CN109881535B

CN109881535B - 一种用于古代纸质文物保护的加固剂及其使用、制备方法

Info

Publication number: CN109881535B
Application number: CN201910291068.2A
Authority: CN
Inventors: 张元成; 龚德才; 钟博超; 龚钰轩
Original assignee: Shanxi Museum; University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: Shanxi Museum; University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: CN109881535A

Abstract

本发明公开了一种用于古代纸质文物保护的加固剂，包括：白芨胶饱和水溶液和海藻糖；所述白芨胶饱和水溶液和所述海藻糖的质量百分比为100：(2～3)，可对古代纸质文物进行加固，不会改变文物的外观，也不会造成二次损害，无毒，操作方便，固化粘结度高，加固效果好，使得古代纸质文物耐保存，并且在之后的加固剂中添加微量水溶性防霉剂，可以很好地解决多糖易发霉的问题。本发明还公开了一种用于古代纸质文物保护的加固剂的使用方法、制备方法。

Description

一种用于古代纸质文物保护的加固剂及其使用、制备方法

技术领域

本发明属于纸质文物保护修复技术领域，涉及一种用于古代纸质文物保护的加固剂、一种用于古代纸质文物保护的加固剂的使用方法和一种用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法。

背景技术

纸在人们生活中应用广泛，除常见的写字绘画外，还可以被用作邮品、票据、档案文件、工艺品等。据第一次全国可移动文物普查结果，保守估计我国2100余万件纸质文物，占全部可移动文物的33.78％，珍贵文物中纸质文物占27.15％，是占比最大的一类。纸张相比金属、木材、陶瓷，有着自身强度差、抗环境变化能力低的劣势，因此提高纸质文物自身强度，对其进行加固也是其保护工作的重心。

但目前现有加固技术有其相应的局限性：托裱法是传统的纸张加固技术，使用局限性较大，只能用于单面印刷的文物，并且与文物保护基本原则中修旧如旧的理念不符；丝网加固法虽加固效果较好，但蚕丝对字迹较模糊的纸张遮挡影响严重，此外蚕丝易老化变硬，同时会引发其保护的纸张连锁老化；热压加膜法原理是用树脂薄膜将纸张与外界隔绝，但该方法会改变纸张自身的质感、外观与厚度，且覆膜后再处理难度也极大；真空加膜法是在真空条件下通入聚合物单体，渗透在纸张表面形成正反双层的保护层，但该方法设备要求与原料成本很高，操作较为复杂，成膜厚度不易控制；高分子胶液涂覆加膜是采用一种或者多种原料，配制成一定浓度的树脂溶液后涂覆在纸张表面，但是由于高分子材料与纤维之间的渗透性、浸润性较差，因此不能很好的渗入纤维内部，容易在纸质文物的表面和内部造成浓度梯度差，从而加速纸质文物的老化；射线加固技术是一种新型纸张保护技术，主要利用射线引发附着在纸张上的高分子聚合物单体交联、聚合，但尚未确定射线对某些材质的书籍是否有副作用。

由此，对于古代脆弱纸质文物的加固保护，需要提出一种新的加固剂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于古代纸质文物保护的加固剂，该加固剂对文物无副作用，修旧如旧，不会改变文物外观，成本低，易操作，效果好。

本发明的另一个目的在于提出一种用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法。

本发明的又一个目的在于提出一种用于古代纸质文物保护的加固剂的使用方法。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于古代纸质文物保护的加固剂，包括：白芨胶饱和水溶液和海藻糖；所述白芨胶饱和水溶液和所述海藻糖的质量百分比为100：(2～3)。

具体地，所述白芨胶饱和水溶液通过以下步骤获得：

步骤一：将洗净的白芨去皮切块置于烧杯，并按1:20的质量比加入蒸馏水，浸泡12h以上；

步骤二：将烧杯放入电热套恒温加热，温度为95℃，并同时进行搅拌，在熬至为加热前体积的1/2时，停止加热；

步骤三：使用35目的滤网过滤掉白芨与残渣，并以4000～5000r/min离心5min，取上层清液；

步骤四：重复所述步骤三3次获取所述白芨胶饱和水溶液。

优选地，所述白芨为野生新鲜白芨。

具体地，所述用于古代纸质文物保护的加固剂还包括：按0.5％体积分数加入的防霉剂。

优选地，所述防霉剂为无色水溶性木材防霉剂。

本发明另一方面实施例提出了一种用于古代纸质文物保护的加固剂的使用方法，先用软毛刷或毛笔蘸取少量所述加固剂，均匀涂抹在待加固纸张表面，可少量多次涂抹，切勿在同一部位一次涂抹过多，自然阴干后加固完成。

