李世超， 黄阳阳， 耿 奇(. 苏州市职业大学 丝绸应用技术研究所，江苏 苏州 504；. 南京苏豪丝绸文化发展有限公司，南京 0005)

研究与技术

丝素胶用于丝绸纹样加固保护的试验

李世超1， 黄阳阳1， 耿 奇2
(1. 苏州市职业大学 丝绸应用技术研究所，江苏 苏州 215104；2. 南京苏豪丝绸文化发展有限公司，南京 210005)

丝绸纹样受保藏条件影响，质地极易损坏，需进行加固保护。文章采用丝素胶及丝绸支架对纹样进行加固处理，并对处理后纹样的机械性能、外观特性及去支架揭展性展开研究。发现丝素胶黏合力和水溶性较好，不仅能加固，而且水浸后易分离，保证了纹样的再处理性。同时，先在支架表面形成胶膜，既保证了胶膜的均匀性，又能避免胶液大量渗透织物组织结构。研究表明：采用丝素胶对纹样加固后，其断裂强力、撕破强力和顶破强力都有较为明显的提高，常温水浸后丝素胶主要附着在支架材料上，纹样与支架间的揭展强力大幅下降。

丝绸纹样；丝素胶；加固保护；支架；可再处理性

对破损与脆化的丝绸纹样及其文物制品要进行强度的加固。传统的做法之一是采用如书画装裱的方式，对丝绸纹样进行托裱处理，如湖南马王堆汉墓出土的丝绸残片、江苏连云港尹湾汉墓的缯绣等。这种加固法采用的支架一般是宣纸或棉皮纸，纤维长，拉力大，同时吸水性也不错，而所用的黏合剂主要就是稀稠适宜的浆糊[1]。由于纸与丝绸非同一性质的材料，加固时在失去丝绸柔软特性的同时，受外界影响还会产生一定的收缩差异，在去支架揭展的可再处理性方面浆糊黏合也或多或少存在困难[2-4]。此外，也有用丙烯酸类树脂和戊二醛等对纹样进行浸渍加固研究，纹样力学性能改善明显，但加固剂对纹样的渗透使得纹样再处理性受到影响[5-6]。本文采用薄型丝绸材料做支架，真丝中的丝素材料作黏合填充剂，通过加固工艺处理[7-8]，对丝绸纹样进行加固保护试验，并对加固后的丝绸纹样性能进行了测试研究。

1 材料与设备

1.1 试验材料

丝绸纹样(古香缎，八枚缎地，平方米质量157 g/m2，32%桑蚕丝/68%人造丝，苏州吴绫丝绸精品有限公司)；支架(真丝纺，100%真丝，平方米质量17.2 g/m2，市售)；丝素胶(丝素粉质量分数4%、水溶性聚合树脂乳液质量分数38%，和去离子水自行配置，其中水溶性聚合树脂乳液主要由单体5%甲基丙烯酸甲酯、70%丙烯酸丁酯、1%丙烯酸、1.5%丙烯酸-2-羟乙酯聚合而成)；膜材料(PET低黏性薄膜，德莎(苏州)胶带技术有限公司)；毛刷(羊毫，毛长10 mm，市售)；橡胶滚筒(硬度72度，市售)。

1.2 试验设备

YG(B)026E-500电子织物强力机、YG 811E织物悬垂性测试仪(温州大荣纺织仪器有限公司)，Check Ⅲ分光测色仪(美国Datacolor公司)，TM 3030型扫描电子显微镜(日本Hitac公司)。

2 试验方法

2.1 纹样加固

在低黏性PET薄膜材料的表面设置工作区，根据面积用注射器吸取一定量的丝素胶乳液(0.01 mL/cm2)，均匀地滴洒到薄膜工作区内，用毛刷对乳液进行反复涂刷，使丝素胶乳液在薄膜上分布均匀。涂刷时PET薄膜的表面温度为28 ℃左右。涂刷过程中，丝素胶乳液中的水分被逐渐蒸发，乳液的乳白色不断褪去。待乳白色基本消失时，薄膜表面形成一层较为均匀的胶膜，将支架织物轻轻地粘贴到丝素胶膜材料的表面，用橡胶滚筒在支架织物表面进行滚压，直到支架织物在丝素胶膜表面黏合得平整均匀为止。

