CN110997994A

CN110997994A - 乐器弦

Info

Publication number: CN110997994A
Application number: CN201780093927.6A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·兹维格
Original assignee: Larsen Strings AS
Current assignee: Larsen Strings AS
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2037-08-18
Also published as: EP3669022A1; US20200248343A1; CN110997994B; WO2019034263A1; DK3669022T3; EP3669022B1; US11293119B2

Abstract

本发明涉及具有芯的乐器弦或运动球拍弦，该芯包括热塑性纤维的束或由热塑性纤维的束构成，其中，束的至少一些热塑性纤维至少部分地熔合在一起，例如在点处熔合在一起或线性地熔合在一起，并且特别地借助于接触表面处的熔化来熔合在一起。本发明还涉及用于生产所述乐器弦或运动球拍弦的方法。

Description

乐器弦

本发明涉及乐器弦以及运动球拍弦，并且涉及用于生产所述弦的方法。

弦还可以用作用于钓鱼竿的线，或用作用于捕获设备尤其是渔网的材料。

用肠线以传统方式制成的具有肠线芯的弦具有出色的演奏特性，特别是在激发和传递脉冲时在能量方面具有高的效率，这尤其引起了轻便、快速和精确的响应。用肠线制成的弦芯由缠绕且化学交联的肠条的束构成，它们共同形成具有非凡的强度、柔性和弹性的绞股。然而，具有由肠线制成的芯的弦也具有许多严重的缺点。这些缺点包括对温度和湿度变化的高灵敏度，这导致在应力和调整方面稳定性低。由于天然产品的特性方面的不可避免的高公差，因此本身相同的产品在品质上也存在很大差异。因此，具有肠线芯的弦仅在有限的程度上相应地满足现代音乐会活动或体育比赛的需要。

可替代地，具有由聚合物纤维制成的——例如US 2 226 529中由聚酰胺制成的或GB 2303730 A中由PEEK制成的——芯的弦是已知的。诸如在例如AT 169306、AT 309188或EP 2 099 022 A1中所述，用于弓弦乐器的弦的弦芯通常相应地用纤维束或复丝纱线生产。如在AT 169306、AT 309188或EP 209 2 022中所提出的，当生产弦芯时，对用于芯的预定数量的复丝纱线进行捆扎并且是以与通常捻合肠线的方式相当的方式进行捆扎。然而，在此没有发生化学交联，也就是说，在没有任何实质性破坏的情况下始终能够将细丝分离。由于可预定的多个合成聚合物纤维及其捻合，内部衰减以及因此弦的声音可能会受到影响，这使所述弦特别适合于弓弦乐器的弦。

然而，在弦的载荷和振动下，弦芯中的塑料材料纤维的这种松散的复合物引起纤维的相互的相对运动，这导致内部摩擦并因此导致能量方面的损失。纤维在载荷下的相对运动还引起纤维表面上的机械磨损，因此，由于声耦合和衰减的变化，弦的使用寿命特别是在声学方面的使用寿命降低。因此，与由肠线制成的弦相比，所述弦的主要缺点在于：在激发和传递脉冲时在能量方面损失较大，响应较差或激发反应较慢，并且使用寿命较短。

可替代地，从例如US 2 641 949和EP 2 131 352 A1中获知具有由钢缆丝制成的芯的弦。所述弦在载荷和调整方面分别具有非常高的稳定性。具有这种芯的弦显示出相同的各个线材的相互相对运动，这又导致内部摩擦并因此导致能量方面的损失。为了解决该问题，已知具有由细钢丝、碳和/或碳化硅纤维制成的芯的琴弦，其中，在这里，芯的线材嵌入弹性体或韧性金属中。在这种类型的琴弦中，不利的是，与具有由肠线或聚合物纤维制成的芯的弦相比，仅在施加相当高的弓压力时才能激发所述琴弦，且因此所述琴弦仅在有限的程度上适合于演奏在动态和/或音色方面具有差异性的音乐。此外，这种类型的琴弦的缺点在于，所述琴弦对交替的弓打击反应较差，使得音乐家在使用这种琴弦时认为所述琴弦是缓慢的并放慢了速度，并且在弹奏例程中只能在有限的程度上清晰地吟咏和演奏出快速的移动或者交替的弓打击。

