專(zhuān)利名稱(chēng)：樂(lè)器用木質(zhì)件的制造方法、樂(lè)器用木質(zhì)件及包括它的樂(lè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樂(lè)器用木質(zhì)件的制造方法，用該制造方法得出的樂(lè)器用木質(zhì)件，和使用這些木質(zhì)件的樂(lè)器。
背景技術(shù)：
通常，天然木材(如，雞蛋果(granadilla)和紅木)主要用于制造大量的樂(lè)器，特別是木制管樂(lè)器，如，單簧管。廣泛使用這些天然木材是因?yàn)橛蒙鲜鲞@些天然木材制成的樂(lè)器的音質(zhì)非常好。
然而，在用天然木材制成的樂(lè)器中有下列缺點(diǎn)-作為基本材料的例如雞蛋果和紅木一類(lèi)的木材很稀少，而且目前經(jīng)常遭危害；因此，它們的成本相應(yīng)地高。
-干燥困難，因此制造樂(lè)器需要很長(zhǎng)時(shí)間(一般大約三年)；換句話(huà)說(shuō)，從訂貨至交貨之間的時(shí)間很長(zhǎng)。
-成品率低(正常情況下，廢品率大約為30％)。
-因?yàn)槭褂锰烊荒静?，上色有差別，造成由許多零件裝配而成的樂(lè)器顏色難以匹配。另外，因?yàn)槟静男再|(zhì)(如，硬度和密度)相差較大，結(jié)果造成單個(gè)樂(lè)器的音質(zhì)不同。
-外部設(shè)計(jì)自由度小。
-由于干燥、溫度突然改變、吸水等造成樂(lè)器容易裂開(kāi)，因此需要連續(xù)不斷地維護(hù)樂(lè)器。
相反，人造材料，如雞蛋果木頭粉末和環(huán)氧樹(shù)脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂構(gòu)成的復(fù)合材料是公知的除了天然木材之外的用于樂(lè)器的材料。
當(dāng)利用雞蛋果木頭粉末和環(huán)氧樹(shù)脂組成的復(fù)合材料制造樂(lè)器時(shí)，樂(lè)器耐裂且成品率很高。然而，雖然這種樂(lè)器的優(yōu)點(diǎn)是各個(gè)樂(lè)器之間的差別很小，但又有以下的問(wèn)題。
-作為基本材料的雞蛋果目前受到危害，因此成本相應(yīng)增高。
-外部設(shè)計(jì)自由度小。
-音質(zhì)不好。
-看不見(jiàn)使用天然木材時(shí)可以看見(jiàn)的紋理等，因此使樂(lè)器外觀(guān)差。
另外，雖然當(dāng)用ABS樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂制造樂(lè)器時(shí)，這種樂(lè)器價(jià)廉并能耐水，但音質(zhì)不好，因此這種樂(lè)器不能在管弦樂(lè)隊(duì)等中使用。這種樂(lè)器的外觀(guān)也差。
與使用天然木材制成的樂(lè)器比較，使用這種復(fù)合材料或人造材料制成的樂(lè)器的音質(zhì)非常差，而音質(zhì)對(duì)樂(lè)器是頭等重要的。
可以認(rèn)為，音質(zhì)差受所使用材料的振動(dòng)特性影響。
與木制管樂(lè)器的音質(zhì)特別有關(guān)的振動(dòng)特性為材料的密度，以及纖維方向上的彈性模量(EL)與切線(xiàn)方向的剛性模量(即，橫向(剪切)彈性模量GTL)之比(即，EL/GTL)。
EL/GTL是利用Timoshenko方程式，通過(guò)測(cè)量材料的尺寸、質(zhì)量和模態(tài)角頻率而計(jì)算出的值EI∂4y∂x4+ρA∂2y∂t2-Iρ(1+αEG)∂4y∂t2∂x2+∂Iρ2G·∂4y∂t4=0]]>式中G-材料的橫向(剪切)彈性模量；α-材料的剪切模量(如，在材料橫截面形狀為矩形的情況下，α＝1.5)；E-材料的縱向彈性模量；ρ-材料密度；I-橫截面的二次矩；A-材料的橫截面積；x-材料長(zhǎng)度；y-撓曲幅度；t-時(shí)間。
