一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法与流程

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1.本发明属于一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法。

背景技术：

2.琵琶是我国及东亚传统弹拨乐器，已有两千多年的历史，称为
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弹拨乐器之王”，琵琶主要由琴头、音板、琴头夹杆、音梁、复手、琴品、弦轴等所组成，背板和音板呈半梨形，音板上装四弦，多用钢丝、钢绳、尼龙制成。琴头夹杆与音板上设用以确定音位的琴品；演奏时竖抱，左手按弦，右手五指弹奏，是可独奏、伴奏、重奏、合奏的重要民族乐器。琵琶除弦外均由天然木材制做；尤其是主件背板所用天然木材量占琵琶木材总量的90%。常规琵琶用的背板天然木材，先将原木开解成厚度85mm板材，再用带锯随形制作成半梨形的琵琶背板的坯材，坯材再经过数月的自然风干、蒸汽烘干，背板制作等，经过多道制作工序才能制成琵琶背板，用天然木材制成琵琶背板不但制做工序繁索复杂、周期长、成本大、技术要求高；而且成品率低，天然木材耗费量大。
3.由于我国制备乐器的天然木材日益匮乏，且大多源于进口，价格昂贵，货源紧张，使民族乐器的生产成本居高不下，紧张和减少的货源也严重地影响了民族乐器的发展。
4.发明人在中国专利号201410464351.8中公开了一种民族乐器用竹板材的生产方法及其应用，以低成本的竹集材代高成本的天然木材生产民族乐器，方法包含竹材的采集,竹材目测分级,竹材的分段, 竹条的加工, 去竹条的竹青层外层的青和竹黄内层的白层, 竹片的加工, 竹片的高温碳化、烘干，养生，精刨，浸胶, 组坯, 压制和二次养生。用贴合竹板材或不同厚度的混合竹板材替代民族乐器中的非发音部件。解决了民族乐器结构中以竹代木用竹板材的排列和生产方法，及其在民族乐器中的应用部位，有大幅降低民族乐器的生产成本，促进民族乐器的普及和发展的优点。但增加了竹集材的繁索工序且琵琶背板的制做工序仍无变化，仍繁索复杂，易受潮变形，抗冲击力低，易损坏。

技术实现要素：

5.本发明的目的是设计一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法，能大幅度减少木材用量，具有成本低、耐潮湿、抗冲击、使用寿命长的优点。
6.为此, 一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法,包括如下步骤：一种用化木组合材料制备的琵琶：背板用聚氨酯材料制成；用聚氨酯制成的背板呈开口半梨形，背板开口沿的内边上部设有供音板周边卡卧的凹槽，背板的上端边设有榫头，琴头夹杆的下端与榫头连接；背板的厚度和重量受背板模具及聚氨酯量控制；音板、琴头夹杆、音梁用木材制成；一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法，包括如下步骤：（1）准备阶段：准备聚氨酯发泡设备、组合主料和背板模具；组合主料是由下述重量份的a、b组份材料组成：
a组份材料：聚醚多元醇90～100份、催化剂0.3～0.8份，去离子水0.3～0.6份,浆1.0～1.5份；b组份材料：异氰酸酯42～48份；（2）将a组份材料加入混合罐中，罐温30～40℃，进行搅拌，搅拌器为锚式搅拌器，转速80～120转/min，搅拌混合4～8h后，静置12h,将静置后的a组份料加入到高压聚氨酯浇注机a组份料罐中搅拌，罐中恒温22℃～30℃，搅拌器转速40～60转/min，搅拌15～20min停止搅拌，得a料；（3）将b组份材料加入混合罐中，罐温30℃～40℃，进行搅拌，搅拌器为锚式搅拌器，转速60～80转/min，搅拌混合1～2h后，静置1h，将静置后的b组份材料加入到高压聚氨酯浇注机b组份料罐中，罐中恒温22℃～30℃，充入氮气，得b料；（4）ab料混合胶液，按a料羟值、酸值，b料nco含量计算理论合适比例，计算出一个背板产品体积比、重量比，取a料、b料的体积比为1:0.88；b料比重1.23，a料比重1.08，取a料、b料的重量比为1:1；计算出所生产一个背板产品的体积，再根据一个背板产品密度要求，计算出一个背板产品重量，作为所需配置ab料混合胶液的重量，再计算出取a料、b料的各自所需重量，得一个背板产品的ab胶液混合胶液中a料、b料所占量；（5）高压注胶机调整：(a)做吐出测试，分别打开储存a、b料的混合罐中的计量阀，设定统一时间、压力，计量吐出胶液量，并根据计量吐出胶液量调整，使吐出a、b料胶液量的重量比为1:1；(b)进行吐出胶液量验证，将吐出胶液量置验证容器，观察起发速度和混合状态是否符合制备要求，合格可进行模具浇注程序；（6）将模具进行水浴加热，加热至55～65℃，并保持恒温，同时将模具的模腔清理干净，在模腔内喷涂水性脱模剂，喷涂计量控制在5～8g/m
