本發(fā)明涉及聲學(xué)材料和樂(lè)器。

背景技術(shù)：

作為用于構(gòu)成樂(lè)器的振動(dòng)材料等的聲學(xué)材料，例如使用各種木材。作為用于樂(lè)器、特別是音板的振動(dòng)材料，根據(jù)樂(lè)器的類型使用特定種類的天然木板被認(rèn)為是優(yōu)選的，以便獲得更好的音質(zhì)。例如，巴西紅木適用于吉他的背板，挪威云杉應(yīng)該特別適合于吉他、鋼琴和小提琴的音板。然而，這種天然木板相對(duì)昂貴，因?yàn)樯a(chǎn)量有限，并且還存在的不便是相對(duì)于每個(gè)板的顯著差異的質(zhì)量。

因此，提出了使用層合單板木材(lvl)(其通過(guò)粘接劑層合由天然木材切割成薄板形狀而獲得的單板)作為聲學(xué)材料的(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)，公開(kāi)號(hào)h06-262601)。層合單板木材相對(duì)低價(jià)，因?yàn)槌税ńY(jié)和/或裂紋的部分之外，天然木材的大部分可以用作原材料。此外，層合單板木材在相對(duì)穩(wěn)定的質(zhì)量方面是有利的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)層合多個(gè)單板可以使得原木的差異平均化。

通常，作為用于樂(lè)器的音板時(shí)聲學(xué)特性優(yōu)異的木材被認(rèn)為具有振動(dòng)特性，諸如相對(duì)高的聲音速度(聲速)和小的損耗角正切(tanδ)。然而，盡管傳統(tǒng)的層合單板木材可以用于以更低的價(jià)格在相對(duì)低的價(jià)格范圍內(nèi)提供樂(lè)器等，但是由于使用粘接劑引起的損耗角正切的增加，難以制造令關(guān)心音質(zhì)的中級(jí)和高級(jí)演奏者滿意的樂(lè)器。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本未審查專利申請(qǐng)，公開(kāi)號(hào)h06-262601

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題

鑒于上述不便之處，本發(fā)明的目的是提供一種相對(duì)低價(jià)且振動(dòng)特性優(yōu)異的聲學(xué)材料和樂(lè)器。

解決問(wèn)題的手段

根據(jù)解決這些問(wèn)題的本發(fā)明的一個(gè)方面，聲學(xué)材料包括經(jīng)由粘接劑層合的多個(gè)木單板，其中單板被所述粘接劑浸漬，且相鄰單板基本上彼此接觸。

優(yōu)選的是，相鄰單板在相鄰單板的邊界區(qū)域中和周圍用粘接劑以每單位面積不小于1g/m²且不大于50g/m²的量浸漬。

粘接劑可以是水溶性粘接劑或水基乳液粘接劑。

單板優(yōu)選是旋切單板、鋸切單板或刨切單板。

此外，根據(jù)解決這些問(wèn)題的本發(fā)明的另一方面，樂(lè)器包括音板，其中聲學(xué)材料用作音板。

[本發(fā)明的效果]

如上所述，本發(fā)明的聲學(xué)材料和樂(lè)器的價(jià)格相對(duì)較低，振動(dòng)特性優(yōu)異。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的聲學(xué)材料的橫截面照片；

圖2示出了傳統(tǒng)的層合單板木材的橫截面照片；

圖3是示出了沿聲學(xué)材料制造例的纖維方向(纖維的方向)的損耗角正切的頻率響應(yīng)的曲線圖。

圖4是示出了沿與圖3的聲學(xué)材料制造例的纖維垂直的方向的損耗角正切的頻率響應(yīng)的曲線；

圖5是示出了沿與圖3不同的聲學(xué)材料制造例的纖維方向的損耗角正切的頻率響應(yīng)的曲線；

圖6是示出了沿與圖5的聲學(xué)材料制造例的纖維垂直的方向的損耗角正切的頻率響應(yīng)的曲線；和

圖7是示出了沿與圖3和圖5不同的聲學(xué)材料制造例的纖維方向的損耗角正切和粘接劑量的關(guān)系的曲線。

具體實(shí)施方式

下面，適當(dāng)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。

聲學(xué)材料

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的聲學(xué)材料由通過(guò)粘接劑層合的多個(gè)木單板構(gòu)成。聲學(xué)材料被提供為層合單板木材(lvl)，其中所有單板被層合，使得纖維方向平行取向。

在聲學(xué)材料中，單板用粘接劑浸漬，并且相鄰的單板基本上彼此接觸。換句話說(shuō)，在聲學(xué)材料中，單板被幾乎全部量的粘接劑浸漬，由此單板的面對(duì)表面彼此緊密接觸，因此僅由粘接劑形成的層不存在于單板的面對(duì)表面之間。

更具體地，在聲學(xué)材料中，在觀察如圖1所示的橫截面的情況下，單板被粘接劑浸漬到不能確定粘接劑層的程度。相反，在具有如圖2所示的常規(guī)構(gòu)造的層合單板木材中，在單板的面對(duì)表面之間能確定出由不涉及單板浸漬的那部分粘接劑形成的粘接劑層。應(yīng)當(dāng)注意，圖1所示的聲學(xué)材料1是通過(guò)水溶性酚醛樹脂基粘接劑層合云杉單板(厚度：1mm)而提供的，每單位面積的粘接劑的量為10.4g/m²，在圖2所示的層合單板木材通過(guò)用水溶性酚醛樹脂基粘接劑層合云杉單板(厚度：1mm)來(lái)提供，每單位面積的粘接劑的量為107.8g/m²。

