JPS629021B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は繊維強化発泡樹脂製音板に関し、さら
に詳しくは、マリンバやシロホンなどの音板楽器
の音板として好適な繊維強化発泡樹脂製音板に関
する。 マリンバやシロホンなどの音板楽器に使用され
ている音板としては、従来、独立気泡を有する発
泡樹脂を、一方向に引揃えた炭素繊維の連続繊維
のみで強化したようなものが提供されている。 しかしながら、上記従来の音板は、発泡樹脂を
連続繊維のみで強化しているため、板面と直交す
る面内における独立気泡の分布や大きさにむらが
あり、しかも所所に極めて大きな独立気泡が存在
するので、弾性や強度が一様でなく、振動のモー
ドの乱れや音の歪を発生するという欠点があつ
た。独立気泡の分布や大きさにむらがあるのは、
樹脂が発泡する際の独立気泡の移動の自由度が、
連続繊維の軸方向とその他の方向とで大きく相違
するためであると考えられ、独立気泡は自由度の
大きい軸方向にのみ移動し、移動した独立気泡が
他の独立気泡と合体して大きな独立気泡を作つて
いる。 本発明の目的は、従来の音板の上記欠点を解決
し、板面と直交する面内における独立気泡の分布
や大きさのむらが少なく、弾性や強度が一様で振
動のモードの乱れや音の歪を発生することが少な
い繊維強化発泡樹脂製音板を提供するにある。 上記目的を達成するために、本発明において
は、独立気泡を有する発泡樹脂中に強化用繊維の
連続繊維の層と短繊維マツトの層とが交互に積層
配置されており、かつ前記連続繊維に対する前記
短繊維マツトの体積比率は２〜100（％）である
ことを特徴とする繊維強化発泡樹脂製音板が提供
される。 本発明の一実施例を説明するに、第１図におい
て、１は独立気泡２を有する板状の発泡樹脂であ
り、この発泡樹脂１中には、一方向に互に平行に
引揃えられた強化用繊維の連続繊維の層３と、強
化用繊維の短繊維マツトの層４とが交互に積層配
置されている。なお、符号５は層３を形成してい
る強化用繊維の連続繊維を示す。 発泡樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、フエノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱
硬化性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂、アクリルニトリル・ブタジエ
ン・スチレン樹脂などの熱可塑性樹脂を通常の発
泡剤を用いて発泡させたものである。たとえば、
エポキシ樹脂には発泡剤としてアゾジカルボンア
ミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミンが適
している。 発泡樹脂の強化用繊維は炭素繊維、ガラス繊
維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、有機
高弾性繊維などの高強度、高弾性繊維である。な
かでも、炭素繊維が好ましく用いられる。これら
の繊維は、通常数ミクロンから十数ミクロンの直
径を有する。 連続繊維の層においては、音板の弾性に異方性
を与えるため、上記のような強化用繊維の錬続繊
維が一方向に互に平行に引揃えられた状態で配置
されているのが好ましいが、その方向と交差する
方向に配置された少量の連続繊維を含んでいても
よい。なお、連続繊維は通常マルチフイラメント
の形態で用いられる。 短繊維マツトは、上記のような強化用繊維から
なる繊維長１〜50（mm）程度の短繊維を、二次元
平面内においてランダムな方向に配向させ、堆積
させたもので、各繊維が完全に解繊されているの
が好ましい。この短繊維マツトは、後述する樹脂
の発泡の際、連続繊維の層と短繊維マツトの層と
の積層方向における独立気泡の自由な移動を保障
するものである。そのため、連続繊維に対する短
繊維マツトの体積比率は２％以上である必要があ
る。一方、その上限は、音板楽器の音板として必
要な弾性の異方性を著しく損うことがないよう
に、100（％）に規制される。 上述したような本発明の音板は、たとえば次の
ようにして製造する。 すなわち、まず強化用繊維の連続繊維を一方向
に互いに平行かつシート状に引揃えたものと、強
化用繊維の短繊維マツトとを準備し、これらに熱
硬化性樹脂を含浸予備硬化させてプリプレグシー
トを作る。上記熱硬化性樹脂には、その熱硬化性
樹脂の硬化温度に近い分解温度を有する発泡剤が
あらかじめ混入されている。 次いで、上記連続繊維のプリプレグシートと短
繊維マツトのプリプレグシートとを交互に、かつ
所望の厚みになるように積層し、この積層体を金
型に入れて加圧加熱し、熱硬化性樹脂の発泡と硬
化とを同時に行い、所望の厚みの音板を得る。 以上説明したように、本発明の繊維強化発泡樹
脂製音板は、独立気泡を有する発泡樹脂中に強化
用繊維の連続繊維の層と短繊維マツトの層とを交
互に積層配置したものであり、樹脂が発泡する際
の独立気泡の積層方向における移動の自由が短繊
維マツトによつて与えられるから、板面と直交す
る面内における独立気泡の分布や大きさのむらが
少なく、弾性や強度が一様で振動のモードの乱れ
や音の歪が少ない。 そのため、本発明の音板をマリンバやシロホン
のような音板楽器の音板として用いた場合には、
音高が明瞭で歪の少ない音を得ることができる。 実施例 第１表に示す４種類のマリンバ用音板につい
て、周波数特性と音圧減衰特性を測定した。な
お、各音板は長さ551mm、幅60mm、厚み15.5mmで
あり、音高を揃えるため、音板裏面の中央部をわ
ん曲状に切削加工し、第１次モード周波数を400
Hzに調律している。測定は、音板を第１次モード
のノード（節）位置２ヵ所を糸で吊して支持し、
その２点支持の中央部に、ゴム芯に綿糸を巻付け
てなる直径17mmの球状マレツトを１ｍの高さから
自然落下させて衝突させ、これにより音板に両端
自由振動を付与し、周波数特性を周波数アナライ
ザで、音圧減衰特性をオツシロスコープでそれぞ
れ観察することによつて行つた。

