紙質文物的修復與保護

风清扬斈 6年前 (2014-01-06) 历史札记 7230 0

紙質文物的修復與保護

台湾国立云林大学

第一章 紙質文物的演變過程

我國是世界上最早發明造紙的國家,她為人類社會的文明和發展作出了顯著貢獻。紙是我國四大發明之一。在世界文化史上占有極其光輝的一頁。紙是紙質文物主要構成材料,紙質文物是由紙、書寫的墨跡、印刷的油墨、繪畫的顏料以及粘合劑等材料所構成。

目前發現的早期紙質文物,如漢時期的古紙、魏晉之間的紙中文書、敦煌手卷等,其中《戰國策》殘片(約當西元265 -270年)為存世最古之古書抄本,《太上玄元道德經》為存世最古之經紙,為麻類製成,偶有間雜動物毛及棉纖維者。西晉時張華《博物志》成,武帝賜側理紙萬番,則為抄紙使用滑液之始,張華亦用桑枝皮造紙。相傳葛洪因煉丹所需製作黃麻紙。王羲之書「蘭亭集序」用蠶繭紙鼠鬚筆,「快雪時晴帖」現藏故宮博物院,為麻製紙,右軍傳云:「窮萬穀之皮斂無半分之骨」,此知右軍已用楮皮製紙。而敦煌藏手卷等紙寫文件約一萬件,亦多用麻或楮製。唐代開元時期的藏書共 125,960卷,皆為益州麻紙。後漢摺本印刷佛經為存世最古之摺本印刷物,中國書籍約於此時,改卷子為摺子本,而至北宋始用單面印刷摺背線裝書。蘇東坡嘗謂:「今人以竹為紙,亦古所無」,至元明時代更有採稻草製紙者。

兩岸博物院所典藏中國歷代書畫作品,不但為一藝術欣賞的對象,更為一寶貴的史料,時代包涵隋、唐、五代、宋、元、明、清等,長達千餘年之久,其主要材質不外絹、紙、墨及繪畫顏料,初期多繪於絹上,畫絹於畫史上記載:「唐人五代絹素粗厚,宋絹輕細」,後因造紙技術的改良普及,至宋以後,畫家漸多用紙。為了便於收藏展示,往往選擇搭配畫心(書畫作品主體之絹紙心)且質佳的宣、棉紙加以托裱,除加固畫心外,多裝裱成卷、軸、冊或框式,以利張掛展示或收藏保護。

唐太宗用麻紙寫敕,黃紙寫詔;高宗以白紙多蛀,頒下「詔制敕並用黃麻紙」;後曾因圖書損壞嚴重,召藝工及天下畫工入京修內府圖書。南宋孝宗時,《左傳》《國語》等書多蛀傷,奉敕用棗木椒紙各造十部,至清約六百年,無一遭受蟲蛀,可見歷代對紙質文物的保存維護工作深為重視。

紙質文物的演變過程,則與主要構成材料紙的發明及造紙術的改良製作的進程有著直接關係,試略加分述之。

第一節 紙的發明

紙發明於何時?是誰發明的?長期以來在學術界爭論不休,一般都認為,紙是東漢時的宦官蔡倫發明的,隨著考古工作的深入發展,出土的紙文物為我們回答紙的起源問題,提供了有價值的實物標本。1933年考古學家黃文弼先生在新疆羅布卓爾漢代烽燧亭遺址中發現麻製紙張。1957年5月8日,在陝西西安灞橋附近又出土了西漢時期的麻紙(亦有一些造紙及學術界人士認為,是否為麻絮而非紙),1978年在陜西扶風則發現漢宣帝時麻紙。以及在甘肅武威、內蒙等地出土的古紙殘片。這些實物的發現,證明早在蔡倫以前,我國人民已發明用植物纖維造紙了。

到了東漢(公元105年),蔡倫在前人實踐的基礎上總結了民間造紙的經驗,採用官府提供的設備加以改良、提高和推廣,使造紙術有了前所未有的突破。從此,我國造紙業得到進一步的發展。

第二節 中國造紙術的進程

一、中國造紙術的起始及發展階段

蔡倫之後,左伯在總結蔡倫造紙術的基礎上,在造紙原料、工藝上又作了進一步改正。如果說,西漢是中國造紙術的起始階段,那麼魏晉南北朝則進入發展階段。這時期的造紙術與漢代相比,不僅在產量、質量等方面有所提高,而且造紙原料擴大,設備更新,出現了新的工藝技術,並且用黃孽(黃檗)汁浸染紙張,以防蟲蛀等措施,是我國人民染潢技術的首創。

二、中國造紙術的興盛時期

隋唐五代是中國造紙術的興盛時期,其造紙原料比魏晉南北朝又進一步擴大,成本降低,紙製品在日常生活中廣泛應用。同時,在改善紙漿性能,改革造紙設備等方面也取得了一些進步和提高。隨著對外文化交流,造紙術從東、西、南三個方向傳播到日本、阿拉伯和印度、尼泊爾等東南亞、東亞和西亞各國。

三、中國造紙術的成熟階段

宋元時期稱為中國古代造紙術的成熟階段,造紙原料從原來的樹皮、麻、破布和舊魚網,又增加了竹子、稻草、麥桿等。由於造紙原料的擴大,造紙技術革新,造紙設備改進,這一時期造出來的紙,比前代數量更多、質量更高的各種紙,如竹紙和麥、稻桿紙,這標誌著造紙史上的新紀元。紙在繪畫、印刷、貨幣等方面廣為應用,同時紙製品還運用於製作衣服、帳、被和枕頭等,成為縑帛、紡織品的部分代替物。

四、中國造紙術的集大成時期

明清時期的造紙術可以說是集大成的階段,不但造紙的原料、技術、設備和加工方面大為改進,就是紙的產量、質量、用途、產地均比前代更為增長。甚至還出現了專門記載造紙和加工技術的著作,為前代所少見。

五、中國近代工業造紙的發軔

隨著紙的需求量日益增加,原來傳統,手工造紙已不能滿足社會發展和日常生活的要求。在工業革命浪潮影響下,清光緒十三年(西元1887年)於香港設大成造紙廠,李鴻章於1891年引進了西歐造紙機器和技術,在上海創辦了機器造紙廠--「倫章造紙廠」,從此,使我國造紙業開始步入到機器造紙階段,後續於上海浦東設「華章造紙廠」,上海龍華路設「龍章造紙廠」,1911年張之洞於漢口設「度支部官紙廠」。至1978年臺灣計有造紙廠170餘家,紙及紙板產量,居世界第22位。

在紙尚未發明或普遍使用之前,文字刻在龜甲、獸骨、玉石器、金屬上,有的書寫在竹簡、木牘、縑帛上,由於這些載體笨重,而保存、閱讀、攜帶極不方便,因此,難以普及、推廣,阻礙了文化傳播與交流。隨著紙的發明、生產和使用,使紙成為書寫、繪畫、印刷的載體和日常生活中不可缺少的材料。它對思想、學術的廣泛傳播起了巨大的作用,對於推動人類社會的進步具有劃時代的意義。

歷代遺留的手稿、圖書、繪畫、經卷、報紙、文獻等,都是歷史真實的記錄,是研究歷史、政冶、科技、文化、藝術的原始材料,不僅數量多,而且內容相當豐富,是中華民族寶貴的文化資產,對於研究人類社會的進步和科學技術的發展有著十分重要的價值。

隨著歲月的流逝,由於內在因素(酸化和材質的變化)以及外在因素:溫度、濕度的劇變、光的照射、有害氣體的侵蝕、昆蟲的蛀蝕、微生物的滋生,機械的磨損、撕破、鼠咬、火災、水災等都會造成紙張的變質和損壞,甚至造成無可挽回的損失。因此,研究紙張損壞的原因及其維護方法,延長其使用壽命,便成為紙質文物保護的一項迫切任務。

第二章 紙質文物的構成材料

紙質文物是由紙、書寫的墨跡、印刷的油墨、繪畫的顏料以及粘合劑等材料所構成。這些材料質量的好壞,直接關係著紙質文物能否長期保存的內在因素。

第一節 造紙的主要材料

紙是紙質文物主要構成材料,紙的種類可分為手工紙和機械紙。手工紙有麻紙、皮紙、藤紙、竹紙、棉紙,還有宣紙、毛邊紙、連史紙等。19世紀末,機器紙逐漸代替了手工紙,常用的有新聞紙、印刷紙、打字紙、有光紙、圖畫紙、牛皮紙等。

造紙的主要原料是植物纖維,而植物纖維的種類很多,基本上可分為:韌皮纖維、莖纖維和種毛纖維。

一、 韌皮纖維:

是古代造紙主要原料,由於含纖維素多,一般多在 60% ~ 83% 之間。加上纖維長達120~180毫米,纖維長度比寬度約大於950至1230倍。由於韌皮纖維很長,造出紙來很堅韌。

二、 莖纖維:

如竹、稻草。其纖維素含量在24﹪~ 60% 之間,長度比寬度約大於 100至 200倍。紙張在不同時期,選用什麼材料和工藝製作,其紙張的成份、性能是不同的。

三、 種毛纖維:

如棉花,棉花纖維素含量最純、最多,一般可達 90% 以上。纖維長度比寬度大約有1250倍。由於纖維特別細長,交結力好,質地強韌、組織細致柔膩,造出來的紙較耐磨、耐久。

第二節 修護紙質的種類

破損紙質文物(書籍、繪畫)的修補或裝裱中經常遇到的是,如何選配顏色、質料、性能、厚薄相當的紙張,是關係著紙質文物維修質量好壞的重要因素。故就書籍、繪畫維護中,經常遇到的各種紙質,依其時代、質地、性質和特點,加以簡述之:

一、麻紙

麻紙就是以麻類纖維(萱麻和大麻)製的紙張。常見的有白麻紙、黃麻紙、麻沙紙、旱灘坡紙等。

二、藤紙

藤紙早在晉代已有製作,到了唐代已在浙江、江西兩省大量生產,其紙是用藤樹皮的纖維所造。當時有白藤紙、青藤紙、黃藤紙之分。

三、宣紙

宣紙是用檀樹皮、稻草為原料製成的手工紙,出產於安徽宣州而得名。此紙質地柔軔、潔白平滑、細緻勻整、色澤經久不變,被譽為「滑如春冰密如蠶」的美稱。宣紙屬皮棉紙類,因品種規格繁多,不一一詳述,常見的有:羅紋紙、棉連紙、玉版宣、單宣、十刀頭、夾連紙等,為我國唐、宋以來的古代書畫所採用的紙。

四、棉紙

棉紙又稱皮紙,是以楮樹皮為原料製作而成,質地細柔、富有軔性。從紙的縱面撕去,其斷裂處呈現絲棉狀,因而得名。棉紙的品種因地而異,常見的有河南棉紙、貴州棉紙、上海棉紙、遷安棉紙、蠶繭紙、藏經紙、高麗紙、冊子紙、美濃紙、開化紙、太史連紙等20餘種。

