DE1154516B - Process for the production of a loudspeaker diaphragm from impregnated textile fabric - Google Patents
Process for the production of a loudspeaker diaphragm from impregnated textile fabricInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Lautsprechermembran, bei dem imprägniertes Textilgewebe in die gewünschte Form gepreßt wird.The invention relates to a method for producing a loudspeaker diaphragm, in which the impregnated Textile fabric is pressed into the desired shape.
Lautsprechermembranen werden im wesentlichen nur aus Papierfasern hergestellt. Das dabei benutzte Verfahren erfordert große Investierungen und Erfahrung. Der Ausschußprozentsatz ist hoch, auch wenn man große Toleranzen in den wichtigsten akustischen Größen zuläßt. Die akustischen Eigenschaften sind nicht ideal, während eine Papiermembran feuchtigkeitsempfindlich, dem Angriff von Insekten und Mikroorganismen ausgesetzt und mechanisch nicht sonderlich fest ist.Loudspeaker cones are essentially made from paper fibers only. That used Procedure requires large investments and experience. The reject percentage is high, too if one allows large tolerances in the most important acoustic parameters. The acoustic properties are not ideal, while a paper cone is sensitive to moisture, attack by insects and Is exposed to microorganisms and not particularly strong mechanically.
Der schallabstrahlende Teil der Membran wird häufig imprägniert mit z. B. Kunstharzen, Lacken od. dgl. zur Verringerung der Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Diese Imprägnierung beeinflußt auch die akustischen Eigenschaften der Membran. Es ist schon vorgeschlagen worden, die Membran nicht aus Zellulosefasern herzustellen, sondern aus einem papierartigen Fließ aus thermoplastischen feuchtigkeitsabweisenden Fasern. Die Herstellung erfolgt dabei im wesentlichen ebenso wie bei Faserstoffmembranen allgemein üblich.The sound radiating part of the membrane is often impregnated with z. B. synthetic resins, paints or the like to reduce moisture sensitivity. This impregnation also affects that acoustic properties of the membrane. It has already been suggested that the membrane should not be made of cellulose fibers but from a paper-like flow of thermoplastic moisture-repellent Fibers. The production takes place essentially in the same way as with fiber membranes common practice.
Es ist weiter vorgeschlagen worden, mit Zelluloselacken imprägniertes Papier oder Gewebe als akustische Membran zu verwenden und dieses in die erwünschte Form zu pressen. Dieser Vorschlag hat jedoch nicht zu einem in der Praxis verwendbaren Produkt zum Ersatz von Papiermembranen geführt, was einerseits der Tatsache zuzuschreiben ist, daß Zelluloselacke der Membran keine genügende Steifigkeit und Elastizität geben können, und andererseits der Tatsache, daß der Unterschied in der Steifigkeit, der zwischen dem schallabstrahlenden Teil und dem Rand für die Befestigung bestehen soll, nicht genügend berücksichtigt ist.It has also been proposed to use cellulose varnish impregnated paper or fabric as acoustic To use membrane and to press this into the desired shape. However, this proposal has did not lead to a product that could be used in practice to replace paper membranes, which is attributable on the one hand to the fact that cellulose lacquers of the membrane do not have sufficient rigidity and elasticity, and on the other hand the fact that the difference in stiffness, which should exist between the sound-emitting part and the edge for the attachment is not sufficient is taken into account.
