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振膜以及发声装置的制作方法

2021-10-22 23:06:00 来源:中国专利 TAG:公开 电声 发声 装置 转换


1.本公开涉及电声转换技术领域,更具体地,本公开涉及一种振膜以及发声装置。


背景技术:

2.随着电声技术的飞速发展,各种类型的电声产品层出不穷。发声装置作为一种将电信号转换为声音信号的能量转换器,是电声产品中不可缺少的器件。目前,发声装置已经被应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、电子书以及可穿戴设备等多种不同类型的终端电子产品中,其应用非常广泛。
3.振膜被设置在发声装置的振动系统中,其是发声装置中较为重要的部件之一。现有发声装置中的振膜多采用橡胶膜层(例如,丁腈橡胶nbr、丁基橡胶iir等)或者较为柔软的热塑性聚氨酯泡棉制作。但上述的振膜,其综合性能都比较差,例如密度大、弹性回复率低、耐热性能差等,导致振膜的响度低、高低温循环可靠性余量小。这种振膜无法满足现有发声装置的高功率化、防水以及高音质的要求。
4.因此,需要提供一种新的技术方案,以解决上述技术问题。


技术实现要素:

5.本公开的一个目的在于提供一种振膜的新技术方案。
6.根据本公开的第一方面,提供了一种振膜。该振膜包括至少一个发泡体膜层,所述发泡体膜层的材质包括发泡体;其中,所述发泡体为发泡热塑性聚酯弹性体、发泡热塑性尼龙弹性体、发泡橡胶和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体中的至少一种。
7.可选地,包括两个膜层,其中一个膜层为基材层,所述基材层与所述发泡体膜层复合在一起。
8.可选地,包括复合在一起的三个膜层,其中至少一个膜层为发泡体膜层。
9.可选地,包括两个所述发泡体膜层,所述基材层位于两个所述发泡体膜层之间;
10.或者,包括两个所述基材层,所述发泡体膜层位于两个所述基材层之间;
11.或者,包括两个所述基材层,两个所述基材层相邻,所述发泡体膜层复合在其中一个所述基材层上。
12.可选地,所述基材层的材质包括橡胶、热塑性弹性体或者塑料。
13.可选地,所述基材层为橡胶、热塑性弹性体或者塑料。
14.可选地,多个所述膜层通过胶层结合在一起,或者通过热压的方式结合在一起。
15.可选地,所述基材层为橡胶,所述橡胶为三元乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、醋酸乙烯酯橡胶、聚硫橡胶或者氟橡胶。
16.可选地,所述基材层为热塑性弹性体,所述热塑性弹性体为聚苯乙烯类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、有机氟类、有机硅类或者双烯类。
17.可选地,所述基材层为塑料,所述塑料为pp、ps、pet、pps、pa、pom、pc、pi或者pei。
18.可选地,所述发泡体的泡孔的尺寸为5μm~200μm。
19.根据本公开的第二方面,提供了一种发声装置。所述发声装置包括振动系统和与所述振动系统相配合的磁路系统;
20.其中,所述振动系统包括如上任意一项所述的振膜。
21.根据本公开的第三方面,提供了一种电子设备。所述电子设备包括如上所述的发声装置。
22.根据本公开的一个实施例,该振膜可以具有多种结构形式,例如单层振膜或复合振膜,可适用于多种类型的发声装置,可使发声装置具有良好的发声效果。
23.此外,该振膜的弹性区域更宽、回弹性能优良。
24.此外,该振膜的结构强度较高,不易发生破膜的风险,可靠性良好。
25.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。
27.图1是根据本公开的一个实施例提供的单层振膜的剖视图。
28.图2是根据本公开的一个实施例提供的双层振膜的剖视图。
29.图3是根据本公开的一个实施例提供的三层振膜的剖视图。
30.图4是根据本公开的一个实施例提供的四层振膜的剖视图。
31.图5是根据本公开的一个实施例提供的五层振膜的剖视图。
32.图6是根据本公开的另一个实施例提供的五层振膜的剖视图。
33.附图标记说明:
34.1-膜层,1a-第一膜层,1b-第二膜层,1c-第三膜层,1d-第四膜层,1e-第五膜层。
具体实施方式
35.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
36.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
37.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
38.在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
39.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.根据本公开实施例提供的振膜,其可应用在发声装置中,能使发声装置具有良好
