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CN100576949C - 扬声器振动膜片及其制造方法 - Google Patents

扬声器振动膜片及其制造方法 Download PDF

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CN100576949C CN200310117227A CN200310117227A CN100576949C CN 100576949 C CN100576949 C CN 100576949C CN 200310117227 A CN200310117227 A CN 200310117227A CN 200310117227 A CN200310117227 A CN 200310117227A CN 100576949 C CN100576949 C CN 100576949C
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Abstract

本发明提供了一种具有轻重量并在刚度与内部损耗之间有良好平衡的扬声器振动膜片，和一种简单并且价廉的用于制造这种振动膜片的方法。根据本发明的扬声器振动膜片包括基础层，该基础层具有用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)纤维的机织织物，并且可任选地包括热塑性树脂层和/或者热塑性弹性体层。聚对萘二甲酸乙二酯纤维最好是无捻纤维。基础层中的纤维/树脂比优选在60/40到80/20之间。优选地，该热塑性树脂层具有精细发泡结构并且在精细发泡结构中的泡孔的平均直径是10-60μm。

Description

扬声器振动膜片及其制造方法
技术领域
本发明涉及扬声器振动膜片及制造这种振动膜片的方法。更具体地说，本发明涉及一种重量轻而且在刚性与内部损耗之间具有良好平衡的扬声器振动膜片，以及制造这种振动膜片的简单的低成本方法。
背景技术
通常，扬声器振动膜片所要求的性能包括高杨氏模量(高弹性模量或刚性)和适当的内部损耗(tanδ)。作为一种改进杨氏模量的方法，典型的例子是采用碳纤维与环氧树脂的复合材料的FRP(纤维加强塑料)的振动膜片。作为一种改善内部损耗的方法，典型的例子是采用诸如聚丙烯的合成树脂的振动膜片。
上面所述的振动膜分别存在问题。特别是，FRP振动膜片具有高杨氏模量。然而，由于环氧树脂(FRP的一种基质树脂)具有非常小的内部损耗，因而振动膜片的整体内部损耗就很小。结果是，这种振动膜片往往导致回声，因而，具有出现所谓的峰倾角(peak dip)的频率特性。从而，很难消除在振动膜片材料中固有的产生的声音。关于合成树脂振动膜片，在很多情况下，由于其内部损耗很大，其具有令人满意的频率特性。然而，合成树脂振动膜片的刚性和耐热性不足。
作为一种改善刚性(杨氏模量)和内部损耗之间的平衡的方法，例如，在JP01-067099 A和JP 06-181598 A中，提出了采用聚对萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)薄膜的振动膜片。
此外，由于减轻振动膜片重量的要求最近已变得日益强烈，因此进行了各种各样的尝试。例如，在JP 3135482 B中提出了一种重量轻的振动膜片，它具有在表面部分的非泡沫结构和内部部分的泡沫结构，并且，它通过使用添加了发泡剂的热塑性树酯并通过在进行注射模塑时调整模腔和模空隙的夹紧力而获得。另一方面，作为一种既满足机械强度又满足重量减轻的尝试，在JP 11-080408 A中提出了一种泡沫树脂产品，该产品具有两种分别有不同泡沫密度的胞状结构。该发泡的树脂产品可用在超临界状态具有浓度梯度的二氧化碳浸渍(impregnate)树脂并通过加热浸渍的树脂使之发泡而获得。
然而，上述公开的技术分别具有如下问题。在JP 01-067099 A和JP06-181598A中所述的技术只能应用于小直径的扬声器(即，所谓的微型扬声器)。更具体地说，根据这些公开出版物所述的技术，可以获得一种用于微型扬声器的具有足够刚性和内部损耗的振动膜片。然而，由于这种振动膜片的内部损耗对用于大直径扬声器而言严重不足，所以利用这种技术不可能获得一种切实可行的用于大直径扬声器的振动膜片。
根据JP 3135482 B所述的技术，很难调整进行发泡的时时间和夹紧力以及模具间隙变化的时间。结果，很难稳定地得到在机械强度和重量之间具有良好平衡的振动膜片。根据JP 11-080408 A所述的技术，由于树脂模制的产品(如，薄片)被气体浸渍，这需要很长时间才能充分地用气体浸渍。例如，具有很高结晶性的树脂被用于改进机械强度，要用100小时甚至更多的时间浸渍。因此，这种技术根本不实用。