Ferner ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein mit thermohärtendem Kunststoff imprägniertes Gewebe in die gewünschte Form gepreßt und danach der Kunststoff ausgehärtet wird. Dies erfolgt unter entsprechendem Druck und entsprechender Erhitzung, und zwar derart, daß der Mittelteil der Membran, der die Schallabstrahlung bewirkt, einem höheren Druck und einer höheren Temperatur ausgesetzt wird als der Rand. Dabei würde es kaum zu vermeiden sein, beim Pressen auch den Randteil mit Harz zu benetzen, so daß dieser nicht mehr elastisch genug ist, um eine Membran mit guten akustischen Eigenschaften zu schaffen.Furthermore, a method has been proposed in which a thermosetting plastic impregnated Tissue is pressed into the desired shape and then the plastic is cured. this happens under appropriate pressure and appropriate heating, in such a way that the central part of the membrane, which causes the sound radiation, exposed to a higher pressure and a higher temperature is called the edge. It would hardly be possible to avoid also the edge part when pressing To wet the resin so that it is no longer elastic enough to produce a membrane with good acoustic properties To create properties.
Trotz der Nachteile und Schwierigkeiten desPapier-Verfahren zur HerstellungDespite the disadvantages and difficulties of the paper process for the production
einer Lautsprechermembrana speaker cone
aus imprägniertem Textilgewebemade of impregnated textile fabric
Anmelder:Applicant:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)
Vertreter: Dr.rer.nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr.rer.nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 17. Februar 1960 (Nr. 248 534)Claimed priority:
Netherlands of February 17, 1960 (no.248 534)
Jacobus Johannes Schurink, Eindhoven,
und Bernardus Willebrordus Speekman, VenloJacobus Johannes Schurink, Eindhoven,
and Bernardus Willebrordus Speekman, Venlo
(Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden(Netherlands),
have been named as inventors
oder Pappengußverfahrens wird in der Praxis nur aus Papier ein Produkt erhalten, das für den beabsichtigten Zweck in großem Umfange verwendbar ist.or cardboard molding process, a product is obtained in practice only from paper, which is for the intended purpose Purpose can be used on a large scale.
Der Zweck der Erfindung ist, eine Lautsprechermembran zu schaffen, deren akustische Eigenschaften
wenigstens mit denen der besten Papiermembranen vergleichbar sind.
Nach der Erfindung wird für die Herstellung einer solchen Membran das folgende Verfahren angewendet.
Das Textilgewebe wird mit einem Versteifungsmittel imprägniert, worauf das imprägnierte Textilgewebe
in die gewünschte Form gepreßt und danach mit einem synthetischen, wärmehärtbaren, weichmacherfreien
Lack bedeckt und die Lackschicht gehärtet wird.The purpose of the invention is to create a loudspeaker cone whose acoustic properties are at least comparable to those of the best paper cones.
According to the invention, the following process is used for the production of such a membrane. The textile fabric is impregnated with a stiffening agent, whereupon the impregnated textile fabric is pressed into the desired shape and then covered with a synthetic, thermosetting, plasticizer-free varnish and the varnish layer is hardened.
Unter einem Versteifungsmittel wird in diesem Zusammenhang ein Mittel verstanden, das durch chemische oder physikalische Umsetzung dem Gewebe während oder nach der Formgebung Formfestigkeit gibt.In this context, a stiffening agent is understood to mean an agent that is chemically or physical conversion of the fabric during or after shaping dimensional stability gives.
Als Versteifungsmittel können z. B. wärmehärtende oder thermoplastische Kunststoffe oder Naturprodukte verwendet werden, wie Harnstoff und Phenolharze, Kolophonium, Stärke u. dgl. Unter einem Textilgewebe werden in diesem Zusammenhang auch die durch Tricotbindung erhaltenen Gewebe verstanden.As a stiffening agent, for. B. thermosetting or thermoplastic plastics or natural products such as urea and phenolic resins, rosin, starch and the like can be used under a textile fabric In this context, the fabrics obtained by tricot weave are also understood.