五、竹紙

竹紙是用石灰處理的嫩竹為原料製作而成,因顏色略呈黃色,又稱「黃紙」,主要有:毛邊紙、毛太紙、川連紙、元書紙、梗棒紙、連史紙等十餘種。

六、其它紙

除了上面介紹的幾種紙以外常見的還有牛皮紙、磁青紙、虎皮宣、蠟箋紙、發箋紙、金紙等。

第三節 書寫材料

在紙上書寫、印刷、繪畫所用的材料為墨、顏料、墨水、圓珠筆油、鉛筆及膠料等,茲分別略述如下:

一、墨和墨汁

墨在我國已有4700年左右的歷史,相傳西周刑夷始製墨,秦以前多用天然石墨,秦以後出現人工造墨。漢墨重點產地在陜西漢陽,古稱「隃縻」。到了唐代,塊墨不僅聞名於中國,而且當時的徽墨已經聞名於世界。歷代製墨名家輩出,如魏之韋誕、南唐之李廷珪、北宋潘谷、明代程君房、方于魯、清代曹素功、胡開文等,尤其製墨名家李廷珪的墨,頗為時人喜用珍藏,更有「黃金易得、李墨難求」的美名。

(一)製墨的主要原料為炭墨煙、動物膠、防腐添加劑。

1.炭墨煙:

為有機之碳氫化合物於不完全燃燒下,集煙而成,由於燃燒的原料不同,可概分為松煙、油煙、漆煙和工業炭黑等四種。松煙乃以松枝燃燒而成,取煙方式原採「立窯」,後改採「臥窯」,以清煙為上,一般松煙墨之墨色深重,較缺乏光澤。油煙製墨始於南唐,至宋才流行於世,古人曾採菜油、豆油、豬油、皂青油、麻油、桐油煙造墨,其中以桐油煉煙為墨,寫成的墨色黑潤而光亮,經久不褪。漆煙則於宋代有以古松蘸漆渣煉煙者,明代程君房的漆煙墨質地最佳,是燃燒桐油和一定數量的漆而成的,其字跡特別有光澤,頗得人們喜用。工業炭黑為礦物油或工業煙經燃燒提煉而成,品質較差。

2.動物膠:

動物膠為一種蛋白質,由骨膠原經水解而成,種類以骨膠、皮膠為多,大底加工方式為經取料、水洗、石灰浸、去除非膠蛋白質、酸洗、水煮、過濾而成。歷代曾用鹿角膠、魚鰾膠、牛皮膠等,其作用使炭墨的微粒粘固在一起,便於製成塊狀,使書寫的字跡牢固。

3.防腐添加劑:

其作用為防止動物膠生霉、改善氣味、色澤或黏度,歷代名家所用防腐添加劑亦多有差異,種類統計近千餘種,常用於防腐及改善氣味的有龍腦、麝香、丁香、檀香、甘松、藿香、零陵香等,改善色澤以增光助色的有朱砂、雌黃、珍珠粉、金箔、銀箔、硫酸銅、銀硃、秦皮、地榆、紫草、茜草、黃蘆、黑豆、五倍子、胡桃、牡丹皮、薰草豆、石榴皮等,改善黏度使墨堅而不裂則有於不同製成分別添加梣皮、蛋白、生漆、紫礦、木賊草、當歸、皂角水、巴豆汁等,甚或有另添加各式藥物如熊膽、犀角粉、藤黃、丹參、黃蓮、烏頭、大梅片之類。

(二)傳統製墨程序

可依序細分為1. 浸油2.煙碗3.燒煙4.篩煙5.和膠6.用藥7.搜煙8.蒸劑9.杵擣10.秤劑11.鎚鍊12.丸扞13.樣製14.入灰15.出灰16.印脫17. 修墨18.陰乾19.描字著彩20.包裝等。煙以細而輕者為佳,而且愈陳愈好,且需經漂洗及篩選。和膠及杵搗則為製墨的重要工序,膠的比例往往視工法、添加物及環境氣候的不同有所差異,膠以勿過重或過輕為宜,膠多則利於成型及發彩,膠過重又會滯筆,古有所謂「輕膠十萬杵」的說法,用膠偏輕時,杵搗的工夫則更為繁複。

(三)墨汁的主要原料

墨汁的主要原料為炭煙、膠料、添加劑和溶液等,一般經由機械的加工而成。炭煙的種類繁多,包括各種礦植物及動物原料經燃燒或熱分解而成。膠則除動物膠外,多採植物膠(阿拉伯膠)或各種合成膠如壓克力膠、聚醇樹脂等。添加劑則有各式穩定劑、滲透劑、濕潤劑、防腐劑、芳香劑等等。

比較之下墨汁的使用便利性較墨錠為佳,但因大量使用各式各樣合成材料,以防止其變質沉澱及腐敗,其是否會對人類及紙質文物造成不利的影響,將是有待進一步加以評估及探討的問題。反觀中國墨錠的特質在於色黑有光澤,墨質穩定,且墨色耐久不變,在遺存的千年古文書及繪畫中仍可見神采如新,遠非其他文明古國如埃及、希臘、羅馬的墨所可比擬。中國墨的品質特殊,曾為其他國家爭相仿製而不可得,十七世紀時法國傳教士拉康特(Louis Le Comte)曾說:「中國墨品質極佳,法人一再仿造而不得。」杜哈德(du Halde)於西元1735 年亦稱歐洲人企圖倣製中國墨而未能成功。 故中國的墨為歷代重要的發明,不但用來書寫作畫、印刷拓碑、飾染宮殿、婦女畫眉,又可作治血症與目疾的藥物,它的主要特點是不變色、不褪色,不論六朝唐人寫經,或五代初印本,經過千年或是一千五六百年,還是漆黑發光。其主要因素為碳的化學性質在常溫下很穩定,加以傳統合膠加工的程序已累積出許多方法,所以經書寫而成的字跡,能耐熱、耐水、耐光、不易褪色,適於長期保存。

二、墨水

墨水是隨著書寫工具的改正,如鋼筆的使用而出現,從其原料的化學性能,可分為藍黑墨水和顏色墨水。

(一)藍黑墨水

又稱鞣酸鐵墨水,是由變黑持久不褪成份、色素成份、穩定劑、抗蝕劑、潤濕劑和防腐劑等組成。

1.變黑持久不褪成份:

主要是 鞣酸(C4H10O9)、沒食子酸(C7H6O5&8226;H2O)和硫酸亞鐵(FeSO4)等成分彼此化合,生成鞣酸亞鐵和沒食子酸亞鐵,氧化後都變成不溶性的高價鐵,即鞣酸鐵和沒食子酸鐵,前者增強耐水性,後者增強變黑性,這樣使墨水耐水、變黑,色持久不褪。

2.色素成份:

目前常用的是酸性墨水藍和直接湖藍染料,黑水藍是墨水的主色,水溶液遇酸不變質,但遇鹼則變為棕色。直接湖藍在墨水中起助色作用,由於其中含雜質較多,不宜多用,在潮濕環境易長霉。

3.穩定劑:

在墨水中加穩定劑的目的,主要是消除墨水的沉澱,以免書寫時發生斷水現象。常用的穩定劑有 硫酸(HSO4)、草酸(COOH)2、甲醛(HCHO)溶液。這些穩定劑都具有一定酸性,給紙張酸化埋下了潛在的危害,不宜多用。

4.抗蝕劑:

因墨水中加入的穩定劑具有較強酸性,為防止腐蝕,常加抗蝕劑,使它和鐵質結成薄膜,降低硫酸的腐蝕作用 90﹪。使墨水中的含鐵量不會因腐蝕筆尖而增加,從而增加了墨水的穩定性。

5.潤濕劑:

為防止墨水中的水份蒸發,造成書寫不便,在墨水中加入不易揮發,且有吸水性的 丙三醇〔C3H5(OH)3〕,使筆尖保持濕潤,以利書寫。

6.防腐劑:

墨水原料中所含有機物等物質,在潮濕環境下容易腐爛、長霉,為防止腐爛常加苯酚或五氯酚鈉等藥劑為防腐劑。

(二)純藍墨水和紅墨水

純藍墨水和紅墨水是屬於有機染料墨水,雖色澤鮮豔,但字跡的堅牢性不如藍黑墨水,其字跡容易褪色。而紅色墨水遇水很快就褪掉滲化,應特別加以注意。

三、顏料染料

中國繪畫常用的國畫顏料,可分為天然礦物顏料的石青、石綠、褚石、朱砂、明礬等,植物顏料有花青、藤黃,動物性顏料有胭脂、洋紅、辱粉,金屬性顏料有泥金、泥銀、鉛粉、鋅鈦白等多種。

四、膠礬

國畫顏料的調製、礬絹、礬紙作畫、全色都需要用礬、膠,膠分動物膠與植物膠,動物膠有牛皮膠、鹿膠、驢皮膠、骨膠、黃魚膠等,植物膠有樹膠、白芨膠、石花菜膠等,以牛皮膠、骨膠較為常用。

礬, 又稱「明礬」或「白礬」,用礬礦石燒成。繪畫裝裱為了保護紙絹、增強抗水力、減少伸縮性,調成膠礬水刷在紙絹上。鑲料染色顏色水當中加適量膠礬水,促使色度均勻。膠礬水的調製,通常是一克膠加60ml的30℃熱水,把膠浸一天後如未化,則用文火隔水燉,溶化成膠水,每一克礬於冬季加10℃溫水浸化成礬水,用二克膠一克礬的比例,俟膠水、礬水冷卻後,將兩者混合,用木棒不斷調勻,即成為比例適當的膠礬水。

膠礬水雖能增強紙絹的抗水力,但明礬在潮濕環境中吸收水份,促使明礬分解產生硫酸,會加速紙張的酸化,是值得注意和重視的。

第三章 紙質文物損壞原因及機理

第一節 內在原因

一、造紙原料

造紙的主要原料是植物纖維,植物纖維的主要化學成分是纖維素、半纖維素、木質素三大成分。另外還含有少量單寧、果膠、樹脂、脂肪、蠟、色素及灰分等次要成分。

(一)纖維素

纖維素是α纖維素的簡稱,是碳(C)、氫(H)、氧(0)的化合物,它是由許多個D-葡萄糖基聯結而成。葡萄糖基之間,相互以 β-葡萄糖 鍵聯接而成長鏈狀的纖維素大分子。其分子式為(C6H10O5)n,式中n為葡萄糖基數目,稱為聚合度。 n的數值為幾百至幾千甚至一萬以上。聚合度的大小,跟纖維的強度有直接影響,聚合度越大,分子量越大,即分子鏈越長,纖維的機械性能越強。纖維素呈白色,比重為1.5~5.6,具有光學雙折現象。由於纖維素分子含有羥基,所以在空氣中能吸收水分。但不溶於水,這是由於分子排列的規則性和大量氫鍵存在緣故。纖維素在酸的介質中能水解成葡萄糖,硝酸可以使纖維素水解和氧化,使它生成硝酸纖維素。

