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底杖层粉化壁画的修复与保护

罗 黎

                                                  
  一、前 言
  在唐墓壁画加固过程中,根据壁画保存现状的不同要用到不同的加固材料。对于无机加固材料来说,要求相对比较简单:能起到加固作用而不破坏壁画的结构、与壁画颜料不发生化学反应、不破坏壁画的原貌,并且其可逆性问题也比较容易解决。而对于有机加固材料而言,问题就复杂得多,除了满足无机加固材料外,还要考虑有机材料本身的老化问题、变色问题、操作可行性问题(如:粘度、可溶性、挥发性、毒性等),可逆性更是难以解决的问题。因此在加固唐墓壁画时,正确选择加固材料是壁画修复工作者的最重要工作之一。本文回顾了用于绘画作品的不同加固材料,在对一幅底杖层严重粉化的唐代新城公主墓仕女图的修复与加固过程中,就其加固方法和使用材料进行了研究和探讨。提出先用饱和氢氧化钙溶液渗透加固,再用聚乙烯醇缩丁醛渗透加固的方法。其原理是基于饱和氢氧化钙溶液渗透到粉末颗粒表面以后,吸收空气中的二氧化碳,在其表面形成固体的碳酸钙,从而增大了粉末颗粒的直径,提高了占空比。70%的聚乙烯醇缩丁醛(Po1yvinyl Butyral简称PVB)和30%的聚乙烯醇(Polyviny A1coho1简称PVaL)混合以后可以溶解在温水中,这种混合液对硅酸盐、碳酸盐、纤维粘着力强的特点,可渗透加固壁画的粉化层并制作隔离层。材料本身无毒、无气味、不挥发、操作简单方便。它不破坏壁画的结构、不与壁画颜料发生化学反应,具有良好的修复效果。
  二、文献回顾
  关于有机材料用于绘画及颜料的修复和加固问题,文献上有过大量的报道①。聚—n—丁基甲基丙烯酸(poly n—butyl methacrylat)曾被广泛推荐和应用于绘画加固②。这种材料可制成固体(如:Elvacite2044)也可制成液体
  (如:Bedacryl l22x xylene)。使用液态时,40%Bedacryll22x的赛璐璐溶液通常用甲苯、赛璐璐或丙酮稀释。固体可以用含芳香烃10%一35%的石油蒸馏产物溶解,也有人建议用1:1的乙醇:赛璐璐混合制剂溶解③。它的缺点是Tg值大约是20℃,室温下呈软弹状,并且积尘。也曾报道可溶性尼龙(solu-ble nylon),加固材料最多使用的是Caiaton CA and CB,它由尼龙和甲醛制成,化学名称为N一甲氧甲基尼龙。使用时用热甲醇、乙醇或醇加水溶解。其特点是收缩率低,操作方便,但可逆性差④。纤维醚类(celulose ethers)——如:甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基钠纤维素等的使用很流行,副作用也小,根据其种类的不同,可以溶解在水中或有机溶剂中,通常使用其低浓度制剂⑤。聚乙烯醇水溶液的使用更广泛⑥,其分子量的不同,水解程度也不同,使这类材料具有宽泛的使用范围。有些聚乙烯醇在使用后不发生交联作用⑦,但也有的发生交联作用⑧。聚醋酸乙烯酯在近紫外线下不发生交联,随着时间的推移,不发黄⑨。一般溶于甲苯、丙酮或溶纤剂。聚醋酸乙烯酯由于生产厂家的不同,其中的添加剂或残留杂质可能对绘画颜料有害,虽然理论上可溶,但实际在使用后要再除去是非常困难的。共聚物Elvacite 2013(甲基/n—丁基丙烯酸酯)的使用也有介绍⑩,其特点是粘度低,但抗拉强度只有0.5%,室温下硬且脆。Acryloid B—72是由70%的乙基丙烯酸酯和30%的甲基丙烯酸盐共聚而成(11),从1963年开始使用以来,已经被广泛地研究和应用于各类文物的保护之中,费勒把它描述成“是我们已知树脂中可溶于碳氢化合物溶剂的最稳定的热塑性合成树脂,抗光性能强、抗交联作用、抗老化、柔性好,可溶于乙醇、1—丁醇、氯仿、溶铅剂、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基乙基酮(丁酮)和二甲基甲酰胺及其它溶剂,在普通博物馆条件下存放一百年其主要性能指标损失小于20%(12)。后来有人推荐用改良性B—72,它是将B—72溶于二乙基苯中,从而提高了其粘接强度(13)。
  以上文献分析表明,大多数用于文物保护的合成树脂为非水溶性有机物,若忽略其可逆性,均可用来对壁画进行渗透加固,事实上,有些可逆性合成物虽然在理论上是可逆的,但在渗透加固壁画以后,要想除去几乎是不可能的。本文在选择加固材料时,除了考虑加固材料对壁画颜料无破坏作用,加固后颜料层和底杖层粘合要牢,还能有效地解决底杖层的粉化问题,并首先考虑使用水溶性材料。这里推荐使用饱和氢氧化钙+聚乙烯醇缩丁醛加固材料。
  三、壁画的背景资料及保存状况
