博物館館藏屏風紙張的制作工藝及特征分析

常曉麗 龔鈺軒 李國長 龔德才，*

(1. 中國科學技術大學科技史與科技考古系，文物保護科學基礎研究中心，安徽合肥，230026；2.甘肅省文博服務中心，甘肅蘭州，730000)

屏風是我國古典家具的代表，在傳統家具文化中有著悠久的歷史。屏風的材質多樣，主要有玉石、琉璃、云母、書畫等，常置于室內，起障目擋風、分割空間、裝飾的作用[1- 5]。相對于其他材質的屏風而言，紙質屏風是較為特殊的一類，因紙張由植物纖維組成，其物理化學性質不穩定，所以易出現由強度下降、吸濕等引起的紙面破損、絮化等情況[6- 8]。此外，屏風常置于室內起遮擋作用，受室內環境變化、風力、微生物、灰塵等的干擾，使得這一類文物難以保存。有研究表明，在紙張表面涂布含有白色礦物的涂料有助于改善其強度和吸濕性、減少透光等[6，9]。甘肅省涇川縣博物館館藏清代草帖行書紙質屏風和清代工筆人物故事紙質屏風整體保存較好，經本次研究發現紙面均經過涂布處理。

涂布是紙張制作過程中一種較為特殊的處理方式，能夠增加紙張的強度、白度等。龔德才等人[10]對甘肅敦煌懸泉置遺址出土古紙的研究發現，漢代時期已有滑石粉涂布的加工紙，潘吉星[6]對涂布紙的微觀結構進行了解釋。目前對于屏風的研究主要集中在文化內涵及藝術價值的解釋，對其具體材質種類及紙質屏風紙張特征研究較少，如朱莎[11]對屏風的藝術內涵進行了研究；李道亮[2]對古代屏風造型特征及功能演變進行了探討。本研究以涇川縣博物館館藏清代草帖行書及清代工筆人物故事紙質屏風紙樣為研究對象，借助纖維測量儀、掃描電子顯微鏡能譜儀及偏光顯微鏡對紙張原料及制作工藝進行了分析。旨為探討屏風類紙張特征提供參考，也為文物本身修復用紙的選擇及博物館文物資料的補充提供可靠資料。

圖1 屏風紙樣實物圖

圖2 樣品1的纖維形態圖

圖3 樣品2的纖維形態圖

1 實 驗

1.1實驗原料

涇川縣博物館館藏清代草帖行書屏風紙樣，文物編號JCB00450(總長224 cm，寬72 cm)，以下稱樣品1；清代工筆人物故事屏風紙樣，文物編號 JCB00792(總長648 cm，寬286.5 cm)，以下稱樣品2。屏風紙樣實物圖見圖1。

1.2實驗分析方法

1.2.1纖維形態分析

取少量樣品于1.5 mL離心管中，加蒸餾水浸泡并置于ZHP- 100智能恒溫震蕩培養箱(上海三發科學儀器有限公司)中震蕩至纖維分散(震蕩頻率120 r/min，溫度20℃)。用鑷子夾取分散后的纖維置于載玻片上，滴加1～2滴由氯化鋅溶液和碘溶液配制而成Herzberg染色劑進行染色，并使纖維在染色劑中均勻分散，蓋上蓋玻片，置于XWY-Ⅵ型纖維測量儀(珠海華倫造紙科技有限公司)下觀察纖維染色情況及其形態。

1.2.2掃描電子顯微鏡能譜(SEM-EDS)分析

取少量樣品經過噴鉑處理(噴鉑時間275 s)使其導電后，使用肖特基場發射掃描電子顯微鏡能譜儀(Sirion200型，日本電子公司JEOL)觀察樣品纖維之間填充物情況，并對填充物成分進行定點分析(取點數=3)。

1.2.3偏光顯微分析

用解剖針取涂布面纖維于1.5 mL離心管中并加入去離子水，置于ZHP- 100智能恒溫震蕩培養箱中震蕩過夜(震蕩頻率150 r/min，溫度20℃)至纖維分散后去掉纖維殘渣，殘留液體置于真空濃縮儀(Concentrator Plus，德國Eppendorf公司)中濃縮，得到可能含有淀粉粒的懸浮液，用微量移液槍將懸浮液轉移至載玻片上，置于超凈臺干燥，干燥后滴加適量甘油，蓋上蓋玻片置于AxioScope.Al偏光顯微鏡下觀察。