材料的EL/GTL越接近木材(如，雞蛋果)的EL/GTL，則該材料越適合于制造樂(lè)器。
密度和EL/GTL值彼此接近的材料的振動(dòng)特性非常相似。因此，如果例如上述的復(fù)合材料或人造材料的密度和EL/GTL值接近要制造的樂(lè)器所用的木材的密度和EL/GTL值，則可以形成振動(dòng)特性接近這些木材振動(dòng)特性的材料。例如，在采用雞蛋果的情況下，密度大約在1.0至1.4g/cm3范圍內(nèi)，而EL/GTL值大約在4至7范圍內(nèi)。
然而，要將密度和EL/GTL兩個(gè)值調(diào)節(jié)至適合于樂(lè)器的值非常困難。例如，即使壓縮由雞蛋果木材粉末和環(huán)氧樹(shù)脂、ABS樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂等構(gòu)成的上述復(fù)合材料以將其密度調(diào)節(jié)至預(yù)定的值，但因?yàn)镋L/GTL值和密度之間沒(méi)有關(guān)系，因此難以調(diào)節(jié)EL/GTL值。因此，在制造具有所希望的振動(dòng)特性的材料時(shí)，要花費(fèi)大量的勞動(dòng)和時(shí)間，因此成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述情況而提出的，其目的是提供一種可以容易地制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，該方法具有下述優(yōu)點(diǎn)，并且可使材料的振動(dòng)特性與用于樂(lè)器的天然木材的振動(dòng)特性相同。
-不需要使用稀有的天然木材，從而可以節(jié)約天然資源和成本。
-所得到的振動(dòng)特性與用于制造樂(lè)器的天然木材的振動(dòng)特性非常相似，并且使用這種方法制造的樂(lè)器的音質(zhì)非常好。
-因?yàn)檎駝?dòng)特性和顏色沒(méi)有變化，因此單個(gè)樂(lè)器的差別很小，各個(gè)零件的裝配簡(jiǎn)單。
-可抑制裂開(kāi)，因此從訂貨至交貨之間的時(shí)間短。
-成品率改善，材料成本降低。
-外觀(guān)設(shè)計(jì)自由度大。
-外觀(guān)很好。
經(jīng)過(guò)詳盡研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將纖維方向均勻排列的層疊體壓緊和粘接在一起，使其密度為0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)的一個(gè)預(yù)定值，可以達(dá)到上述目的，因而可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供了一種制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，它包括層壓步驟，即，將樹(shù)脂涂布在多個(gè)木制板部件上或浸漬入多個(gè)木制板部件中，使木制板部件的纖維方向?qū)R，將木制板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成層疊體；其中，熱壓通過(guò)控制壓力來(lái)進(jìn)行，使層疊體的密度在0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明還提供了一種制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，它包括第一層壓步驟，將樹(shù)脂涂布在多個(gè)木制板部件上或浸漬入多個(gè)木制板部件中，使木制板部件的纖維方向?qū)R，將木制板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成層疊體；和第二層壓步驟，其中，沿著纖維方向?qū)⑺玫降膶盈B體切片，制成層疊板部件；將樹(shù)脂涂布在這樣得到的層疊板部件上或浸漬入層疊板部件中，使層疊板部件的纖維方向?qū)R，將層疊板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成第二層疊體。其中，第二層壓步驟中的熱壓是通過(guò)控制壓力進(jìn)行的，以使第二層疊體的密度在0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)；在第一層壓步驟中的熱壓是通過(guò)控制壓力進(jìn)行的、以使層疊體的密度在0.4至0.6g/cm3范圍內(nèi)。
