瓷器文物修復中環保作舊材料性能比較研究

張 慧，徐 飛，張思敏

(南京博物院，江蘇南京 210016)

0 引 言

瓷器文物屬常見的館藏文物，以獨特的民族文化特色代表著中國悠久的文明。館藏的多數瓷器文物是考古出土品，在地下埋藏了幾百甚至幾千年。由于地下水的侵蝕和地層變化而引起的堆積物的擠壓，出土時有不少瓷器已經破損或變形，有的甚至支離破碎。因此，修復出土的瓷器文物，再現它的科學和藝術價值就顯得格外重要。瓷器文物修復的一般步驟包括粘貼、補配和作舊處理[1，2]。其中作舊處理是保護修復中的關鍵步驟。作舊處理就是用硝基清漆作為陶瓷器文物作舊材料的粘合劑，配以無機顏料作成所需要的效果。上述材料對恢復文物本色，達到修舊如舊的目的有一定的作用，但存在著許多缺陷，甚至是嚴重的缺陷。硝基清漆的稀釋劑是香蕉水，香蕉水的主要成分是苯及苯系物，有一定的毒性，長期使用對操作人員的身體是有害的，也影響工作環境；而且香蕉水、苯用量過多，還會影響前道做上去的顏色，失去層次感；同時其修復后經過5年左右的時間又會變深、起皮、老化，經不起時間的考驗，這是文物修復如舊的大忌；在紫外線光和紅燭燈下，顏色易發淡、發白，使他人一眼就能看出文物殘破的地方，失去了“修舊如舊”的原則和作用，影響展覽的功能和效果；此外，硝基清漆里能溶的顏料均是無機顏料，顆粒較粗，不適宜作瓷器釉的作舊。

目前，在瓷器修復方面的研究主要集中在對某件瓷器的修復過程上[3]，仍然停留于對以往文獻的概括、總結[4]，對文物修復材料的研究方面，偶有研究，只是零星的，分散的，如蔣道銀等[5]對古陶瓷修復仿釉涂料進行了研究。在文物修復領域迫切需要解決的一個技術問題就是提供一種環保、耐久、操作簡單的瓷器修復作舊粘接材料，經該材料修復的瓷器，不易黃變，能長期保存。

1 實驗材料與工具

硝基清漆(紫荊花涂料上海有限公司)、水性氟碳樹脂DF-01(上海東氟化工有限公司)，其中固含量(45±2)%；水性氟碳乳液(常熟市東環化工有限公司)，其中固含量(50±1)%，是以三氟氯乙烯和其他功能性單體為原料，運用乳液合成技術制備的雙組分可常溫交聯聚合物，該聚合物能夠形成均勻、透明的涂層，主要用于外墻防腐涂料；ET99SG環保水性木器清面漆、ET99N環保水性木器清底漆(紫荊花制漆(上海)有限公司)主要用于木器的表面涂裝；3A膠、滑石粉、礦物顏料蛤白、10cm×10cm白色瓷板、毛筆、吹風機、噴槍、手術刀、砂紙、Q-SUN-Xe1氙燈老化設備(翁開爾上海國際貿易有限公司)、DHG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱(上海申賢恒溫設備廠)、RXZ型智能人工氣候箱(寧波江南儀器廠制造)、HPG-2136便攜式色差儀(上海漢譜光電科技有限公司生產)、MG 268PLUS三角度光澤度計(KONICA MINOLTA公司生產)。

2 實驗過程

1) 將3A膠和滑石粉混合均勻后，涂布于白色瓷板上并鋪滿白色瓷板，鋪設厚度約1cm，自然晾干，待用。此步驟即為模擬瓷器修復中的補缺處理。

2) 取一定量的礦物顏料與一定量的粘合劑混合均勻后，利用毛筆均勻涂布于已補缺處理的瓷板表面，待干燥后，再重復上述步驟，直至顏料的顏色將補缺的顏色遮蓋住為止。此處選用的礦物顏料為蛤白，因為白色顏料易于觀察變色等問題。所用的粘合劑分別有硝基清漆、水性氟碳樹脂DF-01、水性氟碳乳液、水性木器清面漆、水性木器清底漆等，其中的硝基清漆為傳統材料，按照傳統工藝進行操作即可。其他材料均為水性材料，均需與水按照不同比例進行調整后使用。

