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Title:
PRODUCTION OF NON-PLANAR MEMBRANES FOR ELECTROACOUSTIC CONVERTERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/013187
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for production of non-planar membranes for electroacoustic converters, comprising a core layer of poly(meth)acrylimide foam and at least one outer layer, characterised in that: a) the outer layer and the core layer are laminated using a pressure of <0,3MPa and a temperature of ≥160 °C and then b) the composite obtained is moulded using a cold mould with a temperature of less than 100 °C at a pressure of 0.3 MPa and a temperature of 160 °C and, at the same time, at least that side of the core layer in contact with the outer layer is compressed. Said membranes thus produced have excellent rigidity and in particular the cover layers have a high peeling resistance.

Inventors:
GREB HORST (US)
GEDULDIG ROLAND (DE)
DEITRICH MICHAEL (DE)
JAHN TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/007603
Publication Date:
February 13, 2003
Filing Date:
July 09, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ROEHM GMBH (DE)
GREB HORST (US)
GEDULDIG ROLAND (DE)
DEITRICH MICHAEL (DE)
JAHN TORSTEN (DE)
International Classes:
H04R7/12; H04R31/00; H04R7/02; (IPC1-7): H04R7/12; H04R31/00
Foreign References:
US5330695A1994-07-19
US4517416A1985-05-14
US4140203A1979-02-20
DE19925787C12000-12-21
Attorney, Agent or Firm:
RÖHM GMBH & CO. KG (Patent Kirschenallee, Darmstadt, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer nichtflachen Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass a) man die Deckschicht mit der Kernschicht unter Anwendung eines Druckes von < 0,3 MPa und einer Temperatur 2 160 °C laminiert und anschließend b) den erhaltenen Verbund bei einem Druck 2 0,3 MPa und einer Temperatur > 160 °C unter Verwendung einer kalten Form, die eine Temperatur kleiner 100°C aufweist, umformt und zugleich mindestens die mit der Deckschicht in Kontakt befindliche Seite der Kernschicht verdichtet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Laminierung mindestens die mit der Deckschicht in Kontakt befindliche Seite der Kernschicht auf eine Temperatur im Bereich von 165 bis 230 °C, insbesondere im Bereich von 180 bis 195 °C erwärmt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Umformung eine Temperatur im Bereich von 175200°C, vorzugsweise im Bereich von 180200°C, insbesondere im Bereich von 180 bis 195°C, einstellt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Umformung einen Druck im Bereich von 1 bis 16 MPa einsetzt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kernschicht auf eine Dicke kleiner als 90%, bezogen auf die ursprüngliche Dicke, verdichtet.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Kernschicht einsetzt, die aus Poly (meth) acrylimidschaum besteht.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als Deckschicht ein flächiges Gebilde einsetzt, das ein thermoplastisch verarbeitbares Polymer enthält, welches bei einer Temperatur 2 160°C, vorzugsweise 175200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180200°C, insbesondere im Bereich von 180195°C, umformbar ist.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als Deckschicht ein flächiges Halbzeug einsetzt, welches Polyamid12 enthält.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man zwei Deckschichten einsetzt, um eine Sandwichstruktur zu erhalten.
10. Nichtflache Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht ein flächiges Gebilde ist, das ein thermoplastisch verarbeitbares Polymer enthält, welches bei einer Temperatur 2 160°C, vorzugsweise 175200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180200°C, insbesondere im Bereich von 180195°C, umformbar ist.
11. Nichtflache Membran nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schälfestigkeit > 10 N/mm, das Elastizitätsmodul 2 50 MPa und die Biegefestigkeit 2 2 MPa ist.
12. Nichtflache Membran nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran zwei Deckschichten aufweist.
13. Nichtflache Membran nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine konische, vorzugsweise eine konisch abgestumpfte, Form aufweist.
14. Verwendung einer nichtflachen Membran nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13 als elektroakustischen Wandler, vorzugsweise als LautsprecherMembran.
Description:
Herstellung nicht-flacher Membranen für elektroakustische Wandler Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von nicht-flachen Membranen für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweisen, sowie Membranen für elektroakustische Wandler.