在上述樂(lè)器用木質(zhì)件的制造方法中，一部分木制板部件可用紙代替。
另外，本發(fā)明還提供了利用上述樂(lè)器用木質(zhì)件的制造方法得到的樂(lè)器用木質(zhì)件。
另外，本發(fā)明還提供了樂(lè)器用木質(zhì)件，它包括層疊的木制板部件，每一塊木板的纖維方向?qū)R，木板厚度為20mm或更小，密度為0.8至1.4g/cm3。
另外，本發(fā)明還提供了利用上述樂(lè)器用木質(zhì)件制成的樂(lè)器。


圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的過(guò)程圖；圖2為表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的過(guò)程圖；圖3為表示試驗(yàn)例1的結(jié)果的圖形。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為表示制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法的第一實(shí)施例的過(guò)程圖。在第一實(shí)施例中，首先準(zhǔn)備多塊木制板部件1(a)。通過(guò)例如浸入含有染料的染料溶液2中，將這些木制板部件1染成所希望的顏色，然后進(jìn)行干燥(b)。再將木制板部件1浸入含有樹(shù)脂的樹(shù)脂溶液3中優(yōu)選為1分鐘至24小時(shí)，使木制板部件1的全部或一部分滲透樹(shù)脂(c)。另一種方案是，還可以用樹(shù)脂溶液3涂布木制板部件1的全部或一部分。接著，使木制板部件1的每一塊木板的纖維方向D對(duì)齊，并將木制板部件1堆疊起來(lái)(d)，使得通過(guò)堆疊多個(gè)浸漬樹(shù)脂的木制板部件1制成堆疊體4。
其次，利用適當(dāng)?shù)膲壕o裝置5在調(diào)節(jié)好的壓力作用下對(duì)所得到的堆疊體4進(jìn)行熱壓，使整個(gè)堆疊體的密度為在0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)的一個(gè)所希望的值(e)。這可使樹(shù)脂硬化，使木制板部件1中的每一塊木板粘接在一起，形成密度為0.8至1.4g/cm3的一個(gè)木質(zhì)件(層疊體)6。當(dāng)層疊體6的密度小于0.8g/cm3時(shí)，由層疊體6制成的木制管樂(lè)器(如，單簧管等)的音質(zhì)不很好。這可能是因?yàn)槟局乒軜?lè)器的剛度對(duì)于支承在木制管樂(lè)器的木質(zhì)管中的空氣的振動(dòng)不夠大。當(dāng)層疊體6的密度大于1.4g/cm3時(shí)，則由層疊體6制造的樂(lè)器太重，不容易舉高和使用。
最好，熱壓過(guò)程中的壓力設(shè)定為50至300kg/cm2。另外，溫度最好設(shè)定為100至150℃。
