(57)【要約】  擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦の音響特性の構築と調整のために粘弾性ポリマーマトリックスを使用する。ポリマーマトリックスは、弦の表面を被覆はしていないが、芯部と少なくとも１つの鞘部との間か、芯部に巻かれた鞘部同士の間に付与されており、ポリマーマトリックスは、高分子結合剤と、この結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦の音響特性の構築と調整のための粘弾性ポリマーマトリックスの使用であって、前記弦が、芯部と、前記芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含み、前記ポリマーマトリックスが、前記弦の表面を被覆はしていないが、前記芯部と前記少なくとも１つの鞘部との間か、前記芯部に巻かれた鞘部同士の間、又はその両方に付与されており、前記ポリマーマトリックスが、高分子結合剤と、前記結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含む使用。
【請求項２】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、前記ポリマーマトリックス中において独立して移動可能なナノ粒子凝集体の網目状組織を形成する、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記結合剤の粘度が２５℃にて６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である、請求項１又は２に記載の使用。
【請求項４】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり１０ｇ〜１００ｇである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項５】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり３０ｇ〜６０ｇである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項６】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項７】
前記固体粒子がケイ酸塩含有粒子、酸化物含有粒子、硫酸塩含有粒子、硫化物含有粒子及び／又は炭酸塩含有粒子である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の使用。
【請求項８】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、非磁性であるか、感熱色素を含まないか、又はその両方である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項９】
芯部と、前記芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含む擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦であって、前記芯部と前記少なくとも１つの巻線型鞘部との間か、巻線型鞘部同士の間、又はその両方にポリマーマトリックスをさらに含み、前記ポリマーマトリックスが、高分子結合剤と、前記結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含み、前記ポリマーマトリックスが粘弾性であることを特徴とする楽器用の弦。
【請求項１０】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、独立して移動可能なナノ粒子凝集体の網目状組織を形成する、請求項９に記載の楽器用の弦。
【請求項１１】
前記結合剤の粘度が２５℃にて６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である、請求項９又は１０に記載の楽器用の弦。
【請求項１２】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり１０ｇ〜１００ｇである、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１３】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり３０ｇ〜６０ｇである、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１４】
前記固体粒子が、非磁性であるか、感熱色素を含まないか、又はその両方である、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１５】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が無機及び／又は無機有機である、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１６】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの粒子がケイ酸塩、酸化物、硫酸塩、炭酸塩の少なくとも１種を含有する、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１７】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が主にケイ酸塩、酸化物又は水酸化物からなるか、又はこれらの化合物の少なくとも１種を含む、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１８】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が以下の化合物：酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種からなるか、又はこれらの少なくとも１種を含む、請求項９〜１７のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１９】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、請求項９〜１８のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項２０】
