黃昭瑜 　吳海濤　付文斌　孫麗娟

摘 要：文章聚焦紡織品文物染料信息，介紹紡織品文物常用植物染料種類及上染工藝，從染料與纖維結(jié)合方式、顯色及變色機(jī)理等方面，闡述紡織品文物保存過程中褪色、變色原因，從預(yù)防性保護(hù)角度提出保存建議。

關(guān)鍵詞：植物染料；紡織品文物；預(yù)防性保護(hù)；微環(huán)境；光老化

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.06.015

古代勞動(dòng)人民利用來源于植物的棉、麻及動(dòng)物的絲、毛天然纖維，根據(jù)不同類型纖維的應(yīng)用特點(diǎn)制作相應(yīng)用途的紡織品。紡織品文物屬有機(jī)質(zhì)文物屬類，經(jīng)漫長的時(shí)光流逝，受到保存環(huán)境中諸多因素協(xié)同作用的影響，出土及傳世的紡織品數(shù)量較少。紡織品文物承載大量歷史文化信息，其制作工藝、設(shè)計(jì)理念、美學(xué)思想表達(dá)等極具研究展覽價(jià)值。顏色信息是紡織品文物予人最為直觀的沖擊，色彩繽紛的絲線通過不同的組織形式技法織造成絢麗多姿的紡織品。我國古代染色利用的天然染料主要有無機(jī)礦石染料、有機(jī)植物染料、有機(jī)動(dòng)物染料，其中植物染料廣泛應(yīng)用于紡織品纖維染色。植物染料的本身性質(zhì)決定了紡織品文物顏色的不穩(wěn)定性，極易在不良環(huán)境中出現(xiàn)變色、褪色等現(xiàn)象，需采取環(huán)境控制等預(yù)防性保護(hù)措施應(yīng)對(duì)顏色變化導(dǎo)致的文物信息流失、文物價(jià)值下降等問題。

1 植物染料分類

古人通過各種工藝方法從植物的花、葉、果實(shí)、樹皮、根等部位提取色素物質(zhì)，使其與天然纖維結(jié)合并顯色，該過程是植物染料染色工藝實(shí)現(xiàn)的基本過程。常見植物染料上染通常分為紅、黃、藍(lán)、黑等單種色系，其補(bǔ)色的橙、綠、紫等色系雖然亦有少數(shù)幾種植物染料直接上染，但一般使用套染混色，使基本色系在一定區(qū)間內(nèi)色相波動(dòng)。

1.1 顏色分類

紅色染料：一是茜草，它是我國使用最早的紅色植物染料，在詩經(jīng)中已有由茜草上染衣物的文字記載，紡織品文物染料檢測(cè)表明使用茜草染色的年代較早、分布范圍較廣。安徽六安戰(zhàn)國墓葬出土荒帷、長沙馬王堆漢墓出土絲織品、新疆漢晉毛紡織品、北魏刺繡花卉紋袖頭、青海海西州出土唐代紡織品、清宮紡織品的紅色顏料中均檢測(cè)出茜素、茜紫素等色素物質(zhì)①。茜素是一種以配糖體存在于茜草根部的蒽醌類化合物，能在不同媒染劑、不同染色工藝的作用下形成由淺黃-紅-黑的不溶性色淀固著于纖維顯色。二是蘇木，晉代嵇含的《南方草木狀》已有記載遼代契丹貴族墓中橙紅蠶絲絹條為蘇木與小檗堿類黃。色染料套染而成，清宮紅色紡織品檢測(cè)出蘇木為染料來源②，染色工藝通常采用媒染。三是紅花，紅花原產(chǎn)于非洲，由漢代張騫出使西域后傳入我國。唐宋時(shí)期已廣泛用于染紅，明《天工開物》中詳細(xì)記載了“紅花餅”的提煉工藝。至清代，紅花仍是天然纖維上染紅色的重要染料來源。紅花素具有苯乙烯結(jié)構(gòu)，能夠直接與天然纖維結(jié)合，是一種直接染料，色澤鮮艷，根據(jù)染色深淺能染出蓮紅、桃紅、銀紅、水紅等紅色。