的发声效果。该振膜具有多种结构。振膜为折环振膜、锥形振膜或者平面振膜。例如可以为单层振膜。还可以是,由多个膜层经复合而成的复合振膜。该振膜可适应多种装配空间需求。
41.本公开实施例提供的振膜,如图1-图4所示,其包括有至少一个发泡体膜层,且所述发泡体膜层的材质包括发泡体。其中,所述发泡体为发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)、发泡热塑性尼龙弹性体、发泡橡胶和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体(sebs)中的至少一种。
42.例如,发泡体膜层由上述任意一种的发泡体材料制备而成;或者,由上述至少两种发泡体材料混合后制作而成。还可以是,发泡体膜层为骨架材料和上述发泡体材料复合而成的材料。骨架材料为塑料、金属、热塑性弹性体等。
43.发泡体由于在材料的内部均匀地分布有泡孔,故使得材料的整体密度降低,相同尺寸的振膜的重量降低。这使得材料的回弹性能更好,振幅更大、更不易因自身的重量导致振膜发生形变。
44.发泡体通过发泡法制备而成。发泡法包括物理发泡法和化学发泡法。
45.其中,化学发泡法是指利用化学方法产生气体来使材料发泡的方法。加入材料中的化学发泡剂加热后发生分解,从而释放出气体,该气体在材料成型过程中形成气泡;也可以是,利用材料的不同组分之间相互发生化学反应释放出的气体而在材料成型过程中进行发泡。
46.物理发泡法是指通过材料中加入的发泡剂的物理变化,在材料成型过程中使材料内形成气泡的方法。物理发泡法不会对弹性体材料的化学性能、分子结构造成影响,并且能够在材料的内部形成均匀地气泡。
47.本领域技术人员可以根据实际需要选择发泡方法和发泡剂。
48.可选地,在发泡法中采用的发泡剂为氮气、二氧化碳、丁烷、偶氮化合物、亚硝基化合物、无机系化合物和联胺类化合物中的至少一种。上述发泡剂均能起到发泡效果,泡孔的成型速度适中,泡孔尺寸均匀。
49.在一个例子中,所述发泡体膜层的泡孔的尺寸为5μm~200μm。泡孔的尺寸与发泡剂的用量具有正相关性。当发泡剂用量较少时,泡孔与泡孔间排列的较为疏松,泡孔壁较厚,泡孔尺寸变化较小。当发泡剂用量较多时,泡孔与泡孔间呈紧密排列,使得泡孔壁变薄,并且可能会出现泡孔与泡孔之间的相融合现象,这将导致泡孔的尺寸增加,密度降低。在该范围内,泡孔在发泡体膜层内分布均匀。发泡体膜层的密度适中。
50.<发泡热塑性聚酯弹性体>
51.所述发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)为聚酯硬段a与聚醚或脂肪族聚酯软段b组成的共聚物通过发泡法制备而成。
52.聚酯硬段a具有较高的硬度,可起到结构支撑作用,可使膜层具有足够的刚度。聚醚或脂肪族聚酯软段b具有较强的流动性,可为膜层提供顺性。可使制成的发泡热塑性聚酯弹性体膜层的回弹性能良好。并且,发泡热塑性聚酯弹性体膜层的热可塑性温度较低,例如为80℃~200℃,这样可使振膜的成型温度较低,使振膜的加工更加容易。
53.可选地,所述聚酯硬段a的材料为二元酸与二元醇的聚合物。所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和联苯二甲酸中的任意一种。所述二元醇为乙二醇、丙二醇、丁
二醇、戊二醇和己二醇中的至少一种。上述的二元酸与二元醇反应的速度快、转化率高。
54.需要说明的是,制备所述聚酯硬段a的二元酸和二元醇的种类并不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要灵活进行选择。
55.可选地,所述聚醚或脂肪族聚酯软段b的材料为脂肪族聚酯、聚四氢呋喃醚、聚苯醚和聚环氧乙烷中的至少一种。
56.所述聚酯硬段a具有较好的结晶性能,可使制成的振膜具有较高的刚度和结构强度,可提高振膜的耐用性,延长振膜的使用寿命。所述聚醚或脂肪族聚酯软段b可使发泡热塑性聚酯弹性体具有良好的流动性,从而可使制成的振膜的顺性良好,同时还可兼具良好的柔韧性。
57.在发泡热塑性聚酯弹性体制备的过程中:聚酯硬段a的质量分数越高,形成的振膜的硬度越高,但这会使振膜的脆性相应的增加,易造成振膜破损;聚酯硬段a的质量分数越低,聚酯硬段a无法形成结晶,易造成振膜质地软、硬度低,导致振膜的韧性和回弹性变差。
58.在一个例子中,所述聚酯硬段a的质量百分数为15%~90%,在该范围内,使制成的振膜可兼具合适的硬度、韧性和回弹性能。
59.在一个例子中,所述发泡热塑性聚酯弹性体为聚酯硬段a与聚醚或脂肪族聚酯软段b组成的共聚物通过超临界发泡成型法制成。
60.超临界发泡成型法是一种物理发泡成型方法,也是一种微孔发泡成型方法,其是在注塑、挤出以及吹塑成型工艺中,先将超临界状态的二氧化碳或氮气等其他气体注入到特殊的塑化装置中,使气体与熔融原料充分均匀混合、扩散后,形成单相混合溶胶,然后将该溶胶导入模具型腔或挤出口模,使溶胶产生大的压力降,从而使气体析出形成大量的气泡核,在随后的冷却成型过程中,溶胶内部的气泡核会不断的长大成型,最终获得微孔发泡体。通过超临界发泡成型法制得的发泡体,可改善外观翘曲变形,消除表面缩痕,使制成的发泡体外形良好,这有利于制作成平整的振膜。