由于單板用粘接劑浸漬并且相鄰的單板以這種方式基本上彼此接觸，所以導(dǎo)致聲速(即聲音的速度)降低和損耗角正切(losstangent)的增加的粘接劑分散，且因此聲學(xué)材料具有與單板的原木材料的實(shí)木材料的振動(dòng)特性相對(duì)類似的振動(dòng)特性。另外，由于將單板用作聲學(xué)材料中的原料，所以可以通過(guò)有效地排除原木材料中的不希望的部分(如球結(jié)和裂紋)來(lái)制造聲學(xué)材料，從而在原木材料的差異和偏差存在的情況下實(shí)現(xiàn)多個(gè)單板的高產(chǎn)率和平均化；因此聲學(xué)材料具有穩(wěn)定的質(zhì)量。因此，聲學(xué)材料可以相對(duì)低價(jià)并且振動(dòng)特性優(yōu)異。另外，通過(guò)在將單板層合時(shí)進(jìn)行壓印，可以將聲學(xué)材料形成為具有曲面的形狀而不進(jìn)行切割。因此，在例如用作小提琴等的音板的情況下，可以進(jìn)一步降低樂(lè)器的制造成本。

在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在1khz的頻率下的聲速(振動(dòng)的傳播速度)的下限優(yōu)選為3500m/s，更優(yōu)選為4000m/s。另一方面，在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在1khz頻率下的聲速的上限優(yōu)選為6500m/s，更優(yōu)選為6000m/s。在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在1khz的頻率下的聲速小于下限的情況下，可能不能有效地產(chǎn)生聲音。相反，在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在1khz頻率下的聲速超過(guò)上限的情況下，與天然木材的實(shí)木材料的差異變大，并且音質(zhì)(tonequality)可能不自然。

在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的聲速(振動(dòng)的傳播速度)的下限優(yōu)選為800m/s，更優(yōu)選為900m/s。另一方面，在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的聲速的上限優(yōu)選為1300m/s，更優(yōu)選為1200m/s。在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的聲速小于下限的情況下，可能不能有效地產(chǎn)生聲音。相反，在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的聲速超過(guò)上限的情況下，與天然木材的實(shí)木材料的差異變大，音質(zhì)可能不自然。

在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在頻率1khz下的損耗角正切(tanδ)的下限優(yōu)選為0.002，更優(yōu)選為0.005。另一方面，在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在頻率1khz下的損耗角正切的上限優(yōu)選為0.020，更優(yōu)選為0.010。在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在頻率1khz下的損耗角正切值小于下限的情況下，音質(zhì)可能不自然。相反，在沿聲學(xué)材料中的纖維方向的方向上在頻率1khz下的損耗角正切超過(guò)上限時(shí)，聲音產(chǎn)生效率可能不足。應(yīng)當(dāng)注意，“損耗角正切”是損耗剪切模量與儲(chǔ)存剪切模量的比，并且該值也被稱為“損耗因數(shù)”。

在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的損耗角正切的下限優(yōu)選為0.015，更優(yōu)選為0.020，進(jìn)一步優(yōu)選為0.025。另一方面，在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的損耗角正切的上限優(yōu)選為0.035，更優(yōu)選為0.032，進(jìn)一步優(yōu)選為0.030。在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的損耗角正切小于下限的情況下，音質(zhì)可能不自然。相反，在與聲學(xué)材料中的纖維方向垂直的方向上在1khz頻率下的損耗角正切超過(guò)上限的情況下，聲音產(chǎn)生效率可能不足。

單板

盡管用于聲學(xué)材料中的單板的木材類型可以根據(jù)其用途而變化，但是在用作樂(lè)器的音板的情況下，優(yōu)選使用針葉樹，如云杉和ezo云杉(魚鱗云杉，piceajezoensis)。然而，根據(jù)用途，用于單板的木材類型可以優(yōu)選是闊葉樹，例如樺樹、楓樹和紅木。

另外，在用作樂(lè)器的音板的情況下，用于單板的干木材的相對(duì)密度(在放置在大氣中后的平衡狀態(tài)下的相對(duì)密度)的下限優(yōu)選為0.3g/cm³，更優(yōu)選為0.35g/cm³。另一方面，在用作樂(lè)器的音板的情況下，用于單板的干木材的相對(duì)密度的上限優(yōu)選為0.5g/cm³，更優(yōu)選為0.45g/cm³。在用于單板的干木材的相對(duì)密度小于下限的情況下，聲學(xué)材料中的振動(dòng)傳播速度可能不足。相反，在用于單板的干木材的相對(duì)密度超過(guò)上限的情況下，聲學(xué)材料的損耗角正切可能增加，因此聲音產(chǎn)生效率可能不足。