Elektroakustische Wandler oder Lautsprecher sind Vorrichtungen, die in der Lage sind elektrische Wechselströme im Tonfrequenzbereich in hörbaren Schall umzuwandeln. Diese Vorrichtungen sind in der Fachwelt weithin bekannt und beispielsweise in der US-PS 4,928, 312, der DE-OS 30 36 876 und DE-OS 22 25 710 beschrieben.

Zur Herstellung dieser Lautsprecher werden Membranen benötigt, die zahlreichen Bedingungen genügen müssen. So sollte das Gewicht der Membran möglichst gering sein, andererseits muss deren Festigkeit relativ hohen Anforderungen genügen, damit sich die Membranen auch bei hohen Frequenzen wie vollkommen steife Kolben verhalten.

So beschreibt beispielsweise die EP-A-0 087 177 eine Membran, die eine Schicht aus Poly (meth) acrylimidschaum aufweist. In dieser Schrift wird ausgeführt, dass die Poly (meth) acrylimid aufweisende Schicht mit einer Deckschicht versehen werden kann. Diese Deckschicht wird bei Raumtemperatur durch Klebstoff aufgebracht, um zu gewährleisten, dass die Dichte der Kernschicht möglichst gering bleibt. Gemäß EP-A-0 087 277 sollte der Quotient aus Dichte und Elastizitätsmodul möglichst gering sein, da dieser Faktor ein Maß für die Qualität der Membran ist.

Das Versehen von Lautsprechermembranen mit Deckschichten kann viele Gründe haben. Hierzu gehören u. a. eine Erhöhung der Festigkeit der Membran, andererseits können auch ästhetische Gründe ausschlaggebend sein. Das in EP-A- 0 087 177 vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von Membranen für akustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht umfassen, ist jedoch aufwendig, da es ein Zweistufenverfahren ist. Des weiteren ist es nur für Deckschichten geeignet, die eine faserartige Struktur besitzen, da nur durch diese ein Verflüchtigen von Lösungsmittel aus dem Verbund von Kernschicht und Deckschicht gewährleistet ist.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass sich die Dekorfolien bei Dauergebrauch leicht von der Kernschicht lösen können, falls diese auf eine besonders glatte Poly (meth) acrylimidschicht aufgebracht werden. Hierbei ist zu bedenken, dass die Membran zwar als steifer Kolben ausgebildet werden sollte, dieses Ziel jedoch nur unvollkommen erreicht werden kann und Schwingungen und Verwindungen innerhalb der Membran unvermeidlich sind. Diese Schwingungen können dazu führen, dass es über einen größeren Zeitraum zu Ablösungen kommt.

Einen ersten Ansatz zur Lösung dieser Probleme offenbart die Druckschrift DE 199 25 787. Sie beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht, wie beispielsweise Folien, die Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polymethyl (meth) acrylat und/oder Metall, wie beispielsweise Aluminium, enthalten, Matten oder Bahnen, die Glasfasern, Kohlefasern und/oder Aramidfasern umfassen, aufweist, wobei man die Deckschicht mit der Kernschicht unter Anwendung eines Druckes von 2 0,4 MPa und einer Temperatur 2 160 °C laminiert, zugleich mindestens die mit der Deckschicht in Kontakt befindliche Seite der Kernschicht verdichtet und anschließend den erhaltenen Verbund auf eine Temperatur unterhalb von 80 °C abkühlt, bevor man den Druck auf Umgebungsdruck erniedrigt. Das Verfahren ist als Einschrittverfahren durchführbar. Die auf diese Weise hergestellten Membranen zeigen eine hervorragende Festigkeit, wobei insbesondere die Deckschichten eine sehr hohe Schälfestigkeit aufweisen.

