生在于，已经通过上述过程变为液体的聚乙烯醇流入模具干燥孔内，使得难以从模具中取出得到的云母纸多格棚结构产品，即所谓的脱模。因此，本发明提供了一种音盆膜，其优点不仅在于该膜没有环境问题和具有有效增加的内部损耗以获得平坦化再现频率特征，而且还在于在该膜的制造中该膜具有改善的脱模性，以及一种制造音盆膜的方法。
为了解决上述问题，依据本发明的一个实施方案的音盆膜包括：具有多格栅结构的膜基底材料，该多格棚结构由细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维组成的纸制品获得；和与纸制品或该膜基底材料结合的片材。
依据本发明的一个实施方案的制造音盆膜的方法包括下列步骤：形成纸制品；将片材与纸制品结合；加热纸制品和片材；以及由纸制品形成具有多格栅结构的膜基底材料。在该方法中，纸制品由细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维组成，并且有包含在纸制品中的水蒸气通过该片材排放。
在本发明的音盆膜和用于制造本发明音盆膜的方法中，在该云母纸多格栅膜的制造过程中，具有内部损耗大于云母纸多格栅膜的片材与模具内的纸制品结合，或者片材与由此制造的云母纸多格棚膜的膜基底材料表面结合，并因此平坦化再现频率特征和提高脱模性都可以获得。
附图说明
图1是扬声器振动部分的说明性视图；
图2包括扬声器膜片的图解视图，其中图2A是其侧视图而图2B是其前视图；
图3是显示六件模具的视图；
图4是一横截面图，显示具有形成在一侧内的干燥孔的模具；
图5是一横截面图，显示具有形成在两侧内的干燥孔的模具；
图6是干燥孔的前视图；
图7是形成纸制品并将片材与该纸制品结合的流程图；
图8是形成多格栅结构膜的流程图；和
图9是再现频率特征的曲线图。
具体实施方式
在下文，将参照附图详细描述本发明的实施方案。
图1是扬声器振动部分的说明性视图。如图1中所示，扬声器单元具有一个扬声器振动部分。在图1中，组成扬声器膜片的锥形部分1由一种可以形成薄型体以利于移动并且轻质和刚性，而且提供适当的所谓内部损耗的损耗以消除频率特征或瞬间特性中的最大倾角的材料制成。
提供中心罩2以避免锥形部分1在径向变形，并避免铁粉或灰尘进入孔隙。中心罩2具有一个在其中心形成的孔3，并且孔3由稀织物(open weave)4覆盖。孔3允许由于锥形部分1的振动而使空气被压迫或膨胀而排出。
稀织物4避免灰尘进入里面而不妨碍空气的流动。音圈5沿导磁柱6的周缘上下移动以振动锥形部分1。阻尼器7将音圈5恰当地保持在导磁柱6的周缘。垫片8将锥形部分1的边缘9固定到框架10上。
图2A和图2B是扬声器膜片的图解视图。图2A是侧视图而图2B是前视图。在图2A中，膜材插入模具，并且被压缩和加热以形成组成扬声器膜片的锥形部分12。仅有锥形部分12不能获得显示平坦化再现频率特征的膜片。进一步，在这种情况下，在形成锥形部分12的模具中，树脂流入图2B中从中心到周边形成的孔内以排出水蒸气，由此降低脱模性。
为了消除不足，结合了一种片材，其具有的内部损耗大于组成下文描述的云母纸多格栅膜的锥形部分12的内部损耗，或者在制造云母纸多格栅膜中在模具内将该片材与纸制品结合，由此平坦化再现频率特征并提高脱模性。
首先，描述了用于结合薄膜或片材以在内部损耗方面使云母纸多格棚膜改进的方法。通过下列制备方法获得这里使用的云母纸多格棚膜。
首先描述形成纸制品的过程。
图7是说明形成纸制品并将片材与纸制品结合的流程图。在图7中，首先，三种材料，例如，细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维被混合在一起(步骤S1)。云母具有高杨氏模量，纸浆具有湿润性和高强度，并且聚乙烯醇纤维为水溶性且具有通过加热使得它们凝固的作用。
