CN108604441A - 改善云杉共振木材的声学特性的方法 - Google Patents
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Abstract
在改善用于乐器的云杉共振木材的声学特性的方法中，使至少一个共振木材坯料在受控、无菌的条件下经受透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)处理。在此，将预先灭菌的共振木材坯料浸入富含真菌菌丝体的液体培养基中并于其中在作用时间期间保持在黑暗中，以及最后灭菌，其中在作用时间期间设定18至26℃的温度和约60至约80％的相对空气湿度。由于液体培养基包含含量为200至300g/升的纳米原纤化纤维素(NFC)，从而确保共振木材的声学特性的可再现的、均匀的且无局部缺陷的改善。
Description
技术领域
本发明涉及改善用于乐器的云杉共振木材(云杉音质木材，Fichten-Kiangholz)的声学特性的方法。本发明还涉及用于乐器的改善的云杉共振木材，以及其共振板由这种云杉共振木材构成的乐器、特别地弦乐器。
现有技术
用于乐器的共振木材(所谓的共振木)应尽可能轻，但同时应具有高的弹性模量(E-模量或杨氏模量)和高的声速(Schallgeschwindigkeit)。它还应该是没有节瘤的(Astfrei)，并且具有狭窄、均匀的年轮和低的晚材比例(<20％)。只有少数精心挑选的木材品种才符合这些严格的品质标准。
17世纪末和18世纪初建造的乐器比现代乐器具有更好的品质特征。解释这种差异的假设之一是将这些器械的特定木材品质归因于被称为蒙德极小期(Maunder-Minimum)的气候状况，所述气候状况在1645至1715年之间盛行并且其中较长的冬季和较凉的夏季明显造成较慢和较均匀的木材形成和由此较低的晚材比例。著名的小提琴制造商安东尼奥·斯特拉迪瓦里(Antonio Stradivari)在其作品的最后几十年(即所谓的“黄金时代”)中使用主要在蒙德极小期期间生长的云杉木。长期以来，这些器械一直被认为是一个很少再被实现的音色理想。
共振木材的(声学)材料品质通常由商c/ρ定义，其中c表示声速以及ρ表示共振木材的粗密度(Rohdichte)(Ono&Norimoto，1983；1984；Spycher，2008；Spycher等，2008；表4)。声速对应弹性模量(对于沿纤维的弯曲)与密度之比的平方根。弹性模量是独立于几何形状的材料值；弹性模量和面积惯性矩的乘积给出了工件的弯曲刚度(Ono&Norimoto，1983；1984；Spycher，2008；Spycher等，2008)。声速例如云杉木材的声速在纵向方向上为4800至6200m/s，平均粗密度为320至420kg/m3。如许多其它木材特性，这两个参数均取决于木材含水量，这增加了对实验的精度和基础设施以及测试结果评估的要求。在用于改善材料品质的所有措施中特别感兴趣的是模量和粗密度的相对变化对声速的影响。如果在一定程度上弹性模量(以％计)大致与粗密度(以％计)的变化成比例地变化，则声速基本保持不变(材料品质则与粗密度的降低大致成反比地增加)；这种弹性模量和粗密度的相对变化的比率被称为“窄”(Ono&Norimoto，1983；1984；Spycher，2008；Spycher等，2008)。与此相对，如果在一定程度上弹性模量(以％计)减小得显著小于粗密度(以％计)，则声速增加(材料品质(质量)的增加则大于成反比的粗密度的减小)。这种弹性模量和粗密度的相对变化的比率被称为“宽”或“大”，并且对于实现共振木材的高材料品质是非常期望的(Schleske，1998；Wegst，2006)。然而，具有宽弹性模量-粗密度比率的共振木材在自然界中很少见并因此价格昂贵(Bond，1976；20Bucur，2006)。
已经尝试了各种方法来改善共振木材的声学特性。特别地，EP1734504A1已经提出在有限的处理时间期间将共振木材暴露于分解木材的真菌种类的作用。在这种情况下，应选择真菌种类和处理的持续时间，使得一方面通过处理实现木材的声速与木材的粗密度之比的增加，以及另一方面不会低于共振木材的预定最小强度值。所使用的真菌种类为来自以下的族的子囊菌和担子菌：锤舌菌科(Leotiaceae)、多孔菌科(Polyporaceae)、裂褶菌科(Schizophyllaceae)、白蘑科(Trichlomataceae)和炭角菌科(Xylariaceae)。为了实施所述方法，使用了饲料板方法，其中将待处理的共振木材置于两个相同尺寸的被真菌感染的木材之间。
结果，广泛的研究已经表明，需要比根据EP 1734504 A1的方法更显著的共振木材的声学特性的改善。特别地，发现所提出的真菌种类都不能够增加共振木材的阻尼因子。阻尼因子的增加在同时改善声学方面的材料品质的情况下降低了对听众来说通常听起来很痛苦的乐器的高音调。
在这方面，已经令人惊讶地发现，通过用透明变色亚卧孔菌(Physisporinusvitreus)进行处理实现了在同时增加阻尼因子的情况下对前述声学方面的材料品质值的改进，从而实现了声学特性的整体改善(Schwarze，F.W.M.R.，Spycher，M.，Fink，S.(2008)Superior wood for violins-wood decay fungi a substitute for cold climate.NewPhytologist 179，1095-11 04)。
到目前为止所描述的方法的缺点在于，木材的均匀的定殖化不能通过选定的真菌来确保。不均匀的定殖化产生的结果是，声学方面的材料品质仅仅不一致地改善或者甚至根本不改善。此外，它还会带来不希望的强度损失、木材中裂缝和开裂的风险。此外，已经发现，透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)相对于其它真菌种类仅具有低的竞争水平，因此非常容易受到其它物种的污染。
在技术文献Fuhr，M.J.等(2012)Automated quantification of the impact ofthe wood-decay fungus Physisporinus vitreus on the cell wall structure ofNorway spruce by tomographic microscopy.Wood Sei Technol 46，769-779中描述了一种用于自动可视化和定量化云杉木材的微观细胞壁单元的方法，该方法也能显示由透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)引起的变化。
