薄荷醇在墓葬壁画抢救性揭取上的应用研究.docx
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1、 薄荷醇在墓葬壁画抢救性揭取上的应用研究 韩向娜 张秉坚 罗宏杰 黄晓 苏伯民内容摘要:薄荷醇是一种天然产物,在食品、日化和药物产业方面均有广泛的应用。利用薄荷醇在室温下能够自然挥发的特性,本文提出将其作为新型的墓葬壁画揭取材料用于考古发掘现场出土的墓葬壁画抢救性保护。在实验室对利用薄荷醇揭取壁画的可行性进行了系统研究,结果表明:薄荷醇能够满足壁画揭取的需求,在高于其熔点2040的温度下施工具有最好的揭取效果,多次涂刷能够达到最佳的加固效果。使用薄荷醇对西安市一处唐墓壁画进行了现场壁画揭取试验,结果显示薄荷醇是一种有效的墓葬壁画揭取材料。关键词:薄荷醇;壁画揭取;临时固型;可控去除K854.3
2、 :A :1000-4106(2016)05-0142-08Abstract: An important natural compound extracted from plants, menthol has been widely used in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries. By taking advantage of its ability to volatilize at room temperature, this compound has been proposed as a new material usef
3、ul for removing ancient tomb murals for better on-site conservation. This paper presents a feasibility study of menthol for this purpose under systematic laboratory conditions, concluding that menthol indeed meets the requirements of mural conservation work. Menthols best operational temperature is
4、about 20-40 higher than its melting point and the duplicative treatment of melted menthol shows the best consolidation efficacy. Finally, a field test was successfully carried out in a Tang dynasty tomb in Xian, which further proved that menthol is an effective material for separating the murals fro
5、m the walls.Keywords: menthol; ancient murals; Detachment; temporary consolidation; controlled removal1 引 言壁画是依附于建筑物墙壁上的绘画。中国古代的壁画艺术包括建筑壁画、石窟壁画和墓葬壁画等。这些壁画反映了当时社会政治、经济、文化、生活习俗、宗教、艺术、哲学、美学等诸多方面,其制作方法也与当时的政治、经济、文化、技术发展水平相适应。其中墓葬壁画是人们幻想在死后继续享受生前生活的反映,内容丰富,题材广泛,具有鲜明的时代特征,集中体现了当时壁画艺术的杰出成就。墓葬壁画因为深埋在地下而得以留存
6、,弥足珍贵,具有极高的历史价值、艺术价值和科学价值。墓葬壁画大多绘制在草拌泥的地仗层或者白灰层上,称为有地仗壁画;有的直接绘制在整修平整的墓壁上,称为无地仗壁画。墓葬壁画的这种结构决定了其脆弱性。在埋藏环境中长期受地下水和可溶盐的侵蚀,地仗材料变得疏松,力学强度下降,导致壁画开裂、空鼓、脱落、甚至坍塌。壁画颜料层中的胶结物老化失去黏结力,使得颜料层起翘、粉化、脱落等。再加上盗墓活动,目前考古发现的几乎所有的墓葬壁画都存在不同程度的破坏。由于发掘现场条件和壁画出土状况的限制,原址保护不太可能,在绝大多数情况下墓葬壁画需要揭取迁移至室内进行保护1。墓葬壁画的保护包括两部分,一是考古发掘现场的保护性
