一种振膜及其涂布方法
【专利摘要】本发明涉及振膜及其涂布方法,振膜包括基材层、强化层以及涂布在强化层表面的胶水层，基材层为以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜，强化层由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，且石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(9995～9990)；石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5～10):(5～10):(9990～9980)；胶水层涂覆在强化层表面。方法包括：将石墨烯或石墨烯与石墨粉的混合物加入稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯?石墨粉悬浮液；将石墨烯悬浮液或石墨烯?石墨粉悬浮液涂布在基材表面；将胶水涂布在强化层表面并烘干。本发明的振膜刚性强，降低谐振频率f0，增加高频声压，完善高低频特性。
【专利说明】
一种振膜及其涂布方法
技术领域
[0001]本发明涉及声学振膜的技术领域，更具体地说，涉及一种振膜及其涂布方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的快速发展，人们对电子产品的质量要求越来越高，如对于耳机、音响等产品的音质要求越来越高，如小型化、薄型化、高音质要求等，而这些效果取决于声学器件的核心部件，声学器件的核心部件就是其振膜。
[0003]在现有的相关技术中，为了获得高音质的振膜，通常通过改变振膜的材质来实现。常见的振膜材料有纸盆、塑料、金属等，通常纸盆振膜音质特性为平顺自然，明快清晰，但其易受环境影响，性能不稳定。金属振膜刚性很强，但是刚性强的另一面便是内损低，能量不会被振膜材质本身所吸收，因此在发生盆分裂时，会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端，很容易出现“金属声”。另外，金属材质会增加振膜的重量，不利于振膜的薄轻化发展。且常用的普通振膜刚性差、高低频性能差。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述普通振膜刚性差、高低频性能差的缺陷，提供一种振膜及其涂布方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种振膜，该振膜包括:
[0006]包括基材层、强化层、以及涂布在所述强化层表面的胶水层，其中，
[0007]所述基材层为以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜；
[0008]所述强化层由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，其中，
[0009]所述石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (9995?9990)；
[0010]所述石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (5?10): (9990?9980)；
[0011 ]所述胶水层涂覆在所述强化层表面，并将所述强化层完全覆盖。
[0012]所述振膜中，优选所述强化层的厚度为0.5?1.5μηι。
[0013]本发明还提供一种振膜的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0014]S1:提供一基材、石墨稀、石墨粉、稀释剂以及I父水；
[0015]S2:将所述石墨烯或所述石墨烯与石墨粉的混合物加入所述稀释剂中调匀形成石墨稀悬浮液或石墨稀-石墨粉悬浮液；
[0016]S3:将所述石墨烯悬浮液或所述石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面经干燥后形成强化层，其中所述强化层的厚度为0.5?1.5μπι;
[0017]S4:将所述胶水均匀涂布在所述强化层表面并进行烘干处理，使所述胶水固化在所述基材表面形成胶水层，其中所述胶水完全覆盖所述强化层。
[0018]所述振膜的涂布方法中，优选在所述步骤S3之前还包括对所述基材表面进行电晕处理。
[0019]所述振膜的涂布方法中，优选在所述步骤S2中，所述石墨烯悬浮液中的所述石墨烯与所述稀释剂的重量比为(5?10): (9995?9990)；
[0020]所述石墨烯-石墨粉悬浮液中的所述石墨烯、石墨粉与稀释剂的重量比为(5?10):(5?10):(9990?9980)。
[0021]所述振膜的涂布方法中，优选所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。
[0022]所述振膜的涂布方法中，优选所述胶水层的厚度为。
[0023]所述振膜的涂布方法中，优选所述步骤S3中采用狭缝式涂布的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面。
[0024]所述振膜的涂布方法中，优选所述步骤S3中采用网纹涂布的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面。
[0025]所述振膜的涂布方法中，优选所述基材为由聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜。
[0026]实施本发明的振膜，具有以下有益效果:本发明的振膜为包括基材层、强化层以及涂布在所述强化层表面的胶水层三层结构构成的振膜，其中，基材层为以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜;强化层由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，其中，石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (9995?9990);石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (5?10): (9990?9980)。本发明通过将石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后均匀涂布在基材层表面，该种结构增强了振膜的刚性，同时由于采用了石墨烯从而提高了振月旲的尚低频性能。
