繪畫創(chuàng)作應(yīng)用材料中施膠劑制備及性能測試研究

摘 要：施膠工藝可強化顏料的鮮艷效果、防止紙張暈染和延長繪畫作品的保存時間等，在我國古書畫裝裱、修復(fù)、固色中的應(yīng)用廣泛。分析了繪畫創(chuàng)作應(yīng)用材料中施膠劑的應(yīng)用現(xiàn)狀;重點以宣紙、墨汁、膠料和4種顏料為主要材料，配制不同比例的明膠、明礬和膠礬水溶液，以不同施膠方案制備宣紙試樣，進行了膠礬水固化性能、墨滴暈散、色度差和色牢度方面的測試。結(jié)果表明，膠礬水固化成膜時間較短、成膜后的硬度稍低，明礬起到了促干、軟化的作用。相比于單獨的明礬或明膠水，膠礬水對于墨滴暈散的控制能力較強，明礬起到墨滴助留作用。經(jīng)過固色色度和色牢度測試，采用膠礬水施膠的宣紙顏色更加明亮、粘接性好、色牢度更優(yōu)。

關(guān)鍵詞：繪畫材料；施膠劑；制備；墨滴暈散；膠礬水

中圖分類號：TQ437+.2 文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1001-5922（2023）06-0038-03

Study on preparation and mechanism of sizing agent in painting application materials

WANG Yuanfeng

（Yanan University，Yanan 716000，Shaanxi China）

Abstract：The sizing process can strengthen the bright effects of pigments，prevent paper halo-dyeing and prolong the preservation time of painting works，etc.It is widely used in the mounting， restoration and color fixing of our country's ancient calligraphy and painting.In this paper，the application status of sizing agent in painting creation materials is analyzed.With rice paper，ink，gum and four pigments as the main materials，different proportions of gelatin，alum and alum aqueous solutions were prepared，and rice paper samples were prepared with different sizing schemes.The curing properties of alum water，ink droplet dispersion，chroma difference and color fastness were tested.The results show that the film forming time of alum water curing is shorter，that the hardness of the film forming is slightly lower，and that alum plays a role in promoting drying and softening.Compared with alum or gelatin water alone，alum water has a stronger control ability for ink droplet halo dispersion，and alum plays a role in helping ink droplet retention.After the test of solid color and color fastness，the color of rice paper using alum water sizing is brighter，better bonding and better color fastness.

Key words：painting materials;sizing agent;preparation;droplet halo area;alum aqueous

我國古書畫以宣紙或娟料為載體，為避免繪畫時暈散走墨現(xiàn)象的發(fā)生，使顏料緊固于纖維、改善書寫和繪畫效果，常將一定比例的膠料和明礬水混合涂刷于繪畫創(chuàng)作應(yīng)用材料上。隨著施膠工藝的發(fā)展和施膠材料的增多，探究施膠劑的制備與作用機理對于施膠材料的科學(xué)使用和古書畫修復(fù)都具有重要的意義［1-2］。不少學(xué)者認為膠礬水可加強繪畫材料的疏水性，向膠料中添加明礬能夠使繪畫載體不易暈染，但膠礬水的使用有利也有弊，缺乏通過科學(xué)試驗研究膠礬水的內(nèi)在作用機理。本研究探討了不同配比的明膠水、明礬水和膠礬水對宣紙墨滴暈散面積、色度差和耐干摩擦、耐超聲波清洗色牢度的變化，分析膠礬水的作用機理。

1 繪畫創(chuàng)作應(yīng)用材料中施膠劑的應(yīng)用分析

隨著繪畫應(yīng)用材料的增多和造紙技藝的提升，施膠工藝也得到了發(fā)展。向繪畫紙張中施膠的方式有漿內(nèi)施膠和表面施膠2種工藝，施膠劑種類也更加多樣，包括膠原蛋白類施膠劑、天然松香膠、改性淀粉、合成松香膠等。有學(xué)者采用6種常用于紙張施膠的膠料，涂刷于宣紙表面，對比每種膠料對宣紙酸堿度、熱老化后的色度和力學(xué)強度的影響，發(fā)現(xiàn)明膠的熱穩(wěn)定性良好、熱老化中顏色改變相對較小。在繪畫紙張施膠工藝中，施膠沉淀劑也發(fā)揮著重要的作用，可促使膠料在纖維中沉淀、固著，常用的施膠沉淀劑有明礬、鋁酸鈉、各類聚鋁化合物等。有學(xué)者對書畫修復(fù)中可代替明礬的施膠沉淀劑進行了探究，對比了多種沉淀劑對宣紙施膠前后疏水性變化、色差變化和顏料固色效果等，發(fā)現(xiàn)白色聚合氯化鋁較為適合［3-5］。

