复合膜、制造复合膜的方法以及声学装置制造方法及图纸

一种用于声学装置(200)的复合膜(100)，该复合膜(100)包括第一层(101)和第二层(102)，其中第二层(102)的杨氏模量值在实质上‑20℃到实质上+85℃之间的温度范围内的变化实质上不超过30％。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为200780041481.9的分案申请，原案申请日为2007年10月16日，专利技术名称为《复合膜、制造复合膜的方法以及声学装置》。
本专利技术涉及一种复合膜。而且本专利技术还涉及一种制造复合膜的方法。另外，本专利技术涉及一种声学装置。
技术介绍
目前，扬声器和/或麦克风常包含复合膜，复合膜基本上是不同材料层的结合或仅是不同材料的混合。JP04-042699公开了一种由合成材料制成的用于扬声器的振动膜，该合成材料是具有较高玻璃转换温度的热塑性合成树脂纤维和具有较低玻璃转换温度的热塑性合成树脂纤维的合成物，这两种热塑性合成树脂纤维是在形成过程中被加热的两种具有不同玻璃转换温度的原材料。也就是说，合成物的玻璃转换温度要取各个玻璃转换温度之间的值，并且会得到与完全混合两种合成树脂的情况相比具有更宽温度范围的较大内部损耗。然而，传统的声学装置存在寿命不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有相当长的寿命的声学系统。为了实现上述目的，提供了一种用于声学装置的复合膜，该复合膜包括第一层和第二层，其中第二层(的材料)的杨氏模量值在-20℃(摄氏度)到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。为了实现如上限定的目的，还提供了一种声学装置，其包括具有以上特征的复合膜。为了实现如上限定的目的，最后还提供了一种制造用于声学装置的复合膜的方法，该方法包括提供第一层和第二层，其中第二层的杨氏模量值-20℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。术语“声学装置”具体表示能够产生向环境发出的声音和/或能够检测环境中存在的声音的任何设备。这样的声学装置具体包括任何能够基于电信号产生声波或基于声波产生电信号的机电换能器或压电换能器。术语“(振动)复合膜”具体表示在机械力的影响下发生振动从而产生声音的任何多层振动膜。然而，这样的振荡复合膜还能接收声音并将声音转化为机械振动来提供给换能元件。这样的复合膜可由多种不同的成分和/或材料形成。术语“热塑性”定义了一种能够在加热时变软以改变形状并能够在冷却时变硬以保持形状的材料。即使在多次加热/冷却循环之后也能反复保持该特性。术语“(热塑性)层”具体表示了包括连续不间断的二维区域或不连续结构(如环形结构或包括两个或多个非连接部分的结构)的任何(含有热塑性材料的)物理结构。术语“声阻尼”具体表示一种能够选择性地使声波进行衰减的材料特性。具体来说，这样的声阻尼组件能使振动膜上的驻波衰减。通常在声学装置中，需要声学基模态来获得适当的音频性能，而受激模态可能会造成干扰因此应通过阻尼来抑制。术语“杨氏模量”E(还被称为弹性模量或拉伸模量)表示一种弹性模量，其描述了等于机械拉伸与相应的伸长之间的比例的一种材料特征或参数。因此，刚性材料比柔性材料具有更大的杨氏模量值。杨氏模量的参数值可能与温度有关，并且可能在所谓的玻璃转换温度附近的一个较窄的温度范围内发生强烈变化。可根据在对材料样本执行拉伸测试期间所产生的应力-应变曲线的斜率来以试验方式确定该杨氏模量。术语“玻璃转换温度”表示热塑性材料或其他材料的材料特性，具体来说它表示一个温度范围，在该温度范围内分子从“冻结”状态向布朗运动增加的状态进行转换。从而材料从刚性、硬性、脆性状态变为弹性、橡胶状的状态。在玻璃转换温度附近，材料弹性的杨氏模量值会显著变化。由于玻璃转换范围还取决于(声波的)频率，所以在本申请的上下文中，术语玻璃转换温度表示在声学装置(例如扬声器)的各个谐振频率处的玻璃转换温度。这种谐振频率具体可以是在实质20Hz到实质10000Hz之间的范围内，尤其是在实质200Hz到实质1300Hz之间的范围内。在本申请的上下文中，箔片的玻璃转换温度可通过动态力学分析(DMA)来测量。术语“电动声学装置”表示一种通过使用电磁原理(例如使用线圈和磁铁结构)来将声波转化为电信号或将电信号转化为声波的声学装置。术语“压电声学装置”表示一种基于压电效应的声学装置。例如，将该装置用作压电麦克风。压电麦克风利用压电现象(即当受到机械压力时一些材料产生电压的趋势或相反过程)来将振动转化为电信号。然而该装置还可用作基于压电现象的压电扬声器。根据本专利技术的一个实施例，提供一种用于电声换能器的多层复合膜，其中顶层(其主要用于实现复合膜的阻尼特性)可由一种其杨氏模量值在大约-20℃到85℃之间的温度范围内的变化不超过大约30％的材料制成。85℃的温度是通常使用声学装置的上限温度值。这个温度例如会在(具有扬声器的)移动电话在一个有阳光的天气被放入很热的汽车内时出现。然而，在大大低于-20℃的温度下(尤其是在-55℃及以下的温度)，复合膜会变得过于脆(这导致其寿命短)并且硬度或刚度会过大(因此膜将很难或不可能响应声学激励)。