纤维鉴别在纺织品修复保护中的作用

姚敏

摘 要：中国的纺织品有着悠久的历史，纺织品与人类生活有着密切的联系。近几年来随着文物保护科学研究工作的深入开展，对纺织品文物的保护也受到越来越多的重视。要想了解、研究古代纺织品文物，首先就要先了解其组成成分，就是要弄清楚古代织物是由什么样的天然纤维组成。文章从纺织品文物保护修复的角度出发，对比天然纤维的种类、结构和特性，介绍古代纺织品纤维的鉴别方法，为古代纺织品文物的保护修复提供重要依据。

关键词：纺织品文物;纤维;种类;鉴别;方法;保护修复

新疆位于丝绸之路这条贯通亚欧的古老贸易通道的中段，在丝绸之路文化历史上有着极其重要的地位。独特的地缘优势，孕育了古老的西域古代文明，反映了古代西域各民族文化与欧亚文化的融合与交织。它是人类几大文明的交汇地，而其独特的服饰文化则成为现今人们研究古代服饰的重要领域，具有极高的学术价值。

新疆得天独厚的气候环境使得那些在地下埋藏了上千年的纺织品文物得以完好的保存。但是，这些出土的珍贵的纺织品文物大部分也存在残损的情况。为了能更好地研究和修复保护这些纺织品，前期的纤维鉴别是不可缺少的，这也是纺织品文物保护的第一步，只有确认纤维的种类，才能针对其特性采取相应的保护修复方法。

1 纺织纤维的分类

横截面的直径从几微米到几十微米，长度比直径大许多倍，有一定的细度、强度、可绕曲性和其他作用的，可以用来制作纺织品的纤维，称为纺织纤维。纺织纤维种类繁多，根据来源分为天然纤维和化学纤维。

1.1 天然纤维

只要是在自然界生长、形成的纤维均可称为天然纤维。从天然纤维的生物属性又可将其分为植物纤维、蛋白纤维和矿物纤维。古代的纺织品均为天然纤维，从化学、物理属性以及外形上又可分为植物纤维和动物纤维两大类。

1.1.1 植物纖维

从植物上取得的纤维称为植物纤维。植物纤维包含种子纤维、韧皮纤维、叶纤维、果实纤维和竹纤维。常见的种子纤维有棉、苎麻、黄麻、亚麻等。

棉纤维的主要成分是纤维素，是天然的高分子化合物，它是一根扁带中空的管状物体，横截面为不规则的腰圆形，成熟度的不同决定了形状的不同，因为纤维细长带天然的转曲性，强度大，加工方便。

麻纤维和棉纤维一样，主要由纤维素组成，并含有硬皮、果胶、半纤维素和木质素、蜡质等细胞物质，不同种类的麻纤维的截面形状大不相同。棉纤维和麻纤维都是古代纺织品的重要原料。

1.1.2 动物纤维

从构造和性质来看，动物纤维和植物纤维是完全不同的。从动物身上取下的纤维称为动物纤维。因主要组成物质是蛋白质，所以被称为天然蛋白质纤维。比如毛纤维和丝纤维。毛纤维是动物皮毛中取得的，如羊毛、驼毛、兔毛等。而丝纤维是由一些昆虫分泌物形成的。如桑蚕丝、柞蚕丝等。

1.2 化学纤维

采用天然聚合物为原料，经过化学方法与机械加工制造而成的纤维，称为化学纤维。化学纤维包括再生纤维和合成纤维。

2 天然纤维的结构与特性

2.1 棉（棉纤维）

棉纤维主要是以纤维素组成的。棉纤维的断面由许多同心圆组成，主要有初生层、次生层和中腔层三部分。棉纤维截面呈腰圆形。棉纤维长度不一，正常成熟的棉纤维横截面粗、强度高、弹性好、吸色性好并有较多的天然转曲（图1）。

2.2 麻（麻纤维）

麻纤维的主要成分也是由纤维素组成的，并且含有木质素、半纤维素、果胶等其他物质。纤维细长，两端封闭，横截面呈椭圆或多角形。纤维存在于麻茎的初生韧皮内部，纤维天然扭曲，原纤在经向呈层状结构，纵向有条纹，麻纤维的宽度很不规则。宽度变化的地方有麻节，这是在纤维的紧张弯曲处部分原纤分裂所致（图2）。

