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技術(shù)文章
礦物顏料講解

上海矽諾國際貿(mào)易有限公司  2020-08-18  點(diǎn)擊11914次

我們都知道人類最早用來給紡織品著色的是礦物顏料。在中國已發(fā)現(xiàn)的最早利用天然色彩的例子可追溯到舊石器時代晚期。如:山頂洞文化遺址中發(fā)現(xiàn)的用赤鐵礦粉涂成紅色的石珠、魚骨、獸牙等裝飾品,再如在仰韶文化彩陶圖騰紋樣上利用天然色彩涂染的技術(shù)等等。這些例子雖然不是于紡織品之上,但從它們涂彩技巧的提高和色譜的擴(kuò)展,顯示了紡織品染色技術(shù)的孕育和萌發(fā)過程。在中國,人們最早用于著色的顏料或染料是礦石和炭黑,因?yàn)樗鼈兪侵庇^的有色物質(zhì),不須經(jīng)過復(fù)雜的處理就可使用。使人感興趣的是,人類最早利用的礦石,幾乎都是紅色,這在中國也不例外。中國考古發(fā)掘中發(fā)現(xiàn)最早的著色顏料除了赤鐵礦外,

還有朱砂。在青海樂都柳灣原始社會墓地(屬新石器時代中期和晚期)發(fā)現(xiàn)的朱砂,證明在四、五千年前,我們的祖先已經(jīng)挖取辰砂礦了。辰砂的主要成分是硫化汞,色澤鮮艷穩(wěn)定,人們后來不僅用于服裝的染色,繪畫的顏料,還作為藥物和煉丹的原料。1974年在陜西寶雞茹家莊西周漁伯墓淤泥中發(fā)現(xiàn)的辮子股刺繡殘痕中,有紅、黃、褐、棕四種顏色,其中紅、黃色分別為朱砂、石黃加粘合劑涂染所致。值得一提的是,中國的祖先們?yōu)榱耸沟V物顏料有較好的附著力、覆蓋力、著色力,此時已掌握了一套將礦石粉碎、研磨的技術(shù)。有關(guān)專家通過對北京平谷劉家河商代(公元前17世紀(jì)初~約公元前11世紀(jì))墓葬中的朱砂粒子進(jìn)

行過分析,我們的祖先僅用石臼、石杵等工具,已能將朱砂粒子研磨到3~10lam大小。這些技術(shù)的普遍使用和成熟,為后人廣泛利用礦物顏料作為紡織品的染色材料打下了基礎(chǔ)。

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,合成染料逐漸出現(xiàn),由于其豐富的色澤和較好的染色牢度,很快得到廣泛應(yīng)用。然而后來人們發(fā)現(xiàn)使用合成染料排出的廢水對環(huán)境污染嚴(yán)重,而且一些染料中間體是有毒的、致癌的;隨著環(huán)保的呼聲增高,人們開始尋找對環(huán)境較有利的染色途徑,人們再次將目光投入到容易獲得和價格比較低廉的有色礦物中,而且礦石顏料的抗氧化,持久性讓礦物顏料廣泛應(yīng)用于紡織品染色、涂料、油墨、塑料、橡膠、紙張、陶瓷、玻璃及美術(shù)用品等方面行業(yè)。

礦物質(zhì)顏色的原材料多為天然晶體礦石,具有特殊光澤,色相美麗。其在自然界中經(jīng)數(shù)萬年或更長時間演化形成,特點(diǎn)是色性穩(wěn)定、覆蓋力強(qiáng)、不易變色[2J。在中國的商周時期(約公元前17世紀(jì)~11世紀(jì)),我們的祖先已利用多種礦物顏料給服裝染色了,并把這樣染色的方法稱為“石染”(植物染料染色被稱為“草木染”)。最早用來染色的礦物顏料有:赤鐵礦、朱砂、石黃、空青、藍(lán)銅礦、粉錫(又名鉛白)、蜃灰、白云母、炭黑、金銀等。