黃色染料：一是梔子，是我國古代中原地區(qū)廣泛使用的黃色染料，春秋時(shí)期已大量使用梔子染色，宋《漢官儀》記載梔子用于染色“御黃”。長沙馬王堆漢墓出土絲織品檢測(cè)出梔子色素成分，青海海西州出土唐代紡織品的黃色絲線檢測(cè)出梔子特征成分梔子酮苷，清宮紡織品黃色絲線檢測(cè)出藏紅花酸、蘆丁、槲皮素等梔子染色證據(jù)③。二是槐米，又稱槐子，是豆科槐屬國槐的花蕾，是古代染黃色的典型媒染染料。清代檔案記載“明黃色”鹿皮染料配方即由槐子、黃椂木、白礬按比例調(diào)配組成④。明清黃色系出土、傳世文物染料檢測(cè)常見槐米顯色成分—蘆?、?，又稱槐花素，屬類黃酮類結(jié)構(gòu)，是植物染料中色牢度較好的一種。三是黃檗，又名黃柏，東漢魏伯陽《周易參同契》言“若檗染為黃”，《天工開物》有黃檗染色鵝黃、豆綠、蛋青色的記載。在紡織品文物染料檢測(cè)中，遼代墓葬出土絹布為顯黃的黃檗和顯紅的蘇木套染而成；新疆尉犁縣克亞克庫都克烽燧遺址出土的唐代絲織品樣品檢測(cè)顯示為黃檗上染黃色，也有黃檗與靛藍(lán)套染的綠色樣品；明清紡織品文物中黃檗使用直接染色或套染更為常見⑥。黃檗為蕓香科黃檗屬喬木，其樹皮、芯材中存在生物堿類顯色物質(zhì)—小檗堿，小檗堿是現(xiàn)在唯一已知的天然陽離子染色素。

藍(lán)色染料：靛藍(lán)藍(lán)染，是我國最早使用也是記錄最為詳盡的藍(lán)色染色方法，《大戴禮記·夏小正》已有夏朝規(guī)律種植藍(lán)草用于染色的記載，春秋時(shí)期楚國設(shè)置有主持靛藍(lán)生產(chǎn)的“藍(lán)尹”官職，《齊名要術(shù)》《天工開物》等書籍中對(duì)藍(lán)草的種植、制靛及工藝改良有清晰的描述。漢代馬王堆漢墓出土的藍(lán)色麻織物即用靛藍(lán)染色，除礦物染料藍(lán)外，歷朝歷代紡織品文物藍(lán)色染料檢測(cè)基本為靛藍(lán)成分。而今，我國西南云貴的少數(shù)民族仍然大量使用靛藍(lán)為基礎(chǔ)染料配合染纈、夾纈、蠟纈等印花方法進(jìn)行傳統(tǒng)服飾的染色及制作。靛藍(lán)是靛族染料的代表，屬于吲哚類化學(xué)結(jié)構(gòu)。提取于菘藍(lán)、蓼藍(lán)、槐藍(lán)、馬藍(lán)等藍(lán)草植物。

黑色染料：黑色植物染料歷史悠久。秦、魏、晉貴族尚黑，出土于新疆羅布泊樓蘭的魏晉毛紡織品中的黑色纖維檢測(cè)出鞣花酸結(jié)構(gòu)，推測(cè)與單寧類物質(zhì)染色相關(guān)；至東晉、唐代，黑色成為平民常服色彩，稱為“皂衣”，所以黑色又稱皂色。橡椀子（櫟樹皮、殼斗）、栗殼、烏桕、鼠尾草、五倍子中均含有豐富的鞣質(zhì)，與鐵鹽絡(luò)合反應(yīng)生成單寧酸亞鐵黑色沉淀附著于纖維，呈黑色。珠江三角洲地區(qū)的特色面料“香云紗”即使用薯莨單寧與河泥中的鐵離子螯合染黑。