2.3 丝（蚕丝）

蚕丝的主要成分是由丝素和丝胶两种蛋白质组成，由大约20种不同的α-氨基酸缩聚而成的，丝胶是球蛋白质，水溶性较好，丝素是纤维状蛋白质。蚕丝包括桑蚕丝、柞蚕丝、天蚕丝等。桑蚕丝截面呈现不规则的三角形，三边相差不大，角略圆钝，茧丝截面呈半椭圆形，茧丝的截面也从圆钝渐趋扁平。柞蚕丝的横截面比桑蚕丝的横截面更为扁平，生丝是由数根茧丝相互抱合并由丝胶黏合而成，其截面形状近似椭圆形。蚕丝的吸湿性较好，由于蚕丝具有多层丝素、丝胶的层结构，使其蚕丝的光泽柔和、悦目（图3）。

2.4 毛（羊毛）

羊毛也是由大约20种不同的α-氨基酸缩聚而成的，不同的羊毛品种及毛纤维内部的不同氨基酸组成有所不同。毛纤维均匀分布在皮肤的表面，呈簇状密聚在一起。毛纤维是一种由不溶性蛋白质构成的多层次生物组织。毛纤维的外观是细长的柱体，自然卷曲，其横截面几乎是圆形。纤维的最外层是表皮层，内层是皮质层，而较粗羊毛的中心存在髓质层。表皮层又叫鳞片层，片状角质组织，根部附着于皮质层，类似鱼鳞片一样重叠覆盖于纤维表面。皮质层由两种皮质细胞构成。羊毛的表面有鳞片结构，顺鳞片方向和逆鳞片方向的摩擦系数都不同。当毛纤维在湿热条件下，受到挤压或揉搓等外力作用时，纤维易向阻力较小的方向移动，产生不可恢复的缠结（图4）。

3 纤维鉴定的几种方法

3.1 感官鉴别法

感官鉴别法就是通过感官来鉴别纤维制品，用眼睛观察纤维的形态特征，用手来感觉纤维，用耳朵的听觉感受纤维的声响来鉴别。感官法是相对比较简单的鉴别方法，若要精确地对纺织品文物的纤维进行鉴定，就要借助其他的纤维鉴别方法。对于出土品和传世品的纺织物来说，部分感官法会对其造成一定的损伤。所以应采用适宜的方法来鉴别。

3.2 燃烧法

用镊子夹住鉴别的纤维，缓慢地接近火焰，仔细观察纤维，从靠近火焰、火焰中、离开火焰所产生的不同现象和燃烧时产生的气味以及燃烧后剩余的残留物来分辨纤维的类别。

棉和麻的燃烧情况基本一致，都是靠近火焰时不熔不缩，接触火焰开始燃烧，离开火焰后继续燃烧，燃烧速度快，有烧纸气味，残留物呈黑色，细软，一捏就碎。

丝的燃烧情况：靠近火焰时熔并卷曲，接触火焰引起燃烧熔化，离开火焰时开始继续延燃，有时熄灭并伴有闪光，残留物呈松而脆的黑色颗粒状。

毛的燃烧情况：靠近火焰时熔并卷曲，接触火焰引起燃烧卷曲并熔化，离开火焰时燃烧缓慢，有时自灭，有燃烧的毛发味，残留物呈松而脆的黑色焦炭状。

燃烧鉴别的方法相对简单也比较快捷，但是对于珍贵的纺织品文物，最关键的问题就是取样，所以如果在允许的取样范围内，在不对文物本体造成损坏和破坏的情况下，可以使用燃烧法来对其纤维进行鉴别。

3.3 显微镜观察法

利用显微镜能够快速正确地通过观察纺织纤维的纵面和横截面的形状进行鉴别。本次借助中日韩丝绸之路沿线纺织品文物保护修复培训班对几件纺织品文物进行的纤维鉴别，用奥林巴斯BX51M金相显微镜观测纤维纵面：将要观察的纤维并向排列，放于载玻片上，加上一滴甘油，盖上盖玻片，放置在显微镜的载物台观察其形态。与现在的麻丝毛标准图片进行对比（此次中日韩纺织品培训班实习修复文物中没有棉织品）。对比如图5～图10。