³
,将模具关合,气缸压力控制在4兆帕以上；（7）注胶生产工序：(a)检测机器、模具、胶液均符合要求，开始注胶，设定所需胶液量，将高压聚氨酯浇注机的注射头插入模具注料口或开模注入，启动注胶按键将胶液在30s内全部注入模具中，迅速拔出注胶，将模具注胶口封堵关闭；或关闭模具；(b)启动模具固定台将模具上下旋转2周，时间10s，停止模具静置8～10min后，待胶液熟化稳定，开启模具，取出产品，放置室温10～20min冷却后，开始利用修边剪清理产品边角毛边及排气孔，将修剪完成的产品放置周转箱内转至恒温室进行后期定型固化，得聚氨酯制成的背板；（8）用木材制备音板、琴头夹杆、音梁和传统材料制作琴头、复手、琴品、弦轴；（9）制备化木组合材料琵琶，在背板凹陷壳内呈间隔距离用粘胶粘设两音梁，两音梁的上端面与背板的边凹槽底面在同一平面上，用粘胶将琴头夹杆下端与背板的榫头连成一体，榫头位于琴头夹杆下端内，将音板周边及对应部的下端用粘胶粘设在背板的凹槽内及两音梁的上端面上，凉置72小时，待胶干；
在带有音板及琴头夹杆、琴头及背板上设复手、琴品、弦轴、琴弦，得化木组合材料琵琶。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述的计算出一个产品体积比、重量比中，取a料、b料的体积比为1:0.88；取a料、b料的重量比为1:1是指进入模具中制做一个琵琶背板所用的体积比和重量比。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述的制成的聚氨酯背板的开口半梨形底部的背板壁的厚度与上部背板壁的厚度相同，或不相同。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述的聚醚多元醇中三官能团聚醚占40～60份，高官能团聚醚占40～60份，聚醚多元醇为羟值250mgkoh/g，酸值0.015mgkoh/g,水分0.04%，不饱和度0.006maeq/g,密度1.0g/cm
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,粘度800mpa.s, oh1500/g, 浅酒红透明液体。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述的催化剂为三乙烯二胺。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述的异氰酸酯选用商品名称为mc-400hw，韩国锦湖三井化学株式会社生产。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述的异氰酸酯中包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯 30～50份，4，4＇-亚甲基双（异氰酸苯酯）45～55份，4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯 5～10份。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述的粘胶为双组份拼板胶。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述的浆包括注塑用粉。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述的音板周边的形状与背板开口沿的内边上部的凹槽形状适配。
16.上述方法达到了本发明的目的。
17.本发明与现有技术相比，有以下优点和积极效果：（1）本发明能大幅度减少琵琶的木材用量，本发明较传统天然木材琵琶节省天然木材90%，天然木材耗费量大幅度减少，利于生态环境的改善。
18.（2）本发明具有成本低、耐潮湿、抗冲击、使用寿命长的优点，本发明可节约制作成本60%，本发明较传统天然木材琵琶的价格下降50%，节约制作工期80%，且耐潮湿、抗冲击、使用寿命延长4倍，有较好的经济效益。
19.（3）本发明较传统天然木材琵琶的音、音量、手感等指标没有变化，加之较低的价格，利于我国传统弹拨乐器在青少年中的普及。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的背板和音梁结构示意图；图3是本发明的背板和音梁装配结构示意图；图4是本发明的琴头夹杆的侧面结构示意图；图5是本发明的琴头夹杆的正面结构示意图；图6是本发明的装配后结构示意图；图7是图6中的a-a结构示意图。
具体实施方式
21.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、装置、设备、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
22.实施例1：如图1至图6所示，一种用化木组合材料制备的琵琶：背板3用聚氨酯材料制成；用聚氨酯制成的背板呈开口半梨形，背板开口沿的内边上部设有供音板7侧边卡卧其内的凹槽12，背板的上端边设有榫头11，琴头夹杆的下端与榫头连接。背板的厚度和重量受背板模具及聚氨酯量控制。音板7、琴头夹杆2、音梁9用木材制成；琴头的背板上设复手6、琴品4、弦轴8、琴弦5均用传统材料制成。
23.一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法，包括如下步骤：准备聚氨酯发泡设备、组合主料和背板模具；组合主料是由下述重量份的a、b组份材料组成。
24.配制a组份材料：聚醚多元醇100 kg、催化剂0.8 kg，去离子水0.6 kg、黑浆1.5kg。其中聚醚多元醇中三官能团聚醚占40～60份，高官能团聚醚占40～60份，聚醚多元醇为羟值250mgkoh/g，酸值0.015mgkoh/g,水分0.04%，不饱和度0.006maeq/g,密度1.0g/cm
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,粘度800mpa.s, oh1500/g, 浅酒红透明液体。催化剂为三乙烯二胺。浆为注塑用粉。
25.将上述4种材料加入混合罐中，罐温控制在35℃，进行搅拌，搅拌器为锚式搅拌器，转速100转/min，搅拌混合6h后静置12h,将静置后的a组份材料加入到高压聚氨酯浇注机的a组份材料的料罐中恒温30℃，搅拌器转速控制在5转/min，再搅拌18min停止，得a料，待用。
26.配制b组份材料：异氰酸酯48份。其中：异氰酸酯中包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯 30～50份，4，4＇-亚甲基双（异氰酸苯酯）45～55份，4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯 5～10份。异氰酸酯可选用商品名称为mc-400hw，韩国锦湖三井化学株式会社生产。
27.将b组份材料加入混合罐中，罐温35℃，进行搅拌，搅拌器为锚式搅拌器，转速60～80转/min，搅拌混合2h后，静置1h，将静置后的b组份材料加入到高压聚氨酯浇注机b组份料罐中，罐中恒温30℃，充入氮气，得b料；按a料羟值、酸值，b料nco含量计算理论合适比例，计算出进入一个模具的一个琵琶背板产品的体积比、重量比为a料、b料的体积比为1:0.88； a料、b料的重量比为1:1。若计算得一个琵琶背板的体积为0.0045m
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,密度为0.6g/m
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,算出需要ab混合胶液2.7kg，其中a料1.35kg，b料1.35kg。
28.做吐出测试，分别打开储存a、b料的混合罐中的计量阀，计量阀开启时间20秒、压力4兆帕，储存a、b料的混合罐中的计量阀吐出胶液量分别为a料1.35kg，b料1.35kg，得吐出a、b料胶液量的重量比为1:1。进行吐出胶液量验证，将吐出胶液量置验证容器，观察起发速度和混合状态是否符合制备要求，合格可进行模具浇注程序。
29.将模具进行水浴加热，加热至60℃，并保持恒温，同时将模具的模腔清理干净，在模腔内喷涂水性脱模剂，喷涂计量控制在5～8g/m
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,将模具关合,气缸压力控制在4兆帕。检测机器、模具、胶液均符合要求，开始注胶，设定所需胶液量，将高压聚氨酯浇注机的注射
头插入模具注料口，启动注胶按键使a、b料的混合罐中的计量阀开启20s，将a、b料胶液同时全部注入模具中，而后迅速拔出注胶，将模具注胶口封堵关闭；若模具为开模形式则将a、b料胶液同时全部注入模具中后，将模具关闭。
