WO2015165119A1

WO2015165119A1 - 一种用于制作振膜的膜片及形成振膜的方法及复合振膜

Info

Publication number: WO2015165119A1
Application number: PCT/CN2014/076692
Authority: WO
Inventors: 苏木松; 麦野明
Original assignee: 启欣有限公司; 古河电工香港有限公司
Priority date: 2014-05-01
Filing date: 2014-05-01
Publication date: 2015-11-05
Also published as: US20160142823A1; EP2993917A4; EP2993917A1; CN105165027B; CN105165027A; JP2017519376A; US9635464B2

Abstract

一种用于制作振膜（5）的膜片（2）及形成振膜（5）的方法及复合振膜，膜片（2）采用MCPET材料制成，MCPET材料为平均微孔尺寸小于等于5um、微孔（201）相互间各自独立、发泡率为2倍以下的以及密度为300kg/m ³以下的MCPET反射板（1）。反射板（1）被进一步加工，通过分层切割的方式形成相对被加工的MCPET反射板（1）为薄且至少一面暴露出微孔形成微孔暴露面的膜片（2），然后在130-140℃温度下进行加热成型形成振膜（5）。复合振膜包括主振膜（5）和辅助振膜（6），主振膜（5）采用上述膜片（2）制成，相对现有技术，采用上述膜片（2）制成的振膜（5）有着优良的声学性能。

Description

一种用于制作振膜的膜片及形成振膜的方法及复合振膜技术领域

[0001] 本发明涉及电声器件及音响产品制造领域，涉及一种用于制作扬声器振膜的膜片及其用这种膜片形成振膜的方法以及采用前述膜片以及采用前述形成振膜方法形成的振膜产品，特别涉及一种采用 MCPET材料制成的扬声器振膜。

背景技术

[0002] 对于扬声器而言，振膜是其核心部件，振膜性能的好坏对扬声器性能的影响极大。在现有技术中用于制成扬声器振膜的材料包括纸质材料，聚丙烯材料和金属材料等，采用这些材料制成的传统扬声器在声音再现方面均存在一些问题。例如，纸质材料制成的振膜在应用时受湿度、温度影响较大，同时耐久性也较差，纸质振膜不耐潮,水分可被吸收在纸质振膜中,时间长了将导致振膜质地的亦劣,潮湿的天气条件，将更加加速这种变劣的过程。同时纸质振膜的耐热性能亦不好，纸质振膜在高温环境中，随着时间的推移,振膜的形状可能改变。为此，纸盆对温度和湿度是比较敏感的，使用环境的改变可能对声音造成一定影响，而且多次在这些环境下的变化，也有可能导致纸盆产生不可复原的形变。所以大量的采用纸质振膜制成的扬声器使用一段时间后性能退化。聚丙烯材料制成的振膜虽然相对纸质振膜密度为低，但耐热性差。金属材料制成的刚性强而内阻低，能量不会被振膜材质本身吸收，所以发生盆分裂时会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端，若不妥善处理，就很容易出现 "金属声"，即可能会在声音再现过程中形成谐波畸变。

[0003] 为了克服这些缺点，在现有技术中有一种替代的解决方案,这就是采用带微孔的，且所述微孔的平均大小 10-30微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET) 片材（以下简称 PET片材）来制作扬声器振膜,这样制作出来的振膜提升了振膜材料的弹性水平，且更为轻质，其可确保扬声器振膜的经久耐用，声音再现过程中形成的失真也较小。然而，采用 PET 片材制成的扬声器振膜仍存在一些问题，一是发泡 PET 片材在生产过程中，要确保发泡的充分性，其厚度目前的极限值为 0.85 毫米，对于用于小口径扬声器的振膜来说，这样的厚度实在是太厚了；二是微孔孔径还是较大，影响密度水平与刚度水平之间达成最佳的适配。为此至少目前现有技术的发泡 PET 片材并不被业界认为是生产扬声器振膜最好的材料。本质上新的振膜材料的探寻是人们长期以来一直在进行工作，直到现在仍在从事这一工作的研究人员和研究机构仍不在少数，前述这些均充分说明了现有技术仍有进一步改进的必要。

发明内容 [0004] 本发明的目的在于提供一种用于制作振膜的膜片及形成振膜的方法及复合振膜，以提供一种新的可用来制作扬声器振膜的膜片材料，同时提供用这种膜片材料形成膜的方法并提供一种综合性能优良的用这种膜片材料制成的扬声器振膜。