Jedoch ist das in DE 199 25 787 beschriebene Verfahren zur Herstellung nicht- flacher Membranen nur bedingt geeignet, da die erzielbaren Zykluszeiten, die sich aufgrund der notwendigen Zeit zum Verpressen der Kernschicht mit der Deckschicht zwangsläufig ergeben, mit 45 bis 60 Minuten viel zu hoch und daher ökonomisch nicht sinnvoll wären.

In Anbetracht des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung von nicht-flachen Membranen für elektroakustische Wandler zur Verfügung zu stellen, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht umfassen. Dabei sollten die Verfahren auf einfache Art und Weise durchführbar sein und möglichst kurze Zykluszeiten erlauben.

Des weiteren lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, nicht-flache Membranen für elektroakustische Wandler zu schaffen, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht umfassen, bei denen die oben genannten Ablöseprobleme der Deckschicht reduziert oder eliminiert werden.

Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein Verfahren zur Herstellung einer nicht-flachen Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweist, mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Der unabhängige Anspruch der Produktkategorie schützt die erfindungsgemäße nicht-flache Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweist. Zweckmäßige Abwandlungen der nicht-flachen Membran werden in den auf den unabhängigen Produktanspruch rückbezogenen Unteransprüchen beschrieben. Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Verwendung der nicht-flachen Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweist, wird in dem Verwendungsanspruch angegeben.

Dadurch, dass man zur Herstellung einer nicht-flachen Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweist, a) die Deckschicht mit der Kernschicht unter Anwendung eines Druckes von < 0,3 MPa und einer Temperatur > 160 °C laminiert und anschließend b) den erhaltenen Verbund bei einem Druck 0,3 MPa und einer Temperatur >160 °C unter Verwendung einer kalten Form, die eine Temperatur kleiner 100°C aufweist, umformt und zugleich mindestens die mit der Deckschicht in Kontakt befindliche Seite der Kernschicht verdichtet, gelingt es auf nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise, ein Verfahren zur Herstellung einer nicht-flachen Membran für elektroakustische Wandler, die eine Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht und mindestens eine Deckschicht aufweist, zugänglich zu machen, welches auf einfache Art und Weise durchführbar ist. Insbesondere erlaubt es die Herstellung der nicht-flachen Membranen mit deutlich kürzeren Zykluszeiten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden unter anderem insbesondere die folgende Vorteile erzielt : Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Deckschicht besonders fest auf die Kernschicht aufgebracht, so dass sie sich auch nach längerem Gebrauch nicht von der Kernschicht löst.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch Deckschichten eingesetzt werden, die keine faserartige Struktur aufweisen.

Ober den Verdichtungsgrad der Kernschicht in Verbindung mit der Wahl der Deckschicht lässt sich eine gewünschte Festigkeit des Bauteils über einen weiteren Bereich einstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung nicht-flacher Membranen für elektroakustische Wandler. Dabei sind die Membranen vorzugsweise gewölbt und zweckmäßigerweise in Form eines Hohlkörpers ausgebildet.

Erfindungsgemäß hat sich das Verfahren zur Herstellung konischer Membranen, insbesondere konisch abgestumpfter Membranen ganz besonders bewährt.

Zur Herstellung der nicht-flachen Membranen, wird zunächst die Deckschicht mit der Kernschicht bei einer Temperatur > 160 °C, vorzugsweise in einem Bereich von 165-230 °C, insbesondere im Bereich von 180-195 °C, laminiert. Dabei erfolgt das Laminieren vorzugsweise durch leichtes Zusammenpressen des Verbundes, wobei der angelegte Druck jedoch kleiner 0,3 MPa sein soll.

Zweckmäßigerweise beträgt der angelegte Druck 0,05 bis 0,25 MPa. Die Dauer des Laminierschrittes wird u. a. von den Aushärtebedingungen des Klebstoffes bestimmt. Sie beträgt vorzugsweise 0, 01 bis 10 Minuten, insbesondere 0,1 bis 5 Minuten.

