專利名稱：音盆膜及音盆膜的制作方法
交叉引用相關申請本發明包含涉及2005年7月21日提交日本專利局的日本專利申請JP2005-211525的主題內容，其全部內容在此引入供參考。
發明
背景技術：
領域本發明涉及一種用于揚聲器和其它的音盆膜以及用于制作音盆膜的方法。
背景技術：
用于具有良好再現頻率特征的揚聲器的音盆膜需要楊氏模量和內部損耗大而密度低的音盆膜。例如，通過增加膜的楊氏模量能夠擴展再現頻率范圍，并且通過增加振動膜的內部損耗可能使再現頻率特征平坦化從而降低品質因數。此外，通過降低膜密度能夠改善再現效果。為了滿足振動膜的需求，已經提出在用于揚聲器的音盆膜中使用所謂的云母紙多格柵結構產品，其中通過由細云母薄片和紙漿纖維或聚乙烯醇纖維造紙并且接著加熱該紙以形成多格柵結構制備該云母紙多格柵結構產品。
由此制備的云母紙多格柵結構產品具有小至0.05到0.60g/cm3的表觀密度，并且因此可以獲得輕量的振動膜。而且，用于多格柵結構產品的細云母薄片具有大的面積厚度比(也就是，所謂的寬高比大)，并且因此云母薄片相互層積的面積大。因為這個原因，該云母紙多格柵結構產品具有大的楊式模量。
但是，這種多格柵結構產品具有低內部損耗并且因此增加了諧振銳度，使得難以獲得平坦化再現頻率特征。為了解決這個問題，已經在審查的日本專利申請公開(KOKOKU)號No.7-28476(專利文獻1)中提出了一種方法，其中云母紙多格柵結構產品被浸漬了一種合成樹脂溶液或合成樹脂乳液以被涂覆一種極薄的樹脂膜，降低了內部損耗。
發明內容
但是，專利文獻1中描述的技術中，用于涂覆云母紙多格柵結構產品的合成樹脂溶液或合成樹脂乳液包含一種有機溶劑、一種表面活性劑、或類似物，并且這種技術的環境問題已被指出。
同時，利用下文的方法制造了一種相關技術沒計的云母紙多格柵音盆膜。首先，將細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維混合在一起并均勻分散在水中，接著利用造紙機或類似物造紙。然后，得到的潮濕狀態的紙制品被置于一個模具內并加熱到100℃或更高以溶解聚乙烯醇纖維。最后，干燥整個成品以獲得云母紙多格柵音盆膜。
在由紙制品形成云母紙多格柵結構產品中，首先，當紙制品的溫度已經達到80℃或更高時，聚乙烯醇纖維在包含在紙制品中的水分內溶解為液體且該液體作為粘合劑在細云母片和紙漿纖維之間流動。然后，當溫度已經達到100℃或更高時，水分蒸發為水蒸氣以產生氣泡，由此形成多格柵結構。在這個例子中，通過模具的干燥孔排放水蒸氣。
但是，問題產生在于，已經通過上述過程變為液體的聚乙烯醇流入模具干燥孔內，使得難以從模具中取出得到的云母紙多格柵結構產品，即所謂的脫模。因此，本發明提供了一種音盆膜，其優點不僅在于該膜沒有環境問題和具有有效增加的內部損耗以獲得平坦化再現頻率特征，而且還在于在該膜的制造中該膜具有改善的脫模性，以及一種制造音盆膜的方法。
為了解決上述問題，依據本發明的一個實施方案的音盆膜包括具有多格柵結構的膜基底材料，該多格柵結構由細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維組成的紙制品獲得；和與紙制品或該膜基底材料結合的片材。
依據本發明的一個實施方案的制造音盆膜的方法包括下列步驟形成紙制品；將片材與紙制品結合；加熱紙制品和片材；以及由紙制品形成具有多格柵結構的膜基底材料。在該方法中，紙制品由細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維組成，并且只有包含在紙制品中的水蒸氣通過該片材排放。