61.在一个例子中,所述发泡热塑性聚酯弹性体的泡孔的尺寸为10μm~200μm。进一步地,泡孔的尺寸为30μm~150μm。进一步地,泡孔的尺寸为30μm~150μm。
62.在一个例子中,所述发泡热塑性聚酯弹性体的密度为0.1g/cm3~1g/cm3。进一步地,其密度为0.2g/cm3~0.8g/cm3。所述发泡热塑性聚酯弹性体的孔隙率为10%~90%。
63.进一步地,其孔隙率为20%~80%。孔隙率与材料密度成反比,孔隙率越高,材料密度越小。
64.发泡体密度的影响因素主要是发泡时的压力大小。压力越大,发泡剂含量越高,发泡倍率增大,会使材料的密度降低。而过低的密度将导致材料力学强度较低,在使用中容易产生开裂的现象,难以满足使用需求。
65.所述发泡热塑性聚酯弹性体的密度为0.2g/cm3~0.8g/cm3。这使得在相同尺寸下,相较于常规材料的振膜,采用发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)制成的振膜可以具有更小的质量,从而可使发声装置表现出较高的响度。
66.采用发泡热塑性聚酯弹性体制成的振膜,具有阻尼性较高的特点。在振膜振动过程中,可抑制振膜偏振现象的能力较强,振动一致性良好。
67.采用发泡热塑性聚酯弹性体制成的振膜,具有较宽的弹性区域。发生在该区域的应变,当外力去除后,材料具有优异的回复性。振膜在振动的过程中,摇摆振动较少,可使音
质和听音稳定性更优。
68.在一个例子中,发泡热塑性聚酯弹性体膜层10%应变后的弹性回复率≥80%。由于回弹性良好,故可使发声装置具有较好的瞬态响应和较低的失真。
69.在一个例子中,发泡热塑性聚酯弹性体的断裂伸长率≥100%。断裂伸长率越大,材料中软段含量越高,其玻璃化转变温度越低,柔韧性越好,耐低温性能越好,可提高振膜在低温下的可靠性余量。断裂伸长率大于100%,振膜在使用中,不易出现破膜等可靠性问题。
70.此外,聚醚或脂肪族聚酯软段b的材料对断裂伸长率也有重要影响。聚醚或脂肪族聚酯软段b的材料可使振膜的振动位移更大,响度更大。并且,可靠性和耐用性良好。
71.材料的柔韧性越好,断裂伸长率越大,则振膜抵抗破坏的能力越强。在振膜处于大振幅状态下振动时,材料产生了较大的应变,长时间振动会出现膜折、膜裂或膜破的风险。而以发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)为材料的振膜,由于具有良好的柔韧性,可降低振膜破坏的风险。
72.进一步地,其断裂伸长率≥150%。
73.在一个例子中,所述发泡热塑性聚酯弹性体制成的膜层,其玻璃化转变温度≤-10℃。这使得振膜在常温下能保持高弹态,回弹性良好。
74.进一步地,期玻璃化转变温度为-60℃~-20℃。这使得在低于0℃时,振膜工作时还能保持较好的弹性,从而使发声装置表现出较高的音质。同时,降低了在低温环境中发声装置振膜破坏的风险,可靠性更高。
75.采用发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)制成的振膜,能满足发声装置对高、低温环境使用的需求。低温性能较常规的振膜(例如,peek振膜)突出。即使在低温环境下使用,振膜仍具有良好的强度和韧性。在长时间低温环境中,振膜振动破膜风险低,可靠性高。
76.在一个例子中,所述发泡热塑性聚酯弹性体的拉伸强度为0.1mpa~50mpa。进一步地,其拉伸强度为0.1mpa~35mpa。
77.<发泡热塑性尼龙弹性体>
78.所述发泡热塑性尼龙弹性体为聚酰胺嵌段a与聚醚或脂肪族聚酯软段b组成的共聚物通过发泡法制备而成。
79.在一个例子中,所述聚酰胺嵌段a的质量百分数为10%~95%。随着聚酰胺嵌段a含量增多,材料的玻璃化转变温度升高,耐低温性能降低,材料的拉伸强度提高。当聚酰胺嵌段a含量为100%时,材料力学强度大幅度提高,但其韧性显著下降。
80.在上述的范围内,所述发泡热塑性尼龙弹性体的拉伸强度为0.1mpa~50mpa。该拉伸强度可使得振膜的耐用性良好。
81.进一步地,所述发泡热塑性尼龙弹性体的拉伸强度为0.1mpa~35mpa。在该范围内,振膜兼顾良好的耐用性以及良好的回弹性能,并能实现大振幅的振动,发声装置的响度高。
82.玻璃化转变温度越高,聚酰胺嵌段a质量含量越大,弹性体材料的力学强度越大,弹性回复率越差。其中,所述发泡热塑性尼龙弹性体的玻璃化转变温度≤0℃。该玻璃化转变温度使得振膜在常温下能够保持高弹态,回弹性良好。
83.进一步地,所述发泡热塑性尼龙弹性体的玻璃化转变温度为-60℃~-20℃。这使
得在环境温度低于0℃时,振膜工作时可一直保持较好的弹性,从而使发声装装置表现出较高的音质。同时,降低了在低温环境中振膜被破坏的风险。
