重鉻酸鹽：單色膠彩（Gum Print）

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重鉻酸鹽膠彩 GUM BICHROMATE

重鉻酸鹽（Bichromat／Dichromate）是一種特殊的感光材料，它本身無光敏性，唯有接觸有機物時可感光。重鉻酸的「重」是指「重複的鉻」之意，也稱二鉻酸，有毒且屬致癌物，常用於攝影的鉻鹽是鉀和銨。與普遍的銀鹽（銀）和鐵鹽（金、銀、銅、鉑、鈀、鐵）工藝不同，重鉻酸鹽工藝通常形成「非金屬」圖像，例如水彩、油墨等，以及早期珂羅版（Collotype）的平版、絹印法的絹網。此外，它是古典顯影領域中少數可以用「顏料」來表現的印相技法。由於毒性的緣故，目前列為管制品，國內外皆已不易取得，國際趨勢是以較為環保的「重氮鹽」（Diazo，也稱偶氮鹽）取而代之，例如 Diazidostilbene Sensitizer（DAS）光敏劑。

攝影方面，有數種技法會用到重鉻酸鹽，例如本站以往介紹過的鹽印法、蛋白印相、新藍曬法等，皆以重鉻酸鹽為防腐劑、增敏劑、或反差調整劑；以重鉻酸鹽為主要感光劑的技法則有膠彩（Gum Bichromate）、明膠油墨（Oil Printing）、樹膠油墨（Gumoil）、奶酪印相（Casein Print）、碳膜轉印（Carbon Transfer）等。本文介紹的重鉻酸鹽膠彩有分為單色和多色，其基本流程是一致的，多色膠彩只是重複了幾道工序，例如疊合三層（CYR）或四層（CMYK）的單色，因此構成了全彩圖像。

Edward Steichen 作品，Gum over Platinum。來源：Metmuseum

單色重鉻酸鹽的基本概念是，當阿拉伯膠與重鉻酸鹽混合成樹膠光敏劑，阿拉伯膠在曝光後硬化，以致添加的顏料留在紙張上、未曝光的樹膠鉻鹽與顏料隨著水流走；顏料通常是水彩，然而也可以用水墨。這種可溶性的重鉻酸鹽最早是來自於十八世紀，於西伯利亞出產的鉻鉛礦（Crocoisite），由於鉻酸鹽都具有鮮豔的色彩，因此隨後分離出的新元素鉻（Cr）是取名自希臘文 Chromos，顏色之意。

重鉻酸樹膠硬化示意圖

接著聚焦在重鉻酸鹽本身，1832 年，德國化學家蘇科（Gustav Suckow）首次注意到重鉻酸鹽有機物的光敏性；1838 年，蘇格蘭科學家彭頓（Mungo Ponton）發現紙張上的重鉻酸鉀在曝光後由原先的橙紅色轉為綠棕色。到了 1855 年，將重鉻酸鹽實際應用於攝影上的是法國化學家柏德范（Alphonse Louis Poitevin），他混合顏料、明膠和重鉻酸鉀溶液，塗布於紙張、蓋上負片曝光，隨後洗掉未硬化的明膠，得到了正像照片，這種工藝後來稱為油性顏料技法（Oil Pigment）；柏德范另一項重要的發明是珂羅版。本文的主角「樹膠重鉻酸鹽」是在三年後的 1858 年發明，一般認為發明者是波尼（John Pouncy），最初他是用植物碳黑顏料、阿拉伯膠和重鉻酸鉀混合成感光顏料；十九世紀末 1898 年，胡伯（Van Hubl）推出了一種可以透過疊加的方式構成多彩或全彩圖像的方法，也稱為重鉻酸鹽膠彩。

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流程概述：
  1. 塗布紙張上漿劑
  2. 靜置乾燥
  3. 塗布重鉻酸樹膠光敏顏料
  4. 靜置乾燥
  5. 曝光
  6. 浸水
  7. 刷除
  8. 乾燥即完成
重鉻酸鹽膠彩並不是一種太難的技法，整體而言只是反覆操作一些簡單且常用的手續，剛開始的成功率不高，一旦確定了合適的材料與流程，之後就是很簡單地重複此一流程。影響膠彩成敗的最關鍵要素有三：紙材、上漿劑、顏料。最先是要準備多種紙材，失敗了馬上換，這是最快的選項；其次是上漿劑，例如傳統的明膠、樹膠、或現代的 PVA、PVAC；最後是光敏劑中的顏料濃度。重鉻酸鹽膠彩基本上就是以上三者的排列組合，雖然紙材與上漿劑算好處理，但光敏劑與顏料是另一個排列組合的大難關。