在本發明的音盆膜和用于制造本發明音盆膜的方法中，在該云母紙多格柵膜的制造過程中，具有內部損耗大于云母紙多格柵膜的片材與模具內的紙制品結合，或者片材與由此制造的云母紙多格柵膜的膜基底材料表面結合，并因此平坦化再現頻率特征和提高脫模性都可以獲得。
圖1是揚聲器振動部分的說明性視圖；
圖2包括揚聲器膜片的圖解視圖，其中圖2A是其側視圖而圖2B是其前視圖；圖3是顯示六件模具的視圖；圖4是一橫截面圖，顯示具有形成在一側內的干燥孔的模具；圖5是一橫截面圖，顯示具有形成在兩側內的干燥孔的模具；圖6是干燥孔的前視圖；圖7是形成紙制品并將片材與該紙制品結合的流程圖；圖8是形成多格柵結構膜的流程圖；和圖9是再現頻率特征的曲線圖。
具體實施例方式
在下文，將參照附圖詳細描述本發明的實施方案。
圖1是揚聲器振動部分的說明性視圖。如圖1中所示，揚聲器單元具有一個揚聲器振動部分。在圖1中，組成揚聲器膜片的錐形部分1由一種可以形成薄型體以利于移動并且輕質和剛性，而且提供適當的所謂內部損耗的損耗以消除頻率特征或瞬間特性中的最大傾角的材料制成。
提供中心罩2以避免錐形部分1在徑向變形，并避免鐵粉或灰塵進入孔隙。中心罩2具有一個在其中心形成的孔3，并且孔3由稀織物(open weave)4覆蓋。孔3允許由于錐形部分1的振動而使空氣被壓迫或膨脹而排出。
稀織物4避免灰塵進入面而不妨礙空氣的流動。音圈5沿導磁柱6的周緣上下移動以振動錐形部分1。阻尼器7將音圈5恰當地保持在導磁柱6的周緣。墊片8將錐形部分1的邊緣9固定到框架10上。
圖2A和圖2B是揚聲器膜片的圖解視圖。圖2A是側視圖而圖2B是前視圖。在圖2A中，膜材插入模具，并且被壓縮和加熱以形成組成揚聲器膜片的錐形部分12。僅有錐形部分12不能獲得顯示平坦化再現頻率特征的膜片。進一步，在這種情況下，在形成錐形部分12的模具中，樹脂流入圖2B中從中心到周邊形成的孔內以排出水蒸氣，由此降低脫模性。
為了消除不足，結合了一種片材，其具有的內部損耗大于組成下文描述的云母紙多格柵膜的錐形部分12的內部損耗，或者在制造云母紙多格柵膜中在模具內將該片材與紙制品結合，由此平坦化再現頻率特征并提高脫模性。
首先，描述了用于結合薄膜或片材以在內部損耗方面使云母紙多格柵膜改進的方法。通過下列制備方法獲得這里使用的云母紙多格柵膜。
首先描述形成紙制品的過程。
圖7是說明形成紙制品并將片材與紙制品結合的流程圖。在圖7中，首先，三種材料，例如，細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維被混合在一起(步驟S1)。云母具有高楊氏模量，紙漿具有濕潤性和高強度，并且聚乙烯醇纖維為水溶性且具有通過加熱使得它們凝固的作用。
接下來，在步驟S1中由云母、紙漿和聚乙烯醇纖維混合在一起的混合材料被均勻分散在水里(步驟S2)。然后，利用在步驟S2中均勻分散在水里的云母、紙漿和聚乙烯醇纖維的混合材料進行造紙(步驟S3)。造紙是由水溶性混合材料制紙并且同時從材料中去除水分以形成潮濕狀態的板形紙制品。在該步驟中，可以使用一種造紙機或類似物。
片材與步驟S3中形成的潮濕狀態的紙制品結合(步驟S4)。可僅將片材放置在模具中，然后與潮濕狀態的紙制品結合。最后，在步驟S4中結合的紙制品和片材被置于模具內(步驟S5)。
形成片材的片材原料由一種材料組成，該材料具有的內部損耗大于通過只加熱紙制品形成的膜基底材料的內部損耗。可以使用一種由具有透氣性的為無紡織物或紙形式的材料、具有透氣性的紡織織物形式的材料、或具有透氣性的多孔材料組成的片材。
