干縮變形木質文物的復原方法技術

本發明專利技術涉及干縮變形木質文物的復原方法，有效解決考古發現的收縮變形后的木質文物復原時，對文物破壞嚴重、適用范圍小的問題，本發明專利技術解決的技術方案是，第一步用去離子水循環置換的方法對干縮變形木質文物進行脫鹽；第二步放入到潤脹劑中加熱浸漬；第三步使用去離子水置換出木質文物內的潤脹劑；第四步再用無水乙醇置換木質文物內的去離子水；第五步將十六醇溶于乙醇中，制備成十六醇質量濃度為１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％的十六醇乙醇溶液，依次對木質文物進行浸漬；第六步干燥，本發明專利技術復原效果好，不破壞文物，適用于任何體積的干縮變形木質文物的復原。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及考古出土的木材處理，特別是一種。
技術介紹
木材作為人類長期使用的天然材料具有悠久的歷史，其中以木質材料或以木質材 料為主體制作的各類出土木質文物更是豐富多彩，涉及的范圍十分廣泛，具有非常珍貴的 研究價值。由于考古出土的木質文物，在經歷了長期的地下埋藏之后，出土時大多存在有許 多病害，干縮變形就是其中比較常見的病害之一。這種發生在出土前的收縮變形，主要是由 木質文物飽水后其藏環境中水分的波動引起的；而出土后產生的收縮變形則主要是由于保 護不當致使飽水器物中的水分減少造成的。同正常木材的“干縮濕脹”相比，出土木質的干 縮濕脹具有顯著的不同，一般情況下，出土木質文物的干縮具有“不可逆性”，即干縮變形后 的木質文物再進行浸水處理時其形狀是不可恢復的。收縮變形后的木質文物失去了文物的價值，因而如何使變形的木質文物恢復原有 形狀，多年來一直是文物保護工作者努力研究的方向。迄今為止，有關出土變形木質文物的 復原的研究報道，主要有化學方法和物理方法。德國的Hoffman曾采用的NaOH作為膨 脹劑來進行干縮變形木質文物的復原，然而，一方面由于NaOH堿性太強，會加速木質文物 的降解；另一方面采用NaOH作為膨脹劑的效果也不明顯，所以采用NaOH作為膨脹劑不是理 想的選擇；法國學者ChaumatGilles等，采用CO2超流體在加壓情況下滲透入干縮木材中， 然后通過減壓使木材膨脹來恢復形狀。采用這種方法在部分小型木試塊中取得了成功，存 在的弊端主要是可控制性差，不適用于體積較大的木質文物的復原。如何能有效復原收縮 變形后的木質文物為眾所期待。
技術實現思路
針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本專利技術之目的就提供一種干縮變形木質文 物的復原方法，可有效解決考古發現的收縮變形后的木質文物復原時，對文物破壞嚴重、適 用范圍小的問題。本專利技術解決的技術方案是，第一步用去離子水循環置換的方法對干縮變形木質文 物進行脫鹽；第二步放入到潤脹劑中加熱浸漬；第三步使用去離子水置換出木質文物內的 潤脹劑；第四步再用無水乙醇置換木質文物內的去離子水；第五步將十六醇溶于乙醇中， 制備成十六醇質量濃度為10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %、70 %、80 %的十六醇乙醇溶 液，依次對木質文物進行浸漬；第六步干燥。本專利技術復原效果好，不破壞文物，適用于任何體積的干縮變形木質文物的復原。具體實施例方式以下結合實際情況，對本專利技術的具體實施方式作詳細說明。