一种掐丝珐琅样式的植物标本工艺品制作方法
技术领域
本发明涉及珐琅制备技术领域，特别涉及一种掐丝珐琅样式的植物标本工艺品制作方法。
背景技术
珐琅制备工艺中的点蓝，是把各色珐琅釉料施入掐丝纹样合围的不同的凹陷区域之内的工序。作为施入珐琅釉料的方法，已知有干式法及湿式法。
点蓝时填入釉料与掐丝的丝高度齐平或略高，通过在金属胎体上不断点蓝再不断至入窑炉中反复烧结呈色，焙烧后的珐琅釉面应与掐丝的丝高度齐平，如珐琅釉面出现凹陷，再次点蓝烧制，直至珐琅釉面应与掐丝的丝高度齐平，最后获得的珐琅色彩非常绚丽，具有宝石般的光泽和质感，耐腐蚀、耐磨损、耐高温，防水防潮，坚硬固实，不老化不变质，不褪色、不失光。
现有掐丝珐琅的制备过程中，植物类图案的制作是先进行平面草图绘制后再于胎体上掐丝形成图案线条，封接线条后点蓝烧制而成，虽然掐丝有立体效果，但图案是平面绘制，缺少自然状态的立体逼真感，且掐丝受金属丝线粗细的限制，无法对植物末梢端的细小脉络线条进行逐一描绘，即使勉强描绘出来，金属丝线的封接点众多，不仅影响工艺的效率，更影响了成品的图案真实感，人为加工的痕迹显露无遗。
要想获得逼真的植物线条及植物图案的立体真实感，莫过于直接将植物标本与珐琅直接结合，充分利用植物本身的脉络纹理，这样获得的线条不仅逼真立体，还打破了掐丝工艺的限制，纹理清晰，细节真实，但珐琅的烧制需要达到800～900℃，干燥的植物标本在此烧制温度下无法存留于胎体表面，烧制后仅仅会留下一些残留的模糊印迹或釉面空泡，无法进行后续的点蓝填绘步骤，立体效果更是无从谈起，因此植物标本与珐琅的结合就显得极为困难，目前的植物叶片图案描绘只能是人工临摹或简易描绘轮廓。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前珐琅工艺品制备过程中无法利用植物天然纹理的缺陷，本发明提供一种掐丝珐琅样式的植物标本工艺品制作方法。
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种掐丝珐琅样式的植物标本工艺品制作方法，包含如下具体步骤：
(1)植物叶脉的制备：采用碱液煮沸后水流冲刷去除叶肉质，将剩余的完整叶脉吸水纸吸干备用；
(2)将植物叶脉柔韧化处理或硬化处理，减少后续操作中叶脉的断裂；
(3)采用聚丙烯腈在叶脉上挂膜；
(4)将挂膜后的叶脉一次经过预氧化和碳化处理，获得碳膜叶脉；
(5)布置碳膜叶脉的粘贴位置，在胎体粘附处先刷一层透明底釉料，粘附碳膜叶脉，再通体刷一层透明底釉料，烧制；
(6)根据色彩布局，对叶脉的脉纹涂敷面釉料，烧制完成着色，抛光清洗即得工艺品。
优选地，所述步骤(5)中粘附碳膜叶脉后，在叶脉脉纹的外围掐丝一圈，再根据叶脉脉纹形成的凹陷区域进行点蓝烧制后，再涂敷透明底釉料烧制。
优选地，所述碳膜叶脉涂挂染料后再进行粘附，所述透明底釉料的单次涂敷厚度为0.2～0.8mm。
优选地，所述透明底釉料的烧制温度为880～920℃，面釉料的烧制温度为830～890℃。
优选地，所述面釉料为锑面釉或钛面釉。
优选地，所述植物叶脉的柔韧化或硬化的具体步骤如下：当植物叶片质地硬时，采用甘油和芦荟胶浸润进行柔韧化处理，具体如下：将甘油和芦荟胶按照1:5的比例混合后作为柔韧液，将叶脉浸入柔韧液中12h，取出后清水漂洗，吸水纸吸干即可；当植物叶片柔嫩时，直接在碳酸氢钙溶液中浸泡进行硬化处理，具体如下：将叶脉浸入25℃饱和碳酸氢钙溶液中30d，每5天更换一次饱和碳酸氢钙溶液，取出漂洗后吸干水分即可。
优选地，所述聚丙烯腈在叶脉上挂膜的具体步骤如下：
