兩種近代美國時裝用圓金線結(jié)構(gòu)與能譜測試研究

劉美玲，趙　豐，張國偉，何進豐，吳子嬰

(1.浙江理工大學材料與紡織學院，杭州 310018；2.中國絲綢博物館絲織品文物保護國家文物局重點科研基地，杭州 310002)

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兩種近代美國時裝用圓金線結(jié)構(gòu)與能譜測試研究

劉美玲1，趙豐2，張國偉2，何進豐1，吳子嬰1

(1.浙江理工大學材料與紡織學院，杭州 310018；2.中國絲綢博物館絲織品文物保護國家文物局重點科研基地，杭州 310002)

摘要:應(yīng)用萬能顯微鏡、實體顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜儀等對兩種美國時裝用圓金線進行結(jié)構(gòu)測試和能譜測試，分析其制造原料和結(jié)構(gòu)特征，結(jié)果表明：兩種芯線不同的圓金線的外觀呈現(xiàn)扁平狀特征，一種芯線是單根低捻蠶絲，另一種芯線則是雙股棉線，二芯線和外包扁金線的捻向均相反；對其包纏扁金線進行能譜分析，其中一種為銅鋅合金表面鍍金，另一種為純銅質(zhì)表面鍍金。兩種圓金線與現(xiàn)代試樣有較大差異，推測為近代圓金線產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：金銀線；圓金線；扁金線；結(jié)構(gòu)；能譜分析；近代美國時裝

0引言

金銀線作為一種裝飾性紡織用線，因其富麗豪華的光澤效果，自古以來備受世人青睞。古時金銀線用貴重原料金、銀制造而成，按照其制造方法的不同有扁金線和圓金線(拈金線)之分。金銀線作為裝飾用線用途廣泛，如我國歷代皇帝御用服裝、國外地毯、各種刺繡如中國的云錦，希臘在拜占庭時期也曾流行金線刺繡[1]。金銀線或金屬纖維是最早的人造纖維[2]。我國關(guān)于金銀線的記載最早可見于漢代文獻[3]；一種毛織物加金，稱為“罽(音jì)衣金縷”；后《唐六典》(738年)介紹的14種用金方法中“拈金”和“織金”兩種可用于織造；宋元時期是傳統(tǒng)金銀線使用的繁榮期；關(guān)于傳統(tǒng)金銀線制造工藝的詳細記載則出現(xiàn)于明代宋應(yīng)星編著的《天工開物》(1637年)。國外對于金銀線的使用亦有悠久的歷史，其關(guān)于金銀線的記載最早可追溯至基督教的《舊約全書》時代(約公元前2世紀)，后歷經(jīng)數(shù)次革新。羅馬人曾一度將金箔捶打至厚度僅有0.2μm。國外圓金線的出現(xiàn)約在公元1000年，幾個世紀后塞浦路斯曾出現(xiàn)過動物膜鍍金制成的圓金線；中世紀后期由中國傳入的鍍金桑皮紙使得圓金線更加耐用，公元1600年以后，貴重金屬的使用量大幅度減少，直至19世紀左右，鍍金銀、鍍金銅都作為金線的“仿制品”長久使用[4]。

本文所選取研究的樣品來源于美國古董時裝收藏家麗蒂婭·葛頓(Lydia Gordon)女士收藏的一批樣品中的兩件時裝布料殘片。麗蒂婭·葛頓女士的藏品時間跨度為18世紀晚期以來200多年，包括18世紀末的服裝約10件，19世紀服裝數(shù)量很大，有數(shù)百件之多，20世紀上半葉為主，20世紀下半葉為輔。這兩件時裝布料大量使用金銀線營造出華貴的質(zhì)感，對這兩種金銀線進行結(jié)構(gòu)測試和能譜測試，并與現(xiàn)代樣品進行對比，以期推測其生產(chǎn)年代，豐富近代金銀線發(fā)展史料。

1實驗部分

1.1測試樣品

測試樣品類型為圓金線，共4件，其中2件為美國時裝用金銀線(編號為1號、2號)，取樣于中國絲綢博物館，系美國古董時裝收藏家麗蒂婭·葛頓收藏，另2件是現(xiàn)代圓金線樣品(編號為3號、4號)，由臺州金長城金絲有限公司提供。

