玻璃板结构体的制作方法

文档序号:20788892发布日期:2020-05-19 21:59阅读:190来源:国知局
玻璃板结构体的制作方法

本发明涉及具有良好的视觉辨认性及音响性能的玻璃板结构体,而且,涉及使用了玻璃板结构体的振动板及开口构件。



背景技术:

通常,使用纸盆或树脂作为扬声器或麦克风用的振动板。这些材料由于损失系数大且难以产生共振引起的振动,因此可认为听觉范围的声音的再现性能良好。然而,它们都是材料的声速值低,因此在以高频励振时,材料的振动难以追随声波频率,容易产生分割振动。因此,特别是在高频率区域难以产生所希望的声压。

近年来,特别是在高分辨(highresolution)声源等中要求重现的带域为20khz以上的高频率区域,虽然是人耳难以听见的带域,但是由于存在强烈地感觉到临场感等更逼近情感的情况,因此希望能够忠实地再现该带域的声波振动。

因此,可考虑取代纸盆、树脂而使用金属、陶瓷、玻璃等的在材料中传播的声速快的原料。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开平5-227590号公报

非专利文献

非专利文献1:oliviermalet.al.,“anovelglasslaminatedstructureforflatpanelloudspeakers”aesconvention124,7343.



技术实现要素:

发明要解决的课题

作为扬声器用的振动板,已知有使用了一张玻璃的结构(专利文献1)、使玻璃在两张玻璃板之间具有丁缩醛系树脂层的夹层玻璃(非专利文献1)。

特别是如非专利文献1的夹层玻璃那样通过将玻璃板结构体配置在显示器等的视觉辨认区域,能够从该视觉辨认区域产生声音。在这样的形态中,希望使封固于玻璃板结构体的液体层与封固用的密封材料的边界尽可能不显眼。

因此,在本发明中,其目的在于提供一种在适用于显示器等的情况下实现优选的视觉辨认性的玻璃板结构体。

用于解决课题的方案

本发明的玻璃板结构体具备:至少两张板;保持在所述至少两张板中的相邻的两张板之间的液体层;及以将所述液体层封固的方式在所述两张板的周围的至少一部分设置的密封材料,所述两张板中的至少一张板为玻璃板,其中,所述液体层与所述密封材料的光折射率差为0.015以下。

本发明的振动板包括所述玻璃板结构体及在所述玻璃板结构体的单面或两面设置的至少一个振子。

本发明的开口构件使用所述玻璃板结构体或所述振动板。

发明效果

根据本发明的玻璃板结构体,通过将液体层与密封材料的光折射率差抑制成0.015以下,使两者的边界面的视觉辨认困难,能够实现看起来好像一张板的玻璃的玻璃板结构体。而且,即使设置于玻璃板结构体的视觉辨认区域(的整面),也不会妨碍视觉辨认性。并且,不需要设置用于隐藏边界的边缘,容易实现无边缘的玻璃板结构体,不仅是音响特性而且能够实现设计的提高、设计的自由度的提高、成本的削减。

附图说明

图1示出本发明的玻璃板结构体的一例,(a)是主视图,(b)是(a)的a-a剖视图。

图2是表示在本发明的玻璃板结构体的第一板上涂布的液体层和密封材料的一实施方式的概念图。

图3(a)、(b)是表示本发明的玻璃板结构体的制造工序的示意图。

图4是表示本发明的液体层的各种类和各波长的折射率的表。

图5是表示本发明的密封材料的各种类和各波长的折射率的表。

图6是表示本发明的玻璃板结构体的密封材料与液体层的边界的视觉辨认性的评价的实施例数据表。

图7(a)~(f)是表示本发明的玻璃板结构体的各种形状的说明图。

图8是表示本发明的玻璃板结构体的端面形状的剖视图,(a)是第一例,(b)是第二例,(c)是第三例。

图9是表示本发明的液剂与密封材料的组合的表。

具体实施方式

以下,基于用于实施发明的方式,说明本发明的详情及其他的特征。需要说明的是,在以下的附图中,通过对于相同或对应的构件或部件标注相同或对应的标号而省略重复的说明。而且,附图只要没有特别指定,就不以表示构件或部件间的相对比的情况为目的。由此,具体的尺寸对照以下的非限定性的实施方式,能够适当选择。

另外,在本说明书中表示数值范围的“~”在包含其前后记载的数值作为下限值及上限值的意思下使用。

(玻璃板结构体的概要)