纖維素在常溫下是很穩定的,隨著溫度的升高,其抗張強度也相應的降低。在高溫、光照和氧存在時,會發生氧化反應,使纖維素生成氧化纖維素。

纖維素端點的葡萄糖為半縮醛形式,它與氧化劑反應使纖維素發生如下反應:

O O



纖維素----C 十3HclO3 → 纖維素-C +2ClO2

&8726; &8726;

H OH



纖維素還能發生酯化和醚化反應,使纖維素生成甲基纖維素、羥甲基纖維素等。

纖維素的化學性質與半纖維素和木質素相比還是比較穩定的,紙張中所含纖維素的成分越高,分子量越大,紙張中的強度和耐久性就越好。我國古代的手工紙,由於纖維素純,纖維長,所以保存的時間就長。

(二)半纖維素

半纖維素是由植物細胞組成,在水解時能分離出木糖和半乳糖。它屬於多聚糖分子的混合物。包括多聚戊糖、多聚乙糖、多聚葡萄糖,以及β和α纖維素。其分子含有 200~500個半纖維素糖基,在纖維素和木質素之間起聯結作用。它與纖維素的區別在於,纖維素為線性高聚物,而半纖維素含有短側鏈的多聚糖。纖維素為單一多聚糖,半纖維素由兩種以上糖基來組成它們同屬多聚糖,在外界條件光、熱、酸、鹼的作用下,皆可脂化、醚化、氧化、降解和水解。

紙張中含有適量的半纖維素,不僅能縮短打漿時間,而且能增加紙的強度。如半纖維素含量太多反而影響紙張的壽命。

(三)木質素

木質素是植物纖維中主要成分之一,它具有芳香族的特性,是一種含有碳、氫、氧的化合物。根據化學分析木質素中含有以下官能團,甲氧基(-OCH3),羥基(0H),羰基(O =C ),醛基(-CHO),醚鍵(-0-)等。

木質素呈白色或近白色,不溶於溶劑,質地脆弱,在高溫下能溶解,其溶液呈乳白色或深褐色。由於木質素中含有各種官能團,其化學性質比較活潑,如發生磺化反應,使木質素變成可溶性木質素磺酸鹽,氧化作用變成可溶性氯化木質素。木質素最容易氧化,尤其在光照、高溫和鹼存在下,氧化更為迅速。現代紙張中含有較多的木質素,所以新聞紙極易變黃發脆,不易長期保存。

由此可見,由於造紙原料中含有植物纖維,尤其含有木質素和果膠、脂肪、色素等成份,給紙張的危害埋下了潛在的因子。

二、 造紙工藝過程與紙張耐久性的關係

紙張的耐久性,不僅與造紙原料有關,而且與生產工藝也有很大的關係。紙的生產方法有手工造紙法、機器造紙法兩種。

(一)手工造紙法

我國是發明紙張最早國家。在十九世紀以前生產的紙,通稱手工紙。手工紙又分竹紙和皮紙。歷代許多珍貴的古籍、文獻、書畫都是採用皮紙做成的。這些紙張保存了幾百年,甚至上千年仍然很好,是什麼原因呢?這與手工紙的生產過程有著密切的關係。造紙術隨著時代的發展,社會的進步,不斷得以發展、改正、提高。

潘吉星先生經過實地調查研究、分析,在紙坊工人師傅的大力支持下,採取模擬實驗,從漢紙製造最原始的八步流程:

浸濕→切碎→洗滌→舂搗→打槽→抄紙→晒紙→揭紙。

過渡到現今陜西鳳翔造紙的十六步複雜過程:

浸濕麻料→切碎→碾料→洗滌→化灰水→灰碾→灰沃→蒸煮→洗滌→細碾→洗滌→打槽→剪紙→壓榨→曬紙→揭紙。

但歸納起來,手工紙生產過程大致可分蒸煮、漂白、打漿、抄紙四個階段進行討論。

1.蒸煮: 造紙原料經機械預處理(浸濕、切碎、洗滌),在製漿過程中,用石灰乳〔Ca(OH)2〕,草木灰水作蒸煮劑浸透,目的在於脫去原料中的色素,除去污質、蠟質、松解原料中殘留的膠質及其它填充物,使製成的紙張不殘留有害的化學物質,而含有鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)等物質,使紙呈中性或偏鹼性,阻止游離酸的形成,防止紙張進一步的變質,使紙延年起了很好的作用。

2.漂白: 古代造紙的漂白工藝採用「日光漂白」,其方法據清人莫興三《造紙說》: 「曝已復漬,漬已復曝,如是者三,則黃者轉為白矣。其漬也必以桐子灰,黃荊木灰,非是則不白」。紙漿先經過陽光照射,利用空氣中的臭氧產生氧化作用,使值物纖維中所含的天然色素或著色物質變成其他基因,然後利用桐子灰、黃荊木灰和草木灰的水溶液,溶出被氧化的物質,起到漂白作用。經過這種漂白處理的紙漿所造的紙,久不變色,不易老化變脆。

3.打漿: 胡韞玉在《紙說》中寫道:「鑄之於臼,千錘萬杵擣愈多,而質愈融,楮骨竹筋盡為液流」。說明打漿要充分,只有通過充分的錘擣才能造出纖維交織均勻的紙來。

4.抄紙: 植物纖維經上述處理製成紙漿,為使纖維在水中離散浮游,除了充份攪拌,通常加一些如黃蜀葵、楊桃藤、野葡萄、梧桐等懸浮劑,以便使纖維分布均勻,增加強度。

從上述簡單過程可以看出: 手工法造紙加工緩慢,生產過程細緻,殘留在紙中的有害化學物質很少,纖維不易受到損害,因此紙就堅固、耐磨。目前我們見到的晉、宋代的書畫和古書籍,已有1000多年的歷史了,有的紙張仍然是潔白如玉,完整無恙,這些紙都是用傳統手工方法生產出來的。

(二)機器造紙法

機器造紙大致經過以下幾個過程,首先準備原料,然後再製成紙漿。由於製造紙漿時所用的方法不同,又有機械與化學法之分。

1.機械法:就是用機械的方法來離解纖維製成機械木漿。這種木漿,木質素無法除去,且其纖維短而粗,又含有較多非纖維素,所以製成的紙張疏鬆容易破脆,在日光及空氣中容易氧化變黃,這是耐久性差的其中一個因素。

2.化學法,就是用適當的化學藥劑,在蒸煮原料過程中,除去木質素及其它非纖維素,使纖維離解而成一種紙漿。根據所用的化學藥品的不同,化學法可分為亞硫酸鹽法、鹼法和氯化法等。

(1)亞硫酸鹽法:是用亞硫酸氫鈣[Ca(HS04)2〕和亞硫酸(HS03)2的混合液,用這種混合液蒸煮纖維,製成亞硫酸鹽化學紙漿,此種紙漿中含有一定量的半纖維素和蒸煮液以及產生木質素磺酸的酸性殘留在紙漿中,因此,紙張的耐久性受到了很大的影響。

(2)鹼法: 是用苛性鈉(NaOH)作為蒸煮液與原料一起在高溫下蒸煮的方法。由於鹼性太大,對纖維損害較大,使紙強度降低,加上成本高,現已很少應用。

(3)氯化法: 是將原料同氫氧化鈉一起蒸煮,經氯化、鹼液後處理,除去木質素,再經過漂白,在這過程中有時用鹼,有時用漂白粉,有時用氯來處理,會使纖維素遭到不同程度的損壞。

從紙漿製造方法可以看出:紙漿的質量與紙張的耐久性有著直接的關係。

(三)造紙過程與紙張的耐久性

從造紙過程來看,紙張的耐久性與打漿、上膠、加填料亦有關係。

1. 打漿的目的:

打漿是決定紙張性能和質量的重要工序之一,打漿的目的,使纖維橫向切斷變短,縱向分裂變細。同時使纖維「水化」膨脹呈膠性,以及使纖維兩端帚化發毛,增加纖維交結能力,提高紙張的堅牢度。

2. 紙張上膠的目的:

是為了降低它的吸濕性。目前都用松香作為膠料,用明攀作為沉澱劑,這對於提高紙張的耐水性起了很好的作用。由於施膠過程中加入了大量明攀而產生的酸性,給紙張帶來了損害,使紙張的張力以及耐久性大大地降低。

明礬〔K2SO4&8226;Al2(SO4)3&8226;24H2O〕在水中水解為:

2Al2(SO4)3 + 12H2O →4Al(OH)3 + 6H2SO4

硫酸鋁 氫氧化鋁 硫酸

3. 紙張中添加填抖的目的:

是為了填滿紙張的孔隙,使紙面均勻,光滑平整,使紙張增加彈性和柔軟。但因填料(石膏、滑石粉、高嶺土等)都是親水性的物質,容易降低施膠度,導致灰份增高,不僅降低了纖維的機械粘著力和磨擦力,而且降低了紙張的強度。

如上所述,紙張的生產過程與紙張的耐久性有著直接的關係,要延長紙張的壽命,就必須研究紙張的生產過程,這對紙張保護具有重要意義。而且由於機器造紙過程中,往往紙張中含有容易氧化的木質素,酸、鹼、氯、漂白粉等有害的化學物質,使紙的耐久性受到影響,而致使形成無法長期保存的原因之一。

第二節 紙質文物損壞的外在因素

一、 溫度

溫度乃表示空氣中冷熱程度的指標,是物體熱能的量度,熱能是促進有機質文物變質的一種能量形式,當溫度越高,原子、分子相撞的機會就越多,化學反應就加快,科學實驗證明: 在化學反應中,溫度升高10℃,其反應速率將增加二倍,而對紙質文物,溫度升高5 ℃,變質速率就會增加二倍,即使在高溫下放置短時間,也會使紙變黃、發脆。溫度越高,紙張半衰期越短,反之,溫度越低,半衰期越長。

美國巴羅(Barrow)教授,曾對溫度與耐折強度之間關係做過專題研究,將同一種紙分別放在60℃、80℃、100℃的溫度下,進行加速老化試驗,測定其老化後的耐折強度,

溫度忽高忽低,對紙質文物的保護也是不利的,溫度忽高,蒸發到空氣中的水汽量就增加,空氣就過於潮濕;反之,溫度忽低,蒸發到空氣中的水汽也就忽然減少,空氣就過於乾燥。由於溫度忽高忽低,則會造成紙張中的纖維忽脹、忽縮,而影響紙張纖維的抗張強度。

二、濕度

濕度是表示空氣中水汽含量或乾濕的程度。潮濕的環境不僅會使紙張變潮而發生水解,而且會使耐水性差的字跡湮化褪色,模糊不清。還有利於微生物的生長繁殖,促使紙張霉爛、蟲蛀、變質。另外會加速其它有害物質(如大氣中酸性氣體CO2、NO2、SO2 等),極易被潮濕紙張中的水份所吸收,形成腐蝕性更強的無機酸,以及明礬更易水解生成硫酸,而加速紙張的損壞。

