CN117887119A - 一种吸音材料及其制备方法和应用该吸音材料的扬声器箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及声电学领域，尤其涉及一种吸音材料及其制备方法和应用该吸音材料的扬声器箱。本发明通过冷冻传送带冷冻吸音浆料，吸音浆料通过模具成型，或涂覆在薄膜上。吸音浆料通过传送带的第一冷冻区域预冷时，降低模具与载体薄膜温度，接着通过第二冷冻区域快速冷冻，缩短材料冷冻时间。提前预冷模具使吸音浆料冷冻均匀，避免出现较厚层状冰晶，同时防止材料变形。调节传送带的速度可控制材料冷冻时间。同时，冷冻传送带与传送带上方热空气形成温度梯度，使得吸音材料自低向顶冷冻，使吸音材料上下通透，提高透气性，性能较佳，提高了吸音材料的制备效率，易于规模化量产。
Description
技术领域
本发明涉及声电学领域，尤其涉及一种吸音材料及其制备方法和应用该吸音材料的扬声器箱。
背景技术
随着电子设备轻薄化的发展，电子设备中扬声器系统也越来越小，为了在有限的扬声器谐振空间中提高声学性能，本领域会采用在其中添加吸音材料，通过吸音材料对空气的吸附-脱附作用达到虚拟增加谐振腔体积的作用。
吸音材料通常采用多孔无机粉料通过特殊成型方式制备而成。目前，颗粒状吸音材料的制备工艺较为成熟，但采用颗粒状材料填充扬声器时，颗粒间静电较大，难以灌满，且颗粒相互碰撞，易掉粉。吸音块材及吸音薄片可以制备成与腔体形状匹配，省去灌装工艺，可发挥更好的吸音性能，同时避免了静电干扰。然而实际制备时，吸音浆料冷冻后常会出现断裂，破碎等情况，这是由于吸音浆料在低温冷冻时，体积增大，且水结晶时呈层片状，冻干后留下较厚片状孔隙，导致块材强度差，无性能，易破碎。目前尚无完善制备吸音材料制备工艺，吸音块材及吸音薄片仍处于小批量试制，工艺繁琐，产量低，复现性差。
因此，亟需一种新的吸音材料及其制备方法和应用该吸音材料的扬声器箱解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸音材料及其制备方法和应用该吸音材料的扬声器箱，旨在提高吸音材料制备的稳定性与可调节性，提高吸音材料的制备效率，易于规模化量产。
为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种吸音材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、配制吸音浆料，所述吸音浆料为吸音粉料、胶黏剂、填料、增稠剂以及水混合搅拌而成；其中，所述吸音浆料的粘度为100cp-10000cp； 以所述吸音浆料的总质量为100%计，所述吸音粉料占所述吸音浆料的30-60%，所述胶黏剂占所述吸音浆料的3-10%，所述填料占所述吸音浆料的1-10%，所述增稠剂占所述吸音浆料的1-5%以及水占所述吸音浆料的15-65%；
S2、将所述吸音浆料涂覆在薄膜的表面；或将所述吸音浆料注入模具中；
S3、将所述薄膜或所述模具置于冷冻传送带的入口端，依次通过第一冷冻区域和第二冷冻区域进行冷冻结晶，得到薄膜样品或模具样品；其中，所述第二冷冻区域的温度低于所述第一冷冻区域的温度；
S4、在所述冷冻传送带的出口端取出所述薄膜样品或所述模具样品放入压强为0-500Pa的低压真空环境，进行升华处理去除所述薄膜样品或所述模具样品中的冰，得到去冰样品；
S5、将所述去冰样品放入烘箱烘干预设时间，得到吸音材料。
优选地，所述吸音粉料为沸石，所述沸石为MFI分子筛、MEL分子筛以及FER分子筛中的至少一种。
优选地，所述胶黏剂为丙烯酸乳液、苯丙乳液、丁苯乳液以及聚乙基乙烯醋酸酯盐中的至少一种。
优选地，所述填料为云母片、玻璃纤维、碳纤维以及石墨烯中的至少一种。
优选地，所述增稠剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、明胶以及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
