三維空氣吸附結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】H維空氣吸附結(jié)構(gòu)
[0001]巧關申請的香叉引用
[0002] 本申請要求2013年3月15日提交的美國臨時專利申請序列號61/799, 292的優(yōu) 先權(quán)，該申請的內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領域
[0003]本公開設及用于在其中存在隨時間變化的聲場的體積中、諸如揚聲器等中使用的S維空氣吸附結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0004]揚聲器系統(tǒng)的一個目標是實現(xiàn)具有相對小的內(nèi)部體積的揚聲器外殼中的低諧振 頻率。揚聲器外殼的諧振頻率可W通過將空氣吸附件添加至外殼來減??；吸附件用來增加 外殼的空氣順應性（aircompliance)。
[0005] 良好的吸附材料應該具有至少W下特性。所吸附和解吸的氣體的量應該強烈地依 賴于壓強改變。此外，材料的吸附屬性不應該在暴露于不同環(huán)境條件時顯著地劣化或改變。 此外，由于揚聲器箱內(nèi)的可?？谟糜诳諝馕讲牧系目臻g的量有限，所W材料需要被封裝 W使得它占據(jù)小體積。另一方面，空氣吸附的量與揚聲器外殼中的空氣吸附材料的量直接 有關。此外，材料必須被W允許空氣W通常需要高于40化的聲學應用達到它的方式封裝。
[0006] 大氣中的濕氣可能對吸附材料的正常功能有害。往往當吸附材料暴露于潮濕環(huán)境 時很多吸附點位被水分子優(yōu)先占據(jù)，留下少量點位用于空氣分子的吸附/解吸。該現(xiàn)象使 得吸附材料在通過外殼內(nèi)的空氣的吸附/解吸來調(diào)節(jié)聲學外殼的壓強時是無效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開設及呈S維結(jié)構(gòu)形式的空氣吸附劑的使用。結(jié)構(gòu)可W位于揚聲器外殼、波 導或具有隨時間變化的聲場的另一體積內(nèi)。結(jié)構(gòu)攜帶有具有被濕度的存在最低程度地劣化 的吸附性的有效的空氣吸附材料，使得空氣吸附結(jié)構(gòu)的空氣吸附能力被濕度最低程度地劣 化。材料被W使得材料間開口大到足W允許空氣W40化至100化或更大的頻率達到暴露 于開口的材料的方式分散在結(jié)構(gòu)上。包括吸附劑結(jié)構(gòu)的揚聲器系統(tǒng)因此展現(xiàn)出長期增加的 空氣順應性而不需要在揚聲器外殼中使用繁瑣的濕度控制系統(tǒng)。
[0008]在一個方面中，一種立維空氣吸附結(jié)構(gòu)，用于在其中存在隨時間變化的聲場的體 積中使用，包括維的、整體的、骨架狀的、多孔的支架，支架具有分布在其體積內(nèi)的支架 開口，其中支架開口構(gòu)成支架的體積的至少大約50% ;空氣吸附材料顆粒；和將空氣吸附材 料顆粒彼此聯(lián)接W形成團塊并將顆粒和團塊聯(lián)接至支架的疏水性粘合劑。結(jié)構(gòu)具有在團塊 中的結(jié)構(gòu)開口和在團塊之間的結(jié)構(gòu)開口，運樣的結(jié)構(gòu)開口對外部環(huán)境開放。通過水銀測孔 法測量的具有大于大約0. 01微米的表觀直徑的結(jié)構(gòu)開口的累積體積是空氣吸附結(jié)構(gòu)的體 積的至少40%，并且通過水銀測孔法測量的具有大于大約5微米的表觀直徑的結(jié)構(gòu)開口的 累積體積是空氣吸附結(jié)構(gòu)的體積的至少15%。
[0009] 實施例可W包括W下特征中的一個或其任何組合。通過水銀測孔法測量的具有大 于大約5微米的表觀直徑的結(jié)構(gòu)開口的累積體積可W大于空氣吸附結(jié)構(gòu)的0. 2ml/g。通過 水銀測孔法測量的具有大于大約0.01微米的表觀直徑的結(jié)構(gòu)開口的累積體積可W大于空 氣吸附結(jié)構(gòu)的〇.6ml/g。結(jié)構(gòu)可W進一步包括不對外部環(huán)境開放的閉合體積，其中結(jié)構(gòu)開口 的體積大于閉合體積的體積。結(jié)構(gòu)開口的體積可W是閉合體積的體積的至少九倍。
[0010] 實施例可W包括W下特征中的一個或其任何組合。支架可W由開孔泡沫或電紡纖 維材料制成。開孔泡沫可W具有每英寸至少大約10個微孔，或者它可W具有每英寸超過大 約50個微孔并且每英寸小于大約500個微孔。支架開口可W構(gòu)成支架的體積的至少大約 90%。支架可W包括=聚氯胺泡沫或聚氨醋泡沫?？諝馕讲牧虾蛨F塊可W通過創(chuàng)建空氣 吸附材料、材料的團塊和粘合劑的水基乳液并接著用該乳液浸潰支架而被聯(lián)接至支架。乳 液可低于乳液的凝固點的溫度被至少部分干燥。粘合劑可W是丙締酸材料或聚氨醋材 料或聚丙締酸醋材料。
