JPWO2018079448A1 - 楽器用板材及び弦楽器 - Google Patents
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Abstract
Description
<楽器用板材>
図1の楽器用板材1は、第1基材層2と、第1基材層2の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bとを備える。一対の第1補強層3a、3bは、第1基材層2に直接積層されている。当該楽器用板材1は、一対の第1補強層3a、3bが両側の最外層を構成する3層構造体である。第1基材層2は木材を主成分とする。また、一対の第1補強層3a、3bは、繊維とバインダーとを有し、前記繊維がポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、液晶ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はガラス繊維である。当該楽器用板材1は、第1基材層2が木材を主成分とするので、当該楽器用板材1の振動特性を木材の振動特性により近づけ易い。また、当該楽器用板材1は、第1基材層2が木材を主成分とすることで、全体のコストを抑え易い。
第1基材層2は板状に形成されている。第1基材層2の主成分としては、例えばスプルース等の針葉樹や、ローズウッド、メープル、シデ等の広葉樹が挙げられる。また、第1基材層2の形成材料としては、スプルース、ローズウッド、メープル、シデ等を突き板として用いた合板等も用いることができる。
一対の第1補強層3a、3bは板状に形成されている。一対の第1補強層3a、3bは、第1基材層2の両面側に積層されて第1基材層2の両面側の強度を高めると共に、第1基材層2による水分の吸収を抑える。一対の第1補強層3a、3bは互いに異なる繊維及びバインダーを有していてもよいが、第1基材層2の両面側の特性の均質化を図る上では、同一の繊維及びバインダーを有することが好ましい。
当該楽器用板材1の製造方法は、第1基材層2を用意する工程と、第1基材層2の両面側に一対の第1補強層3a、3bを積層する工程とを有する。
前記第1補強層積層工程は、第1基材層2の両面側に一対の第1補強層3a、3bの形成材料を積層する工程と、積層した一対の第1補強層3a、3bの形成材料を硬化する工程とを有する。なお、第1補強層3a及び第1補強層3bの形成材料を積層する工程は同様の手順で行うことができ、第1補強層3a及び第1補強層3bの形成材料を硬化する工程は同様の手順で行うことができる。そのため、以下では第1基材層2の一方の面側に一方の第1補強層3aの形成材料を積層する工程(以下、「第1積層工程」ともいう)及び一方の第1補強層3aの形成材料を硬化する工程(以下、「第1硬化工程」ともいう)についてのみ説明する。
前記第1積層工程では、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、液晶ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はガラス繊維を熱硬化性樹脂中に含浸させた半硬化状態のシート状のプリプレグを第1基材層2の一方の面側に積層する。
前記第1硬化工程では、前記第1積層工程で積層したプリプレグを第1基材層2の一方の面側に熱プレスする。これにより、前記熱硬化性樹脂を第1基材層2の一方の面側に含浸させつつ硬化させることができ、第1基材層2及び第1補強層3aを強固に接着すると共に、この熱硬化性樹脂によって第1基材層2の空隙を封止することで、第1基材層2の吸水性をより低く抑えることができる。
図2の弦楽器11は、響板12を有する中空状のボディ13と、響板12の外面側に設けられ複数の弦14を支持するブリッジ15と、ブリッジ15の外面に設けられるサドル16と、ボディ13に連結され、響板12の一端側から延出するネック17と、ネック17の一端側に設けられるヘッド18とを主として備える。複数の弦14は、ヘッド18に設けられる複数のペグ19に一端側が巻きつけられて係止され、かつ他端側がサドル16を介してブリッジ15に支持された上、複数のピン20に係止されている。また、響板12は、ネック17の他端とブリッジ15との間に響孔21を有する。当該弦楽器11は、響板12として図1の楽器用板材1を備える。弦楽器11は、弦14の振動をボディ13に共鳴させて所定の音量を得るアコースティックギターとして構成されている。
