CN109922408B

CN109922408B - 吸音件的制备方法

Info

Publication number: CN109922408B
Application number: CN201910100983.9A
Authority: CN
Inventors: 曹晓东
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: CN109922408A

Abstract

本发明公开了一种吸音件的制备方法。该制备方法包括：提供与发声装置的后声腔的形状相匹配的三维网络骨架；将粘结剂附着到所述三维网络骨架的表面；将非发泡吸音材料通过所述粘结剂粘结到所述三维网络骨架的表面；将粘结有非发泡吸音材料的所述三维网络骨架进行干燥处理；将干燥处理后的所述三维网络骨架进行焙烧处理，以形成块状的吸音件。

Description

吸音件的制备方法

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，更具体地，涉及一种吸音件的制备方法。

背景技术

为了追求更好的音质,要求微型扬声器或者扬声器模组的Fo能够更低。Fo降低要求扬声器模组的后声腔能够做的更大。受限微型扬声器、扬声器模组轻薄化、小型化的发展趋势，通常需要在扬声器模组的后声腔内内部加入吸音材料。吸音材料通常为多孔材料。孔洞能够起到虚拟扩容的作用，从而降低Fo。

常用的吸音材料主要包括发泡类泡绵(例如，聚氨酯泡绵、三聚氰胺等)和非发泡吸音材料(例如，活性炭、天然沸石、白炭黑、活性二氧化硅、人工合成沸石等)。其中，非发泡吸音材料较发泡类泡棉对声学性能改善表现更优越。非发泡吸音材料通常为粉末状。为了便于填充，通常首先将非发泡吸音材料制备成颗粒，再用PP托盒+无纺布或全部无纺布将颗粒封装后，并装填到扬声器模组的后声腔中。也可以是，直接将颗粒填充到后声腔中。

非发泡吸音材料通常采用挤压法、喷雾造粒、沸腾制粒法、圆盘滚球法等制备成颗粒状。上述方法制得的颗粒密度大、比表面积小、孔体积小，这些缺点影响扬声器模组在工作时气流在吸音颗粒内部的传质效率，吸音效果较差。也可以采用油氨柱成型、油柱成型法制备吸音材料颗粒。上述方法，在成型过程中，电解质必须进入溶胶内部才能进行凝胶化。然而，该进入过程不能瞬时完成，溶胶会在表面固化，形成壳层。这样，电解质难以达到液滴内部，从而容易造成颗粒物理性能的不均一。

油氨柱成型、油柱成型法等方法均需要添加粘结剂。粘接剂的添加量过大，会对吸音材料颗粒的吸音效果产生不利影响；粘结剂添加过少，导致吸音材料颗粒的结构强度低，耐跌落性能偏差，在扬声器模组长时间工作过程中，吸音材料颗粒容易起粉、甚至破碎。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种吸音件的制备方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种吸音件的制备方法。该制备方法包括：提供与发声装置的后声腔的形状相匹配的三维网络骨架；将粘结剂附着到所述三维网络骨架的表面；将非发泡吸音材料通过所述粘结剂粘结到所述三维网络骨架的表面；将粘结有非发泡吸音材料的所述三维网络骨架进行干燥处理；将干燥处理后的所述三维网络骨架进行焙烧处理，以形成块状的吸音件。