圖2為表示本發(fā)明的制造方法的第二實(shí)施例的過(guò)程圖。在下述的實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的零件相同的零件用相同的附圖標(biāo)記表示。在第二實(shí)施例中，首先，準(zhǔn)備多個(gè)木制板部件1(a)。通過(guò)例如浸入含有染料的染料溶液2中，將木制板部件1染成所希望的顏色，然后進(jìn)行干燥(b)。再將木制板部件1浸入含有樹(shù)脂的樹(shù)脂溶液3中優(yōu)選1分鐘至24小時(shí)，使木制板部件1的全部或一部分浸漬樹(shù)脂(c)。另一種方案是，還可以用樹(shù)脂溶液3涂布木制板部件1的全部或一部分。接著，使木制板部件1的每一塊木板的纖維方向D對(duì)齊，并熱壓和層壓木制板部件1，使得通過(guò)將多個(gè)木制板部件1層疊和粘接一起，形成第一層疊體7(f)。利用適當(dāng)?shù)膲壕o裝置5，在調(diào)節(jié)好的壓緊壓力作用下進(jìn)行熱壓，使層疊體7的密度為0.4至0.6g/cm3范圍內(nèi)的一個(gè)所希望的值。最好，壓緊的壓力設(shè)定為10至70kg/cm2。另外，熱壓過(guò)程的溫度最好設(shè)定為100至150℃。
其次，進(jìn)行切片過(guò)程，利用適當(dāng)?shù)那衅b置8沿著纖維方向D在堆疊表面上垂直地將所得出的第一層疊體7切片，制成層壓板部件9(g)。這時(shí)，也可以不是在堆疊表面上的垂直方向進(jìn)行切片，而是與垂直方向成一個(gè)所希望的固定角度，對(duì)層疊體7進(jìn)行切片。與垂直方向的固定的角度可以設(shè)定為0至45度。當(dāng)將該角設(shè)定為0至45度時(shí)，每一個(gè)所得到的層疊板部件9的結(jié)構(gòu)(花粉囊、夏季年輪、秋季年輪、木髓線(xiàn)等)與天然木材的類(lèi)似。因此，當(dāng)用層疊板部件9制造樂(lè)器時(shí)，其音質(zhì)與用天然木材制造的樂(lè)器的音質(zhì)非常相似。另外，由于可以調(diào)節(jié)層疊板部件9的年輪寬度，因此用層疊板部件9制造的樂(lè)器的紋理很好，其音質(zhì)與天然木材制造的樂(lè)器的音質(zhì)相同。
通過(guò)例如浸入含有樹(shù)脂的樹(shù)脂溶液3′中優(yōu)選1分鐘至24小時(shí)，可使層疊板部件9的全部或一部分浸漬樹(shù)脂(h)。在樹(shù)脂溶液3′中所含的樹(shù)脂可以與在第一層壓步驟中使用的樹(shù)脂相同或不同。還可以將樹(shù)脂溶液3′涂布在層疊板部件9的全部或一部分上。然后，使每一個(gè)層疊板部件9的纖維方向D′對(duì)齊，再次將層疊板部件9堆疊起來(lái)，并進(jìn)行熱壓，形成第二層疊體10(i)。熱壓可以利用一個(gè)適當(dāng)?shù)膲壕o裝置5在調(diào)節(jié)好的壓緊壓力作用下進(jìn)行，使整個(gè)第二層疊體10的密度為0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)的一個(gè)所希望的值(j)。最好，壓緊的壓力設(shè)定為50至300kg/cm2。另外，熱壓過(guò)程中的溫度最好設(shè)定為100至150℃，這可使樹(shù)脂硬化，將每一個(gè)層疊板部件9粘接在一起，形成樂(lè)器用的木質(zhì)件11。
當(dāng)?shù)诙盈B體10的密度在0.8g/cm3以下時(shí)，由第二層疊體10制成的木制管樂(lè)器(如，單簧管等)的音質(zhì)不很好。這可能是因?yàn)槟局乒軜?lè)器的剛度對(duì)于支承在木制管樂(lè)器的木質(zhì)管中的空氣的振動(dòng)不夠大。當(dāng)?shù)诙盈B體10的密度大于1.4g/cm3時(shí)，由第二層疊體10制成的樂(lè)器太重而不容易舉高和使用。
還可以將上述第一和第二實(shí)施例中所用的木制板部件和層疊板部件的一部分用紙代替，并用同樣的方法制造樂(lè)器用的材料。如果使用紙，則浸漬樹(shù)脂的紙可以與木制板部件和/或?qū)盈B板部件交替地堆疊。然后再壓緊，使樹(shù)脂硬化，將木板和紙粘接在一起。如果用紙代替一些木制板部件和/或?qū)盈B板部件，則材料成本可以進(jìn)一步降低。另外，紙還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不需要進(jìn)行將樹(shù)脂涂布在木制板部件上或浸漬入木制板部件中的過(guò)程，因此工藝可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
