CN109076288B - 玻璃板结构体、振动板、开口构件以及磁记录介质用玻璃基板 - Google Patents

玻璃板结构体、振动板、开口构件以及磁记录介质用玻璃基板 Download PDF

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Abstract

一种玻璃板结构体，其损耗系数为1×10‑2以上、且板厚方向的纵波声速值为5.5×103m/s以上。

Description

玻璃板结构体、振动板、开口构件以及磁记录介质用玻璃基板
技术领域
本发明涉及具有良好的声音性能的玻璃板结构体，另外还涉及使用了所述玻璃板结构体的振动板、开口构件和磁记录介质用玻璃基板。
背景技术
一般而言，使用鼓纸(コ一ソ纸)、树脂作为扬声器或麦克风用的振动板。这些材料的损耗系数大，难以发生共振振动，因此在可听范围内的声音的再现性能良好。
然而，由于这些材料中的声速值均较低，因此在用高频率进行激励时，材料的振动难以跟随声波频率，容易产生分割振动。因此，特别是在高频率范围内，难以得到所期望的声压。
近年来，特别是在高分辨率声源等情况下，对播放所要求的频带为20kHz以上的高频率范围，虽然是人耳难以听见的频带，但由于具有能够强烈地感受到临场感等更贴近情绪的感受，因此期望能够忠实地再现该频带的声波振动。
因此，考虑使用金属、陶瓷、玻璃等在材料中传播的声速快的原材料来代替鼓纸、树脂。但是，一般而言，这些原材料的损耗系数与纸相比均小至约1/10～约1/100，因此容易残留意想不到的混响声。此外，在以构件的固有振动频率进行激励时，出现共振模式，可能发生由此而导致的显著的音色的劣化。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Olivier Mal et.a1.，“A Novel Glass Laminated Structure forFlat Panel Loudspeakers”AES Convention 124，7343.
发明内容
发明所要解决的问题
作为扬声器用的振动板，已知在二片玻璃板之间具有厚度0.5mm的聚丁基类的聚合物层的夹层玻璃(非专利文献1)。但是，该振动板在高频率范围内的播放是困难的。
因此，本发明的目的在于提供具有良好的声音性能的玻璃板结构体。
用于解决问题的手段
本发明人不断深入钻研，结果发现可以通过制成规定的玻璃板结构体来解决上述问题，从而完成了本发明。
即，本发明如下所示。
<1>一种玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体的25℃下的损耗系数为1×10-2以上、且板厚方向的纵波声速值为5.5×103m/s以上。
<2>如上述<1>所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体包含2片以上的玻璃板，并且在所述玻璃板中的至少一对玻璃板之间包含液体层。
<3>如上述<2>所述的玻璃板结构体，其中，
在所述一对玻璃板的合计厚度为1mm以下的情况下，所述液体层的厚度为所述一对玻璃板的合计厚度的1/10以下，
在所述一对玻璃板的合计厚度大于1mm的情况下，所述液体层的厚度为100μm以下。
<4>如上述<2>或<3>所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层的25℃下的粘滞系数为1×10-4Pa·s～1×103Pa·s、且25℃下的表面张力为15mN/m～80mN/m。
<5>如上述<2>～<4>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板中的至少一对玻璃板的比弹性模量均为2.5×107m2/s2以上。
<6>如上述<2>～<5>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，在构成所述一对玻璃板的2片玻璃板之中，当将一片玻璃板A的共振频率设为Qa、共振振幅的半峰宽设为wa、将另一片玻璃板B的共振频率设为Qb、共振振幅的半峰宽设为wb时，满足下述[式1]的关系：
(wa+wb)/4＜|Qa-Qb|···[式1]。
<7>如上述<2>～<6>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的质量比为0.8～1.25。
<8>如上述<2>～<7>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的厚度各自为0.01mm～15mm。
<9>如上述<2>～<8>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种。
<10>如上述<1>～<9>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体包含物理强化玻璃板和化学强化玻璃板中的至少任一种玻璃板。
<11>如上述<1>～<10>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体的可见光透射率为60％以上。
<12>如上述<2>～<11>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体包含3片以上的玻璃板。
<13>如上述<2>～<12>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板中的至少1片玻璃板以及所述液体层中的至少任一者被着色。
