彩绘回贴技术在秦代高级军吏俑保护修复中的应用

兰德省，容　波，夏　寅，周　铁，王东峰

(1. 陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地，秦始皇帝陵博物院，陕西西安　710600；2. 陕西省陶质及彩绘文物保护修复工程技术研究中心，秦始皇帝陵博物院，陕西西安　710600)



彩绘回贴技术在秦代高级军吏俑保护修复中的应用

兰德省1，2，容波1，2，夏寅1，2，周铁1，2，王东峰1，2

(1. 陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地，秦始皇帝陵博物院，陕西西安710600；2. 陕西省陶质及彩绘文物保护修复工程技术研究中心，秦始皇帝陵博物院，陕西西安710600)

摘要：秦俑一号坑新出土一件高级军吏俑(俗称“将军俑”)，发现该俑彩绘病害复杂。彩绘脱落严重、泥土附着物面积过大、部分彩绘层已剥离陶俑本体并附着于背部土层上、土层厚重且严重开裂、移位，必须进行保护修复。针对这种复杂的彩绘病害情况，先期进行彩绘分析，根据分析的结果，进行局部回贴试验。在小面积彩绘回贴技术成功的基础上，通过准确定位将残存于土块上的彩绘花纹图案回贴于原位，进行大面积彩绘回贴保护，效果良好。本研究结果可为以后出土的陶质彩绘文物回贴技术提供参考和借鉴。

关键词：秦俑；彩绘；回贴技术

0　引　言

彩绘回贴技术是秦俑保护修复的技术难点，通过回贴加固彩绘进一步反映真彩秦俑的原貌及秦代军队服饰的装备。近年来通过多次小面积彩绘回贴实验，取得了新的进展。本次彩绘回贴是在小面积实验成功的基础上，通过准确定位将残存于土块上的彩绘花纹图案回贴于原位，效果良好，对继续发掘出土的G8、G11过洞彩绘兵马俑保护修复工作奠定了坚实的基础。为秦代军事文化中的服饰文化研究提供了第一手资料。

2009年6月13日，秦俑博物馆第一次独立对一号坑进行第三次考古发掘，发掘区域位于一号坑第二十三探方(T23)，面积200m2(图1)。经过一年多的科学清理，已出土兵马俑107件，其中T23：G9过洞出土陶俑31件、陶马8匹；G10过洞出土陶俑68件(图2)。这些陶俑陶马自考古发掘以来，文物保护人员始终用现代科技保护手段对彩绘兵马俑进行预防性保护，经过一年多的现场保护处理，为保护修复工作提供了良好的基础。2011年11月，T23：G9：9号高级军吏俑(将军俑)经过现场保护处理后从一号坑提取至彩绘保护实验室，对彩绘进行病害调查和检测分析，根据分析结果，确定回贴加固方法。

图1　一号坑布方平面图Fig.1　A pit of cloth floor plan

图2　T23出土兵马俑位置图Fig.2　T23 unearthed Terra-cotta warriors locations

埋藏状态下的秦俑出土前处于与外界隔绝、恒温、恒湿、缺氧、避光、抑菌的良好环境。发掘出土后，文物骤然转入空气中，地下相对稳定的平衡状态被打破。此时的文物于地上环境之间经历一个相互作用而又重新建立平衡的过程，在此过程中彩绘文物会伴随着产生各种病害，其中彩绘剥落情况最普遍，起翘、龟裂、空鼓、酥粉、风化等次之。其二，提取、运输、包装过程中对彩绘层造成物理性损害，文物胎体已有酥粉、风化痕迹，部分器物甚至形成断裂、残缺、剥落现象。其三，在经历了两千多年的高压和高湿度而遗留下来的彩绘层，出土后经历了压力和温湿度的急剧变化后，迅速地从陶体表面起翘，有的随时脱落及酥粉的危险。其四，由于二千年前的焚毁塌陷，遗迹上面堆积的土壤变换，颜料及粘合剂发生变化或者分解，尤其是彩绘层里的有机成分—胶结材料，几乎已失去了粘性。这些病害表明彩绘秦俑如果不及时采取有效的保护措施，否则彩绘将会消失殆尽[1]。急需进行抢救性回贴加固处理。