丝绸纹样平放在工作台上，反面朝上，压条固定。将支架织物从PET薄膜材料上进行剥离，并将织物含胶的一面，轻轻地压向纹样的反面，用橡胶滚筒滚动加压，压力控制在平均15 kg左右。均匀压覆后将加固纹样移置另一工作台进行压力平衡，平衡温度为常温，时间为24 h。

2.2 强伸性试验

按GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第一部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》标准，测试原纹样和加固后纹样的断裂强力和断裂伸长率，其中试验的隔距长度为(200±1)mm，拉伸速度为100 mm/min[9]。

2.3 悬垂性试验

按GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》标准，测试织物悬垂性，并计算悬垂系数平均值，其中仪器夹持盘直径为12 cm，原纹样和加固后纹样取直经为24 cm[9]。

2.4 色差试验

采用Datacolor Check Ⅲ分光测色仪，以原纹样为标准样，加固后纹样为批次样，将样品折叠至不透光后，再在样品底色上各自随机选取4个测试点进行测试[10]，仪器自动生成原纹样和加固后纹样之间的色差。

2.5 尺寸变化率试验

将原纹样和加固支架分别按照GB/T 8628—2013《纺织品 测定尺寸变化的试验中织物试样的准备、标记及测量》的规定进行取样、调湿并测量初始尺寸，选用GB/T 8629—2001《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》洗涤程序进行洗涤，最后根据GB/T 8630—2013《纺织品 洗涤和干燥后尺寸变化的测定》测定洗涤和干燥后试样尺寸的变化[9]。

2.6 揭展性试验

将加固后的纹样分别剪取宽度为50 mm，长度为100 mm的条型试样两组各5块，其中一组在30 ℃的水中浸泡10 min，然后进行自然脱水。将这两组试样中纹样和支架整个宽度分别夹持在织物强力机的上下夹持口中，夹距5 mm，以50 mm/min的速度进行揭展拉伸，记录试验中的揭展强力值，并计算其平均值。

2.7 SEM观察

采用日立TM 3030扫描电子显微镜观察支架及纹样的表面形貌，放大倍数分别采用60倍和300倍。

3 结果与分析

3.1 加固处理后纹样机械性能的变化

丝绸纹样受损时的受力一般是平面受力的拉破、垂直受力的撕破及立体受力的顶破等多种情况，不管哪种形式它对纹样的破坏都是不可逆转的。本试验采用薄型丝绸面料为支架，丝素胶黏合加固处理，处理前后纹样的机械性能变化如表1所示。

表1 加固处理对纹样力学性能的影响Tab.1 Effects of reinforcement treatment on mechanical properties

注：纹样/支架复合样为纹样和支架不经本文2.1所述纹样加固方法处理，单纯贴合在一起制得的样品；纹样/支架加固样为纹样和支架经2.1纹样加固方法处理后制得的样品。

从表1可以看到，纹样经加固处理后其断裂强力、撕破强力和顶破强力都得到了较大幅度的提升，所以纹样加固是纹样保护中一种较好的处理方式。其中对于断裂强力和顶破强力而言，纹样加固后的数值比原纹样均提高了50%以上，这是由于在拉伸和顶破过程中，支架支撑纹样抵御了这种外部的破坏，使纹样经受住了来自水平方向力的作用。这时在破坏点支架的受力具体是通过支架内的一组或交叉的两组丝线共同作用实现的，所以相应的强力值比较大。而撕破强力就不同，撕破是经受来自垂直方向的受力，是通过支架内单根丝线受力而进行支撑的，所以撕破强力提升的幅度相对就没有前两者大，其数值只有23%左右。

从表1还可以看到，虽然都有支架，但加固处理与未加固处理纹样的断裂强力、撕破强力和顶破强力值是不同的，这表明丝素胶在其中起了一定的作用。加固处理后丝素胶在纹样和支架之间形成了良好的结合，促使纹样和支架在抵御外界的各种破坏时能形成合力，提高其强度。但是这一提高作用在不同的强力间表现得并不一致，与以上支架作用促使强力提高的特点相反，在此抵御撕破破坏的强力提高量最大，基本可达到10%左右。所以丝素胶结合丝绸材料加固丝绸纹样，对纹样的各种机械性能可起到改善作用。