對(duì)所用的紙的類(lèi)型沒(méi)有特別的限制，在考慮紙的強(qiáng)度等以后，可適當(dāng)?shù)剡x擇紙。
然而，從聲輻射性質(zhì)和成本以及森林保護(hù)、樹(shù)木種植的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，在上述實(shí)施例中，木制板部件所用的木材沒(méi)有特別的限制，例如ayous和白楊就較好。使用這些木材代替稀有的木材(如，雞蛋果和紅木)，可以保護(hù)稀有資源，并降低成本。
木板的厚度也沒(méi)有特別限制，厚度為0.2至1.5mm的木板較好。如果木制板部件的厚度在這個(gè)范圍內(nèi)，則所得出的樂(lè)器用木質(zhì)件的音質(zhì)非常好。用于染色的染料也沒(méi)有特別的限制，可以使用通常用于給木材上色的染料，并可從已知的染料中任意選擇。
將染料溶解在水、乙醇、有機(jī)溶劑等中，并將木制板部件涂布或浸漬在所產(chǎn)生的染料溶液中，可以進(jìn)行染色。
在本實(shí)施例中，木制板部件是考慮到外部設(shè)計(jì)而進(jìn)行染色的，而不是絕對(duì)需要進(jìn)行染色，木制板部件可以不上色。
另外，可以使用顏料代替染料進(jìn)行上色，并進(jìn)行漂白過(guò)程作為預(yù)染色過(guò)程。
用于浸漬或涂布的樹(shù)脂沒(méi)有特別的限制，可以使用正常情況下作為木材粘接劑的樹(shù)脂，最好使用熱固性樹(shù)脂。
熱固性樹(shù)脂的具體例子包括尿素樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、蜜胺樹(shù)脂等，但最好使用蜜胺樹(shù)脂。蜜胺樹(shù)脂較好是因?yàn)闃?shù)脂硬化后臭味較小。
用于涂布樹(shù)脂的方法沒(méi)有特別的限制，可以使用輥?zhàn)?、刷子等涂布木制板部件的兩個(gè)表面或者至少是其一個(gè)表面的一部分。用于浸漬樹(shù)脂的方法沒(méi)有特別的限制，浸入、減壓浸漬和壓緊浸漬都可以使用。
切片裝置8的例子包括切片機(jī)和回轉(zhuǎn)車(chē)床。
使用切片裝置8形成的層疊板部件9的厚度沒(méi)有特別限制，最好為0.2至1.5mm。如果使用的木制板部件的厚度在這個(gè)范圍內(nèi)，則所得出的樂(lè)器用木質(zhì)件的音質(zhì)非常好。
可以通過(guò)事先測(cè)量從層疊步驟得到的層疊體的寬度、長(zhǎng)度和質(zhì)量，然后壓緊層疊體直至達(dá)到密度為預(yù)定值的厚度，這樣來(lái)調(diào)節(jié)樂(lè)器用木質(zhì)件的密度。
第一層疊步驟中形成的第一層疊體的密度最好為0.4至0.6g/cm3，而在第二層疊步驟中所形成的第二層疊體的密度最好為0.8至1.4g/cm3。
在層疊步驟中進(jìn)行壓緊所用的壓緊裝置5的例子(即，形成第一層疊體的第一層壓步驟和形成第二層疊體的第二層壓步驟)包括木板熱壓機(jī)、高頻壓機(jī)和蒸汽壓機(jī)。
然而，在加壓過(guò)程中，如果最終密度大，則需要大的壓力。在這種情況下，如果最終厚度為20mm或更大，則很難使壓力均勻地加在整個(gè)層疊體上。這難以得到密度均勻的樂(lè)器用木質(zhì)件，并且當(dāng)強(qiáng)大的壓力只加在某些部分上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺陷(如，裂紋)。因此，當(dāng)制造最終厚度為20mm或更大的樂(lè)器用木質(zhì)件時(shí)，首先應(yīng)如上所述，制造厚度小于20mm的樂(lè)器用木質(zhì)件。然后，使這些木質(zhì)件的纖維方向?qū)R，并利用熱壓將木質(zhì)件粘接在一起，形成厚度為20mm或更大且密度沒(méi)有變化的樂(lè)器用木質(zhì)件。
