用于制造声学隔膜的复合材料以及声学隔膜制造技术

本发明专利技术涉及用于制造声学隔膜的复合材料，其中所述复合材料包括内部载体层和在载体层的两个表面上的至少两个粘合剂层，且其中所述载体层是聚芳醚酮膜的层；以及，还涉及相应的声换能器用隔膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于制造声学隔膜的复合材料以及声学隔膜本专利技术涉及适合制造用于电声换能器的隔膜的层叠组件，其包括载体层和两个设置在该载体层的表面上的阻尼层(减幅层，damping layer)。电声换能器，也称为声学换能器，是可将电信号(即电压)转换成交变声压(即声学信号)的装置，或者反之亦然。声学换能器的实例为作为声音发生器的扬声器、以及作为声音接收器的麦克风、传感器和拾音器。在手机、智能电话、笔记本电脑、平板电脑(tablet PC)、电子记事簿(personaldigital assistants) (PDA)和耳机中，声音的产生，即语音、铃声、音乐、和其它声音和噪音的传播，经由所谓的微型扬声器(micro-loudspeakers)进行。该术语指具有小尺寸的扬声器，所述小尺寸反映它们所安装于其中的装置的小尺寸。这里声学信号由例如通过音圈机械驱动的扬声器隔膜的运动而产生。要求，特别是关于这些微型扬声器的可得体积的要求，正变得日益苛刻。作为提高的输出和相关的更高温度负荷的结果，对这些微型扬声器的隔膜的热稳定性及其在热负荷下的功能容量的要求也更加严苛，导致常规的隔膜材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)更为频繁地处于它们的极限。对于扬声器隔膜材料的基本要求包括高的抗弯刚度、低密度和高的内阻尼。为了最大地满足这些要求，正越来越多地将多层层叠体用作扬声器隔膜。这种多层层叠体结合刚性聚合物膜与位于这些膜之间的柔软的声学阻尼层。本文的声学阻尼性质与这些层的机械阻尼性质密切相关。由于在高输出下运行的隔膜经历剧烈加热并且鉴于它们的尺寸小(例如至多50mm X 30mm x 1mm的扬声器尺寸；在市场上典型的微型扬声器尺寸为例如5mm x 1mm x2mm和8mm x 12mm x 2mm)，尤其是在微型扬声器中，这些隔膜可达到100°C或更高的温度，所以使用的外膜必须不仅具有高刚度，而且此外还具有良好的温度稳定性。近年来作为极其适合用于外膜的材料已经出现的是高性能聚合物聚醚醚酮(PEEK)，其经常被用于具有另外的柔软阻尼层的多层层叠体中。关于从上述三层层叠体作为起点得到的五层层叠体，内部阻尼层被进一步的内部层阻隔。根据“三明治理论”，多层层叠体遵循如下的原理:在多层或三明治型隔膜中的高抗弯刚度通过使用包封更柔软的内部层的最刚性的层来达到。因此，刚性PEEK膜总是用作外层，且在现有技术中提出的内层明显更柔软。因此，EP 2 172 059 A描述由如下组成的五层层叠体:两个外部PEEK膜，其使用各自的热塑性可变形粘合剂层施加于非织造网的两侧。在该层叠体中，这两个外部PEEK膜承担赋予层叠体以高抗弯刚度的功能，而内部的柔软层(粘合剂、非织造网)则确保组件的有效内阻尼。另一种五层层叠体由US 2011/0272208 A描述。该层叠体由两个外部膜层(被指出作为外膜材料的是PEEK以及一些其它塑料)构成，所述两个外部膜层使用丙烯酸类粘合剂施加于PET膜的两侧。根据本说明书，这种多层结构使隔膜比包括两个外部膜层(例如聚丙烯酸酯膜似1?膜))和位于这些膜之间的阻尼粘合剂层的三层层叠体实现更长的寿命。考虑到聚对苯二甲酸乙二醇酯的低玻璃化转变温度(约70°C，在DSC中以1K/min的加热速率)，这种材料的升温伴随着刚度的急剧下降，这与材料的软化增加有关并且表现在弹性模量(用于扬声器隔膜的膜材料的刚度由称为弹性模量、也称为E模量或拉伸模量或杨氏模量的参数描述，该参数由所述材料的变形在线性-弹性范围内应变与伸长率的比率限定)的显著降低上。