目前市場上可用于鋼琴制造的、比較成熟的可替代材料主要有炭化木和塑木這兩種,下面先介紹一下炭化木。
炭化木素有物理防腐木之稱,也被稱為熱處理木,源自歐洲,有十余年的使用歷史。炭化木近幾年從北歐引入中國,由于它具有區別于普通木材的優越性能,且更為環保,從而深受用戶青睞,目前市場上的炭化木基材多選用進口樟子松或南方松。生產工藝原理是將木材快速加熱至100℃,經過干燥過程使木材含水率達到3-4%,并根據不同的炭化等級要求,將木材的溫度加熱到190~212℃;隨后將干燥窯內溫度下降到低于100℃;最后用水蒸氣取代空氣充斥整個干燥窯內。經過炭化和冷卻過程后,讓木材吸收水蒸氣,使含水率有所提高,達到穩定后降溫冷卻。經過高溫處理的炭化木紋理突出,色澤褐黃,不易吸水,含水率低,是優秀的防潮木材。炭化木安全環保,在制作過程中不需添加任何防腐劑或化學添加劑,制作完成后具有較好的防腐防蟲功能,無特殊氣味,對聯結件、金屬件無任何副作用。炭化木耐潮濕,不易變形,不易開裂,加工性能好,克服了一般木材表面起毛的弊病,而且經高溫完全脫脂處理,涂布方便,里外顏色一致,泛柔和絹絲樣亮澤,紋理變得更清晰,手感舒適,油漆性能卓越。
炭化木在鋼琴制造方面的可行性主要體現在以下三個方面:第一方面主要是它的物理性能優點明顯,因為炭化木含水率低,不易吸水,處理完成后不易變形,相對于一般處理過的木材而言這方面是十分值得肯定的。不易吸水,不易變形就意味著穩定性好,對于那些不方便表面涂布油漆又對穩定性要求較高的零部件,炭化木確實是一個不錯的選擇。第二方面主要是指工藝流程簡單快捷,炭化木生產過程中炭化程度可自行調控,包括處理和靜置的時間一般不超過一周,這樣就比一般的木材處理流程動輒以月甚至以年為計算單位要快捷得多了。第三方面是具有優秀的外觀特性,炭化木外表非常有特色,色澤金褐均勻,木材紋理清晰自然,如果作為外殼的貼面材料,不需上色,就可達到既自然又高雅的效果,而且經過高溫脫脂,大大減少了油漆離層的可能性,可作為一種高檔的外觀貼板材料來使用。
塑木---顧名思義塑木就是塑料和木的結合體,英文縮寫WPC.(Wood Plastic Composite),是近幾年才興起的木材替代材料。生產工藝原理是以塑料(一般有PVC和PE)作為基材,按一定比例混和木纖維粉,通過高溫高壓用專用機械設備擠壓成型。由于塑木材料主要的原料是天然木纖維,所以它具有十分接近木材的外觀和特質,易于加工,具有良好的抗紫外線性能,而且吸水率近乎零,不易腐爛,不易蟲蛀,不易開裂,顏色均勻,毋須上漆也不需長期維護。這種材料在歐美已經盛行多年,但在我國起步不久,由于其優良的物理性能和耐用度,而且具有可再生利用的環保特性,正在逐步被廣大消費者所接受,甚至在某些歐洲國家被指定為唯一的市政用材料。
塑木材料應用于鋼琴制造方面的可行性主要體現在以下兩個方面:第一就是物理性能的優勢,這種復合材料含水率一般不超過1%,不會吸水,不易變形,具有一般木材不具備的剛性,穩定性更是優勝于大部分的木材;第二方面主要是加工成型的方便性,由于塑木材料成型是通過擠壓來完成的,換而言之,只要是橫截面相同的零部件,幾乎可以一次成型而無需再加工,可大大節省生產成本。
在材料成本方面,炭化木市場價格一般在3600-4500/立方,成本比一般的木材高是必然的,如果掌握生產技術,成本卻是可以大幅降低的。而塑木材料的市場價格一般在6800-8500/噸,但是由于塑木一般的計價方法主要是以重量作為標準,可利用其擠壓成型的特性,將原來實心的材料做成空心的以降低成本,加上免除的處理費用和加工費用,整體來說,使用成本也就相差無幾了。
以上所述兩種材料的優點十分明顯,替代天然木材應用于鋼琴制造上是可行的。但如何真正發揮這些材料的優點并控制好成本,我們還需要作更細致的分析和試驗。特別是涂飾件,由于現有的涂飾工藝和涂飾材料是以天然木材為基礎設計的,所以現有的涂飾工藝未必可以直接應用于這兩種替代材料。接下來,我們可針對替代材料的特性在涂飾工藝和漆種方面作大膽的嘗試和探索,有效擴大生產用材的范圍從而保證鋼琴工業的可持續發展,這都是非常值得作深入研究的!