学术探讨
Academic research
提琴油漆技术的秘密
Update: 2011/3/18
提琴油漆被视为古老的意大利提琴的最重要的秘密。300百多年来许许多多提琴制作家、化学家、物理学家都孜孜不倦地做了大量的实验和工作,希望能够揭开这个秘密,虽然不断有人报告他们的实验取得了成功,但是不幸的是古意大利油漆的美丽的光泽和特殊的质地,再也没有在世界上重新出现,只有法国的著名提琴制作家维约姆(1798~1875年)在几十年的反复试验后接近了这个秘密的边缘,但他的经验和发现也没有流传下来,在他逝世时,他把这些都带走了,留给我们的只是空白和100多年的重新探索。
古意大利提琴的油漆之所以为人们所推崇,一方面是它有非常美丽的外观,另一方面是它对提琴的声音的影响。我们知道一般的涂料、油漆有保护的装饰的两重功能,但是提琴油漆因对其声学性能的影响而增加了第三项功能。
保护功能是指油漆能保护木制品的表面,使其在使用过程中不被弄脏,减少木材的表面与空气和光线的接触以减缓木材的老化,起到延长乐器使用寿命的作用。从保护功能的需求出发,要求油漆有一定的硬度,有较强的附着力,有较强的耐磨性,有较好的耐冲击性。而有时这些性能与提琴油漆的其他功能所要求的性能有冲突,只能服从总体的要求。
装饰则是为了使乐器更加美观,增加乐器的艺术性,由此也增加了乐器的艺术价值。提琴油漆的装饰性能也在一定程度上反映了提琴制作者的审美观。由于提琴是用带有非常漂亮的木纹制成的乐器,保留木材的纹理是对提琴油漆的装饰性的首要需求。普通涂料和油漆所要求的透明度和丰满度对提琴油漆有其特殊的意义。提琴油漆要求的折光率为1.4~1.5,与木材的折光率要尽可能地一致。提琴油漆的丰满度要好,如果在提琴上涂上过厚的油漆,对其发音会有不利的影响。提琴油漆要有一定的光亮度,但又要有一定的分寸,不能光亮的刺眼。在普通涂料工业中较为重要的色泽指标,对提琴油漆来说倒不是很重要,因为大多数提琴的颜色中有较多的黄色。着色也是提琴油漆的一个很特殊的问题,因为按照传统的方法,提琴的颜色都使用紫檀、龙血、藤黄、姜黄等天然颜料(或染料),这些种类的颜料在现代涂料工业中早就被淘汰了,只有提琴制作行业还在使用。这是因为天然颜料的颜色较自然,较易为人接受。在长期保存和使用后,天然颜料会褪色或变色,但是褪色、变色后的颜色依然很自然。不像有些合成颜料在新的时候颜色还可以,在使用一段时间开始褪色的时候就变得非常难看。在几百年前交通还不象现在这样发达的时候,提琴制作者活动的范围较小,能得到的颜料的种类相对较少。因此,一个地区,一个家族,一个学派,往往使用类似的颜料来给乐器上色。所以乐器的特定的颜色往往也反映了乐器的地方性、派别和家族、师承的特征,成为鉴定家在鉴定乐器时重要的依据。
提琴油漆最重要的性能之一是它对提琴的声学品质的影响。在这个问题上也有两种观点,一种意见认为古意大利琴之所以与现代提琴不同,油漆起了关键性作用。它能过滤高频率的声波, 使提琴的声音变得干净、柔美。另一种意见认为油漆对提琴的声音有影响但并不是很重要,最重要的是油漆——木材处理,涂刷在琴体表面和内腔的各种木材处理剂,才是影响提琴声音的关键。无论是那一种意见都不能否认油漆表面涂层对提琴的外观和声音的重要作用。至于影响的程度,只能在将来继续探讨了。
对于古意大利提琴油漆的基本成分的看法,众说纷纭,但是基本上可以分为两类,一种看法认为它是一种油基树脂漆,即是以干性油和树脂作为基本成膜材料,以松节油、氧化松节油和其他的一些溶剂作为辅助材料的涂料。为了使干性油充分地干燥,在配制油漆时除了使油脂预先聚合之外,还使用了各种金属盐类作为干燥剂,有时也使用光——紫外线来加快它的干燥速度,这类油漆通常使用硬树脂,一般认为它们是黄琥珀或白琥珀,或者由古巴树脂等。这种类型的油漆,在历史上曾经有一段时间被广泛地使用,在意大利教堂的木制唱诗台和座椅上和那个时代留下来的古旧家具上,我们可以看到和小提琴上使用的同样质地的油漆。这种制造油漆的工艺,一直保留到今天,只是天然树脂被合成树脂所替代而已。
持另一种观点的人认为,油基树脂涂料,由于油膜的不断氧化引起的老化、龟裂,是很难维持300年的时间的。既然古意大利琴的油漆能够保存到现在,并保持着它的弹性、光泽、色彩至今还是那样完美,那是由于它是由一些稳定的成膜材料组成的,这些材料就是比油膜材料稳定得多的树脂材料。乙醇或松节油为溶剂,溶化各种软硬不一的树脂,在适当的配比下,达到所需要的漆膜的硬度和光泽度。这样的涂料在溶剂挥发后,在提琴的表面形成相当稳定的漆膜,在调制这种漆时,为了使油漆柔软,并带有丝制的光泽,常使用一些半干性油甚至不干性油,软树脂、蜡和其他物质。