然而，如上所述，声学隔膜在使用中急剧升温，这意味着在应用情况下PET膜同样构成柔软的内部层，并且甚至在将聚合物膜作为中间层引入产品结构中之后，也不违背上述三明治理论，因此，稳定化层应在外部而阻尼层应在内部。相应地，该说明书的公开内容也限于PET作为该内部膜层的材料。在说明书中未公开所述隔膜的具体设计细节。因就其抗弯刚度方面的良好性质而在外层中使用PEEK的产品结构是相对昂贵的，其原因包括两个外部PEEK膜的使用。而且，这些隔膜其它对向外部(outwardlydirected)的性质的全部也由作为外部材料的PEEK决定。将寻找这样的替代性产品结构视为本专利技术的目的:尤其是能够有利地更为成本有效地制造，但同时保持其关于高的抗弯刚度、低密度和高的内阻尼的良好性质并且优选地允许使所述性质容易地匹配具体的最终用途。令人惊讶地，已可通过如下实现所述目的:使用PEEK膜以隔膜的内部载体层的形式作为稳定化膜，所述隔膜尤其可用于电声换能器的用途。已经显现，将仅一个PEEK膜用作中央的中间层本身足以提供总体上不仅具有高的抗弯刚度、而且具有足够稳定性的多层层叠体，从而确保在应用中隔膜的长寿命。阻尼性质特别地是通过布置在隔膜表面上的层、优选通过粘合剂层、和非常优选通过自粘合剂层(也称为压敏粘合剂层)带来的。而且，通过该手段，如下变得可能:为五层或多层层叠体隔膜的独立制造提供作为构筑模块的三层组件。本专利技术因此涉及由如下构成的三层组件(见图2):内部膜层(2)和设置在该膜层表面上的两个阻尼层(1，3)，优选这些阻尼层的至少一个为粘合剂层，且更优选两个阻尼层为粘合剂层，其中内部膜层(2)为聚芳醚酮(PAEK)层，更特别地为聚醚醚酮(PEEK)层。这种类型的三层组件，特别是具有粘合剂层、更优选自粘合剂层作为阻尼层的三层组件，可出色地用于制造五层组件，以进一步利用或制造应用于电声换能器、例如扬声器的电声换能器(如微型扬声器)的隔膜，特别地通过在两个外表面(1，3)上设置其它膜层(4，5)的粘合剂并由此制造至少五层的层叠体(见图3)。本专利技术的组件尤其出色地适合用于如下的隔膜:所述隔膜用于具有50mm x 30mm或更小的尺寸的微型扬声器，其特别地包括具有不超过25_、更特别地不超过15mm的最大广度(extent)(即，在其最大广度的方向上的长度)的非常小的微型扬声器。微型扬声器隔膜在其二维广度上可为例如圆形、椭圆形、四边形、正方形或其它不同形状。甚至在没有其它外层的情况下，可出色地使用外部非粘性的三层组件，以进一步地利用或制造用于电声换能器的隔膜。四层层叠体也可被制造和用于进一步地利用或制造电声换能器用隔膜；特别地，该四层层叠体由其中阻尼层之一为粘合剂层、更优选自粘合剂层的三层组件制造。根据本专利技术的结构已经不受如下三明治理论教导的束缚:产品的整体抗弯刚度由外层确定。令人惊讶地，对于根据本专利技术的产品设计，这样的假定也未证实:非常硬的中间层会对产品的整体阻尼性质有危害。这是不可预见的，因为三明治理论具体指明了多层或三明治型隔膜的高抗弯刚度是通过在外侧使用包封较柔软内层的最硬层而实现的(见上文；还参见Plantema，F.J.1966, Sandwich Construct1n:The Bending and Buckling of Sandwich Beams, Platesand Shells, Jon Wiley and Sons,New York ；Zenkert, D., 1995, An introduct1n toSandwich Construct1n, Engineering Material本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造声学隔膜的组件，所述组件包括内部载体层和在所述载体层的两个表面上的至少两个粘合剂层，特征在于所述载体层是聚芳醚酮膜的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M埃格，B米西格，P舒尔茨，
申请(专利权)人：德莎欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE