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Guitar Stories・吉他歷史篇

尼龍弦怎麼製造的:一袋塑膠顆粒、一台像車床的纏弦機,和把弦磨圓的無心研磨⁠

一根古典吉他弦怎麼從尼龍顆粒變成弦?高音弦的擠出、拉伸、雷射量徑與無心研磨(rectified),碳弦的由來,低音弦的多股芯與纏弦機,以及品管、包裝和對學吉他的人的實用意義。

吉他故事館・吉他歷史篇器材發明史・第 26 課盧家宏 著
古典吉他的琴橋:左邊三條是多股尼龍芯外纏鍍銀銅線的低音弦,右邊三條是透明的尼龍單絲高音弦,兩種弦的做法完全不同
古典吉他的琴橋:左邊三條是多股尼龍芯外纏鍍銀銅線的低音弦,右邊三條是透明的尼龍單絲高音弦,兩種弦的做法完全不同

八十多年前,吉他手要自己拿砂紙修一根粗細不均的「假弦」。今天一包尼龍弦拆開就能用,背後是一連串工序:尼龍顆粒熔化擠出、冷卻、拉長好幾倍、熱處理、雷射量直徑,有的再用無心研磨機磨圓;低音弦則先用幾十根細絲撚成一條小繩,再放上像車床一樣的纏弦機,一圈一圈纏上鍍銀的銅線。這篇用弦廠官方資料、專利和研究論文,帶你走一趟一根尼龍弦的製造旅程。

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〈阿爾罕布拉宮的回憶〉Andrés Segovia・官方影片・按了在本站播放

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1940 年的一本音樂雜誌:教你用砂紙修一根「假弦」⁠

1940 年 10 月,美國的音樂月刊《練習曲》(The Etude)登了一篇短文,題目叫〈關於弦的幾個建議〉(Some Tips on Strings)。作者是吉他老師喬治·克里克(George C. Krick)。那時候古典吉他的高音弦還是羊腸做的,他在文章裡教讀者一件今天聽起來有點奇怪的事:怎麼分辨一根弦是「真」的還是「假」的。

方法很簡單。先把弦調到該有的音高,彈第 12 格的泛音,再按住第 12 格彈一次。如果兩個聲音完全一樣,這根弦是「真」的;如果按出來的音比泛音低,代表從第 12 格到琴橋那一段比較粗;如果比較高,就是琴枕到第 12 格那一段比較粗。

發現是假弦怎麼辦?克里克的建議是:拿細的金剛砂紙,夾住比較粗的那一段,一邊磨一邊把弦轉一轉,讓它粗細均勻,磨完再測,直到聲音變「真」為止。他也提到,金屬弦通常都是真的。

換句話說,八十多年前的吉他手,要自己當製弦工廠的最後一道品管。一根弦只要前後粗細差一點點,按在高把位就會走音。羊腸弦是怎麼一刀一刀刮出來、為什麼粗細總是不均,詳見〈最早的吉他弦:一條羊腸、一個義大利山村,和工業時代以前的製弦手藝〉。

今天我們從樂器行買回一包尼龍弦,很少有人需要砂紙。這中間發生了什麼事?尼龍這種材料本身怎麼被發明出來,詳見〈尼龍弦怎麼發明的:一間「不必賺錢」的實驗室、一根玻璃棒拉出的絲,和沒有註冊的名字 nylon〉;尼龍怎麼取代羊腸、紐約製琴師奧古斯丁(Albert Augustine)怎麼在二戰後做出尼龍古典吉他弦、讓塞哥維亞(Andrés Segovia)用上,詳見〈吉他弦的演進:1659 年纏上銀絲的羊腸、軍品店裡的一捲尼龍釣魚線,和迪士尼機器人催生的包膜弦〉。這篇要講的,是另一件比較少人講的事:一根尼龍弦,在工廠裡到底是怎麼做出來的。

從一袋塑膠顆粒開始:工廠裡的原料⁠

尼龍 6 的塑膠顆粒(右邊一堆加了玻璃纖維),工廠做尼龍單絲,就是從這樣的顆粒開始熔化擠出
尼龍 6 的塑膠顆粒(右邊一堆加了玻璃纖維),工廠做尼龍單絲,就是從這樣的顆粒開始熔化擠出

1930 年代末,紐約一家做弦的家族小工廠,開始注意到杜邦(DuPont)公司的一種新材料。根據《今日機械加工世界》(Today's Machining World)2015 年的報導,達達里奧(D'Addario)的執行長吉姆·達達里奧(Jim D'Addario)回憶,杜邦當時做了一種尼龍細絲,原本是給髮梳、牙刷和掃把用的。

家族的人覺得,這種東西拿來做豎琴弦和古典吉他的高音弦應該很合適。祖父查爾斯(Charles)有一位朋友,是有名的豎琴家卡洛斯·薩爾塞多(Carlos Salzedo),他給了不少怎麼處理這種新材料的意見。整個 1940、1950 年代,他們一邊賣,一邊改。

