CN110012412B - 吸音颗粒及其制造方法、以及扬声器结构 - Google Patents

吸音颗粒及其制造方法、以及扬声器结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种吸音颗粒，所述吸音颗粒由混合浆料而成，且所述混合浆料包括沸石原粉、黏结剂及有机溶剂，且所述沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比为10：1～6：89～84；所述吸音颗粒的粒径为120μm～450μm；又，所述吸音颗粒的自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3。本发明还提供一种吸音颗粒的制造方法，其包含：焙烧步骤、混合浆料制作步骤、喷雾干燥造粒步骤及筛分步骤。由将本发明的吸音颗粒应用于扬声器结构，在改善扬声器音质表现(特别是低音表现)的同时，也能够防止现有吸音粉末从音箱渗入扬声器单元的内部，进而避免吸音粉末阻碍扬声器的作动。

Description

吸音颗粒及其制造方法、以及扬声器结构
技术领域
本发明涉及一种吸音颗粒及其制造方法、以及应用所述吸音颗粒的扬声器结构。
背景技术
一般扬声器，通常在音箱的一侧设置发声单元，而所述音箱的另一侧则设有吸音腔。在吸音腔中，通常会填充吸音粉末作为吸音材料，来改善扬声器作动时在音箱内部与外部所产生的压力差。由此，提升扬声器的音质表现。
特别是，在体积小的微型扬声器的封闭式音箱结构中(例如设置于笔记本电脑或手机内部的扬声器的音箱)，填充吸音粉末对于低音的改善效果特别明显。
然而，在封闭式音箱(以下，也直接将“封闭式音箱”简称为“音箱”)中填充吸音粉末产生以下问题。
就吸音粉末而言，通常使用沸石或活性碳等多孔性材料。因为这类的多孔性材料通常呈现细微的粉末状，所以很容易从音箱渗入扬声器单元的内部，进而阻碍扬声器作动，故这类的粉末状材料不适合直接填充至音箱内。
发明内容
鉴于此，本申请发明人发现，需要开发一种吸音颗粒作为吸音材料，相较于现有的吸音粉末，所述吸音颗粒具有较大的体积。由使用本发明的吸音颗粒作为吸音材料，在改善扬声器的音质表现的同时，也能够防止吸音粉末从音箱渗入扬声器单元的内部，避免吸音粉末阻碍扬声器的作动。
又，相较于现有吸音粉末，因为本发明的吸音颗粒不会阻碍扬声器作动，故较适合直接填充至扬声器的音箱内。
同时，本申请发明人也提供一种制作本发明吸音颗粒的制造方法，以及应用所述吸音颗粒的扬声器结构，以避免吸音粉末阻碍扬声器的作动。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种吸音颗粒，所述吸音颗粒由混合浆料制成，且所述混合浆料包括沸石原粉、黏结剂及有机溶剂，且所述沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比为10：1～6：89～84；所述吸音颗粒的粒径为120μm～450μm；又，所述吸音颗粒的自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3。
在一实施例中，所述吸音颗粒的粒径为150μm～300μm。
在一实施例中，所述沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比为10：2～4：88～86。
在一实施例中，所述有机溶剂为甲苯。
在一实施例中，所述黏结剂为丁苯橡胶(SBR,styrene-butadiene rubber)。
在一实施例中，所述沸石原粉的硅铝质量比为300～600之间。
在一实施例中，所述沸石原粉的比表面积为250～600m2/g之间。
在一实施例中，所述沸石原粉的粒径为10μm以下。
在一实施例中，所述沸石原粉为ZSM-5型沸石粉，且其静态水吸附量小于2重量％。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种吸音颗粒的制造方法，其包含：焙烧步骤，其为在300℃～600℃下，焙烧沸石原粉2～12小时；混合浆料制作步骤，其为将所述沸石原粉与黏结剂及有机溶剂，在重量比为10：1～6：89～84的条件下搅拌混合，以获得混合浆料；喷雾干燥造粒步骤，其为将所述混合浆料喷雾造粒及干燥，以获得吸音颗粒前驱物；筛分步骤，其为针对所述吸音颗粒前驱物进行筛分，以获得粒径为120μm～450μm、自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3的吸音颗粒。