如上所述，迫切需求一种在任何应用中(即，不考虑成品扬声器的直径大小)重量轻并在刚性与内部损耗之间具有良好平衡的扬声器振动膜片，以及制造这种振动膜片的简单及成本低的方法。
发明内容
本发明是为了解决上述问题。因此，本发明的目是提供一种在任何应用中具有重量轻、在刚性和内部损耗之间具有良好的平衡的扬声器振动膜片，以及制造这种振动膜片的简单廉价的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种扬声器振动膜片，这种振动膜片包括基础层，该基础层具有用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物。
在本发明的一个实施方案中，热固性树脂是不饱和聚酯树脂或密胺树脂。
在本发明另一个实施方案中，聚对萘二甲酸乙二酯纤维是一种无捻纤维。
还是在本发明另一个实施方案中，至少部分聚对萘二甲酸乙二酯纤维涂有第二热固性树脂。
还是在本发明另一个实施方案中，该热固性树脂是不饱和聚酯树脂，并且，第二热固性树脂是环氧树脂和密胺树脂。
还是在本发明另一个实施方案中，在基础层中纤维/树脂的比在60/40至80/20的范围内。
还是在本发明另一个实施方案中，该外扬声器振动膜片还包含热塑性树脂层。
还是在本发明另一个实施方案中，该热塑性树脂层包含至少一种选自下列的材料：尼龙，聚酯，聚烯烃，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚氨酯，聚砜，聚醚酮，聚醚醚酮，聚缩醛，聚烯丙基化物(polyalylate)，聚酰胺，聚酰胺酰亚胺，聚碳酸酯，改性的聚苯醚，聚苯硫醚，聚丙烯酸脂，聚甲基丙烯酸甲酯，聚醚酰亚胺，聚醚砜，聚四氟乙烯，液晶聚合物和热塑性弹性体。
还是在本发明另一个实施方案中，扬声器振动膜片还包括热塑性弹性体层。
还是在本发明另一个实施方案中，该热塑性弹性体层包含至少一种选自下述弹性体的弹性体：聚酯弹性体，聚氨酯弹性体和聚烯烃弹性体。
还是在本发明另一个实施方案中，该热塑性树脂层具有一种精细发泡的结构。
还是在本发明另一个实施方案中，在精细发泡的结构中每个泡孔(cell)的平均直径是10至60微米。
还是在本发明另一个实施方案中，基础层包含一棉机织织物或者液晶聚合物的无纺织物。
根据本发明的另一方面，提供了一种扬声器，该扬声器振动膜片具有一个基础层，该基础层具有用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物。
还是根据本发明的另一个方面，提供了一种制造扬声器振动膜片的方法。该方法包括下述步骤：用热固性树脂浸渍聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物，并固化该热固性树脂，从而形成基础层；将超临界状态下的不活泼气体加入到熔融的热塑性树脂中，并在指定的温度和压力下挤压热固性树脂和不活泼气体的混合物，以形成热塑性的树脂层，并层压基础层和热塑性树脂层。
在本发明实施方案中，不活泼气体选自氮气、二氧化碳、氩气、氖气、氦气、氧气以及其混合气体。
还是根据本发明的另一方面，提供一种扬声器振动膜片，其包含作为最外层的基础层，热塑性树脂层和热塑性弹性体层，其中，该基础层具有用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物。
在本发明的一个实施方案中，该热塑性树脂层是由一薄膜组成的中间层，而热塑性弹性体层是由机织织物或无纺织物组成的最内层。
在本发明的另一个实施方案中，构成热塑性弹性体层的热塑性弹性体的熔点比构成热塑性树脂层的热塑性树脂的熔点高。
在本发明的另一个实施方案中，聚对萘二甲酸乙二酯纤维是单丝。
附图说明
图1为根据本发明优选实施方案的扬声器振动膜片剖面示意图。
图2为根据本发明优选实施方案形成扬声器振动膜片的热塑性树脂层的方法的示意图。
图3是使用本发明实施方案的振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
图4是使用本发明另一实施方案的振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
图5是使用本发明另一实施方案的振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
图6是使用对比例1振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
图7A与7B是本发明实施方案的振动膜片的内部结构与对比例1的内部结构的区别的剖面示意图。
图8是使用本发明另一实施方案的振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