三、光照

光是一種能引起視覺感應的電視波,根據光源不同,可分為 自然光和人工光。自然光即天然光(陽光),是人類正常生活中所必須的,它隨著大氣環境隨時在變化而不穩定的照明光源。據資料介紹,自然光的能量分布:

紫外線(290-400nm)約5﹪;可見光(400-780nm)約45﹪;

紅外線(780-3200nm)約50﹪。

光具有二象性、波動性和微粒性,即具有電磁波的性質,同時它具有能量微粒或量子組成。光對紙質文物是有損害的,假如把紙質文物(報紙或書)放在陽光或紫外燈下直接照射,就會發現紙張變黃、發脆,甚至粉碎。相反把紙質文物放在櫃子或箱子裡情況就不一樣,仍保持原貌,紙色潔白如玉,完好無恙。從蘇州瑞光塔出土的「妙法蓮花經」,已近千年仍完好如初,有力說明光照與否,是主要原因之一。

光對紙質文物的危害,一般認為是光的熱作用與光化學作用造成的。

(一) 光的熱作用

光的微粒稱為光子,每一個光子都有一定的能量,其公式為:ε=hυ式中h是一個常數,為普朗克恆量(6.624×10-27爾格&8226;秒)。

υ表示光的頻率(υ=C/λ)

則公式為:ε=h C/λ稱普朗克光量子能量公式,

C表示光速,為3×108m/sec,λ表示波長。

根據J.Ladewijks介紹,纖維素斷裂的ε值位於58.6×103卡/mol(斷裂C-C鍵的能量)與80×103卡/mol(斷裂線性飽和鍵的能量之間)。

從公式中可以算出,波長短於486nm的光線即可斷裂C-C鍵,短於385 nm的紫外線即可斷裂線性飽和鍵。

由此可知波長越短、頻率越高,能量越大,輻射熱就越強,因此紫外線短波對紙質文物的危害最為嚴重。

據資料介紹,紙張在太陽高度角為40度時,照射50個小時,就變黃、發脆。在沒有遮擋的空間,太陽高度角為73.2度,溫度40℃時,物體每平方米/小時受到陽光輻射所產生的熱能值為756千卡。這種光輻射熱作用於紙張時,就會引起紙張的理化反應,當溫度高於30℃時,就會加速紙張變黃、發脆。

(二) 光的化學作用

紙張在光的照射下,所進行的化學反應稱為光化學反應。我們瞭解紙張的主要原料是植物纖維,植物纖維的主要成份是纖維素、半纖維素和木質素。

1. 纖維素

纖維素 (C6H10O5)n,是由300-3000個葡萄糖分子脫水聚合成的長鍵大分子化合物。在光照射下,會加速纖維素水解為葡萄糖分子(C6H12O6)。在有氧存在時,會發生光氧化反應,加速其氧化作用,生成容易粉碎的氧化纖維素,降低紙張的抗張強度。

2. 半纖維素

半纖維素是多聚糖分子的混合物,在光照射下,會加速水解,容易生成溶於水的木糖、甘露糖等。其反應式如下:

(C5H8O4)n + nH2O → nC5H10O5

多聚木糖 水 木糖

(C6H10O5)n + nH2O → mC6H12O6

多聚甘露糖 水 甘露糖

而木糖、甘露糖在光照和氧的作用下,很容易被氧化生成羰基發色團和羧基助色團,半纖維素的返黃就是受這些取代基團的影響而產生的。

3. 木質素

木質素為碳氫化合物,其分子具有芳香族的特性,它的結構單體是苯基丙烷。主環是苯基,

側鍵是丙烷衍生物。苯基上可連一個,也可以連兩個甲氧基(-OCH3),還可以連羥基(-OH)或酚醚鍵。在光照射下將會加速其氧化過程,溫度越高,氧化越快,氧化後變為褐色的氧化纖維素,促使紙張強度降低,變黃、發脆。

G.J.Leary發現,光氧化作用是紙張返黃的基本反應。中野淮三等認為:

木質素吸收一定波長的光幅照射後,形成激發態分子,繼游離基生成之後,產生過氧游離基。其反應如下:

L hv→ L˙ → L*

L˙ + O2 → LOO*

過氧游離基從木質素中奪取氫原子,生成氫化氧化物及木質素游離基:

LOO* + L-H → LOOH + L*

式中L及L-H均為木質素分子

木質素游離基又參與L˙ + O2 → LOO*的氧化反應。

G.Gellerstedt等人研究了紫外線對木素模型物的影響,發現主要的化學反應是氧化消除木素模型物的側鍵,同時生成與顏色有關的琨型結構化合物。

木質在光氧化過程中生成的發色團和助色團以及木質素中存在的琨型結構的低分子碎解物,這些將對紙張的返黃產生重要影響。

四、有害氣體(空氣污染)

空氣污染問題隨著工農業生產、交通運輸業的發展,以及城市的擴大、人口的增加而日趨嚴重。它不僅危害人身體健康,同時也影響著珍貴的文化遺產長期保存。空氣污染是指空氣中出現了通常不存在的物質。它們會使空氣的自然組成發生改變的固體、液體或氣體物質。空氣污染物的來源可分為:工業企業排放、汽車的排放、家庭爐灶排放。




空氣污染物對紙質文物有危害的污染物:主要有酸性氣體(SO2、CO2、H2S等)、氧化性氣體(NO2、Cl2、O2等)和粉塵。

(一) 酸性氣體

二氧化硫(SO2 ),是一種無色有惡臭、刺激性,活潑的有毒氣體。易溶於水,在常溫、常壓下,一體積水能溶解四體積二氧化硫。當空氣中的二氧化硫達到0.5-1/1000000克濃度時,就可與紙張中的水份作用,生成亞硫酸:

SO2 + H2O → H2SO3

二氧化硫 水 亞硫酸

亞硫酸與二氧化硫一樣,既有氧化性又有還原性。能與一些有機色素結合生成無色的化合物,對紙質文物的字跡、顏色有影響。亞硫酸很不穩定,與空氣中氧化作用,就會生成硫酸:

2H2SO3 + O2 →2H2SO4

硫酸是一種強酸,當紙質文物中含有硫酸時,將加速紙張纖維素水解速度,降低纖維素大分子鍵的活化能(配糖鍵),由於纖維素水解,配糖鍵破裂,聚合度降低,成為水解纖維素。如繼續水解,當纖維素的聚合度降低到700以下時,紙張的機械性能 (耐折、抗拉、耐破、撕度)也隨著下降。致使紙張變脆。若纖維素的聚合度降低到200以下時,紙張就會酥化成粉末。

硫化氫(H2S)是一種無色、有臭蛋氣味的有害氣體。它的密度比空氣略大,能溶於水,在常溫、常壓下,1體積的水能溶解2.6體積的硫化氫,它溶於水後便成為氫硫酸。氫硫酸是一種弱酸,容易氧化,在光照下被氧化成單質硫。氫硫酸不僅有漂白作用,使文字、繪畫材料褪色,而且促使纖維素催化水解、降解,使紙張遭到破壞。

(二) 氧化性氣體

氮氧化物是(NO、NO2、NO3)的總稱。其中二氧化氮(NO2)能溶於水,是一種紅綜色惡臭有毒的氣體,與水反應生成硝酸。

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

二氧化氮 水 硝酸 一氧化氮

硝酸是一種強酸,又是一種很強的氧化劑,不僅使紙張纖維素起酸化降解作用,而且促使紙張纖維素的氧化作用,使紙張變成脆弱而成粉狀,降低其牢固程度。

氯氣(Cl2)為黃綠色有刺激性氣體,易溶於水,在常溫、常壓下,1體積的水能溶解3體積的氯氣,&61720;溶解水中生成鹽酸和次氯酸。

Cl2 + H2O → HCl + HclO

氯 水 鹽酸 次氯酸

次氯酸不穩定,在光照下容易分解放出初生態氧

HClO 光照 → HCl + O↑

所以氯氣是兩性氣體,既有酸性,又有氧化性。因此氯氣能使紙張纖維素起氧化作用,又會使紙質文物的文字、繪畫顏料受到影響。

臭氧(O3)是一種氧化性氣體,它的漂白作用可通過羥基游離基型反應實現。R.G.Rice等認為,在水解中,1 mol臭氧分解可生成大約0.5 mol的羥基游離基。反應的第一步是O3光解生成激發態原子氧O(1D),原子氧與水分子反應生成羥基游離基:

O3 hv→ O2 + O(1D)

O(1D)+ H2O → 2HO

生成的(HO)是氣相中最強的氧化劑,它可能會直接氧化發色團而引起褪色:

C=C + HO&8231;→ C-C

臭氧對紙張纖維素具有十分強烈作用,它能切斷碳鍵上的雙鍵,使紙張文物發黃、變脆、顏料褪色。

(三) 粉塵

粉塵是懸浮在空氣中的礦物和有機物質的微粒。它來源於自然界以及人類的生產和生活的活動中。其組成十分複雜,有各種煙霧、礦石粉以及孢子等。

粉塵的形狀多種多樣,顆粒亦有大有小,廣布在空氣中,但在不同的環境中,其含量不一,分布亦不均勻。一般而言,城市大於農村,工業區大於生活區。據資料介紹:城市一立方厘米空氣中約有10萬以上的微粒。大西洋一立方厘米空氣中約有1千多微粒。遠離居民和工業區的深山,十立方厘米的空氣只有幾十微粒。

當粉塵落到紙質文物上(如繪畫、書籍),隨著文物的整理、使用、翻閱,會引起粉塵顆粒對紙張磨擦,使之起毛甚至穿洞,影響字跡的清晰度。

若紙質文物受潮時,粉塵中的粘土(Al2O3&8231;3SiO2&8231;2H2O)就會起水解,分解出膠狀的氫氧化鋁〔Al(OH)2〕使紙張粘連在一起,形成紙磚而難以揭開。

當粉塵落到紙質文物表面時,由於粉塵易吸收空氣中水份,在紙張表面形成一層相對濕度較空氣高的灰層,不僅為有害氣體的滲入提供了條件,而且增強了帶有酸性、鹼性的粉塵微粒的酸化程度。破壞紙張的纖維素,對紙質文物有腐蝕、酸化作用。粉塵中如含有霉菌孢子,又是霉菌孢子的傳播和繁殖的場所,易使紙張霉爛,而遭受損壞。

五、昆蟲

危害紙質文物的昆蟲,據資料介紹有70多種,最常見、危害最大數量最多的是蠹魚、煙草甲、皮蠹和白蟻等。

(一) 蠹魚:又稱衣魚、書魚或銀魚,因為它的身體扁而長,尾分歧,形狀似魚而得名。蠹魚屬昆蟲綱,纓尾目,衣魚科。以紙張和澱粉為食物。喜歡棲於陰暗、潮濕或密閉處,畏光、遇光則驚逸,一般夜間出來活動,在書庫、辦公室中常見的一種書籍害蟲。(圖)



