文物无酸包装的设计与制作

□刘彦琪

配置专用包装是文物保管的重要工作，除了利于文物安全存放，更是在资源及经费有限的情况下，所能采取的主动且有效的调控文物保存微环境的措施，以便达到文物预防性保护的目的，使文物处于一个“洁净”“稳定”的安全保存环境，达到延缓文物劣化的目的①见WW／T 0066—2015，《馆藏文物预防性保护方案编写规范》。。

然而，文物无酸包装往往委托专门的包装公司制作，因其通常采取标准化生产工艺，且对文物自身保存状态及文物工作者使用习惯不熟悉，往往不能根据特定文物的个性订制最合理的包装。尤其是一些腐蚀严重的器物，一方面需要匹配度高的订制包装为文物提供全方位保护；另一方面又因文物保管工作的限制，而避免它与非文物保护专业的包装制作人员长时间接触。故此，作为直接接触且最了解文物保存状态的文物保护工作人员，需掌握一定的包装设计制作技能，以便在符合文物保护要求的前提下，亲自为文物制作包装，解决不同文物所面临的不同的包装设计制作需求，从而更好地保护文物安全。

基于上述需求，笔者以一件汉代铜锅的文物包装制作过程为例，阐述文物包装设计制作的原理与工艺。本文所述包装属文物使用包装，也称内包装。它是直接在馆藏文物保存环境中使用的，用于盛装调湿材料且具有透气性和一定强度的包装容器，文物直接盛放其内②③见WW／T 0068—2015，《馆藏文物保存环境控制 调湿材料》定义3.3。。

一、包装材料的选择

关于内包装材料选择，国家标准规定如下：当文物重量≤30kg，用瓦楞纸箱做内包装盒。应符合GB／T 6543—2008的要求，单瓦楞纸板应使用BS－1.4类或以上等级④见GB／T 23862—2009，《文物运输包装规范》，技术要求4.3。；包装容器内部应采用无污染的包装材料，不能排放出对文物有害的物质⑤见GB／T 23862—2009，《文物运输包装规范》，技术要求4.2。。

综上，笔者选材如下：

1.包装盒体：采用日本产浅灰色文物包装专用无酸瓦楞纸。B700-02规格为B楞，幅面1200mm×1200mm， 厚 3mm，700g／㎡；B700-03规格为B楞，幅面850mm×1300mm，厚3mm，700g／㎡。

2.缓冲材料：使用EPE环保泡棉，又称珍珠棉，是新型环保包装材料。它由低密度聚乙烯酯经物理发泡产生无数独立气泡构成。无毒、无臭、隔水防潮、防震、保温、防结露、防霉抗菌、耐高温、阻燃、韧性强、抗撞力强、化学稳定性好且加工性能优良，适合作为缓冲、填充和支撑材料。

3.辅材：标签使用无酸签字笔在特卫强标签上书写编号，包装结构说明书采用无酸打印纸，包装盒内标记线采用无酸签字笔绘制。

图一 折线与瓦楞方向平行的纸样弯折实验

二、包装的设计理念

1.成型工艺。 不同于商业用途的包装为设计和加工简便而使用黏合工艺，文物用无酸包装应避免黏合剂可能将有害于文物安全的物质带入文物保存的微环境。使用插接工艺可解决上述问题，也使包装适合存放较重器物，避免黏结材料老化失效而造成日久后包装强度降低。

2.结构设计。瓦楞纸强度有限，可通过纸盒护翼、插舌等结构的合理设计，提高包装强度。缓冲层应尽量与文物造型吻合，使文物重量及运输过程中因震荡产生的冲力不被文物上某一局部所承受，使文物上单位面积内所受到的压力、剪切力最大限度地减弱，有利于文物的安全存放与运输。

3.符合文物提取规范。按照文物工作规范，拿取文物应双手托底使其受力均匀，以防损坏。故包装盒体不能设计成常见的四面封闭立壁结构，避免从盒中提拉文物耳部、口沿而将文物取出，盒体应有一侧可开放立壁。

