寧夏夏夏時絲織品保護與保護的初步研究

寧夏夏夏時絲織品保護與保護的初步研究

夏宋時織物的工藝和技術(shù)的保護1991年，在寧夏賀蘭縣白寺溝塔廢墟的清理和挖掘中，救援了大量西部文學(xué)和遺址。這座方塔是一座嚴密實心磚塔,有十一個逐漸縮小的正方形塔層組成的塔體,中間有淺龕,估計龕內(nèi)原有塑像。塔旁有寺廟建筑,從出土的青條磚看,與西夏陵13號陵東北亭出土的青條磚造型相同,因此,推測此處為西夏時期的佛教活動場所。出土的這批絲織品主要集中在方塔廢墟中部,上壓一米的殘磚,它們與灰土、樹枝、鳥糞、鳥骨混雜在一起,厚約30厘米,且受到土壤中鹽類的污染。這批絲織品,質(zhì)地有絹、綾、紗、羅、織錦等;工藝有繡花、補花、印花、鎖邊等。這些絢麗多彩的織物,其中素羅和紗羅輕柔纖細,異向綾花紋若隱若現(xiàn),是我國當時織物中少見的品種。尤其是茂花色錦,豐滿厚實,波形蜿蜒,經(jīng)絲浮線蓬松美觀,富有立體感,織物正反兩面均以經(jīng)線顯花,增加了織物豐實、粗獷的效果,色彩鮮艷,層次顯明,工藝十分精致、外觀華美、品種規(guī)格多樣,這在我國還是首次發(fā)現(xiàn)。此外還有工字綾,以空心線條組成工字形圖案,字形套疊合榫,粗細均勻,富有民族風(fēng)格。這是西夏考古中發(fā)現(xiàn)數(shù)量較多、質(zhì)量較好的一次,為西夏絲織品的研究提供重要的實物資料。西夏立國之前,只有簡單的皮、毛加工。立國后,逐步建立和發(fā)展了手工業(yè)。從黑水城出土的《天盛年改舊定新律令》中記西夏政府機構(gòu)中有“織絹院”西夏漢文本《雜學(xué)》、《番漢合時掌中珠》,綾羅、銹錦、絹絲、紗學(xué)絲、透貝、佑絲、煮絲、彩帛、絲羅、川錦、繡被、絲鞋有關(guān)絲織的名稱。表明西夏也有絲生產(chǎn)的管理機構(gòu)和較發(fā)達的織造技術(shù)。絲綢紡織是漢族傳統(tǒng)的手工業(yè),當時已經(jīng)具有很高的水平。西夏一方面通過宋朝每年的“歲賜”和貿(mào)易獲得大量絹、綢。另一方面也逐步發(fā)展起自己的織絹業(yè)。西夏政府設(shè)立織絹院,專管絲絹事業(yè),并曾多次向宋朝要求派熟悉絲綢紡織的匠人以傳授紡織技術(shù)。南宋官營的杭州、蘇州、成都三大織錦院,雇用工匠達數(shù)千人,規(guī)模之大可以想見了。為了使這批重要的西夏絲織品文物得以妥善保存,我們采用了傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的方法進行保護處理,在試劑的選擇上要求對織物無害,不改變織物外觀形象為原則。尤其是高分子材料,要注意是否對織物能長期無害和材料老化問題。操作工藝必須十分慎重。一切保護措施都應(yīng)在科學(xué)試驗的基礎(chǔ)上進行。紡織品文物的清潔應(yīng)根據(jù)紡織品纖維的種類、組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)而定,也與織物的顏色和污染斑點的性質(zhì)有密切的關(guān)系。在進行保護處理(清洗、修復(fù)、加固)之前,首先對它們進行成分分析,以搞清楚這些絲織品的纖維來源、性質(zhì)、加工方法及染色等問題,這對相應(yīng)采取什么樣的清潔和修復(fù)方法是很有必要的。