非物質(zhì)文化遺產(chǎn)貴州丹寨古法造皮紙的織構(gòu)性質(zhì)研究

閆玥兒，俞宏坤，余 輝，金 超，楊光輝，唐 頤

(復(fù)旦大學(xué) 中華古籍保護(hù)研究院，上海 200433)

非物質(zhì)文化遺產(chǎn)貴州丹寨古法造皮紙的織構(gòu)性質(zhì)研究

閆玥兒，俞宏坤，余 輝，金 超，楊光輝，唐 頤

(復(fù)旦大學(xué) 中華古籍保護(hù)研究院，上海 200433)

貴州丹寨石橋古法造紙技藝列屬國家第一批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄．借助于現(xiàn)代科學(xué)表征方法技術(shù)，分別研究了4種丹寨皮紙的宏觀織構(gòu)性質(zhì)與色度、微觀織構(gòu)性質(zhì)，以及宏觀力學(xué)性能，以說明皮紙織構(gòu)性質(zhì)與紙張性能、用途之間的關(guān)系，為丹寨皮紙的紙張性質(zhì)提供了科學(xué)的分析檢驗(yàn)數(shù)據(jù)．

丹寨皮紙； 織構(gòu)性質(zhì)； 力學(xué)性能

貴州丹寨皮紙?jiān)谖覈鴤鹘y(tǒng)手工紙中具有代表性地位[1-2]．采用傳統(tǒng)手工造紙法制造出的丹寨皮紙，紙面平整、吸水性強(qiáng)、紙質(zhì)潔白，是書畫作品的極佳紙品．并且，丹寨皮紙結(jié)實(shí)、柔韌性好、耐拉力強(qiáng)，即使在水中完全浸濕也不易破損．更為重要的是，丹寨皮紙耐酸、抗氧化，紙張壽命可達(dá)上千年．因此，丹寨皮紙已成為修復(fù)中華古籍等紙質(zhì)文物的重要材料．2006年，丹寨皮紙古法制作技藝被文化部列入國家第一批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄．

丹寨皮紙的生產(chǎn)地為貴州省黔東南州丹寨縣石橋村．丹寨皮紙的制作工序主要有： 1、采集構(gòu)樹皮，2、水漚，3、漿灰，4、煮料，5、河漚，6、地灰蒸，7、漂洗，8、選料，9、碓料，10、袋洗，11、抄紙，12、壓紙，13、曬紙等．在全國民間尚存的手工造紙工藝中，丹寨皮紙的制作工藝工序較多，規(guī)格也較高．具體來說，造紙選用的原料為構(gòu)樹皮，其所含的纖維均勻緊密、長徑比很高、柔韌性和光澤度較好、吸水性強(qiáng)．將樹皮剝下后，在河水中浸泡3～5d，可以使樹皮軟化，并除去樹皮內(nèi)所含的果膠．漿灰與煮料是指將泡好的樹皮用生石灰(氧化鈣)包裹，隨后放在爐子里高溫蒸煮．目的是在高溫堿性條件下使樹皮中的木質(zhì)素變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)溶出，從而與樹皮中的纖維素分離．經(jīng)過長達(dá)7d的蒸煮后，得到的樹皮在河水中洗滌，然后繼續(xù)包裹草木灰(碳酸鉀)蒸煮，以進(jìn)一步在弱堿條件下去除樹皮纖維中的雜質(zhì)．煮好的樹皮需在河水中清洗，同時(shí)給予足夠的日曬，借助紫外線的作用使纖維漂白．人工挑選出樹皮中的雜質(zhì)后，將樹皮在專用的捶搗裝置中反復(fù)捶打，即為碓料．經(jīng)過這一步工序，樹皮被捶打?yàn)槊扌鯛畹募垵{，放入布袋后在河水中再次洗滌，然后與一定量的山泉水混合，攪拌均勻，便可以抄紙．抄紙結(jié)束后，需要壓榨出紙張中的水分，并一張張曬干，再一張張揭下，才能夠完成丹寨皮紙全部的制作工序[3-4]．

丹寨皮紙主要有兩大用途，其一為書寫、繪畫，其二為古籍修復(fù)．繪畫用紙與修復(fù)用紙雖然選用同樣的原材料與制作工藝，但在某些細(xì)致的工序步驟上卻有所不同．同樣，繪畫用紙與修復(fù)用紙的紙張性能也有明顯差異．本文借助于現(xiàn)代分析表征手段，研究了不同用途的丹寨皮紙的織構(gòu)性質(zhì)與力學(xué)性能，為丹寨皮紙的紙張性質(zhì)提供科學(xué)的分析檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，證實(shí)了丹寨皮紙“薄如蟬翼而柔韌結(jié)實(shí)”的特點(diǎn)．