【表】

【表】 第２図に周波数特性の測定結果を、第２表およ
び第３図に音圧減衰特性の測定結果をそれぞれ示
す。第２図において、横軸は周波数を、縦軸は音
圧をそれぞれ表しており、イはNo.１の、ロはNo.２
の、ハはNo.３の、ニはNo.４の音板の測定結果をそ
れぞれ示している。また、第３図において、横軸
は時間を、縦軸は音圧をそれぞれ表しており、第
２図と同様イの、ロはNo.２の、ハはNo.３の、ニは
No.４の音板の測定結果をそれぞれ示している。

【表】 第２図を参照するに、ニに示されるNo.４の音板
すなわち本発明にかかる音板は、矢印で示す第３
次モードのピークが左端の第１次モードのそれに
くらべてほとん変わらず、ハに示されるNo.３の音
板、すなわち現在最も多用されているホンジユラ
ス・ローズウツドの音板の周波数特性とよく似て
おり、イやロに示されるNo.１やNo.２の音板のよう
に高く現れていない。また、第３図を参照する
に、ロやニに示されるNo.２やNo.４の音板の音圧
は、イに示されるNo.１の音板のそれよりもかなり
早く減衰しているが、ハに示されるNo.３の音板の
それよりも若干長くなつている。この傾向は、第
２表によつてより明確に理解できる。 一般に、マリンバ用音板は、周波数特性に関し
ては、特に第３次の共振モードが第１次のそれに
くらべて高く現れるほど音色が硬く、ないしは甲
高くなつて不適当であり、一方、音圧減衰特性に
関しては、減衰時間はホンジユラス・ローズウツ
ドのものよりも少し長いのが好ましいが、あまり
長すぎるとあたかもピアノのダンパーペダルを踏
み続けたときのような状態になつて通常演奏がで
きなくなる。この点、上記測定結果は、本発明に
かかるNo.４の音板は、第２図ハとニの比較で明ら
かなように、ホンジユラス・ローズウツドからな
るNo.３の音板とほとんど変わらない音色を有して
いるにもかかわらず、音圧の減衰はそれよりもや
や長くなつており、音圧減衰特性が改善されてい
ることを示している。さらに、第２図イや第３図
イ、第２図ロで示される、短繊維マツトを用いて
いないNo.１やNo.２の音板の特性にくらべても、本
発明にかかるNo.４の音板は、周波数特性または音
圧減衰特性の点で、あるいはこれら両特性のバラ
ンスの点で著しく優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の音板の一実施例をモデル的
に示す斜視図、第２図イ〜ニは、従来および本発
明の音板をマリンバの音板として用いた場合の周
波数特性を示す周波数アナライザのブラウン管写
真、第３図イ〜ニは、上記第２図に対応して音圧
減衰特性を示すオツシロスコープ写真である。 １：発泡樹脂、２：独立気泡、３：強化用繊維
の連続繊維の層、４：強化用繊維の短繊維マツト
の層、５：強化用繊維の連続繊維。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 独立気泡を有する発泡樹脂中に強化用繊維の
   連続繊維の層と短繊維マツトの層とが交互に積層
   配置されており、かつ前記連続繊維に対する前記
   短繊維マツトの体積比率は２〜100（％）である
   ことを特徴とする繊維強化発泡樹脂製音板。