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纸质文物修复科学配纸实践—以一本族谱的保护修复为例

来源：

中国知网

作者：

发布时间：

2024-03-11 09:18

提要：纸质文物修复是富有技巧性、科学性的工作,而配纸是保护修复的关键,也直接关系到修补效果的优劣。针对一本古籍的病害状况,对纸张进行纤维分析、红外光谱分析、色度值测试等分析检测,筛选出一种适合该文物的修补用纸。按照文物修复基本原则,以科学修复为宗旨,以达到恢复文物原貌、维持文物稳定状态为目的。保护修复后,保持了纸张呈中性或弱碱性,病害得以消除、强度得以提高、完整性得以体现,印证了科学配纸对纸质文物保护修复的重要作用。

关键词：纸质文物配纸纤维分析红外光谱

1 引言

造纸术是我国四大发明之一,我国藏有大量的纸质文物，如古籍、书画、经卷等、纸质文物大多记载了历史上各个不同时代的生活、文化、艺术、交通、军事、社会活动的历史及发展情况等信息,被视为极其宝贵的文化遗产。与其他材质文物相比,纸质文物在长期保存的过程中,容易变质受损,其原因主要来自两个方面2：—是文物本身因素,成分中的纤维素、半纤维素、木质素等物质比较容易水解和氧化,导致纸张发黄,甚至其硬度和耐折度都会明显降低,纸张制作过程中加人的一些化学物质填料,影响了纸张本身的酸碱度,纸张本身以及装裱材料中的动物蛋白、淀粉、胶质等又给书蠢、衣鱼等害虫提供食源,使纸质文物相继遭受虫害和霉害；二是外界破坏作用,纸质文物受潮时,空气中的酸性气体接触到纸张会生成无机酸,容易发生褪色、潮解等现象,在较干燥的环境中纸张纤维抗张强度又会大大减小,尤其高温条件下,NO2、03等氧化性气体会使纸张纤维氧化加速,而紫外线也对纸质文物纤维结构有较大影响,另外空气中的粉尘落到纸质文物上会附着,在整理、使用和翻阅纸质文物的过程中,由于摩擦作用,使之起毛甚至穿洞。了解纸质文物受损原因,才能更有针对性地做好保护修复工作。中国自古就形成了一套成熟的传统修复纸质文物的技术,影响颇为深远。而对当今的纸质文物修复技术人员来说,了解纸质文物并不是单纯的分析物质、收集数据,而是要通过检测分析数据找出更适合修复、保存的材料和方法3。

纸质文物保护修复主要操作有清理、加固、修补、脱酸、消杀等,其中本体修补环节最直观反映修复质量。对于本体修补来说,补纸是关键。目前国内有关单位对于修补用纸形成了一定的研究成果,大致观点包括尽量搜寻旧纸,采用与本体同一时代的纸张；在配纸时尽量在自然光下进行,修复目的以完整再现古籍文献的原貌为导向,无论是装帧的形式还是配纸都要同所修复的古籍文献尽量保持于同一时代4。随着时代的变迁,旧纸的储量越来越少,目前,修补用纸的选择,大多依靠修复工作者长期的经验判断和推荐,带有一定的主观性。纸张性能不稳定,性能无说明,又会导致修复工作者选择补纸时带有很大盲目性。选择合适的补纸,首先要了解纸张性能。不同纸张的原料、产地、年代不同,导致了性能的差异,而补纸的选择应当遵循安全性、可再处理性、兼容性的原则5。在实际修复工作中,对于修补用纸的判断和选择应尽量避免碰运气、凭经验,需要加强科学检测手段,实现科学配纸,我们以一本古籍的修复为例,展开讨论,希望有针对性地找到适合的补纸,打好保证修复质量的基础。