那時候的弦廠,多半是向別人買現成的尼龍絲回來加工。七十多年後,情況又變了一次。The Music Zoo 樂器行 2015 年 3 月參觀達達里奧位在紐約長島法明代爾(Farmingdale)的工廠,報導說公司準備從「生的、還沒拉伸過的尼龍」開始,自己做尼龍吉他弦,這是他們以前沒有做過的。

今天達達里奧的官網寫得很清楚:他們有一條自己的單絲擠出生產線,是專門為了生產樂器弦而建的。古典吉他弦就在紐約的工廠裡照規格拉製。一根弦的旅程,就從這種原料開始。

工業用的尼龍原料,通常是一粒一粒像米粒或小圓柱的塑膠顆粒,裝在大袋子裡運到工廠。尼龍有很多種,編號不同,原料和性質也不同。吉他弦用的是哪一種,各家弦廠大多不公開。

英國劍橋大學工程系的吉姆·伍德豪斯(Jim Woodhouse)和研究者尼可拉斯·林奇-艾爾德(Nicolas Lynch-Aird)在 2017 年發表的研究,就碰到了這個問題。他們量了十幾條尼龍豎琴弦,發現細的弦和粗的弦密度明顯不同,一組大約每立方公尺 1,067 到 1,097 公斤,另一組大約 1,134 到 1,159 公斤。他們推測,這兩組弦的配方不同,甚至連基礎的聚合物都不一樣。

也就是說,同一個牌子、同一套弦裡,不同粗細的弦,可能用的是不同的尼龍。廠商不說,研究者只能從量測結果去推。這也是為什麼,換了一個牌子的弦,手感和聲音常常差很多。

擠出:把熔化的尼龍從小孔裡擠成一條線⁠

一台塑膠擠出機:原料從料斗進入,加熱推送後從模口擠出,左側接著冷卻水槽;尼龍弦的擠出也是同樣的原理
一台塑膠擠出機:原料從料斗進入,加熱推送後從模口擠出,左側接著冷卻水槽;尼龍弦的擠出也是同樣的原理

尼龍顆粒進了工廠,第一步是「擠出」(extrusion)。原理有點像擠牙膏。維基百科「塑膠擠出」條目說明:顆粒從上方的料斗倒進去,在一根加熱的長管子裡被螺桿往前推,一邊推一邊熔化,最後從前端一個小孔擠出來,變成一條又軟又熱的細線。

擠出來的線還是半熔的,必須馬上冷卻定型。各家弦廠的實際溫度和速度都不公開,但可以從專利裡看到這一行的做法。一份美國外科公司(United States Surgical)1992 年申請的專利,講的是用尼龍做手術縫線(實例用的是尼龍 6),和吉他高音弦一樣都是尼龍單絲。專利寫道:熔化的單絲從噴絲板出來,進入裝著水的冷卻槽凝固,水溫大約 35 到 45°C;噴絲板到水面的距離,最好在 1 到 20 公分之間。

剛離開噴嘴、還沒冷卻的這一小段,是最怕被打擾的時候。日本吳羽化學(Kureha)在 1987 年申請的一份樂器弦專利裡,甚至要在噴嘴和冷卻槽之間包上隔熱罩和布罩,為的就是讓剛擠出來的樹脂「不受擾動」。

冷卻以後,線就變硬了,可是這時候它還不能當弦。裡面的長分子還是亂七八糟纏在一起,拉一下就會變形。下一步,要讓這些分子排隊。

在這個階段,現代弦廠多了一雙眼睛。達達里奧官網說,他們用「雙軸雷射測微儀」在擠出過程中連續監測,控制弦的直徑和「同心度」,也就是弦的截面圓不圓、是不是到處一樣粗。兩個方向同時量,線是不是變扁、變粗,隨時都看得到。

1940 年克里克要讀者用耳朵和砂紙做的事,現在在弦還沒成形以前,就由雷射一路盯著。

拉伸:讓分子排隊,弦才會又韌又穩⁠

尼龍之所以能當弦,關鍵在「拉」。把冷卻後的尼龍線用力拉長好幾倍,裡面的長分子會順著同一個方向排整齊,線就變得又強韌、又有彈性。這個現象怎麼在杜邦的實驗室裡被發現,詳見〈尼龍弦怎麼發明的:一間「不必賺錢」的實驗室、一根玻璃棒拉出的絲,和沒有註冊的名字 nylon〉,這裡只看工廠怎麼做。

工廠裡的拉伸,靠的是一組轉速不同的滾輪,業界叫「導絲輥」。前面那組轉得慢,後面那組轉得快,線夾在中間,就被拉長了。前面那份縫線專利寫道:拉伸倍率大約 3 到 5 倍,比較粗的單絲在 60 到 98°C 的熱水槽裡拉。

吳羽化學那份樂器弦專利,用的材料雖然不是尼龍,而是後面會講到的氟碳,但流程幾乎一樣,而且寫得更細。專利裡的一個實例是這樣的:材料在 280°C 熔化,從 1 公釐的噴嘴擠出,先在 160°C 的甘油槽裡拉長 5.4 倍,再拉 1.2 倍,得到 0.65 公釐粗的單絲。

