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：
電子器件，如移動電話、傳呼機、收音機、助聽器、頭戴式耳機、條形碼掃描儀、數(shù)字照相機等，都在聲換能器(如鈴、揚聲器、麥克風、蜂鳴器、擴音器等)上面的位置設計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孔薄膜的聲蓋提供了防霧、防塵保護；但是，這些材料具有高聲阻率，從而降低了某些應用中傳聲的質量。雖然用多孔織物、紡織材料和無紡材料制成的已知保護蓋具有較低的聲阻率， 因而傳聲質量較高，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部空間的內向面，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的內空間和封閉物外的周圍空間的外殼、外殼內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散層和靠近內空間的具有聲阻材料的斥水層，其中擴散層與斥水層之間存在空間。


圖1是移動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實施方式的剖面圖。圖3是聲阻蓋組件的另一個實施方式的剖面圖。圖4是聲阻蓋組件的另一個實施方式的剖面圖。圖5表示濺水測試中使用的測試裝置。
具體實施例方式本發(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。其他開口設計包括狹縫或不同數(shù)量的圓形開口。聲阻蓋組件14安裝在開口上，蓋住整個開口。蓋組件可裝在外殼內側或外側。圖2示出聲阻蓋組件的一個實施方式。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。蓋組件對將封閉物觀內部空間與周圍空間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)，但蓋組件也可通過其他各種途徑附著到外殼上。例如，包含兩個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。組件也可設計成“系留形式”，其中組件沿其周邊保持系留在兩個粘性支持系統(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。最外層是擴散層。擴散層的作用是減小霧水撞擊斥水層的速度。為擴散層選擇合適的材料時，需要考慮空氣滲透率、孔隙率、模量和層厚度。擴散層可參考斥水層和噴霧刺激(challenge spray)來選擇。當具有低進水壓力的斥水層處于高速噴霧下時，可能要求擴散層大幅度減小水速。具有高進水壓力的斥水層對擴散層的要求可能較低，但這種材料通常具有高聲阻。因此，擴散層應具有合適的彎曲率、模量和厚度，以充分減小噴霧速度，從而防止霧水在濺水測試中滲透斥水層。可將該層置于具有考驗性壓力和速度的水霧流中，根據(jù)經驗手段選擇擴散層。合適的擴散層應充分減小水速，以應對給定的考驗。在多數(shù)應用中，若從擴散層出來的水呈水滴形式，則擴散層充分降低了水速。這種水滴在斥水層中應具有足夠低的速度，以免水滲透。擴散層可用彎曲材料制造，如網(wǎng)狀泡沫材料、紡織材料、無紡材料、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)絡或孔道。本領域已知的間隔織物也可用作擴散層。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，擴散層用適應性材料制造，以利于安裝到封閉物中。擴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，或者也可采用無機氧化物、金屬、熔融氧化硅和金屬化泡沫層。擴散層可包含類似材料或不同材料的疊層或層。擴散層可提供額外的益處，如防風噪聲，從而進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。因為擴散層降低了霧水速度，所以斥水層可具有更開放的結構，該結構的聲阻低。然而，多孔斥水層的進水壓力至少為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,或者用無機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層。斥水層具有疏水表面。也可使此層疏油(斥油)，以提高其對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方法是本領域熟知的，其中一些見述于美國專利第 5，116，650 號、第 5，462，586 號、第 5，286，279 號和第 5，342，434 號。在一些方面，在擴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時不能作為良好的阻水層的材料，當在這些層之間提供間隙時，事實上就能阻止水霧進入。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隔開的兩個聲阻多孔層。第一層66是擴散層，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。間隙可通過在兩個多孔層66與68周邊提供間隔物64來產生。在選擇間隔物的合適厚度時，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。能在斥水層與擴散層之間保持間隙的任何材料或設計均可選作間隔物。間隔物可成形為環(huán)狀，或者成形為其他形式，當其置于兩個聲阻多孔層之間時能維持間隔。合適的間隔物包括無孔材料，如軟質彈性材料、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所示的一個實施方式中，一對帶孔元件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，并且可通過本文所述方法根據(jù)給定的噴霧刺激憑經驗確定。第二個帶孔元件必須具有斥水表面。 這樣，從第一層出來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，則穿孔對不齊時會降低聲性能，而穿孔對齊時又可能減小對霧水的水阻力。測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 (標準立方英尺/小時)的條件下測量通過樣品(直徑為4厘米)的壓降(ΔΡ)。利用以下方程式將壓降轉換為瑞利單位
Δ P ·樣品面積
阻力(單位為瑞利)=-
流速
6
對于聲阻材料，氣流阻力與聲阻率直接相關。進水壓力進水壓力是測量水侵入材料的測試方法。將測試樣夾在一對測試夾具之間，下面的夾具能夠對含水樣品的一部分施加壓力。在樣品頂部放一張PH試紙，用作證明水進入的指示物。然后以較小的壓力增量對樣品加壓，直至觀察到PH試紙改變顏色。記錄相應的突破壓力或進入壓力，作為進水壓力。防塵測試采用國際電工委員會(IEC)的出版參考物60529,2. 1版，(2001-02)中第5. 2節(jié)所列程序。濺水測試此項測試是參考國際電工委員會(IEC)為說明IPX4防水標準而開發(fā)的測試方法建立的。IEC從屬于國際標準化組織(IS0)，出版了題為“封閉物保護等級”(Degrees of Protection Provided by Enclosures)的IP代碼，用來描述封閉物對電學設備保護等級的分類體系。該標準所列舉的目標之一是保護封閉物內的設備，防止其因水侵入而受到有害影響。IPX4標準見述于IEC出版參考物60529，2. 1版，(2001-02)。本文所用測試系從IEC 測試延續(xù)而來，但經過修改，以便更明確地測試不同材料的濺水防護效果。如圖5所示，測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(70)，來自高壓水罐(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樣品一分鐘。在測試期間，用量筒(78)收集通過樣品的水。測量每次測試期間收集的水的體積，記錄水通過樣品的流速(毫升/分鐘)。如下面的實施例所述，測試各聲阻保護蓋組件。表1反映濺射測試結果，說明擴散層和間隔物對濺水防護的影響。比較例4和比較例1中所述的數(shù)據(jù)分別說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法防止水進入；然而，如實施例3所示，其間具有間隙且至少內層具有斥水性的兩個多孔層經證實對防止水進入有效。表 權利要求
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.如權利要求9所述的聲阻蓋材料，其特征在于，所述擴散層是網(wǎng)狀泡沫材料。
11.如權利要求9所述的聲阻蓋材料，其特征在于，所述斥水層是無紡聚酯。
12.如權利要求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.如權利要求9所述的聲阻蓋，其特征在于，所述聲阻蓋還包含設置在擴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部空間的內向面，所述聲阻蓋包含a.設置在所述外殼外露面上的聲阻多孔材料；以及b.設置在所述外殼內向面上的聲阻斥水材料。
16.一種防水封閉物，其包括a.限定封閉物內側的內部空間和封閉物外側的周圍空間的外殼；b.外殼內的開口；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散層和靠近內部空間的包含聲阻材料的斥水層，其中在所述擴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部空間的內向面。所述蓋組件包含設置在外殼外露面上的聲阻多孔材料和設置在外殼內向面上的聲阻斥水材料。
文檔編號H04R1/02GK102440000SQ201080018126
公開日2012年5月2日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權日2009年4月22日
發(fā)明者A·霍利達, C·班特, V·盧斯韋迪 申請人:戈爾企業(yè)控股股份有限公司