US 5 601 762描述了用于乐器、运动器材或钓鱼活动的弦，其具有由通过结合树脂连接的多个聚合物线制成的复合芯。根据US 5 601 762的图2中的示例，以这种方式形成的弦被另外的树脂包裹。作为对弦的进一步处理，US 5 601 762提出执行使用放射性辐射的处理。

US 4 016 714描述了用于运动球拍和乐器的弦，其具有由多个热塑性细丝制成的复合芯，所述多个热塑性细丝被捻合在一起，并且通过第一阳离子润湿剂连接并且最后利用热塑性结合树脂连接。

从JPH 07150434中获知一种具有由热塑性材料制成的芯的弦，所述芯被许多由氟化乙烯制成的线包覆，而上述由氟化乙烯制成的线又呈现为被树脂包覆。JPH 03205070 A又描述了一种具有复合缆丝芯的弦，该复合缆丝芯是用单独的复合元件拧股而成。复合元件中的每一个由已与尼龙纤维熔合的芳族聚酰胺纤维构成。然后将复合元件捻合并与嵌入尼龙树脂中的另外的芳族聚酰胺和尼龙纤维盘绕，所述尼龙树脂形成弦的表面。

从AT 504 015 B1或US 8 283 538 B2中获知一种具有至少一个复合芯的琴弦，其中，至少一个复合芯包括第一芯元件和第二芯元件，其中，第一芯元件和第二芯元件包括至少一种有机材料，并且其中，第一芯元件和第二芯元件至少在区域中通过介入的和/或包覆芯元件的聚合物元件被连接，其特征在于，第一聚合物元件在琴弦以预定调整重量拉伸的情况下基本上是没有拉伸的。在所描述的所有实施方式中，弦元件由不同的材料构造。在这里，实际的芯材料不同于连接聚合物。

所有这些所提出的方案的共同缺点是，由于彼此组合的许多材料，尤其是聚合物和粘合剂，使弦结构的能量衰减或声音衰减分别较大。在所有所提出的方案中发现的从一种材料到另一种材料的许多相变尤其导致在施加脉冲的能量方面的损失高，且因此导致演奏技术和声学方面的响应较差。

因此，本发明的目的是提供分别在强度、弹性和柔性方面具有高的稳定性和一致性的乐器弦或运动球拍弦，所述弦的特别不同之处在于在激发和传递脉冲时在能量方面具有低损耗，并且使用寿命延长。

根据本发明，所述目的是通过乐器弦或运动球拍弦来实现的，上述乐器弦或运动球拍弦包括弦芯，弦芯包括热塑性纤维的束或由热塑性纤维的束构成，其中，束的至少一些热塑性纤维至少部分地，诸如例如以点状或线性的方式，来以材料一体化的方式彼此连接，特别地通过在边界表面上熔化而彼此连接。材料一体化连接特别地应理解为热塑性纤维的在没有损坏甚至破坏的情况下无法被释放的连接。要注意的是，当弦芯或弦相应地没有任何包覆件(Umhüllung，鞘)时，本文也使用术语“弦芯”。

所述目的还通过用于生产根据权利要求1至14中的一项所述的弦的方法来实现，其中，使束或每个束的至少一些热塑性纤维至少部分地，诸如例如以点状或线性的方式，来以材料一体化的方式彼此连接，特别地通过在边界表面上熔化而使彼此连接。