Nach dem Laminieren wird der erhaltene Verbund bei einem Druck 2 0,3 MPa, vorzugsweise im Bereich von 1-16 MPa, und einer Temperatur 2 160 °C, vorzugsweise im Bereich von 175-200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180-195°C, unter Verwendung einer kalten Form, die eine Temperatur kleiner 100°C, aufweist, umgeformt und zugleich mindestens die mit der Deckschicht in Kontakt befindliche Seite der Kernschicht verdichtet. Dies kann im allgemeinen durch sogenannte Warmformverfahren erreicht werden, welches beispielsweise in Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 19. Auflage, herausgegeben von W. Beitz und K.-H. Grote, Springer 1997, E77 beschrieben wird. Beim Warmfonnen wird das thermoplastische Halbzeug (Verbund aus a)) rasch und gleichmäßig auf die Temperatur optimalen thermoelastischen Verhaltens aufgeheizt und mittels Vakuum, Druckluft bzw. mechanischer Kräfte umgeformt und durch Abkühlung fixiert.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als ganz besonders zweckmäßig erwiesen, den laminierten Verbund aus a) zwischen ein Positiv und ein Negativ einzuführen und dann durch Zusammendrücken des Werkzeugs in die gewünschte Form zu bringen. Vorzugsweise werden bei dem Pressvorgang gegebenenfalls gekühlte Abstandshalter, sogenannte Anschläge verwendet. Diese erleichtern die Einstellung eines erwünschten Verdichtungsgrades der Kernschicht, ohne dass hierdurch eine Beschränkung der Erfindung erfolgen soll.

Um nach Öffnen der Presse ein Rückformen der verdichteten Zellen in ihre Ursprungsform zu verhindern, werden erfindungsgemäß im Teilschritt b) auf kleiner 100°C gekühlte Formen eingesetzt. Auf diese Weise werden die Zykluszeiten des Verfahrens erheblich verkürzt, weil der hergestellte Verbund direkt aus der Presse entnommen werden kann, ohne dass diese zuvor auf eine Temperatur < 100 °C abgekühlt werden muss. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden unter Verwendung gekühlter Formen erzielt, die eine Temperatur kleiner 90°C, vorzugsweise kleiner 80°C, insbesondere kleiner 70°C, aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Membran weisen zwei Deckschichten auf, die mit der Kernschicht eine Sandwichstruktur bilden. Die Herstellung einer solchen Membran wird nun anhand der folgenden Figuren dargestellt.

Es zeigen : Fig. 1 : Einlegen der Deckschichten und der Kernschicht in eine erste Presse, Fig. 2 : Aufwärmen auf Laminierungstemperatur und Schließen auf Kontakt Fig. 3 : Einbringen des laminierten Verbunds in eine zweite Presse mit Positiv und Negativ Fig. 4 : Schließen der zweiten Presse bei Verdichtungstemperatur.

Schematisch zeigen die Figuren Fig. 1 bis 4 die Herstellung der erfindungsgemäßen Membran. Zunächst wird die Poly (meth) acrylimidschaum aufweisende Kernschicht (2) zusammen mit den beidseitig aufgelegten Deckschichten (3) in eine erste Presse eingelegt, die heiz-und kühlbare Platten (1) aufweist. Dieser Vorgang kann bei einer Temperatur kleiner 80 °C geschehen.

Anschließend wird die Presse auf Kontakt gefahren, was in Fig. 2 dargestellt ist.

Hierbei wird die Temperatur der Presse auf Laminierungstemperatur erhöht. Die Laminierungstemperatur beträgt mindestens 160 °C, sie liegt vorzugsweise in einem Bereich von 165-230 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180- 195 °C. Falls die Temperatur kleiner als 160 °C ist, kann es zu Schädigungen der Porenstruktur des Poly (meth) acrylimid-Hartschaumes kommen.

Der hierfür angewendete Druck ist kleiner 0,3 MPa, vorzugsweise 0,01 bis <0,3 MPa, insbesondere 0,05 bis 0,25 MPa.