WO 2012/056109A2描述了由植物获取的以水凝胶或膜形式的纳米原纤化纤维素作为用于各种类型的细菌培养的载体材料的用途。
发明内容
本发明的目的在于提供制造用于乐器的云杉共振木材的改进方法，其特别地确保声学特性的改善、更短的处理时间和更均匀的产品。本发明的另外的目的在于提供用于乐器的改善的共振木材以及由其制成的乐器。
所述目的通过权利要求1中所述的方法、通过权利要求10中限定的共振木材以及通过权利要求11中限定的乐器来实现。
根据本发明的第一方面，为了改善用于乐器的云杉共振木材的声学特性，使共振木材坯料在受控的、无菌条件下经受使用透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的处理。在此，将预先灭菌的共振木材坯料浸入富含真菌菌丝体的液体培养基中并于其中在作用时间期间保持在无光照下，以及最后灭菌。所述液体培养基包含200至300g/升含量的纳米原纤化纤维素(NFC)。本文中“受控的、无菌条件”是指其中至少将温度和相对空气湿度保持在预定范围内并且防止被外来真菌物种污染的环境。根据本发明，设定18至26℃的温度和约60至约80％的相对空气湿度。
通过进行初步灭菌和随后在无菌条件下在合适的孵育容器中用透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的处理可确保该过程不受污染。通过最终的灭菌以受控的方式停止透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的作用。由于所述液体培养基包含200至300g/升含量的纳米原纤化纤维素(NFC)，从而实现了所述方法的显著提高的效率，所述方法因此运行地明显更快且更均匀。
通过根据本发明的措施确保共振木材的声学特性的可再现的、均匀的(一致的)且无局部缺陷的改善。
共振木材坯料应理解为通常是指合适的共振木材的板状部分，其特别地用于制造弦乐器或弹拨乐器的顶部(面板)或底部(背板)。在本文中，它毫无例外地为云杉木材。
作为用于在无菌条件下进行的方法过程的孵育容器，由可灭菌(消毒)材料例如由可高压灭菌的塑料制成的可关闭的对培养基密封的容器通常是合适的。此外，所述容器必须如此配备使得在内部可调节预定湿度的可控气氛。为了控制空气供应，提供至少一个设计有无菌微过滤器的阀门。
作为富含真菌菌丝体的液体培养基，以常规方式理解为是指具有营养素的缓冲水溶液，其与透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的纯培养物的菌丝体样品混合，然后在适当的时间内生长。
根据本发明，液体培养基包含每升液体培养基200至300g纳米原纤化纤维素(NFC)。在本文中，术语“纳米原纤化纤维素”，也缩写为“NFC”，应理解为是指具有约3nm至约200nm的直径和至少500nm的长度和至少100的长径比(长度：直径)的纤维素纤维。典型地，NFC纤维具有10至100nm、平均50nm的直径和至少几微米的长度，并且长径比也可为1000或更多。NFC通常通过木材和其它植物纤维的机械粉碎过程获得；最初的描述由Herrick等(Herrick，F.W.；Casebier，R.L.；Hamilton，J.K.；Sandberg，K.R.Microfibrillatedcellulose：Morphology and accessibility.J.Appl.Polym.Sei.Appl.Polym.Symp.1983，37，797-813)以及Turback等(Turbak，A.F.；Snyder，F.W.；Sandberg，K.R.Microfibrillated cellulose，a new cellulose product：Properties，uses，andcommercial potential.J.Appl.Polym.Sei.Appl.Polym.Symp.1983，37，815-827)在1983年给出。新材料最初被称为微纤化纤维素(MFC)。然而，现在除了术语MFC之外，还使用不同的名称如纤维素纳米纤维(CNF)、纳米原纤化纤维素(NFC)和纤维素纳米或微纤维。在此，它是由纤维素纤维制成的半结晶的含纤维素的材料，其具有高的长径比(＝长度与直径的比率)、与完整的植物纤维相比较低的聚合度以及相应地大大增加的表面，其例如通过均化或研磨工艺获得(Andresen，M.；Johansson，L.S.；Tanem，B.S.；Stenius，P.Properlies andcharacterization of hydrophobized microfibrillated cellulose.Cellulose 2006，13，665-677)。与也称为“纤维素纳米晶体”并且具有长度大多为100至500nm的棒状形式(取决于纤维素来源，还有最高达1μm长的晶体)的直线“纤维素晶须”相反，纤维素纳米纤维长而灵活。由此形成的NFC通常包含结晶和无定形畴并且由于强氢键而具有网络结构(参见例如Lu，J.；Askeland，P.；Drzal，L.T.Surface modification of microfibrillatedcellulose for epoxy composite applications.Polymer 2008，49，1285-1298；Zimmermann，T.；E.；Geiger，T.Cellulose fibrils for polymerreinforcement.Adv.Eng.Mat.2004，6，754-761，lwamoto，S.；Kai，W.；lsogai，A.；lwata，T.Elastic modulus of single cellulose microfibrils from tunicate measured byatomic force microscopy.Biomacromolecules 2009，10，2571-2576)。
应理解，根据本发明的方法原则上可用单个共振木材坯料来进行。然而，一般来说，仅出于效率的原因，同时处理多个共振木材坯。为此，孵育容器有利地配备有相应的凹部和支撑元件。有利地，所述方法可特别地用一起形成小提琴的面板的两个木材坯料来进行。
所述方法的优选的实施方式在从属权利要求中限定。
有利地，用透明变色亚卧孔菌EMPA 642(Physisporinus vitreus EMPA642)进行处理(权利要求2)。