本发明的玻璃板结构体具备至少两张板、在所述至少两张板中的相邻的两张板之间保持的液体层、以封固液体层的方式在两张板的周围的至少一部分设置的密封材料,两张板中的至少一张板为玻璃板,其中,液体层与密封材料的光折射率差为0.015以下。

为了提高玻璃板结构体的透过率,使折射率匹配的情况也有用。即,由两张玻璃板结构体保持的液体层与密封材料的折射率越接近,则从防止两者的边界面的反射及干涉的情况出发越优选,不会妨碍玻璃板的视觉辨认性。并且,液体层与密封材料的光折射率差优选为0.015以下,更优选为0.01以下。

封固的液体层(液剂)与密封材料为不同的物质,两者的光折射率存在差别,如果将其设置于作为玻璃板结构体的一例的显示器的视觉辨认区域(的整面),则由于从背面透过的光,能看见两者的边界,视觉辨认性受到阻碍。需要说明的是,液体层(液剂)及密封材料的色差的δe*ab优选为5%以下,更优选为3%以下,特别优选为1%以下。液体层(液剂)及密封材料的雾度值之差的比例优选为5%以下,更优选为3%以下,特别优选为1%以下。或者,雾度的绝对值之差的值优选为1.0以下,更优选为0.5以下,特别优选为0.1以下。

本发明的玻璃板结构体通过将两者的折射率之差抑制成规定值以下,能够使两者的边界面的视觉辨认困难。而且,即使设置于玻璃板结构体的视觉辨认区域(的整面),也不会妨碍视觉辨认性。并且,不需要设置用于隐藏边界的边缘,容易实现无边玻璃板结构体,不仅是音响特性而且也能够实现设计的提高、设计的自由度的提高、成本的削减。

另外,如果玻璃板结构体的直线透过率高,则能够实现作为透光性的构件的适用。因此,遵照日本工业规格(jisr3106-1998)而求出的可见光透过率优选为60%以上,更优选为65%以上,进一步优选为70%以上。需要说明的是,作为透光性的构件,可列举例如透明扬声器、透明麦克风、建筑、车辆用的开口构件等的用途。

在两张板之间保持的密封材料设置于两张板的周围的整体。通过该结构,在密封材料的内侧保持的液体层不会泄漏,玻璃板结构体的品质提高。需要说明的是,玻璃板结构体也可以具有3张以上的板,在该情况下也在相邻的两张板之间通过密封材料保持液体层。

另外,两张板的端面和密封材料的端面优选构成单一面。由此,两者的端面变得均匀,因此能够提供具有优选的外观的玻璃板结构体。

此外,两张板中的至少一张板的周围的至少一部分的端面具有锥形面,密封材料的端面具有与板的锥形面连接的曲面。通过该结构,能够除去板状体的端部的锐利的角而实现安全性,密封材料与板的接触面积增大,因此能够提高密封性能。

本发明的玻璃板结构体优选25℃下的损失系数为1×10-2以上且至少一张板的板厚方向的纵波声速值为4.0×103m/s以上。需要说明的是,损失系数大是指振动衰减能大。

损失系数使用通过半高宽法算出的值。在将材料的共振频率设为f、将从振幅h即峰值下降了-3db的点(即,最大振幅-3[db]的点)的频率宽度设为w时,将由{w/f}表示的值定义为损失系数。

为了抑制共振,只要增大损失系数即可,即,是指相对于振幅h而频率宽度w相对性地增大,峰值变得广阔。

损失系数是材料等的固有的值,例如在玻璃板单体的情况下根据其组成、相对密度等而不同。需要说明的是,损失系数可以通过共振法等动弹性模量试验法进行测定。

纵波声速值是指纵波在物体中传播的速度。纵波声速值可以通过日本工业规格(jis-r1602-1995)记载的超声波脉冲法进行测定。

(液体层)

本发明的玻璃板结构体通过在至少两张(至少一对)板之间设置由液体构成的层(液体层),能够实现高损失系数。其中,通过使液体层的粘性、表面张力成为良好的范围,能够进一步提高损失系数。这考虑是因为,与将一对板隔着粘着层设置的情况不同,一对板未固定,持续具有作为各个板的振动特性的缘故。

液体层优选25℃下的粘性系数为1×10-4~1×103pa·s且25℃下的表面张力为15~80mn/m。当粘性过低时,难以传递振动,当过高时,位于液体层的两侧的一对板彼此固定而表现出作为一张板的振动行为,因此共振产生的振动难以衰减。而且,当表面张力过低时,板间的紧贴力下降,难以传递振动。当表面张力过高时,位于液体层的两侧的一对板彼此容易固定,表现出作为一张板的振动行为,因此共振产生的振动难以衰减。