309 688/194309 688/194
3 43 4
Die Gewebe können ζ. B. aus Baumwolle, Natur- Das so erhaltene Material wird darauf unter Form- und Kunstseide, Nylon, Polyesterfaser u. dgl. be- gebung durchgehärtet, z. B. durch Pressen bei erstehen, höhter Temperatur in einer Form, und ergibt eineThe fabrics can ζ. B. made of cotton, natural- The material obtained in this way is then and rayon, nylon, polyester fiber and the like. B. by pressing at purchase, higher temperature in a mold, and results in a
Vorzugsweise soll das Gewicht des Gewebes mit formfeste Membran wie in Fig. 2 gezeigt.Preferably, the weight of the fabric with the dimensionally stable membrane should be as shown in FIG. 2.
Rücksicht auf das endgültige Gewicht der Membran S Die so erhaltene formfeste Membran ist jedoch anConsideration of the final weight of the membrane S However, the dimensionally stable membrane obtained in this way is on
70 g je Quadratmeter nicht übersteigen. sich noch nicht geeignet, um als akustische MembranDo not exceed 70 g per square meter. not yet suitable to be used as an acoustic membrane
Aus akustischen Erwägungen soll z.B. eine kege- verwendet zu werden, besonders weil sie oft nichtFor acoustic reasons, e.g. a kege- should be used, especially because it is often not
lige Membran mit einem Durchmesser der Grund- oder nicht genügend luftdicht ist.Lige membrane with a diameter that is fundamentally or not sufficiently airtight.
fläche von 15 cm und einem Scheitelwinkel von 120° In Fig. 2 ist mit 1 der eigentliche Konus, der diearea of 15 cm and an apex angle of 120 ° In Fig. 2, 1 is the actual cone, which the
mit Lack bedeckt nicht mehr als 3 g wiegen. io Luft in Bewegung setzt, bezeichnet, mit 2 sind Rillencovered with varnish weigh no more than 3 g. io sets air in motion, labeled, with 2 are grooves
Besonders können akustisch gute Membranen er- bezeichnet, die als Gelenk für die bewegte MembranIn particular, acoustically good membranes can be designated as the joint for the moving membrane
halten werden, wenn die Membran mit einem syn- dienen.will hold when the membrane is syn- serve with a.
thetischen, wärmehärtenden, weichmacherfreien Lack Die formfeste Membran wird auf der einen oderThetic, thermosetting, plasticizer-free varnish The dimensionally stable membrane is on one or
bedeckt wird, der bestimmten mechanischen Anfor- auf beiden Seiten durch Tauchen, Spritzen, mittelsis covered, the specific mechanical requirement on both sides by dipping, spraying, means
derungen, die auch sogenannten Wickeldrahtlacken 15 eines Pinsels oder in einer anderen geeigneten Weisechanges, the so-called winding wire enamels 15 of a brush or in another suitable manner
gestellt werden, entspricht. mit einer Lackschicht bedeckt, wobei die Rillen 2are made, corresponds. covered with a layer of varnish, the grooves 2
Wickeldrahtlacke sind Lacke, die zum Bedecken nicht bestrichen werden. Diese Rillen können nach
von metallischen, elektrischen Leitern in Drahtform der Durchhärtung der Lackschicht erwünschtenfalls
bestimmt sind, die für die Wicklung von Spulen für mit einer plastischen Masse, wie sie z. B. bei Papier-Transformatoren,
Motoren u. dgl. verwendet werden. 20 membranen verwendet wird, imprägniert werden.
Diese Lacke sollen gute elektrisch isolierende Eigen- Fig. 3 zeigt einen Schnitt einer fertigen Membran,
schäften aufweisen und außerdem hohen mecha- Die Bezugsziffern 1 und 2 haben die gleiche Bedeunischen
Anforderungen, besonders hinsichtlich Härte tung wie in Fig. 2, mit 3 ist die Lackschicht be-
und Elastizität, entsprechen. zeichnet.Winding wire enamels are enamels that are not coated to cover. These grooves can be determined by metallic, electrical conductors in wire form of the hardening of the lacquer layer if desired, which are used for the winding of coils for with a plastic mass, as z. B. be used in paper transformers, motors and the like. 20 membranes are used, can be impregnated.
