CN107328843A - 一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及考古领域，公开了一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，包括：1）用槐米提炼的染液给羊毛纱线染色；2）将羊毛纱线编织为单面纬平针织物；3）将羊毛织物放入烘箱进行热老化过程，再将其置于陶罐中埋入阴暗潮湿的土壤里，模拟埋葬过程；4）先用二氯甲烷溶解羊毛织物中的颗粒物，再用醋酸溶液进一步溶解羊毛织物中锶的化合物。本发明先用常用的有机溶剂二氯甲烷溶解羊毛织物中的颗粒物，再用低浓度的醋酸溶液进一步溶解附着于织物纤维上的化合物，简单有效，不会对织物产生损坏，能达到仿古代羊毛织物除杂目的，且不对环境造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及考古领域，尤其涉及一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法。
背景技术
考古文物种类繁多，纺织品是较为常见的一类，这些古代遗留下来的纺织品对于研究过去的文化与传统工艺等具有重要价值。其中，研究这些考古纺织品的出产地是考古学研究人员较为关注的一个问题。目前，科学研究发现，可以通过纤维中的锶同位素来追踪其产地。这是因为，古代纺织品均为天然纤维制成，而锶是一种存在于多种生物中的微量元素，且许多矿物中均有锶的化合物，植物和动物能不断从外部环境中吸收到锶元素。所以古代用来纺织的棉麻丝毛等天然纤维中均含有锶，科学家们发现不同产地的同种纤维所含锶同位素的比例不同，因此可以通过这一点来判断织物纤维的出产地。
由上述可知，织物纤维中内含的锶是追踪产地的关键，但实际上，织物因染色加工及在不同地方的存放、埋葬等会带进许多环境中的锶，这就是织物中的外源性锶。外源性锶对于考古纺织品的追踪溯源研究具有极大的干扰作用，因而要将外源性锶除去才能进行锶同位素追踪研究。考古纺织品除杂不是一个简单的问题，外源性锶多以化合态存在，形成了极为细小的颗粒物附着在纤维上。普通的物理方法几乎不能去除纤维上的外源性锶，而采用化学方法又要考虑多种因素，如化学试剂的选择要以不损伤织物为前提，处理方法也要尽量从简，不能太过复杂。因而研究考古纺织品的除杂问题十分重要且存在相当难度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法。由于文物较为珍贵，不可能直接对文物进行模拟去除外源性锶，因此本发明采用古法染色工艺用槐米提炼的染液为羊毛纱线染色，再将羊毛纱线编织为单面纬平针织物，再模拟文物储藏环境进行老化，得到与实际文物仿真度高的仿古染色丝织品，然后将织物样品先用二氯甲烷溶解一部分附着于纤维上的颗粒物，再用醋酸溶液进一步溶解锶的化合物。该方法采用有机溶剂二氯甲烷和低浓度醋酸溶液，两种试剂均较常见，成本低廉，且安全无毒，不会对织物造成损伤。
本发明的具体技术方案为：一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，包括以下步骤：
1）取白色羊毛纱线，将其在去离子水中浸泡后取出，再放入无水乙醇中浸泡后取出，在风中自然晾干，梳理好晾干的羊毛纱线。
2）称取100g干燥的槐米，用去离子水清洗1~2次，加去离子水1800~2200mL，开火至煮沸并用中火煮15~25min；待稍冷却后倒出提取液，倾倒时用白色棉布过滤；将槐米重复再煮两次，提炼过程与前述步骤相同；将三次的提取液混合，搅拌均匀，得到4000~5000mL槐米提取液；将槐米提取液用干净棉布再次过滤，去除残渣；将所得槐米提取液转移至容器中，缓缓加入去离子温水4000~5000mL，搅拌均匀后得到8000~10000mL明黄色染液。