液体层的25℃下的粘性系数更优选为1×10-3pa·s以上,进一步优选为1×10-2pa·s以上。而且,更优选为1×102pa·s以下,进一步优选为1×10pa·s以下。

液体层的25℃下的表面张力更优选为17mn/m以上,进一步优选为30mn/m以上。

液体层的粘性系数可以通过旋转粘度计等进行测定。液体层的表面张力可以通过环法等进行测定。

液体层当蒸气压过高时,液体层蒸发而可能无法发挥作为玻璃板结构体的功能。因此,液体层优选25℃、1atm下的蒸气压为1×104pa以下,更优选为5×103pa以下,进一步优选为1×103pa以下。

液体层的厚度越薄,从能够将玻璃结构体的刚性维持得高及振动传递的点出发越优选。具体而言,在两张板的总计的厚度为1mm以下的情况下,液体层的厚度优选为两张板的总计的厚度的1/10以下,更优选为1/20以下,进一步优选为1/30以下,更进一步优选为1/50以下,再进一步优选为1/70以下,特别优选为1/100以下。

另外,在两张板的总计的厚度超过1mm的情况下,液体层的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为30μm以下,更进一步优选为20μm以下,再进一步优选为15μm以下,特别优选为10μm以下。

液体层的厚度的下限从生产性及耐久性的点出发而优选为0.01μm以上。

液体层优选在化学性上稳定,液体层与位于液体层的两侧的两张板不反应。在化学性上稳定是指例如因光照射而变质(劣化)少的情况,至少在-20~70℃的温度区域下不会产生凝固、气化、分解、变色、与玻璃的化学反应等。

作为液体层的成分,具体而言,可列举水、油、有机溶剂、液体状聚合物、离子性液体及它们的混合物等。

更具体而言,可列举丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、普通硅油(二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油)、改性硅油、丙烯酸系聚合物、液体状聚丁二烯、甘油膏剂、氟系溶剂、氟系树脂、丙酮、乙醇、二甲苯、甲苯、水、矿物油及它们的混合物等。其中,优选包含选自由二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油及改性硅油构成的组中的至少1种,更优选以丙二醇或硅油为主成分。

除了上述之外,也可以使用分散有粉体的浆料作为液体层。从损失系数的提高这样的观点出发,液体层优选为均匀的流体,但是在向玻璃板结构体赋予着色或荧光等这样的外观性或功能性的情况下,该浆料有效。

液体层中的粉体的含量优选为0~10体积%,更优选为0~5体积%。

粉体的粒径从防止沉降的观点出发而优选为10nm~10μm,更优选为0.5μm以下。

另外,从外观性/功能性赋予的观点出发,液体层也可以包含荧光材料。可以是使荧光材料作为粉体分散的浆料状的液体层,也可以是使荧光材料作为液体混合的均匀的液体层。由此,能够向玻璃板结构体赋予光的吸收及发光这样的光学性功能。

(密封材料)

密封材料紧贴于一方的板的端面、液体层的端面、另一方的板的主面。在一方的板的端面及液体层的端面与另一方的板的主面垂直的情况下,密封材料具有在剖视观察下呈l字状地延伸的轮廓。通过这样的结构而玻璃板结构体的强度提高。

另外,密封材料优选具有锥形面。由此,能够得到与对板的端面进行了加工的效果相同的效果。

密封材料优选包含选自由聚醋酸乙烯酯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、乙烯共聚物系树脂、聚丙烯酸酯系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、饱和聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、线性聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、酚醛树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、不饱和聚酯系树脂、反应性丙烯酸系树脂、橡胶系树脂、有机硅系树脂、改性有机硅系树脂、氟系树脂构成的组中的至少1种。

(板及玻璃板)

在本发明的玻璃板结构体中,以从两侧夹持液体层的方式设置至少两张(至少一对)板。并且,两张板中的至少一张板为玻璃板。在这样的结构中,在任一个板发生了共振的情况下,由于液体层的存在,其他的板不会共振,或者能够使其他的板的共振的摆动衰减,因此玻璃板结构体与玻璃板单独的情况相比能够提高损失系数。

构成一对板的两张板中的一方的板与另一方的板的共振频率的峰顶的值优选不同,更优选共振频率的范围不重叠。但是,即使一方的板与另一方的板的共振频率的范围重叠的情况下或峰顶的值相同,由于液体层的存在,即使一方的板共振,另一方的板的振动也不会同步,由此共振在一定程度上相抵,因此与板单独的情况相比能够得到高的损失系数。