(1)将叶脉完全浸入聚丙烯腈挂膜溶液中后取出摊铺在多孔陶瓷板上，展平后通过多孔陶瓷板上的小孔负压抽吸取出多余的挂膜溶液，重复多次后保证均匀挂膜；
(2)将叶脉浸入凝固液中凝固，所述凝固液为二甲基亚砜和水的混合溶液或二甲基甲酰胺和水的混合溶液；
(3)随后进入多级梯度温度水洗步骤，通过多级梯度温度水洗，使膜中残余溶剂含量低于万分之五；
(4)水洗后的叶脉进行干燥致密化，干燥致密化后的膜在过热水蒸气中经热定型制得聚丙烯腈挂膜叶脉。
优选地，所述聚丙烯腈挂膜溶液的制备方法为：将完全脱水的聚丙烯腈膜充分溶解于DMSO或DMF中，加入增稠剂后充分搅拌，溶解液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液，挂膜溶液中聚丙烯腈膜质量浓度为19～22wt％，增稠剂的质量浓度为2～5wt％。
优选地，所述碳膜叶脉的制备方法具体如下：将上述得到的聚丙烯腈挂膜叶脉展平后在空气气氛200～275℃的预氧炉中进行预氧化处理30～60分钟，然后依次在350～800℃氮气气氛的低碳炉中、1100～1600℃氮气气氛的高碳炉中碳化处理。
本发明获得的有益效果：
本发明通过叶脉处理、聚丙烯腈挂膜、碳化等步骤有效保留了叶脉的脉纹，并且细节保存完整，脉络不易断裂，同时利用碳膜的耐高温特性，有效存留于釉层中，在烧制过程中有效支撑釉料，无气体释放，无杂质残留，使得成品釉面光滑，无塌陷、气孔和夹渣等现象，有效提升成品的艺术价值。同时，碳膜叶脉质地柔韧，铺贴于弧度不一的弧形表面上时也不会出现断裂现象，适于胎体表面的平整敷贴。因此，本发明将植物叶片标本挂膜制备碳膜叶脉，既保存了叶脉的自然纹理，又可满足耐高温烧制的要求，烧制后的珐琅内叶脉逼真立体，且纹理细致，本发明有效的将植物标本与珐琅工艺结合，利用叶脉纹理图案点蓝烧制工艺品，省去了对纹理的平面绘制和掐丝，有效的提高了生产效率。
本发明还通过调整聚丙烯腈挂膜液的组分和配比，于叶脉表面成功涂挂一层薄厚适中的聚丙烯腈薄膜，碳化而成的碳膜不黏连不空瘪，有利于成品中脉纹立体效果的形成。
附图说明
图1为聚丙烯腈挂膜叶脉的横截面电镜图。
图2为碳膜叶脉的横截面电镜图。
图3为植物叶脉及其脉纹。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：按如下方法制备掐丝珐琅样式的的植物标本工艺品：
(1)植物叶脉的制备：将植物叶片采用12wt％氢氧化钠水溶液液煮沸30min后水流冲刷去除叶肉质，将剩余的完整叶脉吸水纸吸干备用，如图3所示；
(2)将植物叶脉采用甘油和芦荟胶浸润柔韧化处理或直接在碳酸氢钙溶液中浸泡硬化处理；当植物组织质地硬时如老叶，采用甘油和芦荟胶浸润进行柔韧化处理，具体如下：将甘油和芦荟胶按照1:5的比例混合后作为柔韧液，将叶脉浸入柔韧液中12h，取出后清水漂洗，吸水纸吸干即可；当植物组织柔嫩时如嫩叶或花瓣，直接在碳酸氢钙溶液中浸泡进行硬化处理，具体如下：将叶脉浸入25℃饱和碳酸氢钙溶液中30天，每5天更换一次饱和碳酸氢钙溶液，取出漂洗后吸干水分即可。此步骤是为了防止后续挂膜步骤中叶脉过脆或过软导致叶脉断裂或无法维持形状，进而无法完成挂膜。
(3)采用聚丙烯腈在叶脉上挂膜，具体步骤如下：