有利地，在作用时间期间设定约22℃、特别地在21℃至23℃的范围内的温度和约70％、特别地在65至约75％的范围内的相对空气湿度(权利要求3)。
在实施所述方法时，优选地选择所述作用时间，使得共振木材的下列强度值得到满足(权利要求4)：
-至少7GPa、优选地至少10Gpa的沿纤维的弯曲模量；
-至少24N/mm2、优选地至少34N/mm2的沿纤维的抗压强度；和
-至少3N/mm2、优选地至少4.2N/mm2的横向于纤维的抗压强度。
通过根据本发明的措施，使用4至6个月的相对短的作用时间可完成具有优良性能的共振木材的制造(权利要求5)。
用于根据本发明的方法的液体培养基优选地通过在受控的pH条件下对接种有透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的含NFC的营养培养基进行孵育来获得(权利要求6)。有利地，为此目的，提供具有云杉木材提取物和纳米原纤化纤维素的含水营养培养基并用含真菌的液体培养基培养物或用长满真菌的木屑颗粒接种。
在数月的作用时间之后进行的共振木材坯料灭菌原则上可以已知的方式来完成。优选地，为此使用环氧乙烷(权利要求7)。
作为根据本发明的方法的结果，经处理的共振木材坯料的颜色指数增加。优选地，以颜色空间(L*，a*，b*)定义的颜色指数E*增加至少14(权利要求8)。另外，有利地实现木材的颜色变化，其特征在于以颜色空间(L*，a*，b*)定义的色差ΔE*为至少11(权利要求9)。
根据本发明的另一方面，使用根据本发明的方法制造的用于乐器的云杉共振木材的特征在于，与未处理的共振木材相比，在纵向上的声辐射增加至少20％、优选地至少24％以及在纵向上的阻尼增加至少25％、优选地至少29％。如与木材相关的一般情况那样，在目前的情况下，在“纵向方向”、“径向方向”和“切向方向”之间也有区别。纵向方向对应于树木生长的方向，而径向方向和切向则指近似圆形的年轮。对于共振木材，在纵向方向上的特性对于其声学特性、特别地也对于小提琴的音质尤其重要。
本发明的又一方面涉及一种乐器、特别地弦乐器，其具有由根据本发明改进的共振木材制成的至少一个共振板。在本文中，“乐器”应在最广泛的意义上理解；特别地，这种共振板也可用于扬声器箱中的木质膜。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例，其中示出了：
图1：使用引物08/9328的RAPD片段的凝胶电泳分离；样品用测定号标记(表1)，阴性对照(无模板DNA)用N表示；使用的DNA分子量标记物是100bp序列梯(100bp-Leiter)(M)；
图2：在使用透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的12个月的孵育时间之后的木材样品中的质量损失：三种不同的木材类型的粗密度ρR(柱)和质量损失Δm(带正方形的线)；
图3：(a)作为时间函数的在木材中的应力(Stress)的松弛率(Relaxation)σ的实施例；(b)在微弯曲载荷之前和之后的木材样品的图；
图4：在新伐木材(对照)、在经真菌处理的云杉木材和在旧木材样品(Testore，Rougemont)中的作为载荷下的形变的函数的应力松弛率；
图5：在使用透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的12个月的孵育时间之后的木材样品中的在纵向方向上的声辐射的增加；
图6：在使用透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的12个月的孵育时间之后的木材样品中的在纵向方向上的阻尼的增加；
图7：共振木材(a)和建筑木材(b)在真菌处理的不同持续时间(4-12个月)或贮藏时间之后的总体颜色(绿色)和亮度(灰色)的变化；新伐木材(上方)、12个月的经真菌处理的样品(中间)、来自Rougemont的旧木材样品(下方)；
图8：在真菌处理的不同持续时间(4-12个月)之后的共振木材(空心圆圈)和建筑木材(实心圆圈)相对于未处理的状态的色差L1E*；虚线表示旧木材样品(Rougemont)相对于相同木材种类的新鲜砍伐的样品的色差；和
图9：未经处理的木材(对照)、12个月经真菌处理的木材和旧木材(Testore和Rougemont)在不同波数下的FT-IR光谱吸收的定性比较。在1508和1738cm-1的波数下测量峰值(虚线)。
具体实施方式
分子生物学的真菌测定
对于透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的分子生物学测定，设计并合成克隆特异性的引物。因此，实时聚合酶链反应(实时PCR，Real-time-PCR)可实现10-5的灵敏度。通过将物种特异性引物的使用与直接从木材中提取的真菌DNA提取技术相结合，P.Vitreus(透明变色亚卧孔菌)的检定被大大地简化，因为在实施鉴定时，正常的标准PCR与随后的凝胶电泳就足够了。这个过程所需要的时间包括几个小时，因此与传统方法相比，它明显更快更有效，因为可免除纯培养物的制备。此外，通过使用特定的引物对，取样过程中外来污染的风险明显地被最小化。
为了检测P.Vitreus(透明变色亚卧孔菌)的存在和穿透深度，根据常规方法在无菌条件下从木材内部取出小样品并转移到营养培养基中。随后，将样品在气候室中孵育数天并检查真菌的菌丝体生长。确定特征是菌丝体的宏观和微观特征。这个过程需要几天至几周的时间，并且涉及使得(重新)鉴定P.Vitreus(透明变色亚卧孔菌)变难的外来污染的风险。作为这种耗时的方法的替代方案，可使用于80年代开发的用于表征真菌的分子生物学方法(Schmidt和Moreth，2006)。
为了满足上述的可靠鉴定方法的质量标准而构建菌株特异性引物以清楚检定真菌P.Vitreus(透明变色亚卧孔菌)。表1中列出了在这些研究中使用的真菌类型。根据制造商说明使用Sigma Aldrich公司的Extract-N-AmpTMPlant PCR试剂盒进行用于分子生物学研究的DNA提取。
表1：使用的真菌类型
在第一步骤中，为了所用的真菌类型的菌株分化而进行RAPD(随机扩增多态性DNA)PCR。通过使用非常短的寡核苷酸引物，在该方法中通过PCR产生特定的DNA条带图谱并用于分化。在此，这些是进行快速亲缘关系分析和鉴定不同类型的分离株(lsolate)的最常见方法(Schmidt和Moreth，1998；Schmidt和Moreth，2006)。总共来自11种真菌类型的DNA样品(表1)用10个随机10聚体引物(Zufalls-10mer-Primern)进行扩增，并评估电泳分离的条带图谱(图1)。