可选地，所述非发泡吸音材料以粉体的形式和/或成型颗粒的形式被粘结到所述三维网络骨架的表面。

可选地，所述非发泡吸音材料包括沸石粉、活性二氧化硅、白炭黑、活性炭、分子筛和MOFs中的至少一种。

可选地，在所述干燥处理中，干燥温度为40℃-150℃，干燥时间为0.1小时-96小时，所述干燥处理在惰性气体保护条件下进行。

可选地，在所述焙烧处理中，焙烧温度为120℃-420℃，焙烧时间为0.5小时-96小时，升温速率为10-80℃/小时。

可选地，在所述焙烧处理中，焙烧环境的氧气含量为0.1％-21％。

可选地，通过浸渍、喷涂或者涂布的方式将所述粘结剂附着在所述三维网络骨架的表面。

可选地，所述粘结剂包括有机硅类溶胶、无机硅类溶胶、粉末或纤维状树脂胶中的至少一种。

可选地，所述三维网络骨架的材质为碳纤维、金属、塑料、木质和人造纤维中的至少一种。

可选地，所述非发泡吸音材料以粉体的形式被粘结到所述三维网络骨架的表面，在成型后，块状的吸音件的内部具有与表面连通的三维通道。

根据本公开的一个实施例，由于三维网络骨架的结构与发声装置的后声腔的形状相匹配，故形成的块状的吸音件能够最大限度地填充后声腔，能最大限度地发挥后声腔调节低频的作用，这使得发声装置的低频效果更加良好。

此外，该吸音件的制备方法，粘结剂的用量小，粘结剂不完全包裹非发泡吸音材料，这样不会完全堵塞非发泡吸音材料表面的孔洞，保持吸音件具有良好的吸音活性。

此外，三维网络骨架能够为吸音件提供结构支撑力，这使得吸音件的结构强度高，耐跌落性能良好，在长时间使用过程中不易起粉、甚至破碎。

此外，块状结构的吸音件形成多面透气的结构，而传统的灌装方式吸音材料只能一面透气，块状结构能有效地提高了吸音材料的利用率，吸音效果更好。

此外，该吸音件为块状结构，在发声装置组装时，能够容易地被放置到后声腔中，从而省去了灌装吸音材料颗粒等步骤，提高了组装效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1-3是根据本公开的一个实施例的吸音件的制备方法的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种吸音件的制备方法。制备成的吸音材料为块状结构。如图1-3所示，该制备方法包括：

S1.提供与发声装置的后声腔的形状相匹配的三维网络骨架。

发声装置包括壳体和发声单体。发声单体被设置在壳体内。壳体具有出声孔壳体内部被发声单体分割为前声腔和后声腔。前声腔通过出声孔与外界连通。吸音材料在制备完成后被放置到后声腔中。

如图1所示，三维网络骨架形成三维立体网络结构。三维网络骨架作为块状结构的骨架。例如，三维网络骨架形成纵、横交错的线性的框架结构、面与面交错的框架结构或者线与面交错结合的框架结构。内部形成的孔可以是但不局限于方孔、圆形孔、三角形孔或者不规则的孔。

例如，三维网络骨架的材质为碳纤维、金属、塑料、木质和人造纤维中的至少一种。可以是，上述材料中的任意一种材料或者至少两种形成的复合材料。上述材料易于加工，能根据后声腔的具体结构被加工成设定的覆形结构。三维网络骨架的制备方法可以是但不局限于注塑、编织、焊接、铆接、插接、弯折等方式。

S2.将粘结剂附着到三维网络骨架的表面。

如图1所示，粘结剂具有粘性，能够用于固定非发泡吸音材料。优选地，粘结剂的有效固含量为0.5％-35％。有效固含量是指粘结剂在固化后的质量与固化前的浆料的质量百分比。在该范围内，粘结剂对非发泡吸音材料的粘结、固定作用强。在固化后，非发泡吸音材料不易脱落。

例如，粘结剂包括有机硅类溶胶、无机硅类溶胶、粉末或纤维状树脂胶中的至少一种。上述粘结剂均能使非发泡吸音材料与三维网络骨架结合在一起，结合强度高。

粉末或纤维状树脂胶包括聚丙烯酸甲酯、聚乙烯醋酸钠、聚氨酯、聚丁二橡胶等。

本领域技术人员可以根据非发泡吸音材料的声学性能、收益效果和颗粒强度等情况，对粘接剂的型号和用量进行调整。

S3.将非发泡吸音材料通过粘结剂粘结到三维网络骨架的表面。

非发泡吸音材料为多孔结构，并且内部的孔洞与外界连通，这使得振动气体能够快速地进、出孔洞。非发泡吸音材料的多孔结构是在材料制备过程中原子相互键合形成的，并非像发泡类泡绵那样通过发泡工艺形成的。与发泡类泡棉相比，非发泡吸音材料形成的孔洞结构中贯穿孔所占的比例大得多，能够吸附更多的振动气体，吸音效果更加良好。

