DE68929044T2 - Künstliches Tastenmaterial - Google Patents

Description

Der Stand der Technik
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines künstlichen Tastenmaterials und insbesondere auf dessen Verwendung bei eine Tastatur aufweisenden Musikinstrumenten, zum Beispiel Klavieren, Orgeln und Akkordeons.
• Wie wohlbekannt ist, ist natürliches Elfenbein für Tasten oder eine Oberflächenbeschichtung der Tasten von eine Tastatur aufweisenden Musikinstrumenten gut geeignet. Zusätzlich zu dem hohen Preis des Materials entzieht jedoch der in jüngster Zeit zunehmende, internationale Trend zum Schützen von natürlichen Tieren einer freien und reichlichen Verwendung von Elfenbein für diese Zwecke die Berechtigung. Ebenholz, das ferner für diesen Zweck verwendet wird, liegt ebenfalls preislich sehr hoch und darüberhinaus begrenzen seine bedeutende Variation in der Qualität und sein unvermeidbares Verblassen der Farbe bei der Anwendung eine breitere Verwendung dieses Materials für Tasten. Außerhalb eines derartigen Standes der Technik hat die Verwendung von synthetischen Harzen als ein Ersatz für diese natürlichen Materialien einen zunehmenden Markt gewonnen.
• Sowohl hitzehärtbare Harze, zum Beispiel Phenol und Harnstoff, als auch thermoplastische Harze, zum Beispiel Polymethylmetacrylat, sind im allgemeinen für die Herstellung von künstlichen Tasten verwendet worden. Die Verwendung von hitzehärtbaren Harzen ist jedoch in unvermeidbarer Weise von dem Problem der geringen Verarbeitbarkeit bei den Herstellungsverfahren begleitet. Andererseits neigt die alleinige Verwendung der thermoplastischen Harze dazu, ein unerwünschtes Gleiten der Finger des Spielers auf den Tasten während des Spiels aufgrund der verhältnismäßig geringen Schweißabsorption der thermoplastischen Harze zu verursachen.
• In der EP-A-0 291 056 ist ein künstliches Tastenmaterial zum Ergeben der geringstmöglichen Reibung zwischen sich im Inneren bewegenden Teilen einer Taste für einen Computer oder dergleichen offenbart, wobei dieses Tastenmaterial ein Harz aufweist, das mit Keramikwhiskern verstärkt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein künstliches Tastenmaterial zu schaffen, das hochhygroskopisch für eine erhebliche Absorption des menschlichen Schweißes ist, das zum Bearbeiten bei der Herstellung gut geeignet ist und das ferner mit einer hervorragenden Textur versehen ist, welche ziemlich nahe zu derjenigen von natürlichen Tastenmaterialien kommt.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird von einem künstlichen Tastenmaterial mit den Merkmalen Gebrauch gemacht, die in dem beigefügten einzigen Anspruch angegeben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
• Die beigefügte Zeichnung ist eine photographische Darstellung der Oberfläche des künstlichen Tastenmaterials entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei diese photographische Darstellung eine tausendfache Vergrößerung aufweist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Der Gehalt an den Keramikwhiskern an der Gesamtheit der Whisker und des Harzes soll vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-% und noch mehr bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-% sein.
• Als die Harzmatrix sind Methacrylsäureesterharze brauchbar, zum Beispiel Polymethylmethacrylat, Acrylsäureesterharze, Acrylnitril-Styrol- Harze, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze, Polyesterharze, Styrol-Acrylsäureester-Copolymerharze, Styrol-Methacrylsäureester-Copolymerharze, Epoxyharze oder Kombinationen aus diesen Harzen. Am meisten bevorzugt werden Polymethylmethacrylat, Acrylnitril-Styrol-Harze und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze verwendet.
• Die Keramikwhisker werden in der Gestalt eines Oxidtyps, eines Sulfidtyps, eines Carbidtyps, eines Nitridtyps, eines Silicattyps und von Mischungen aus diesen Typen gegeben. Insbesondere weisen die Keramikwhisker beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:
• MgSO&sub4; · 5Mg(OH)&sub2; · 3H&sub2;O, K&sub2;TiO&sub3;, K&sub2;TiO&sub3; oder CaSO&sub4; · 2H&sub2;O.
• Die Länge der Keramikwhisker soll vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 1000 um und noch mehr bevorzugt von 10 bis 100 um sein. Der Durchmesser der Keramikwhisker soll vorzugsweise 10 um oder kleiner sein und noch mehr bevorzugt 1 um oder kleiner sein.
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind die Keramikwhisker in der Harzmatrix in der Gestalt von Clustern von Filamenten, jedoch nicht in der Gestalt von einzelnen Filamenten, feinst-verteilt. Es gibt keine spezielle Begrenzung für die Anzahl von Filamenten in jedem Cluster.
• Die Länge eines jeden Clusters soll vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 1000 um und noch mehr bevorzugt von 10 bis 100 um sein. Der Durchmesser eines jeden Clusters soll vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 1000 um und noch mehr bevorzugt von 10 bis 100 um sein.
• Das künstliche Tastenmaterial kann weiterhin enthalten: Füller, Pigmente, Farbstoffe, Weichmacher, Schmiermittel, Härtemittel, Oxidationsinhibitoren und/oder antistatische Mittel.
• Bei der Herstellung des künstlichen Tastenmaterials in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Mischung aus den Komponenten zusammen geknetet und die geknetete Mischung wird in einer richtigen Art und Weise geformt, zum Beispiel durch Strangpressen, durch einen Spritzvorgang, durch Gießen, durch Pressen nach Walzen oder durch Pressen. Zum Beispiel werden in dem Falle einer praktischen Formgebung durch Strangpressen oder durch einen Spritzvorgang Harzkügelchen zuerst einer Strangpresse oder einer Spritzgußmaschine zugeführt und die Whisker werden bei einem einen Mittelpunkt bildenden mittleren Schritt der Maschine zugeführt, um ein mögliches Zubruchgehen der Whisker zu vermeiden. In dem Falle der Formgebung durch Gießen werden die Whisker mit flüssigem Harz aus Polyester, Acryl oder Epoxy gemischt und geknetet. Weil die Cluster der Whisker an der Oberfläche des geformten Teils erscheinen, wird ein Polieren auf die Oberfläche des geformten Teils angewendet, um die Oberflächenhaut zu entfernen. Vorzugsweise wird ferner ein Schwabbeln auf das geformte Teil für Oberflächenglattheit des Endprodukts angewendet. Das so erhaltene, geformte Teil kann entweder als eine Taste oder nach einem genauen Schneiden als eine Oberflächenabdeckung für eine Taste verwendet werden.
• Wie in der beigefügten photographischen Darstellung gut zu sehen ist, sind zwischen den Whiskern in den Clustern, wobei diese Whisker innerhalb der Harzmatrix feinst-verteilt sind, Zwischenräume mit Submikron-Größe gelassen worden und das Vorhandensein solcher zahlreicher, feiner Zwischenräume absorbiert gut Schweiß an den Händen von Spielern, gerade genauso wie poröses, natürliches Elfenbein. Der Einschluß von Whiskern mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften verbessert die Festigkeit, die Härte, die Wärmeleitung, das Aussehen und die Steifigkeit des Materials sehr. Die Whisker, die an der Oberfläche des Materials erscheinen, versehen die Oberfläche mit einem mäßigen Reibungswiderstand, welcher ein unbeabsichtigtes Gleiten der Finger während des Spiels gut verhindert.
Beispiele
• Es wurden Proben mit den Nummern 1 bis 3 unter Verwendung von drei verschiedenen Materialien zubereitet. Das heißt, die Probe Nr. 1 wurde aus dem Tastenmaterial in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt, die Probe Nr. 2 wurde aus dem gleichen Harz hergestellt, jedoch ohne Einschluß von Keramikwhiskern, und die Probe Nr. 3 wurde aus natürlichem Elfenbein hergestellt. Jede Probe wurde in Teststücke geschnitten, von denen jedes in der Gestalt einer rechteckförmigen Schicht mit 30 mm Länge, 10 mm Breite und 20 bis 30 um Dicke war.
• Für die Messung der hygroskopischen Eigenschaft wurde das Gewicht eines jeden Teststücks nach dem Trocknen bei 35% RH und 20ºC Temperatur für eine Woche gemessen. Das Gewicht des Teststücks wurde erneut gemessen, nachdem es in einem Exsikkator, welcher mit Dampf gestättigt war, bei einer Temperatur von 23ºC für 24 Stunden gelassen wurde. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 1 gezeigt, in welcher eine Zunahme im Gewicht von 5 bis 7% gut die bedeutende Verbesserung in den hygroskopischen Eigenschaften angibt, wenn mit dem herkömmlichen Tastenmaterial verglichen, das aus Harz allein hergestellt ist.
• Für die Messung der. Zugfestigkeit wurde ein rechteckförmiger Block von 200 · 200 mm² und 3 mm Dicke aus jeder Probe durch Spritzgießen hergestellt. Die Teststücke, die aus dem Block herausgeschnitten worden sind, wurden einem Zug in der Richtung des Harzstromes während des Einspritzvorgangs (Richtung A) und in einer Richtung normal zu dem Harzstrom (Richtung B) unterworfen. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 2 gezeigt, in welcher die Zugfestigkeitseigenschaften des Materials gemäß der vorliegenden Erfindung nahe zu denjenigen von natürlichem Elfenbein sind.
Tabelle 1 Probe Änderung im Gewicht (%)
• 1 5 bis 7
• 2 0
• 3 15 bis 18 Tabelle 2
• Die Reibungseigenschaften (Reibungskoeffizient) der Proben wurden unter den folgenden Bedingungen gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt, in welcher die Reibungseigenschaften des Materials gemäß der vorliegenden Erfindung nahe zu denjenigen von natürlichem Elfenbein sind.
Schleifmaterial Hirschleder
• Gleitgeschwindigkeit 5,6 mm/sek.
• Gewicht 100 200 300 500 1000
• Bereich der Berührung 2,5 · 6 cm = 15 cm²
• Temperatur 23ºC
• RH 50
• Periode 1 Woche
• Messung A 23ºC · 50%
• B Hirschleder, benetzt mit Nebelspray Tabelle 3

Claims (1)

1. Verwendung eines künstlichen Tastenmaterials bei einem eine Tastatur aufweisenden Musikinstrument, wobei bei diesem künstlichen Tastenmaterial:

- Keramikwhisker in einer Harzmatrix feinst-verteilt sind,

- die Whisker in der Gestalt von Clustern von Filamenten angeordnet sind,

- das Material in der Gestalt eines geformten Teils mit einer Oberfläche ist, an welcher ein Polieren angewendet worden ist, um die Oberflächenhaut zu entfernen,

- die Cluster der Whisker an der polierten Oberfläche des geformten Teils erscheinen und

- Zwischenräume mit Submikron-Größe zwischen den Whiskern in den Clustern gelassen sind.