当該楽器用板材1は、一対の第1補強層3a、3bが繊維とバインダーとを有し、前記繊維がポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、液晶ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はガラス繊維であるので、第1基材層2の両面側を一対の第1補強層3a、3bによって補強することで、第1基材層2の両面側の強度を高めることができる。また、当該楽器用板材1は、第1基材層2の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bが前記構成を有するので、水分が第1基材層2まで到達することを一対の第1補強層3a、3bによって妨げることができ、これにより耐候性を高めることができる。さらに、本発明者らの知見によると、第1補強層3a、3bが繊維とバインダーとを有し、前記繊維が前記種類の繊維であることで、この第1補強層3a、3bの減衰率を木材の減衰率に近づけることができる。そのため、当該楽器用板材1は、木材の振動特性に近い振動特性を発揮することができる。
<楽器用板材>
図3の楽器用板材31は、第1基材層2と、第1基材層2の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bと、一対の第1補強層3a、3bの外面側に積層される一対の木材層34a、34bとを備える。当該楽器用板材31における第1基材層2及び一対の第1補強層3a、3bの具体的構成としては、図1の楽器用板材1と同様とすることができる。そのため、当該楽器用板材31における第1基材層2及び一対の第1補強層3a、3bについては、図1の楽器用板材1と同一符号を付して説明を省略する。
一対の木材層34a、34bは板状に形成されている。一対の木材層34a、34bは、当該楽器用板材31の両側の最外層を構成している。一対の木材層34a、34bの主成分としては、前述の第1基材層2の主成分と同様とすることができる。また、特定の木材の振動特性を強調する点からは第1基材層2及び一対の木材層34a、34bの主成分は同一であることが好ましい。
当該楽器用板材31の製造方法は、第1基材層2を用意する工程と、第1基材層2の両面側に一対の第1補強層3a、3bを積層する工程と、一対の第1補強層3a、3bの外面側に一対の木材層34a、34bを積層する工程とを備える。当該楽器用板材の製造方法は、一対の木材層34a、34bを積層する工程を備える以外は、図1の楽器用板材1の製造方法と同様の手順で行うことができる。そのため、以下では一対の木材層34a、34bを積層する工程についてのみ説明する。
前記木材層積層工程では、一対の第1補強層3a、3bの外面に一対の木材層34a、34bを直接積層してもよく、一対の第1補強層3a、3bの外面に接着剤層を介して一対の木材層34a、34bを積層してもよい。
当該楽器用板材31は、最外層として一対の木材層34a、34bを備えるので、木質調の外観を呈することができる。さらに、当該楽器用板材31は、最外層として一対の木材層34a、34bを備えるので、従来の木材からなる板材と同様の方法で弦楽器等に容易に組み込むことができる。
図4の楽器用板材41は、第1基材層42と、第1基材層42の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bとを備える。一対の第1補強層3a、3bは、第1基材層42に直接積層されている。当該楽器用板材41は、一対の第1補強層3a、3bが両側の最外層を構成する3層構造体である。当該楽器用板材41における一対の第1補強層3a、3bの具体的構成としては、図1の楽器用板材1と同様とすることができる。そのため、当該楽器用板材41における一対の第1補強層3a、3bについては、図1の楽器用板材1と同一符号を付して説明を省略する。
第1基材層42は板状に形成されている。第1基材層42は、合成樹脂を主成分とする多孔質層である。当該楽器用板材41は、第1基材層42が合成樹脂を主成分とする多孔質層であることによって、振動特性のバラつきを抑え、品質の均一化を促進することができる。また、当該楽器用板材41は、第1基材層42が合成樹脂を主成分とする多孔質層である場合、例えば合成樹脂の種類や気泡径、気泡率等を調整することで振動特性を幅広く調整することができる。さらに、当該楽器用板材41は、第1基材層42が合成樹脂を主成分とする多孔質層であることで、軽量化を促進することができる。
当該楽器用板材41の製造方法は、第1基材層42を用意する工程と、第1基材層42の両面側に一対の第1補強層3a、3bを積層する工程とを有する。当該楽器用板材の製造方法における第1補強層積層工程は、図1の楽器用板材1の製造方法における第1補強層積層工程と同様の手順で行うことができる。