为了开发针对P.vitreus(透明变色亚卧孔菌)的特异性引物对，首先将借助于White等人(1990)的ITS1/ITS4-引物组合用Biometra公司的热循环仪扩增所使用的真菌类型的ITS1-5，8S-ITS2区域。所使用的引物的目标区域为核糖体DNA(rDNA)。它尤其包括可保存的(konservativ)编码基因片段18S-、5.8S-和28S rRNA(在真菌和其它真核生物中)(Schmidt和Moreth，2006)。这三个编码基因片段被高度可变的内含子(间隔子，Introns)、即内部转录间隔区(Internal Transcribed Spacers)(ITS1和ITS2)相互隔开。
然后将得到的PCR产物以商业方式纯化并测序(Synergene，Zürich)。P.vitreus642的ITS区的序列已经存入国际数据库EMBL(登录号FM202494)。由于ITS区域的种属特异性，使用P.vitreus 642的序列以借助于国家生物技术信息中心(National Center forBiotechnology Information)(NCBI，http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/)的Clustal X程序和基本局部比对搜索工具(PrimerBLAST)来分离只在真菌类型P.Vitreus的情况下出现的短DNA序列(20个碱基)。这些短的DNA序列被合成(Microsynth公司)并用作P.vitreus特异性引物对。因此，不再仅仅通过条带图谱区分P.vitreus，而是通过物种特异性PCR来区分，其中仅P.vitreus的DNA(为其构建所述引物对)允许426个碱基对的PCR产物的产生。评估或区分是明确的，因为它只提供阳性或阴性的结果(Schmidt和Moreth，2000；Schmidt和Moreth，2006)。
生物材料的保藏
上述菌株透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)EMPA 642的样品已成功地存放于Centraalbureau voor Schimmelcultures Fungal Biodiversity Center(CBS-KNAW)，其为自1981年以来根据布达佩斯条约承认的保藏单位(国际保藏单位(IDA))。储存的材料已被分配登录号(访问号码)FM202494。
实施例
1.真菌预培养
对于真菌培养，在培养皿中的合适的无菌麦芽琼脂培养基底上预培养透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)(EMPA菌株编号642或643)。一旦培养基底完全长满了P.vitreus的真菌菌丝体(约12-16天后)，就在无菌条件下将约2g无菌云杉木屑(粒径<2mm)置于每个培养皿中的培养基底的中间。再过4-6周后，将完全长满P.vitreus的木屑基质用于液体培养基的接种。
1.1培养基底成分
-麦芽提取物40g/升
-琼脂(纯)25g/升
1.2孵育条件
22℃和70±5％的相对湿度(在黑暗中)
1.3液体培养基的制备
在初步实验的基础上，已证明含纳米原纤化纤维素的营养培养基是特别合适用于P.vitreus的培养的液体培养基。
2.营养培养基成分
在含10％云杉木材提取物1)的自来水中：
-300g纳米原纤化纤维素/升
-5.0g麦芽提取物/升
-7.1g KCl/升
1)云杉木材提取物(将约200g云杉木屑在1升自来水中煮沸30分钟，在室温下放置24小时并过滤)
2.1液体培养基的接种
1200毫升含纳米原纤化纤维素的液体培养基在蒸汽高压灭菌器中于121℃灭菌20-30分钟，并用约100ml含真菌(不超过8周龄)的液体培养基培养物(具有相同的组成)接种，或者在用新鲜的真菌生长的木屑颗粒(约1-2g)接种液体培养基-首次培养物的情况下如第2节所描述地用P.vitreus接种。
2.2孵育
在受控的pH条件下(pH设定为6.8至7.2或任选地在受控的氧气供应下)在生物反应器中用P.vitreus在无菌条件下进行含纳米原纤化纤维素的液体培养基的孵育。搅拌器的转速设定为低的。备选地，也可在合适的具有棉塞的锥形烧瓶中在水平振荡器(50u/min)上在4至8周的时间内在气候室中在黑暗中在22℃和70±5％的相对湿度下将营养培养基制备成静置或摇床震荡培养物(Steh-bzw.Schüttelkultur)。
3.云杉木材的真菌处理
含真菌的液体培养基的引入以及云杉木材(由云杉木材制成的小提琴面板)的实际的作用时间或真菌处理是在无菌条件下在为此专门准备的孵育箱中进行的。
3.1孵育箱的构造
孵育箱由耐热的塑料容器(PPC)构成，其具有554mm x 354mm x 141mm的内部尺寸(来源：WEZ Kunststoffwerk AG，CH-5036Oberentfelden，Art No.6413.007)和匹配的具有观察窗的经改造的盖子。在该孵育箱中存在两个在其尺寸和形状上与待处理的共振木材坯料(小提琴面板)相适配的不锈钢的处理容器和适配的凹槽支架(支撑装置)，所述支架各自具有相应的带3至4个出口的加注管，其在孵育箱容器内与软管系统(由耐热材料制成)和入口阀连接。使用这种构造允许将含真菌的液体培养基在无菌条件下填充到孵育箱中。
3.2引入液体培养基前的准备工作
将两个待处理的共振木材坯料(用于小提琴面板)放置在不锈钢的处理容器中的适配的支撑装置中。通过可选地在处理容器的下部区域中填充一些玻璃珠作为占位物体(Platzhalter)(体积替代物)可减少稍后需要填充的含真菌的液体培养基的总量。
灌装软管在孵育箱容器内与灌装阀连接。
将孵育箱用毯子(带观察窗)密封并且整个容器(包括放置在其中的共振木材坯料)在低的热作用下例如用电离辐射灭菌。
3.3含真菌的液体培养基的引入
在无菌条件下将预先灭菌并装备有待处理的共振木材坯料(小提琴面板)的孵育箱暴露于10％负压(约100毫巴)。由于孵育箱中的负压，在无菌条件下通过先前同样灭菌的塑料软管和直接与生物反应器或者摇床震荡培养物或静置培养物连接的阀可将含真菌的液体培养基通过灌装管引入到具有共振木材坯料的处理容器中。
只要(通过顶盖中的观察窗能够确定)共振木材坯料均匀地被约5至10mm厚的含真菌的液体培养基的层覆盖，就停止供应管路并清空供应软管。然后用配备无菌微过滤器的阀将孵育箱通风至标准大气压，并作为整体在合适的气候舱内孵育用于预定的真菌处理(作用时间)。
3.4新鲜砍伐的、经真菌处理的和旧的云杉木材样品的孵育