<14>如上述<2>～<13>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，在所述液体层中包含荧光材料。
<15>如上述<1>～<14>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，在玻璃板结构体的至少一个最外表面形成有涂层或膜。
<16>如上述<1>～<15>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，玻璃板结构体为曲面形状。
<17>如上述<2>～<16>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层的折射率与所述一对玻璃板的折射率之差均为0.2以下。
<18>如上述<1>～<17>中任一项所述的玻璃板结构体，其中，玻璃板结构体的外周端面的至少一部分由不妨碍玻璃板结构体的振动的构件密封。
<19>一种玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体包含2片以上玻璃板，在所述玻璃板中的至少一对玻璃板之间液体层，并且
在所述一对玻璃板的合计厚度为1mm以下的情况下，所述液体层的厚度为所述一对玻璃板的合计厚度的1/10以下，
在所述一对玻璃板的合计厚度大于1mm的情况下，所述液体层的厚度为100μm以下。
<20>一种振动板，其中，所述振动板包含上述<1>～<19>中任一项所述的玻璃板结构体和设置于所述玻璃板结构体的单面或两面的至少一个振动器。
<21>一种开口构件，其中，所述开口构件使用了上述<1>～<19>中任一项所述的玻璃板结构体或上述<20>中所述的振动板。
<22>一种磁记录介质用玻璃基板，其中，所述磁记录介质用玻璃基板使用了上述<1>～<19>中任一项所述的玻璃板结构体。
发明效果
根据本发明，在扬声器、麦克风、耳机、移动设备等中使用的振动板用途等中，从低音范围至高频率范围，声音的再现性良好。另外，在建筑或车辆用开口构件用途等中，利用高振动衰减能力，不容易发生共振，能够抑制由共振引起的异常声音的产生。此外，在磁记录介质用玻璃基板用途等中，能够提高阻尼效果(制振効果)。
附图说明
图1为表示本发明的玻璃板结构体的一例的剖视图。
图2为表示本发明的玻璃板结构体的另一例的剖视图。
图3为表示本发明的玻璃板结构体的又另一例的剖视图。
图4为表示本发明的玻璃板结构体的再另一例的立体图。
图5(a)为图4所示的玻璃板结构体的平面图，图5(b)为图5(a)中的A-A’线剖视图。
图6为表示本发明的玻璃板结构体的另一例的剖视图。
图7(a)为表示本发明的玻璃板结构体的又另一例的平面图，图7(b)为图7(a)中的A-A’线剖视图。
图8(a)为表示本发明的玻璃板结构体的又另一例的平面图，图8(b)为图8(a)中的A-A’线剖视图。
图9为表示本发明的玻璃板结构体的再另一例的剖视图。
具体实施方式
以下，基于具体实施方式，对本发明的详细情况和其它特征进行说明。需要说明的是，以下的图中，由于对相同或相对应的构件或部件赋予相同或相对应的标记，因此省略重复的说明。另外，对于图而言，除非另有说明，否则其目的并不在于表示构件或部件间的相对比例。因此，具体的尺寸可以参照以下的非限定性的实施方式进行适当选择。
另外，本说明书中，表示数值范围的“～”以包含在其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义而使用。
<玻璃板结构体>
本发明的玻璃板结构体的特征在于，25℃下的损耗系数为1×10-2以上、且板厚方向的纵波声速值为5.5×103m/s以上。需要说明的是，损耗系数大，意味着振动衰减能力大。
损耗系数使用通过半峰宽法计算出的值。当将材料的共振频率设为f、将自作为振幅h的峰值下降-3dB的点(即，最大振幅-3[dB]处的点)的频率宽度设为W时，将由{W/f}表示的值定义为损耗系数。
为了抑制共振，增大损耗系数即可，即，意味着相对于振幅h，频率宽度W相对地变大，峰变宽。
损耗系数为材料等的固有值，例如在玻璃板单体的情况下，根据其组成、相对密度等而不同。需要说明的是，损耗系数可以通过共振法等动态弹性模量试验法来测定。
纵波声速值是指纵波在振动板中传播的速度。纵波声速值和杨氏模量可以通过日本工业标准(JIS-R1602-1995)中记载的超声波脉冲法来测定。
在本发明的玻璃板结构体中，作为用于得到高损耗系数和高纵波声速值的具体结构，优选包含2片以上的玻璃板，并且在所述玻璃板中的至少一对玻璃板之间包含规定的液体层。
(液体层)
对于本发明的玻璃板结构体而言，通过在至少一对玻璃板之间设置包含流体的层(液体层)，能够实现高损耗系数。其中，通过将液体层的粘度、表面张力调节至适合的范围内，能够进一步提高损耗系数。
认为这是因为，与通过粘合层设置一对玻璃板的情况不同，所述一对玻璃板并未固定，而是继续保持作为各自的玻璃板的振动特性。
优选液体层的25℃下的粘滞系数为1×10-4Pa·s～1×103Pa·s、且25℃下的表面张力为15mN/m～80mN/m。粘度过低时，变得难以传递振动，粘度过高时，位于液体层的两侧的一对玻璃板彼此固定而表现出作为一片玻璃板的振动行为，因此共振振动变得难以衰减。另外，表面张力过低时，玻璃板间的粘附力降低，变得难以传递振动。表面张力过高时，位于液体层的两侧的一对玻璃板彼此变得易于固定，表现出作为一片玻璃板的振动行为，因此共振振动变得难以衰减。
液体层的25℃下的粘滞系数更优选为1×10-3Pa·s以上，进一步优选为1×10- 2pa·s以上。另外，更优选为1×102Pa.s以下，进一步优选为1×10Pa·s以下。
液体层的25℃下的表面张力更优选为20mN/m以上，进一步优选为30mN/m以上。
液体层的粘滞系数可以利用旋转粘度计等来测定。
液体层的表面张力可以通过环法等来测定。
对于液体层而言，蒸气压过高时，有可能因液体层蒸发而不能起到作为玻璃板结构体的作用。因此，液体层的25℃、1atm下的蒸气压优选为1×104Pa以下，更优选为5×103Pa以下，进一步优选为1×103Pa以下。另外，在蒸气压高的情况下，可以实施密封等以使得液体层不蒸发，但此时需要防止由密封材料妨碍玻璃板结构体的振动。
从维持高刚性和传递振动的方面考虑，液体层的厚度越薄则越优选。具体而言，在所述一对玻璃板的合计厚度为1mm以下的情况下，所述液体层的厚度优选为所述一对玻璃板的合计厚度的1/10以下，更优选为1/20以下，进一步优选为1/30以下，更进一步优选为1/50以下，再进一步优选为1/70以下，特别优选为1/100以下。
另外，在所述一对玻璃板的合计厚度大于1mm的情况下，所述液体层的厚度优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为30μm以下，更进一步优选为20μm以下，再进一步优选为15μm以下，特别优选为10μm以下。
从成膜性和耐久性的方面考虑，液体层的厚度的下限优选为0.01μm以上。
优选液体层是化学稳定的，并且液体层与位于液体层的两侧的一对玻璃板不反应。
“化学稳定”是指例如通过光照射而发生的改性(劣化)少，而且至少在-20～70℃的温度范围内不容易发生凝固、气化、分解、变色、与玻璃的化学反应等。
作为液体层的成分而言，具体而言，可以列举：水、油、有机溶剂、液态聚合物、离子性液体和它们的混合物等。
更具体而言，可以列举：丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、普通硅油(二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油)、改性硅油、丙烯酸类聚合物、液态聚丁二烯、甘油糊、含氟溶剂、含氟树脂、丙酮、乙醇、二甲苯、甲苯、水、矿物油、以及它们的混合物等。其中，优选包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种，更优选以丙二醇或硅油作为主要成分。
除了上述以外，也可以将使粉体分散而得到的浆料用作液体层。从提高损耗系数的观点考虑，液体层优选为均匀的流体，在对玻璃板结构体赋予着色、荧光等设计性、功能性的情况下，该浆料是有效的。
液体层中的粉体的含量优选为0～10体积％，更优选为0～5体积％。
从防止沉降的观点考虑，粉体的粒径优选为10nm～1μm，更优选为0.5μm以下。
另外，从赋予设计性或功能性的观点考虑，液体层中也可以包含荧光材料。可以是将荧光材料以粉体形式分散而得到的浆料状的液体层，也可以是将荧光材料以液体形式进行混合而得到的均匀的液体层。由此，可以对玻璃板结构体赋予光的吸收和发光等光学功能。
(玻璃板)
对于本发明的玻璃板结构体(标记“10”)而言，优选以从两侧夹着所述液体层(标记“16”)的方式设置至少一对玻璃板(图1)。将一片玻璃板记为玻璃板A(标记“11”)、将另一片记为玻璃板B(标记“12”)时，在玻璃板A发生共振的情况下，通过液体层的存在，玻璃板B不共振，或者能够使玻璃板B的共振振动衰减，因此与单独玻璃板的情况相比，玻璃板结构体能够提高损耗系数。
构成所述一对玻璃板的2片玻璃板之中，优选一片玻璃板A与另一片玻璃板B的共振频率的峰顶值不同，更优选共振频率的范围不重叠。不过，即使玻璃板A和玻璃板B的共振频率的范围重叠，或者峰顶值相同，通过液体层的存在，即使一片玻璃板发生共振，另一片玻璃板的振动也不同步，由此可以在一定程度上抵消共振，因此与单独玻璃板的情况相比，能够得到高损耗系数。
即，当将玻璃板A的共振频率(峰顶)设为Qa、共振振幅的半峰宽设为wa、将另一片玻璃板B的共振频率(峰顶)设为Qb、共振振幅的半峰宽设为wb时，优选满足下述[式1]的关系。
(wa+wb)/4＜|Qa-Qb|··.[式1]
上述[式1]中的左边的值越大，则玻璃板A与玻璃板B的共振频率的差异(|Qa-Qb|)越大，越能够得到高损耗系数，因此是优选的。
因此，更优选满足下述[式1’]，更优选满足下述[式1”]。
(wa+wb)/2＜|Qa-Qb|··.[式1’]
(wa+wb)/1＜|Qa-Qb|··.[式1”]
需要说明的是，玻璃板的共振频率(峰顶)和共振振幅的半峰宽可以通过与玻璃板结构体中的损耗系数同样的方法来测定。
玻璃板A和玻璃板B的质量差越小越优选，更优选为不存在质量差。在存在玻璃板的质量差的情况下，可以用较重的玻璃板抑制较轻的玻璃板的共振，但难以用较轻的玻璃板抑制较重的玻璃板的共振。即，原因在于，质量比不平衡时，由于惯性力的差异，原则上不能相互抵消共振振动。
由(玻璃板A/玻璃板B)表示的玻璃板A和玻璃板B的质量比优选为0.8～1.25(8/10～10/8)，更优选为0.9～1.1(9/10～10/9)，进一步优选为1.0(10/10)。
玻璃板A、玻璃板B的厚度均越薄，则玻璃板彼此越容易通过液体层而粘附，并且能够以较少的能量使玻璃板发生振动。因此，在扬声器等的振动板用途的情况下，玻璃板的厚度越薄越优选。具体而言，玻璃板A、玻璃板B的板厚各自优选为15mm以下，更优选为10mm以下，进一步优选为5mm以下，更进一步优选为3mm以下，特别优选为1.5mm以下，特别更优选为0.8mm以下。另一方面，如果过薄，则玻璃板的表面缺陷的影响容易变得显著，容易产生裂纹，或者难以进行强化处理，因此优选为0.01mm以上，更优选为0.05mm以上。
另外，在抑制了由共振现象引起的异常声音的产生的建筑物或车辆用开口构件用途中，玻璃板A、玻璃板B的板厚各自优选为0.5mm～15mm，更优选为0.8mm～10mm，进一步优选为1.0mm～8mm。
在提高了防振效果的磁记录介质用玻璃基板用途中，玻璃板A、玻璃板B的板厚各自优选为0.3mm～1.2mm，更优选为0.4mm～1.0mm，进一步优选为0.5mm～0.8mm。
对于玻璃板A和玻璃板B中的至少任一片玻璃板而言，损耗系数大则作为玻璃板结构体的振动衰减也变大，作为振动板用途是优选的。具体而言，玻璃板的25℃下的损耗系数优选为1×10-4以上，更优选为3×10-4以上，进一步优选为5×10-4以上。对上限没有特别限制，从生产率、制造成本的观点考虑，优选为5×10-3以下。另外，更优选玻璃板A和玻璃板B两者具有上述损耗系数。
需要说明的是，玻璃板的损耗系数可以通过与玻璃板结构体中的损耗系数同样的方法来测定。
对于玻璃板A和玻璃板B中的至少任一片玻璃板而言，板厚方向的纵波声速值高则高频率范围的声音的再现性提高，因此作为振动板用途是优选的。具体而言，玻璃板的纵波声速值优选为5.5×103m/s以上，更优选为5.7×103m/s以上，进一步优选为6.0×103m/s以上。对上限没有特别限制，从玻璃板的生产率、原料成本的观点考虑，优选为7.0×103m/s以下。另外，更优选玻璃板A和玻璃板B两者满足上述声速值。
需要说明的是，玻璃板的声速值可以通过与玻璃板结构体中的纵波声速值同样的方法来测定。
对玻璃板A和玻璃板B的组成没有特别限制，例如优选为下述范围。
SiO2：40质量％～80质量％、Al2O3：0～35质量％、B2O3：0～15质量％、MgO：0～20质量％、CaO：0～20质量％、SrO：0～20质量％、BaO：0～20质量％、Li2O：0～20质量％、Na2O：0～25质量％、K2O：0～20质量％、TiO2：0～10质量％、并且ZrO2：0～10质量％。其中上述组成占玻璃整体的95质量％以上。
玻璃板A和玻璃板B的组成更优选为下述范围。
SiO2：55质量％～75质量％、Al2O3：0～25质量％、B2O3：0～12质量％、MgO：0～20质量％、CaO：0～20质量％、SrO：0～20质量％、BaO：0～20质量％、Li2O：0～20质量％、Na2O：0～25质量％、K2O：0～15质量％、TiO2：0～5质量％、并且ZrO2：0～5质量％。其中上述组成占玻璃整体的95质量％以上。
玻璃板A、玻璃板B的比重均越小，则越能够以较少的能量使玻璃板发生振动。具体而言，玻璃板A、玻璃板B的比重各自优选为2.8以下，更优选为2.6以下，更进一步优选为2.5以下。对下限没有特别限制，优选为2.2以上。
玻璃板A、玻璃板B的作为杨氏模量除以密度而得到的值的比弹性模量均越大，则越能够提高玻璃板的刚性。具体而言，玻璃板A、玻璃板B的比弹性模量各自优选为2.5×107m2/s2以上，更优选为2.8×107m2/s2以上，进一步优选为3.0×107m2/s2以上。对上限没有特别限制，优选为4.0×107m2/s2以下。
(玻璃板结构体)
玻璃板结构体中的损耗系数越大，则振动衰减越大，因此优选，本发明的玻璃板结构体的25℃下的损耗系数为1×10-2以上，优选为2×10-2以上，更优选为5×10-2以上。
另外，对于玻璃板结构体的板厚方向的纵波声速值而言，声速越快，则制成振动板时高频率声音的再现性越提高，优选为5.5×103m/s以上，更优选为5.7×103m/s以上，更进一步优选为6.0×103m/s以上。对上限没有特别限制，优选为7.0×103m/s以下。
玻璃板结构体的线性透射率高时，能够用作透光性的构件。因此，根据日本工业标准(JIS R3106-1998)求出的可见光透射率优选为60％以上，更优选为65％以上，进一步优选为70％以上。
需要说明的是，作为透光性的构件而言，例如可以列举：透明扬声器、透明麦克风、建筑物、车辆用的开口构件等用途。
为了提高玻璃板结构体的透射率，匹配折射率也是有用的。即，构成玻璃板结构体的玻璃板与液体层的折射率越接近，则越能够防止界面处的反射和干涉，因此优选。其中液体层的折射率与接触液体层的一对玻璃板的折射率之差均优选为0.2以下，更优选为0.1以下，更进一步优选为0.01以下。
也可以对构成玻璃板结构体的玻璃板中的至少1片以及液体层中的至少任一者进行着色。这在想要使玻璃板结构体具有设计性的情况下、在想要具有IR阻隔、UV阻隔、隐私玻璃等功能性的情况下是有用的。
构成玻璃板结构体的玻璃板为2片以上即可，也可以使用3片以上的玻璃板(图2)。在2片的情况下，玻璃板A和玻璃板B可以使用全部为不同组成的玻璃板，也可以使用全部为相同组成的玻璃板，也可以组合使用相同组成的玻璃板和不同组成的玻璃板；在3片以上的情况下，例如玻璃板A、玻璃板B和玻璃板C(标记“13”)可以使用全部为不同组成的玻璃板，也可以使用全部为相同组成的玻璃板，也可以组合使用相同组成的玻璃板与不同组成的玻璃板。其中，从振动衰减性的方面考虑，优选采用的是使用包含不同组成的2种以上的玻璃板。
关于玻璃板的质量、厚度也同样可以全部不同，可以全部相同，也可以一部分不同。其中，从振动衰减性的方面考虑，优选采用进行构成的玻璃板的质量全部相同。
也可以在构成玻璃板结构体的玻璃板的至少1片中使用物理强化玻璃板、化学强化玻璃板。这对于防止玻璃板结构体的破坏是有用的。在想要提高玻璃板结构体的强度的情况下，优选将位于玻璃板结构体的最外表面的玻璃板设定为物理强化玻璃板或化学强化玻璃板，更优选全部的构成玻璃板为物理强化玻璃板或强化玻璃板。
另外，作为玻璃板，从提高纵波声速值、强度的方面考虑，使用结晶化玻璃、分相玻璃也是有用的。特别是在想要提高玻璃板结构体的强度的情况下，优选将位于玻璃板结构体的最外表面的玻璃板设定为结晶化玻璃或分相玻璃。
在不损害本发明效果的范围内，也可以在玻璃板结构体的至少一个最外表面形成涂层(标记“21”)、膜(标记“22”)(图3)。涂层的施工、膜的粘贴例如对于防止划痕等是适合的。
涂层、膜的厚度优选为表层的玻璃板的板厚的1/5以下。对于涂层、膜而言，可以使用现有公知的涂层、膜。作为涂层而言，例如可以列举：拒水涂层、亲水涂层、疏水涂层、拒油涂层、减反射涂层、隔热涂层等。另外，作为膜而言，例如可以列举：防玻璃飞散膜、色膜、UV阻隔膜、IR阻隔膜、隔热膜、电磁波屏蔽膜等。
玻璃板结构体的形状可以根据用途而适当设计，可以为平板状，也可以为曲面形状。
为了提高低频带的输出声压水平，也可以制成在玻璃板结构体上赋予围合件(工ンク口一ジヤㅡ)或挡板而得到的结构。对围合件或挡板的材质没有特别限制，优选使用本发明的玻璃板结构体。
在不损害本发明的效果的范围内，可以在玻璃板结构体的至少一个最外表面设置框架(框)(标记“30”)(图4、图5)。在想要提高玻璃板结构体的刚性的情况下、或在想要保持曲面形状的情况下等，框架是有用的。作为框架的材质而言，可以使用现有公知的材质，例如可以使用：Al2O3、SiC、Si3N4、A1N、富铝红柱石、氧化锆、氧化钇、YAG等陶瓷和单晶材料，钢、铝、钛、镁、碳化钨等金属和合金材料，FRP等复合材料，丙烯酸类树脂、聚碳酸酯等树脂材料，玻璃材料，木材等。
所使用的框架的重量优选为玻璃板的重量的20％以下，更优选为10％以下。
需要说明的是，在玻璃板结构体与框架之间可以具有密封材料(标记“31”)，从而能够防止液体层自框架泄漏。
也可以用不妨碍玻璃板结构体的振动的构件密封玻璃板结构体的外周端面的至少一部分(图6)。作为密封材料(标记“31”)而言，可以使用伸缩性高的橡胶、树脂、凝胶等。
关于密封材料用的树脂，可以使用丙烯酸类、氰基丙烯酸酯类、环氧类、有机硅类、氨基甲酸酯类、酚类等。作为固化方法而言，可以列举：单组分型(一液型)、双组分混合型(二液混合型)、加热固化、紫外线固化、可见光固化等。
也可以使用热塑性树脂(热熔胶)。作为例子，可以列举：乙烯乙酸乙烯酯类、聚烯烃类、聚酰胺类、合成橡胶类、丙烯酸类、聚氨酯类。
关于橡胶，例如可以使用：天然橡胶、合成天然橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、乙烯-丙烯橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸类橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶(Hypalon)、氨基甲酸酯橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、环氧氯丙烷橡胶、聚硫橡胶(Thiokol)、氢化丁腈橡胶。
对于密封材料的厚度t而言，过薄时，无法确保足够的强度，过厚时，成为振动的障碍。因此，密封材料的厚度优选为10μm以上且玻璃构成体的总厚度的5倍以下，更优选为50μm以上且比玻璃构成体的总厚度薄。
为了防止玻璃板结构体的玻璃板与液体层的界面处的剥离等，在不损害本发明效果的范围内，可以在相对的玻璃板的面的至少一部分上涂布上述的密封材料31(图7、图8)。在这种情况下，密封材料涂布部的面积优选为液体层的面积的20％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下，以使得不成为振动的障碍。
另外，为了提高密封性能，也可以将玻璃板的边缘部分加工成适当的形状。例如通过对至少一片玻璃板的端部进行C倒角(玻璃板的截面形状为梯形)或R倒角(玻璃板的截面形状为近似圆弧状)加工，能够增大密封材料与玻璃的接触面积，并且能够提高密封材料与玻璃的胶粘强度(图9)。
另外，本发明涉及一种玻璃板结构体，所述玻璃板结构体包含2片以上的玻璃板，并且在所述玻璃板中的至少一对玻璃板之间包含液体层的璃板结构体，在所述一对玻璃板的合计厚度为1mm以下的情况下，所述液体层的厚度为所述一对玻璃板的合计厚度的1/10以下，在所述一对玻璃板的合计厚度大于1mm的情况下，所述液体层的厚度为100μm以下。
该玻璃板结构体中的优选方式与上述的玻璃板结构体相同。
(振动板、开口构件、磁记录介质用玻璃基板)
本发明还涉及包含上述玻璃板结构体和振动器的振动板、使用了上述玻璃板结构体的开口构件、以及使用了上述玻璃板结构体的磁记录介质用玻璃基板。
作为振动板而言，例如，通过在玻璃板结构体的单面或两面设置1个以上的振动元件、振动检测元件(振动器)，可以使其作为扬声器、麦克风、耳机、移动设备等的壳体振动体、壳体扬声器而起作用。为了提高输出声压水平，优选将2个以上的振动元件设置在玻璃结构体的两面。一般而言，优选振动器在振动板中的位置为结构体的中央部，但由于该材料具有高声速且高衰减性能，也可以将振动器设置在玻璃结构体的端部。通过使用本发明的振动板，能够容易地播放以往难以再现的高频率范围的声音。另外，玻璃板结构体的大小、形状、色调等方面的自由度高，可以施加设计性，因此能够得到设计性也优异的振动板。另外，通过用设置于玻璃板结构体表面或附近的收音用麦克风或振动检测器对声音或振动进行取样，并在玻璃板结构体中产生与其相同相位或相反相位的振动，由此能够放大取样到的声音或振动，或者能够抵消取样到的声音或振动。此时，在上述的取样点处的声音或振动的特性在直到传播至玻璃构成体为止的期间基于某个声音传递函数而变化的情况下，以及，在玻璃结构体中存在声音转换传递函数的情况下，通过使用控制滤波器来校正控制信号的振幅和相位，能够高精度地放大或消除振动。在构成如上所述的控制滤波器时，例如可以使用最小二乘法(LMS)算法。
