WO2008113815A1 - Diaphragm and use of the diaphragm in a loudspeaker and method for the production thereof - Google Patents

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WO2008113815A1 PCT/EP2008/053276 EP2008053276W WO2008113815A1 WO 2008113815 A1 WO2008113815 A1 WO 2008113815A1 EP 2008053276 W EP2008053276 W EP 2008053276W WO 2008113815 A1 WO2008113815 A1 WO 2008113815A1
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Harry Bachmann
Mathias Fauth
Sigmund Eggenberger
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    • H04R2307/029—Diaphragms comprising fibres

Definitions

  • the present invention relates to a membrane according to the preamble of claim 1, a use of the membrane in a loudspeaker and a method for producing the membrane.
  • Electro-acoustic transducers or loudspeakers are devices that convert AC electrical currents in the audio frequency range into audible sound. These devices are well known in the art and described for example in US Patent 4,928,312 or in the published patent application DE 30 36 876 Al.
  • the document US 4,928,312 discloses an electroacoustic transducer with a foam layer, wherein the foam density is different in different areas.
  • DE 30 36 876 A1 describes speakers with a membrane of foamed resin, in which the membrane is glued by means of adhesive with a film of resin.
  • patent specification DE 199 25 787 A1 discloses a method for producing a membrane for electroacoustic transducers, which comprises a core layer comprising polymethacrylimide foam.
  • the membrane should have a low mass to provide maximum acceleration at impulse transitions. Furthermore, the membrane should have high rigidity and, in addition, the internal damping of the membrane should be high to prevent vibrations in the membrane structure.
  • the present invention is based on the object, a favorable choice of material for a speaker diaphragm indicate, whereby the above disadvantages do not occur.
  • the present invention is a loudspeaker membrane, which consists of a Polymethacrylimid hard foam core with a closed cell structure. This core has excellent mechanical
  • the core is coated in a dipping bath with a layer consisting of granite-based rock granules and gneism flour, calcium hydroxide,
  • the immersion bath consists of about 25-40% primary rock meal, about 25-40% calcium hydroxide, an addition of ⁇ 20% of a color suitable for pad printing, than about 0.5% of hardener such as an unsaturated polyester resin , and optionally the rest of the thinner.
  • the bath may contain approx. 30% primary rock flour, approx. 30% lime or calcium hydroxide, 10 - 15% white printing ink suitable for pad printing (very quickly oxidative drying), approx. 0.5% hardener and the remainder plaster thinner, for example based on Toluene.
  • This surface treatment increases rigidity and resistance to moisture and weathering.
  • the proportion of primary rock meal and lime has the consequence that the membrane has a high rigidity and a high hardness.
  • As a further favorable property is achieved by the surface treatment an additional impregnation against weathering.
  • FIG. 2 shows a cross section through the membrane according to the invention
  • Fig. 1 shows a cross section through a membrane which consists of a foamed core layer 1, preferably of a plastic foam with a closed cell structure 2, for example polymethacrylimide.
  • This plastic foam has a low mass, excellent mechanical properties, high heat resistance and high solvent resistance.
  • Rohacell from Evonik / Degussa has proven to be suitable as polymethacrylimide hard-material foam, a hard-material foam which is used as core material for sandwich constructions, in particular in the aircraft industry.
  • FIG. 2 again shows a cross section through a membrane according to the invention, which consists of a core layer 1 with closed cell structure 2, for example polymethacrylimide.
  • the core layer 1 is a cover layer 3 applied, which consists of a mixture of about 35 - 55% primary rock consisting of granite and gneism, about 35 - 55% lime or calcium hydroxide, and the rest binder of a printing ink suitable for pad printing and ⁇ than 0.5% of a hardener.
  • the used rock flour based on granite and gneism flour is commonly used as a fertilizer.
  • a dip was used, consisting of about 25 - 40%, preferably about 30% rockwool, about 25 - 40%, preferably about 30% lime, about 10 - 15% white Printing ink suitable for pad printing, approx.