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上漿劑：

所謂的上漿（Sizing，也稱施膠）是指在紙張上塗布一層漿料，儘管紙張在製作時通常已經有這層漿料，然而額外的上漿劑可以提供一些好處，主要是避免顏料滲透進紙張纖維。另一個用法是，若單層塗布的顏料太淡，可以再添加一層上漿劑，製作第二層顏料，接著以此類推，製作第三、第四層。上漿是一門學問，此處僅提供部分參考，更多詳情可見專文 A Non-Silver Manual: Gum bichromate、Sizing paper，或專書 Gum Printing: A Step-by-Step Manual、Technical Guide to Gum Printing。

將 2% 攝影級（260 Bloom）吉利丁均勻塗布於紙張、吹乾，接著浸入 0.5% 鉻明礬硬化劑溶液兩分鐘、水洗、晾乾。
將 30g 吉利丁溶解於 1L 水，接著加入 5ml 的 5% 鉻明礬溶液，攪拌均勻，將紙張浸入明膠溶液中 15 分鐘再取出晾乾。
  • 明膠丙（from 所有來源，最經典的上漿劑）
將 30g 吉利丁溶解於 1L 水，保持溫熱，接著加入一種硬化劑攪拌均勻。請注意所有硬化劑都有毒，硬化劑選項有：20ml 福馬林（37% 甲醛 Formaldehyde）、25ml 乙二醛（40% Glyoxal）、6ml 戊二醛（2.5% Glutaraldehyde）。將準備好的明膠溶液塗布於紙張、晾乾。推薦選項是 2.5% 的戊二醛，因為已經高度稀釋，對人體的危害相對較低。
阿拉伯膠就是樹膠（Gum Arabic），源自於樹脂，為一種水溶性膠體。阿拉伯膠上漿劑意外地簡單，只需要將 30g 阿拉伯膠粉溶解於 100ml 溫水中，攪拌均勻即可。上漿用的阿拉伯膠就是膠彩用的阿拉伯膠。
將用於膠彩的重鉻酸鹽溶液與阿拉伯膠，以 1：1 比例混合、塗布於紙張，晾乾後放到紫外光機稍微曝光，接著水洗清除，清除後的紙張必須是白色的，假如有顏色表示曝光過久，此時使用焦亞硫酸鈉可再清除，比例是壹湯匙（1 Tbsp）／500ml 水。
PVA 全名是 Polyvinyl Alcohol 聚乙烯醇，常用於製造膠水。PVA 是一種屬於現代的上漿劑，無毒、方便使用且不會發霉。比例是 7.5g PVA／100ml 水。PVA 雖然可溶於水，但需要一點耐心與很熱的溫水，持續攪拌才能溶解。我的 PVA 型號是 BP-17。PVA 的質感類似塑膠，未必適用於每一款紙，而且使力不慎可能導致膠層剝落，導致塊狀的斑駁，總體來說，PVA 的優勢大於劣勢。
PVAC 全名是 Polyvinyl Acetate 聚醋酸乙烯酯，一般以酒精稀釋，比例是 1：2。

水彩紙上漿示意圖

掛在衣架之類的地方晾乾

光敏劑：
  • 10g 重鉻酸鉀
  • 100ml 水（加至）
重鉻酸鉀或重鉻酸銨皆可使用，這種藥劑有毒且致癌，本身就是防腐劑永遠不會壞，請詳閱物質安全資料表。重鉻酸銨的溶解度高達 30%，而鉀是 12% 左右。10% 的重鉻酸銨約等於 12% 的重鉻酸鉀的光敏性，添加的重鉻酸鹽比例越高，則感光度越高、速度越快、對比越低。

補充：對比更強或更弱是有個點複雜的問題，曝光越久顏色越深、陰影越暗，因此顯得對比更強，然而實際上，更少的重鉻酸鹽與更長的曝光時間，和更多的重鉻酸鹽與更少的曝光時間，兩者階調是完全相同的。以下這兩張圖有些解釋，但我懶得翻譯請大家自己看了。