84.热可塑性温度越高,弹性体材料的高温稳定性越好,但可塑性降低。热可塑性温度越低,弹性体材料的高温稳定性越差。在本公开实施例中,所述发泡热塑性尼龙弹性体的热可塑性温度为80℃~220℃,这使得振膜具有良好的高温稳定性和可塑性。
85.振膜处于大振幅振动时,弹性体材料易产生较大的应变,长时间振动时会出现膜折、膜裂或膜破的风险。以发泡热塑性尼龙弹性体为材料的振膜,具有良好的柔韧性,降低了振膜破坏的风险。
86.可选地,所述聚酰胺嵌段a的材料为己内酰胺、二元酸和二元胺、十二内酰胺和ω-氨基十一酸中的至少一种。可选地,所述聚醚或脂肪族聚酯软段b的材料为脂肪族聚酯、聚乙二醇、聚己内酯、聚四氢呋喃醚、聚苯醚和聚环氧乙烷(或丙烷)中的至少一种。上述材料均能形成发泡体,且泡孔在发泡体中均匀分布。当然,聚酰胺嵌段a和聚醚或脂肪族聚酯软段b不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
87.在一个例子中,所述发泡热塑性尼龙弹性体采用的发泡剂为氮气、二氧化碳、丁烷、偶氮化合物、亚硝基化合物、无机系化合物和联胺类化合物中的至少一种。上述发泡剂均能在材料内形成均匀的泡孔。
88.在一个例子中,所述发泡热塑性尼龙弹性体为聚酰胺嵌段a与聚醚或脂肪族聚酯软段b组成的共聚物通过超临界发泡的方式制备而成。
89.在一个例子中,所述发泡热塑性尼龙弹性体的泡孔的尺寸为5μm~200μm。在该范围内,泡孔能降低材料的密度,并保持良好的结构强度、回弹性能和耐温性。
90.进一步地,泡孔的尺寸为5μm~150μm。在该范围内,材料的物理性能更加良好。
91.在一个例子中,所述发泡热塑性尼龙弹性体的断裂伸长率≥80%。断裂伸长率越高,弹性体材料中聚醚或脂肪族聚酯软段b含量越高,其玻璃化转变温度越低,柔韧性越好,耐低温性能越好,振膜在低温下的可靠性余量越高。此外,所述发泡热塑性尼龙弹性体的断裂伸长率≥80%,这使得振膜的振动位移更大,响度更大。并且,可靠性、耐用性良好,材料的柔韧性越好。断裂伸长率越大,则振膜抵抗破坏的能力越强。
92.进一步地,所述发泡热塑性尼龙弹性体的断裂伸长率≥100%,这使得振膜的振动位移更大,响度更大。
93.在一个例子中,所述发泡热塑性尼龙弹性体的密度为0.1g/cm3~1g/cm3,孔隙率为10%~90%。发泡剂的含量越高,发泡倍率越大,材料的密度越低。而过低的密度会导致材料力学强度降低。在使用中,振膜易开裂,难以满足使用需求。在上述范围内,振膜的密度适中,力学性能高,不易开裂。
94.进一步地,所述发泡热塑性尼龙弹性体的密度为0.2g/cm3~0.8g/cm3,孔隙率为20%~80%。在该范围内,发泡体的回弹性能良好,密度小,制成的振膜具有振幅大,偏振小的特点。此外,在该范围内,由于振膜的振幅大,故发声装置表现出较高的响度。
95.在一个例子中,所述发泡热塑性尼龙弹性体膜层在10%应变后的弹性回复率≥80%。由于回弹性良好,可使发声装置具有较好的瞬态响应和较低的失真。
96.采用发泡热塑性尼龙弹性体制备的振膜具有较宽的弹性区域,发生在该区域的应变,当外力去除后,材料具有优异的回复性,这样,振膜在振动过程中,摇摆振动少,发声装
置的音质和听音稳定性更优。
97.<发泡橡胶>
98.所述发泡橡胶为橡胶通过发泡法制备而成。例如,可以采用物理发泡法。进一步地,可以采用超临界发泡的方式制备而成。
99.在一个例子中,橡胶为三元乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、醋酸乙烯酯橡胶、聚硫橡胶和氟橡胶中的至少一种。
100.所述发泡橡胶的玻璃化转变温度≤-10℃。这使制成的振膜在常温下能保持高弹态,回弹性良好。
101.进一步地,所述发泡橡胶的玻璃化转变温度为-80℃~-30℃。在低于-20℃的环境中,振膜工作时能保持较好的弹性,从而使发声装置能表现出较高的音质。同时,降低了在低温环境中发声装置振膜破坏的风险,可使振膜的可靠性更高。
102.采用发泡橡胶制成的振膜,能满足发声装置对高、低温环境使用的需求。低温性能较常规的振膜(例如,peek振膜)突出。即使在低温环境下使用仍具有良好的结构强度和韧性。在长时间低温环境中,破膜风险低。
103.在采用发泡法制备发泡橡胶时,发泡剂可以采用物理发泡剂。例如,发泡剂为发泡微珠、偶氮化合物、亚硝基化合物、无机系化合物、联胺类化合物、二氧化碳、氮气和丁烷中的至少一种。这些发泡剂均能在材料内部形成均匀的泡孔。且这些发泡剂成本较低廉,且绿色环保。
104.在一个例子中,发泡剂采用发泡微珠。发泡微珠为中空的微米级球体,其材质为树脂等。
105.在制备时,首先,发泡微珠被混合到橡胶原料中并混合均匀。然后,橡胶原料被导入模具型腔内;接下来,对模具型腔进行加热,在设定温度下,发泡微珠受热后体积膨胀,在橡胶材料中形成微孔。
106.例如,发泡微珠的粒径为0.05μm~100μm。发泡微珠受热膨胀初始温度为90℃~230℃。在发泡微珠的粒径较大时,其在橡胶中分散均匀性变差,易造成泡孔不均匀。
107.在上述尺寸范围内,发泡微珠的分散性良好,能均匀地分散在橡胶材料中。
