專利名稱：防濺聲阻蓋組件的制作方法
防濺聲阻蓋組件
背景技術(shù)：
電子器件，如移動(dòng)電話、傳呼機(jī)、收音機(jī)、助聽器、頭戴式耳機(jī)、條形碼掃描儀、數(shù)字照相機(jī)等，都在聲換能器(如鈴、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、蜂鳴器、擴(kuò)音器等)上面的位置設(shè)計(jì)了具有用于傳聲的小型開口的封閉物(或外殼)。聲蓋位于開口上方，以防止換能器受灰塵和噴霧的損害。已知包含微孔膜和無(wú)孔薄膜的聲蓋提供了防霧、防塵保護(hù)；但是，這些材料具有高聲阻率，從而降低了某些應(yīng)用中傳聲的質(zhì)量。雖然用多孔織物、紡織材料和無(wú)紡材料制成的已知保護(hù)蓋具有較低的聲阻率， 因而傳聲質(zhì)量較高，但這些材料不能充分防范液體噴霧。因此，需要一種具有低聲阻率、能夠充分防范噴霧和灰塵的聲蓋。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供了一種聲阻蓋，其具有包含多孔材料的第一層和包含多孔材料的第二斥水層，其中第一層與第二斥水層之間存在空間。另一方面，本發(fā)明為封閉物開口提供了一種聲阻蓋，所述封閉物將封閉空間與周圍空間隔開，所述聲阻蓋包括靠近周圍空間的具有聲阻多孔材料的擴(kuò)散層，以及靠近封閉空間的具有聲阻多孔材料的斥水層。又一方面，本發(fā)明為外殼開口提供了一種聲阻蓋，所述外殼將封閉空間與周圍空間隔開，具有朝向周圍空間的外露面和朝向內(nèi)部空間的內(nèi)向面，所述聲阻蓋包含位于外殼外露面上的聲阻多孔材料和位于外殼內(nèi)向面上的聲阻斥水材料。再一方面，本發(fā)明提供了一種防水封閉物，其包括限定出封閉物內(nèi)的內(nèi)空間和封閉物外的周圍空間的外殼、外殼內(nèi)的開口以及聲阻蓋組件，所述聲阻蓋組件包括靠近周圍空間的具有多孔材料的擴(kuò)散層和靠近內(nèi)空間的具有聲阻材料的斥水層，其中擴(kuò)散層與斥水層之間存在空間。


圖1是移動(dòng)電話前殼的外部視圖，它具有覆蓋開口的防濺聲阻蓋組件。圖2表示聲阻蓋組件的一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。圖3是聲阻蓋組件的另一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。圖4是聲阻蓋組件的另一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。圖5表示濺水測(cè)試中使用的測(cè)試裝置。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及用于聲換能器的聲阻蓋組件。更具體地，本發(fā)明能夠利用具有低聲阻率的高孔材料可靠地防范水霧和灰塵。本文所述的聲阻蓋組件提供了濺水防護(hù)和低聲阻率的新型組合。圖1顯示了具有小型開口 11的移動(dòng)電話前殼10的外部視圖。所述開口在電子換能器與環(huán)境之間提供了聲音通道。開口的數(shù)量、大小和形狀可以變化。其他開口設(shè)計(jì)包括狹縫或不同數(shù)量的圓形開口。聲阻蓋組件14安裝在開口上，蓋住整個(gè)開口。蓋組件可裝在外殼內(nèi)側(cè)或外側(cè)。圖2示出聲阻蓋組件的一個(gè)實(shí)施方式。該組件包括靠近封閉物的聲阻多孔斥水層 32和靠近周圍空間的聲阻擴(kuò)散層34。封閉物壁22的開口 20用聲阻蓋組件M覆蓋。蓋組件對(duì)將封閉物觀內(nèi)部空間與周圍空間30隔開。