メジアン径が１０〜２５０ｎｍである、請求項１９に記載の楽器用の弦。
【請求項２１】
擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦の音響特性の構築と調整の方法であって、前記弦が、芯部と、前記芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含み、前記芯部と前記少なくとも１つの巻線型鞘部との間か、巻線型鞘部同士の間、又はその両方にポリマーマトリックスを付与することを含み、前記ポリマーマトリックスが、高分子結合剤と、前記結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含み、前記ポリマーマトリックスが粘弾性であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記結合剤の粘度が２５℃にて６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリマーマトリックス中において、前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子によって独立して移動可能な凝集体の網目状組織の形成を誘発することを含む、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
凝集を誘発することが、前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子の濃度を所定の範囲よりも上に調整することを含み、前記所定の範囲が、独立して移動可能な凝集体の網目状組織の形成に必要な下限濃度以上である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の範囲がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり粒子１０ｇ以上である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
粒子濃度がポリマー１００ｇ当たり１０〜１００ｇの範囲である、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
粒子濃度がポリマー１００ｇ当たり３０〜６０ｇの範囲である、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、請求項２１〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
メジアン径が１０〜２５０ｎｍである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が無機及び／又は無機有機である、請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの粒子がケイ酸塩、酸化物、硫酸塩、炭酸塩の少なくとも１種を含有する、請求項２１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が主にケイ酸塩、酸化物又は水酸化物からなるか、又はこれらの化合物の少なくとも１種を含む、請求項２１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が以下の化合物：酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種からなるか、又はこれらの少なくとも１種を含む、請求項２１〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
ポリマーマトリックスを含まない弦について音響プロファイルを測定すること、ポリマーマトリックスを含む対応する弦の比較用音響プロファイルを測定すること、及び両音響プロファイルを比較してポリマーマトリックスの添加が関与する音響特性の違いを評価することを含む、請求項２１〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楽器の弦及びその製造方法、並びに擦弦楽器、撥弦楽器等の楽器用の弦における音響減衰性ポリマーマトリックスの使用に関し、ポリマーマトリックスは、楽器用の弦の芯部と芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部との間か、芯部に巻かれた鞘部同士の間、又はその両方に付与されており、ポリマーマトリックスは、高分子結合剤と、この結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含む。
【背景技術】
【０００２】