(二) 煙草甲:又稱苦丁茶蛀蟲或煙草標本蟲,屬鞘翅目,竊蠹科。以紙張纖維素和澱粉為食料。成蟲有假死性,善飛喜黑暗。白天多靜不動,黃昏或陰天到處飛翔。(圖)



(三) 白蟻:是屬於世界性害蟲之一,在熱帶、亞熱帶都有分布,據報導世界上有白蟻2600 種,我國白蟻主要分布於長江以南。白蟻喜溫濕、陰暗、寧靜,怕光怕震動,在通風不良的地方生長繁殖。白蟻的危害,古今中外聞名。韓非子《喻老篇》云:「千丈之堤,以螻蟲之穴潰」。白蟻危害的特點:一是隱蔽性,二是廣泛性和嚴重性。它會使房屋倒塌,江堤穿洞漏水,書櫃、紙質文物遭蟲毀壞。(圖)



由此可見,昆蟲對紙質文物的危害,是十分嚴重的,有的將書籍蛀蝕成洞,由裡向外形成不規則孔道,有的將繪畫、書籍蛀成碎片,使整幅畫、整本書遭到破壞。

六、霉菌

霉菌是絲狀真菌、多細胞的低等植物,凡生長在營養基質上,而形成絨毛狀、蜘蛛網狀或絮狀菌的真菌,稱為霉菌。它分布極廣,種類很多,約有4萬種左右。常見危害紙質文物的霉菌有曲霉屬、短梗孢屬、枝孢莓屬、青莓等霉菌。

霉菌是由細長的菌絲與孢子所組成。菌絲的主要作用是吸取養料,孢子的作用是繁殖後代。紙質文物中存在著大量的霉菌孢子,能否對紙質文物造成危害,取決於環境條件(即溫度、濕度、光線、PH值),當然養料和氧是不可缺少的因素。

當紙質文物感染霉菌時,霉菌就會以紙、澱粉漿糊、膠料以及油墨等作為養料,毀掉紙質文物製成材料。據試驗,霉菌在3個月內能毀壞纖維的10-60﹪,由於紙的纖維素被破壞,而引起紙的機械強度降低。據資料介紹,長了霉的書在5天內紙的堅勞性,降低了50﹪。

霉菌在吸取營養過程中,會分解出有機酸,使紙張的酸性劇裂增加。試驗證明長了霉的書籍紙張,在幾個月內酸性增加了兩倍。

霉菌孢子在生長、繁殖過程中,會分泌出各種色素,以致在繪畫、書籍上出現各種顏色的斑點(紅、黃、灰、紫、棕、黑、褐等色)。這些斑點不僅污染繪畫、書籍,掩蓋圖案、字跡,而且使紙張變脆、腐爛。

霉菌在紙上繁殖時,使紙纖維變得濕潤和膠粘,以致造成書頁粘結。尤其在高濕、堆壓的情況下,粘結成紙磚,難以揭開。

七、人為損害

紙質文物(古書、繪畫),由於長期觀賞、翻閱次數過多,有時翻書粗心,撕裂書頁,往往造成書籍斷線、中縫開裂、書口破損等現象。還有人讀書、看畫時漫不經心,有的指甲抓破書頁、畫面,有的拿畫不戴手套,致使汗漬、油膩污染繪畫。有的人甚至為收集對自己有用的資料,截取書頁中的篇頁和插圖,造成古書殘缺。有的古書和繪畫在修復、裝裱中,由於使用不合適材料或手工技術不精,而造成損壞。另外還有人為的戰爭、偷盜等情形,亦常使文物造成無可挽回的損失。

當然各種災害(如火災、水災、地震等)因素所造成的損失更為嚴重,就不一一敘述了。

八、酸化

在博物館、圖書館、檔案館中,收藏著歷史遺留下來的浩如煙海的紙質文質、圖書、檔案。這些珍貴文化遺產都是用手工紙或機械紙書寫、印刷而成的。然而,隨著時間的消逝,人們發現用手工紙書寫、印刷的圖書、檔案歷經幾百年、甚至上千年仍留傳於世。用機械紙書寫、印刷的圖書、報紙卻遭到了嚴重的“自毀”,有的像酥糖一樣,一觸即成粉屑。1824年英國專家Murray在一本書中寫到「我有一本1816年牛津出版的《聖經》,從未使用過,但已成為粉末。」1825年另一位英國人Thomas-Hansard寫到「整整一批已裝訂的庫存本,在倉庫的書架上成了碎片。」1957年,巴羅(Barrow)實驗室對1900~1949年出版的500本書進行了紙張壽命研究,其結果如下:

脆弱:39%,只能有限使用,閱讀時容易造成撕破、在書架上最多能持續25年。

低強度:49%,估計有25~50年壽命,其中2%使用壽命可能會超過50年。

高強度:1%。

從研究報告可以看出,二十世紀中期以前出版的書幾乎97%~99%使用不到本世紀末。法國國立圖書館、檢查藏書10000萬冊,其中一觸即碎的就有9萬多冊,即將粉化的有67萬冊。處於危險狀態的有66萬冊,世界各地圖書館都有類似情況,對於這種現象,人們曾迷惑不解,直到1912年,Hielmsater把紙浸泡於硫酸鋁、硫酸鉀、醋酸鋁溶液中,然後,取出進行加速老化試驗。從測試數據說明:紙張“自毀”是由硫酸鋁存在引起的。1925年Konler和Han研究也得出同樣結論。由於機械紙中含有硫酸鋁,水解後呈酸性,這就是紙張“自毀”的根本原因。

(一)紙張酸化的原因

紙張在緩慢的陳化過程中,其酸化程度是與變質速度有著直接關係,引起紙張酸化有內在因素,也有外在環境因素。現從以下幾方面進行分析。

1.機械紙都以木材、稻草為原料製作而成,這些原料中都含有木質素─非纖維材料類,原料本身就呈酸性或者在氧化、水解時產生酸性衍生物。

2.造紙原料中含有許多雜質,(如脂肪、蠟、膠等)。為了提純,經常用氯氣、氫氧化鈉、硫酸鈉、硫酸氫鈣等藥物進行處理,必然會有殘留藥劑沉積在紙張中。微量的氯化物能加速明礬對紙變質作用。因為硫酸鋁與微量的氯化物能加速明礬對紙變質作用。而硫酸鋁與氯發生反應生成氯化鋁,微量的氯化鋁在炎熱、潮濕條件下生成鹽酸,使紙張酸化。

3.造紙過程中,用明礬、動物膠、澱粉作為填料,由於水解中間產生硫酸。這是紙張酸化主要原因之一。

4.紙張在貯存過程中,由於空氣中有害氣體如二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、二氧化氮等侵蝕,並在微量金屬離子的催化下,與水反應生成硫酸、亞硫酸、碳酸。這一切又促使紙張酸化。

5.用酸性的或含氧化物的油墨、墨水顏料印刷和書寫。也是紙張酸化增加原因之一。

6.另外微生物的生長,霉菌分泌色素而形成酸。

總之,造成紙張酸化的原因還有很多,就不一一贅述了。必須指出諸種因素皆不是獨立的進行,而是相互作用、相互促進的。

(二)紙張酸化造成的危害

眾所周知,紙的主要化學成份是纖維素的組合。纖維素大分子中基環間的葡萄糖柑鍵。當酸的水溶液作用於纖維素時,使葡萄糖柑鍵發生斷裂,並造成聚合度降低,其結果使紙變質發脆。在水解過程中,酸是催化劑,它能降低葡萄柑鍵斷裂的活化能,而提高水解速度。水解速度隨著氫離子濃度成一定比例的增加,也就是PH值越低,酸性越強,水解速度越快。紙的變質表現在宏觀上是變色,在微觀上便是結構的破壞(即機械強度的下降)。

我們也進行過紙張抗拉強度與PH值的關係試驗:把道林紙分別浸入不同PH值溶液中,然後取出,在相同條件下乾燥,進行數據測定,其結果也得到證實。

從上圖可看出,無論是明礬Al2(SO4)3、鹽酸 HCl、硫酸H2SO4都會引起紙張的降解,使紙張耐折強度下降。另外從圖中所示的規律,就更清楚地說明紙張所含酸的濃度與耐折強度之的關係。

從圖中看出:原耐折度均為400次的紙,用不同濃度的酸處理後再進行老化,在相同時間和溫度(100℃)條件下,紙張耐折強度的損失隨酸的濃度不同而表現不同,PH值為6.2~9.7者,經過兩天的老化後,其耐折強度只發生微弱的變化,仍保持400次左右。耐折度保留了95%。

而PH值為4.5~4.8的紙,經過兩天老化後,耐折度迅速降到200次以下,耐折度僅保留15-35%。從理論和實踐都證明紙張中酸的存在,是紙張“自毀”的根源。

第四章 紙張的保護技術

自西漢以來,我國歷代遺留和保存了大量的古籍、繪畫,數量之多,正如人們所形容的那樣是「浩如煙海」、「汗牛充棟」。當我們在博物院、圖書館觀賞,查閱幾百年甚至上千年以前的東晉、隋、唐、宋、元、明、清的繪畫、古籍時,一定會感嘆這些珍貴的文化遺產是如何保護的。

我國先民不僅創造了繪畫、古籍,而且還積累了保護繪畫、古籍的豐富經驗。這些寶貴經驗有的是家傳秘方,有的是口手相傳,有的記錄在歷代收藏家的著作中,但絕大部分的秘方、技巧已失傳。

保護紙質文物,一方面要利用先民長期積累的寶貴經驗,另一方面要充分利用現有的科學成果、手段,採用新的方法。

第一節 傳統的保護技術

一、書畫的裝裱

中國的書法和繪畫,是東方藝術之瑰寶,伴隨著書畫傳統藝術而發展的書畫裝裱工藝,也是中華民族獨有的工藝。正由於有了裝裱工藝,歷代繪畫珍品才得以寶藏久遠。

書畫裝裱技藝,從晉代開始已有一千四五百年的歷史,具有獨特的民族藝術傳統特色。書畫作成,折皺不平,未經紙裱,不能堅挺。現代畫家錢松喦《硯邊點滴》提及:「國畫也須經過裝裱,才能成為完整的作品,如放置不裱,日久以致發生黃色斑點,以及蟲蝕霉污,潮濕成“餅”,無法挽救。故書畫之欲保持永久,必須即時付裱,至少是背面托紙,然後收藏。」由此可見,書畫裝裱之重要。最近幾年出版了《書畫裝璜學》,《書畫的裝裱與修復》等多部專著,較系統地總結,介紹了行之有效的經驗,是值得借鑒和學習。

(一)、裱褙詞義

裱褙與裝飾書畫、碑帖,為我國特有之一門工藝。所謂裱褙乃指:所裱之物以紙襯托背面,加鑲綾、絹或紙為外緣,經過相關的程序,以完成便於懸掛、攜帶與保存之形式。裱褙的製作過程,則因裝裱形式而異。書畫、碑帖經裱褙後益增美觀,便利於觀賞收藏,其殘損處亦可藉機修復。