接下来，在步骤S1中由云母、纸浆和聚乙烯醇纤维混合在一起的混合材料被均匀分散在水里(步骤S2)。然后，利用在步骤S2中均匀分散在水里的云母、纸浆和聚乙烯醇纤维的混合材料进行造纸(步骤S3)。造纸是由水溶性混合材料制纸并且同时从材料中去除水分以形成潮湿状态的板形纸制品。在该步骤中，可以使用一种造纸机或类似物。
片材与步骤S3中形成的潮湿状态的纸制品结合(步骤S4)。可仅将片材放置在模具中，然后与潮湿状态的纸制品结合。最后，在步骤S4中结合的纸制品和片材被置于模具内(步骤S5)。
形成片材的片材原料由一种材料组成，该材料具有的内部损耗大于通过只加热纸制品形成的膜基底材料的内部损耗。可以使用一种由具有透气性的为无纺织物或纸形式的材料、具有透气性的纺织织物形式的材料、或具有透气性的多孔材料组成的片材。
在上面的步骤S1中，优选使用具有8目到400目粒径的细云母薄片。另外，优选分别使用具有3mm到100mm长度的纸浆纤维和聚乙烯醇纤维。加入的以上三种组分，即，细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维，各自用量的范围在表1中示出。
[表1]
  细云母薄片   纸浆纤维   聚乙烯醇纤维
    重量份   100   5到50   5到70
纸浆纤维和聚乙烯醇纤维的用量依照制造的膜片需要的物理特性而改变。例如，当细云母薄片按重量计算为100％时，纸浆纤维的量按重量计算在5％到50％的范围内，而聚乙烯醇纤维的量按重量计算在5％到70％的范围内。包含本发明实施方案中三种组分的混合材料分散在水中使得混合材料的浓度变为0.1％到1.0％，并且使用得到的材料进行造纸。
接下来，描述模具的构造。
图3是显示例如六件模具的视图。在图3中，模具31由上半部38和下半部39组成，并且在上半部38和下半部39之间提供用于形成膜片的锥形成型部分32到37。图7中在步骤S4结合的湿纸制品和片材被放置在锥形成型部分32到37中，并且在压缩它们时加热上半部38和下半部39以形成构成云母纸多格栅膜的锥形部分。
图4是显示具有形成在一侧的干燥孔的模具的横截面图。图4是图3的部分截面图。在图4中，在上半部41和下半部42之间提供用于形成膜片的一个锥形孔43。图7中在步骤S4结合的湿纸制品47和片材48被放置在锥形孔43中，并且在压缩它们时加热上半部41和下半部42，接着进行干燥。可选择地，可只将片材48放置在模具中，并且然后与潮湿状态的纸制品47结合。
在该例中，片材48附着在下半部42上，而纸制品47附着到上半部41上。只有包含在纸制品47中的水蒸气被允许通过形成在锥形孔43侧上的下半部42内的多个干燥孔44，并且如参考数字46所示通过开孔45排放水蒸气，开孔45形成在末端内以与形成在下半部42内的干燥孔44相通，由此形成构成云母纸多格棚膜的锥形部分。
图5是显示具有在双侧形成的干燥孔的模具的横截面图。图5是图3的部分截面图。在图5中，在上半部51和下半部55之间提供用于形成膜片的一个锥形孔54。图7中在步骤S4与湿纸制品59的两面结合的片材60、60′被放置在锥形孔54中，并且在压缩它们时加热上半部51和下半部55，接着进行干燥。可选择地，可只将片材60、60′放置在模具中，并且然后与潮湿状态的纸制品59结合。
在该例中，片材60′和片材60各自的表面附着在上半部51和下半部55上，而纸制品59通过片材60′和片材60附着在上半部51和下半部55上。只有包含在纸制品59中的水蒸气被允许通过分别形成在锥形孔54侧的上半部51和下半部55内的多个干燥孔52和多个干燥孔56。并且如参考数字58所示通过开孔53和开孔57排放水蒸气，开孔53和开孔57形成在末端内分别与形成在上半部51和下半部55内的干燥孔52和干燥孔56相通，由此形成构成云母纸多格栅膜的锥形部分。
图6是干燥孔的前视图。图6显示了图4或图5中示出的干燥孔44、或干燥孔52或干燥孔56由前面观看的形状。在图6中，多个干燥孔62形成在上半部或下半部61内由图4或图5中示出的锥形孔43或锥形孔54限定的区域内。如参考数字64所示通过开孔63排放水蒸气，开孔63形成在末端内与干燥孔62相通。
