Die Chemie macht die Musik

Smartphone-Lautsprecher Die Chemie macht die Musik

23.04.2013Autor / Redakteur: Gunnar von der Geest* / Franz Graser

Klingen statt kleben: Üblicherweise sind Haft-, Zug- und Scherkräfte bei der Klassifizierung einer Klebmasse tonangebend. In Lautsprecher-Membranen sorgt der Molekül-Mix dagegen für den richtigen Sound.

Die Kunden aus der Elektronikindustrie, zum Beispiel Hersteller von Smartphones, erhalten Dreischicht-Folien als Rollenware. In einem weiteren Verarbeitungsschritt wie Prägen oder Tiefziehen entsteht dann die individuell auf das Mobiltelefon zugeschnittene Lautsprecher-Membran.
(Bild: tesa)

Früher galt: Kleben heißt, zwei Dinge zusammenzufügen. Im Laufe der Zeit übernahmen Klebebänder auch Zusatzfunktionen, zum Beispiel das Licht- und Wärme-Management in modernen Elektronikgeräten. Nun gibt es auch Anwendungen, bei denen der spezifische Hafteffekt von Klebmassen nahezu keine Rolle mehr spielt.

Vielmehr geht es darum, besondere Eigenschaften zu nutzen, die zwar nicht unmittelbar in den Blick, dafür aber sofort ins Ohr fallen: Die weit verzweigten und in sich verschlungenen Acrylat-Molekülketten haben extrem gute Dämpfungseigenschaften. Dies prädestiniert sie für den Schichtaufbau von kleinen Lautsprecher-Membranen. Man könnte auch sagen: Die Chemie macht die Musik!

Ergänzendes zum Thema

Lautsprecher: Historie und Funktionsweise

„Das Pferd frisst keinen Gurkensalat“ war der erste Satz, den Philipp Reis 1861 durch das von ihm erfundene Telefon hörte. Die Wörter klangen allerdings sehr leise und verzerrt, denn der Lautsprecher bestand nur aus einer mit Kupferdraht umwickelten Stricknadel, die ein Holzkästchen zum Schwingen brachte. 1878 patentierte Werner von Siemens den ersten elektrodynamischen Lautsprecher mit feststehendem Hufeisen-Magnet, beweglicher Schwingspule und Membran. Was noch fehlte, war ein geeigneter Verstärker. Der große Durchbruch gelang Edward Kellogg und Chester Rice von der amerikanischen Firma „Western Electric“, die 1925 einen Lautsprecher präsentierten, wie er hinsichtlich seiner zentralen Bauteile bis heute verwendet wird.

Funktionsweise

Das Prinzip eines Lautsprechers lautet ganz einfach: Aus Strom wird Schall. In einem elektrodynamischen Lautsprecher ist die Stromleitung zu einer Spule aufgewickelt. Der Strom erzeugt in der Spule ein Magnetfeld, das ständig die Richtung wechselt. Die Spule hängt zwischen zwei Dauermagneten. Im Takt des Stroms bewegt sich die Spule nach oben und unten und bringt dadurch eine kegelförmige Membran zum Schwingen. Diese Vibrationen überträgt die Membran auf die Luft – es entstehen Schallwellen. Dabei gilt: Je schneller die Schwingung, desto höher der Ton. Ein Lautsprecher kann verschiedene Töne jedoch nicht nur nacheinander, sondern auch gleichzeitig erzeugen, indem diverse elektrische Tonsignale zusammengemischt werden. Dies bedeutet: Selbst wenn ein riesiges Symphonie-Orchester spielt, überlagern sich alle Klänge auf dem Weg zum Hörer. Aus Chaos wird Musik…

Global Player in der Elektronikindustrie stellen immer höhere Anforderungen an das akustische Leistungsspektrum ihrer Multifunktionsgeräte. Mobiltelefone müssen beispielsweise nicht nur Sprache einwandfrei übermitteln, sondern auch melodisch anspruchsvolle Tonfolgen von sich geben. Üblicherweise kommen in Handys zwei unterschiedliche Lautsprecher-Typen zum Einsatz: elektrodynamische Speaker und Receiver.

Die hochwertigen Speaker haben einen Frequenzbereich zwischen 500 und 5000 Hertz und sind notwendig für komplexe Klang-Kompositionen wie Klingeltöne, Apps, Musik und Spiele. Receiver (ca. 300 - 3000 Hertz) genügen für die Übertragung von Telefongesprächen.

Komplexe Klang-Kompositionen

Seit vergangenem Jahr kann tesa den rund 15 Firmen, die das wachsende Geschäft mit den winzigen Lautsprechern zumeist in China und Südkorea betreiben, diverse Dreischicht-Produkte anbieten. Diese bestehen oben und unten aus Hochleistungsfolien.

Mittendrin befindet sich eine von mehreren puffernden Acrylat-Klebmassen aus eigener Produktion. Die besondere Anforderung: Zwei sich widerstrebende Eigenschaften müssen miteinander kombiniert werden – dünne Hochleistungsfolien sorgen für hohe Steifigkeit, die Klebmasse im Inneren für Flexibilität.

Mobiltelefon-Lautsprecher sind kleine Wunderwerke. Bei hochwertigen Speakern reicht der Frequenzbereich von 500 bis 5000 Hertz. Die Membran (weiß) besteht aus zwei steifen Folien und einer flexiblen Klebmasse im Inneren.
(Bild: tesa)

Alle Kunden erhalten die nicht klebenden Klangfolien mit einem Dickenspektrum zwischen 22 und 60 Mikrometern als Rollenware. In einem weiteren Verarbeitungsschritt wie Prägen oder Tiefziehen entsteht dann die individuell auf das Mobiltelefon zugeschnittene Lautsprecher-Membran. „Durch unsere Reinraum-Einheit sind wir in der Lage, Folien mit einer sehr geringen Abweichung hinsichtlich ihrer Dickentoleranz zu beschichten“, erklärt tesa-Industrievorstand Dr. Robert Gereke. „Dies erweist sich als großer Wettbewerbsvorteil.“

Der Mobiltelefonmarkt, vor allem das Segment der Smartphones, ist ein Geschäft, in dem wahrlich noch eine Menge Musik drinsteckt. Laut Analysen des internationalen Marktforschungsunternehmens IDC waren im Schlussquartal 2012 bereits 45,5 Prozent der weltweit abgesetzten Handys hochmoderne Smartphones (2010: nur rund 20 Prozent). Insgesamt wurden im vergangenen Jahr etwa 1,7 Milliarden Geräte verkauft, davon 712,6 Millionen Smartphones.

Und das Marktwachstum soll sich nach Prognosen von IDC rasant fortsetzen: Bereits 2014 werden mehr als 1 Milliarde Smartphones über den Ladentisch gehen, im Jahr 2016 rund 1,4 Milliarden. Das tesa-Sortiment für die Elektronikindustrie umfasst derzeit mehr als 150 Produkte.

* Gunnar von der Geest ist PR-Manager Fachpresse und Wissenschaft bei der tesa SE.

(ID:39309300)