即,在将一方的板的共振频率(峰顶)设为qa、将共振振幅的半高宽设为wa、将另一方的板的共振频率(峰顶)设为qb、将共振振幅的半高宽设为wb时,优选满足下述式(1)的关系。

(wa+wb)/4<|qa-qb|…(1)

这是因为,式(1)的左边的值越大,则两个板的共振频率的差异(|qa-qb|)越大,能得到高的损失系数,因而优选。

因此,更优选满足下述的式(2),更优选满足下述的式(3)。

(wa+wb)/2<|qa-qb|…(2)

(wa+wb)/1<|qa-qb|…(3)

需要说明的是,板的共振频率(峰顶)及共振振幅的半高宽可以通过与玻璃板结构体的损失系数同样的方法测定。

一方的板与另一方的板的质量差越小越优选,更优选没有质量差。在板的质量差存在的情况下,轻的一方的板的共振能够由重的一方的板抑制,但是重的一方的板的共振难以由轻的一方的板抑制。即,这是因为,如果质量比存在偏重,则由于惯性力的差异而在原理上无法使共振产生的振动相互抵消。

由一方的板/另一方的板表示的两张板的质量比优选为0.1~10.0(1/10~10/1),更优选为0.5~2.0(5/10~10/5),进一步优选为1.0(10/10,质量差0)。

一方的板及另一方的板的厚度都是越薄,板彼此经由液体层越容易紧贴,而且,能够以少的能量使板振动。因此,在扬声器等的振动板用途的情况下,板的厚度越薄越优选。具体而言,两张板的板厚分别优选为15mm以下,更优选为10mm以下,进一步优选为5mm以下,更进一步优选为3mm以下,特别优选为1.5mm以下,更特别优选为0.8mm以下。另一方面,越薄则板的表面缺陷的影响越容易变得显著,越容易产生破裂,或越难以进行强化处理,因此优选为0.01mm以上,更优选为0.05mm以上。

另外,在抑制了以共振现象为起因的噪声的产生的建筑/车辆用开口构件用途中,一方的板及另一方的板的板厚分别优选为0.5~15mm,更优选为0.8~10mm,进一步优选为1.0~8mm。

一方的板及另一方的板中的至少任一方的板的损失系数大的一方的作为玻璃板结构体的振动衰减也大,作为振动板用途而优选。具体而言,板的25℃下的损失系数优选为1×10-4以上,更优选为3×10-4以上,进一步优选为5×10-4以上。上限没有特别限定,但是从生产性、制造成本的观点出发而优选为5×10-3以下。而且,一方的板及另一方的板这两方更优选具有上述损失系数。

需要说明的是,板的损失系数可以通过与玻璃板结构体的损失系数同样的方法测定。

一方的板及另一方的板中的至少任一方的板的板厚方向的纵波声速值高的一方的高频区域的声音的再现性提高,因此作为振动板用途而优选。具体而言,板的纵波声速值优选为4.0×103m/s以上,更优选为5.0×103m/s以上,进一步优选为6.0×103m/s以上。上限没有特别限定,从板的生产性、原料成本的观点出发而优选为7.0×103m/s以下。而且,一方的板及另一方的板这两方更优选满足上述声速值。

需要说明的是,板的声速值能够通过与玻璃板结构体的纵波声速值同样的方法测定。

在本发明的玻璃板结构体中,一方的板及另一方的板中的至少一张板由玻璃板构成。其他的一张板的原料任意,可以采用玻璃以外的金属构成的金属板、树脂构成的树脂板、陶瓷构成的陶瓷板等各种板。从外观性、加工性的观点出发而优选使用树脂板或其复合材料,树脂板特别更优选使用丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、pet树脂、frp材料。而且,从振动特性的观点出发,优选使用刚性高的陶瓷材料及金属材料,更优选例如al2o3、sic、si3n4、aln、莫来石、氧化锆、氧化钇、yag等陶瓷及单晶材料、钢、铝、钛、镁、碳化钨等金属及合金材料。而且,关于陶瓷材料,特别更优选具有透光性的材料。

构成至少一张板的玻璃板的组成没有特别限定,但是优选为例如下述范围。

sio2:40~80质量%,al2o3:0~35质量%,b2o3:0~15质量%,mgo:0~20质量%,cao:0~20质量%,sro:0~20质量%,bao:0~20质量%,li2o:0~20质量%,na2o:0~25质量%,k2o:0~20质量%,tio2:0~10质量%,且zro2:0~10质量%。其中,上述组成占据玻璃整体的95质量%以上。