在一实施例中，在所述喷雾干燥造粒步骤中，使用具有内径为2.5米以上的密闭腔室的离心式喷雾造粒机。
于一实施例，在所述混合浆料制作步骤中，首先，黏结剂与有机溶剂混合形成油性黏结剂；接着，将油性黏结剂、沸石原粉及有机溶剂同时混合。
于一实施例，在所述混合浆料制作步骤中，首先，沸石原粉与有机溶剂混合形成混合液；接着，将黏结剂及有机溶剂加入所述混合液。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种扬声器结构，其包含：扁型音箱，其包括有相连通的非吸音区及吸音区；发声单元，其设于所述非吸音区；吸音单元，其设于所述吸音区，且其包括有所述吸音颗粒。
综上所述，本发明的吸音颗粒及应用所述吸音颗粒的扬声器结构，由其体积大的特性，能够防止吸音粉末从音箱渗入扬声器单元的内部，避免吸音粉末阻碍扬声器的作动。
又，由将所述吸音颗粒填充至音箱内，能够发挥吸音效果，并实现扬声器的低音改善。且在将所述吸音颗粒填充至扬声器的音箱时，能够具有优选的填充效率。
此外，所述吸音颗粒能够由本发明所公开的制造方法来制造。
附图说明
图1为本发明优选具体实施例的外观示意图；
图2为本发明优选具体实施例的分解示意图；
图3为本发明优选具体实施例的剖面状态示意图。
附图标记
1 扁型音箱
11 非吸音区
12 吸音区
13 灌注孔
14 发声孔
15 上盖
16 下盖
2 发声单元
3 吸音单元
31 透气层体
32 吸音颗粒
33 封闭件
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹由下述具体的实施例，并配合所附的附图，对本发明做一详细说明，说明如后：
首先，针对本发明一实施例的吸音颗粒进行说明。
本发明一实施例的吸音颗粒的粒径为120μm～450μm，优选为150μm～300μm。吸音颗粒的粒径在此范围，相较于现有的吸音粉末，能够防止吸音粉末从音箱渗入扬声器单元的内部。
又，除了使吸音颗粒的粒径为120μm～450μm(或150μm～300μm)之外，再由使所述吸音颗粒的自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3，则能够在将吸音颗粒填充至扬声器的音箱时，增加填充效率。
在一优选实施例中，吸音颗粒由混合浆料制成，且所述混合浆料包括沸石原粉、黏结剂及有机溶剂。
在所述混合浆料中，沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比为10：1～6：89～84，优选为10：2～4：88～86。由使混合浆料中沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比在上述范围内，能够在经过喷雾干燥造粒后，获得粒径为120μm～450μm、自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3的吸音颗粒。
接着，针对所述沸石原粉、黏结剂及有机溶剂分别进行说明。
＜沸石原粉＞
本发明一优选实施例的沸石原粉为至少具有以下特性中的一种以上：
(A)硅铝质量比(Si/Al比)大于200；
(B)粒径小于10μm；
(C)比表面积大于250m2/g；
(D)自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3。
就硅铝质量比而言，若硅铝质量比小于200，则沸石原粉的疏水性较差。若沸石原粉的疏水性较差，则水分较容易进入沸石原粉的孔隙中，进而导致沸石原粉的孔隙被填满，而使吸音效果变差。
又，硅铝质量比优选在300～600之间。若硅铝质量比小于300，如上述般，可能会产生疏水性较差的情形，进而使吸音效果变差。若硅铝质量比大于600，则沸石原粉的结构变差，对于吸音颗粒的刚性上可能会有不利的影响。因此，硅铝质量比优选在300～600之间。
再者，沸石原粉的粒径为小于10μm，且优选为小于2μm。
再者，若沸石原粉的比表面积小于250m2/g，则因为沸石原粉的吸附位置较少，而导致吸音效果变差。
又，比表面积优选在300～600m2/g之间。若比表面积小于300m2/g，如上述般，可能会因为沸石原粉的吸附位置较少，进而使吸音效果变差。若比表面积大于600m2/g，则沸石原粉变得容易吸附水分或其他杂质，进而影响吸音效果。因此，比表面积优选在300～600m2/g之间。
再者，若沸石原粉的自然振实堆积密度在0.2～0.8g/cm3的范围内，有助于获得自然振实堆积密度在0.2～0.8g/cm3的范围内的吸音颗粒。
接着，就沸石原粉的来源而言，优选为MFI型的沸石，更优选为ZSM-5型的沸石，最优选为ZSM-5型多孔性高硅沸石。
