CN105237033A - 吸音材料制备方法、吸音材料及其填充方法 - Google Patents

吸音材料制备方法、吸音材料及其填充方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸音材料制备方法、吸音材料及其填充方法。制备方法包括：S1、制备非发泡材料浆料；S2、制作可燃材料骨架和覆形容器，将可燃材料骨架放入覆形容器中；S3、将非发泡材料浆料在覆形容器中成形，形成湿润成形体；S4、将湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体；S5、将干燥成形体进行焙烧，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁，以在吸音材料中形成三维贯通通道。该方法操作简单，在吸音材料内部形成三维贯通通道，提高了吸音效果。吸音材料由本发明公开的制备方法制备而成，该吸音材料内部具有三维贯通通道，吸音效果好。本发明公开的填充方法，先将吸音材料预制成形，再将其填充到待填充空间，可使吸音材料充满待填充空间。

Description

吸音材料制备方法、吸音材料及其填充方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，更具体地，涉及一种吸音材料制备方法、吸音材料及其填充方法。
背景技术
为了追求更好的音质,扬声器(SPK)或者扬声器盒子(SPKBOX)对响应频率(f0)的要求越来越高。受制于微型扬声器日益轻薄的结构及其性能特点，如果要降低扬声器(SPK)的响应频率(f0),需要在其内部加入吸音材料。目前，扬声器(SPK)常用的吸音材料主要有发泡类泡棉，如聚氨酯、三聚氰胺等；以及非发泡类吸音材料如活性炭、沸石等。其中，非发泡类吸音材料较发泡类吸音材料对声学性能增益表现更优越，非发泡类吸音材料常规态为粉末态，出于定量和工艺填充的可行性，需将其先制备成颗粒，再由聚丙烯(PP)托盒加无纺布或全部无纺布封装后装填到扬声器(SPK)后声腔，或者直接将吸音材料颗粒填充到后声腔。
目前，行业比较常用的造粒方案是非发泡类吸音材料(活性炭、沸石等)粉末，采用挤压法、喷雾造粒、沸腾制粒法或圆盘滚球法。采用上述方法制得颗粒较为密实，比表面积、孔体积小，影响扬声器(SPK)工作时气流在吸音颗粒内部的传质效率，吸音效果大大降低。油氨柱成形、油柱成形法等虽然能够获得粒径和内部物理结构较为均一的颗粒，但限于扬声器(SPK)产品后声腔的复杂结构，吸音件的封装部分占据相当部分后声腔空间，难以充分利用后声腔填充空间，对扬声器(SPK)产品声学性能优化效果有限。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种吸音材料制备方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种吸音材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1、制备非发泡材料浆料，混合均匀；
S2、按照设定的结构，制作可燃材料骨架和覆形容器，将所述可燃材料骨架放入所述覆形容器中；
S3、将非发泡材料浆料在所述覆形容器中成形，形成湿润成形体，将所述湿润成形体与所述覆形容器分离；
S4、将所述湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体；
S5、将所述干燥成形体进行焙烧，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁，以在吸音材料中形成三维贯通通道。
优选地，所述非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料、粘结剂和造孔剂。
优选地，所述非发泡粉体材料为天然沸石粉、白炭黑、活性炭粉末或者分子筛中的一种或多种。
优选地，所述粘结剂为有机硅溶胶类粘结剂。
优选地，所述可燃材料骨架为活性碳纤维材料。
本发明的另一个目的是提供一种具有良好传质效率和吸音效果的吸音材料。
根据本发明的另一方面，提供了一种吸音材料，所述吸音材料根据本发明提供的制备方法制备而成。
本发明的又一个目的是提供一种具有良好传质效率和吸音效果的吸音材料。
根据本发明的又一方面，提供了一种吸音材料，所述吸音材料由非发泡材料制成，所述吸音材料具有设定的空间结构，所述设定的空间结构内部形成三维贯通通道。
优选地，所述吸音材料的比表面积为150-450m2/g，密度为0.3-0.7g/cm3。
优选地，所述吸音材料的内部形成孔隙，孔体积为0.5-1.7cm3/g，大孔孔径为0.1-50μm。
除此之外，本发明的再一个目的是提供一种吸音材料填充方法的新技术方案。
根据本发明的再一方面，提供了一种吸音材料填充方法，包括以下步骤：
SS1、制备非发泡材料浆料，混合均匀；