在聲學(xué)材料中，優(yōu)選的是，單板是旋切單板(rotaryveneer)、鋸切單板或刨切單板。由于可以使旋切單板的寬度超過(guò)原木材料的厚度，所以可以以相對(duì)較低的價(jià)格獲得較大的單板。因此，通過(guò)使用旋切單板作為單板，可以相對(duì)容易地以低價(jià)格使聲學(xué)材料的尺寸更大。此外，使用旋切單板作為單板能夠防止由于濕度和/或時(shí)間的變化而引起的聲學(xué)材料的變形。在使用旋切單板作為單板的情況下，聲學(xué)材料類似于天然木材的平紋板，并且其質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定。另一方面，通過(guò)使用鋸切的單板或刨切單板作為單板，可以為聲學(xué)材料提供與適合用作樂(lè)器音板的天然木材的直紋板的振動(dòng)特性類似的振動(dòng)特性。應(yīng)當(dāng)注意的是：“旋切單板”是通過(guò)在圓周方向上以剝離原木的方式切割獲得的單板；“鋸切單板”是通過(guò)用鋸切割原木材料獲得的單板；并且“刨切單板”是通過(guò)用鋒利的切割機(jī)切割原木材料獲得的單板。

用于聲學(xué)材料的單板的平均厚度的下限優(yōu)選為0.3mm，更優(yōu)選為0.5mm。另一方面，用于聲學(xué)材料的單板的平均厚度的上限優(yōu)選為3mm，更優(yōu)選為2mm。在單板的平均厚度小于下限的情況下，所使用的粘接劑的相對(duì)量增加，因此由于損耗角正切的增加，聲音產(chǎn)生效率可能不足。相反，在單板的平均厚度超過(guò)上限的情況下，單板的產(chǎn)量可能降低，由此聲學(xué)材料可能昂貴，并且聲學(xué)材料的質(zhì)量可能由于不能使得單板質(zhì)量差異規(guī)范化而有顯著差異。

優(yōu)選的是，相鄰單板在相鄰單板的邊界區(qū)域中和周圍以每單位面積不小于1g/m²且不大于50g/m²的粘接劑量浸漬。由于在相鄰單板的邊界區(qū)域中和周圍以落入上述范圍內(nèi)的每單位面積的粘接劑量浸漬的相鄰單板，可以更可靠地抑制聲速的降低和損耗角正切的增加，同時(shí)確保單板之間的粘接。應(yīng)當(dāng)注意，粘接劑的“量”是指固體成分的質(zhì)量(干質(zhì)量)。

粘接劑

用于聲學(xué)材料的粘接劑沒(méi)有特別限制，只要其能浸漬單板即可，可以使用用于木材粘接的各種粘接劑中的任何一種，例如環(huán)氧基、聚氨酯基、異氰酸酯基、硅酮基、和合成橡膠基的粘接劑，優(yōu)選使用水溶性粘接劑或水性乳液粘接劑。由于粘接劑是水溶性粘接劑或水性乳液粘接劑，可以排除在工作環(huán)境中通過(guò)使用有機(jī)溶劑來(lái)調(diào)節(jié)粘接劑的粘度而對(duì)人體造成的影響，實(shí)現(xiàn)以下益處：允許相對(duì)長(zhǎng)的干燥時(shí)間，由此可以相對(duì)容易地用粘接劑浸漬單板，因此可以提高聲學(xué)材料的制造效率。

水溶性粘接劑的實(shí)例為水溶性酚醛樹脂基粘接劑，水溶性三聚氰胺樹脂基粘接劑，脲醛樹脂基粘接劑，間苯二酚樹脂基粘接劑等。另外，水性乳液粘接劑的實(shí)例為基于乙酸乙烯酯樹脂基乳液粘接劑，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂基乳液粘接劑，丙烯酸樹脂基乳液粘接劑，水溶性高聚物異氰酸酯基粘接劑，和類似物。

粘接劑中的固體成分濃度的下限優(yōu)選為按質(zhì)量5％，更優(yōu)選為按質(zhì)量10％，進(jìn)一步優(yōu)選為按質(zhì)量15％。另一方面，粘接劑中的固體成分濃度的上限優(yōu)選為按質(zhì)量70％，更優(yōu)選為按質(zhì)量40％，進(jìn)一步優(yōu)選為按質(zhì)量20％。在粘接劑中的固體含量濃度小于下限的情況下，可能不能實(shí)現(xiàn)足夠的粘接強(qiáng)度。相反，在粘接劑中的固體成分濃度超過(guò)上限的情況下，可能難以降低每單位面積涂布的量，并且難以用粘接劑浸漬單板，由此聲學(xué)材料的損耗角正切可能增加，因此聲音產(chǎn)生效率可能不足。

當(dāng)涂布到單板時(shí)，粘接劑的粘度可以根據(jù)涂布方法而變化，并且例如，通過(guò)b型粘度計(jì)在25℃下測(cè)量的值可以為不小于0.1pa·s且不大于10pa·s。

此外，用于聲學(xué)材料的粘接劑可以包括添加劑，例如填料。填料用于在涂布粘接劑時(shí)添加適當(dāng)?shù)恼扯龋⑶矣糜诜乐褂捎谡辰觿┻^(guò)度浸漬單板而導(dǎo)致的粘接強(qiáng)度的降低。例如可以使用面粉等作為這樣的填料。另外，除了填料，添加劑例如可以是溶劑、固化劑(交聯(lián)劑)、催化劑、稀釋劑、增塑劑、增粘劑等。