阿拉伯膠：
  • 300g 阿拉伯膠
  • 1000ml 蒸餾水（加至）
阿拉伯膠（樹膠）出產於西非地區，一種用樹脂製做的天然膠，有高度的水溶性，普遍用於食品添加劑、平版印刷等。其水溶液易發霉，解決方案是添加百里酚（Thymol），例如在 1L 樹膠溶液中加入 1ml 百里酚溶液（不溶於水溶於醇，10g／10ml 異丙醇）。

顏料：

顏料是另一個值得深究的課題，本次介紹的是單色膠彩，因此只以原本就是水溶液的水墨為考量。至於水彩、塊狀顏料的部分，留待下一篇多色膠彩時再介紹。

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排列組合：

如同上述，由於重鉻酸鹽膠彩與其他古典技法有著巨大的差異，因此本篇新增排列組合區，我針對紙材、上漿劑、光敏劑顏料三者的綜合實驗分享於此處。目前我的紙材選項有 Hahnemuhle 鉑金紙、Arches 熱壓和冷壓、Moulin 熱壓、奧馬熱壓、遵爵熱壓和冷壓等，以下會使用相對經濟實惠的 Moulin 熱壓、奧馬熱壓、遵爵熱壓做介紹。常用的上漿劑有明膠、樹膠、石膏、重鉻酸樹膠、PVA、PVAC，而每一項又有些微的差異與配方。

至於最難解釋與量化的是光敏劑與顏料濃度，光是這部分已經有數百種可能性，端看水彩或水墨、品牌、濃度差異，以及重鉻酸鉀或銨，還有相對好處理的阿拉伯膠。簡單來說，Moulin 配上 PVA 成功率很高，只要處理顏料即可。那麼以下是各種紙材（32k）搭配各種上漿劑，對上光敏劑和顏料的一些數據。

A = Arabic 阿拉伯膠；B = Bichromate 重鉻酸鉀；C = Color 顏料，此指水墨；數字指滴數

  • Moulin 熱壓紙
不上漿
4A：4B：3C 失敗（32k 的一半）
5A：5B：3C 失敗（32k 的一半）

明膠乙
5A：5B：3C 失敗（32k 的一半）
9A：9B：5C 失敗（double coating）

樹膠
4A：4B：3C 失敗（32k 的一半）
5A：5B：3C 成功（32k 的一半）
9A：9B：3C 成功
9A：9B：5C 成功

PVA
9A：9B：5C 成功
  • 遵爵熱壓紙
明膠乙
9A：9B：5C 失敗
9A：9B：5C 失敗（double coating）

樹膠
7A：7B：5C 失敗
8A：8B：4C 失敗
9A：9B：3C 成功
9A：9B：5C 失敗

PVA
9A：9B：5C 失敗
  • 奧馬熱壓紙
不上漿
9A：9B：5C 失敗

明膠甲
5A：5B：3C 失敗（32k 的一半）
9A：9B：5C 失敗

明膠乙
4A：4B：2C 失敗（32k 的一半）
5A：5B：3C 失敗（32k 的一半）

樹膠
9A：9B：5C 失敗

PVA
5A：5B：3C 失敗（32k 的一半）

重鉻酸鹽樹膠
9A：9B：5C 失敗

蛋白
9A：9B：5C 失敗

由此可以得知，並不是「更細緻」的紙張有著更高的成功率，因為奧馬的細緻度比遵爵更高，卻從不成功。遵爵雖然紙張紋理比較粗，算是一款比較實惠的選擇，只要顏料比例較低則可以成功。Canson 的 Moulin 是裡面最貴的紙張，紋理最細緻、成功率最高，另外也有許多製作者推薦另一款是 Canson XL。至於失敗的原因有很多，在專書 Technical Guide to Gum Printing 的 Sizing 篇（頁 22~29）與 Paper 篇（頁 132~142）已經有很詳細的解釋，有興趣者請自行查閱。

Moulin，Gum Sizing，9A：9B：5C

Moulin，Gum Sizing，9A：9B：3C

Moulin，左 Gelatin Sizing、右 PVA Sizing，9A：9B：5C

Moulin，Gelatin Sizing，5A：5B：3C

UMAE，Gelatin Sizing，5A：5B：3C

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製作流程：

流程圖

一、調製上漿劑

前幾個小節有提到幾種上漿劑，此處以毒性最低的 PVA 為例。調製 PVA 很簡單，基本流程就是 PVA 固態膠體加水溶解即可，它並不是太好溶解，需要一點時間和很燙的水，最好準備一組隔水加熱工具。