1.赤鐵礦。又名赭石,主要成分是三氧化二鐵(Fe203),呈暗紅色,在自然中分布很廣,被利用的歷史最早。如:在江蘇邳縣大墩子新石器時期遺址中,就出土了表面有研磨痕跡的赭石。赭石研磨成粉末后,顆粒稍粗的類似水粉色,覆蓋力強(qiáng)。

2.朱砂。中國利用朱砂(HgS)的歷史久遠(yuǎn),前面說過,原始社會墓葬中就發(fā)現(xiàn)過朱砂。由于織物的保存問題,目前商周時期的染色的織物未見實(shí)物。但從多種玉、銅器遺留的織物痕跡上,均可發(fā)現(xiàn)使用過朱砂顏料。朱砂用于染色,并不局限于涂染,也有用于浸染絲線而后織錦,或用于織物上繪畫形成圖案紋樣。從歷代典籍的記載中也可看出,朱砂頻繁地出現(xiàn)在褒辭之中。用朱砂涂染的物品,也一直被認(rèn)為是珍品。中國古代匠人們在朱砂的制造和提純方面,也取得了許多的經(jīng)驗(yàn)。在制作朱砂的過程中,會出現(xiàn)多種顏色,上層發(fā)黃,下層發(fā)暗,中間的朱紅色彩最好,而許多出土的朱砂恰恰為朱紅。在后來,人們還將表面光滑如鏡

的上好朱砂,稱為鏡面砂。東漢以后,隨著煉丹術(shù)的發(fā)展,人們對無機(jī)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識提高到了一個新的水平,開始人工合成硫化汞,古時稱人造的硫化汞為銀朱或紫粉霜,用以與天然朱砂區(qū)別。它主要用硫磺和水銀,在特制的容器里進(jìn)行升華反應(yīng)取得。朱砂色粉顆粒愈細(xì)色愈鮮,愈粗色愈深,朱砂色應(yīng)用廣泛,渲染花卉,紋飾等常用之。

3.石黃。石黃是被利用較早的另一種礦物顏料。石黃分雌黃和雄黃(As2S3和As2S)。石黃的黃色為紅光黃,色相豐滿純正,光澤度好,深受人們的喜愛。

4.空青??涨嘁喾Q為石綠,是一種結(jié)構(gòu)疏松的堿性碳酸銅[CuC03"Cu(OH)2],呈綠色,即是銅器表面生成的銅綠。研制石綠色粉的原料為一種色相呈綠、藍(lán)色相問的銅礦,因外觀呈不規(guī)則的同心圓紋理狀,較像孔雀的彩羽,故俗稱孔雀石??涨嗄痛髿庾饔眯阅芎茫⑶矣絮r艷活潑的翡翠綠色。

5.石青。研制石青(曾青)色粉的原料主要有兩種:青金石與藍(lán)銅礦,這兩種礦石雖均可研制石青,但卻是兩種化學(xué)性能相異、材質(zhì)不同的礦石。青金石,化學(xué)分子式為(Na,Ca)8(A1Si04)6(S04,C1,s)2英文名稱為Lapia.Lazuli,屬方鈉石族,其硬度比石綠礦、朱砂礦硬,為5。藍(lán)銅礦,化學(xué)分子式為Cu3(C03)2(OH)2,含銅量55.3%,英文名為Azurite,為鹽基性碳酸銅,是次生氧化礦物。藍(lán)銅礦的晶體多為半透明或不透明狀,色相瑰麗,與孔雀石相似,硬度為卜1.5t21??勺魉{(lán)色礦物顏料。

6.粉錫。粉錫,即鉛白,堿性碳酸鉛,在中國俗稱“胡粉”。因?yàn)樵谑褂脮r需調(diào)勻成漿糊狀,故名“胡粉”。中國利用鉛的歷史很悠久,青銅器中就有鉛銅合金。在商周甚至更早的墓葬中就出土過鉛的器具。這種較早出現(xiàn)的用化學(xué)方式生產(chǎn)的白色顏料(染料),在后來歷代的彩繪服飾和繪畫中普遍應(yīng)用,也是現(xiàn)代涂料工業(yè)中主要的原料之一。