除了加壓以外，還可通過(guò)調(diào)節(jié)涂布或浸漬的樹(shù)脂量來(lái)調(diào)節(jié)樂(lè)器用木質(zhì)件的密度。例如，可以通過(guò)延長(zhǎng)浸漬時(shí)間、使用壓緊或減壓裝置增加浸漬量，提高樹(shù)脂溶液中的樹(shù)脂(單體，低聚物)的密度、或降低樹(shù)脂(單體，低聚物)的分子量，使浸漬更容易進(jìn)行，這樣來(lái)提高密度。
上述制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法不需要使用稀有木材(如，雞蛋果)，因此對(duì)保護(hù)稀有物種是有價(jià)值的。另外，制造所需的導(dǎo)前時(shí)間比使用天然木材時(shí)短。
另外，沒(méi)有在天然木材中可見(jiàn)到的性質(zhì)(如，密度等)的不規(guī)則性，可以制造出振動(dòng)特征一致的材料。
另外，要制造的樂(lè)器用木質(zhì)件的外部設(shè)計(jì)的自由度大。即通過(guò)改變所用的板部件或樹(shù)脂層的顏色，可以得到各種紋理效果。在層壓過(guò)程之前，進(jìn)行上色，也可得到各種顏色效果。
當(dāng)利用上述這樣得到的木質(zhì)件制造樂(lè)器時(shí)，與使用天然木材的大致30％的廢品率相比，本發(fā)明可將廢品率降低至大約2至3％。
利用上述方法制造本發(fā)明的樂(lè)器用木質(zhì)件。該木質(zhì)件包括層疊的木制板部件，每一塊木板的纖維方向?qū)R，其厚度為20mm或更小，密度為0.8至1.4g/cm3。木質(zhì)件的振動(dòng)特性適合于用作制造樂(lè)器的材料。另外，材料性質(zhì)或顏色不變化，使裝配樂(lè)器管體的工作簡(jiǎn)單。本發(fā)明的樂(lè)器用木質(zhì)件特別適合于作為制造木制管樂(lè)器(如，單簧管、雙簧管、短笛、八孔長(zhǎng)笛等)的材料。另外，這些木質(zhì)件還可以用作制造大量的弦樂(lè)和打擊樂(lè)器的木質(zhì)零件的替代材料。
使用上述樂(lè)器用木質(zhì)件的樂(lè)器，可以利用使用該樂(lè)器用木質(zhì)件代替正常使用的木材的方法制造。使用上述樂(lè)器用木質(zhì)件的樂(lè)器的音質(zhì)與使用天然木材制造的樂(lè)器音質(zhì)相當(dāng)，或甚至更好；并且成本低，單個(gè)樂(lè)器音質(zhì)變化小。
例子本發(fā)明及其效果現(xiàn)利用具體例子來(lái)說(shuō)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不是僅限于這些例子。
材料的密度(ρ)用下述方法測(cè)量。
密度(ρ)的測(cè)量利用數(shù)字式卡規(guī)，在0.01mm精度內(nèi)，測(cè)量厚度、寬度和長(zhǎng)度。
利用電子秤，在0.01g精度范圍內(nèi)測(cè)量質(zhì)量。
利用這些測(cè)量值計(jì)算密度。
例1將蜜樹(shù)脂水溶液涂在600個(gè)木制(ayous木)板部件整個(gè)表面上，每一塊木板的長(zhǎng)度為180cm，寬度為90cm，厚度為0.6mm。將這些木制板部件的纖維方向?qū)R，將它們放成一堆。然后，在130℃的溫度和20kg/cm2的壓力下進(jìn)行熱壓。蜜胺樹(shù)脂硬化，并且木板粘接在一起，形成層疊體。這個(gè)層疊體的密度為0.5g/cm3。利用切片機(jī)，在相對(duì)于木板堆的頂面的垂直方向上，沿著木板的纖維方向?qū)盈B體切片，得到層疊木制板部件(每一塊木板的長(zhǎng)度為150cm，寬度為30cm，厚度為0.6mm)。然后，將這些層疊木制板部件浸入與上述過(guò)程所用相同的蜜胺樹(shù)脂水溶液中2小時(shí)，使木制板部件浸漬蜜胺樹(shù)脂。再將這些層疊的木制板部件纖維方向?qū)R，堆疊起來(lái)，利用木板熱壓機(jī)壓緊(在130℃溫度和70kg/cm2壓力下)。這樣，蜜胺樹(shù)脂硬化，并得到制造樂(lè)器用木質(zhì)件(長(zhǎng)度為30cm，寬度為30cm，厚度為10mm)。這樣得出的制造樂(lè)器用木質(zhì)件的厚度為1.27～1.3g/cm3。