图9是示出使用对比例2的振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
图10是使用本发明另一实施方案的振动膜片的扬声器的频率特性曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施方案。然而，本发明并不仅限于这些实施方案。
图1为根据本发明优选实施方案的扬声器振动膜片示意剖面图。振动膜片100包括基础层1。此外，振动膜片100可选择地包括一热塑性树脂层2和热塑性弹性体层3。在根据本发明的振动膜片中，优选将基础层1作为最外层(即，在声波被辐射的一侧的层)。这是由于可以获得具有光滑纺织图案的良好外观的扬声器振动膜片。除此之外，各层被叠层的顺序是不受特殊限制。因此，基础层1，热塑性树脂层2和热塑性弹性体层3可以按图1所述的顺序叠层，也可按照基础层1，热塑性弹性体层3和热塑性树脂层2的顺序叠层。
基础层1包括用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物。至于热固性树脂，可以采用任何适当的热固性树脂。热固性树脂的优选例子包括不饱和聚酯树脂和密胺树脂，由于不饱和聚酯树脂能够在低温下迅速固化，因此，通过使用不饱和聚酯树脂可以简单容易地生产扬声器振动膜片。此外，可获得具有良好内部损耗的扬声器振动膜片。密胺树脂主要是有助于提高机械强度。
至于在基础层1的PEN纤维的机织织物的织物组织，可采用任何适合的织物组织(如，平纹组织，斜纹组织，缎纹组织以及它们的组合)。优选为平纹织物。由于在经纱和纬纱方向的机械强度大，所以很容易进行深拉模制(deep drawing molding)。平纹织物特别优选用于具有大直径的玉米形的(com shaped)扬声器振动膜片。在平纹织物的情况下，METSUKE(对应于织造密度(weave density)或织物密度)优选为150-190g/m2，并且更优选在160-180g/m2的范围内。这里，METSUKE是表示机织或无纺织物密度的指数之一，表示每单位面积织物的重量。由于处于这一范围的织造密度显著地大于常规机织织物的密度，所以提高机械强度的作用将大大增强。此外，具有织造密度在此范围内的平纹织物显示出良好的塑模性能。
优选地，构成上述机织织物的PEN纤维是无捻纤维。通过使用无捻纤维，可以大大降低每单位织造密度的厚度。结果，可获得一种重量轻并具有良好机械强度的振动膜片。例如，普通的热塑性树脂纤维是加捻的，并且其机织织物如果织造密度大约170g/m2则厚度大约是1mm。相反，如果织造密度与普通的热塑性树脂纤维的密度相同，无捻PEN纤维的平纹机织织物的厚度大约是0.18mm。换句话说，与普通热塑性树脂纤维相比，无捻PEN纤维的机织织物的厚度小于其五分之一。如果采用这种机织织物，可大大降低浸渍树脂的量(换句话说，在基础层中的纤维与树脂的比率显著增加)。结果，内部损耗可以显著地提高。纤维与树脂的比率的详细情况将在下面予以讨论。尽管根据目标振动膜片的不同，PEN纤维的细度可以适当地变化，但优选为800-1200旦尼尔(88.8-133.3特)。如果纤维的细度小于800旦尼尔，织造密度将会降低，以至于在很多情况下振动膜片的机械强度将会不足。如果纤维细度超过1200旦尼尔，重量将会增加，在很多情况下以至于声压强变差。优选地，PEN纤维为单纤维丝。通过使用单纤维丝，由于在织物内表面发生不规则的反射，可以获得具有良好外观的(特别是，光滑的纺织图案)扬声器的振动膜片。
优选地，至少部分PEN纤维涂有第二热固性树脂。对于第二热固性树脂，可以适当地选择热固性树脂而不是上面所提到的浸渍树脂。在PEN机织织物用不饱和的聚酯树脂浸渍的情形下，第二热固性树脂的优选例包含环氧树脂和密胺树脂。由于具有不饱和聚酯树脂的PEN纤维的表面润湿度可通过在PEN纤维上涂环氧树脂或密胺树脂而改善，所以带有PEN纤维的不饱和聚酯树脂的加固度会显著提高。因此，可以获得具有良好杨氏模量的扬声器振动膜片。另一方面，由于当振动膜片振动时，具有涂层的PEN纤维与不饱和聚酯树脂可互相适当滑动，所以可以保持一个适当的内部损耗。这种涂层通过普通的浸渍操作进行。涂层量是通过改变浸渍树脂的量来调整的。基于100份基础层重量，树脂涂层量的优选例是3-7重量份，更优选为5重量份左右。
在基础层1中，优选纤维与树脂的比值处于60/40至80/20的范围内，更优选为处于70/30至80/20的范围内。通过使用具有高纤维/树脂比的基础层，在不破坏杨氏模量的的情况下，可获得具有良好内部损耗的扬声器振动膜片。这里术语“纤维/树脂比”是指在浸渍树脂之前的机织织物重量与浸渍树脂的重量比。如上所述，通过使用无捻纤维作为构成基础层的纤维(例如，本发明中的PEN纤维)可以实现极高的纤维/树脂比。