玻璃板的组成更优选为下述范围。

sio2:55~75质量%,al2o3:0~25质量%,b2o3:0~12质量%,mgo:0~20质量%,cao:0~20质量%,sro:0~20质量%,bao:0~20质量%,li2o:0~20质量%,na2o:0~25质量%,k2o:0~15质量%,tio2:0~5质量%,且zro2:0~5质量%。其中,上述组成占据玻璃整体的95质量%以上。

玻璃板的杨氏模量除以密度而得到的值即比弹性模量越大,则越能够提高玻璃板的刚性。具体而言,玻璃板的比弹性模量优选为2.5×107m2/s2以上,更优选为2.8×107m2/s2以上,进一步优选为3.0×107m2/s2以上。上限没有特别限定,但是从玻璃制造时的成形性的观点出发而优选为4.0×107m2/s2以下。杨氏模量通过日本工业规格(jis-r1602-1995)记载的超声波脉冲法能够测定。

玻璃板的比重都是越小,则越能够以少的能量使玻璃板振动。具体而言,玻璃板的比重优选为2.8以下,更优选为2.6以下,进一步更优选为2.5以下。下限没有特别限定,但是优选为2.2以上。

(玻璃板结构体)

也可以对构成玻璃板结构体的板的至少一张及液体层的至少任一方着色。这在要使玻璃板结构体具有外观性的情况、要具有ir截止、uv截止、调光玻璃等的功能性的情况下有用。

构成玻璃板结构体的板中的玻璃板只要为至少一张即可,但是也可以使用两张以上的玻璃板。这种情况下,可以使用全部不同的组成的玻璃板,也可以使用全部相同组成的玻璃板,还可以将相同组成的玻璃板和不同组成的玻璃板组合使用。其中,从振动衰减性的点出发而优选使用由不同的组成构成的2个种类以上的玻璃板。

关于玻璃板的质量、厚度也同样,可以全部不同,也可以全部相同,还可以一部分不同。其中,构成的玻璃板的质量全部相同的情况从振动衰减性的点出发而优选使用。

构成玻璃板结构体的玻璃板的至少一张也可以使用物理强化玻璃板、化学强化玻璃板。这为了防止玻璃板结构体的破坏而有用。在想要提高玻璃板结构体的强度的情况下,优选将位于玻璃板结构体的最表面的玻璃板设为物理强化玻璃板或化学强化玻璃板,更优选构成的玻璃板的全部为物理强化玻璃板或化学强化玻璃板。

另外,作为玻璃板,使用结晶化玻璃、分相玻璃的情况从提高纵波声速值、强度的点出发也有用。特别是想要提高玻璃板结构体的强度的情况下,优选将位于玻璃板结构体的最表面的玻璃板设为结晶化玻璃或分相玻璃。

在玻璃板结构体的至少一方的最表面也可以在不损害本发明的效果的范围内形成涂层或膜。涂层的施工或膜的粘贴对于例如防止损伤等来说优选。

涂层或膜的厚度优选为表层的玻璃板的板厚的1/5以下。涂层或膜可以使用以往公知的物品。作为涂层,可列举例如疏水涂层、亲水涂层、滑水涂层、疏油涂层、防光反射涂层、绝热涂层、高反射涂层等。而且,作为膜,可列举例如玻璃飞散防止膜、彩色膜、uv截止膜、ir截止膜、绝热膜、电磁波屏蔽膜、投影机用屏幕膜等。

玻璃板结构体的形状可以根据用途适当设计,可以为平面板状,也可以为曲面形状。而且,在主视观察下,也可以为四角形形状、三角形形状、圆形形状、多角形形状等。

为了提高低频带的输出声压等级,也可以设为向玻璃板结构体赋予了围护或挡板的构造。围护或挡板的材质没有特别限定,但是优选使用本发明的玻璃板结构体。

在玻璃板结构体的至少一方的最表面,也可以在不损害本发明的效果的范围内设置框架(框)。框架在想要提高玻璃板结构体的刚性的情况下或者想要保持曲面形状的情况下等有用。作为框架的材质,可以使用以往公知的物品,例如可以使用al2o3、sic、si3n4、aln、莫来石、氧化锆、氧化钇、yag等陶瓷及单晶材料、钢、铝、钛、镁、碳化钨等金属及合金材料、frp等复合材料、丙烯酸、聚碳酸酯等树脂材料、玻璃材料、木材等。

使用的框架的重量优选为玻璃板的重量的20%以下,更优选为10%以下。

在玻璃板结构体与框架之间也可以具有密封构件。此外,也可以利用不会妨碍玻璃板结构体的振动的密封构件将玻璃板结构体的外周端部的至少一部分密封。作为密封构件,可以使用伸缩性高的橡胶、树脂、凝胶等。