(A)聚丙烯腈挂膜溶液的制备：将完全脱水的聚丙烯腈膜充分溶解于纯DMSO中，加入增稠剂后充分搅拌，溶解液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液，挂膜溶液中聚丙烯腈膜质量浓度为20wt％，增稠剂的质量浓度为2wt％，增稠剂可根据挂膜效果进行增减，保证挂膜溶液强度，稀稠适当。聚丙烯腈膜溶解时，分批逐步加料即先加入一定量溶剂、一定量聚丙烯腈膜、一定量溶剂、一定量聚丙烯腈膜…如此反复加料，保证废丝与溶剂充分接触。加料完成后，室温下搅拌使废丝与溶剂混合均匀，密闭状态室温溶胀7小时，溶胀后，将溶胀混合物加热至55℃，40rpm搅拌溶解3小时，混合物溶液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液。
(B)将叶脉完全浸入聚丙烯腈挂膜溶液中后取出摊铺在多孔陶瓷板上，展平后通过多孔陶瓷板上的小孔负压抽吸取出多余的挂膜溶液，反复涂挂抽吸重复多次后保证均匀挂膜；多孔陶瓷板可有效承托叶脉，减少抽吸过程中叶脉脉纹的断裂。
(C)将叶脉浸入凝固液中凝固，所述凝固液为二甲基亚砜和水的混合溶液；凝固液中DMSO的质量浓度为75wt％，温度为20℃，凝固时间为40s；
(D)随后进入多级梯度温度水洗步骤，采用梯度升温，在50～85℃热水中水洗。具体的，先是在温度为50℃水浴中水洗10s，然后分别在55、60、65、65、70、75、80、85℃水浴中分别水洗15s。通过多级梯度温度水洗，使膜中残余溶剂含量低于万分之五。
(E)水洗后的膜进行干燥致密化，干燥致密化过程的温度为100℃，时间为30s。干燥致密化后的膜在过热水蒸气中经热定型制得聚丙烯腈挂膜叶脉。挂膜后的叶脉截面见图1，可见极细的叶脉上也均匀的挂裹了一层聚丙烯腈膜，叶脉上挂裹固定的聚丙烯腈膜用于转化为后续的碳膜膜层，成型后的聚丙烯腈膜不仅保留了原有的叶脉脉纹，还根据脉纹的粗细体现了其立体感。
(4)碳膜叶脉的制备：将上述得到的聚丙烯腈挂膜叶脉展平后在空气气氛200℃的预氧炉中进行预氧化处理30分钟，然后依次在350℃氮气气氛的低碳炉中、1100℃氮气气氛的高碳炉中碳化处理；图2显示碳化后植物叶脉部分在高温下消失，留下碳膜骨架的叶脉，不仅叶脉脉纹及形状高度保留，还具有耐1000摄氏度以上高温的特性，后续的反复煅烧也不会破坏叶脉脉纹及整体形状。对于较粗的叶脉部位如叶柄，可注射填充釉浆，防止塌陷，维持立体状态。
(5)布置碳膜叶脉的粘贴位置，在胎体粘附处先刷一层透明底釉料，粘附碳膜叶脉，再通体刷一层透明底釉料，透明底釉料的两次涂敷厚度均为0.2mm，按常规烧制方法880℃下烧制，烧制完成后须保证底釉通体透明，叶脉脉纹清晰可见即可，此时叶脉脉纹类似浮雕状固定于底釉下。本实施例中使用的所有釉料均为常规市售釉料。
(6)根据色彩、布局，对叶脉的脉纹涂敷面釉料，面釉采用锑面釉，按常规烧制方法830℃下烧制完成着色，抛光清洗即得工艺品。
实施例2：按如下方法制备掐丝珐琅样式的的植物标本工艺品：
(1)植物叶脉的制备：将植物叶片采用12wt％氢氧化钙水溶液液煮沸60min后水流冲刷去除叶肉质，将剩余的完整叶脉吸水纸吸干备用；
(2)将植物叶脉采用甘油和芦荟胶浸润柔韧化处理或直接在碳酸氢钙溶液中浸泡硬化处理，方法同实施例1。
(3)采用聚丙烯腈在叶脉上挂膜，具体步骤如下：
(A)聚丙烯腈挂膜溶液的制备：将完全脱水的聚丙烯腈膜充分溶解于DMF中，加入增稠剂后充分搅拌，溶解液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液，挂膜溶液中聚丙烯腈膜质量浓度为22wt％，增稠剂的质量浓度为5wt％。聚丙烯腈膜溶解时，分批逐步加料，加料完成后，室温下搅拌使废丝与溶剂混合均匀，密闭状态室温溶胀18小时，溶胀后，将溶胀混合物加热至70℃，45rpm搅拌溶解5小时，混合物溶液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液。