  • the printing ink suitable for pad printing is a two-component resin-based paint, as commonly used for pad printing.
  • TPC 230/60-NT, F23 60800-2 from Teca Print, CH-8240 Thayngen was used as printing ink.
  • the cover layer 3 is applied in a dip-bath process, the membrane comprising the core layer and the cover layer having a low mass and a high rigidity as a result of this surface treatment. Furthermore, this surface treatment also impregnates the
  • Core layer achieved which increases the weather resistance of the membrane, in particular with respect to moisture, sunlight and temperature.
  • 3 shows the plan view of a membrane 4 according to the invention, wherein the geometric shape of the membrane is essentially a rectangle rounded off on two sides.
  • the membranes shown in FIGS. 1 to 3 are of course only examples for a better explanation of the present invention.
  • the invention is in no way limited to these geometric shapes, and other forms which prove to be suitable in practice are the subject of the present invention.
  • the core of the membrane consists of a polymethacrylimide hard material foam.
  • a hard material core is proposed comprising a coating of a mixture of primary rock meal, calcium hydroxide and a binder as proposed above according to the invention.

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Abstract

The present invention relates to a diaphragm comprising a core layer (1) and a cover layer (3) that is applied to the surface of the core layer, wherein the cover layer (3) is made of a mixture of calcium, primary rock dust and an additive of dye and hardener. The invention further proposes a use of the diaphragm in a loudspeaker and a method for the production of the diaphragm.

Description

Membran und Verwendung der Membran in einem Lautsprecher sowie Verfahren zur HerstellungMembrane and use of the membrane in a loudspeaker and method of manufacture
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membran nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung der Membran in einem Lautsprecher sowie ein Verfahren zur Herstellung der Membran.The present invention relates to a membrane according to the preamble of claim 1, a use of the membrane in a loudspeaker and a method for producing the membrane.
Die Wahl von Lautsprechern mit für die Generierung von Schallwellen günstigen Eigenschaften von Membranen ist entscheidend für die Reproduzierbarkeit von Tonsignalen. Elektroakustische Wandler oder Lautsprecher sind Vorrichtungen, die elektrische Wechselströme im Tonfrequenzbereich in hörbaren Schall umwandeln. Diese Vorrichtungen sind in der Fachwelt weithin bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 4,928,312 oder in der Offenlegungsschrift DE 30 36 876 Al beschrieben. Die Druckschrift US 4,928,312 offenbart einen elektroakustischen Wandler mit einer Schaumschicht, wobei die Schaumdichte in verschiedenen Bereichen unterschiedlich gross ist. DE 30 36 876 Al beschreibt Lautsprecher mit einer Membran aus geschäumtem Harz, bei welchem die Membran mittels Klebstoff mit einem Film aus Harz verklebt wird. Im weiteren offenbart beispielsweise die Patentschrift DE 199 25 787 Al ein Verfahren zur Herstellung einer Membran für elektroakustische Wandler, die eine Polymethacrylimidschaum aufweisende Kernschicht umfasst.The choice of loudspeakers with characteristics favorable for the generation of sound waves of membranes is crucial for the reproducibility of sound signals. Electro-acoustic transducers or loudspeakers are devices that convert AC electrical currents in the audio frequency range into audible sound. These devices are well known in the art and described for example in US Patent 4,928,312 or in the published patent application DE 30 36 876 Al. The document US 4,928,312 discloses an electroacoustic transducer with a foam layer, wherein the foam density is different in different areas. DE 30 36 876 A1 describes speakers with a membrane of foamed resin, in which the membrane is glued by means of adhesive with a film of resin. In addition, for example, patent specification DE 199 25 787 A1 discloses a method for producing a membrane for electroacoustic transducers, which comprises a core layer comprising polymethacrylimide foam.