热塑性纤维的束有利地形成内在地结合的柔性绞股。

在一个特别实施方式中，弦芯可以包括多个所述热塑性纤维的束，其中，热塑性纤维的束形成多个在每种情况下内在地结合的柔性绞股。

热塑性纤维有利地是高度定向的。这表现在，纤维的大分子显示出沿着纤维轴的定向和对准。所述大分子除了非晶相之外还包含结晶区域。纤维是至少部分结晶的。

热塑性纤维在室温和最大拉伸载荷下的伸长率有利地小于20％，并且热塑性纤维断裂时的伸长率小于25％。

合宜地，束的热塑性纤维或多个束中的至少一个束的热塑性纤维以单股或两股的形式捻合。

在一个特别实施方式中，热塑性纤维的至少一部分具有芯/壳体结构。

在这里可以特别地设置为，芯/壳体结构的纤维芯包括第一热塑性材料或由第一热塑性材料构成，并且芯/壳体结构的纤维壳体包括第二热塑性材料。

在这里可以特别地设置为，芯/壳体结构的纤维壳体按体积计所占的体积比例小于60％，优选地按体积计所占的体积比例小于30％，并且特别优选地按体积计所占的体积比例小于20％。

纤维壳体特别优选地额外地包含铁磁性和/或亚铁磁性的颗粒，特别是固体物质颗粒。

颗粒有利地具有小于500nm的初级粒径。

在一个特别实施方式中，第一热塑性材料和第二热塑性材料是相同的。但是，第一热塑性材料和第二热塑性材料也可以是不同的。

热塑性纤维合宜地包括下述或由下述构成：聚芳醚酮(PAEK)，优选为聚醚醚酮(PEEK)；和/或聚酰胺(PA)；和/或聚酰亚胺(PI)；和/或聚苯硫醚(PPS)；和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)。

弦有利地具有至少一个包覆件，包覆件优选地由至少一种塑料材料或至少一种金属制成，所述包覆件优选地围绕弦芯螺旋地设置或缠绕。

在方法中，可以设置为，所述方法包括连续或分批地供给热塑性纤维的束，同时在行进通过磁感应装置或沿着磁感应装置行进时连续或分批地加热所述热塑性纤维的束。

在这里可以特别地设置为，当加热具有芯/壳体结构的热塑性纤维时，基于感应加热对至少纤维壳体进行加热并且使纤维壳体至少略微地熔化。

还可以特别地设置为，通过对周围的具有芯/壳体结构的热塑性纤维的纤维壳体进行加热，来使没有纤维壳体的热塑性纤维同样在表面上至少部分地略微熔化，并在接触面上以材料一体化的方式熔化且连接至周围的具有芯/壳体结构的热塑性纤维的纤维壳体。

优选地，当热塑性纤维行进通过感应加热装置或沿着感应加热装置行进时，设置对热塑性纤维的拉伸。在弦被切成一定长度的情况下，例如，借助于通过弹簧力实施的机械拉伸重量，或借助于相应地通过在弦一端或两端处的辊子或通过拉伸钩实施的机械阻力——分别保持弦拉紧或伸展——使纤维束达到期望的程度。在连续纤维的情况下，这可以例如通过传送纤维的导丝件/辊的不同速度以及通过质量加载或弹簧加载的拉伸辊来进行。

在熔化之前合宜地将热塑性纤维共同地捻合。

根据本发明另外一个特别实施方式，用在每种情况下形成一绞股的多个所述束形成弦芯，优选地以捻合的形式形成。

此外还可以设置为，通过机加工打磨和/或抛光弦芯的表面。

根据本发明另外一个特别实施方式，弦芯设置有第一包覆件，第一包覆件优选地围绕弦芯螺旋地缠绕，并且优选地由优选为圆形或扁平的线材或者由聚合物单丝制成。

最后可以设置为，弦芯设置有至少一个另外的包覆件，至少一个另外的包覆件优选地螺旋地缠绕以便与第一包覆件平行或交叉，并且优选地由特别是圆形或扁平的线材或者由聚合物单丝制成。

本发明基于出人意料的发现，即，因为弦芯的热塑性纤维的新型、直接且材料一体化的连接，减少或甚至抑制了在加载或移动弦时弦芯中由于各个纤维的松散连接产生的摩擦所引起的能量方面的损失，并且在这里，甚至同时改进了弦芯的强度、弹性和柔性。此外，省去了在现有技术中所使用的粘合剂、树脂或中间聚合物，避免了由于这些粘合剂、树脂或中间聚合物引起的从一种材料到另一种材料的许多相变导致在所施加脉冲的能量方面的高损失从而导致在演奏技术和声学方面较差的响应。

