CN211720738U - 碳纤维球顶及扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电声装置技术领域，具体涉及一种碳纤维球顶及扬声器。该碳纤维球顶包括：碳纤维层和层叠于所述碳纤维层的发泡材料层，所述碳纤维层包括一层或多层碳纤维单向带预浸料，所述发泡材料层为发泡聚对苯二甲酸乙二醇酯层。本实用新型的碳纤维球顶及扬声器通过将包含聚对苯二甲酸乙二醇酯的发泡材料层与碳纤维材料层进行复合，增强了产品的强度，产品在使用过程中不易断裂，同时，提升了产品的防水等级。

Description

碳纤维球顶及扬声器

【技术领域】

本实用新型涉及电声装置技术领域，具体涉及一种碳纤维球顶及扬声器。

【背景技术】

球顶形扬声器是指利用球顶形振膜直接辐射声波的扬声器，属于电动式扬声器，振膜是一个半球形膜片，用振膜折环直接支撑音圈而没有定心支片，特点是高频响应好，指向性宽及失真较小。

现有技术中的碳纤维球顶一般采用碳纤维材料与发泡材料PMI复合，例如，碳纤维单向带与发泡PMI复合，由于PMI材料的密度为0.10g/cm³左右，并且发泡PMI模量与强度较低，产品中发泡材料方向容易断裂，导致操作和可靠性存在一定的隐患，并且使用发泡PMI的产品防水效果不佳。

因此，有必要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

【发明内容】

本实用新型提供一种碳纤维球顶及扬声器，能够解决现有技术中碳纤维球顶强度低、容易断裂的问题。

本实用新型的技术方案如下：提供一种碳纤维球顶，包括层叠设置的发泡材料层和碳纤维层，所述发泡材料层包括相对的上表面和下表面，所述碳纤维层设于所述发泡材料层的上表面和/或下表面，所述碳纤维层包括一层或多层碳纤维单向带预浸料，所述发泡材料层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。

优选地，所述发泡材料层中的气孔的孔径为0.001μm～20μm。

优选地，所述发泡材料层的密度为0.20g/cm³～0.30g/cm³。

优选地，所述碳纤维球顶的厚度为20μm～2000μm。

优选地，所述碳纤维球顶的厚度为80μm～200μm。

优选地，所述碳纤维单向带预浸料的厚度为5μm～100μ。

优选地，所述碳纤维单向带预浸料包括T系列碳纤维和M系列碳纤维中的一种或多种。

优选地，所述碳纤维单向带预浸料包括碳纤维单向带和预浸树脂，所述预浸树脂包括环氧树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚对苯撑苯并二噁唑和聚对苯二甲酰对苯二胺的一种或多种。

优选地，所述碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料的拉伸模量大于200Gpa。

优选地，所述碳纤维层包括多层碳纤维单向带预浸料，各层所述碳纤维单向带预浸料之间的夹角为0-90°。

本实用新型的另一技术方案如下：提供一种扬声器，其使用上述的碳纤维球顶。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的碳纤维球顶及扬声器通过将发泡聚对苯二甲酸乙二醇酯层与碳纤维材料层进行复合，增强了产品的强度，产品在使用过程中不易断裂，同时，在没有增加太多质量的情况下，提升了产品的防水等级，改善了产品的高频性能。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例1提供的碳纤维球顶的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的碳纤维球顶的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3提供的碳纤维球顶的制备方法的流程图；

图4为本实用新型实施例4提供的碳纤维球顶的制备方法的流程图；

图5为本实用新型实施例5提供的扬声器的结构分解图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例1

图1是本实用新型实施例1的碳纤维球顶的结构示意图，如图1所示，该碳纤维球顶100包括碳纤维层110和发泡材料层120，该碳纤维层110层叠于该发泡材料层120的上表面，该碳纤维层110包括一层或多层碳纤维单向带预浸料，该发泡材料层120为发泡聚对苯二甲酸乙二醇酯层。

在本实施例中，聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)是乙二醇和对苯二甲酸的缩聚反应产物，是高结晶度、高熔点的线性大分子。作为一种热塑性工程材料，PET具有良好的力学性能、电绝缘性、耐化学药品性及耐蠕变、耐疲劳及耐摩擦等特性。未发泡PET为实心材料，密度约为1.4g/cm³左右，未发泡PET与发泡PMI材料相比具有较大的密度，本实施例的发泡材料层120为PET经发泡成型制造形成的聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡体(PET发泡体)，在该发泡材料层120的内部大量含有微细气孔，该气孔的平均孔径为20μm以下。在本实施例中，发泡PET的密度为0.20g/cm³～0.30g/cm³，优选为0.25g/cm³，本实施例的发泡材料层120的密度与发泡PMI相比，并未增加太多，因此，采用发泡材料层120的碳纤维球顶100的质量并未增加太多，本实施例的碳纤维球顶100通过将碳纤维单向带与PET发泡体进行复合，使得本实施例的球顶结构力学性能得到很大提升，同时，由于PET发泡体的防水性能，在保证产品强度的同时还提升了产品的防水等级。

