CN103898801A - 一种简便高效的纸张脱酸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简便高效的纸张脱酸方法。解决了纸张浸泡在浸液中导致纸张变形、字迹褪色、油墨渗透等问题；同时也解决了气相脱酸设备要求高、成本高及风险大等问题。本发明的方法为：利用超微粒子发生器将脱酸溶液处理成超微粒子，然后将超微粒子充盈到一个有待脱酸纸张的密闭空间中，使超微粒子与纸张中的酸性物质进行反应，从而达到纸张脱酸的目的。本发明的方法能够使超微粒子在纸张纤维和纤维空隙中进行渗透、扩散，超微粒子在扩散过程中与纸张中的酸性物质进行中和反应达到脱酸效果的；同时，使纸张中有一定的脱酸剂残留，达到防止或延缓纸张酸化。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用超微粒子发生器，将液态的脱酸试剂处理成超微粒子从而进行纸张脱酸的新技术。
背景技术
纸张是图书、档案历史文化遗产的基本载体，需要长期保存并且保持一定使用性能，因此纸张的耐久性是图书、档案界共同关注的一个重要问题。
由于时序的单一性和环境的变化，大部分的纸质文物已经发生了各种病害，其中一个重要病害就是纸张酸化。纸的主要化学成分是纤维素，由纤维素大分子中基环间的葡萄糖键组合而成。当纸张酸化后会促进纤维素大分子的水解，使纤维素大分子中基环间的葡萄糖键发生断裂，造成聚合度降低，因而导致纸张酸化、发脆而变质，表现为宏观上的变色以及微观上的结构破坏（即机械强度的下降）。如果这些古籍文献不能得到有效的防治和处理，这些破坏就会继续蔓延，甚至不可恢复，因此，如何保护好这些珍贵的古籍文献，是摆在我们面前的一项紧迫而艰巨的任务。
纸张酸的来源主要有以下几个方面：1、造纸原材料以及造纸工艺过程中引进的酸；2、印刷和书写时用酸性的或含氧化物的油墨、墨水颜料，也是纸张酸化增加原因之一；3、纸张在贮存过程中，由于空气中有害气体如二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、二氧化氮等侵蚀，并在微量金属离子的催化下，与水反应生成硫酸、亚硫酸。碳酸；4、纸张被霉菌污染后，霉菌生长发育产生的中间产物有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸等，增加纸张酸性。
目前常用于纸张脱酸的方法主要有液相法和气相法这两种方法。传统的液相脱酸法有其自身难以克服的缺陷，如：溶液浸泡法导致纸张变形、褪色，化学试剂的毒性，效率低等，难以获得新技术突破；传统的纸张气相脱酸，是在真空配合下，将能气化或挥发的碱性气体充分渗入到书本、纸张中进行大批量的群体脱酸。虽然脱酸快、适应范围广，具有杀虫、消毒的综合效果，但高真空环境的获取对设备要求十分苛刻，加工制造困难且设备投资较大，而通过气相技术难以在纸张中引入加固剂。因此，研究新型、高效、实用的纸张脱酸理论和技术是当务之急。
发明内容
本发明的目的在于解决上述不足，提供一种利用超微粒子发生器，将脱酸处理成20μm粒径以下的超微粒子后再对纸张进行脱酸的方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种简便高效的纸张脱酸方法，利用超微粒子发生器将脱酸溶液处理成超微粒子，然后将超微粒子充盈到一个有待脱酸纸张的密闭空间中，使超微粒子与纸张中的酸性物质进行反应，从而达到纸张脱酸的目的。
进一步地，所述超微粒子发生器是一种能够将液体处理成0.01～50μm的设备。
再进一步地，所述超微粒子是指粒径为0.01～50μm的液体颗粒粒子，作为一种优选，粒径为0.5～20μm。
更进一步地，密闭空间中的气压为常压或负压。
另外，脱酸时的温度为10～50℃，湿度为70～100%RH。
为了更好的实现本发明，脱酸的时间为1～300min，作为一种优选，时间为4～30min。
上述脱酸溶液是将脱酸剂溶解于水或有机溶剂中所得，而脱酸剂占脱酸溶液的质量分数低于30%，作为一种优选，质量分数为0.5～4%。