拉完還沒結束。專利接著把這條單絲放進 170°C 的甘油裡做熱處理,它稍微收縮,最後變成 0.63 公釐。這一步叫「熱處理」或「退火」,目的是把拉伸時留在材料裡的內應力放掉,讓弦以後比較不會亂伸長。縫線專利裡也有同樣的步驟:最後一組滾輪故意轉得比較慢,讓線放鬆,再送進 120 到 180°C 的熱風爐,線會縮回原來長度的八成五到九成七,專利說最好是九成五左右。

法國弦廠 Savarez 在豎琴弦型錄裡,用比較白話的方式說這件事。他們說,二次大戰後他們把尼龍用在豎琴弦上,關鍵是「改變尼龍分子之間的連結」,藉此控制弦的伸長量,也控制它的彈性和剛性,讓手指按下去既有彈性又有抵抗力。

拉多少倍、用多少溫度、要不要熱處理,每一個數字都會改變弦的手感、音色和穩定度。這些是各家弦廠最不願意公開的祕方。我們能確定的只有一件事:一根古典吉他的高音弦,是被熱過、拉過、再熱過的尼龍。

量直徑:差一點點,就會走音⁠

為什麼弦的粗細那麼重要?十七世紀的法國學者梅森(Marin Mersenne)整理出弦振動的規律:弦越長、越重,音越低;拉得越緊,音越高。今天叫「梅森定律」。

把這個規律反過來看:在吉他上,弦長是固定的,音高也是固定的,那麼一根弦需要多大的張力,就由它每公分有多重來決定。弦粗一點,就重一點,要拉得更緊才能到同一個音。所以包裝上的「低張力、一般張力、高張力」,在材料相同的情況下,差別主要就在粗細。

以達達里奧一般張力的 Pro-Arté EJ45 為例,官網張力表寫著:第一弦 16.2 磅、第二弦 12.0 磅、第三弦 11.9 磅,第四到第六弦分別是 15.6、15.9、14.2 磅。六條加起來大約 85.8 磅,差不多 39 公斤,全都拉在琴頸和琴橋之間。

如果一根弦前半段粗、後半段細,問題就來了。按在不同格子上,振動的那一段粗細不同,音準就跟著跑掉,這正是克里克說的「假弦」。古典吉他老師道格拉斯·尼德(Douglas Niedt)在他的教學網站上說,弦在長度方向上只要直徑或材料性質有一點偏差,或表面有粗糙的地方,就會在指板某些位置不準;就算是剛拆封的新弦,也可能有瑕疵。

吳羽化學在一份樂器弦專利裡,替自家的新弦訂的目標是:每公尺直徑不均小於 5%,最好小於 2%;真圓度大於 95%,最好大於 97%。專利還說,用這種材料做古典吉他第一弦,大約 0.6 公釐粗就合適。

研磨:Rectified 和 Clear 的差別⁠

無心研磨的示意圖:工件放在托板上,夾在磨輪與調整輪之間一邊轉一邊被磨圓;達達里奧、Savarez 都說他們的研磨(rectified)尼龍弦用的是這種方法
無心研磨的示意圖:工件放在托板上,夾在磨輪與調整輪之間一邊轉一邊被磨圓;達達里奧、Savarez 都說他們的研磨(rectified)尼龍弦用的是這種方法

如果擠出來的弦還不夠圓、不夠均勻,最直接的辦法,就是把它磨一磨。這個古老的想法,在弦廠裡叫「研磨」,英文是 rectified,原本的意思是「矯正」。

Savarez 的豎琴弦型錄,把這個技術的演進寫成三個階段。最早是工人拿砂紙用手磨,和克里克教讀者的方法差不多;後來改用一種裝置,讓幾片可以移動的夾板,沿著一根正在旋轉的弦來回移動;今天用的,是「無心研磨機」,再加上雷射控制直徑。Savarez 的官方歷史也說,1930 年代尼龍出現以後,他們引進了研磨、定徑和檢測的現代技術;1950 年推出研磨過的尼龍高音弦。

「無心研磨」聽起來很玄,其實原理不難。一般車床加工圓棒,要用兩個尖頭頂住工件的中心;無心研磨不用頂,工件直接放在一塊托板上,夾在兩個輪子中間:一個是高速旋轉、負責磨削的砂輪,另一個是轉得比較慢、負責帶著工件轉動的調整輪。工件一邊轉一邊被磨,哪裡凸出來就先被磨掉,最後自然變得又圓又直。

達達里奧的 Pro-Arté Rectified 系列,官網說明高音弦是用無心研磨磨過的;另一家紐約老牌 La Bella 也有研磨高音弦。

研磨不只是把弦變圓。林奇-艾爾德和伍德豪斯量的豎琴弦,正好就是無心研磨過的尼龍弦;他們在報告裡提到,弦的表面似乎有一層和內部不同的薄層,作者推測可能就是研磨造成的。至於手感和聲音,廠商的說法是:研磨弦摸起來帶一點紋理,聲音比較溫暖。

沒有研磨的弦,就是擠出、拉伸後直接用的,表面光滑透亮。包裝上常見的「clear nylon」是指透明尼龍,和黑色尼龍相對,不一定代表沒研磨;達達里奧就有一款「Rectified Clear Nylon」。研磨弦多了一道工序,表面不再那麼透亮。