在相鄰單板的邊界區(qū)域內(nèi)和周圍的每單位面積上浸漬相鄰單板的粘接劑的量的下限(即在相鄰單板的其各自厚度方向中心之間的區(qū)域內(nèi)和周圍每單位面積存在的粘接劑的量)優(yōu)選為1g/m²，更優(yōu)選為2g/m²，進(jìn)一步優(yōu)選為4g/m²。另一方面，相鄰單板的邊界區(qū)域內(nèi)和周圍的每單位面積上存在的粘接劑的量的上限優(yōu)選為50g/m²，更優(yōu)選為30g/m²，進(jìn)一步優(yōu)選為25g/m²，特別優(yōu)選為20g/m²。在相鄰單板的邊界區(qū)域中和周圍的每單位面積上存在的粘接劑的量小于下限的情況下，單板之間的粘接可能不足。相反，在相鄰單板的邊界區(qū)域內(nèi)和周圍的每單位面積上存在的粘接劑的量超過(guò)上限的情況下，聲學(xué)材料的損耗角正切可能增加，因此聲音產(chǎn)生效率可能不足。

在沒(méi)有單板浸漬的情況下，留在單板的相對(duì)表面之間的粘接劑的面積百分比的上限優(yōu)選為3％，更優(yōu)選為1％，還更優(yōu)選為0.5％。在沒(méi)有單板浸漬的情況下留在單板的相對(duì)表面之間的粘接劑的面積百分比超過(guò)上限的情況下，聲學(xué)材料的損耗角正切可能增加，因此聲音產(chǎn)生效率可能不足。應(yīng)當(dāng)注意，“在沒(méi)有單板浸漬的情況下留在單板的相對(duì)表面之間的粘接劑的面積百分比”定義為在不少于10個(gè)橫截面上的觀察值的平均值，每個(gè)觀察值通過(guò)以下方式獲得：用顯微鏡觀察所述聲學(xué)材料的厚度方向的截面，并計(jì)算沿著單板表面的方向上在單板浸漬未涉及粘接劑的區(qū)域的總長(zhǎng)度與沿著單板表面方向的整個(gè)橫截面的長(zhǎng)度的比值單板。

聲學(xué)材料的生產(chǎn)方法

聲學(xué)材料可以通過(guò)包括以下步驟的方法制造：將粘接劑涂布在單板的表面上；層合其上涂布有所述粘接劑的單板；和壓制單板的層合結(jié)構(gòu)。另外，優(yōu)選的是，聲學(xué)材料的制造方法包括時(shí)效以使聲學(xué)材料的水分含量在執(zhí)行壓制步驟之后達(dá)到平衡的步驟。

涂布步驟

在涂布步驟中，將粘接劑涂布到單板的兩側(cè)中的的一側(cè)或多個(gè)表面上。如果僅在單板的一側(cè)的表面上涂布粘接劑，則易于減少粘接劑的涂布量。相反，如果在單板的兩側(cè)的表面上涂布粘接劑，則可以降低粘接劑的涂布不均勻性。

作為將粘接劑涂布到單板上的方法，例如，可以采用噴濺系統(tǒng)、噴墨系統(tǒng)等。具體地，在采用噴墨系統(tǒng)的情況下，通過(guò)使用位于x-y方向上的噴墨頭，可以以相對(duì)均勻的方式涂布少量的粘接劑。

層合步驟

在層合步驟中，將被涂布有粘接劑的單板進(jìn)行層合。在該步驟中，進(jìn)行層合，使得每個(gè)單板的纖維方向平行。

壓制步驟

在壓制步驟中，沿厚度方向壓制單板的層合結(jié)構(gòu)，從而允許用粘接劑浸漬單板，從而允許單板基本上彼此接觸。

該壓制壓力的下限優(yōu)選為0.3mpa，更優(yōu)選為0.4mpa。另一方面，壓制壓力的上限優(yōu)選為2.0mpa，更優(yōu)選為1.5mpa，進(jìn)一步優(yōu)選為1.0mpa。在壓制壓力小于下限的情況下，在單板的相對(duì)表面之間形成一部分粘接劑的粘接劑層，所述一部分粘接劑未在單板浸漬過(guò)程中涉及，且因此振動(dòng)正切(vibrationtangent)會(huì)增加，由此聲音產(chǎn)生效率可能不足。相反，在壓制壓力超過(guò)上限的情況下，單板可能容易被壓碎。

另外，層合結(jié)構(gòu)的壓制溫度的下限優(yōu)選為15℃，更優(yōu)選為100℃。另一方面，層合結(jié)構(gòu)的壓制溫度的上限優(yōu)選為250℃，更優(yōu)選為200℃。在壓制溫度低于下限的情況下，粘接劑的干燥(粘接)時(shí)間變得太長(zhǎng)長(zhǎng)，以至于制造效率可能降低。相反，在壓制溫度超過(guò)上限的情況下，單板或粘接劑的劣化又會(huì)導(dǎo)致聲學(xué)材料的質(zhì)量的劣化。