一、絲織物的定形作用絲織品文物是紡織品文物里的一種。紡織文物主要是動物纖維,包括絲纖維(桑蠶絲、柞蠶絲),毛纖維(綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、兔毛)。植物纖維(棉織品、麻織品)所構(gòu)成。通過雙目顯微鏡看到:絲纖維是結(jié)構(gòu)平整光滑的線條,橫截面是中間沒有空隙的密致的園片,這是家蠶絲的特點,若截面成多角形,則是野蠶絲。毛纖維是園形體,外面布滿鱗片,鱗片密密地彼此相銜接,也可能擴展開來彼此之間有若干距離。毛纖維的主要化學(xué)成份是蛋白質(zhì)。植物纖維的構(gòu)造與動物纖維完全不同,麻纖維內(nèi)部一定有細管。而沒有毛纖維那種鱗片構(gòu)造。麻纖維上有拆紋,性質(zhì)與鱗片完全不同,麻纖維在切片中是相當正的多角形,且多角形中有細管。動物纖維屬蛋白質(zhì)纖維。毛纖維的組成為角朊蛋白質(zhì),蠶絲纖維的組成為絲朊蛋白質(zhì)。角朊蛋白質(zhì)是由約20種氨基酸組成,氨基酸的基有些帶有酸性,有些為堿性,另外一些為中性。角朊線型大分子上有大量羥基,因而毛纖維的化學(xué)反應(yīng)活潑,能吸咐水分子,并能和多種化學(xué)試劑起作用。角朊分子可以由氫鍵聯(lián)結(jié)而成結(jié)晶結(jié)構(gòu)。角朊分子中含有10%左右的胱氨酸,相鄰分子的胱氨酸能相互結(jié)合形成二硫鍵,使角朊分子橫向聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀,有穩(wěn)定角朊結(jié)構(gòu)的作用。毛織物經(jīng)過熨燙能去除表面的皺痕,使織物平挺,或產(chǎn)生折縫,并且在使用中能長期保持。這一作用稱為定形。二硫鍵在毛織物定形中起重要作用。在熱濕作用下,角朊分子間的二硫鍵被拆開,而加外力使纖維變形,分子間的排列狀態(tài)改變,在纖維變形穩(wěn)定的新的位置上,在有控制熱濕等條件下,分子間能產(chǎn)生新的二硫鍵,使纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,變形不再恢復(fù)而定形。例如,將毛織物拆疊,毛纖維被壓彎曲,在濕潤的條件下熨燙,彎曲毛纖維內(nèi)分子間的二硫鍵被拆開,纖維內(nèi)的應(yīng)力使分子間產(chǎn)生滑移,分子呈松馳狀態(tài)。在這新的位置上分子間形成新的二硫鍵,纖維的彎曲不能恢復(fù),織物能保持長久不變的拆縫。絲朊蛋白質(zhì)也是由約20種氨基酸組成,各種氨基酸的比例與角朊不同,特點是不含有胱氨酸,因而定形作用不明顯,絲朊中氨基酸的支鏈較小,大分子側(cè)向伸出的鍵少,分子更易于平行排列而形成結(jié)晶,所以蠶絲的強度大于毛纖維。蠶作繭時所吐的絲,含有兩根由絲朊組成的平行絲縷,四周有絲膠包覆。絲縷表面平滑,絲纖維是完全平滑的完整線條,沒有微小的不平坦和粗糙的地方,在切片中,絲纖維是中間沒有孔隙的密密的園片,或者是稍微延長了一些的圓多角形體,這種多角形是野蠶所特有的,家蠶的絲切片卻是完全園形的。分析這一點,可以幫助我們判斷出考古發(fā)掘中出土的絲織物是野蠶絲還是家蠶絲制成的。所有的動物纖維都能較好地耐得著稀酸的作用,但卻完全不能耐得著堿的作用。