兩種都對,只是取捨不同。Savarez 的型錄點出了研磨另一個實際的好處:以前要做出精確的粗細很難,可選的直徑很有限;有了研磨,弦廠可以提供更多種粗細,讓樂手按照樂器和自己的手,挑最合適的張力。

透明的、黑色的:顏色裡藏著配方⁠

透明尼龍高音弦在琴橋打結處的特寫,表面光滑透亮
透明尼龍高音弦在琴橋打結處的特寫,表面光滑透亮

走進樂器行,古典吉他弦的高音不一定都是透明的,也有黑色的,例如達達里奧就有黑尼龍系列。

黑色是怎麼來的?最直接的答案是染色,但各家怎麼染、用什麼染料,同樣不公開。據 Inside Guitar 網站的文章轉述,林奇-艾爾德做過一個小實驗:他拿杜邦出產的透明、紅色和黑色三種尼龍豎琴弦來比,粗細大約是 1.13、1.17 和 1.28 公釐。

據這篇文章轉述,結果出乎一般人的想像。三種弦的彎曲剛性,也就是和聲音明亮度有關的那個性質,看不出明顯差別;倒是黑色那條,對溫度變化比較不敏感,透明和紅色的反應則差不多。

轉述這個實驗的文章提醒:染色可能會影響尼龍弦的某些性質,影響多大要看用的是什麼染料;有顏色的弦,甚至可能根本是另一種聚合物,只是外觀不同。廠商很少公開配方和製法,樂手能做的,就是自己彈、自己比。

另一個常被忽略的事實是:透明和黑色,常常也代表不同的粗細和張力。上面那三條弦,黑色的就比透明的粗了將近 0.15 公釐。所以比較不同顏色的弦時,別忘了它們的粗細和張力可能本來就不一樣。

Savarez 的豎琴弦,則是另一種用法:同一種粗細,除了原色之外,還做紅色和藍色,型錄說這是為了讓豎琴手更容易選配 C 弦和 F 弦。顏色在這裡不是為了聲音,而是為了讓手指不迷路。

碳弦:從一條日本釣魚線開始⁠

聚偏二氟乙烯(PVDF)的化學結構,含氟、比尼龍重,就是俗稱「碳弦」的材料
聚偏二氟乙烯(PVDF)的化學結構,含氟、比尼龍重,就是俗稱「碳弦」的材料

1971 年,日本的吳羽化學推出了一種叫 Seaguar 的釣魚線。吳羽官網說,這是世界第一條用氟碳,也就是聚偏二氟乙烯(PVDF)做的釣魚線。它比重高、沉得快,折射率接近水,在水裡不容易被魚看見,而且幾乎不吸水。

十幾年後,吳羽的研究人員把同一種材料拿到了吉他上。1986 年,他們在日本申請專利,隔年在美國申請〈樂器用弦〉(String for a musical instrument),1989 年核准。專利裡說得很直接:尼龍會吸水,吸了水音色就會隨時間改變,很難調音,聲音也會變得模糊。

PVDF 最大的不同是重。專利實例量到的比重是 1.78,而拿來比較的市售尼龍弦只有 1.14。林奇-艾爾德和伍德豪斯 2018 年的量測也差不多:氟碳弦的密度大約每立方公尺 1,729 到 1,819 公斤,尼龍只有 1,072 到 1,159 公斤。比較重的弦,要到同一個音、同一個張力,就可以做得比較細。這就是俗稱「碳弦」的弦,看起來總是比尼龍弦細一號的原因。

做法上,碳弦和尼龍弦是同一條路:熔化、擠出、冷卻、拉伸、熱處理。前面提到的 280°C、甘油槽、拉伸 5.4 倍和 1.2 倍,就是吳羽這份專利的實例。專利還提到,可以在每公尺加撚 40 到 200 次,讓音色更好。

法國的 Savarez 則開發了自家稱為 Alliance 的材料。他們的豎琴弦型錄說,花了七年研究,找到一種密度和羊腸一樣的分子。可是原始的纖維有兩個毛病:一是強度不夠,撐不住粗豎琴弦高達 35 公斤的張力;二是會「纖維化」,拉緊以後變白、變霧,表面起細毛,幾個小時後就斷。型錄說,他們調整分子之間的連結和結晶程度,讓它的伸長和彈性和羊腸一樣,並靠自家的製程技術解決了強度和纖維化的問題。

今天許多弦廠都有碳弦。不過要提醒一句:碳弦的「碳」不是碳纖維,它是一種含氟的塑膠。

低音弦(一):先做一條很細的「繩子」⁠

高音弦是一根實心的線,低音弦就完全是另一回事。打開一包古典吉他弦,第四到第六弦外面是一圈一圈銀色的金屬,裡面的芯卻不是一根尼龍,而是很多根比頭髮還細的尼龍絲,撚在一起,像一條迷你的繩子。業界叫它「多股芯」(multifilament)。