紫色染料：我國古代植物染料中能直接上染紫色的較少，紫草為記載和使用較廣的一種。郭璞的《爾雅·釋草》中有“紫草根染紫”的記載。陜西西安大唐西市博物館館藏唐代紫地蓮瓣紋綾紫色纖維檢測(cè)出紫草顯色物質(zhì)。紫草為多年生草本，其根部含有紫草素、乙酰紫草素等萘醌類物質(zhì)，能在明礬、皂礬等媒染劑作用下形成較深的紫紅色。

綠色染料：常見的綠色植物染料為鼠李，現(xiàn)有資料顯示其應(yīng)用在宋元之后。故宮養(yǎng)心殿壁布及清代傳世紡織品平紋綠地紗床罩均檢測(cè)出鼠李顯色物質(zhì)⑦。其染料色素存在于嫩果實(shí)、葉和莖中，可直接上染，也可與綠礬媒染得到更鮮艷的綠色。主要顯色成分為大黃素、大黃酚等，經(jīng)高溫氧化易變?yōu)辄S色。套染顯綠更為常見，黃色染料與藍(lán)色染料（如黃檗、槐米、姜黃與靛藍(lán)）套染能得到需要的各色光綠色⑧。

1.2 上染工藝分類

直接染色：某些植物色素能直接溶解于水中與纖維共浴，纖維在溶液中充分溶脹，染料分子滲入與纖維分子接近，吸附于纖維間隙后固著顯色，這類植物染料屬于染料分類中的直接染料。直接染料分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是線性、芳環(huán)共平面性及含有能與纖維分子形成氫鍵的基團(tuán)，如具有水溶性的黃酮類衍生物。紅花、鼠李、藎草、黃檗、梔子等屬直接染料類型。直接染料與纖維的結(jié)合方式以范德華力、氫鍵的分子間作用力形式存在，能量較低，一般在41.8kJ/mol以下。一些植物染料天然的存在形式為天然色素化合物，需要在酸、堿環(huán)境中溶解，與纖維共浴后根據(jù)溶液pH的改變析出固著顯色。在此過程中色素分子能與纖維形成離子鍵結(jié)合。離子鍵能較氫鍵高，以此類作用力與纖維結(jié)合的染料牢固度也較高。例如在酸性染液中，蛋白質(zhì)纖維帶有正電荷，會(huì)對(duì)染料陰離子產(chǎn)生庫侖引力，染料因庫侖力的作用而被纖維吸附，發(fā)生離子鍵形式的結(jié)合。

媒染染色：由于大多數(shù)天然染料對(duì)織物纖維并無親和性，其化學(xué)結(jié)構(gòu)上卻具有羥基、甲氧基、羰基、羧基等能絡(luò)合配位的結(jié)構(gòu)基團(tuán)存在。大量植物染料染色的主要方法為媒染染色，常用的媒染劑有明礬、青礬、皂礬、膽礬等，媒染法引入金屬離子為橋梁，使染料與天然纖維生成離子鍵、配價(jià)鍵。配價(jià)鍵鍵能較高，在纖維中有固定吸附位置，使得染料與纖維結(jié)合較直接染料更緊密，各方面色牢度較好。許多直接植物染料亦可使用媒染法提高上染率與染色牢度。根據(jù)不同色素分子類型與纖維的親和方式，媒染方法可分為先染后媒染法、先媒后染法、同浴法等。

還原染色：靛藍(lán)是還原顯色類植物染料的代表。其上染過程需要在還原劑的作用下，靛藍(lán)染料溶解于堿液中轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘碾[色體，通過擴(kuò)散作用進(jìn)入纖維內(nèi)部后在空氣中被氧化成不溶性的靛藍(lán)顯色。由于靛藍(lán)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分子間存在復(fù)雜而強(qiáng)烈的氫鍵，層與層之間也具有較弱的分子間氫鍵。內(nèi)部穩(wěn)定氫鍵能夠抑制碳碳雙鍵由于光照導(dǎo)致的異構(gòu)化，也有優(yōu)異的耐光性，且不溶于水、稀酸和堿溶液，除摩擦色牢度外各種色牢度優(yōu)良。