【附图说明】
[0027]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0028]图1是本发明实施例的强化层为石墨烯或者石墨烯与石墨粉的振膜截面的结构示意图；
[0029]图2是本发明实施例的振膜的涂布方法的流程示意图；
[0030]图3是本发明实施例的振膜与普通振膜的频率响应曲线图；
[0031]图4是本发明实施例的振膜与普通振膜组装的喇叭的阻抗曲线图。
【具体实施方式】
[0032]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0033]如图1所示，在本发明提供一种振膜，该振膜包括基材层100、强化层200、以及涂布在强化层200表面的胶水层300，胶水层300完全覆盖强化层200。基材层100为以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜。优选地，基材层100选用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成的薄膜，即优选PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜作为振膜的基材。具体选材根据实际应用进行选择确定，本发明对此不作限定。
[0034]强化层200为由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，SP强化层200可以为由石墨烯通过稀释剂混匀后制成(如图1所示)，也可以为由石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成(如图1所示)。可以理解地，在强化层200中，石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过加入稀释剂中搅拌均匀，使得石墨烯均匀分散在稀释剂中。在本发明所提供的稀释剂中，可以为包括醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、丁酮中任意一种，更优选为包括5%含量的醋酸乙酯。采用包括5%含量的醋酸乙酯作为稀释剂与其他材料相比气味低，经济环保。
[0035]在本发明的实施例中，若强化层200为由石墨烯通过稀释剂混匀后制成，优选石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10):(9995?9990)。若强化层200为由石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，则石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (5?10): (9990?9980)。
[0036]可以理解地，在本发明中，在强化层200加入石墨粉，由于石墨粉散热性能比较好，而膜片在震动时可产生很高的热量，因此加入石墨粉有助于膜片散热，当将膜片应用于扬声器等声学器件时，可提高喇叭的承受能力。另外，由于石墨烯具有单个原子刚性的特性，因此，石墨烯的刚性较强，且整体性能好，在强化层200中加入石墨烯可改变振膜的特性，使振膜达到镀金属的高频性能，同时又可达到较佳的低频性能，提高了振膜的高低频性能，同时石墨烯可直接与基材表面接触，从而使得所形成的振膜的刚性更好。进一步地，强化层200的厚度优选0.5?1.5μπι，更优选Ιμπι。
[0037]在本发明的实施例中所提供的振膜可适用于扬声器或受话器等声学设备中，具有很好的高低频特性及较好的刚性，采用本发明的振膜的扬声器械或受话器音质效果好。
[0038]如图2所示，为本发明提供的一种振膜的涂布方法的流程图，该涂布方法包括以下步骤:
[0039 ] SI:提供一基材、石墨烯、石墨粉、稀释剂以及胶水。
[0040]在步骤SI中，基材为由聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜。优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0041]稀释剂可以为包括醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、丁酮中任意一种，更优选为包括5%含量的醋酸乙酯。采用包括5%含量的醋酸乙酯作为稀释剂与其他材料相比气味低，经济环保。
[0042]所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种，优选聚氨酯。
[0043]S2:将所述石墨烯或所述石墨烯与石墨粉的混合物加入所述稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液。可以理解地，在石墨烯悬浮液中石墨烯与稀释剂可按不同的比例进行混合，在本发明中，只要使石墨烯可均匀分散的稀释剂都适用本发明，对此本发明不作限制，本发明优选石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10):(9995?9990)。在石墨烯-石墨粉悬浮液中，优选石墨烯、石墨粉与稀释剂的重量比为(5?10): (5?10): (9990?9980)ο
[0044]S3:将所述石墨烯悬浮液或所述石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面经干燥后形成强化层200，其中所述强化层200的厚度为0.5?1.5μπι;