The Music Zoo 2010 年參觀達達里奧工廠時寫道:古典吉他的纏弦,是在多股的尼龍芯外面,纏上鍍銀的銅線,尾端做成一個環,而不是鋼弦常見的金屬小球。達達里奧另一個 Dynacore 系列,官網說明它的芯是撚過的多股複合材料。

這條「繩子」怎麼做?吳羽 1993 年在日本提出、1995 年在美國核准的另一份專利,把過程寫得非常具體。這份專利做的是小提琴弦,材料也是氟碳,但多股芯的做法可以讓我們看到這一行的精細程度。

專利實例是這樣做的:用一個有 24 個孔的噴嘴,同時擠出 24 根細絲,每根只有大約 32 微米,也就是 0.032 公釐。24 根細絲合成一股,輕輕撚過;再拿 8 股合在一起,往反方向撚,做成 A 弦和 D 弦的芯,G 弦則用 6 股。撚好的芯放進 140°C 的環境熱定型一個小時,讓它不會鬆開。8 股做成的芯,直徑大約 0.52 公釐。

專利裡寫明,第一次撚是 S 方向、合股時是 Z 方向,兩次撚的方向剛好相反。

為什麼不乾脆用一根粗的實心線當芯?吳羽在這份專利裡講了一個實際的理由:他們先前做的實心單絲弦,要在外面纏金屬線時,金屬線會在纏繞過程中滑動,做成的低音弦音色也不理想。所以他們改用多股芯來做低音弦。

Savarez 也把自家一款以尼龍芯纏繞的低音弦叫作「柔軟弦」(Flexible Strings)。至於多股芯在聲學上還有哪些好處,目前查不到弦廠或研究者公開而明確的說明,這裡就不多說。

低音弦(二):一台像車床的纏弦機⁠

1976 年,哈羅德·康克林(Harold A. Conklin Jr.)替美國鋼琴公司鮑德溫(Baldwin)申請了一份纏弦機的專利。他在專利的背景說明裡,描述了當時傳統的纏弦設備長什麼樣子。他講的是鋼芯的鋼琴弦,但從這段描述,可以看到「纏弦」這件事最基本的做法。

康克林寫道,這種設備的樣子很像車床,有兩個「頭」,其中至少一個可以沿著機器移動,好配合不同長度的弦。弦芯的兩端,分別用一個鉤子或夾頭夾住,整條芯被一股力量拉緊。

接著,兩個鉤子一起轉動,帶著整條芯旋轉。這裡有一個關鍵:兩端必須以「完全相同的轉速、同步」轉動,否則芯就會被扭轉。所以兩個鉤子通常由同一個馬達,透過軸和齒輪一起帶動。

纏線怎麼上去?最傳統的做法,是操作員用手把金屬線餵到旋轉的芯上,手慢慢從一端移到另一端,金屬線就一圈一圈貼著芯纏上去。比較進步的機器,則把線軸裝在一個架子上,用螺桿帶著架子,配合芯的轉動速度往前移動。纏線的張力,靠一個可以用螺絲調整的摩擦剎車控制。

芯要拉多緊、轉多快、線要餵多快,一圈一圈才會剛好貼齊,這些都是各家工廠自己的功夫,目前查不到公開的數字。

達達里奧的工廠裡,還保留著這段歷史。The Music Zoo 2010 年的報導說,廠裡有一台 1917 年用皮帶傳動的纏弦機,查爾斯和羅可(Rocco)當年就是用它做小提琴、中提琴和大提琴弦,羊腸芯要用手一根一根裝上去。還有一台 1970 年代由小約翰·達達里奧(John D'Addario Jr.)親手打造的機器,用一個電壓表控制芯線的速度。

今天的纏弦機已經由電腦控制轉速,電路板是工廠自己設計的,一個工人可以同時顧好幾台。《今日機械加工世界》2015 年的報導形容,法明代爾的廠房裡,超過兩百台纏弦機同時運轉,聲音震耳。報導還說,這間工廠每天大約生產七十萬條各種樂器的弦。

低音弦(三):纏什麼線、要不要拋光⁠

古典吉他低音弦在琴橋上打結的樣子,可以清楚看到一圈一圈纏在芯外的金屬線
古典吉他低音弦在琴橋上打結的樣子,可以清楚看到一圈一圈纏在芯外的金屬線

古典吉他低音弦外面那層亮亮的金屬,最常見的是鍍銀的銅線,達達里奧的古典弦就是這樣寫的;La Bella 的官網也寫著鍍銀纏弦。維基百科的「古典吉他弦」條目寫道,低音弦是在細尼龍絲做的芯外面,纏上鍍銀的青銅線或銅線。奧古斯丁當年為什麼選擇銀,詳見〈尼龍弦怎麼發明的:一間「不必賺錢」的實驗室、一根玻璃棒拉出的絲,和沒有註冊的名字 nylon〉。

