DE60003329T2

DE60003329T2 - Trommelstöcke aus flüssigkristallinem polymer

Info

Publication number: DE60003329T2
Application number: DE60003329T
Authority: DE
Inventors: David Joel CITRON; Robert Michael SAMUELS
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: EP1228500B1; WO2001035386A1; CA2384743A1; EP1228500A1; DE60003329D1

Description

Flüssigkristalline Polymere (LCPs) sind nützlich bei Trommelstöcken, wobei der Trommelstock vollständig aus einem LCP hergestellt ist (plus irgendwelche Füllstoffe, Antioxidantien, Verstärkungsstoffe, Pigmentfarbstoffe oder andere Materialien, wie man sie normalerweise in Thermoplasten vorfindet), oder der Trommelstock einen oder mehrere Einsätze aus LCP aufweisen kann.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Trommelstöcke für Schlagzeuger sind traditionsgemäß meistens aus Holz hergestellt worden, gewöhnlich aus einem Hartholz, wie dem amerikanischen Hickoryholz, das gradlinig gemasert ist und gebrauchsfertig geformt wird. Gewöhnlich wird ein Stab des Holzes gedreht, um die gewünschte Gestalt zu erzeugen; das Holz wird geglättet wenn dies notwendig ist und alsdann mit einem Finishprodukt beschichtet. Obwohl Holzstöcke seit vielen Jahren benutzt worden sind und obwohl sie als zufriedenstellend befunden worden sind, haben sie einige Nachteile, so etwa die Neigung entlang der Maserung zu brechen. Daher werden verbesserte Trommelstöcke benötigt.
Man hat für Trommelstöcke an Thermoplaste gedacht, aber die Steifheit und andere Eigenschaften der meisten Thermoplasten sind zu niedrig, um gute Trommelstöcke zu ergeben. Kürzlich [siehe Modern Plastics, Vol. 76, No. 10, S. 41 (Okt. 1999)] ist darüber berichtet worden, dass orientierte Polymere, wie orientiertes Polypropylen, für Trommelstöcke verwendet werden können, aber diese Stöcke sind relativ kostspielig herzustellen, sie erfordern einen Orientierungsschritt oder mehrere Orientierungsschritte, dann ein Drehen (weitgehend wie bei der Herstellung von Trommelstöcken aus Holz), um die endgültige Gestalt zu bilden. Dieser Herstellungsprozess erlaubt es nicht, den Vorteil einiger der Eigenschaften der Thermoplaste in Anspruch zu nehmen, wie eine preiswerte und leichte Formbarkeit. Trommelstöcke, die aus LCPs hergestellt werden oder die LCP Einsatzstoffe enthalten, können leicht durch Schmelzen geformt werden, etwa durch ein Spritzgießverfahren, und sie haben die erforderlichen Eigenschaften für Trommelstöcke ohne eine weitere Verarbeitung zu benötigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Trommelstock, der ein thermotropisches flüssigkristallines Polymer oder mehrere thermotropische flüssigkristalline Polymere umfasst.
Die Erfindung schließt auch eine Ausführung mit ein, bei der ein thermotropisches flüssigkristallines Polymer einen Kern bildet, an dem ein Übergießen mit einem zweiten Polymer vorgenommen wird, welches entweder ein thermoplastisches Polymer oder ein warmaushärtbares Polymer sein kann.
Eine weitere Ausführung kennzeichnet ein thermotropisches flüssigkristallines Polymer, das über einen Kern aus einem isotropen Polymer, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kern, drüber gegossen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Querschnitt eines Trommelstockes in Richtung auf das Ende des Griffes mit einem LCP Kern.
2 zeigt einen Längsquerschnitt eines Trommelstockes mit einem LCP Kern und mit einem teilweisen thermoplastischen Überguss.
EINZELHEITEN DER ERFINDUNG
Der hier beschriebene Trommelstock enthält ein thermotropisches flüssigkristallines Polymer. Unter dem Ausdruck "enthält" ist gemeint, dass der Trommelstock mindestens etwas LCP enthält, und dass er andere Materialien, wie etwa andere Thermoplaste, enthalten kann. Das LCP (oder ein anderes Polymer) kann mit einem oder mit mehreren Füllstoffen, Antioxidantien, Verstärkungsstoffen, Pigmenten, Farbstoffen oder anderen Materialien, die normalerweise in Thermoplasten vorgefunden werden, gemischt werden. Die anderen Ingredienzien (wenn es welche gibt) in dem LCP oder in dem anderen Polymer können verwendet werden, um das Erscheinungsbild (Farbe zum Beispiel) des Trommelstockes oder die physikalischen Eigenschaften zu verändern und/oder sie können auch die akustischen Eigenschaften des Trommelstockes beeinflussen.
