古纸分析新思路
何 鑫 杨海艳 龚德才      时间:2016-08-30    字体:      

造纸术是我国古代四大发明之一,从汉代至今已有近两千年历史,各种纸质文物更是品类繁多。历朝历代的书画、手稿、经卷、书信、报纸等纸质文物,都是我们研究时代更迭、人类进步的绝佳资料,它们承载了我们中华民族的悠久历史和灿烂文化。但是与青铜等文物相比,纸质文物又显得格外的脆弱敏感,因此,纸质文物的分析研究一直是我们文物人关注的重点。本文将简述古纸的传统分析方法,并浅谈现阶段应用于古纸分析的几点新思路。

古纸的传统分析主要包括填料和纤维种类的鉴定。填料分析一般是运用视频显微镜和场发射扫描电子显微镜结合观察的方法,通过显微镜的放大观察,可以清晰地看出纸张纤维之间是否存在填充物质或进行过施胶处理。以浠水县博物馆馆藏古籍善本《春声堂集》的纸样为例(见图1),通过纤维分析,发现纤维之间没有填料,且纤维之间有许多空隙,说明该纸张未经后续加工处理。

传统分析的另一作用是纸张纤维种类的鉴定。最常见的方法是用碘—氯化锌染色剂将纸样染色后分散,再用纤维仪或者显微镜观察,由于不同种原料纤维的形态和细胞结构均不同,所以可以判断出造纸原料的成分。以山西的手工纸的纤维鉴定分析为例(见图2),显微镜下的纤维易分丝,有的有横节,其他非纤维状的杂细胞较少,说明此纸张纤维为100%的麻纤维。

以上两个案例是纸张的传统分析方法。随着科技的进步,许多新的分析思路和方法被逐步引入古纸的研究。比如,确认古纸经过加填处理后,还需进一步分析具体的加填物质,因此,需要对古纸进行元素分析,而通过能谱的分析就能得知样品的各元素含量。如果样品中除了纤维素的主要元素碳、氧含量比较高外,其他元素如果含量也很高,就说明加入了具体的加填物。还可以根据这些元素分析具体加填的种类。

除了加填物分析,污染物分析也是古纸研究的主要内容。纸张历经千百余年的流传或埋藏,存在不同程度的污染病害,因此需要分析其污染物成分,才能制定相应保护方案。X射线荧光光谱分析(XRF)可以测试每种物质的含量。如对西藏纸上红色物质进行XRF分析得知,样品的铁和钙元素含量比较高,而钙是纸张中加入了碳酸钙填料所致。查阅文献知,古代所用红色颜料只有铅丹、朱砂和赤铁矿等几种,其中含铁较高的是赤铁矿,因此,可以判断此红色污染物为赤铁矿。可见,XRF可以较为快速的准确掌握纸张样品上的污染物的成分,也更具科学性。

需要特别强调的是对古纸打浆工艺的研究。在以往的纸张研究中,我们都是研究纸张的性能而忽略了研究打浆的工艺。根据中国科学技术大学科技史与科技考古系杨海艳博士的研究,发现从纤维的分丝帚化的程度可以判断出纤维是否经过打浆或舂捣。麻纤维经历了舂捣工艺后其纸张纤维会发生两种变化:第一种为纤维分丝帚化,且区别于剪切的齐整切口,舂捣的断口参差不齐,纤维呈扫帚形散开。第二种为纤维破损,其中最为常见的舂捣痕迹为纤维膨大呈球状,经染色后颜色加深,严重时纤维出现孔洞。这样可以通过观察纤维形态判断造纸的制造工艺,为古代造纸工艺的研究提供了一种新的思路,也为出土物中疑似纸张物质的鉴定提供了有力的科学证据。目前这种判断方法只适用于麻纤维,而对于其他纤维则比较难以观察其分丝现象。另外,对山西平阳麻笺纤维形态的研究发现,纤维有剪切、分丝帚化及破损的现象,说明此纸张在制造过程中经过剪切和舂捣工序。

以上是对古纸分析的一些浅显看法,我国的纸质文物数量繁多,选用好的思路方法对纸质文物进行研究保护与修复已经迫在眉睫。运用新式思维和方法去研究纸张文物,不仅可以微损或者无损检测文物,更可以提供科学的依据来分析纸张类文物的病害、残留物以及成分等,提高检测的效率和准确率。

 

 

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