CN107386000A - 一种脆弱有机质文物提取、加固及保护用模拟样品制备方法 - Google Patents

一种脆弱有机质文物提取、加固及保护用模拟样品制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种脆弱有机质文物提取、加固及保护用模拟样品制备方法，将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品进行碳化处理，得到脆弱质文物模拟样品。本发明通过简单的碳化处理，即可得到耐折度、撕裂度等强度与出土文物相当的脆弱质文物模拟样品，符合作为提取、预处理、加固模拟样品的要求。

Description

一种脆弱有机质文物提取、加固及保护用模拟样品制备方法
技术领域
本发明属于文物保护科技领域，具体涉及一种脆弱有机质文物提取、加固、保护用模拟样品制备方法。
背景技术
脆弱有机质文物主要包括：纸制品，麻织品，棉织品，丝织品等，它们或曾是祖先生活的奢侈品或曾是必需品，不仅承载着先人们生活的点点滴滴记忆，也承载着人类文明进程的重要信息，作为文字载体的纸制品就尤其显得珍贵。
造纸技术是中国古代劳动人民对世界的伟大贡献，它深刻地改变了人类历史书写记忆的模式，是世界文化遗产的重要组成部分；而如同造纸技术一样，丝织品也是中国文化的象征，中国文化遗产的重要组成部分之一，举市瞩目的“丝绸之路”文明就是因其的贸易而已兴起的。
但是这些文化遗产绝大部分以埋藏出土文物的形式呈现在我们的面前，经过千百年的埋藏环境，有幸保存下来的这些遗物都已变得极其脆弱。所以提取、预处理、加固、保护是必不可少的保护工作。
然而，科研工作都是在不断的探索过程中认知的，对于文物保护研究也不例外，需要不断的探索中总结经验，许多的保护工艺路线需要数十次的实验才能确定，而文物又不能也不容许作为试验的对象，因此，制备一种用于文物保护研究的模拟样品就显得尤为重要，近些年来，文物保护科研工作者在这方面也开展的积极的研究，取得了显著的成绩，但是有关如纸制品、麻织品，棉织品，丝织品等极脆弱文物制品的老化模拟样品制备还鲜有报道。虽然CN105297394A、CN104372612A、CN102634972A等公开了模拟古代绢画的制备方法，但是只达到了形似的效果，而且其方法得到的模拟样品的耐折度、撕裂度等强度依然远远高于出土文物，不具备作为提取、预处理、加固模拟样品的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述列举的缺点，首次提供了一种提取、加固、修复用脆弱质文物老化模拟样品的制备方法，可满足脆弱文物提取、加固、修复前的实验室研究使用，同时，也为考古以及文物保护研究提供一种新的研究思路。
本发明提供一种脆弱质文物模拟样品的制备方法，将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品进行碳化处理，得到脆弱质文物模拟样品。
本发明通过简单的碳化处理，即可得到耐折度、撕裂度等强度与出土文物相当的脆弱质文物模拟样品，符合作为提取、预处理、加固模拟样品的要求。
本发明一优选的实施方式中，所述碳化处理为加热处理，优选地，包括：
将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品于200～500℃保温1.0～5.0小时，即得到脆弱质文物模拟样品。
较佳地，保温环境中的氧气含量为20％以下。
优选地，保温环境中的氧气含量为10％以下。
本发明一优选的实施方式中，所述碳化处理为酸处理，优选地，包括：
将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品用酸液处理，然后干燥，即得到脆弱质文物模拟样品。
较佳地，所述酸液为醋酸、浓硫酸、盐酸中的至少一种。
较佳地，所述干燥为在25～100℃鼓风下处理0.5～3.0小时。
所述与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品可选自纸制品、麻织品、棉织品、丝织品中的任一种。
较佳地，将所述与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品预先形成为所需的形状和尺寸。
本发明还提供根据上述任一种制备方法制备的脆弱质文物模拟样品。
本发明所得的模拟样品的耐折度、撕裂度等强度与出土文物相当，符合作为提取、预处理、加固模拟样品的要求。
本发明可以根据不同的文物保护实验需要提供不同材质以及不同脆弱程度类老化的实验模拟样品。基于此，其一方面可以制备出纸质品、丝织品、麻织品、棉织品等的老化模拟样品；另一方面其可以将本发明中制备的老化模拟样品直接应用于文物保护实验室研究中。
附图说明
图1示出密封有氧环境下老化处理实验样品的实物照片，其中(a)为200℃的温度下处理1.5小时样品照片，(b)为350℃的温度下处理2.0小时样品照片，(c)为400℃的温度下处理2.0小时样品照片，(d)为500℃的温度下处理2.0小时样品照片；
图2示出500℃的温度下抽去炉子腔体内约50％的氧气含量，处理2.0小时样品照片；
图3示出500℃的温度下抽去炉子腔体内氧气充入氮气，处理2.0小时样品照片；
图4示出(a)100％醋酸处理样品，(b)浓硫酸处理样品。
具体实施方式
以下结合附图及下述具体实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式和/或附图仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明提供了脆弱质文物(尤其是脆弱有机质文物)模拟样品及其制备方法，以应用于文物保护研究中。
本发明一实施方式中，脆弱质文物模拟样品是通过对与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品进行老化而得。这里，“与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品”是指具有与待模拟的脆弱质文物对应的材质的正常的制品(例如市售的制品)，包括但不限于纸制品、麻织品，棉织品，丝织品等。例如，如果需要获得纸质品文物模拟样品，则该制品为正常的纸制品。因古代的纸制品一般为宣纸，故本发明一个示例中，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸作为处理对象。本发明可通过碳化的方法使与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品老化。碳化的方法可为加热处理或酸处理。
本发明一实施方式中，通过加热处理来制备脆弱质文物模拟样品。
选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，剪切为一定尺寸的大小。
把剪切好的纸折叠为模拟实验所需的形状以及尺寸，固定于耐热容器，例如瓷舟(坩埚)中，把装有样品的瓷舟(坩埚)移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子。