通过观察初步确定取样的几种纤维符合现代标准图谱中的特征。为了加强论证，对相关纤维还需进行横截面观察。

观测纤维的横截面：制作纤维的观察切片，将微量的纤维样品包在羊毛条中，夹入哈式切片器，把分离的金属板组合好，用刀片将多余的露在外面的羊毛条切除，把螺座旋转回到原来位置。将其螺丝旋转，会有包置于羊毛条中的样品一起顶出哈式切片金属片上，顶出的表面约为20微米，将浓度为5%火棉胶涂在其上层，火棉胶干后成为一层薄膜，用刀片将附有火棉胶膜的纤维样品切下，形成一个横截面，用镊子夹上放在滴有甘油的载玻片上，盖上盖玻片放置在显微镜的物镜上进行观察。对比如图11～图16。

各种纤维的纵横面形态描述：

棉：纵面纤维天然转曲、扁平带状，横截面纖维有中腔，呈不规则腰圆形。

麻：主要是亚麻、苎麻，纵面纤维有横节竖纹，横截面纤维有中腔，呈多角形或腰圆形。

丝：主要是桑蚕丝、柞蚕丝，纵面纤维光滑、透明，横截面纤维呈不规则三角形或扁平不规则三角形。

毛：主要是羊毛，纵面纤维表面粗糙，鳞片呈环状、瓦状，横截面纤维近似圆形或椭圆形。

3.4 溶解法

溶解法是利用纤维在各种化学溶剂中的状态鉴别。单一成分的纤维，将少量纤维放入试管中，滴注选择好的溶剂，观察纤维在溶剂中的情况。混合成分的纤维，则可放在有凹面的载玻片上，滴上溶剂，通过观察来鉴别纤维。

棉在浓度为30%的盐酸中不溶解，在浓度为75%的硫酸中溶解，在煮沸的5%氢氧化钠中不溶解。

羊毛在浓度为30%的盐酸中不溶解，在浓度为75%的硫酸中不溶解，在煮沸的5%氢氧化钠中溶解。

蚕丝在浓度为30%的盐酸中溶解，在浓度为75%的硫酸中溶解，在煮沸的5%氢氧化钠中溶解。

麻在浓度为30%的盐酸中不溶解，在浓度为75%的硫酸中溶解，在煮沸的5%氢氧化钠中不溶解。

除上述几种纤维鉴别方法外，还有以下几种常见的纤维鉴别方法，此次修复的文物中未使用到。

红外光谱法：因为各类纤维中存在着不同的化学基团，在红外光谱中就会出现这种纤维的特征吸收谱带。这种方法鉴别大类别基团很有用，也可以反映纤维的老化结果。

X射线衍射光谱法：各种纤维都有不同的结构，当X射线照到纤维的结晶区时，一部分光会发生衍射，不同的纤维存在着不同的衍射图。

差热分析技术：以测定纤维物质在加热或冷却过程中的热效应为基础。物质加热或冷却时，常常伴随着吸热和放热的过程，不同品种的纤维有特定的差热数值图。

4 结语

综上所述，纤维鉴别为确定古代纺织品的种类，为我们今后更好地修复保护文物提供了有力的科学依据。通过此次文物修复的实践也证明了纤维鉴别对古代纺织品文物修复的重要性和必要性。

参考文献

[1]姚穆.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，1980

[2]中国纺织品鉴定保护中心.纺织品鉴定保护概论[M].北京：文物出版社，2002.

[3]马清林，苏伯民，胡之德，等.中国文物分析鉴别与科学保护[M].北京：科学出版社，2001.

[4]王允丽.纺织品文物纤维鉴定[Z].中日韩第五期纺织品班教员讲义，2010.

[5]龚德才.中国古代纺织品的修复与保护[Z].中日韩第五期纺织品班教员讲义，2010.

[6]张可.化学在文物保护修复中的应用[Z].中日韩第五期纺织品班教员讲义，2010.