本发明多次提炼染液，其好处在于可以充分提炼出槐米中的色素，且使色素充分溶解于水中，与水分子结合，最后制得染液浓度均匀，染色匀度好，从而使得染色后织物各个部分的锶含量较为平均。
3）将明黄色染液倒入锅中，先用大火煮沸，再关至小火，保持温度为85~95℃，在染液中加入45~55mL食用醋并缓缓搅拌；待搅拌均匀后放入步骤1）的羊毛纱线100g，继续搅拌，保持纱线疏松整齐不缠绕，染色时间为50~70min，取出染色后的羊毛纱线，用去离子温水清洗，晾干。
添加食用醋其好处在于，加入醋酸溶液可以调节染液pH至酸性，羊毛纤维作为蛋白质纤维，耐酸不耐碱，因此酸性染液有助于上色且使上染的颜色更加牢固。
本发明采用古法染色工艺对织物进行染色，由于其染色工艺与古代相似度高，，一方面，由于采用天然染料，染料近似，织物上的外源性锶的摄入量与实际文物的相似度会更高；另一方面，由于染色方法近似，因此织物上的外源性锶与织物的结合牢度也与实际文物的相似度会更高。
4）将步骤3）所得羊毛纱线和另取的未染色羊毛纱线分别进行络筒，在手摇横机上编织为单面纬平针织物6块，染色纱线编织3块，称为A织物，未染色纱线编织3块。称为B织物；织物用去离子水清洗，晾干。
单面纬平针组织是最简单的针织物组织，编织较为容易且不易产生断针漏针等编织问题，采用该组织可以简化实验。
5）取A织物和B织物各1块密封，放置于干净的纸盒中，纸盒置于干燥的室内。
6）取其余A织物和B织物各2块平铺置于烘箱中，温度为115-125℃，老化35-45天后取出，取A织物和B织物各1块用去离子水清洗一遍，晾干，密封，放置于干净的纸盒中，纸盒放在干燥的室内。
7）将步骤6）中余下的织物分别装入陶罐中，陶罐不封口，将陶罐埋入阴暗潮湿的树林中的土壤中，埋入深度为65-75cm，115-125天之后取出织物，用去离子水将织物清洗干净，晾干。
文物在埋藏过程中的环境非常复杂，不同文物由于埋藏环境不同，其在埋藏过程中的外源性锶的摄入也会不同，因此本发明采用多种老化方式模拟古代丝织品的储藏环境，制得的仿古羊毛织物的仿真度高，尤其是其外源性锶的摄入含量以及摄入方式与真实文物相似，且外源性锶的结合牢度也与真实文物相似，有利于后续去除外源性锶工艺的模拟准确性。
8）用稳定同位素质谱仪测试6块织物中的外源性锶的含量，记录数据。
9）将6块织物放入二氯甲烷中浸泡5~7h，取出并用去离子水清洗2遍，再将织物放入1.5mol/L醋酸溶液中浸泡1.5~2.5h，取出用去离子水清洗，晾干。
本发明先用二氯甲烷来溶解附着在羊毛纤维上的颗粒物，操作简单，能有效溶解一大部分颗粒物，除去大部分外源性锶。再用醋酸溶液进一步溶解残留于羊毛织物中的外源性锶的化合物，进一步达到目的。
10）用稳定同位素质谱仪测试所有织物中的外源性锶含量，记录数据。
作为优选，步骤1）中，所述羊毛纱线的线密度为48Nm/2。
该规格羊毛纱线较细，其好处在于容易染色，缩短染色时间。
作为优选，步骤1）中，在去离子水中浸泡时间为25~35min，在无水乙醇中浸泡时间为4~6min。
作为优选，步骤3）中，保持温度为90℃，食用醋添加量为45~55mL，染色时间60min；
作为优选，步骤4）中，在28G手摇横机上将羊毛纱线编织大小为15cmx15cm的单面纬平针织物6块。
作为优选，步骤6）中，老化温度为120℃，老化时间40天。
作为优选，步骤7）中，埋藏深度为70cm，埋藏时间120天。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
1）本发明采用古法染色工艺以及多种老化方式模拟古代羊毛织物的储藏环境，制得的仿古羊毛织物的仿真度高，尤其是其外源性锶的摄入含量以及摄入方式与真实文物相似，且外源性锶的结合牢度也与真实文物相似，有利于后续去除外源性锶工艺的模拟准确性。
2）本发明先用二氯甲烷来溶解附着在羊毛纤维上的颗粒物，操作简单，能有效溶解一大部分颗粒物，除去大部分外源性锶。再用醋酸溶液进一步溶解残留于羊毛织物中的外源性锶的化合物，进一步达到目的，并且不会损伤织物。
