Lịch sử về màng loa nhựa tổng hợp (phần 1)

Bên cạnh giấy – vật liệu màng loa cực kỳ truyền thống, nhựa tổng hợp cũng là một loại vật liệu khác được sử dụng khá phổ biến. Vậy nhựa tổng hợp được dùng làm màng loa từ khi nào?

Ở thời điểm hiện tại, giấy vẫn là nguyên liệu chủ yếu để làm nón loa. Rất khó để tìm được một loại vật liệu có độ dai, nhẹ nhàng, cứng chắc, có khả năng tắt dần dao động tốt và chất âm của giấy mà giá thành lại như giấy. Tuy nhiên, tất cả các phẩm chất này sẽ giảm đi rõ rệt mỗi khi bị ướt. Vì vậy, các đặc tính của nón loa giấy sẽ thay đổi mỗi khi thời tiết nồm ẩm, làm rách màng loa do bị kéo căng quá mức.

Trải qua hai thế kỷ, dường như bất cứ loại vật liệu nào cũng đã từng được dùng làm màng loa, từ những thứ quen thuộc như kim loại (magie, aluminum, beryllium…) cho đến những thứ khó tin như cellulose làm từ vi khuẩn acid acetic (Acetobacter). Tuy nhiên, vật liệu thay thế phổ biến nhất cho giấy có lẽ chính là nhựa tổng hợp.

Giữa những năm 60 của thế kỷ trước, BBC – thông tấn xã quốc gia của Vương quốc Anh đã tiến hành phát triển những cặp loa monitor của riêng mình, không ít trong số đó là những nghiên cứu sử dụng nhựa tổng hợp để làm màng loa nón. Những nón loa nhựa được làm từ phương pháp đúc khuôn nhanh chóng khiến cho cả ngành công nghiệp xôn xao khi hãng loa nổi tiếng B&W giới thiệu những mẫu loa sử dụng woofer làm bằng Bextrene. Cặp loa B110 của KEF ở giai đoạn thập niên 1960 cũng sử dụng midwoofer Bextrene. Đến đầu thập niên 70, ta vẫn còn thấy nón loa Bextrene xuất hiện trên những driver OEM của thương hiệu Pháp Audax.

b139 driver

B139 – Một trong những driver nổi tiếng nhất của thương hiệu KEF

Ở thời điểm đó, những mẫu loa đó được đánh giá là rất tiên tiến, nhưng một số đặc điểm của chúng (chẳng hạn như mô đun đàn hồi thấp) lại là nguyên nhân gây ra vỡ tiếng nghiêm trọng ở các dải trung, thường là ở quanh khoảng 1.5kHz. Sử dụng vật liệu giảm chấn cùng những hệ thống phân tần phức tạp để xử lý dải tần số xuất hiện lỗi chỉ là cách sửa chữa tạm thời cho những màng loa thay thế cho màng loa giấy mang khá nhiều nhược điểm này. Khi ấy, các tấm Bextrene đúc ép được tạo ra bằng quá trình đúc nhiệt thermoform (tức nung nóng đến khi tấm nhựa mềm ra, tạo hình bằng khuôn rồi cắt tỉa, để nguội, trở thành sản phẩm). Mặc dù độ méo tiếng thấp hơn so với màng loa được làm từ bột giấy, loại nhựa tổng hợp này thực chất vốn là để làm vật liệu đóng gói và rất khó để tạo ra độ dày chính xác – điều cực kỳ quan trọng đối với màng loa.

Bên cạnh đó, công thức của Bextrene có phần nhất quán hơn so với bột giấy, nhưng quá trình đùn ép thì lại không, dẫn đến việc người ta phải nhanh chóng tìm một vật liệu khác tối ưu hơn. Các nón loa được làm từ xốp EPS (Expanded polystyrene foam) cũng bắt đầu được giới thiệu trong giai đoạn 1960 – 1970. Các công ty như KEF sử dụng xốp EPS cho các hệ thống loa như K1 slimline hay driver KEFB139. Rất lâu trước khi thương hiệu NXT bước vào thị trường, các mẫu loa poly planar (không nên nhầm với loa từ phẳng planar magnetic) hình chữ nhật phẳng cũng đã sử dụng vật liệu polystyrene, nhất là đối với loa ngoài trời và loa dưới nước. Polystyrene thậm chí còn được sử dụng để làm màng loa cho các driver OEM dành cho xe hơi.