1　保存现状

T23：G9：9号将军俑，出土后共残40片，有头(头部残4片)、双臂残17片、腿及踏板残4片、铠甲上旅及领口残14片、铠甲下旅、底袍及左腿残1片(图3和图4)。

图3　残片现状Fig.3　Fragments of the status quo

图4　出土位置Fig.4　The unearthed position

该俑前部位(上旅、中旅、下旅)彩绘完全脱落，后背部下旅附着有大量的泥土附着物和其他附着物，泥土附着物过厚(10～15cm)、面积过大(0.6m2)，泥土附着物下面可能存在大面积彩绘，从边缘残留彩绘情况可知彩绘层老化严重，且大部分彩绘完全与俑体剥离并附着于土块上，剥离出的彩绘土块(裙下摆)及腰带有漆底层，泥土附着重5～10kg，整体移位严重(最大1cm)。

为了保存残存的彩绘层，将背部下旅10cm×15cm×0.6cm的泥土附着物与将军俑下半身一起提取。背部泥土附着物已经干燥、收缩，出现开裂现象，这种现象往往伴随着彩绘层的局部收缩，整体开裂。再加上土层的局部重力影响，现场清理等因素而出现土块开裂、移位、错位，甚至整体剥离等(彩绘层与俑体的附着力主要依靠土块的重力来维护，在土块重力作用方向与彩绘层与俑体附着力的方向不一致时，土块的重力影响对彩绘层是破坏性作用)。在这种复杂物化条件的共同影响下，形成了彩绘以脱落为中心，不完全脱落(图5和图6)和完全脱落(图7)两大类。其中脱落分缺失性脱落、附着在其他物体上两小类，不完全脱落根据其特点可分起翘、空鼓。残留彩绘主要有三层：底层漆皮、中层颜料层、土层残留颜料层及部分漆皮。复杂多变的物化环境形成了彩绘病害的多样性。

图5　同一位置陶俑本体彩绘脱落Fig.5　The polychromy detached from the Terra-cotta figure

图6　同一位置与土块残留彩绘Fig.6　The polychromy detached from the same location and adhere on soil fragment

图7　完全脱落的腰带彩绘Fig.7　The polychromy completely detached from the Terra-cotta figure’s belt

2　科学检测分析

秦俑彩绘颜料以往分析研究工作较多[2-5]，仍然对该将军俑脱落彩绘残渣样品进行了偏光显微分析、拉曼光谱分析和剖面分析。

通过偏光显微和拉曼光谱分析得出黑色是炭黑，红色为朱砂，白色为骨白，粉色为朱砂和骨白，绿色为石绿，紫色为汉紫。通过剖面观察可知颜料层厚度在0.010～0.200mm，漆底层厚度在0.040～0.120mm[2]；彩绘层分为三层，底层是漆皮、中层是颜料层、上层是土层残留颜料层及部分漆皮；红色颜料和及少量蓝色颜料颗粒混合存在，绿色颜料和黑色颜料层厚度较为均匀，其中9号样品为绿色颜料层和白色颜料层两层彩绘颜料，土层残留彩绘层基本均匀且和土层有明显的分层现象。

颜料调和剂的分析早期采用微量化学泡沫法未能分析得出确定结果[2]，后比萨大学利用气相色谱—质谱联用技术分析结果为鸡蛋[6]，但经过实际采用鸡蛋调和颜料模拟涂饰，效果不佳；采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析方法分析结果为皮胶或骨胶等类型的动物胶[7]，是秦俑颜料调和剂目前为止最为可靠的结果。

上述有关彩绘、颜料和颜料调和剂的分析结果为彩绘回贴制定合理的修复计划提供了理论依据。

3　彩绘回贴科学研究

3.1彩绘回贴的意义

陶俑身上残存的彩绘，通过彩绘回贴技术复原真彩秦俑，彩绘纹饰恢复并回到文物本体上更有利于其保存与研究两千多年前秦人对服饰的爱好和审美情趣等，其中将军俑的服饰、色彩、图案、形制为研究秦人的军服、等级制度的划分、兵役等许多社会问题提供了实物证据，具有重要的历史意义和艺术价值。如何再现和延续它的艺术价值，保护修复成为关键的技术手段。

