摘要：书画类文物的修复材料中胶矾水的应用一直备受争议，但目前缺乏相应的系统研究。本文从绘画和装裱艺术史入手，回顾了胶矾水在书画中的应用，并以系列实验分析探讨其弊端，借助传统工艺和现代科技，拟寻找胶矾水的替代品。

关键词：书画；胶矾水；传统现代科技

1. 引言

书画装裱技艺作为我国特有的一门传统工艺，有着悠久的历史，距今已有1700多年。书画修复技术几乎同书画装裱工艺同时出现。书画修复的传统材料中，几乎所有人首先想到的都是纸张、楣糊和颜料。其实辅助配料，如胶、明矾等在书画修复中同样起着重要的作用。修复材料的选择关系到书画保存长久与否以及书画本身的艺术效果。因此，了解材料的性质及作用，不仅重要，而且十分必要。本文综述了胶矾水的组成，介绍了胶矾水的常用配比以及在书画装裱艺术中和绘画艺术中的运用，并通过正交实验以加速老化的方法研究胶矾水对宜纸的耐久性，为胶矾水的系统研究提供了一定的实验基础。

2. 胶矾水的组成

胶矾水即胶、矾和水的组合。在传统的书画修复过程中，胶和矾可单独使用，也可共同使用。以下，对胶、矾和水的作用加以简要说明。

2.1 胶

胶是一种重要的化工产品，在工业和生活上有着广泛的用途。人类使用胶的最早确切年代难以考证，我国远古时代就有黄帝煮胶的传说【1】。胶作为绘画的媒介主要分为两大类：一是动物胶，有鹿胶、明胶、骨胶，鱼胶、蛋胶等；二是植物胶，有桃胶、李胶、阿拉伯胶、白芨胶、藻胶、淀粉胶等。植物胶是从果树表皮分泌出来的多糖类天然胶，其主要化学成分为半乳糖、鼠李糖、a-葡萄糖醛酸等。如桃胶多从桃树、李子。杏等果树皮分泌而来，我国有着十分丰富的桃胶资源，主要分布在我国的东北南部和内蒙古以南地区，西至宁夏、甘肃、陕西、四川、云南，南至福建、广东、广西、海南等【2】。动物胶，如骨胶是用动物的骨头等胶质部分熬制而成的，其主要化学成分是氨基酸。胶矾水中以动物胶中的明胶为主要原料。

明胶为淡黄至黄色、半透明、微带光泽的粉粒或薄片，无臭，在干燥空气中较稳定。在冷水中不溶解，久浸后吸水膨胀软化；在40度热水中胶溶成溶液，呈胶体状态而具有较大的黏度。明胶是一种分子中既有酸性基团（如羧基）又有碱性基团（如胺基）的两性化合物，平均分子量约为17500～45000，具有高黏度。由于分散相质点的网状结构，明胶在溶液中时它的长分子链容易形成网状结构，阻断流动层的进路而破坏正常的流动。明胶的量越大，则越有利于形成网状结构而黏度亦越大。由于明胶的以上特性，其不仅可以作为绘画颜料的胶黏剂，同样可以作为纤维的填充剂，改变多孔纤维的毛细作用，使纸张具有一定程度的抗水作用【3】。

2.2 矾

矾为明矾，又称白矾、钾矾、钾明矾、钾铝矾，其化学成分为含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐，这种晶体呈现无色透明，主要产于安徽庐江【1】。中国传统裱画中明矾的应用有很长的历史，明·周嘉胄在《装潢志》中有详尽的记载。根据记载，明矾的作用主要有以下几个方面：①视之为中药，加入糨糊会使糨糊具有收敛、凝结、防虫、防腐等功能；②视之为纸张填充物，与胶一起使用，提高纸张的抗水性；③视之为固定颜色的配剂；④加固纸性。明矾最重要的化学性质即是铝离子，具有非常高的电荷密度——3价正电荷和小的离子半径。由于此特性，铝易形成较多的多核铝复合物，由于它们对pH、浓度、温度和其他因素较敏感，使其在书画装裱及绘酉艺术中有着显著的效果【4】。