例如，非发泡吸音材料包括沸石粉、活性二氧化硅、白炭黑、活性炭、分子筛和MOFs(金属有机骨架化合物)中的至少一种。其中，沸石粉为天然沸石粉或者人工合成沸石粉。上述材料均为多孔结构，均能有效地提高后声腔的虚拟容积，起到虚拟扩容的作用。可以选择上述非发泡吸音材料中的一种或者多种粘结到三维网络骨架上。

可选地，如图2-3所示，非发泡吸音材料以粉体的形式和/或成型颗粒的形式被粘结到三维网络骨架的表面。非发泡吸音材料的原料即为粉体。粉体的形式是指直接将原料(例如，粉末状的沸石粒子)粘结到三维网络骨架的表面。成型颗粒的形式是指首先将原料制备成颗粒状(例如，沸石颗粒)，然后将颗粒状的非发泡吸音材料(例如，沸石颗粒)粘结到三维网络骨架的表面。例如，成型颗粒的制备方法包括挤压法、喷雾造粒、沸腾制粒法、圆盘滚球法、油柱成型法、油氨柱成型法等。

也可以是，将非发泡吸音材料的粉体和成型颗粒混合，并粘结到三维网络骨架的表面。

在一个例子中，在以粉体的形式进行粘结的条件下，在成型后，块状的吸音件的内部具有与表面连通的三维通道。例如，通过设置三维网络骨架中的网格的尺寸，以使在粘结非发泡吸音材料后，内部仍然能够保留三维通道。三维通道提高了振动气体的传质效率，使得振动气体能更快速地吸附到吸音材料的孔洞中，并快速地脱附。这使得块状的吸音件的吸音效果更显著。

在以成型颗粒的形式进行粘结的条件下，由于成型颗粒之间形成了孔隙，孔隙相互连通，以形成三维通道，故不需要另外设置其他的通道结构。例如，可以通过设置三维网络骨架中的网格的尺寸，使成型颗粒填充在三维网络骨架所占据的空间内。例如，采用单一粒径的成型颗粒粘结到三维网络骨架的表面；也可以是，采用不同粒径的成型颗粒粘结到三维网络骨架的表面，这种方式形成的块状吸音材料的孔隙率低，能够粘结更多的非发泡吸音材料。

S4.将粘结有非发泡吸音材料的三维网络骨架进行干燥处理。

干燥处理的目的是去除粘结剂、非发泡吸音材料、三维网络骨架等中的水和有机溶剂等。例如，通过烘干的方式进行干燥处理。干燥温度过高、升温速度过快，都会使得有机溶剂和水等挥发过快，造成非发泡吸音材料的表面孔隙过大，这样，非发泡吸音材料的比表面积小，容易造成局部脱落；反之，非发泡吸音材料的表面孔隙过小，容易被堵塞。上述情况都不利于振动气体的吸附和脱附。

在一个例子中，干燥的温度为40℃-150℃，干燥时间为0.5小时-96小时，升温速度为10-80℃/小时。在该条件下，形成的表面孔隙的大小适中，块状的吸音件的吸音效果更好。

优选地，干燥处理在惰性气体保护条件下进行。惰性气体包括稀有气体和氮气。稀有气体是元素周期表上的0族元素。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体，很难进行化学反应。在该条件下，一方面能够有效地去除非发泡吸音材料表面的含氧基团，提高块状的吸音件的表面活性；另一方面惰性气体能对非发泡吸音材料的表面进行修饰，保护表面的基团，防止有害气体(例如，VOC)的吸附。

例如，干燥的气氛为氮气。干燥的温度为40℃，干燥时间为96小时，升温速度为10℃/小时。

例如，干燥的气氛为氩气。干燥的温度为150℃，干燥时间为0.1小时，升温速度为20℃/小时。

例如，干燥的气氛为氮气和氩气的混合气。干燥温度为80℃，干燥时间为20小时，升温速度为80℃/小时。

上述干燥条件均能有效地去除水分以及有机溶剂，并使得块状的吸音件具有良好的吸音性能。

在其他示例中，干燥在大气氛围中进行。这种方式同样能有效地去除水分以及有机溶剂。

在其他示例中，干燥在常温、干燥的气氛中进行。例如，干燥气氛为氮气。氮气的露点为-80℃以下，含油量在0.1mg/m³以下。在该条件下，非发泡吸音材料、粘结剂等中的水分、有机溶剂等能迅速地被去除。