接下来，描述了利用模具以及结合的纸制品和片材用于形成多格栅结构膜的过程。
图8是一个显示用于形成多格栅结构膜的过程的流程图。在图8中，结合的纸制品和片材首先被放置在模具内(步骤S11)。然后，在向模具施加压力时，图4或图5中示出的包含步骤S11潮湿状态的纸制品的模具被加热到100℃或更高(步骤S12)。
在步骤S12中的加热过程中，热量由模具表面通过透气性片材传输到达潮湿状态的纸制品，并且，当纸制品的温度达到80℃或更高时，包含在纸制品内的聚乙烯醇纤维溶解在水中成为液体(步骤S13)。
在步骤S13中已经变为液体的聚乙烯醇作为粘合剂在透气性片材、细云母薄片和纸浆纤维之间流动，使得它们被结合在一起(步骤S14)。在该时间内，在步骤S13中已经变为液体的聚乙烯醇被透气性片材吸收，并且因此不流入干燥孔，使得与相关现有技术制造方法获得的相比，片材和纸制品之间的结合力得到提高。
在步骤S14中被聚乙烯醇粘合的纸制品和透气性片材通过步骤S12加热，温度已经达到100℃或更高时，潮湿状态的纸制品内的水分蒸发为水蒸气(步骤S15)。当纸制品内的水分在步骤S15中蒸发为水蒸气时，在纸制品中产生许多气泡(步骤S16)。
随后，在步骤S16中产生许多气泡以形成多格棚结构(步骤S17)。在这时，水蒸气只通过片材排放(步骤S18)。以这种方法，在步骤S18中只有水蒸气通过透气性片材排放，而且因此纸制品的组分并不流入干燥孔，与相关现有技术制造方法的脱模性相比使得脱模性得到改善。
如上所述，干燥纸制品，同时溶解包含在纸制品内的聚乙烯醇纤维以获得云母纸多格栅结构制品。并且，为了增加内部损耗，利用一种通过溶解聚乙烯醇纤维获得的粘合剂，将一种内部损耗大于由云母纸多格栅结构制品构成的膜片内部损耗的薄膜或片材，例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜或由Kevlar(注册商标)制成的编织织物层叠在纸制品的一侧或两侧，由此获得由云母纸多格棚结构制品构成的膜，该云母纸多格栅结构制品与具有改进了内部损耗的薄膜或片材结合。
然后，描述了用于结合透气性片材以提高内部损耗和生产率的方法。在该使用透气性片材的层叠方法中，透气性片材被放置在图4或图5中示出的其中具有干燥孔的模具表面上，并且然后潮湿状态的纸制品被放置在模具内，接着加热到100℃或更高。因此，实现了聚乙烯醇纤维的溶解和干燥，获得了由云母纸多格栅结构制品构成的膜片。
可以采用用于将透气性片材和云母纸多格栅制品结合的替代方法，其中如上所述首先形成由云母纸多格栅结构制品构成的膜片，该云母纸多格栅结构制品具有一个与其一表面结合的片材，并且然后利用粘合剂将一透气性片材附着到云母纸多格栅结构制品的另一没有片材的表面上。
可以采用一种替代方法，其中如上所述利用用于提高脱模性的片材形成由云母纸多格栅结构制品构成的膜片，并且然后从云母纸多格栅结构制品剥离该片材，然后利用粘合剂将另一用于增加内部损耗的片材附着到该云母纸多格栅结构制品上。
由于透气性片材的内部损耗大于云母纸多格栅膜的内部损耗，如果，例如，使用无纺织物、纸、或由Kevlar制成的编织织物，也可以改进内部损耗。不同于利用相关现有技术提出的合成树脂溶液或合成树脂乳液的方法，上述方法既不使用有机溶剂也不使用表面活性剂，因此消除了环境问题。
在下文，示出了依据本发明实施方案音盆膜的具体试验性实例。试验性实例中使用的薄膜和片材的内部损耗值在表2中示出。
[表2]
    PET     纸   Kevlar编织织物
内部损耗tanδ     0.024     0.051   0.034
[对比实例]
首先，在对比实例中，将100g具有8目到150目粒径的细云母薄片、10g纸浆纤维、和60g聚乙烯醇纤维分散在水中以制备浓度为0.5％的悬浮液。制备的2,000g悬浮液被造纸为100mm×100mm的尺寸。产生的纸制品被插入到图4或图5中示出的模具内，其被预先加热到150℃，并且然后被压缩干燥20分钟以获得0.4g/cm3表观密度和5mm厚度的云母纸多格栅结构制品。