用雙面粘合劑吏蓋沿其周邊固定。雖然圖中顯示的是粘合環(huán)，但蓋組件也可通過(guò)其他各種途徑附著到外殼上。例如，包含兩個(gè)聲阻層的蓋組件可用已知的熱壓附著方法組裝，包括但不限于熱焊接、超聲焊接、RF焊接等。 該組件可直接焊接在封閉物壁的開口上。蓋組件也可注射模塑到塑料包封帽上，然后將塑料包封帽附著到封閉物壁的開口上。組件也可設(shè)計(jì)成“系留形式”，其中組件沿其周邊保持系留在兩個(gè)粘性支持系統(tǒng)之間。蓋組件的各層均是聲阻材料。聲阻材料是高孔性開孔材料，具有低氣流阻力。較佳的是，聲阻材料的氣流阻力小于500瑞利。更佳的是，所述材料的氣流阻力小于250瑞利，最優(yōu)選小于150瑞利。合適的聲阻材料的例子包括但不限于泡沫材料、無(wú)紡材料、紡織材料、 針織材料、平紋織物材料(scrim)和網(wǎng)狀材料。這樣的材料的標(biāo)稱孔徑一般大于5微米。這些材料可用許多聚合物制成，所述聚合物包括但不限于聚烯烴(如聚乙烯和聚丙烯)、聚酰胺、聚氨酯、聚酯或含氟聚合物(如PTFE、PFA、FEP、PVDF)。也可采用US6，932，187中所述的帶孔聲阻金屬箔。最外層是擴(kuò)散層。擴(kuò)散層的作用是減小霧水撞擊斥水層的速度。為擴(kuò)散層選擇合適的材料時(shí)，需要考慮空氣滲透率、孔隙率、模量和層厚度。擴(kuò)散層可參考斥水層和噴霧刺激(challenge spray)來(lái)選擇。當(dāng)具有低進(jìn)水壓力的斥水層處于高速噴霧下時(shí)，可能要求擴(kuò)散層大幅度減小水速。具有高進(jìn)水壓力的斥水層對(duì)擴(kuò)散層的要求可能較低，但這種材料通常具有高聲阻。因此，擴(kuò)散層應(yīng)具有合適的彎曲率、模量和厚度，以充分減小噴霧速度，從而防止霧水在濺水測(cè)試中滲透斥水層?？蓪⒃搶又糜诰哂锌简?yàn)性壓力和速度的水霧流中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手段選擇擴(kuò)散層。合適的擴(kuò)散層應(yīng)充分減小水速，以應(yīng)對(duì)給定的考驗(yàn)。在多數(shù)應(yīng)用中，若從擴(kuò)散層出來(lái)的水呈水滴形式，則擴(kuò)散層充分降低了水速。這種水滴在斥水層中應(yīng)具有足夠低的速度，以免水滲透。擴(kuò)散層可用彎曲材料制造，如網(wǎng)狀泡沫材料、紡織材料、無(wú)紡材料、平紋織物材料、 針織材料和織物材料。可采用具有開孔的材料，這些開孔相互連接成網(wǎng)絡(luò)或孔道。本領(lǐng)域已知的間隔織物也可用作擴(kuò)散層。間隔織物包含利用多種間隔纖維彼此隔開的上下織物層， 所述間隔纖維作為層間的小支柱。較佳的是，擴(kuò)散層用適應(yīng)性材料制造，以利于安裝到封閉物中。擴(kuò)散層可用聚合材料制造，如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯或含氟聚合物如 PTFE, PFA、FEP、PVDF，或者也可采用無(wú)機(jī)氧化物、金屬、熔融氧化硅和金屬化泡沫層。擴(kuò)散層可包含類似材料或不同材料的疊層或?qū)印U(kuò)散層可提供額外的益處，如防風(fēng)噪聲，從而進(jìn)一步改善換能器的聲性能。斥水層用作水滴或低速水的屏障，防止低速水滲透蓋組件。因?yàn)閿U(kuò)散層降低了霧水速度，所以斥水層可具有更開放的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的聲阻低。