优先地，所述冷冻传送带包括由滚轮驱动的传送带装置、设置于所述传送带装置的液氮箱以及固定于所述传送带装置的铜板，所述铜板浸没于所述液氮箱的液氮内，所述铜板用于调控所述第二冷冻区域的温度，所述液氮箱在所述第一冷冻区域的入口端处设有进液口，所述液氮箱与所述传送带装置的间隔相差0.5cm ~ 5.0cm高度。
优选地，所述第一冷冻区域的温度为-20℃~ 0℃，所述第二冷冻区域的温度为-100℃~ -20℃。
优选地，步骤S3中，所述薄膜或所述模具通过第一冷冻区域和第二冷冻区域进行冷冻结晶的时间为1min-30min。
优选地，所述薄膜样品的厚度为0.05mm-1.00mm；所述模具样品的厚度为1mm-5mm。
第二方面，本发明还提出一种吸音材料，所述吸音材料通过如上述实施例中任一项所述的吸音材料的制备方法制成。
第三方面，本发明还提供一种扬声器箱，所述扬声器箱包括具有收容空间的壳体、收容于所述收容空间内的扬声器单体，所述扬声器单体与所述壳体围设形成后腔，所述后腔内填充有如上述实施例中所述的吸音材料。
与现有技术相比，本发明通过冷冻传送带冷冻吸音浆料，吸音浆料通过模具成型，或涂覆在薄膜上。吸音浆料通过传送带的第一冷冻区域预冷时，降低模具与载体薄膜温度，接着通过第二冷冻区域快速冷冻，缩短材料冷冻时间。提前预冷模具使吸音浆料冷冻均匀，避免出现较厚层状冰晶，同时防止材料变形。第二冷冻区域处传送带下方紧贴铜板，铜板浸没液氮，故第二冷冻区域的温度可调控在-100到-20℃，达到快速冷冻结晶的目的。调节传送带的速度可控制材料冷冻时间。同时，冷冻传送带与传送带上方热空气形成温度梯度，使得吸音材料自低向顶冷冻，使吸音材料上下通透，提高透气性，性能较佳。通过本发明提供的制备工艺，提高了吸音材料的制备效率，易于规模化量产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明实施例提供的吸音材料的制备方法的流程框图；
图2为本发明实施例提供的冷冻传送带结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1-图2，本发明提供了一种吸音材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、配制吸音浆料，所述吸音浆料为吸音粉料、胶黏剂、填料、增稠剂以及水混合搅拌而成；其中，所述吸音浆料的粘度为100cp-10000cp；以所述吸音浆料的总质量为100%计，所述吸音粉料占所述吸音浆料的30-60%，所述胶黏剂占所述吸音浆料的3-10%，所述填料占所述吸音浆料的1-10%，所述增稠剂占所述吸音浆料的1-5%以及水占所述吸音浆料的15-65%；
S2、将所述吸音浆料涂覆在薄膜的表面；或将所述吸音浆料注入模具中；
S3、将所述薄膜或所述模具置于冷冻传送带的入口端，依次通过第一冷冻区域a和第二冷冻区域b进行冷冻结晶，得到薄膜样品或模具样品；其中，所述第二冷冻区域的温度低于所述第一冷冻区域的温度；
S4、在所述冷冻传送带的出口端取出所述薄膜样品或所述模具样品放入压强为0-500Pa的低压真空环境，进行升华处理去除所述薄膜样品或所述模具样品中的冰，得到去冰样品；
S5、将所述去冰样品放入烘箱烘干预设时间，得到吸音材料。
在本实施方式中，所述吸音粉料为沸石，所述沸石为MFI分子筛、MEL分子筛以及FER分子筛中的至少一种。
在本实施方式中，所述胶黏剂为丙烯酸乳液、苯丙乳液、丁苯乳液以及聚乙基乙烯醋酸酯盐中的至少一种。
在本实施方式中，所述填料为云母片、玻璃纤维、碳纤维以及石墨烯中的至少一种。
在本实施方式中，所述增稠剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、明胶以及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
在本实施方式中，所述冷冻传送带包括由滚轮驱动的传送带装置、设置于所述传送带装置的液氮箱以及固定于所述传送带装置的铜板，所述铜板浸没于所述液氮箱的液氮内，所述铜板用于调控所述第二冷冻区域的温度，所述液氮箱在所述第一冷冻区域的入口端处设有进液口，所述液氮箱与所述传送带装置的间隔相差0.5cm ~ 5.0cm高度。
在本实施方式中，所述第一冷冻区域a的温度为-20℃~ 0℃，所述第二冷冻区域b的温度为-100℃~ -20℃。
在本实施方式中，步骤S3中，所述薄膜或所述模具通过第一冷冻区域a和第二冷冻区域b进行冷冻结晶的时间为1min-30min。
在本实施方式中，所述薄膜样品的厚度为0.05mm-1.00mm。
在本实施方式中，所述模具样品的厚度为1mm-5mm。
与现有技术相比，本发明通过冷冻传送带冷冻吸音浆料，吸音浆料通过模具成型，或涂覆在薄膜上。吸音浆料通过传送带的第一冷冻区域预冷时，降低模具与载体薄膜温度，接着通过第二冷冻区域快速冷冻，缩短材料冷冻时间。提前预冷模具使吸音浆料冷冻均匀，避免出现较厚层状冰晶，同时防止材料变形。第二冷冻区域处传送带下方紧贴铜板，铜板浸没液氮，故第二冷冻区域的温度可调控在-100到-20℃，达到快速冷冻结晶的目的。调节传送带的速度可控制材料冷冻时间。同时，冷冻传送带与传送带上方热空气形成温度梯度，使得吸音材料自低向顶冷冻，使吸音材料上下通透，提高透气性，性能较佳。通过本发明提供的制备工艺，提高了块材制备效率，易于规模化量产。
本发明还提出一种吸音材料，所述吸音材料通过如上述实施例中任一项所述的吸音材料的制备方法制成。因此该吸音材料能达到如上所述的吸音材料的制备方法制备出的吸音材料所达到的技术效果，在此不作赘述。
本发明还提供一种扬声器箱，所述扬声器箱包括具有收容空间的壳体、收容于所述收容空间内的扬声器单体，所述扬声器单体与所述壳体围设形成后腔，所述后腔内填充有如上述实施例中所述的吸音材料。
在本实施方式中，所述吸音薄片可根据实际情况裁切为与扬声器的谐振腔（后腔）相同的形状。
在本实施方式中，所述模具的形状与扬声器的谐振腔（后腔）相同，模具可根据实际情况设置为矩形，圆形，椭圆形等规则形状或不规则形状。
该扬声器箱能达到如上述实施例所述的吸音材料所达到的技术效果，在此不作赘述。
为了更好的体现以上所述吸音材料的制备方法，以下通过制备实施例来进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明。
实施例一
在本实施例中，将沸石，丙烯酸乳液，玻璃纤维，海藻酸钠与水混合，搅拌得到粘度为500cp的混合浆料。将上述混合浆料刮涂在PET薄膜表面，得到厚度为1mm的薄膜样品。然后将所述薄膜样品放在冷冻传动带的入口端，第一冷冻区域a为-20℃，第二冷冻区域b为-60℃，开启传送带，使吸音材料冷冻时间为1min。在出口端将冷冻的薄膜样品放入小于400Pa的低压真空环境，直至样品中的水分升华除尽，得到去冰样品，再将去冰样品放入120°C烘箱干燥2h，然后将其剪切成与扬声器谐振腔（后腔）形状相同片材，得到吸音薄片。
实施例二
在本实施例中，将沸石，丙烯酸乳液，玻璃纤维，聚丙烯酰胺与水混合，搅拌得到粘度为1000cp的混合浆料。将上述混合浆料注入模具中，得到厚度为2.5mm的模具样品。然后将所述模具样品放在传动带入口端，第一冷冻区域a为-20℃，第二冷冻区域b为-80℃，开启传送带，使吸音材料冷冻时间为5min。在出口端将冷冻后的模具样品放入小于400Pa的低压真空环境，直至样品中的水分升华除尽，得到去冰样品，再将去冰样品放入120°C烘箱干燥2h，得到吸音块材。
对比例1
将沸石，丙烯酸乳液，玻璃纤维，聚丙烯酰胺与水混合，搅拌得到粘度为3000cp的混合浆料。将上述混合浆料注入模具中，得到厚度为2.5mm的模具样品。然后将所述模具样品放在恒温-30℃环境中冷冻20min。将冷冻后的模具样品放入小于400Pa的低压真空环境，直至样品中的水分升华除尽，再将样品放入120°C烘箱干燥2h，得到吸音块材。
为了比较实施例与对比例样品性能优劣，采用阻抗仪测定吸音材料性能，结果如表1所述，同时选用本领域常规颗粒样吸音材料作为比较，为了便于比较，全部选取100mg样品进行比较：
表1：不同实施例之间的样品比较
ΔF0为谐振频率变化量，可用于表征吸音材料对扬声器模组声学性能的改善效果，ΔF0值越大，该吸音材料对扬声器模组声学性能的优化调试效果越好；反之，ΔF0值越小，该吸音材料对扬声器模组声学性能的优化调试效果越差。
从表1可知，无论是吸音块材还是吸音薄片，吸音性能比本领域常规吸音颗粒均具有优势。对比例1中样品性能较差，吸音块材可见表面存在大孔隙，结构松散。当然以上所述，仅为本发明具体实施例，不能以其限定发明例的范围。
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。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种吸音材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、配制吸音浆料，所述吸音浆料为吸音粉料、胶黏剂、填料、增稠剂以及水混合搅拌而成；其中，所述吸音浆料的粘度为100cp-10000cp；以所述吸音浆料的总质量为100%计，所述吸音粉料占所述吸音浆料的30-60%，所述胶黏剂占所述吸音浆料的3-10%，所述填料占所述吸音浆料的1-10%，所述增稠剂占所述吸音浆料的1-5%以及水占所述吸音浆料的15-65%；
S2、将所述吸音浆料涂覆在薄膜的表面；或将所述吸音浆料注入模具中；
S3、将所述薄膜或所述模具置于冷冻传送带的入口端，依次通过第一冷冻区域和第二冷冻区域进行冷冻结晶，得到薄膜样品或模具样品；其中，所述第二冷冻区域的温度低于所述第一冷冻区域的温度；
S4、在所述冷冻传送带的出口端取出所述薄膜样品或所述模具样品放入压强为0-500Pa的低压真空环境，进行升华处理去除所述薄膜样品或所述模具样品中的冰，得到去冰样品；
S5、将所述去冰样品放入烘箱烘干预设时间，得到吸音材料。
2.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述吸音粉料为沸石，所述沸石为MFI分子筛、MEL分子筛以及FER分子筛中的至少一种。
3.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂为丙烯酸乳液、苯丙乳液、丁苯乳液以及聚乙基乙烯醋酸酯盐中的至少一种。
4.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述填料为云母片、玻璃纤维、碳纤维以及石墨烯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、明胶以及羧甲基纤维素钠中的至少一种。
6.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述冷冻传送带包括由滚轮驱动的传送带装置、设置于所述传送带装置的液氮箱以及固定于所述传送带装置的铜板，所述铜板浸没于所述液氮箱的液氮内，所述铜板用于调控所述第二冷冻区域的温度，所述液氮箱在所述第一冷冻区域的入口端处设有进液口，所述液氮箱与所述传送带装置的间隔相差0.5cm ~ 5.0cm高度。
7.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述第一冷冻区域的温度为-20℃~ 0℃，所述第二冷冻区域的温度为-100℃~ -20℃。
8.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述薄膜或所述模具通过第一冷冻区域和第二冷冻区域进行冷冻结晶的时间为1min-30min。
9.如权利要求1所述的吸音材料的制备方法，其特征在于，所述薄膜样品的厚度为0.05mm-1.00mm；所述模具样品的厚度为1mm-5mm。
10.一种吸音材料，其特征在于，所述吸音材料通过如权利要求1-9任意一项所述的吸音材料的制备方法制成。
11.一种扬声器箱，所述扬声器箱包括具有收容空间的壳体、收容于所述收容空间内的扬声器单体，所述扬声器单体与所述壳体围设形成后腔，其特征在于，所述后腔内填充有如权利要求10所述的吸音材料。
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