本发明又一方面实施例提出了一种用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法，先获取白芨胶饱和水溶液，将白芨胶水溶液按2～3％质量分数加入海藻糖，充分搅拌后复配成加固剂。

其中，所述白芨胶溶液通过以下步骤获得：

步骤四：重复所述步骤三3次获取所述白芨胶饱和水溶液。

优选地，所述白芨为野生新鲜白芨。

具体地，所述用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法，还包括：最后在所述加固剂中，还按0.5％体积分数加入防霉剂。

优选地，防霉剂为无色水溶性木材防霉剂。

具体地，防霉剂可以为AEM-5700无色水溶性防霉剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、区别于真空镀膜技术和化学合成材料，采用天然植物材料进行纸张加固，相比胶液涂覆技术解决了渗透性与浸润性的问题。

2、所用材料除微量防霉剂外，均为天然材料，最大程度降低对文物本体的二次损害，符合现代文物保护理念中，文物保护材料应首选天然材料的要求。

3、加固剂研制过程及所用材料对人与环境均完全无害，除防霉剂均为天然可食用材料，不会产生有毒有害物质。

4、使用方便，更适用于不规则纸质文物的保护加固，在待加固纸质文物表面少量多次涂抹、自然阴干即可完成加固。

5、加固效果好，胶状物质固化后粘接度高，且在纸张表面残留极少，在增加纸张强度的同时不改变文物外观。

6、耐保存，加固剂中添加微量水溶性防霉剂，可以很好地解决多糖易发霉的问题。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是清代纸扎文物纱阁戏人样品加固前扫描电子显微镜图片；

图2是清代纸扎文物纱阁戏人样品加固后扫描电子显微镜图片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

具体来说，根据前期试验可知，海藻糖浓度高于4％时，纸张文物表面开始出现眩光；为探寻海藻糖适宜浓度范围，实验共配制五组海藻糖浓度的加固剂，分别为：1％、2％、3％、4％、5％。

一、实验对象和测试仪器

由于纸质文物的珍贵性和不可再生性，本发明除模拟实验成熟后采用纱阁戏人文物脱落纸张样品作为应用实例，其余模拟及理化性能测试实验均采用热老化的方式制备大量用于重复实验的模拟古代脆弱纸张样品；在前期研究中，综合普遍适用性、强度提升效果以及外观变化考核，实验选用各类古代纸质文物常用手工纸作为模拟样品，分别为：

1、麻纸：安徽恒星产，原料为龙须草、青檀树皮、麻；定量41.46g/m²；

2、皮纸(云龙)：安徽恒星产，原料为株树皮、沙田稻草；定量31.45g/m²；

3、宣纸：安徽恒星产，原料为青檀树皮、沙田稻草、龙须草；定量30.25g/m²；

4、竹纸：四川古法毛边纸，原料为纯竹浆；定量28.10g/m²。

测试仪器主要有：

1、纸张耐折度测定仪；型号NZ-135

2、纸张撕裂度测定仪；型号SLY-1000

3、纸张耐破度测定仪；型号HH-NP

4、纸张抗张强度仪；型号TTM-300

5、纸张平滑度测定仪；型号HH-PH

6、纸张柔软度测定仪；型号HH-RRY

7、白度测定仪；型号YQ-Z-48B

8、超景深显微镜；型号KEYENCE VHX-600K

9、扫描电子显微镜；型号FEI-Quanta650

二、预处理

为使书画样品与古代纸质文物更为接近，按纸张老化国家标准要求，将书画样品置于老化烘箱内，于105℃下干热老化50天。

(1)实施例

将老化好的4种手工纸按所测试仪器的行业标准要求裁剪制备纸样，为避免样品在老化箱内无法避免的受热不均现象，样品选择时挑选外观质感较为一致的部位来剪裁；每项强度测试准备40组样品，均分为5份，每份8张样品，用5组不同海藻糖浓度加固剂进行处理，为减小误差，每组数据剔除3个偏差较大的，剩余5个结果取平均值；外观形貌变化测试选用同一个样品固定区域进行加固前后测试，多组测试取平均值。