楽器用の弦の主要構成要素は芯部であり、この芯部が弦の張りの歪みを伝えている。芯部は、金属単線、様々な巻き方のマルチストランド型螺旋状金属線、ポリマーモノフィラメント、ポリマーマルチフィラメント、並びに天然繊維及び動物の腸等の天然材料からなる。さらに、楽器用の弦のほとんどは、弦が特定の質量密度に達するために、芯部に巻かれた円形ワイヤー又はフラットワイヤーの形態のさらなる巻線層を有する。代表的な巻線材料としては、好適な金属及び高分子材料並びに合成繊維及び天然繊維等が挙げられる。
【０００３】
特に以下の特許文献に、弦構成体、考えられる芯構造及び好適な巻線材料の例が列挙、記載されている。米国特許第２６４１９４９号明細書、米国特許第２０４９７７０号明細書、米国特許第２０４９７６９号明細書、独国特許発明第１０４０３５０号明細書、独国特許発明第８５１４５０号明細書、独国特許発明第９６３８３０号明細書、米国特許第２７１０５５７号明細書、米国特許第３６１００８４号明細書、独国特許発明第１８００３５５号明細書、欧州特許第０３２９９２４号明細書、欧州特許第２１３１３５２号明細書、欧州特許第２０９９０２２号明細書。
【０００４】
弦構成体のさらなる構成要素として、減衰剤及び／又は結合剤を弦に加えてもよい。かかる剤としては、天然ゴム、合成ろう、樹脂、ラッカー、接着剤等が挙げられる。特に以下の特許文献に、その例及び用途が記載されている。米国特許第２７１０５５７号明細書、欧州特許第０３２９９２４号明細書、欧州特許第２１３１３５２号明細書、欧州特許第２０９９０２２号明細書。
【０００５】
減衰剤は、特に擦弦楽器用の弦、中でも、金属単線、金属線束、マルチストランド型螺旋状金属線等の金属芯部を有する弦に使用されている。減衰剤及び／又は結合剤は、芯部（線束又はマルチストランド型螺旋状金属線）の内部、芯部の表面、その上の巻線層の表面及び巻線層同士の間、並びに弦の表面に付与することができる。
【０００６】
米国特許出願公開第２００３／０１９６５３８号明細書では、弦の合成モノフィラメント芯部に強磁性金属粒子を注入することが考察されている。この注入の目的は芯部の質量密度を上げることであるが、この結果、演奏中に弦の表面上で指を動かしたときの望ましくないスライドノイズの原因となる、金属線をさらに巻くことが回避できる。さらにこの注入により、元々非磁性である弦から磁気ピックアップを通じて音響信号を電気増幅することが可能となる。
【０００７】
オーストリア特許第５０６１３５号明細書／米国特許第７８９３３３１号明細書には、楽器用の弦の減衰剤に磁性粒子を注入することが記載されている。この注入の目的は、演奏者の使用中、及び／又は外部からの磁力の影響下における、弦の振動特性及び／又は音響特性の磁気的に誘導される不可逆変化である。またオーストリア特許第５０６１３５号明細書には、結合剤にカーボンナノファイバー又はカーボンナノ粒子を注入することも記載されている。この考え方は、演奏者の使用中、及び／又は外部からの照射や熱エネルギーの影響下において、弦の振動特性及び／又は音響特性を不可逆的に変化させることを目的としている。さらにオーストリア特許第５０６１３５号明細書には、添加液が充填され、カプセルによって結合剤マトリックスとは分離された、超小型容器の注入の構想が記載されている。この発明の目的は、結合剤マトリックスの化学組成の不可逆変化、並びにカプセルを破裂させると考えられる演奏者の使用中、及び／又は機械力の影響下における、弦の振動特性及び音響特性の不可逆変化である。
【０００８】
米国特許出願公開第２００９／０１５８９１２号明細書には、低摩擦トップコートと、例えば弦の長手方向に部分ごとに異なる色（目印として使用可能）等、弦に特別な色を付与するための感熱色素を含む基層とを有する楽器用の弦が開示されている。またこのコーティングは、巻線型の楽器用の弦の外面又は間隙に、抗菌剤又は耐食剤を含有し得る。このコーティングによって、弦の音質が影響されることなく耐食性が得られる。
【０００９】
弦を構成する際に大きな問題となるのは、弦の音響特性、ひいては発せられる音の構築と調整である。芯部材料及び巻線材料の基本的な選択だけでは、所望の特性に近付けられるだけである。音響特性をより細密に調整することは非常に困難なことである。また、弦の構成体の材料の選択の範囲は、好ましい密度の巻線材料のほとんどが入手できない等、元々制限されている。また、減衰剤及び結合剤の選択の範囲も、これら剤の必要特性が極めて特殊であり、皮膚科学的耐性要件や安全衛生要件を満たさなければならないため、やはり制限されている。したがって、楽器用の弦の音響特性の微調整は困難であり、望ましくない妥協によって常に不完全なものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第２６４１９４９号明細書
【特許文献２】米国特許第２０４９７７０号明細書
【特許文献３】米国特許第２０４９７６９号明細書
【特許文献４】独国特許発明第１０４０３５０号明細書
【特許文献５】独国特許発明第８５１４５０号明細書
【特許文献６】独国特許発明第９６３８３０号明細書
【特許文献７】米国特許第２７１０５５７号明細書
【特許文献８】米国特許第３６１００８４号明細書
【特許文献９】独国特許発明第１８００３５５号明細書
【特許文献１０】欧州特許第０３２９９２４号明細書
【特許文献１１】欧州特許第２１３１３５２号明細書
【特許文献１２】欧州特許第２０９９０２２号明細書
【特許文献１３】米国特許第２７１０５５７号明細書
【特許文献１４】欧州特許第０３２９９２４号明細書
【特許文献１５】欧州特許第２１３１３５２号明細書
【特許文献１６】欧州特許第２０９９０２２号明細書
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００３／０１９６５３８号明細書
【特許文献１８】オーストリア特許第５０６１３５号明細書