4.后期维护。 因包装设计制作者不能跟随文物，包装应结构简单，能使文物管理者轻易掌握正确用法，易于操作。为防止包装错误组装而损坏文物，包装内需配备包装结构和使用说明书。

三、无酸瓦楞纸盒设计及计算原理

1.材料对于纸盒设计的限制

首先，受无酸瓦楞纸幅面限制，瓦楞排列方向单一，关乎纸盒结构稳定的脚扣、插舌，需考虑瓦楞排列方向。在瓦楞纸上绘版时需考虑上述因素。其次，笔者手头现有泡棉有两种规格，厚度分别为2厘米和5厘米。泡棉块叠加厚度为2厘米或5厘米的倍数或两者之和，即 4厘米（2厘米×2）、10厘米（5厘米×2）、7 厘米（5 厘米＋2 厘米）、12 厘米（5 厘米×2+2厘米）等。需根据器物高度选择适合厚度的泡棉块组合。我们计划缓冲材料的厚度为7厘米，使用5厘米和2厘米两种厚度的泡棉块加工缓冲层。由于加工工具与工艺限制，我们可以随意裁切泡棉块长宽，但无法改变其厚度，因此我们做好的纸盒内腔必须有准确的高度恰好容纳7厘米厚的泡棉块。高度少于7厘米则使泡棉块受到挤压且传递给文物压力而造成损坏；大于7厘米空间则使泡棉块内的文物易于颠簸晃动而损坏。在设计纸盒时，需参照纸样折弯实验所得数据，保证纸盒精度。

2.纸盒样版尺寸设计的依据——纸样弯折实验

瓦楞纸的厚度使其折弯后形成尺寸误差，故在纸盒样版设计时需准确扣除误差，纸样弯折实验可以提供计算依据。如图一－1、图二－1所示，在准备用于纸盒制作的长方形纸样上标记三条间距5厘米的平行折线且与纸样边缘垂直。需制备两种纸样：折线与瓦楞方向平行和折线与瓦楞方向垂直。如图一-1、2、3及图二-1、2、3，从纸样弯折实验可以看出，无论折线与瓦楞垂直或平行，弯折后两互相平行的竖直立壁间距皆为4.7厘米，平面纸版的设计尺寸为5厘米，折弯后损失了0.3厘米。每次折弯都使瓦楞纸在水平方向的尺寸损失了瓦楞纸的半个壁厚，即0.15厘米。如图一-4，当瓦楞方向与折线方向平行时，瓦楞纸折弯90°后，瓦楞纸在竖直面上的高度损失了0.3厘米。如图二-4，当瓦楞方向与折线方向垂直时，瓦楞纸折弯90°后，瓦楞纸在竖直面上的高度损失了0.2厘米。

图二 折线与瓦楞方向垂直的纸样弯折实验器物的信息采集

图三 文物测绘

图四 文物病害图

如图三所示，在三维坐标系统内测绘文物，设计尺寸最合理的包装。此器高6厘米，体量小且轻，包装越大，可容纳缓冲层越厚，文物越安全，但耗材越多，后期存放占用空间越大，运输过程中配套的外包装也越大，引起一系列成本提高。因此，在确保文物安全的前提下，尽量缩小文物包装尺寸。小而轻文物的包装，最薄处至少有2厘米缓冲层，以防无酸纸盒受冲击后的作用力直接传递到文物而造成损坏。对于较大较重文物，上述间距至少需5厘米①见GB／T 23862—2009，《文物运输包装规范》，技术要求4.3。。如图四所示，通过读取文物病害图了解文物保存状态，以便进行合理的包装结构和受力设计。器物的侈口直径为15.6厘米，两耳顶端为器物最宽处，长17.8厘米。为使包装在确保文物安全的前提下尺寸最小化，需将双耳沿方形包装剖面的对角线放置。