从这样得到的云母纸多格棚结构制品，制备80mm长和10mm宽的样品，并利用振簧法测定物理性能(内部损耗)，而且测定结果以及下文试验性实例中的结果在表3中示出。由表3可以看出，对比实例的内部损耗为0.0134。
[表3]
对比实例   试验性实例1   试验性实例2  试验性实例3 试验性实例4
 1-1  1-2  2-1  2-2
内部损耗tanδ     0.0134  0.0164  0.0182  0.0189  0.0285  0.0175 0.0221
[试验性实例1]
利用一种热熔粘合剂，通过在150℃的温度、1kg/cm2的压力下，压力结合5分钟，将具有微孔和75μm厚的PET薄膜层叠在对比实例中获得的云母纸多格栅结构制品的一侧(表3中1-1)或双侧(表3中1-2)上，以得到一种PET/云母纸多格棚制品复合材料(表3中1-1)或一种PET/云母纸多格棚制品/PET复合材料(表3中1-2)。
以与对比实例中相同的方式制备80mm长和10mm宽的样品，并通过振簧法测定物理性能。在试验性实例1中，在一侧具有PET的复合材料具有0.0164的内部损耗，如表3中第“1-1”栏所示出，而在双侧都具有PET的复合材料具有0.0182的内耗，如表3中第“1-2”栏所示出，与上面的数值相比，其已得到了改进。
使用Toray Industries Inc.制造和销售的“LUMIRROR”(注册的商标，商品名)作为PET膜，而且，使用Kureha Ltd.制造和销售的“DYNAC(注册商标)PES140-50”(商品名)作为热熔粘合剂。
[试验性实例2]
在与试验性实例1中相同的条件下，将具有微孔和100μm厚的纸层叠在对比实例中获得的云母纸多格栅制品的一侧(表3中2-1)或双侧(表3中2-2)上，以得到一种纸/云母纸多格棚制品复合材料(表3中2-1)或一种纸/云母纸多格棚制品/纸复合材料(表3中2-2)。
以与对比实例中相同的方式制备80mm长和10mm宽的样品，并通过振簧法测定物理性能。在试验性实例2中，在一侧具有纸的复合材料具有0.0189的内部损耗，如表3中第“2-1”栏所示出的，而在双侧都具有纸的复合材料具有0.0285的内部损耗，如表3中第“2-2”栏所示出，与上面的数值相比，其已得到了改进。
[试验性实例3]
类似于对比实例中所使用的，通过混合细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维得到的悬浮液在与对比实例中相同的条件下进行造纸以获得一种纸制品。具有微孔的Kevlar编织织物被放置在湿纸制品的一侧上使得该编织织物存在在模具的干燥孔侧，并被插入到被预先加热到150℃的模具内(见图4)，还被压缩干燥20分钟以获得一种Kevlar编织织物/云母纸多格栅制品复合材料。已经变为液体的聚乙烯醇被Kevlar编织织物吸收，而且因此没有聚乙烯醇流入模具中的干燥孔内。因此，该复合材料易于从模具移出，也就是，在相关现有技术中很差的脱模性得到了改进，证实了本发明实施方案的效果。
使用Arisawa Mfg.有限公司制造和销售的Kevlar Cloth K-281(商品名)作为Kevlar编织织物。以与对比实例中相同的方式制备用于测定的样品，并通过振簧法进行物理性能的测定。在试验性实例3中，内部损耗为0.0175，与对比实例中的数值相比，其已得到了改进。
[试验性实例4]
类似于对比实例中所使用的，通过混合细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维得到的悬浮液在与对比实例中相同的条件下被用于造纸以获得一种纸制品。具有微孔的Kevlar编织织物被放置在湿纸制品的两侧上，并被插入到被预先加热到150℃的模具内(见图5)，还被压缩干燥20分钟以获得一种Kevlar编织织物/云母纸多格栅制品/Kevlar编织织物复合材料。