【特許文献１９】米国特許第７８９３３３１号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００９／０１５８９１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、弦の音質を改善することである。本発明のさらなる目的は、著しく改善された減衰剤及び結合剤によって楽器用の弦の音響特性に影響を与えて調整するための新技術を提供することである。本目的は、以下に説明する使用、方法及び弦により達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、擦弦楽器、撥弦楽器等の楽器用の弦の音響特性の構築と調整のために、ナノ粒子凝集体等のナノ粒子を分散状態で含有する粘弾性ポリマーマトリックスを使用する。弦には、芯部と、芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とが含まれ、芯部及び／又は鞘部には、ポリマーマトリックスが付与される。ポリマーマトリックスは、芯部と、芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部との間に付与されることが好ましく、それに加えて、又はその代わりに、芯部に巻かれた鞘部同士の間に付与される。ポリマーマトリックスは、高分子結合剤と、この結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含む。
【００１３】
マトリックスは、粘弾性であることを特徴とする。粘弾性は弦の表面の変形につながるため、粘弾性であるということは、ポリマーマトリックスが弦の表面の被覆物としては付与されないことが好ましいということを意味している。また、粘弾性によってポリマーマトリックスが粘着性となるためマトリックスは高摩擦となるが、これは弦の表面には適していない。これは、前述の米国特許出願公開第２００９／０１５８９１２号明細書に記載の弦の低摩擦トップコートとは全く対照的であるが、かかる低摩擦トップコートもトップコートの下の粘弾性マトリックスと組み合わされる場合がある。
【００１４】
しかしながら、この粘弾性によって弦の演奏中にポリマーマトリックスが変形し、それにより弦の内部振動運動のヒステリシスを示す力が誘発され、振動の減衰効果が生じる。この減衰効果は振動の周波数によって異なるため、特定の周波数、例えば高周波数が相対的に抑制されるように音響スペクトルが変化する。このように高周波数が抑えられることによって弦の金属的な音が抑えられたり、さらには除去されたりする。
【００１５】
かかる粘弾性結合剤の原料としては、天然樹脂、好ましくはロジン系及びロジン誘導体系の天然樹脂、並びに合成樹脂、好ましくはポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１６】
本発明においては、結合剤を含有するポリマーマトリックス中に不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの無機及び／又は無機有機の固体粒子を制御しながら添加／注入することにより、改善が達成される。結合剤はその粘弾性ゆえにそれ自体減衰効果を有するが、粒子の添加によって減衰効果はさらに調整、支持される。結合剤に埋め込まれた固体粒子はこうしてポリマーマトリックスの一部となり、特に網目状に凝集した際に音響減衰特性が促進される。
【００１７】
これらのナノスケールの固体粒子は、サイズが平均で１０ｎｍ〜５００ｎｍ、例えば１０〜２５０ｎｍの範囲のものである。「サイズ」という用語は、球状粒子又は略球状粒子については粒子の直径を意味し、一方不規則形状粒子については、粒子の三次元全てを平均した一次元の長さ／幅を意味する。様々なサイズを有する粒子群については、「サイズ」という用語は粒子群の平均である。
【００１８】
上記したような寸法のサブミクロンサイズの粒子は、以下、ナノ粒子と呼ぶ。ナノ粒子は一般的に強い凝集傾向を示す。ナノ粒子は、ラッカー等の結合剤を有するマトリックスに注入すると、好適な濃度であれば、ポリマーマトリックス中で凝集し、独立して移動可能なナノ粒子凝集体の網目状組織を形成する。
【００１９】
凝集を誘発するためには、サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子の濃度を所定の範囲より上に調整する。ここで所定の範囲とは、独立して移動可能な凝集体の網目状組織の形成に必要な下限濃度以上である。例えば、所定の下限濃度は、結合剤と粒子とを含むポリマーマトリックス１ｋｇ当たり１０、２０又は３０グラムである。粒子濃度の上限は、通常１００ｇ／ｋｇ又は６０ｇ／ｋｇである。特に好適な範囲は、マトリックス１ｋｇ当たり粒子２０〜６０グラム又は３０〜６０グラムであるが、粒子の種類によって若干異なる。ポリマーマトリックスは結合剤と粒子のみを含むのが通常であるが、必要に応じて、有用な添加剤、殺真菌剤、殺菌剤、防腐剤、又はその他保護剤若しくは保護助剤を含有してもよい。ただしその濃度は、結合剤の濃度に比べると低く、例えば５分の１以下又は１０分の１以下である。ポリマーマトリックスの粘度は概ね結合剤の粘度と一致しており、例えば、２５℃にて６０，０００〜５００，０００又は６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である。
【００２０】
ポリマーマトリックス中における有用な添加剤としては、触媒、阻害剤、光開始剤、ＵＶ吸収剤、接着促進剤、帯電防止剤及び消泡剤がある。
【００２１】
上記網目状組織は静止した組織ではなく、動的且つ流動的挙動を示す。例えば、上記凝集体は通常の網目状組織の挙動を示しながらも、互いにずれ動いてその網目状構造を変え続けることができる。この流動的な網目状組織によって変形の際のマトリックスのヒステリシスが増大することになり、弦におけるマトリックスの減衰特性につながる。