Nach einer ersten Verweilzeit tl, vorzugsweise 0, 01 bis 10 Minuten wird bei einer Temperatur > 160°C, vorzugsweise im Bereich von 175-200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180 bis 195°C, der laminierte Verbund in eine zweite Presse eingebracht, die ein auf kleiner 100°C, vorzugsweise auf kleiner 90°C, zweckmäßigerweise kleiner 80°C, insbesondere kleiner 70°C, gekühltes Positiv (Form, 4) und ein auf kleiner 100°C, vorzugsweise auf kleiner 90°C, zweckmäßigerweise kleiner 80°C, insbesondere kleiner 70°C, gekühltes Negativ (Gegenform, 5) aufweist (s. Fig. 3). Die Presse wird auf die gegebenenfalls ebenfalls gekühlten Anschläge (6) zugefahren, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Hierbei wird die Kernschicht auf den vorgesehenen Verdichtungsgrad verdichtet. Dies ist mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet.

Der hierfür benötigte Druck beträgt im allgemeinen mindestens 0,3 MPa. Es kann aber auch ein höherer Druck gewählt werden, vorzugsweise liegt er im Bereich von 1 bis 16 MPa. Die Verweilzeit in der zweiten Presse ist im allgemeinen sehr kurz. Sie beträgt vorzugsweise 5 bis 300 Sekunden, insbesondere 10 bis 30 Sekunden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Kernschicht vorzugsweise auf eine Dicke kleiner als 90%, vorzugsweise kleiner als 80% bezogen auf die ursprüngliche Dicke, verdichtet. Falls die Verdichtung kleiner ist, haftet in vielen Fällen die Laminierung ohne die Verwendung von besonderen Klebstoffen nicht genügend. Verdichten bedeutet, dass die Poren der Kernschicht verkleinert werden. Hierdurch wird die Festigkeit der Membran wesentlich erhöht, ohne dass hierdurch ihre Eignung für den Einsatz als elektroakustischer Wandler wesentlich beeinträchtigt werden wird.

Die für das Verfahren der Erfindung relevanten Kernschichten weisen Poly (meth) acrylimidschaum auf. Die Schreibweise (Meth) acryl umfasst Methacryl, Acryl sowie Mischungen aus beiden.

Poly (meth) acrylimidschäume für Kernschichten von Membranen enthalten wiederkehrende Einheiten, die durch Formel (I) darstellbar sind, worin Rl und R gleich oder verschieden Wasserstoff oder eine Methylgruppe und R3 Wasserstoff oder einen Alkyl-oder Arylrest mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen, wobei Wasserstoff bevorzugt ist, darstellen.

Vorzugsweise bilden Einheiten der Struktur (I) mehr als 30 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 50 Gew. -% und ganz besonders bevorzugt mehr als 80 Gew.-% des Poly (meth) acrylimidschaums.

Die Herstellung von erfindungsgemäß einsetzbaren Poly (meth) acrylimid- Hartschaumstoffen ist bekannt und beispielsweise in GB-PS 1 078 425 und 1 045 229, der DE-PS 1 817 156 (= US-PS 3 627 711) oder der DE-PS 27 26 259 (= US- PS 4 139 685) offenbart.

So können sich die Einheiten der Strukturformel (I) unter anderem beim Erhitzen auf 150 bis 250 °C aus benachbarten Einheiten der (Meth) acrylsäure und des (Meth) acrylnitrils durch eine cyclisierende Isomerisierungsreaktion bilden (vgl.

DE-C 18 17 156, DE-C 27 26 259, EP-B 146 892). Üblicherweise wird zunächst ein Vorprodukt durch Polymerisation der Monomeren in Gegenwart eines Radikalinitiators bei niedrigen Temperaturen, z. B. 30 bis 60 °C mit Nacherhitzung auf 60 bis 120 °C erzeugt, das dann durch Erhitzen auf ca. 180 bis 250 °C durch ein enthaltenes Treibmittel aufgeschäumt wird (siehe EP-B 356 714).

Hierzu kann beispielsweise zunächst ein Copolymerisat gebildet werden, welches (Meth) acrylsäure und (Meth) acrylnitril vorzugsweise in einem Molverhältnis zwischen 2 : 3 und 3 : 2 aufweist.