7、揭取,一是实验室内的保护修复。目前墓葬壁画的保护性揭取的主要工艺:考古现场原始记录、画面预处理、确定分割线制壁画夹板、逐块烘干、加固并封护、涂胶、贴纸、贴布、再烘干、切割画面、揭取、包装运输和暂存2。在揭取壁画时,要求起加固封护作用的揭取材料能够固型,在切割、揭取、转移壁画的过程中不变形,具有一定的抗震动能力和机械强度,在后续保护修复中可以去除、无毒无残留、不影响其他加固剂、封护剂和支撑材料的使用,不能造成壁画基底损害等。曾用来加固封护的揭取材料有团粉浆糊3,4、桃胶5、环氧树脂6、PrimalSF-0167、聚乙醇缩丁醛类8,9和Paraloid B72等。使用这些揭取材料时,需要提前对壁画
8、进行烘干,以增加材料的渗透深度,缩短固化时间。但是烘干壁画,工程浩大,耗时耗力,尤其在空间狭小、高湿低温的墓室中,要不间断连续烘干,烘干后必须立刻涂胶,以防回潮。这极大地限制了操作时间。烘干墓室造成工作环境闷热难耐,大大增加了工作负荷。对壁画揭取材料的性能和作用机理认识不足,加之环境因素的影响,导致已经揭取壁画遭受二次损坏的越来越多,这一点已逐渐引起壁画保护工作者的关注和重视10-12。经过大量调研,我们发现,薄荷醇在室温下可以升华,具有挥发性,能够实现临时固型和后期的可逆去除,可用于墓葬壁画的揭取。薄荷醇通常是由薄荷的茎叶经过水蒸气蒸馏提纯得到的13,为无色针状或粒状结晶。薄荷醇有8种异构体
9、,它们的呈香性质各不相同,左旋薄荷醇具有薄荷香气并有清凉的作用,消旋薄荷醇也有清凉作用。早在2000年前,薄荷就被用来入药,具有止痒14、止痛15、安定皮肤16的作用;薄荷醇还可用作牙膏、香水、饮料和糖果等的赋香剂17,18。作为药物和食品添加剂,薄荷醇的毒理毒性数据健全19,20。薄荷在我国种植面积广泛,产量巨大、品质优良、价格低廉;薄荷醇加工工艺成熟。2012年前,中国一直是全球最大的薄荷种植国。中国的薄荷油、薄荷醇产销量和出口量约占当时国际市场的50%;国内薄荷粗油总产量曾一度达到8000多吨,出口约占产量的6成左右。薄荷醇在中国的诸多优势,是我们优先选用它作为新型壁画揭取材料的原因所在
10、。并且,在我们之前的工作中,薄荷醇已经作为临时性固型材料,成功应用于秦始皇兵马俑博物馆1号坑发掘现场21,22。通过实验室研究薄荷醇的渗透深度和渗透分布,我们评估了薄荷醇的壁画揭取能力,研究了薄荷醇的最佳施工温度和施工工艺,并在现场试验中使用薄荷醇成功地对西安市一处唐墓壁画进行了揭取。2 实验部分2.1 材料和试剂2.1.1 模拟陶胎样品本次实验中采用自制的模拟陶胎样品,以代替文物样品。将取自秦始皇陵园北侧附近的黄土过40目筛子,压成20cm5cm的砖块,先在110烘箱中干燥5h,再在干燥器中冷至室温,最后在700下烧制,得到模拟陶胎样品(以下简称陶胎样品)。其矿物成分主要包括绢云母、石英、钾
11、长石、斜长石、角闪石、方解石、高岭石和伊利石等,平均孔隙率为32%左右。2.1.2 试剂L薄荷醇(98%,熔点42,阿拉丁试剂,以下简称薄荷醇)2.2 仪器及其测试条件瑞士梅特勒-托利多公司的AB-140N电子天平,德国IKA的RCI basic S25磁力搅拌器,Brookfieldviscometer产的DV-II黏度计,美国ThermoNicolet的iN10显微红外光谱仪,深圳新三思计量技术有限公司生产的万能力学测试机,型号CMT5205,Nikon D700数码相机。2.3 材料性能表征方法2.3.1 渗透深度和分布将1g薄荷醇分别在60、70、80、90、100的温度下加热融化,将
12、模拟陶胎样品(40mm40mm15mm,25)的一端浸泡在熔融的薄荷醇熔体里,熔体侵入瞬间立即用铅笔在最初的浸泡线上画线标记,观察熔体的上升情况,180s后记录熔体前沿线的位置,画线标记,用直尺测量熔体上升的高度,作为渗透深度的数据。将薄荷醇浸泡过的模拟陶胎样品切割,使用iN10红外显微镜观察薄荷醇在陶胎样品内部的分布情况。红外显微镜采用光圈尺寸50?滋m50?滋m,步长200?滋m,使用ATR反射模式,红外光谱范围4000600cm-1,分辨率8cm-1,跟踪薄荷醇的特征峰2941cm-1的位置,测试结果使用假彩色成像。2.3.2 壁画揭取能力和最佳施工温度的确定将2g薄荷醇加热熔融后分别倾
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