不同水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能對(duì)比及影響因素分析

石立明 李 政 萬(wàn) 瑩 杜 齊 劉 文 楊 揚(yáng) 劉群華

（1.保定市華融紙廠，河北保定，071000；2.中國(guó)制漿造紙研究院有限公司，北京，100102；3.制漿造紙國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京，100102）

水彩畫(huà)紙是專門用于繪制水彩畫(huà)的一類紙張，作為水彩畫(huà)的承載物，對(duì)水彩畫(huà)各種技法的實(shí)現(xiàn)及水彩畫(huà)的呈現(xiàn)效果具有非常重要的作用。根據(jù)水彩畫(huà)家的描述以及相關(guān)資料，參照水彩畫(huà)的技法和作畫(huà)需求，水彩畫(huà)紙需滿足以下特性[1]。

（1）合適的吸收性。水彩畫(huà)的作畫(huà)過(guò)程主要是顏料、阿拉伯樹(shù)膠及水在紙面上流動(dòng)、滲透和干燥的過(guò)程。紙張毛細(xì)管吸水的快慢，水分及顏料在紙面上的流動(dòng)和沉積所帶來(lái)的各種變化是水彩畫(huà)各種技法的本質(zhì)。因此水彩畫(huà)紙需具有合適的吸收性。

（2）耐擦性。一方面，在水彩作畫(huà)前會(huì)用鉛筆進(jìn)行構(gòu)圖，用橡皮擦去后紙面不應(yīng)出現(xiàn)起毛現(xiàn)象。另一方面，作畫(huà)時(shí)在水彩涂色干燥后，用清水洗去顏色一次或幾次，再重新涂色，紙面也不應(yīng)出現(xiàn)起毛現(xiàn)象[2]。

（3）伸縮性。水彩畫(huà)紙是在被水浸濕后進(jìn)行作畫(huà)，在整個(gè)作畫(huà)過(guò)程中，隨著紙張的干燥，紙張不應(yīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的凹凸不平現(xiàn)象。

（4）耐久性。水彩畫(huà)紙長(zhǎng)時(shí)間放置不應(yīng)出現(xiàn)返黃和變色等現(xiàn)象。

（5）色彩還原性。色彩還原性是指顏料在干燥與潤(rùn)濕時(shí)顏色的差異，不同水彩畫(huà)紙色彩還原性存在較大不同，好的水彩畫(huà)紙應(yīng)待顏料干燥后仍可保持艷麗的顏色[3]。

水彩畫(huà)紙的性能對(duì)水彩畫(huà)的呈現(xiàn)效果至關(guān)重要[4]，但水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能的評(píng)價(jià)多依靠畫(huà)家的主觀感受，多為感性的描述性語(yǔ)言，較難指導(dǎo)水彩畫(huà)紙的工藝改進(jìn)方向。本研究針對(duì)以上水彩畫(huà)紙的性能要求，建立了水彩畫(huà)紙的評(píng)價(jià)體系，將畫(huà)家的主觀感受以檢測(cè)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)，這對(duì)水彩畫(huà)紙的工藝研發(fā)和改進(jìn)具有積極的促進(jìn)作用。本研究選取了國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的6種水彩畫(huà)紙，對(duì)其繪畫(huà)性能進(jìn)行了對(duì)比分析，確定評(píng)價(jià)體系的有效性，最后通過(guò)對(duì)不同水彩畫(huà)紙的纖維原料和基本物理性能的研究，分析了水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能的影響因素。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料及試劑

水彩畫(huà)紙：國(guó)內(nèi)外較常用的6種不同檔次水彩畫(huà)紙，其基本信息如表1所示。

表1 國(guó)內(nèi)外不同檔次水彩畫(huà)紙基本信息Table 1 Basic information of different grades of watercolor paper at home and abroad

水彩顏料：群青（660）、深鎘紅（098）、檸檬黃（346），歌文水彩顏料，英國(guó)溫莎&牛頓。

其他繪畫(huà)用具：平頭水彩畫(huà)筆（寬度6.36 mm，Skyists 202系列），阿拉伯樹(shù)膠（天馬美術(shù)顏料有限公司），繪圖鉛筆（8900 HB，北京鉛筆廠），繪圖橡皮（4B/100A，韓國(guó)花郎）。

實(shí)驗(yàn)藥品：Graff“C”染色劑。

1.2 儀器與設(shè)備

動(dòng)態(tài)滲透測(cè)定儀，DPM33-4，德國(guó)EMCO公司；接觸角測(cè)定儀，DSA 20，德國(guó)KRUSS GMBH公司；白度儀，CTPC，美國(guó)Technidyne；電腦測(cè)控抗張?jiān)囼?yàn)機(jī)，DCP-K21000，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司；電腦測(cè)控厚度儀，DCP-HDY04，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司；光學(xué)顯微鏡，WV-CP470，日本松下集團(tuán)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 纖維分析

原料種類：取適量的紙張樣品，將其分散為纖維懸浮液，用Graff“C”染色劑染色后，在光學(xué)顯微鏡下觀察纖維的形態(tài)特征，判斷纖維的種類。

1.3.2 基本物理性能檢測(cè)

參照GB/T 22830—2020中對(duì)水彩畫(huà)紙基本物理性能進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定不同紙張的定量、緊度、白度、裂斷長(zhǎng)、濕抗張強(qiáng)度保留率、水分和pH值?；曳謪⒄誈B/T 742—2008進(jìn)行測(cè)定。

1.4 水彩畫(huà)紙?jiān)u價(jià)體系

針對(duì)上述水彩畫(huà)紙所需要的合適吸收性、耐擦性、伸縮性、耐久性、色彩還原性5個(gè)特性，本研究經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)摸索，建立了水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能的評(píng)價(jià)體系，具體方法如下。

（1）色彩還原性

配制顏料：顏料三原色為黃、品紅、青，因此評(píng)價(jià)這3種顏色的色彩還原性具有代表性。實(shí)驗(yàn)中選取了與這3種顏色相近的水彩顏料（檸檬黃、深鎘紅、群青），分別將其配置為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的懸浮液，即取顏料3 g，添加蒸餾水至300 g。

制樣：在紙面上取面積為5 cm×5 cm的區(qū)域，使用注射器吸取上述配好的水彩畫(huà)顏料0.1 mL，用水彩畫(huà)筆將其均勻涂于劃定區(qū)域。由于原料是懸浮液，每次制樣時(shí)均需將顏料充分?jǐn)噭?。為減小誤差，每個(gè)紙樣每種顏色制作5個(gè)平行試樣。

評(píng)價(jià)：待紙面完全干燥后，使用白度儀測(cè)定其色度值L、a、b，每個(gè)區(qū)域測(cè)試3個(gè)點(diǎn)，然后計(jì)算每個(gè)紙樣每種顏色的彩度值，以此來(lái)評(píng)價(jià)紙張色彩還原性的優(yōu)劣。

（2）吸收性

吸收性是水彩畫(huà)紙一項(xiàng)非常重要的特性，根據(jù)本課題組前期的研究結(jié)果，水彩畫(huà)紙的吸收性可由Cobb法、接觸角法、動(dòng)態(tài)滲透法3種方法綜合評(píng)定。

（3）耐擦性

用HB繪圖鉛筆在試樣上畫(huà)出長(zhǎng)度50 mm、寬度0.5~1 mm的線條，再用繪圖橡皮擦去線條，觀察試樣是否有起毛現(xiàn)象，然后在試樣的同一位置，再用標(biāo)準(zhǔn)墨水劃出長(zhǎng)度50 mm，寬度1.5 mm的線條，觀察線條是否有帶刺現(xiàn)象或擴(kuò)散現(xiàn)象。如此反復(fù)進(jìn)行，記下首次出現(xiàn)起毛現(xiàn)象時(shí)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)。

（4）伸縮性和耐久性

參照GB/T 459—2002測(cè)定紙張的伸縮性，通過(guò)浸水后和浸水風(fēng)干后尺寸的變化來(lái)評(píng)價(jià)其尺寸穩(wěn)定性。參照GB/T 464—2008對(duì)紙張進(jìn)行干熱加速老化，將紙張?jiān)?50℃處理24 h，然后測(cè)定老化前后紙張的白度差異，從而評(píng)價(jià)其耐久性。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能對(duì)比分析

本研究選取6種國(guó)內(nèi)外較常用的不同品牌水彩畫(huà)紙作為測(cè)試樣品，采用1.4小節(jié)中所述評(píng)價(jià)體系分別對(duì)水彩畫(huà)紙進(jìn)行了檢測(cè)分析。

2.1.1 色彩還原性

圖1為水彩畫(huà)紙對(duì)群青、深鎘紅和檸檬黃3種原料的色彩還原性。從圖1可知，本研究設(shè)計(jì)的測(cè)試方法能夠很好地區(qū)分不同紙張色彩還原性的差異。從紙張對(duì)群青、深鎘紅、檸檬黃3種顏色的呈色效果來(lái)看，1#、2#、4#紙樣的呈色效果較好。3#紙樣對(duì)群青顏料顯色效果不好，但是對(duì)其余2種顏料顯色效果很好。5#和6#紙樣顯色效果與其余幾個(gè)樣品的差距較大，3種顏色的鮮艷程度均遠(yuǎn)低于其他4個(gè)樣品。

圖1 水彩畫(huà)紙對(duì)群青、深鎘紅和檸檬黃3種顏料的色彩還原性Fig.1 Color reduction of watercolor paper to ultramarine,deep cadmium red，and lemon yellow pigments

2.1.2 吸收性

根據(jù)本課題組前期的研究結(jié)果，水彩畫(huà)紙的吸收性可由Cobb法、接觸角法和動(dòng)態(tài)滲透法綜合評(píng)定。其中Cobb60值可以粗略判斷紙張施膠的程度，接觸角法可以判斷紙張表面橫向水分的擴(kuò)散情況，動(dòng)態(tài)滲透法可以判斷紙張縱向水分的滲透情況，即當(dāng)紙張Cobb60值在（20±4）g/m2范圍內(nèi)時(shí)，水分在紙張表面橫向擴(kuò)散越慢越好，縱向滲透越快越好。6種紙樣的Cobb60值均在（20±4）g/m2范圍內(nèi)；2#、3#、4#紙樣橫向擴(kuò)散小，1#、5#、6#紙樣橫向擴(kuò)散大；2#、3#紙樣縱向滲透速率快，1#、4#紙樣縱向滲透速率中等，5#、6#紙樣縱向滲透速率慢。該測(cè)試結(jié)果與畫(huà)家的主觀感受一致。

2.1.3 耐擦性

表2為水彩畫(huà)紙耐擦性測(cè)定結(jié)果。從表2中可以看出，水彩畫(huà)紙耐擦性差距較大，5#、6#紙樣擦拭1次表面就有輕微的起毛現(xiàn)象，擦拭5、6次后表面已發(fā)生破損。而2#、3#和4#紙樣經(jīng)過(guò)10次擦拭表面未出現(xiàn)任何變化，特別是2#紙樣經(jīng)過(guò)20次擦拭后紙張表面仍無(wú)任何起毛和破損現(xiàn)象。

表2 水彩畫(huà)紙耐擦性Table 2 Friction resistance of watercolor papers

2.1.4 伸縮性

表3為水彩畫(huà)紙的伸縮性測(cè)定結(jié)果。從表3中可以看出，紙張浸水后其橫向伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)大于縱向，其中1#和4#紙樣的橫向伸長(zhǎng)率較大，其余紙樣相差不多。紙張干燥后其橫向的收縮率普遍略小于縱向，不同紙樣的收縮率均較小。利用伸長(zhǎng)率與收縮率之差可以表征水彩畫(huà)紙?jiān)跐?rùn)濕和干燥過(guò)程中尺寸的變化幅度，尺寸變化的縱橫比可以表征這個(gè)過(guò)程中縱向和橫向尺寸變化的比例。綜合各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，1#和4#紙樣伸縮性較差。伸縮性受定量的影響較大，從繪畫(huà)的感受來(lái)說(shuō)，畫(huà)家一般認(rèn)為定量高于300 g/m2時(shí)紙張的伸縮性較好。

表3 水彩畫(huà)紙的伸縮性Table 3 Dimensional instability of watercolor papers %

2.1.5 耐久性

表4為水彩畫(huà)紙耐久性測(cè)定結(jié)果。從表4可以看出，5#紙樣干熱加速老化后白度保留率最低，1#紙樣的耐久性較好，2#、3#紙樣次之。紙張進(jìn)行干熱加速老化后，能夠區(qū)分不同紙張的耐久性，因此可用其表征水彩畫(huà)紙是否適合長(zhǎng)期保存。

表4 水彩畫(huà)紙的耐久性Table 4 Durability of watercolor papers

2.1.6 評(píng)價(jià)方法的有效性分析

為了驗(yàn)證評(píng)價(jià)方法與畫(huà)家使用效果的對(duì)應(yīng)性，將檢測(cè)結(jié)果與畫(huà)家對(duì)每種紙張的主觀感受進(jìn)行對(duì)比。表5為依據(jù)以上建立的評(píng)價(jià)方法檢測(cè)出的水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能的差異分析。表6為調(diào)研中根據(jù)畫(huà)家的繪畫(huà)感受統(tǒng)計(jì)的每種水彩畫(huà)紙的繪畫(huà)性能。從表5和表6可以看出，畫(huà)家對(duì)紙張吸收性的主觀感受與動(dòng)態(tài)滲透的測(cè)試結(jié)果較吻合，耐擦性、耐久性、伸縮性和耐水洗性的測(cè)試結(jié)果也基本符合畫(huà)家的主觀感受，只有3#紙樣色彩還原性的測(cè)試結(jié)果與畫(huà)家的主觀感受稍有偏差。由此可以看出，建立的評(píng)價(jià)方法能夠較好地反映出水彩畫(huà)紙的性能差異。

表5 水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能測(cè)試結(jié)果Table 5 Painting performance test results of watercolor papers

表6 水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能主觀感受Table 6 Subjective feelings for painting performance of watercolor papers

2.2 水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能影響因素分析

2.2.1 纖維原料分析

圖2為水彩畫(huà)紙纖維經(jīng)Graff“C”染色后的顯微鏡圖。從圖2中可以看出，1#、4#和6#紙樣的顯微鏡圖較為相似，從圖2(a)、圖2(d)和圖2(f)中可以觀察到2種纖維，淺藍(lán)灰色的纖維較長(zhǎng)且寬，其上可見(jiàn)明顯的具緣紋孔，是漂白硫酸鹽針葉木漿的特征。鮮藍(lán)色纖維短而細(xì)，可見(jiàn)闊葉木導(dǎo)管分子，這表明其為漂白硫酸鹽闊葉木漿。2#和3#紙樣的顯微鏡圖較為相似，其纖維被染成酒紅色，纖維細(xì)長(zhǎng)，無(wú)非纖維狀的雜細(xì)胞，纖維壁光滑，壁上沒(méi)有任何節(jié)紋或紋孔結(jié)構(gòu)，纖維有轉(zhuǎn)曲現(xiàn)象，因此判斷其為100%棉漿抄造的紙張。圖2(e)中酒紅色的纖維與2#、3#紙樣相似，除此之外還可以觀察到闊葉木的導(dǎo)管分子，很多禾草類纖維的薄壁細(xì)胞及鋸齒狀的表皮細(xì)胞[5]。6種不同水彩畫(huà)紙的纖維原料存在較大差異，纖維原料對(duì)水彩畫(huà)紙的吸收性、色彩還原性、伸縮性和耐久性均會(huì)產(chǎn)生較大影響。