30.启动模具固定台将模具上下旋转2周，时间10s，停止模具静置9min后，待胶液熟化稳定，开启模具，取出产品，放置20℃室温15min冷却后，开始利用修边剪清理产品边角毛边及排气孔，将修剪完成的产品放置周转箱内转至20℃恒温室进行后期定型固化，定型固化12h，得聚氨酯制成的背板。
31.制成的聚氨酯背板的底部背板壁31的厚度与上部背板壁的厚度相同，或不相同；从而可以根据需要控制背板的共鸣效果。
32.用木材制备音板7，音板周边的形状与背板开口沿的内边上部的凹槽形状适配。用木材制备琴头夹杆2、音梁9和传统材料制作琴头1、复手6、琴品4、琴弦5、弦轴8。
33.制备化木组合材料琵琶，在背板3凹陷壳内呈间隔距离用粘胶粘设两音梁，两音梁的上端面与背板的边凹槽底面在同一平面上，粘胶选用双组份拼板胶，用粘胶将琴头夹杆下端与背板的榫头11连成一体，榫头位于琴头夹杆下端内，将音板周边及对应部的下端用粘胶粘设在背板的凹槽12内及两音梁的上端面上，凉置72小时，待胶干；在带有音板及琴头夹杆、琴头及背板上设复手、琴品、弦轴、琴弦，得化木组合材料琵琶。各弦轴8分别插设在琴头夹杆2上弦轴孔10，钢制琴弦5的一端位于音板上端面下部的复手上，钢制琴弦5的另一端缠绕在对应的弦轴上，众多个琴品固定在弦轴下端的音板上端面上。经检验合格，得一把化木组合材料制备的琵琶。
34.本发明质量验收及对比数据见表1：表1：本发明与常规木材琵琶对比表
由上述表1中的数据可看出，实施例1中本发明与常规木材琵琶相比在音、手感相同情现下，还具有不受环境温湿度影响、韧性强、不开裂、使用年限长、成本低的优点。
35.实施例2：与实施例1不同的是：配制a组份材料：聚醚多元醇95kg、三乙烯二胺0.5 kg，去离子水0.4 kg、深红粉1.1 kg；配制b组份材料：异氰酸酯45 kg。
36.制成的聚氨酯背板的底部背板壁31的厚度与上部背板壁的厚度不相同；如：制成的聚氨酯背板的底部背板壁31(为开口梨形底部)的厚度为1.5mm, 则上部背板壁的厚度为4～5mm。
37.从而可以根据需要控制背板的共鸣效果。
38.其余结构和方法与实施例1相同，故不再累述。
39.实施例3：与实施例1不同的是：配制a组份材料：聚醚多元醇90 kg、催化剂0.4 kg、去离子水0.5 kg、浆1.3 kg。
40.b组份材料：异氰酸酯43 kg。
41.其余结构和方法与实施例1相同，故不再累述。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，例如可应用于对普通公路路面唧浆、基层损坏、路面网裂沉陷等病害的修理、改造中。
43.上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入
要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法,其特征在于，包括如下步骤：一种用化木组合材料制备的琵琶：背板用聚氨酯材料制成；用聚氨酯制成的背板呈开口半梨形，背板开口沿的内边上部设有供音板周边卡卧的凹槽，背板的上端边设有榫头，琴头夹杆的下端与榫头连接；背板的厚度和重量受背板模具及聚氨酯量控制；音板、琴头夹杆、音梁用木材制成；用化木组合材料制备乐器琵琶的方法，包括如下步骤：（1）准备阶段：准备聚氨酯发泡设备、组合主料和背板模具；组合主料是由下述重量份的a、b组份材料组成：a组份材料：聚醚多元醇90～100份、催化剂0.3～0.8份，去离子水0.3～0.6份,浆1.0～1.5份；b组份材料：异氰酸酯42～48份；（2）将a组份材料加入混合罐中，罐温30～40℃，进行搅拌，搅拌器为锚式搅拌器，转速80～120转/min，搅拌混合4～8h后，静置12h,将静置后的a组份料加入到高压聚氨酯浇注机a组份料罐中搅拌，罐中恒温22℃～30℃，搅拌器转速40～60转/min，搅拌15～20min停止搅拌，得a料；（3）将b组份材料加入混合罐中，罐温30℃～40℃，进行搅拌，搅拌器为锚式搅拌器，转速60～80转/min，搅拌混合1～2h后，静置1h，将静置后的b组份材料加入到高压聚氨酯浇注机b组份料罐中，罐中恒温22℃～30℃，充入氮气，得b料；（4）ab料混合胶液，按a料羟值、酸值，b料nco含量计算理论合适比例，计算出一个背板产品体积比、重量比，取a料、b料的体积比为1:0.88；b料比重1.23，a料比重1.08，取a料、b料的重量比为1:1；计算出所生产一个背板产品的体积，再根据一个背板产品密度要求，计算出一个背板产品重量，作为所需配置ab料混合胶液的重量，再计算出取a料、b料的各自所需重量，得一个背板产品的ab胶液混合胶液中a料、b料所占量；（5）高压注胶机调整：(a)做吐出测试，分别打开储存a、b料的混合罐中的计量阀，设定统一时间、压力，计量吐出胶液量，并根据计量吐出胶液量调整，使吐出a、b料胶液量的重量比为1:1；(b)进行吐出胶液量验证，将吐出胶液量置验证容器，观察起发速度和混合状态是否符合制备要求，合格可进行模具浇注程序；（6）将模具进行水浴加热，加热至55～65℃，并保持恒温，同时将模具的模腔清理干净，在模腔内喷涂水性脱模剂，喷涂计量控制在5～8g/m
