CN101725076A - 一种文物收藏包装材料的处理液及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种文物收藏包装材料的处理液及其处理方法。该处理液包括A组分和B组分。A组分由W-18石蜡乳液10重量份、水120～150重量份组成；B组分由硼酸10～15重量份、硼砂13～15重量份、八硼酸钠8～12重量份、氟化钠6～12重量份、水1000重量份组成。将待处理材料先置于A组分中浸润后阴干，再置于和B组分中浸润后阴干，即完成了对文物收藏包装材料的处理。经检测，经过本发明处理后的材料具有良好的阻燃性和具有非挥发性、无气味高效低毒的驱虫和防霉效果，并且对空气中的酸性气体具有缓冲作用，克服了挥发性驱虫、防霉剂对文物、保存环境和人体带来的影响，具有成本低、购买方便，以及运输储存方便的特点，具有广阔的市场开发前景。
Description
一、技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体是一种文物收藏包装材料的处理液及其处理方法。
二、背景技术
我国文化历史悠久，各种珍贵孤本图书、古旧字画、档案手稿等卷帙浩繁，都是需要保护和保存的人类文化遗产。这些珍贵文物大都属于有机物，它们面临酸化腐烂、虫蛀、鼠噬、霉变、絮化等严重病害。而常用的收藏包装大多是一般的纸质盒、木质盒等，这些材料也属于易燃和易腐蚀的天然有机材料，使用时都潜藏了极大的安全隐患；且一般常用的防虫、防霉方法是采用樟脑块、萘块等具有挥发性、毒性的驱虫、防霉药剂，这些方法虽然能起驱虫、防霉作用，但污染了文物本体，同时又伤害了工作人员身体、污染了环境。
鉴于一般的常用的文物收藏包装材料及其处理方法不能克服材料本身易燃、易腐蚀、易受病虫害和酸蚀的性质，人们开始不懈的探索材料的改性方法，并创造出了许多的液体处理剂及其处理方法使材料具有了阻燃，防虫，防霉，防腐等优良特性。
国内外对于文物收藏包装材料的阻燃、防虫、防霉以及防酸处理液及其处理方法还未见报道。但对于木质类材料的阻燃和防虫，防腐已有报道：其中，公开日为2006年10月11日，公开号为CN1278830C的中国发明专利中，提出了一种用于处理木材木制品的阻燃剂及其处理方法，该阻燃剂由铵基类磷酸盐、硼类化合物、聚磷酸盐、磷酸盐组成；该阻燃剂处理后的木材或木制品阻燃性能强，胶合强度及漆膜附着力强，可直接用于室内等环境；且处理过程安全无毒。
公告号为CN1760329的中国发明专利中，提出了一种阻燃防腐杀虫剂及其制备方法，特征在于是由A、B、C三组成份混合制得了兼具阻燃，防腐性能的杀虫剂。虽然制备方法简单，但其A组份中的主要成份为磷酸氢二铵，常用于防火剂，但其暴露于空气中易逐渐失去氨而变成磷酸二氢铵，从而失效；另一主要成份硫酸铵，虽然常用于防火剂添加物，在使用中对眼睛、粘膜和皮肤有刺激作用，会给人们带来意想不到危险；另外，其受热分解会产生有毒的燃烧物，如氮氧化物、硫化物，从而污染环境；而最严重限制其应用的问题是它的储存条件及运输条件的苛刻：它必须储存于阴凉、通风的库房，并严格与酸类、碱类分开存放；且运输途中必须防止曝晒、雨淋，防止高温。在该发明中还提出了阻燃防腐杀虫剂的制备方法，其特征在于，将A、C组份在反应器中加热混合至熔融，但是依据化学手册中对于硫酸铵这种化合物的物化性质描述，该化合物受热分解产生有毒的烟气，造成环境污染。上述缺陷严重影响了该发明提出的阻燃防腐杀虫剂的使用。
三、发明内容
为了克服现有处理液及其处理方法中会给人们带来意想不到危险以及环境污染的安全隐患、苛刻的运输以及储存条件、不适用于文物保护材料的缺陷，本发明提出了一种文物收藏包装材料的处理液及其处理方法。
本发明提出的用于文物收藏包装材料的处理液包含A、B两种组份，其中，A组份包括10重量份的W-18石蜡乳液和120～150重量份的水；B组份包括10～15重量份硼酸、13～15重量份硼砂、8～12重量份八硼酸钠、6～12重量份氟化钠和1000重量份的水。配制A组份时，将W-18石蜡乳液溶解于水中，搅拌均匀配制而成；配制B组份时将硼酸、硼砂、八硼酸钠、氟化钠和水置于反应器中充分搅拌混合后，将反应器温度加热升高至60摄氏度，边加热边搅拌至溶液呈透明状配制而成。所述硼酸、硼砂、八硼酸钠和氟化钠均为工业纯。