从红色云杉(Picea abies L.)获取具有12x 2.5x 150mm(径向x切向x纵向)的尺寸的孪生样品。这棵树在2009年秋季在Sufers地区被砍伐。木材的粗密度为370kg/m3，相对木材含水率为65％。木材样品具有窄的年轮，并且共振木材可被分配到“主精(Masterfine)”的品质分级。将一些木材样品用作未处理的对照，其余的在黑暗中在22℃和70％的相对湿度下用P.vitreus孵育(或培养)。为了进行比较研究，从大提琴(制于1700年，小提琴制造商Catenes)和从用于制造大提琴的来自Rougemont的历史悠久的房屋(1756年，瑞士)的梁取得旧木材样品。在65％的相对空气湿度下，来自Testare和Rougemont的木材样品的粗密度为410和456kg/m3。另外，在真菌处理之前和之后检查窄环状和宽环状木材的孪生样品。此外制备宽环状和窄环状木材的样品。
在处理之前和之后由所有的木材样品用旋转显微镜制备具有0.06mm的砍伐厚度、15mm的长度和1.5mm的宽度的样本对于所需的作用时间(真菌处理)，将孵育箱连同其中被含真菌的纳米原纤化纤维素液体培养基包围的木材样品在合适的气候舱内在22℃(和70±5％的相对湿度)下孵育12个月。在2至4周的时间间隔内，在无菌条件下通过带有无菌微过滤器的阀供应新鲜的富氧空气。经过12个月的孵育时间后，清洗木材样品，然后用环氧乙烷灭菌。从每个样品变体中，在微机械仪器中至少检测5个复制品以确定应力松弛率。随后，通过傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和动态水蒸气吸附(DVS)检测样品。
4.改性木材的取出和后处理
完成真菌处理后，打开孵育箱。将处理容器中的经真菌处理的木材样品从真菌菌丝体完全长满的含纳米原纤化纤维素的液体培养基中取出，并且机械地(用金属刮刀)小心地清除表面粘附的菌丝体。
4.1真菌处理后的云杉木材的干燥
新鲜取出的真菌改性的共振木材坯料(小提琴面板)具有超过150至250％的较高的含水量，并且之后必须温和干燥以避免开裂(环剥)。
为此，首先将云杉板储存在气候室(20℃)和80％的相对湿度中(可能地，之前在具有含二甲苯气氛的容器中以防止霉菌生长)，然后在气候室中在65％以及稍后在50％的相对湿度下连续干燥数周的时间。
4.2经真菌处理的共振木材坯料的杀菌
在用于乐器制造的经真菌处理的共振木材坯料的干燥之后并且在处理之前，它们可任选地例如用电离辐射(在低的热作用下)灭菌。
5.经真菌处理的木材的质量损失
在真菌处理之前和之后的各种木材样品的粗密度ρR示于图2中。经真菌处理的木材样品的平均质量损失Δm为3.3％±0.9％。从图2可看出，随着木材粗密度的降低，记录到较低的质量损失。在高品质的共振木材(低的粗密度)的情况下记录到最高的质量损失、在劣质木材(高的粗密度)的情况下记录到最低的质量损失。
6.经真菌处理的木材的应力松弛率
根据Burgert等(2003)，在弯曲载荷下进行微机械研究。用游标卡尺测定样品的中间和侧面的木材样品的厚度。在透射光明场显微镜下测量宽度和长度(～10mm)。样品加载有50N的最大载荷并且实验以1μm/s的速度进行(图3)。在一定的载荷水平下，电机关闭120秒以测量应力松弛率。
相对应力松弛率如下计算：
其中σ0是初始应力以及σt是松弛120秒后的应力。
在图4中，比较了新鲜砍伐(对照)、经真菌处理和旧木材的应力松弛率。应力松弛率通过初始应力和2分钟后的有效应力之间的减少来计算。尽管记录了测量数据的某些分散性(确定指数：R＝0.6-0.82)，但很明显，经真菌处理的木材比新伐木材具有更高的应力松弛率。
材料的时间依赖性的力学行为(如应力松弛率)可以得出关于重要细胞成分在不同时间和空间水平上的大小(尺寸)和重新取向(重组，Neuausrichtung)的结论(Cosgrove1993)。在微机械应力松弛率测试中，观察到逐渐减小，这可能归因于木材中各种细胞壁成分的重新取向。我们推测，存在通过中间层相互连接的木材纤维的重新取向，其中延迟是由于纤维素原纤维嵌入到半纤维素(Hemizelluose)和木质素的无定形基质中。新伐木材、经真菌处理的木材和旧木材之间的松弛行为的差异表明材料降解发生在亚微观层面上，所述材料降解主要是由于木质素和半纤维素的降解。这导致木材中的应力松弛(等，2002；Sedighi Gilani和Navi 2007)。在嵌入的纤维素原纤维周围的细胞壁基质(半纤维素和木质素)的降解进而影响木材的振动特性或改变木材的阻尼性能(Noguchi等2012)。
7.声辐射和阻尼
用于乐器的共振木材选择的最重要的声学特性是阻尼(tanδ)和声辐射(R)。高品质的共振木材具有高的声辐射(R)。R描述了物体的振动由于声辐射而受到阻尼的强烈程度。相对地，声音的阻尼表示声音强度的任何类型的降低，其不一定与声音能量的降低有关，例如通过发散(Divergenz)，即通过将声音能量分布在更大的区域上。对未处理的对照和经真菌处理的木材检测两种性质。在65％的相对木材湿度下、在真菌处理之前和之后(如5.4所述)测量木材样品的振动特性。结果显示，经真菌处理的木材中的声辐射以及阻尼均显著增加(图5-6)。
8.颜色测量
用三色比色计(Konica Minolta)在360-740nm之间的波长下对木材样品进行颜色测量。该设备可以在1°的测量角度下进行非接触式的对亮度和颜色的测量。确定经真菌处理的和新伐木材的色坐标并且如下计算颜色指数：
其中L*给出从0(黑色)到100(白色)的亮度，而a*为红色(+60)比绿色(-60)的比率以及b*为黄色(+60)比蓝色(-60)的比例。
从图7中可获取对于新鲜砍伐的以及经真菌处理的共振木材(a)和建筑木材(b)在4至12个月后的颜色指数E*ab和亮度L*。随着真菌处理的持续时间的增加，颜色指数增加，同时亮度降低。在原始状态下，确定新鲜砍伐的共振木材(a)和建筑木材(b)的E*指数为29.9(±0.8)(图7a-b)。经过12个月的真菌处理后，真菌处理的共振木材(图7a)的E*指数增加了44.5(±1.2)以及真菌处理的建筑木材(图7b)增加了41.6(±0.6)。
从美学角度来看，由于木材在真菌处理后具有较旧的颜色外观，因而高的颜色指数(E*)在小提琴制造中是有利的。对旧木材样品(1756年的Rougemont，瑞士)进行颜色测量的比较研究给出了颜色指数E*＝37.2和亮度指数L*＝73.7。
然而，这里感兴趣的颜色变化通常不仅仅通过E*的值的改变来描述，其根据定义为由L*、a*和b*所跨越的颜色空间中的矢量的长度，特别地，将颜色变化前的色点(L0*，a0*，b0*)与颜色变化后的色点(L1*，a1*，b1*)相连接的变化矢量ΔE*的长度也是有意义的：