【００２２】
色素サイズが１０マイクロメートル（細粒）〜２５０マイクロメートル（粗粒）の範囲の従来のラッカーとは異なり、ナノ粒子凝集体を使用すると結合剤の減衰能力を非常に細かく調整することが可能となる。一次ナノ粒子の凝集構造は比較的分離しやすいので注入されたラッカーや結合剤の粘弾性は保持されるが、このことは楽器用の弦に用いる減衰剤の必要条件である。ナノ粒子凝集体は、マトリックスの結合剤に埋め込まれることによって、またその移動性ゆえに、追加的で可逆的な機械的減衰剤として機能する。したがって、弦の芯部とそれに付加して巻かれた層との音響的結合は、ナノ粒子サイズ、粒子形態、粒子濃度、粒子の化学的性質及びこれらの要素の総合的な相互作用を意識して選択することによって、非常に正確且つ多様に構築することができる。
【００２３】
場合によっては、これらの固体粒子は米国特許第７８９３３３１号明細書に開示されている粒子とは対照的に磁性ではない。例えば、粒子は強磁性ではなく強磁性ではない。場合によっては、それに加えて、又はその代わりに、粒子は米国特許出願公開第２００９／０１５８９１２号明細書とは対照的に感熱色素を含まない。
【００２４】
上記のように使用するナノ粒子としては、酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム等のケイ酸塩粒子、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の酸化物や水酸化物、炭酸塩、硫酸塩又は硫化物等が挙げられる。或いは、ナノ粒子はこれらの化合物の１種又は複数を含む。
【００２５】
個々のナノ粒子のサイズは、１０ｎｍ〜５００ｎｍの間、例えば１０〜２５０ｎｍの間でなければならない（範囲の両端は所望により含まれる）。所望により、粒子の形態は非晶質である。このように減衰剤や結合剤中にナノ粒子凝集体を用いることによって、楽器用の弦の減衰能力、ひいては音響特性を明確に構築、調整することは、これまで知られていない。
【００２６】
さらなる実施形態においては、固体粒子はカーボンナノファイバーでもカーボンナノ粒子でもない。すなわち、カーボンナノファイバーのみからなるものでも、カーボンナノ粒子のみからなるものでもない。例えば、ナノ粒子はカーボンナノファイバーやカーボンナノ粒子単独からなるものではなく、少なくとも上記したケイ酸塩、酸化物、硫酸塩又はその他炭酸粒子も含む。
【００２７】
本発明のポリマーマトリックス組成と、それがもたらす楽器用の弦の音響特性の変化の例を、以下の項に示す。
【００２８】
組成１：メジアン粒径が５０ｎｍの酸化ケイ素からなるナノスケール粒子粉末を、混合物に対して１質量％となるように高分子結合剤に加える。結合剤中で粒子が均一になるように混合する。
【００２９】
組成２：メジアン粒径が２５０ｎｍの酸化ケイ素からなるナノスケール粒子粉末を、混合物に対して３質量％となるように高分子結合剤に加える。結合剤中で粒子が均一になるように混合する。
【００３０】
組成３：メジアン粒径が１００ｎｍの酸化チタンからなるナノスケール粒子粉末を、混合物に対して６質量％となるように高分子結合剤に加える。結合剤中で粒子が均一になるように混合する。
【００３１】
組成４：メジアン粒径が２５０ｎｍの酸化ケイ素からなるナノスケール粒子粉末を、混合物に対して６質量％となるように高分子結合剤に加える。結合剤中で粒子が均一になるように混合する。
【００３２】
芯部は、金属単線、金属マルチフィラメント、様々な巻き方のマルチストランド型螺旋状金属線、ポリマーモノフィラメント、ポリマーマルチフィラメント、並びに天然繊維及び動物の腸等の天然材料からなる。さらに、楽器用の弦は、特定の質量密度に達するために、芯部に巻かれた円形ワイヤー又はフラットワイヤーの形態の１つ又は複数のさらなる巻線層を有し、芯部の周りに少なくとも１つの鞘部を形成している。代表的な巻線材料としては、好適な金属及び高分子材料並びに合成繊維及び天然繊維が挙げられる。鞘部という用語は、芯部に（典型的には螺旋状に）巻かれるワイヤーの総称として使用される。
【００３３】
マトリックスについては、以下の結合剤（これに限定するものではない）が有用とされる。天然樹脂、好ましくはロジン系及びロジン誘導体系の天然樹脂、天然油及び油誘導体の樹脂、並びに合成樹脂、好ましくはポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂。
【００３４】
実際には、音響スペクトルは、減衰ポリマーマトリックスを含まない弦について音響プロファイルを測定し、減衰ポリマーマトリックスを含む対応する弦の比較用音響プロファイルを測定することにより調整する。続いて、両音響プロファイルを比較してポリマーマトリックスの添加が関与する音響特性の違いを評価する。実際の発明においては、ナノ粒子を注入していないポリマーマトリックス減衰剤を有する弦について音響スペクトルを測定し、ナノ粒子で改変した減衰ポリマーマトリックスを含む対応する弦の音響プロファイルと比較する。続いて、両音響プロファイルを比較してナノ粒子の添加が関与する音響特性の違いを評価する。
【００３５】
この点に関して、図を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】音響スペクトルの比較。改変なしのチェロ弦Ａ線（基準）対結合剤改変ありのチェロ弦Ａ線（組成３）。
【図２】音響スペクトルの比較。改変なしのチェロ弦Ａ線（基準）対結合剤改変ありのチェロ弦Ａ線（組成４）。
【図３】本発明の弦の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