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 紙張

本文共研究了4種貴州丹寨皮紙，分別是： 1#迎春紙，用于古籍修復(fù)；2#迎春紙，用于古籍修復(fù)；3#貴紙，用于書畫；4#貴紙，用于書畫．

1.2 表征

紙張的色度在WSC-S型便攜式色差儀上測試，采用Lab色度系統(tǒng)評價(jià)．紙張的光學(xué)顯微鏡照片在Leica DM4000型光學(xué)顯微鏡上拍攝．紙張的掃描電子顯微鏡照片在Philips XL30型掃描電子顯微鏡上拍攝．紙張的抗張強(qiáng)度和伸長率測試依照ISO 1924標(biāo)準(zhǔn)，在TMI 84-56-00型臥式抗張強(qiáng)度儀上測試．

2 結(jié)果與討論

2.1 4種丹寨皮紙的宏觀織構(gòu)性質(zhì)與色度

本文研究了4種丹寨皮紙，其中1#和2#為迎春紙，用于古籍修復(fù)；3#和4#為貴紙，用于書寫繪畫．4種紙?jiān)诤暧^上的薄厚、色度均不相同．從肉眼上看，1#紙和2#紙很薄，透光度高，而且非常柔軟．相比之下，3#紙和4#紙要略微厚些，硬度也有所增加．圖1給出了4種皮紙的單層照片和多層重疊后的照片．從單層照片中可以看出，1#和2#紙的纖維交織非常疏松，肉眼就可以看到紙張纖維之間的孔隙，而3#和4#紙的纖維排布相對緊密．從多層重疊后的照片中可以看出，1#和3#紙的顏色偏白，紙張表面很平整，而2#和4#紙的顏色偏黃，且紙張表面略微粗糙．

表1 4種丹寨皮紙的Lab色度分析值

作者采用Lab色度系統(tǒng)分析法定量研究了紙張的顏色情況．其中，L代表黑白度，L值越大顏色越偏向白色，反之越偏向黑色．a(chǎn)代表紅綠色度，a值越大顏色越偏向紅色，反之偏向綠色．b代表藍(lán)黃色度，b值越大顏色越偏向黃色，反之偏向藍(lán)色．表1給出了4種丹寨皮紙的Lab色度分析值．可以看到，4種紙的a值與b值差別不大，L值的差別相對較大．1#紙的L值最大，顏色最白；2#紙的L值最小，顏色最暗．

紙張面密度(紙張定量，每平方米紙張的質(zhì)量)和紙張厚度是紙張織構(gòu)性質(zhì)的宏觀體現(xiàn)．作者定量測定了4種丹寨皮紙的面密度和單頁紙張的厚度，結(jié)果如圖2(見第704頁)所示．可以看到，2#紙的面密度最低，厚度也最薄．1#紙的面密度與2#紙接近，厚度比2#略微厚些．3#紙的面密度明顯增大，厚度也繼續(xù)增加．而4#紙的面密度和厚度都達(dá)到最大．結(jié)合上述的照片和色度分析，我們可以得出以下結(jié)論： 在4種丹寨皮紙中，用于修復(fù)的2#迎春紙最薄，纖維交織最為疏松，顏色最暗．1#迎春紙比2#略微厚些，纖維交織略緊密些，但顏色明顯發(fā)白．用于書寫繪畫的3#和4#貴紙的厚度和面密度比迎春紙明顯增加，白度也處于適中的位置．紙張的織構(gòu)性質(zhì)和色度與紙張的實(shí)際用途有密切關(guān)系．對古籍修復(fù)用紙來說，紙張的厚度應(yīng)該很薄，這樣才不會在古籍中留下明顯的修復(fù)痕跡．修復(fù)用紙的顏色也很有講究．對年代較近的古籍來說，紙張顏色基本保持原有的本色，所選用的修復(fù)紙張顏色也需要相對較白．而對于年代久遠(yuǎn)已經(jīng)老化的古籍來說，紙張的顏色通常會發(fā)黃發(fā)暗．為了遵循修舊如舊的古籍修復(fù)原則，就需要選擇顏色較黃較深的修復(fù)用紙．作者對1#和2#迎春紙的分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)充分說明，兩種紙都非常適用于古籍修復(fù)．3#和4#貴紙則主要用于書法、繪畫．這兩種紙厚度適中，面密度較大，再加上構(gòu)皮纖維特有的潤墨性能，使得書畫家們在這兩種紙上書寫作畫會產(chǎn)生非常獨(dú)特的效果．