2 紡織品文物變色原因

2.1 染料顯色機(jī)理

太陽光是各種顏色光線的混合，光的顏色決定于光的頻率。人眼可感知到的部分為可見光，其波長一般為780nm～400nm。相同光源照射到不同顏色物質(zhì)上顯色不同，是不同結(jié)構(gòu)發(fā)色基團(tuán)對(duì)不同波段光線進(jìn)行選擇性吸收的結(jié)果。一般共軛體系才能吸收紫外-可見區(qū)的光波，例如苯分子在255nm處即存在特征吸收峰，多環(huán)芳烴的苯型吸收光譜向長波方向轉(zhuǎn)移。色素分子即通過復(fù)雜的有機(jī)結(jié)構(gòu)吸收特定光波顯色。染料顯色遵循色彩的減法混色原理，即隨參混組分?jǐn)?shù)量的增加，不斷吸收日光中某一部分的光波，反射剩余其他的色光，混合色的明亮度不斷降低，最終形成暗色或黑色。植物染料染色中的復(fù)染加深顏色濃度和套染顯出互補(bǔ)色都是運(yùn)用了此原理。

2.2 變色影響因素

物理因素：紡織品文物在常年的使用保存過程中，纖維本體糟朽劣化，諸如使用摩擦、折疊卷曲類物理磨損會(huì)導(dǎo)致附著有染料分子的表層纖維脫落，造成視覺上染料的顏色變淺、褪色。

化學(xué)因素：由于染料顯色是復(fù)雜有機(jī)分子結(jié)構(gòu)選擇性吸收不同波段光線的結(jié)果，各種因素導(dǎo)致的分子結(jié)構(gòu)變化均會(huì)影響染料基團(tuán)的顯色。光、熱、氧化劑、水油浸漬、酸堿性溶液作用能使染料與纖維之間的成鍵斷裂，在溶液浸漬、潮濕條件下導(dǎo)致文物染料部分出現(xiàn)滲色、掉色現(xiàn)象；光、熱、有機(jī)污染物、還原劑、氧化劑、空氣污染物、酸堿等能作用染料母體的發(fā)色體系部分，使染料分子產(chǎn)生變色，如分子結(jié)構(gòu)改變形成同分異構(gòu)體，或結(jié)構(gòu)進(jìn)一步被破壞導(dǎo)致不可逆的變色現(xiàn)象，最終表現(xiàn)為文物顏色的變色、褪色。

纖維黃化：由于紡織品文物的材質(zhì)一般為棉、麻、絲毛天然纖維，在加工、服用和貯藏的過程中本身就會(huì)受到環(huán)境、加工過程試劑、所含雜質(zhì)的綜合影響，產(chǎn)生纖維發(fā)脆、強(qiáng)力降低、使用性能和外觀質(zhì)量下降的老化現(xiàn)象，其外觀表現(xiàn)為泛黃，纖維黃化也是紡織品文物顏色變化的原因之一。

套染變色：如上文所述，古代紡織品文物在上染特定顏色時(shí)會(huì)使用兩三種染料套染的形式顯色，如靛藍(lán)與黃檗能套染顯綠。在相同的保存環(huán)境中，不同染料的顯色基團(tuán)對(duì)環(huán)境因素的敏感程度不同，化學(xué)基團(tuán)也會(huì)產(chǎn)生不同程度的變化，這就導(dǎo)致套染部位外觀顏色會(huì)朝色牢度較好的顏色方向偏移，顏色發(fā)生改變。綜上所述，引起紡織品文物色澤改變的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，且相互協(xié)同作用，因此要減緩紡織品變色老化速率，應(yīng)對(duì)文物本體及其環(huán)境采取綜合控制措施。

3 紡織品文物預(yù)防性保護(hù)