许多科学家通过现代化的分析方法和手段研究古大意利提琴油漆的组成。我们已经非常确切地知道这些油漆的化学的成分甚至其中的微量元素的情况,但是我们还不能够知道,古代提琴的油漆是哪些树脂和油蜡来组成,他们怎样来配制他们的油漆的。现在,世界上大多数制作者根据自已的爱好和经验配制自已的油漆,并保持他们的配方的秘密,也许只有这样才能使提琴制作艺术保持它的色彩,给每一个探索者和成功者带来愉快。
配制提琴油漆所用的材料——成膜材料
配制提琴油漆所用的材料,可以分作成膜材料(树脂和油脂)、颜色材料(颜料和染料)、溶剂、和辅助材料(增塑剂、催干剂)。
松香
松香(Gum Resin)又名松香树脂(Colophony)。主要来自海岸松和长叶松的油状树脂流出液,这两种植物遍布世界。国外的主要产地为西班牙、法国和美国。我国也是出产松香较多的国家之一。
松香根据其来源可分作脂松香和木松香两大类,脂松香的采集是在割开松树树皮之后,用矿物酸和碱处理割口,收集流出的油状树脂,再经过水蒸汽真空蒸馏,其挥发性组分即为松节油,不挥发部分为脂松香。木松香以蒸馏树干、树根或树桩产生,用水蒸气蒸馏除去松节油后用溶剂萘油萃取木质残留物,分离树脂。溶液中的杂质可以用冷却沉淀除去。氧化物通过过滤溶液除去,最后脱色。
商品松香,敲碎时断面呈玻璃状,脆性,块状。色泽从浅黄到棕红。我国的分级标准根据其色泽由浅到深相应分为特级到8级。国际上则从WW级到A级。该树脂可磨成粉末状出售,有特别刺鼻的萜烯气味。
流出的油状树脂的组分,70%为树脂,20%为松节油,10%为不皂化物及水份。在分离提纯之后,松香的主要成为为树脂酸,分子式为C19H29COOH,它有多种异构体,现已查明的有松香酸、海松酸等9种。脂松香和木松香的组成不完全相同,但也相差不大。
新鲜的松香可溶于许多种有机剂,但生成的脆性膜在较低的温度下易软化。与大数的增塑剂相溶性好,然而由于其有机酸度高,故松香更经常在反应改性后使用,如:松香皂或松 酯酸皂:其制备法是与锰、或钴反应成干燥剂,与石灰反应成松香酸钙,通常称为古灰松香。
氧化松香:由熔化的树脂经空气或臭氧化处理形成深色的油溶产品,性能提高。
氢化松香:须高温压力下用氢化催化饱和改进产品性能,其色泽较浅,并较不易变色。
聚合松香:用卤化物或有机酸处理增高粘度,硬化及如上所述改进色泽性能。
松香酯:酯化树旨是最常见的反应生成物,也许属于初级合成树脂或更确切些视为半合成树脂。在1885年开始制备,用高级多元醇加热松香制得一系列产品,其特性在表面兴料工业中非常有用,某些这样的改性松香还可以进一步酯化,生成若干种固体、半固体、和液体材料,然后与合成树脂混合使用,有许多不同的用途。
不同类型、等级和来源的松香分别可溶于:碱水、醇类、醋类、酮类、松节油、酯类、芳香族烃、及氢化烃、聚合及未聚合的干性油。
松香的某些物化常数近似值如下:
酸值 皂化值 碘值 不皂化物 比重 软化/熔化范围
170mg.Koh/g 170mg.Kog/g 190cg.Iz/g. 6% 1.090 70~85℃
松香的用途多且广,从廉价的清漆、油漆介质、印刷油墨、干燥剂、肥皂、合成树脂、纸浆上浆直到油毡和松胶制造。种类繁多的清漆与植物油,共用于水泥、黏合剂、医药、润滑油、润滑脂、油布及屋顶材料等,松香的原始用途是作为海军物资用于嵌填和防水。松香最著名的用途是增加表面磨擦力如小提琴的弓毛与琴弦之间的摩擦等。
在提琴油漆中,松香常被作为成膜树脂材料使用。它的优点是廉价,使用方便,高光泽,透明度高,对提琴的振动没有太大的不利影响。缺点是酸度高,漆膜脆,易破裂,易返粘,耐水性差。因此一般要将松香改性后,与其他树脂配合,才能用于制备提琴油漆。以松香为主要成分的油漆,主要应用于普及提琴和工厂大量生产的提琴,在合成树脂油漆得到发展后,则被聚氨脂类油漆所替代。但是,在高级手工提琴的油漆中,用松香改性制备的松香树使用还是相当普遍的。松香钙皂的制备方法如下:
松香:85%
桐油:8.5%
消石灰:6%
1.松香+桐油 加热到220~235℃
2.加入消石灰,加热到240℃30分钟
3.加热到280~285℃
每次取一点样子,冷却后透明就可以了。松香钙皂的酸值在20以下,熔点在80~100℃。
报道: 郑荃
Reporter: