鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物修復(fù)封護(hù)效果評(píng)價(jià)

張璐 黃琦 樊孝林

摘要：古代鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物在受侵蝕后，往往具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此在古代鐵質(zhì)刀劍、剪刀的修復(fù)中，封護(hù)材料的使用效果至關(guān)重要，它直接關(guān)系到修復(fù)成效以及后續(xù)的保管利用。中國(guó)刀剪劍博物館在對(duì)一批館藏鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，采用了鐵器修復(fù)領(lǐng)域常用的Paraloid B-72材料進(jìn)行文物的封護(hù)，并開(kāi)展了對(duì)封護(hù)材料的實(shí)驗(yàn)評(píng)估，證明了該材料的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：鐵質(zhì)刀劍文物;鐵質(zhì)剪刀文物;封護(hù)效果

由于鐵元素的化學(xué)性質(zhì)活潑，在各種環(huán)境下存留過(guò)的鐵質(zhì)文物若想維持比較穩(wěn)定的狀態(tài)，就需要進(jìn)行本體的去腐蝕因子處理，隨后進(jìn)行必要的黏結(jié)以及加固封護(hù)處理。2019—2020年，中國(guó)刀剪劍博物館曾將一批銹蝕嚴(yán)重的古代鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物進(jìn)行保護(hù)修復(fù)。這批文物普遍存在通體礦化、表面硬結(jié)物、層狀剝離、層狀堆積、裂隙等嚴(yán)重病害，其外觀已不同程度變形。對(duì)其保護(hù)修復(fù)基本遵循除銹——清洗、脫鹽——鈍化、緩蝕——加固、封護(hù)的技術(shù)路線，完成了既定的修復(fù)處理任務(wù)。在此過(guò)程中，我們對(duì)使用的封護(hù)材料進(jìn)行了模擬老化實(shí)驗(yàn)，初步評(píng)價(jià)了相關(guān)材料的防護(hù)效果，以期為后續(xù)的應(yīng)用研究提供參考。

中國(guó)刀剪劍博物館館藏鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物修復(fù)封護(hù)材料概述

在鐵質(zhì)文物修復(fù)領(lǐng)域，采用的封護(hù)材料分為無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料兩大類，其中有機(jī)材料被證明具有更好的保護(hù)效果1，應(yīng)用更為廣泛。經(jīng)過(guò)研究者多年實(shí)踐探索，目前幾類常用的有機(jī)封護(hù)材料包括石蠟、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂四大類，除此之外還有各地研究者相繼研制出的其他針對(duì)性復(fù)合材料。它們?cè)阼F質(zhì)文物修復(fù)中的共同作用是進(jìn)行表面封護(hù)，即在經(jīng)過(guò)本體去腐蝕因子處理以及緩蝕處理的鐵質(zhì)文物表面形成一層保護(hù)膜，使較易揮發(fā)的緩蝕劑長(zhǎng)期發(fā)揮作用，同時(shí)阻止水、氧和其他易致腐蝕因子與鐵質(zhì)本體發(fā)生接觸。

中國(guó)刀剪劍博物館館藏鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物修復(fù)采用B-72丙酮溶液作為封護(hù)材料。B-72即丙烯酸樹(shù)脂Paraloid B-72，是由美國(guó)陶氏化學(xué)下屬的羅門哈斯公司生產(chǎn)的一種通用型熱塑性人工合成樹(shù)脂，它是由70%的甲基丙烯酸乙酯和30%的丙烯酸甲酯共聚形成的一種聚合物。B-72可溶于丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、丁醇等多種有機(jī)溶劑，不溶于水，其溶液無(wú)色透明，有良好的成膜性，并且可以去除，具有可逆性，所以在多種類型的文物修復(fù)中都有實(shí)際應(yīng)用。2