雖然層合結(jié)構(gòu)的壓制時(shí)間可以根據(jù)粘接劑的種類和壓制溫度而變化，但是壓制例如可以在以下條件下執(zhí)行：在140℃的壓制溫度下進(jìn)行至少3分鐘且至多10分鐘；或在20℃(常溫)的壓制溫度下進(jìn)行至少12小時(shí)且至多20小時(shí)。在壓制時(shí)間短于下限的情況下，單板之間的粘接可能不足，和/或未在單板浸漬過(guò)程中涉及的粘接劑可保留在單板的相對(duì)表面之間，導(dǎo)致增加損耗角正切。相反，在壓制時(shí)間超過(guò)上限的情況下，聲學(xué)材料的制造成本會(huì)不必要地增加。

時(shí)效步驟

在時(shí)效步驟中，使聲學(xué)材料靜置一定時(shí)間或更長(zhǎng)時(shí)間，使得水分含量達(dá)到平衡。這種時(shí)效至少在有頂?shù)牡胤竭M(jìn)行，優(yōu)選在有空調(diào)的房間中進(jìn)行。時(shí)效后的聲學(xué)材料的水分含量，換句話說(shuō)，平衡水分含量(emc)通?？梢园促|(zhì)量不小于5％且按質(zhì)量不大于15％，這可以取決于時(shí)效地點(diǎn)的溫度和濕度。

雖然可根據(jù)聲學(xué)材料的厚度等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定時(shí)效時(shí)間，但是在層合厚度為1mm的10個(gè)單板的情況下，時(shí)效時(shí)間的下限優(yōu)選為3天，更優(yōu)選是5天。另一方面，時(shí)效時(shí)間的上限優(yōu)選為10周，更優(yōu)選為3周。在時(shí)效時(shí)間短于下限的情況下，在制造聲學(xué)材料之后可能發(fā)生變形。相反，在時(shí)效時(shí)間超過(guò)上限的情況下，聲學(xué)材料的成本會(huì)不必要地增加。

樂(lè)器

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的樂(lè)器是包括音板的樂(lè)器，其中上述聲學(xué)材料被用作音板。

樂(lè)器的例子包括諸如大提琴、小提琴和吉他這樣的弦樂(lè)器，以及諸如鋼琴這樣的鍵盤樂(lè)器。

該樂(lè)器使用價(jià)格相對(duì)較低但具有相對(duì)適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)特性且伴有相對(duì)較小的質(zhì)量差異的上述聲學(xué)材料作為音板；因此，盡管價(jià)格相對(duì)較低，樂(lè)器仍能夠產(chǎn)生類似于通過(guò)使用高級(jí)天然實(shí)心板制造的樂(lè)器的聲音。因此，盡管樂(lè)器相對(duì)低價(jià)，但是可以具有滿足中等和高級(jí)演奏者的質(zhì)量。

其他實(shí)施例

上述實(shí)施例不限制本發(fā)明的構(gòu)成特征。因此，可以基于本說(shuō)明書的描述和常見(jiàn)的一般技術(shù)知識(shí)來(lái)得出實(shí)施例的每個(gè)構(gòu)成特征的省略、替換和添加，并且這樣的省略、替換和/或添加的特征將被解釋為完全落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。

例子

在下文中，通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不應(yīng)被限制性地立即為因?qū)嵤├拿枋龆艿较拗啤?/p>

制造例1和2

通過(guò)粘接劑層合由寬度為330mm、長(zhǎng)度為500mm且厚度為1mm的正方形板形狀的樺木制成的10個(gè)旋切單板，從而制造聲學(xué)材料的多個(gè)制造例1(層合單板木材)。在制造例1中，通過(guò)噴墨技術(shù)來(lái)涂布粘接劑，使得相鄰單板的邊界區(qū)域中和周圍的每單位面積的粘接劑量(以固體含量計(jì))變?yōu)?0g/m²。所使用的粘接劑是通過(guò)將按質(zhì)量15份的交聯(lián)劑“aj-1”(由koyosangyo公司制造)加入到按質(zhì)量100份的水溶性高聚物異氰酸酯類粘接劑“kr-134”(由koyosangyo公司制造)。此外，在1.5mpa的壓力下在室溫下進(jìn)行16小時(shí)壓制之后，進(jìn)行7天的時(shí)效處理，以使其正?；?平衡水分含量：約10％)。每個(gè)制造例1通過(guò)將由相同的原木材料切割的十個(gè)單板進(jìn)行層合而獲得，并且通過(guò)在制造例編號(hào)后添加表示原木材料的字符(a至e)來(lái)識(shí)別。

除了涂布粘接劑使得相鄰單板的邊界區(qū)域中和周圍的每單位面積粘接劑的固體含量的量變?yōu)?00g/m²，并且將壓制時(shí)的壓力設(shè)定為0.5mpa時(shí)，在與制造例1相同的條件下制造出多個(gè)制造例2。應(yīng)當(dāng)注意，從相同的原木材料中依次切割的單板被交替地取出，然后一個(gè)用于制造例1，另一個(gè)用于制造例2。在制造例2中的編號(hào)之后的字符(a至e)表示使用的是在每個(gè)編號(hào)后具有同樣字符、與制造例1相同的原木材料切下的單板。