Zur Herstellung der in diesen Druckschriften genannten Lautsprechern werden Membranen benötigt, die zahlreichen Bedingungen genügen müssen, wobei diese Bedingungen teilweise auch gegensätzlicher Art sind. So sollte die Membran eine geringe Masse aufweisen, um bei Impulsübergängen eine maximale Beschleunigung zu liefern. Im Weiteren sollte die Membran eine hohe Steifigkeit aufweisen, und zudem sollte die innere Dämpfung der Membran hoch sein, um Vibrationen in der Membran-Struktur zu verhindern.For the production of the speakers mentioned in these documents membranes are needed that must meet numerous conditions, these conditions partly also of opposite nature. Thus, the membrane should have a low mass to provide maximum acceleration at impulse transitions. Furthermore, the membrane should have high rigidity and, in addition, the internal damping of the membrane should be high to prevent vibrations in the membrane structure.
So ist versucht worden, Membranen unter Verwendung von Papier als Rohmaterial herzustellen. Die Forschung und Entwicklung von aus Papier hergestellten Membranen wurde jedoch schliesslich eingestellt aufgrund der Tatsache, dass eine solchermassen produzierte Papiermembran keine ausreichende Strukturfestigkeit ausweisen würde um Feuchtigkeit standzuhalten. Es gibt ferner Membranen aus sehr feinen Geweben mit einer ausreichendenThus, attempts have been made to produce membranes using paper as a raw material. However, the research and development of paper-made membranes has finally ceased due to the fact that such a produced paper membrane would not exhibit sufficient structural strength to withstand moisture. There are also membranes of very fine tissues with a sufficient
Strukturfestigkeit, die aber beim Schwingen nicht steif genug sind, um einen Ton mit idealer Reinheit zu erzeugen. Auch mit Kunststoff- oder Gummi-Membranen gelingt es nicht, eine perfekte Tonqualität zu erzeugen. Zusammengefasst kann also gesagt werden, dass ein Bedarf für die Entwicklung einer Membran besteht, die eine gute Strukturfestigkeit und Steifigkeit aufweist und eine möglichst perfekte Tonqualität erzeugt. Dabei ist zu beachten, dass die Wandler insbesondere bei Anwendungen im Freien hohe Anforderungen bezüglich sich änderndenStructural strength, but not stiff enough to vibrate to produce a clay of ideal purity. Even with plastic or rubber membranes, it is not possible to produce perfect sound quality. In summary, therefore, there is a need for the development of a membrane which has good structural strength and rigidity and produces as perfect a tone quality as possible. It should be noted that the converters, especially in outdoor applications, have high requirements
Umwelteigenschaften wie Feuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Temperatur erfüllen müssen.Environmental features such as moisture, solar radiation and temperature must meet.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine günstige Materialwahl für eine Lautsprechermembran anzugeben, wodurch die vorstehenden Nachteile nicht auftreten.The present invention is based on the object, a favorable choice of material for a speaker diaphragm indicate, whereby the above disadvantages do not occur.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie eine Verwendung der vorliegenden Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the features stated in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments and a use of the present invention are specified in further claims.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Lautsprecher-Membran, die aus einem Polymethacrylimid Hartschaum-Kern mit einer geschlossenen Zellstruktur besteht. Dieser Kern hat ausgezeichnete mechanischeThe present invention is a loudspeaker membrane, which consists of a Polymethacrylimid hard foam core with a closed cell structure. This core has excellent mechanical