关于密封构件用的树脂,可以使用丙烯酸系、氰基丙烯酸酯系、环氧系、有机硅系、聚氨酯系、酚系等。作为固化方法,可列举一液型、二液混合型、加热固化、紫外线固化、可见光固化等。

也可以使用热塑性树脂(热熔粘接剂)。作为例子,可列举乙烯醋酸乙烯系、聚烯烃系、聚酰胺系、合成橡胶系、丙烯酸系、聚氨酯系。

关于橡胶,可以使用例如天然橡胶、合成天然橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、乙烯-丙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶(海帕伦)、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、乙烯-醋酸乙烯橡胶、氯醚橡胶、多硫化橡胶(聚硫橡胶)、氢化丁腈橡胶。

密封构件的厚度t过薄时,不能确保充分的强度,过厚时会成为振动的障碍。因而,密封构件的厚度优选为10μm以上且玻璃板结构体的总计厚度的5倍以下,更优选为50μm以上且比玻璃板结构体的总计厚度薄。

为了防止玻璃板结构体的板与液体层的界面处的剥离等,可以在面对的板的面的至少一部分在不损害本发明的效果的范围内涂布上述的密封构件。这种情况下,密封构件涂布部的面积为了避免成为振动的障碍而优选为液体层的面积的20%以下,更优选为10%以下,特别优选为5%以下。

另外,为了提高密封性能,也可以将板的边缘部分加工成适当的形状。例如通过对至少一方的板的端部进行c倒角(板的截面形状为梯形形状)或r倒角(板的截面形状为大致圆弧状),能够使密封构件与板的接触面积增大,提高密封构件与板的粘接强度。

(振动板、开口构件)

本发明涉及包含上述玻璃板结构体及振子的振动板、使用了上述玻璃板结构体的开口构件。

作为振动板,例如,通过在玻璃板结构体的单面或两面设置1个以上的振动元件或振动检测元件(振子),能够作为扬声器、麦克风、耳塞式耳机、移动设备等的壳体振动体或壳体扬声器发挥作用。为了提高输出声压等级而优选将2个以上的振动元件设置于玻璃板结构体的两面。

通常,振子相对于振动板的位置优选为玻璃结构体的中央部,但是本材料具有高声速且高衰减性能,因此也可以将振子设置在玻璃板结构体的端部。通过使用本发明的振动板,以往难以再现的高频区域的声音的重现能够变得容易。而且,玻璃板结构体的大小、形状、色调等的自由度高,能够实施外观性,因此能够得到设计性优异的振动板。而且,利用在玻璃板结构体表面或附近设置的收音用麦克风或振动检测器对声音或振动进行采样,通过使玻璃板结构体产生与之相同的相位或相反的相位的振动而能够将采样的声音或振动放大或消除。

此时,上述的采样点的声音或振动的特性在传播至玻璃板结构体之前期间或基于音响传递函数而变化的情况、及玻璃板结构体存在音响变换传递函数的情况下,使用控制滤波器对控制信号的振幅和相位进行校正,由此能够将振动高精度地放大或取消。在构成上述那样的控制滤波器时,可以使用例如最小二乘法(lms)算法。

作为更具体的结构,可以设为如下构造:例如将双层玻璃的全部或至少一张玻璃板设为本发明的玻璃板结构体,对控制对象的声波振动流入的一侧的板的振动等级或在玻璃间存在的空间的声压等级进行采样,在将其通过控制滤波器适当地进行了信号校正的基础上向在声波振动流出的一侧设置的玻璃板结构体上的振动元件输出。

作为本振动板的用途,例如可以作为电子设备用构件,利用于全频程扬声器、15hz~200hz带的低音重现用扬声器、10khz~100khz带的高音重现扬声器、振动板的面积为0.2m2以上的大型扬声器、振动板的面积为3cm2以下的小型扬声器、平面型扬声器、圆筒型扬声器、透明扬声器、作为扬声器发挥作用的移动设备用罩盖玻璃、tv显示器用罩盖玻璃、影像信号和声音信号从同一面产生的显示器、可穿戴显示器用扬声器、电光显示器、照明器具等。而且,可以作为头戴式耳机、耳塞式耳机或麦克风用的振动板、振动传感器使用。

作为车辆等运输机械的内装用振动构件,可以作为车载/机载扬声器使用。可以设为例如作为扬声器发挥作用的侧视镜、遮阳板、仪表板、仪表盘、顶棚、车门、其他内装板。也可以使它们作为麦克风及主动噪声控制用振动板发挥作用。