3.纸盒平面样版

如图五所示纸盒样版，侧壁H沿折线折弯90°，边锁插舌沿折线折弯90°，插入沿折线折弯的I与M之间，脚扣K插入插孔R完成自锁而固定三面立壁。脚扣K是确保盒体稳定的重要结构，需要受力良好，要求插接方向与瓦楞排列方向一致。盒盖C、护翼D及插舌A皆折弯90°后，通过顶扣插舌与顶扣插孔S的插接使整个纸盒锁定。A与L采用摩擦式插舌，只有当插接方向与瓦楞排列方向一致，才可以多次开合而不损伤。插舌肩宽是盒盖开启受阻的部分，肩部尺寸越大，摩擦力越大，锁定后的纸盒越稳定。防尘翼可防灰尘进入盒体加速文物劣化。纸盒组装完成后，每个侧壁都有至少两层瓦楞纸，包装的抗压能力加倍。为使多个包装叠放时的压力能均匀地向下传递而不形成水平方向分力，需确保纸盒立壁平整且与平面成90°角，这就要求P、Q、X、Y、Z等部位的尺寸缩进量设计准确。如果不能达到上述要求，纸盒侧壁就会向外鼓出，纸盒受到自上而下传递的压力时，与水平面平行方向的瓦楞就极易弯折而破坏整个包装的受力结构。制作完成且盒盖处于打开状态的纸盒见图九-1。

图五 纸盒的结构设计与尺寸计算

四、泡棉缓冲内衬的制作

1.泡棉块的尺寸与裁切

图六 泡棉块的精确切割

盒制好后，测其内腔宽度为20厘米，减去盒盖插舌厚度0.3厘米及防尘翼厚度0.3厘米，为19.4厘米。盒内长度19.6厘米，减盒盖两侧插舌厚度0.6厘米，为19厘米。盒内腔高度7厘米。故需首先制备19.4厘米×19厘米×5厘米和19.4厘米×19厘米×2厘米的泡棉块。为确保裁切精度，我们使用图六所示方法，将泡棉块夹在两三角板间，快易夹使三者相对位置固定，用壁纸刀沿两块三角板长边裁切。刀刃要始终与两三角板边缘同时接触。获得一个标准裁切面后，再以其为基准，重复上述操作，可得四壁平整、角度尺寸准确的泡棉块。

2.文物容纳空间的旋切

图七-1，将方形相对顶点两两相连，连线交点即中心，以其为圆心，分别以4.4厘米、6.9厘米、7.8厘米为半径作三个同心圆⊙1、⊙2、⊙3，用壁纸刀沿⊙1裁切，壁纸刀沿竖直方向运动，借助木工连接件安装测量模板不断矫正壁纸刀方向。壁纸刀运动方向如图七-a中红线K所示。裁切后泡棉块中央有一圆柱形空间。

如图七-2与图七-b，圆柱形空间与泡棉底面交线⊙1′，壁纸刀切入泡棉块，刀刃同时沿⊙1′与⊙2旋切。如图七-c，环切后先得倒立圆台形空间，为使泡棉空间与文物贴合度更高，可用壁纸刀沿红线K所示弧度保持弹性形变并环切，也可用电热切割工具，将电热丝弯成红线K弧度，通电加热切割泡棉。

如图七-3与图七-d，壁纸刀伸出长度h刀刃，沿⊙3竖直环切。

如图七-4与图七-e，壁纸刀沿水平方向，距离泡棉块顶面h高度处环切，刀尖不可超出图七-d中K所示裁切痕迹。最终得到图七-f剖面结构的泡棉块。

将文物嵌入上述泡棉块，用壁纸刀裁出容纳耳部的空间。再依上法裁切19.4厘米×19厘米×2厘米的泡棉块。为确保使用时不会将上述泡棉块按错误位置叠放，需将泡棉块放置于正确的相对位置后，切去一条竖直方向的棱，作为指示泡棉块放置方向的记号。泡棉缓冲内衬制作完成后的剖面结构如图八所示。