SS2、按照待填充空间的结构，制作可燃材料骨架和覆形容器，将所述可燃材料骨架放入所述覆形容器中；
SS3、将所述非发泡材料浆料在所述覆形容器中成形，形成湿润成形体，将所述湿润成形体与所述覆形容器分离；
SS4、将所述湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体；
SS5、将所述干燥成形体进行焙烧，得到具有填充空间结构的吸音材料块，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁，以在所述吸音材料块中形成三维贯通通道；
SS6、将所述吸音材料块填充到所述待填充空间中。
本发明提供的吸音材料制备方法，操作简单，可使吸音材料充满设定的空间结构，如扬声器(SPK)的后声腔，以最大程度利用后声腔的空间。根据设定的结构制造可燃材料骨架，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁后，在吸音材料内部形成三维贯通通道，声音气流在三维贯通通道中迅速传播，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率，增大了非发泡吸音材料的吸音面积，提高了吸音效果。并且，造孔剂的添加进一步丰富了吸音材料的微观孔道结构，提高了声音气流的空气分子摩擦和粘滞阻力，提高了吸音效果，由该吸音材料制备而成的吸音件对扬声器(SPK)产品声学性能的优化调试的效果有了较为明显的提升。
本发明提供的吸音材料具有设定的空间结构，空间结构可以根据待填充空间的结构进行设计，空间结构内部具有三维贯通通道，声音气流在三维贯通通道中迅速传播，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率和吸音效果。该吸音材料还具有丰富的微观孔道结构，具有比表面积大，孔体积大的特点，对扬声器(SPK)产品声学性能的优化调试的效果有了较为明显的提升。
本发明提供的吸音材料填充方法，操作简单，可靠性高，可使吸音材料充满待填充空间，即扬声器(SPK)的后声腔，以最大程度利用后声腔的空间。并且，吸音材料内部具有三维贯通通道，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率和吸音效果。
本发明的发明人发现，在现有技术中，限于扬声器(SPK)后声腔的复杂结构，吸音件封装部分占据相当部分后声腔的空间，难以充分利用后声腔的填充空间，且吸音材料气流通道单一，影响吸音材料对扬声器(SPK)声学性能的优化效果。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
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是本发明实施例可燃材料骨架的结构图；
图2是本发明实施例覆形容器的结构图；
图3是图1和图2的装配图；
图4是本发明实施例吸音材料结构图。
其中，1：可燃材料骨架；2：覆形容器；4：三维贯通通道。
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。
实施例一
本实施例提供了一种吸音材料制备方法，参照图1-4，包括以下步骤：
S1、制备非发泡材料浆料，混合均匀。非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料、粘结剂和造孔剂。当然，根据实际需要，在制备浆料时可加入模板剂、增润剂、分散剂或者表面活性剂等，以改善浆料质量。非发泡粉体材料为天然沸石粉、白炭黑、活性炭粉末或者分子筛中的一种或多种。粘结剂为有机硅溶胶类粘结剂，当然也可以选用其他类型粘结剂。制备浆料要充分混合。可选择地，采用定量滴加、雾化加入等方法以提高浆料均匀度。
S2、按照设定的结构，参照图1-3，制作可燃材料骨架1和覆形容器2，将可燃材料骨架1放入覆形容器2中。设定的结构例如扬声器(SPK)的后声腔，按照后声腔的结构制造覆形容器2和可燃材料骨架1。可燃材料骨架1在焙烧过程中燃毁，目的是为了在成形后的吸音材料内部形成三维贯通通道4，以使声音气流快速流出，提高传质效率和吸音效果。可燃材料骨架1为活性碳纤维材料。当然，也可以采用其他可燃材料作为骨架1。
S3、将非发泡材料浆料在覆形容器2中成形，形成湿润成形体，将湿润成形体与覆形容器2分离。可选择地，成形方法可以采用挤压法、喷雾造粒、沸腾制粒法、圆盘滚球法、油氨柱成形或者油柱成形法，当然也可以采用其他方法成形，成形后需放置一段时间以使中间气泡赶出。由于活性碳纤维材料具有许多孔隙，浆料会渗入孔隙中，最终形成纤维状(未示出)，细小纤维作机械振动，使声能转变为热能，这种结构也进一步提高了吸音材料的吸音效果。
S4、将湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体。进一步地，干燥在空气或者惰性气体中进行，干燥温度为40-150℃；干燥时间为0.5-96小时。本领域技术人员很容易得出，干燥温度越低则干燥时间越长，相对应地，干燥温度越高则干燥时间越短。
