Page 53 - 无损检测2021年第三期
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杨海亮, 等:

            无损检测技术在纺织品文物保护中的应用


            评价清洗过程中试剂残留的影响, 以及发现文物包                            的回潮率与纤维的脆化或膨胀程度的关系。目前酸
            装酸碱度的潜在危险。                                         碱度测试仪已能够测试织物表面的回潮率变化, 精
            3.2  表面回潮率无损检测技术                                   度可达 0.01% 。
               回潮率的大小对纺织材料的物理性质, 如强度、                         3.3  表面色差无损检测技术
            伸长率、 电阻、 比重, 以及纺织工艺等都有影响。表                            丝织品文物出土后会受到各种环境因素的影
            面回潮率无损检测技术具有快速、 连续、 非接触、 无                         响, 包括光照、 温度、 湿度、 有害气体等, 其中光照导
            破坏等特点, 可实现连续测定和自动控制, 是近年来                          致的褪色是丝织品文物面临的主要危害。丝纤维对
            正在发展的新技术。                                          光很敏感, 容易发生光氧化降解和光化学反应, 使丝
                 纤维吸湿后质量增加、 体积增大, 纤维吸湿膨胀                       纤维的光泽和强度发生变化( 泛黄变脆)。光辐射不
            后具有显著的各项异性, 在纵向和横向均会发生膨                            仅影响丝蛋白的分子结构, 同时也可使染料分子结
            胀, 其横向膨胀量大而纵向膨胀量小, 这是由于纤维                          构发生变化。古代对丝绸染色所使用的染料主要有
            中长链大分子的取向决定的水分子进入无 定形区                             植物染料、 矿物染料和动物染料等 3 种, 植物染料使
            后, 打开了长链分子间的联结点, 使长链分子间距增                          用最为普遍。植物染料是从植物中提取的染色物
            加, 进而使纤维横向变粗, 而在纤维长度方向, 由于                         质, 属于有机染料, 对于光、 热等作用十分敏感, 在光
            大分子的不完全取向, 并且有卷曲构向水分子进入                            的作用下容易发生裂解、 变质, 从而引起色彩的变
            大分子之间后导致构向改变, 使纤维在长度方向有                            化。在古代, 使用植物染料进行染色的过程中经常
            一定程度的增加, 但其纵向膨胀率远小于横向膨胀                            会使用媒染剂, 以增加色系, 提高染色牢度。但是残
            率。因此, 吸湿后的纤维会因直径变粗而使织物产                            留的媒染剂也使植物染料所染的丝绸更易受到光照
            生挤压收缩, 使柔软的织物变得粗硬, 纤维吸收少量                          的影响而发生色老化, 引起褪色、 变色等反应。在对
            水时, 其体积变化不大, 水分子吸附在纤维大分子之                          纺织品文物进行研究和展览的过程中, 经常需要拍
            间的孔隙中, 单位纤维体积和质量随吸湿量的增加                            照, 拍照时使用的闪光灯会对文物产生严重的损坏。
            而增加, 使纤维密度增加。大多数纤维在回潮率为                            植物染料对光的作用十分敏感。即使是矿物颜料染
            4%~6% 时的密度最大, 待水分子充满孔隙后再吸                          色的文物, 对光照也是敏感的, 有些矿物颜料在光照
            湿, 纤维体积会发生显著膨胀, 纤维密度反而降低。                          情况下会发生分子结构的变化, 从而引起色彩变化。
            绝大多数纤维随回潮率的增加, 纤维强度会下降, 但                              丝织品文物褪色的原因及过程是相当复杂的,
            棉麻等天然纤维素纤维的强度会随回潮率的增加而                             其褪色往往是几种因素相互作用, 相互影响的结果,
            增加。虽然纤维不同, 其强度不一定随回潮率的增                            除因光照时染料分子吸收光能而分解, 造成化学结
            加而增加, 但纤维的塑性变形能力会普遍提高。这                            构变化, 引起丝织品文物褪色外, 温度、 湿度、 有害气
            一变化可以理解为, 因水分子进入纤维, 尤其是进入                          体腐蚀、 霉菌、 害虫等因素都会对丝织物原料、 染料
            纤维无定形区和长链分子间的空隙后, 加大了无定                            结构产生破坏, 并会相互影响, 造成丝织品文物的色
            形区的自由区域, 打开了长链分子间的联结点, 使长                          彩发生变化。所以有必要对纺织品文物保护各阶段
            链分子间的距离增加, 进而改变了纤维内部分子的                            进行色彩记录与色差分析。色差计算时应采用国际
            排列和结合状态, 使其更易在外力影响下发生滑动                            照明委员会推荐的表示色差的公式
            弯曲等形变。这一塑性形变能力的变化, 在纺织品                                      Δ E = Δ L +Δa +Δb ]              ( 1 )
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            文物上的体现就是褶皱、 扭曲、 粘连等, 织物形变可                         式中: Δ L 为明度差; Δa 为红绿色品差; Δb 为黄蓝
            以借助外力进行矫正和恢复, 因此纤维回潮后塑性变                           色品差; Δ Ε 为色差。

            形能力的增加是纺织品文物回潮操作的关键。                                   根据 MileISHII等     [ 16 ] 的研究, 通过 使用 LED
                 长时间处于高湿度环境下, 会引起纤维及其织                         灯照射不同染色情况的纺织品, 探讨出了曝光总量
            物附属的染料、 粘合剂、 金属装饰等材料的 加速老                          与褪色的关系及褪色临变的色差值范围, 色差 Δ E
            化, 甚至会引起织物表面有害物质的溶解, 并向纤维                          ≤1.6 时, 多数染料随着曝光总量的增加色彩变化
            更深部位渗入, 还会加大织物发生霉害的风险。结                            率未有明显变化, 当 ΔE>1.6 时, 随着曝光总量的
            合我国主要纺织纤维的公定回潮率, 可通过表面回                            增加, 其色差值变化率显著增加, 表示染料褪色速率
            潮率无损检测技术, 判断纺织品文物在不同环境中                            加快。据此, 可利用表面色差无损测试技术监测色
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                                                                                               无损检测
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