These paints should have good electrically insulating properties. Fig. 3 shows a section of a finished membrane, shafts and also have high mechanical The reference numerals 1 and 2 have the same requirements, especially with regard to hardness device as in Fig. 2, with 3 is the Paint layer loading and elasticity, correspond. draws.
Es ist jetzt überraschenderweise gefunden worden, 25 Beisoiel 1
daß Lacke, die den folgenden mechanischen Anfor-It has now been found, surprisingly, 25 Example 1
that paints that meet the following mechanical requirements
derungen entsprechen, zum Lackieren der formfesten Eine kegelige Membran mit guten akustischenrequirements, for painting the dimensionally stable A conical membrane with good acoustic
Membran verwendet werden können und dabei diesen Eigenschaften wurde wie folgt erhalten:Membrane can be used and in doing so these properties were obtained as follows:
Membranen so gute akustische Eigenschaften geben, Ein Baumwollgewebe mit gleicher Kette und SchußA cotton fabric with the same warp and weft gives membranes such good acoustic properties
daß diese Membranen Papiermembranen in jeder 30 und einem Gewicht von 40 g je Quadratmeter wurdethat these membranes were paper membranes in each 30 and a weight of 40 g per square meter
Hinsicht ersetzen können. mit einer Lösung eines Phenolnovolackes und Hexa-Can replace respect. with a solution of a phenol novolac and hexa-
Die genannten mechanischen Anforderungen sind methylentetramin in einem Äthanol-Wasser-GemischThe mechanical requirements mentioned are methylene tetramine in an ethanol-water mixture
insbesondere: imprägniert.in particular: impregnated.
a) Die Härte der Lackschicht auf einem Kupfer- Nach dem Trocknen wurde das imprägnierte Gedraht soll nach DIN 46435 und DIN 46453-13 35 webe in eine Form gebracht und 10 Sekunden bei in trocknem Zustand wenigstens 3 H betragen. 150° C und einem Druck von etwa 2 kg/m2 erhitzt.a) The hardness of the lacquer layer on a copper. After drying, the impregnated wire should be shaped according to DIN 46435 and DIN 46453-13 35 weave and should be at least 3 H for 10 seconds when dry. 150 ° C and a pressure of about 2 kg / m 2 heated.
b) Kupferdrähte mit einem Durchmesser des Quer- Um eine gute Ablösung zu erzielen, empfiehlt es sich, Schnitts von wenigstens 287 μ und mit einer ein Ablösungsmittel zu verwenden oder das impräg-Lackschicht bedeckt sollen wenigstens einmal nierte Gewebe nach dem Trocknen des Novolackes auf einem Dorn mit dem Drahtquerschnitt ge- 4° mit z. B. einem Melaminharz zu bedecken. Die gewickelt werden können, ohne daß eine Beschädi- formte Membran wurde darauf mit einer Lackschicht gung der Lackschicht auftritt (s. DIN 46453-9). bedeckt, und zwar mit einem Wickeldrahtlack, derb) Copper wires with a diameter of the transverse In order to achieve a good separation, it is recommended to Cut of at least 287 μ and with a release agent to use or the impregnation varnish layer should be covered at least once, after the novolak has dried on a mandrel with a wire cross-section of 4 ° with z. B. to cover a melamine resin. The wrapped can be made without damaging the membrane was covered with a layer of varnish the paint layer occurs (see DIN 46453-9). covered with a winding wire enamel that
c) Bei plötzlicher Belastung bis zum Bruch des von der Firma Beck (Hamburg, Deutschland) unter Kupferdrahtes darf eine darauf angeordnete der Marke »Supradurit LK 19« in den Handel ge-Lackschicht keine Haarrisse aufweisen. 45 bracht wird und von dem der Erfinder annimmt, daßc) In the event of sudden loading up to the breakage of the from Beck (Hamburg, Germany) under A layer of lacquer of the brand »Supradurit LK 19« placed on it may be sold on the copper wire show no hairline cracks. 45 is brought and of which the inventor assumes that