Mischungen von LCPs mit anderen Thermoplasten können auch an Stelle eines "reinen" LCP in dem Trommelstock verwendet werden. Wenn eine solche Mischung verwendet wird, zieht man es vor, dass das LCP in einer kontinuierlichen Phase vorliegt.
Unter einem LCP ist ein Polymer gemeint, dass anisotrop ist, wenn es nach dem "TOT Test" getestet worden ist, so wie derselbe in dem US-Patent 4.118.372 beschrieben worden ist. Irgendein thermotropisches LCP kann in diesem Verfahren verwendet werden. Geeignete thermotropische LCPs sind zum Beispiel beschrieben in den US-Patenten 3.991.013, 3.991.014, 4.011.199, 4.048.148, 4.075.262, 4.083.829, 4.118.372, 4.122.070, 4.130.545, 4.153.779, 4.159.365, 4.161.470, 4.169.933, 4.184.996, 4.189.549, 4.219.461, 4.232.143, 4.232.144, 4.245.082, 4.256.624, 4.269.965, 4.272.625, 4.370.466, 4.383.105, 4.447.592, 4.522.974, 4.617.369, 4.664.972, 4.684.712, 4.727.129, 4.727.131, 4.728.714, 4.749.769, 4.762.907, 4.778.927, 4.816.555, 4.849.499, 4.851.496, 4.851.497, 4.857.626, 4.864.013, 4.868.278, 4.882.410, 4.923.947, 4.999.416, 5.015.721, 5.015.722, 5.025.082, 5.086.158, 5.102.935, 5.110.896 und 5.143.956 und in der Europäischen Patentanmeldung 356.226. Nützliche thermotropische LCPs erwecken sich auf Polyester, Poly(ester-amide), Poly(ester-imide) und Polyazomethine. Bevorzugte thermotropische LCPs sind Polyester oder Poly(ester-amide), und man zieht es besonders vor, dass das Polyester oder das Poly(ester-amid) teilweise oder vollständig aromatisch ist.
Wenn der Trommelstock vollständig aus LCP oder aus einer LCP Zusammensetzung (was bedeutet: das LCP plus irgendwelche Füllstoffe, Antioxidantien, Verstärkungsstoffe, Pigmentfarbstoffe oder andere Materialien, die normalerweise in Thermoplasten vorgefunden werden) hergestellt wird, dann kann der Trommelstock einfach durch Schmelzen in irgendeiner gewünschten Form oder Größe aus dem LCP hergestellt werden (siehe zum Beispiel H. Mark, et al., Ed., Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1987, S. 102–139). Zum Beispiel kann der Trommelstock im Spritzgussverfahren gegossen werden. Um einen hohen Grad an Steifigkeit entlang der Länge des Trommelstockes zu erzielen (so wie es in einem Trommelstock aus Holz der Fall ist), zieht man es vor, den Einlauf in die Form an dem einen Ende des Hohlraumes für den Trommelstock anzuordnen, vorzugsweise an dem Ende, an dem sich der Griff für die Hand befindet (nicht das Ende zum Schlagen der Trommel oder eines anderen Instrumentes). In diesem Fall zieht man es vor, dass das LCP einen Füllstoff oder einen Verstärkungszusatzstoff enthält, wie etwa Talk, (hohle) Glaskugeln oder Sägemehl (das letztere kann es möglich machen, dass der Trommelstock wie Holz aussieht). Der Füllstoff oder andere hinzugegebene Ingredienzien können gewählt werden, um das Gewicht des Trommelstockes anzupassen, indem man einen Füll-/Verstärkungszusatzstoff mit einer geeigneten niedrigen oder hohen Dichte wählt. Man zieht es vor, dass der oder die Füllstoffe und andere vorhandene Ingredienzien (aber nicht inbegriffen irgendein Polymer in einem LCP bzw. in einer anderen Polymermischung) etwa 5 bis etwa 40 Prozent des Gewichts von jener Mischung ausmachen.
Das LCP kann auch in der Form eines Kernes oder mehrerer Kerne vorhanden sein (auch Einlegeteile genannt oder umspritzte Einlegeteile) oder als das äußere Material des Trommelstockes. In jedem der beiden Fälle verleiht das LCP dem Trommelstock Steifheit und andere erwünschte Eigenschaften, während die Menge des (oft) relativ teuren LCP zugunsten eines preiswerteren thermoplastischen Stoffes vermindert wird. Wenn das LCP als ein Kern verwendet wird, dann kann es einen Querschnitt (mindestens über den größten Teil der Länge) aufweisen, wie er in 1 gezeigt wird. Der Kern, 1, in der Form von Keilwellen, kann durch Schmelzformen gebildet werden, zum Beispiel durch ein Extrusions- oder durch ein Injektionsspritzgießverfahren, ganz ähnlich wie bei einem Trommelstock, der vollständig aus LCP hergestellt worden ist. Auf den Kern kann dann ein anderer thermoplastischer Stoff, 2, drübergegossen werden. Nützliche Thermoplaste enthalten; Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol;, Polyester wie Poly(ethylenterephthalat) und Poly(butylenterephthalat); Polyamide wie Nylon-6 und Nylon-6,6 und andere Thermoplaste wie Polysulfone, Polyether, Polyurethane. Warmaushärtbare Kunststoffe können ebenso verwendet werden. Nützliche warmausgehärtete Kunststoffe schließen mit ein Epoxydharze, Urethan und Phenolharze. Über den Kern aus LCP kann mit Hilfe irgendeiner gebräuchlichen Technik ein Überguss drübergebracht werden, Techniken die angewandt werden um einen Überguss aus Thermoplasten oder aus warmaushärtbaren Kunststoffen aufzubringen.