然而，多孔斥水層的進(jìn)水壓力至少為0. Ipsi0斥水層可用聚合物材料制造，如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯或含氟聚合物如PTFE、PFA、FEP、PVDF,或者用無(wú)機(jī)氧化物如二氧化硅制造。斥水層也可包含類似材料或不同材料的疊層或?qū)印３馑畬泳哂惺杷砻?。也可使此層疏?斥油)，以提高其對(duì)表面張力較低的液體的排斥性。已知的斥水材料和斥油材料以及相關(guān)方法是本領(lǐng)域熟知的，其中一些見述于美國(guó)專利第 5，116，650 號(hào)、第 5，462，586 號(hào)、第 5，286，279 號(hào)和第 5，342，434 號(hào)。在一些方面，在擴(kuò)散層與斥水層之間提供間隙可能是有利的。所述間隙能提供減小斥水層表面上攜帶的水的速度的另一手段，能幫助排水，或者改善水的入射角度。不受限于理論，研究發(fā)現(xiàn)，以相互接觸的方式層合起來(lái)時(shí)不能作為良好的阻水層的材料，當(dāng)在這些層之間提供間隙時(shí)，事實(shí)上就能阻止水霧進(jìn)入。較佳的是，所述間隙不能影響聲性能。圖3呈現(xiàn)了本發(fā)明的另一實(shí)施方式。聲蓋組件M借助雙面粘合劑56蓋住封閉物壁52的開口 50。組件M將封閉物58內(nèi)部空間與周圍空間60隔開。該組件包括被間隙62隔開的兩個(gè)聲阻多孔層。第一層66是擴(kuò)散層，包含聲阻多孔材料。可任選使此層斥水或斥油。第二層68包含聲阻斥水多孔材料。間隙可通過(guò)在兩個(gè)多孔層66與68周邊提供間隔物64來(lái)產(chǎn)生。在選擇間隔物的合適厚度時(shí)，不僅要考慮所需間隙，而且要考慮多孔層66的硬度、孔隙率、厚度和彎曲率以及多孔層66未受支撐的面積。較佳的是，為間隔物選擇合適的厚度和材料，以在擴(kuò)散層與斥水層之間提供大于1毫米的最小間隙；更佳的是，選擇的間隔物，以提供大于1. 5毫米的最小間隙。能在斥水層與擴(kuò)散層之間保持間隙的任何材料或設(shè)計(jì)均可選作間隔物。間隔物可成形為環(huán)狀，或者成形為其他形式，當(dāng)其置于兩個(gè)聲阻多孔層之間時(shí)能維持間隔。合適的間隔物包括無(wú)孔材料，如軟質(zhì)彈性材料、粘合劑或發(fā)泡彈性體(如硅橡膠和硅橡膠泡沫材料)。也可采用其他聚合物泡沫材料。閉孔聚氨酯泡沫材料是優(yōu)選的間隔物。粘性間隔物可以是熱固性塑料或熱塑性塑料，包括丙烯酸類、硅酮、聚酰胺、聚酯、聚烯烴、聚氨酯聚合物?？梢圆捎秒p面粘合劑間隔物。在圖4所示的一個(gè)實(shí)施方式中，一對(duì)帶孔元件75被間隙62隔開。暴露于噴霧環(huán)境的第一層是用作擴(kuò)散層的帶孔元件，其作用是減小水霧速度。第二層也可以是帶孔元件。 第一層可用非滲透性材料制造，如金屬箔或聚合物片。穿孔的尺寸和分布可以變化，并且可通過(guò)本文所述方法根據(jù)給定的噴霧刺激憑經(jīng)驗(yàn)確定。第二個(gè)帶孔元件必須具有斥水表面。 這樣，從第一層出來(lái)的水具有足夠低的速度，形成珠子，從第二斥水層表面流走。在此實(shí)施方式中，必須有間隙保證良好的聲性能。若消除間隙，則穿孔對(duì)不齊時(shí)會(huì)降低聲性能，而穿孔對(duì)齊時(shí)又可能減小對(duì)霧水的水阻力。測(cè)試方法氣流阻力瑞利是樣品阻礙氣流的量度單位。在空氣流速固定為IOscfh (標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí))的條件下測(cè)量通過(guò)樣品(直徑為4厘米)的壓降(ΔΡ)。利用以下方程式將壓降轉(zhuǎn)換為瑞利單位
