Die Leidenschaft für das Violoncello

verbunden mit der Freude an der Holzverarbeitung

Der einzigartige Charakter eines Cellos wird maßgeblich durch die Grundierung und Lackierung des Klangholzes geprägt

Die Schwingungseigenschaften von Klangholz werden neben den grundlegenden chemischen, mechanisch-physikalischen und strukturellen Eigenschaften außerdem davon beeinflusst, wie das Holz anschließend behandelt wird (Grundierung, Lackierung).

Decke (unbehandelte Fichte)

Decke (Vorbehandlung)

1 M KOH (pH13)

Decke (Leimung)

1% Kaolin, 10% Hasenleim

Grundierung („priming“)

Ein wichtiger Schritt bei der Vorbereitung des Klangholzes vor der eigentlichen Lackierung („varnish“) ist die Grundierung („priming“). Beim Priming unterscheidet man zunächst die Vorbehandlung („pre-treatment“) und danach die Leimung („sizing“) (Malvermi et al., 2022). Rezepte und Analysen alter Cremoneser Instrumente deuten daraufhin, dass für das Pre-treatment häufig alkalische Lösungen verwendet wurden. Danach wurden meistens verdünnte Tierleime (Hasenleim) mit mineralischen Zusätze auf das Klangholz aufgetragen. Untersuchungen von Stradivari und Guarneri Violinen haben gezeigt, dass bei der Behandlung des Klangholzes eine Vielzahl unterschiedlicher mineralischer Zusätze, wie Borax (Na2[B4O5(OH)4]·8H2O), Kupfersulfat (z.b. Boothit), Eisen(II)-sulfat (Eisenvitriol), Zinksulfat (z.b. Goslarit) sowie verschiedene Aluminium-Verbindungen (KAl(SO4)2 (Kalialaun), NH3Al(SO4)2 (Amoniumalaun),  Al2(SO4)3 (Alunogen)) eingesetzt wurden. Derartige Mineralien und Erze wurden bereits in frühen Zeiten in den italienischen und österreichischen Alpen abgebaut (Exel, 1993). Außerdem wurden in einigen Stradivari Violinen hohe Konzentration von Na, Cl und K (vermutlich durch Behandlung mit NaCl und KOH) gefunden. Es ist zu vermuten, dass diese Verbindungen primär zum Schutz des Klangholzes vor Pilz- oder Wurmbefall sowie Schrumpfung bei Hitze, Erhöhung der Festigkeit, Fragmentierung der Hemicellulose und Verringerung der Feuchtigkeitsaufnahme verwendet wurden. Gleichzeitig wurden dabei auch die akustischen Eigenschaften des Klangholzes verändert (Malvermi et al., 2022; Su et al., 2021).


Rezepturen für das Pre-Treatment (Vorbehandlung):

1) 1 M KOH oder

2) 30% (vol/vol) NH3-Bedampfung


Bei der alkalischen Vorbehandlung wird primär Lignin modifiziert, wobei es zur Disruption und/oder Solubilisierung kommt. Durch die Reaktion werden außerdem Acetylgruppen von Hemicellulosen reduziert und es kommt zur Schwellung der Hemicellulosen- und Cellulose-Strukturen, wodurch sich die Oberfläche vergrößert.  Ich bevorzuge die Behandlung mit 1 M KOH-Lösung, auch wenn die Eindringtiefe bei Ammoniak etwas besser ist (Malvermi et al., 2022). Bei der Bestreichung mit KOH bedarf es im Vergleich zur Ammoniakbedampfung jedoch keiner besonderen Sicherheitsvorkehrungen, außer eventuell ein Paar Nitrilhandschuhe und Schutzbrille. Ammoniak-Dämpfe wirken hingegen reizend auf Schleimhäute und können bei höheren Konzetrationen zu Verätzungen der Atemwege führen. Außerdem sind Ammoniak-Luftgemische bei der zu verwendenden Konzentration zündfähig und können bei Kontakt mit einer Zündquelle explodieren.


