[发明专利]植物纤维增强聚丙烯复合材料制作的扬声器平板振膜

说明书

技术领域

本发明属于电声器件及音响产品设计制造领域，具体涉及一种扬声器振膜，尤其是一种采用聚丙烯树脂为基体的复合材料制作的厚度超薄、比刚度高、质量轻的扬声器平板振膜。

背景技术

扬声器振膜的性能对扬声器的音质有着十分重要的影响。在振膜的尺寸形状确定后，振膜所选用的材料和成型工艺就对扬声器的性能和音质具有举足轻重的影响。目前，扬声器振膜的材质主要使用木质纤维或者以木质纤维为主制成的纸盆，需要消耗大量的森林资源，不利于环保和持续发展的趋势。

此外，传统的扬声器采用锥盆式振膜，占地空间大，难以满足消费电子产品，如平板电视、电脑、多媒体视听产品等的“平板化”、“轻薄化”的趋势。降低锥盆式振膜的高度虽然可以使得扬声器整体厚度变薄，但是扬声器的低音效果及音质还原的变现将随之变差。

为了满足扬声器薄型化同时保证优异的音质，需要开发新型的扬声器振膜材料。

发明内容

本发明提供一种植物纤维增强聚丙烯复合材料制作的扬声器平板振膜，以解决扬声器的音效变差，失真增加的问题。采用聚丙烯树脂（英文简称PP）为基体的复合材料制作的厚度超薄、比刚度高、质量轻、频响范围宽、内部均匀分布蜂窝状泡孔结构。

本发明采用的技术方案是：是由如下质量百分比的原料组成的：

聚丙烯树脂：80%~90%；

植物纤维：9%~15%；

纳米无机添加剂：1%~5%；

所述的植物纤维为麻纤维或竹纤维，其中：

竹纤维直径在5mm~5.5mm之间，长度2~6mm；

麻纤维直径在1.6mm~5mm之间，长度10~20mm；

所述的纳米无机添加剂为纳米碳酸钙粒子，平均直径为20~50nm。

本发明所述的植物纤维增强聚丙烯复合材料制作的扬声器平板振膜的制造方法包括下列步骤：

（一）、按照配方比例将聚丙烯树脂、植物纤维和纳米无机添加剂送入混炼机混合均匀，经过压制成型机压制成所需形状的坯料；

（二）、将坯料放入专用的蜂窝孔发泡成型装置，将所述装置加热到120℃~160℃并转动所述装置内部的螺杆，坯料受热熔融塑化形成所述振膜的基体，将高压二氧化碳气体注入到所述装置内部，所述二氧化碳气体压力为15~20Mpa，与基体形成聚合物/气体均相体系，随后，打开泄压阀卸除二氧化碳气体压力，从而在基体内部获得均匀分布的蜂窝状泡孔，所述装置冷却到20℃~25℃后，取出基体；

（三）、利用激光切割或冲裁方法制成所需形状和尺寸的振膜。

所述振膜的内部结构为均匀分布的蜂窝状泡孔结构，泡孔直径在10μm~100μm之间，泡孔密度大于10⁸个/cm³。与相同条件下的实心材料相比，所述振膜的结构具有质量大幅度减轻、比刚度高、比弹性率显著提高等优点。作为所述振膜的基体，聚丙烯树脂制作的扬声器振膜固有阻尼好，不受环境湿度的影响，容易加工和控制成型尺寸误差，是一种较理想的扬声器振膜原材料。但由于聚丙烯树脂是线性、结晶性聚合物，熔融状态时，熔体的强度低；为了保证获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构，需要添加其他原料以便提高PP树脂的熔体强度。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

1、所采用的PP树脂是一种高密度、无侧链、高结晶性的线性聚合物，具有优良的综合性能，广泛应用电子电器、家电、汽车、包装、食品等众多行业，其原料供应充足、成本低廉；我国的竹、麻类资源极其丰富，是世界上竹、麻分布最广、产量最多的国家之一。竹、麻纤维生长期短、生长环境要求不高；生长过程无需农药和化肥；对二氧化碳的吸收能力强，具有减缓“温室效应”的作用；可再生循环利用；具有良好的机械物理性能；因此，本发明所述振膜替代纸盆材料，可以大量节省宝贵的森林木材资源。

2、所述振膜的内部为蜂窝孔状结构，因此密度较同样尺寸的实心材料大为降低，但其刚性显著提高。试验显示，与传统纸盆材料相比，本发明所述振膜的低频截止频率F₀降低了18%~22%；

3、所述振膜可以采用注塑、挤出等塑料成型工艺加工，易于大批量生产和性能参数控制。

具体实施方式

实施例1

是由如下质量百分比的原料组成的：

聚丙烯树脂：90%；

竹纤维直径5mm，长度2mm：9%；

纳米碳酸钙粒子，平均直径为20nm：1%；

本发明所述的植物纤维增强聚丙烯复合材料制作的扬声器平板振膜的制造方法包括下列步骤：