DE4001059C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Membran für akustische Anwendungszwecke.

Bei einem nach der DE-OS 38 06 755 bekannten Verfahren dieser Art wird ein Graphitpulver und ein chlorhaltiges Harz mittels eines Mischers gemischt und aus dem Gemisch durch Walzen ein Blatt geformt. Dann wird dem Blatt in einer Vakuumformmaschine eine Kuppelform gegeben und diese Kuppelform zu einer Vollkohlenstoffmembran in einer inerten Atmosphäre gebrannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein für die Massenproduktion geeignetes, einfach und rasch durchzuführendes Verfahren anzugeben, das zu Vollkohlenstoffmembranen hoher Schall­ fortpflanzungsgeschwindigkeit führt, die ohne große Beschädigungsgefahr verformt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Bei dem Verfahren bedeutet das Mischen mit einer hohen Scherkraft, daß die Graphitkristalle während des Mischens gebrochen (gespalten) werden, so daß sie eine besonders hohe Affinität zu dem chlorhaltigen Harz und dem triazin­ haltigen Harz erhalten.

Durch die Erfindung wird die genannte Aufgabe gelöst und überdies werden noch folgende Vorteile erzielt:

Das Gemisch ist ohne Schwierigkeiten leicht thermoplastisch verformbar. Beim Brennen bleibt der Rohling der Vollkohlen­ stoffmembran formstabil. Durch das Kalandrieren erhalten die blättchenförmigen Graphitkristalle eine Ausrichtung.

Durch das Ausrichten der Graphitkristalle beim Kalandrieren wird die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit in der Membran erheblich erhöht.

Zum Formen der Folie zu einem Körper mit der Gestalt der herzustellenden Membran kann ein Heißpreßformverfahren, ein Vakuumformverfahren oder ein Blasformverfahren verwendet werden.

Die inerte Atmosphäre beim Brennen kann durch Stickstoff oder Argon gebildet sein. Als Graphitpulver eignen sich ins­ besondere Pulver aus natürlichem blättrigem Graphit, aus Garschaumgraphit oder aus Pyrographit.

Die Erfindung wird im folgenden an Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Nach dem Mischen von 30 Gew.-Teilen chloriertem Vinylchlorid (mittlerer Polymerisationsgrad 680), 30 Gew.-Teilen von Bismaleimidtriazinharz und 22 Gew.-Teilen Diallylphthalat als Plastifi­ zierungsmittel in einem Henschel-Mischer wurden dem erhaltenen Gemisch 40 Gew.-Teile von natürlichem, blättrigem Graphit (mittlere Teilchengröße 7 µm) zugegeben, und es erfolgte nochmals eine Vermischung in einem Henschel-Mischer.

Die so erhaltene Mischung wurde sorgfältig mit Hilfe eines Druckkneters und zwei Walzenmühlen geknetet, so daß die Graphit­ kristalle und das Harzbindemittel eine Dispersion mit einer starken Affinität bildeten und sich ein Flächengebilde ergab, bei dem die Kristallflächen des Graphits in starkem Maße längs der Richtung durch Folienfläche des Flächenmaterials orientiert waren. Nach dem Durchgang des Flächenmaterials durch eine Kalandrierwal­ ze zur Herstellung einer Folie mit einer Dicke von 120 µm wurde die so erhaltene Folie zu einer Haubenform mit einem Durchmesser von 60 mm unter Verwendung einer Vakuumformmaschine geformt.

Durch Erwärmen des so erhaltenen Formkörpers auf bis zu 250°C in einem Luftofen wurde das Plastifizierungsmittel vollständig entfernt und man erhielt ein Zwischen­ produkt, bei dem die Vernetzungsreaktion und die Aushärtungsreaktion abgeschlossen waren.

Dann wurde das Zwischenprodukt in einer Stickstoffgasatmosphäre mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 40°C/h auf bis zu 500°C und mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 100°C/h auf Temperaturen zwischen 500 und 1000°C erwärmt. Auf diese Weise erhielt man eine Vollkohlenstoffmembran.

Die auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltene Membran zeigte keine Verformung und hatte folgende Eigenschaften:

Foliendicke|50 µm
Haubengröße	58 mm im Durchmesser
Dichte	1,70 g/cm³
Elastizitätsmodul	248 GPa
Schallgeschwindigkeit	12 080 m/s
Eigendämpfung	0,045

Beispiel 2

Nach dem Mischen von 30 Gew.-Teilen Vinylchlorid/Vinylacetat- Copolymerharz mittlerer Polymerisationsgrad 800), 20 Gew.-Teilen Melaminphenolharz und 20 Gew.-Teilen Dibutylphthalat als Plastifizierungsmittel in einem Henschel-Mischer zu der erhaltenen Mischung 50 Gew.-Teile Garschaumgraphit (mittlere Teilchengröße 4 µm) zugegeben, und es erfolgte wiederum ein Vermischen in einem Henschel-Mischer.

Durch Verarbeiten mit den gleichen Schritten wie in Beispiel 1 wurde eine Folie einer Dicke von 100 µm erhalten. Die so erhaltene Folie wurde zu einer halbhaubenförmigen Gestalt mit einem Durchmesser von 40 mm unter Verwendung einer Vakuumformmaschine geformt, und anschließend wurde dieselbe Behandlung wie beim Beispiel 1 durchgeführt, um eine Vollkohlenstoffmembrane zu erhalten. Diese zeigte keine Deformation hinsichtlich ihrer Gestalt und hatte die folgenden Eigenschaften:

Foliendicke|30 µm
Haubengröße	38 mm im Durchmesser
Dichte	1,69 g/cm³
Elastizitätsmodul	240 GPa
Schallgeschwindigkeit	11 900 m/s
Eigendämpfung	0,043

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen einer Membran für akustische Anwendungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß ein Graphitpulver, ein chlorhaltiges Harz und ein Monomer oder ein Primärkondensat eines wärmehärtbaren, triazin­ haltigen Harzes in einem Lösungsmittel oder einem Plastifizierungsmittel mittels eines Mischers mit einer hohen Scherkraft gemischt werden, daß aus dem Gemisch eine Bahn geformt wird, zu deren Oberflächen die blattförmigen Graphitkristalle des Graphitpulvers ausgerichtet sind, daß die Bahn durch eine Kalandrier­ walze geleitet wird, die die Bahn in eine Folie gewünschter Dicke umformt, daß aus der Folie ein Körper in Form einer Membran geformt wird, daß dieser Körper zur Austreibung des in ihm enthaltenen Lösungsmittels oder Plastifizierungsmittels und zu seiner Härtung in Heißluft erwärmt wird und daß er dann in einer inerten Atmosphäre zu einer Vollkohlenstoffmembran gebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als chlorhaltiges Harz ein Polyvinylchloridharz, ein chloriertes Vinylchloridharz, ein Polychlorvinylchloridharz, ein Polyvinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharz, ein chloriertes Polyethylen oder ein Polyvinylidenchlorid eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmehärtbares triazinhaltiges Harz ein Melaminharz, ein Melaminharnstoffharz, ein Melaminphenolharz, ein Melaminalkydharz, ein Benzoguanaminharz oder ein Bismaleimidtriazinharz eingesetzt wird.