此外，所述沸石原粉的静态水吸附量优选为小于2％，更优选为小于1％。若静态水吸附量(mg/g,％)大于2％，则沸石原粉变得容易吸附水分，且水分较容易进入沸石原粉的孔隙中，进而导致沸石原粉的孔隙被填满，而使吸音效果变差。
就沸石原粉的最优选具体例而言，所述沸石原粉为例如来自ZSM-5型多孔性高硅沸石，且所述沸石原粉的硅铝质量比为300～400、比表面积为300～450m2/g、粉末粒径小于1μm、静态水吸附量小于1％。
＜黏结剂＞
本发明一优选实施例中的黏结剂为合成橡胶，例如顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等。其中，优选为丁苯橡胶(SBR,Styrene Butadiene rubber)。
＜有机溶剂＞
有机溶剂只要能够适当地溶解沸石原粉及黏结剂即可，并未特别限制。适当的有机溶剂可举出甲苯、苯酚、无水乙醇、丙酮等。其中，就容易溶解所述黏结剂(特别是丁苯橡胶)的观点来看，有机溶剂优选为甲苯。接着，针对所述吸音颗粒的制造方法进行说明。
在一优选的实施例中，吸音颗粒的制造方法为至少包含：焙烧步骤、混合浆料制作步骤、喷雾干燥造粒步骤及筛分步骤。在一更优选的实施例中，吸音颗粒的制造方法还可包含烘干步骤。以下针对各个步骤进行说明。
＜焙烧步骤＞
就焙烧步骤的温度及时间而言，并未特别限制，在不损坏沸石原粉结构的前提下，能够去除沸石原粉中的模板剂即可。就焙烧步骤的温度及时间而言，优选为300℃～600℃、2～12小时。由焙烧步骤，能够去除沸石原粉中的模板剂，以确保沸石原粉中孔道的畅通，以提升经后续步骤所制成的吸音颗粒的吸音效果。
＜混合浆料制作步骤＞
混合浆料制作步骤由搅拌，将经过所述焙烧步骤的沸石原粉、黏结剂及有机溶剂形成混合浆料。在一优选的实施例中，混合浆料制作步骤可包含以下子步骤：A步骤，将黏结剂与有机溶剂混合，以形成油性黏结剂；B步骤，将油性黏结剂、经过所述焙烧步骤的沸石原粉及有机溶剂同时混合，并在确保各成分互溶良好的前提下，完成混合浆料制作。
在一变形例中，混合浆料制作步骤可包含以下子步骤：A’步骤，将经过所述焙烧步骤的沸石原粉与有机溶剂混合，以形成混合液；B’步骤，将黏结剂加入所述混合液，且在此加入过程中，能够依需持续加入有机溶剂，确认沸石原粉及黏结剂皆均匀地分散于有机溶剂中。并在确保各成分互溶良好的前提下，完成混合浆料制作。
此处应特别说明的是，不论混合浆料制作步骤为采用上述A、B步骤或是上述A’、B’步骤，在混合浆料中，沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比皆在10：1～6：89～84的范围内。
＜喷雾干燥造粒步骤＞
喷雾干燥造粒步骤为将在所述混合浆料制作步骤中所获得的混合浆料喷雾造粒及干燥(烘干)，以获得吸音颗粒前驱物。又，在所述喷雾干燥造粒步骤中，能够选用使用压力喷嘴(Pressure Nozzle)或转盘(Rotary Disc)的喷雾干燥造粒法。前者为由压力喷嘴由上往下地将所述混合浆料雾化，后者则主要利用离心力原理，由上往下地控制转盘的转速，来将所述混合浆料雾化。
又，因为所述吸音颗粒的制造方法为使用有机溶剂，故优选为使用具有密闭腔室的喷雾干燥造粒机。由此，避免有机溶剂中的成分爆炸产生危险，并能够确保有机溶剂可以高度回收，不造成污染。
在一优选实施例中，所述喷雾干燥造粒步骤为利用离心力的喷雾干燥造粒法，其使用具有内径为2.5米以上的密闭腔室的离心式喷雾造粒机。
＜筛分步骤＞
筛分步骤使用筛分机，针对在所述喷雾干燥造粒步骤所获得的吸音颗粒前驱物进行筛分，以获得粒径为120μm～450μm、自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3的吸音颗粒。
＜烘干步骤＞
针对在所述筛分步骤所获得的吸音颗粒，还可进行烘干步骤。由烘干步骤能够进一步地去除水分。在烘干步骤后，也可将吸音颗粒静置后一段时间后再行使用。
经由上述吸音颗粒的制造方法，能够获得特别适用于微型扬声器的封闭式音箱的吸音颗粒。
接着，以下针对本发明一优选实施例的扬声器结构进行说明。
首先，请参考图1至图3，如图所示，一优选实施例的扬声器结构包含：扁型音箱1、发声单元2以及吸音单元3。
所述扁型音箱1包括有相连通的非吸音区11及吸音区12，所述扁型音箱1的窄面侧设有连通所述吸音区12的两个灌注孔13，且所述扁型音箱1的宽面侧具有连通所述非吸音区11的发声孔14。于本发明的优选具体实施例中，所述扁型音箱1由上盖15及下盖16所组成，所述非吸音区11、所述吸音区12与所述灌注孔13设于所述下盖16，所述发声孔14设于所述上盖15。