具体地，为了不影响声音的传播，各气孔间相互不连通，为相互独立的气孔。为了增加球顶的强度，在一个可选的实施方式中，该发泡材料层120中的气孔的孔径为0.001μm～20μm。在本实施例中，通过调整PET发泡体的密度，使得PET发泡体的重量得到控制，例如，通过增加单位体积内气孔的数量，降低PET发泡体的密度；又如，通过在一定限度内增加PET发泡体内气孔的平均孔径，降低PET发泡体的密度。

可以采用在PET中添加发泡剂的方式制备该PET发泡体，也可以采用气体在高温高压下以物理的方式制备该PET发泡体。

在一个可选的实施方式中，本实施例的发泡材料层120可以直接采用日本古河电工(Furukawa Electric Co.，Ltd.)的超微细发泡光反射板，即MCPET(Microcellularformed polyethylene terephthalate)反射板，例如，RB系列MCPET反射板、VA系列MCPET反射板和M4系列MCPET反射板中的一种或多种。需要说明的是，实践中，还可以采用与日本古河电工的MCPET反射板相同韧性的其他系列或其他企业生产的类似产品。

在一个可选的实施方式中，该碳纤维层110和该发泡材料层120的总厚度为20μm～2000μm，更进一步地，该碳纤维单向带预浸料的厚度为5μm～100μm；更进一步地，该碳纤维层110和该发泡材料层120的总厚度为80μm～200μm。

本实施例的碳纤维球顶100可以切割成任何需要的形状，例如，通过激光切割、切边模冲切或摸切机摸切等方式进行切割；切割后再与音膜粘合，例如，通过背胶或打胶等方式粘合；粘合后再装配成扬声器。

在本实施例中，该碳纤维层110的碳纤维单向带预浸料包括碳纤维单向带和预浸树脂，该碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料单向延伸，该碳纤维单向带预浸料可以采用以下方式获得：将热固性的预浸树脂浸渍或喷涂在碳纤维单向带上，再经高温高压处理后形成的在碳纤维单向带上有预浸树脂固化物的碳纤维单向带浸渍材料，该碳纤维层110的碳纤维单向带预浸料可以在纤维延伸方向，即纤维方向能够承受较大受力，在纤维方向垂直的方向上能够承受较弱受力，但通过与预浸树脂固化后大大增强承受力的能力。

其中，该预浸树脂可以包括环氧树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)、聚对苯二甲酰对苯二胺(芳纶1414)中的一种或多种。该碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料的拉伸模量大于200Gpa，该碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料可以采用东丽的T系列T300以上、M系列所有，以及相同强度级别的其他系列和其他供应商的材料，需要说明的是东丽的T系列和M系列是日本东丽公司的碳纤维型号，属于行业标准，本领域技术人员可轻松获取这两种系列的材料。

在一些可选的实施方式中，该碳纤维层110可以包括多层碳纤维单向带预浸料，例如，两层、三层或四层，各层所述碳纤维单向带预浸料之间的夹角为0-90°，不同层的碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料可以相同或不同，不同层的碳纤维单向带预浸料中的预浸树脂可以相同或不同，碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料的延伸方向不同，即纤维方向夹角不同，可以保证该碳纤维层110的各方向的受力性能，例如，以三层结构为例，从上至下纤维方向夹角依次设置为0°、45°和90°。

在一些可选的实施方式中，该碳纤维层110中预浸料的层数可以为1～20层；进一步地，该碳纤维层110中预浸料的层数可以为2～5层。

由于碳纤维单向带单向受力好，PET发泡体的韧性好且具有防水功能，采用碳纤维单向带与PET发泡体复合，在保证产品强度的同时还提升了产品的防水等级。在本实用新型实施例所运用的环境中，球顶结构受力定向，采用碳纤维单向带能够保证所述球顶结构的受力要求，同时，本实用新型实施例采用碳纤维单向带预浸料，制造时，仅需将碳纤维单向带预浸料贴合在发泡材料层120上即可，由于碳纤维单向带预浸料上自带粘性，不需额外的粘接剂即能实现粘接，粘接之后通过高温高压处理，使得所述碳纤维单向带预浸料中的预浸树脂固化，进一步地提升了粘接的强度，贴合更加紧密，同时保证了固化后的碳纤维单向带预浸料强度进一步提升，保证了球顶结构的受力强度，固化后的树脂进一步提升了所述球顶的高频性能。同时采用了碳纤维后，使得球顶的厚度整体减小，提供了振动性能保证了声音品质，同时节省了产品空间。另，由于碳纤维单向带预浸料中的树脂固化后能够使得球顶结构的表面光滑，且由于固化后的树脂强度硬不易产生刮痕，使得所述碳纤维球顶结构100更加美观。