3）使用化学试剂种类很少，后续残夜处理较为简单，且不会污染环境。试剂的配制也非常简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，采用如下步骤：
1）准备规格为48Nm/2的白色羊毛纱线200g，在去离子水中浸泡30min取出，再放入无水乙醇中浸泡5min取出，在风中自然晾干，梳理好晾干的纱线。
2）称取100g干燥的槐米，用去离子水清洗1~2次，倒入炖锅中，加去离子水2000ml，开火至煮沸并用中火煮20min。待稍微冷却倒出提取液，倾倒时用白色棉布过滤。将槐米重复再煮两次，提炼过程与前述步骤相同。将三次的提取液混合，搅拌均匀，得到4500ml槐米提取液。将这4500ml提取液用干净棉布再次过滤，去除残渣。将所得提取液用大容器盛放，缓缓加入去离子温水4500ml，并搅拌均匀得到9000ml明黄色染液。
3）将3）所得染液倒入大锅中，先用大火煮沸，再关至小火，保持温度为90℃，在染液中加入50ml食用醋并缓缓搅拌。待搅拌至染液均匀时放入1）所述羊毛纱线100g，继续搅拌，保持纱线疏松整齐不缠绕。染色时间为60min。取出染色后的羊毛纱线，用去离子温水清洗，晾干。
4）将4）所得羊毛纱线和剩余100g没有染色的羊毛纱线分别进行络筒，在28G手摇横机上编织大小约为15cmx15cm的单面纬平针织物6块，染色纱线编织3块（称为A织物），未染色纱线编织3块（称为B织物）。织物用去离子水清洗，晾干。
5）取A织物和B织物各1块用塑封袋装好，放置于干净的纸盒中，纸盒放在干燥的室内。
6）取A织物和B织物各2块平铺在托盘中，将托盘放入烘箱中，设置烘箱温度为120℃，老化40天后取出。A织物和B织物各拿出1块用去离子水清洗一遍，晾干，用塑封袋装好，放置于干净的纸盒中，纸盒放在干燥的室内。
7）将6）中余下的织物各放入一只陶罐中，陶罐不封口，将陶罐埋入阴暗潮湿的树林中的土壤里面，埋入深度为70cm。120天之后挖出陶罐，并取出陶罐中的织物。用去离子水将织物清洗干净，晾干。
8）用稳定同位素质谱仪测试6块织物中的外源性锶的含量，记录数据。
9）将6块织物放入二氯甲烷中浸泡6个小时，取出并用去离子水清洗2遍，再将织物放入1.5mol/l醋酸溶液中浸泡2个小时，取出用去离子水清洗，晾干。
10）用稳定同位素质谱仪测试所有织物样品中的外源性锶含量，记录数据。
实施例2
一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，采用如下步骤：
1）准备规格为48Nm/2的白色羊毛纱线200g，在去离子水中浸泡25min取出，再放入无水乙醇中浸泡4min取出，在风中自然晾干，梳理好晾干的纱线。
2）称取100g干燥的槐米，用去离子水清洗1~2次，倒入炖锅中，加去离子水1800ml，开火至煮沸并用中火煮15min。待稍微冷却倒出提取液，倾倒时用白色棉布过滤。将槐米重复再煮两次，提炼过程与前述步骤相同。将三次的提取液混合，搅拌均匀，得到4000ml槐米提取液。将这4000ml提取液用干净棉布再次过滤，去除残渣。将所得提取液用大容器盛放，缓缓加入去离子温水4000ml，并搅拌均匀得到8000ml明黄色染液。
3）将3）所得染液倒入大锅中，先用大火煮沸，再关至小火，保持温度为85℃，在染液中加入45ml食用醋并缓缓搅拌。待搅拌至染液均匀时放入1）所述羊毛纱线100g，继续搅拌，保持纱线疏松整齐不缠绕。染色时间为50min。取出染色后的羊毛纱线，用去离子温水清洗，晾干。
4）将4）所得羊毛纱线和剩余100g没有染色的羊毛纱线分别进行络筒，在28G手摇横机上编织大小约为15cmx15cm的单面纬平针织物6块，染色纱线编织3块（称为A织物），未染色纱线编织3块（称为B织物）。织物用去离子水清洗，晾干。