S5.将干燥处理后的三维网络骨架进行焙烧处理，以形成块状的吸音件。焙烧处理的目的是去除非发泡吸音材料中的模板剂等。模板剂在非发泡吸音材料制备过程中起到导向作用。去除模板剂后能够扩大非发泡吸音材料表面的孔洞的尺寸，提高对振动气体的吸附、脱附效果。焙烧处理还能够进一步地去除粘结剂中的有机溶剂、水分等，从而提高非发泡吸音材料与三维网络骨架之间的结合强度。

需要说明的是，在三维网络骨架的材质为塑料、木质、人造纤维等可燃材料时，应采用较低的焙烧温度，以防止三维网络骨架被烧毁。

在一个例子中，在焙烧处理中，焙烧温度为120℃-420℃，焙烧时间为0.5小时-96小时，升温速率为10-80℃/小时。在该焙烧条件下，模板剂能够被有效地去除，以扩大孔洞的尺寸。

优选地，在焙烧处理中，焙烧环境的氧气含量为0.1％-21％。在该条件下，焙烧的温度不会太高，能有效地防止塑料、木质、人造纤维等材质的三维网络骨架被烧毁。

此外，由于氧气含量相对较低故能有效地防止非发泡吸音材料的表面形成氧化基团。

例如，在焙烧处理中，焙烧温度为120℃，焙烧时间为96小时，升温速率为10℃/小时，氧气含量为21％。

例如，在焙烧处理中，焙烧温度为420℃，焙烧时间为0.5小时，升温速率为80℃/小时，氧气含量为21％。

例如，在焙烧处理中，焙烧温度为420℃，焙烧时间为0.5小时，升温速率为20℃/小时，氧气含量为0.1％。

例如，在焙烧处理中，焙烧温度为200℃，焙烧时间为30小时，升温速率为50℃/小时，氧气含量为15％。

例如，在焙烧处理中，焙烧温度为300℃，焙烧时间为20小时，升温速率为40℃/小时，氧气含量为10％。

上述焙烧条件均能实现良好的焙烧效果。

在本公开实施例中，由于三维网络骨架的结构与发声装置的后声腔的形状相匹配，故形成的块状的吸音件能够最大限度地填充后声腔，能最大限度地发挥后声腔调节低频的作用，这使得发声装置的低频效果更加良好。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种吸音件的制备方法，其中，包括：

提供与发声装置的后声腔的形状相匹配的三维网络骨架,所述三维网络骨架形成纵横交错的线性的框架结构、面与面交错的框架结构或者线与面交错结合的框架结构；

将粘结剂附着到所述三维网络骨架的表面；

将非发泡吸音材料以粉体的形式和/或成型颗粒的形式通过所述粘结剂粘结到所述三维网络骨架的表面；

将粘结有非发泡吸音材料的所述三维网络骨架进行干燥处理；

将干燥处理后的所述三维网络骨架进行焙烧处理，以形成块状的吸音件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述非发泡吸音材料包括沸石粉、活性二氧化硅、白炭黑、活性炭、分子筛和MOFs中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述干燥处理中，干燥温度为40℃-150℃，干燥时间为0.1小时-96小时，所述干燥处理在惰性气体保护的条件下进行。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述焙烧处理中，焙烧温度为120℃-420℃，焙烧时间为0.5小时-96小时，升温速率为10-80℃/小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述焙烧处理中，焙烧环境的氧气含量为0.1％-21％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，通过浸渍、喷涂或者涂布的方式将所述粘结剂附着在所述三维网络骨架的表面。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述粘结剂包括有机硅类溶胶、无机硅类溶胶、粉末和纤维状树脂胶中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述三维网络骨架的材质为碳纤维、金属、塑料、木质和人造纤维中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述非发泡吸音材料以粉体的形式被粘结到所述三维网络骨架的表面，在成型后，块状的吸音件的内部具有与表面连通的三维通道。