图2是本实用新型实施例2的碳纤维球顶的结构示意图，如图2所示，该碳纤维球顶200包括第一碳纤维层210、发泡材料层220和第二碳纤维层230，该第一碳纤维层210和该第二碳纤维层230分别设于该发泡材料层220的上表面和下表面，该第一碳纤维层210包括一层或多层碳纤维材料预浸料，该第二碳纤维层230包括一层或多层碳纤维材料预浸料，该碳纤维预浸料包括碳纤维材料、预浸树脂和分散于该预浸树脂中的强增材料。

本实施例中的该第一碳纤维层210和该第二碳纤维层230具体参见实施例1中碳纤维层110的描述，该发泡材料层220具体参见实施例1中发泡材料层120的描述，在此不进行一一赘述。

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的碳纤维球顶中，发泡材料层的两面均设有碳纤维层。该第一碳纤维层210、该发泡材料层220和该第二碳纤维层230的总厚度为20μm～2000μm，更进一步地，该碳纤维单向带预浸料的厚度为5μm～100μm；更进一步地，该第一碳纤维层210、该发泡材料层220和该第二碳纤维层230的总厚度为80μm～200μm。其他与实施例1相同的部分具体参见上述。

本领域技术人员应当理解，在其他实施例中，可以仅在该发泡材料层的下表面设置碳纤维层。

实施例3

图3是本实用新型实施例3的碳纤维球顶的制备方法的流程图，该制备方法用于制备本实用新型实施例1的碳纤维球顶，如图3所示，该制备方法包括：

S301，分别提供碳纤维单向带、以及发泡材料层。

S302，用该预浸树脂预浸碳纤维材料，以获得预浸后的碳纤维材料。

S303，将一层所得预浸后的碳纤维单向带贴合于该发泡材料层的上表面后进行固化处理。

本实用新型实施例中的球顶结构制备方法仅通过简单粘贴即能形成复合层，再通过高温高压进行强化，获得力学性能、声学性能优异的球顶结构，同时能够保证美观，本实施例中的方法简单、易操作，对设备的要求低，具有广泛的使用前景。

实施例4

图4是本实用新型实施例4的碳纤维球顶的制备方法的流程图，该制备方法用于制备本实用新型实施例2的碳纤维球顶，如图4所示，该制备方法包括：

S401，分别提供碳纤维单向带、以及发泡材料层。

S402，用该预浸树脂预浸碳纤维材料，以获得预浸后的碳纤维材料。

S403，将多层所得预浸后的碳纤维单向带分别贴合于该发泡材料层的上表面和下表面后进行固化处理。

本实用新型实施例5提供了一种扬声器300，请参阅图5所示，该扬声器包括碳纤维球顶400，该碳纤维球顶400为实施例1的碳纤维球顶或实施例2的碳纤维球顶，或通过实施例3的制备方法得到的碳纤维球顶，或实施例4的制备方法得到的碳纤维球顶。以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维球顶包括层叠设置的发泡材料层和碳纤维层，所述发泡材料层包括相对的上表面和下表面，所述碳纤维层设于所述发泡材料层的上表面和/或下表面，所述碳纤维层包括一层或多层碳纤维单向带预浸料，所述发泡材料层为发泡聚对苯二甲酸乙二醇酯层。

2.根据权利要求1所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述发泡材料层中的气孔的孔径为0.001μm～20μm。

3.根据权利要求1所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述发泡材料层的密度为0.20g/cm³～0.30g/cm³。

4.根据权利要求1或2所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维球顶的厚度为20μm～2000μm。

5.根据权利要求4所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维球顶的厚度为80μm～200μm。

6.根据权利要求1或2所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维单向带预浸料的厚度为5μm～100μm。

7.根据权利要求1所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维单向带预浸料包括碳纤维单向带和预浸树脂，所述预浸树脂包括环氧树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚对苯撑苯并二噁唑和聚对苯二甲酰对苯二胺的一种。

8.根据权利要求1所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维单向带预浸料中的碳纤维材料的拉伸模量大于200Gpa。

9.根据权利要求1所述的碳纤维球顶，其特征在于，所述碳纤维层包括多层碳纤维单向带预浸料，各层所述碳纤维单向带预浸料之间的夹角为0-90°。

10.一种扬声器，其特征在于，所述扬声器包括如权利要求1至9任一项所述的碳纤维球顶。

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