Lacke, die Lackschichten ergeben, die den obigen er ein Lack auf der Basis von Polyurethan ist. DieLacquers that give layers of lacquer similar to the above it is a lacquer based on polyurethane. the
Anforderungen entsprechen, können unter anderem gelackte Membran wird darauf 2 bis 5 Minuten bisRequirements can, among other things, lacquered membrane is on it for 2 to 5 minutes
auf der Basis von Ethoxylinharzen, Polyurethan- auf etwa 200° C erhitzt, wobei der Lack durchhärtete,based on ethoxylin resins, polyurethane heated to around 200 ° C, during which the lacquer hardened,
harzen, Polyvinylasetalen, Akrylharzen, Polyestern, Die so erhaltene Membran eignet sich zur Verwen-resins, polyvinylase metals, acrylic resins, polyesters, the membrane obtained in this way is suitable for use
Harnstoff- oder Phenolharzen oder Gemischen von 50 dung in einem Lautsprecher,Urea or phenolic resins or mixtures of 50 in one loudspeaker,
diesen Harzen zusammengesetzt werden. Die Härte des Lackes, gemessen wie unter a) be-are composed of these resins. The hardness of the paint, measured as under a)
Die Lacke können weiter thermoplastische Stoffe, schrieben, beträgt etwa 4 H.
wie Polyamide, aufweisen.The lacquers can further thermoplastic substances, written, is about 4 H.
such as polyamides.
Sie können in Form von Lösungen in flüchtigen Beispiel 2
Lösungsmitteln oder Emulsionen in Wasser verwendet 55They can be in the form of volatile solutions in Example 2
Solvents or emulsions used in water 55
werden. Als Lack diente eine 35gewichtsprozentige Lösungwill. A 35 weight percent solution was used as the paint
Die Erfindung wird jetzt an Hand der Zeichnung aus einem Gemisch von 7 Gewichtsteilen einesThe invention is now based on the drawing from a mixture of 7 parts by weight of a
und der folgenden Beispiele näher erläutert. Aethoxylinharzes, käuflich erhältlich als »Epikootand the following examples. Ethoxylin resin, commercially available as »Epikoot
Fig. 1 ist eine Skizze eines Gewebes, das in den 1007«, einem Produkt der Koninklijke Shell, und1 is a sketch of a fabric used in the 1007 ", a product of Koninklijke Shell, and
Verfahren verwendet werden kann; 60 3 Gewichtsteilen eines Harnstofformaldehydharzes,Method can be used; 60 3 parts by weight of a urea-formaldehyde resin,
Fig. 2 ist ein Schnitt einer geformten Membran; in einem Gemisch von Methylglykolacetat, Toluol undFig. 2 is a section of a molded membrane; in a mixture of methyl glycol acetate, toluene and
Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine Membran wie in Aethylacetat.Fig. 3 is a section through a membrane as in ethyl acetate.
Fig. 2 bedeckt mit einer Lackschicht. Der Lack wurde mittels eines Pinsels auf eine ge-Fig. 2 covered with a layer of lacquer. Using a brush, the paint was applied to a
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Gewebes mit formte Membran, die ebenso wie im Beispiel 1 hergleicher Kette und Schuß. Dieses Gewebe wird z. B. 65 gestellt war, angebracht. Die Lackschicht wurde nach nut einem thermohärtbaren Harz auf der Basis eines dem Aufbringen getrocknet, und darauf wurde die Novolackes, z. B. bestehend aus einem Gemisch eines gelackte Membran in einem Ofen 10 Minuten auf Novolackes und Hexamethylentetramin, imprägniert. 200° C erhitzt.Fig. 1 shows a plan view of a fabric with a molded membrane, which is similar to that in Example 1 Warp and weft. This tissue is z. B. 65 was placed, appropriate. The paint layer was after dried using a thermosetting resin based on an application, and then the Novolack, e.g. B. consisting of a mixture of a lacquered membrane in an oven for 10 minutes Novolack and hexamethylenetetramine, impregnated. 200 ° C heated.
