本申請要求2015年7月27日提交的發(fā)明名稱為“Nickel-Plated Phosphor Bronze Music String(鍍鎳磷青銅樂弦)”的美國臨時申請No.62/197,142的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時申請的全部公開內(nèi)容在此通過引用的方式并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種樂器樂弦，尤其是鍍有金屬的樂弦。

背景技術(shù)：

許多帶有琴格指板(fret)的樂器(例如吉他、曼陀林、班卓琴等)都被制造成配備有硬回火的鋼芯樂弦。高溫回火的鋼合金(例如高碳鋼)通常用于具有較高的音高或“非纏繞式”、“普通”的樂弦。具有較低音高的樂弦通常使用類似的材料作為內(nèi)芯，并用更柔軟、更有韌性的材料線絲作為繞包線(winding)或外包線(wrap)。

多年來，樂弦制造商們已經(jīng)用各種各樣的用于繞包線的合金進(jìn)行了試驗(yàn)。進(jìn)行了不同回火處理的不同合金能夠產(chǎn)生有經(jīng)驗(yàn)的樂師可辨別的音色差異。最流行且被認(rèn)為最好聽的樂弦被纏繞有基于銅的青銅合金。樂師們廣泛稱贊磷青銅、85-15青銅、90-10青銅、以及鋁青銅或80-20黃銅的音色。

傳統(tǒng)的新的銅基合金樂弦將具有樂師們認(rèn)為的明快、清脆、清新的音色。這些都是在彈奏時產(chǎn)生更高振幅的樂弦的常見特性(descriptors)；通常，振幅越高，音色越“清脆”。在大約幾個小時內(nèi)，新的銅基合金樂弦的清新音色將開始變差。取決于各種條件(例如氣候條件、樂師的身體化學(xué)物質(zhì)(body chemistry)、以及演奏風(fēng)格和頻率)，樂弦可能會失去其脆性或“死”得非?？?，或者在某些情況下，僅能保持其期望的音質(zhì)兩到四個星期。

銅基合金在未受到保護(hù)且暴露于環(huán)境空氣中時開始迅速氧化。由人體排汗產(chǎn)生的水分的額外影響加速了該氧化過程，從而進(jìn)一步導(dǎo)致樂弦失去其明亮度。

本領(lǐng)域中已知的一種用于延遲氧化和新鮮度損失的有效解決方案是用聚合物材料涂覆所述基于銅的繞包線或整個纏繞式樂弦。這些繞包線通常涂覆有氨基甲酸乙酯、瓷釉(enamel)、環(huán)氧樹脂或其它適當(dāng)?shù)木酆衔锊牧?。最終完成的涂有聚四氟乙烯(PTFE)或其它聚合物的纏繞式樂弦針對由于銅的氧化而造成的性能劣化(degradation)提供了有效保護(hù)。這兩種解決方案延長了新的樂弦保持其原始音色特性的時間，雖然涂覆有聚合物的樂弦的原色聲音(original tonal sound)相對于新的未被涂覆的樂弦而言衰減了。

不幸的是，所引入的任何柔性聚合物材料(例如上文所述的那些材料)產(chǎn)生了聲學(xué)阻尼，它削弱了新樂弦的音色中的清脆性。所述涂層(不管是繞包線上的涂層還是最終完成的纏繞式樂弦上的涂層)將減少高次局部諧波的輸出。提供如下的用于樂器的樂弦將有用的：該樂弦與未被涂覆的樂弦相比具有清脆的音色，同時，與涂覆有聚合物的樂弦相比，保持了更長時間的原始音色清脆性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種用于樂器的樂弦包括芯線，圍繞該芯線纏繞有繞包線。該繞包線具有金屬合金的中央線股，該中央線股上附有涂層。該涂層包括以下項(xiàng)中的一種或多種：鎳、鎳合金、錫和錫合金。