圖2 不同水彩畫(huà)紙的纖維形態(tài)特征顯微鏡圖Fig.2 Fiber morphology microscope images of watercolor papers

2.2.2 基本物理性能分析

表7為水彩畫(huà)紙的基本物理性能測(cè)定結(jié)果。由表7可以看出，紙張的緊度存在差異，其中3#紙樣緊度最小，為0.47 g/cm3，1#紙樣的緊度最大，為0.71 g/cm3，緊度可能是水彩畫(huà)紙吸收性和伸縮性的影響因素之一。從強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)看，6種紙樣都具有一定的濕強(qiáng)度，3#、4#、6#紙樣濕抗張強(qiáng)度保留率較高，只有1#紙樣的濕抗張強(qiáng)度保留率較低；4#和6#紙樣的抗張強(qiáng)度略高，其余紙樣的抗張強(qiáng)度相差不多，紙張的干濕強(qiáng)度是保證水彩畫(huà)紙作畫(huà)過(guò)程順利進(jìn)行的基本指標(biāo)。6種水彩畫(huà)紙中，只有5#紙樣呈酸性，其余紙張均為中堿性，紙張的pH值是影響紙張耐久性的重要因素，水彩畫(huà)紙耐久性的測(cè)試結(jié)果顯示5#紙樣耐久性最差，這可能是因?yàn)槠浼垙埑仕嵝运隆?種水彩畫(huà)紙的灰分差異也較大，其中5#、6#紙樣基本不加填，1#和2#紙樣加填量較大，3#和4#紙樣也進(jìn)行了加填，填料對(duì)紙張的吸收性、耐久性和色彩還原性也會(huì)產(chǎn)生一定影響。

表7 水彩畫(huà)紙的基本物理性能Table 7 Basic physical properties of watercolor papers

6種水彩畫(huà)紙的白度也存在差異，其中4#紙樣白度最高，3#紙樣白度最低。因?yàn)樗暑伭系恼谏w力不強(qiáng)，因此紙張本身的顏色對(duì)色彩還原性的測(cè)試結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。根據(jù)色彩還原性的測(cè)試結(jié)果，3#紙樣對(duì)群青顏料顯色效果不好，但對(duì)另2種顏料顯色良好，這可能與其紙張本身顏色偏黃有關(guān)，而不是由于其色彩還原性不好。4#紙樣由于其本身的白度最高，因此其群青顏料顯色也最鮮艷。由上述分析可以得出，本研究設(shè)計(jì)的色彩還原性的測(cè)試方法可以反映不同紙張色彩還原性的差異。

3 結(jié) 論

本研究對(duì)比分析了6種不同水彩畫(huà)紙的性能差異，并進(jìn)一步分析了水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能的影響因素。

3.1 水彩畫(huà)紙的繪畫(huà)性能主要有色彩還原性、合適的吸收性、耐擦性、耐久性和伸縮性。其中色彩還原性可通過(guò)測(cè)試一定條件下繪制水彩畫(huà)紙的彩度值來(lái)評(píng)價(jià)；合適的吸收性可由Cobb值、接觸角法和動(dòng)態(tài)滲透法綜合評(píng)定；耐擦性可通過(guò)反復(fù)使用鉛筆繪制和橡皮擦拭紙面觀察是否有起毛現(xiàn)象測(cè)試；伸縮性可通過(guò)浸水后和浸水風(fēng)干后尺寸的變化來(lái)評(píng)價(jià)；耐久性可通過(guò)將紙張?jiān)?50℃條件下干熱加速老化24 h后測(cè)定白度保留率來(lái)評(píng)價(jià)。

3.2 本研究設(shè)計(jì)的繪畫(huà)性能評(píng)價(jià)方法能夠較好區(qū)分不同水彩畫(huà)紙性能的差異，不同水彩畫(huà)紙色差還原性、耐擦性、吸收性和耐久性均存在較大差異。

3.3 紙張的纖維原料、填料、緊度、pH值都可能影響水彩畫(huà)紙繪畫(huà)性能。