具有这种新型弦芯的弦在强度、弹性和柔性方面显示出极高的稳定性和一致性。即使在快速交替的弓打击中和在弹奏例程中，即使在最小的弓压力下，弦相应地在载荷或调整方面也具有很高的稳定性、特别轻快的响应。

在包括芯(弦芯)以及可选的围绕弦芯设置的至少一个第一包覆件的弦中，特别是用于弓弦乐器和/或拨弦乐器或其他的运动器材的弦中，在至少一个特别实施方式中提出，为了实现分别在载荷或调整方面的稳定性、快速响应以及在琴弦情况下实现清晰的发音，芯包括可预定的多个多组分热塑性纤维，通过在热塑性纤维的边界表面区域中形成局部熔化区，上述多个多组分热塑性纤维以至少部分地材料一体化的方式彼此连接，从而在不产生破坏的情况下相互无法分开。

可以实现这样的弦：其具有与具有肠线的弦相当的特别轻快且精确的响应，但是没有所述肠线弦关于湿度和温度变化的特别不利的敏感性。

至少在一个特别实施方式中，乐器弦在最轻的激发下就已经具有清晰、多彩的发音。所述乐器弦与大的动态频谱相结合，扩大了音乐家的艺术表达潜力。

由于结构可能会产生极小的调整拉伸，因此建议将乐器弦相应地用于巴洛克风格或中世纪风格的弦乐器。特别地，使用本新型弦芯生产的弦也可以在不做进一步盘绕的情况下，也就是说在裸芯的情况下用作乐器弦以及还用作运动球拍弦，因为芯至少在一个特别实施方式中形成牢固的内在地结合的绞股。在乐器弦的情况下，推荐将在裸露的实施方式中具有这种新型芯的弦例如用作小提琴E弦和A弦，或者用作中提琴A弦和D弦，从历史上看，同样地，所述弦也没有用作盘绕肠弦。在完整的乐器弦的情况下，所述弦仍然缺乏表面优化，包括例如纵向打磨、在端部和悬架例如球处的颜色编码。弦芯也可以由以材料一体化的方式结合的多于一根的单独的绞股形成，例如由三根、五根或更多根这种绞股形成。在这里，绞股可以以预定数量共同地捻合。例如，可以使用具有松散捻合的绞股的所述多个绞股弦芯，或者额外地在磁场中再次对其进行局部加热，从而被设计为甚至更加紧凑。

本发明的其他特征和优点从所附权利要求和下文描述中得出，其中，借助于示意图对本发明的多个示例性实施方式进行说明，在附图中：

图1示出了根据本发明一个特别实施方式的弦(乐器弦或运动球拍弦)的弦芯的具有芯/壳体结构的单个热塑性纤维的截面图；

图2示出了根据本发明另外一个特别实施方式的处于初步产品阶段的弦(乐器弦或运动球拍弦)的弦芯的具有芯/壳体结构的热塑性纤维束的截面图；

图3示出了根据本发明另外一个特别实施方式的弦(乐器弦或运动球拍弦)的弦芯的具有芯/壳体结构的热塑性纤维束在各个热塑性纤维被加热并且各个热塑性纤维至少部分地沿着边界表面熔合在一起之后的截面图；

图4示出了通过多个图3的热塑性纤维束(多个单独的绞股，在当前情况下为七根绞股)的截面图；

图5示出了多个图3的热塑性纤维束(多个单根绞股，在当前情况下为十九根绞股)的截面图；

图6示出了根据本发明一个特别实施方式的处于初步产品阶段的弦(乐器弦或运动球拍弦)的弦芯的具有和没有芯/壳体结构的多种热塑性纤维的截面图；

图7示出了根据本发明另外一个特别实施方式的处于初步产品阶段的弦(乐器弦或运动球拍弦)的弦芯的截面图，该弦芯由多个具有和没有芯/壳体结构的热塑性纤维和由另外一种材料构成的纤维制成；以及