根据本发明的扬声器振动膜片可任选地包括热塑性树脂层2。通过提供热塑性树脂层2，可以防止产生固有的声音，这种固有的声音往往是在形成单独基础层的情况下产生的。结果，可获得不包含峰倾角的频率特性的扬声器振动膜片。热塑性树脂层2可以是机织织物，无纺织物或膜。例如，在根据本发明的扬声器振动膜片具有包括基础层1和热塑性树脂层2的两层结构时，或热塑性树脂层2是如图1所示的中间层时，热塑性树脂层2优选为一薄膜。由于构成热塑性树脂层2的树脂在进行模制时容易流进基础层1的空隙中，则可以改进构成基础层1的PEN纤维的表面的润湿性。结果，可以获得具有优良的杨氏模量的扬声器振动膜片。相反，在热塑性树脂层2是三层结构的最里层的情况下，热塑性树脂层2优选为机织织物，或无纺织物。这是因为中间层树脂容易流进热塑性树脂层2的空隙。
构成热塑性树脂层2的树脂的例子包括尼龙(例如尼龙或尼龙66)、聚酯(例如聚乙烯、对苯二甲酸酯、或聚对苯二甲酸丁二酯、聚烯烃(例如聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯或聚、聚(4-甲基-1-戊烯))、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚缩醛、聚烯丙基化物(polyalylate)，聚酰胺，聚酰胺酰亚胺，聚碳酸酯，改性的聚苯醚，聚苯硫醚，聚丙烯酸脂，聚甲基丙烯酸甲酯，聚醚酰亚胺，聚醚砜，聚四氟乙烯，液晶聚合物和热塑性弹性体。这些可以单独用或混合用。也可以用从这些树脂的两个或多个单体获得的共聚物。优选为聚酯、尼龙和聚烯烃。特别优选为尼龙和聚烯烃。这是因为这些树脂具有优良的周期阻尼性能。
优选地，热塑性树脂层2具有精细发泡的结构(finely foamedstructure)。精细发泡结构的泡孔的直径优选为10到60μm，更优选为20到50μm，最优选为30到40μm。如果热塑性树脂层2具有精细发泡的结构，尽管其重量轻，但能够为扬声器振动膜片提供良好的机械强度。特别是，这种细泡孔对于提高耐久性和可靠性是很有利的。此外，这种细泡孔具有增加内部损耗(tanδ)的作用，内部损耗对于音频成分是非常重要的指标，它能够减小振动膜片振动时所辐射的不必要的声音。精细发泡结构的泡孔密度优选为109-1015泡孔/cm3，更优选为1010-1014泡孔/cm3。对应于这种泡孔密度的膨胀比大约是1.2到1.3。如果热塑性树脂层具有这种泡孔密度，那么机械强度和重量之间的平衡被进一步改善。
生产上述精细发泡结构(在本实施方案中是生产泡沫片)的方法如下。首先，在室温下，将树脂片放入高压容器中。然后，将高压不活泼气体充分地溶解到在该容器中达到饱和状态的程度。不活泼气体的典型例子是氮气、二氧化碳、氩气、氖气、氦气、氧气及其混合气体。优选为氮气和二氧化碳，因为他们廉价并容易处理。然后，在高压容器中的气体压力突然减小，同时其中的温度保持在室温，以便在树脂片中产生气体的超饱和状态。这时，薄片在热动力学上极不稳定，因此以产生泡孔核。将该薄片加热到高于其软化的温度，以使泡孔长大。其后，冷却该薄片以获得发泡的薄片。作为选择，也可以将树脂片在高温下放入高压容器中。然后，高压的不活泼气体在高温高压下被充分地溶解到在该容器中达到饱和状态的程度。然后突然去掉该气体，以使该气体超饱和，产生泡孔核和泡孔长大同时进行。之后，该薄片被冷却以获得发泡的薄片。
作为选择，如图2所示，精细发泡的结构可以与通过使用挤压机模制的薄片同时形成。更具体地说，作为原材料的热塑性树脂20通过料斗21装入挤压机22中并在挤压机22中熔化，其熔化温度通常为180-220℃。然后，使超临界状态下的不活泼气体(通常是氮气、二氧化碳、氩气、氖气、氦气、氧气及其混合气体)通过挤压机的中间部分23按指定的量(通常按照100份重量的树脂加10份到30份重量的气体)加入其中。这里，附图标记24表示液态的不活泼气体，而附图标记25表示产生超临界状态的SCF(超临界流体)系统。然后，捏合熔化的热塑性树脂和不活泼气体，同时使挤压机中的不活泼气体(发泡气体)的压力保持在临界压力或更高。通过将不活泼气体保持在超临界状态，不活泼气体在极短的时间内被结合并扩散在熔融的树脂中以便实现良好的相容状态。这是由于超临界状态的粘滞性低于液体状态的粘滞性，而在临界状态下的扩散性质比液态时高得多。熔融的热塑性树脂和不活泼气体的混合物被送到控制在指定温度(通常为130-150℃)下的薄片模制模头26，以便获得发泡的薄片27。这种发泡的薄片(热塑性树脂层2)和PEN机机织物(基础层1)被叠层以获得根据本发明的振动膜片。在本发明的说明书中，“超临界状态”是指具有临界温度或更高温度和/或临界压力或更高压力的状态。对于氮气，临界温度是-127℃，临界压力是3.5Mpa。对于二氧化碳气体，临界温度是31℃，临界压力是7.4Mpa。