[0045]优选地，在步骤S3之前还包括对所述基材表面进行电晕处理。即在给薄膜的表面涂布石墨烯悬浮液或者石墨烯-石墨粉悬浮液之前，可先对薄膜表面进行电晕处理，以增加石墨烯悬浮液或者石墨烯-石墨粉悬浮液在薄膜表面的附着力，加大石墨烯或者石墨烯与石墨粉涂覆在薄膜表面的粘附性。电晕处理是一种电击处理，它可使涂覆在其表面的物质具有更高的附着性。其基本原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000V/m2)，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联.表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性-这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。进一步地，由于石墨烯悬浮液或者石墨烯-石墨粉悬浮液是通过稀释剂混匀后形成的，其粘稠度比较小，涂布的流动性较强，因此，在涂布时涂布速度优选为10?20m/min，更优选15m/min。石墨稀悬浮液或者石墨稀或者石墨稀-石墨粉悬浮液均匀涂布在基材表面后需进行干燥处理形成强化层200，在本发明的实施例中，可采用烘箱进行干燥，温度可设定为95°C?105°C，优选为100°C，经烘箱干燥处理后，石墨烯或者石墨烯与石墨粉均匀分散固化在基材表面，且固化在基材表面的石墨烯或者石墨烯与石墨粉无压敏性。
[0046]优选地，强化层200的厚度0.5?1.5μπι，更优选为Ιμπι。
[0047]优选地，在本发明的实施例中，步骤S3中可采用狭缝式涂布的方式或者采用网纹涂布的方式将石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在基材层表面。采用狭缝式涂布或网纹涂布的方式效率高且厚度均匀。
[0048]S4:将所述胶水均匀涂布在所述强化层200表面并进行烘干处理，使所述胶水固化在所述基材层表面形成胶水层300，其中所述胶水完全覆盖所述强化层200。
[0049]进一步地，胶水层300的厚度优选为0.5?I.5μπι，优选Ιμπι。
[0050]优选地，在本发明的实施例中，步骤S4中可采用狭缝式涂布的方式或者采用网纹涂布的方式将胶水均匀涂布在强化层200表面。采用狭缝式涂布或网纹涂布的方式效率高且厚度均匀。
[0051]在本发明的实施例中，采用狭缝式涂布的方式或者采用网纹涂布的方式将石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在薄膜表面，与现有的喷涂方式相比，本发明的涂布方式可使得石墨烯的粘附性更高，均匀性更好，且石墨烯均匀固化在薄膜表面，同时由于石墨烯本身的具有单个原子刚性的特性，因此，石墨烯的刚性较强，且整体性能好，从而可增强振膜的刚性。而且振膜的强化层200采用石墨烯材料还可提高振膜的高低频性能。
[0052]以下通过多个实施例来举例说明强化层200的制备:
[0053]强化层200由石墨烯通过稀释剂混匀后制成:
[0054]实施例1
[0055]Α、石墨烯掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯5g，稀释剂9995g，将5g石墨烯掺入9995g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯均匀分散在稀释剂中。
[0056]B、待石墨烯均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即薄膜表面)，涂布速度为20m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的薄膜放入烘箱中进行干燥，烘箱温度设定为100°C，干燥时间设定为2min。
[0057]实施例2
[0058]A、石墨烯掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯7g，稀释剂9993g，将7g石墨烯掺入9993g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯均匀分散在稀释剂中。
[0059]B、待石墨烯均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即薄膜表面)，涂布速度为10m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的薄膜放入烘箱中进行干燥，烘箱温度设定为95°C，干燥时间设定为2min。
[0060]实施例3
[0061]A、石墨烯掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯10g，稀释剂9990g，将1g石墨烯掺入9990g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯均匀分散在稀释剂中。
[0062]B、待石墨烯均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即薄膜表面)，涂布速度为15m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的薄膜放入烘箱中进行干燥，烘箱温度设定为105°C，干燥时间设定为2min。
[0063]强化层200由石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成:
[0064]实施例4
[0065]A、石墨烯与石墨粉的混合物掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯5g，石墨粉5g，稀释剂9990g，将5g石墨烯、5g石墨粉掺入9990g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中。
[0066]B、待石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯-石墨粉悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即薄膜表面)，涂布速度为10m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的薄膜放入烘箱中进行干燥，烘箱温度设定为100C，干燥时间设定为2min。
[0067]实施例5
[0068]A、石墨烯与石墨粉的混合物掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯7g，石墨粉7g，稀释剂9986g，将7g石墨烯、7g石墨粉掺入9986g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中。