若將毛織物放在堿性的水溶液中煮沸,后果必是非常糟糕,織物將變成濃稠的糊狀物。植物纖維種子植物體內(nèi)縱向延長的厚壁細胞,橫向尺寸纖細,長度方向的尺寸則大得多。植物纖維的主要化學(xué)組成是纖維素,又稱天然纖維素纖維。纖維素是很多葡萄糖殘基聯(lián)結(jié)成的線型高分子物。在植物纖維的胞壁中,纖維素線型大分子平行排列,成束集織。相鄰大分子葡萄糖殘基上的羥基成氫鏈結(jié)合,保持規(guī)整的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。纖維胞壁中線型大分子排列的平行程度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的完整情況,對纖維的性質(zhì)包括強度、彈性和伸長能力等有重要影響。各種天然纖維素纖維的性質(zhì)不完全相同,胞壁內(nèi)大分子排列不同是主要原因。纖維素大分子的羥基能和一些化學(xué)試劑起酯醚等反應(yīng),形成纖維素脂或纖維素醚,供各種工業(yè)等用途,也能和水分子或染料分子結(jié)合,使纖維吸濕或染色,適應(yīng)紡織加工等需要。植物纖維都有同樣的細管,如麻纖維上的折紋,在切片中是相當正的多角形,多角形中間有細管,所以能大量吸收水分,并且在水的作用下膨脹。總之,能從液體中沉淀成為肉皮凍狀或膠狀沉淀的物質(zhì)稱為纖維素—即膠狀物質(zhì)。動物纖維和植物纖維都屬纖維素。絲或毛在長期膨脹后,如果不是同時有高溫時,往往還可以恢復(fù)以前的狀態(tài),而植物纖維則不一定能恢復(fù)原狀,其吸水后,會使纖維水解,因此使纖維的蛋白質(zhì)(纖維素)變成新的物質(zhì)氫化纖維素和氧化纖維素。這些新的纖維素物質(zhì),在干燥時往往變得不耐久,以致一碰就成粉末。纖維的特點之一就是具有吸水性以及吸收其它一般液體的性質(zhì)。由于這種吸收,纖維就膨脹起來。這種膨脹,有些當水分蒸發(fā)干時,又會恢復(fù)原狀;但當超過某一限度時,則不能再恢復(fù)。這正是化學(xué)的吸水現(xiàn)象,纖維已變成了某種新的性能較原來差的物質(zhì)。不同的絲織品5塊,做S—250掃描電鏡:分析結(jié)果;取絲織品1—5的截面于高臺,仔細用銀糊粘連后噴金200S,得到測試照片:取絲織品1—5正整的表面于銅臺上,用銀糊粘接后,噴金200秒,得到測試照片:結(jié)果與討論:通過比較方絲1—5的表面及截面照片、可粗略有以下印象:1.絲2和5號,絲的直徑明顯小于其它三種織物,絲2號織得較致密,而3號比較疏松、絲4織股數(shù)較多。2.線1絲5均均勻、其它三種在織法上不相同。由此看出古絲織品中,經(jīng)常出現(xiàn)織物經(jīng)緯線條干不均的狀況,這種條干不勻現(xiàn)象是由蠶種和巢絲加工工藝原始等原因造成。古絲織品文物極易脫色、碳化,如處理不當將造成極大損失。二、纖維材質(zhì)的蒸發(fā)特點及影響因素由于溫度是分子劇烈運動程度的標志,溫度越高,分子運動就愈劇烈。因此,溫度過高不僅加速纖維質(zhì)地文物的老化,而且還使化學(xué)反應(yīng)的速度加快,這樣示質(zhì)素的化學(xué)變化加劇,溫度過高,會使纖維質(zhì)地文物中原有的水分蒸發(fā),造成文物干裂、發(fā)脆、變形、變色。