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7）将6）中余下的织物各放入一只陶罐中，陶罐不封口，将陶罐埋入阴暗潮湿的树林中的土壤里面，埋入深度为70cm。120天之后挖出陶罐，并取出陶罐中的织物。用去离子水将织物清洗干净，晾干。
8）用稳定同位素质谱仪测试6块织物中的外源性锶的含量，记录数据。
9）将6块织物放入二氯甲烷中浸泡5个小时，取出并用去离子水清洗2遍，再将织物放入1.5mol/l醋酸溶液中浸泡1.5个小时，取出用去离子水清洗，晾干。
10）用稳定同位素质谱仪测试所有织物样品中的外源性锶含量，记录数据。
实施例3
一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，采用如下步骤：
1）准备规格为48Nm/2的白色羊毛纱线200g，在去离子水中浸泡35min取出，再放入无水乙醇中浸泡6min取出，在风中自然晾干，梳理好晾干的纱线。
2）称取100g干燥的槐米，用去离子水清洗1~2次，倒入炖锅中，加去离子水2200ml，开火至煮沸并用中火煮25min。待稍微冷却倒出提取液，倾倒时用白色棉布过滤。将槐米重复再煮两次，提炼过程与前述步骤相同。将三次的提取液混合，搅拌均匀，得到5000ml槐米提取液。将这5000ml提取液用干净棉布再次过滤，去除残渣。将所得提取液用大容器盛放，缓缓加入去离子温水5000ml，并搅拌均匀得到10000ml明黄色染液。
3）将3）所得染液倒入大锅中，先用大火煮沸，再关至小火，保持温度为95℃，在染液中加入55ml食用醋并缓缓搅拌。待搅拌至染液均匀时放入1）所述羊毛纱线100g，继续搅拌，保持纱线疏松整齐不缠绕。染色时间为70min。取出染色后的羊毛纱线，用去离子温水清洗，晾干。
4）将4）所得羊毛纱线和剩余100g没有染色的羊毛纱线分别进行络筒，在28G手摇横机上编织大小约为15cmx15cm的单面纬平针织物6块，染色纱线编织3块（称为A织物），未染色纱线编织3块（称为B织物）。织物用去离子水清洗，晾干。
5）取A织物和B织物各1块用塑封袋装好，放置于干净的纸盒中，纸盒放在干燥的室内。
6）取A织物和B织物各2块平铺在托盘中，将托盘放入烘箱中，设置烘箱温度为120℃，老化40天后取出。A织物和B织物各拿出1块用去离子水清洗一遍，晾干，用塑封袋装好，放置于干净的纸盒中，纸盒放在干燥的室内。
7）将6）中余下的织物各放入一只陶罐中，陶罐不封口，将陶罐埋入阴暗潮湿的树林中的土壤里面，埋入深度为70cm。120天之后挖出陶罐，并取出陶罐中的织物。用去离子水将织物清洗干净，晾干。
8）用稳定同位素质谱仪测试6块织物中的外源性锶的含量，记录数据。
9）将6块织物放入二氯甲烷中浸泡7个小时，取出并用去离子水清洗2遍，再将织物放入1.5mol/l醋酸溶液中浸泡2.5个小时，取出用去离子水清洗，晾干。
10）用稳定同位素质谱仪测试所有织物样品中的外源性锶含量，记录数据。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）取白色羊毛纱线，将其在去离子水中浸泡后取出，再放入无水乙醇中浸泡后取出，在风中自然晾干，梳理好晾干的羊毛纱线；
2）称取100g干燥的槐米，用去离子水清洗1~2次，加去离子水1800~2200mL，开火至煮沸并用中火煮15~25min；待稍冷却后倒出提取液，倾倒时用白色棉布过滤；将槐米重复再煮两次，提炼过程与前述步骤相同；将三次的提取液混合，搅拌均匀，得到4000~5000mL槐米提取液；将槐米提取液用干净棉布再次过滤，去除残渣；将所得槐米提取液转移至容器中，缓缓加入去离子温水4000~5000mL，搅拌均匀后得到8000~10000mL明黄色染液；