  我们知道,在壁画修复和加固之前对壁画应做详细的了解和研究,以便在工作过程中有所侧重。该壁画是新城公主墓出土的壁画之一(14),其墓位于陕西省礼泉县烟霞乡东坪村北的一个小山梁上,座北朝南,地面有高大封土堆,地下部分由斜坡墓道、五个过洞、五个天井以及八个壁龛、甬道和墓室组成,长约50.8m。时代为唐龙朔三年(663)。该壁画于1997年揭于地下墓葬,揭取时用普通木工五合板做平面,用4cm×6cm松木条做龙骨,在五合板平面上有—层厚lcm海绵做防压层,用普通塑料薄膜做分离层。壁画长1.62m,宽1.15m。资料显示壁画画面为两个并排站立全身侍女,双双背向侧立(在墓道中为南北向),头均梳高髻,侧面。身皆穿白襦,着浅篮或褐色长裙,穿尖头履,一侍女于窄袖衫上套浅褐色半臂,肩披白色帔帛,手隐袖中交拱作揖,一侍女左臂抬起,手隐袖中。
  四、加固过程
  唐墓壁画加固过程以前曾经做过报道(15),这里不再做详细介绍,只将其工艺流程做简要叙述。将揭取的壁画连同夹板正面朝上平放在大于壁画面积的平面上,松开四周的紧固铁丝,揭开上夹板,取掉防震海绵及塑料薄膜保护层,将揭布上的固体杂物清理干净,恢复海绵及塑料薄膜保护层,用事先准备好的工作平板替代原来的上夹板,小心地将整个壁画连同夹板翻过来置于工作台上,揭开背面夹板,去掉海绵和塑料薄膜,清除壁画背面的粘土及杂物(这一过程需要相当的时间和耐心),用喷雾器将饱和氢氧化钙溶液在底杖层上喷涂三遍。再用喷雾器将聚乙烯醇缩了醛水溶液喷涂三遍,其浓度可逐渐加大。在喷涂饱和氢氧化钙溶液和聚乙烯醇缩丁醛水溶液时,每一遍必须等到上一遍基本固化。对壁画的残缺部分进行修补,晾干后制作隔离层。再上加固层和龙骨。把整个壁画翻过来,去掉上夹板和防震海绵及塑料薄膜进行壁画的表面处理。
  五、讨 论
  唐墓壁画加固时会遇到各种不同情况,有的底杖层直接以粘土铲平作载体,有的则以砖砌墙体作载体。由于载体的不同,从墓道中揭下来的壁画其底杖层上的粘连物也有所不同,厚度均匀性不同及平整性不同等。更重要的是,从文物保护的角度来说,由于载体材质的差异,会使得壁画的底杖层及画面颜料保存环境出现质的不同。本文提及的这幅壁画载体为土墙,画面多处出现裂缝、脱落及渗水流痕,并且底杖层严重疏解,几乎成粉状,壁画下斗部几乎薄到只剩下颜料层,而上半部右角却有厚4,3cm的粘土层依附在底杖层上,面积约有0.25m2,粘土已严重钙化。本工作从打开壁画后揭取夹板到壁画正面打开后取下颜料层固定纱布,主要进行已粉化底杖层的加固,至于为何有的唐墓壁画没有粉化而该壁画粉化的如此严重还有待研究。
  该壁画粉化的程度是,在最薄处用吹气球轻吹,就只剩下粘在揭布上的颜料层。那么,这层粉化的底杖层是否需要保留并加固?其利弊值得研究。本文对这层粉化的底杖层选择了保留并加固。
  可想而知,加固处理后粉化底杖层其占空比将发生巨大的变化,如果全部用有机材料渗透加固,为了保证渗透效果,渗透剂浓度必须低,在多次渗透过程中,由于有机材料只是简单的渗透——粘结,那么,在进行第一次渗透——粘结后,颜料层就会粘在底仗层上,多次渗透以后,随着溶剂的挥发,必然引起收缩和位移,这样无疑会对颜料层和壁画结构产生破坏。首先采用饱和氢氧化钙溶液渗透加固,氢氧化钙本身无粘结作用,渗透后是和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,这一化学反应过程是在与空气接触的空隙和微粒的表面进行,微粒不发生位移。就会在空隙和微粒的表面生成一层碳酸钙。化学反应式如下:
  Ca (OH)2 +co2→caco3↓
  碳酸钙是底仗层的主要成分,随着饱和氢氧化钙溶液的渗透——钙化过程的进行,粉末粒度的直径在不断增大,有的地方已经结块成片,粉末也不再处于流动状态,从而为下一步用有机材料渗透加固奠定了基础。
  唐墓壁画的绘制工艺中颜料层到如今能维持得如此完美,可以称得上是个奇迹。由于长期深埋地下,对水分有如此的抵抗力,我们没有理由在加固和修复时不尽量采用水基材料。基于这一点,在选择渗透剂时,应尽可能考虑使用水溶性材料。而对大多数有机材料来说,例如:Acryloid B—72,从1963年开始使用以来,已经被广泛地使用在文物保护中。但具体使用在壁画加固和修复时,特别是用做渗透剂,它必须使用大量有机溶剂,如:乙醇、1—丁醇、氯仿、溶纤剂、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基乙基酮(丁酮)和二甲基甲酰胺来稀释,而这些有机溶剂大多易挥发、易燃并且有毒。因此,在用于大面积唐墓壁画的加固和修复的时候,应充分地考虑空气的对流性和可能给操作带来的负面影响。若用于已揭取壁画的背面加固,还要考虑其可能迅速溶解在壁画揭取时表面使用的有机材料。
  六、结 论
  本文选用的饱和氢氧化钙溶液渗透加固底杖层后形成固体碳酸钙,既使得粉末凝结,又不破坏底杖层原来的化学结构,它不能起到完全的加固效果,但却为选择下一步渗透材料提供了很大前方便。聚乙烯醇缩丁醛可用水作稀释剂,对于硅酸盐、碳酸盐及纤维有良好的粘接作用,因此,本方法是一种行之有效的加固保护唐墓壁画底杖层粉化的保护法。
