CN103575645A - 一种书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法，该测试方法包括以下步骤：（1）将待测粘结剂均匀涂布在绢布的一面上，将绢布涂布粘结剂的一面对折并使其粘合，然后按压并晾干制得裱件；（2）将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以30-70牛顿的压力相接触，保持8-12秒，再以0.50-1.0毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为18-25厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。本发明的优点在于通过制作适合尺寸的裱件来直接测试装裱用粘合剂的剥离强度，做到每个过程步骤定量，数据精准，误差小，方便操作且重复性好。

Description

一种书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法

技术领域

本发明涉及一种粘结剂的剥离强度的测试方法，具体涉及一种书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法。

背景技术

中国古书画在世界享有盛名，书画的保存、展示和研究都离不开装裱工作，书画装裱成为书画艺术不可或缺的技术保障。装裱是一门传统技术，其中装裱粘合剂的质量会影响装裱品质，也关系到书画日后的保存。对于古代书画来说，多一次装裱就丧失一份神韵。浆糊是书画装裱过程中重要的粘合材料，也是装裱优劣和成败的关键因素。书画裱件出现虫蛀、霉变、瓦患、翘曲、中空、重皮，无不与浆糊质量、调制和使用有关。明代周嘉胄在《装潢志》中说：“裱之于糊，犹墨之于胶。墨以胶成，裱以糊就”。

国外学者对浆糊的长期封存方法做过一些研究，国内学者也在浆糊的研制和添加剂等方面做了大量研究。但在文物修复及装裱中，浆糊调制的浓度、温度、搅拌时间及速度等都是师傅多年装裱经验的积累，迄今没有对裱件的制备方法和浆料的粘性进行系统科学的研究。尽管也有一些关于浆料粘附性的测试方法，如粗纱法、折弯摩擦法、抱合力法、溶解度参数法、微观断面分析法等，但是这些方法都是间接方法，实验误差大、重复性差、不准确，不适合书画装裱所用浆料的粘性测定。目前书画装裱行业还没有一套可行的方法来测试浆料的粘附性。由于书画装裱所用浆料的浓度小、粘性小、用途特殊，需要寻求测试其剥离强度的新方法，其中每一步的规范和定量都很关键。

发明内容

本发明的目的在于寻找一种直接测试书画装裱用粘接剂的剥离强度的方法，从而为书画装裱过程中粘结剂的选择提供科学依据。

用于实现上述目的的技术方案如下：

一种书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法，该测试方法包括以下步骤：

1、将待测粘结剂均匀涂布在绢布的一面上，将绢布涂布粘结剂的一面对折并使其粘合，然后按压并晾干制得裱件；

2、将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以30-70牛顿的压力相接触，保持8-12秒，再以0.50-1.0毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为18-25厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。

优选地，所述书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法包括以下步骤：

1、在2-3分钟内，用刷子将5-8克待测粘结剂均匀涂布在长20-25厘米、宽11-13厘米绢布的一面上，将绢布涂布粘合剂的一面对折并使其粘合，并用刷子刷3-5分钟除去气泡，在室温下放置10-15分钟，然后按压30-60分钟并室温下放置3-5小时晾干，将其裁剪成长9-12厘米、宽1-2厘米的布条制得裱件；

2、将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以30-70牛顿的压力相接触，保持8-12秒，再以0.50-1.0毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为18-25厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。

进一步优选地，所述绢布长23厘米，宽11.5厘米；还进一步优选地，所述待测粘结剂的用量为7克。

更优选地，所述书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法包括以下步骤：

1、在2分钟内，用刷子将7克待测粘结剂均匀涂布在长23厘米、宽11.5厘米绢布的一面上，将绢布涂布粘合剂的一面对折并使其粘合，并用刷子刷3分钟除去气泡，在室温下放置12分钟，然后按压45分钟并室温下放置4小时晾干，将其裁剪成长10.5厘米、宽1.5厘米的布条制得裱件；

2、将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以50牛顿的压力相接触，保持10秒，再以0.50毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为20厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。

本发明采用剥离法测试书画装裱用粘结剂的剥离强度，剥离强度是表示粘附力的直接指标，即将一定量的粘合剂涂布在被粘物上，在一定压力下粘合并干燥后剥离至单位长度所需的力。该过程中测定的剥离力即为粘合剂的粘接力。对于每个测定结果可以取6次测试的平均值，允许的误差范围为：相对偏差/平均值×100%≤5%，舍去不合适的数值。

