使用膨胀型PTFE复合材料的振动声学罩制造技术

声学反应性复合材料可以包括由高度原纤化ePTFE微结构形成的膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜，其中弹性体完全浸渍在ePTFE膜中。所述复合材料可以具有在1kHz下低于7dB的声损失、以及至少20PSI的入水压力(WEP)。用于保护声学装置的层状组件可以包括如上所述的声学反应性复合材料以及设置以限定声腔的粘合剂层。声学装置可以包括如上所述声学反应性复合材料或层状组件，其中，声学反应性复合材料或层状组件设置为跨越声学装置变换器附近的声腔。

Vibro acoustic hood using expanded PTFE composite

The acoustic reactive composite can consist of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) membrane formed by highly fibrillated ePTFE microstructure, where elastomers are completely immersed in ePTFE film. The composite material can have sound loss under 1kHz below 7dB, and at least the water entry pressure of 20PSI (WEP). For layered component protection acoustic device can include the acoustic response of composite materials and arranged to define an adhesive layer cavity. The acoustic device can include components, the acoustic response of composite laminated or the acoustic reactive composite or layered component is arranged across the near acoustic device converter cavity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用膨胀型PTFE复合材料的振动声学罩相关申请的交叉引用本专利申请要求2015年6月30日提交的美国临时申请系列号62/186492、名称为“使用膨胀型PTFE复合材料的振动声学罩”的优先权，其公开的全文通过引用全文纳入本文。专利
该公开涉及复合材料膜以及包括复合材料膜的保护罩的领域。背景电子装置(例如，手机，寻呼机，收音机，助听器，头戴式耳机，条形码扫描仪，数码相机等)设计为外壳上具有位于声学变换器(例如钟、扬声器、麦克风、蜂鸣器、扩音器等)上以允许声音传输的小开口。声学保护罩位于开口上以保护变换器免受灰尘和水侵入的损害。已知的声学保护罩包括非多孔膜和微孔膜，例如膨胀型PTFE(ePTFE)。声学保护罩也描述于US6,512,834和US5,828,012。部分该罩可以部件编号：GAW324、GAW325从戈尔及同仁公司(W.L.Gore&Associates,Inc)购得。保护罩可以以两种方式传播声音：第一种是使得声波穿过保护罩，其称为阻抗保护罩(resistiveprotectivecover)，第二种是通过振动以产生声波，其称为声振(vibroacoustic)或反应性保护罩。为了保护变换器的声学性能，声学保护罩必须提供最小的声音衰减，同时提供对于水入侵的高阻力、以及保护免于水或其它液体深度浸润。此外，可能需要具有能够SWB(超宽带)HD(高清晰度)语音呼叫的声学保护罩。使用本公开的膨胀型PTFE复合材料制成的声振保护罩满足以上需要。
技术实现思路
根据某些实施方式，本公开提供了声学反应性复合材料，其具有：ePTFE膜，所述ePTFE膜具有基本上仅有原纤维的微结构；弹性体，所述弹性体完全浸渍在ePTFE膜中以形成复合材料；其中所述复合材料具有在1kHz下低于7dB的声损失，并且所述复合材料具有约20PSI或更大的WEP。优选，复合材料的质量为约1.5g/m2，ePTFE膜的厚度为约3.2微米，ePTFE膜的基质拉伸强度在纵向方向上为约655Mpa，并且在横向方向上为约310MPA，所述复合材料的弹性体重量百分比为约20％至约90％，所述复合材料具有第一侧和第二侧，并且进一步包括在所述第一侧和第二侧中至少一侧上的弹性体层，所述弹性体层约2微米厚，所述ePTFE膜厚度小于约25微米，所述复合材料的共振峰值大于约15KHz。另一方面，本公开提供了具有本文所述声学反应性复合材料的麦克风和扬声器。根据某些其他实施方式，本公开提供层状组件，其包括与粘合剂层结合的声学反应性复合材料，其中层状组件限定了声腔。声学反应性复合材料由具有高度原纤化微结构的ePTFE膜和完全浸渍在ePTFE膜中的弹性体形成。根据某些其它实施方式，本公开提供一种声学装置，其包括与声学装置结合的如上所述声学反应性复合材料，所述声学装置具有变换器和靠近变换器的声腔，其中，声学反应性复合材料层跨越声腔。在某些实施方式中，声学反应性复合材料层同样跨越声学装置外壳中的声道。附图简要说明图1是根据某些实施方式的声学保护罩结构的侧截面图。图2A显示根据某些实施方式的ePTFE复合材料的示例，其具有由弹性体完全浸渍的ePTFE基质。图2B显示根据某些实施方式的ePTFE复合材料的示例，其具有由弹性体完全浸渍的ePTFE基质以及在一侧上基本覆盖复合材料的弹性体涂层。图2C显示根据某些实施方式的ePTFE复合材料的示例，其具有由弹性体完全浸渍的ePTFE以及涂覆复合材料两侧的弹性体涂层。图3以侧横截面图显示了根据某些实施方式的频率响应测试设备的示例。图4A显示了复合材料第一表面的扫描电子显微照片(SEM)，所述复合材料包含弹性体浸渍的ePTFE基材。图4B显示图4A复合材料的第二表面的SEM。图4C示图4A和图4B复合材料的横截面的SEM。