本发明还提出了一种使用该处理液对文物收藏包装材料的处理方法，其处理过程包括如下步骤：
第一步：将待处理的收藏包装材料浸入配制好的A组份溶液中，浸润至收藏包装材料表面湿润；观察收藏包装材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干6～8h，至干燥；
第二步：将经过A组份处理后的收藏包装材料再浸入配制好的B组份溶液中，浸润至收藏包装材料表面湿润；观察收藏包装材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干8～12h，至干燥；即完成了收藏包装材料的处理。
本发明所提出处理液中的A组份中：其主要组份W-18石蜡乳液产于德国，是一种高硬度聚乙烯蜡水性分散体，抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、乳液稳定；任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块、保质期长、固含量高、分散性好，为产品提供优良的抗磨、抗刮、防粘等表面性能，提高产品的防水和耐擦洗能力，有效改善处理基材阻燃处理后发脆问题。B组份中所采用的硼酸，硼砂、八硼酸钠和氟化钠均为工业纯。硼酸能够减弱无焰燃烧，并抑制表面火掐传播。硼砂、硼酸作为阻燃剂的优点是兼具防腐、杀虫功能，且毒性小，对基材强度影响小；用八硼酸钠处理过的基材具有长期的防腐、防蛀效果，且无任何刺激性气味，对人畜和环境无危害，pH值近于中性，对基材的酸碱性质无影响；氟化钠是一种具有广泛用途的氟盐，常用作杀虫剂、杀菌剂。
本发明所述用于配制处理液的化学试剂，克服了传统为阻燃目的普遍采用的具有危害人体健康以及产生有毒的烟气污染环境等具有安全隐患的磷酸二氢铵、硫酸铵试剂，而采用了硼酸，硼砂、八硼酸钠作为阻燃目的处理液主要成份。
将上述化学试剂按本发明所述方法合理配制后，作为文物收藏包装材料的处理液。该处理液呈无色、澄清、透明、弱碱性、无毒、无臭、无腐蚀性等特点。
以白卡纸板和牛皮卡纸板材料为例，经本发明所述处理液按照所述处理方法处理后的效果进行测试，其测试结果如下：
1.阻燃性能测试：
经依照国家标准方法GB/T14656进行测试，测定余烬时间和纸条碳化的长度，余烬时间短、碳化长度短的阻燃纸效果好。切取21cm×7cm的阻燃纸板试样，用ZBY-1型阻燃纸和纸板燃烧试验仪(由江苏南京江宁区分析仪器厂生产)按照国家标准方法GB/T14656进行测试，平均碳化长度≤11.50cm者即认为合格。经过处理的白卡纸板和牛皮卡纸板的燃烧性能的各项指标测试结果见表1(每个数据测试十次取平均值)。
表1本发明的阻燃性能测试结果
| 白卡纸板 | 牛皮卡纸板 | 国家标准 | |
| 平均炭化长度 | 1.69cm | 2.14cm | ≤11.50cm |
| 平均续焰时间 | 24.90s | 24.90s | ≤60.00s |
| 平均灼焰时间 | 1.04s | 0.37s | ≤5.00s |
2.防虫性能测试：
委托国家档案局档案科学技术研究所有害生物防治研究室对本发明处理材料制作的档案盒进行检测。测试结果详见表2。
检验依据：参照DA/T 27-2000档案防虫剂防虫效果测定法。
检验项目：抗虫蛀效果。
表2本发明的抗虫蛀性能测试结果
其中，“驱避”中的“+”表示有驱避效果；“++”表示有明显驱避效果；“-1”表示无驱避效果。“中毒”中的“+”表示轻微中毒现象；“++”表示有中度中毒现象；“+++”表示有重度中毒现象；“-”表示无中毒现象。
通过测试证明，烟草甲对上述供试材料均有中毒现象；对牛皮卡纸板中毒现象明显。对黑毛皮蠹、花斑皮蠹均有驱避作用。
3.防霉性能测试：
委托广州工业微生物检测中心对本发明处理的档案材料进行检测，发现处理过的白卡纸板、牛皮卡纸板材料均具有较好的抗真菌性，测试结果详见表3。