例2將蜜樹(shù)脂水溶液涂在600個(gè)木板(ayous木)部件整個(gè)表面上，每一塊木板的長(zhǎng)度為180cm，寬度為90cm，厚度為0.6mm。將這些木制板部件的纖維方向?qū)R，將它們放成一堆。然后，在130℃的溫度和10～20kg/cm2的壓力下進(jìn)行熱壓。蜜胺樹(shù)脂硬化，并且木板粘接在一起，形成層疊體，這個(gè)層疊體的密度為0.6g/cm3。利用切片機(jī)，在相對(duì)于木板堆的頂面的垂直方向上，沿著木板的纖維方向?qū)盈B體切片，得到層疊板部件(每一塊木板的長(zhǎng)度為150cm，寬度為30cm，厚度為0.25mm)。然后，將這些層疊的木制板部件與紙(厚度為0.06mm)交替地堆疊起來(lái)，該紙用與上述過(guò)程中所用相同的蜜胺樹(shù)脂水溶液浸漬1小時(shí)。將這些層疊木制板部件的纖維方向?qū)R，再將層疊的木制板部件堆疊起來(lái)。然后，利用木板熱壓機(jī)壓緊這堆木板(在130℃溫度和70kg/cm2壓力下)。蜜胺樹(shù)脂因此硬化，得到制造樂(lè)器用木質(zhì)件(每一木質(zhì)件的長(zhǎng)度為30cm，寬度為30cm，厚度為10mm)。用于制造樂(lè)器的木質(zhì)件的密度大約為1.37g/cm3。
試驗(yàn)1測(cè)量在上述例子中制造的樂(lè)器用木質(zhì)件的性質(zhì)(即，彈性模量與剛度模量之比EL/GTL)。另外，作為比較例1，對(duì)一般用作單簧管等的材料的雞蛋果進(jìn)行同樣的測(cè)量。
所用的測(cè)量該EL/GTL的方法為，利用FFT分析儀，根據(jù)自由振動(dòng)定律，測(cè)量在兩個(gè)末端的從自由撓曲振動(dòng)的模態(tài)0至模態(tài)3的共振頻率，然后利用Timoshenko方程式的結(jié)果，計(jì)算EL/GTL。
所有這些測(cè)量都在室內(nèi)，在溫度調(diào)節(jié)至20℃和相對(duì)濕度為60％的條件下進(jìn)行的。所得結(jié)果表示在圖3和表1中。
表1

從這些結(jié)果可看出，例1和例2中所得到的樂(lè)器用木質(zhì)件的EL/GTL與雞蛋果的EL/GTL等價(jià)。
當(dāng)對(duì)密度為ρ＝1.0～1.1g/cm3的ABS樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行同樣的測(cè)量時(shí)，EL/GTL＝2～3，與雞蛋果的EL/GTL非常不相同。
試驗(yàn)2利用例1和例2與比較例1的材料制造單簧管的木質(zhì)部分，并比較每一種單簧管的音質(zhì)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用例1和例2的木質(zhì)件制造的樂(lè)器的音質(zhì)與用雞蛋果制造的樂(lè)器的音質(zhì)極其相似。
根據(jù)本發(fā)明的樂(lè)器用木質(zhì)件的制造方法，可以容易地制造具有下述優(yōu)點(diǎn)和振動(dòng)特性與用于制造樂(lè)器的天然木材的振動(dòng)特性類(lèi)似的樂(lè)器用木質(zhì)件。
-不需要使用稀有的天然木材，可以節(jié)約天然資源和成本。
-所得到的振動(dòng)特性與用于制造樂(lè)器的天然木材的振動(dòng)特性極其相似，并且用這種方法制造的樂(lè)器的音質(zhì)非常好。