樣品

制造例1a到1e進(jìn)行切割，得到長(zhǎng)度為280mm且寬度為30mm的5個(gè)正方形板狀的樣品1a-l到1e-l和樣品1a-t到1e-t。以長(zhǎng)度方向與制造例1a到1e的纖維方向平行的方式切割樣品1a-l到1e-l，將樣品1a-t到1e-t切割，使長(zhǎng)度方向與制造例1a到1e的纖維方向正交。以類似的方式，切割制造例2a到2e，分別得到長(zhǎng)度為280mm且寬度為30mm的5個(gè)正方形板狀的樣品2a-l到2e-l和樣品2a-t到2e-t。

通過(guò)觀察樣品的切割截面來(lái)確定制造例1、2的層結(jié)構(gòu)時(shí)，在制造例1中，用粘接劑浸漬單板，并且相鄰的單板基本上彼此接觸。另一方面，在制造例2中，粘接劑留在相鄰單板的相對(duì)表面之間。

敲擊試驗(yàn)(tappingtest)

在每個(gè)樣品上，通過(guò)使用敲擊試驗(yàn)設(shè)備來(lái)驗(yàn)證振動(dòng)特性。敲擊試驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)為：將樣品放置在平行拉伸的一對(duì)繩上；樣品的一端被錘擊打；并通過(guò)監(jiān)測(cè)振動(dòng)來(lái)確定振動(dòng)傳遞。雖然通過(guò)對(duì)通過(guò)該敲擊試驗(yàn)設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)分析可獲得樣品中的聲速、樣品的損耗角正切(tanδ)等，但是由于振動(dòng)現(xiàn)象的模態(tài)分析是已知的方法，故省略該過(guò)程的詳細(xì)描述。

在下面的表格1中顯示了通過(guò)敲擊試驗(yàn)測(cè)量第一至第四共振頻率下的聲速和損耗角正切的測(cè)量值(五個(gè)樣品的平均值)以及樣品1a-l至1e-l和樣品2a-l至2e-l的第一至第四共振頻率每一個(gè)。另外，在表格2中顯示了第一至第四共振頻率下的聲速和損耗角正切的測(cè)定值(5個(gè)樣品的平均值)以及樣品1a-t到1e-t和樣品2a-t至2e-t。

表格1

表格2

因此，樣品1a-l到1e-l中的第一共振頻率的聲速為5000m/s左右，樣品2a-l到2e-l中第一共振頻率下的聲速約為4700m/s。另外，樣品1a-l到1e-l中第一共振頻率下的損耗角正切為7.3×10^-3到8.2×10^-3的范圍，樣品2a-l和2e-l中第一共振頻率下的損耗角正切為10.3×10^-3到10.6×10^-3的范圍。

通常，作為聲學(xué)材料，認(rèn)為優(yōu)選的是，聲速高并且損耗角正切小，以產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的更大的聲音。因此，可以得出結(jié)論，與由于單板之間的大量粘接劑而使得單板的相對(duì)表面之間保留粘接劑的制造例2a至2e相比，由于單板之間的少量粘接劑而使得單板基本上彼此接觸的制造例1a至1e在沿纖維的方向上作為樂(lè)器的音板在振動(dòng)特性方面是優(yōu)越的。

另外，由具有與與樣本1a-l至1e-l和樣本2a-l至2e-l相同尺寸的天然樺木制成的直紋實(shí)木材料的纖維方向上在第一共振頻率下的聲速約為5100m/s，且第一共振頻率的損耗角正切約為6×10^-3。因此，可以得出結(jié)論，制造例1a至1e具有與由天然樺木制成的實(shí)木材料相比相似的振動(dòng)特性。

另一方面，樣品1a-t到1e-t中第一共振頻率下的聲速和樣品2a-t到2e-t中第一共振頻率下的聲速均為約1100m/s，表明無(wú)明顯差異。然而，樣品1a-t到1e-t中第一共振頻率下的損耗角正切為26.3×10^-3到29.9×10^-3的范圍，樣品2a-t到2e-t中第一共振頻率下的損耗角正切為38.9×10^-3至51.0×10^-3的范圍。

因此，可以得出結(jié)論，與由于單板之間的大量粘接劑而使得單板的相對(duì)表面之間留有粘接劑的制造例2a至2e相比，由于單板之間的少量粘接劑而使得單板基本上彼此接觸的制造例1a至1e具有沿垂直于纖維的方向上作為用于樂(lè)器的音板在振動(dòng)特性方面是優(yōu)越的。

此外，在圖3中示出了樣品1a-l至1e-l和樣品2a-l至2e-l的損耗角正切的頻率響應(yīng)，在圖4中示出了樣品1a-t至1e-t和樣品2a-t至2e-t的損耗角正切的頻率響應(yīng)。

如圖所示，盡管制造例1表現(xiàn)出被認(rèn)為是由原木材料的差異引起的變化，但是制造例1具有的趨勢(shì)是，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)在纖維方向上的損耗角正切值整體上小于制造例2中的，且在與纖維方向垂直的方向上的損耗角正切明顯小于制造例2中的。因此，與制造例2相比，制造例1在整個(gè)頻率范圍內(nèi)作為用于樂(lè)器的音板在振動(dòng)特性方面是優(yōu)越的。