二、塗布上漿劑

首先將 PVA 或樹膠等上漿劑滴（倒）在紙張中央，再以排刷左右上下均勻塗布，直到整張紙完整吃到上漿劑，只要塗正面就好。區分紙張正反面的方式可以觀察製造商浮水印，通常字體正面的一邊就是正面。塗布上漿劑之後，紙張會顯得稍微亮一點，但一般是很難目測正反面，所以記得在背後用鉛筆註記，順便也可以筆記上漿劑、後續的顏料塗層、曝光時間。塗好之後晾乾。

這是阿拉伯膠，其他膠體也差不多是這樣

PVA

線條以上的地方塗好了上漿劑，正常整張塗是看不太出來

三、塗布光敏顏料

首先在紙張上標記圖像大小，接著調藥水，我的順序是先加阿拉伯膠，再來是重鉻酸鉀，稍微晃動之後才加水墨。記得把三種藥水搖動均勻。如果沒有加墨水的話，阿拉伯膠和重鉻酸鉀也是可以曬出圖像的，這個方法會用在樹膠油墨（Gumoil），但是用的底片會是正像，才能做出正像的油墨圖片。

阿拉伯膠＋重鉻酸鉀

加入水墨

塗好光敏顏料之後晾乾，黑的程度依水墨濃度而定

阿拉伯膠＋重鉻酸鉀

塗好之後是這樣

曝光後產生圖像，接著水洗可以洗掉顏色

水洗之後

四、曝光

曝光的技巧和過往完全相同，然而每一款顏料與墨水會影響曝光時間，當然與紫外線機功率也有關係，請自行製作試條以得到正確數據。簡單來說，目前相紙會黏在一張硬板上，這塊板子經常是壓克力，接著蓋上負片，最上頭壓著厚重的透光板，可能也是一塊壓克力或玻璃板，這一組設備稱為三明治，最後拿去曝光即可。圖像曝光之後不會有太明顯的變化，可能可以看出一點圖像，也可能不會，通常是維持原狀。

五、浸水

浸水是將圖像面朝下放進自來水，泡大約五分鐘，以軟化阿拉伯膠。

浸入水中

六、刷除

浸水之後，將圖像轉到正面，拿起筆刷、排刷等柔軟性質的刷頭，在水中刷洗圖像直到亮部顏料被刷除、暗部維持黑色。這一動作建議戴手套，或用工具避免手碰到水，儘管少量，水中仍有從紙張流出的重鉻酸鉀，對皮膚可能有些微影響。

刷除示意圖

泡過水之後應該會露出一點圖像

用筆刷輕輕刷洗即可

七、再水洗、晾乾

再水洗示意圖

刷好之後，拿起紙張用自來水沖乾淨兩面。自來水不會沖掉紙張上的顏料。最後掛起晾乾、壓平即可。重鉻酸鹽膠彩擁有恆久的穩定性，不容易因為時間有所變化，在過去是很受歡迎的一種技法，且能與多種工藝結合，例如氰版（Gum over Cyanotype）與鉑金版（Gum over Platinum）。更多詳情會在下一篇的多色多層膠彩介紹。

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參考範例：

遵爵水彩紙，Gum Sizing，9A：9B：3C

Canson Moulin，Gum Sizing，9A：9B：5C

奧馬水彩紙，Gum Bichromate Sizing，9A：9B：5C

遵爵水彩紙，PVA Sizing，9A：9B：5C

Canson Moulin，Gum Sizing，7A：7B：2C

Canson Moulin，PVA Sizing，8A：8B：3C

其實一般做單色膠彩也會透過多次多層疊合的方式創造密度，但是疊合需要一些本篇沒有提到的技巧，譬如標點對位、對比調整之類的細節，因此本文全部圖例都是單層膠彩，為了顧及暗部往往犧牲了中間調。真正好的作品不會讓人看出來是膠彩，像是 Bob Carnie 與 Calvin Grier 這類大師的作品簡直是巧奪天工，很值得學習。

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Reference：