作为更具体的构成，例如可以制成如下结构：将多层玻璃的全部或至少1片玻璃板作为本发明的玻璃构成体，对控制对象的声波振动所流入的一侧的板的振动水平或玻璃间所存在的空间的声压水平进行取样，利用控制滤波器对其适当地进行信号校正，然后输出至设置于声波振动所流出的一侧的玻璃结构体上的振动元件。
作为本振动板的用途而言，例如可以用于：作为电子设备用构件的、全频扬声器、15Hz～200Hz的频带的低音播放用扬声器、10kHz～100kHz的频带的高音播放扬声器、振动板的面积为0.2m3以上的大型扬声器、振动板的面积为3cm3以下的小型扬声器、平面型扬声器、圆柱形扬声器、透明扬声器、作为扬声器起作用的移动设备用保护玻璃、TV显示器用保护玻璃、视频信号与声音信号自相同面产生的显示器、可穿戴显示器用扬声器、电子显示器、照明器具等。另外，可以用作头戴式耳机、耳机或话筒用的振动板、振动传感器。
作为车辆等运输机械的内部用振动构件，可以用作车载或机载扬声器。例如可以制成：作为扬声器而起作用的侧镜、遮阳板、仪表盘、控制板、顶板、门、其它内部面板。也可以使它们作为麦克风和主动噪音控制用振动板而起作用。
作为其它用途，可以用作：超声波发生装置用振动板、超声波马达用滑块、低频率发生装置、在液体中传播声波振动的振动器、和使用了它的水槽以及容器、振动元件、振动检测元件、振动衰减装置用的致动器用材料。
作为开口构件而言，例如可以列举：建筑或运输机械等中使用的开口构件。例如，在使用了在由车辆、飞机、船舶、发电机等的驱动部等产生的噪音的频带不容易发生共振的玻璃板结构体的情况下，可以得到特别优异的抑制这些噪音产生的效果。另外，也可以对玻璃板结构体赋予IR阻隔、UV阻隔、着色等功能。
在应用于开口构件时，也可以使在玻璃板结构体的单面或两面设置1个以上的振动元件、振动检测元件(振动器)而得到振动板作为扬声器、麦克风而起作用。通过使用本发明的玻璃板结构体，能够容易地播放以往难以再现的高频率范围的声音。另外，玻璃板结构体的大小、形状、色调等方面的自由度高，可以施加设计性，因此能够得到设计性也优异的开口构件。另外，通过用设置于玻璃板结构体表面或附近的收音用麦克风或振动检测器对声音或振动进行取样，并玻璃板结构体中产生与其相同相位或相反相位的振动，由此能够放大取样到的声音或振动，或者能够抵消取样到的声音或振动。
更具体而言，可以用作：车内扬声器、车外扬声器、具有隔音功能的车辆用前挡风玻璃、侧玻璃、后玻璃或车顶玻璃。此时，也可以制成仅能够透过或阻隔特定的声波振动的构造。另外，还可以用作：通过声波振动而提高拒水性、防雪性、防冻性、防污性的车辆用窗、结构构件、装饰板。具体而言，除了可以用作汽车用窗玻璃、镜子之外，还可以用作透镜、传感器和它们的保护玻璃。
作为建筑用开口构件而言，可以用作：作为振动板和振动检测装置而起作用的窗玻璃、门玻璃、屋顶玻璃、内部材料、外部材料、装饰材料、结构材料、外壁、隔音板和隔音壁、以及太阳能电池用保护玻璃。也可以使其作为声音反射(余响)板而起作用。另外，也能够通过声波振动而提高上述的拒水性、防雪性、防污性。
作为磁记录介质用玻璃基板而言，可以对玻璃板结构体赋予高阻尼效果，因此从抑制基板的颤动方面考虑是非常有用的。
(玻璃板结构体的制造方法)
本发明的玻璃板结构体可以通过在一对玻璃板之间形成液体层而得到。
对在一对玻璃板之间形成液体层的方法没有特别限制，例如可以列举如下方法：在玻璃板表面形成液体层，并在其上设置另一玻璃板的方法、将分别在表面形成有液体层的玻璃板彼此贴合的方法、自二片玻璃板的间隙流入液体层的方法等。
对于液体层的形成，没有特别限制，例如可以列举：在玻璃板表面涂布、喷雾将要构成液体层的液体等。
实施例
以下，列举实施例具体地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
<评价方法>
(杨氏模量、纵波声速值、密度)
对于玻璃板的杨氏模量E和声速V、以及玻璃板结构体的纵波声速值V而言，使用长度60mm、宽度12mm、厚度0.5mm～1mm的试验片，通过日本工业标准(JIS-R1602-1995)中记载的超声波脉冲法在25℃下进行了测定(使用奥林巴斯株式会社制造的DL35PLUS)。对于玻璃板结构体的纵波声速值而言，测定了板厚方向的声速。
对于玻璃板的密度ρ而言，通过阿基米德法(株式会社岛津制作所、AUX320)在25℃下进行了测定。
(共振频率)
对于玻璃板和玻璃板结构体的损耗系数而言，使用与上述测定相同的试验片，利用共振法内部摩擦测定装置(日本TechnoPlus株式会社、JE-HT)在25℃下进行了测定。具体而言，通过对试验片以600Hz～3000Hz的频带连续地施加交流电压，使玻璃基板弯曲并以一阶模式自由振动，测定了其振动振幅的变化。将振动振幅h达到最大时的频率作为共振频率f。
(损耗系数)
对于损耗系数而言，使用在上述测定中求出的材料的共振频率f、自最大振幅下降-3dB的点(即，最大振幅-3[dB]处的点)的频率宽度W，将由W/f表示的值作为损耗系数。
对于由于峰形状为非对称等理由而不能应用上述方法的试验片，在共振频率测定中，测定从共振状态至停止振动时的振动振幅的衰减时间，使用它而计算出损耗系数。
(粘滞系数)