從紙張制造工序上來講，制作細(xì)節(jié)的差異導(dǎo)致了最后成紙的性能變化．首先，紙張的色度與紙漿中纖維本身的顏色有關(guān)．紙張顏色越白，說明紙漿纖維的脫色處理程度越高．堿液高溫蒸煮和日曬兩個(gè)步驟都會使纖維脫色變白．對1#和2#迎春紙來說，1#紙?jiān)凇暗鼗艺簟辈襟E中加入的草木灰更多些，使得樹皮中一些生色基團(tuán)的脫除程度更高，所以1#紙更白．另外，紙張的厚度與抄紙過程有直接關(guān)系．一般來說，紙漿稀，抄紙用的竹簾疏松，抄紙時(shí)間短，有利于抄出薄紙．反之，紙漿濃，竹簾緊密，抄紙時(shí)間長，有利于抄出厚紙．對本文研究的4種皮紙而言，3#和4#貴紙?jiān)诔爝^程中紙漿配置的濃度較高，而1#和2#迎春紙的紙漿濃度則非常?。?/p>

2.2 4種丹寨皮紙的微觀織構(gòu)性質(zhì)

借助光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡，可以清晰地看到紙張纖維的微觀形貌與交織排布情況．圖3給出了4種丹寨皮紙的光學(xué)顯微鏡照片，可以看到，1#紙和2#紙的纖維交織非常疏松，而3#紙和4#紙的纖維分布很密集．其中2#紙的纖維最松散，纖維束幾乎呈現(xiàn)單層排布趨勢，且纖維走向以縱向?yàn)橹?，橫向交叉的纖維束較少．1#紙的纖維束橫縱交叉比較均勻，但纖維之間的孔隙依然很大．3#紙的纖維束出現(xiàn)相互重疊現(xiàn)象，纖維間的孔隙也相對較?。?#紙的纖維重疊程度進(jìn)一步增加，纖維間的孔隙也進(jìn)一步縮?。畯?種皮紙的掃描電子顯微鏡照片中也可以看到類似的結(jié)果．如圖4所示，4種皮紙自身單束纖維的形貌與粗細(xì)都是相接近的，纖維本身的帚化程度也相類似．但是4種皮紙纖維的織構(gòu)情況卻有明顯差別．3#和4#紙的纖維織構(gòu)要比1#和2#紙緊密很多．此外，從光學(xué)顯微和電子顯微照片中還可以清晰地看到“紙藥”的存在．纖維之間粘連著的薄層物質(zhì)就是“紙藥”．在丹寨皮紙的制作工藝中，選用的“紙藥”為仙人掌汁，需在抄紙前加入配好的紙漿中攪拌均勻，目的是提高纖維在水中的懸浮性，同時(shí)抄紙后也能增加纖維與纖維之間的粘結(jié)力．從圖3和圖4中可以看出，4種丹寨皮紙?jiān)谥谱鬟^程中都加入了一定量的“紙藥”．總之，紙張纖維的微觀織構(gòu)情況與紙張的宏觀織構(gòu)性質(zhì)相吻合．2#紙的纖維交織最松散，從而紙張的面密度和厚度最低．4#紙的纖維交織最緊密，從而紙張的面密度和厚度最高．