在上面的步驟S1中，優選使用具有8目到400目粒徑的細云母薄片。另外，優選分別使用具有3mm到100mm長度的紙漿纖維和聚乙烯醇纖維。加入的以上三種組分，即，細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維，各自用量的范圍在表1中示出。
紙漿纖維和聚乙烯醇纖維的用量依照制造的膜片需要的物理特性而改變。例如，當細云母薄片按重量計算為100％時，紙漿纖維的量按重量計算在5％到50％的范圍內，而聚乙烯醇纖維的量按重量計算在5％到70％的范圍內。包含本發明實施方案中三種組分的混合材料分散在水中使得混合材料的濃度變為0.1％到1.0％，并且使用得到的材料進行造紙。
接下來，描述模具的構造。
圖3是顯示例如六件模具的視圖。在圖3中，模具31由上半部38和下半部39組成，并且在上半部38和下半部39之間提供用于形成膜片的錐形成型部分32到37。圖7中在步驟S4結合的濕紙制品和片材被放置在錐形成型部分32到37中，并且在壓縮它們時加熱上半部38和下半部39以形成構成云母紙多格柵膜的錐形部分。
圖4是顯示具有形成在一側的干燥孔的模具的橫截面圖。圖4是圖3的部分截面圖。在圖4中，在上半部41和下半部42之間提供用于形成膜片的一個錐形孔43。圖7中在步驟S4結合的濕紙制品47和片材48被放置在錐形孔43中，并且在壓縮它們時加熱上半部41和下半部42，接著進行干燥。可選擇地，可只將片材48放置在模具中，并且然后與潮濕狀態的紙制品47結合。
在該例中，片材48附著在下半部42上，而紙制品47附著到上半部41上。只有包含在紙制品47中的水蒸氣被允許通過形成在錐形孔43側上的下半部42內的多個干燥孔44，并且如參考數字46所示通過開孔45排放水蒸氣，開孔45形成在末端內以與形成在下半部42內的干燥孔44相通，由此形成構成云母紙多格柵膜的錐形部分。
圖5是顯示具有在雙側形成的干燥孔的模具的橫截面圖。圖5是圖3的部分截面圖。在圖5中，在上半部51和下半部55之間提供用于形成膜片的一個錐形孔54。圖7中在步驟S4與濕紙制品59的兩面結合的片材60、60′被放置在錐形孔54中，并且在壓縮它們時加熱上半部51和下半部55，接著進行干燥。可選擇地，可只將片材60、60′放置在模具中，并且然后與潮濕狀態的紙制品59結合。
在該例中，片材60′和片材60各自的表面附著在上半部51和下半部55上，而紙制品59通過片材60′和片材60附著在上半部51和下半部55上。只有包含在紙制品59中的水蒸氣被允許通過分別形成在錐形孔54側的上半部51和下半部55內的多個干燥孔52和多個干燥孔56。并且如參考數字58所示通過開孔53和開孔57排放水蒸氣，開孔53和開孔57形成在末端內分別與形成在上半部51和下半部55內的干燥孔52和干燥孔56相通，由此形成構成云母紙多格柵膜的錐形部分。
圖6是干燥孔的前視圖。圖6顯示了圖4或圖5中示出的干燥孔44、或干燥孔52或干燥孔56由前面觀看的形狀。在圖6中，多個干燥孔62形成在上半部或下半部61內由圖4或圖5中示出的錐形孔43或錐形孔54限定的區域內。如參考數字64所示通過開孔63排放水蒸氣，開孔63形成在末端內與干燥孔62相通。
接下來，描述了利用模具以及結合的紙制品和片材用于形成多格柵結構膜的過程。
圖8是一個顯示用于形成多格柵結構膜的過程的流程圖。在圖8中，結合的紙制品和片材首先被放置在模具內(步驟S11)。然后，在向模具施加壓力時，圖4或圖5中示出的包含步驟S11潮濕狀態的紙制品的模具被加熱到100℃或更高(步驟S12)。