本專利技術的具體步驟是 1)、脫鹽處理18-25°C，具體處理時，分別在18°C、20°C、22°C和25°C下，采用去離 子水循環置換方法進行，即把欲處理的干縮變形木質文物置于容器中，用水泵把去離子水 循環不斷的注入容器中，通過去離子水和干縮變形木質文物中的可溶鹽的置換作用，逐漸 減小木質文物中的鹽分含量，并根據測定的水溶液中離子的含量變化，確定脫鹽清洗的效 果，最終去除干縮變形木質文物中的鹽分；2)、加熱浸漬把脫鹽處理后的干縮變形木質文物放入潤脹劑中，緩慢加熱到 80°C時，停止加熱并保持80°C恒溫，直至潤脹劑中的木質文物的外形尺寸不再變化為止，此 時，隨著木質文物形狀的恢復，潤脹劑也已充滿木材組織，即成恢復原形的木質文物；3)、置換潤脹劑18-25°C，具體置換時，分別在18°C、20°C、22°C和25°C下，將已恢 復原形的木質文物放入去離子水中反復清洗，直至水溶液的PH值為7，此時，水分取代潤脹 劑進入到木材組織中去，使得恢復原形的木質文物處于飽水狀態；4)、無水乙醇置換將飽水狀態的恢復原形的木質文物置于無水乙醇置中，對木質 文物內的水分進行置換，直至水分完全被無水乙醇取代，得到飽含乙醇溶液的木質文物；5)、十六醇乙醇溶液浸漬將十六醇溶于乙醇中，制備成十六醇質量濃度分別為 10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %、70 %、80 %的十六醇乙醇溶液，將飽含乙醇溶液的木質 文物依次放入上述配置的十六醇乙醇溶液中浸漬，并保持53°C恒溫，每次浸漬直至木質文 物的重量不再變化時，再放入質量濃度高一級的十六醇乙醇溶液浸漬，最終使得木質文物 內的十六醇乙醇溶液含量達到80%時，結束浸漬處理；6)、干燥用50-60°C，具體干燥時分別用50°C、55°C、60°C的乙醇溶液清洗浸漬 十六醇乙醇溶液后的木質文物表面的殘余十六醇，然后，置于25°C的通風櫥中干燥，即能使 干縮變形木質文物恢復原有形狀；所說的潤脹劑，是由以重量百分比計乙二胺10-80%、脲1-10%、烷基醇酰胺 0. 01-0. 2 %，余量為水，總量為100 %制成，將乙二胺、脲、烷基醇酰胺和水，混合后，攪拌至 溶解，即得潤脹劑。所說的潤脹劑，是由以重量百分比計乙二胺15%、脲8%、烷基醇酰胺0.03%，水 76. 97%制成，將乙二胺、脲、烷基醇酰胺和水，混合后，攪拌至溶解，即得潤脹劑。所說的潤脹劑，是由以重量百分比計乙二胺45%、脲5.5%、烷基醇酰胺0. 11%, 水49. 39%制成，將乙二胺、脲、烷基醇酰胺和水，混合后，攪拌至溶解，即得潤脹劑。所說的潤脹劑，是由以重量百分比計乙二胺75%、脲2%、烷基醇酰胺0. 18%，水 22. 82%制成，將乙二胺、脲、烷基醇酰胺和水，混合后，攪拌至溶解，即得潤脹劑。為提高干縮變形木質文物的復原效果，本專利技術采用加熱浸漬條件下，以乙二胺、 脲、烷基醇酰胺和水制備的復合溶液為潤脹劑，對干縮變形木質文物進行復原處理，復原結 果表明潤脹復原處理后的木質文物，變形現象消失，外觀尺寸增大明顯，能夠完全恢復干 縮木質文物的原有形狀，并經試驗證明，本專利技術可有效解決考古發現的收縮變形后的木質 文物復原問題，具體實試驗如下木材作為人類長期使用的天然材料具有悠久的歷史，然而受制于木材自身的性 能，只有那些埋藏在干燥環境或飽水狀態下的木質文物才有可能保存下來，這可從遍布世 界各地的出土的大量飽水木質文物中得到證明。