預(yù)防性保護(hù)概念是以“不改變文物原狀”及“最低限度干預(yù)”原則為出發(fā)點(diǎn)，基于長期的文物保護(hù)工作實(shí)踐需要，區(qū)別于文物腐蝕、糟朽后被動(dòng)的搶救性保護(hù)措施，主動(dòng)干預(yù)，是為文物提供一個(gè)穩(wěn)定、潔凈的保存環(huán)境，從而降低保存過程中文物信息損失，延長文物保存壽命，建立文物保存長效保護(hù)機(jī)制。為此國際國內(nèi)針對(duì)環(huán)境不同敏感類型文物提出相應(yīng)環(huán)境因素標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定文物保存場(chǎng)所各種類溫濕度、光照限制量、空氣污染物控制標(biāo)準(zhǔn)等。應(yīng)用中需結(jié)合實(shí)際使文物逐步適應(yīng)，并控制環(huán)境達(dá)到最佳推薦狀態(tài)。

3.1 環(huán)境控制

保存展覽光源：紡織品文物屬對(duì)光特別敏感類文物，光對(duì)文物產(chǎn)生的損傷遵循倒易定律這一經(jīng)驗(yàn)法則，即E（總曝光量）=I（照度）*t（時(shí)間）⑨，嚴(yán)格來說對(duì)紡織品文物保存的最佳要求為避免光照。但基于文物利用及展陳需求，博物館規(guī)定照度標(biāo)準(zhǔn)需小于50lx，年總照度不超過1.5·105lx/h，以求在文物保護(hù)與利用中找到平衡點(diǎn)。紫外線會(huì)使染料及纖維本身有機(jī)物C、H、O、N間單鍵斷裂，造成不可逆的損傷，使織物褪色、泛黃、糟朽、粉化，直至最終損壞，故應(yīng)完全避免。不同色系染料也會(huì)因?qū)梢姽鈪^(qū)域光線吸收能量不同而具有不同的色牢特性，研究表明植物染料各色系色牢度大致為黃色系＜紅色系＜紫色系＜藍(lán)色系。對(duì)比不同色溫、不同類型光源對(duì)染色絲綢顏色變化的影響，低色溫光源比高色溫光源對(duì)植物染料變色影響較小，相同照度下鹵素?zé)?、去藍(lán)光LED燈更適合于植物染料上染紡織品顏色的保存及展覽，熒光燈次之，普通LED燈對(duì)植物染料變色影響最大⑩。紅外光線對(duì)文物的影響以使物體升溫產(chǎn)生熱老化的方式表現(xiàn)，也需要采取一定措施規(guī)避。

溫濕度：紡織品文物的博物館館藏推薦溫度日較差為20±5℃，相對(duì)濕度55±5%。過高的濕度會(huì)使紡織品開始吸收空氣中的水分，纖維的濕漲可能導(dǎo)致染料、空氣中有害氣體的溶解，也是蟲霉繁殖的必要條件。過低的濕度會(huì)引起纖維的失水脆化。溫度升高會(huì)催化紡織品文物老化過程，驟降的溫度會(huì)直接影響環(huán)境濕度的快速變化，溫濕度的快速大幅波動(dòng)比維持一個(gè)不那么標(biāo)準(zhǔn)的溫濕度數(shù)值對(duì)文物本體的破壞更大。

空氣污染物：SOx、NOx、O3等空氣污染物對(duì)植物染料褪色有顯著影響，在有水分參與的情況下，這些還原性氣體能溶于水形成酸性物質(zhì)使纖維本體發(fā)生水解反應(yīng)?；覊m是空氣中的顆粒污染物，積落紡織品上不僅會(huì)改變其外觀色彩形成污跡，也是其他空氣污染物如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物及霉菌孢子的載體，這些復(fù)雜的有機(jī)無機(jī)物質(zhì)在一定條件下構(gòu)成光化學(xué)反應(yīng)的中間環(huán)節(jié)，與多種紡織品文物病害相關(guān)聯(lián)。

蟲霉：棉、麻、絲、毛天然纖維是蟲霉的食物來源，老化水解的纖維素、蛋白質(zhì)是霉菌的天然培養(yǎng)皿。在溫暖濕潤的環(huán)境下，隱藏在庫房角落、紡織品纖維中處于休眠狀態(tài)的蟲卵、蛹得以孵化，使文物產(chǎn)生蟲蛀病害。霉菌得以繁殖，其代謝產(chǎn)生有色霉斑對(duì)文物外觀產(chǎn)生影響，同時(shí)分泌黏液使紡織品相互粘連，分泌有機(jī)酸進(jìn)一步分解破壞文物本體。在實(shí)際文物保存過程中，上述環(huán)境因素協(xié)同作用，對(duì)文物的損傷比單一因素作用所產(chǎn)生的損傷嚴(yán)重得多。