与试验性实例3相同，在试验性实例4中，已经变为液体的聚乙烯醇没有流入模具中的干燥孔内，并且因此改进了脱模性，这证实了本发明实施方案的效果。使用Arisawa Mfg.有限公司制造和销售的Kevlar Cloth K-281(商品名)作为Kevlar编织织物。
以与对比实例中相同的方式制备用于测定的样品，并通过振簧法进行物理性能的测定。在试验性实例4中，内部损耗为0.0221，与对比实例中的数值相比，其已得到了显著改进。由测定结果显而易见的是，每个试验性实例中的内部损耗都比对比实例中的内部损耗大，这证实了本发明实施方案的效果。
[试验性实例5]
类似于对比实例中所使用的，利用通过混合细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维得到的悬浮液，获得了膜片1、膜片2和对比实例膜片，它们中的每一个都是具有10cm开口直径的锥形类型。膜片1由Kevlar编织织物/云母纸多格栅制品膜片构成，也就是，在一侧具有微孔Kevlar编织织物的膜片。膜片2由Kevlar编织织物/云母纸多格棚制品/Kevlar编织织物膜片构成，也就是，在两侧都具有微孔Kevlar编织织物的膜片。对比实例膜片是一种仅由云母纸多格栅制品构成的膜片。
图9是再现频率特征的曲线图。利用上文获得的膜片单独制造了全波段扬声器，并对它们的再现频率特征进行比较。从图9，明显的是，与使用对比实例膜片91的扬声器相比，利用参考数字92或93标识本发明的膜片1或2的扬声器具有几乎没有最大倾角的平坦化特征。图9已经证实了膜片内部损耗的增加。
通过本发明，不仅可以有效地增加多格栅音盆膜的内部损耗以改善减振性能，由此获得平坦化再现频率特征，还可以在膜片的制造中改进膜片的脱模性，由此提高生产率。
用于云母纸多孔格栅制品膜片的材料如细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维的用量，干燥温度，以及用于薄膜或片材的条件并不局限于试验性实例中的那些，并且可以根据需要的膜片特性进行适当的选择。
本发明的上述实施例不仅可以增加音盆膜的内部损耗以使扬声器的再现频率特征平坦化，而且在膜片的制造中可以改善膜片的脱模性，由此有效地提高生产率。
本发明并不限于上述实施方案，并且只要在本发明的范围之内可以进行改变或更改。

Claims (9)

1.一种音盆膜，包括：
一种由细云母薄片、纸浆纤维、和聚乙烯醇纤维组成的纸制品组成的并形成多格栅结构的膜基底材料；
一种与所述纸制品或所述膜基底材料结合的片材；以及
一透气性片材，其附着到纸制品或膜基底材料的另一没有片材的表面上。
2.权利要求1的音盆膜，其中所述与纸制品或膜基底材料结合的片材由一种材料组成，其内部损耗大于所述膜基底材料的内部损耗。
3.权利要求1的音盆膜，其中所述与纸制品或膜基底材料结合的片材由一种具有透气性的材料组成。
4.权利要求3的音盆膜，其中所述与纸制品或膜基底材料结合的片材为无纺织物或纸的形式。
5.权利要求3的音盆膜，其中所述与纸制品或膜基底材料结合的片材为纺织织物的形式。
6.权利要求3的音盆膜，其中所述与纸制品或膜基底材料结合的片材为多孔材料。
7.权利要求1的音盆膜，其中所述细云母薄片具有8目到400目粒径。
8.权利要求1的音盆膜，其中所述纸浆纤维和所述聚乙烯醇纤维各自具有3mm到100mm的长度。
9.用于制造音盆膜的方法，包括步骤：
形成由细云母薄片、纸浆纤维和聚乙烯醇纤维组成的纸制品；
将片材与所述纸制品结合；
加热所述纸制品和所述片材；
由所述纸制品形成多格栅结构中的膜基底材料；以及
通过所述片材只排放包含在所述纸制品内的水蒸气。 
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