制造例3和4

通過(guò)粘接劑層合十個(gè)方形板狀薄片單板，所述單板由寬度為330mm、長(zhǎng)度為500mm、厚度為1mm的云杉(沿徑向切去的直紋部分的單板)制成，以制造聲學(xué)材料(層合單板木材)的多個(gè)制造例3。在制造例3中，通過(guò)噴墨技術(shù)涂布粘接劑，使得相鄰單板的邊界區(qū)域中和其周圍的每單位面積的粘接劑的量變?yōu)?5g/m²。所使用的粘接劑通過(guò)將按質(zhì)量10份的由nisshinseifungroupinc.制造的工業(yè)用面粉作為填料加入到按質(zhì)量100份的由oshikacompany制造的水溶性酚醛樹脂基粘接劑“d-17s”并用按質(zhì)量240份的水稀釋該混合物。此外，在140℃的溫度和0.5mpa的壓力下壓制10分鐘后，將粘接劑進(jìn)行7天的時(shí)效處理，以使其正?；?平衡含水量：約10％)。每個(gè)制造例3通過(guò)將由相同的原木材料切割的十個(gè)單板進(jìn)行層合而獲得，并且通過(guò)在造例編號(hào)后添加識(shí)別原木材料的字符(a至e)來(lái)識(shí)別。

制造例4在與制造例3相同的條件下制造，不同之處在于，涂布粘接劑，以使得相鄰單板的邊界區(qū)域中和其周圍的每單位面積的粘接劑的固體含量為250g/m²，并且沒(méi)有向粘接劑中添加水。應(yīng)該注意，已經(jīng)從相同的原木材料中依次切割的單板被交替地提取，然后一個(gè)用于制造例3，另一個(gè)用于制造例4。在制造例4中的編號(hào)之后的字符(a至e)表示使用的是在每個(gè)編號(hào)后具有同樣字符、與制造例3相同的原木材料切下的單板。

樣品

切割制造例3a到3e，分別得到長(zhǎng)度為280mm、寬度為30mm的5個(gè)正方形板狀的樣品3a-l到3e-l和樣品3a-r到3e-r。切割樣品3a-l到3e-l，使得長(zhǎng)度方向與制造例3a到3e的纖維方向平行，且切割樣品3a-r到3e-r，使得長(zhǎng)度方向與制造例3a到3e的纖維方向大致正交。以類似的方式，切割制備實(shí)施例4a至4e，以分別獲得五個(gè)方形板狀樣品4a-l至4e-l和樣品4a-r至4e-r，其具有的長(zhǎng)度為280mm、寬度為30mm。

當(dāng)通過(guò)觀察樣品的截面確定制造例3和4的層結(jié)構(gòu)時(shí)，在制造例3中，用粘接劑浸漬單板，并且相鄰的單板基本上彼此接觸。另一方面，在制造例4中，粘接劑殘留在相鄰單板的相對(duì)表面之間。

另外，為了比較制造例3a到3e和制造例4a到4e，制備用云杉制造實(shí)木材料(直紋板)的樣品5a-l到5e-l，其具有與制造例3a到3e和制造例4a到4e相同的尺寸且纖維方向與長(zhǎng)度方向平行的方向。

敲擊試驗(yàn)

對(duì)于每個(gè)樣品，通過(guò)使用與用于上述制造例1a至1e和制造例2a至2e的樣品相同的敲擊試驗(yàn)設(shè)備來(lái)驗(yàn)證振動(dòng)特性。

在下面的表格3中，示出了通過(guò)輕敲試驗(yàn)測(cè)量的樣品3a-l至3e-l、樣品4a-l至4e-l和樣品5a-l至5e-l的第一至第四共振頻率每一個(gè)，以及第一至第四共振頻率下的聲速和損耗角正切的測(cè)量值(五個(gè)樣品的平均值)。另外，在表4中，示出了樣品3a-r到3e-r和樣品4a-r至4e-r的第一到第四共振頻率每一個(gè)以及第一到第四共振頻率下的聲速和損耗角正切的測(cè)量值(5個(gè)樣品的平均值)。

表格3

表格4

如表3所示，當(dāng)樣品3a-l至3e-l中第一共振頻率下的聲速在約5500m/s至約5700m/s的范圍內(nèi)時(shí)，樣品4a-l至4e-l中第一共振頻率下的聲速的范圍為約4700m/s至約4900m/s的范圍。另外，樣品5a-l到5e-l中第一共振頻率下的聲速為約5200m/s到約5600m/s。

因此，由于少量粘接劑而使單板基本上彼此接觸的樣品3a-l至3e-l表現(xiàn)出與天然木材的實(shí)木材料大致相同的聲速，伴隨更少的差異；然而，在由于大量粘接劑而導(dǎo)致粘接劑殘留在單板的相對(duì)表面之間的樣品4a-l至4e-l表現(xiàn)出出低聲速，并且作為樂(lè)器的音板在振動(dòng)特性方面較差。

另外，樣品3a-l到3e-l中第一共振頻率下的損耗角正切的范圍為6.6×10^-3到6.9×10^-3，樣品4a-l至4e-l中第一共振頻率下的損耗角正切的范圍為9.4×10^-3至9.6×10^-3。另外，樣品5a-l到5e-l中第一共振頻率下的損耗角正切的范圍為5.1×10^-3到6.5×10^-3。