2.3 水

首先，水作为胶和矾作用的媒介，直接影响到胶矾水的浓度。其次，水质的好坏直接影响到胶矾水的稳定性。

3. 胶矾水的配制

中国早在唐代，就已经出现了施加胶矾这种加工纸张的技艺。宋元时，不断发展。明清时，更是加深了对这种加工工艺的掌握，甚至对其进行了改进。

书画修复中常用到胶矾水，胶矾水由白矾和明胶加水勾兑而成，其中胶矾水中的胶是施胶胶料，而矾是施胶沉淀剂【5】。刷于托纸的后面，矾有阻泅止散之力，胶有固色防花之功，但二者的勾兑比例需严格掌握。胶与矾各有功用，胶多发滑，矾多泛白，太稠则涩，太稀渗漏。同时调兑本身又有因画、因时、因人之异。元陶宗仪《锾耕录》就记载了古人在这方面的经验：“矾法，春秋胶矾停，夏月胶多矾少。冬天矾多胶少。”但明矾是酸性的，容易使纸质酸化，发黄变脆，胶是动物性蛋白质，容易遭虫蚀。因而，对胶矾水的掌握对于全色质量有至关重要的影响。

表1是根据各文献中的记载，各研究人员在修复过程中使用胶矾水的配比。

胶矾水的配制过程中一般为胶水加入矾水，并等体积混合。由表1可见，胶矾水中胶、矾和水的配比没有统一规范化的要求，各工作者多是根据实际工作的需要再加上经验。因此，找出合适的胶矾水浓度配比，既可以满足传统书画修复者实际工作的需要，又可以将其对文物的危害降低到最小，更使得传统书画工艺走向科学化。

4. 胶矾水在书画装裱艺术中的运用

中国传统书画装裱是伴随着书画艺术的发展而产生的，对于保存我国优秀的历史文化遗产和展现独特的民族文化起到了十分重要的作用。书画修复作为一项传统的技艺流传至今，已经形成了一套以洗、揭、补、全为主要技术手段的技艺流程。由于中国书画以有机材质为主，容易受修复材料或技术及外在环境的影响，在对书画文物进行清洗和全色修复过程中，常需要用到胶矾水。

4.1 清洗前

古旧书画极易受到外界环境的影响，在流传过程中势必会留有各种污溃。书画修复中的清除污渍，不仅能有效阻止污渍对书画载体的继续侵害，是书画保护修复的关键，也是古旧书画修复中淋洗、揭裱、修补、全色四道基本工序的基础，还关系到今后几十年甚至数百年书画文物的延存状况。有些古书画因各种因素需要清洗，有些状况更不得不加重清洗，严重的是不得不使用化学品来进行清洗，这样的加重清洗会影响纸张性能，纸张的纤维会因此而变得松空，纤维之间的结合会大幅下降。而书画作品中采用的颜料，经过长时间的作用后，有机成分的胶料老化，使得颜料颗粒之间失去了黏结的物质，变得松散，易于脱落，在清洗的过程中更容易脱落。因此，在清洗之前，往往要在画心上涂刷适当浓度的胶矾水，起到加固画芯的作用。

4.2 画芯上墙前

托好画芯后，需再整体施加胶矾水。这是因为经过清洗的画心，可能会再次损失颜料及墨中的胶料。

4.3 全色前

而对于残损书画的修复，揭去旧被后，残损处必须经过隐补，金色等工序。由于补口和托芯纸一般都是生纸，无论接笔还是全色，容易将墨色或颜色晕开，因此，需要在画心背面刷制胶矾水，否则不但触笔即烟，还会由于笔实处的颜色下沉形成深点儿，破坏接笔效果或使全色部位无法形成均匀控制【15】。

5. 胶矾水在绘画艺术中的运用

5.1 绘画载体

丝织品在古代先被采用作为中国画材料使用，一方面是和中国悠久而发达的丝织业有关，另一方面，也和中国当时的生产力有关。虽然纸在绘画上使用的时间并不晚，六朝时人们已使用麻纸、藤纸来画“白画"。但毕竟造纸艺术一开始井不完善。用纸作画较为成熟的时期应该在唐代。将胶矾水刷到绢帛上称之为“熟绢”，刷到生宣纸上，便可变为不渗水的“熟宣”。因其不易晕染，故适合画工笔画。

5.2 颜料加固

中国间的颜料大致可以分为两类，一类是植物性颜料，另一类是矿物质颜料。后者是不落于水的，但色彩鲜艳明快井且轻易不变色。通过把颜料与胶充分调和后再面到西面上，能够使作品和色彩经久不变。明矾在书画绘制中具有固色作用。这源于明矾的聚合作用，明矾通过聚合作用，有助于保留纸浆中细小的填料、颜料、树脂及纤维。因此，明矾自身一定程度上起到固色的作用。此外，明矾还可以通过与明胶的作用，间接地加强了明胶的因色施胶作用