对于液体层的粘滞系数而言，使用旋转粘度计(BROOKFIELD公司、RVDV-E)在25℃下进行了测定。
(表面张力)
液体层的表面张力通过以下的方法进行了测定。
将相对于25℃的试验液平行地悬挂的金属环沉入试验液中，然后，沿铅直方向缓慢地将环提起。此时，通过对由液体膜施加的力的峰进行测定而计算出表面张力值。
<实施例1>
准备作为玻璃板A的12mm×60mm×0.5mm的玻璃板1，在其上涂布离子交换水作为液体层，然后使作为玻璃板B的12mm×60mm×0.5mm的玻璃板2与其粘附，从而得到了12mm×60mm×1mm的玻璃板结构体。以下示出玻璃板1和玻璃板2的组成(质量％)和物性值。
(玻璃板1)SiO2：60％、Al2O3：17％、B2O3：8％、MgO：3％、CaO：4％、SrO：8％、密度：2.5g/cm3、杨氏模量：77GPa、比弹性模量：3.1×107m2/s2
(玻璃板2)SiO2：61.5％、Al2O3：20％、B2O3：1.5％、MgO：5.5％、CaO：4.5％、SrO：7％、密度：2.7g/cm3、杨氏模量：85GPa、比弹性模量：3.2×107m2/s2
<实施例2～12>
除了改变液体层以外，以与实施例1同样的方式得到了玻璃板结构体。需要说明的是，对于实施例6而言，使用了玻璃板1代替玻璃板B的玻璃板2。
<比较例1～4>
对作为玻璃板A的玻璃板1(比较例1)、玻璃板2(比较例2)、丙烯酸类树脂(比较例3)、氧化铝烧结体(比较例4)的各自的单体的各种特性进行了评价。
<比较例5和6>
在不使用液体层的情况下使玻璃板B与玻璃板A粘附而得到了玻璃板结构体(比较例5)。另外，将在比较例5中得到的玻璃板结构体在大气气氛下且在900℃下加热，使玻璃板A与玻璃板B融合而得到了玻璃板结构体(比较例6)。
<比较例7～10>
分别得到了使用各种粘合剂或膜代替液体层并使玻璃板A和玻璃板B固定而得到的玻璃板结构体。
分别地，将在实施例1～12中得到的玻璃板结构体的构成和评价结果示于表1，将在比较例1～10中得到的玻璃板结构体的构成和评价结果示于表2。需要说明的是，表中，由＊表示的10Λ-2为表示10-2的数值单位。
Figure GDA0002578591710000241
Figure GDA0002578591710000251
对于粘滞系数0.7mPa·s～60Pa·s、表面张力21mN/m～73mN/m、液体层的厚度小于5μm且为一对玻璃板的合计厚度的1/10以下的实施例1～12的玻璃板结构体而言，板厚方向的纵波声速值均为6.0×103m/s以上，且25℃下的损耗系数为1.7×10-2以上，具有良好的特性。
需要说明的是，作为一对玻璃板，玻璃板A与玻璃板B为不同种类的组合(玻璃板1+玻璃板2)的玻璃板结构体表现出比相同种类的组合(玻璃板1+玻璃板1)的玻璃板结构体更良好的振动衰减特性(例如，参考实施例5和6等)。
另一方面，在使用了玻璃单板、氧化铝烧结体的情况下(比较例1、2、4)，纵波声速值均为6.0×103m/s以上，但25℃下的损耗系数低至1×10-3以下，不适合作为振动板。在使用了丙烯酸类树脂的情况下(比较例3)，25℃下的损耗系数的值为2.2×10-2，但纵波声速值低至2.7×103m/s。
在不使用偶联剂的情况下(比较例5)，25℃下的损耗系数的值低至1.4×10-3，并且在玻璃基板间无法充分地传递声波，不适合作为振动板。在将玻璃板A与玻璃板B在900℃下融合的情况下(比较例6)，损耗系数与单板同样低。
在使用固体作为偶联剂，并将其膜厚设定为25μm以下，且为一对玻璃板的合计厚度的1/10以下的情况下(比较例7～10)，损耗系数均低，不适合作为振动板。
参考特定的实施方式详细地说明了本发明，但对于本领域技术人员而言显而易见是，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以施加各种变更、修正。本申请基于2016年4月5日申请的日本专利申请(特愿2016-75928)、2016年9月7日申请的日本专利申请(特愿2016-174801)和2016年11月24日申请的日本专利申请(特愿2016-228372)，将其内容作为参考并入本文。
产业实用性
本发明的玻璃板结构体的纵波声速值大，且损耗系数大。因此，能够适合地用于在扬声器、麦克风、耳机、移动设备等中使用的振动板、建筑或车辆用开口构件、磁记录介质用玻璃基板等。
附图标记
10 玻璃板结构体
11 玻璃板A
12 玻璃板B
13 玻璃板C
16 液体层
21 涂层
22 膜
30 框架(框)
31 密封材料

Claims (31)

1.一种玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体的25℃下的损耗系数为1×10-2以上、且板厚方向的纵波声速值为5.5×103m/s以上，并且
所述玻璃板结构体包含2片以上的玻璃板，并且在所述玻璃板中的至少一对玻璃板之间包含液体层。
2.如权利要求1所述的玻璃板结构体，其中，
在所述一对玻璃板的合计厚度为1mm以下的情况下，所述液体层的厚度为所述一对玻璃板的合计厚度的1/10以下，
在所述一对玻璃板的合计厚度大于1mm的情况下，所述液体层的厚度为100μm以下。
3.如权利要求1所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层的25℃下的粘滞系数为1×10- 4Pa·s～1×103Pa·s、且25℃下的表面张力为15mN/m～80mN/m。