Darüber hinaus können diese Copolymerisate weitere Comonomere, wie beispielsweise Ester der Acryl-oder Methacrylsäure, insbesondere mit niedrigen Alkoholen mit 1-4 C-Atomen, Styrol, Maleinsäure oder deren Anhydrid, Itakonsäure oder deren Anhydrid, Vinylpyrrolidon, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid verwendet werden. Der Anteil der Comonomeren, die sich nicht oder nur sehr schwer cyclisieren lassen, soll 30 Gew. -%, vorzugsweise 10 Gew.-% nicht übersteigen.

Als weitere Monomere können in ebenfalls bekannter Weise geringe Mengen an Vernetzern, wie z. B. Allylacrylat, Allylmethacrylat, Ethylenglykoldiacrylat oder- dimethacrylat oder mehrwertige Metallsalze der Acryl-oder Methacrylsäure, wie Magnesium-Methacrylat vorteilhaft verwendet werden. Die Mengenanteile können z. B. 0,005 bis 5 Gew. -% betragen.

Des weiteren können die Vorprodukte übliche Zusatzstoffe enthalten. Hierzu gehören unter anderem Antistatika, Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Fließverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphite oder Phosphonate, Pigmente, Verwitterrungsschutzmittel und Weichmacher.

Als Polymerisationsinitiatoren werden die an sich für die Polymerisation von Methacrylaten üblichen verwandt, beispielsweise Azoverbindungen, wie Azodiisobutyronitril, sowie Peroxide, wie Dibenzoylperoxid oder Dilauroylperoxid, oder auch andere Peroxidverbindungen, wie beispielsweise t-Butylperoctanoat oder Perketale, wie auch gegebenenfalls Redoxinitiatoren (vgl. hierzu beispielsweise H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, Acryl-und Methacrylverbindungen, Springer, Heidelberg, 1967 oder Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, Seiten 286 ff, John Wiley & Sons, New York, 1978). Bevorzugt werden die Polymerisationsinitiatoren in Mengen von 0,01 bis 0,3 Gew.-% bezogen auf die Ausgangsstoffe eingesetzt. Günstig kann es auch sein, Polymerisationsinitiatoren mit unterschiedlichen Zerfallseigenschaften bezüglich Zeit und Temperatur zu kombinieren. Gut geeignet ist z. B. die gleichzeitige Verwendung von tert-Butylperpivalat, tert- Butylperbenzoat und tert-Butylper-2-ethylhexanoat.

Zum Aufschäumen des Copolymerisats während der Umwandlung in ein imidgruppenhaltiges Polymer dienen in bekannter Weise Treibmittel, die bei 150 bis 250 °C durch Zersetzung oder Verdampfung eine Gasphase bilden. Treibmittel mit Amidstruktur, wie Harnstoff, Monomethyl-oder N, N'-Dimethylharnstoff, Formamid oder Monomethylformamid, setzen beim Zerfall Ammoniak oder Amine frei, die zur zusätzlichen Bildung von Imidgruppen beitragen können. Es können jedoch auch stickstofffreie Treibmittel wie Ameisensäure, Wasser oder einwertige aliphatische Alkohole mit 3 bis 8 C-Atomen, wie Propanol, Butanol, Isobutanol, Pentanole oder Hexanol, verwendet werden. Treibmittel werden im <BR> <BR> Reaktionsansatz üblicherweise in Mengen von ca. 0,5 bis 8 Gew. -% bezogen auf die eingesetzten Monomeren verwendet.