1.2測試方法與過程

1.2.1縱向結(jié)構(gòu)測試

將4件測試樣品分別置于M165C實體顯微鏡(LEICA公司)下，在相同條件下，對其縱向結(jié)構(gòu)進行觀察，并用儀器自帶軟件測量其包纏角度。將樣品用導(dǎo)電膠貼于樣品臺上，置于JCM-6000臺式掃描電子顯微鏡(JEOL公司)中，在15kV電壓、高真空狀態(tài)下，對其縱向結(jié)構(gòu)進行觀察。

1.2.2橫截面結(jié)構(gòu)測試

將測試試樣逐根包埋于粘膠纖維中，使用Y172型哈氏切片器(常州紡織儀器廠)進行切片，獲得樣品橫截面切片，置于VANOX AHB-K1 型萬能顯微鏡(OLYMPUS公司)下，觀察測試試樣橫截面形狀結(jié)構(gòu)，判斷其芯線組成纖維的類型，并獲取1000倍放大圖象。掃描電子顯微鏡對其橫截面面結(jié)構(gòu)進行觀察，并使用儀器軟件自帶測量工具對樣品進行直徑等數(shù)據(jù)測量。

1.2.3芯線結(jié)構(gòu)測試

對樣品表面包纏的扁金線解捻，使其褪下露出芯線，置于M165C實體顯微鏡(LEICA公司)下，觀察其芯線的捻向、捻度及染色與否。

1.2.4能譜測試

分別對2件美國時裝用圓金線樣品和1件現(xiàn)代圓金線樣品的表面以及截面使用INCA能譜儀(OXFORD公司)進行能譜定性分析，工作電壓為20 kV，判別并比較美國時裝用和現(xiàn)代圓金線樣品表面包覆的扁金線材料元素組成及區(qū)別。

2實驗結(jié)果與討論

2.1圓金線結(jié)構(gòu)分析

表1是1-4號樣品分別在實體顯微鏡50倍率下

的縱向圖像、萬能顯微鏡1000倍率下的橫截面圖像、掃描電子顯微鏡100倍率下的縱向圖像和400倍率下的橫截面圖像。由表1可知，1號、2號樣品均為金銀線品種中的圓金線，由扁金線以螺旋狀包裹于芯線外層，且1號、2號兩者均為扁平狀，3號、4號為圓柱狀。1號、2號的這種扁平狀橫截面的特征分布較為均勻，并且所有1號、2號樣品均為扁平狀，與3、4號樣品存在明顯差異。縱向?qū)嶓w圖片顯示，與兩種現(xiàn)代圓金線相比，1號、2號二者表面光澤較弱。盡管1、2號樣品年代不明確，仍可推測這兩者是由于保存時間較長，表面金屬光澤損傷而減弱。此外，1-4樣品表面包纏的扁金線捻向均為Z向，1號、2號樣品較3號、4號現(xiàn)代樣品來說，包纏更為緊密。

在萬能顯微鏡下觀察試樣，發(fā)現(xiàn)1號樣品芯線橫截面成不均勻的三角形，判斷為蠶絲；2號為腰圓形有中腔，判斷為棉；圖片中的黑色條狀區(qū)域為樣品表面包裹的扁金，因不透光呈現(xiàn)為黑色。3號、4號樣品的芯線材料已知，3號為滌綸長絲，截面為規(guī)整圓形，4號為花瓣形人造絲，并染成紅色。3號、4號的試樣外包扁金線為兩層結(jié)構(gòu)，其中較厚一層為透明無色的膜，外層為較薄的染色(金色或紅色)層。

由以上分析可知，1、2號樣品的外觀結(jié)構(gòu)及組成材料均與現(xiàn)代樣品有較大的差異。

表1　1-4號樣品形貌觀察結(jié)果匯總

將4件樣品進行退捻，并將表面扁金線剝下，露出芯線結(jié)構(gòu)，在實體顯微鏡50倍率下進行拍攝，得到圖1所示的1-4號樣品解捻結(jié)構(gòu)圖。如圖1可見，1號美國時裝圓金線為單股紗，S捻向，捻度較低，與3號、4號現(xiàn)代圓金線類似；1號樣品芯線染成黑色，染成黑色的原因與黑色紗線交織成織物。2號美國時裝圓金線的芯線則為雙股棉線，單紗和合股捻向均為S捻,未染色。3-4號現(xiàn)代樣品的芯線均為低捻長絲，S捻向，其中3號芯線染成與表面顏色相近的金黃色，4號芯線染成與表面相近的紅色。