[0005] 本发明的一种用于制作振膜的膜片，其特征在于所述膜片采用 MCPET 材料制成,所述 MCPET材料为平均微孔尺寸小于等于 5um，且微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/m 以下的 MCPET反射板，所述 MCPET反射板被进一步加工，所述加工为通过分层切割的方式形成相对被加工的 MCPET反射板为薄且至少一面暴露出微孔形成微孔暴露面的膜片。

[0006] 作为优选，所述膜片的厚度为 0.05-lmm，优选为 0.05-0.4 mm。

[0007] 本发明的一种扬声器振膜的制作方法，其特征在于将平均微孔尺寸小于等于 5um，且微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/m*以下的 MCPET反射板经分层切割形成相对被切割的 MCPET 反射板为薄，厚度为 0.05-lmm，且至少一面暴露出微孔形成微孔暴露面的膜片，然后在 130-14CTC温度下进行加热成型形成振膜。

[0008] 作为优选，在加热成型过程中对整张膜片进行加热成型，使整张膜片上形成若干个锥形或辐射面呈凹形的平板形或球顶形振膜构型，再以冲压或切割的方式从整张振膜上将每一个振膜构型切分下来。

[0009] 作为进一步优选，采用单面或双面加热成型，当只有一面为微孔暴露面时，无论是单面还是双面加热成型，与模具接触面均为非微孔暴露面。

[0010] 本发明的一种扬声器复合振膜，包括主振膜和辅助振膜，其特征在于制成主振膜的膜片材料为平均微孔尺寸小于等于 5um，且微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 k_g/_m 以下的 MCPET反射板，所述 MCPET反射板经分层切割形成至少一面暴露出微孔，形成微孔暴露面，厚度为 0.05-lmm 的主振膜的膜片，前述膜片再经 130-14CTC 温度下进行加热成型形成主振膜，同时所述辅助振膜为圆形或圆环形，所述辅助振膜的外径大于所述主振膜的外径，所述主振膜叠加在所述辅助振膜上并位于辅助振膜的中央位置上。

[0011] 作为优选，所述膜片只一面为微孔暴露面时，所述微孔暴露面背对主振膜的声音传送方向。

[0012] 作为优选，所述主振膜的形状为锥形振膜或辐射面呈凹形的平板形振膜或球顶形振膜。

[0013] 作为优选，所述主振膜带有环形联接边，并通过所述环形联接边与辅助振膜叠加，并通过粘贴或热粘合方式结合为一体。 [0014] 作为前述优选的进一步改进，所述辅助振膜采用纸质材料、聚合物材料制成，同时所述辅助振膜的外圆边上固接有刚性环。

[0015] 本发明的一种用于制作振膜的膜片，其采用 MCPET材料制成，更为具体的说其采用 MCPET反射板材料中平均微孔尺寸小于等于 5um，且微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/_m 以下的 MCPET反射板材料制成， MCPET反射板是日本古河电气工业株式会社针对提升灯光照明亮度所研发生产的一种反射板材，亦称超细微发泡反射板，这是一种以聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET(polyethylene Terephthalate)为基材采用超细微发泡技术制成的具有非常好反射效果的板材，日本古河电工株式会社将这种微发泡反射板命名为 MCPET(Microcellular formed Polyethylene Terephthalate)， MCPET反射板其微孔在生产时一般控制在 lOum 以下，微孔的平均尺寸要远小于一般的发泡类聚合物反射板，为此称之为超细微发泡反射板，其中 MCPET-VA 系列的反射板符合本发明平均微孔尺寸小于等于 5um，且微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 k_g/_m*以下的要求。由于要确保发泡的充分性，制成的这种 MCPET反射板需要有一定的厚度，过小的厚度难以保证发泡的充分性的均匀性，目前该公司的 MCPET 反射板的最小厚度为 0.51mm，发泡一般控制在 1.5-2倍。如前所述，适合本发明的发泡率限定在 2倍以下，对于 MCPET其下列优点公知的，即 MCOET本身在制成过程中未添加任何发泡剂，其完全是利用气体在高温高压下以物理的方式进行超细微发泡的，为此其微孔是相互独立的，为此其可利用 PET 资源回收方式废弃处理、材料未使用有害原料、表面具有高平滑性。同时这种材料具有优秀的光反射特性 (99%以上全反射率、扩散反射率： 96%、镜面反射率： 3%)、轻巧、抗落下冲击、能承受高温、在无外力作用下，在摄氏 16CTC下如无外力作用仍能保持形状、在二次加工方面，可利用裁切、冲压、弯曲、加热等等的方式来进行成型。 MCPET 材料本身的难燃性符合发泡材料 UL94-HBF或以上的燃烧标准。此外，由于 MCPET材料的这些特性，因此对于各波长光源的反射能力都能够维持均一性。