作为其他的用途,可以作为超声波产生装置用振动板、超声波电动机用滑动件、低频产生装置、在液体中使声波振动传播的振子、及使用了该振子的水槽以及容器、振动元件、振动检测元件、振动衰减装置用的促动器用材料使用。

作为开口构件,可列举例如建筑/运输机械等使用的开口构件。例如,在使用了利用从车辆、飞机、船舶、发电机等的驱动部等产生的噪声的频带难以共振的玻璃板结构体的情况下,对于上述的噪声能够得到特别优异的产生抑制效果。而且,也能够对玻璃板结构体赋予ir截止、uv截止、着色等的功能。

在适用于开口构件时,也可以使在玻璃板结构体的单面或两面设置有1个以上的振动元件或振动检测元件(振子)的振动板作为扬声器或麦克风发挥作用。通过使用本发明的玻璃板结构体,以往难以再现的高频区域的声音的重现能够变得容易。而且,玻璃板结构体的大小、形状、色调等的自由度高,能够施行外观性,因此能够得到设计性也优异的开口构件。而且,利用在玻璃板结构体表面或附近设置的收音用麦克风或振动检测器对声音或振动进行采样,通过使玻璃板结构体产生与之相同相位或相反相位的振动,能够将采样的声音或振动放大或消除。

更具体而言,可以作为车内扬声器、车外扬声器、具有隔音功能的车辆用前玻璃、侧玻璃、后玻璃或车顶玻璃使用。此时,也可以设为能够仅使特定的声波振动透过或隔断的构造。而且,也可以作为利用声波振动提高了疏水性、耐着雪性、耐着冰性、防污性的车辆用窗、构造构件、装饰板使用。具体而言,除了汽车用窗玻璃、反射镜之外,也可以作为透镜、传感器及它们的罩盖玻璃使用。

作为建筑用开口构件,可以使用为作为振动板及振动检测装置发挥作用的窗玻璃、车门玻璃、车顶玻璃、内装材料、外装材料、装饰材料、构造材料、外壁、隔音板及隔音壁及太阳能电池用罩盖玻璃。也可以使它们作为音响反射(回声)板发挥作用。而且,利用声波振动也能够提高上述的疏水性、耐着雪性、防污性。

(玻璃板结构体的制造方法)

本发明的玻璃板结构体通过在一对板之间保持液体层和封固液体层的密封材料而能够得到。

密封材料的涂布方法存在基于分配器的涂布、网板印刷、喷雾涂布、基于涂布器的涂布等,但是从涂布厚度、涂布线宽的均匀性出发而优选基于分配器的涂布。

关于液体层的形成也没有特别限定,例如,可以将构成液体层的液体通过分配器、旋涂、模涂、网板印刷、喷墨印刷等方法向板表面涂布。

(玻璃板结构体的实施方式)

图1示出本发明的玻璃板结构体10的一例,图1(a)是主视图,图1(b)是图1(a)的沿a-a线的剖视图。

玻璃板结构体10包括至少两张板即第一板(一方或另一方的板)11及第二板(另一方或一方的板)12、保持在第一板11及第二板12之间的液体层20、及将液体层20封固的密封材料30。两张板的第一板11和第二板12中的至少一张板由玻璃板构成。

密封材料30紧贴于第一板11的主面11a、第二板12的主面12a、及液体层20的端面21。通过这样的结构,液体层20由密封材料30封固,防止液体层20的泄漏,并且第一板11、液体层20、第二板12的接合被强化,玻璃板结构体10的强度增加。

基于图2,说明密封材料30和成为液体层20的液剂22的涂布方法。

(密封材料涂布)

密封材料30在例如纵100mm、横100mm、厚度0.5mm的第一板11的中心部,使用分配器从端部隔开1mm间隔,以宽度0.5mm进行线描绘。

(液剂涂布)

使用分配器,在第一板11的中央部分(由密封材料30包围的部分),将液剂(油剂)22如图2所示,以例如线宽0.5mm、线间隔4mm且保持与密封材料30的涂布线的间隔2mm地进行线描绘。液剂22的喷出量以贴合后的液层层30的层厚成为3μm的方式对应于质量地涂布。例如,在密封材料30的线内部的区域为纵100mm、横100mm时,在以厚度3μm涂布密度1g/cm3的液剂22的情况下,只要以成为涂布量总计0.03g的方式对喷出质量进行控制即可。此时,关于密封材料30和成为液体层20的液剂22的线描绘,哪一个先涂布都可以。