变量(参数)ΔE*也被称为色差。图8中显示了真菌处理不同时间(4-12个月)后的共振木材(空心圆圈)和建筑木材(实心圆圈)相对于未处理状态的色差ΔE*的随时间变化曲线。为了比较，虚线表示旧木材样品(Rougemont)相对于相同木材种类的新鲜砍伐的样品的色差。
9.FT-IR分析
图9中显示了经真菌处理的木材以及新伐木材和旧木材(Testore和Rougemont)在1800-800cm-1区域的FT-IR光谱，其中来源于木质素的芳族环振动(C＝C)的在1508cm-1处的吸收被归一化(标准化)。在旧木材中，可以看到在1738cm-1的波数处的木质素-多糖-比例的显著增加，这是由于半纤维素的降解(Garcia Esteban等2006，Nagyvary等2006，Ganne-Chedeville等2012)。在经真菌处理的木材上也通过FT-IR记录类似的降解过程。测量结果显示，代表半纤维素和木质素的波数818、589、1051的绝对值降低。尽管在真菌处理和自然老化过程中多糖和木质素的降解过程不相同，但可以认为，与新伐木材相比，物理性质和吸附(吸收)行为和/或膨胀和收缩行为是相当的。
与新伐木材相比，借助FTIR分析可显示经真菌处理的木材和旧木材中的木质素/多糖的比例有显著变化(Lehringer等2011；Sedighi Giliani等2014a；Sedighi Gilani等2014b)。显著的差异是旧木材中的半纤维素的比例较低。定性研究证实，木质素和半纤维素两者在木材的脱木质素过程中降解至不同的含量(比例)(Lehringer等2011)。尽管木质素和半纤维素的降解过程在选择性脱木质素和自然老化后不相同，但可假定，它们的组成与新伐木材的组成明显不同。据推测，新砍木材的不同成分对与水分的相互作用例如材料的吸附动力学、吸湿能力和尺寸稳定性有影响。这些变化也会影响木材解剖结构和细胞壁的超分子结构，继而对木材的振动机械性能产生重大影响。研究表明，增加的木材结构的解剖均匀性对木材的振动特性、弯曲刚度和阻尼具有有利的影响(Jakiela等，2008，Stoel和Borman，2008)。
当水分子渗透进木质化的细胞壁时，它们被纤维素微原纤维的表面和由木质素和半纤维素组成的基质的表面吸收。通过木材聚合物之间的羟基吸收水分子导致细胞壁中的半纤维素和木质素的弯曲刚度降低，这影响材料的振动和机械性能。木材的阻尼随着相对湿度的增加而显著增加(Hunt和Gril 1996，Sedighi Gilani等2014b)，这对木材的声音特性具有负面影响。旧木材和经真菌处理的木材中的半纤维素的降解减少了吸湿对材料的振动和机械性能的影响(机械吸附性)。这一发现最近在用P.vitreus孵育的木材中得到证实(Sedighi Gilani等2014b)。在细胞壁中的木质素和半纤维素的降解的另一个后果是结晶纤维素的暴露更多和木材的吸附稳定性更好。与新伐木材相比，在旧木材和经真菌处理的木材上可通过动态吸附试验来记录水分子的加速扩散过程(Sedighi Gilani等2014b)。
在与大气的湿气交换过程中较高的材料稳定性可能会改善木材的振动性能和木材的时间依赖性的机械性能的可靠性，例如应力松弛率和蠕变行为(Hunt和Gril 1996)。
本文所述的真菌木材改性方法导致在各种机械(例如调音)和物理(例如湿空气波动)边界条件下的材料的应力松弛率随时间减少，这对于由木材制成的乐器的稳定性和音质非常重要。自然老化的木材和经真菌处理的木材之间的惊人的相似性表明，真菌处理是共振木材加速老化的一种有价值的木材改性方法。在2009年Osnabrück Baumpflegetage的盲测中经真菌处理的小提琴的成功很可能是由于经真菌处理的木材和旧木材的机械和吸湿稳定性的相似性。
文献
Anon.(2009)The biotech Stradivarius.Nature Biotechnology News 28：6.
Barlow CY，Edwards PP，Millward GR，Raphael RA，Rubio DJ.(1988)Woodtreatment used in Cremonese instruments.Nature 332：313.
Bucur V.(2006)Acoustics of wood，2nd edn.Berlin，Germany：SpringerSeries in Wood Science Springer，Heidelberg 407 S.
Burckle L，Grissino-Mayer HD.(2003)Stradivaris，violins，tree rings，andthe Maunder Minimum：a hypolhesis.Dendrochronologia 21：41-45.
Burgert I，Frühmann K，Keckes J，Fratzl P，Stanzl-Tschegg SE.(2003)Microtensile Tes-ting of Wood Fibers Combined with videoextensometry forefficient Strain Detection.Holzforschung 57：661-664 1.
Bryne.E，Lausmaa J，Ernstsson M，Englund F，Wallinder MEP.(2010)Ageing ofmodifi-ed wood.Part 2：Determination of surface composition of acetylated，furfurylated，and thermally modified wood byXPS and ToF-SIMS.Holzforschung 64：305-313.
Cosgrove DJ.(1993)Wall extensibility：its nature，measurement andrelationship to plant cell growth.New Phytol 124：1-23.
Dimigen H，Dimigen E.(2014)Zum Alterungsverhalten von TonholzHolztechnologie1：16-21.
Esper J，Cook ER，Schweingruber FH.(2002)Low-frequency signals in longtree-ring chronologies for reconstructing past temperaturevariability.Science 295：2250-2252.