Eigenschaften und eine hohe Wärmeformbeständigkeit sowie eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit. ZurProperties and a high heat resistance and a high solvent resistance. to
Oberflächenbehandlung wird der Kern in einem Tauchbad mit einer Schicht überzogen bestehend aus Urgesteinsmehl auf der Basis von Granit und Gneismehl, Kalziumhydroxyd,Surface treatment, the core is coated in a dipping bath with a layer consisting of granite-based rock granules and gneism flour, calcium hydroxide,
Druckfarbe, geeignet beispielsweise für Tampondruck, Härter sowie der Rest gegebenenfalls Verdünner. Gemäss einer Ausführungsvariante besteht das Tauchbad aus ca. 25 - 40% Urgesteinsmehl, ca. 25 - 40% Kalziumhydroxyd, einem Zusatz von <20% einer Farbe geeignet für Tampondruck, < als ca. 0,5% an Härter wie beispielsweise einem ungesättigten Polyesterharz, sowie gegebenenfalls der Rest Verdünner. So kann das Bad beispielsweise ca. 30% Urgesteinsmehl enthalten, ca. 30% Kalk beziehungsweise Kalziumhydroxyd, 10 - 15% weisse Druckfarbe geeignet für Tampondruck (sehr schnell oxydativ trocknend), ca. 0,5% Härter sowie der Rest Putzverdünner beispielsweise auf Basis Toluol. Durch diese Oberflächenbehandlung erhöht sich die Steifigkeit und die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Witterungseinflüsse. Insbesondere der Anteil Urgesteinsmehl sowie Kalk hat zur Folge, dass die Membran eine hohe Steifigkeit und eine hohe Härte aufweist. Als weitere günstige Eigenschaft wird durch die Oberflächenbehandlung eine zusätzliche Imprägnierung gegen Witterungseinflüsse erreicht.Printing ink, suitable for example for pad printing, hardener and the remainder optionally thinner. According to one embodiment, the immersion bath consists of about 25-40% primary rock meal, about 25-40% calcium hydroxide, an addition of <20% of a color suitable for pad printing, than about 0.5% of hardener such as an unsaturated polyester resin , and optionally the rest of the thinner. For example, the bath may contain approx. 30% primary rock flour, approx. 30% lime or calcium hydroxide, 10 - 15% white printing ink suitable for pad printing (very quickly oxidative drying), approx. 0.5% hardener and the remainder plaster thinner, for example based on Toluene. This surface treatment increases rigidity and resistance to moisture and weathering. In particular, the proportion of primary rock meal and lime has the consequence that the membrane has a high rigidity and a high hardness. As a further favorable property is achieved by the surface treatment an additional impregnation against weathering.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:Hereinafter, the present invention will be further explained by way of embodiments with reference to drawings. Show it:
Fig.l einen Querschnitt durch eine Membran, Fig.2 einen weiteren Querschnitt durch die erfindungsgemässe Membran, und2 shows a cross section through the membrane according to the invention, and FIG
Fig.3 einen Aufriss der erfindungsgemässen Membran.3 shows an elevation of the inventive membrane.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Membran, die aus einer geschäumten Kernschicht 1 besteht, vorzugsweise aus einem Kunststoff-Schaum mit geschlossener Zellstruktur 2, beispielsweise Polymethacrylimid. Dieser Kunststoff-Schaum hat eine geringe Masse, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit . Als Polymethacrylimid-Hartstoffschäum hat sich Rohacell der Firma Evonik/Degussa als geeignet erwiesen, ein Hartstoffschäum, welcher als Kernmaterial für Sandwichkonstruktionen insbesondere in der Flugzeugindustrie Verwendung findet. Fig. 2 zeigt wiederum einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Membran, die aus einer Kernschicht 1 mit geschlossener Zellstruktur 2, beispielsweise Polymethacrylimid, besteht. Auf mindestens einer Oberfläche der Kernschicht 1 ist eine Deckschicht 3 aufgebracht, die aus