2 施膠劑制備與作用機理分析試驗

2.1 試驗材料與儀器

該試驗所需材料主要有明膠、明礬、墨汁、宣紙等，在施膠固色前后色差的對比環(huán)節(jié)中，還采用了銀朱、雄黃、四綠、四青這4種顏料。所需試驗儀器包括數(shù)顯顯微硬度計、三維視頻顯微鏡、分光測色儀、染色牢度摩擦儀以及超聲波清洗儀等［6］。

2.2 試驗樣品的制備

配制含0.1%、1%、5%、7%和10%明膠的明膠水，以1%的明膠水溶液為例，其配制過程為：將2 g的明膠加入198 g去離子水中，利用快速黏度儀制備均勻的膠水樣品，設(shè)定黏度儀初始溫度為25 ℃，保持1 min后開始以12 ℃/min的速度提高到60 ℃/min，充分攪拌后，再以相同速率降回25 ℃/min。與上述方式類似，向每種配比中再添加3%的明礬，制備為含不同質(zhì)量分數(shù)的明膠和質(zhì)量分數(shù)3%明礬的膠礬水，將這2種樣品用于固化性能的測試［7-8］。

制備尺寸為5 cm×5 cm的宣紙樣品若干組，采用排刷將不同配比的膠水、礬水和膠礬水沿宣紙樣品同一方向均勻涂刷3遍，晾干后備用，進行墨滴暈散測試。其中膠水單獨含1%～8%的明膠，礬水單獨含1%～8%的明礬，膠礬水的配比為：3%明膠加1%～8%的明礬、1%明礬加1%～8%的明膠。

顏色固色樣品制備。取銀朱、雄黃、四綠、四青這4種顏料與水按照1∶3的比例放入研缽中，用研杵將顏料均勻分散。配置質(zhì)量分數(shù)3%的明膠水、質(zhì)量分數(shù)2%的明礬水、質(zhì)量分數(shù)3%明膠加質(zhì)量分數(shù)1%明礬的膠礬水。采用油畫筆蘸取顏料在熟宣表面均勻涂刷2遍，晾干后采用毛刷將配置好的3種溶液分別均勻刷涂固色，對比固色后的色度變化，并進行耐摩擦和耐洗色牢度的測試。

2.3 測試方案

2.3.1 膠礬水固化性能測試

在表面皿上滴2 mL上述用于固化性能測試配制的明膠水或膠礬水，每隔1 h進行1次稱重，直至干燥成膜質(zhì)量不再縮減。利用數(shù)顯顯微硬度計，設(shè)定加載力為0.2 kg，持續(xù)加載10 s，測試固化膜材料的維氏硬度［9］。

2.3.2 墨滴暈散測試

采用微量注射器將4 μL的墨水緩慢、均速滴加到上述涂刷了膠水、礬水和膠礬水的宣紙樣品上，待墨水干燥后用顯微鏡觀察墨滴暈散情況并計算暈散面積。

2.3.3 色度分析測試

采用便攜式分光測色儀對比不同施膠方案下4種顏料固色后的色度變化。通過L*、C*、h*空間表征顏色變化，L*為亮度值、C*為色飽和度、h*為色調(diào)角度。選用脈沖鎢絲燈作為光源，色溫為6 504 K的正常日光，測量時不包含鏡面反射光，觀察角為10°，最小測量面積為直徑為4 mm的圓形面積，反射分辨率為0.001%，測量光譜范圍為400（740 nm，每隔10 nm取一個值。每個宣紙樣品測試3次，以平均值為最終結(jié)果［10］。

2.3.4 耐磨擦與耐洗色牢度測試

將涂刷有顏料的宣紙樣品晾干后固定在色牢摩擦儀上，摩擦頭夾持固定純白棉布，以9 N的壓力在宣紙上往返摩擦10次，取下棉布，利用分光測色儀測試宣紙以不同方案施膠后棉布沾色區(qū)域的色度變化，色差越大，說明色牢度越差。根據(jù)以下公式計算色差值（ΔE）：

ΔE=[（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2]1/2（1）

式（1）中這3項分別為施膠前后樣品的亮度差值、紅綠對比度差值和黃藍對比度差值。將晾干的宣紙試樣有顏料的一面朝下，放入盛有常溫清水的超聲波清洗儀中，設(shè)定超聲波頻率為40 kHz、功率為50 W，清洗1 min后，在恒溫恒濕環(huán)境下正面朝上晾干，利用計算機圖像處理技術(shù)獲取顏料殘留區(qū)面積占總面積的比值R［11-12］。耐洗色牢度指數(shù)（F）：

