纺织品文物染料鉴定与配方初探<br/>——基于拉曼光谱技术

纺织品文物染料鉴定与配方初探
——基于拉曼光谱技术

2021-09-19曾祥鹤任海东

西部皮革 2021年16期

曾祥鹤，任海东

（开封大学艺术设计学院，河南开封 475000）

引言

由于光照、土壤、水污染、微生物侵蚀等因素，文物在流传或出土之前一般会遭受不同程度的霉斑、破损、脱色等损害，因此出土纺织品文物的修复与保护是文物储存和传承的重要环节，对科学与艺术界有着重要的影响。而文物修复和保护的前期准备工作如文物历史信息提取、文物物理性能与化学鉴定、修复与保护方案草拟等修复前的基础环节同样至关重要。纺织品文物的色泽会由于有机高分子链的断裂、氧化等因素而变得不再靓丽如初，而对于古代纺织品的染色工艺除了一些文字记载外并不详细，如何更进一步推断古代染料的配方，为仿古与修复技术奠定理论基础是本文的重点研究方向。

1 纺织品文物的研究分析现状

目前我国对纺织品文物的分析研究主要包括纤维鉴别和染料分析两部分：纤维研究主要集中在纤维成分鉴定和纺织品组织结构分析；染料研究主要是对古代染料和媒染剂进行测试。我国古代的染料主要为天然染料，其中包括矿石染料、植物染料、动物染料等。目前通过科学手段如薄层色谱法、拉曼光谱法、高效液相色谱法等可准确检测出染料的种类，但是对染料配方的研究几乎没有，多种染料混合的具体染整工艺配比很难定量分析。例如《齐民要术》中关于“御黄”的染色记载“碓捣地黄根令熟，灰汁和之，搅令匀，搦取汁，别器盛。更捣滓，使极熟，又以灰汁和之，如薄粥，泻入不渝釜中，煮生绢……”，但对染料和媒染剂的配比没有详细的记录。

2 研究目的与创新

对文物染料的测试主要包括化学药品分析和仪器分析两种，但化学分析一般违反了文物保护可逆性研究的原则，由于文物的流传过程复杂，染料物质含量过低，也不利于化学分析方法，相比之下拉曼光谱分析能够做到无损检测。拉曼光谱技术是通过不同频率的入射光进行有机分子结构分析的技术[1]。古代常用的植物染料有茜草、荩草、红花、紫草等，根据不用的颜色需求进行选择，不同的染料也有各自的染色方法。本文通过文献研究等方式，模拟古代纺织品染色实验，通过拉曼光谱进行对比分析，探索接近研究古代纺织样品的染料配方。对于多种染料和媒染剂混合的复色染工艺，必须参考古代染色文字记录加以实验推敲，尽可能接近古代染整技术以及染色结果。在后期保护中用背衬法对文物进行展开和修复时，可通过研究出来的染色方法与染料配方为衬布进行染色，保证衬布与文物颜色基本相同，为下一步的修复和保护奠定基础[2]。

3 实验过程

本次实验借用私人藏品的一件红色棉质大袄，该文物保存良好，没有经过污染，老化程度较小。翻阅古籍可知古代大多数的红色面料是通过茜草进行染色[3]，因此设计实验过程如下：

（1）对借用来的文物进行拉曼光谱检测，可断定染料成分为茜草所含的茜草素等，得到的拉曼光谱图如图1 所示。具体谱峰位置为2895cm-1附近、1769cm-1附近、1592cm-1附近、1380cm-1附近、1096cm-1附近。

图1 红色文物样品拉曼光谱图

图2 三十克重茜草染色效果

图3 四十克重茜草染色效果

图4 五十克重茜草染色效果

图5 六十克重茜草染色效果

图6 三十克重茜草拉曼光谱图

图7 四十克重茜草拉曼光谱图

图8 五十克重茜草拉曼光谱图

图9 六十克重茜草拉曼光谱图

（2）根据古代染整工艺的记录选用茜草和明矾进行前媒染色[4]。将市场上购买来的白棉布放置于pH 值为8-9 的碳酸钠溶液中煮沸脱胶，裁剪成10 × 10 cm 的方块，晾晒干备用。用前媒法染色选择浓度为5%的明矾溶液对棉布进行浸泡，称取不同克重的茜草根加水煮沸煎汁，放入浸泡好的棉布，搅拌30 分钟捞出再放入明矾溶液中浸泡。重复煮水、浸泡三次后，用离子水进行浸泡清洗，最后晾干。

本次实验选取北京同仁堂所售茜草根，按照文献记载选用10 克茜草根，1 升水的比例进行熬制，但效果不佳，染色呈浅棕色。通过反复实验发现，当量取30 克茜草根，1 升水量时面料略显红色。因此选取30、40、50、60 克重的茜草进行染色实验。颜色实验效果表明随着茜草浓度的增加红色加重，染色效果越明显。

（3）对不同比例的染色结果的面料进行拉曼光谱检测，截取500-3000cm-1范围内的光谱图如下：

（4）结果分析。与文物的拉曼光谱图进行对比发现，染品几个主要的谱峰位置基本相同，具体谱峰的位置有细小的差别，在可接受范围内[5]。其中茜草克数在30 克重时几个主要谱峰位置在2896cm-1附近、1768cm-1附近、1588cm-1附近、1384cm-1附近、1095cm-1附近，与文物的谱峰位置更为接近，因此推断此件红色棉质大袄在选择染料时采用30 克重的茜草，1 升水的比例进行染整。