裱褙的相關名稱包括:裝潢、表背、潢治、裝背、裝褫、褾褫、玉池、裝池、褾背、褫背、表裝、裝裱……等。「裱褙」為目前通用的稱呼。

(二)裱褙形式起源:

1、裝潢的起源與卷、軸、冊的形成

裝潢始於何時?為何形成卷、軸、冊的形式?史籍記載極為簡略,並無明確答案。根據王以坤著《書畫裝璜沿革考》(註二)所參引古代書史及中國書籍制度變遷過程,大約可歸納如下:

(1)簡冊制度的建立與書寫及使用方式的決定

竹簡是中國最早的書寫材料,「“簡”是一根竹片或木片,從敦煌發現的木牘大多是一尺至一尺二長(古一尺約合24公分),簡之所容一行字耳」。

其使用方法如下:

a.由上至下書寫。

b.一篇書由若干「簡」組成,由右至左列一橫排。

c.將許多「簡」編成一篇即成「冊」。

d.每冊開篇前加上兩根不寫字的簡作為保護作用稱為「贅簡」。

e.冊不展開時,為便於收藏,由左向右捲起,扎成一束,為避免錯亂,同一篇書的各冊常用「帖」或「囊」盛起。上述書寫材料及形式稱為「簡冊制度」。

f.簡冊制度的建立,決定了中國書寫形式,使用由右向左,由上至下的順序。

(2) 西漢古墓「帛卷」的出土與卷軸形式的關連。

西漢古墓「帛卷」的出土,證明了卷軸的形式。縑帛作為書寫繪畫材質大約始自公元前五、四世紀,迄止於公元後三、四世紀。當時的縑帛與今天書畫用絹並不完全相同。其絲細緻異於常絹,細緻不漏水。「帛」為縑素的通名。縑帛一卷將近四十尺(古尺)長,作為書畫材料質地輕軟,遠勝竹木,還可依書畫長短面積隨時裁割,戰國時期已使用縑帛做為繪畫的材料。

長沙西漢古墓中曾發現一宗紅漆卷軸的帛卷,可惜出土後觸手即碎。參照相關歷史資料大約可以推斷「帛卷」的舒卷形式當為簡冊的演進,例如簡冊有「贅簡」,卷軸相應就有「天頭」和「引首」部位代替,「帙」則由「包首」代替。

(3)紙的發展繁衍出軸、冊等其他形式

a. 東漢蔡倫發展了造紙術,紙張遂成為普遍的書寫繪畫材料。

當時的紙寬度大約一尺(與尺牘尺寸相似),自漢至晉之間,造紙的工藝不高,抄出的紙很厚。當時的人已開始使用黃蘗汁染紙以防蠹害,此法稱為染潢或入璜。

b. 漢晉之間所造的紙因為厚度高,故不需經扥裱,只將其連接即可成卷。這種紙卷軸的形制是帛卷的延續與發展。至晉代方是扥裱工藝的萌芽期,但技術不佳。

c. 晉代之後書畫裝璜,從唯一的形式--「卷」,又繁衍出軸、冊等其他形式,「染潢」的工藝逐漸減少,書畫裝璜變成以「裝」為主。

(三)掛軸形式的演變

掛軸又稱立軸,以往一般咸以掛軸形式係隨佛教「旛畫」從印度傳入中國。然根據林政宜〈中國掛軸形式演變試析〉所論,由南北朝至唐代的活動壁畫,及近年湖南長沙楚墓與馬王堆漢墓出土的帛畫看來,掛軸形式的來源至少有三:

1.來自佛教旛畫。出現時間約在隋唐之際,由莫高窟可得證明。

2.源自戰國、漢的非衣帛畫。時間在戰國兩漢之間或更早。

3.南北朝至唐的活動壁畫。馬王堆三號墓中,東西壁上掛的畫也應屬此類。如此活動壁畫的時間應當上推至漢代。

4.此三類畫原先均未有裝裱,僅將絹帛懸掛於壁間或架上。

綜合上述三點,可以推測掛軸的濫觴應該是在戰國兩漢之際,乃中國本土發明的。在演變成現今形式過程中,受了某些實用價值(如卷收開展)與便利性的影響,而演變成今天的樣式。

(四)裱褙作業程序

傳統中國書畫多以絹布、宣紙、棉紙為畫材,質地柔軟細薄,書繪顏料中的水分乾凝之後,絹、紙產生皺摺歪斜現象,故需選擇搭配畫心厚度且質佳的宣、棉紙加以扥裱,其目的在於畫心(書畫作品紙心)的加固。若欲將裝裱成卷、軸、冊或框式供張掛展示,則需視裝裱的形式,而使用不同作業程序裝裱完成。主要的作業程序如下:選料-扥心-淨平陰乾-方裁畫心-裁配飾邊材料-鑲嵌黏串-配背扶活-打蠟砑光-配天地杆-包裝。上述作業程序因裱裝形式而有增減。在裱褙過程中「扥心」應為最重要的一環,關係扥裱作業的成敗,為因應不同特性的裱件,以下簡述三種扥心方法。

1.乾扥法:

乾扥法的優點在於有效的控制水分與上糊量,可防止顏料因過度吸水而產生暈滲、脫落、污染等問題的發生,在撫刷作業中產生紙張破損的情形亦較少,此法被廣泛使用。作業方式如下:

(1)畫心正面朝下置於裱桌,背面施水潤紙。

(2)待水分濕潤畫心,以毛刷淨平畫心平貼桌面。

(3)固定扥心紙位置,並均勻上糊於扥心紙正面。

(4)揭起扥心紙,使上糊面覆蓋於畫心背面。

(5)使用棕刷循序綿密排刷扥心紙背,俾使畫心與扥心紙產生緊密的貼合作用。

(6)揭起貼於裱板陰乾。

2.濕扥法

基本施工法略同於乾扥法,其最大區別在於濕扥法是將漿糊直接塗刷在畫心背面,而後覆背扥心紙扥裱而成。此法常因施加於畫心的水分控制不易,而造成畫作顏料的暈染污損,扥裱紙質較薄的畫心會有刷破的危險,因此濕扥法較適合處裡耐水性佳或材料較厚的繪材,例如:印刷複製品、機器製宣棉紙、厚重麻紙、棉紙、絹、綾、綢、織錦、刺繡類織品等,能得到較好的貼合效果。

3.搭紙床法

在進行乾扥法或濕扥法時,預先在畫心底下墊一層吸水紙,,藉吸水紙吸附多餘水分的作用,保護畫心免於受損的一種方式。在下列幾種情況下,採用搭紙床扥裱有其必要性:

(1)畫心質地薄弱或經特殊處理的裱件如碑帖拓片類。

(2)膠礬處理過的熟絹、熟紙所繪製的作品,會有容易掉色,或暈染特性。

(3)使用輕膠質顏料的畫作,例如白粉、水彩或其他。

(4)潑墨重彩畫或斗筆書法等,類此在紙張的單位面積內使用過度飽和顏料的裱件。

(5)水性原子筆、簽字筆、鋼筆所繪製界格圖案或劣質印泥圖記……等。

(6)在裱件上發現無法辨識之顏料或不明污染物之疑慮時,應做妥善的處理措施。

(三)揭裱舊書畫

裱褙文物使用材料主要有兩大類:一為動物纖維的蠶絲織品;二為植物纖維的紙類產品。他們主要的內含物「纖維」在正常的保存條件下,也將隨時間的增長而逐漸老化,纖維被水解與氧化是劣化的最大原因,何況歷經改朝換代的傳世作品,難免面臨天災人禍的浩劫,或受蟲蠹侵襲,在不利於保存的大環境中,畫作因而殘破污損,導致無法張掛展示的狀況,此時透過揭裱的方法進行修復工作,將可延續文物的壽命傳承後世。揭裱之前需審慎評估修復的範圍、方式及必要性。若只求較乾淨新穎,則重裱有損無益,因為繁複的揭裱漂洗作業將或多或少損及原作神采。

正常揭裱工序應包括下列作業:

1.檢查、評估、記錄

老舊裱件進行揭裱修復前,先記錄來件裝裱形式、尺寸、用料、作品內容、作者、題款、用印……等外觀形式,並仔細檢查裱件正反兩面有否缺損、劣化、蟲嚙、霉污、水漬痕、顏色劣化等情況,作拍照、描繪損壞區域的特寫記錄。經綜合評估後,作修復分級並擬定修復方式,準備維修材料與應用工具,再進行修復工序。

2.清理畫心

(1)表面附著物清除:請參閱:清洗與漂白;除塵、有機溶液清洗。

(2)殘破缺口若呈反捲、轉折現象,應先理順對齊定型。

(3)粉碎性劣化品適當潤濕以防卷軸品開展時增加碎裂,並作簡單加固及防止被風吹散措施。

(4)以棉花團沾水輕擦,測試顏料是否脫膠或掉色,若顏色膠質已退化可使用一份明礬加二份膠水的混合液作局部加固。

3.洗畫心

(1)方裁畫心:決定揭裱之後,即可裁切舊裱絹綾飾邊,減少面積方便後續作業。

(2)乾洗:為避免舊畫顏料褪色或塵污滲入紙絹纖維中,使用毛刷、棉花、橡皮擦、海綿或專用吸塵器等機械方式清除畫心污染物。。

(3)水洗:積塵的畫心色暗氣沉,或遭水浸形成水漬痕,使用40℃~50℃溫熱水悶浸或漂洗去污,可除去大部分水漬痕,水溫愈高洗滌效果愈好,但超過80℃的水溫會破壞紙纖維並損及顏料。水洗之前備兩張素淨保護紙覆蓋於畫心上下,若能以網架夾緊可增加漂洗的安全性與方便性。

(4)嚴重污漬或霉斑漂洗:請參閱清洗與漂白。

(5)脫酸處理:請參閱紙張的脫酸方法。

4.揭舊扥

一幅裱褙品的完成,在畫心之後至少有兩層以上的扥紙,在自然劣化與保存不良的因素下,若劣化情形到達不堪使用的情況,此時即需揭除舊裱。揭裱前置作業是在畫心前後各墊一層保護紙,而後進行畫心悶水浸透,藉由漿糊吸水膨脹的原理,撐鬆舊扥紙,再經揭提、揉捻或指腹搓卷的種種技巧摘除舊扥,作業過程需謹慎進行,並保持修復場所的潔淨與避免受干擾,揭裱攸關修復作業成敗,以不損傷原作為原則。對於粉碎性劣化裱件,乾燥時紙質酥脆易潰散,遇水則成泥狀,難分畫心與扥紙層次,揭除非常困難,常耗費數日工作天,在夏日尤應防患黴菌的滋生。(大氣中相對溼度高於75﹪時,易茲生黴菌)。