Umgekehrt kann ein (nicht-LCP) Thermoplast oder warmaushärtbarer Kunststoff oder irgendein anderes Material für einen Kern verwendet werden, und es wird ein LCP über diesen Kern drüber gegossen, um den Trommelstock zu bilden. Wiederum kann irgendein normales Verfahren angewandt werden. In diesem Prozess zieht man es oft vor, dass das LCP einen relativ niedrigen Schmelzpunkt besitzt, um so den schon bestehenden Kern nicht zu schmelzen oder nicht anderweitig zu beschädigen. Welches Material auch immer für den Kern verwendet wird, der Kern kann mechanisch "versperrt" werden gegenüber dem Drübergießen, indem man in die Kernform geeignete Winkel, Überlappungen oder andere Diskontinuitäten hineinformt, die solch eine mechanische Versperrung verursachen.
Der Trommelstock kann auch so gebaut werden, dass ein Teil der ausgesetzten Oberfläche ein LCP ist oder ein "Kern" aus einer LCP Polymermischung, und ein Teil der Länge des Trommelstockes wird mit einem anderen Polymer übergossen, wie in 2 gezeigt ist. In 2, die ein längsverlaufender Schnitt eines Trommelstockes ist, erstreckt sich der LCP Kern, 3, über die drübergegossene thermoplastische Ummantelung 4 hinaus, und dieser Kern bildet auch die Spitze des Trommelstockes. Der LCP Kern in 2 hat einen Querschnitt der ähnlich ist wie der in der 1 gezeigte Querschnitt, bis zu dem Punkt, wo er unter der thermoplastischen Ummantelung 4 hervortritt. Die LCP Polymere und nicht-LCP Polymere in 2 können auch vertauscht und umgekehrt sein.
So wie einige Trommelstöcke jetzt aus Holz hergestellt werden, kann das schlagende Ende des Trommelstockes, welcher das LCP enthält, mit einem anderen Material überzogen sein, wie etwa mit einem anderen Thermoplast, zum Beispiel ein Polyamid wie Nylon-6 oder Nylon-6,6. Das Schlagende des geformten Trommelstockes kann so konfiguriert sein, dass die hinzugefügte Spitze über dieses Ende hinüberrutschen kann und auf dem Ende durch eine mechanische Vorrichtung (so genannter passender Schnappverschluss) verriegelt werden kann. Der Trommelstock kann an seinem Ende einen daran befestigten Filz tragen oder ein anderes Material, das die Oberfläche darstellt, welche die Trommel tatsächlich schlägt, so wie dies typisch ist mir Membranhämmern (Stäben).
Der LCP Trommelstab kann auch bis zu einem gewissen Grade hohl sein (durch einen Teil oder über die gesamte Länge hindurch, insbesondere an dem Griffabschnitt), um das Gewicht des Trommelstockes anzupassen, um die akustische Antwort anzupassen und/oder um die Menge des verwendeten, relativ teuren LCPs zu vermindern. Alternativ kann der LCP Trommelstock aus den gleichen Gründen teilweise oder vollständig ausgeschäumt sein, um einen starren Schaumstoff zu bilden. Da LCPs ihre Steifheit in Schaumstoffen beibehalten, ist die Steifigkeit des Stabes nicht stark beeinträchtigt.
Anders als gedrehte Trommelstöcke, wie die meisten Trommelstöcke aus Holz und die Trommelstöcke aus einem orientierten Polymer, braucht der Querschnitt der gegossenen LCP Trommelstöcke nicht kreisförmig zu sein, und es können leicht mit Konturen und/oder Kurven versehene Trommelstöcke, die leichter oder weniger ermüdend zu greifen sind, geformt werden. Solche Trommelstöcke können dem herkömmlichen klassischen Trommelstock ergonomisch überlegen sein und/- oder der Querschnitt kann verändert werden, um das Gleichgewicht des Trommelstockes zu ändern. Für einen Trommelstock, wie er in 2 gezeigt ist, kann die äußere Schicht auch ein thermoplastisches oder ein warmaushärtbares Elastomer sein, vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer. Die Verwendung einer äußeren Schicht aus einem Elastomer kann dem Trommelstock erlauben, von dem Schlagzeuger mit weniger Ermüdung eingesetzt zu werden, und/oder die akustischen Eigenschaften des Trommelstockes zu verändern. Ein nützliches thermoplastisches Elastomer ist ein Blockcopolymer, das Polyestersegmente und Polyestersegmente enthält, so wie man es unter dem Handelsnamen Hytrel^® von DuPont Co., Wilmington, DE, USA erhalten kann. Trommelstöcke, die LCP enthalten, sind langlebig und ihre akustischen Eigenschaften können manchmal angepasst werden.