纏完以後,弦的表面是一圈一圈的小圓弧,手指沿著弦滑動時,會發出「吱」的摩擦聲。在舞台上用麥克風、或在錄音室錄音時,這個聲音很容易被收進去。

常見的解決辦法,是把纏線表面磨平一些。吳羽那份小提琴弦專利裡就有這一步:用很細的磷青銅扁線纏好以後,再把纏線凸起的部分磨掉。

最後是尾端。古典吉他的弦大多是「綁弦」,尾端不需要金屬小球,弦直接穿過琴橋打結,前面提到 The Music Zoo 看到的,就是尾端做成一個環;市面上也有尾端加了金屬小球的尼龍弦,例如 Ernie Ball 的 Earthwood 球頭尼龍弦。

回頭看,一根低音弦其實是三樣東西組成的:一條撚得很整齊的尼龍細繩、一圈纏得很密的金屬線,還有讓兩者牢牢抓在一起的工藝。缺了哪一樣,聲音都不會好。

品管與包裝:最後一關⁠

一根弦做好了,還要過最後幾關。The Music Zoo 2010 年參觀達達里奧時看到,廠裡會把鋼弦的芯線放在立體顯微鏡下檢查六角形的形狀,用數位測微計量粗細,還要做拉力測試,看它能被拉長多少、多大的力量才斷;也做扭轉測試,把線一直轉到斷,記錄轉了幾圈。不合格的線就拿去回收。

這些是鋼弦的例子,尼龍弦的關鍵則是直徑。前面講過,達達里奧用雷射在擠出時一路盯著直徑和圓度。Savarez 的型錄也說,今天他們用無心研磨機搭配雷射控制直徑。

包裝也很講究。低音弦外面是鍍銀的銅,放久了會變色。La Bella 的官網說,他們的古典吉他弦用「調氣包裝」(Modified Atmosphere Packaging)出貨,為的是防止弦變色和老化。「調氣」的意思,是改變袋子裡的空氣成分。

尼龍本身不會生鏽,可是吳羽的專利指出,它會吸水。林奇-艾爾德和伍德豪斯的量測發現,尼龍和氟碳弦受濕度影響都不大,比羊腸穩定得多;溫度升高時,弦多半會變得偏高。所以一包好弦,從工廠出來,到你打開以前,最好都待在一個乾燥、不太熱的地方。

最後,還有一關永遠留給樂手:拿到新弦,裝上去,彈一下第 12 格的泛音,再按第 12 格比一比。這個 1940 年克里克教的方法,到今天還是最簡單的品管。不同的是,今天的樂手發現假弦,不用再拿砂紙,換一根就好。

一張表看懂:一根尼龍弦的旅程⁠

把高音弦、低音弦的製程排在一起看,可以發現一根看起來很簡單的弦,背後有十幾道工序。下表整理本文提到的步驟;表裡的溫度和倍率都是專利裡的實例,各家弦廠實際用的數字並不公開。

步驟高音弦(實心單絲)低音弦(多股芯纏線)
原料尼龍顆粒(碳弦用氟碳 PVDF)尼龍細絲(也有複合材料或氟碳)
成形加熱熔化、從小孔擠出,進冷卻槽凝固(縫線專利:水溫約 35~45°C)多孔噴嘴同時擠出許多細絲(吳羽專利實例:24 孔,每根約 32 微米)
拉伸滾輪前慢後快拉長數倍(縫線專利:3~5 倍;吳羽碳弦實例:5.4 倍再 1.2 倍)細絲拉伸後合股、撚成一條細繩,再熱定型(實例:140°C、1 小時)
定型熱處理放掉內應力(吳羽實例:170°C 甘油,0.65 公釐縮成 0.63 公釐)—
量測雷射在擠出時連續量直徑與圓度芯線與成品檢查粗細
表面直接用(光滑透亮)或無心研磨(rectified,表面有紋理、廠商稱較溫暖)纏鍍銀銅線;可再拋光減少手指摩擦聲
收尾包裝兩端收牢,多為綁弦,也有加小球的
包裝防潮、避熱防止金屬變色,例如調氣包裝
步驟高音弦(實心單絲)・低音弦(多股芯纏線)
原料高音弦:尼龍顆粒(碳弦用氟碳 PVDF)
低音弦:尼龍細絲(也有複合材料或氟碳)
成形高音弦:加熱熔化、從小孔擠出,進冷卻槽凝固(縫線專利:水溫約 35~45°C)
低音弦:多孔噴嘴同時擠出許多細絲(吳羽專利實例:24 孔,每根約 32 微米)
拉伸高音弦:滾輪前慢後快拉長數倍(縫線專利:3~5 倍;吳羽碳弦實例:5.4 倍再 1.2 倍)
低音弦:細絲拉伸後合股、撚成一條細繩,再熱定型(實例:140°C、1 小時)
定型高音弦:熱處理放掉內應力(吳羽實例:170°C 甘油,0.65 公釐縮成 0.63 公釐)
量測高音弦:雷射在擠出時連續量直徑與圓度
低音弦:芯線與成品檢查粗細
表面高音弦:直接用(光滑透亮)或無心研磨(rectified,表面有紋理、廠商稱較溫暖)
低音弦:纏鍍銀銅線;可再拋光減少手指摩擦聲
收尾高音弦:包裝
低音弦:兩端收牢,多為綁弦,也有加小球的
包裝高音弦:防潮、避熱
低音弦:防止金屬變色,例如調氣包裝

