CN113299253B - 一种防裂笛子的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防裂笛子的制备方法，该笛子的制备方法包括选材阴干、预制处理、定调制作以及后序处理步骤。选用合适的阴干竹材，在预制处理时将竹材进行蒸制、高温干燥、油水加压浸渍以及高频震荡，进行笛子制作前处理，处理好的竹材进行笛子定调制作，根据需要进行后序处理，包括扎线、美工上漆、图案刻画及刻字、试笛、调音等等。其有益效果是，本发明制备方法制作的笛子，笛身密度均一、硬度适中、手感温润、声音清脆、音色统一、灵敏度高，易于演奏。
Description
技术领域
本发明涉及乐器制作领域，尤其涉及一种防裂笛子的制备方法。
背景技术
笛子是我国的民族乐器，已有几千年历史，传统的笛子为单膜孔式，几个音孔排列在一条直线上，制作材料为竹子。用于制作笛子的竹子需要生长三年以上才能使用，而且由于自然生长的竹子其密度、内圆不均、竹管内茎通常存在粗到细的梢度，制作时通常需要对竹子首先进行烘干后，再除去内径的杂质，并对内径的粗细程度进行加工，消除内径的梢度，由此，竹笛在制作时和使用时，均存在因竹材开裂带来的制作和使用问题，特别是在北方，竹笛因气候干燥而开裂一直是困扰竹笛使用的难题。另外，从提高笛子的音色、音准及灵敏度的角度看；竹笛如何防止开裂一直是笛子使用维护的难点和需要重点解决的问题。
竹子作为乐器制作材料，对竹子品质的依赖程度高，比如，利用竹子进行笛子、洞箫、南箫、古琴、古筝、小提琴等的制作，竹木品质的好坏直接影响到乐器的音色，乐器一裂口，音色全无就直接报废，修复很麻烦，而且修复后乐器的音准差异也会存在。比如竹笛洞箫类的吹管乐器，目前为止的处理方法就是对竹身缠线，竹子里外上漆，两端箍牛角等，有的为了把竹料烘干，采取烟熏或者烘干箱烘干，但这样的料子做出来的乐器音色太硬太干，少了灵气，性能不稳定，国外做小提琴的材料，有的存放时间长达70年，虽然利用这种材料制作出来的乐器音色通透、演奏效果好，但是却要付出长时间的等待和巨额的存放成本。
几千年来，人们一直在研究如何进行木材的防腐防裂处理技术。木船桐油上漆，家具用天然大漆或涂蜂蜡，乐器制作的竹材用石灰水侵泡…，这些方法都有一定的效果，但作用还是有限。笛子的制作中有的为了防裂，改用钢管或者塑料树脂类之类的材料代替竹材，这样制作出来的笛子但虽然不裂，但音色变化太大，受周围环境的影响较大。
现有竹笛的生产工艺中，采取各种技术来减少开裂，如果是在当地制造生产销售使用，开裂几率小，如果是销售到其他区域，比如我国的北方地区或是海外市场，开裂几率还是很高，防裂效果达不到需求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种防裂笛子的制备方法，从竹材本身出发，进行处理，其解决了现有技术中竹笛容易开裂的问题，笛子的开裂几率大幅降低，笛子的灵敏度提高，容易吹奏。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明实施例一种防裂笛子的制备方法，主要包括以下步骤：
S1选材阴干：采伐生长期在3-5年的竹子，取节；阴干时间3年以上；阴干后选用无开裂、无霉菌、无腐烂、横截面型圆齐整的竹材；
对于弯曲、形制不好的竹材去除；阴干时需要按照采伐期的不同进行分类分批阴干。
S2预制处理：包括蒸制、高温干燥、油水加压浸渍及高频震荡；
S3定调制作：根据竹子的管径和制作需要，进行接管处理，定调并进行开孔，开孔方式为激光打孔或烫孔。
可选的，在步骤S1中，竹材的内径控制在10-25mm。
进一步的，在步骤S2中，具体的预制处理步骤如下，
S21蒸制：将步骤S1筛选好竹材放到蒸汽锅里蒸制一定时间，将竹材蒸透；
蒸制的主要目的是将竹子蒸透，让竹子的纤维充分润涨，固定竹材变形，另外，蒸制竹子可以提高竹子的韧性和弹性。
S22高温干燥：将经过步骤S21处理的竹材在真空条件进行干燥，温度控制在300℃以下，该竹材表皮炭化后呈褐黄色；
竹材在真空条件下进行干燥处理，温度控制在300℃以下，竹材表皮炭化后颜色由灰白色转变为褐黄色；如果温度超过300℃，竹材表皮炭化过度造成颜色发黑、硬度下降，时间长了会引起燃烧。
经过步骤S22处理可以将竹材的水分烘干并把表皮炭化处理，使竹材料的表面密度增高，定型固化，提升竹材表面的机械强度；竹材中因为有木质素的存在，在加热的条件下返黄，另外，表皮组织脱水炭化，高温下经过一定时间，竹子表皮呈黄褐色并具有光泽，竹身表面颜色均一温润，这对笛子的颜色起到至关重要的作用，提升笛子的品质。
S23油水加压浸渍：将经过步骤S22处理过的竹材放入加压容器中，利用桐油和水组成的混合液进行浸渍处理；
S24高频震荡：将经过步骤S23处理的竹材放入高频振动装置中，振动时间不少于12小时。
可选的，在步骤S21中，蒸制时蒸汽压力1.5～3.2MPa，温度110-130℃，竹材蒸制的时间不少于1.5小时。
可选的，在步骤S22中，高温干燥升温分为两个阶段，先将蒸制后的竹材升温至80～100℃，保温30min；再快速升温至260～300℃，保温10min。
从初始升温到80～100℃保温，是竹材的除湿阶段，竹材中的自由水排出；再快速升温至260～300℃后再保温一定时间，这个阶段主要是竹材表皮炭化脱水，以及表面糖分的分解，减少虫子的啃咬，防虫蛀；炭化处理后表面密度和机械强度会增加；水分排出后也为后续的处理留下孔道和空间。
可选的，在步骤S22中，高温干燥的真空度为-0.056～-0.086MPa，竹材干燥后的水分＜1.5％。
可选的，在步骤S23中，浸渍压力为0.2～0.4MPa，温度60～80℃。
可选的，在步骤S23中，桐油和水的体积比控制在1:2～5，处理时间15～20min。
步骤S23油水加压浸渍处理，将水和桐油的混合物压入到竹材内部的纤维管中空部位以及纤维束的空隙处，封堵空隙，竹材体现出较好的防潮、防裂、防腐性能；一般情况下，竹材的干燥后的密度在0.4-0.9g/cm3，三年生长期以上的，平均干燥密度在0.65g/cm3以上，而桐油的密度在0.9360-0.940g/cm3，可以对竹材的密度进行微调整，更为特别的是，注油后的竹材整体密度均一性得到改善，消除了竹材因为生长条件不同、纤维束分布不均、导管直径不同、内外部强度不同等带来的密度、干缩和机械强度的差异。
进一步的，经过步骤S23油水加压浸渍的竹材与经过步骤S23干燥后相比，增重量为11-15％，更为优选的，增重为13％。
油水加压浸渍后竹材保持适当的含油含水率，能够有效防裂；但是含油率过低或过高，效果都不好，过低的含油率，竹材还是容易开裂；过高的含油率，一方面处理成本高，另一方面，主要是会对竹材的声学性能产生影响，含油率高，不利于竹材的振动性能。较为优选的，经过油水加压浸渍处理的竹材，其含桐油率在4-5％、水分在8-9％左右时，其防裂效果较好，笛子的灵敏度高，演奏性好。
可选的，在步骤S24中，高频震荡处理时，振动装置的频率为800～1200次/分。
高频震荡的作用是两个，一个是充分泄除竹木的内应力，使竹木更加松透；另外就是将加压浸渍的油水混合液均一分散在竹材内部，减少后续开裂。这样处理后，也会进一步降低因为桐油的存在而对竹材声学性能的影响。
可选的，根据需要进行后序处理：进行扎线、校音、美工上漆、刻字等，再进行试笛、调试，制得防裂笛子。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1、预制处理时，进行蒸制处理；将竹材料放到蒸汽锅里蒸制一定时间后高温烘干。蒸制的主要目的是将竹子蒸透，水蒸气的进入让竹子的纤维充分润涨，为后续水分再次排出后形成空隙通道，固定木材形变；另外，蒸制竹子可以消除部分内应力，提高竹子的韧性和弹性，减少后续高频震荡对竹子的损坏，提高笛子材料的利用率。
2、油水加压浸渍处理时，在60-80℃条件下，桐油和水的混合物进入竹材纤维管中空部位以及纤维束之间的空隙处，竹材整体密度均一性得到改善，消除了竹材因为生长条件不同、纤维束分布不均、导管直径不同、内外部强度不同带来的密度、干缩和机械强度的差异。
经过油水加压浸渍处理后的竹材相较于经过干燥后增重率为12-15％，更为优选的，竹材的增重率为13％。经过油水加压浸渍处理的竹材，其含桐油率在4-5％、水分在8-9％左右时，其防裂效果较好。
油水加压浸渍处理改善了竹材的声学性能，特别是气流通过时的振动性质、传声特性以及空间气流摩擦性质，音色响亮、通透、结实，灵敏度高。