3.2 加固处理对纹样外观性能的影响

对历史资料等文物的保护，必须遵循“不改变原状”的原则，这是公认的保护准则[11]。传统装裱加固法的缺陷就是加固的纹样已失去了原有丝绸的柔软质地，纹样的丝绸与托裱的宣纸因收缩不一又容易影响其外观平整的效果，这在江南多雨潮湿地区尤为突出。本试验以纹样加固后的外观性能为对象，从柔软性、色差及收缩变化三个方面进行了研究。

柔软性是丝绸的主要特性。由于支架的加固，使加固纹样变厚，柔软性必然受到一定的影响，但是不能出现因加固而把原有的柔软性变成最终的僵硬性。本试验采用悬垂系数来反映纹样的柔软特性，悬垂系数越小表示被测物越柔软。从试验的数据(表2)可以看到，纹样增加了支架后其悬垂系数试验值平均提高了16%左右，最大值达到了90%。加固纹样的悬垂系数没有出现如宣纸装裱后达100%的僵硬现象。

花型颜色是纹样外观的主要表现内容。加固处理中加固剂是否会渗透纹样组织孔隙从而影响纹样正面外观而引起色差，这种情况不能完全排除，对此也进行了加固纹样的色差试验，如表3所示。

表2 加固处理对纹样悬垂性能的影响Tab.2 Effects of reinforcement treatment on draping performance

表3 加固处理对纹样表观颜色的影响Tab.3 Effects of reinforcement treatment on apparentcolour of patterns

注：L*为明度，a*、b*为色度[8]。

加固试验对原纹样表面的颜色有一定的影响，色度值反映加固前后颜色空间中坐标点从[-37.11，-22.22]变化到了[-36.46，-21.81]，明度也下降了1.22，因而引起了1.44的色差变化。但是，根据色差值与色差评定等级换算，该色差变化相当于4级以上的色差等级，所以加固处理对纹样表面的颜色变化影响不大。

纹样和支架水洗后尺寸变化率试验值如表4所示。纹样和支架在同一条件下经洗涤和干燥，其尺寸均为收缩变化，而且趋势相同，都是经向收缩大，纬向收缩小。经纬向收缩的差值比例也比较接近，分别为5.1和4.0。这些指标对纹样避免外界影响，保持加固的良好平整性是有利的。但是，所试验的纹样和支架尺寸变化率数值存在一定差异，这是加固纹样影响其平整效果的不利因素，因此在实际应用中要对支架进行一定的试验性选择。

表4 纹样和支架尺寸变化率试验Tab.4 Experiment on size change rate of patterns and scaffolds

3.3 加固纹样去支架揭展的可再处理性

所谓可再处理性是指当前的处理不会对后续的处理造成妨碍的特性[12]。对于纹样的加固保护必须要有一定的恢复性，不能一次处理而终身定型。这是因为任何保护措施和处理技术永远都不是最佳技术，再好的加固随着年代的延续也会出现老化，所以任何保护都具有一定的阶段性和局限性。超出这一阶段，还将会研发出更新的材料、更先进的保护措施和技术。因此，可再处理性也是丝绸纹样加固保护中必须要注意的一个问题，同时也是整个加固保护中的技术难点。对此，本试验在选用丝素进行黏合填充以增加亲和性，以及在聚合树脂乳液各成分的配比上进行了试验，同时平衡加固工艺和低温条件，使丝绸纹样不至于因加固保护而受到二次损害。

丝绸纹样加固处理后对其进行去支架揭展性试验，结果如表5所示。

从表5可以看到，加固纹样未经浸泡处理时去除支架的揭展强力为10.78 N，可以说纹样与支架间的加固牢度是非常好的。但如果经30 ℃的温水浸泡15 min后，加固纹样去除支架的揭展强力就得到了较大幅度地下降，试验中测得的实际强力为2.58 N，是未浸泡正常揭展强力的1/4还不到，纹样几乎是轻轻一剥就分离了。分离中不仅没有对纹样造成伤害，而且纹样加固受胶面仍然较为清晰，胶膜及污物的残留极少，从而为再一次加固处理创造了良好的工作界面。如果纹样不便于在水中浸泡，可以采用在加固纹样的支架一面进行湿润处理，适当地加大和控制纹样的受湿时间与受湿温度，同样可以降低支架的揭展强力。如与传统的纹样装裱法相比，本试验揭展处理后的纹样经自然干燥，可以较为理想地恢复到加固处理前的纹样状态。