在步驟S12中的加熱過程中，熱量由模具表面通過透氣性片材傳輸到達潮濕狀態的紙制品，并且，當紙制品的溫度達到80℃或更高時，包含在紙制品內的聚乙烯醇纖維溶解在水中成為液體(步驟S13)。
在步驟S13中已經變為液體的聚乙烯醇作為粘合劑在透氣性片材、細云母薄片和紙漿纖維之間流動，使得它們被結合在一起(步驟S14)。在該時間內，在步驟S13中已經變為液體的聚乙烯醇被透氣性片材吸收，并且因此不流入干燥孔，使得與相關現有技術制造方法獲得的相比，片材和紙制品之間的結合力得到提高。
在步驟S14中被聚乙烯醇粘合的紙制品和透氣性片材通過步驟S12加熱，溫度已經達到100℃或更高時，潮濕狀態的紙制品內的水分蒸發為水蒸氣(步驟S15)。當紙制品內的水分在步驟S15中蒸發為水蒸氣時，在紙制品中產生許多氣泡(步驟S16)。
隨后，在步驟S16中產生許多氣泡以形成多格柵結構(步驟S17)。在這時，水蒸氣只通過片材排放(步驟S18)。以這種方法，在步驟S18中只有水蒸氣通過透氣性片材排放，而且因此紙制品的組分并不流入干燥孔，與相關現有技術制造方法的脫模性相比使得脫模性得到改善。
如上所述，干燥紙制品，同時溶解包含在紙制品內的聚乙烯醇纖維以獲得云母紙多格柵結構制品。并且，為了增加內部損耗，利用一種通過溶解聚乙烯醇纖維獲得的粘合劑，將一種內部損耗大于由云母紙多格柵結構制品構成的膜片內部損耗的薄膜或片材，例如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)薄膜或由Kevlar(注冊商標)制成的編織織物層疊在紙制品的一側或兩側，由此獲得由云母紙多格柵結構制品構成的膜，該云母紙多格柵結構制品與具有改進了內部損耗的薄膜或片材結合。
然后，描述了用于結合透氣性片材以提高內部損耗和生產率的方法。在該使用透氣性片材的層疊方法中，透氣性片材被放置在圖4或圖5中示出的其中具有干燥孔的模具表面上，并且然后潮濕狀態的紙制品被放置在模具內，接著加熱到100℃或更高。因此，實現了聚乙烯醇纖維的溶解和干燥，獲得了由云母紙多格柵結構制品構成的膜片。
可以采用用于將透氣性片材和云母紙多格柵制品結合的替代方法，其中如上所述首先形成由云母紙多格柵結構制品構成的膜片，該云母紙多格柵結構制品具有一個與其一表面結合的片材，并且然后利用粘合劑將一透氣性片材附著到云母紙多格柵結構制品的另一沒有片材的表面上。
可以采用一種替代方法，其中如上所述利用用于提高脫模性的片材形成由云母紙多格柵結構制品構成的膜片，并且然后從云母紙多格柵結構制品剝離該片材，然后利用粘合劑將另一用于增加內部損耗的片材附著到該云母紙多格柵結構制品上。
由于透氣性片材的內部損耗大于云母紙多格柵膜的內部損耗，如果，例如，使用無紡織物、紙、或由Kevlar制成的編織織物，也可以改進內部損耗。不同于利用相關現有技術提出的合成樹脂溶液或合成樹脂乳液的方法，上述方法既不使用有機溶劑也不使用表面活性劑，因此消除了環境問題。
在下文，示出了依據本發明實施方案音盆膜的具體試驗性實例。試驗性實例中使用的薄膜和片材的內部損耗值在表2中示出。
首先，在對比實例中，將100g具有8目到150目粒徑的細云母薄片、10g紙漿纖維、和60g聚乙烯醇纖維分散在水中以制備濃度為0.5％的懸浮液。制備的2,000g懸浮液被造紙為100m×100mm的尺寸。產生的紙制品被插入到圖4或圖5中示出的模具內，其被預先加熱到150℃，并且然后被壓縮干燥20分鐘以獲得0.4g/cm3表觀密度和5mm厚度的云母紙多格柵結構制品。
從這樣得到的云母紙多格柵結構制品，制備80mm長和10mm寬的樣品，并利用振簧法測定物理性能(內部損耗)，而且測定結果以及下文試驗性實例中的結果在表3中示出。由表3可以看出，對比實例的內部損耗為0.0134。