3.2 保存方法及建議

保存展覽環(huán)境光源應(yīng)充分排除紫外線，選擇密閉無窗的庫房存放光敏感的紡織品文物，有窗戶的存放空間應(yīng)安裝遮陽罩、百葉窗等遮光措施，玻璃表面涂刷紫外線吸收劑或粘貼防紫外膜。展覽觀賞用人工光源，最好選用在保障顯色效果下低色溫的鹵素?zé)艏叭ニ{(lán)光LED燈。嚴(yán)格控制照度，減少照射時(shí)間，控制紡織品文物受到的總輻照度在顏色變化結(jié)點(diǎn)以下。溫濕度的監(jiān)控調(diào)節(jié)可以通過溫濕度儀及空調(diào)、加濕除濕設(shè)備實(shí)現(xiàn)。定期巡查打掃保存環(huán)境衛(wèi)生，清理環(huán)境積塵，放置祛蟲防霉藥物對(duì)紡織品文物的長期保存也至關(guān)重要。恒溫恒濕低氧充氮的密閉箱體是理想的紡織品文物保存展覽空間，但受場(chǎng)所、經(jīng)費(fèi)、人員等現(xiàn)實(shí)因素的制約，精細(xì)到個(gè)體文物微環(huán)境的控制可能在實(shí)際工作中更可行。針對(duì)紡織品文物需要避光、緩沖溫濕度、減少有害氣體及預(yù)防蟲霉的需要，可以定制無酸紙盒或囊匣對(duì)紡織品文物進(jìn)行長期保存。

注釋

①李玉芳，魏書亞，王亞蓉.應(yīng)用超高效液相色譜-四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜及二極管陣列聯(lián)用技術(shù)對(duì)唐代紡織品上植物染料的分析和測(cè)定[J].中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)，2016，46（6）：625-632.

②柏小劍.潮濕墓葬環(huán)境出土絲織品的植物染料鑒定技術(shù)研究[D].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2014.

③李玉芳.幾種常見中國古代天然植物染料的分析鑒定研究[D].北京：北京科技大學(xué)，2020.

④⑧王允麗，王春蕾.清代紡織品中明黃色色彩研究[J].故宮博物院院刊，2022（5）：122-132，139.

⑤陳磊.基于表面增強(qiáng)拉曼光譜快速鑒定和分析紡織品文物中天然染料的研究[D].杭州：浙江理工大學(xué)，2018；張?jiān)?，陳楊，崔箏，等.黃色緙絲繡聯(lián)句幡的科學(xué)分析[J].中國文物科學(xué)研究，2020（1）：91-96.

⑥張林玉.古代紡織品中染料成分的鑒定和染色工藝的探究[D].北京：北京化工大學(xué)，2017.

⑦張?jiān)?，陳楊，崔箏，等.黃色緙絲繡聯(lián)句幡的科學(xué)分析[J].中國文物科學(xué)研究，2020（1）：91-96.

⑨賀冰，徐雪萍，徐方圓，等.模擬光老化研究黃色植物染料染色絲綢的光致褪色[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2016，28（3）：30-39.

⑩張殿波，趙豐，周旸，等.不同照明條件下靛藍(lán)染色真絲織物的光老化速度及褪色機(jī)制分析[J].蠶業(yè)科學(xué)，2011，37（1）：69-75；馮薈，翁鳴，劉劍.博物館絲織品染料常規(guī)光老化研究[J].絲綢，2018，55（1）：14-17；胡玉蘭，劉劍，趙豐，等.基于微型光纖光譜技術(shù)的有氧和抑氧條件下植物染料染色絲織品的褪色研究[J].絲綢，2019，56（9）：1-7；徐方圓，吳來明，徐雪萍，等.從光譜角度研究博物館照明對(duì)染色絲綢的影響[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2016，28（1）：24-32.