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Membran mit hoher mechanischer Dämpfung und gleichmäßiger Frequenzkennlinie
für Lautsprecher und Verfahren zur Herstellung derselben Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Membran mit hoher mechanischer Dämpfung und gleichmäßiger
Frequenzkennlinie für Lautsprecher und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher
Lautsprechermembranen. Die Membran ist aus für derartige Zwecke üblichen Papierrohstoffen,
z. B. Sulfit- oder Sulfatzellulose, mit einer Beimischung von Fasern und Füllstoffen
hergestellt und enthält Kunstfasern, z. B. Xanthat-Zellulose, Kunstseide, Zellulosederivate,
wie z. B. Zelluloseester und Zelluloseäther oder Polyamid-, Glas- und ähnliche Fasern,
die durch Mahlen mit dem Papierrohstoff gründlich durchgemischt werden, sowie einen
leichten aktiven Dämpfungsstoff, insbesondere aktiven Ruß, der durch den Papierleimstoff
an den Fasern des Papierrohstoffes festgehalten ist.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Membran mit einer Mischung
eines hochpolymeren Stoffes mit großer innerer Reibung und eines Erweichungsmittels
imprägniert ist, in der das Verhältnis der beiden Komponenten so gewählt ist, daß
das Imprägniermittel sich als Geliermittel verhält. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
Membran wird diese nach ihrem nach dem üblichen papiertechnischen Verfahren durchgeführten
Abgießen und Verpressen mit einer in einer unbrennbaren Flüssigkeit gelösten Mischung
eines hochpolymeren Stoffes mit großer innerer Reibung und eines Erweichungsmittels
unter gleichzeitiger Trocknung in einer geheizten Vorrichtung imprägniert, wobei
das Verhältnis der beiden Komponenten der Mischung so gewählt wird, daß die Imprägnierlösung
als Geliermittel wirkt, und dann die Membran, mit dem Scheitel ihres aktiven Kegelteils
nach oben gewendet, in bekannter Weise abtröpfeln gelassen und schließlich fertiggetrocknet
wird.
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Damit die Imprägnierlösung als Geliermittel wirken kann, muß der Inhalt
von Erweichungsmittel in derselben wesentlich, und zwar etwa dreimal größer sein
als der Inhalt von hochpolymerem Stoff.
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Bei den mit der Herstellung von Lautsprechermembranen zusammenhängenden,
eingehenden Forschungs-und Versuchsarbeiten zeigte sich, daß der angestrebte Endeffekt,
das ist eine wesentliche Steigerung der mechanischen Dämpfung der Membran (Unterdrückung
der subharmonischen Töne und Abgleich des Frequenzganges) auf die Imprägnierung
der Membran, nach dem Verpressen derselben mit einer als Gebermittel wirkenden Mischung
eines hochpolymeren Stoffes mit großer innerer Reibung und eines Erweichungsmittels
zurückzuführenist.
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Es wurde zwar vorgeschlagen, Lautsprechermembranen mit hochmolekularen
Stoffen, wie z. B. Polyvinylchloriden und anderen Vinylderivaten unter Beimischung
von Erweichungsmitteln, zu imprägnieren, aber durch die bekannten Verfahren kann
ein Ergebnis, das mit jenem des erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichbar ist, d.
h. eine wesentliche Steigerung der mechanischen Dämpfung der Membran (Unterdrückung
der subharmonischen Töne und Abgleich des Frequenzganges) nicht erreicht werden,
da in den bekannten Verfahren die Bedingungen, welche ein solches Ergebnis sicherstellen,
nicht erfüllt sind. Der angestrebte Zweck kann nur dann erreicht werden, wenn die
Membran, nach ihrem Verpressen mit einer Mischung eines hochpolymeren Stoffes mit
großer innerer Reibung und eines Erweichungsmittels, unter gleichzeitiger Trocknung
imprägniert wird, wobei das Verhältnis der Komponenten der Imprägniermischung so
gewählt wird, daß diese sich als ein Geliermittel verhält. Diese technologischen
Vorkehrungen sind aber in den bekannten Verfahren nicht getroffen worden, so daß
das erzielte Ergebnis unausweichlich ganz verschieden von dem des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist.