利用一種熱熔粘合劑，通過在150℃的溫度、1kg/cm2的壓力下，壓力結合5分鐘，將具有微孔和75μm厚的PET薄膜層疊在對比實例中獲得的云母紙多格柵結構制品的一側(表3中1-1)或雙側(表3中1-2)上，以得到一種PET/云母紙多格柵制品復合材料(表3中1-1)或一種PET/云母紙多格柵制品/PET復合材料(表3中1-2)。
以與對比實例中相同的方式制備80mm長和10mm寬的樣品，并通過振簧法測定物理性能。在試驗性實例1中，在一側具有PET的復合材料具有0.0164的內部損耗，如表3中第“1-1”欄所示出，而在雙側都具有PET的復合材料具有0.0182的內耗，如表3中第“1-2”欄所示出，與上面的數值相比，其已得到了改進。
使用Toray Industries Inc.制造和銷售的“LUMIRROR”(注冊的商標，商品名)作為PET膜，而且，使用Kureha Ltd.制造和銷售的“DYNAC(注冊商標)PES140-50”(商品名)作為熱熔粘合劑。
在與試驗性實例1中相同的條件下，將具有微孔和100μm厚的紙層疊在對比實例中獲得的云母紙多格柵制品的一側(表3中2-1)或雙側(表3中2-2)上，以得到一種紙/云母紙多格柵制品復合材料(表3中2-1)或一種紙/云母紙多格柵制品/紙復合材料(表3中2-2)。
以與對比實例中相同的方式制備80mm長和10mm寬的樣品，并通過振簧法測定物理性能。在試驗性實例2中，在一側具有紙的復合材料具有0.0189的內部損耗，如表3中第“2-1”欄所示出的，而在雙側都具有紙的復合材料具有0.0285的內部損耗，如表3中第“2-2”欄所示出，與上面的數值相比，其已得到了改進。
類似于對比實例中所使用的，通過混合細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維得到的懸浮液在與對比實例中相同的條件下進行造紙以獲得一種紙制品。具有微孔的Kevlar編織織物被放置在濕紙制品的一側上使得該編織織物存在在模具的干燥孔側，并被插入到被預先加熱到150℃的模具內(見圖4)，還被壓縮干燥20分鐘以獲得一種Kevlar編織織物/云母紙多格柵制品復合材料。已經變為液體的聚乙烯醇被Kevlar編織織物吸收，而且因此沒有聚乙烯醇流入模具中的干燥孔內。因此，該復合材料易于從模具移出，也就是，在相關現有技術中很差的脫模性得到了改進，證實了本發明實施方案的效果。
使用Arisawa Mfg.有限公司制造和銷售的Kevlar Cloth K-281(商品名)作為Kevlar編織織物。以與對比實例中相同的方式制備用于測定的樣品，并通過振簧法進行物理性能的測定。在試驗性實例3中，內部損耗為0.0175，與對比實例中的數值相比，其已得到了改進。
類似于對比實例中所使用的，通過混合細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維得到的懸浮液在與對比實例中相同的條件下被用于造紙以獲得一種紙制品。具有微孔的Kevlar編織織物被放置在濕紙制品的兩側上，并被插入到被預先加熱到150℃的模具內(見圖5)，還被壓縮干燥20分鐘以獲得一種Kevlar編織織物/云母紙多格柵制品/Kevlar編織織物復合材料。
與試驗性實例3相同，在試驗性實例4中，已經變為液體的聚乙烯醇沒有流入模具中的干燥孔內，并且因此改進了脫模性，這證實了本發明實施方案的效果。使用Arisawa Mfg.有限公司制造和銷售的Kevlar Cloth K-281(商品名)作為Kevlar編織織物。