[0016] 本发明的这种用于制作振膜的膜片，与现有技术的聚合物振膜材料相比，最大的区别一是在于超细微发泡，平均微孔尺寸小于 5um; 二是发泡率控制在 2倍以下；三是独立的微孔结构，四是本发明的这种用于制作振膜的膜片其是对相对较厚的 MCPET反射板进行进一步加工，以切割的方式切出来的，这样就至少形成有一微孔暴露面，具至少一面上形成有开放的微孔结构；而现有技术的聚合物振膜材料，在发泡过程中使用发泡剂，一方面是形成的微孔尺寸较大 lOum 以上，更为要命的是各微孔间相互联通，影响声音的传播。同时，现有技术的聚合物振膜均是压辊压延生产出来的，这样的聚合物振膜由于生产工艺的限制，尽管其基体内形成有大量的微孔，但由于生产工艺的限制，如在制成过程中与压辊接触，使得膜的上下面上形成有致密膜层，暴露出来的微孔极少，数量少到可忽略不计。

[0017] 较小的微孔尺寸以及独立的微孔结构使得本发明的这种用于制作振膜的膜片，材料密度大为降低的情况下仍具有较高的结构强度和弹性；以切割的方式切出形成了开放的微孔结构一方面在切割过程中使得 MCPET 膜片大分子间作用力增大，粘度明显升高，使

MCPET膜片进一步硬化，在这应力硬化的作用下，振膜粘滞现象明显改善。

[0018] 更进一步则是开放的微孔结构本质上增加了振动面积，使得用本发明的膜片制作出来振膜有着更高的灵敏度和振动形成声压能力。

[0019] 对以上有所了解后，就不难理解，在 MCPET反射板产品中，选择平均微孔尺寸小于 5um，发泡率为 2倍以下的 MCPET反射板，通过切割的方式形成相对被加工的 MCPET反射板为薄且至少一面暴露出微孔的膜片后，再按本发明披露的方法制作出来的振膜，为什么能展现出了非常惊人的声学性能了。

[0020] 结果表明，在 20Hz - 5500Hz音频范围内其有极为优良的声音再现能力，声压损失小且无突变，再现声压可达 112分贝或以上，有充分的中低音解析力能力，从而可保证高品质地再现音乐，使人们享受绝美的听觉体验过程，同时，扬声器采用本发明的这种膜片制成的振膜，灵敏度可达 116 分贝，而现有技术中同类扬声器的灵敏度一般在 105-110 分贝范围内，高灵敏度的扬声器振膜显然所需的推动功率更小，显然这样的振膜其声音再现能力也更强。

[0021] 本案发明人将本发明的膜片按本发明的披露的制作振膜的方法制作出振膜，同时采用该振膜制作出动圈式扬声器，并采用完全相同的动圈构件但振膜采用其它振膜材料制成的动圈式扬声器进行了系统的性能对比，对比的结果表明本发明的膜片并按本发明披露的方法制作出来的振膜在综合性能上有着较大的优势。