音響特性の客観的測定は音響分析によって可能となる。音響分析は、共鳴振動数の基音、及び音に独自の特性を与える上音を示す音響スペクトルとして視覚化できる。
【００３８】
図１及び図２は、それぞれ組成３及び４によって生成された２つの音響スペクトルを示す。図１では、改変なしの標準的な結合剤（基準）を含有するチェロ弦Ａ線と、組成３に記載したように結合剤にナノ粒子が注入されたチェロ弦Ａ線のスペクトルを比較している。後者の結合剤には、メジアン粒径が１００ｎｍの酸化チタンナノ粒子が６質量％含有されていた。音響スペクトルが著しく変化していることが結果からわかる。結合剤改変後は、第５倍音（＝長３度）のピーク振動レベル（ｄＢ）は低下、第６倍音（＝５度）は上昇、第７倍音（＝短７度）は上昇、第８倍音（＝オクターブ）は低下している。改変後の弦Ａ線は、新しく変化した音響プロファイルを示している。
【００３９】
これに対して図２では、基準のチェロ弦Ａ線と、組成４に記載した結合剤改変ありのチェロ弦Ａ線の音響スペクトルの違いが明らかとなっている。この結合剤には、メジアン粒径が２５０ｎｍの酸化ケイ素ナノ粒子が６質量％含有されていた。図から明らかなように、組成４の結合剤改変の結果、音響スペクトルは基準に比べると劇変しているが、図１の組成３とも明らかに異なっている。第３倍音（＝５度）のピーク振動レベルは低下、第４倍音（＝オクターブ）はわずかに上昇、一方第５、第６、第７及び第８倍音のピーク振動レベルは全て低下している。このチェロ弦Ａ線への改変の結果、特定の態様の音が大きく減衰している。
【００４０】
図３に示すように、弦１は、芯部２、芯部に直接巻かれた第１の巻線型鞘部３、及び第１の鞘部３に巻かれることによって芯部２に巻かれた第２の鞘部４を含む。音響減衰粘弾性ポリマーマトリックスは、芯部２の周りの、芯部２と第１の鞘部３の間の隙間５に付与される。また第１の鞘部３の巻線の間隙７にも付与される。さらに、その代わり、又はそれに加えて、音響減衰粘弾性ポリマーマトリックスは、第１の巻線型鞘部と第２の巻線型鞘部４の隙間６、また同様に第２の巻線型鞘部の巻線の間隙に付与してもよい。ただしポリマーマトリックスは、粘着性及び高摩擦を意味するその粘弾性ゆえに、弦１の表面８には避けるべきである。代わりに、例えば米国特許出願公開第２００９／０１５８９１２号明細書に記載のように、低摩擦ポリマーマトリックスを表面に付与することはできる。
【００４１】
態様：以下、任意の実施形態を態様として説明する。
【００４２】
態様１：少なくとも芯部と、芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含み、芯部、芯部と第１の巻線型鞘部との間、鞘部材料表面、巻線型鞘部同士の間の少なくとも１箇所に付与された減衰剤及び／又は結合剤をさらに含む楽器用、特に擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦であって、明確な形態の減衰剤及び／又は結合剤が、不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子を含有し、固体粒子が非磁性である弦。
【００４３】
態様２：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が結合剤マトリックスに埋め込まれ、独立して移動可能なナノ粒子凝集体の網目状組織を形成する、態様１に記載の楽器用の弦。
【００４４】
態様３：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、性質的に無機及び／又は無機有機である、態様１又は２に記載の楽器用の弦。
【００４５】
態様４：サブミクロンサイズでナノスケールの粒子がケイ酸塩含有粒子、酸化物含有粒子、硫酸塩含有粒子、硫化物含有粒子及び／又は炭酸塩含有粒子である、態様１又は２に記載の楽器用の弦。
【００４６】
態様５：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が主にケイ酸塩、酸化物又は水酸化物からなるか、又はこれらの化合物の少なくとも１種を含む、態様１又は２に記載の楽器用の弦。
【００４７】
態様６：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が以下の化合物：酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種からなるか、又はこれらの少なくとも１種を含む、態様４に記載の楽器用の弦。
【００４８】
態様７：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、態様１、２、３、４、５又は６に記載の楽器用の弦。
【００４９】
態様８：楽器用、特に擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦の減衰特性、ひいては音響特性を構築、調整する方法であって、不溶性で非磁性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子を減衰剤及び結合剤に添加し、芯部、芯部と第１の巻線型鞘部との間、鞘部材料表面又は巻線型鞘部同士の間の少なくとも１箇所に付与する方法。
【００５０】
態様９：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子がケイ酸塩含有粒子、酸化物含有粒子、硫酸塩含有粒子、硫化物含有粒子及び／又は炭酸塩含有粒子である、態様８に記載の方法。
【００５１】
態様１０：楽器用の弦の減衰特性、ひいては音響特性を明確に構築、調整するための、不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が注入された減衰剤及び／又は結合剤の使用。