(2)比较例

将老化好的4种手工纸按所测试仪器的国家标准要求裁剪制备纸样，为避免样品在老化箱内无法避免的受热不均现象，样品选择时挑选外观质感较为一致的部位来剪裁；每种仪器准备8组样品，不做任何加固处理，静置备用。

三、结果

1、下述表格为不同海藻糖浓度加固剂处理前后，各类纸张的理化性能测试平均结果。

表1不同海藻糖浓度(％)加固前后耐折度测试平均结果

由表1可以看出，对比未加固处理组的各类脆弱纸张的耐折度，加固处理后的耐折度均有显著提升，尤其是对皮纸的耐折度，提高幅度最为明显。根据增长变化趋势来看，随着海藻糖质量分数比例增加，耐折强度随之提升，但在海藻糖质量分数超过3％后，纸张的耐折度趋于平缓，比如皮纸和宣纸，还有纸张的耐折度趋于下降，比如麻纸和竹纸。

由表2可以看出，对比未加固处理组的各类脆弱纸张的撕裂度，加固处理后的撕裂度均有显著提升，尤其是对竹纸的撕裂度，提高幅度最为明显。根据增长变化趋势来看，随着海藻糖质量分数比例增加，撕裂强度随之提升，但在海藻糖

表2不同海藻糖浓度加固前后撕裂度测试平均结果

测试组	撕裂力F(mN)	撕裂强度X(mN·m<sup>2</sup>/g)
			未加固麻纸	98.1	2.365
麻纸1％	138.6	3.342
			麻纸2％	154.7	3.772
麻纸3％	179.0	4.317
			麻纸4％	170.9	4.122
麻纸5％	162.8	3.927
			未加固皮纸	89.9	2.860
皮纸1％	154.7	4.920
			皮纸2％	154.7	4.920
皮纸3％	187.0	5.974
			皮纸4％	195.1	6.203
皮纸5％	187.0	5.974
			未加固宣纸	154.7	5.115
宣纸1％	179.0	5.916
			宣纸2％	211.2	6.982
宣纸3％	219.3	7.249
			宣纸4％	203.2	6.716
宣纸5％	211.2	6.982
			未加固竹纸	41.2	1.783
竹纸1％	65.6	2.839
			竹纸2％	73.7	3.191
竹纸3％	122.4	5.297
			竹纸4％	89.5	3.875
竹纸5％	89.9	3.894

质量分数超过3％后，纸张的耐折度增加趋于平缓，比如竹纸和宣纸，还有纸张的耐折度趋于下降，比如麻纸和皮纸。

由表3可以看出，对比未加固处理组的各类脆弱纸张的耐破度，加固处理后的耐破度均有显著提升，尤其是对麻纸的耐破度，提高幅度最为明显。根据增长变化趋势来看，随着海藻糖质量分数比例增加，耐破强度随之提升，但在海藻糖质量分数超过3％后，纸张的耐破度增加趋于平缓，比如竹纸和麻纸，还有纸张的耐破度趋于下降，比如皮纸和宣纸。

表3不同海藻糖浓度加固前后耐破度测试平均结果

表4不同海藻糖浓度加固前后抗张强度测试平均结果

由表4可以看出，对比未加固处理组的各类脆弱纸张的抗张强度，加固处理后的抗张强度均有显著提升，尤其是对麻纸的抗张强度，提高幅度最为明显。根据增长变化趋势来看，随着海藻糖质量分数比例增加，抗张强度随之提升，但在海藻糖质量分数超过3％后，纸张的抗张强度增加趋于平缓，比如竹纸和麻纸，还有纸张的抗张强度趋于下降，比如皮纸和宣纸。