[0022] 具体的性能将在具体实施方式中结合实施例进行进一步披露。总之，本发明较现有技术的同类振膜有着显著的提升。

附图说明

[0023] 图 1 是本发明较佳实施例一提供的一种用于制作振膜的膜片的制成过程中的切割 MCPET反射板示意图。

[0024] 图 2 是本发明较佳实施例一提供的一种用于制作振膜的膜片的微孔暴露面的显微放大图。

[0025] 图 3 是本发明较佳实施例二所提供的一种扬声器振膜的制作方法中对整张膜片进行加热成型形成振膜构型示意图。

[0026] 图 4 是采用本发明较佳实施例一提供的膜片并采用较佳实施例二所提供的一种扬声器振膜的制作方法制成的球顶形振膜结构示意图。

[0027] 图 5 是采用本发明较佳实施例一提供的膜片并采用较佳实施例二所提供的一种扬声器振膜的制作方法制成的球顶形振膜形成的复合振膜结构示意图。

[0028] 图 6是采用本发明膜片扬声器频响曲线。

具体实施方式

[0029] 以下将结合本发明较佳实施例及其附图对本发明作进一步说明。

[0030] 实施例一，本较佳实施例提供了一种用于制作振膜的膜片，其要点在于所述膜片采用 MCPET材料制成,所述 MCPET材料为包括相互独立的微孔 201且微孔 201平均尺寸小于 5um，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/_mS以下的 MCPET反射板 1，在本较佳实施例中具体采用的是 MCPET-VA 反射板，如附图 1 所示，在本较佳实施例中，刀具 3 对所述 MCPET反射板 1进行分层切割形成相对被加工的 MCPET反射板 1为薄，厚度为 0.05-lmm 的膜片 2,分层切割后形成的膜片 2显然其至少一面上暴露出微孔 201，形成微孔暴露面。当然，原始的 MCPET反射板 1的最上层被分层切割后，如果继续进行分层切割，则新形成的膜片 2显然二面上均暴露出微孔 201，在这种情况下，所述膜片 2具有二个微孔暴露面，所述膜片 2—面为微孔暴露面已可保证有较好表现，对于较厚的膜片 2,二面均为微孔暴露面对其性能的提升还是有益的。在本发明中，所述膜片 2的优选厚度为 0.05-0.4 mm。分层切割的设备可采用市售的 PET 板材分层机。我们对本较佳实施例的膜片按龙旗控股公司的企业标准 QZ/LCT-QP140-2007 规定的规范进行了频响特性测试，测试扬声器的振膜采用本较佳实施例的膜片 2制成，其规格为厚度 0.08mm，制成材料为 MCPET-VA 反射板，平均微孔 201尺寸小于 5um，发泡率为 1.8，密度为 235 kg/_m 得到的频响曲线如附图 6所示。

[0031] 实施例二：本较佳实施例提供的一种扬声器振膜的制作方法，参见附图 1、附图 2、附图 3所示，其要点在于首先将包括相互独立的微孔 201且微孔 201平均尺寸小于 5um，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/_mS以下的 MCPET反射板 1使用刀具 3分层切割形成相对被切割的 MCPET反射板 1为薄的膜片 2,使用的分层切割设备同实施例一，在本较佳实施例中具体采用的是 MCPET-VA 反射板，在本较佳实施例中，所述膜片 2 的厚度为 0.05- lmm,这样形成的膜片 2至少一面暴露出微孔 201,形成微孔暴露面，然后在 130-14CTC温度下进行加热成型形成振膜。加热成型在本较佳实施例中如附图 3所示那样，对整张膜片 2进行加热成型，使整张膜片 2上形成若干球顶形振膜构型 4，再以冲压或切割的方式从整张膜片 2上将每一个振膜构型 4切分下来，形成一个一个振膜 5，参加附图 4。另在当只有一面为微孔暴露面时，无论是单面还是双面加热成型，与模具接触面均为非微孔暴露面。

[0032] 实施例三：在此特别说明，在以下的陈述中，振膜 5亦称之为主振膜 5, 本较佳实施例提供了一种扬声器复合振膜，如附图 5所示，包括主振膜 5和辅助振膜 6，其特征在于制成主振膜 5的膜片材料为平均微孔尺寸小于等于 5um，微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/n^以下的 MCPET反射板材料，所述 MCPET反射板经分层切割形成至少一面暴露出微孔 201，形成微孔暴露面，厚度为 0.05-lmm的膜片 2，前述膜片 2再经 130-14CTC温度下进行加热成型形成主振膜 5，同时所述辅助振膜 6 为圆形或圆环形，所述辅助振膜 6的外径大于所述主振膜 5的外径，所述主振膜 5叠加在所述辅助振膜 6上并位于辅助振膜 6的中央位置上。特别地当所述膜片 2只一面为微孔暴露面时，所述微孔暴露面背对主振膜 5的声音传送方向。在本较佳实施例中，所述主振膜 5为球顶形振膜，所述主振膜 5带有环形联接边 501，并通过所述环形联接边 501与辅助振膜 6叠加，并通过粘贴或热粘合方式结合为一体。。在本较佳实施例中，所述辅助振膜 6 采用纸质材料、聚合物材料制成，同时所述辅助振膜 6的外圆边上固接有刚性环 7。

[0033] 我们用较佳实施例二提供的球顶形振膜制作出相应扬声器并与现有技术的同规格振膜的综合性能对比如表一所示：

表一：

从表一可以看出，用本发明的这种膜片制作出来的振膜，尽管带有微孔结构，但仍具有要远优于聚丙烯和纸质振膜的强度；更为可贵的是本发明是在拥有相对现有技术的振膜密度更低的情况下拥有高强度的，表一中的数据表明，本发明的振膜材料的密度水平明显低于其它材料，极限情况下本发明的振膜的材料密度只有现有技术的 PET 振膜材料的 15%，聚丙烯振膜材料的 18%，纸质振膜材料的 28%。也就是说相对其它振膜材料本发肯的振膜材料更为轻质，较低的密度加上不错的强度，显然更加符合扬声器对振膜的要求。