2 實驗結果

2.1纖維形態觀察結果

圖2和圖3分別為樣品1和樣品2的纖維形態觀察圖。樣品1經Herzberg染色劑染色后呈黃色，由圖2可以看出，樣品1纖維僵直、細長、兩端尖削、表面光滑，經測量平均寬度在17 μm左右，平均長度在2.57 mm左右，纖維周圍有大導管分子，石細胞、桿狀薄壁細胞數量較多，與文獻中毛竹纖維特征完全相符[9]，由此判斷樣品1纖維為毛竹纖維。樣品2經Herzberg染色劑染色后呈棕紅色，由圖3可以看出，樣品2纖維表面有縱向條紋、末端有帚化現象及剪切痕跡，未見雜細胞，經測量纖維平均寬度在43 μm左右，與文獻中苧麻纖維特征完全相符[9，12- 13]，由此判斷樣品2纖維為苧麻纖維。

圖4 樣品1的SEM圖

圖5 樣品2的SEM圖

2.2SEM觀察結果

圖4和圖5分別為樣品1和樣品2的SEM圖。由圖4可以看出，樣品1經SEM觀察后發現正反面形態不一致。樣品1正面纖維被完全覆蓋，其形態難以辨別，反面參差不齊，纖維呈圓柱型且組織松散、交織不緊，表面有少量物質附著，但形態清晰可見。

由圖5可以看出，樣品2正反面形態也不一致。樣品正面纖維被覆蓋，其形態難以辨別，反面纖維扁平、交織緊密，表面有少量顆粒物附著，纖維之間空隙被填充，而纖維形態清晰可見。結合相關文獻中對涂布及砑光紙顯微形態的研究[6，14]，判斷樣品1、樣品2均經過單面涂布處理，樣品2可能還經過砑石砑光。

2.3能譜檢測結果

圖6和圖7分別為樣品1和樣品2的能譜檢測結果。由圖6能譜檢測結果可知，樣品1正面所含元素中Ca、Al、Si的信號較強，反面所含元素中Ca的信號較強，結合SEM觀察結果推斷，在原料漚煮時使用了CaCO3，涂布處理使用的礦物是高嶺土(Al2O3·2SiO2·2H2O)。由圖7可知，樣品2正面所含元素中K、Ca、Mg、Al、Si的信號較強，反面所含元素中K、Al、Si的信號較強，結合SEM觀察結果推斷，漿料中加填了高嶺土、原料漚煮處理時使用了K2CO3，涂布所用的礦物是CaCO3、滑石粉[H2Mg3(SiO3)4]。涂布和加填礦物與相關文獻中的記載完全相符[6，9，15]。其中，元素H在能譜圖中不顯示，C、O為纖維素所含元素，元素Pt為噴鉑所致。

2.4偏光顯微鏡觀察結果

圖8和圖9分別為樣品1和樣品2的偏光顯微鏡觀察結果。經偏光顯微鏡正交偏光狀態下觀察后發現2個樣品均含有呈十字消光特性的淀粉粒，其直徑在2.5～2.9 μm之間，消光臂較寬，可能經過高溫糊化，與文獻中禾本科小麥屬淀粉粒形態相吻合[16- 17]，由此判斷紙張涂布過程可能使用了淀粉作為膠黏劑。

圖6 樣品1的SEM-EDS 檢測結果

圖7 樣品2的SEM-EDS檢測結果

圖8 樣品1的偏光顯微鏡觀察結果

圖9 樣品2的偏光顯微鏡觀察結果

3 分析與討論

3.1紙張制作工藝分析與討論

通過調研傳統造紙工藝相關文獻可知，在紙張加工過程中為增加其白度、平滑度、改善吸墨性、減少透光及填充纖維之間的孔隙，在紙張正面涂布白色礦物，背面則未做特殊處理，這種工藝稱為“單面涂布”，紙張涂布面在顯微鏡下的形態表現為單面纖維被礦物遮蓋，常用的白色礦物有CaCO3、滑石粉、高嶺土等[6，9]。結合樣品1的能譜分析、SEM觀察結果及偏光顯微分析可知，紙張制作過程中使用高嶺土及以淀粉作為膠黏劑進行了表面涂布，并在原料漚煮時使用了CaCO3。結合樣品2的能譜分析、SEM觀察結果和偏光顯微分析可知，推斷紙張制作過程中使用了CaCO3、滑石粉及以淀粉作為膠黏劑進行了表面涂布處理，并在漿料中加填了高嶺土，加填是在配漿過程中加入礦物粉末，作用與涂布相似，與涂布工序不同所以在顯微鏡下的形態也不相同，涂布表現為紙張單面纖維被覆蓋，加填則表現為纖維之間有顆粒物填充或者纖維表面有顆粒物附著[6]。此外，樣品2原料可能經過草木灰水浸煮處理，所以元素K信號較強，草木灰成分為K2CO3，水解后顯堿性，可用于脫去麻料中的木素、蠟、果膠等以便得到較純凈的麻纖維[6]。樣品2的纖維形態分析結果顯示，纖維末端有剪切痕跡且數量較多、部分有帚化現象。根據造紙工藝相關文獻可知，在造紙過程中為了使纖維交織緊密以增加抗張強度、柔軟度等常使用杵臼、踏碓、石碾等工具舂搗原料使纖維變軟、末端分絲帚化，及使用剪切工具對較長的纖維進行剪切，經過舂搗的纖維末端參差不齊、有分絲現象，經剪切處理的纖維則表現為末端整齊[12，18- 20]。本實驗分析樣品中舂搗痕跡與剪切痕跡并存，觀察結果顯示剪切痕跡數量較多，推測纖維較長。纖維原料鑒定選取樣品中間區域，分析過程中未經過人為剪切，因此排除紙張經過剪切的可能。