對學吉他的人有什麼意義⁠

  • 古典吉他的「張力」說穿了就是粗細:同一種材料,越粗張力越高。高張力音量大、反應快,但比較難按;手指還在痛的初學者,可以先從一般或低張力開始。
  • 包裝上寫 rectified(研磨)的高音弦,表面霧、聲音比較溫暖圓潤;沒研磨的透明尼龍弦表面光滑、聲音相對清脆。兩種都試試看,用同一首曲子比較。
  • 碳弦看起來比較細,不是因為張力比較低,而是材料比較重。換碳弦時,不要只看粗細判斷手感。
  • 新的尼龍弦會一直伸長,這是材料的性質。林奇-艾爾德和伍德豪斯發現,新的豎琴弦不做特別處理,通常要好幾週才穩定。換弦後前幾天多調幾次音是正常的;慢慢調上去,不要用力亂扯,以免拉得不均勻。
  • 怎麼判斷一根弦是不是「假弦」:調好音,比較第 12 格的泛音和按音。差很多,又確定琴本身沒問題,就換一根。
  • 錄音時如果低音弦的「吱吱」聲很明顯,可以試試拋光過的低音弦。
  • 弦買回來放在乾燥、陰涼的地方;低音弦變暗、變悶,就該換了。換弦的步驟詳見〈吉他換弦完整教學:木吉他、古典吉他、電吉他換弦步驟與弦的選擇〉。
💡 老師小提醒:彈琴前先洗手,彈完用乾布把弦擦一擦,低音弦的纏線縫隙尤其要擦。弦廠花了那麼多工夫讓弦在包裝裡不變色,回到家,別讓手汗和灰塵把它提早弄壞。

參考資料

  • George C. Krick:Some Tips on Strings,The Etude,1940 年 10 月(vol. LVIII, no. 10),Digital Guitar Archive 轉載 https://www.digitalguitararchive.com/2026/01/some-tips-on-strings/
  • Lloyd Graff:Before the Music Come the Machines,Today's Machining World,2015 年 1 月 12 日 https://todaysmachiningworld.com/before-the-music-come-the-machines/
  • The Music Zoo(Walter Bryant):The New D'Addario Factory Tour,2015 年 3 月 18 日 https://www.themusiczoo.com/blogs/news/the-new-d-addario-factory-tour
  • The Music Zoo:Factory Tour: D'Addario Strings,2010 年 11 月 28 日 https://www.themusiczoo.com/blogs/news/factory-tour-d-addario-strings
  • D'Addario:EJ45 Pro-Arté Nylon, Normal Tension(擠出生產線、雙軸雷射測微儀、張力表、紐約製造)https://www.daddario.com/products/guitar/classical-guitar/pro-arte-nylon/ej45-pro-arte-nylon-normal-tension/
  • D'Addario:EJ65T Pro-Arté Custom Extruded Ukulele(自家單絲擠出生產線)https://www.daddario.com/products/ej65t-pro-arte-custom-extruded-ukulele-tenor
  • D'Addario:EJ49 Pro-Arté Black Nylon https://www.daddario.com/products/guitar/classical-guitar/pro-arte-nylon/ej49-pro-arte-black-nylon-normal-tension/
  • D'Addario:EJ30 Pro-Arté Rectified Trebles(無心研磨)https://www.daddario.com/products/guitar/classical-guitar/pro-arte-rectified-trebles/ej30-pro-arte-rectified-trebles-normal-tension
  • D'Addario:EJ45FF Pro-Arté Carbon, Dynacore Basses https://www.daddario.com/products/guitar/classical-guitar/pro-arte-carbon/ej45ff-pro-arte-carbon-dynacore-basses-normal-tension/
  • Savarez:Harp strings brochure(研磨技術演進、尼龍分子處理、Alliance 研發),2019 https://www.savarez.com/sites/default/files/public/catalogue/pdf/harp_brochure_en.pdf
  • Savarez:Savarez Story https://www.savarez.com/savarez-story
  • Savarez:Alliance Corum Normal Tension 500AR https://www.savarez.com/alliance-corum-normal-tension-500ar
  • La Bella:RN-H Rectified Treble Set https://www.labella.com/product/rn-h/
  • La Bella:2001 Classical(調氣包裝)https://www.labella.com/product/2001-classical/
  • Kureha(吳羽化學):Fishing line SEAGUAR https://www.kureha.co.jp/en/business/polymer/seaguar.html
  • 美國專利 US 4,833,027:String for a musical instrument(吳羽),1989 https://patents.google.com/patent/US4833027
  • 美國專利 US 5,427,008:Core material of string for instruments(吳羽),1995 https://patents.google.com/patent/US5427008
  • 美國專利 US 5,279,783:Process for manufacture of polyamide monofilament suture(United States Surgical),1994 https://patents.google.com/patent/US5279783A/en
  • 美國專利 US 4,055,038:Apparatus for wrapping strings for musical instruments(Harold A. Conklin Jr., Baldwin),1977 https://patents.google.com/patent/US4055038
  • Nicolas Lynch-Aird、Jim Woodhouse:Mechanical Properties of Nylon Harp Strings,Materials,2017 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5459001/
  • Nicolas Lynch-Aird、Jim Woodhouse:Comparison of Mechanical Properties of Natural Gut and Synthetic Polymer Harp Strings,Materials,2018 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6266393/
  • Inside Guitar:彩色與透明尼龍弦比較(轉述 Lynch-Aird 實驗)https://inside-guitar.com/?p=401
  • Douglas Niedt:How to Tune Your Guitar(假弦與新弦拉伸)https://douglasniedt.com/techtiphowtotuneyourguitar.html
  • Wikipedia:Classical guitar strings https://en.wikipedia.org/wiki/Classical_guitar_strings
  • Wikipedia:Centerless grinding https://en.wikipedia.org/wiki/Centerless_grinding
  • Wikipedia:Plastic extrusion https://en.wikipedia.org/wiki/Plastic_extrusion
  • Ernie Ball:Earthwood 80/20 Bronze Nylon Ball End Folk/Classical Guitar Strings https://ernieball.co.uk/guitar-strings/classical-guitar-strings/earthwood-80-20-bronze-nylon-classical-guitar-strings
  • Wikipedia:Mersenne's laws https://en.wikipedia.org/wiki/Mersenne%27s_laws
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本課重點
  • 尼
  • 龍
  • 弦
  • 的
  • 高
  • 音
  • 弦
  • 是
  • 把
  • 尼
  • 龍
  • 顆
  • 粒
  • 熔
  • 化
  • 、
  • 從
  • 小
  • 孔
  • 擠
  • 出
  • 、
  • 冷
  • 卻
  • 後
  • 拉
  • 長
  • 好
  • 幾
  • 倍
  • ,
  • 讓
  • 分
  • 子
  • 排
  • 整
  • 齊
  • ,
  • 再
  • 熱
  • 處
  • 理
  • 定
  • 型
  • ;
  • 現
  • 代
  • 弦
  • 廠
  • 用
  • 雷
  • 射
  • 在
  • 擠
  • 出
  • 時
  • 連
  • 續
  • 量
  • 直
  • 徑
  • 與
  • 圓
  • 度
  • ,
  • 有
  • 的
  • 還
  • 用
  • 無
  • 心
  • 研
  • 磨
  • 機
  • 磨
  • 成
  • r
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  • i
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  • i
  • e
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  • 弦
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  • 纏
  • 上
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  • 。
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常見問題