还是在热塑性树脂层2具有精细发泡结构的情况下，优选使用上述热塑性树脂。在这种情况下，特别优选的树脂是聚烯烃。这是因为可以获得非常令人满意的精细发泡结构。
根据本发明的扬声器振动膜片可以选择性地包括热塑性弹性体层3。该热塑性弹性体层3可以是机织织物，无纺织物或膜。例如，如图1所示，在热塑性弹性体层3是最里层的情况下，该热塑性弹性体层3优选为机织织物或非织造织物。这是因为构成热塑性树脂层2的树脂在进行模制时容易流进热塑性弹性体层3的空隙中。结果，由于PEN纤维表面的润湿性被改善，则扬声器振动膜片具有良好的杨氏模量(刚性)。相反，在热塑性弹性体层3是中间层的情况下，该热塑性弹性体层3优选为薄膜。该热塑性弹性体将容易流进基础层1和/或热塑性树脂层2。
作为构成热塑性弹性体层3的热塑性弹性体，聚酯弹性体、聚氨酯弹性体和聚烯烃弹性体是其中的例子。这些可以单独用，也可以组合用。在热塑性弹性体层3是最内层的情况下，优选这些热塑性弹性体的熔点高于构成热塑性树脂层2的树脂的熔点。如果弹性体和树脂具有这样的关系，则热塑性树脂特别容易流进热塑弹性体层3的空隙中。相反，在热塑性弹性体层3是中间层的情况下，优选这些热塑性弹性体的熔点低于构成热塑性树脂层2的树脂的熔点。如果弹性体和树脂具有这样的关系，则热塑性树脂特别容易流进基础层1和/或热塑性树脂层2的空隙中。特别优选，热塑性弹性体是聚酯弹性体。这是因为能够获得具有良好的内部损耗的扬声器振动膜片。
根据本发明的扬声器振动膜片的整个厚度优选为0.1-1mm，更优选为0.2-0.6mm。这种厚度在扬声器振动膜片被装进扬声器组件中后是真正有利的。在扬声器振动膜片为叠层结构的情况下，基础层1的厚度优选为0.05-0.4mm，更优选为0.1-0.25mm。如果基础层具有这样的厚度，可以获得在刚性和内部损耗之间具有良好平衡的扬声器振动膜片。在构成热塑性树脂层2的情况下，构成热塑性树脂层2的厚度优选为为0.05-0.6mm，更优选为0.1-0.35mm。在热塑性树脂层具有精细发泡结构的情况下，热塑性树脂层2的厚度优选为0.05-0.6mm，更优选为0.2-0.4mm。如果热塑性树脂层具有这样的厚度，可以获得具有各种直径的并且在刚性和内部损耗之间具有良好平衡的扬声器振动膜片。还有，在构成热塑弹性体层3的情况下，热塑弹性体层3的厚度优选为0.01-0.1mm，更优选为0.04-0.08mm。
除热塑性树脂层2和热塑弹性体层3外，根据本发明的扬声器振动膜片可以有任何合适的层，或者可以用任何合适的层替换热塑性树脂层2和热塑性弹性体层3。例如，在热塑性树脂层2具有精细发泡结构的情况下，振动膜片可以在基础层1和热塑性树脂层2之间具有粘合剂层或附加的热塑性弹性体层。在这种情况下，增强了基础层1和热塑性树脂层2之间粘合力并且进一步改善了内部损耗。作为选择，可以形成棉机织织物层或液晶聚合物非织造织物层。形成这种层以便适当地调整刚性(机械强度)和内部损耗之间的平衡。液晶聚合物的典型例子包括芳香族聚酯和芳香族聚酰胺。芳香族树脂可以从Nippon Petrochemicals Co.，Ltd.买到，其商品名称为XYDER，和从Kuraray Co.，Ltd.买到，其商品名称为Vectran。芳香族聚酰胺可以从Dupont-Toray CO.，Ltd.买到，其商品名称为KEVLER，和从Teijin Limited以商品名称为Technora买到。这种层的厚度、织造密度或机织织物的组织，形成无纺织物等的方法可以根据目标振动膜片适当地选择。
下面，将描述本发明的功能。
按照本发明，提供一种扬声器振动膜片，其具有基础层，基础层包括用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)纤维的机织织物。这种扬声器振动膜片在杨氏模量和内部损耗之间具有良好的平衡。其细节如下。如果机织织物用于基础层，构成基础层的单根纤维在膜片振动时将容易滑移。结果，震动能量转换成热能，使内部损耗变大。而且，由于在本发明中使用的PEN机织织物具有特别大的织造密度，在成品振动膜片中构成机织织物的纤维之间存在少量的热固性树脂作为粘结剂。结果，在基础层中基本形成具有机织织物层和树脂层的叠层结构并且这种结构能够进一步改善内部损耗。此外，由于PEN机织织物特别大的织造密度，能够令人满意地保持杨氏模量。因此，可以实现现有技术不能获得的同时满足良好的杨氏模量和内部损耗的扬声器振动膜片。