108.进一步地,发泡微珠的粒径为0.05μm~50μm。该范围内,发泡微珠更易被分散。
109.此外,发泡微珠的初始膨胀温度应与橡胶材料的硫化温度接近,甚至相同,从而保证发泡微珠能形成泡孔。
110.例如,所述发泡剂的添加量可以控制为0.1wt%~20wt%。进一步地,所述发泡剂的添加量可以控制为1wt%~15wt%。
111.以发泡微珠为例,当发泡微珠的含量低于10wt%时,随着发泡微珠含量增加,形成在发泡橡胶上的泡孔的平均尺寸基本保持不变,且发泡橡胶密度逐渐降低。当发泡微珠的含量超过15wt%时,发泡橡胶上的泡孔会呈现出变大的趋势,并使材料的密度显著降低,这是由于发泡微珠含量较大,在发泡橡胶成型过程中小尺寸的泡孔聚集在一起形成大尺寸的泡孔。
112.在一个例子中,所述发泡橡胶的泡孔的尺寸为10μm~300μm。在该范围内,泡孔能降低材料的密度,并保持良好的结构强度、回弹性能和耐温性能。
113.进一步地,泡孔的尺寸为20μm~200μm。在该范围内,材料的物理性能更加良好。
114.在一个例子中,所述发泡橡胶的密度为0.1g/cm3~1.2g/cm3,孔隙率为10%~90%。孔隙率与弹性体材料的密度成反比关系,孔隙率越高,则弹性体材料的密度越小。在上述范围内,振膜的密度适中,力学性能高,不易产生开裂,振膜的综合性能良好。
115.进一步地,所述发泡橡胶的密度为0.2g/cm3~1.0g/cm3,孔隙率为20%~80%。在该范围内,发泡橡胶的回弹性能良好,密度小,制成的振膜的振幅大,偏振小。优选地,所述发泡橡胶的密度为0.1g/cm3~1.1g/cm3。在该密度下,相较于常规材料的振膜,采用发泡橡胶制备的振膜具有更小的质量,可使发声装置表现出较高的响度。
116.在一个例子中,所述发泡橡胶的断裂伸长率≥100%。断裂伸长率越大,振膜抵抗破坏的能力越强。振膜在使用中,不易出现破膜等可靠性问题。此外,断裂伸长率≥100%,这使得制成的振膜的振动位移更大,响度更大。并且,可靠性、耐用性良好,材料的柔韧性越好。
117.进一步地,所述发泡橡胶的断裂伸长率≥150%,这使得制成的振膜的振动位移更大,响度更大。即使在振膜处于大振幅状态下振动时,基于其具有良好的柔韧性,可明显降低振膜破坏的风险,提高振膜的使用寿命。
118.在一个例子中,所述发泡橡胶的拉伸强度为0.1mpa~50mpa。进一步地,所述发泡橡胶的拉伸强度为0.1mpa~35mpa。
119.在一个例子中,所述发泡橡胶膜层在10%应变后的弹性回复率≥80%。基于良好的回弹性,故使得发声装置具有较好的瞬态响应和较低的失真。
120.采用发泡橡胶材料制成的振膜还具有阻尼性较高的特点。这样,振动系统在振动过程中可抑制振膜偏振现象的能力较强,振动一致性良好。
121.采用发泡橡胶制备的振膜具有较宽的弹性区域,发生在该区域的应变,当外力去除后,材料具有优异的回复性,振膜在振动过程中,摇摆振动少,发声装置的音质和听音稳定性更优。
122.<聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体>
123.所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体为聚苯乙烯嵌段与聚(乙烯-丁烯)嵌段组成的共聚物通过发泡法制备而成。例如可以采用物理发泡法。
124.进一步地,采用超临界发泡的方式制备而成。
125.其中,采用的发泡剂为氮气、二氧化碳、丁烷、偶氮化合物、亚硝基化合物、无机系化合物和联胺类化合物中的至少一种。
126.其中,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的玻璃化转变温度≤-20℃,热可塑性温度为80℃~220℃。
127.玻璃化转变温度越高,则聚苯乙烯嵌段质量含量越大,材料力学强度越大,弹性回复率越差。玻璃化转变温度≤-20℃,该玻璃化转变温度使得振膜在常温下能够保持高弹态,回弹性良好。
128.进一步地,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的玻璃化转变温度为-80℃~-40℃。这使得在低于-20℃时,振膜工作时可保持较好的弹性,从而使发声装置表现出较高的音质。还降低了在低温环境中振膜破坏的风险。
129.在一个例子中,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的泡
孔的尺寸为10μm~200μm。
130.在该范围内,泡孔能降低材料的密度,并保持良好的结构强度、回弹性能和耐温性优选。
131.进一步地,泡孔的尺寸为30μm~150μm。在该范围内,材料的物理性能更加良好。
132.在一个例子中,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的断裂伸长率≥100%。断裂伸长率越高,材料中聚苯乙烯嵌段含量越高,材料的玻璃化转变温度越低,柔韧性越好,耐低温性能越好,振膜在低温下的可靠性余量越高。断裂伸长率≥100%,这使得振膜的振动位移更大,响度更大。并且,可靠性、耐用性良好,材料的柔韧性越好。