5.補缺損:參閱修補與加固、紙漿修補法、全色。

6.扥畫心:參閱裱褙程序:三種扥心法。

7.全色:「整舊如舊,補處莫分」,這是傳統裱畫師修復古字畫的理念,它強調的是「復原性」的修復原則。書畫作品歷經歲月風霜,紙張白度降低,逐漸泛黃或變成黃褐色,作品也因暴露時數的增加而褪色,老化的結果也讓古字畫增添了幾許古雅書卷味,而古書畫亦保存了當代藝術創作風格特徵。因此為書畫進行「修殘補缺,接筆補色」這份工作是非常重要的,傳統上這門技術全靠長時間,經由名師傳承加上個人努力,累積了足夠經驗才能作臨場精確因應,而不至於成為書畫劊子手。

傳統修復師必須了解與書畫有關的知識,比如:綾絹的編織結構,絹紙材料質地、老化程度對顏色層次產生的影響,經常閱讀古書畫了解畫意,並作臨摹訓練,擴充知識面的認知,作為古書畫「修殘補缺,接筆補色」的基礎訓練。現今則可運用科學儀器輔助,例如:使用攝錄影機為原作建檔保存,將可提供全色時參考比對,運用X光、紅外線或紫外線攝影,檢查未揭裱前修補情況,或觀察肉眼無法辨識的細微部分,電子顯微鏡可分辨紙、絹纖維種類,色譜分析儀結合電腦銀幕可了解顏料結構或顏色剝落情形,以供補色時參考,用白度測定儀來比較新舊紙張色澤……等等,使傳統技藝結合現代科技的運用,達到更精確的修復水準,將是時代潮流。

材料質地及顏料色彩,均可運用儀器的輔助而達到修復的準確性,然而儀器輔助對於前述「接筆補色」的問題可能只解決一半。在繪畫方式中,工筆畫的小筆觸及層層上色畫法,對於往後的修補作業,較容易達到一定的「接筆補色」效果;反觀書法與寫意畫,創作者縱情揮灑一氣呵成,故有意到筆到或意到筆不到的形而上筆法思想,這些作品的修復對後代修復師而言,即成為高難度的考驗,因此敬業的修復師應該盡量涉獵書畫的相關知識,以熟悉各家書畫背景、用筆用墨特點等,不斷的訓練摹寫能力,俾使用筆勾勒合理,皴擦點染有度,如此或許稍可掩人耳目,若欲達到視無破綻的理想境界,恐怕只能當成理想目標了。

高明的「復原性修復」,果真做到「整舊如舊,補處莫分」的程度,破舊的作品因而恢復了完整性,則美化的效果必然使得修復品價值大增。然而這種維妙維肖的修復品,讓人分不清何處曾經修補?何處是真跡?真假難辨固然是修復的一大成功,但以古蹟古物保存的角度而言,恐怕也是一種困擾。倘若「接筆補色」手法拙劣,則嚴重地破壞前人真跡與藝術價值。因此現代各國博物館的修復理念多朝向採用「保存性修復」。保存性修復的做法是不刻意修飾並且保留修補狀況,讓鑑賞者可清楚了解為缺損處所作的修復情形,這是一種尊重原作的修復理念,對藝術風格的保存有正面的價值。兩種修復方法各具優點,取捨之道在於對文化藝術的尊重程度。

8.鑲裱復原-請參閱裱褙程序。

六)裝裱形式的演變

卷、軸、冊這三大類傳統裝裱形式,隨生活起居環境與藝術創作風格改變的影響,裝裱形式也起變化。厚重的冊頁逐漸被書籍所取代,較早裱掛軸多於手卷,演變成今日的裝框多於掛軸的局面,往後掛軸與裝框形式可能將成為主流。

基於裝裱格式與使用材料的差異,產生不同的裝裱特質,優劣互見,列表比較如下:




二、用護封護套保護古籍、繪畫

用護封護套保護古籍、繪畫,採用以下措施:

1.書卷、繪畫經托裱後,在其外用布、帛做成套子,進行包裹。

2.隋唐時期對卷子本書折成紙疊,在疊前面和後面裱上較厚的紙作為書衣,以及再用一張比折子寬一倍的厚紙,從中間對折,一頭粘於卷首,另一頭粘於卷尾。這種做法既保護裏面的書頁不受污損,亦不致於因翻書而使裏面的書頁散開扯斷。

3.當書籍進入冊頁形式“蝴蝶裝”、“包裝背”,用較厚的紙作為書皮,不但能保護裏面的書頁,而且便於翻閱。

4.將一部書集成一函或數函。“函”就是套在書外的殼子或匣子。古代書畫有兩種:一種用硬紙板做裏,刷上漿糊,外裹一層布,又叫書套,有四合、月牙、雲頭和六合書套。另一種是木夾板和木盒子(木書匣)。夾板以梓木、楠木為貴,不生蟲、不走性,其質而輕。花梨棗木次之。用書籍、書櫃收藏書籍也是我國傳統方法之一。

三、古書、畫收藏的防潮措施

1.書畫裝裱不僅增加美觀、牢固,亦能起防潮的作用。書畫裝裱時在畫幅前、後的“天頭”、“引首”和“尾紙”,將畫幅緊緊地夾在整個手卷中間,外界的潮氣、熱度、塵埃、陽光和有害的物質不易侵及畫幅。此種方法一直沿用至今。

2.書畫收藏的傳統作法,是值得注意的,在《蕉窗九錄》:「遇四、五、六月之先,將畫幅賞玩,微見風日,收起入匣,用紙封口,勿令通氣。其意就是,書畫在霉雨季節之前,將畫吹風曬涼,然後入匣,密風收藏。防止受潮。平時張掛名畫,須三五月一易,則不厭觀,不久惹塵濕。收起,先拂去兩面塵垢,略見風日,即珍藏之。久則恐風濕,損其質地。」

《新增格古要論》收畫論:「收畫,亦於未來梅雨之前,曬晾令燥,緊卷入匣中,厚以紙糊匣縫、務令周密。過梅月方開,則無蒸濕之氣,蓋蒸濕自外而入故也。」

3.清宮中有一種收藏書畫的特製大木箱,外塗血料、披麻、上大漆、潮氣進不去。為了更好防止潮氣侵入,在大木箱再加一層錫皮作的裏子,更能防止潮氣的侵入。

4.藏書的庫房建築及環境採取防潮措施:在《骨董瑣記》中,有關寧波天一閣藏書樓的記載:「東偏一間,以近牆壁,恐受濕氣,並不貯書。惟居中三間,排列大櫥十口,內六櫥前後有門,後面貯書,取其透風。這種建築設計和藏書櫥的布置,有利於濕度的控制。」

5.採用乾燥劑吸潮,當書畫庫的濕度過高,或者在梅雨季節常用石灰或木碳作為乾燥劑吸潮。

四、古書畫、古籍的防蟲措施

我國勞動人民在長期收藏和保存古籍、繪畫中,一直在探索防蟲蛀蝕的方法,積累了豐富的經驗。早在漢魏時,先民就知道用黃蘗汁染紙避蠹的方法,黃蘗又叫黃柏,屬蕓香科落葉喬木,其乾皮呈黃色,味苦,氣微香。我國最常用的是關黃柏和川黃柏。經分析,黃柏皮中含有生物鹼,主要是小柏鹼(C20H19O5N),還有少量的黃柏鹼(C27H33O7)、棕櫚鹼(C21H23O5N),黃柏內酯(C15H16O6)等。

小柏鹼是黃柏的主要化學成分,呈黃色、味苦,它有一個與之互變異構的醛體,這種生物鹼具有鹼性的含氮有機化合物,既是染料又具有殺蟲作用,並有殺蟲卵的效用。東晉葛洪(公元281-341年)在《抱朴子》一書中就講到黃蘗染紙,具有防蛀避蠹的功能。我們發現敦煌的佛經大部分是黃紙寫的,年代雖久,但沒有發現被蟲蛀的痕跡。

宋代印書紙,有一種用椒汁染成紙,叫椒紙。椒紙是以胡椒或辣椒的汁浸漬而成。經化學分析,椒實中含有香茅醛,水芹等生物鹼,具有防蟲,殺蟲作用。南宋的《名公僧修標注南史詳節》一書,就是用椒紙而印刷的。

明清時期,廣東海南採用紅丹為塗料製造一種紙,稱為萬年紅紙。用這種紙作古籍扉頁的襯紙,既能防止書籍被蟲蛀蝕,又能起裝飾作用。紅丹又名鉛丹,其化學成分是四氧化三鉛(Pb3O4),由於有毒,因而製成的萬年紅紙具有防蠹作用。

明朝馮夢禎在《快雪堂漫錄》中提及:「漿糊用小麥粉、川椒、白礬、百部根細末,可免蟲蛀。經分析,百部根含有百部鹼、百部次鹼,具有驅蟲抑菌作用」。另外如孫從添《收藏》云:「書櫃頂用皂角炒為末碾細,舖一層,永無鼠耗。」《齊民要術》卷三注:「書櫥中置放麝香木瓜令蠹魚不生。」明代曹昭《格古要論》曰:「防蟲用樟腦亦佳。」目前仍在應用。

沈括在《夢溪筆談》中記載:「古人藏書,避蠹用蕓。」古代用蕓香避蠹有兩種方法:一是用蕓香做煙薰劑。《傳家寶》云:「其法於伏日曬書之後,堆滿櫃櫥,預留火爐空處,用炭火一爐,燒起蕓香,使香煙燎繞,則蟲不生。」二是將蕓香夾放書中。寧波天一閣閣中書,書頁內夾有蕓香草以避蠹,兼藏蕓草一本,色淡綠而不甚枯,三百年來,書不生蠹,草之功也。另外也有用荷花瓣、艾葉、煙葉等夾在書中,均沒有蟲蛀蝕的痕跡。

五、書、畫庫的通風

流水不腐,戶樞不蠹。書庫及時開關窗戶通空氣是使書籍、繪畫不生蟲的好辦法。葉德輝《藏書十約》中談到:「書庫,宜四方開窗通風,兼引朝陽入室。」窗櫥俱宜常開,樓居尤貴高敞,寧波天一閣圖書館的經驗談為:書庫空間要大,面積要寬敞,書庫內的書架,書櫃不能擺放太密,宜行疏以通空氣。每一垛書之間要相隔三厘米許,就是一垛也不能放得太滿太緊,要留有空隙以利空氣的流通。

六、防煤煙

《藏書紀要》指出:「接連內室廚灶署之地,則不可藏書。」廚灶有煤煙,書籍遭受煤煙損害時,紙色紅脆,手觸即碎。《聊齋誌異外集》有一段記載:「陽城煤炭賤而且美,故有香煤細米之謠。然亦害。證余初至陽城,所收舊書。多觸而碎。然余家所藏宋版書不如是。即京師所購宋、元、明版書,亦不是。後在陽城二十年前刻版書,其中紙雖無恙,皮面一搓即碎矣,乃居煤煙所致。偶記於此,凡陽城藏書畫、古籍,冬日宜置無火之室妙也。」這段記載說明古代收藏家已認識到SO2、H2S對書籍、繪畫的危害。