2 文物价值评估与现状调查

族谱又称家谱、宗谱等,是一种以表谱形式记载家族世系繁衍及重要人物事迹等内部资料的书,形成了珍贵的人文资料,一般由本族长者或事业有成者发起,阖族齐心方能编修成功6。族谱有几个重要价值,包括文献价值、教育学价值、移民史研究以及人口学价值7。族谱是中华民族的三大文献（国史、地志、族谱）之一。随着历史的发展,族谱由官修变为私修,所录内容不断丰富,其作用也不断增加和变化。如今,族谱以记载父系家族世系、人物为中心,不仅可区别姓氏源流,还可作为数典认祖,以及研究历史、地理、社会、民俗等内容的参考资料,是姓氏文化的重要组成部分。参天之木,必有其根,怀山之水,必有其源。当前,党中央高度重视中华文明探源工程建设,而族谱可以被视为老百姓较容易理解这一工程的具象代表。

这本古籍名为《张氏族谱世系》,封面另有“祈为珍藏”四字。据这本族谱捐赠者表述以及开篇记载,其描述的是福建张氏的家族变迁历史。经历了历朝历代的连年战乱和社会动荡,历史上传世的族谱几乎丧失殆尽,许多家族的世系也因此断了线、失了传。而这本纂修于清代的族谱,能保存至今,极为难得,对研究福建张氏姓氏文化有重要价值。这本族谱内容还宣扬了爱国主义、耕读传家、内外和谐、明辨是非等精神,对构建社会主义和谐社会、培养优良家风家教、传承中华民族优秀文化具有十分重要的意义比如记载了三十三世祖圣公配妻姜氏因“义重盖世”感化了起义造反的草寇王巢,放得一条生路,保住一族血脉。这本古籍的字迹为清秀的小楷,始终透着一股历史的厚重感,怀旧感十足,具有较高的艺术水平和欣赏价值。

这本古籍为纸本,封皮为纺织品,封皮内页为红色纸。书籍采用的包背装的形式,未发现明显的历史修复痕迹。由于时间久远和保存条件的限制,这件文物已经出现了污渍、皱褶、断裂、残缺、镑蚀、断线（图1、图2）、褪色（图3）等病害,写印材料也出现了由虫蛀引起的字迹残缺等病害（图4），这些病害的存在不仅严重影响文物的外观,而且还存在进一步发展的趋势,严重威胁文物本体的健康和安全,亟须进行科学、系统的保护修复。

3 检测分析及结论

为了对文物本体有更深人的了解,更准确地把握文物病害,从而为选择最适合的修补用纸提供依据,对古籍纸张进行检测分析,包括微观形貌观察、纤维分析、红外光谱、色度、厚度、酸度等。

（一）显微照片观察

采用Leica S8APO体视显微镜观察文物微观形貌,图5~图8为显微照片。

显微观察发现,书叶纸张纹理紧实,字迹和红圈都表现出不错的牢固度。从红色页褪色处可以看出,红色褪去后,显示出与书叶相近的外观,说明红色页可能与纸本选用相同种类的纸张,然后通过刷涂红色颜料或者染色制成。书衣有横竖交错的纹理,表现出明显的纺织品纤维状,字迹有脱落现象。纸张的紧实程度和帘纹将作为选择补纸的参考依据,而红色纸的修补可以用补纸染色来实现。

（二）纤维鉴定

选择古籍无字页残缺破裂处取样,将纤维完全分散,放置在载玻片上,滴一滴去离子水,盖上载玻片,参考文献8,可以利用带偏振光的LekaDM4000万能材料显微镜对纸张纤维进行观察,鉴定纤维的种类,以此选择同类纤维的补纸。