Ebrahimzadeh PR，Kubat DG.(1993)Effects of humidity changes on dampingand stress relaxation in wood.J Mater Sci 28：5668-5674.
Ganne-Chédeville C， AS，Froidevaux J，Hughes M，Navi P.(2012)Natural and artificial ageing of spruce wood as observed by FTIR-ATR and UVRRspectroscopy.Holzforschung 66：163-170
Garcia Esteban L，Fernandez FG，Casasus AG，De Palacios P，Gril J.(2006)Compari-son of the hygroscopic behaviour of 205-year-old and recently cutjuvenile wood from Pinus sylvestris L.Ann For Sci 63：309-317
Gug R.(1991)Choosing resonance wood.The Strad 102：60-64.
Hunt DG，Gril J.(1996)Evidence of a physical ageing phenomenon inwood.J Mater Sci Lett 15：80-92
Holz D.(1966)Untersuchungen an 1.Mitteilung：Beurteilung von auf der Grundlage derRohdichteverteilung und der Jahr-ringbreite.Archiv für Forstwesen 15：1287-1300.
Jakiela S，Bratasz L，Kozlowski R.(2008)Numerical modeling of moisturemovement and related stress field inlime wood subjected to changing climateconditions.Wood Sci.Technol.42，21-37.
Kataoka Y，Kiguchi M.(2001)Depth profiling of photo-induceddegradation in wood by FT-IR microspectroscopy，J Wood Sci 47：325-327.
L，Spatz HC.(2002)Micromechanics of plant tissues beyondthelinear-elastic range，Planta，215：33-40
Lehringer C，Koch G，Adusumalli RB，Mook WM，Richter K，Militz H.(2011)Effect of Physisporinus vitreus on wood properties of Norway spruce.Part 1：aspects of de-lignification and surface hardness.Holzforschung 65：711-719
Matsuo M，Yokoyama M，Umemura K，Sugiyama J，Kawai S，Gril J，Kubodera S，Mit-sutani T，Ozaki H，Sakamoto M，lmamura M.(2011)Aging of wood：analysis of co-lor changes during natural aging and heat treatment.Holzforschung 65：361-368.
Meyer HG.(1995)A practical approach to the choice of tone wood forthe instruments of the violin family.Catgut Acoustical Society Journal 2：9-13.
HA.(1986)How violin makers choose wood and what this proceduremeans from a physical point of view.In：Hutchins CM，ed.Research Papers inViolin Acoustics：1975-1993，vo/ume 1.Woodbury，NY，USA：Acoustical Society ofAmerica，paper92.
Nagyvary J，DiVerdi JA，Owen Ol，Dennis Tolley H.(2006)Wood used byStradivari and Guarneri.Nature 444，565.
Noguchi T，Obataya，E，Ando K.(2012)Effects of aging on the vibrationalproperties of wood.Journal of Cultural Heritage 13：21-25。
Ono T，Norimoto M.(1983)Study on Young’s modulus and internal frictionof wood in relation to the evaluation of wood for musical instruments.JapanJournal of Applied Physics 22：611-614.
Ono T，Norimoto M.(1984)On physical criteria for the selection of woodfor sound-boards of musical instruments.Rheol Acta 23：652-656.
Pfriem A，Eichelberger K，Wagenführ A.(2007)Acoustic properties ofthermally modified spruce for use of violins.J Violin Soc Am 21：102-111.
Roth K.(2009)Das chemische Geheimnis der Geigenvirtuosen MitStradivari，Kunstsai-ten und Kolophonium.Chem.Unserer Zeit 43：168-181.
Schleske M.(1998)On the acoustical properties of violinvarnish.Catgut Acoustical Society Journal 3：15-24.
Schmidt，O，MORETH，U.(1998).Characterization of indoor rot fungi byRAPDanalysis.Holzforschung 52：229-233.
Schmidt，O.Moreth，U.(2000).Species-specific priming PCR in the rDNA-ITS region as a diagnostic tool for Serpula lacrymans.Mycol.Research 104：69-72.
Schmidt，O.Moreth，U.(2006)Molekulare Untersuchungen an Zeit-schrift für Mykologie 72：137-152.
Schwarze FWMR，Lonsdale D，Mattheck C.(1995)Detectability of wood decaycaused by Ustulina deusta in comparison with other tree-decay fungi.EuropeanJournal of Forest Pathology 25：327-341.
Schwarze FWMR，Spycher M，Fink 5.(2008)Superior wood for violins-wooddecay fungi as a substitute for cold climate.New Phytologist 179：1095-1104.
Sedighi Gilani M，Navi P.(2007)Experimental observations andmicromechanical mode-ling of successive-damaging phenomenon in wood cellstensile behavior.Wood Sci Technol，41(1)：69-85.
Sedighi Gilani，M.，Boone，M.N.，Mader，K.，Schwarze，F.W.M.R.(2014).Synchrotron X-ray micro-tomography imaging and analysis of wood degraded byPhysisporinus vit-reus and Xylaria longipes Journal of Structural Biology187：149-157.
Sedighi Gilani，M.，Tingaut P.，Heeb M.，Schwarze，F.W.M.R.(2014).Influence of mo-isture on the vibro-mechanical properties of bio-engineeredwood.Journal of Mate-rial Science.49：7679-7687.
Spycher M.(2008)The application of wood decay fungi to improve theacoustic proper-ties of resonance wood for violins.PhD thesis.Freiburg，Germany：Albert-Ludwigs- Freiburg.
Spycher M，Schwarze FWMR，Steiger R.(2008)Assessment of resonance woodquality by comparing the physical and histological properties.Wood Scienceand Techno-logy 42，325-342.
Stoel BC，Borman TM.(2008)Comparison of Wood Density between ClassicalCremo-nese and Modern Violins.PLoS ONE 3：1-7.
Topham TJ，McCormick MD.(2000)A dendrochronological investigation ofstringed in-struments of the Cremonese School(1666-1757)including‘TheMessiah’violin at-tributed to Antonio Stradivari.Journal of ArchaeologicalScience 27：183-192.
Wagenführ A，Pfriem A，Eichelberger K.(2005a)Der Einfluss einerthermischen Modifi-kation von Holz auf im Musikinstrumentenbau relevanteEigenschaften.Teil 1：spe-zielle anatomische und physikalischeEigenschaften.Holztechnologie 46：36-42.