einem Gemisch von ca. 35 - 55% Urgestein bestehend aus Granit und Gneismehl, ca. 35 - 55% Kalk bzw. Kalziumhydroxyd, sowie der Rest Bindemittel aus einer Druckfarbe geeignet für Tampondruck und < als 0,5% eines Härters besteht. Das verwendete Urgesteinsmehl basierend auf Granit und Gneismehl wird üblicherweise als Düngemittel verwendet. Für die Beschichtung des Polymethacrylimid- Hartstoffschaumkernes wurde beispielsweise ein Tauchbad verwendet, bestehend aus ca. 25 - 40%, vorzugsweise ca. 30% Urgesteinsmehl, ca. 25 - 40%, vorzugsweise ca. 30% Kalk, ca. 10 - 15% weisser Druckfarbe geeignet für Tampondruck, ca. 0,2 - 0,5% Härter wie vorzugsweise ca. 0,3% Härter sowie der Rest Rinazol Putzverdünner 943 mit Toluol. Bei der Druckfarbe, geeignet für Tampondruck handelt es sich gemäss einer Ausführungsvariante um eine Zweikomponenten- Farbe aus Harzbasis, wie üblicherweise verwendet für Tampondruck. Beispielsweise wurde als Druckfarbe TPC 230/60-NT, F23 60800-2 der Firma Teca Print, CH-8240 Thayngen verwendet. Die Deckschicht 3 wird in einem Tauchbad-Verfahren aufgebracht, wobei durch diese Oberflächenbehandlung die aus Kernschicht und Deckschicht bestehende Membran eine geringe Masse und eine hohe Steifigkeit aufweist. Im Weiteren wird durch diese Oberflächenbehandlung auch eine Imprägnierung derFig. 1 shows a cross section through a membrane which consists of a foamed core layer 1, preferably of a plastic foam with a closed cell structure 2, for example polymethacrylimide. This plastic foam has a low mass, excellent mechanical properties, high heat resistance and high solvent resistance. Rohacell from Evonik / Degussa has proven to be suitable as polymethacrylimide hard-material foam, a hard-material foam which is used as core material for sandwich constructions, in particular in the aircraft industry. FIG. 2 again shows a cross section through a membrane according to the invention, which consists of a core layer 1 with closed cell structure 2, for example polymethacrylimide. On at least one surface The core layer 1 is a cover layer 3 applied, which consists of a mixture of about 35 - 55% primary rock consisting of granite and gneism, about 35 - 55% lime or calcium hydroxide, and the rest binder of a printing ink suitable for pad printing and < than 0.5% of a hardener. The used rock flour based on granite and gneism flour is commonly used as a fertilizer. For the coating of the Polymethacrylimid- Hartstoffschaumkernes example, a dip was used, consisting of about 25 - 40%, preferably about 30% rockwool, about 25 - 40%, preferably about 30% lime, about 10 - 15% white Printing ink suitable for pad printing, approx. 0.2 - 0.5% hardener, preferably approx. 0.3% hardener, as well as the remainder of Rinazol Putzverdünner 943 with toluene. The printing ink suitable for pad printing according to one embodiment is a two-component resin-based paint, as commonly used for pad printing. For example, TPC 230/60-NT, F23 60800-2 from Teca Print, CH-8240 Thayngen was used as printing ink. The cover layer 3 is applied in a dip-bath process, the membrane comprising the core layer and the cover layer having a low mass and a high rigidity as a result of this surface treatment. Furthermore, this surface treatment also impregnates the
Kernschicht erreicht, was die Witterungsbeständigkeit der Membran erhöht, insbesondere bezüglich Feuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Temperatur. Fig. 3 zeigt den Grundriss einer erfindungsgemässen Membran 4, wobei die geometrische Form der Membran im wesentlichen ein auf zwei Seiten abgerundetes Rechteck ist.Core layer achieved, which increases the weather resistance of the membrane, in particular with respect to moisture, sunlight and temperature. 3 shows the plan view of a membrane 4 according to the invention, wherein the geometric shape of the membrane is essentially a rectangle rounded off on two sides.
Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Membrane handelt es sich selbstverständlich nur um Beispiele zur besseren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung ist keinesfalls auf diese geometrischen Formen eingeschränkt und auch andere sich in der Praxis als geeignet erweisende Formen sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Wesentlich ist, dass der Kern der Membrane aus einem Polymethacrylimid Hartstoffschäum besteht. Alternativ dazu wird ein Hartstoff-Kern vorgeschlagen aufweisend eine Beschichtung aus einem Gemisch aus Urgesteinsmehl, Kalziumhydroxyd sowie einem Bindemittel wie oben erfindungsgemäss vorgeschlagen. The membranes shown in FIGS. 1 to 3 are of course only examples for a better explanation of the present invention. The invention is in no way limited to these geometric shapes, and other forms which prove to be suitable in practice are the subject of the present invention. It is essential that the core of the membrane consists of a polymethacrylimide hard material foam. Alternatively, a hard material core is proposed comprising a coating of a mixture of primary rock meal, calcium hydroxide and a binder as proposed above according to the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Membran für elektromagnetische Wandler, bestehend aus einer Kernschicht (1) aus Kunststoff-Schaum und aus einer auf der mindestens einen Oberfläche der Kernschicht angebrachten Deckschicht (3) die mit der Kernschicht fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (3) aus einem Gemisch von ca. 40 - 55% Urgesteinsmehl auf Basis Granit und Gneismehl, ca. 40 - 55% Kalk bzw. Kalziumhydroxyd sowie einem Bindemittel auf Basis einer Druckfarbe geeignet für Tampondruck und einem Härter besteht .1. Membrane for electromagnetic transducers, consisting of a core layer (1) of plastic foam and of a mounted on the at least one surface of the core layer cover layer (3) which is fixedly connected to the core layer, characterized in that the cover layer (3) from a mixture of approx. 40 - 55% primary rock meal based on granite and gneism flour, approx. 40 - 55% lime or calcium hydroxide and a binder based on a printing ink suitable for pad printing and a hardener.
2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (1) aus einem Polymethacrylimid-Schaum besteht.2. Membrane according to claim 1, characterized in that the core layer (1) consists of a polymethacrylimide foam.
3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Kernschicht (1) im Vergleich zur Dicke der Deckschicht (3) klein ist.3. Membrane according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the core layer (1) in comparison to the thickness of the cover layer (3) is small.
4. Membran nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Membran im wesentlichen ein auf zwei Seiten4. Membrane according to claim 1-3, characterized in that the shape of the membrane is substantially one on two sides
Abgerundetes Rechteck ist.Rounded rectangle is.
5. Membran nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Membran kreisrund oder rechteckig ist.5. Membrane according to claim 1-4, characterized in that the shape of the membrane is circular or rectangular.
6. Verwendung der Membran nach Anspruch 1 bis 5 in einem Lautsprecher.6. Use of the membrane according to claim 1 to 5 in a speaker.
7. Verfahren zur Herstellung einer Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kernschicht bestehend aus Polymethacrylimid-Hartschaumstoff in einem Tauchbad mit einer Deckschicht versehen wird, das Tauchbad mind. bestehend aus: ca. 25 - 40% Urgesteinsmehl auf Basis Granit und Gneismehl, ca. 25 - 40% Kalk bzw. Kalziumhydroxyd < als 20% Druckfarbe geeignet für Tampondruck < als 0,5% eines Härters und der Rest Verdünner.7. A process for producing a membrane according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a core layer consisting of polymethacrylimide rigid foam consisting of: approx. 25-40% primary rock meal based on granite and gneism flour, approx. 25-40% lime or calcium hydroxide <as 20% printing ink suitable for pad printing <0 , 5% of a hardener and the rest thinner.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchbad besteht aus mind. : ca. 30% Urgesteinsmehl, ca. 30% Kalk, ca. 10 - 15% weisser Druckfarbe geeignet für Tampondruck ca. 0,3% Härter und der Rest Putzverdünner auf Basis Toluol. 8. The method according to claim 7, characterized in that the immersion bath consists of mind.: About 30% rock salt, about 30% lime, about 10 - 15% white ink suitable for pad printing about 0.3% hardener and the Remainder plaster thinner based on toluene.
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