样品编号：WJ2008435。
检验依据：ASTM D 2020-1992(2003)纸和纸板的耐霉性的测试方法。
检验项目：耐霉性。
表3本发明的耐霉性能测试结果
由表3可见，白卡纸板和牛皮卡纸板样品经处理液处理后，样品表面具有抗真菌性能。
4.pH值测定：
采用本发明中B组分40重量份处理液于干燥洁净的烧杯中，调节好PHS-2F数字pH计，将电极放入待测处理液中，测出其pH值，重复上述步骤，测试结果见表4。
表4本发明的pH测试结果
| 样品编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均值 |
| pH值 | 8.31 | 8.36 | 8.33 | 8.42 | 8.40 | 8.36 |
由表4可见，处理液的pH为8.36，可以有效的缓冲酸性气氛。
5.色差测试：
对本发明处理的材料，采用1976年CIE L*a*b*色坐标体系来监测样板颜色变化，以处理前后亮度变化ΔL*、红绿色品差Δa*、黄蓝色品差Δb*、导出值色差变化ΔE表征颜色变化状况。
色差值计算公式：ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2，ΔE值的大小反应颜色变化的程度，ΔE值越大说明颜色改变越大，反之则说明颜色改变越小。以白卡纸板作为测试对象，采用DC-P3型全自动测色色差计，测定处理前后的色差变化。
测试结果见表5。
表5白卡纸板处理前后的色差
从表5可以看出，加入本发明的样品的色差变化很小。
6.材料处理前后的耐折度测试：
对经过本发明处理的材料，使用四川长江造纸仪器有限责任公司制造的DC-MIT135B型电脑测控耐折度仪，按国标GB/T2679.5-1995进行试样的耐折度测定(MIT耐折度仪法)，在张力为9.8N的条件下，测定空白样品、完全处理后和未经经过W-18石蜡乳液处理样品的耐折度，每组平行测定15个样品，记录样品的双折次数，取平均值，得样品的耐折度。
测试结果见表6。
表6纸板处理前后耐折度变化
从表6可以看出，未施加W-18石蜡乳液处理样品其耐折度大大降低，经使用完全不能加工；按照实施例1处理的材料耐折度也不及空白样，但经过使用能够满足加工需要，不影响材料的加工性。
经上述测试，证明本发明所述的处理液具有阻燃、防虫、防霉和防腐的功能，且处理方法适于处理文物收藏包装材料。经过本发明处理后的材料能在火灾出现时瞬间自熄，不影响材料的加工性；具有非挥发性、无气味高效低毒的驱虫和防霉效果；对空气中的酸性气体具有缓冲作用；并且克服了挥发性驱虫、防霉剂对文物，保存环境和接触人体所带来的负面影响。由于本发明采用的化学原料均是市场购买的工业品，具有成本低，购买方便，运输及储存方便的特点。
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种文物档案包装用白卡纸板的收藏包装材料的处理液及其处理方法。切取21cm×7cm的文物档案包装用白卡试样。
本实施例采用的文物收藏包装材料的处理液包含A、B两种组份。
A组份是将10重量份的W-18石蜡乳液溶解于120～150重量份的水中并搅拌均匀。
B组份是将10～15重量份硼酸、13～15重量份硼砂、8～12重量份八硼酸钠、6～12重量份氟化钠和1000重量份的水置于反应器中充分搅拌混合，将反应器温度升高至60摄氏度加热，边加热边搅拌至溶液呈透明状。所述硼酸、硼砂、八硼酸钠和氟化钠均为工业纯，所用W-18石蜡乳液采用德国生产，购于广州市祥富贸易商行，所用八硼酸钠购于保定市金洋生物肥料厂的产品。
对白卡纸板进行渗透处理过程包括以下步骤：
第一步：将白卡纸板材料浸入配制好的A组份溶液中，浸润时间为2min，浸润标准为材料表面完全湿润；观察材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干6～8h，至干燥；