综上，由表1～4可知，在耐折度、撕裂度、耐破度、抗张强度的测试中，加固剂对各类脆弱纸张的强度有显著提升，增幅普遍在30～50％左右，对于撕裂度和耐折度，增幅达到80～100％；根据增长变化趋势来看，随着海藻糖浓度增加，纸张强度随之增高，当海藻糖浓度超过3％后，纸张强度趋于平缓甚至开始下滑；结合前期试验中海藻糖浓度超过4％时，会在纸张表面产生眩光，破坏文物原貌，可得出加固剂中海藻糖浓度在2～3％较为适宜。

2、以下用3％海藻糖质量分数的加固剂，分别对同一区域加固前后进行平滑度、柔软度以及白度测试，测试结果如表5～7。

表5加固前后平滑度测试平均结果

表6加固前后柔软度测试平均结果

表7加固前后白度测试平均结果

由表5～7可知，加固剂对于麻纸和皮纸，平滑度几乎不变，对于宣纸和竹纸，加固后会略微变光滑；各类纸加固后相比加固前，柔软度只有及其微量变化，白度极少量降低。测试结果表明，该加固剂对于纸张外观形貌的影响极低，变化均在合理范围内。

3、对于清代纱阁戏人(优选的实施例)

(1)清代纱阁戏人应用实例1

用软毛刷或毛笔蘸取少量加固剂，均匀涂抹在纱阁戏人纸质衣物表面，少量多次涂抹均匀，自然阴干后加固完成。

(2)清代纱阁戏人应用实例2

用软毛刷或毛笔蘸取少量加固剂，均匀涂抹在纱阁戏人纸质衣物脱落物表面，少量多次涂抹均匀，自然阴干后加固完成，置于超景深显微镜下观察。

(3)清代纱阁戏人应用实例3

用软毛刷或毛笔蘸取少量加固剂，均匀涂抹在纱阁戏人纸质衣物脱落物表面，少量多次涂抹均匀，自然阴干后加固完成，置于扫描电子显微镜下观察。

其中，该实施例中的加固剂为2％的海藻糖的质量分数的加固剂。

其中，结合清代纱阁戏人纸扎文物加固前后对纸张的颜色和平整度没有肉眼可见的变化，且加固后强度良好，便于之后的修补；从扫描电子显微镜结果(如附图1、2)可明显看出，加固前纸张纤维较光滑单薄，加固后纤维表面裹有胶质，纤维之间也变得更为紧密，加固剂在保护纤维的同时也起到了连接固定纤维之间的作用。

综上所述，该加固剂加固效果良好，对纸张强度有明显提升的同时，几乎不改变文物的外观形貌，符合文物保护原则；配料选用天然材料，对人与环境无害，对纸质文物也不会造成二次损害，总体评价为优。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为此，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、上等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种用于古代纸质文物保护的加固剂，其特征在于，包括：白芨胶饱和水溶液和海藻糖；所述白芨胶饱和水溶液和所述海藻糖的质量百分比为100：(2～3)，还包括：按0.5％体积分数加入的防霉剂。

2.根据权利要求1所述的用于古代纸质文物保护的加固剂，其特征在于，所述白芨胶饱和水溶液通过以下步骤获得：

步骤四：重复所述步骤三3次获取所述白芨胶饱和水溶液。

3.根据权利要求2所述的用于古代纸质文物保护的加固剂，其特征在于，所述白芨为野生新鲜白芨。

4.根据权利要求1所述的用于古代纸质文物保护的加固剂，其特征在于，所述防霉剂为无色水溶性木材防霉剂。

5.一种用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法，其特征在于，先获取白芨胶饱和水溶液，将白芨胶水溶液按2～3％质量分数加入海藻糖，充分搅拌后复配成加固剂，最后在所述加固剂中，还按0.5％体积分数加入防霉剂。

6.根据权利要求5所述的用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法，其特征在于，所述白芨胶饱和水溶液通过以下步骤获得：

步骤四：重复所述步骤三3次获取所述白芨胶饱和水溶液。

7.根据权利要求6所述的用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法，其特征在于，所述白芨为野生新鲜白芨。

8.根据权利要求5所述的用于古代纸质文物保护的加固剂的制备方法，其特征在于，所述防霉剂为无色水溶性木材防霉剂。