古典吉他的高音弦是怎麼做出來的?

把尼龍顆粒加熱熔化,從小孔擠出成一條線,進冷卻槽凝固,再用前慢後快的滾輪拉長好幾倍,讓分子排整齊、變得強韌,最後熱處理定型。現代弦廠會在擠出時用雷射連續量直徑和圓度。

Rectified(研磨)弦和一般透明尼龍弦有什麼不同?

Rectified 弦擠出後再用研磨機(例如無心研磨)把表面磨圓、磨均勻,手感略有紋理,廠商說聲音較溫暖圓潤;沒研磨的弦直接使用擠出拉伸後的表面,光滑透亮。包裝上的 clear 指的是透明尼龍,研磨弦也有透明的。

碳弦是碳纖維做的嗎?

不是。碳弦是氟碳聚合物 PVDF 做的單絲,和氟碳釣魚線是同一類材料。它比尼龍重,同樣音高和張力下可以做得比較細,聲音通常比較亮。

古典吉他的低音弦為什麼用很多股細絲當芯?

低音弦的芯是許多細尼龍絲撚成的小繩,外面再纏鍍銀銅線。吳羽的專利指出,他們的實心單絲芯在纏金屬線時線容易滑動,所以改用多股芯。

怎麼知道新買的弦是不是瑕疵弦?

裝好調準後,彈第 12 格泛音,再按第 12 格彈一次,兩個音應該一樣高。差很多、而且琴本身沒問題,就可能是粗細不均的「假弦」,可以換一根。

照片:pensierarte/CC BY 4.0/Wikimedia Commons
Dr. Reiner Düren aka RedPiranha/CC BY-SA 4.0/Wikimedia Commons
Cjp24/CC BY-SA 3.0/Wikimedia Commons
Wizard191/CC BY-SA 3.0/Wikimedia Commons
Quinn Dombrowski from Chicago, USA/CC BY-SA 2.0/Wikimedia Commons
NEUROtiker/Public domain/Wikimedia Commons
Cassie Powlison/CC BY-SA 4.0/Wikimedia Commons

盧家宏老師
本教材作者盧家宏|華人指彈吉他演奏家

《大海嘯》榮獲 2012 華語金曲獎「年度最佳獨奏專輯」,並入圍第 23 屆金曲獎最佳演奏專輯;著有《指彈吉他訓練大全》;曾擔任上千場大型演唱會的樂手,合作過李宗盛、周杰倫、張惠妹、田馥甄等歌手。擁有 30 年演出與教學經驗,在台北中山區親自一對一教學(台北學吉他・盧家宏吉他音樂教室),也開設線上吉他直播班。

老師完整資歷原創作品吉他譜播放器

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