5.3 绘画技法

中国画的技法，实质上就是用笔和用墨的问题。中国画在上色晕染的时候讲究色彩的层次，尤其是重色，要分层上色。为了防止每层的色彩混合在一起，多以胶矾水固色。画家在生宣上需要表现一些特殊效果时，胶矾水往往可以起到作用。例如，表现人物的衣服上的花纹，节日的灯火、焰火等，都可以在画面需要的位置上先染上一层矾水，待干后再通染颜色，这样，事先染过矾水的位置自然而然地留下一些痕迹，使画面出现一些意想不到的效果【2】。不仅在多层的上色中要应用胶矾水，在一种被称为“点染法”的技艺中同样要应用胶矾水。此外，在金笺上书写，由于其表面过于光滑，难于下笔，往往在其上除一层胶矾水。这种做法成为“矾金”。

6. 胶矾水的弊端

中国书画以有机材料为主，容易受修复材料及外在环境的影响。明矾对纸张的破坏作用，在古代中国，已有认识，许多文献有关于此方面的记载。例如，沈宗骞在《论工具和设色》一文中记载道：“作画家宜痛绝矾纸，矾纸作画，笔意涩滞，墨色浮薄，且不百年而碎裂无寸完。余蓄夏太常墨竹，是散金矾纸本，笔墨尚好，而纸本遍体破碎，不可装璜。惜哉！【16】”我国明清时期的古旧字画作品中，相当一部分是以当时生产的一种含矾很高的熟宣纸为载体。由于纸张纤维是由许多β型葡萄糖分子脱水聚合形成的高分子化合物，酸是纤维素水解反应的催化剂，氢离子的存在刺激氧桥断裂，使长链的纤维素断裂为纤维素片段，严重影响了纸张的强度，宏观上使得纸张变化、发脆，甚至是粉化、断裂。

纸张的性能和长期稳定性取决于老化过程中纤维素氧化和水解反应的程度，这些反应被视为造成纸张化学和物理性能下降的原因【17.18】。由于在自然环境中纸张的老化速度过慢而不能够在短期内观察到其性能的变化。因此，可通过加速老化的方法研究纸张的性能随老化时间的变化【19】。

6.1 材料

宣纸、明矾、骨胶。

6.2 老化条件

样品在（105±2）°C鼓风干燥箱内非连续干燥72h。

6.3 性能测试

根据TAPPI T529 OM-2004标准，采用表面ORION 3STAR台式pH仪测定纸张表面pH，每组测试均为5个有效数值的平均值；根据GB/T 12914-1991，采用DRK101B型电子拉力试验机进行抗张强度实验，拉力速度为50mm/min。每组实验均需测得20个以上的有效数据，然后以其算术平均值作为各组的抗张强度测定值；采用HPG-2132型便携式色差计测试样品颜色，用L*a*b*体系记录颜色的变化L（light）、a（green-red）、b（blue-yellow），并通过公式计算出色差△E*=（△L*²+△a*²+△b*²），每一试样测定5次取平均值。

6.4 实验方法

胶矾水的配制通过正交实验表格进行，按表2浓度采用双面刷涂方法。

6.5 结果和分析

6.5.1 胶矾水浓度对纸张pH的影响

胶矾水浓度对纸张pH的影响见表3。刷涂不同浓度胶矾水的纸样经过72h非连续老化后，pH都逐步降低。其中，浓度较高的6号、11号和16号样的pH皆低于4，较对照空白样降低显著。同时，由于胶和矾的不同配比，浓度较低的1号、2号和5号样的变化趋势不尽相同。1号和5号样相比，胶多而矾少，所以pH降低缓慢，且皆高于6号。2号和5号样相比，矾多而胶少，所以pH降低缓慢，且老化前的pH比5号样低了一个数值。经过以上分析，在胶矾水的配比中，矾的影响因素大于胶的影响因素，水的因素通过影响矾而影响pH的整体趋向。

6.5.2 胶矾水浓度对纸张颜色的影响

由表4、表5可知，刷涂胶矾水的纸样老化后，L*值和a*值变化不大，主要是b*值变化。△L*-表示偏白，△L*-表示偏黑；△a*+表示偏红，△a*-表示偏绿；△b*+表示偏黄，△b*-表示偏蓝。从而说明各纸样不同程度的变黄。从表4总的颜色变化△E*来看，纸样老化后颜色的变化情况与刷涂的胶矾水浓度有关。其中，4号、6号、8号、11号、12号、15号和16号色差值皆超过12，变化很大；余下各样皆有可见或明显变化。此外，除了胶矾水的总浓度，导致△E*的变化的另一重要因素是胶矾水中胶和矾的比例，如2号和5号样，经刷涂相同浓度的胶矾水老化后，2号较5号样有显著变化，这与2号样中矾的含量较5号样中高有关。