纤维观察发现,古籍纸张（图9）纤维较硬挺,末端尖削,纤维细胞腔小,纤维壁较光滑,杂细胞较少。经测量,古籍纸张纤维宽度在11~18μm之间。对比两种已知的竹纸样品（图10、图11）,纤维同样硬挺、僵直,纤维细胞腔小、壁厚、端部钝尖,含有一定量的薄壁细胞,经测量纤维宽度在8~22μm之间,古籍纸张纤维表现出与竹纸近似的特征9。对比另外几种已知种类纸张（图12、图13）,皮纸纤维多呈扁平带状,纤维较长,纤维之间散落碎絮片状的纤维,经测量纤维宽度达到50μm。由于宣纸是皮料和草料混合制备而成,观察到宣纸纤维端部呈现出不同的形态,比如钝尖的、匙状的等,纤维壁厚度不均匀,有时纤维内腔明显变宽,通过调整偏振光的角度可以观察到部分纤维的纤维壁上存在横节纹。木质纤维素（图14）是现代纸张粉碎制成,观察发现,纤维较短,分散性好。结合以上信息,推测这本古籍纸张原料为竹纤维,古籍书叶纸张为一种竹纸。这些信息为配纸环节提供纸张种类选择参考。目前国外进行纸质文物修复时,无论纸张种类,习惯都用日本典具贴等皮纸类材料进行修补,因其韧性较好,表现出不错的综合性能10。从原料来看,纤维长、长宽比大的纸张韧性好,皮纤维含量越高,韧性也越好。而国内一般按照原纸张种类选用相同纤维种类的配纸。对于这本古籍,宜选用竹纸作为补纸。实际上,明清时期,竹浆成为造纸的主要原材料之一,竹纸在文化用纸方面亦是主流11。

（三）红外光谱检测

纤维观察从材料结构上说明了纸张的种类,但材料和成分与结构有密切联系,应当对成分进行验证。应用在纸张上的无损检测分析技术很多,有研究证明了利用近红外光谱分析技术对珍贵文献纸张进行无损检测的可行性,可以借助此项技术实现批量样本特定理化指标的快速、无损测定12。还有研究表明对纸张红外谱图进行ATR校正,然后对谱图进行2阶导数计算,通过比较其特征峰在1030~900cm-1处的峰形特征可以判断纸张的纤维原料种类13。红外光谱谱带比较密集,对分子结构的变化极为敏感,结构上微小的变化往往导致光谱上显著的变化,如同人的指纹一样,在文物检测领域有非常广泛的应用。利用傅立叶变换红外光谱仪,型号：MDTC-EQ-M13-01,测试古籍和其他几种明确类别的纸张样品的红外光谱,其中一号为古籍纸张,二号、三号分别为四川和浙江产的已知种类的竹纸,四号为皮纸,五号、六号分别为安徽产的两种仿古宣纸。

纤维素是古籍纸张最主要的组成部分,纸张的红外光谱信息主要体现为纤维素的特征峰14。从图15可以看出,几种纸张的红外谱图具有相近的特征峰位置与强度,均表现为纸张纤维素的红外吸收,比如与纤维素OH伸缩振动相关的波数3300cm-1。一、二、三号谱图几乎一致。四号在813cm-1出现一个小的峰,五号在lOOlcm-1出现一个小的峰,四、五、六号谱图与C-0-C振动相关的波数1332cnf1处和一、二、三号存在差异。相对来说,四、五、六号与一、二、三号吸收峰位置与峰强度存在差异,一号与二号、三号更接近,结合纤维观察,印证了这本古籍纸张的确为一种竹纸。

（四）色度测试

色度值是选择修补用纸的关键依据。采用柯尼卡美能达CR-410色彩色差计,选用CIELAB色度参比体系,测量这本古籍纸张包括书衣的色度值。参照颜色标准（IS08654）,任何一种颜色都可以用这3个变量在CIELAB三维图上作出相应的空间坐标。将色度值（L,a,b）代入公式W=100-√（l00-L）²+a²+b²计算亨特白度值（W）。每个检测位置测三次,求平均值3测试结果见表1。色度测试表明,书叶整体偏黄,但每一页色度值接近,白度接近。书衣内、外侧基底色调一致,由于表面污染物的存在,使其L值有较大差异。在进行表面清理时要注意清理程度,防止造成不协调的情况。按照测试结果,再对众多修补用纸进行检测,选择色度值接近的补纸,做到修旧如旧。

（五）纸张厚度测试

利用纸张厚度仪测试古籍纸张的厚度。检测结果见表2。

从厚度测试结果可以看出,红色页比书叶略厚,可能是红色颜料导致厚度略微增加。一般来说修补用纸的厚度要接近书叶厚度或者更薄,测试结果为选择修补用纸的厚度提供依据,其厚度应在0.05mm~0.06mm比较理想。另外,也需要选择与古籍书衣厚度、纹理接近的纺织品作为书衣修补材料。

