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浅谈钢琴的耐候性

资讯头条 | 乐度网 2016年6月22日
[摘要] 世界一流的高档钢琴特别是三角钢琴由于选材精良,工艺精细严谨,以及多种现代钢琴制造技术保障其产品具有优良的耐候性,被广大钢琴用户所认可。

    

    一、引言

    随着当今社会经济的快速发展,“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,钢琴已经逐渐走近普罗大众,走进千家万户。


钢琴


    而世界之大,气象万千,所有的钢琴用户除了重点关注钢琴的弹奏性能、音色等方面以外,更多的都会对钢琴的耐候性问题怀有极高的关注度。一台钢琴在世界任何地区的各种气候环境下都能保持初始设计所赋予的使用性能确实很困难,但是通过现代钢琴制造技术并非不可能实现的。


    世界一流的高档钢琴特别是三角钢琴由于选材精良,工艺精细严谨,以及多种现代钢琴制造技术保障其产品具有优良的耐候性,被广大钢琴用户所认可。

 

    二、耐候性对于钢琴的重要性


    钢琴的耐候性是为钢琴提供在不同的国家地区不同的气候、湿度差别环境下都能处于稳定的状态,能够保持传动零部件运动灵活,保持初始设计和制造状态性能,是音准、音质和弹奏性能持久稳定的重要保证。因此,若要制造深得客户信赖的钢琴,必须得在提高钢琴耐候性方面下功夫。

 

    三、影响钢琴的耐候性的因素


    影响钢琴的耐候性主要有三大方面的因素,一是木材的干燥处理,二是外观涂饰工艺,三是毡呢类材料的化学处理。


    因此,严格细致的材料处理工艺对钢琴耐候性具有极其重要的意义,有关于这三方面的工艺细节都是所有钢琴生产企业不愿意公开的技术秘密。但有一点是相同的,就是各个钢琴生产企业都将与耐候性有关的木材干燥处理工艺、外观涂饰工艺和毡呢类材料的化学处理等列为保障钢琴产品具有优良耐候性的重大技术关注点,不能有丝毫的马虎。

 

    1.木材的干燥处理

    众所周知,钢琴是由张弦、击弦机械、踏瓣机械、外壳四大部分组成。整台钢琴约有八千个零部件,除张弦系统的铁板、琴弦及相关的螺丝等连接件,整台钢琴均为木材构成。一架纯实木制作的钢琴需要耗原木近1立方米。


    木材是一种天然生长的有机体,木材与金属及其他材料相比较而言,具有许多金属和其他材料是无法比拟的优点:①木材可以任意锯、刨、铣、钻等,做成各式各样的零部件,例如钢琴外壳和击弦机零部件;②木材质轻而强度高,如,红松木材顺纹理的抗拉强度与相对密度的比值近似等于钢材;③木材具有天然的美丽花纹、光泽和颜色,能起到特殊的装饰作用,深受喜爱;④木材还具有优良的共振性能,是制造乐器的最好的材料。


    基于钢琴的工艺结构,一台好的钢琴最基础和最关键的技术之一是木材处理技术,木材的选材和处理过程是决定钢琴品质档次的前提。


    严谨的木材干燥处理能够有效提高木材的耐候性,保障钢琴的各种木制零部件具有合适的含水率和较高的尺寸稳定性。木材的干燥要经过自然干燥、人工干燥两个过程。木材含水率必须要保持在6%-8%,这样的含水率才能确保钢琴在任何气候环境下的稳定性。


    以音板的干燥处理为例说明,将原先选好的坯料通过一年以上的自然干燥,使其含水率降到15%左右;然后通过人工干燥(如干燥炉),使木材含水率继续下降到6%-8%为好,避免因木材的干燥引发音板的变形。制作完毕后再涂以音板漆,以此来保证木材与外界温度、湿度相对平衡,达到木材物理性质的相对稳定,如此一来则充分地保证了音板的质量和稳定性。而高档三角钢琴音板等重要木制零部件,至少有10年以上风干期,特殊制造的高级演奏会用钢琴的音板甚至需要风干期达20年以上。漫长的定性时间需要严格细致和持之以恒的管理。


