纖維鑒別在紡織品修復(fù)保護中的作用

姚敏

摘 要：中國的紡織品有著悠久的歷史，紡織品與人類生活有著密切的聯(lián)系。近幾年來隨著文物保護科學(xué)研究工作的深入開展，對紡織品文物的保護也受到越來越多的重視。要想了解、研究古代紡織品文物，首先就要先了解其組成成分，就是要弄清楚古代織物是由什么樣的天然纖維組成。文章從紡織品文物保護修復(fù)的角度出發(fā)，對比天然纖維的種類、結(jié)構(gòu)和特性，介紹古代紡織品纖維的鑒別方法，為古代紡織品文物的保護修復(fù)提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：紡織品文物;纖維;種類;鑒別;方法;保護修復(fù)

新疆位于絲綢之路這條貫通亞歐的古老貿(mào)易通道的中段，在絲綢之路文化歷史上有著極其重要的地位。獨特的地緣優(yōu)勢，孕育了古老的西域古代文明，反映了古代西域各民族文化與歐亞文化的融合與交織。它是人類幾大文明的交匯地，而其獨特的服飾文化則成為現(xiàn)今人們研究古代服飾的重要領(lǐng)域，具有極高的學(xué)術(shù)價值。

新疆得天獨厚的氣候環(huán)境使得那些在地下埋藏了上千年的紡織品文物得以完好的保存。但是，這些出土的珍貴的紡織品文物大部分也存在殘損的情況。為了能更好地研究和修復(fù)保護這些紡織品，前期的纖維鑒別是不可缺少的，這也是紡織品文物保護的第一步，只有確認纖維的種類，才能針對其特性采取相應(yīng)的保護修復(fù)方法。

1 紡織纖維的分類

橫截面的直徑從幾微米到幾十微米，長度比直徑大許多倍，有一定的細度、強度、可繞曲性和其他作用的，可以用來制作紡織品的纖維，稱為紡織纖維。紡織纖維種類繁多，根據(jù)來源分為天然纖維和化學(xué)纖維。

1.1 天然纖維

只要是在自然界生長、形成的纖維均可稱為天然纖維。從天然纖維的生物屬性又可將其分為植物纖維、蛋白纖維和礦物纖維。古代的紡織品均為天然纖維，從化學(xué)、物理屬性以及外形上又可分為植物纖維和動物纖維兩大類。

1.1.1 植物纖維

從植物上取得的纖維稱為植物纖維。植物纖維包含種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實纖維和竹纖維。常見的種子纖維有棉、苧麻、黃麻、亞麻等。

棉纖維的主要成分是纖維素，是天然的高分子化合物，它是一根扁帶中空的管狀物體，橫截面為不規(guī)則的腰圓形，成熟度的不同決定了形狀的不同，因為纖維細長帶天然的轉(zhuǎn)曲性，強度大，加工方便。

麻纖維和棉纖維一樣，主要由纖維素組成，并含有硬皮、果膠、半纖維素和木質(zhì)素、蠟質(zhì)等細胞物質(zhì)，不同種類的麻纖維的截面形狀大不相同。棉纖維和麻纖維都是古代紡織品的重要原料。

1.1.2 動物纖維

從構(gòu)造和性質(zhì)來看，動物纖維和植物纖維是完全不同的。從動物身上取下的纖維稱為動物纖維。因主要組成物質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以被稱為天然蛋白質(zhì)纖維。比如毛纖維和絲纖維。毛纖維是動物皮毛中取得的，如羊毛、駝毛、兔毛等。而絲纖維是由一些昆蟲分泌物形成的。如桑蠶絲、柞蠶絲等。

1.2 化學(xué)纖維

采用天然聚合物為原料，經(jīng)過化學(xué)方法與機械加工制造而成的纖維，稱為化學(xué)纖維?；瘜W(xué)纖維包括再生纖維和合成纖維。

2 天然纖維的結(jié)構(gòu)與特性

2.1 棉（棉纖維）

棉纖維主要是以纖維素組成的。棉纖維的斷面由許多同心圓組成，主要有初生層、次生層和中腔層三部分。棉纖維截面呈腰圓形。棉纖維長度不一，正常成熟的棉纖維橫截面粗、強度高、彈性好、吸色性好并有較多的天然轉(zhuǎn)曲（圖1）。