[0011] 實施例可W包括W下特征中的一個或其任何組合。結(jié)構(gòu)中的開口還可W包括對環(huán) 境開放并具有大于250微米的直徑的在結(jié)構(gòu)中的一個或多個通道。粘合劑可W充分地疏水 使得利用去離子水作為測試溶液測得的用粘合劑誘鑄的膜的表面張力小于大約55dynes/ cm或者甚至小于大約45dynes/cm。空氣吸附材料可W包括娃基沸石材料或粉狀活性炭。 結(jié)構(gòu)可W進一步包括不對外部環(huán)境開放的閉合體積，其中通過具有至少5微米的分辨率的 CT掃描測量的結(jié)構(gòu)開口的表面積加上閉合體積的表面積是空氣吸附結(jié)構(gòu)的至少大約3mm7 mm3。通過將一份的結(jié)構(gòu)與五份的水混合并測量得到的抑來確定的空氣吸附結(jié)構(gòu)的酸度優(yōu) 選為使得抑大于4。
[0012] 在另一方面中，一種=維空氣吸附結(jié)構(gòu)，用于在其中存在隨時間變化的聲場的體 積中使用，包括維的、整體的、骨架狀的、多孔的支架，支架具有分布在其體積內(nèi)的支架 開口，其中支架開口構(gòu)成支架的體積的至少大約90%;空氣吸附材料顆粒；和將空氣吸附材 料顆粒彼此聯(lián)接W形成團塊并將顆粒和團塊聯(lián)接至支架的疏水性粘合劑。結(jié)構(gòu)具有在團塊 中的結(jié)構(gòu)開口和在團塊之間的結(jié)構(gòu)開口，運樣的結(jié)構(gòu)開口對外部環(huán)境開放，其中通過水銀 測孔法（mercirryporosimetry)測量的具有大于大約0. 01微米的表觀直徑的結(jié)構(gòu)開口的 累積體積是空氣吸附結(jié)構(gòu)的體積的至少40%，并且其中通過水銀測孔法測量的具有大于大 約5微米的表觀直徑的結(jié)構(gòu)開口的累積體積是空氣吸附結(jié)構(gòu)的體積的至少15%。結(jié)構(gòu)進 一步包括不對外部環(huán)境開放的閉合體積，其中結(jié)構(gòu)開口的體積是閉合體積的體積的至少九 倍。
[0013] 實施例可W包括W下特征中的一個或其任何組合。支架可W包括=聚氯胺泡沫或 聚氨醋泡沫。粘合劑可W選自由丙締酸材料、聚氨醋材料和聚丙締酸醋材料構(gòu)成的粘合劑 的組，并且其中粘合劑充分疏水使得利用去離子水作為測試溶液測得的用粘合劑誘鑄的膜 的表面張力小于大約55dynes/cm?？諝馕讲牧虾蛨F塊可W通過創(chuàng)建空氣吸附材料、材料 的團塊和粘合劑的乳液并接著用該乳液浸潰支架而被聯(lián)接至支架，其中乳液W低于乳液的 凝固點的溫度被至少部分干燥。
[0014] 其他特征對于本領域技術(shù)人員而言會想到并且在主題創(chuàng)新的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0015] 圖1是作為本公開的非限制性示例的揚聲器系統(tǒng)的示意圖。
[0016] 圖2是用于空氣吸附結(jié)構(gòu)的支架的掃描電子顯微圖。
[0017] 圖3A是示出了空氣吸附材料顆粒的團塊和團塊間結(jié)構(gòu)開口的=維空氣吸附結(jié)構(gòu) 的一部分的CT掃描。
[0018] 圖3B是示出了空氣吸附材料顆粒的團塊和團塊間結(jié)構(gòu)開口的=維空氣吸附結(jié)構(gòu) 的一部分的較高分辨率的CT掃描。
[0019] 圖4是對于S維空氣吸附結(jié)構(gòu)的一個示例取得的水銀測孔法（mercury porosimetry)數(shù)據(jù)的繪制圖。
[0020] 圖5圖示出具有對大氣開放且具有大于250微米的直徑的通道的=維空氣吸附結(jié) 構(gòu)。它還示出聯(lián)接至揚聲器外殼的結(jié)構(gòu)。
[0021] 圖6是圖示出作為=維空氣吸附結(jié)構(gòu)的每單位體積的團塊間結(jié)構(gòu)開口加上閉 合體積的總和的表面積的函數(shù)的、S維空氣吸附結(jié)構(gòu)的表觀體積比（a卵arentV0lume ratio)上的改變的圖表。
[0022] 圖7是作為對于可在空氣吸附結(jié)構(gòu)中使用的各種沸石空氣吸附材料的穩(wěn)定狀態(tài) 水汽攝取的函數(shù)的表觀體積比的降低的繪制圖。
[0023] 圖8是對于=個結(jié)構(gòu)的水銀測孔法數(shù)據(jù)（作為表觀直徑的函數(shù)的累積結(jié)構(gòu)開口體 積）的繪制圖。
【具體實施方式】
[0024] 圖1的揚聲器系統(tǒng)10包括外殼12。電聲換能器14被安裝在外殼12中W便在外 殼12內(nèi)留下未由換能器14占據(jù)的空間1