然而，本发明的脱酸剂可为碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸氢镁、醋酸钙、醋酸镁、醋酸钡、天然提取的碱性物质中的一种或几种弱碱性物质。同时，脱酸剂也可为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、乙醇钾中的一种或几种强碱性物质。
本发明具有以下优点及有益效果：
（1）本发明集合了气相和液相脱酸的优点，既保留了液相脱酸简便可靠、成本低的优点，又能避免纸张浸泡在浸液中导致纸张变形、字迹褪色、油墨渗透等问题；同时也解决了气相脱酸设备要求高、成本高及风险大等问题。
（2）本发明的方法能够使超微粒子在纸张纤维和纤维空隙中进行渗透、扩散，超微粒子在扩散过程中与纸张中的酸性物质进行中和反应达到脱酸效果的；同时，使纸张中有一定的脱酸剂残留，达到防止或延缓纸张酸化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
一种简便高效的纸张脱酸方法：在一密闭的空间中搭建一个网状的纸张托架，将超微粒子发生器的出口与密闭空间相联接，将浓度为1%的NaOH溶液置于超声波式超微粒子发生器中，开启超微粒子发生器设备电源，将脱酸液处理成超微粒子，通过检测，超微粒子直径为2～10μm，当密闭空间中温度为15℃，空气湿度达到80%RH时，将待脱酸的纸张置于空间里的托架上，使纸张和超微粒子接触，使超微粒子均匀的接触纸张纤维，12min后，密闭空间中空气的湿度为82%RH，结束纸张与超微粒子的接触，此时纸张表面无明显的水印及褶皱现象，将脱酸后的纸张置于另一密闭空间中恒温恒湿12h以后取出放置于空气中，在常温条件下使水自然风干即达到脱酸要求，纸张脱酸前后数据变化详见下表：
表2 纸张脱酸前后分析指标对比表
实施例2
一种简便高效的纸张脱酸方法：将空气压缩式超微粒子发生器的出口与脱酸的密闭空间相联接，将浓度为1%的KOH溶液置于空气压缩式超微粒子发生器中，开启超微粒子发生器设备电源，将脱酸液处理成超微粒子，雾气中超微粒子直径为0.5～15μm，当密闭空间中温度为18℃，空气湿度达到83%RH时，将待脱酸的纸张置于空间里的托架上10min后，密闭空间中空气的湿度为85%RH，结束纸张与超微粒子的接触，此时纸张表面无明显的水印及褶皱现象，将脱酸后的纸张置于另一密闭空间中恒温恒湿12h以后取出放置于空气中，在常温条件下使水自然风干即达到脱酸要求，纸张脱酸前后数据变化详见下表：
表2 纸张脱酸前后分析指标对比表
实施例3
一种简便高效的纸张脱酸方法：将超声式超微粒子发生器的出口与脱酸的密闭空间相联接，将浓度为2%的Na2CO3溶液置于空气压缩式超微粒子发生器中，开启超微粒子发生器设备电源，将脱酸液处理成超微粒子，雾气中超微粒子直径为2～11μm，当密闭空间中温度为20℃，空气湿度达到88%RH时，将待脱酸的纸张置于空间里的托架上10min后，密闭空间中空气的湿度为90%RH，结束纸张与超微粒子的接触，此时纸张表面无明显的水印及褶皱现象，将脱酸后的纸张置于另一密闭空间中恒温恒湿12h以后取出放置于空气中，在常温条件下使水自然风干即达到脱酸要求，脱酸后纸张的pH为7.21。
实施例4
一种简便高效的纸张脱酸方法：将压缩式超微粒子发生器的出口与脱酸的密闭空间相联接，将饱和的Ca（OH）2溶液置于空气压缩式超微粒子发生器中，开启超微粒子发生器设备电源，将脱酸液处理成超微粒子，雾气中超微粒子直径为2～11μm，当密闭空间中温度为22℃，空气湿度达到91%RH时，将待脱酸的纸张置于空间里的托架上10min后，密闭空间中空气的湿度为93%RH，结束纸张与超微粒子的接触，此时纸张表面无明显的水印及褶皱现象，将脱酸后的纸张置于另一密闭空间中恒温恒湿12h以后取出放置于空气中，在常温条件下使水自然风干即达到脱酸要求，脱酸后纸张的pH为6.86。
实施例5