(B)将叶脉完全浸入聚丙烯腈挂膜溶液中后取出摊铺在多孔陶瓷板上，展平后通过多孔陶瓷板上的小孔负压抽吸取出多余的挂膜溶液，反复涂挂抽吸重复多次后保证均匀挂膜；
(C)将叶脉浸入凝固液中凝固，所述凝固液为二甲基亚砜和水的混合溶液或二甲基甲酰胺和水的混合溶液；凝固液中DMF的质量浓度为79wt％，温度为30℃，凝固时间为50s，
(D)随后进入多级梯度温度水洗步骤，方法同实施例1，通过多级梯度温度水洗，使膜中残余溶剂含量低于万分之五。
(E)水洗后的膜进行干燥致密化，干燥致密化过程的温度,110℃，时间为45s。干燥致密化后的膜在过热水蒸气中经热定型制得聚丙烯腈挂膜叶脉。
(4)碳膜叶脉的制备：将上述得到的聚丙烯腈挂膜叶脉展平后在空气气氛275℃的预氧炉中进行预氧化处理60分钟，然后依次在800℃氮气气氛的低碳炉中、1600℃氮气气氛的高碳炉中碳化处理；碳膜叶脉涂可根据需要挂有色染料，如金色或红色乳浊釉料。
(5)布置碳膜叶脉的粘贴位置，在胎体粘附处先刷一层透明底釉料，粘附碳膜叶脉，在叶脉脉纹的外围掐丝一圈，再根据叶脉脉纹形成的凹陷区域进行点蓝烧制后，再通体刷一层透明底釉料，透明底釉料的两次涂敷厚度均为0.8mm，按常规烧制方法920℃下烧制，烧制完成后须保证底釉通体透明，叶脉脉纹清晰可见即可，此时叶脉脉纹类似浮雕状固定于底釉下。本实施例中使用的所有釉料均为常规市售釉料。
(6)根据色彩、布局，对叶脉的脉纹涂敷面釉料，面釉采用锑面釉或钛面釉，按常规烧制方法890℃下烧制完成着色，抛光清洗即得工艺品。
实施例3：按如下方法制备掐丝珐琅样式的的植物标本工艺品：
(1)植物叶脉的制备：采用12wt％氢氧化钙水溶液液煮沸50min后水流冲刷去除叶肉质，将剩余的完整叶脉吸水纸吸干备用；
(2)将植物叶脉采用甘油和芦荟胶浸润柔韧化处理或直接在碳酸氢钙溶液中浸泡硬化处理，方法同实施例1。
(3)采用聚丙烯腈在叶脉上挂膜，具体步骤如下：
(A)聚丙烯腈挂膜溶液的制备：将完全脱水的聚丙烯腈膜充分溶解于DMSO中，加入增稠剂后充分搅拌，溶解液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液，挂膜溶液中聚丙烯腈膜质量浓度为21wt％，增稠剂的质量浓度为3wt％。聚丙烯腈膜溶解时，分批逐步加料，加料完成后，室温下搅拌使废丝与溶剂混合均匀，密闭状态室温溶胀14小时，溶胀后，将溶胀混合物加热至60℃，40rpm搅拌溶解8小时，混合物溶液经过滤、真空静置状态脱泡得到挂膜溶液。
(B)将叶脉完全浸入聚丙烯腈挂膜溶液中后取出摊铺在多孔陶瓷板上，展平后通过多孔陶瓷板上的小孔负压抽吸取出多余的挂膜溶液，反复涂挂抽吸重复多次后保证均匀挂膜；
(C)将叶脉浸入凝固液中凝固，所述凝固液为二甲基亚砜和水的混合溶液或二甲基甲酰胺和水的混合溶液；凝固液中DMSO的质量浓度为77wt％，温度为25℃，凝固时间为45s，
(D)随后进入多级梯度温度水洗步骤，同实施例1，通过多级梯度温度水洗，使膜中残余溶剂含量低于万分之五。
(E)水洗后的膜进行干燥致密化，干燥致密化过程的温度，105℃，时间为35s。干燥致密化后的膜在过热水蒸气中经热定型制得聚丙烯腈挂膜叶脉。
(4)碳膜叶脉的制备：将上述得到的聚丙烯腈挂膜叶脉展平后在空气气氛240℃的预氧炉中进行预氧化处理45分钟，然后依次在550℃氮气气氛的低碳炉中、1300℃氮气气氛的高碳炉中碳化处理；碳膜叶脉涂可根据需要挂有色染料，如金色或红色乳浊釉料。