3.盒与泡棉内衬的装配

由于纸盒底面及泡棉块横截面非正方形，为使包装每次装配都能按照最初的设计正确使用，需在纸盒内立壁一角用无酸笔标注记号线。泡棉块被切去的一棱对准记号线即可，如图九-1、图九-2。将器物双耳沿包装对角线方向嵌入泡棉，将内胆置入器物腹部，如图九-3。内胆与包装内的顶部泡棉块配合，一方面可以避免文物颠簸与晃动；另一方面便于在内胆内存储调湿材料，控制包装内的微环境。据国家标准，应在文物包装箱内放置合适的调湿、吸附、防霉材料①见GB／T 23862—2009，《文物运输包装规范》，文物包装内部环境控制5.3。。

调湿材料指不借助任何人工能源和机械设备，通过自身吸放湿性能，感应所调空间空气湿度变化，自动调节空气相对湿度的一类功能材料②见WW／T 0068—2015，《馆藏文物保存环境控制 调湿材料》定义3.2。。

图七 泡棉块上文物存放空间的旋切流程

图八 缓冲材料结构

馆藏文物保护环境控制对调湿材料的基本要求有：（1）用于馆藏文物保存环境调控的调湿材料应由专业质量监督检验机构检验确认合格；（2）调湿材料使用过程中不应产生液态凝结水；（3）调湿材料使用时应避免与文物直接接触；（4）使用包装表面不允许有异物析出；（5）调湿材料应指明调控的目标湿度、单位质量及推荐用量；（6）调湿材料宜在具有良好密闭性的环境中使用①见WW／T 0068—2015，《馆藏文物保存环境控制 调湿材料》技术要求4.1。。据上述诸条及青铜器对保存环境的要求，我们使用具有单向调节作用的变色硅胶，该产品在相对湿度20%以下或干燥时呈天蓝色至蓝色，相对湿度大于50%时呈粉红色。如图9-5所示，将蓝色的干燥状态的变色硅胶放入泡棉内胆。图9-6，为避免变色硅胶泄漏而与文物直接接触，泡棉内胆需配盖并加工成筛网状，保证变色硅胶的吸湿效果。图9-7，安装顶部泡棉块。图9-8，为确保包装正确使用，其内配置结构图和使用说明书。具体内容见图十。图九-9，将插舌插入泡棉块与盒壁之间的间隙，将顶扣插舌插入插孔完成包装。

五、包装使用与维护

当包装脱离其设计和使用者时，为了保证其他使用者能够正确打开和使用包装，包装外壁应贴附图十一所示包装盒结构图以及打开方式提示。包装需定期打开查看，当变色硅胶呈粉红色，需更换干燥的变色硅胶吸湿，使包装内的微环境湿度低于20%，利于青铜器的安全长久保存。已变为粉色的变色硅胶置于通风朝阳处，散失水分，恢复蓝色便可再用。为确保包装微环境控制，应将包装置于密封性较好的储藏柜或聚乙烯密封盒，柜内或密封盒内可放入定期更换的有害气体吸附剂，防止挥发物损坏包装内的文物。

图九 包装装配流程

图十 缓冲结构说明书

图十一 纸盒结构说明书

本文以一件汉代铜盆的包装设计制作为例，阐述了文物无酸包装设计原理与制作工艺，所用工具与材料简单易得，对于保存条件有限且短期内难以改善的文物库房，为了达到文物预防性保护的基本条件，可以利用类似做法改善文物保存的微环境。对于表面酥粉的文物，还可用诺梅克斯柔软布（人造纤维，学名聚间苯二甲酰间苯二胺，化学稳定性好，pH值 6.8—7.0，透气耐火，防灰尘渗透，抗霉菌，用于包装箱衬垫保存易碎物品）、超细纤维布等材料衬于泡棉表面，减少泡棉与文物摩擦。