3.2彩绘回贴方法实验研究

3.2.1回贴试剂的筛选试验了7种回贴试剂。

1) B-72。称取B-72固体颗粒1.5g，丙酮溶剂28.5g，配成浓度为5%B-72丙酮溶液；

2) B-48N。称取B-48N固体颗粒1.5g，丙酮溶剂2.85g，配成浓度为5%B-48N丙酮溶液；

3) Primal SF-016。称取固含量为50%的SF-016样品溶液3g，蒸馏水27g，配成浓度为5%的溶液；

4) Rhoplex MC-76。称取固含量为40%的MC-76样品溶液3.75g，蒸馏水26.25g，配成浓度为5%的溶液；

5) 聚氨酯。称取固含量为40%的聚氨酯样品溶液3.75g，蒸馏水26.25g，配成浓度为5%的溶液；

6) 鱼鳔胶。称取若干干鱼鳔和蒸馏水以1∶10的比例，保持60℃水浴加热48h，过滤、自然干燥，形成鱼鳔干胶。本次实验使用时，称取1g干胶，19g蒸馏水，制成5%的鱼鳔胶溶液；

7) 桃胶。称取1g桃胶粉，19g蒸馏水，制成5%的桃胶溶液。

以成膜性能而言，B-72加固和成膜性能较佳(表1)。

表1　加固材料成膜情况

3.2.2彩绘回贴试验将上海硅酸盐研究所烧的陶砖(烧成温度950℃，吸水率为18.55%，表气孔率为28.79%)切成6cm×3cm×2cm的陶块。将散落于土块的生漆彩绘平放于模拟陶块上，选取三组实验块，以小面积回贴方法为基础现场实验研究，实验结果见表2。

表2表明，联合保护剂对彩绘进行保护后再用20%B-72乙酸乙酯溶液进行回贴保护，效果良好。加固后彩绘层的强度都有了明显的增强。在操作过程中，应注意控制彩绘层吸收较快加固溶液的渗入量，以防止过量；也要尽量提高彩绘层吸收较慢加固液的渗入量，以免其不足。因此，滴加的B-72量不能多，否则在彩绘层的表面形成发亮的膜，而产生玄光。

表2　回贴试验

实验证明，彩绘回贴以B-72联合保护法为理想。在实际的操作过程中，可视具体情况，根据少量多次的原则，酌情增加加固次数。

3.2.3彩绘回贴工艺采用6道工艺步骤。

1) 以准确定位彩绘部位及彩绘层完全与俑体脱落附着于泥土层上的彩绘部位自然开裂的裂纹为基准，把大面积的土层进行标号、拍照、分离、取下、再拍照。

2) 用30%PEG 200+5%Rhoplex MC-76(丙烯酸乳液)对生漆层及颜料层联合加固保护，用30%PEG 200+3%MC-76+67%去离子水(2～3d)；60%PEG 200+5%MC-76+35%去离子水(2～3d)；80%PEG 200(2d)；分别对俑体残留彩绘层、土层残留彩绘进行保护性加固，恢复其延展性及结构强度[3]。

3) 以Paraloid B-72(乙烯甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯)乙酸乙酯溶液为载体，恢复彩绘层与俑体之间的附着力，之后清理泥土附着物，达到延长彩绘寿命的目的。B-72乙酸乙酯溶液浓度及其用量：浓度以不完全渗透为准，用量以在彩绘层表面形成一层均匀的薄膜为基准，浓度过低会导致B-72乙酸乙酯溶液完全渗透彩绘层，渗透到泥土层上造成回贴后清理泥土附着物的不便，重则影响回贴清理后的彩绘表面效果，过多的5%B-72乙酸乙酯溶液会造成彩绘表面的不平整，局部与俑体不能完全接触，造成回贴后空鼓的现象。所以在回贴过程中要严格把控B-72乙酸乙酯溶液浓度及其用量[8]。

4) 对彩绘层及彩绘层相对应的俑体部位均匀涂刷B-72乙酸乙酯溶液待干后，用小喷壶雾化乙酸乙酯溶液对涂刷B-72乙酸乙酯溶液的彩绘层及彩绘层相对应的俑体部位均匀喷涂适量的乙酸乙酯溶液并迅速回贴土块，轻按至B-72乙酸乙酯溶液完全固化，恢复彩绘层与俑体之间的附着力为止(回贴顺序以袍角、衣服褶皱为坐标、以泥土层茬口为基准线对其彩绘层进行复位回贴)。

5) 在加固好的彩绘残片上，均匀喷涂彩绘回贴试剂，用微湿的脱脂棉轻轻地压住彩绘，使其能很好地与残片表面粘牢，使得边缘或者中部不再翘起。加固完成后清理彩绘层上的泥土附着物。

6) 对回贴效果进行评估：通过分析、实验论证发现：(1)使用PEG进行平展，保湿；(2)加固剂对彩绘颜料层与生漆层的粘结加固作用理想，避免了生漆彩绘在回贴后失去色彩而酿成不可挽回的后果；(3)实际加固回贴中使用B-72进行回贴，彩绘回贴方法可行，可操作性强。大面积彩绘回贴的应用在一定程度上完善了彩绘保护修复方法、延长了彩绘层的寿命，还原了陶质彩绘文物彩绘原貌。延续了其历史价值。

3.3彩绘回贴实例应用

3.3.1彩绘加固以前采用PEG保护生漆彩绘时，常用的方法是PEG浸渍法，PEG浸渍冷冻干燥法等[9]。聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯树脂涂料的简称，是以聚氨酯树脂为主要成膜物质的涂料。聚氨酯树脂是由多异氰酸酯与多羟基化合物聚合而形成的，由于分子链中含有异氰基(-NCO)和氨基甲酸酯基(-NH-COO-)，聚氨酯树脂表现出高度的活泼性和极性，对各种材料具有较高的粘接性能。大分子链之间能够形成氢键，使其有高的强度和耐溶剂腐蚀性。由于异氰酸酯中具有柔性的分子键，聚氨酯有很高的弹性，耐振动性、抗冲性、耐疲劳、特别是耐低温性能极好。该材料是在自然条件下干燥的，涂膜本身有良好的机械性能和耐候性、抗腐蚀、抗盐雾、防霉菌等特性，但长期暴露于环境中容易泛黄。近年来秦俑彩绘保护技术研究课题组经实验验证用丙烯酸酯乳液替代聚氨酯乳液，使得加固剂从彩绘层扩散到生漆层后还能够渗人陶层，增强了加固效果，使彩绘底层在干燥期间能够尽量保持原外观和原始尺寸[4]。这种联合处理的保护方法在加固兵马俑彩绘层上有较好的功效，但由于是使用双组分，很难保证加固剂的均匀分散性。为探索防止秦兵马俑彩绘的生漆底层和陶体脱落的方法，张军等[10]用自行设计的几种以有机硅为基体的加固剂将老化生漆片分别黏附到经过预处理的陶表面，从而针对加固剂固化速率、渗透性、铺展性、粘结强度等五方面进行了比较实验。结果表明，加固剂的粘结强度与加固剂本身、加固剂固化温度以及固化后的成膜比例有关；改性有机硅与陶体以及生漆底层均有很好的润湿性，固化工艺合适即能起到很好的粘结效果；其中以环氧树脂改性有机硅为基体、二甲苯为溶液、三乙醇胺为固化剂的复配体系具有良好的综合性能。按照秦俑彩绘保护技术研究课题组所用的30%PEG 200+5%MC-76联合保护剂对高级军吏俑附着于泥土层上的彩绘与俑体残存彩绘进行保护加固，最大程度上恢复彩绘层自身结构强度、延展性，待保护加固完成后，可进行回贴。

3.3.2彩绘回贴对彩绘层及彩绘层相对应的高级军吏俑俑体部位均匀涂刷20%B-72乙酸乙酯溶液，待干后，用小喷壶雾化乙酸乙酯溶液对涂刷20%B-72乙酸乙酯溶液的彩绘层及彩绘层相对应的俑体部位均匀喷涂适量的乙酸乙酯溶液并迅速回贴土块，轻轻按压20%B-72乙酸乙酯溶液完全固化，恢复彩绘层与俑体之间的附着力为止(回贴顺序以袍角、衣服褶皱为坐标，以泥层茬口为基准对其彩绘层进行复位回贴)。