本发明的优点在于通过制作适合尺寸的裱件来直接测试装裱用粘合剂的剥离强度，做到过程中每个步骤定量，数据精准，误差小，方便操作且重复性好。粗纱法受到限制较多，需要忽略的因素很多，如粗纱本身强度、纤维和浆料自身内聚力、上浆率的影响。抱合力法也一样，需要忽略长丝的结构、纱内单根丝的多少、上浆环境、不适合短纱测试。溶解度参数法采用相似相容原理，溶解度越接近，剥离强度越大，但这种方法不能定量测定粘附力，只能定性比较。微观断面分析法对粘附界面进行化学分析、元素分析等，但至今还不完善，停在理论阶段，分析手段复杂。本发明首次将浆料粘度的测试方法应用到书画装裱中，将浆料的粘性由靠师傅传统经验确定过渡到科学数据化，使传统经验有了理论支持。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1a：不同浓度制作的小麦淀粉浆糊随陈化时间的粘度变化；

图1b：不同搅拌时间制作的小麦淀粉浆糊随陈化时间的粘度变化；

图1c：不同温度制作的小麦淀粉浆糊随陈化时间的粘度变化；

图1d：不同搅拌速度制作的小麦淀粉浆糊随陈化时间的粘度变化；

图2：未陈化的三种淀粉浆糊的剥离强度；

图3：土豆淀粉陈化不同时间后的剥离强度曲线；

图4：三种淀粉浆糊随陈化时间的粘度变化。

具体实施方式

下面通过实施例详细说明本发明，应当理解，下述实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

本实施例采用剥离法测试剥离强度值，以主要原料为淀粉的书画装裱用粘接剂为对象，对其粘性随浓度、最高温度、糊化时间、搅拌速率、陈化时间等因素的变化做了测定和分析。

1、浆糊裱件的制备

由RVA仪在不同条件下制成的淀粉糊糊化成浆糊凝胶。将凝胶在研钵中捣成均匀糊状，时间为5分钟，以便浆糊能均匀涂抹于测试绢布上。将测试绢布剪裁成长23厘米、宽11.5厘米。称取浆糊7.00克，均匀涂抹在绢布上，需要用刷子上下左右刷2分钟，保证浆糊均匀分布在布上。将刷好的布对折，换一把干净刷子上下左右刷3分钟，使对折的布不出现气泡，均匀粘在一起。室温下放置10-30分钟，裱件为半干未干状态。然后将20kg镇尺放置在制备的裱件上压10分钟，使上下绢布和浆糊之间充分接触。室温放置1小时，待绢布干透后，裁剪成长10.5厘米、宽1.5厘米的裱件进行剥离试验。

2、剥离强度的测试

将制好的裱件粘合的一端的两面分别用双面胶固定在物性仪的底盘和上悬的SMSP/36R探头上，先让底盘和探头以50N压力接触，然后做180°剥离，以0.50mm/s的速度均匀拉开，拉伸距离为20cm。记录该过程中剥离力-距离曲线，所述剥离力即为浆糊的粘结力，结果取6次测试结果的平均值。允许的误差范围为：相对偏差/平均值×100%≤5%，舍去不合适的数值。预实验选择条件时，包括底盘和上悬探头的压力、保持时间、拉开速度。压力过大(≥100N）或过小（≤10N）均不符合实际装裱要求，设置30N、50N、70N分别实验，50N效果相对最好，能较好分开不同条件下制作的浆糊。保持时间设置5秒、10秒、15秒、20秒，为5秒时太短，粘合不均匀，15秒和20秒过长对实验结果没大的影响但减慢实验速度，优选10秒。拉伸速度设置0.10毫米/秒、0.50毫米/秒、1.00毫米/秒，速度太慢影响试验进度，太快裱件随拉伸速度分开的惯性太大，不能准确表达剥离力，优选0.50毫米/秒。