因此，杨氏模量在所描述的温度范围内充分小的变化(进而充分稳定的声学回放和/或检测特性)对于获得高品质的复合膜是有利的。因此这样的振动膜具有既不太软也不太硬的阻尼层并且还具有在扬声器或麦克风的工作温度下的充分稳定的声学特性。因此，获得了改进了的或优化了的材料构成以保证扬声器膜的工作稳定性和寿命。传统的扬声器常具有由相对较硬的热塑性材料(例如聚碳酸酯)和相对较软的阻尼层(例如胶合层，其也可以是热塑性层)构成的复合膜。这些阻尼层通常具有不利的玻璃转换温度(该温度在材料的较软范围和较硬范围之间的界线上)。本专利技术的实施例克服了这些传统膜的缺点，这些缺点显示出阻尼层的机械特性以及由此导致的膜的声学特性在接近玻璃转换温度时变化很大的趋势。换句话说，一个小的温度变化会引起声学特性的较大改变。非常不希望这发生在扬声器的工作温度处。在该温度下通过使用扬声器的声学特性来控制扬声器的制造过程(即在测量了扬声器的声音性能之后改变该制造过程的参数)会引起另外的问题。基于这些考虑并为了使这些缺点被抑制或消除，本专利技术的实施例提供了一种用于电声换能器(例如扬声器、麦克风等)的复合膜，其中该膜包含阻尼层，该阻尼层在正常的工作温度范围内其杨氏模量的变化充分小。接下来将对复合膜的另外的实施例进行说明，这些实施例同样适用于声学装置和制造复合膜的方法。根据一个实施例，第二层的杨氏模量值在-40℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％，尤其是在-55℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。专利技术人认为对于电声装置的复合膜来说，这些温度范围(上限由最大工作温度来定义，下限温度由第二层的刚度对于机械和声学目的来说仍可被接受的最小温度来定义)是适当的。根据一个实施例，第二层的杨氏模量值在-55℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过20％，尤其是在-55℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过15％。第二层可包括热塑性材料。第二层的热塑性材料可以相对较软，例如可以由聚亚安酯或任何其他软且呈胶状的热塑性材料制成。这使得第二层可用于以有利的方式实现复合膜的阻尼特性。第二层的热塑性材料的玻璃转换温度在实质-60℃到实质-10℃之间的温度范围内，优选地在实质-50℃到实质-20℃之间的温度范围内，更优选的是在实质-40℃到实质-30℃之间的温度范围内。如果第二层的材料的玻璃转换温度在一个优选的温度范围内(例如在-50℃到-20℃之间)，则它在装置的正常使用期间不会对声学性能有不利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于声学装置(200)的复合膜(100)，该复合膜(100)包括：第一层(101)；第二层(102)，其连接到第一层(101)，其中第二层(102)比第一层(101)厚，并且第二层(102)由软材料构成，软到即使足够厚的第二层也不影响复合膜(100)的硬度；其中第二层(102)的杨氏模量值在‑20℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。

【技术特征摘要】
2006.11.08 EP 06023221.21.一种用于声学装置(200)的复合膜(100)，该复合膜(100)包括：第一层(101)；第二层(102)，其连接到第一层(101)，其中第二层(102)比第一层(101)厚，并且第二层(102)由软材料构成，软到即使足够厚的第二层也不影响复合膜(100)的硬度；其中第二层(102)的杨氏模量值在-20℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。2.根据权利要求1所述的复合膜(100)，其中第二层(102)的杨氏模量值在-40℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。3.根据权利要求2所述的复合膜(100)，其中第二层(102)的杨氏模量值在-55℃到+85℃之间的温度范围内的变化不超过30％。4.根据权利要求1所述的复合膜(100)，其中第二层(102)包含热塑性材料，或者第二层(102)由热塑性材料构成。5.根据权利要求4所述的复合膜(100)，其中所述热塑性材料是聚亚安酯。6.根据权利要求4所述的复合膜(100)，其中第二层(102)的热塑性材料的玻璃转换温度在-60℃到-10℃之间的温度范围内。7.根据权利要求6所述的复合膜(100)，其中第二层(102)的热塑性材料的玻璃转换温度在-50℃到-20℃之间的温度范围内。8.根据权利要求6所述的复合膜(100)，其中第二层(102)的热塑性材料的玻璃转换温度在-40℃到-30℃之间的温度范围内。9.根据权利要求1所述的复合膜(100)，其中第二层(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏珊·温迪斯伯格，约瑟夫·卢茨，埃瓦尔德·弗拉泽，
申请(专利权)人：奥音科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11