飽水木質文物雖然這些文物從外觀上看與正常木材相似，但由于長期的地下埋藏，這些木質文物其木材組織分解嚴重，只能依靠水分 的支撐作用才能保持原有形狀。此時飽水木質文物中水分的減少，就會導致木材的收縮變 形。木材作為一種各向異性材料，具有干縮濕脹的特性。正常木材在絕干狀態至纖維飽和點 含水率區域內表現出的這種干縮濕脹，會隨著木材組織中水分的變化而變化，具有一定的 “可逆性”。同正常木材相比，出土飽水木質的干縮濕脹具有顯著的不同，飽水木質文物對水 分的敏感性要遠遠大于正常木材，在飽水程度較高的情況下，飽水木材中水分的任何減少， 都會引起木材外形尺寸的收縮，并且這種外形尺寸的減小具有“不可逆性”。通常情況下飽 水程度越高，木質文物的干縮變形就越嚴重。一般認為，這種飽水木質因失水導致的干縮變 形是“不可逆”的過程，也即干縮變形的木質文物其形狀是不可恢復的。 采用本專利技術中的潤脹劑，對干縮變形的出土木質文物進行了復原試驗，并采用環 境掃描電鏡、傅立葉紅外光譜、X射線衍射儀對復原前后的木質成分、結構進行了表征。結 果表明經本專利技術中的潤脹劑處理后，干縮木材試樣中木質素的含量、纖維素結晶度明顯降 低；干縮木材中原本塌陷的孔狀結構得以恢復，干縮木材體積的最大膨脹值達420%本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種干縮變形木質文物的復原方法，其特征在于，本專利技術的具體步驟是：１）、脫鹽處理：１８－２５℃，采用去離子水循環置換方法進行，即把欲處理的干縮變形木質文物置于容器中，用水泵把去離子水循環不斷的注入容器中，通過去離子水和干縮變形木質文物中的可溶鹽的置換作用，逐漸減小木質文物中的鹽分含量，最終去除干縮變形木質文物中的鹽分；２）、加熱浸漬：把脫鹽處理后的干縮變形木質文物放入潤脹劑中，緩慢加熱到８０℃時，停止加熱并保持８０℃恒溫，直至潤脹劑中的木質文物的外形尺寸不再變化為止，隨著木質文物形狀的恢復，潤脹劑也已充滿木材組織，即成恢復原形的木質文物；３）、置換潤脹劑：１８－２５℃，將已恢復原形的木質文物放入去離子水中反復清洗，直至水溶液的ｐＨ值為７，此時，水分取代潤脹劑進入到木材組織中去，使得恢復原形的木質文物處于飽水狀態；４）、無水乙醇置換：將飽水狀態的恢復原形的木質文物置于無水乙醇置中，對木質文物內的水分進行置換，直至水分完全被無水乙醇取代，得到飽含乙醇溶液的木質文物；５）、十六醇乙醇溶液浸漬：將十六醇溶于乙醇中，制各成十六醇質量濃度分別為１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％的十六醇乙醇溶液，將飽含乙醇溶液的木質文物依次放入上述配置的十六醇乙醇溶液中浸漬，并保持５３℃恒溫，每次浸漬直至木質文物的重量不再變化時，再放入質量濃度高一級的十六醇乙醇溶液浸漬，最終使得木質文物內的十六醇乙醇溶液含量達到８０％時，結束浸漬處理；６）、干燥：用５０－６０℃的乙醇溶液清洗浸漬十六醇乙醇溶液后的木質文物表面的殘余十六醇，然后，置于２５℃的通風櫥中干燥，即能使干縮變形木質文物恢復原有形狀；所說的潤脹劑，是由以重量百分比計：乙二胺１０－８０％、脲１－１０％、烷基醇酰胺０．０１－０．２％，余量為水，總量為１００％制成，將乙二胺、脲、烷基醇酰胺和水，混合后，攪拌至溶解，即得潤脹劑。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳家昌，柴東朗，周敬恩，黃霞，楊揚，
申請(專利權)人：河南省文物考古研究所，
類型：發明
國別省市：41[中國|河南]