【００５２】
態様１１：楽器用の弦の特性のうち、機械的安定性、剛性、柔軟性及び寿命の少なくとも１つを明確に構築、調整するための、不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が注入された減衰剤及び結合剤の使用。
【００５３】
態様１２：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が非磁性である、態様１０又は１１に記載の使用。
【００５４】
態様１３：サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子がケイ酸塩含有粒子、酸化物含有粒子、硫酸塩含有粒子、硫化物含有粒子及び／又は炭酸塩含有粒子である、態様１０又は１１に記載の使用。
【図１】
2015531889.tif 000003
【図２】
2015531889.tif 000004
【図３】
2015531889.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月26日(2014.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦の音響特性の構築と調整のための粘弾性ポリマーマトリックスの使用であって、前記弦が、芯部と、前記芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含み、前記ポリマーマトリックスが、前記弦の表面を被覆はしていないが、前記芯部と前記少なくとも１つの鞘部との間か、前記芯部に巻かれた鞘部同士の間、又はその両方に付与されており、前記ポリマーマトリックスが、高分子結合剤と、前記結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含む使用。
【請求項２】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、前記ポリマーマトリックス中において独立して移動可能なナノ粒子凝集体の網目状組織を形成する、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記結合剤の粘度が２５℃にて６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である、請求項１又は２に記載の使用。
【請求項４】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり１０ｇ〜１００ｇである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項５】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり３０ｇ〜６０ｇである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項６】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項７】
前記固体粒子がケイ酸塩含有粒子、酸化物含有粒子、硫酸塩含有粒子、硫化物含有粒子及び／又は炭酸塩含有粒子である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の使用。
【請求項８】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、非磁性であるか、感熱色素を含まないか、又はその両方である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項９】
芯部と、前記芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含む擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦であって、前記芯部と前記少なくとも１つの巻線型鞘部との間か、巻線型鞘部同士の間、又はその両方にポリマーマトリックスをさらに含み、前記ポリマーマトリックスが、高分子結合剤と、前記結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含み、前記ポリマーマトリックスが粘弾性であることを特徴とする楽器用の弦。
【請求項１０】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が、独立して移動可能なナノ粒子凝集体の網目状組織を形成する、請求項９に記載の楽器用の弦。
【請求項１１】
前記結合剤の粘度が２５℃にて６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である、請求項９又は１０に記載の楽器用の弦。
【請求項１２】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり１０ｇ〜１００ｇである、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１３】
粒子濃度がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり３０ｇ〜６０ｇである、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１４】
