Mehrschichtfolien für Lautsprechermembransysteme

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung sind Mehrschichtfolien einer Dicke von 50 bis 700 µm bestehend aus

I. einer 0,02 bis 0,6 mm dicken Folie mit einem E-­Modul von 1000 bis 200000 MPa, vorzugsweise 1500 bis 5000 MPa

II. einer 0,01 bis 0,3 mm dicken Folie aus thermo­plastisch verarbeitbarem Material deren mechani­scher Verlustfaktor tan δ im Temperaturbereich -40 bis +200°C, insbesondere -40 bis +160°C zwischen 10⁻² und 10¹ liegt und gegebenenfalls

III. einer 0,05 bis 0,1 mm dicken thermoplastichen Siegelschicht deren mechanischer Verlustfaktor tan δ im Temperaturbereich -40 bis +200°C zwischen 10⁻² und 10² liegt.

[0002] Erfindungsgemäß geeignete Folien I mit einem E-Modul von 1000 bis 200000 MPa sind solche aus bekannten thermo­ plastischen Kunststoffen wie Celluloseester, aromati­schen Polycarbonaten, aromatischen Polyarylsulfonen, Polyphenylensulfid sowie aus bekannten metallischen Werkstoffen mit einer Dichte ≦5 g/cm³, bevorzugt ≦4 g/cm³ wie Titan, Magnesium, Aluminium oder deren Legierungen.

[0003] Erfindungsgemäß besonders geeignete Folien I sind solche aus thermoplastischen aromatischen Polycarbonaten mit Molekulargewichten M_w (Gewichtsmittel) von 25 000 bis 200 000, vorzugsweise von 30 000 bis 120 000 und insbe­sondere von 30 000 bis 80 000 (M_w ermittelt aus der relativen Viskosität η_rel in CH₂Cl₂ bei 20°C bei einer Konzentration von 0,5 g pro 100 ml). Weitere erfindungs­gemäß geeignete Folien I aus thermoplastischen Kunst­stoffen sind solche aus bekannten, thermoplastischen Polyarylsulfonen, welche linear (vgl. DE-OS 27 35 144) oder verzweigt (vgl. DE-OS 27 35 092 und DE-OS 23 05 413) sein können.

[0004] Besonders geeignete lineare Polyarylsulfone sind bekann­te aromatische Polysulfone oder Polyethersulfone mit Molekulargewichten M_w (Gewichtsmittel gemessen durch Lichtstreuung) zwischen etwa 15 000 und etwa 55 000, vorzugsweise zwischen etwa 20 000 und etwa 40 000. Solche Polyarylsulfone sind beispielsweise in DE-OS 17 19 244 und US-PS 33 65 517 beschrieben.

[0005] Geeignete verzweigte Polyarylsulfone sind insbesondere die verzweigten Polyarylethersulfone gemäß DE-OS 23 05 413 und US-PS 39 60 816, deren Molekulargewicht M_w zwischen etwa 15 000 und etwa 50 000, vorzugsweise zwischen etwa 20 000 und 40 000 liegen.

[0006] Für nähere Einzelheiten sei auf DE-AS 30 10 143 ver­wiesen.

[0007] Erfindungsgemäß geeignete Celluloseester können nach üblichen Verfahren durch Veresterung der Cellulose mit aliphatischen Monocarbonsäureanhydriden, vorzugsweise Essigsäure- und Buttersäure- oder Essigsäure- und Propionsäureanhydrid gewonnen werden. Es handelt sich in der Regel um Celluloseester die noch OH-Gruppen ent­halten. Die zu ihrer Herstellung erforderliche Teil­hydrolyse wird im allgemeinen in der Rohlösung durch­geführt und durch einen geringen Wasserüberschuß so ge­steuert, daß ein Hydroxylgehalt entsprechend einer Hy­droxylzahl von 4 bis 25 erhalten wird. Die oxidative Bleiche des aus der Lösung isolierten Celluloseesters muß so durchgeführt werden, daß im Endprodukt kein Oxidationsmittel mehr nachweisbar ist; gegebenenfalls muß mit Reduktionsmitteln nachbehandelt werden. Zur Bestimmung der Hydroxylzahl oder OH-Zahl werden die freien Hydroxylgruppen des Celluloseesters mit einer vorgegebenen Menge Acetanhydrid in Pyridin verestert, der Überschuß Acetanhydrid mit Wasser umgesetzt und zurücktitriert (vgl. Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 14, Nr. 12, Seite 935 bis 940 (1942)).