3.2紙張來源討論

根據纖維分析結果可知樣品1的紙張原料為竹纖維，因此推斷清代時期在涇川縣周圍已有竹紙的使用，但是這一時期竹紙主要分布于南方的福建、江西、浙江、安徽、四川、湖南、廣西等地及陜南地區，涇川縣位于甘肅東部黃土高原中部秦隴交界處，與天水、寶雞等地相鄰，自古以來植被以灌木草本居多并不盛產竹子[21- 25]，可見不具備用竹纖維造紙的條件，竹紙可能經貿易等方式傳入。樣品2的紙張原料為麻纖維，麻紙在天水放馬灘遺址、敦煌懸泉置遺址、敦煌馬圈灣烽燧遺址等漢代遺址中均出土數量較多[26- 28]，并且據相關文獻顯示，歷史上隴南、天水地區為產麻之地，此外在隴南西和、康縣等地至今保留著傳統手工造紙作坊，在20世紀40年代依然以麻纖維為原料造紙[29]，可見麻紙在甘肅一帶的發展與運用歷史久遠。涇川、天水及河西地區是古絲綢之路東段的北線、南線途經區，及洮河、渭河、黃河上游及其支流的途經地，從古至今交通便利，水源豐富[29- 31]，因此當地的地理位置、氣候、水源完全具備麻紙生產的取料、制作、銷售等條件[32]。根據文獻記載可知清代屏風多為民間藝術品[11]，與本樣品用途相符。結合以上分析可以推斷，樣品2紙張可能出自當地傳統麻纖維造紙生產。通過對樣品1、樣品2纖維種類的比較分析可知，清代對于民間裝飾用紙纖維種類及來源并沒有特定要求。

3.3紙質屏風紙張特征討論

根據以上紙張纖維原料分析、紙張制作工藝討論及紙張來源討論結果可知，本研究的樣品1和樣品2纖維原料不同、產地不同，由此可見清代對于屏風紙張纖維種類及紙張來源并沒有特定要求。但根據紙張制作工藝分析結果可知，樣品1和樣品2均經過表面涂布，這主要與紙質屏風的作用有關。首先，紙質屏風作為傳統家具，常置于室內，易受微生物、灰塵、溫濕度變化等的干擾，所以對材質性能要求較高。紙張作為屏風材料相對于木漆、玉質而言，具多孔性、親水性、表面強度較小等缺陷[33]，但有關研究表明紙張經過表面涂布處理后孔隙減少、透光性降低、親水性降低、強度增加并且能防止暈墨[6，9]，因此經過涂布處理后彌補了紙張多孔、透光、親水、強度較小的缺陷。此外，本研究中兩件紙質屏風分別以書法、繪畫為題材，結合紙張制作工藝討論結果及古代書法、繪畫用紙相關文獻可知[6，34]，兩件屏風紙張均符合書法、繪畫紙的特征。由此可見，屏風紙張不僅應具有一定強度，同時還具有書寫紙的特征。

4 結 論

4.1涇川縣博物館館藏清代草帖行書屏風紙樣分析結果表明，紙張原料為竹漿，在制作過程中經過加填、涂布處理，結合產地分析可知該樣品紙張為外地生產，可能經貿易等方式傳至涇川縣。

4.2清代工筆人物故事屏風紙樣分析結果表明，紙張原料為麻漿，原料經過舂搗、剪切處理，紙張制作過程中經過加填、涂布處理，推測紙張可能為本地傳統麻漿造紙生產。

4.3清代對于屏風類裝飾用紙纖維種類及紙張來源方面并沒有特定要求。由涇川縣博物館館藏清代紙質屏風紙張制作工藝分析、特征討論結果推測，古代用于屏風類的紙張須具備一定強度，同時還應具有繪畫和書寫功能。