鋼琴琴鍵一般都是由椴木制作的。因為木材干縮濕漲的特有性質(zhì),在不同的環(huán)境氣候下使用都會發(fā)生幾何尺寸的變化。例如,在南方的沿海空氣較潮濕的環(huán)境中使用,琴鍵會產(chǎn)生不靈活的現(xiàn)象,甚至回彈不起;在西北空氣較干燥的環(huán)境中使用,會出現(xiàn)銷孔與銷釘配合間隙過大,觸感不好,甚至不能夠正常地發(fā)出聲音。這兩種現(xiàn)象主要是由琴鍵圓銷孔的膨脹與收縮所引起的。
在正常生產(chǎn)中一般要求圓銷孔與銷釘?shù)呐浜瞎顬?.5—0.6mm,不能過大,也不能過小。由于不能靠增加和減少孔徑尺寸來解決這個問題,我們經(jīng)過反復論證和多次的試驗,采用了在琴鍵圓銷孔位置上增加一塊厚約5mm、寬約40mm并經(jīng)過化學改性處理的松木條,將其加工刨平到一定厚度,然后經(jīng)過鉆孔等工序進一步處理。
1.理論依據(jù)
紅松木條采用徑切木材。徑切木材不容易變形,尺寸的穩(wěn)定性也相對較好。紅松徑向收縮率為0.122%,僅為椴木收縮率(0.26%)的50%,所以幾何尺寸相對穩(wěn)定。
紅松木條經(jīng)過異氰酸酯化學改性處理,增強了尺寸的穩(wěn)定性。因木材的干縮濕漲現(xiàn)象主要由木材的含水率變化所引起的。其根源是木材中的主要成分纖維素吸收了空氣中的水分子,并且與水分子結(jié)合形成氫鍵的原因。水分子的進入使木材中主要物質(zhì)纖維素分子間的距離發(fā)生了變化,因此體積也產(chǎn)生了變化。
2.試驗步驟
因異氰酸酯對木材的膨脹作用小、滲透力相對較差,為了提高處理效果,這次試驗采用了揮發(fā)性有機胺。在常溫下催化膨脹木材,再用溫度為40—50℃異氰酸酯溶液浸48小時,然后靜止干燥約72小時,直至木材含水率為6—10% 。琴鍵加工成型后,在圓銷孔部位涂刷兩次石蠟和環(huán)烷酸金屬鹽混合液(濃度約為5%),起到潤滑和穩(wěn)定的作用。
3.試驗結(jié)果
3.1 隨機抽取了10根紅松條,規(guī)格為1400mm×40mm×5mm,抗彎強度、重量、硬度如表1所示。
3.2 再隨機抽取經(jīng)過處理的和未經(jīng)過處理的鋼琴各5臺,琴鍵平均含水率為6—10%,在試驗室中靜止放置進行模擬試驗,結(jié)果如表2所示
4.結(jié)論
4.1 試驗結(jié)果表明,大部分異氰酸酯都能進入木材細胞壁和成分中的氫基起反應(yīng),因此起到尺寸穩(wěn)定的作用,處理材抗彎強度增加19%,重量增加20%,耐磨性、硬度增加18%。
4.2 經(jīng)過浸泡處理的琴鍵圓銷孔,隨著空氣介質(zhì)的條件而發(fā)生的變化很小,能滿足設(shè)計和工藝的要求,并且基本解決了因環(huán)境條件的變化而導致琴鍵不靈活、不起和松晃等質(zhì)量問題。