Wagenführ A，Pfriem A，Eichelberger K.(2005b.)Der Einfluss einerthermischen Modifi-kation von Holz auf im Musikinstrumentenbau relevanteEigenschaften.Teil 2：tech-nologische Eigenschaften，Herstellung und Prüfungvon Musikinstrumentenbautei-len.Holztechnologie 47：39-43.
Wegst UGK.(2006)Wood for sound.American Journal of Botany 93：1439-1448.
White TJ，Bruns T，Lee S，Taylor J.(1990)Amplification and directsequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics.In：PCR Protocols：aGuide to Methods and Applications(eds Innis MA，Gelfand DH，Sninsky JJ，WhiteTJ)，pp.315-321.Academic Press，San Diego，California.
Windeisen E，Bachle H，Zimmer B，Wegener G.(2009)Relations betweenchemical changes and mechanical properties of thermally treated wood 10thEWLP，Stock-holm，Sweden，August 25-28，2008.Holzforschung 63：773-778.
Yano H，Kajita H，Minato K.(1994)Chemical treatment of wood for musicalinstruments.Journal of the Acoustical Society of America 96：3380-3391.
Claims (11)
1.改善用于乐器的云杉共振木材的声学特性的方法，其中使至少一个共振木材坯料在受控、无菌的条件下经受用透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的处理，其特征在于，将预先灭菌的共振木材坯料浸入富含真菌菌丝体的液体培养基中并于其中在作用时间期间保持在黑暗中，以及最后灭菌，其中在所述作用时间期间设定18至26℃的温度和约60至约80％的相对空气湿度，并且其中所述液体培养基包含含量为200至300g/升的纳米原纤化纤维素(NFC)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理用透明变色亚卧孔菌EMPA 642(Physisporinus vitreus EMPA 642)进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述作用时间期间设定21℃至23℃的温度和约65至约75％的相对空气湿度。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其中选择所述作用时间，使得共振木材的下列强度值得到满足：
-至少7GPa、优选地至少10Gpa的沿纤维的弯曲模量；
-至少24N/mm2、优选地至少34N/mm2的沿纤维的抗压强度；和
-至少3N/mm2、优选地至少4.2N/mm2的横向于纤维的抗压强度。
5.根据权利要求1至4所述的方法，其中所述作用时间为4至6个月。
6.根据权利要求1至5所述的方法，其中所述液体培养基通过在受控的pH条件下对接种有透明变色亚卧孔菌(Physisporinus vitreus)的含NFC的营养培养基进行孵育来获得。
7.根据权利要求1至6所述的方法，其中所述共振木材坯料的灭菌用环氧乙烷进行。
8.根据权利要求1至7所述的方法，其中使得以颜色空间(L*，a*，b*)定义的颜色指数E*增加至少14。
9.根据权利要求1至8所述的方法，其中实现木材的颜色变化，该颜色变化的特征在于以颜色空间(L*，a*，b*)定义的色差ΔE*为至少11。
10.用于乐器的改善的云杉共振木材，其用根据权利要求1至9之一所述的方法制造，其中与未处理的共振木材相比，在纵向上的声辐射增加至少20％、优选地至少24％以及在纵向上的阻尼增加至少25％、优选地至少29％。
11.乐器、特别地弦乐器，其具有至少一个由根据权利要求10所述的改善的云杉共振木材制成的共振板。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109732731A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 德丰桐声(北京)科技有限公司 | 发音板的制作方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112345382A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-09 | 西北农林科技大学 | 一种热处理木材力学强度的检测方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060278061A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Schwarze Fancis W | Method of improving the acoustic characteristics of resonant wood for musical instruments |
| CN1890071A (zh) * | 2003-12-10 | 2007-01-03 | 亨利塞尔默巴黎公司 | 包括在电磁辐射下原位聚合的木材处理方法 |
| DE502005005392D1 (de) * | 2005-01-18 | 2008-10-30 | Empa | Verfahren und Mittel zur Verbesserung der Tränkmittelaufnahme und -verteilung in Hölzern |
| CN203055418U (zh) * | 2012-02-17 | 2013-07-10 | 赵振伟 | 一种有琴弦的乐器的音板 |
| CN103228436A (zh) * | 2010-09-20 | 2013-07-31 | 费德罗-莫格尔动力系公司 | 具有粘合的无纺层和生物可降解树脂纤维层的复合板及其构造方法 |
| CN104261511A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-07 | 南京航空航天大学 | 夹心式物理杀菌装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657113B2 (en) * | 2002-01-30 | 2003-12-02 | Alexander Béla Herman | Molded fretboard and guitar |
| US7598444B2 (en) * | 2007-07-10 | 2009-10-06 | Farnell Jr Alfred D | Molded stringed instrument body with wooden core |
| FI123988B (fi) * | 2010-10-27 | 2014-01-31 | Upm Kymmene Corp | Soluviljelymateriaali |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1890071A (zh) * | 2003-12-10 | 2007-01-03 | 亨利塞尔默巴黎公司 | 包括在电磁辐射下原位聚合的木材处理方法 |
| DE502005005392D1 (de) * | 2005-01-18 | 2008-10-30 | Empa | Verfahren und Mittel zur Verbesserung der Tränkmittelaufnahme und -verteilung in Hölzern |
| US20060278061A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Schwarze Fancis W | Method of improving the acoustic characteristics of resonant wood for musical instruments |
| CN103228436A (zh) * | 2010-09-20 | 2013-07-31 | 费德罗-莫格尔动力系公司 | 具有粘合的无纺层和生物可降解树脂纤维层的复合板及其构造方法 |
| CN203055418U (zh) * | 2012-02-17 | 2013-07-10 | 赵振伟 | 一种有琴弦的乐器的音板 |
| CN104261511A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-07 | 南京航空航天大学 | 夹心式物理杀菌装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 戴玉成: "中国东北地区木材腐朽菌的多样性(英文)", 《菌物学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109732731A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 德丰桐声(北京)科技有限公司 | 发音板的制作方法 |
| CN109732731B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-09-03 | 德丰桐声(北京)科技有限公司 | 发音板的制作方法 |
Also Published As
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|---|---|
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