3) 分別配制質量分數是71.4%、50.0%、33.3%、25.0%、20.0%、16.7%、14.3%、12.5%、11.1%的水性木器清面漆，編號分別為Q1～Q9；分別配制質量分數是71.4%、50.0%、33.3%、25.0%、20.0%、16.7%、14.3%、12.5%、11.1%的水性木器清底漆，編號分別為D1～D9；分別配制質量分數是71.4%、50.0%、33.3%、25.0%、20.0%的水性氟碳乳液和水性氟碳樹脂DF-01，編號分別為F1～F5和DF1～DF5；另外，配制質量分數是33.3%、25.0%、20.0%的硝基清漆，其溶劑是稀釋劑，編號分別是X1～X3。

將上述樣品進行老化，干熱老化溫度設定為(100±2)℃，連續老化72h；氙燈老化光照黑暗1h交替模式，光照時溫度設定為63℃，黑暗時溫度設定為37℃，連續老化1000h，選用波長532nm光源；濕熱老化溫度設定為50℃，濕度控制在60%，連續老化72h。

3 表征手段

利用HPG-2132便攜式色差儀，以老化前的樣品為標準樣品，老化后的樣品為被測樣品，分別測試樣品的色度空間值，即L、a、b，最后計算出色差△E值，其中所測樣品為肉眼觀察效果較好的樣品。為保證老化前后所測樣品的位置為同一個點，測量時，先選擇瓷板的一個角，并做好測量記號，然后將色差儀的其中兩條邊與瓷板的這個角的兩條邊對齊進行測量。這樣，老化前后測量位置相對固定，減小了測量誤差。

利用MG 268PLUS三角度光澤度儀對模擬作舊樣品老化前后的光澤度進行測試。同樣，所測樣品也為肉眼觀察效果較好的樣品。為保證老化前后所測樣品的位置為同一個點，測量時，先選擇瓷板的一條對角線，做好測量記號，然后將光澤度儀沿著瓷板的這條對角線測量即可，老化后也測量這個位置，從而減小了測量誤差。

4 結果與討論

4.1 肉眼觀察效果

對不同濃度、不同材料處理的樣品進行了肉眼觀察，評價其作舊的效果。具體見表1。

表1 肉眼觀察作舊效果評價

(續表1)

由表1可知，對于水性木器清面漆和水性木器清底漆來說，濃度均不宜過高，濃度過高，作舊后顏色“泛青”。對于水性氟碳乳液來說，濃度也不宜過高，濃度過高，也易于“泛青”；濃度也不宜過低，過低，干燥后表面易于開裂甚至顏料易于脫落。對于水性氟碳樹脂DF-01來說，濃度過高，顏色易“泛青”，且存在脫落現象；濃度過低，表面也出現開裂且上色不均勻，原因可能是由于該種材料粘結力比較低所致，故不適合作為作舊用粘合材料。傳統的硝基清漆，隨著稀釋劑用量的增加，顏色更加易于黃變。

4.2 色差分析

對肉眼觀察較好的樣品分別測試了干熱老化、氙燈老化和濕熱老化前后的色差值(表2)，并計算得出色差。

表2 各樣品在不同老化條件下的色差值

由表2可知：對于水性木器清面漆Q4～Q9樣品，干熱老化和氙燈老化后的樣品色差變化均比濕熱老化大，說明溫度和光對材料的影響大一些；色度學理論表明，在色差數據L、a、b中，+L說明顏色偏暗，-L說明顏色偏白；+a說明顏色偏紅，-a說明顏色偏綠；+b說明顏色偏黃，-b說明顏色偏藍；由L、a、b老化前后的數據對比可知，L和a的數據變化很小，主要是b值的變化導致的色差變化。對于水性木器清底漆D3～D9樣品，與水性木器清面漆Q4～Q9樣品也同樣得出b值的變化導致的色差變化。對于水性氟碳乳液F3和F4樣品來說，引起色差變化的因素也主要是b值的變化。并且上述材料的色差變化值普遍較小，其色差變化最大值才達3.7，而硝基清漆處理的樣品X1，色差變化非常大，最大達30.2，b值變化非常明顯，且用肉眼觀察也明顯偏黃。