因此，具有少量粘接劑的樣品3a-l至3e-l的損耗角正切與天然木材的實(shí)木材料的損耗角正切沒(méi)有很大不同，伴隨較小的差異；然而，具有大量粘接劑的樣品4a-l至4e-l具有大的損耗角正切，并且在振動(dòng)特性方面差。

另一方面，樣品3a-r到3e-r中第一共振頻率下的聲速約為1100m/s，且?guī)缀鹾愣ǎ鴺悠?a-r到4e-r中第一共振頻率下的聲速范圍為約1100m/s至1300m/s。在平均值方面，樣品4a-l至4e-l表現(xiàn)出略高的聲速，其可以被認(rèn)為落在誤差范圍內(nèi)，而樣品3a-r至3e-r表明在聲速方面有較小差異。

另外，樣品3a-r到3e-r中第一共振頻率下的損耗角正切為20.2×10^-3到23.2×10^-3，樣品4a-r到4e-r中第一共振頻率下的損耗角正切的范圍為31.7×10^-3到36.2×10^-3。因此，樣品3a-r至3e-r具有較小的損耗角正切，并且由于在損耗角正切方面有較小的差異而具有更優(yōu)選的振動(dòng)特性。

因此，可以得出結(jié)論，與在單板之間具有較大量粘接劑的制造例4a至4e相比，在單板之間具有少量粘接劑的制造例3a至3e在垂直于纖維方向的方向上的振動(dòng)特性方面是優(yōu)越的。

此外，在圖5中，示出了樣品3a-l至3e-l、樣品4a-l至4e-l和樣品5a-l至5e-l的損耗角正切的頻率響應(yīng)，且在圖6中，示出了樣品3a-r至3e-r和樣品4a-r至4e-r的損耗角正切的頻率響應(yīng)。

如圖所示，由于少量粘接劑而使單板基本彼此接觸的制造例3a至3e具有的趨勢(shì)是，在高頻帶中損耗角正切大于實(shí)木材料的損耗角正切，并且具有與整個(gè)實(shí)木材料相對(duì)相似的振動(dòng)特性。相反，由于大量粘接劑而在單板的相對(duì)表面之間殘留粘接劑的制造例4a至4e具有與實(shí)木材料不同的振動(dòng)特性，并且作為樂(lè)器的音板，在振動(dòng)特性比制造例3a到3e更差。

制造例6到10

制造僅相鄰單板的邊界區(qū)域中和其周圍每單位面積粘接劑的量與制造例4a至4e中的不同的制造例6至10。測(cè)量的結(jié)果表明，粘接劑的量為：在制造例6中為4.0g/m²；制造例7中為6.8g/m²，制造例8中為17.6g/m²，制造例9中為27.5g/m²，且制造例10中為80.0g/m²。對(duì)于這些制造例6至10，通過(guò)使用從四種不同的原木材料切割的單板分別制造四件。應(yīng)當(dāng)注意，在通過(guò)使用從相同的原木材料切割的單板獲得的制造例的編號(hào)之后，添加相同的字符(a至d)用于識(shí)別。

樣品

將制造例6到10進(jìn)行切割，得到長(zhǎng)度為280mm、寬度為30mm的方形板狀樣品，纖維方向與長(zhǎng)度方向平行。然后，通過(guò)用與上述制造例1a到1e和制造例2a到2e的樣品的試驗(yàn)中使用的相同敲擊試驗(yàn)設(shè)備來(lái)驗(yàn)證這些樣品的振動(dòng)特性。

在下面的表格5中顯示了通過(guò)敲擊試驗(yàn)測(cè)量的制造例6到10的每以各樣品的第一到第四共振頻率每一個(gè)，以及第一到第四共振頻率下的聲速和損耗角正切的測(cè)定值(4個(gè)樣品的平均值)。

表格5

另外，圖7示出制造例6到10的每一個(gè)樣品的第一共振頻率下?lián)p耗角正切和粘接劑量之間的關(guān)系。如圖所示，各制造例的損耗角正切的變化為約1×10^-3，并且對(duì)于每種粘接劑量的原木材料種類的識(shí)別表明，損耗角正切為a<c<b的順序。當(dāng)在圖表中確定原木材料相同的制造例6到10的損耗角正切時(shí)，可以確信損耗角正切的值相對(duì)于粘接劑的量具有一次相關(guān)性(correlationoffirstorder)。

因此，證實(shí)了通過(guò)減少由通過(guò)粘接劑層合的多個(gè)木單板構(gòu)成的層合單板木材中的單板之間的粘接劑的量，并由此允許相鄰的單板浸漬粘接劑以基本上彼此接觸，可以獲得這樣的聲學(xué)材料，其能夠?qū)崿F(xiàn)高聲速并且具有相對(duì)小的損耗角正切并且相對(duì)類似于天然木材的實(shí)木材料。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明的聲學(xué)材料可以以相對(duì)低的價(jià)格適當(dāng)?shù)厥褂?，以?duì)通過(guò)使用相對(duì)昂貴的天然木材的實(shí)木材料生產(chǎn)的樂(lè)器等提出替代品。