运行真空系统，调节炉子腔体内的氧气含量。例如，将氧气含量调节为约20％以下(即空气中氧气含量以下)，优选为15％以下，更优选为10％以下。氧气含量可根据下述处理温度来调节。例如，如果处理温度较高，则氧气含量优选为较低。
设置炉子的升温制度，例如升温速率可为5～10℃/分钟。运行炉子加热系统，使待处理的制品碳化。加热温度可为200～500℃。若温度低于200℃，则可能老化不充分；若温度高于500℃，则可能会将制品烧尽。加热时间可为1.0～5.0小时。具体的加热温度、加热时间、氧气含量可根据所需的老化程度来选择。
本发明一实施方式中，通过酸老化处理(酸处理)来制备脆弱质文物模拟样品。
选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，剪切为一定尺寸的大小。
把剪切好的纸折叠为模拟实验所需的形状以及尺寸。
用配制好的酸液处理样品，例如将样品浸泡在酸液中。酸液的浓度可为0～100％，优选为5～75％。酸液的种类没有特别限定，可选自为醋酸、浓硫酸、盐酸中的至少一种。处理时间可为1～10分钟。具体的酸液种类、浓度、处理时间可根据所需的老化程度来选择。例如，如果所需的老化程度越大，则可使酸液的酸性越强、浓度越大、和/或处理时间越长。
酸处理后的样品可进一步干燥处理。一个示例中，在25～100℃(优选45～85℃)鼓风下处理0.5～3.0小时。
本发明得到的模拟样品具有与脆弱质文物类似的性状，可用于文物保护研究。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子(即，炉子中为空气)；第三步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在200℃的温度下处理1.5小时。所得样品如图1中的(a)所示。
实施例2：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子(即，炉子中为空气)；第三步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在350℃的温度下处理2.0小时。所得样品如图1中的(b)所示。
实施例3：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子(即，炉子中为空气)；第三步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在400℃的温度下处理2.0小时。所得样品如图1中的(c)所示。
实施例4：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子(即，炉子中为空气)；第三步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在500℃的温度下处理2.0小时。所得样品如图1中的(d)所示。从图1可以看出，随着加热温度的升高，宣纸逐渐从轻微老化的暗黄色，到完全的碳化，再到部分灰化，再到完全灰化。
实施例5：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子；第三步，运行真空系统，抽去炉子腔体内约50％的氧气含量(即，炉子中的氧气含量约为10％)；第四步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在500℃的温度下处理2.0小时。所得样品如图2所示，可以看出宣纸试样部分已经开始灰化。
实施例6：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子；第三步，运行真空系统，抽去炉子腔体内约50％的氧气含量；第四步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在500℃的温度下处理5.0小时。
实施例7：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*25cm的菱形长条，把上述裁割的菱形纸折叠为10层；第二步，把折叠好的宣纸固定在坩埚中，然后把装有样品的坩埚移入气氛可控的实验炉中，关闭炉子；第三步，运行真空系统，抽去炉子腔体内氧气，同时向炉子腔体通入氮气(即，炉子中的氧气含量约为0％)；第四步，设置炉子的升温制度为5℃/min，运行炉子加热系统，在500℃的温度下处理2.0小时。所得样品如图3所示，可以看出宣纸试样完全碳化。
实施例8：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*32的矩形，第二步，把上述裁割的菱形纸折叠为4层；第三步，用浓度为100％醋酸处理样品4分钟；第四步，把酸处理后的样品在25℃鼓风下处理0.5小时。所得样品如图4中的(a)所示，可以看出宣纸试样碳化并出现轻微的灰化。
实施例9：
第一步，选用市售安徽省泾县宣纸厂出产的熟宣纸，裁割为8*32的矩形，第二步，把上述裁割的菱形纸折叠为4层；第三步，用浓硫酸处理样品1分钟；第四步，把酸处理后的样品在25℃鼓风下处理0.5小时。所得样品如图4中的(b)所示，可以看出宣纸试样完全碳化并变脆。

Claims (9)

1.一种脆弱质文物模拟样品的制备方法，其特征在于，将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品进行碳化处理，得到脆弱质文物模拟样品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品于200～500℃保温1.0～5.0小时，即得到脆弱质文物模拟样品。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，保温环境中的氧气含量为20%以下，优选为10%以下。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
将与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品用酸液处理，然后干燥，即得到脆弱质文物模拟样品。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述酸液为醋酸、浓硫酸、盐酸中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为在25～100℃鼓风下处理0.5～3.0小时。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品选自纸制品、麻织品、棉织品、丝织品中的任一种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述与待模拟的脆弱质文物同类材质的制品预先形成为所需的形状和尺寸。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备的脆弱质文物模拟样品。
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