Claims

Trommelstock, der ein thermotropisches, flüssigkristallines Polymer oder mehrere thermotropische, flüssigkristalline Polymere enthält.
Trommelstock gemäss Anspruch 1, wobei das einzige Polymer in dem Trommelstock das besagte thermotropische, flüssigkristalline Polymer ist oder ein Gemisch aus Polymeren, welches das besagte thermotropische, flüssigkristalline Polymer enthält.
Trommelstock gemäss Anspruch 2, wobei das einzige Polymer in dem Trommelstock das besagte thermotropische, flüssigkristalline Polymer ist.
Trommelstock gemäss Anspruch 1, in welchem das thermotropische, flüssigkristalline Polymer einen Kern bildet, über den ein zweites Polymer drüber geformt ist.
Trommelstock gemäss Anspruch 4, bei dem das zweite Polymer ein thermoplastisches Polymer ist.
Trommelstock gemäss Anspruch 4, bei dem das zweite Polymer ein in der Wärme ausgehärtetes Polymer ist.
Trommelstock gemäss Anspruch 1, bei dem das thermotropische, flüssigkristalline Polymer über einen isotropen Polymerkern drüber geformt ist.
Trommelstock gemäss Anspruch 7, bei dem der Kern aus einem thermoplastischen Material besteht.
Trommelstock gemäss Anspruch 1, bei dem der Trommelstock einen profilierten Umriss und/- oder eine kurvenförmige Oberfläche oder einen veränderlichen Querschnitt aufweist.
Trommelstock gemäss Anspruch 1, der ein Gemisch aus einem flüssigkristallinen Polymer oder aus mehreren flüssigkristallinen Polymeren umfasst zusammen mit einem thermoplastischen Polymer oder mit mehreren thermoplastischen Polymeren.
Trommelstock gemäss Anspruch 10, bei dem das flüssigkristalline Polymer sich in einer kontinuierlichen Phase befindet.
Trommelstock gemäss Anspruch 1, bei dem der Trommelstock zumindest teilweise hohl ist und/- oder bei dem zumindest ein Teil des flüssigkristallinen Polymers geschäumt ist.