S5、将干燥成形体进行焙烧，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁，以在吸音材料中形成三维贯通通道。进一步地，焙烧温度为120-850℃,升温速度为20-120℃；焙烧时间为0.5-96小时。本领域技术人员很容易得出，焙烧温度越低则焙烧时间越长，相对应地，焙烧温度越高则焙烧时间越短。参照图4，最终形成具有设定结构且内部具有三维贯通通道4的吸音材料成形体。
本发明提供的吸音材料制备方法，操作简单，可使吸音材料充满设定结构的空间，如扬声器(SPK)的后声腔，以最大程度利用后声腔的空间。根据扬声器(SPK)的后声腔的结构制造可燃材料骨架4，所述可燃材料骨架4在焙烧过程中燃毁后，在吸音材料内部形成三维贯通通道4，声音气流在三维贯通通道4中迅速传播，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率，增大了非发泡吸音材料的吸音面积，提高了吸音效果。并且，造孔剂的添加进一步丰富了吸音材料的微观孔道结构，提高了声音气流的空气分子摩擦和粘滞阻力，提高了吸音效果，由该吸音材料制备而成的吸音件对扬声器(SPK)产品声学性能的优化调试的效果有了较为明显的提升。
实施例二
本实施例提供了一种吸音材料，该吸音材料应用到扬声器(SPK)的后声腔。吸音材料由本发明提供的制备方法制备而成。
具体地，本实施例采用的非发泡材料浆料，包括非发泡粉体材料、粘结剂和造孔剂。在制备浆料时可加入模板剂、增润剂、分散剂或者表面活性剂以提高浆料质量。非发泡粉体材料采用天然沸石粉，当然也可以采用白炭黑、活性炭粉末或者分子筛中的一种或多种。粘结剂为有机硅溶胶类粘结剂。加入粘结剂的目的是增加浆料粘度，以更好的形成球形颗粒，本领域技术人员可以根据粘结剂的种类和粘度设定粘结剂的质量比例。模板剂起到结构导向作用。可燃材料骨架为活性碳纤维材料。在本实施例中，干燥在空气中进行，干燥温度为80℃，干燥时间为50小时，得到了合格的干燥成形体。焙烧时，温度为500℃，升温速度为80℃/小时，焙烧时间为60小时。活性碳纤维材料骨架在焙烧过程中燃毁，形成三维贯通通道4。本实施例中，得到的吸音材料成形体的密度为0.5g/cm3，比表面积为280m2/g，孔体积为1.3cm3/g，大孔孔径为10μm。
在另一个实施方式中，干燥在惰性气体中进行，干燥温度为40℃，干燥时间为96小时，得到了合格的干燥成形体。焙烧时，温度为120℃，升温速度为20℃/小时，焙烧时间为96小时。活性碳纤维材料骨架在焙烧过程中燃毁，形成三维贯通通道4。得到的吸音材料成形体的密度为0.3g/cm3，比表面积为150m2/g，孔体积为0.5cm3/g，大孔孔径为0.1μm。
在又一个实施方式中，干燥在惰性气体中进行，干燥温度为150℃，干燥时间为0.5小时，得到了合格的干燥成形体。焙烧时，温度为850℃，升温速度为120℃/小时，焙烧时间为0.5小时。活性碳纤维材料骨架在焙烧过程中燃毁，形成三维贯通通道4。得到的吸音材料成形体的密度为0.7g/cm3，比表面积为450m2/g，孔体积为1.7cm3/g，大孔孔径为50μm。
本实施例未述及的实施方式与实施例一中相同。
本实施例提供的吸音材料内部具有三维贯通通道，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率和吸音效果。该吸音材料还具有丰富的微观孔道结构，具有比表面积大，孔体积大的特点，对扬声器(SPK)产品声学性能的优化调试的效果有了较为明显的提升。
实施例三
本实施例提供了一种吸音材料，吸音材料由非发泡材料制成，非发泡类材料较发泡类材料对声学性能增益表现更优越。吸音材料具有设定的空间结构，设定的空间结构内部形成三维贯通通道。具体地，吸音材料的比表面积为150-450m2/g，密度为0.3-0.7g/cm3。进一步地，吸音材料的内部形成孔隙，孔体积为0.5-1.7cm3/g，大孔孔径为0.1-50μm。
本实施例提供的吸音材料内部具有三维贯通通道，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率和吸音效果。该吸音材料还具有丰富的微观孔道结构，具有比表面积大，孔体积大的特点，对扬声器(SPK)产品声学性能的优化调试的效果有了较为明显的提升。
实施例四
本实施例提供了一种吸音材料填充方法，本实施例提供的填充空间为扬声器(SPK)的后声腔，参照图1-4，所述填充方法包括以下步骤：
SS1、制备非发泡材料浆料，混合均匀。非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料、粘结剂和造孔剂。当然，根据实际需要，在制备浆料时可加入模板剂、增润剂、分散剂或者表面活性剂等。非发泡粉体材料为天然沸石粉、白炭黑、活性炭粉末或者分子筛中的一种或多种。制备浆料要充分混合。粘结剂为有机硅溶胶类粘结剂，当然也可以选用其他种类的粘结剂。