当該楽器用板材41は、一対の第1補強層3a、3bを備えるので、図1の楽器用板材1と同様、強度及び耐候性を高めつつ、木材の振動特性に近い振動特性を発揮することができる。また、当該楽器用板材41は、前述のように第1基材層42が合成樹脂を主成分とする多孔質層であるので、品質の均一化及び軽量化を促進することができると共に、振動特性を幅広く調整することができる。
<楽器用板材>
図5の楽器用板材51は、第1基材層42と、第1基材層42の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bと、一対の第1補強層3a、3bの外面側に積層される一対の第2基材層55a、55bとを備える。つまり、当該楽器用板材51は、図4の楽器用板材41の一対の第1補強層3a、3bの外面側に第2基材層55a、55bを備える。一対の第2基材層55a、55bは一対の第1補強層3a、3bの外面に直接積層されている。当該楽器用板材51は、一対の第2基材層55a、55bが両側の最外層を構成する5層構造体である。当該楽器用板材51は、一対の第1補強層3a、3bの外面側に第2基材層55a、55bを備える以外、図4の楽器用板材41と同様の構成を有する。そのため、当該楽器用板材51における第1基材層42及び一対の第1補強層3a、3bについては、図4の楽器用板材41と同一符号を付して説明を省略する。
一対の第2基材層55a、55bは板状に形成されている。一対の第2基材層55a、55bは、合成樹脂を主成分とする多孔質層である。この第2基材層55a、55bは、合成樹脂の発泡体によって構成されてもよいし、ハニカム構造(多管状構造、多室状構造)を有していてもよい。一対の第2基材層55a、55bの主成分は第1基材層42の主成分と同一であることが好ましい。一対の第2基材層55a、55bが合成樹脂の発泡体によって構成される場合、第2基材層55a、55bに含まれる複数の気泡は、独立気泡であることが好ましい。また、一対の第2基材層55a、55bのヤング率は、第1基材層42と同様とすることができる。
当該楽器用板材51の製造方法は、第1基材層42を用意する工程と、第1基材層42の両面側に一対の第1補強層3a、3bを積層する工程と、一対の第1補強層3a、3bの外面側に一対の第2基材層55a、55bを積層する工程とを備える。当該楽器用板材の製造方法における第1補強層積層工程は、図1の楽器用板材1の第1補強層積層工程と同様の手順で行うことができる。当該楽器用板材の製造方法における第2基材層積層工程は、図3の楽器用板材の木材層積層工程と同様の手順で行うことができる。
当該楽器用板材51は、一対の第1補強層3a、3bの外面側に第2基材層55a、55bを備えるので、全体の厚さを大きくすることができる。また、当該楽器用板材51は、一対の第2基材層55a、55bの主成分が第1基材層42の主成分と同一である場合、第1基材層42及び一対の第2基材層55a、55bの主成分に対応する振動特性を維持し易い。
<楽器用板材>
図6の楽器用板材61は、第1基材層42と、第1基材層42の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bと、一対の第1補強層3a、3bの外面側に積層される一対の第2基材層55a、55bと、一対の第2基材層55a、55bの外面側に積層される一対の第2補強層56a、56bとを備える。つまり、当該楽器用板材61は、図5の楽器用板材51の一対の第2基材層55a、55bの外面側に第2補強層56a、56bを備える。一対の第2補強層56a、56bは一対の第2基材層55a、55bの外面に直接積層されている。当該楽器用板材61は、一対の第2補強層56a、56bが両側の最外層を構成する7層構造体である。当該楽器用板材61は、一対の第2基材層55a、55bの外面側に第2補強層56a、56bを備える以外、図5の楽器用板材51と同様の構成を有する。そのため、当該楽器用板材61における第1基材層42、一対の第1補強層3a、3b及び一対の第2基材層55a、55bについては、図5の楽器用板材51と同一符号を付して説明を省略する。