Ein ganz besonders bevorzugter einsetzbarer Polymethacrylimid-Schaumstoff kann beispielsweise durch folgende Schritte erhalten werden : 1. Herstellen einer Polymerisatplatte durch radikalische Polymerisation in Gegenwart von einem oder mehreren Initiatoren sowie ggf. weiteren üblichen Zusatzstoffen, die beispielhaft zuvor aufgeführt wurden, hergestellt wird, bestehend aus (a) einer Monomermischung aus 40-60 Gew.-% Methacrylnitril, 60-40 Gew.-% Methacrylsäure und gegebenenfalls bis 20 Gew. -%, bezogen auf die Summe von Methacrylsäure und Methacrylnitril, weiteren monofunktionellen, vinylisch ungesättigten Monomeren (b) 0,5-8 Gew.-% eines Treibmittelgemisches aus Formamid oder Monomethylformamid und einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit 3 - 8 Kohlenstoffatomen im Molekül (c) einem Vernetzersystem, welches besteht aus (c. 1) 0,005-5 Gew. -% einer radikalisch polymerisierbaren vinylisch ungesättigten Verbindung mit mindestens 2 Doppelbindungen im Molekül und (c. 2) 1-5 Gew.-% Magnesiumoxid gelöst in der Monomermischung 2. Aufschäumen der Platte bei Temperaturen von 200 bis 260 °C zur Polymethacrylimid-Platte und einer anschließenden 3. Wärmebehandeln in zwei Schritten wobei der erste Schritt aus 2-6 Stunden bei 100-130 °C und der zweite Schritt aus 32-64 Stunden bei 180-220 °C besteht.

Polymethacrylimide mit hoher Wärmeformbeständigkeit können des weiteren durch Umsetzung von Polymethylmethacrylat oder dessen Copolymeren mit primären Aminen erhalten werden, die ebenfalls erfindungsgemäß einsetzbar sind.

Stellvertretend für die Vielzahl an Beispielen für diese polymeranaloge Imidisierung seien genannt : US 4 246 374, EP 216 505 A2, EP 860 821. Hohe Wärmeformbeständigkeit lässt sich hierbei entweder durch Einsatz von Arylaminen (JP 05222119 A2) oder durch die Verwendung von speziellen Comonomeren erreichen (EP 561 230 A2, EP 577 002 A1). All diese Reaktionen ergeben jedoch keine Schäume, sondern feste Polymere, die zum Erhalt eines Schaumes in einem separaten zweiten Schritt aufgeschäumt werden müssen. Auch hierfür sind in der Fachwelt Techniken bekannt.

Poly (meth) acrylimid-Hartschaumstoffe können auch kommerziell erhalten werden, wie beispielsweise Rohacell von Röhm GmbH, das in verschiedenen Dichten und Größen lieferbar ist.

Die Dichte des Poly (meth) acrylimidschaumes liegt vor der Verdichtung bevorzugt im Bereich von 20 kg/m3 bis 180 kg/m3, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 110 kg/m3.

Die Kernschicht kann zusätzlich weitere Schichten aufweisen. Vor der Verdichtung liegt die Dicke der Kernschicht im Bereich von 0,8 bis 100 mm, insbesondere im Bereich von 1 bis 15 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 8 mm.

Als Deckschicht kann jedes bekannte flächige Gebilde eingesetzt werden, das bei den zur Herstellung der Membran notwendigen Verarbeitungsparametern, wie Druck und Temperatur, stabil und bei einer Temperatur 2 160°C, vorzugsweise 175-200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180-195°C, umformbar ist. Dabei bezeichnet der Begriff "umformbares flächiges Gebilde"im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch mechanische Kräfte plastisch verformbare flächige Gebilde. In diesem Zusammenhang haben sich insbesondere die flächigen Gebilde als besonders vorteilhaft erwiesen, die bei einer Temperatur 2 160°C, vorzugsweise 175-200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180-195°C, unter Anwendung eines Drucks 2 0,3 MPa, insbesondere im Bereich von 1 bis 16 MPa umformbar, zweckmäßigerweise warmformbar, sind.