Δ P ·樣品面積
阻力(單位為瑞利)=-
流速
6
對(duì)于聲阻材料，氣流阻力與聲阻率直接相關(guān)。進(jìn)水壓力進(jìn)水壓力是測(cè)量水侵入材料的測(cè)試方法。將測(cè)試樣夾在一對(duì)測(cè)試夾具之間，下面的夾具能夠?qū)畼悠返囊徊糠质┘訅毫ΑＴ跇悠讽敳糠乓粡圥H試紙，用作證明水進(jìn)入的指示物。然后以較小的壓力增量對(duì)樣品加壓，直至觀察到PH試紙改變顏色。記錄相應(yīng)的突破壓力或進(jìn)入壓力，作為進(jìn)水壓力。防塵測(cè)試采用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的出版參考物60529,2. 1版，(2001-02)中第5. 2節(jié)所列程序。濺水測(cè)試此項(xiàng)測(cè)試是參考國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)為說(shuō)明IPX4防水標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)的測(cè)試方法建立的。IEC從屬于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(IS0)，出版了題為“封閉物保護(hù)等級(jí)”(Degrees of Protection Provided by Enclosures)的IP代碼，用來(lái)描述封閉物對(duì)電學(xué)設(shè)備保護(hù)等級(jí)的分類體系。該標(biāo)準(zhǔn)所列舉的目標(biāo)之一是保護(hù)封閉物內(nèi)的設(shè)備，防止其因水侵入而受到有害影響。IPX4標(biāo)準(zhǔn)見述于IEC出版參考物60529，2. 1版，(2001-02)。本文所用測(cè)試系從IEC 測(cè)試延續(xù)而來(lái)，但經(jīng)過(guò)修改，以便更明確地測(cè)試不同材料的濺水防護(hù)效果。如圖5所示，測(cè)試裝置由圓柱形封閉物00)組成，該封閉物用透明丙烯酸塑料制成。該封閉物的直徑為8英寸，高12英寸，壁厚0.25英寸。該封閉物在底部配有樣品固定器。該樣品固定器由頂板0 和底板G4)組成，其間用0形環(huán)固定樣品。采用直徑超過(guò)一英寸的圓形樣品。用夾具G6)密封頂板和底板。該封閉物坐落在鋁框G8)上。打開閥開關(guān)(70)，來(lái)自高壓水罐(72)的去離子水噴射樣品，所述高壓水罐與壓縮空氣源(74)相連。水穿過(guò)直徑為0. 38毫米的噴嘴(76)，直接濺射覆蓋了直徑為一英寸的面積的樣品表面。噴嘴位于樣品上方20厘米處。水以70毫升/分鐘的流速作用于每個(gè)樣品一分鐘。在測(cè)試期間，用量筒(78)收集通過(guò)樣品的水。測(cè)量每次測(cè)試期間收集的水的體積，記錄水通過(guò)樣品的流速(毫升/分鐘)。如下面的實(shí)施例所述，測(cè)試各聲阻保護(hù)蓋組件。表1反映濺射測(cè)試結(jié)果，說(shuō)明擴(kuò)散層和間隔物對(duì)濺水防護(hù)的影響。比較例4和比較例1中所述的數(shù)據(jù)分別說(shuō)明單層斥水多孔材料或者雙層彼此接觸的相同材料可能無(wú)法防止水進(jìn)入；然而，如實(shí)施例3所示，其間具有間隙且至少內(nèi)層具有斥水性的兩個(gè)多孔層經(jīng)證實(shí)對(duì)防止水進(jìn)入有效。表 權(quán)利要求
