密封包装在金属藏品防潮工作中的应用
刘文      时间:2017-07-12    字体:      

“五到南岭,六到江淮,七八华北和长白,九退西南、沿海,十不再来”,中学地理课上的中国海洋季风迁移口诀每年都提醒着笔者去关注展厅和库区的温湿度计。春去夏来的几场雨后,空气温湿度骤升,又到了我国季风区文物保管员为藏品保存环境担忧的时节。

笔者工作的唐山博物馆(以下简称“唐山馆”)地处冀东地区,华北平原东北部,南临渤海,北依燕山,季风气候特征显著。每年的6、7、8、9四个月是藏品防潮工作的重点月份,也是一年中藏品保存环境风险等级最高的四个月。博物馆库房位于展馆地下一层,整个库区被“匚”型回廊包围,回廊南侧是直通室外的长条状天井,东西两端各设有带通风格栅的消防门连通天井。库区内被隔墙和一条“L”型廊道划分为五个120~160平方米大小不等的独立库房,分别存放着瓷器、金属器、有机质、电影胶片和陶器砖石等共计近万件藏品。

一、包装计划的背景和缘由

藏品库房初建时并未设计安装空调系统,而温湿度是最基本的环境因素,决定或影响着其他环境因素对藏品的作用。经笔者数年观测记录,地下各藏品库内温度常年稳定在17℃~23℃,基本符合各类藏品保存环境的温度要求;每年干湿季节转换时库内相对湿度在10%~98%波动,直接威胁着湿度敏感藏品的安全。2013年,有机质藏品库配置安装了恒温恒湿机,基本实现了该库内温湿度恒定适宜。2014年入夏前,保管部又采购了十台8L水箱的除湿机放置各库内。由于库内无排水设计,雨季四个月需保管员进库为除湿机倒水。在最潮湿的7、8月份,即使所有除湿机24小时同开,还是不能将整个库区的相对湿度稳定控制在<65%的安全范围内(65%是霉菌生长的相对湿度界限)。2015年,出于消防安全考虑,停止了库内照明外的电源供应。此外,笔者参照《故宫博物院规章制度汇编》,发现故宫博物院有不得在库内无人的情况下运行除湿机的规定。这样一来,仅有的调湿设备也不能有效使用了。在文物普查库内信息采集和后续的例行查库清点工作中,我们发现了金属器库房内部分藏品新生锈蚀的现象,并有蔓延加剧的态势。

2016年,唐山馆和上海博物馆联合编制的《唐山博物馆珍贵文物保存环境质量监控与囊匣配置解决方案》通过了国家文物局审批。通过参与该方案的编制、填报工作,笔者对文物保存环境有了更深的认识:环境因素正是大多数文物藏品病变的主要诱因,如青铜器粉状锈就是环境中水、氯离子和氧气共同作用的产物,彩绘文物表面部分颜料的褪变也是环境中光和水共同作用的结果。在当前的认知范畴下,控制藏品保存的环境因素是文物保护的主要方式,也是维护文物本体现状的最佳选择。笔者认为,微环境调控对中小博物馆藏品保护也许是条可行的捷径,环境调控的先决因素是藏品保存空间的密闭性。据了解,国内多数博物馆的展柜和藏品柜未能实现严格密闭,即使标榜超低换气率的高价产品也有待长周期的实地投用检验,因此笔者将目光投向了跟文物接触更直接、空间更小、成本更低的藏品装具。

二、密封装具的选定

多年来,文物上使用的封存装具主要是囊匣、锦套等,这种传统方法在以往的文物保护中起到了很好的作用:具有防护意外震动损伤、缓冲环境变化、避光等功能。但是这些传统装具皆为手工制作,费工费料,造价颇高,多数收藏单位只能为少量珍贵文物配置,大部分藏品只能裸放于柜架或抽屉内。再者,传统装具材料的安全稳定性并无保证:比如有些锦盒虫菌灭杀不彻底,有些制作材料环保不合格,未经脱酸处理等,对藏品和保管员造成了直接伤害。此外,传统装具的选材及制作工艺决定了其无法为藏品提供密闭的存储空间。

笔者在选购摄影器材时偶然发现了一种电子产品防潮箱。这种防潮箱从形制、材料、功能特点上看都符合营造安全密闭的藏品保存环境的要求。向领导申请后,笔者采购了大、中、小三种规格的防潮箱各一台进行检验。这种防潮箱箱体材料为聚碳酸酯(简称PC),箱盖为ABS树脂——两种材料皆具有防潮隔水、高强度耐磨耐冲击、耐腐蚀、绝缘阻燃、无毒无味的特性。箱盖内侧四边有内嵌硅胶密封圈的凹槽,与箱体口沿扣合时对硅胶圈施压实现箱内密封。箱体正面镶嵌一枚指针型湿度计显示箱内相对湿度,箱内附带吸湿盒,可插电烘干重复使用,吸湿盒内的有效成分正是调控文物保存湿度通用的吸湿硅胶颗粒。经过库内密封静置十个月内的数次观测,3个防潮箱箱内50%的相对湿度在<±5%范围内波动。有研究表明,对大多数金属文物而言,相对湿度上升到60%时,大多数金属文物的腐蚀开始发生,相对湿度上升到80%时腐蚀速率显著上升。如果环境相对湿度在35%以下,金属藏品的腐蚀现象将被完全控制。配合每年干燥时节的开箱清点,更换调湿剂,密封的防潮箱内完全可营造出符合金属器保存要求的稳定微环境。