在本发明的优选实施方案中，上述PEN纤维是一种无捻的纤维。通过使用无捻的纤维，能够极大地减小每织造密度的厚度。因此可以获得重量轻、机械性能良好的扬声器振动膜片。还有，如果使用具有这种纤维的机织织物，由于它能够明显地减少浸渍树脂的量(换句话说，在基础层中明显地增加纤维/树脂比)，内部损耗可以明显地改善。按照本发明，由于纤维/树脂比能够在60/40到80/20的范围内，因此可以获得具有很少量树脂的扬声器振动膜片。因此，由于单根PEN纤维的滑动，与薄膜扬声器相比，可以实现非同寻常的内部损耗的改善。实际上，根据本发明的扬声器振动膜片的内部损耗比在JP06-181598A中描述的PEN薄膜振动膜片的内部损耗多10倍以上(具体说，下面描述的例1中的内部损耗是0.45，而PEN薄膜振动膜片的内部损耗是0.038)。
在一个优选实施方案中，根据本发明的扬声器振动膜片具有热塑性树脂层和热塑性弹性体层。因此，可以避免产生在单独由基础层构成的情况下往往容易产生的固有的声音。因此，能够获得具有不包含峰倾角的频率特征的扬声器振动膜片。
在一个优选实施方案中，热塑性树脂层具有精细发泡的结构。如果热塑性树脂层具有精细发泡的结构，尽管其重量很轻，它能够提供具有良好机械性能的扬声器振动膜片。特别是，这种精细发泡的结构在改善耐久性和可靠性方面很有利的。此外，由于这种精细发泡的结构对于增加内部损耗(tanδ)非常有效(内部损耗对音响部件是非常重要的指标)，因此能够减少膜片振动时所发出的不必要的声音。
此外，按照本发明，提供一种用于制造上述震动膜片的简单廉价的方法。具体地说，通过使用在超临界状态下的不活泼气体，能够使用用于薄片形成的挤压机同时进行发泡薄片的挤压模制和发泡(热塑性树脂层)。
实施例
下面将通过示例方式描述本发明。但是，本发明不限于这些实施例。如果没有相反的说明，实施例中的份和百分比都是以重量为基准。
实施例1
制备具有下述组分的不饱和聚酯溶液：
不饱和聚酯树脂(N350L，Nippon Shokubai Co.，Ltd.生产)
                                                        100(份)
低收缩剂(MODIPER S 501，NOF Corporation生产)            5(份)
固化剂(PEROCTA O NOF Corporation生产)                   1.3(份)
将棉机织织物(棉纱支数：#20，40经纱和40纬纱，织造密度：110g/m2)切割成15cm长、15cm宽。将PEN纤维的平纹机织织物(TeijinLimited生产，细度：1100分特(decitex)，每英寸17经纱和17纬纱，织造密度：166g/m2)切割成15cm长，15cm宽，放在棉机织织物上，以便得到两层的叠层。
在一个大约16cm长，16cm宽的不锈钢板的中心部分形成一个直径大约为13cm的开口以获得一个夹具(jig)。制备两个夹具。将上述叠层夹在该两个夹具之间。约5g的上述不饱和聚酯溶液从上侧(即从PEN机织织物的一侧)滴入到该叠层的中心部分附近的部分。然后，该叠层用具有预定形状的对模(模具)在130℃下进行模制30秒钟，以便获得直径为12cm、厚度为0.25mm的扬声器振动膜片。
按照常规方法对如此获得的振动膜片进行密度、重量、杨氏模量和内部损耗(tanδ)测量。测量结果与实施例2和实施例3的测量结果和对比例的结果列在下面的表1中。还有，测量了采用如此获得的振动膜片的扬声器的频率特性，其结果示于图3中。此外，实施例1中的振动膜片的纤维/树脂比为78/22。
表1
  密度(g/cm3)   重量(g)   杨氏模量(达因/cm2)   比弹性(达因g/cm   内部损耗(tanδ)
  实施例1   1.01   2.30   3.44×1010   3.41×1010   0.45
  实施例2   1.05   2.30   4.50×1010   4.29×1010   0.47
  实施例3   1.01   2.30   5.20×1010   5.15×1010   0.45
  对比例1   1.20   2.40   3.20×1010   2.67×1010   0.22
此外，对如此获得的振动膜片，用接触角测量装置(CA-Q1 KyowaInterface Science Co.，Ltd.制造)测量接触角。测量结果与实施例3(下面描述)的测量结果一起列于表2。
表2
  接触角(度)
  例1   25
  例2   85
实施例2
以与实施例1同样的方式制造扬声器振动膜片，不同的是用液晶聚合物无纺织物(Kuraray Co.，Ltd.生产，其商品名为Vectran，纤维细度：1600旦尼尔，和METSUK(织物密度)：60g/m2)代替棉机织织物。如此获得的振动膜片进行与实施例1相同的测量。其结果列在表1中。还有，测量采用如此获得的振动膜片的扬声器的频率特性。其结果示于图4中。
实施例3
以与实施例1的同样方式制造扬声器振动膜片，不同的是用5份蜜胺(以100份织物计)浸渍PEN纤维的平纺机织织物，然后将其层压在棉机织织物上。如此获得的振动膜片进行与实施例1相同的测量。其结果列在上述表1中。还有，测量采用如此获得的振动膜片的扬声器的频率特性。其结果示于图5中。此外，对如此获得的振动膜片用与实施例1相同的方式测量接触角。其结果列在上述表2中。
对比例1
以与实施例1同样的方式制造扬声器振动膜片，不同的是使用的叠层具有两层分别由实施例1中的棉织物组成。如此获得的振动膜的纤维/树脂比是46/54。如此获得的振动膜进行和实施例1同样的测量。结果示于上述的表1中。此外，对采用如此获得的振动膜的扬声器的频率特性进行测量。结果示于图6。另外，通过电子显微镜得到的振动膜的横断面示意图，示于图7A。同样，实施例3中的振动膜的横断面示意图示于图7B。
从表1中很明显，根据本发明的实施例的扬声器振动膜分别具有优良的杨氏模量和内部损耗。特别是，实施例3中的振动膜，在该振动膜中，PEN纤维上涂覆有第二热固性树脂(密胺)，这种振动膜具有的杨氏模量和内部损耗，两者均大约是对比例3的两倍。同样，从表2中很明显，实施例3中的振动膜的润湿度与例1的振动膜相比有显著的提高。然而，应该注意，实施例1中的振动膜的性能比现有技术的振动膜要优越很多。
从表7中很明显，根据本发明的振动膜的基础层大体上地形成了一个三层结构，包括树脂层、PEN机织织物层，和棉织物与树脂层。相反，根据对比例1中的振动膜，粘结剂树脂被结合在构成机织织物的纤维之间的空隙中。可以相信，由于基础层的基本上的叠层结构，根据本发明的扬声器的振动膜具有优良的内部损耗，由于PEN纤维非常大的织造密度和在PEN纤维附近适当数量的粘结剂树脂的存在，振动膜具有优良的杨氏模量。
实施例4
用密胺树脂浸渍无捻PEN纤维的平纹机织织物(由Teijin Limited.生产，细度：1100×1100分特，每英寸17根经线和17根纬线，织物密度：166g/m2)，并且固化密胺树脂，以便于获得基础层。以100份PEN纤维织物计，浸渍的密胺树脂的数量是30份。此外，聚酯弹性体薄膜(由Toyobo Co.，Ltd.生产的PELPRENE，织物厚度80μm)被用作热塑性树脂层，并且聚酯弹性体无纺织物(由Toyobo Co.，Ltd.生产的PELPRENE，，织物密度110g/m2)被用作热塑性弹性体层。基础层、热塑性树脂层和热塑性弹性体层以该顺序从正面(声波辐射面)层压。在这里，这样的无纺织物通常通过水喷射法生产。
一个具有约13cm直径的开口形成在不锈钢板的中心部分，该不锈钢板大约16cm长、16cm宽以获得一个夹具。制备两个夹具。将上述叠层夹在两个夹具之间。然后，用远红外加热器将叠层在120到160℃下预热10秒钟，这样一部分热塑性树脂层(聚酯膜)流入基础层和热塑性弹性体层的空隙中。通过进行这样的预热，可以显著缩短模制时间。接着，使用具有指定形状的对模(模具)在90-140kg/cm2的压力下、130℃的温度下模制叠层30秒钟。模具冷却之后，打开模具取出模制的产品。结果，得到了具有12cm直径、0.29mm厚度的扬声器振动膜。
根据常规测量方法对这样得到的振动膜的密度、重量、杨氏模量和内部损耗进行测量。测量结果和实施例5、实施例6和对比例2(在后面描述)的测量结果一起示于下面的表3中。此外，测量了采用如此获得的振动膜的扬声器的频率特性。结果示于图8中。
表3
  密度(g/cm3)   厚度(mm)   重量(g)   杨氏模量(达因/cm2   内部损耗(tanδ)
  实施例4   1.10   0.29   2.30   2.20×1010   0.45
  对比例2   1.40   0.29   3.20   10.44×1010   0.02
  实施例5   1.10   0.29   2.30   3.40×1010   0.40
 实施例6   1.10   0.29   2.30   2.20×1010   0.48
对比例2
在90-140kg/cm2的压力下，在130℃下模制用环氧树脂浸渍的KEVLER平纹织物的预浸渍体(商品名，由DuPont-Toray Co.，Ltd.，生产，细度：1100x1100分特，每英寸17经线和17纬线，织物密度：166g/m2)5分钟。结果，获得12cm直径和0.29mm厚的扬声器振动膜片。
如此获得的振动膜片进行与实施例4相同的测量。其结果列在上述表3中。此外，测量采用如此获得的振动膜片的扬声器的频率特性。其结果示于图9中。
实施例5
通过下面的方法生产具有精细发泡结构的热塑性树脂层。聚丙烯(由Mitsubishi化学公司生产，商品名：MA06)被热空气干燥并被注入挤压机中，挤压机的温度被控制在200℃，这样聚丙烯被熔化。然后，在25Mpa加压状态下将二氧化碳由泵注入通过挤压机的中间部分。二氧化碳在短时间内被结合并扩散进入熔化的聚丙烯中。熔化的混合物在140℃的模头温度、20kg/h的挤压速度下挤压并通过三个滚筒以获得发泡的薄板。发泡片材的泡孔的平均直径是20μm。