Sau này, các loa phẳng của BES (Bertagni Electroacoustic Systems) sử dụng rất nhiều loại vật liệu khác nhau nhưng đều cùng dựa trên gốc polystyrene. Ngay cả những mẫu loa có hình tai của Yamaha như NS250E hay JA 5101B cũng sử dụng polystyrene để làm màng loa.

lao poly plannar

Một mẫu loa poly planar thường được dùng để làm loa ngoài trời hoặc loa dưới nước.

Polystyrene khá nhẹ và chắc chắn, thế nhưng âm thanh của chúng lại quá ồn ào khi chuyển động, điều này đã khiến chúng bị hạn chế rất nhiều khi sử dụng làm loa. Về sau, người ta thay thế polystyrene bằng polypropylene để làm các nón loa nhựa tổng hợp làm bằng phương pháp đúc nhiệt thermoform. Ngày nay, nón loa polypropylene được sử dụng cực kỳ phổ biến cho các loa trong hệ thống rạp phim tại gia hay loa âm tương / âm trần bởi chúng không có khả năng hút ẩm, đồng thời độ méo tiếng cũng rất thấp. Khả năng chống hút ẩm là một đặc điểm rất quan trọng vì khối lượng của màng loa và các thông số quan trọng khác có thể thay đổi trong điều kiện không khí ẩm ướt.

Polypropylene sở hữu trong mình những đặc điểm rất lý tưởng như tính nhất quán, ổn định, độ bền (bất kể độ ẩm thay đổi ra sao) và chất âm mượt mà, dễ kiểm soát. Những giá trị mà polypropylene mang lại rất tuyệt vời, giá cả cũng dao động khác nhau tùy thuộc vào số lượng và vật liệu sợi dùng để gia cố. Tuy nhiên, cho đến nay polypropylene vẫn chưa thể thay thế được hoàn toàn màng loa giấy cũng như tạo ra được thành công lớn như vật liệu này đã từng làm.

Ngày nay, hầu hết các nhà máy đúc ép nhựa của Mỹ không còn làm tấm nhựa polypropylene nữa. Vì thế, việc tìm thấy tấm nhựa resin polypropylene mềm từ Mỹ là điều gần như không thể. Để các sản phẩm nhất quán, hoàn toàn giống nhau là điều cực kỳ khó, vì thế các nhà sản xuất của Mỹ không còn làm tấm polypropylene đúc ép cho loa nữa. Tuy nhiên kể từ giai đoạn 1990, Nhật Bản và Đài Loan bắt đầu bước vào với vai trò cung ứng và cho đến nay, Trung Quốc trở thành nhà cung cấp lớn nhất cho thị trường.

Dù vậy, bất kể nhà sản xuất có là của nước nào, khách hàng vẫn tìm thấy ở các tấm nhựa polypropylene những thiếu sót sau:

·         Độ dày thành phẩm không nhất quán (thông thường sẽ dao động mức ±10%)

·         Lớp phủ muội than lên bề mặt không được tốt

·         Chất lượng hoàn thiện bề mặt kém

·         Cần phải nghiền. Các nhà sản xuất đã phát hiện ra rằng nếu như mài một mẩu polypropylene đúc ép thành phẩm, nghiền vụn mài và cho vào nguyên liệu thô đang được đúc ép, chất lượng sẽ cải thiện đáng kể. Vấn đề ở đây là lượng cần mài cho vào bao nhiêu mới đủ.

Nhìn chung, một vật liệu lý tưởng nên đáp ứng các yêu cầu như nhẹ, cứng chắc và có bề mặt nhẵn mịn. Độ dày của vật liệu đó cũng phải đồng đều với nhau.

(Hết phần 1)

Lịch sử về màng loa nhựa tổng hợp (phần 2 ) 
Bạn có thể tham khảo sản phẩm khác tại đây

Bí mật của thùng loa kim loại

Nguyễn Hào