2.3 4種丹寨皮紙的宏觀力學(xué)性能

紙張的織構(gòu)性質(zhì)也會影響紙張的力學(xué)性能．紙張的抗張強(qiáng)度是指在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定的條件下，單位寬度的紙?jiān)诶鞌嗔亚八艹惺艿淖畲罄Γ垙埖臄嗔焉扉L率是指在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定的條件下，紙拉伸至斷裂時(shí)的伸長量相對拉伸之前紙長度的百分比．圖5給出了4種丹寨皮紙各自的抗張強(qiáng)度與伸長率實(shí)驗(yàn)值．可以看出，2#紙的抗張強(qiáng)度最低，1#紙略高于2#紙．3#紙的抗張強(qiáng)度明顯增加，而4#紙的抗張強(qiáng)度最大．抗張強(qiáng)度一方面與紙張本身的纖維性質(zhì)有關(guān)，如纖維的長短、粗細(xì)、韌性等；另一方面也與紙張纖維的織構(gòu)情況相關(guān)．從上述的光學(xué)顯微和電子顯微照片中可以看到4種皮紙的纖維性質(zhì)基本相同，所以4種紙張抗張強(qiáng)度的差別主要源于織構(gòu)性質(zhì)的差別．1#和2#迎春紙由于纖維交織松散，纖維間孔隙率大，紙張很薄，面密度很低，所以對應(yīng)的抗張強(qiáng)度也很低，只需要很小的力就可以拉斷紙張．3#和4#貴紙纖維交織緊密，孔隙率低，紙張厚而緊實(shí)，所以對應(yīng)的抗張強(qiáng)度較高，需要較大的力量才能將紙拉斷．從4種皮紙的伸長率結(jié)果中可以看到，1#，3#和4#紙的伸長率接近，均在3%～3.5%之間．而2#紙的伸長率反而略高于其他3種紙．這是因?yàn)?#紙的纖維交織最為松散，所以在拉伸過程中可產(chǎn)生的形變量也最大，因而伸長率最高．

與機(jī)械紙相比，手工丹寨皮紙的抗張強(qiáng)度較低，但伸長率卻高很多．這充分說明丹寨皮紙柔軟而有韌性的特點(diǎn)．當(dāng)然，丹寨皮紙的這一特性與皮紙本身的纖維性質(zhì)有密切關(guān)系．從圖3和圖4中可以看到，皮紙的纖維細(xì)長且質(zhì)地完整，纖維幾乎沒有受到外力的破壞，基本保留了原有的形貌．由于構(gòu)皮纖維本身的韌性就非常好，所以造出的皮紙也結(jié)實(shí)耐拉，不易破損．利用現(xiàn)代儀器表征手段研究丹寨皮紙的織構(gòu)性質(zhì)，可以給出不同紙張的科學(xué)的分析表征數(shù)據(jù)，有助于定量分析紙張的各項(xiàng)性能，并為不同紙張的質(zhì)量鑒定提供判斷標(biāo)準(zhǔn)．采用古法制作工藝造出的丹寨皮紙，還有一個(gè)最為重要的特點(diǎn)，就是紙張的壽命很長，可達(dá)千年．也就是說，利用皮紙創(chuàng)作的書畫作品，可以存放上千年而不會老化損壞．而利用皮紙來修復(fù)古籍，亦可大大提高古籍的保存壽命．因此，在后續(xù)工作中，要進(jìn)一步研究丹寨皮紙的紙壽與老化降解機(jī)理，以及皮紙紙壽千年的科學(xué)原因．

致謝： 感謝貴州省黔東南州丹寨縣石橋村古法造紙繼承人王興武先生為本文提供紙張樣品．感謝南京博物院紙質(zhì)文物保護(hù)修復(fù)中心為本文提供紙張抗張強(qiáng)度測試支持和幫助．

[1] 潘吉星.中國造紙技術(shù)史稿[M].北京： 文物出版社，1978.

[2] 王菊華.中國古代造紙工程技術(shù)史[M].太原： 山西教育出版社，2006.

[3] 馮雪琦.貴州丹寨古法造皮紙考察[J].文物修復(fù)與研究，2014(0)： 736-742.

[4] 顧 靜，薛 媛.貴州丹寨石橋古法造紙技藝溯源[J].蘭臺世界，2014(28)： 107-108.

Textural Property Studies of Intangible Cultural Heritage Guizhou Danzhai Traditional Hand-Making Paper

YAN Yue’er, YU Hongkun, YU Hui, JIN Chao, YANG Guanghui, TANG Yi

(ChineseAncientBooksPreservationandConservationInstitute,FudanUniversity,Shanghai200433,China)

Guizhou Danzhai Shiqiao traditional paper-making technique has been selected as Chinese intangible cultural heritage. Different properties of Danzhai papers such as textural properties and color in macroscopic scale, textural properties in microcosmic scale, and mechanical properties were characterized by modern scientific techniques. The correlation between textural properties and applications of Danzhai papers were discussed, and standard analysis data were offered to illustrate the properties of Danzhai paper.

Danzhai paper; textural property; mechanical property

0427-7104(2016)06-0702-05

2016-10-15

閆玥兒(1987—)，女，講師；俞宏坤，男，副教授，通訊聯(lián)系人，E-mail： hkyu@fudan.edu.cn；唐 頤，男，教授，通訊聯(lián)系人，E-mail： yitang@fudan.edu.cn.

G 273；TS 76

A