在另一實(shí)施例中，一種樂器樂弦包括金屬芯線、所述繞包線的中央線股、以及鍍在該中央線股的外表面上的金屬涂層。該金屬涂層是鎳、鎳合金、錫或錫合金。該中央線股纏繞在所述金屬芯線上。

在又一個實(shí)施例中，一種樂器樂弦包括金屬芯線，帶涂層的繞包線纏繞在該金屬芯線上。該繞包線具有銅或鋼的中央線股、以及附到該中央線股上的鎳、鎳合金、錫或錫合金的涂層。該金屬涂層是通過電鍍而涂覆在所述繞包線上的，并且占所述繞包線的重量的約1-10％。

附圖說明

將參照附圖來描述優(yōu)選實(shí)施例的各個方面，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件：

圖1示出了本文公開的代表性的樂器樂弦；

圖2是圖1的代表性的樂弦的橫截面圖；

圖3示出了附有圖1的樂弦的聲學(xué)吉他；并且

圖4顯示了本文公開的樂弦的一個實(shí)施例與市售的未被涂覆的樂弦的對比諧波分析數(shù)據(jù)。

具體實(shí)施方式

所公開的實(shí)施例涉及金屬合金繞包線(外包線)的保護(hù)，該金屬合金繞包線(外包線)例如可以是鋼或含銅合金(例如青銅或黃銅)的，它具有薄的金屬涂層，特別是鎳或錫或其合金的薄涂層。

圖1和2示出了本發(fā)明的纏繞式樂弦10，其具有中央芯線12和帶有涂層的繞包線14。圖3示出了配備有至少一個纏繞式樂弦10(類似于圖1和2中的樂弦10)的吉他G。該涂層總體上被表示為附圖標(biāo)記16，且所述繞包線(或外包線)14的中央線股被示出為附圖標(biāo)記18。

樂師和熟練的技工通常認(rèn)為提供了示范性音色特性的已知的聲學(xué)樂弦包括圍繞芯線的磷青銅繞包線。在典型的制造過程中，磷青銅繞包線在其減小到最終直徑并需要仔細(xì)退火時變得被加工硬化。通常在無氧的氣氛(atmosphere)中對這些繞包線的線股進(jìn)行退火處理。在所公開的帶有涂層的外包線的情形中，繞包線14被電鍍有一層或涂層16，按重量計(jì)，該涂層16占所述繞包線14的重量(即，包括所電鍍的金屬的重量)的約1-10％。繞包線14的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例包括按重量計(jì)在3-5％之間、更優(yōu)選占整個繞包線的重量的約4％的鍍金屬涂層16。已經(jīng)制出了樂弦的其他示范性實(shí)施例，其中，鍍的鎳占整個繞包線的重量的約2％和約8％。

電鍍是使用電流來減少溶解的金屬陽離子而使它們在電極上形成互相偶合的金屬涂層的技術(shù)工藝。該術(shù)語也用于陰離子到固體襯底上的電氧化。電鍍主要用于改變加工對象的表面屬性，例如耐損耗性和耐磨性、防腐蝕性、潤滑性和/或美學(xué)品質(zhì)。電鍍工藝和技術(shù)本身的是公知的。

本文所公開的通過電鍍技術(shù)在鋼或銅或其合金的中央線股18上涂覆鎳、錫或其合金的涂層16的方法和所產(chǎn)生的樂弦10提供了一種耐腐蝕的金屬回火合金纏繞式樂弦，它與由相同金屬制成的未被涂覆的樂弦具有基本相同的音色特性。例如，通過上述技術(shù)制備的電鍍磷青銅纏繞式樂弦已基本呈現(xiàn)出與未被涂覆的磷青銅樂弦相同或甚至更好的音色特性。所產(chǎn)生的樂弦(盡管顏色呈淺灰色且在視覺上與通常的磷青銅樂弦不同)也比未被涂覆的樂弦明顯更長期地保持其原有音色。通過上述電鍍工藝形成的用于帶有琴格指板的聲學(xué)樂器的、鍍鎳磷青銅樂弦已經(jīng)表明能夠提供與未被涂覆的樂弦一樣的、所期望的組合的音色特征以及被涂覆的樂弦的音色持久性(longevity)。鍍有金屬的樂弦10的其它示例性實(shí)施例也已經(jīng)表明能夠同時提供高的初始音質(zhì)質(zhì)量和延長的壽命。示范性實(shí)施例的示例包括具有鍍鎳鋼繞包線(特別適合與電吉他一起使用)的樂弦、具有鍍鎳黃銅繞包線的樂弦、以及其中通過鍍錫來代替鎳的類似的樂弦。