3、测试结果及分析

（1）小麦淀粉剥离强度的测试：将不同条件下制作的小麦淀粉浆糊陈化后做成裱件，在物性仪上做剥离试验，测试浆糊的剥离强度即粘附性，实验数据见表1。分别做不同条件对应的粘附性曲线（见图1a至图1d）。总体来看，放置时间越长，剥离强度值越低，粘附性也下降，是因为糊化淀粉随着时间增长会自发变成淀粉似水不溶性状态，这种现象叫老化，它与糊化现象相反，由无序向有序转化，部分恢复结晶状态。从表1、图1a看，随浓度增大，同一陈化时间对应的剥离强度值变大，粘附性也增强，但浓度为1.5g/25ml和3g/25ml时粘度随陈化时间变化幅度不大，而4.5g/25ml其粘度增加的幅度很大。陈化5-10天，分子链不同程度断裂，老化急剧，表现为粘度突降；由表1、图1b的陈化时间-粘附性对应糊化搅拌时间变化可知，搅拌时间越长，剥离强度和粘接力在同一陈化时间会相应增加，但当陈化15天时，老化对分子链的破坏占优势，剥离强度及粘度下降到了同一值；由表1、图1c的陈化时间-粘附性对应最高温度变化可知，90℃和95℃时浆糊随陈化时间粘度变化趋势线一致，对应90℃粘度稍高于95℃，但85℃浆糊随陈化时间粘度发生了较大变化，放置10天时粘度出现了高峰值，随后下降，结合85℃RVA糊化曲线分析原因，可能是糊化时淀粉分子没有完全膨胀，糊化不充分，在日后放置的过程中，未完全膨胀的分子再吸收水分溶胀，粘度增高，到一定程度后老化占优势，粘度又开始下降；峰值搅拌速度对应的陈化时间-粘附性由表1、图1d可知，搅拌速度达到一定程度对浆糊的粘度影响不大，但搅拌速率越高，剥离强度和粘结力会有相应的提高。随陈化时间增加，糊化淀粉分子链断裂或重结晶导致浆糊老化，剥离强度降低粘结力减弱。

表1陈化时间对不同条件下糊化淀粉粘接力的影响（g/秒·mm）

（2）同一条件下用三种淀粉，即土豆淀粉、红薯淀粉和玉米淀粉制作浆糊。陈化不同时间后做成裱件，分别在物性分析仪上进行剥离试验，测试不同浆糊的剥离强度，即粘附性。图2为新制作的未陈化的三种淀粉糊的剥离强度曲线，玉米淀粉糊的剥离强度值最大，土豆和红薯的值相当，低于玉米淀粉糊。图3是土豆淀粉陈化不同时间后的剥离强度，剥离强度值的波动在误差允许的范围内，随着陈化时间的增加，剥离强度台阶值呈现下降趋势。将三种淀粉的糊剥离强度实验结果值统计作图，见图4。从曲线的趋势看，剥离强度随陈化时间增加出现降低趋势，红薯淀粉和玉米淀粉制成的浆糊随时间剥离强度下降趋势基本一致，即放置5天时强度下降最快，5-15天下降趋势变缓，土豆淀粉制成的浆糊随放置时间增加剥离强度稳步下降。土豆和红薯淀粉制成的浆糊剥离强度值相近，而玉米淀粉的值稍高，这与不同淀粉的分子结构有关。根据上述实验结果，对比不同种类的淀粉，在各种制作条件相同条件下，小麦淀粉的粘度表现最佳，随老化时间增加其粘度降低也相对较小，能满足书画装裱要求。浆糊制作时的最优条件，浓度3g/25mL，温度95℃，搅拌时间2min，搅拌速度120r/min，陈化时间和浆糊的剥离强度成反比的，时间越长，剥离强度越低，根据实际装裱不同部位使用不同陈化时间的浆糊。

Claims (5)

1.一种书画装裱用粘结剂的剥离强度的测试方法，该测试方法包括以下步骤：

（1）将待测粘结剂均匀涂布在绢布的一面上，将绢布涂布粘结剂的一面对折并使其粘合，然后按压并晾干制得裱件；

（2）将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以30-70牛顿的压力相接触，保持8-12秒，再以0.50-1.0毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为18-25厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

（1）在2-3分钟内，用刷子将5-8克待测粘结剂均匀涂布在长20-25厘米、宽11-13厘米绢布的一面上，将绢布涂布粘合剂的一面对折并使其粘合，并用刷子刷3-5分钟除去气泡，在室温下放置10-15分钟，然后按压30-60分钟并室温下放置3-5小时晾干，将其裁剪成长9-12厘米、宽1-2厘米的布条制得裱件；

（2）将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以30-70牛顿的压力相接触，保持8-12秒，再以0.50-1.0毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为18-25厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。

3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，所述绢布长23厘米，宽11.5厘米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的测试方法，其特征在于，所述待测粘结剂的用量为7克。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

（1）在2分钟内，用刷子将7克待测粘结剂均匀涂布在长23厘米、宽11.5厘米绢布的一面上，将绢布涂布粘合剂的一面对折并使其粘合，并用刷子刷3分钟除去气泡，在室温下放置12分钟，然后按压45分钟并室温下放置4小时晾干，将其裁剪成长10.5厘米、宽1.5厘米的布条制得裱件；

（2）将所述裱件粘合端的一面固定于物性分析仪的底盘，另一面固定于探头上，先将所述底盘和探头以50牛顿的压力相接触，保持10秒，再以0.50毫米/秒匀速移动探头进行180°剥离，探头移动距离为20厘米，记录剥离力变化并绘制剥离力-探头移动距离曲线。

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