圖1表明：干熱老化和氙燈老化后，各材料的黃變比濕熱老化的更加嚴重，且硝基清漆處理的樣品黃變最嚴重，這一點與色差測試數據相一致。由此可見，其他材料的抗黃變能力明顯比硝基清漆強的多，說明實驗所用材料抗老化能力明顯要強于硝基清漆。

圖1 老化后各樣品的照片Fig.1 The sample pictures after aging

4.3 光澤度分析

光澤度主要用于表征物體表面的粗糙程度，物體表面越粗糙，光澤度值就越??；反之，物體表面越光滑，光澤度值就越大。光澤度的大小還與光源照明和觀察的角度也有關系，本次選擇20°、60°和85°角度照明，主要參考是60°，即人眼睛看東西的角度。分別測試了各樣品老化前后的光澤度值，具體見表3。

不論是干熱老化、氙燈老化還是濕熱老化，對于60°觀察各個樣品的表面，其光澤度變化均很小，即用眼睛看樣品表面的光澤度老化前后基本沒有變化，說明各樣品光澤度比較穩定。

表3 三種老化前后光澤度測試數據

5 結 論

由于瓷器修復材料易于黃變且具有一定的毒性，選用水性高分子材料作為研究對象，可大大降低所用材料對環境造成的污染。所選用的4種水性高分子材料中，對于水性木器清面漆和水性木器清底漆來說，濃度均不宜過高。濃度過高，作舊后顏色“泛青”，表現出粘接材料本身的顏色，水性木器清面漆的最佳濃度范圍為11%～25%，水性木器清底漆的最佳濃度范圍為11%～33%。對于水性氟碳乳液來說，濃度過高，易于“泛青”；濃度過低，干燥后表面易于開裂甚至顏料易于脫落，水性氟碳乳液的最佳濃度范圍為25%～33%。對于水性氟碳樹脂DF-01來說，濃度過高，顏色易“泛青”，且存在脫落現象；濃度過低，表面出現開裂且上色不均勻，原因可能是由于該種材料粘結力比較低所致，故不適合作為作舊用粘合材料。傳統的硝基清漆，隨著稀釋劑用量的增加，顏色更加易于黃變。利用色差儀和光澤度儀表征其耐久性，結果表明與傳統材料硝基清漆相比，水性木器清面漆、水性木器清底漆和水性氟碳乳液具有較好的耐熱老化能力、抗氙燈老化能力和抗濕熱老化能力，有望解決瓷器文物修復材料易于黃變的缺陷，具有一定的應用前景。

參考文獻：

[1] 高國華，崔遠麗.淺談瓷器的修復工藝[J].價值工程，2013(27):323-324.

GAO Guo-hua， CUI Yuan-li. Discussion on porcelain repair process[J].Value Engineering， 2013(27):323-324.

[2] 李 剛，李 良. 淺談館藏瓷器的修復方法[J].四川文物，2002(2)：85-86.

LI Gang， LI Liang. Discussion on the method of the porcelain repair[J].Sichuan Cultural Relics，2002(2):85-86.

[3] 吳啟昌.“南海Ⅰ號”兩件出水瓷器文物的保護與修復[J].文物保護與考古科學，2016，28(1):93-100.

WU Qi-chang. Protection and restoration of two pieces of porcelain from the submerged “South China Sea I”[J]. Sciences of Conservation and Archaeology，2016，28(1):93-100.

[4] 龐倩華，張藝博.古陶瓷修復保護技術概述[J].陶瓷，2017(1):63-65.

PANG Qian-hua， ZHANG Yi-bo. Overview of anient ceramic repair and protection technology[J]. Ceramics， 2017(1):63-65.

[5] 蔣道銀，羅曦蕓，劉 偉，等.古陶瓷修復仿釉涂料的研究[J].文物保護與考古科學，2002，14(增刊)：92-99.

JIANG Dao-yin， LUO Xi-yun， LIU Wei，etal. Glazed coation for old pottery mending[J]. Sciences of Conservation and Archaeology，2002，14(Suppl)：92-99.