總體上，本文所公開的實(shí)施例可包括：由任何種類的鋼制成的芯線12；以及繞包線14，該繞包線14包括鋼或銅合金的中央線股18，該中央線股18帶有鎳、鎳合金、錫或錫合金的薄涂層16。芯線12可以是傳統(tǒng)的高碳鋼或任何其他彈簧回火鋼合金，例如馬氏體時效鋼。基礎(chǔ)的繞包線可以是青銅合金，例如包括80-20、85-15、90-10磷青銅，或鋁青銅。替代地，該繞包線可以由合適的黃銅組分構(gòu)成。本文公開的樂弦的另一個實(shí)施例(主要與電吉他一起使用)包括具有由鋼制成的中央線股的、電鍍的繞包線?？梢栽诤线m的電鍍工藝中采用各種鎳源，以實(shí)現(xiàn)上述電鍍的繞包線或樂弦。本文公開的繞包線的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例包括通過適當(dāng)?shù)陌被撬徭囯婂兗夹g(shù)由磨砂的氨基磺酸鎳(Ni(SO₃NH₂)₂)形成的鎳涂層。錫是鎳的合適的替代品，既可以被電鍍，也可以在不降低初始樂弦音色(如已知的聚合物涂層)的情況下提供比裸銅基合金本身更優(yōu)異的耐腐蝕性。

一些示例性的涂覆有外包物的樂弦10具有在磷青銅的中央線股18上電鍍有鎳16的繞包線14，它被制備成其中所電鍍的鎳青銅占該繞包線的重量的約2％、4％和8％。已經(jīng)觀察到，當(dāng)纏繞在并用在同一樂器上(在此情況下，這些樂弦用在聲學(xué)吉他上)時，這些示例性的樂弦10能夠提供相同規(guī)格的未被涂覆的磷青銅樂弦的高質(zhì)量音色特性。示例性的涂覆有外包物的樂弦10也已被證明：當(dāng)在類似條件下用在同一聲學(xué)樂器上時，它比具有相同規(guī)格和頻率的未被涂覆的磷青銅樂弦明顯更長期地維持清脆的音色特性。本文公開的樂弦10還存在其他實(shí)施例，其中，帶有涂層的纏繞式樂弦10是通過如下方式制備的：首先，將中央線股18纏繞在芯線12上，然后通過電鍍來涂覆涂層16。

圖4是示出了本發(fā)明的鍍鎳青銅樂弦(樂弦A；左柱)與已知的未被涂覆的磷青銅樂弦(樂弦B：右柱)的比較諧波數(shù)據(jù)的柱狀圖。所測試的這兩個樂弦(樂弦A和樂弦B)都是0.024規(guī)格尺寸(gauge size)的。如圖所示，本發(fā)明的樂弦A在所有諧振頻率下實(shí)現(xiàn)了與已知的樂弦B相當(dāng)?shù)恼穹敵觯⑶以诖蠖鄶?shù)情況下實(shí)現(xiàn)了甚至更高的振幅輸出。更高的幅度輸出被轉(zhuǎn)換為樂師所偏愛的更亮或更清脆的聲音，如本文所述。

雖然已出于說明性目的闡述了優(yōu)選實(shí)施例，但前文的描述不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和所要求保護(hù)的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改、改編和替代。