    此外,部分钢琴生产企业还会在生产过程中增加耐候处理工艺,尤其是对关键木制零部件进行二次干燥静置处理,使得钢琴在不同的国家地区不同的气候环境下处于更为稳定的状态,音准、音质和弹奏性能更加持久稳定。

 

    2.外观涂饰工艺

    钢琴表面的涂层约0.6mm厚,起隔绝空气、水分、日光、酸碱物腐蚀,保护钢琴部件及装饰作用。假设钢琴外观涂饰缺乏耐候性考虑,在环境气候发生变化时会出现炸漆、爆漆、白化、变黄等等的现象,使钢琴的美观度下降,降低其本身原有的装饰价值。


    目前来讲,应用于钢琴外观油漆涂饰的材料主要有大漆、硝基漆(NC)、不饱和聚酯树脂(PE)、双组分聚氨酯(PU)。


    大漆是最早用于钢琴外观的涂饰材料,是漆树的树液,但用其制作的漆膜会随时间老化并出现龟裂,现在已经很少使用。


    后来的钢琴涂饰普遍使用硝基漆(NC),它是属于单液自干型,优点在于操作简单,干燥迅速,无使用时间限制;但具有某些严重缺陷,如不耐溶剂,物化性较差,需要多次涂饰以及漆膜硬度不够、白化、黄变。而白化、黄变是钢琴耐候性有所欠缺的表现。钢琴外观涂饰的白化、黄变可以通过油漆复合配方进行改善,进而提高钢琴外观的耐候性。


    ①防白化:雨天或湿度高时,涂料喷涂时会白化,通常用较慢干的混合溶剂稀释,或添加防白水(如BCS);

    ②防黄变:硝基漆经一段时间或经紫外线照射均会变黄,对要求耐黄变的产品,要选择适当的底漆和金油。


    随着科技的进步与发展,不饱和聚酯树脂越来越普遍地应用在涂装领域。不饱和聚酯树脂的固化是通过化学反应,可分为蜡封型和气干型。其特点在于漆膜较厚,丰满度及光泽特优,透明度高,流平性好,原漆颜色浅、易喷涂,涂膜具有超高硬度。由于其出色的稳定性以及上述特点,逐渐应用在钢琴的外观涂饰。不饱和聚酯树脂出色的稳定性是保证钢琴外观具有良好耐候性的基础。


    近年由于双组分聚氨酯的综合性能好,在全球油漆涂饰领域逐步推广应用,它以物理干燥为主、化学干燥为辅,因此在干燥稳定后漆膜是一个完整的整体,不会存在遇到磕碰就掉漆的现象。双组分聚氨酯与其他漆种相比,在相同硬度下,由于氢键的作用,双组分聚氨酯漆膜的断裂伸长率最高,韧性佳;漆膜对木材有优良的附着力;优良的耐化学药品性。可是,操作点有使用时间限制,易黄变,加入耐黄剂后有刺激性气味、单价高。刺激性气味、单价高是制约双组分聚氨酯的大范围推广应用的因素之一。

 

    3.毡呢类材料的化学处理

    钢琴制造中所使用的毡呢类产品能起到衬、垫、消音、减震、敲击等作用。这些毡呢大部分都是采用羊毛进行制作,羊毛制品突出的优点是弹性好,织物厚实、挺括。但,毡呢等羊毛织物具有一个弊端——随着湿度的增加,吸湿率也在不断的增加。因此,对于钢琴来说,在湿度增大的时候,不仅木材容易产生变化,关键部件所用的毡呢类羊毛织物会反暄增厚,进而出现造成击弦机制动受阻,琴键不起,影响音色等各种情况。因此,多数钢琴生产企业会根据实际情况,利用有关的化学处理液对所使用的毡呢类产品进行拒水、拒油、防污等化学处理。

 

    四、结论

    严格细致的材料处理工艺(木材干燥处理工艺、外观涂饰工艺和毡呢类材料的化学处理)对于钢琴耐候性具有极其重要的意义。可以预见,当木材的选材和干燥处理过程得当,双组分聚氨酯得到大范围推广应用,良好的毡呢处理,都会为钢琴的耐候性的大幅提升提供最有力的支持,无论是外观方面或弹奏性能方面。


     作者:梁剑非




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