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Der Zweck der dem eigentlichen erfindungsgemäßen Verfahren vorangehenden,
an sich bekannten technologischen Maßnahmen zur Vorbereitung des Papierstoffes,
d. h. die Beimischung von Fasern und Füllstoffen zum üblichen Papierstoff und die
Anwendung von Kunstfasern, die durch Mahlen mit dem Papierstoff gründlich durchgemischt
werden und von einem leichten aktiven Dämpfungsstoff, zweckmäßig aktiven Ruß, der
durch den Papierleimstoff an den Fasern des Papierstoffes festgehalten wird, besteht
darin, daß die erforderlichen physikalischen Eigenschaften des Membranmaterials
auch
in betreif der Elektroakustik erzielt, die Voraussetzungen für die Weiterverarbeitung
der Membran geschaffen und vor allem die Fähigkeit zur Aufnahme von größtmöglichen
Mengen an Imprägnierstoff ausgebildet wird. Von den physikalischen Eigenschaften
sind Festigkeit und eine gewisse Steifigkeit bei verhältnismäßig hoher Dämpfung
sowie gute Filtrierfähigkeit unerläßlich, die beim Abgießen der Membran dadurch
zur Geltung kommt, daß auch bei einem hohen Grad des Mahlens der Zellulose ein differenzierter
Abguß erreicht wird, d. h. der kegelförmige Teil der Membran dicker als der gewellte
Rand derselben ausgeführt werden kann. Hauptbedingung ist allerdings das Erreichen
einer solchen Aufnahmefähigkeit für den Imprägnierstoff, daß bei der Imprägnierung
die Masse der Membran bis zu 30 °/o durch geliertes Dämpfungsmaterial vergrößert
werden kann.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Erhöhung
des komplexen Festigkeitsmoduls, demnach um das Verhältnis der viskosen Komponente
zu derjenigen Komponente, für die das Hooksche Gesetz gilt.
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Ist also der komplexe Elastizitätsmodul durch die Summe der Vektoren
E+ = E' + j coE" gegeben, dann ist die erforderliche Konstante des
Membranmaterials durch den gesuchten Beiwert der inneren Reibung
bestimmt. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieser Beiwert
wesentlich beeinflußt werden, und zwar wird der Beiwert durch Zunahme des Imprägnierstoffanteils
erhöht und durch Abnahme dieses Anteils herabgesetzt.
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Nach dem Abgießen der Membran (in üblicher Weise an einem Sieb) und
nach dem üblichen Verpressen des Membranpapiers wird die Membran unter gleichzeitiger
Trocknung in einer geeigneten geheizten Vorrichtung mit einer Lösung eines hochpolymeren
Stoffes mit großer innerer Reibung in einem unbrennbaren Lösungsmittel imprägniert,
um die innere Dämpfung der Membran zu sichern. Ein geeignetes Erweichungsmittel
wird mit der Imprägnierlösung beigemischt. Zweckmäßig wird erfindungsgemäß eine
Lösung von 25 °/o Polyvinylchloridazetat und 75 °/o Dioktylphthalat in einem chlorierten
Lösungsmittel zur Imprägnierung der Membran verwendet. In dieser Zusammensetzung
wirkt die Lösung als ein Geliermittel in der Masse der Membran.
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Die Membran kann beispielsweise mit einer Vinylpolymerat-, Butadien-
oder Isoprenderivat-, Polythen-, Polyamid-, Zellulosederivat- oder ähnlichen Lösung
imprägniert werden, zu der ein Erweichungsmittel zugesetzt ist. Nach der Imprägnierung
läßt man die Membran dadurch abtröpfeln, daß sie mit der Kegelspitze nach oben auf
eine geeignete Unterlage gestellt wird. Der überflüssige Imprägnierstoff fließt
am Kegel bis zum Rand herab, wodurch vermieden wird, daß der Scheitelteil des Kegels
zu schwer wird. Gleichzeitig wird die Dämpfung des Randes der Membran durch den
herabfließenden, sich unten ansammelnden Imprägnierstoff verstärkt. Die derart hergestellte
Membran wird daran. in üblicher Weise fertiggetrocknet. Dem Imprägnierstoff und
dem Erweichungsmittel kann auch ein Stoff beigefügt werden, der hydrophobe Eigenschaften
erzeugt und ein Insekten- und Pilzvertilgungsmittel ist. Zu diesem Zweck kann die
Membran auch mit einer Silikonverbindung getränkt werden.
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Im Vergleich mit bekannten steifen ungedämpften Membranen besitzt
die erfindungsgemäße Membran in bestimmten Grenzen eine höhere Stabilität (subharmonische
Schwingungen werden vermieden). Die Frequenzkennlinie besitzt einen gleichmäßigen
Verlauf, und die gewellten Stellen schwingen gleichphasig mit dem Kegel. Dabei wird
die Eigenfrequenz der Membran nicht gesteigert, wobei das Papier am Rand dicker
und dadurch auch stabiler sein kann, weil das Material plastischer ist.
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Die erfindungsgemäße Membran ist auch für tropische Witterungsbedingungen
gut geeignet.