一対の第2補強層56a、56bは板状に形成されている。一対の第2補強層56a、56bは、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、液晶ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はガラス繊維と、そのバインダーとを有する。一対の第2補強層56a、56bの主成分は一対の第1補強層3a、3bの主成分と同一であることが好ましい。また、一対の第2補強層56a、56bに含まれるバインダーの主成分は一対の第1補強層3a、3bに含まれるバインダーの主成分と同一であることが好ましい。一対の第2補強層56a、56bの平均厚さ、繊維の配向方向におけるヤング率及び比重は、一対の第1補強層3a、3bと同様とすることができる。
当該楽器用板材61の製造方法は、第1基材層42を用意する工程と、第1基材層42の両面側に一対の第1補強層3a、3bを積層する工程と、一対の第1補強層3a、3bの外面側に一対の第2基材層55a、55bを積層する工程と、一対の第2基材層55a、55bの外面側に一対の第2補強層56a、56bを積層する工程とを備える。当該楽器用板材の製造方法における第1補強層積層工程及び第2補強層積層工程は、図1の楽器用板材1の第1補強層積層工程と同様の手順で行うことができる。当該楽器用板材の製造方法における第2基材層積層工程は、図3の楽器用板材の木材層積層工程と同様の手順で行うことができる。また、当該楽器用板材の製造方法としては、第1基材層42と一対の第1補強層3a、3bとの積層体、及び第2基材層55a、55bと第2補強層56a、56bとの積層体をそれぞれ用意し、これらを接着剤で接着する方法を採用することも可能である。
当該楽器用板材61は、一対の第1補強層3a、3bの外面側に第2基材層55a、55b及び第2補強層56a、56bをこの順で備えるので、木材に近い振動特性を維持しつつ、全体の厚さを大きくすることができる。また、当該楽器用板材61は、一対の第2基材層55a、55bの主成分が第1基材層42の主成分と同一である場合、第1基材層42及び一対の第2基材層55a、55bの主成分に対応する振動特性を維持し易い。さらに、当該楽器用板材61にあっては、基材層の外側で、かつ外面側により近い位置にポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、液晶ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はガラス繊維とそのバインダーを有する補強層を備える方が、両面側の強度を高めると共に、木材に近い振動特性を発揮し易いと考えられる。この点、当該楽器用板材61は、一対の第2基材層55a、55bの外側に一対の第2補強層56a、56bを備えるので、両面側の強度を高めると共に、木材により近い振動特性を発揮することができる。
<楽器用板材>
図7の楽器用板材71は、第1基材層42と、第1基材層42の両面側に積層される一対の第1補強層3a、3bと、一対の第1補強層3a、3bの外面側に積層される一対の第2基材層55a、55bと、一対の第2基材層55a、55bの外面側に積層される一対の第2補強層56a、56bと、一対の第2補強層56a、56bの外面側に積層される一対の木材層34a、34bとを備える。一対の木材層34a、34bは、当該楽器用板材71の両側の最外層を構成している。当該楽器用板材71における第1基材層42、一対の第1補強層3a、3b、一対の第2基材層55a、55b及び一対の第2補強層56a、56bの具体的構成としては、図6の楽器用板材61と同様とすることができる。また、当該楽器用板材71における一対の木材層34a、34bの具体的構成としては、図3の楽器用板材31と同様とすることができる。
当該楽器用板材71の製造方法は、第1基材層42を用意する工程と、第1基材層42の両面側に一対の第1補強層3a、3bを積層する工程と、一対の第1補強層3a、3bの外面側に一対の第2基材層55a、55bを積層する工程と、一対の第2基材層55a、55bの外面側に一対の第2補強層56a、56bを積層する工程と、一対の第2補強層56a、56bの外面側に一対の木材層34a、34bを積層する工程とを備える。当該楽器用板材の製造方法における第1補強層積層工程、第2基材層積層工程及び第2補強層積層工程は、図6の楽器用板材61の第1補強層積層工程、第2基材層積層工程及び第2補強層積層工程と同様の手順で行うことができる。また、当該楽器用板材の製造方法における木材層積層工程は、図3の楽器用板材31の木材層積層工程と同様の手順で行うことができる。
当該楽器用板材71は、最外層として一対の木材層34a、34bを備えるので、木質調の外観を呈することができる。さらに、当該楽器用板材71は、最外層として一対の木材層34a、34bを備えるので、従来の木材からなる板材と同様の方法で弦楽器等に容易に組み込むことができる。