與現(xiàn)代樣品相比，1號樣品和2號樣品芯線的捻度明顯偏大。路智勇[5]曾討論過圓金線傳統(tǒng)手工搓捻的工藝過程和成形機理，圓金線外層的扁金線看似螺旋纏繞而成，而實際是利用加捻芯線自然松捻過程中產(chǎn)生的回旋力，使得扁金箔條自然捻繞于其外層，并有一副歐洲國家在1711年的的銅版畫印證圓金線以此工藝制作而成。經(jīng)此制成的圓金線，其芯線捻向與外層扁金線包纏捻向相反，1號、2號樣品恰符合此規(guī)律，推測為相同原理工藝制成。

現(xiàn)代金銀線[6]的發(fā)展始于1946年美國的杜貝克門公司將醋酸丁酸酯纖維素薄膜粘合在金屬鋁箔的兩面，然后切割制成金銀線。1950年，美國在滌綸薄膜表面真空鍍鋁制成金銀線?，F(xiàn)代金銀線基本都是在滌綸薄膜兩面或者單面真空鍍鋁，表面染色后切割而成，可直接作為扁金線使用，亦可加以其他制造工藝，如與其他紗線復(fù)合加捻，或包纏于其他紗線外層制成圓金線，來滿足織造過程和產(chǎn)品美觀要求，3、4號樣品顯然屬于后者。

圖1　1-4號樣品解捻結(jié)構(gòu)

自現(xiàn)代金銀線發(fā)展以來，傳統(tǒng)的金銀線工藝逐漸被淘汰，除極少量傳統(tǒng)名貴織物仍使用傳統(tǒng)金銀線外，現(xiàn)代織物基本不使用傳統(tǒng)金銀線。

2.2圓金線結(jié)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)

用實體顯微鏡和掃描電鏡自帶的測量軟件對1-4號樣品進行直徑(長徑)、包纏角度、扁金線寬度測量得到結(jié)果見表2。由表2數(shù)據(jù)可知，1號樣品長徑與現(xiàn)代圓金線直徑更為接近，2號樣品長徑相對較大。與3號、4號現(xiàn)代圓金線相比較，1號、2號的包纏角度明顯偏大，比現(xiàn)代圓金線包纏緊密。而表面扁金線的寬度，1號、2號則明顯比現(xiàn)代樣品窄。

表2　1-4號樣品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)匯總

注： 包纏角度為外包扁金傾斜方向與圓金線軸向的夾角；扁金線寬度指其兩平行邊之間的垂直距離。

2.3能譜分析

表3為1號樣品的表面及橫截面能譜測試結(jié)果。表3顯示：該樣品外層包纏的扁金線主要成分為金屬Cu，其表面比重高達67.09%，橫截面比重在95%左右，因銅與金的顏色最為接近，且價格相比較金、銀更加便宜，故在金銀線的發(fā)展過程中，銅曾作為貴重材料金的替代品，文獻中亦有關(guān)于我國古代捻銅線、捻銀線的記載。除Cu外，表面能譜分析顯示還有Au、Ag存在，并且比例分別達到了10.54%和8.04%，但橫截面內(nèi)外層均無Au和Ag，可見，Au、Ag是鍍在扁金線表面，因金屬Cu比Au、Ag性質(zhì)活潑，易氧化失去光澤，表面鍍金可大大彌補這一缺陷。18世紀曾流行的荷蘭飾金便是一種鍍金銅，隨使用時間光澤變暗[4]。1號樣品扁金線的橫截面測試結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)少量的金屬Zn,比重在2%以上?；贑hristopher Pinchbeck[7]早在1732年提出的將Cu與Zn制成合金的理論可知，控制二者比例，便可制造出延展性良好的純金線替代品。因此推測1號樣品扁金線橫截面中的金屬Zn為合金成分。而對于表面和斷面中均出現(xiàn)的金屬Ta和斷面中出現(xiàn)的金屬Al，由于其含量太少，推測為金屬中存在的雜質(zhì)，可忽略處理。非金屬元素C在表面的比重為11.05%，與表面所鍍Au、Ag接近，O在表面的比重為2.61%，但C和O在橫截面測試結(jié)果中的比重大大減小，可能為存放時間較長，表面污染和表面氧化所致。

表3　1號樣品表面扁金線的能譜分析

表4為2號樣品的能譜測試結(jié)果。表4顯示其扁金線亦是銅質(zhì)，且由橫截面能譜測試結(jié)果可知，2號樣品的扁金線為純銅質(zhì)， Cu的比重達到90%，并非合金。2號樣品同樣僅在表面鍍以Au、Ag，目的與1號樣品相同。但2號扁金線中Au、Ag比重相近，均為3%左右。2號樣品橫截面外層中同樣出現(xiàn)微量的金屬Ta，做忽略處理。1號和2號樣品中表面鍍金均為Au、Ag混合，推測是因為金銀礦物共生，Au的熔點比Ag的高，因此熔煉的Au純度不高所致[8]。