图8示出了根据本发明一个特别实施方式的乐器弦的局部纵向截面图。

在图1的该实施例中所示的热塑性纤维10具有圆形截面和芯/壳体结构，其中，纤维芯12由第一热塑性材料构成，并且纤维壳体14由第二热塑性材料和被包含在第二热塑性材料中的铁磁性颗粒构成，所述铁磁性颗粒中的仅一些由附图标记16标识。在该实施例中，铁磁性颗粒仅仅均匀地分布在纤维壳体中。

图2示出了正在创建的并且由多个如图1中所示的热塑性纤维10构成的弦芯18。处于图2中所示的阶段的热塑性纤维10尚未彼此连接。在图3中，图2中所示的热塑性纤维10沿纵向方向在边界表面20上被至少部分地熔合在一起。例如可以通过行进通过磁感应装置(未示出)来使熔合在一起发生。由于铁磁性颗粒16，在穿过感应装置时，仅纤维壳体14被加热，并且被至少部分地熔化并以材料一体化的方式连接至直接相邻的热塑性纤维。热塑性纤维形成束22。由于仅加热了纤维壳体，因此保留了纤维芯的在定向过程中已获得的高机械强度的特性。

在图4中示出了正在创建的弦的弦芯18。所述弦芯18由多个根据图3的束22构成，并且每个束22形成内在地结合的柔性绞股。尽管图4中的弦芯18相应地由七个束22或绞股组装而成，但是图5中的弦芯18甚至由十九个这种类型的束22构成。

图6示出了正在创建的弦的弦芯18。所述弦芯18包括具有芯/壳体结构的热塑性纤维10以及没有所述芯/壳体结构的热塑性纤维11。

在图7所示的变型中，弦的弦芯18包括：具有芯/壳体结构的热塑性纤维10；以及没有芯-壳体结构的热塑性纤维11；以及由另外的材料例如金属、玻璃或非热塑性塑料材料构成的纤维24。

最后，图8示出了乐器弦26，该乐器弦具有未更加详细示出其构成的弦芯18，并且具有第一包覆件28、围绕第一包覆件28的第二外部包覆件30以及围绕第二包覆件30的外部第三包覆件32。第一包覆件28和第二包覆件30在每种情况下都由金属圆线材或聚合物单丝的盘绕布置结构构成，同时第三包覆件32由金属扁平线材或聚合物带的盘绕布置结构构成。

在以上描述中、在附图中以及在权利要求中已经公开的本发明的特征可以与本发明的各个实施方式及任意组合中的发明实施方案有关。

附图标记列表

10 热塑性纤维

11 热塑性纤维

12 纤维芯

14 壳体

16 颗粒

18 弦芯

20 边界表面

22 束

24 纤维

26 乐器弦

28 第一包覆件

30 第二包覆件

32 第三包覆件

Claims

1.一种乐器弦(26)或运动球拍弦，包括弦芯(18)，所述弦芯包括热塑性纤维(10)的束(22)或由所述热塑性纤维的束构成，其中，所述束(22)的至少一些热塑性纤维(10)至少部分地，诸如例如以点状或线性的方式，来以材料一体化的方式彼此连接，特别地通过在边界表面(20)上熔化而彼此连接。

2.根据权利要求1所述的弦，其中，所述热塑性纤维的束(22)形成内在地结合的柔性绞股。

3.根据权利要求2所述的弦，其中，所述弦芯(18)包括多个所述热塑性纤维(10)的束(22)，其中，多个所述热塑性纤维的束形成多个内在地结合的柔性绞股。

4.根据前述权利要求中的一项所述的弦，其中，所述热塑性纤维(10)是高度定向的。

5.根据前述权利要求中的一项所述的弦，其中，所述热塑性纤维(10)在室温和最大拉伸载荷下的伸长率小于20％，并且所述热塑性纤维(10)断裂时的伸长率小于25％。

6.根据前述权利要求中的一项所述的弦，其中，所述束(22)的热塑性纤维(10)或所述多个束中的至少一个束的热塑性纤维以单股或两股的形式捻合。

7.根据前述权利要求中的一项所述的弦，其中，所述热塑性纤维(10)中的至少一部分具有芯/壳体结构。

8.根据权利要求7所述的弦，其中，所述芯/壳体结构的纤维芯(12)包括第一热塑性材料或由所述第一热塑性材料构成，并且所述芯/壳体结构的纤维壳体(14)包括第二热塑性材料。