7.蜃灰。蜃灰也是傳統(tǒng)的白色顏料,既用于織物,也用于祭祀禮器。在涂繪或繪畫中用作底色或勾邊,使紋樣絢麗突出,因而其地位十分重要。

8.白云母。白云母亦稱絹云母,是一種白色薄片的礦物顏料,內(nèi)含有硅酸鉀鋁[KAl·(A1Si30lo)(OH)21,因富有絹絲光澤而得名。絹云母研磨成極細(xì)的顆粒石,有良好的附著性和滲透性,是具有良好覆蓋性能的白色染料。白云母研磨成細(xì)粉后有珍珠般的光澤,也能分剝成有彈性的透明薄片,因其相當(dāng)高的電絕緣性和耐熱性等,常用于電器工業(yè)。白云母運(yùn)用于繪畫在古代十分盛行,如在唐代的敦煌莫高窟壁畫上就可發(fā)現(xiàn)白云母粉顏料。在長沙馬王堆一號漢墓中出土的“印花敷彩紗”上,光澤晶瑩的白色花紋,就是用白色云母繪制的。

9.炭黑。炭黑是人類最早用于著色的顏料之一,它包括結(jié)晶形碳的石墨和松而極細(xì)的無定形粉末狀松煙。從馬王堆一號漢墓出土“印花敷彩紗”上所見,表明炭黑在西漢已是服飾染繪的黑色染料。到了唐代,制炭黑原料又有了增加,動植物油也作為造炭黑的原料。炭黑所制成的墨,是中國的古代文房四寶之一,也是繪畫的重要黑色顏料,其覆蓋性能好,色光和牢度良好。

10.金、銀色涂料。中國的祖先們曾利用金銀箔或其碎屑,加上粘合劑,制成金泥等涂料,用于印花工藝及繪畫。作為紡織品的裝飾金、銀色涂料,可用于描繪、印染等工藝。在西漢時期,金銀色涂料的印花工藝已經(jīng)成熟。唐代婦女的衣裙服飾,應(yīng)用金銀涂料也極為廣泛。宋代初期,金銀色涂料依然流行。金元時期,金銀色涂料在服飾上應(yīng)用極盛,在出土的紡織品中,應(yīng)用金色涂料的印花織物也很多。明代金銀涂料繼續(xù)使用,使涂料印花工藝更為完美。金銀色涂料在后代紡織品中使用廣泛。

雖然礦物顏料品種繁多,但是很多礦物顏料含有對人體有害的重金屬,不適用于紡織品的染色,而赤鐵礦制成的氧化鐵顏料不僅有很悠久的使用歷史,而且顏色比較鮮艷,對人體無害甚至是有利于健康。氧化鐵顏料主要指鐵紅、鐵黃、鐵黑和鐵棕,另外還有鐵桔黃和透明氧化鐵,是品種多樣的化工原料。由于其顏色多、色譜廣、成本低、穩(wěn)定性好、無毒性等特點(diǎn),廣泛用于混凝土建筑材料、涂料、橡膠、塑料、造紙、油墨、美術(shù)顏料、化妝品、工業(yè)化學(xué)品、磁性記錄材料等工業(yè)中。在世界范圍內(nèi),氧化鐵顏料的產(chǎn)銷量,僅次于鈦白粉,是第二個量大面廣的無機(jī)顏料【3J。

礦物顏料在國畫和涂料中應(yīng)用較廣,但是在紡織品的應(yīng)用上比較少,顏料與纖維的親和力比較弱,所以就需要對顏料進(jìn)行處理。隨著科技的發(fā)展,人們對顏料的要求逐漸變高。顏料的細(xì)化使顏料的性能得到提升,所以研磨技術(shù)得到相應(yīng)的發(fā)展,隨之而來的細(xì)化后容易絮凝又是需要解決的問題,這也就使得分散劑的應(yīng)用得到延伸。