4.如权利要求2所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层的25℃下的粘滞系数为1×10- 4Pa·s～1×103Pa·s、且25℃下的表面张力为15mN/m～80mN/m。
5.如权利要求1～4中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板中的至少一对玻璃板的比弹性模量均为2.5×107m2/s2以上。
6.如权利要求1～4中任一项所述的玻璃板结构体，其中，在构成所述一对玻璃板的2片玻璃板之中，当将一片玻璃板A的共振频率设为Qa、共振振幅的半峰宽设为wa、将另一片玻璃板B的共振频率设为Qb、共振振幅的半峰宽设为wb时，满足下述[式1]的关系：
(wa+wb)/4＜|Qa-Qb|···[式1]。
7.如权利要求5所述的玻璃板结构体，其中，在构成所述一对玻璃板的2片玻璃板之中，当将一片玻璃板A的共振频率设为Qa、共振振幅的半峰宽设为wa、将另一片玻璃板B的共振频率设为Qb、共振振幅的半峰宽设为wb时，满足下述[式1]的关系：
(wa+wb)/4＜|Qa-Qb|···[式1]。
8.如权利要求1～4、7中任一项所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的质量比为0.8～1.25。
9.如权利要求5所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的质量比为0.8～1.25。
10.如权利要求6所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的质量比为0.8～1.25。
11.如权利要求1～4、7、9、10中任一项所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的厚度各自为0.01mm～15mm。
12.如权利要求5所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的厚度各自为0.01mm～15mm。
13.如权利要求6所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的厚度各自为0.01mm～15mm。
14.如权利要求8所述的玻璃板结构体，其中，构成所述一对玻璃板的2片玻璃板的厚度各自为0.01mm～15mm。
15.如权利要求1～4、7、9、10、12～14中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种。
16.如权利要求5所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种。
17.如权利要求6所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种。
18.如权利要求8所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种。
19.如权利要求11所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层包含选自由丙二醇、二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油和改性硅油构成的组中的至少1种。
20.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体包含物理强化玻璃板和化学强化玻璃板中的至少任一种玻璃板。
21.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体的可见光透射率为60％以上。
22.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板结构体包含3片以上的玻璃板。
23.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述玻璃板中的至少1片玻璃板以及所述液体层中的至少任一者被着色。
24.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，在所述液体层中包含荧光材料。
25.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，在玻璃板结构体的至少一个最外表面形成有涂层或膜。
26.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，玻璃板结构体为曲面形状。
27.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，所述液体层的折射率与所述一对玻璃板的折射率之差均为0.2以下。
28.如权利要求1～4、7、9、10、12～14、16～19中任一项所述的玻璃板结构体，其中，玻璃板结构体的外周端面的至少一部分由不妨碍玻璃板结构体的振动的构件密封。
29.一种振动板，其中，所述振动板包含权利要求1～28中任一项所述的玻璃板结构体和设置于所述玻璃板结构体的单面或两面的至少一个振动器。
30.一种开口构件，其中，所述开口构件使用了权利要求1～28中任一项所述的玻璃板结构体或权利要求29所述的振动板。
31.一种磁记录介质用玻璃基板，其中，所述磁记录介质用玻璃基板使用了权利要求1～28中任一项所述的玻璃板结构体。
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