准备100mm×100mm×0.5mm尺寸的第一板11,在此使用分配器(武藏工程制;shotmaster400ds-s),将25℃下的动力粘度3000(mm2/s)的二甲基硅油及甲基苯基硅油作为液剂22从端部设置宽度5mm的游隙,均匀地涂布。进而在第一板11的端部以线宽约0.5mm涂布密封材料(固化树脂)30,将第一板11与第二板12贴合后,使密封材料30固化。

(贴合工序)

经由上述的工序,涂布密封材料30及液剂22,如图3所示,将涂布的第一板11和同种同尺寸的未涂布的第二板12在减压下贴合。在减压贴合时,压力优选为1500pa以下,更优选为300pa以下,进一步优选为100pa以下,特别优选为10pa以下。在贴合后,进行uv照射或加热等,对应于使用的密封材料30的固化方式使密封材料30固化。

在贴合时,涂布于内侧的液剂22延伸扩展,与密封材料30接触而从内侧施加力,密封材料30主要向外侧扩展。虽然密封材料30向外扩展,但是在第一板11和第二板12的各自的端面11b、12b处表面张力起作用,不会从板11、12漏出。

(实施例)

基于图4~图6,说明基于利用上述的方法得到的玻璃板结构体10的测定结果的实施例。图4示出作为液剂22的油类的折射率通过使用多波长阿贝折射计(de-m2,爱拓(atago)株式会社制),在486、589、656nm测定到的结果。

图5是表示了密封材料30的列表及折射率的表。关于使用的密封材料30的折射率,使用小平制作所制涂布器(applicator)(ybm5型)在ptfe板上进行薄膜成形,利用uv照射使其固化之后,使用(棱镜耦合仪(prismcoupler)model2010/m,美家(metricon)公司制)进行了测定。

图6是制成液体贴合方式的玻璃板结构体10并表示关于液体层20与密封材料30的边界面处的可否视觉辨认的结果的表。从表可知,例如在a的密封材料30中,在二甲基硅油(液剂b)的情况下,边界面不显眼而能够实现优选的视觉辨认性(参照表中○记号),但是在甲基苯基硅油(液剂c)中,边界面稍显眼(参照表中△记号)。并且,在液体层20的甲基苯基硅油中,也可知作为密封材料30而与c、d、e、f的关系良好。优选的折射率差的值为0.015以下,更优选为0.010以下,进一步优选为0.005以下。

图9图示出图4的液剂及图5的密封材料的组合。在图9中,关于波长486、589、656nm下的液剂与密封材料的折射率差的平均值,利用◎表示为0.005以下,利用〇表示为0.010以下,利用□表示为0.015以下。

玻璃板结构体10的形状根据用途可以适当设计,可以为平面板状,也可以为曲面形状。而且,在主视观察下,如图7所示,也可以为正方形(图7(a))、长方形(图7(b))、直角三角形(图7(c))、圆形(图7(d))、多角形(图7(e))、三角形(图7(f))等。

(端面加工)

端面加工也可以是镜面加工。端面11b、12b的形状考虑美观、接合强度、安全性等来选择。

在图8(a)所示的第一例中,第一板11的端面11b及第二板12的端面12b构成单一面。而且,如图8(b)所示的第二例那样,也可以将两端面11b、12b设为曲面的锥形面,密封材料30的端面31形成与该锥形面连接的曲面。并且,也可以如图8(c)所示的第三例那样,仅对第一板11的端面11b进行曲面的锥形面加工。

需要说明的是,本发明没有限定为上述的实施方式,可以适当进行变形、改良等。此外,上述的实施方式中的各构成要素的材质、形状、尺寸、数值、方式、个数、配置部位等只要能够实现本发明即可,可以任意,不受限定。

虽然参照特定的方式而详细地说明了本发明,但是不脱离本发明的主旨和范围而能够进行各种变更及修正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。需要说明的是,本申请基于在2017年10月4日提出申请的日本专利申请(特愿2017-194637),通过引用而援引其整体。而且,在此引用的全部的参照作为整体而取入。

工业实用性

本发明的玻璃板结构体由于液体层与密封材料的边界部分不显眼,因此最适合于特别不需要边缘的显示器。而且,也能够良好地使用于扬声器、麦克风、耳塞式耳机、移动设备等使用的振动板、建筑/车辆用开口构件等。

标号说明

10玻璃板结构体

11第一板

11a第一板的主面

11b第一板的端面

12第二板

12a第二板的主面

12b第二板的端面

20液体层

21液体层的端面

22液剂

30密封材料

31密封材料的端面。

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