表5 浸泡前后揭展强力对比Tab.5 Comparison of the peel strength before and after immersion

3.4 纹样加固处理的表面形貌观察

图1分别为纹样与支架加固处理前后在30 ℃水中浸泡15 min后剥离的样品，并选择不同的放大倍数进行电镜扫描。

图1 加固材料的表面形貌观察Fig.1 The surface morphology of reinforcement materials

从图1(a)(b)(c)可以看到，纹样原样中的纤维纵面较为光滑，纤维之间分离清晰；加固纹样与支架剥离后，纹样纤维上黏附有少许丝素胶；当加固好的纹样在30 ℃水中浸泡15 min后剥离时，纹样纤维上残留的丝素胶明显减少，这是由于丝素胶中含有较多水溶性组分，在水浸后发生了一定程度的溶解，从而降低了纹样与支架间的黏合力，这也与浸泡前后揭展强力的对比结果相吻合。

从图1(d)(e)(f)可以看到，支架原样的组织结构清晰，加固剥离后丝素胶全覆盖于支架表面，而经水浸丝素胶层依然主要依附在支架的表面上。这说明纹样的加固处理，使丝素胶在支架上的涂覆已形成了一种类似于“布基胶带”的状态，同时具有十分良好的柔软性。这在保证纹样与支架黏合的同时，可最大程度地降低纹样上丝素胶的黏合残留，这对纹样的加固保护处理是十分有利的。

4 结 论

丝素胶对丝绸纹样进行加固保护后，纹样的断裂强力、撕破强力和顶破强力都得到了较大幅度的提高。这其中除了支架的加固外，丝素胶起到了一定的作用，特别是在抗撕破强力的提高上表现得较为突出。所以丝素胶结合丝绸材料加固丝绸纹样，对改善纹样的各种机械性能可起到良好的互补作用。

支架加固后，纹样的柔软性要受到一定的影响，但是丝素胶对纹样加固不会出现如传统托裱法处理使纹样僵硬的现象。加固试验对原纹样表面颜色有影响，根据试验其色差变化在4级以上，肉眼反应不出，因此这种影响基本不大。纹样和支架在同一条件下的尺寸变化均表现为收缩现象，而且这种变化的趋势相同，差值比例接近，对避免外界影响，保持纹样平整性十分有利。但实际应用中需根据纹样的特点，要对支架进行选择性试验。

纹样与支架间加固牢度好。如采用常温水浸泡，纹样揭展强力会大幅下降。这时纹样与支架分离不仅没有对纹样造成伤害，而且可以最大程度地降低纹样上丝素胶的黏合残留，使纹样加固面保持清晰，方便恢复到纹样加固前的状态，从而为再一次加固处理创造了良好的工作界面。

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Researchonsilkfibroingelusedforreinforcingprotectionofsilkpattern

LIShichao1,HUANGYangyang1,GENGQi2
(1. Institute of Applied Technology of Silk, Suzhou Vocational University, Suzhou 215104, China;2. Nanjing Suhao Silk Culture Development Co., Ltd., Nanjing 210005, China)

Due to the influence of the factors such as the environment of preservation, the texture of the silk pattern is extremely easy to be damaged, resulting in a decline in the strength of patterns. Thus, the silk pattern needs to be reinforced for protection. In this paper, silk fibroin gel and silk scaffold were used to reinforce the patterns, and the mechanical properties, surface characteristics and the uncovering property of patterns were researched. The research found that, with the good adhesive force and water solubility, silk fibroin gel can be easily separated after immersion in water, so the retreatment property of silk pattern can be ensured. At the same time, adhesive film formed on the surface of scaffolds could ensure the uniformity of the adhesive film and avoid penetration of silk fibroin gel into the fabric structure. The study show that, after the pattern was reinforced by silk fibroin gel, breaking strength, tearing strength and bursting strength of silk pattern are enhanced. After the immersion in water at ambient temperature, the uncovering force between the silk pattern and the scaffolds greatly decrease.

silk pattern; silk fibroin gel; reinforcing protection; scaffold; retreatment property

TS141.8

A

1001-7003(2017)10-0007-05 < class="emphasis_bold">引用页码

页码: 101102

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.10.002

2017-03-16;

2017-09-02

江苏省科技支撑计划项目(BE2014628)