在鐵質(zhì)文物修復(fù)中，B-72丙酮溶液可用于黏結(jié)、加固和封護(hù)。此次進(jìn)行修復(fù)的館藏鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物普遍銹蝕嚴(yán)重、通體礦化，其中還有一些不斷產(chǎn)生疏松的銹渣，針對(duì)這類情況的文物，我們有選擇地采用了B-72丙酮溶液進(jìn)行黏結(jié)和滴滲加固。B-72丙酮溶液揮發(fā)快、固化速度快，所以適于作為黏結(jié)劑。但在作為加固劑時(shí)，B-72丙酮溶液揮發(fā)快，因此在沒(méi)有附加其他措施的條件下會(huì)發(fā)生“反遷”現(xiàn)象。所謂反遷，是指滲入文物本體內(nèi)的有機(jī)溶劑在揮發(fā)過(guò)程中，將有機(jī)樹(shù)脂溶質(zhì)又帶回文物表面的現(xiàn)象。原本有機(jī)溶劑在進(jìn)入疏松多孔的文物內(nèi)部進(jìn)行揮發(fā)，有利于有機(jī)樹(shù)脂在文物內(nèi)的滲透遷移，而且可以在有機(jī)樹(shù)脂完成加固過(guò)程后順利實(shí)現(xiàn)溶劑的去除。但是當(dāng)溶劑揮發(fā)過(guò)快時(shí)，則會(huì)適得其反。首先接近表面部分的溶劑率先揮發(fā)，使這里的加固劑濃度迅速提高，隨之導(dǎo)致溶液體積減小，產(chǎn)生負(fù)壓，從而使更內(nèi)層濃度較低的加固劑產(chǎn)生向表面流動(dòng)的傾向。其結(jié)果是更多的有機(jī)樹(shù)脂會(huì)集中到接近表面的孔隙內(nèi)，造成加固材料在文物本體內(nèi)的不均衡分布。此外，有的加固劑還會(huì)隨溶劑揮發(fā)從孔隙中回流出來(lái)，在文物表面形成有機(jī)樹(shù)脂薄膜。3反遷一是影響文物外觀，加固后有反遷現(xiàn)象的文物通常表面顏色會(huì)變暗，而且極可能出現(xiàn)炫光;二是加固劑在文物表面形成的薄膜由于結(jié)構(gòu)的不均衡，容易脫落，從而給文物帶來(lái)一定破壞;三是加固劑在文物內(nèi)部的不平衡分布，也造成了修復(fù)文物整體強(qiáng)度的不平衡，影響后續(xù)的保存、取用的安全性。

為改善B-72丙酮溶液作為加固液的問(wèn)題，這批館藏鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物在進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，一方面將溶液中B-72的比例提高到15%—20%，盡量降低丙酮揮發(fā)帶來(lái)的不利影響;另一方面在做滴滲加固操作時(shí)，于鐵質(zhì)文物表面貼吸附性強(qiáng)的美濃紙或?yàn)V紙，由其吸附反遷至表面的加固劑溶液，以最大限度保持文物原貌。

對(duì)于這批館藏鐵質(zhì)文物的封護(hù)，則采用3%的B-72丙酮溶液。具體做法是用毛筆將封護(hù)劑均勻涂刷在文物表面1—3次，其間觀察封護(hù)劑的覆蓋效果，注意防止液體流淌及產(chǎn)生炫光。在封護(hù)加固步驟完成后，再采用蟲膠漆浸泡的無(wú)水乙醇加礦物顏料作舊，通過(guò)涂、抹、噴、點(diǎn)、彈等手法，在被處理過(guò)的文物表面模擬與原貌相似的色彩肌理，以達(dá)到渾然一體、修舊如舊的目的。

中國(guó)刀剪劍博物館館藏鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物修復(fù)封護(hù)材料效果評(píng)估

對(duì)于此次修復(fù)所使用的封護(hù)材料效果，我們進(jìn)行了樣品的模擬老化實(shí)驗(yàn)。主要采用的是氙燈老化測(cè)試方式。B-72作為一種有機(jī)樹(shù)脂材料，其抗降解能力直接關(guān)系到文物保護(hù)修復(fù)后的保存和利用年限。這批進(jìn)行修復(fù)的館藏鐵質(zhì)文物，均處在危重狀態(tài)，文物本體往往已經(jīng)失去基本形態(tài)，部分文物在修復(fù)時(shí)需采集銹蝕物進(jìn)行黏結(jié)加固以維持其形態(tài)，因此封護(hù)材料的抗老化性能對(duì)它們的后續(xù)保管、利用具有至關(guān)重要的影響。