（六）酸度测试

利用CLEAN PH30酸碱度测试计对古籍进行pH值的检测,结果见表3。

酸度测试显示这本古籍总体呈酸性,且酸化程度较严重。有关研究证明,纸张的pH值大于6.1只会慢速变质,而小于6.1就会快速变质,6.1为纸张酸性变质的临界值。在纸张的保存过程中,纸张的酸化是造成纸张老化的主要原因15。纸张中酸的存在将促使纸张中的纤维素发生水解反应,聚合度降低,纸张强度随之降低=当纤维素聚合度降至200以下时,纸张就会完全脆化。如果完全水解成葡萄糖,纸张就会粉化。在整个过程中酸还会不断积累,危害逐步增大。这本古籍纸张酸化较严重,急需进行脱酸处理。对选择修补用纸的参考意义在于,应选择中性或弱碱性的纸张,且pH值不可与古籍纸张相差过大,最好是7~9之间,因纸张中的酸具有迁移性,会在短时间内造成不协调。

（七）补纸性能适配性

测试综合以上检测分析结果,初步决定选择一种江西铅山产仿古竹纸作为修补用纸,其色度值为L值79.04,a值2.41,h值16.44,厚度0.06mm,pH值7.68这种纸张颜色比待修复古籍书叶略浅、略薄,协调性、美观性较好,并且可以达到修复痕迹可识别但不明显,保证其“原真性”。另外还要求补纸与文物本体具有较好的适配性,以现有检测手段来看,可以通过补纸老化后的酸度、色差变化来验证。采用上海博工BG/XL-150氙灯老化试验箱,人工加速老化,模拟自然条件下三年的时间,发现这种仿古竹纸pH值降至约6.8,色度值未发生明显变化,与老化前的补纸色差约为2.3,与古籍书叶色差也大致在3以内,说明这种补纸满足耐久性的同时,与待修复的古籍本体具有较好的适配性,可以预见,经过得当修复,短时间内效果较好,且经过长时间存放,也不会出现外观和性能不协调的情况,可以达到文物长期安全保存的目的。

4 保护修复处理

选定好修补用纸,开始实施古籍保护修复处理。简约化是当代社会追求的风格,最小干预原则就是简约化在纸质文物修复中的体现16。按照文物存在的病害,有针对性地实施保护修复处理,将人为干预减到最小,也把古籍修复的风险降到最低,以维持古籍的真实,保护古籍的材料,提升古籍修复的科学化和规范化。

这本古籍已经发现有动物损害,为了减弱甚至消除虫害隐患,选择真空充氮杀虫法对文物进行消毒杀虫处理,该方法对文物和操作人员不利影响极小,是一种环保、安全的物理杀虫方法。

用脱脂棉签蘸取适量纯净水对边缘处的写印材料进行擦拭,以棉签上有无颜色残留验证印材料溶解性,为制定清理、修补等技术步骤提供科学依据。经测试,发现这本古籍红色页红色物质溶解于纯净水,其他写印材料轻微溶解于纯净水,表明仅红色页不可用水进行清洗。考虑到纸张酸度较高,若对字迹用胶钒水等加固,可能会引起酸度进一步增大,并且纸张本身脆化现象较轻,因此不考虑专门的固色处理,也不采取托裱的方式,可以直接用修补用纸和糨糊进行书叶修补。表面清洁采用物理方法,对于表面的尘垢,可用排刷顺着纸张帘纹方向扫除。对于一般污溃,考虑到写印材料轻微溶解于水,使用温水清洗前要进行局部试验,慎重操作。红色页杜绝使用清水清洗,可以采用纸张书籍清洁泥,这种材料拥有胶泥般柔软的质感,与纸张文物表面不反应,使用方便。在实际纸质文物清洗过程中,要时刻遵循最小干预原则,把握好度的问题,避免为了过分追求干净而伤及文物本体。