133.进一步地,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的断裂伸长率≥150%,这使得振膜的振动位移更大,响度更大。
134.在一个例子中,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的拉伸强度为0.1mpa~50mpa。
135.聚苯乙烯的含量越高,分子链间空间位阻增大,分子链的刚性增强,材料的玻璃化转变点越高,材料的耐低温性能变差,材料的强度升高,断裂伸长率降低。材料的发泡倍率越高,则材料的密度降低,孔隙率升高,强度降低,断裂伸长率下降。
136.在一个例子中,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的密度为0.1g/cm3~1g/cm3,孔隙率为10%~90%。孔隙率越高,则材料的密度越小。在上述范围内,振膜的密度适中,力学性能高,不易开裂。
137.进一步地,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的密度为0.2g/cm3~0.8g/cm3,孔隙率为20%~80%。在该范围内,材料的回弹性能良好,密度小,制成的振膜的振幅大,偏振小。
138.优选地,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体的密度为0.1g/cm3~0.8g/cm3。在该密度下,制备的振膜具有更小的质量,可使发声装置表现出较高的响度。
139.在一个例子中,所述聚苯乙烯嵌段的质量百分数为10%~70%。在该范围内制成的膜层的玻璃化转变温度、耐低温性能、力学性能优良。
140.随聚苯乙烯嵌段含量增多,材料的玻璃化转变温度升高,耐低温性能降低,力学强度升高。当聚苯乙烯嵌段含量为80%时,材料力学强度大幅提高,但韧性显著下降。在上述范围内,材料的性能满足振膜的使用要求。
141.在一个例子中,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体膜层在10%应变后的弹性回复率≥80%。由于回弹性良好,故可使发声装置具有较好的瞬态响应和较低的失真。
142.此外,所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体制成的振膜具有较宽的弹性区域,发生在该区域的应变,当外力去除后,材料具有优异的回复性,振膜在振动过程中,摇摆振动少,发声装置的音质和听音稳定性更优。
143.在一个例子中,振膜还包括胶层。在180
°
剥离测试下,所述膜层与所述胶层之间的粘接力大于50g/25mm。在该范围内可使振膜的整体的强度、耐用性显著提高。
144.进一步地,在180
°
剥离测试下,所述膜层与所述胶层之间的粘接力大于100g/
25mm。粘结力高使振膜在振动过程中与锥盆的协调一致性良好,音质纯正,且在长时间振动后振膜仍然保持初始状态,性能稳定性高。
145.其中,所述胶层可选自丙烯酸脂类胶黏剂、有机硅胶黏剂和聚氨酯胶黏剂中的一种或多种。上述胶膜层的粘结力和阻尼性能良好。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
146.本公开实施例提供的振膜,其包括有至少一个膜层。例如,可以为单层振膜。还可以是,所述振膜为复合振膜,其包括两层、三层、四层或者五层膜层。
147.在一个例子中,所述膜层的厚度为50μm~2000μm。厚度越大,则振膜的结构强度越高,但发音灵敏度会越低。厚度越小,则振膜的灵敏度高,但结构强度会越低。该厚度范围,振膜可兼具良好的发音灵敏度和高的结构强度。
148.进一步地,所述膜层的厚度为100μm~1200μm。在该围内,扬声器振膜的综合性能更加优良。
149.<实施例1>
150.本公开实施提供的振膜,所述振膜为单层振膜,如图1所示,所述单层振膜采用一层膜层1构成,所述膜层1的材质为发泡体,所述发泡体选自发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)、发泡热塑性尼龙弹性体、发泡橡胶和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体(sebs)中的任意一种。
151.该振膜的结构简单,其仅包括有一个膜层1。振膜的厚度为50μm~2000μm。
152.进一步地,振膜的厚度可为100μm~1200μm。本领域技术人员可以根据装配空间的要求灵活调整振膜的厚度。
153.由于振膜采用发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)、发泡热塑性尼龙弹性体、发泡橡胶和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体(sebs)中的任意一种制成,而这些均为发泡体材料,这可使振膜内部均匀分布有泡孔,使得振膜的整体密度较低,质量较轻。并且,回弹性能良好,振动时振幅更大,不易因自身的重量导致振膜发生形变。