结合防潮箱密封原理及体积偏大不适用于小件藏品的特点,笔者推想到同种密封原理的食品保鲜密封盒也可当作金属藏品装具使用。在达到同样密封效果的同时,食品保鲜密封盒具有容积尺寸跨度大、规格型号丰富、材质更安全(聚丙烯PP)、成本更低、盒盖可全开启等藏品密封装具所需的其他优势,同样可放置袋装硅胶颗粒作为空间内微环境的调湿缓冲剂。

三、微环境调节剂的选用

造成金属藏品腐蚀的环境诱因是相对湿度过高时环境中的水、氧气以及氯、氯化氢、氮氧化物、二氧化硫等酸性气体的共同作用,因此这次包装工作除利用硅胶干燥剂控制相对湿度外,还选购了食品用除氧剂一起封存在新包装内,以营造干燥脱氧的金属保存环境。硅胶干燥剂为3克、5克、10克三种包装规格。除氧剂同样为小袋包装,每袋50cc(2.2克±0.2克)。小袋由透气复合薄膜制成,薄膜内主要有效成分为铁粉。铁粉除氧剂不仅能吸收密闭空间的游离氧,还可以通过浓度差扩散的方式进一步吸收溶解或吸附在被封存物品内部的氧和酸性气体。这是真空充氮技术无法达到的封存效果。实验检测证明,薄膜包装内的铁粉除氧剂及其吸收氧和酸性气体后的生成物都是稳定无毒害的,不会对封存物造成污染侵蚀。

使用铁粉除氧剂封存包装文物应该注意以下问题:首先,按标准或高于标准的剂量投放除氧剂,除尽密闭包装内的氧及酸性气体后,除氧剂还存有两倍以上吸收氧气或酸性气体的储备能力,以预防装具微小的渗漏透气,维持长期稳定的脱氧环境;其次,空气中氧含量约为21%,利用除氧剂去除密闭空间内的氧气将导致内部空气压力降低,气压差将使装具容器受到外压力,这将考验已选密封装具的材料强度和机械稳定性;再次,氧气和铁粉的反应是放热反应,温度升高幅度取决于铁粉、氧气含量和透气包装袋的换气率,但密闭空间内未循环的气体不会有明显温度变化,因此应注意不能将除氧剂直接放置于藏品上,同时也要加快添加除氧剂时的封装速度,以免失效;最后,铁粉除氧会使密闭空间的相对湿度在短时间内上升,建议配合硅胶调湿剂同时封存,不可在脆弱的湿度敏感藏品包装中使用。

四、包装封存工作的实施

这次包装工作选择的缓冲减震填充材料是当前文物包装运输行业内通用的发泡聚乙烯板,接触面包装材料选用质地柔软的文物保护专用无酸纸。

包装作业在金属藏品库房内进行,时间限定在2017年5月底前,既能保持相对适宜的包装环境(温度20℃,相对湿度45%),也能配合端午节查库的清点封存工作。作业当天打开金属库内两台除湿机,预设相对湿度调至40%。工作人员逐柜逐架逐号提取藏品,替换下旧囊匣,用无酸纸将金属器包裹,然后将藏品放置在切割好的发泡板上用水笔标示出器型轮廓,依形镟挖出凹槽,将器物放置其中,封盖一层发泡薄板,最后同干燥剂、除氧剂一起封存在防潮箱或保鲜盒内。与此同时,两名保管员将双份藏品信息标签按号分别贴在新装入藏品的容器外壁和盖顶上,后将封装好的藏品放归原位,使日后的查库清点工作方便直观。另一名保管员负责依照清单核对金属器藏品的在库情况及更换包装时的保存状态。

经过五人两个工作日的库内操作,顺利地完成了馆藏金属器的密封包装工作。封装工作中的几个问题需要特别提出:第一,本次包装工作未能给青铜剑、铁炮、釜等特型及大体量藏品配置密封容器装具;第二,库藏中一套多件及残断分体藏品在包装中注意用无酸纸分别包裹装入各自格槽内同盒封存;第三,对于库内包装废料的清运,一定要在全部藏品归位、清点无误封柜后进行;第四,应用密封包装材料对藏品进行除氧调湿封存与库房建筑内的环境调控不是排斥替代的关系,密封包装配合智能藏品柜、精密空调综合治理,才能营造出更加安全、稳定、洁净的藏品保存环境。

本文尽量详细全面地记录了这次库藏金属器的密封包装工作,实际的防潮效果有待下次开箱清点时验证。

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