-因?yàn)檎駝?dòng)特性和顏色沒(méi)有變化，因此單個(gè)樂(lè)器特性差別很小，各個(gè)零件的裝配簡(jiǎn)單。
-可抑制裂紋，因此可縮短從訂貨到交貨的導(dǎo)前時(shí)間。
-成品率提高，材料成本降低。
-設(shè)計(jì)外部時(shí)的自由度大。
-外觀(guān)非常好。
權(quán)利要求
1.一種制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，包括層壓步驟，將樹(shù)脂涂布在多個(gè)木制板部件上或浸漬入多個(gè)木制板部件中，使木制板部件的纖維方向?qū)R，將木制板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成層疊體；其中，熱壓通過(guò)控制壓力來(lái)進(jìn)行，使層疊體的密度在0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)。
2.一種制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，包括第一層壓步驟，其中，將樹(shù)脂涂布在多個(gè)木制板部件上或浸漬入多個(gè)木制板部件中，使木制板部件的纖維方向?qū)R，將木制板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成層疊體；和第二層壓步驟，其中，沿著纖維方向?qū)⑺玫降膶盈B體切片，以制成層疊板部件；將樹(shù)脂涂布在這樣得到的木制板部件上或浸漬入木制板部件中，使層疊板部件的纖維方向?qū)R，將層疊板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成第二層疊體；其中，第二層壓步驟中的熱壓是通過(guò)控制壓力進(jìn)行的，以使第二層疊體的密度在0.8至1.4g/cm3范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，其中，在第一層壓步驟中的熱壓是通過(guò)控制壓力進(jìn)行的，以使在第一層壓步驟中，層疊體的密度在0.4至0.6g/cm3范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法，其中，一部分木制板部件用紙代替。
5.樂(lè)器用木質(zhì)件，其利用根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造樂(lè)器用木質(zhì)件的方法而得到。
6.樂(lè)器用木質(zhì)件，它包括層疊的木制板部件，每一塊木板的纖維方向?qū)R，木板厚度為20mm或更小，密度為0.8至1.4g/cm3。
7.一種樂(lè)器，其利用了如權(quán)利要求5所述的樂(lè)器用木質(zhì)件。
8.一種樂(lè)器，其利用了如權(quán)利要求6所述的樂(lè)器用木質(zhì)件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種樂(lè)器用木質(zhì)件的制造方法、樂(lè)器用木質(zhì)件及包括它的樂(lè)器。該樂(lè)器用木質(zhì)件的振動(dòng)特性與用于制造樂(lè)器的天然木材的振動(dòng)特性相似。該方法包括將樹(shù)脂涂布在多個(gè)木制板部件上或浸漬入多個(gè)木制板部件中，使木制板部件的纖維方向?qū)R，將木制板部件堆疊起來(lái)并進(jìn)行熱壓，使之粘接在一起，形成層疊體的層壓步驟；其中，熱壓通過(guò)控制壓力來(lái)進(jìn)行，使層疊體的密度在0.8至1.4g/cm
文檔編號(hào)B27D5/00GK1486825SQ0317867
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者阿部?？? 加藤正行, 行 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社