154.<实施例2>
155.本公开实施提供的振膜,所述振膜为两层结构的复合振膜。如图2所示,所述复合振膜包括两个膜层,分别为第一膜层1a、第二膜层1b。其中,所述第一膜层1a和所述第二膜层1b均为发泡体,但二者的具体材质相同或者不同。。
156.例如,所述第一膜层1a的材质为泡热塑性聚酯弹性体(tpee),所述第二膜层1b的材质为发泡热塑性尼龙弹性体。又例如,所述第一膜层1a的材质为发泡橡胶,所述第二膜层1b的材质为聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体(sebs)。当然,所述第一膜层1a和所述第二膜层1b也可以为上述四种采用的其它组合形式,本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择,在此不再一一列举。
157.其中,所述第一膜层1a和所述第二膜层1b的厚度可以是相同的,也可以是不同的,本领域技术人员可以根据需要灵活调整。当两个膜层的厚度一致时,有助于使形成的振膜的均一性良好,且不容易卷曲、褶皱。
158.此外,两个膜层之间可以采用胶层粘接在一起,以形成复合振膜。而在180
°
剥离测试下,膜层与胶层之间的粘接力大于50g/25mm。可使形成的振膜的整体强度和耐用性显著提高。
159.还可以是,第一膜层1a为基材层,第二膜层1b为发泡体膜层。所述基材层与所述发泡体膜层复合在一起。例如,二者通过胶层结合在一起,或者通过热压的方式结合在一起。这两种方式均能够形成高的结合强度。
160.在一个例子中,所述基材层的材质包括橡胶、热塑性弹性体或者塑料。上述材料为未经发泡处理的材料。发泡体膜层与基材层复合,能够提高振膜的整体的强度,以及耐用性。
161.此外,橡胶作为基材层的一个膜层时,还能够使振膜的耐热性能和阻尼性能提高。
162.可选地,所述橡胶为三元乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、醋酸乙烯酯橡胶、聚硫橡胶或者氟橡胶。上述橡胶均能提高振膜的耐用性、耐热性和阻尼性。
163.可选地,所述基材层为热塑性弹性体,所述热塑性弹性体为聚苯乙烯类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、有机氟类、有机硅类或者双烯类。上述热塑性弹性体均能提高振膜的结构强度和耐用性。
164.可选地,所述基材层为塑料,所述塑料为pp、ps、pet、pps、pa、pom、pc、pi或者pei。上述塑料均能提高振膜的结构强度和耐用性。
165.<实施例3>
166.本公开实施提供的振膜,所述振膜为三层结构的复合振膜。所述复合振膜包括三个膜层,其中至少一个膜层为发泡体膜层。
167.如图3所示,分别为第一膜层1a、第二膜层1b和第三膜层1c。所述第一膜层1a、所述第二膜层1b和所述第三膜层1c均为发泡体,三者的材质相同或者不同。
168.例如,所述第一膜层1a的材质为泡热塑性聚酯弹性体(tpee),所述第二膜层1b的材质为发泡热塑性尼龙弹性体,所述第三膜层1c的材质为发泡橡胶。又例如,所述第一膜层1a的材质为发泡橡胶,所述第二膜层1b的材质为聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体(sebs),所述第三膜层1c的材质为泡热塑性聚酯弹性体(tpee)。当然,所述第一膜层1a、所述第二膜层1b和所述第三膜层1c也可以为上述四种采用的其它组合形式,本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择,在此不再一一列举。
169.其中,所述第一膜层1a、所述第二膜层1b和所述第三膜层1c的厚度可以是相同的,也可以是不同的,本领域技术人员可以根据需要灵活调整。此外,所述第一膜层1a、所述第二膜层1b和所述第三膜层1c的排列顺序也可以灵活调整,例如可采用图3中示出的排列方式,但对此不作限制。但需要说明的是,当两个位于表层的膜层厚度相同时,有助于使形成的振膜的均一性良好,且不易卷曲、褶皱。
170.此外,不同膜层之间可以采用胶层粘接在一起,以形成复合振膜。而在180
°
剥离测试下,膜层与胶层之间的粘接力大于50g/25mm。可使形成的振膜的整体强度和耐用性显著提高。
171.还可以是,三个膜层中的至少一个为基材层。基材层的材质以及复合的方式如前所述。同理,基材层能够显著提高振膜的结构强度和耐用性。本领域技术人员可以根据实际需要选择基材层的种类、厚度、数量等。
172.例如,振膜包括两个所述发泡体膜层,所述基材层位于两个所述发泡体膜层之间。
173.也可以是,振膜包括两个所述基材层,所述发泡体膜层位于两个所述基材层之间。
在该例子中,基材层作为表层,这使得振膜的耐用性更加良好。