以與對比實例中相同的方式制備用于測定的樣品，并通過振簧法進行物理性能的測定。在試驗性實例4中，內部損耗為0.0221，與對比實例中的數值相比，其已得到了顯著改進。由測定結果顯而易見的是，每個試驗性實例中的內部損耗都比對比實例中的內部損耗大，這證實了本發明實施方案的效果。
類似于對比實例中所使用的，利用通過混合細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維得到的懸浮液，獲得了膜片1、膜片2和對比實例膜片，它們中的每一個都是具有10cm開口直徑的錐形類型。膜片1由Kevlar編織織物/云母紙多格柵制品膜片構成，也就是，在一側具有微孔Kevlar編織織物的膜片。膜片2由Kevlar編織織物/云母紙多格柵制品/Kevlar編織織物膜片構成，也就是，在兩側都具有微孔Kevlar編織織物的膜片。對比實例膜片是一種僅由云母紙多格柵制品構成的膜片。
圖9是再現頻率特征的曲線圖。利用上文獲得的膜片單獨制造了全波段揚聲器，并對它們的再現頻率特征進行比較。從圖9，明顯的是，與使用對比實例膜片91的揚聲器相比，利用參考數字92或93標識本發明的膜片1或2的揚聲器具有幾乎沒有最大傾角的平坦化特征。圖9已經證實了膜片內部損耗的增加。
通過本發明，不僅可以有效地增加多格柵音盆膜的內部損耗以改善減振性能，由此獲得平坦化再現頻率特征，還可以在膜片的制造中改進膜片的脫模性，由此提高生產率。
用于云母紙多孔格柵制品膜片的材料如細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維的用量，干燥溫度，以及用于薄膜或片材的條件并不局限于試驗性實例中的那些，并且可以根據需要的膜片特性進行適當的選擇。
本發明的上述實施例不僅可以增加音盆膜的內部損耗以使揚聲器的再現頻率特征平坦化，而且在膜片的制造中可以改善膜片的脫模性，由此有效地提高生產率。
本發明并不限于上述實施方案，并且只要在本發明的范圍之內可以進行改變或更改。
權利要求
1.一種音盆膜，包括一種由細云母薄片、紙漿纖維、和聚乙烯醇纖維組成的紙制品組成的并形成多格柵結構的膜基底材料；以及一種與所述紙制品或所述膜基底材料結合的片材。
2.權利要求1的音盆膜，其中所述片材由一種材料組成，其內部損耗大于所述膜基底材料的內部損耗。
3.權利要求1的音盆膜，其中所述片材由一種具有透氣性的材料組成。
4.權利要求3的音盆膜，其中所述片材為無紡織物的形式。
5.權利要求3的音盆膜，其中所述片材為紡織織物的形式。
6.權要求3的音盆膜，其中所述片材為多孔材料。
7.權利要求1的音盆膜，其中所述細云母薄片具有8目到400目粒徑。
8.權利要求1的音盆膜，其中所紙漿纖維和所述聚乙烯醇纖維各自具有3mm到100mm的長度。
9.用于制造音盆膜的方法，包括步驟形成由細云母薄片、紙漿纖維和聚乙烯醇纖維組成的紙制品；將片材與所述紙制品結合；加熱所述紙制品和所述片材；由所述紙制品形成多格柵結構中的膜基底材料；以及通過所述片材只排放包含在所述紙制品內的水蒸氣。
全文摘要
提供了一種音盆膜，其包括一種由細云母薄片、紙漿纖維、和聚乙烯醇纖維組成的紙制品組成的并形成多格柵結構的膜基底材料；以及一種與紙制品或膜基底材料結合的片材。
文檔編號H04R7/02GK1984508SQ20061017191
公開日2007年6月20日 申請日期2006年7月21日 優先權日2005年7月21日
發明者瓜生勝, 戶倉邦彥, 田上隆久, 池田繪美子 申請人:索尼株式會社