[0034] 在声音的传播速度方面，本发明的振膜比现有技术的 PET振膜材料快 8.3%，双现有技术的聚丙烯振膜快 11.4%，双纸质振膜快 21.8%。高的声音传播速度充分说明了其改善了聚合物类振膜固有的振膜粘滞现象，从而提升了声音的传输速度，这样声音再现能力当然也就提升了。

[0035] 在能量损耗（Tan S ) 方面，本发明的振膜比现有技术的 PET振膜材料低 13%，比聚丙烯振膜材料低 38%，只低于在这方面表现最好的纸质振膜材料，显然这也是相当不错的表现了。较小的能量损耗使得振膜振动后更容易复位，这一特性使振膜在再现声音的过程中具有较小的失真和杂音。

[0036] 的声压方面，在 20Hz-5500Hz 频率段内，本发明的振膜形成的声压范围为 101-125 分贝。这一结果比现有技术的 PET振膜材料高 3.7%，比聚丙烯振膜材料高 7.6%，比纸质振膜高 14.2%。这表明在相同的输入功率作用下，本发明的振膜能形成更大功率的声音输出，显示出其优越的声音再现效率。

[0037] 在防潮和防紫外线方面，本发明的振膜明显优于聚丙烯和纸浆。这一特性表面本发明的振膜将有耐久的性能稳定性。

Claims

权利要求书

一种用于制作振膜的膜片，其特征在于所述膜片采用 MCPET材料制成，所¾ MCPET材料为平均微孔尺寸小于等于 5um、微孔相互间各自独立，发泡率为 2 倍以下的以及密度为 300 kg/m ，以下的 MCPET反射板，所述 MCPET反射板被进一步加工，所述加工为通过分层切割的方式形成相对被加工的 MCPET反射板为薄且至少一面暴露出微孔形成微孔暴露面的膜片。

根据权利要求 1 所述的一种用于制作振膜的膜片，其特征在于所述膜片的厚度为 0.05- 1mm

3. 一种采用权利要求 1 所限定的膜片制作扬声器振膜的制作方法，其特征在于将平均微孔尺寸小于等于 5um，微孔相互间各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/m ？以下的 MCPET反射板经分层切割形成相对被切割的 MCPET反射板为薄，厚度为 0.05-lmm，且至少一面暴露出微孔形成微孔暴露面的膜片，然后在 130-140°C温度下进行加热成型形成振膜

根据权利要求 3所述的一种采用权利要求 1所限定的膜片制作扬声盔振膜的制作方法，其特征在于对整张膜片进行加热成型，使整张膜片上形成若干个锥形或箱射面呈凹形的平板形或球顶形振膜构型，再以冲压或切割的方式从整张振膜上将每一个振膜构型切分下来。

5.根据权利要求 3所述的一种利用权利要求 1或权利要求 2所限定的膜片制作扬声器振膜的制作方法，其特征在于来用单面或双面加热成型，当只有一面为微孔暴露面时，无论是单面还是双面加热成型，与模具接触面均为非微孔暴露面。

6. —种扬声器复合振膜，包括主振膜和辅助振膜，其特征在于制成主振膜的膜片材料为平均微孔尺寸小于等于 5um，微相！:向各自独立，发泡率为 2倍以下的以及密度为 300 kg/m *以下的 MCPET反射板，所述 CPET反射板经分层切割形成至少一面暴露出微孔，形成微孔暴露面，厚度为 0.05-lmm 的主振膜的膜片，前述膜片再经 130-140Γ温度下进行加热成型形成主振膜，同时所述辅助振膜为圆形或圆环形，所述辅助振膜的外径大于所述主振膜的外径，所述主振膜叠加在所述辅助振膜上并位于辅助振膜的中央位置上。

7. 根据权利要求 6所述的一种扬声器复合振膜，其特征在于所述膜片只一面为微孔暴露面时，所述微孔暴露面背对主振膜的声音传送方向。

根据权利要求 6 所述的一种扬声器复合振膜，其特征在于所述主振膜的形状为锥形搌膜或辐射面呈凹形的平扳形振膜或球顶形振膜。

9. 根据权利要求 6所述的一种扬声器复合振膜，其特征在于所述主振膜带有环形联接边，并通过所述环形联接边与辅助振膜叠加，并通过粘贴或热粘合方式结合为一体。

更正页（细则第 91条） ISA/CN 权利要求书

10.根据权利要求 6所述的一种扬声器复合振嫫，其特征在于所述辅助振膜采用纸质材料、聚合物材料制成，同时所述辅助振膜的外圆边上固接有刚性环。

更正页（细则第 91条） ISA/CN