3.3.3清理附着物用2A溶液(去离子水+乙醇)润湿并逐层软化回贴后的泥土附着物，再用手术刀逐层清理附着物。待彩绘层与泥土附着物接近1cm后，在显微镜下进行手工清理。

3.3.4清理后的彩绘保护修复泥土附着物清理完成后，对多余的B-72乙酸乙酯溶液进行清除，对不能完全恢复其彩绘漆皮层与俑体附着力的部位进行2次回贴加固。

3.3.5回贴部位对比

1) 将军俑背部下旅彩绘回贴前后对比见图8～10。

图8　俑体残留彩绘Fig.8　The pigment residual on the Terra-cotta

图9　土块残留彩绘Fig.9　The pigment residual on the soil block

图10　回贴清理后Fig.10　After cleaning and reattachment

2) 将军俑背部甲带彩绘回贴对比见图11～12。

图11　回贴前(彩绘土块)Fig.11　Before reattachment

图12　回贴后(将军俑后部腰带)Fig.12　After reattachment

3.3.6将军俑保护修复前后对比将军俑保护修复前如图13和图14所示。保护修复后的将军俑见图15～17。

图13　正面Fig.13　The front

图14　背面Fig.14　The back

图15　正面Fig.15　The front

图16　背面Fig.16　The back

图17　彩绘回贴局部Fig.17　The part of reattachment pigment

4　结　论

对新出土将军俑的保护修复，彩绘回贴是在小面积实验成功的基础上，通过准确定位将残存于土块上的彩绘花纹图案回贴于原位，效果良好，说明以下的工艺技术方法是可行的。

1) 对文物胎体完全脱落且附着于土层上的彩绘进行回贴保护时，先确定准确的位置和坐标，再分步进行彩绘层的加固和回贴工作。对有漆底层的彩绘层，先要进行软化，再确定位置、回贴、加固。

2) 以30%PEG 200做为漆底底层回软剂，以Paraloid B-72乙酸乙酯溶液作为回贴粘结剂，浓度小于或等于20%。

3) 先小面积彩绘回贴，再进行大面积彩绘回贴。

4) 回贴后手工清理时，一定要细心，由于彩绘的脆弱性，既要掌握清理的“度”，又要避免彩绘及彩绘图案的完整性，既清理病害又协调统一。

5) 在实验的基础上，总结各种材料的优劣性能，选择效能最好的试剂，以及运用简单易行的修复工艺，将生漆彩绘的回贴修复研究推进了一步。

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(责任编辑马江丽)

收稿日期：2015-02-02；修回日期：2015-05-29

基金项目：国家973计划课题资助(2012CB720905)

作者简介：兰德省(1968—)，男，1993年本科毕业于西北大学文博学院文博专业，副研究馆员，秦始皇帝陵博物院文物保护修复部，研究方向为陶质彩绘文物及金属文物保护修复，E-mail: lands2000@163.com

文章编号：1005-1538(2016)02-0060-07

中图分类号：K878.8；K878.1

文献标识码：A

Reattachment of paint and restoration of Qin polychrome Terra-cotta Warriors

LAN De-sheng1，2， RONG Bo1，2， XIA Yin1，2， ZHOU Tie1，2， WANG Dong-feng1，2

(1. Key Scientific Research Base of Ancient Polychrome Pottery Conservation， State Administration of Cultural Heritage,EmperorQinshihuang’sMausoleumSiteMuseum,Xi’an710600,China；2.EngineeringandTechnologyResearchCenteroftheAncientPotteryandPolychromeConservationandRestoration,ShannxiProvince，EmperorQinshihuang’sMausoleumSiteMuseum，Xi’an710600,China)

Abstract:One of the high-rank military figures recently unearthed from the No.1 pit of the Qin Terra-cotta Warriors, is that known as “The General”. The researchers found that the figure faced complex issues: the painted layers had peeled of a large area of mud attachment, part of the painted layer had settled on the surrounding earth, and the earthen body layer is relatively thick and has severe cracking and deformation problems. There is urgent need for conservation. Facing all the problems, the coloring layers and experimented with paint layer reattachment on a small spot first were analyzed. After a successful test, larger pieces found on the surrounding earth were reattached and satisfactory results were achieved. The results provide a useful reference for reattachment of painted layers to relics.

Key words:Qin Terra-cotta Warriors; Polychrome; Reattachment