[0008] Besonders geeignete Celluloseester sind solche deren 20 gew.-%ige Lösung in Aceton eine Viskosität von 0,3 bis 0,5 Poise besitzt. Bevorzugte Celluloseester weisen im Falle der Acetobutyrate einen Essigsäuregehalt von 17 bis 23 Gew.-% und einen Buttersäuregehalt von 45 bis 50 Gew.-%, im Falle der Acetopropionate einen Propionsäure­gehalt von 61 bis 69 Gew.-% und einen Essigsäuregehalt von 2 bis 7 Gew.-% auf. Die Hydroxylzahlen sind zwischen 4 und 25. Die Gewichtsmittel der Molekulargewichte M_w sind zwischen 10 000 und 1 000 000, vorzugsweise zwi­schen 100 000 und 500 000.

[0009] Erfindungsgemäß geeignete Folien II, deren mechanischer Verlustfaktor tan δ zwischen 10⁻² und 10¹ liegt können aus Polyester-, Polyether- und Polyethercarbonat-Uretha­nen hergestellt werden. Geeignete Polyetherurethane kön­nen hergestellt werden gemäß DE-PS 2 302 564. Geeignete Polyesterurethane können gemäß DE-OS 2 842 806 erhalten werden und geeignete Polyethercarbonaturethane gemäß DE-OS 2 248 382.

[0010] Erfindungsgemäß geeignete thermoplastische Siegel­schichten III sind z.B. solche aus Nitrocellulose und solche aus einer bei Zimmertemperatur klebfreien ali­phatischen oder aromatischen Polyurethanschicht. Beson­ders bevorzugt sind Polyethercarbonat-Urethane mit einem spezifischen Gewicht von 1,13 bis 1,17, bevorzugt 1,15 g/cm³.

[0011] Zur Herstellung der erfindungsgemäß geeigneten Siegel­schichten III können wäßrige, zu transparenten Filmen auftrocknende Dispersionen von vorzugsweise linearen Polyesterpolyurethanen, die gegebenenfalls ein höher­funktionelles Polyisocyanat als Vernetzer enthalten, verwendet werden. Geeignete Polyurethandispersionen sind beispielsweise solche aus linearen Polyesterdiolen, aro­matischen oder aliphatischen Diisocyanaten und gegebe­nenfalls üblichen Kettenverlängerungsmitteln, die unter Mitverwendung von ionischen Aufbaukomponenten entspre­chend der Lehre der US-PS 34 79 310 oder der DE-AS 14 95 847 hergestellt worden sind. Sehr gut geeignet sind auch wäßrige Dispersionen von Carboxylat- und Sulfonatgruppen aufweisenden, vorzugsweise linearen Polyesterpolyurethanen, wie sie gemäß DE-OS 28 04 609 erhalten werden können. Im Falle der Verwendung von organischen Lösungen von vorzugsweise linearen Poly­esterpolyurethanen kommen vorzugsweise Lösungen von nicht-ionischen linearen Polyesterpolyurethanen in geeigneten Lösungsmitteln in Betracht. Bei diesen Polyurethanen handelt es sich vorzugsweise um Umset­zungsprodukte von (i) aromatischen Diisocyanaten wie 2,4- und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4-Diisocyanato­diphenylmethan, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondi­isocyanat, oder 1,5-Diisocyanatonaphthalin oder deren Gemischen mit (ii) Polyesterdiolen des Molekularge­wichtsbereichs (M_w) 1000 bis 4000, insbesondere auf Basis von Adipinsäure und geeigneten Glykolen wie Ethylenglykol, 1,4-Dihydroxybutan, 1,6-Dihydroxyhexan und deren Gemischen und gegebenenfalls (iii) Ketten­verlängerungsmitteln, beispielsweise den zuletztge­nannten Glykolen, wobei die Reaktionspartner unter Ein­haltung eines NCO/OH-Äquivalentverhältnisses von 0,9:1 bis 1:1,1, vorzugsweise 0,95:1 bis 1:1 zum Einsatz ge­langen, und wobei pro Mol Polyesterdiol gegebenenfalls 0,1 bis 2 Mol Kettenverlängerer bzw. Kettenverlängerer­gemisch zum Einsatz gelangen. Geeignete Lösungsmittel für derartige Polyesterpolyurethane sind beispielsweise Ethylacetat, Butylacetat, Methylethylketon, Methyliso­butylketon oder aus derartigen Lösungsmitteln bestehende Gemische. Die Dispersionen oder Lösungen werden im all­gemeinen mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 40 Gew.-% verwendet. Oft kann es zweckmäßig sein, den genannten Lösungen untergeordnete Mengen eines höherfunktionellen Polyisocyanats, beispielsweise an Tris-(6-isocyanat­hexyl)-biuret einzuverleiben, um die mechanischen Eigen­schaften des letztendlich erhaltenen Polyurethanfilms zu verbessern.