图5显示根据某些实施方式的声学响应的示例。图6以显示与声学装置和外壳结合的声学保护罩的侧面示意图，显示了声学装置的示例。虽然本专利技术适用于各种修改和替代形式，但其具体实施方式通过示例的方式呈现在附图中，并将在下文中进行详细描述。但是，其意图并不是将本专利技术限制于所述的特定实施方式。不同的是，本专利技术意图覆盖全部修改形式、等同形式和替代形式。具体实施方式本文所描述的各种实施方式提出了一种声学保护罩、以及制造该声学保护罩的方法，所述声学保护罩能够实现最小的声音衰减和可选的SWBHD语音呼叫，同时提供足够的环境保护，包括防止水渗入。根据某些实施方式的PTFE复合材料包含微孔膨胀型PTFE(ePTFE)膜基质以及完全浸渍在膜基质中的弹性体。复合材料具有第一表面和第二表面，并且弹性体薄层可选地存在于复合材料的第一或第二表面上、或者同时存在于这两个表面上。图1显示根据某些实施方式安装有声学装置102的声学保护罩组件110的组件100的示例。如图所示，声学保护罩组件110包括复合材料112(如结合各种实施例所述的ePTFE复合材料)以及用于将声学保护罩组件固定到例如声学装置102(例如扬声器或接收器)的粘合剂层114(例如，粘合剂环)。声学装置102可以包括粘合剂层114所附着的装置主体106、以及变换器104。复合材料112是声学反应性的，即能够振动以产生声音。例如，用于形成复合材料112和相关制造技术的合适ePTFE膜在美国专利号5,476,589或美国专利号7,306,729中进行描述，这两篇专利的全部内容通过引用并入本文。这些专利的ePTFE膜的高原纤化性质是有利的。亦即，所述膜具有基本上仅在交叉点融合的原纤维的微结构。与常规结点和原纤维ePTFE微结构不同，本文所述的ePTFE膜的高原纤化微结构形成的基本仅由原纤维组成的多孔微结构，即，原纤维不存在节点或微结构基本不含节点。在某些实施方式中，ePTFE膜的厚度小于25微米，优选小于15微米，更优选小于5微米。在某些实施方式中，ePTFE膜的质量小于5g/m2，优选小于3g/m2，更优选小于2.5g/m2，最优选小于1g/m2。在某些实施方式中，ePTFE膜两个正交方向上的基质拉伸强度的乘机大于约1.3x105MPa2。复合材料可以通过将弹性体/溶剂涂料组合物施加到包括由固体聚合物离型膜(releasefilm)所支撑的ePTFE膜的基材上。所获得的复合材料具有完全浸渍在原纤化ePTFE膜基质中的弹性体，其中弹性体基本填充了ePTFE膜基质的孔。虽然一些未填充的空隙可以存在于完全浸渍的复合材料中，但是通常完全浸渍的复合材料膜对于空气是非多孔的。如图2A-2C所示，根据各种实施方式，弹性体层任选地存在于复合材料的一个或两个表面上。例如，如图2A所示，高原纤化ePTFE基质202可以与第一数量的弹性体204a结合以形成完全浸渍的ePTFE/弹性体复合材料112a，其中，弹性体基本包含在复合材料层206中。当进行浸渍时，没有明显的空气流通过复合材料层206。例如，复合材料层206可以具有约10000秒的格利值。在另一示例中，如图2B所示，高原纤化ePTFE基质202可以与第二数量的弹性体204b结合以形成具有复合材料层206和单一弹性体涂层208(其也可以称为过渡涂层(buttercoat))的第二完全浸渍的ePTFE/弹性体复合材料112。弹性体层的厚度小于5微米，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保护声学装置的组件，其包括：包含高原纤化微结构的膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜；以及弹性体，所述弹性体完全浸渍在ePTFE膜中以形成复合材料，其中；所述复合材料具有在1kHz下低于7dB的声损失，并且所述复合材料具有至少20PSI的入水压力(WEP)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 US 62/186,4921.一种用于保护声学装置的组件，其包括：包含高原纤化微结构的膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜；以及弹性体，所述弹性体完全浸渍在ePTFE膜中以形成复合材料，其中；所述复合材料具有在1kHz下低于7dB的声损失，并且所述复合材料具有至少20PSI的入水压力(WEP)。2.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：所述ePTFE膜包括基本上仅有在交叉点融合的原纤维的微结构。3.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：所述复合材料具有至少70PSI的入水压力。4.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：所述复合材料具有在1kHz下低于2dB的声损失。5.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：所述复合材料的共振峰值大于约16kHz。6.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：所述ePTFE膜的单位面积质量为约0.5g/m2至约6.0g/m2。7.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：复合材料是非多孔的。8.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于：弹性体包含至少20重量％的复合材料。9.如前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述ePTFE膜基本没有节点。10.如前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·肯纳里，V·R·比内蒂，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US