比如其中一對(duì)宋代儀仗龍吞口偃月雙刀，單刀通長(zhǎng)80、最寬處30厘米，刀身與刀莖連接處有銅質(zhì)龍形吞口，刀頭彎曲如鷹喙，刀尖轉(zhuǎn)折處還有可懸掛飾物的鏤空形狀，是比較典型的宋代儀仗刀，具有很高的文物價(jià)值。在修復(fù)處理前，這對(duì)雙刀通體銹蝕嚴(yán)重，只殘余少量鐵芯，遍體為疏松的鐵銹，并且刀身皆已剝離為三層，其中朝下放置的一面，整個(gè)銹層已經(jīng)從鐵刀本體上脫落，在承托物上呈現(xiàn)為龍吞口以上近乎完整的刀身形狀，說(shuō)明這對(duì)雙刀應(yīng)以分層鍛合的工藝制作。這對(duì)雙刀的保護(hù)修復(fù)，主要采用俗稱“原子灰”的青銅粉作為加固和補(bǔ)配材料，將脫落的鐵銹片黏合回鐵刀本體，之后再用原子灰填補(bǔ)打磨，使表面過(guò)渡平整。而這樣大面積的黏結(jié)補(bǔ)配，如果封護(hù)效果不佳，會(huì)給文物造成更嚴(yán)重的二次損害。

此次封護(hù)材料的模擬老化實(shí)驗(yàn)，我們將氙燈輻照度設(shè)置為1000W/m2，在該輻照條件下累計(jì)輻照336小時(shí)（14晝夜）觀察封護(hù)材料樣品情況。光照是造成有機(jī)材料降解的重要誘因，氙燈亮度高、穿透力強(qiáng)，氙燈輻照老化實(shí)驗(yàn)在各種有機(jī)材料的性能測(cè)試中被廣泛應(yīng)用。此次試驗(yàn)按照杭州地區(qū)年輻照量5200MJ/m2計(jì)算，相當(dāng)于自然條件下5年時(shí)間的輻照量。測(cè)試后樣品外觀無(wú)明顯變化，樣品最大總色差為ΔE1.6190，屬較小色差，符合文物長(zhǎng)期保存要求。而在保護(hù)修復(fù)基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)、改善庫(kù)房及展廳條件也是長(zhǎng)效發(fā)揮加固封護(hù)效果的必要措施。

中國(guó)刀剪劍博物館所在的杭州市處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛。全年平均氣溫17.8℃，平均相對(duì)濕度70.3%。而中國(guó)刀剪劍博物館在杭州城北京杭大運(yùn)河邊，在不開(kāi)啟設(shè)備的情況下，日自然相對(duì)濕度常年在50%以上，梅雨季節(jié)距離河岸最近的展廳每日的環(huán)境濕度均在90%以上。對(duì)于鐵質(zhì)刀劍、剪刀文物來(lái)說(shuō)，高濕度是引發(fā)電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的高危因素。經(jīng)過(guò)B-72材料加固封護(hù)的鐵質(zhì)文物，表面形成了阻隔水分侵入的保護(hù)層，很大程度上能夠降低文物對(duì)高濕的敏感性。但還應(yīng)注意到，文物存在的空間環(huán)境是溫濕度、光照及其他介質(zhì)綜合作用的環(huán)境，在條件失衡的情況下，亦會(huì)造成封護(hù)材料老化加快，封護(hù)效果得不到長(zhǎng)期保持。近年來(lái)中國(guó)刀剪劍博物館在重視保護(hù)修復(fù)館藏鐵質(zhì)文物的同時(shí)，不斷改善庫(kù)房、展廳的保管、陳設(shè)條件，包括加裝濕度調(diào)節(jié)設(shè)施設(shè)備、改進(jìn)照明、安裝全覆蓋的多指標(biāo)監(jiān)測(cè)探頭等，建起一個(gè)文物環(huán)境的立體監(jiān)測(cè)防護(hù)網(wǎng)，減小地理位置和原有不可變更的基礎(chǔ)設(shè)施條件給文物保護(hù)帶來(lái)的不利影響。

【作者單位：杭州工藝美術(shù)博物館（杭州中國(guó)刀剪劍、扇業(yè)、傘業(yè)博物館）】

參考文獻(xiàn)

1.許淳淳、何海平，鐵質(zhì)文物的腐蝕與防護(hù)[A]，文物保護(hù)與修復(fù)紀(jì)實(shí)——第八屆全國(guó)考古與文物保護(hù)（化學(xué)）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C]，廣州：嶺南美術(shù)出版社，2004;

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