3、高频震荡的作用是充分卸除竹木的内应力，使竹木更加松透，加压浸渍的油水混合液均一分散在竹材内部，减少后续开裂。
4、本发明的防裂笛子的制备方法中对于竹材的处理技术，其也可以应用于其他吹奏类乐器的制作，比如洞箫、南箫的制备；也可以用于古琴、古筝、小提琴等制作中；一般情况下，用于其他木材时，加压浸渍的压力可以更高，比如，对于硬木木材的处理压力可到0.5MPa。
附图说明
图1为一种防裂笛子的制备流程图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，对本发明作详细描述。
本发明实施例的一种防裂笛子的制备方法，对竹材进行筛选自然阴干、预制处理、定调制作和后序处理，预制处理中的蒸制、高温干燥、油水加压浸渍和高频震荡工艺，能够较好的让竹材卸除内应力、表皮炭化处理增加机械强度和硬度，油水加压浸渍平衡了竹材内部纤维束分布不均导致的密度差异，竹材保持一定的含油率，能够封闭竹材内部空隙，减少水分、温度的变化对竹材形变的影响，从而大幅降低竹笛的开裂几率，制作的笛子声音通透、音色优美，灵敏度高，演奏性好。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例中选用的竹子为苦竹或紫竹，竹子的生长时间为3-5年，竹子的竹身内径为10-25mm；
阴干时的环境条件为：放在干燥的地方，自然阴干。
实施例1
本实施例提供一种防裂笛子的制备方法，其制备流程如图1所示，具体步骤为：
(1)选材阴干：选生长3年的竹子采伐，去除末梢和底部，取节自然阴干，竹身内径为18mm，阴干时间3年，选用无开裂、无霉菌、无腐烂、横截面型圆齐整的竹材；
(2)预制处理：
将筛选过的竹材放到蒸汽锅中，125℃、2.4MPa蒸制1.5小时；再将蒸好的竹材放入真空高温装置中进行高温干燥处理，真空度-0.086MPa，温度为280℃，干燥过程中先从初始温度升至100℃，保温30min；从100℃升至280℃，保温10min；接下来将干燥后的竹材放入加压容器中，压力0.3MPa，温度为75℃，将桐油和水以体积比1：3比例组成的混合液进行加压浸渍处理，处理时间20分钟；同经过干燥处理的竹材相比，加压浸渍后的竹材增重13％，再将浸渍后的竹材放到高频振动装置中，振动频率1200次/分、振动时间为12小时，竹材可以自由转动；
(3)定调制作：按照需要进行接管，制作C调笛子，计算出开孔的位置及大小后，进行激光开孔，开孔处进行封胶处理；
(4)根据制作需要，进行后序处理，进行扎线、校音、美工上漆、刻字等处理；进行试笛、调试，制得防裂笛子。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上，将步骤(2)高温干燥的最高温度调整为300℃，将桐油和水的体积比调整为1:2，处理时间15分钟，其余的条件与实施例1相同。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上，将步骤(2)蒸制条件改为110℃、1.5MPa蒸制4小时，其余的条件与实施例1相同。
实施例4
本实施例是在实施例1的基础上，选用生长期为5年的竹子，竹内径为25mm，将步骤(2)的振动频率改为800次/分，其余的条件与实施例1相同。
对比例1
本实施例是在实施例1的基础上，将步骤(2)干燥条件改为烟熏，无加压浸渍处理工艺，其余的条件与实施例1相同。
对比例2
本实施例是在实施例1的基础上，步骤(2)中没有进行高频震荡处理，其余的条件与实施例1相同。
对比例3
本实施例是在实施例1的基础上，步骤(2)蒸制方式改为水煮，100℃，30分钟，没有进行高频震荡处理，其余的条件与实施例1相同。
利用实施例1-4和对比例1-3的制备方法制备的竹笛进行比较，实施例1-4制备出的竹笛颜色较好，笛身有光泽，音色发亮、通透、结实，灵敏度好，容易吹奏；对比例1-3制备的笛子，对比例1制作的笛子颜色泛黄色，有烟熏气味，音色偏硬，容易开裂；对比例2-3中的制作的笛子竹笛颜色较好，笛身有光泽，但音色偏硬，容易开裂。
选用实施例1和对比例1制备的竹笛进行防裂性进行评价，评价方法以笛子在生产后的3个月、6个月、12个月为期在不同环境下的开裂几率(开裂的竹笛数量与竹笛的总数量的比值)评价，一部分是在内蒙古自治区呼和浩特市存放为对比区，一部分是在在浙江杭州地区存放为参照区进行对比，存放条件为室内自然存放，均是对库存笛的外观进行肉眼观察到的情况进行统计，具体结果见表1，