考虑到写印材料轻微溶解于水,摒弃传统的水洗法,转而采用Bookkeeper纸张脱酸喷雾配合精密喷壶进行脱酸。该材料成分是安全无毒的氧化镁颗粒悬浮在惰性液体（全氟庚烷）中,当通过喷涂的方式接触纸张时,惰性液体在短时间自然挥发,氧化镁颗粒附着,中和纸张中的酸。该材料基本不与写印材料反应,对于大部分纸质材料都适用,甚至也可用于纺织品的脱酸,但不适宜处理太过脆弱或者易碎的对象=需要进行前期试验判断该材料对纸张外观的影响,因选定的补纸经老化试验,酸度仍处于近似中性,不利于对材料脱酸性能的判断,因此选择另一种经人工老化后呈现明显酸性的仿古竹纸进行脱酸试验,脱酸剂不需稀释,均匀喷洒一遍。表4为试验纸张脱酸处理前后性能对比。

测试结果表明,脱酸处理可以将此种纸张pH值提升3左右,且外观没有太大变化,色差在2以内,厚度也没有明显增加,符合保护修复原则,因此脱酸喷雾的方法有效。对书衣和书叶都需要进行脱酸处理,处理后通过测试发现,古籍书叶pH值升至8.5左右,与选定的补纸pH值接近,与脱酸前的书叶色差约为1.4,与选定的补纸色差也小于2。该脱酸喷雾对纸张外观影响较小。

古籍本体修补按照“修旧如旧”的原则,保护修复过程中要始终确保纸质文物的安全。拆书工序一般包括拆线、拆书衣、拆纸钉,为避免前后顺序错乱,要在书叶右下角,用细铅笔编上页码。这本古籍纸张强度尚可,老化糟朽程度较轻,可不采用托裱的方法,而是直接进行修补。书叶修补时,沿着破洞边缘轻轻制出1~2mm的坡度,用毛笔抹上稀薄糨糊,纸质把补纸润湿后合上轻轻抹压,将多余部分刮掉,补缀完毕。书叶上修补过的地方可以用铁锤轻轻锤打,将书叶锤平。锤书时用力要轻,平稳下落,注意不要将书叶锤伤。对于字迹残缺处修补后,由于缺乏依据,不必进行字迹补全。对于书衣的修补,也应根据纺织品纤维、色度选择相近的材料,必要时进行染色17。用剪刀沿书叶边缘将修补后的书叶四周多余的补纸剪去,剪齐书叶四边。集数叶为一叠,戳齐书口。根据书叶修补情况在背面适量喷水,补丁较多的书叶可适当增加用水量,然后将书叶按顺序铺在吸水纸上,展平,盖上吸水纸和纸板,用书芯压平机将书叶中的空气挤净,压实。这本古籍为包背装,修补后按原有形式装订。文物保护修复前后对比照片见图16。

从图中可以看出,估计修复后,能做到“远看一致,近看有别”,修补处与古籍书叶本体色差小于2,且纹理方向相同。经过科学配纸,取得了较好的保护修复效果。修复完成后,也方便对古籍进行数字化扫描,开展信息化保护。

5 结果

与讨论本文为纸质文物保护修复中的配纸环节提供了一个科学方法,有借鉴作用。这本古籍保护修复后,补配部位与古籍本体色调和谐,耐久性增加,让残籍重新焕发光彩,延续其生命,同时也非常符合“修旧如旧”原则。由此可见,在纸质文物实际修复工作中,应当依据被修复对象以及修复目的,通过科学分析检测,有针对性地选择适合的修复用纸,科学配纸起到了保证修复质量的重要作用。修补用纸选择不对或千篇一律,轻则影响整体修复效果,不能呈现修复水平；重则给被修复文物带来二次破坏,降低其寿命,丧失修复的意义和价值。纸质文物修补用纸呈现三个阶段：第一阶段是感觉性判断,从现有纸中选择；第二阶段是基于科学分析的判断,并且接受特别订制的纸；第三阶段也是基于科学分析的判断,但是更深人一步,采取的是在修复工作室内抄纸。鉴于目前古籍修复纸张短缺的问题,今后,在修复室内的纸张研发将成为一个重要的课题和努力方向,其主要内容包括纸张的细致理化检测以及仿古工艺的优化,即通过特征化的纸质文物纸张性能数据,探索对应的修补用纸制备工艺流程。

注释：

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