3）将明黄色染液倒入锅中，先用大火煮沸，再关至小火，保持温度为85~95℃，在染液中加入45~55mL食用醋并缓缓搅拌；待搅拌均匀后放入步骤1）的羊毛纱线100g，继续搅拌，保持纱线疏松整齐不缠绕，染色时间为50~70min，取出染色后的羊毛纱线，用去离子温水清洗，晾干；
4）将步骤3）所得羊毛纱线和另取的未染色羊毛纱线分别进行络筒，在手摇横机上编织为单面纬平针织物6块，染色纱线编织3块，称为A织物，未染色纱线编织3块。
2.称为B织物；织物用去离子水清洗，晾干；
5）取A织物和B织物各1块密封，放置于干净的纸盒中，纸盒置于干燥的室内；
6）取其余A织物和B织物各2块平铺置于烘箱中，温度为115-125℃，老化35-45天后取出，取A织物和B织物各1块用去离子水清洗一遍，晾干，密封，放置于干净的纸盒中，纸盒放在干燥的室内；
7）将步骤6）中余下的织物分别装入陶罐中，陶罐不封口，将陶罐埋入阴暗潮湿的树林中的土壤中，埋入深度为65-75cm，115-125天之后取出织物，用去离子水将织物清洗干净，晾干；
8）用稳定同位素质谱仪测试6块织物中的外源性锶的含量，记录数据；
9）将6块织物放入二氯甲烷中浸泡5~7h，取出并用去离子水清洗2遍，再将织物放入1.5mol/L醋酸溶液中浸泡1.5~2.5h，取出用去离子水清洗，晾干；
10）用稳定同位素质谱仪测试所有织物中的外源性锶含量，记录数据。
3.如权利要求1所述的一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于，步骤1）中，所述羊毛纱线的线密度为48Nm/2。
4.如权利要求1所述的一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于，步骤1）中，在去离子水中浸泡时间为25~35min，在无水乙醇中浸泡时间为4~6min。
5.如权利要求1所述的一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于，步骤3）中，保持温度为90℃，食用醋添加量为45~55mL，染色时间60min；
如权利要求1所述的一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于，步骤4）中，在28G手摇横机上将羊毛纱线编织大小为15cmx15cm的单面纬平针织物6块。
6.如权利要求1所述的一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于，步骤6）中，老化温度为120℃，老化时间40天。
7.如权利要求1所述的一种模拟去除古代羊毛织物中外源性锶的方法，其特征在于，步骤7）中，埋藏深度为70cm，埋藏时间120天。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2795768C1 (ru) * | 2021-11-27 | 2023-05-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской академии наук | Способ очистки археологического шерстяного и растительного текстиля, а также современной шерсти животных для изучения изотопного состава стронция методом масс-спектрометрии |
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2017
- 2017-07-21 CN CN201710599304.8A patent/CN107328843A/zh active Pending
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