174.还可以是,振膜包括两个所述基材层,两个所述基材层相邻,所述发泡体膜层复合在其中一个所述基材层上。
175.<实施例4>
176.本公开实施提供的振膜,所述振膜为四层结构的复合振膜。所述复合振膜包括四个膜层,其中至少一个膜层为发泡体膜层.如图4所示,分别为第一膜层1a、第二膜层1b、第三膜层1c和第四膜层1d。所述第一膜层1a、所述第二膜层1b、所述第三膜层1c和所述第四膜层1d均为发泡体,四者的具体材质相同或者不同。
177.具体地,所述第一膜层1a的材质为发泡热塑性聚酯弹性体(tpee),所述第二膜层1b的材质为发泡热塑性尼龙弹性体,所述第三膜层1c的材质为发泡橡胶,所述第四膜层1d的材质为聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体。
178.其中,所述第一膜层1a、第二膜层1b、第三膜层1c和第四膜层1d的厚度可以是相同的,也可以是不同的,本领域技术人员可以根据需要灵活调整。此外,第一膜层1a、第二膜层1b、第三膜层1c和第四膜层1d的排列顺序也可以灵活调整,例如可采用图4中示出的排列方式,但对此不作限制。但需要说明的是,当两个位于表层的膜层厚度相同时,有助于使形成的振膜的均一性良好,且不易卷曲、褶皱。
179.此外,不同膜层之间可以采用胶层粘接在一起,以形成复合振膜。而在180
°
剥离测试下,膜层与胶层之间的粘接力大于50g/25mm。可使形成的振膜的整体强度和耐用性显著提高。
180.还可以是,四个膜层中的至少一个为基材层。基材层的材质以及复合的方式如前所述。同理,基材层能够显著提高振膜的结构强度和耐用性。
181.例如,基材层可以作为振膜的表层或者中间层。本领域技术人员可以根据实际需要选择基材层的种类、厚度、数量等。
182.<实施例5>
183.本公开实施提供的振膜,还可以为包括五个膜层的复合结构,其中至少一个膜层为发泡体膜层。如图5所示,所述五个膜层分别为:第一膜层1a、第二膜层1b、第三膜层1c、第四膜层1d和第五膜层1e,其中的四个膜层分别为发泡热塑性聚酯弹性体膜层(tpee)、发泡热塑性尼龙弹性体膜层、发泡橡胶膜层和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体膜层(sebs),还有一个膜层可以为发泡热塑性聚酯弹性体膜层(tpee)、发泡热塑性尼龙弹性体膜层、发泡橡胶膜层和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体膜层(sebs)中的任意一个。
184.当然,本实施例中不限于上述膜层的组合形式。还可以是,所述五个膜层可选自发泡热塑性聚酯弹性体(tpee)、发泡热塑性尼龙弹性体、发泡橡胶和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物发泡体(sebs)中的至少两种。例如,如图6所示,所述第一膜层1a、所述第三膜层1c和所述第五膜层1e采用同一种发泡体,而所述第二膜层1b和所述第四膜层1d均采用另一种发泡体。
185.当振膜包括多个膜层时,本领域技术人员可以根据实际需要灵活调整各膜层的具体材质,对此不作限制。
186.其中,所述第一膜层1a、所述第二膜层1b、所述第三膜层1c、所述第四膜层1d和所
述第五膜层1e的厚度可以是相同的,也可以是不同的,本领域技术人员可以根据需要灵活调整。当两个位于表层的膜层厚度相同时,有助于使形成的振膜的均一性良好,且不易卷曲、褶皱。
187.此外,不同膜层之间可以采用胶层粘接在一起,以形成复合振膜。而在180
°
剥离测试下,膜层与胶层之间的粘接力大于50g/25mm。可使形成的振膜的整体强度和耐用性显著提高。
188.在其他的实施例中,并不限于上述实施例中的膜层组合形式,本领域技术人员可以根据振膜所包括的膜层数量和要求等合理调整各膜层的材质,对此不作限制。
189.还可以是,五个膜层中的至少一个为基材层。基材层的材质以及复合的方式如前所述。同理,基材层能够显著提高振膜的结构强度和耐用性。
190.例如,基材层可以作为振膜的表层或者中间层。本领域技术人员可以根据实际需要选择基材层的种类、厚度、数量等。
191.根据本公开的另一个实施例,提供了一种发声装置。所述发声装置包括振动系统和与振动系统相互配合的磁路系统。其中,所述振动系统包括上述任一实施例中所述的振膜。所述发声装置例如可以为扬声器。扬声器为喇叭装置或者微型扬声器。
192.本公开实施例提供的发声装置具有发声效果好,耐用性良好的特点。
193.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
194.虽然已经通过例子对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本公开的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。
再多了解一些

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