[0069]B、待石墨烯和石墨粉与稀释剂均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯-石墨粉悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即薄膜表面)，涂布速度为15m/min，并将已在表面涂布石墨稀悬浮液的薄膜放入烘箱中进行干燥，烘箱温度设定为95°C，干燥时间设定为2min。
[0070]实施例6
[0071]A、石墨烯与石墨粉的混合物掺入稀释剂中进行混合，取石墨烯10g，石墨粉10g，稀释剂9980g，将1g石墨烯、1g石墨粉掺入9980g稀释剂中，搅拌均匀，使石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中。
[0072]B、待石墨烯和石墨粉均匀分散在稀释剂中后，将其形成的石墨烯-石墨粉悬浮液采用狭缝涂布或者网纹涂布的方式均匀涂布在基材层100表面(即薄膜表面)，涂布速度为20m/min，并将已在表面涂布石墨烯悬浮液的薄膜放入烘箱中进行干燥，烘箱温度设定为1050C，干燥时间设定为2min。
[0073]采用现有的振膜组装的普通喇叭与本发明的振膜组装的喇叭(石墨烯统称为石墨烯喇叭)对比，进行以下性能测试:
[0074]采用石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物两种方案中，主要由石墨烯的单个原子刚性的特性从而改善了振膜的刚性，因此两种方案对振膜的影响效果相同，在评价时不需与普通振膜进行单独对比。具体评价方法:
[0075]评价实施例1?6中制成的振膜在振动过程中的频率响应，用于反映振膜的高低频性能。具体为:
[0076]将制备好的振膜成型为喇叭膜片，并组装成成品，即上文所述的石墨烯喇叭，将石墨烯喇叭与普通的喇叭进行声学性能测试，具体测试方法为采用标准的声学性能测试仪，将石墨烯喇叭与普通喇叭同时进行测试，测试时间为10分钟，并进行相应的数据记录(包含实施例1?6的振膜的测试数据)，根据声学性能测试仪的输出获得相应的频率响应曲线图，如图3所示，同时可测试石墨烯喇叭的阻抗曲线图，如图4所示。
[0077]根据记录的数据及频率响应曲线图(图3所示)可知，石墨烯喇叭的高频频率响应曲线比普通喇叭的高2?4dB(高频段为3000?40000Hz)，其低频频率响应曲线比普通喇叭的高3?6dB(低频段为20?50Hz)。
[0078]根据本发明实施例的振膜与普通振膜组装的喇叭的阻抗曲线图，如图4所示，石墨烯喇叭的谐振频率fo为550Hz，普通喇叭的谐振频率fo为700Hz，由此可得，石墨烯喇叭的低频谐振频率f Q比普通喇叭的低150Hz。
[0079]综合上述实验结果可知，本发明的振膜高低频性能更好，且由于石墨烯可与基材直接接触，从而使得振膜的刚性更好。
[0080]以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
[0081]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种振膜，其特征在于，所述振膜包括基材层、强化层、以及涂布在所述强化层表面的胶水层，其中， 所述基材层为以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜； 所述强化层由石墨烯或者石墨烯与石墨粉的混合物通过稀释剂混匀后制成，其中， 所述石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (9995?9990); 所述石墨粉、石墨烯与稀释剂的重量比为(5?10): (5?10): (9990?9980); 所述胶水层涂布在所述强化层表面，并将所述强化层完全覆盖。2.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述强化层的厚度为0.5?1.5μπι。3.一种振膜的涂布方法，其特征在于，所述涂布方法包括以下步骤: Si:提供一基材、石墨稀、石墨粉、稀释剂以及I父水； S2:将所述石墨烯或所述石墨烯与石墨粉的混合物加入所述稀释剂中调匀形成石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液； S3:将所述石墨烯悬浮液或所述石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面经干燥后形成强化层，其中所述强化层的厚度为0.5?1.5μπι; S4:将所述胶水均匀涂布在所述强化层表面并进行烘干处理，使所述胶水固化在所述基材表面形成胶水层，其中所述胶水完全覆盖所述强化层。4.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，在所述步骤S3之前还包括对所述基材表面进行电晕处理。5.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述石墨烯悬浮液中的所述石墨烯与所述稀释剂的重量比为(5?10): (9995?9990)； 所述石墨烯-石墨粉悬浮液中的所述石墨烯、石墨粉与稀释剂的重量比为(5?10): (5?10):(9990?9980)。6.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。7.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，所述胶水层的厚度为0.5?1.5μ??ο8.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，所述步骤S3中采用狭缝式涂布的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面。9.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，所述步骤S3中采用网纹涂布的方式将所述石墨烯悬浮液或石墨烯-石墨粉悬浮液均匀涂布在所述基材表面。10.根据权利要求3所述的振膜的涂布方法，其特征在于，所述基材为由聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中任意一种材料制成的薄膜。
【文档编号】H04R31/00GK106060721SQ201610627028
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月2日
【发明人】何朝阳, 易鹏飞, 孟献振
【申请人】常州阿木奇声学科技有限公司