Rezepturen für das Sizing (Leimung):

1) 1% Kaolin, 10% Hasenleim oder

2) 15% wässrige Caseinat-Lösung in 0,5 M KOH




Decke (UV gealtert)

UV-Alterung („UV-aging“)

Ein wichtiger Schritt in der weiteren Behandlung des Klangholzes ist die Bestrahlung mit UV-Licht. Dies kann entweder direkt in der Sonne oder besser in einer UV-Lichtkammer erfolgen. Die optimale Wellenlänge bei der UV-Behandlung liegt im UVA-(UVB)-Bereich (315-400 nm/280-315 nm). Sehr kurzwelliges UVC-Licht (200-280 nm), was üblicherweise bei der Entkeimung verwendet wird, erzielt nicht die gewünschte Eindringtiefe und ist außerdem extrem gesundheitsschädlich. Die Behandlung mit UV-Licht hat verschiedene Effekte auf das Klangholz (Alterung, Farbveränderung, Veränderung der Oberflächenmorphologie, Dichte, Schallgeschwindigkeit, Elastizität, Festigkeit) und wirkt sich bei Fichte und Ahorn auch unterschiedlich aus (Gurau et al., 2023; Stanciu et al., 2024). Um die gewünschten Veränderungen zu erzielen, muss das Cello mehrere Tage mit UV-Licht behandelt werden.

Decke (Lackierung 3. Lage)

Lackierung („varnish“)

Die Lackierung des Cellos ist der finale Schritt bei der Fertigstellung und ist von sehr vielen Parametern abhängig. Prinzipiell wird zwischen Lacken auf Alkohol- oder Öl-Basis unterschieden. Je nach Wunsch werden die Lacke mit unterschiedlichen Farben versetzt und dann in mehreren sehr dünnen Schichten entweder mit der Hand oder einem Pinsel aufgetragen. Weder bei der Wahl der Art des Lacks, der gewünschten Farbe noch der Anzahl der Schichten gibt es feste Vorgaben. Bei Öl-Lacken wird eine effiziente und rasche Trocknung i.d.R. mit einer UV-Bestrahlung nach jeder Schicht erreicht. Dabei wird das Cello nach jeder Schicht ca. 8-10 Stunden UV bestrahlt. Um eine glatte Oberfläche zu erreichen, werden vor dem Auftrag jeder nächsten Schicht winzige Unebenheiten mit einem Micro-Mesh (Körnung > 400) glatt geschliffen.

Wenn die gewünschte Farbe erreicht und die letzte Lackschicht getrocknet ist, wird das Cello mit 2-3 Schichten einer speziellen Politur und einem Mikrofasertuch poliert, bis der einmalige und unverwechelbare Glanz des Klangholzes hervortritt.

Decke (fertig)

Literatur

Exel R. Die Mineralien und Erzlagerstätten Österreichs. Eigenverlag Dr. Reinhard Exel. 1993; Druckerei Robitschek Wien, Austria ISSN 3-9500-213

Malvermi R, Albano M, Gonzalez S, Fiocco G, Antonacci F, Malagodi M, Sarti A. The impact of alkaline treatments on elasticity in spruce tonewood. Sci Rep. 2022 Aug 3;12(1):13335. doi: 10.1038/s41598-022-17596-z. PMID: 35922469; PMCID: PMC9349190.

Gurau L, Timar MC, Cosereanu C, Cosnita M, Stanciu MD. Aging of wood for muscial instruments: Analysis of changes in color, surface morphology, chemical, and physical-acoustical properties during UV and thermal exposure.  Polymers 2023, 15:1794. https://doi.org/10.3390/polym15071794

Stanciu MD, Teodorescu HD, Vlase S, Mihalcica M, Cosnită M, Savin A. Multiscale assessment of artificial aging treatment of polysaccharides from tonewood species. Int J Biol Macromol. 2024 Aug;274(Pt 1):133310. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.133310. Epub 2024 Jun 21. PMID: 38909737.

Su CK, Chen SY, Chung JH, Li GC, Brandmair B, Huthwelker T, Fulton JL, Borca CN, Huang SJ, Nagyvary J, Tseng HH, Chang CH, Chung DT, Vescovi R, Tsai YS, Cai W, Lu BJ, Xu JW, Hsu CS, Wu JJ, Li HZ, Jheng YK, Lo SF, Chen HM, Hsieh YT, Chung PW, Chen CS, Sun YC, Chan JCC, Tai HC. Materials Engineering of Violin Soundboards by Stradivari and Guarneri. Angew Chem Int Ed Engl. 2021 Aug 23;60(35):19144-19154. doi: 10.1002/anie.202105252. Epub 2021 Jun 27. PMID: 34062043; PMCID: PMC8457145.

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01.2026