專利名稱：一種有琴弦的樂(lè)器的音板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種有琴弦的樂(lè)器的音板技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于樂(lè)器技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種有琴弦的樂(lè)器的音板。
背景技術(shù)：
[0002]有琴弦的樂(lè)器，諸如小提琴、中提琴、大提琴、鋼琴、電貝司、豎琴、吉它、古琴、琵琶和箏等，這些樂(lè)器彈奏時(shí)發(fā)出的聲音，不是直接來(lái)自弦的振動(dòng)，而是通過(guò)音板將從弦振動(dòng)中所獲得的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷茌椛涞娇諝庵?。音板承受?lái)自琴弦的振動(dòng)而增強(qiáng)音幅射，這樣不但增大了音量，也美化了音色。盡管這些有琴弦的樂(lè)器演奏的方式不同、音板的結(jié)構(gòu)不同，如小提琴和吉它是琴弦下方音板上有開(kāi)孔的共鳴箱、古箏樂(lè)器的音板沒(méi)有開(kāi)孔，而是在共鳴箱底板上有開(kāi)孔，而彈奏鋼琴觸鍵時(shí)，是通過(guò)擊弦機(jī)弦槌激發(fā)琴弦發(fā)音，琴弦振動(dòng)時(shí)，通過(guò)緊附在音板上弦碼的傳遞，使得音板振動(dòng)發(fā)生的，但這些音板起的作用是相同的。[0003]傳統(tǒng)音板材料多選用云衫、泡桐木等木質(zhì)材料。就樂(lè)器的發(fā)聲原理而言，因音板的傳導(dǎo)效果與振動(dòng)狀態(tài)與材料有直接的因果關(guān)系，所以，音板材料也決定了樂(lè)器聲學(xué)品質(zhì)的優(yōu)劣。音板材料的選擇要求嚴(yán)格，但木質(zhì)材料自然形成一定程度的各向異性，不可避免存在紋路與質(zhì)地松軟程度不一的差異和疤結(jié)、內(nèi)損、蟲(chóng)蛀等問(wèn)題，音板的紋路與質(zhì)地對(duì)樂(lè)器的發(fā)音影響較大，例如，樂(lè)器音板通常就是根據(jù)板材的紋路與疏松程度來(lái)劃分等級(jí)的。木質(zhì)材料的缺點(diǎn)還有易受溫度、濕度影響，容易開(kāi)裂和變形，加之由于木質(zhì)材料強(qiáng)度小，不得不把木質(zhì)材料制成的音板做得很厚，以增加強(qiáng)度，從而影響聲音的吸收和傳導(dǎo)。此外，還有制作樂(lè)器木材品質(zhì)要求高、木材緊缺的問(wèn)題。[0004]隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，具有諸多優(yōu)良特性的碳纖維材料給樂(lè)器的制作技術(shù)帶來(lái)新的改革契機(jī)。碳纖維材料具有輕質(zhì)、高模量、高強(qiáng)度、不變形、不開(kāi)裂、抗疲勞和抗腐蝕，還有抗溫度和濕度等環(huán)境條件變化的優(yōu)異性能。這些優(yōu)異性能無(wú)疑可以被用來(lái)改革樂(lè)器制作技術(shù)，提高樂(lè)器頻響特性。已經(jīng)有人嘗試了利用碳纖維材料制備音板，但都存在問(wèn)題。[0005]公開(kāi)號(hào)CN 101281743A的中國(guó)專利涉及了“高模量聲輻射板”。通過(guò)把高強(qiáng)度高模碳纖維、鎂鋁合金與密度較小的松木基體結(jié)合為復(fù)合板殼結(jié)構(gòu)聲輻射板。具體的是由三層松木板疊合成基體，在松木板間分別復(fù)合一層模量不小于300Gpa的碳纖維網(wǎng)或織布；在疊合后的基體的上下表面又分別復(fù)合一層厚度0.2-0.5的高強(qiáng)度鎂招合金。[0006]公開(kāi)號(hào)CN 1919586A的中國(guó)專利涉及了 “碳纖維復(fù)合材料制造的提琴發(fā)音板”，采用編制的碳纖維與工程塑料模壓復(fù)合而成，或采用短切碳纖維鑄塑而成發(fā)音膜。[0007]上述的中國(guó)專利都缺少數(shù)據(jù)支撐和說(shuō)明，也沒(méi)有實(shí)驗(yàn)方面的說(shuō)明。我們做了大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示:對(duì)于樂(lè)器音板來(lái)說(shuō)，在一定的范圍內(nèi)，比動(dòng)彈性模量越大越好。但是也有彈性模量過(guò)大影響音板振動(dòng)的問(wèn)題。碳纖維與鎂鋁合金復(fù)合或與工程塑料復(fù)合都沒(méi)有產(chǎn)生良好的音質(zhì)和音效，沒(méi)有樂(lè)器應(yīng)該有的優(yōu)美的余音，發(fā)音尖、硬。[0008]授權(quán)公告號(hào)為CN 201946282 U的中國(guó)專利涉及了由純碳纖維板和木質(zhì)材料制成鋼琴共振板，是在純碳纖維板的雙面或單面粘著薄木質(zhì)材料而制成的鋼琴共振板。