Die so erhaltene Membran hatte gute akustische Eigenschaften.The membrane thus obtained had good acoustic properties.
Die Härte des Lackes, gemessen wie unter a) beschrieben, beträgt etwa 6 H.The hardness of the paint, measured as described under a), is about 6 H.
Ein Lack wurde dadurch zusammengesetzt, daß 10 Gewichtsteile Polyvinylformal und 4 Gewichtsteile eines Kresolformaldehydnovolackes in 86 Gewichtsteilen Xylolkresol 1:1 gelöst wurden. A varnish was composed by adding 10 parts by weight of polyvinyl formal and 4 parts by weight of a cresol-formaldehyde novolack were dissolved in 86 parts by weight of xylene cresol 1: 1.
Der Lack wurde auf eine geformte Membran aufgebracht und getrocknet. Nach Erhitzung auf 180° C während 15 Minuten wurde eine Membran mit sehr guten akustischen Eigenschaften erhalten.The varnish was applied to a molded membrane and dried. After heating to 180 ° C A membrane with very good acoustic properties was obtained in 15 minutes.
Die Härte dieses Lackes beträgt etwa 8 H.The hardness of this varnish is about 8 H.
Die nach den obigen Beispielen hergestellten kegeligen Membranen zeigten alle die folgenden Merkmale: Die Membranen vertragen Angriff durch Insekten und Mikroorganismen und sind wasser- und temperaturbeständig.The conical membranes made according to the above examples all exhibited the following characteristics: The membranes tolerate attack by insects and microorganisms and are water and temperature resistant.
Sogar wenn die Lackschicht mit der Hand mittels eines Pinsels auf die geformte Membran aufgebracht wird, ist die Reproduzierbarkeit in akustischer Hinsicht besonders groß. So wurde bei einer Reihe von hundert kegeligen Membranen eine Reproduzierbarkeit der Resonanzfrequenz von etwa 1 Hz erhalten.Even if the lacquer layer is applied to the molded membrane by hand using a brush the reproducibility is particularly high in acoustic terms. This has been the case with a number of hundred conical membranes obtained a reproducibility of the resonance frequency of about 1 Hz.
Durch die größere mechanische Festigkeit können die nach der Erfindung hergestellten Membranen bis viermal stärker belastet werden als entsprechende Papiermembranen.Due to the greater mechanical strength, the membranes produced according to the invention can up to are four times more stressed than corresponding paper cones.
Die Ausbeute im Mitteltonbereich (800 bis 5000 Hz) ist bei Membranen nach der Erfindung größer als bei entsprechenden Papiermembranen. Der Schalldruck im Mitteltonbereich ist bis zu viermal größer bei Membranen nach der Erfindung als bei Papiennembranen. The yield in the mid-range (800 to 5000 Hz) is greater in membranes according to the invention than in corresponding paper cones. The sound pressure in the midrange is up to four times greater at Membranes according to the invention than paper membranes.
Daher klingt eine kegelige Membran nach der Erfindung sehr naturgetreu, während außerdem bei diesen Membranen die Intermodulierung viel kleiner ist als bei Papiermembranen.Therefore, a conical diaphragm according to the invention sounds very lifelike, while also at The intermodulation of these membranes is much smaller than that of paper membranes.
Claims (5)
Deutsche Patentschriften Nr. 691930, 806 861;
USA.-Patentschriften Nr. 2 302178, 2 408 038, 873 813.Considered publications:
German Patent Nos. 691930, 806 861;
U.S. Patent Nos. 2,302178, 2,408,038, 873,813.
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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- 1961-02-14 DE DEN19608A patent/DE1154516B/en active Pending
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