第二步：将经过A组份处理后室内阴干的白卡纸板材料再浸入配制好的B组份溶液中，浸润时间为5min，浸润标准为材料表面完全湿润；观察材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干8～12h，至干燥；即完成了白卡纸板材料的处理。
实施例二
本实施例是一种文物档案包装用牛皮卡纸板收藏包装材料的处理液及其处理方法。切取21cm×7cm的文物档案包装用牛皮卡纸板试样。
本实施例采用的文物收藏包装材料的处理液包含A、B两种组份。
A组份是将10重量份的W-18石蜡乳液溶解于120～150重量份的水中并搅拌均匀。
B组份是将10～15重量份硼酸、13～15重量份硼砂、8～12重量份八硼酸钠、6～12重量份氟化钠和1000重量份的水置于反应器中充分搅拌混合，将反应器温度升高至60摄氏度加热，边加热边搅拌至溶液呈透明状。所述硼酸、硼砂、八硼酸钠和氟化钠均为工业纯，所用W-18石蜡乳液采用德国生产，购于广州市祥富贸易商行，所用八硼酸钠购于保定市金洋生物肥料厂的产品。
对牛皮卡纸板材料进行渗透处理过程包括以下步骤：
第一步：将牛皮卡纸板材料浸入配制好的A组份溶液中，浸润时间为3min，浸润标准为材料表面完全湿润；观察材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干6～8h，至干燥；
第二步：将经过A组份处理后室内阴干的牛皮卡纸板材料再浸入配制好的B组份溶液中，浸润时间为6min，浸润标准为材料表面完全湿润；观察材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干8～12h，至干燥；即完成了牛皮卡纸板材料的处理。
实施例三
本实施例是一种文物档案包装用木质收藏包装材料的处理液及其处理方法。切取21cm×7cm的文物档案包装用木质材料试样。
本实施例采用的收藏包装材料的处理液有A组份和B组份配制而成。
A组份是将10重量份的W-18石蜡乳液溶解于120～150重量份的水中并搅拌均匀。
B组份是将10～15重量份硼酸、13～15重量份硼砂、8～12重量份八硼酸钠、6～12重量份氟化钠和1000重量份的水置于反应器中充分搅拌混合，将反应器温度升高至60摄氏度加热，边加热边搅拌至溶液呈透明状。所述硼酸、硼砂、八硼酸钠和氟化钠均为工业纯，所用W-18石蜡乳液采用德国生产，购于广州市祥富贸易商行，所用八硼酸钠购于保定市金洋生物肥料厂的产品。
对木质材料进行渗透处理过程包括以下步骤：
第一步：将木质材料浸入配制好的A组份溶液中，浸润时间为10min，浸润标准为材料表面完全湿润；观察材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干6～8h，至干燥；
第二步：将经过A组份处理后室内阴干的木质材料再浸入配制好的B组份溶液中，浸润时间为10min，浸润标准为材料表面完全湿润；观察材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干8～12h，至干燥；即完成了木质材料的处理。
Claims (2)
1.一种文物收藏包装材料的处理液，其特征在于，该处理液包括A组份和B组份；其中，A组份由10重量份的W-18石蜡乳液和120～150重量份的水组成，B组份由10～15重量份的硼酸、13～15重量份的硼砂、8～12重量份的八硼酸钠、6～12重量份的氟化钠和1000重量份的水组成。
2.一种使用权利要求1所述文物收藏包装材料的处理液的处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
第一步：将待处理的收藏包装材料浸入配制好的A组份溶液中，浸润至收藏包装材料表面湿润；观察收藏包装材料达到浸润标准后取出，标准大气压下，在室内阴干6～8h，至干燥；
第二步：将经过A组份处理后的收藏包装材料再浸入配制好的B组份溶液中，浸润至收藏包装材料表面湿润；观察收藏包装材料达到浸润标准后取出；标准大气压下，在室内阴干8～12h至干燥，即完成了收藏包装材料的处理。
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