(5)布置碳膜叶脉的粘贴位置，在胎体粘附处先刷一层透明底釉料，粘附碳膜叶脉，在叶脉脉纹的外围掐丝一圈，再根据叶脉脉纹形成的凹陷区域进行点蓝烧制后，再通体刷一层透明底釉料，透明底釉料的两次涂敷厚度均为0.5mm，按常规烧制方法900℃下烧制，烧制完成后须保证底釉通体透明，叶脉脉纹清晰可见即可，此时叶脉脉纹类似浮雕状固定于底釉下。本实施例中使用的所有釉料均为常规市售釉料。
(6)根据色彩、布局，对叶脉的脉纹涂敷面釉料，面釉采用锑面釉或钛面釉，按常规烧制方法855℃下烧制完成着色，抛光清洗即得工艺品。
对照实施例：其余均与实施例1相同，不同之处在于，将步骤(1)制备好的叶脉直接粘贴于胎体上，进行后续的珐琅烧制。
将上述实施例中烧制好的珐琅工艺品进行肉眼观察细节，评定结果如下：
表1不同叶脉处理过程对成品表面叶脉纹路的影响
产生表1所示结果的原因主要为：植物叶脉主要由植物纤维等有机物组成，将叶脉直接涂敷釉料烧制时，高温下叶脉中的有机物和碳酸盐等物质气化逸出，无法有效保存叶脉中的细节结构，导致成品的叶脉图案仅存留一些叶脉的粗轮廓，完整度严重受损。叶脉的末端在升温过程中即完全消失气化，无法对未成型釉料形成支撑，气化过程也容易导致气孔的出现，导致叶脉铺贴区域出现气孔或塌陷现象。而高温煅烧残留的叶脉灰分也容易造成透明釉料的夹渣现象，严重影响成品的美观。出现上述现象的主要原因还是叶脉不耐高温煅烧，而本申请通过碳膜叶脉的制备，有效克服了叶脉不耐高温的缺陷，使得釉料煅烧后可以完整保存叶脉的细纹结构。
对照实施例中整体脉络中出现多处断点错位主要是由于铺贴载体为胎体的不规则弧形表面，叶脉制备完成后质脆易断，铺贴于弧度不一的弧形表面上时，为保证服贴极易造成叶脉的断裂，因此整体脉络中出现多处断点错位，而本申请中碳膜质地柔韧，铺贴于弧度不一的弧形表面上时也不会出现断裂现象。
由于叶脉仅剩下脉络，轻盈且体量较小，制备碳膜的成本也较低，不会影响其在珐琅工艺品制备中的广泛应用。
为考察聚丙烯腈挂膜溶液的组成对碳膜叶脉制备效果的影响，进行如下试验：
将聚丙烯腈挂膜溶液中聚丙烯腈(PAN)的终浓度设置浓度梯度：18、19、20、21、22、23、24、25％，将聚丙烯腈挂膜溶液中增稠剂的终浓度也设置浓度梯度：0、1、2、3、4、5、6、7％，不同配比后考察碳膜叶脉的制备效果。
表2聚丙烯腈挂膜溶液组分及配比的筛选结果
上表中，“+”表示制得的碳膜叶脉脉纹清晰，无黏连成片，可用于挂膜步骤；“—”表示制得的碳膜叶脉脉纹干瘪塌陷或黏连成片，不可用于挂膜步骤。
表2结果表明，不加入或过多加入增稠剂会导致挂膜液不可用于挂膜，这主要是由于过多加入增稠剂会导致挂膜液过于粘稠，抽吸过程不易清除多余挂膜液，导致叶脉成片黏连，而不加入增稠剂又容易导致抽吸过程中过多去除了挂膜液，导致聚丙烯腈膜过薄，不利于成型。
而聚丙烯腈的浓度过高或过低也易导致挂膜液挂膜失败，这主要是由于过多加入聚丙烯腈易导致挂膜液粘度增大，易产生黏连成片现象或脉纹细节缺失。聚丙烯腈较低时，则需要增稠剂来增加其挂膜粘度，形成合适厚度的聚丙烯腈膜层，用于后续的碳膜制备。
综上所述，本发明将植物叶片标本挂膜制备碳膜叶脉，既保存了叶脉的自然纹理，又可满足耐高温烧制的要求，烧制后的珐琅内叶脉逼真立体，且纹理细致，本发明有效的将植物标本与珐琅工艺结合，利用叶脉纹理图案点蓝烧制工艺品，省去了对纹理的平面绘制和掐丝，有效的提高了生产效率。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