なお、本発明に係る楽器用板材及び弦楽器は、前記態様の他、種々の変更、改変を施した態様で実施することができる。例えば当該楽器用板材は、第1基材層と一対の第1補強層との間、一対の第1補強層と一対の第2基材層との間、一対の第2基材層と一対の第2補強層との間、又は一対の第2補強層と一対の木材層との間に樹脂層、木材層等の他の層を有していてもよい。
平均厚さ270μmのポリメタクリルイミドからなる硬質発泡体の両面にポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維及びエポキシ樹脂を有する平均厚さ90μmの一対の第1補強層を備える楽器用板材を製造した。この一対の第1補強層は、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維をエポキシ樹脂中に含浸させた上、エポキシ樹脂を半硬化させることで得られたシート状のプリプレグを第1基材層の両面に積層させ、荷重150kN、加熱温度135℃、加熱時間1.0時間で熱プレスすることで第1基材層に積層した。一対の第1補強層中のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維は、厚さ方向と略垂直な1方向に沿って配向していた。また、第1基材層中の気泡は全て独立気泡で、この第1基材層のヤング率は105MPaであった。さらに、一対の第1補強層のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維の配向方向のヤング率は130GPaであった。
前記実施例と同様の第1基材層の両面にカーボン繊維及びエポキシ樹脂を有する平均厚さ90μmの一対の第1補強層を備える楽器用板材を製造した。この一対の第1補強層は、カーボン繊維をエポキシ樹脂中に含浸させた上、エポキシ樹脂を半硬化させることで得られたシート状のプリプレグを第1基材層の両面に積層させ、前記実施例と同様の条件で熱プレスすることで第1基材層に積層した。一対の第1補強層中のカーボン繊維は、厚さ方向と略垂直な1方向に沿って配向していた。一対の第1補強層のカーボン繊維の配向方向のヤング率は110MPaであった。
実施例及び比較例の楽器用板材の長手方向230mm、短手方向100mmの矩形状の試験片についてシミュレーションを用いてモード減衰比を求めた。振動モードとモード減衰比の関係を図8に示す。
図8に示すように、一対の第1補強層がポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維及びエポキシ樹脂を有する実施例の楽器用板材は、スプルースからなる楽器用板材とモード毎のモード減衰比が近似していることが分かる。これに対し、一対の第1補強層がカーボン繊維及びエポキシ樹脂を有する比較例の楽器用板材は、スプルースからなる楽器用板材よりもモード減衰比が各モードにおいて0.001以上乖離していることが分かる。
2、42 第1基材層
3a、3b 第1補強層
11 弦楽器
12 響板
13 ボディ
14 弦
15 ブリッジ
16 サドル
17 ネック
18 ヘッド
19 ペグ
20 ピン
21 響孔
34a、34b 木材層
55a、55b 第2基材層
56a、56b 第2補強層
Claims (6)
- 第1基材層と、この第1基材層の両面側に積層される一対の第1補強層とを備え、前記一対の第1補強層が繊維とバインダーとを有し、
前記繊維がポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、液晶ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はガラス繊維である楽器用板材。 - 前記第1基材層の主成分が木材である請求項1に記載の楽器用板材。
- 前記第1基材層が、合成樹脂を主成分とする多孔質層である請求項1に記載の楽器用板材。
- 前記一対の第1補強層の外面側に第2基材層を備え、
前記第2基材層の主成分が第1基材層の主成分と同一である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の楽器用板材。 - 前記第2基材層の外面側に第2補強層を備え、
前記第2補強層の主成分が第1補強層の主成分と同一である請求項4に記載の楽器用板材。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の楽器用板材を響板として備える弦楽器。
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