碳纖維板的厚度在I到1.5毫米，而為美觀粘貼的木皮材料是2毫米厚，已經(jīng)在結(jié)構(gòu)和效果上初步實(shí)現(xiàn)了比較理想的預(yù)期效果，并充分利用了碳纖維材料的優(yōu)異特性。但是，也有制成的鋼琴共振板碳纖維板過(guò)厚、彈性模量過(guò)大會(huì)使音板振動(dòng)所需要的力越大，樂(lè)器演奏時(shí)反應(yīng)會(huì)遲鈍的問(wèn)題。[0009]對(duì)于樂(lè)器音板來(lái)說(shuō)，其性能受環(huán)境影響越小越好，此外，薄的音板可以在小的策動(dòng)力情況下充分振動(dòng)，產(chǎn)生更好的音響效果。然而，過(guò)薄的木質(zhì)音板又有支撐力度不夠的問(wèn)題，這是以前的木質(zhì)材料音板之所以做得比較厚的原因。發(fā)明內(nèi)容[0010]為了解決存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種有琴弦的樂(lè)器的音板。為此，我們對(duì)木質(zhì)材料、碳纖維及玻璃纖維材料、木質(zhì)材料和纖維材料結(jié)合制成的音板進(jìn)行了一系列科學(xué)的研究和測(cè)試。[0011]本發(fā)明提供的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其包括木質(zhì)層和纖維層；其特征在于，所述的纖維層為碳纖維或碳纖維和玻璃纖維的復(fù)合纖維；碳纖維每單位面積的質(zhì)量為50 500g / Hf，復(fù)合纖維材料中碳纖維和玻璃纖維的單位面積質(zhì)量比為3 4:1 ;[0012]所述的木質(zhì)層厚度優(yōu)選為有琴弦樂(lè)器的木質(zhì)音板的厚度的50 70%。[0013]所述的木質(zhì)層優(yōu)選為云衫或泡桐木。[0014]所述音板采用膠合板的制備工藝制造。優(yōu)選壓力IMpa，溫度范圍80 120°C度，加熱時(shí)間為40 60分鐘。[0015]為了對(duì)比和確定音板材料的聲學(xué)性能,將云杉木、泡桐木及云杉木、泡桐木與纖維材料結(jié)合制成的音板的聲學(xué)性能的指標(biāo)參數(shù):比動(dòng)彈性模量、聲輻射品質(zhì)常數(shù)、聲速、聲阻抗等測(cè)試結(jié)果在表I中給出。[0016]有益效果:(1)本發(fā)明提供的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，由于集成了碳纖維材料和玻璃纖維的比動(dòng)彈性模量和傳播速度大，損耗正切角小、頻譜共振頻率成分豐富；木質(zhì)材料的聲輻射品質(zhì)常數(shù)高、聲阻抗值小，具有良好生理聽(tīng)覺(jué)效果的各自優(yōu)點(diǎn)，保證了所述的音板具有好的共振性能，使樂(lè)器音色更加豐富。[0017](2)本發(fā)明提供的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，由于碳纖維材料比強(qiáng)度高，由碳纖維材料作為音板的加強(qiáng)層，對(duì)音板結(jié)構(gòu)整體起到增強(qiáng)的作用。音板可以做得較薄，其中的木質(zhì)層的厚度是有琴弦樂(lè)器的木質(zhì)音板的厚度的50 70%。所述的音板減輕了音板的重量和厚度，節(jié)省了木材資源，又可以使音板經(jīng)久耐用。[0018](3)本發(fā)明提供的一種有琴弦的樂(lè)器的音板抗腐蝕，抗溫度、干濕度等環(huán)境條件變化等特性得到改善，使得音板能夠適應(yīng)環(huán)境溫度和濕度的變化，保持穩(wěn)定而良好的發(fā)音效果O[0019]
[0020]圖1是本發(fā)明提供的由一層木層和一層纖維層構(gòu)成的一種有琴弦的樂(lè)器的音板的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖2是本發(fā)明提供的由兩層木層中間夾著一層纖維層構(gòu)成的一種有琴弦的樂(lè)器的音板的結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖3是本發(fā)明提供的由兩層碳纖維層中間夾著一層木質(zhì)層構(gòu)成的一種有琴弦的樂(lè)器的音板的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖4是云杉木在8 kHz頻寬內(nèi)的振動(dòng)頻譜圖。[0024]圖5是泡桐木在10 kHz頻寬內(nèi)的振動(dòng)頻譜圖。[0025]圖6是人耳等響度曲線圖。[0026]圖7是碳纖維和玻璃纖維材料的振動(dòng)頻譜曲線圖。[0027]圖8是木質(zhì)材料與碳纖維材料結(jié)合制成的音板材料的頻譜圖。[0028]具體實(shí)施方式