用与实施例4相同的方式生产扬声器振动膜，不同之处是用发泡片材作为热塑性树脂层。这样得到的振动膜进行如实施例4一样的测量。其结果示于上述的表3中。此外，测量采用这样得到的振动膜片的扬声器的频率特性。其结果示于图10中。
实施例6
用与实施例5同样的方法制造扬声器振动膜，不同的是基础层、热塑性弹性体层和热塑性树脂层按这个顺序从正面层压。对如此获得的振动膜进行如实施例4一样的测量。其结果示于上述的表3中。此外，测量了采用如此获得的振动膜片的扬声器的频率特性。
从表3中很明显，根据本发明实施例的扬声器的振动膜片分别具有低密度(轻重量)和优良的杨氏模量(刚度)与内部损耗之间的平衡。
如同上面所描述的，根据本发明，通过提供包括用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)纤维的机织织物的基础层，，能够提供具有轻重量并在刚度与内部损耗之间有良好平衡的扬声器振动膜片。此外，根据本发明，能够提供一种简单、价廉的用于制造这种振动膜的方法。
很多其他的不脱离本发明的范围和要旨的改进对于本领域的技术人员是显而易见并且容易实践的。因此应该理解权利要求的范围不被描述的细节所限制，而是应该被更广泛地解释。

Claims (18)

1.一种扬声器振动膜片，包括一个基础层，该基础层具有用不饱和聚酯树脂或密胺树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯无捻纤维的机织织物。
2.根据权利要求1的扬声器振动膜片，其中该聚对萘二甲酸乙二酯无捻纤维是单纤维丝。
3.根据权利要求1的扬声器振动膜片，其中至少部分聚对萘二甲酸乙二酯无捻纤维涂覆有第二热固性树脂。
4.根据权利要求3的扬声器振动膜片，其中所述第二热固性树脂是环氧树脂或密胺树脂。
5.根据权利要求1的扬声器振动膜片，其中在该基础层中的纤维/树脂比在60/40到80/20的范围内。
6.根据权利要求1的扬声器振动膜片，还包括热塑性树脂层。
7.根据权利要求6的扬声器振动膜片，其中该热塑性树脂层包括至少一种选自下面的物质：尼龙、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚缩醛、聚烯丙基化物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、改性的聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚四氟乙烯、液晶聚合物、和热塑性弹性体。
8.根据权利要求1的扬声器振动膜片，还包括热塑性弹性体层。
9.根据权利要求8的扬声器振动膜片，其中该热塑性弹性体层包括至少一种选自聚酯弹性体、聚氨酯弹性体和聚烯烃弹性体的物质。
10.根据权利要求6的扬声器振动膜片，其中该热塑性树脂层具有精细发泡结构。
11.根据权利要求10的扬声器振动膜片，其中该精细发泡结构中的泡孔的平均直径是10到60μm。
12.根据权利要求1的扬声器振动膜片，其中该基础层包括棉机织织物或液晶聚合物的无纺织物。
13.一种扬声器，包括具有一基础层的扬声器振动膜片，该基础层具有用不饱和聚酯树脂或密胺树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯无捻纤维的机织织物。
14.一种用于制造扬声器振动膜片的方法，包括以下步骤：
用热固性树脂浸渍聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物并固化所述热固性树脂，以形成基础层；
将超临界状态的不活泼气体加入熔化的热塑性树脂中，并在指定的温度和压力下挤压该热塑性树脂和不活泼气体的混合物，以形成热塑性树脂层；
层压该基础层和该热塑性树脂层。
15.根据权利要求14的方法，其中该不活泼气体选自氮气、二氧化碳、氩气、氖气、氦气、氧气和它们的混合气体。
16.一种扬声器振动膜片，包括作为最外层的基础层、热塑性树脂层和热塑性弹性体层，其中该基础层具有用热固性树脂浸渍的聚对萘二甲酸乙二酯纤维的机织织物。
17.根据权利要求16的扬声器振动膜片，其中所述热塑性树脂层是由一薄膜组成的中间层，并且所述热塑性弹性体层是由机织织物或无纺织物组成的最内层。
18.根据权利要求17的扬声器振动膜片，其中构成所述热塑性弹性体层的热塑性弹性体具有高于构成热塑性树脂层的热塑性树脂的熔点。
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