Zu den erfindungsgemäß bevorzugten flächigen Gebilden gehören u. a. beispielsweise Folien die bei einer Temperatur 2 160°C, vorzugsweise 175- 200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180-195°C, umformbare Polymere, zweckmäßigerweise umformbare Polyester und Polyamide, insbesondere Polyamide. Die Polymere weisen vorzugsweise eine Glastemperatur kleiner 160°C und eine Schmelztemperatur größer 160°C, vorzugsweise größer 170°C, zweckmäßigerweise größer 180°C, auf. Dabei werden sowohl die Glastemperatur als auch die Schmelztemperatur mittels DSC unter Verwendung einer Heizrate von 20°C/min bestimmt. Auch Mischungen mehrerer Polymere und/oder der Einsatz von Copolymeren ist denkbar. Erfindungsgemäß ganz besonders bewährt haben sich Folien, die Polyamid-12, insbesondere das von Degussa-Huels AG/Creanova Inc. erhältliche (DVestamid L1600 enthalten. Dabei beträgt der Gewichtsanteil des oder der umformbaren Polymere bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, zweckmäßigerweise mindestens 65 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew. -%, insbesondere mindestens 95 Gew.-%.

Bevorzugt können des weiteren Matten oder Bahnen verwendet werden, die Glasfasern, Kohlefasern und/oder Aramidfasern umfassen, sofern diese Bahnen oder Matten bei einer Temperatur > 160°C, vorzugsweise 175-200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180-195°C, umformbar sind. Als Deckschicht können auch Bahnen eingesetzt werden, die eine mehrschichtigen Aufbau aufweisen. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden mit härtbaren Kunststoffen vorimprägnierte Bahnen, meist Glasfasermatten oder Glasfilamentgewebe, die durch Warmpressen zu Formteilen oder Halbzeug verarbeitet werden können. Dabei ist der härtbare Kunststoff vorzugsweise ein bei einer Temperatur 2 160°C, vorzugsweise 175-200°C, zweckmäßigerweise im Bereich von 180-200°C, insbesondere im Bereich von 180-195°C, umformbares Polymer, vorzugsweise ein Polyester oder ein Polyamid, insbesondere ein Polyamid. Das Polymer weist vorzugsweise eine Glastemperatur kleiner 160°C und eine Schmelztemperatur größer 160°C, vorzugsweise größer 170°C, zweckmäßigerweise größer 180°C, besonders bevorzugt größer gleich 190°C, insbesondere im Bereich von 190-230°C auf. Dabei werden sowohl die Glastemperatur als auch die Schmelztemperatur mittels DSC unter Verwendung einer Heizrate von 20°C/min bestimmt. Auch Mischungen mehrerer Polymere und/oder der Einsatz von Copolymeren ist denkbar. Erfindungsgemäß ganz besonders bewährt haben sich Halbzeuge, die Polyamid-12, insbesondere das von Degussa-Huels AG/Creanova Inc. erhältliche (E) Vestamid L1600, enthalten. Dabei beträgt der Gewichtsanteil des oder der umformbaren Polymere bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, <BR> <BR> zweckmäßigerweise mindestens 65 Gew. -%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 95 Gew.-%.

Vorzugsweise liegt die Dicke der Deckschicht im Bereich von 0,05 bis 10 mm, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 5 mm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 2 mm.

Zur Verbesserung der Haftung kann auch ein Klebstoff eingesetzt werden. Je nach Material der Deckschicht ist dies jedoch nicht notwendig.

Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Membranen haben ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. So beträgt beispielsweise die Schälfestigkeit gemäß DIN 53295 10 N/mm oder mehr, vorzugsweise mehr als 15 N/mm. Das Elastizitätsmodul gemäß DIN 53 423 ist größer oder gleich 50 MPa, insbesondere größer als 60 MPa.

Des weiteren ist auch die Biegefestigkeit gemäß DIN 53423 mit Werten von 2 MPa oder mehr, insbesondere größer als 2,3 MPa überraschend hoch. Auch die Biegesteifigkeit gemäß DIN 53 293 weist Werte von 8 MPa oder mehr, insbesondere größer als 10 MPa auf.

Mögliche Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen nicht-flachen Membranen sind dem Fachmann unmittelbar offensichtlich. Sie werden vorzugsweise als Membranen für elektroakustische Wandler, insbesondere als Lautsprechermembranen, eingesetzt.




 
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