溫度忽高忽低的變化會使纖維反復(fù)熱脹冷縮。溫度過高大氣中水蒸氣和活潑的氧能生成雙氧水,也會加速纖維的分解。產(chǎn)生相互摩擦,從而使纖維的機械強度降低。實驗證明,溫度每上升10℃纖維質(zhì)地的文物被破壞的程度會成倍的增加,控制好溫度,不僅能保證文物免受直接損害而且還能控制害蟲和霉菌的生長和繁殖。一般害蟲和霉菌的適宜溫度在20℃—30℃之間,繁殖高潮在25℃或30℃以上。因此,文物庫房的溫度最好控制在14℃—18℃之間,夏季的溫度最好不超過25℃,庫房內(nèi)的溫差變化最好不超過2℃—5℃。三、濕度、溫度、水質(zhì)纖維質(zhì)地絲織品文物中都含有一定量水分,對濕度較敏感。它們的結(jié)構(gòu)各有差異對濕度的要求也有所不同。如果空氣過于干燥,那些保水性差的文物,特別是當水分子在其中以某些鏈力而存在對水敏感的材料的含水量減少,從而使它收縮、起翹、開裂以致變脆易碎。過低的濕度對線織品類文物的威脅最大,特別是我國南方多水地區(qū)要求空氣濕度較高,腐蝕程度比較嚴重,含水率較大的紡織品,由于其中的纖維導(dǎo)管形成的毛細管的孔徑較大,保水性差,因此即是環(huán)境濕度較大,仍會因水份的蒸發(fā)而失水。在水的表面張力作用下的收縮成為不同步的進行,產(chǎn)生的應(yīng)力就不同,哪一方面產(chǎn)生的應(yīng)力大,就會向那一方面卷曲。當表面的材料承受不住引力,便會發(fā)生斷裂,給纖維文物以致命的破壞。濕度過大,文物由于吸潮量大會明顯增重,空氣中的氧和纖維至少的氧化反應(yīng)將加速進行,生成粉碎性氧化纖維。若溫度高,空氣中有適當酸度,此時就造成了最有利于霉菌和蟲類等微生物生長繁殖的有利條件,絲織品所構(gòu)成的文物就會生蟲、生霉。霉菌對天然植物纖維有較強的分解能力,使大分子的纖維分解為小分子的葡萄糖,因此,粘合劑會失效。一般說,文物庫房溫度超過20℃,濕度高于65%,再加上通風(fēng)不良,此類文物就會生霉,形成菌落。絲綢發(fā)霉的地方就腐蝕,生出霉斑,霉菌在絲織品上會留下難以除去的色點,并使織物退色。生霉的結(jié)果,使此類文物變脆,老化、強度降低大在縮短其壽命。纖維質(zhì)地的文物在被霉菌腐蝕分解的過程中會產(chǎn)生二氧化碳和水,因而發(fā)霉的文物比未發(fā)霉的更潮濕些,并且發(fā)粘、變軟,在檢查庫房時如果發(fā)現(xiàn)有泛潮現(xiàn)象,很可能就是文物被霉菌消化、吸收的過程。文物庫房的濕度最好控制在50%—65%。濕度的變化最好不超過3—5%。絲綢質(zhì)地的文物是由纖維素、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等有機物質(zhì)同組成,是微生物(細菌、霉菌……)和害蟲的豐富養(yǎng)料,因而很容易受到細菌、霉菌的侵蝕和蟲蛀,使織物發(fā)生霉爛和洞孔。微生物的侵蝕也是紡織品文物損壞的原因之一。四、溫度對微生物生長的影響作用出土的這批絲織品,經(jīng)過在塔下長期的埋藏,受到周圍土壤中鹽堿的侵蝕、磚塊、鳥糞以及水汽的浸泡后,纖維素便吸收水分而溶脹,并且水介為氫化纖維素和氧化纖維素,使其強度大大降低。在影響微生物生長繁殖的外界因素中,溫度的影響最為密切。