一种简便高效的纸张脱酸方法：将空气压缩式超微粒子发生器的出口与脱酸的密闭空间相联接，将丙酸钙酒精水（丙酸钙：酒精：水质量比为1:6:7）溶液置于空气压缩式超微粒子发生器中，开启超微粒子发生器设备电源，将脱酸液处理成超微粒子，雾气中超微粒子直径为1～17μm，当密闭空间中温度为25℃，空气湿度达到93%RH时，将待脱酸的纸张置于空间里的托架上10min后，密闭空间中空气的湿度为95%RH，结束纸张与超微粒子的接触，此时纸张表面无明显的水印及褶皱现象，将脱酸后的纸张置于另一密闭空间中恒温恒湿12h以后取出放置于空气中，在常温条件下使水自然风干即达到脱酸要求，纸张脱酸前后数据变化详见下表：
表3 纸张脱酸前后分析指标对比表
实施例6
一种简便高效的纸张脱酸方法：将超声式超微粒子发生器的出口与脱酸的密闭空间相联接，将异丁胺乙醇水（异丁胺：乙醇：水=1:25:25）溶液置于超声波式超微粒子发生器中，开启超微粒子发生器设备电源，将脱酸液处理成超微粒子，雾气中超微粒子直径为2～12μm，当密闭空间中温度为21℃，空气的湿度达到90%RH时，将待脱酸的纸张置于空间里的托架上10min后，密闭空间中空气的湿度为92%RH，结束纸张与超微粒子的接触，此时纸张表面无明显的水印及褶皱现象，将脱酸后的纸张置于另一密闭空间中恒温恒湿12h以后取出放置于空气中，在常温条件下使水自然风干即达到脱酸要求，纸张脱酸前后数据变化详见下表：
表4 纸张脱酸前后分析指标对比表
应当说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，利用超微粒子发生器将脱酸溶液处理成超微粒子，然后将超微粒子充盈到一个有待脱酸纸张的密闭空间中，使超微粒子与纸张中的酸性物质进行反应，从而达到纸张脱酸的目的。
2.根据权利要求1所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，所述超微粒子发生器是一种能够将液体处理成0.01～50μm的设备。
3.根据权利要求1所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，所述超微粒子是指粒径为0.01～50μm的液体颗粒粒子。
4.根据权利要求1所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，密闭空间中的气压为常压或负压。
5.根据权利要求1所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，脱酸时的温度为10～50℃，湿度为70～100%RH。
6.根据权利要求1所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，脱酸的时间为1～300min。
7.根据权利要求1所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，脱酸溶液是将脱酸剂溶解于水或有机溶剂中所得，而脱酸剂占脱酸溶液的质量分数低于30%。
8.根据权利要求7所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，脱酸剂为碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸氢镁、醋酸钙、醋酸镁、醋酸钡、天然提取的碱性物质中的一种或几种弱碱性物质。
9.根据权利要求7所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，脱酸剂为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、乙醇钾中的一种或几种强碱性物质。
10.根据权利要求7所述的一种简便高效的纸张脱酸方法，其特征在于，脱酸剂占脱酸溶液的质量分数为0.5～4%。
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