  罗黎 陕西历史博物馆 副研究馆员
  ① Anonymous:Butvar Polyvingl Butyral Resin,Formvar Polyvingl Formal Resin,Propertties and Uses,Techniccal Bulletin No.6070C,Monsanto Plastics and Resins,n,d·,47pp.
  ② Feller,RobertL.,Hardnness and Flexibility of Natural and Syn.—Resin Varnishers,The MuseumNews,April 15,1952,pp7—8,
  ③ Gerassimova,N,G,etal.,New Possibilities of poly Butyl Methacrylate as a Consdidating Agent for Glue Painting On Loess Plaster,ICpM Committee for Conservation,Veniee Meeting,1975,75/1/4,
  ④ De Witte,E.,Soluble Nylon as a Consolidation Agent for Stone,Studies in Conservation,Vol 20,No.1,pp.30.
  ⑤ Sehaffer,Erika.,Water Soluble Plastics in the Preservation of Artifacts Made Of Cellulosic Materials,ICoM Committee for Conservation Zagreb Meeting,1978,78/3/7。
  ⑥ de Witte,Eddy.,Polyvinly Alcohol,Spme Theoretical and practical lnformations for Restorers,IRPABulletin,XVI,1976/77,ppl20—129.
  ⑦ Finch,C.A.(Editor),Polyvinyl Alcohol,Properties and Applications,John Wiley and Sons,NewYork,1973.    
  ⑧ International Centre for the Study Of the Pres,and the Rest.of Cult,Property,Synthetic Materials Used in the Conservation of Cult,Prop.,Rome,1963,67pp.
  ⑨ Feller,Robert L.,Problems in the lnvesting,of Picture Varnishes,Cons.of Ptgs。and the Gr.Arts,HC,London,1972.
  (10)Vandyke- Lee, David J., An Ethnographic Collecting Expedition to Papua New Guinea: Field Con-servation and Laboratory Treatment, The Conservator, Vol 3, 1979, pp.43-46.
  (11)de Witte, E., et al., The Structure of "Old" and "New" Paraloid B72, ICOM Committee for Cons,Zabreb Mtg., 1978, 78/16/3.
  (12)Feller, Robert L., Standards in the Evaluation of Thermoplastic Resins, ICOM Committee for Conser-vation Zagreb Meeting, 1978, 78/16/4.
  (13)Elizabeth C. Welsh, A Consolidation Treatment for Powdery Matte Paint.American Institute for Con-servation p, 141 - 150, 1980.
  (14)陕西省考古研究所:《陕西新出土唐墓壁画》,重庆出版社,1998年。
  (15)罗黎等:《唐墓壁画加固的方法研究》,《陕西历史博物馆馆刊》第一辑,三秦出版社,1994年。
  

唐墓壁画国际学术研讨会论文集/陕西历史博物馆编.--西安:三秦出版社,2006.10

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