溫度的影響表現(xiàn)在兩個方面;一方面隨著溫度的上升,細胞中生物化學(xué)反應(yīng)速率加快;另方面,組成細胞的物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸等都對溫度較敏感,隨著溫度的升高,這些物質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)受到破壞,從而引起微生物生長的抑制,甚至死亡。因此,只是在一定的溫度范圍內(nèi),微生物的代謝活動和生長繁殖才隨著溫度的上升而增加。溫度上升到一定程度,開始對微生物產(chǎn)生不良影響,如果溫度繼續(xù)升高,微生物細胞功能急驟下降以至死亡。五、最適ph的影響環(huán)境中的PH值(氫離子濃度)對微生物的生長繁殖有很大影響。各類微生物在其不同的最適PH值及可以生長的PH范圍。大多數(shù)細菌生長的PH范圍是4—9,最適PH接近7。酵毒和霉菌的最適PH趨向酸性。放線菌的最適PH范圍則有很大差異,其中以霉菌所能適應(yīng)的PH范圍最大(PH1.5～11.0)。如果環(huán)境中的PH值超過微生物的最高生長PH或低于最低生長PH值,就會引起微生物的死亡,一般情況下,不適合的PH值是起到抑菌作用,而不是殺菌作用。但微生物由于受到抑制而停止正常的代謝和生長,會因細胞的自溶作用而死亡?？捎盟犷惢驂A類物質(zhì),通過改變環(huán)境的PH值,來達到抑制或殺死霉腐微生物的目的。六、過小膜污跡的分離、除污和顆?；@批絲織品長期埋在方塔廢墟中,在做處理之前,首先要除去泥土,然后做霉菌的培養(yǎng),選擇溶濟時先測了織物的PH,得到可靠的結(jié)果后,這些污班是帶酸性的,故采用了較溫和的堿性洗滌劑。實踐證明,清洗液的PH值對清洗效果影響很大。一般PH值從10減少到中性時,清洗效果最好。PH值過高時,會使動物蛋白質(zhì)發(fā)生變質(zhì)。因此,作為濕法的清洗必須嚴格控制PH值在一定限度。使用合成洗滌時,一般認為PH值在9.5時對清洗工作最為有利。通常使用弱堿氨水溶液作為緩沖的系統(tǒng)來保障安全。因此這種堿當在尚未產(chǎn)生有害作用之前就已經(jīng)揮發(fā)了,使用比較安全。另外也添加硼砂作去污劑,當濃度為0.1—1%時PH值為9.2。四硼酸鈉可增加皂化和洗滌能力。對于有鐵、銅或其它金屬氧化物的污斑,可采用酸性水溶液處理使之變?yōu)榭扇苄喳}類,同時酸性溶液還可固定酸性染料的中和洗滌過程中多余的堿。醋酸是廣泛應(yīng)用的一種,它屬揮發(fā)性酸,一般在它能夠傷害纖維之前,就已經(jīng)揮發(fā)掉了。銅銹可選用氨或胺類化合物使之與銅離子形成絡(luò)合物而去除。對含有鈣、鎂離子的污斑,可用一種鈉的金屬磷酸鹽Na6(PO4)去除,這時一種有效的中性絡(luò)化劑,它可以與金屬離子發(fā)生螯合作用生成螯合化合物,其反應(yīng)機理可解釋為:蛋白質(zhì)類沉淀污斑,如動物凝膠、鳥糞等蛋白質(zhì)污斑,用水的清洗劑是洗不掉的,我們就試用木瓜蛋白酶。這種酶在30℃—40℃,恒溫兩個小時左右,操作時必須使溶液與污斑充分接觸,恒溫時間的長短,應(yīng)根據(jù)污斑情況而定。要仔細觀察,如有異常征兆,應(yīng)立即終止處理。有色污斑處理,采用氧化、還原法;對于這批絲織品上色斑的處理,主要以一塊素綾補花包巾為例,素色綾上補花兩組,作法是用綠、灰、黃、棕等色剪成花葉、枝桿,然后再銹出花蕊、葉莖,進行鎖邊。