對古籍、繪畫的收藏和保養,我國人民有不少寶貴的傳統經驗和高超技術,我們應該繼承傳統行之有效的方法,發揚光大。

第二節 現代科技保護技術

一、環境保護

紙質文物保護的質量,既取決於其材料質地,更取決於它所經歷的環境。創造良好的保存環境,使文物處於適宜的環境中,是阻止或延緩其自然損壞的重要措施。

二、溫、濕度的控制

博物館室內的溫、濕度隨著室外溫、濕度的波動而相應變化。季風、日照、降雨、觀眾的流量等因素都直接關係著室內溫、濕度的升降。控制室內適宜的溫、濕度,必須從以下幾個方面入手。

1.需要良好的庫房建築質量,即有完善、良好的隔熱、防潮、通風設施。這是穩定庫內溫、濕度的基本保證。

2.安裝空調系統,使書庫的溫、濕度控制在標準範圍之內,是創造博物館適宜環境的有效手段。

3.要有嚴格的科學管理。目前,博物館普遍安裝空調系統尚難實現,但單獨使用調溫、濕設備,如使用櫃式恒溫恒濕機、空調器、機械去濕機、冷熱風機等,是一種應急措施。也可以採取以下措施進行控制和調節。

(1)自然通風

自然通風不僅能降低溫度,亦能降低相對濕度。是博物館最常用的一種調溫、控濕的方法。由於庫內、外的溫濕度變化比較複雜,是否可以通風,應根據以下四條原則。

當庫外空氣的相對濕度和絕對溫度低於庫內時打開門窗。使庫內外的空氣進行自然交換。

當庫外溫度和絕對濕度低於庫內時,而相對濕度稍高時,可以通風。

當庫內外溫度接近,庫外相對濕度比庫內低,或庫內外的相對濕度接近,而庫外溫度較庫內低時,可進行通風。

當庫內外絕對溫度接近,而庫外溫度稍高,但相對濕度低。如庫內相對濕度很高,急需降低時,可以通風。

以上這些措施僅僅是權宜之計,雖有一定效果,並不是令人滿意。

(2)使用吸濕劑降低溫度

吸濕劑按使用方式區分為固體和液體吸濕劑。固體吸濕劑常用的矽膠、分子篩、活性炭、生石灰、BMC等。以變色矽膠和BMC調濕劑為佳,一般在文物框、陳列櫃內放置吸濕劑,調節櫃內濕度,因變色矽膠價格較貴,吸水飽和很快,烘乾後可反復使用。目前已逐步被BMC濕度調節劑代替。BMC具有較優異的調濕性能,能保持密閉環境中相對濕度的穩定,為密閉環境中的文物濕度調節和控制提供了一種新材料。

三、紫外線的防護

光對紙質文物的危害是客觀存在,而採光照明是觀賞、研究藏品所必需的,如何既有利於陳列、研究,又有利於文物的保護,目前可採取以下措施。

1.庫房、陳列室的建築應避光

對自然光的限制主要應從建築角度著手,如建密閉式陳列館或庫房,就從根本上解決防日光輻照問題。對有窗的陳列室或庫房,則用百葉窗、遮陽板、掛厚窗帘、選用毛玻璃、吸熱玻璃、夾層玻璃等措施,減少太陽的輻射熱,不要讓光線直接照射到文物上。

2.紫外線的過濾

紫外線是危害紙質文物的主要因素,如何阻止或消除紫外線的作用。目前,可採用兩種措施:其一,選用一種含氧化鈰和氧化鈷的玻璃,作為窗玻璃,阻止紫外線的輻射,但成本較高。其二:紫外線吸收劑的應用。紫外線吸收劑是一種能吸收紫外線,並能將紫外線光能轉變成無害熱能的物質。其使用方法:有的在窗玻璃或熒光燈管壁上塗布紫外線吸收劑,有的將紫外線吸收劑加入聚甲基丙烯酸甲脂樹脂中,製成UV有機玻璃板,有的將紫外線吸收劑加入醋酸纖維素中,製成薄膜,一般濃度為5克/平方米。採取這些措施,能將紫外線濾掉。

3.人工光源的選擇

無紫外線螢光燈是一種能將由水銀輻射出的400nm以下的紫外線完全遮斷,而僅輻射出可見光的一種燈具。它是在螢光燈管內塗布氧化鈦或氧化銻燒鋯而成,或在螢光燈管外壁塗布防紫外塗料製成。

目前,無紫外螢光燈以菲力浦公司生產的質量最佳,於廣州燈泡廠、中國建築科學院建築物理研究所與中國美術館共同研製的產品,能消除300~400nm範圍的紫外線。經760型克勞福特紫外監測儀測量,紫外線含量低於75微瓦/流明,因此適合於美術館、博物館、圖書館的應用。

4.合理確定貯藏、陳列的照度標準

紙質文物在收藏、陳列時的照度標準確定,應從觀眾欣賞文物和是否有利於文物保護的角度考慮,既要滿足欣賞、研究工作的需要,又要能最大限度地減少光對其危害。常採用以下幾種措施:

(1)選用感應電源、人來燈亮、人走燈滅。

(2)降低整個陳列室的總照度,即空間暗、展品亮。

(3)將文物貯存在匣、箱、櫃中,避免曝光。

四、防空氣的污染

大氣污染對文物的危害日趨嚴重,治理環境保護文物,是人類社會共同任務。防止空氣污染,降低大氣污染對文物的危害程度,可採取以下措施。

1.排除污染源

新建博物館、美術館、圖書館館址的選擇應在環境優美、空氣新鮮、四周有園林綠地環境的地方。在博物附近,不得有工礦企業、飯店,不得有污水坑,不得燃燒礦物燃料,不得設立停車場,盡量清除排入空氣污染的禍根。

2.綠化環境在博物館周圍種花、植樹,不僅可以美化環境,而且能吸收空氣中有害氣體和灰塵。據國外資料介紹以及廣東博物館許方強等人的研究。空氣中的SO2被植物葉片吸收後,有92.5﹪的SO2    轉化成硫酸鹽積存在葉片內,剩餘的7.5%被利用形成氨基酸和蛋白質。經檢測,受SO2污染的影響,植物葉內含硫量,比對照區高出一倍甚至三倍之多。在植物能忍受的濃度範圍內,植物含硫量與空氣中SO2 的濃度成正比。同樣植物還能從空氣中吸收氯氣。由此說明,植物葉片具有吸收有害氣體的能力。

植物花草不僅具有吸收有害氣體,而且對空氣中塵污有明顯的滯塵、過濾、吸附的作用,喬木林帶的作用更為顯著,如敦煌莫高石窟的防林帶,對石窟壁畫保護發揮了一定的作用。經檢測表明,綠化區的塵污濃度,一般比非綠化區要減少10~15%,另外還具有殺蟲、滅菌、消除噪音、遮蔭降溫、降低風速、固定流沙的功能。在博物館建築物四周、廣植樹木、花卉,是改善博物館環境污染狀況的樍極措施。

3.空氣的淨化與過濾

排除污染源和綠化環境,是預防空氣污染的一種措施。理想的辦法是提高庫房、陳列室門窗的密閉程度,對進入庫房、陳列室的空氣採取以下措施進行淨化和過濾。

對空氣的淨化主要是除去空氣中的有害氣體。如果要除去酸性氣體,可將空氣通入鹼性溶液中,使其成為鹽類而分離。或者與空氣過濾器結合,在濾層中放入鹼性物質,不僅能消除空氣中的有害氣體,而且又能阻止大氣粉塵通過。

空氣污染物中含有金屬粉塵、植物纖維、霉菌孢子等微粒,由於微粒的粒徑很小,為確保過濾的效果,應採取帶有阻隔性質的過濾分離的辦法,清除空氣中的微粒。

空氣淨化系統中,一般採用粗放過濾器、中效過濾器和高效過濾器組成的三級過濾方式,各級過濾器的作用是不同的。

粗效過濾器主要用以阻擋空氣所攜帶的10微米以上的沉降微粒和各種異物進入過濾系統。中效過濾系統用以阻擋1~10微米的懸浮微粒,高效過濾器主要用以過濾1微米以下的微粒。在實際應用中,一般將中效過濾器和高效過濾器進行串聯使用。

目前,有以下幾種過濾器:如濾紙過濾器、纖維層過濾器、發泡材料過濾器、靜電自淨器等。各種過濾器具有不同性能和特點,應根據實際需要選用。

五、微生物霉菌的防治

霉菌的生長與環境因素有密切關係,通過環境因素的調節和控制,以及有效地使用防霉劑防止和抑制霉菌的生長和繁殖,這是貫徹“以防為主,防治結合”方針的有力措施。

(一)物理方法防治

1.保持書庫、紙質文物的清潔衛生,人員進入書庫必須更換衣服,庫內使用空氣淨化過濾裝置,以減少、阻止灰塵顆粒、霉菌孢子進入庫內。

2.控制書畫庫房適宜的溫度、濕度,保持庫內乾燥、通風是防止霉菌生長、發育的前提。一般認為溫度控制在18℃以下,相對濕度控制在55~60%以下,可抑制霉菌的生長繁殖。

3.除氧密封貯藏。眾所周知,氧氣是霉菌生長,發育的必要條件之一,如將紙質文物收藏在無氧密封系統中,從而抑制霉菌的正常呼吸作用,阻礙霉菌的生長發育,目前有採取充氮或除氧劑等方法。

(二)利用防霉藥物進行防治

防霉藥物對霉菌的生命活動有一定的影響,對霉菌的代謝活動起抑制作用,從而控制霉菌大量繁殖。防霉藥物對霉菌的作用與濃度有關,高濃度有殺菌作用,低濃度只能抑制霉菌的生長。

對防霉劑的要求是:抗霉效力高,即低濃度就有抑菌和殺菌作用,毒性要小、穩定性好、無副作用、對人無害,對紙質文物的強度、色澤和耐久性均無影響。

目前用於紙質文物防治霉菌的藥物主要有:

1.五氯苯酚及其鈉鹽

五氯苯酚及其鈉鹽是由五氯苯酚和氫氧化鈉化合而成的白色粉末,能溶於水,有揮發性,對眼、皮膚有一定刺激性。一般使用濃度約0.25~1%。

2.鄰位苯基苯酚鈉

鄰位苯基苯酚鈉是一種能控制毛霉、青霉生長發育的最常用殺菌劑,毒性小、穩定性好,幾乎不分解,也不與其它物質起化學變化,溶於水,呈鹼性,在10%水溶液中PH值為11,抑菌效果很好。

鄰位苯基苯酚鈉對黃曲霉、桔青霉、黑根霉的MIC(抑制微生物生長的最低濃度)分別為10、20、30PPM。值得注意的是,在使用時應注意安全。

3.防霉劑DP

DP係含氯與含溴的酚類化合物,分子式為C6H3OCl2,分子量為242,本品為白色或淺灰色粉末,具酚類氣味,溶於乙醇、丙酮、苯、甲苯、四氯化碳等有機溶劑,溶於水,熔點為71~72℃。

防霉劑DP對多種微生物有殺死或抑制作用,據文"

相关推荐

  • 网友评论

    • (*)

    最新评论