2.2 麻（麻纖維）

麻纖維的主要成分也是由纖維素組成的，并且含有木質(zhì)素、半纖維素、果膠等其他物質(zhì)。纖維細長，兩端封閉，橫截面呈橢圓或多角形。纖維存在于麻莖的初生韌皮內(nèi)部，纖維天然扭曲，原纖在經(jīng)向呈層狀結(jié)構(gòu)，縱向有條紋，麻纖維的寬度很不規(guī)則。寬度變化的地方有麻節(jié)，這是在纖維的緊張彎曲處部分原纖分裂所致（圖2）。

2.3 絲（蠶絲）

蠶絲的主要成分是由絲素和絲膠兩種蛋白質(zhì)組成，由大約20種不同的α-氨基酸縮聚而成的，絲膠是球蛋白質(zhì)，水溶性較好，絲素是纖維狀蛋白質(zhì)。蠶絲包括桑蠶絲、柞蠶絲、天蠶絲等。桑蠶絲截面呈現(xiàn)不規(guī)則的三角形，三邊相差不大，角略圓鈍，繭絲截面呈半橢圓形，繭絲的截面也從圓鈍漸趨扁平。柞蠶絲的橫截面比桑蠶絲的橫截面更為扁平，生絲是由數(shù)根繭絲相互抱合并由絲膠黏合而成，其截面形狀近似橢圓形。蠶絲的吸濕性較好，由于蠶絲具有多層絲素、絲膠的層結(jié)構(gòu)，使其蠶絲的光澤柔和、悅目（圖3）。

2.4 毛（羊毛）

羊毛也是由大約20種不同的α-氨基酸縮聚而成的，不同的羊毛品種及毛纖維內(nèi)部的不同氨基酸組成有所不同。毛纖維均勻分布在皮膚的表面，呈簇狀密聚在一起。毛纖維是一種由不溶性蛋白質(zhì)構(gòu)成的多層次生物組織。毛纖維的外觀是細長的柱體，自然卷曲，其橫截面幾乎是圓形。纖維的最外層是表皮層，內(nèi)層是皮質(zhì)層，而較粗羊毛的中心存在髓質(zhì)層。表皮層又叫鱗片層，片狀角質(zhì)組織，根部附著于皮質(zhì)層，類似魚鱗片一樣重疊覆蓋于纖維表面。皮質(zhì)層由兩種皮質(zhì)細胞構(gòu)成。羊毛的表面有鱗片結(jié)構(gòu)，順鱗片方向和逆鱗片方向的摩擦系數(shù)都不同。當毛纖維在濕熱條件下，受到擠壓或揉搓等外力作用時，纖維易向阻力較小的方向移動，產(chǎn)生不可恢復(fù)的纏結(jié)（圖4）。

3 纖維鑒定的幾種方法

3.1 感官鑒別法

感官鑒別法就是通過感官來鑒別纖維制品，用眼睛觀察纖維的形態(tài)特征，用手來感覺纖維，用耳朵的聽覺感受纖維的聲響來鑒別。感官法是相對比較簡單的鑒別方法，若要精確地對紡織品文物的纖維進行鑒定，就要借助其他的纖維鑒別方法。對于出土品和傳世品的紡織物來說，部分感官法會對其造成一定的損傷。所以應(yīng)采用適宜的方法來鑒別。

3.2 燃燒法

用鑷子夾住鑒別的纖維，緩慢地接近火焰，仔細觀察纖維，從靠近火焰、火焰中、離開火焰所產(chǎn)生的不同現(xiàn)象和燃燒時產(chǎn)生的氣味以及燃燒后剩余的殘留物來分辨纖維的類別。

棉和麻的燃燒情況基本一致，都是靠近火焰時不熔不縮，接觸火焰開始燃燒，離開火焰后繼續(xù)燃燒，燃燒速度快，有燒紙氣味，殘留物呈黑色，細軟，一捏就碎。

絲的燃燒情況：靠近火焰時熔并卷曲，接觸火焰引起燃燒熔化，離開火焰時開始繼續(xù)延燃，有時熄滅并伴有閃光，殘留物呈松而脆的黑色顆粒狀。

毛的燃燒情況：靠近火焰時熔并卷曲，接觸火焰引起燃燒卷曲并熔化，離開火焰時燃燒緩慢，有時自滅，有燃燒的毛發(fā)味，殘留物呈松而脆的黑色焦炭狀。

燃燒鑒別的方法相對簡單也比較快捷，但是對于珍貴的紡織品文物，最關(guān)鍵的問題就是取樣，所以如果在允許的取樣范圍內(nèi)，在不對文物本體造成損壞和破壞的情況下，可以使用燃燒法來對其纖維進行鑒別。