[0012] Erfindungsgemäß ebenfalls geeignete thermoplastische Siegelschichten III sind solche aus Nitrocellulose.

[0013] Die Herstellung des Verbundes aus der thermoplastischen Folie I, und der thermoplastischen Polyurethanschicht II kann entweder durch Coextrusion der beiden Materia­lien mittels einer thermisch getrennten 2-Kanalbreit­schlitzdüse erfolgen, oder durch Extrusionsbeschichtung der Polyurethanfolie II mit der Schmelze des thermopla­stischen Kunststoffes I.

[0014] Die Schmelze des Coextrudates bzw. die schmelzbeschich­tete Polyurethanfolie werden über Kühlwalzen abgezogen und aufgewickelt.

[0015] Für das Verbundsystem Metallfolie gemäß I und thermo­plastischer Polyurethanfolie II hat sich die Beschich­tung der Metallfolie I mit der Schmelze des thermopla­stischen Polyurethans als am geeignetsten erwiesen. Bei Verwendung der erfindungsgemäß geeigneten Polyurethane ist eine Vorbehandlung der Metallfolien nicht erforder­lich.

Beispiel

[0016] Eine Folie aus aromatischem Polycarbonat auf Basis Bis­phenol A mit einem M von 30 000 (ermittelt aus der rela­tiven Viskosität η_rel in CH₂Cl₂ bei 20°C und einer Kon­zentration von 0,5 g/100 ml) mit einer Dicke von 250 µm wird im Extrusionsbeschichtungsverfahren mit der Schmelze eines Polyethercarbonat-Urethans, dessen Dichte 1,15 g/cm³ beträgt, beschichtet, so daß die Gesamtdicke des Verbundes 300 µm (± 15 %) beträgt.

[0017] Aus diesem Verbundwerkstoff wird ein Lautsprecherkonus im Thermoformverfahren hergestellt.

[0018] Dieser Lautsprecherkonus wird in an sich bekannter Weise zu einem Lautsprechersystem weiterverarbeitet.

[0019] Die besonderen Eigenschaften dieses erfindungsgemäßen Systems zeichnen sich aus durch
- geringe Eigenresonanz im Frequenzbereich <1000 Hz
- hohe Ansprechempfindlichkeit bis zu Frequenzen >10 000 Hz.

Ansprüche

1. Mehrschichtfolien einer Dicke von 0,05 bis 0,7 mm bestehend aus

I. einer 0,02 bis 0,6 mm dicken thermoplastischen Kunststoff- oder metallischen Folie mit einem E-Modul von 1000 bis 200000 MPa

II. einer 0,01 bis 0,3 mm dicken Folie aus thermo­plastisch verarbeitbarem Material mit einem mechanischen Verlustfaktor tan δ im Tempera­turbereich -40 bis +200°C, insbesondere -40 bis +160°C, zwischen 10⁻² und 10¹ und gegebe­nenfalls

III. einer 0,05 bis 0,1 mm dicken thermoplastichen Siegelschicht deren mechanischer Verlustfaktor tan δ im Temperaturbereich von -40 bis +200°C zwischen 10⁻² und 10² liegt.

2. Folie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß II aus einem Polyethercarbonat-urethan mit einem spezifischen Gewicht von 1,13 bis 1,17 besteht.

3. Folie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelschicht aus einem aliphatischen Poly­esterurethan besteht.

4. Verwendung der Folie gemäß Anspruch 1 zur Herstel­lung von Lautsprechermembranen oder -konen.