背貼細薄素絹,然后綴在綾上。局部花朵用彩色線直接繡出。在這件素絹包巾的邊角,先用蒸餾水浸濕,測出其PH值(浸潤溶液濃度范圍一般保持在0.1～0.2%,否則PH值就不準確了)。我們采用的過硼酸鈉NaBO2·3H2O2·H2O2,也可用NaBO2·4H2O2。這類氨化物與纖維表面接觸后放出了新生態(tài)氧原子。H2O2→H2+[O]清洗過程中,要準備一個流動的溶液,不斷從織物上除去舊的溶液,換以新鮮的溶液與它接觸?？捎脭嚢枰夯蚴谷芤涸跇悠飞弦苿拥姆椒▉磉_到這個目的,清洗中所用的器皿最好是用玻璃的。因為金屬(特別是鐵)會起催化作用,加速反應(yīng),也可用稀氨水來加速這種作用。當使用過硼酸鈉時,由于過硼酸鈉溶于水會產(chǎn)生偏硼酸鈉(NaBO4)和H2O2,其反應(yīng)如下:NaBO2?3H2O?H2O2→溶液NaBO2+3H2O+H2O2ΝaBΟ2?3Η2Ο?Η2Ο2→溶液ΝaBΟ2+3Η2Ο+Η2Ο2在20℃—30℃時,過硼酸鈉的在水中濃度為3.5%,所以溶液中H2O2的濃度最大不起過0.7%。因此即使摻多了過硼酸鈉,也不會引起太大危害。對于因氧化作用而產(chǎn)生的污跡,只能用還原法去除。一類是由于金屬銹蝕產(chǎn)生的污斑,顏色較深,而且不溶于水,由于這些顏色是氧化而產(chǎn)生的,所以必須用還原作用使銹斑顏色變淡或去除。另一類是有機染料或天然顏料造成的污斑。在有機染料的結(jié)構(gòu)里都含有發(fā)色的化學(xué)基因,這些基因的碳原子或氮原子之間,均含有不穩(wěn)定的雙鏈或參鏈,如-C=C-或-N=N-,它們很容易因氧化或還原作用而起變化。但還原要比氧化作用緩和些,一般不會切斷整個發(fā)色基因,但可使雙鏈或參鏈變?yōu)閱捂?如-C-C-或-N-N-可使顏色消失。還原作用吸熱,因此需要不斷加熱,可用次硫酸鈉(NaHSO2·CH2O·2H2O)或甲醛代次硫酸鈉(NaHSO2·CH2O·2H2O)作還原劑。具體操作是:先用試劑溶液將污斑浸濕,然后撒一些試劑粉抹在上面,在浸濕的污跡上加一點5%醋酸溶液,使其化學(xué)反應(yīng)加快。有一塊素絹包巾,殘長50cm,殘寬40cm,上墨書三個西夏文字,對這塊包巾濕洗法很不安全,經(jīng)過反復(fù)試驗,最后決定用無水的有機溶劑來清洗。先在局部做了點滴試驗,以判斷顏色的牢固程度。在包巾的墨書部位,先進行固色處理,無“淌流”現(xiàn)象,即用白吸墨紙吸一下,觀察其是否掉色以及掉色的程度如何。確保十分安全,確實證明該溶液不使織物褪色,不破壞織物結(jié)構(gòu),能有效的去除污斑,方可動手。所謂干洗,也就是用無水的有機溶劑來清洗,有幾塊絲織品有些油脂類的污斑、汗斑、果汁、動、植物的變質(zhì)產(chǎn)物等均為酸性。這些污染物,一般不溶于水。首先用汽油來擦,大部分可去除,有些類似糖、鹽的其它水溶性沉積一類的污斑,可以稍加一些水到溶液中發(fā)生乳化作用再去除(乳化劑是一種特別的洗滌劑,叫干洗皂,不能超過4%)。另一些膠類(鳥糞濁膠)我們選用二甲苯,有一部分去掉了,還有一些仍不十分理想。由于這項工作還在進行中,所以進一步地消毒、加固工作還未做。七、絲織品的防護使用(1)嚴格控制庫房的溫濕度,絲織品是有機物質(zhì),為霉菌生長提供了充足的養(yǎng)料