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,将模具关合,气缸压力控制在4兆帕以上；（7）注胶生产工序：(a)检测机器、模具、胶液均符合要求，开始注胶，设定所需胶液量，将高压聚氨酯浇注机的注射头插入模具注料口或开模注入，启动注胶按键将胶液在30s内全部注入模具中，迅速拔出注胶，将模具注胶口封堵关闭；或关闭模具；(b)启动模具固定台将模具上下旋转2周，时间10s，停止模具静置8～10min后，待胶液
熟化稳定，开启模具，取出产品，放置室温10～20min冷却后，开始利用修边剪清理产品边角毛边及排气孔，将修剪完成的产品放置周转箱内转至恒温室进行后期定型固化，得聚氨酯制成的背板；（8）用木材制备音板、琴头夹杆、音梁和传统材料制作琴头、复手、琴品、弦轴；（9）制备化木组合材料琵琶，在背板凹陷壳内呈间隔距离用粘胶粘设两音梁，两音梁的上端面与背板的边凹槽底面在同一平面上，用粘胶将琴头夹杆下端与背板的榫头连成一体，榫头位于琴头夹杆下端内，将音板周边及对应部的下端用粘胶粘设在背板的凹槽内及两音梁的上端面上，凉置72小时，待胶干；在带有音板及琴头夹杆、琴头及背板上设复手、琴品、弦轴、琴弦，得化木组合材料琵琶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的计算出一个产品体积比、重量比中，取a料、b料的体积比为1:0.88；取a料、b料的重量比为1:1是指进入模具中制做一个琵琶背板所用的体积比和重量比。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的制成的聚氨酯背板的开口半梨形底部的背板壁的厚度与上部背板壁的厚度相同，或不相同。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的聚醚多元醇中三官能团聚醚占40～60份，高官能团聚醚占40～60份，聚醚多元醇为羟值250mgkoh/g，酸值0.015mgkoh/g,水分0.04%，不饱和度0.006maeq/g,密度1.0g/cm
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,粘度800mpa.s, oh1500/g, 浅酒红透明液体。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的催化剂为三乙烯二胺。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的异氰酸酯选用商品名称为mc-400hw，韩国锦湖三井化学株式会社生产。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的异氰酸酯中包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯 30～50份，4，4＇-亚甲基双（异氰酸苯酯）45～55份，4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯 5～10份。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的粘胶为双组份拼板胶。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的浆包括注塑用粉。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的音板周边的形状与背板开口沿的内边上部的凹槽形状适配。

技术总结

本发明属于一种用化木组合材料制备乐器琵琶的方法，背板用聚氨酯材料制成；用聚氨酯制成的背板呈开口半梨形，背板开口沿的内边上部设有供音板侧边卡卧其内的凹槽，背板的上端边设有榫头，琴头夹杆的下端与榫头连接；背板的厚度和重量受背板模具及聚氨酯量控制；音板、琴头夹杆、音梁用木材制成。方法包括配制A、B组份材料、测算背板需要AB混合胶液、注胶生产工序等。本发明能大幅度减少木材用量，具有成本低、耐潮湿、抗冲击、使用寿命长的优点。使用寿命长的优点。使用寿命长的优点。