表1：竹笛的防裂性能
从表1的数据中可以看出，利用本发明实施例1的方法制备的竹笛，其开裂的几率大幅降低。呼和浩特和杭州因为气候的差异，存在湿度和温度的不同，总的来说，在呼和浩特，三个时间观测期(3个月、6个月、12月)笛子开裂几率较小，在12个月的存放时间时，开裂几率小于10％；杭州地区存放的笛子在3个月、6个月的观测时间则100％不裂，在存放时间达12个月时，开裂几率＜2％；而对比例1的制备方法，利用一般的烟熏干燥并且无加压浸渍处理，则在呼和浩特开裂的几率很高，特别是在12个月的存放时间时，开裂几率高达95-99％，即使在杭州，在12个月的存放时间时，开裂几率也有15-25％。说明本发明的预制处理工艺，对竹材处理效果较好，竹笛后续开裂几率大幅降低。
还需要说明的是，竹笛开裂是很常见的，开裂的原因有很多，防裂笛子并不等于不裂笛子，使用环境的差异、竹子本身生长条件的不同、竹材处理时选取的竹节不同以及打磨处理的差异，都会引起开裂，因此，市场上评价笛子的防裂效果时，一般销售都以1年为期限，一年内开裂进行退换或修补。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种防裂笛子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1选材阴干：采伐生长期在3-5年的竹子，取节；阴干时间3年以上；阴干后选用无开裂、无霉菌、无腐烂、横截面型圆齐整的竹材；
S2预制处理：包括蒸制、高温干燥、油水加压浸渍及高频震荡；
在步骤S2中，具体的预制处理步骤如下：
S21蒸制：将步骤S1筛选好的竹材放到蒸汽锅里蒸制一定时间，将竹材蒸透，让竹材的纤维充分润涨，为后续水分再次排出后形成空隙通道，固定竹材变形，消除部分内应力，提高竹材的韧性和弹性；
蒸制时蒸汽压力为1.5～3.2MPa，温度为110-130℃，所述竹材蒸制的时间不少于1.5小时；
S22高温干燥：将经过步骤S21处理的竹材在真空条件进行干燥，温度控制在300℃以内，使所述竹材表皮炭化呈褐黄色，使竹材料的表面密度增高，定型固化，提升竹材表面的机械强度；
所述高温干燥的真空度为-0.056～-0.086MPa，所述竹材干燥后的水分＜1.5％；
高温干燥升温分为两个阶段，先将蒸制后的竹材升温至80～100℃，保温30min；再快速升温至260～300℃，保温10min；
S23油水加压浸渍：将经过步骤S22处理过的竹材放入加压容器中，利用桐油和水组成的混合液进行加压浸渍处理，将水和桐油的混合物压入到竹材内部的纤维管中空部位以及纤维束的空隙处，封堵空隙；经过油水加压浸渍处理的竹材，含桐油率在4-5％、水分在8-9％时，防裂效果较好；
桐油和水的体积比控制在1:2～5，处理时间为15～20min；
加压浸渍的压力为0.2～0.4MPa，温度为60～80℃；
S24高频震荡：将经过步骤S23处理的竹材放入高频振动装置中，振动时间不少于12小时，充分泄除竹材的内应力，使竹材更加松透，将加压浸渍的油水混合液均一分散在竹材内部，减少后续开裂；
S3定调制作：根据竹材的管径和制作需要，进行接管处理，定调并进行开孔，开孔方式为激光打孔或烫孔。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述竹材的内径控制在10-25mm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S24中，高频震荡处理时，振动装置的频率为800～1200次/分。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S23中，经过加压浸渍处理后的竹材与步骤S22干燥后相比，增重率为11-15％。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S23中，经过加压浸渍处理后的竹材与步骤S22干燥后相比，增重率为13％。
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