F=[（100-R）2+ΔE2]1/2（2）

3 結(jié)果與分析

3.1 膠礬水固化性能

明膠和膠礬水溶液會經(jīng)過游離水分的勻速揮發(fā)、結(jié)合水分的減速揮發(fā)到停止揮發(fā)，最終固化成膜。質(zhì)量分數(shù)分別為0.1%、1%、5%、7%和10%的明膠樣品，相比于各自加了質(zhì)量分數(shù)3%明礬的膠礬樣品，前者揮發(fā)速度不如后者，前者固化成膜時間平均為700 min，加了明礬后固化時間提前了80 min左右，說明明礬起到了加速膠水固化的作用。以質(zhì)量分數(shù)稍高的試樣為例，其硬度測試結(jié)果如表1所示。

由表1可見，2組試樣均表現(xiàn)出膠膜硬度隨明膠濃度增加而增強的趨勢，當(dāng)加入3%的明礬后，膠膜的硬度值均有一定的降低，這可能是由于明礬水解使得膠料更加柔軟，明礬起到了軟化劑的作用［13］。

3.2 墨滴暈散面積變化

不同施膠情況下宣紙試樣的墨滴暈散面積變化如圖1所示。

由圖1可見，采用明礬施膠的宣紙試樣墨滴暈散面積最大，膠礬水相比于單獨的明膠或者明礬，對于墨滴暈散的控制能力較強。當(dāng)明膠質(zhì)量分數(shù)為3%，添加了1%的明礬后，墨滴暈散面積下降幅度非常大，之后增加明礬的，面積基本保持不變。當(dāng)明礬質(zhì)量分數(shù)為1%，添加了明膠后，墨滴暈散面積隨明膠質(zhì)量分數(shù)的增加而減小，宣紙的抗暈散性不斷增強。有明膠沒有明礬時，墨與紙的結(jié)合不均勻，會產(chǎn)生大量微孔。有明礬沒有明膠時，宣紙上墨跡的擴散和滲墨明顯。因此，膠料是影響宣紙抗墨滴暈散性能的主要因素，明礬可提高膠料的抗水能力，幫助墨滴在纖維上的留著，可起到助留作用。采用1%明礬+明膠的方式施膠后的宣紙可阻止墨滴顆粒的擴散，能夠較好滿足書法、繪畫等創(chuàng)作需求［14-15］。

3.3 施膠前后色差變化

以4種繪畫常用顏料為例，分別采用明膠、明礬、膠礬水對宣紙顏料進行固色后，發(fā)現(xiàn)這4種顏料的變化趨勢一致，單獨使用明膠水進行固色時，顏料的飽和度和色調(diào)均是最低的，比不用任何材料施膠固色的情況下還要低。采用單獨的礬水或者膠礬水固色，顏料的亮度較好、顏色鮮亮，色調(diào)也較大，顏色偏深，礬水或者膠礬水可使顏料顏色更加鮮艷明亮［16］。

3.4 色牢度對比

第1組宣紙試樣采用2%的明礬水進行刷涂固色，第2組采用3%的明膠水，第3組采用3%明膠、1%明礬的膠礬水。不同施膠固色方案下，純白棉布對試樣顏料干摩擦前后的色差存在差異，第3組的色差最小，證明采用膠礬水施膠固色，宣紙耐摩擦色牢度最好。耐清洗色牢度的對比結(jié)果與上述結(jié)果類似，3組宣紙試樣顏料耐洗色牢底指數(shù)如圖2所示。

從圖2可以看出，3組之間的差距很明顯，采用膠礬水加固后的4種顏料樣品經(jīng)過超聲波清洗后，色差變化小、宣紙上顏料殘留率大、耐洗色牢度指數(shù)F最低，表明相較于單獨膠水或礬水，其耐洗色牢度最好［17-19］。

4 結(jié)語

以不同配比的明膠水、明礬水和膠礬水，制備宣紙試樣進行多方面的測試。綜合墨滴暈散面積、施膠前后色差和色牢度等指標(biāo)，認為相較于單獨的明礬或明膠，膠礬水的抗墨滴暈散性能、疏水性、耐磨擦色牢度等均更優(yōu)，明礬應(yīng)用于宣紙中，具有促干、軟化的作用，也能起到墨滴助留作用，添加少量明礬便可促使膠料在繪畫應(yīng)用材料上均勻沉淀，使顏料的亮度增加，繪畫效果更好。

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收稿日期：2023-01-28；修回日期：2023-04-29

作者簡介：王遠峰（1989-），男，講師，研究方向：繪畫創(chuàng)作；E-mail：664053906@qq.com。

引文格式：王遠峰.繪畫創(chuàng)作應(yīng)用材料中施膠劑制備及性能測試研究[J].粘接，2023，50（6）：38-40.