[0029]實(shí)施例1:如圖1所示，一種鋼琴樂(lè)器的音板，其包括4 mm厚的云杉木層I和經(jīng)緯線垂直交叉編織的單位面積質(zhì)量為100 g/m2的碳纖維層2。[0030]將所述的碳纖維層與云杉木層用雙組份環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠粘接，在IMpa壓力和80°C溫度下條件下加熱60分鐘熱壓成型，得到本發(fā)明提供的一種有琴弦的樂(lè)器的音板。[0031]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為I的音板的結(jié)果所示。[0032]實(shí)施例2:如圖1所示，一種鋼琴樂(lè)器的音板，其包括4 mm厚的云杉木層I和單位面積質(zhì)量為300 g/m2的碳纖維層2。[0033]制法同實(shí)施例1。[0034]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為2的結(jié)果所示。[0035]實(shí)施例3:如圖1所示，一種鋼琴樂(lè)器的音板，其包括4 mm厚的云杉木層I和單位面積質(zhì)量為500 g/m2的碳纖維層2。[0036]制法同實(shí)施例1。[0037]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為3的結(jié)果所示。[0038]實(shí)施例4:如圖1所示，一種鋼琴樂(lè)器的音板，其包括4 mm厚的云杉木層I和單位面積質(zhì)量為240 g/m2的碳纖維和單位面積質(zhì)量為60 g/m2的玻纖復(fù)合而成的纖維層2。[0039]制法同實(shí)施例1。[0040]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為4的結(jié)果所示。[0041]實(shí)施例5:如圖1所示，一種古箏樂(lè)器的音板，其包括泡桐木層I與碳纖維層2，泡桐木層厚度從低音區(qū)厚度為7 8 mm到中高音區(qū)的4 5 mm漸變，纖維層為單位面積質(zhì)量為100 g/m2的碳纖維。[0042]制法同實(shí)施例1。[0043]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為5的音板的結(jié)果所示。[0044]實(shí)施例6:如圖1所不,一種古箏樂(lè)器的音板,其纖維層2為單位面積質(zhì)量為300g/m2的碳纖維；其余的同實(shí)施例5。[0045]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為6的音板的結(jié)果所示。[0046]實(shí)施例7:如圖1所不,一種古箏樂(lè)器的音板,其纖維層2為單位面積質(zhì)量為400g/m2的碳纖維；其余的同實(shí)施例5。[0047]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板,所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為7的音板的結(jié)果所示。[0048]實(shí)施例8:如圖1所示，一種古箏樂(lè)器的音板，其纖維層2是單位面積質(zhì)量為240g/m2的碳纖維和單位面積質(zhì)量為80 g/m2的玻纖復(fù)合而成的纖維層；其余的同實(shí)施例5。[0049]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為8的音板的結(jié)果所示。[0050]實(shí)施例9:如圖1所不,一種吉它樂(lè)器的音板，其包括1.6 mm厚的云杉木層I和單位面積質(zhì)量為50 g/m2的碳纖維層2。[0051]制法同實(shí)施例1。[0052]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為9的音板的結(jié)果所示。[0053]實(shí)施例10:如圖1所示，一種吉它樂(lè)器的音板，其碳纖維層2是單位面積質(zhì)量為400 g/m2的碳纖維；其余的同實(shí)施例9。[0054]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為10的音板的結(jié)果所示。[0055]實(shí)施例11:如圖2所不,一種吉它樂(lè)器的音板,其包括兩個(gè)厚度為0.8 mm的云杉木層I和3，中間夾一層單位面積質(zhì)量為200 g/m2的碳纖維層2。[0056]將所述的云杉木層和碳纖維層用雙組份環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠粘接，在IMpa壓力和80°C溫度下條件下加熱60分鐘熱壓成型。[0057]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為11的音板的結(jié)果所示。[0058]實(shí)施例12:如圖3所示，一種吉它樂(lè)器的音板，其包括兩層單位面積質(zhì)量為100 g/m2的碳纖維層I和3,中間夾一層厚度為1.6 mm的云杉木層2。[0059]將所述的云杉木層和碳纖維層用雙組份環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠粘接，在IMpa壓力和80°C溫度下條件下加熱60分鐘熱壓成型。[0060]本實(shí)施例的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表I中編號(hào)為12的音板的結(jié)果所示。[0061]表I[0062]