9.根据权利要求7或8所述的弦，其中，所述芯/壳体结构的所述纤维壳体按体积计所占的体积比例小于60％，优选地按体积计所占的体积比例小于30％，并且特别优选地按体积计所占的体积比例小于20％。

10.根据权利要求8或9所述的弦，其中，所述纤维壳体(14)额外地包含铁磁性和/或亚铁磁性的颗粒(16)，特别是固体物质颗粒。

11.根据权利要求10所述的弦，其中，所述颗粒(16)具有小于500nm的初级粒径。

12.根据权利要求7至11中的一项所述的弦，其中，所述第一热塑性材料和所述第二热塑性材料是相同的。

13.根据前述权利要求中的一项所述的弦，其中，所述热塑性纤维(10)包括下述或由下述构成：聚芳醚酮(PAEK)，优选为聚醚醚酮(PEEK)；和/或聚酰胺(PA)；和/或聚酰亚胺(PI)；和/或聚苯硫醚(PPS)；和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)。

14.根据前述权利要求中的一项所述的弦，其中，所述弦具有至少一个包覆件(28)，所述包覆件优选地由至少一种塑料材料或至少一种金属制成，所述包覆件(28)优选地围绕所述弦芯(18)螺旋地设置或缠绕。

15.一种用于生产根据前述权利要求中的一项所述的弦的方法，其中，使所述束(22)或每个束的至少一些热塑性纤维(10)至少部分地，诸如例如以点状或线性的方式，来以材料一体化的方式彼此连接，特别地通过在边界表面(20)上熔化而使彼此连接。

16.一种用于生产根据权利要求10至15中的一项所述的弦的方法，包括：

连续或分批地供给热塑性纤维(10)的束(22)，同时在行进通过磁感应装置或沿着磁感应装置行进时连续或分批地加热所述热塑性纤维(10)的束(22)。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，当加热具有所述芯/壳体结构的所述热塑性纤维(10)时，基于感应加热对至少所述纤维壳体(14)进行加热并且使所述纤维壳体至少略微地熔化。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，通过对周围的具有芯/壳体结构的热塑性纤维(10)的纤维壳体进行加热，来使没有所述芯/壳体结构的热塑性纤维(11)同样在表面上至少部分地略微熔化，并在接触面上以材料一体化的方式熔化且连接至周围的具有芯/壳体结构的热塑性纤维的纤维壳体。

19.根据权利要求16至18中的一项所述的方法，其中，当所述热塑性纤维(10)行进通过感应加热装置或沿着所述感应加热装置行进时，设置对所述热塑性纤维(10)的拉伸。

20.根据权利要求15至19中的一项所述的方法，其中，在熔化之前将所述热塑性纤维(10)共同捻合。

21.根据权利要求15至20中的一项所述的方法，其中，用在每种情况下形成一绞股的多个所述束(22)形成所述弦芯(18)，优选地以捻合的形式形成。

22.根据权利要求15至21中的一项所述的方法，其中，通过机加工打磨和/或抛光所述弦芯(18)的表面。

23.根据权利要求15至22中的一项所述的方法，其中，所述弦芯(18)设置有第一包覆件(28)，所述第一包覆件优选地围绕所述弦芯螺旋地缠绕，并且优选地由优选为圆形或扁平的线材或者由聚合物单丝制成。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述弦芯(18)设置有至少一个另外的包覆件(30、32)，所述至少一个另外的包覆件优选地被螺旋地缠绕以便与所述第一包覆件平行或交叉，并且优选地由特别是圆形或扁平的线材或者由聚合物单丝制成。