1.一種聲阻蓋，其包括a.包含多孔材料的第一層；b.包含多孔材料的第二斥水層，其中所述第一層與所述第二斥水層之間存在間隔，使得所述第一層不接觸所述第二斥水層。
2.如權(quán)利要求1所述的聲阻蓋，其特征在于，在所述第一層和所述斥水層的周邊提供間隔物，從而在所述第一層和所述斥水層之間提供間隔。
3.如權(quán)利要求1所述的聲阻蓋，其特征在于，所述間隔物是泡沫材料。
4.如權(quán)利要求1所述的聲阻蓋，其特征在于，所述間隔物是閉孔泡沫材料。
5.如權(quán)利要求4所述的聲阻蓋，其特征在于，所述間隔物是雙面粘合劑材料。
6.如權(quán)利要求1所述的聲阻蓋，其特征在于，所述第一層和所述第二斥水層之間的所述間隔至少為1毫米。
7.如權(quán)利要求1所述的聲阻蓋，其特征在于，所述第一層和所述第二斥水層之間的所述間隔至少為0. 25毫米。
8.如權(quán)利要求1所述的聲阻蓋，其特征在于，所述第一層和所述斥水層之間的所述間隔至少為0. 50毫米。
9.一種用于封閉物開口的聲阻蓋，所述封閉物將封閉空間與周圍空間隔開，所述聲阻蓋包含a.靠近周圍空間的包含聲阻多孔材料的擴(kuò)散層；以及b.靠近封閉空間的包含聲阻多孔材料的斥水層。
10.如權(quán)利要求9所述的聲阻蓋材料，其特征在于，所述擴(kuò)散層是網(wǎng)狀泡沫材料。
11.如權(quán)利要求9所述的聲阻蓋材料，其特征在于，所述斥水層是無(wú)紡聚酯。
12.如權(quán)利要求9所述的聲阻蓋，其特征在于，所述聲阻蓋的氣流阻力小于約500瑞利。
13.如權(quán)利要求9所述的聲阻蓋，其特征在于，所述聲阻蓋還包含設(shè)置在擴(kuò)散層上的壓敏粘合劑。
14.一種聲阻蓋組件，其氣流阻力小于約300瑞利，濺水流量小于5毫升/分鐘。
15.一種外殼開口的聲阻蓋，所述外殼將封閉空間與周圍空間隔開，具有朝向周圍空間的外露面和朝向內(nèi)部空間的內(nèi)向面，所述聲阻蓋包含a.設(shè)置在所述外殼外露面上的聲阻多孔材料；以及b.設(shè)置在所述外殼內(nèi)向面上的聲阻斥水材料。
16.一種防水封閉物，其包括a.限定封閉物內(nèi)側(cè)的內(nèi)部空間和封閉物外側(cè)的周圍空間的外殼；b.外殼內(nèi)的開口；以及c.聲阻蓋組件，其包括靠近周圍空間的包含多孔材料的擴(kuò)散層和靠近內(nèi)部空間的包含聲阻材料的斥水層，其中在所述擴(kuò)散層和所述斥水層之間存在間隔。
17.一種用于封閉物開口的聲阻蓋，所述封閉物將封閉空間與周圍空間隔開，所述聲阻蓋包含a.靠近周圍空間的具有聲阻帶孔金屬箔的擴(kuò)散層；以及b.靠近封閉空間的具有聲阻帶孔金屬箔的斥水層，其中在所述擴(kuò)散層和所述斥水層之間存在間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種外殼開口的聲阻保護(hù)蓋組件，所述外殼將封閉空間與周圍空間隔開，具有朝向周圍空間的外露面和朝向內(nèi)部空間的內(nèi)向面。所述蓋組件包含設(shè)置在外殼外露面上的聲阻多孔材料和設(shè)置在外殼內(nèi)向面上的聲阻斥水材料。
文檔編號(hào)H04R1/02GK102440000SQ201080018126
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者A·霍利達(dá), C·班特, V·盧斯韋迪 申請(qǐng)人:戈?duì)柶髽I(yè)控股股份有限公司