權(quán)利要求1.一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其包括木質(zhì)層和纖維層，其特征在于，所述的纖維層為碳纖維，碳纖維每單位面積的質(zhì)量為50 500 g/ m2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，所述的木質(zhì)層厚度為有琴弦樂(lè)器的木質(zhì)音板厚度的50 70%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，所述的木質(zhì)層為云衫或泡桐木。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為鋼琴音板，其包括4 mm厚的云杉木層(I)和單位面積質(zhì)量為100 g/m2的碳纖維層(2)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為鋼琴音板，其包括4 mm厚的云杉木層(I)和單位面積質(zhì)量為300 g/m2的碳纖維層(2)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為鋼琴音板，其包括4 mm厚的云杉木層(I)和單位面積質(zhì)量為500 g/m2的碳纖維層(2)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為古箏樂(lè)器的音板，其包括泡桐木層(I)與碳纖維層(2)，泡桐木層厚度從低音區(qū)的7 8 mm，到中高音區(qū)的厚度為4 5 mm平滑漸變，纖維層為單位面積質(zhì)量為100 g/m2的碳纖維。
8.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為古箏樂(lè)器的音板，其包括泡桐木層(I)與碳纖維層(2)，泡桐木層厚度從低音區(qū)的7 8 mm，到中高音區(qū)的厚度為4 5 mm平滑漸變，其纖維層(2)為單位面積質(zhì)量為300 g/m2的碳纖維。
9.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為古箏樂(lè)器的音板，其包括泡桐木層(I)與碳纖維層(2)，泡桐木層厚度從低音區(qū)的7 8 mm，到中高音區(qū)的厚度為4 5 mm平滑漸變，其纖維層(2)為單位面積質(zhì)量為400 g/m2的碳纖維。
10.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為一種吉它音板，其包括1.6 mm厚的云杉木層(I)和單位面積質(zhì)量為50 g/m2的碳纖維層(2)。
11.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為一種吉它音板，其包括1.6 mm厚的云杉木層(I)和單位面積質(zhì)量為400 g/m2的碳纖維(2)。
12.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為一種吉它音板，其包括兩個(gè)厚度為0.8 mm的第一云杉木層(I)和第二云杉木層(3),中間夾一層單位面積質(zhì)量為200 g/m2的碳纖維層(2)。
13.如權(quán)利要求1所述的一種有琴弦的樂(lè)器的音板，其特征在于，其為一種吉它音板，其包括兩層單位面積質(zhì)量為100 g/m2的第一碳纖維層(I)和第二碳纖維層(3)，中間夾一層厚度為1.6 mm的云杉木層(2)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種有琴弦的樂(lè)器的音板。其包括木質(zhì)層和纖維層，所述的纖維層為碳纖維，或碳纖維和玻璃纖維的復(fù)合纖維；碳纖維每單位面積的質(zhì)量為50～500g/m2，復(fù)合纖維中碳纖維和玻璃纖維的單位面積質(zhì)量比為3～4∶1。所述的音板，由于集成了纖維材料和木質(zhì)材料的各自優(yōu)點(diǎn)，保證了音板具有好的共振性能，使樂(lè)器音色更加豐富。音板可以做得較薄和輕。其中的木質(zhì)層的厚度是有琴弦樂(lè)器的木質(zhì)音板的厚度的50～70％，減輕了音板的重量和厚度，節(jié)省了木材資源，又可以使音板經(jīng)久耐用。保證音板能夠適應(yīng)環(huán)境空氣濕度的變化，保持穩(wěn)定而良好的發(fā)音效果。所述的音板的共振能均勻?qū)崿F(xiàn)，達(dá)到音質(zhì)傳真和諧，使音板具有較大的音量和保持持久性。
文檔編號(hào)G10D3/02GK203055418SQ20122005138
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者趙振偉, 周萬(wàn)昊 申請(qǐng)人:趙振偉