前記固体粒子が、非磁性であるか、感熱色素を含まないか、又はその両方である、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１５】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が無機及び／又は無機有機である、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１６】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの粒子がケイ酸塩、酸化物、硫酸塩、炭酸塩の少なくとも１種を含有する、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１７】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が主にケイ酸塩、酸化物又は水酸化物からなるか、又はこれらの化合物の少なくとも１種を含む、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１８】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が以下の化合物：酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種からなるか、又はこれらの少なくとも１種を含む、請求項９〜１７のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項１９】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、請求項９〜１８のいずれか１項に記載の楽器用の弦。
【請求項２０】
メジアン径が１０〜２５０ｎｍである、請求項１９に記載の楽器用の弦。
【請求項２１】
擦弦楽器及び撥弦楽器用の弦の音響特性の構築と調整の方法であって、前記弦が、芯部と、前記芯部に巻かれた少なくとも１つの鞘部とを含み、前記芯部と前記少なくとも１つの巻線型鞘部との間か、巻線型鞘部同士の間、又はその両方にポリマーマトリックスを付与することを含み、前記ポリマーマトリックスが、高分子結合剤と、前記結合剤に埋め込まれた不溶性のサブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子とを含み、前記ポリマーマトリックスが粘弾性であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記結合剤の粘度が２５℃にて６０，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓの範囲である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリマーマトリックス中において、前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子によって独立して移動可能な凝集体の網目状組織の形成を誘発することを含む、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
凝集を誘発することが、前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子の濃度を所定の範囲よりも上に調整することを含み、前記所定の範囲が、独立して移動可能な凝集体の網目状組織の形成に必要な下限濃度以上である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の範囲がポリマーマトリックス１ｋｇ当たり粒子１０ｇ以上である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
粒子濃度がポリマー１ｋｇ当たり１０〜１００ｇの範囲である、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
粒子濃度がポリマー１ｋｇ当たり３０〜６０ｇの範囲である、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子のメジアン径が１０〜５００ｎｍである、請求項２１〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
メジアン径が１０〜２５０ｎｍである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が無機及び／又は無機有機である、請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの粒子がケイ酸塩、酸化物、硫酸塩、炭酸塩の少なくとも１種を含有する、請求項２１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が主にケイ酸塩、酸化物又は水酸化物からなるか、又はこれらの化合物の少なくとも１種を含む、請求項２１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記サブミクロンサイズでナノスケールの固体粒子が以下の化合物：酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種からなるか、又はこれらの少なくとも１種を含む、請求項２１〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
ポリマーマトリックスを含まない弦について音響プロファイルを測定すること、ポリマーマトリックスを含む対応する弦の比較用音響プロファイルを測定すること、及び両音響プロファイルを比較してポリマーマトリックスの添加が関与する音響特性の違いを評価することを含む、請求項２１〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2015531889.tif 000006
2015531889.tif 000007