6.5.3 胶矾水浓度对纸张抗张强度影响

从表6可以看出，刷涂过胶矾水的纸样未老化之前抗张强度远远大于原纸，这说明了胶矾水具有提高纸张强度的效果，尤其是刷涂高浓度胶矾水的效果更为明显。例如，11号样的纵向和横向纸样未老化之前抗张强度远远大于的空白样，其中横向较纵向更抗拉。但是，随着胶矾水浓度的提高，纸样抗张强度下降也较快。2号和5号样，经刷涂相同浓度的胶矾水老化后，5号较2号样有显著变化，这与2号样中矾的含量较5号样中低有关，这说明胶的因素在影响纸张抗张强度方面起主要作用。

7. 胶矾水的替代品

鉴于以上等现状，现持有两种观点：一种观点认为，纸张酸化会给书画带来无法挽回的损害。因此，应当减少酸的引人，最大程度地保护文物。找出可以用于替换胶矾水的材料，以此减少明矾水解带来的危害。另一种观点认为，要尽可能保持及传承传统工艺与材料，修复中还应继续使用胶矾水。一种新材料的使用，其性能和耐候性要经过长时间的检验。面对这两种争论，其各有充分的理由和依据，无法在短时间内达成共识。因此，规范胶矾水的使用，对胶矾水的配比进行科学的研究，寻找可以达到固色效果，并同时又将胶矾水的危害降低到最小的浓度配比范围。同时，不放弃对替代胶矾水材料的寻找，将成为一种更好地选择。

我国传统方法中有用豆浆水刷涂于生宣纸上产生半熟纸的做法，上海博物馆裱画师尝试了用豆浆水来代替胶矾水应用于书画修复装裱中，取得不错的效果【6】。将豆浆水用作纸张施胶剂对于提高纸张的抗水性具有很好的效果。随着现代科学的发展以及对纸质文物保护研究的深入，越来越多的古字画保护修复工作者意识到了胶矾水对古字画的潜在危害，并逐渐开始研究它的替代材料。经过文献调研，作为天然高分子材料的石花菜、白芨、魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、壳聚糖等可列入改性的范围之内。该替代材料的研究应包括胶矾水中替代明胶的材料、替代明矾的材料或最终可以替代胶矾水的材料。

文物的保护就是要最大限度地、长久地保护其本身的完整性。但是纸质文物与其他文物不同，它是一种轻薄、柔软、低强的材料，一旦保护处理不当，其后果将是毁灭性和无可挽回的。关于胶矾水的替代材料，应具备以下要求：①尽可能保持纸质文物原有的状态，即光泽度、颜色、厚度等基本不发生变化；②附着力和黏合力好，能使纸质文物的抗张强度、耐折度等有一定的提高；③能有效阻止或延缓纸质文物进一步老化降解，具有防霉抗菌作用；④与纸质文物有很好的相容性；⑤较好的耐老化性能；⑥要具备可逆性。

8. 小结

目前，胶矾水的研究，仅仅停留在其损害书画作品的机理上。由于胶矾水在古旧书画揭裱过程中不可替代的作用，使得古旧书画修复人员明知其对书画的破坏作用，还不得不在全色等的过程中频频使用胶矾水。然而，对于传统的技术，要取其精华去其糟粕。对于不科学之处要合理地进行改进，使得传统工艺在现代科学的指导下变得更加科学、合理。目前，对于合理规范胶矾水的使用，将十分迫切。

在非连续老化情况下，纸张在加热一段时间后，停止加热期间能够从空气中吸收水分，从而加速纸张纤维素在高温下的水解，导致β-1，4糖苷键的断裂。本文采用非连续老化的方式，探究了胶矾水的浓度及其配比对宣纸的耐久性。从材料的耐候性等层面考虑，胶矾水的浓度不宜过高，一般在0.5%～1.5%最佳，其中胶和矾的比例以2：1为最佳，本文为胶矾水及其替代材料的研究提供了初步的数据基础。

作者｜张诺 何伟俊 朱庆贵 时倩

原文来自《中国文物保护技术协会第七次学术年会论文集》

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