所述发声单元2设于所述非吸音区11且连接所述发声孔14。所述吸音单元3设于所述吸音区12，所述吸音单元3包括有透气层体31、吸音颗粒32及两个封闭件33，所述透气层体31设于所述吸音区12以形成吸音腔，吸音颗粒32由所述灌注孔13设于所述吸音区12的吸音腔，所述封闭件33为分别封闭所述灌注孔13。
又，在一变形例中，灌注孔并非设置于所述扁型音箱1的窄面侧，而是设置于吸音区12的吸音腔的顶面或底面(未示出)。
[实施例]
＜吸音颗粒的制造＞
首先，使用ZSM-5型多孔性高硅沸石粉末(硅铝质量比为300～400、比表面积为300～450m2/g、粉末粒径小于1μm、静态水吸附量小于1％)作为沸石原粉。
接着，将市售的SBR与高浓度甲苯(99wt％)混合，形成油性黏结剂。再将经过所述焙烧步骤的沸石原粉与有机溶剂同时混合，并在确保各成分互溶良好的前提下，完成混合浆料制作。混合浆料中，沸石原粉、黏结剂及有机溶剂的重量比为10：5：85。
再者，使用内径为2.5米以上的密闭腔室的离心式喷雾造粒机，获得吸音颗粒前驱物。
最后，使用筛分机，筛分出粒径为150μm～300μm的吸音颗粒。此外，吸音颗粒的自然振实堆积密度为0.25～0.55g/cm3。
＜扬声器结构的组装＞
首先，将所述发声单元2设于所述非吸音区11，并将所述透气层体31设于所述吸音区12以形成所述吸音腔，之后再将所述上盖15与所述下盖16加以结合，进而使所述扁型音箱1先行结合所述发声单元2与所述透气层体31。
接着，再将经所述吸音颗粒的制造方法所获得的吸音颗粒32，从其中一个灌注孔13由重力使吸音颗粒32快速灌注(填充)至所述吸音区12的吸音腔。之后再由另一灌注孔灌注13灌注所述吸音颗粒32，使吸音颗粒32得以填满所述吸音区12的吸音腔，最后再以所述封闭件33分别封闭所述灌注孔13。如此，便可完成具有本发明吸音颗粒32的扬声器结构。
当完成上述组装后，所述扁型音箱1的上盖15与下盖16会构成封闭式的空间，且所述吸音区12由所述透气层体31与非吸音区11进行气体流通，故可使所述发声单元2作动时产生的气体得以进入所述吸音区12的吸音颗粒32中，进而由吸音颗粒32达到优选的吸音效果，以进一步提升所述发声单元2的低频表现。
就提升低频表现的特点而言，举例来说，在容积为2c.c.的封闭式音箱内，微型扬声器的最低共振频率(Fo)为1000Hz。在音箱填充本发明的吸音颗粒至2/3满后，其最低共振频率(Fo)降至800Hz。由此可知，由将本发明的吸音颗粒填充至音箱内，能够发挥吸音效果，并实现扬声器的低音改善。
又，在长时间使用扬声器结构后，并未发现吸音颗粒(吸音材料)从音箱渗入扬声器单元的内部并阻碍扬声器作动的情形。
又，相较于设置于吸音腔的顶面或底面的灌注孔，设置于扁型音箱的窄面侧的灌注孔更能够提升吸音颗粒的填充效率。
综上所述，由使用本发明的吸音颗粒作为吸音材料，在改善扬声器的音质表现(特别是低音表现)的同时，也能够防止吸音粉末从音箱渗入扬声器单元的内部，避免吸音粉末阻碍扬声器的作动。
本发明在上文中已以优选实施例揭露，然熟悉本项技术的人应理解的是，所述实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与所述实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种吸音颗粒的制造方法，其特征在于，包含：
焙烧步骤，其为在300℃～600℃下，焙烧沸石原粉2～12小时，所述沸石原粉的硅铝质量比为300～600之间；
混合浆料制作步骤，其为将经过所述焙烧步骤的所述沸石原粉与黏结剂及有机溶剂，在重量比为10：1～6：89～84的条件下搅拌混合，以获得混合浆料；
喷雾干燥造粒步骤，其为使用具有内径为2.5米以上的密闭腔室的离心式喷雾造粒机，将所述混合浆料喷雾造粒及干燥，以获得吸音颗粒前驱物；
筛分步骤，其为针对所述吸音颗粒前驱物进行筛分，以获得粒径为120μm～450μm、自然振实堆积密度为0.2～0.8g/cm3的吸音颗粒。
2.根据权利要求1所述的吸音颗粒的制造方法，其特征在于，在所述混合浆料制作步骤中，首先，黏结剂与有机溶剂混合形成油性黏结剂；接着，将油性黏结剂、经过所述焙烧步骤的沸石原粉及有机溶剂同时混合。
3.根据权利要求1所述的吸音颗粒的制造方法，其特征在于，在所述混合浆料制作步骤中，首先，经过所述焙烧步骤的沸石原粉与有机溶剂混合形成混合液；接着，将黏结剂及有机溶剂加入所述混合液。
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