3.3 顯微鏡觀察法

利用顯微鏡能夠快速正確地通過觀察紡織纖維的縱面和橫截面的形狀進行鑒別。本次借助中日韓絲綢之路沿線紡織品文物保護修復(fù)培訓(xùn)班對幾件紡織品文物進行的纖維鑒別，用奧林巴斯BX51M金相顯微鏡觀測纖維縱面：將要觀察的纖維并向排列，放于載玻片上，加上一滴甘油，蓋上蓋玻片，放置在顯微鏡的載物臺觀察其形態(tài)。與現(xiàn)在的麻絲毛標準圖片進行對比（此次中日韓紡織品培訓(xùn)班實習修復(fù)文物中沒有棉織品）。對比如圖5～圖10。

通過觀察初步確定取樣的幾種纖維符合現(xiàn)代標準圖譜中的特征。為了加強論證，對相關(guān)纖維還需進行橫截面觀察。

觀測纖維的橫截面：制作纖維的觀察切片，將微量的纖維樣品包在羊毛條中，夾入哈式切片器，把分離的金屬板組合好，用刀片將多余的露在外面的羊毛條切除，把螺座旋轉(zhuǎn)回到原來位置。將其螺絲旋轉(zhuǎn)，會有包置于羊毛條中的樣品一起頂出哈式切片金屬片上，頂出的表面約為20微米，將濃度為5%火棉膠涂在其上層，火棉膠干后成為一層薄膜，用刀片將附有火棉膠膜的纖維樣品切下，形成一個橫截面，用鑷子夾上放在滴有甘油的載玻片上，蓋上蓋玻片放置在顯微鏡的物鏡上進行觀察。對比如圖11～圖16。

各種纖維的縱橫面形態(tài)描述：

棉：縱面纖維天然轉(zhuǎn)曲、扁平帶狀，橫截面纖維有中腔，呈不規(guī)則腰圓形。

麻：主要是亞麻、苧麻，縱面纖維有橫節(jié)豎紋，橫截面纖維有中腔，呈多角形或腰圓形。

絲：主要是桑蠶絲、柞蠶絲，縱面纖維光滑、透明，橫截面纖維呈不規(guī)則三角形或扁平不規(guī)則三角形。

毛：主要是羊毛，縱面纖維表面粗糙，鱗片呈環(huán)狀、瓦狀，橫截面纖維近似圓形或橢圓形。

3.4 溶解法

溶解法是利用纖維在各種化學(xué)溶劑中的狀態(tài)鑒別。單一成分的纖維，將少量纖維放入試管中，滴注選擇好的溶劑，觀察纖維在溶劑中的情況?；旌铣煞值睦w維，則可放在有凹面的載玻片上，滴上溶劑，通過觀察來鑒別纖維。

棉在濃度為30%的鹽酸中不溶解，在濃度為75%的硫酸中溶解，在煮沸的5%氫氧化鈉中不溶解。

羊毛在濃度為30%的鹽酸中不溶解，在濃度為75%的硫酸中不溶解，在煮沸的5%氫氧化鈉中溶解。

蠶絲在濃度為30%的鹽酸中溶解，在濃度為75%的硫酸中溶解，在煮沸的5%氫氧化鈉中溶解。

麻在濃度為30%的鹽酸中不溶解，在濃度為75%的硫酸中溶解，在煮沸的5%氫氧化鈉中不溶解。

除上述幾種纖維鑒別方法外，還有以下幾種常見的纖維鑒別方法，此次修復(fù)的文物中未使用到。

紅外光譜法：因為各類纖維中存在著不同的化學(xué)基團，在紅外光譜中就會出現(xiàn)這種纖維的特征吸收譜帶。這種方法鑒別大類別基團很有用，也可以反映纖維的老化結(jié)果。

X射線衍射光譜法：各種纖維都有不同的結(jié)構(gòu)，當X射線照到纖維的結(jié)晶區(qū)時，一部分光會發(fā)生衍射，不同的纖維存在著不同的衍射圖。

差熱分析技術(shù)：以測定纖維物質(zhì)在加熱或冷卻過程中的熱效應(yīng)為基礎(chǔ)。物質(zhì)加熱或冷卻時，常常伴隨著吸熱和放熱的過程，不同品種的纖維有特定的差熱數(shù)值圖。

4 結(jié)語

綜上所述，纖維鑒別為確定古代紡織品的種類，為我們今后更好地修復(fù)保護文物提供了有力的科學(xué)依據(jù)。通過此次文物修復(fù)的實踐也證明了纖維鑒別對古代紡織品文物修復(fù)的重要性和必要性。

參考文獻

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