表4　2號樣品表面扁金線的能譜分析

表4續(xù)

區(qū)域SEM圖片能譜圖橫截面外層橫截面內(nèi)層

表5是現(xiàn)代包纏扁金線試樣的內(nèi)、外表面以及橫截面的能譜測試結(jié)果。由外表面的能譜圖可見，主要為非金屬元素C、O、N，其中C元素比重60%左右，O元素為20%左右，N元素比重小于10%，判斷來源于薄膜和染料。外表面有金屬元素Al和Cr的存在，比重分別為8.32%和9.07%，可見現(xiàn)代扁金線試樣外表面鍍鋁，但其內(nèi)表面并無Al元素，判斷其只有單面鍍鋁；金屬Cr一般出現(xiàn)在紡織品染色的媒染劑中，這也證明現(xiàn)代扁金線是薄膜表面鍍鋁然后染色而成。現(xiàn)代扁金線試樣橫截面能譜測試顯示，橫截面按照由外表面到內(nèi)表面的次序分層，其Al元素的比重呈減少趨勢，Al的比重分別為橫截面外層3.18%，橫截面中層0.18%，橫截面內(nèi)層未出現(xiàn)Al，這跟內(nèi)外表面的分析結(jié)果一致。橫截面中層出現(xiàn)的微量Si元素，比重僅為0.09%，可忽略處理。此外，橫截面中均未出現(xiàn)N元素，可見N元素來源于表面染料，且扁金線內(nèi)外表面均有染色。

表5　現(xiàn)代樣品表面扁金線的能譜分析

表5續(xù)

區(qū)域SEM圖片能譜圖斷面中層斷面內(nèi)層

3結(jié)論

a)兩種金銀線均為圓金線，且被處理為扁平狀。其中1號樣品以染成黑色的低捻蠶絲單紗為芯線，外包纏鍍金的銅鋅合金扁金線，芯線S捻，外層扁金線包纏Z捻。2號樣品則以原色雙股棉線為芯線，外包纏鍍金銅扁金線，芯線S捻，外層扁金線包纏Z捻。

b)1、2號樣品與現(xiàn)代圓金線有很大的不同，結(jié)合樣品來源背景時間、圓金線的發(fā)展歷程以及1號、2號樣品的原料組成和結(jié)構(gòu)特征，推斷這兩種金銀線屬于近代產(chǎn)品。

參考文獻：

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(責任編輯： 張祖堯)

Research on Two Circular Metallic Yarn Structures and Energy Spectrum Test Used in American Fashion

LIUMeiling1,ZHAOFeng2,ZHANGGuowei2,HEJinfeng1,WUZiying1

(1.College of Materials and Textiles, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018,China; 2. Key Scientific Research Base of Textile Conservation, State Administration for Culture Heritag, China National Silk Museum, Hangzhou 310002, China)

Abstract：Universal microscope, stereoscopic microscope, scanning electron microscope and EDS (Energy Disperse Spectroscopy) were applied for structure test and energy spectrum test of circular metallic yarns used in American fashion. The manufacturing raw materials and structure features were analyzed. It is found that the two kinds of circular metallic yarns with different core yarns present flat feature. One kind of core yarns is single low-twist silk, and the other kinds of core yarns is double cotton yarns. Twist direction of both core lines and flat gold yearn is opposite. By energy spectrum analysis (EDS), one is overgilded by pinchbeck alloy, and the other is overgilded by pure copper. Both circular gold yarns differ a a lot. It is speculated that they are modern circular gold yarns.

Key words：metallic yarn; circular gold yarn; flat gold yarn; structure; energy spectrum analysis; Americah fashion

DOI:10.3969/j.issn.1673-3851.2016.07.002

收稿日期：2015-08-10

基金項目：國家科技支撐計劃項目 (2013BHA58F01)

作者簡介：劉美玲(1990-)，女，山東壽光人，碩士研究生，主要從事紡織品文物要素研究與創(chuàng)新方面的研究。 通信作者： 吳子嬰，E-mail：hzwzy @zstu.edu.cn

中圖分類號：TS109

文獻標志碼：A

文章編號：1673- 3851 (2016) 04- 0492- 06 引用頁碼： 070102