SS2、按照后声腔的结构，制作可燃材料骨架1和覆形容器2，将可燃材料骨架1放入覆形容器2中。设定的结构例如扬声器(SPK)的后声腔，按照后声腔的结构制造覆形容器2和可燃材料骨架1。可燃材料骨架1在焙烧过程中燃毁，目的是为了在成形后的吸音材料内部形成三维贯通通道，以使声音气流快速流出，提高传质效率和吸音效果。可燃材料骨架1为活性碳纤维材料。当然，也可以采用其他可燃材料作为骨架。
SS3、将非发泡材料浆料在覆形容器中成形，形成湿润成形体，然后，将湿润成形体与覆形容器2分离。可选择地，成形方法可以采用挤压法、喷雾造粒、沸腾制粒法、圆盘滚球法、油氨柱成形或者油柱成形法，当然也可以采用其他方法成形，成形后需放置一段时间以使中间气泡赶出。由于活性碳纤维材料具有许多孔隙，浆料会渗入孔隙中，最终形成纤维状(未示出)，细小纤维作机械振动，使声能转变为热能，这种结构也进一步提高了吸音材料的吸音效果。
SS4、将湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体。进一步地，干燥在空气或者惰性气体中进行，干燥温度为40-150℃；干燥时间为0.5-96小时。
SS5、将干燥成形体进行焙烧，所述可燃材料骨架1在焙烧过程中燃毁，以在吸音材料中形成三维贯通通道4。进一步地，焙烧温度为120-850℃,升温速度为20-120℃；焙烧时间为0.5-96小时。最终形成具有设定结构且内部具有三维贯通通道4的吸音材料块。
SS6、将所述吸音材料块填充到待填充空间中。
本发明提供的吸音材料填充方法，操作简单，可靠性高，由于不需使用聚丙烯(PP)托盒或者无纺布封装，可使吸音材料充满待填充空间，即扬声器(SPK)的后声腔，以最大程度利用后声腔的空间。并且，吸音材料内部具有三维贯通通道4，提高了扬声器(SPK)产品工作时产生的气流在吸音材料中的传质效率，增大了非发泡吸音材料的吸音面积，提高了吸音效果。
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 (10)

1.一种吸音材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备非发泡材料浆料，混合均匀；
S2、按照设定的结构，制作可燃材料骨架和覆形容器，将所述可燃材料骨架放入所述覆形容器中；
S3、将非发泡材料浆料在所述覆形容器中成形，形成湿润成形体，将所述湿润成形体与所述覆形容器分离；
S4、将所述湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体；
S5、将所述干燥成形体进行焙烧，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁，以在吸音材料中形成三维贯通通道。
2.根据权利要求1所述的吸音材料制备方法，其特征在于，所述非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料、粘结剂和造孔剂。
3.根据权利要求2所述的吸音材料制备方法，其特征在于，所述非发泡粉体材料为天然沸石粉、白炭黑、活性炭粉末或者分子筛中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的吸音材料制备方法，其特征在于，所述粘结剂为有机硅溶胶类粘结剂。
5.根据权利要求1所述的吸音材料制备方法，其特征在于，所述可燃材料骨架为活性碳纤维材料。
6.一种吸音材料，其特征在于，所述吸音材料根据权利要求1-5任意一项的所述的制备方法制备而成。
7.一种吸音材料，其特征在于，所述吸音材料由非发泡材料制成，所述吸音材料具有设定的空间结构，所述设定的空间结构内部形成三维贯通通道。
8.根据权利要求7所述的吸音材料，其特征在于，所述吸音材料的比表面积为150-450m2/g，密度为0.3-0.7g/cm3。
9.根据权利要求7所述的吸音材料，其特征在于，所述吸音材料的内部形成孔隙，孔体积为0.5-1.7cm3/g，大孔孔径为0.1-50μm。
10.一种吸音材料填充方法，其特征在于，包括以下步骤：
SS1、制备非发泡材料浆料，混合均匀；
SS2、按照待填充空间的结构，制作可燃材料骨架和覆形容器，将所述可燃材料骨架放入所述覆形容器中；
SS3、将所述非发泡材料浆料在所述覆形容器中成形，形成湿润成形体，将所述湿润成形体与所述覆形容器分离；
SS4、将所述湿润成形体进行干燥，形成干燥成形体；
SS5、将所述干燥成形体进行焙烧，得到具有填充空间结构的吸音材料块，所述可燃材料骨架在焙烧过程中燃毁，以在所述吸音材料块中形成三维贯通通道；
SS6、将所述吸音材料块填充到所述待填充空间中。
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