CN111851143B - 一种用于整本纸质文献脱酸的工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于整本纸质文献脱酸保护的工艺及设备，属于馆藏文献保护技术领域，能够对已发生酸化的整本纸质文献进行浸泡式脱酸保护，尤其是纸张挺度低的酸化纸质文献。优点如下：采用本工艺及装备可以消除柔软纸张在浸泡脱酸过程中，由于纸张弯曲折叠造成的损伤；为脱酸液在纸质文献页面内流动提供有效通道，解决脱酸液在整本纸质文献页面内部的定向流动，促使碱性脱酸介质均匀分布于纸张页面，脱酸效果好，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于馆藏文献保护技术领域，涉及一种用于整本纸质文献脱酸的工艺及设备，特别是涉及对纸张挺度低的酸化纸质文献的脱酸保护。
背景技术
整本纸质文献的脱酸经历了气相脱酸、含水碱性脱酸液浸泡脱酸、有机溶液型脱酸液浸泡脱酸、有机悬浊型脱酸液浸泡脱酸的技术实践和应用，从对环境保护的安全性分析，采用有机悬浊型脱酸液浸泡脱酸，纸质文献纸张没有膨胀变形，脱酸介质无易燃易爆特性、不污染环境，没有异味，具有安全、可靠的优势。
目前，整本纸质文献通过静置于文件筐式书立中在有机悬浊型脱酸液中浸泡，微米级的颗粒状碱性脱酸介质在纸质文献页面间受到纸张页面毛细纤维的阻拦后，聚集在纸质文献页面的边缘，几乎不能进入纸质文献页面内部，导致脱酸不均匀；并且，有机悬浊型脱酸液会在纸质文献页面的边缘处形成渗透线，影响纸质文献页面的整洁和观感。
针对上述问题，国外采用直立夹持纸质文献及旋转加喷射脱酸液的方式对酸化纸质文献进行浸泡脱酸。虽然可以让脱酸液进入整本纸质文献的页面内部，且脱酸液在纸质文献内分布均匀，然而，对于挺度低的大量纸质文献，采用这种直立夹持纸质文献及旋转加喷射脱酸液的方式，极易导致纸质文献在浸泡脱酸的过程中发生纸张页面弯曲折叠，脱酸液不能均匀进入整本纸质文献页面内部，影响脱酸效果的均匀性；在脱酸液与纸质文献分离时还会出现纸质文献脊背外侧纸张弯曲下塌叠合，从而对纸质文献造成不可修复的损伤。
综上所述，如何提供一种新型纸质文献浸泡脱酸的工艺及设备，来解决上述由于纸质文献纸张挺度低，在浸泡过程中纸张容易产生弯曲下塌叠合的问题，以提高整本纸质文献脱酸效果的均匀性，减少和避免纸质文献在浸泡脱酸过程中纸张弯曲下塌叠合所造成的损伤，是本领域人员亟待解决的一个问题。
发明内容
针对上述现有技术应用于我国纸质文献脱酸存在的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种新型的用于整本纸质文献脱酸的工艺及设备，能够在纸质文献浸泡过程中，引导纸张表面和纤维缝隙里的气体均匀逸出纸面，使逸出气体形成的小气泡撑开纸质文献相邻的页面，使其在纸质文献相邻页面间形成脱酸液的流通通道，气泡在浮力作用下逐渐上升，引导脱酸液从纸质文献页面的下侧流入到纸质文献页面内部，形成脱酸液的有序流动，增加碱性脱酸介质在纸张页面的粘附和沉降。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种用于整本纸质文献脱酸的工艺，具体包括如下步骤：
S1.将整本纸质文献从中页分开，脊背向上置于一固定架上，并被约束定位，以消除纸质文献在浸泡过程中的移位和消除纸张在浸泡脱酸过程中的弯曲叠合；
S2.将纸质文献连同固定架置于密闭的脱酸槽中；
S3.向脱酸槽中注入脱酸液至液体完全浸没纸质文献；
S4.脱酸槽排气至负压，当气压降低后，纸张表面吸附的气体和纤维缝隙里充填的气体均匀地逸出纸面，纸质文献相邻的页面被逸出气体形成的小气泡撑开；
S5.页面间逸出的气泡在浮力作用下逐渐上升，气泡上升的轨迹形成脱酸液的流动通道，引导脱酸液从纸质文献页面的下侧流入到纸质文献页面内部，并引导脱酸液作定向流动；
S6.向脱酸槽中注入气体，通过气体的引入，增加脱酸液的扰动性，从而增强脱酸液在纸张页面间的流动；
S7.连续流动的脱酸液源源不断地将碱性脱酸介质带入纸张页面，在纸张页面纤维的吸附和阻挡下，碱性脱酸介质持续不断地粘附和沉降在纸张的表面；
S8.排出脱酸槽中的脱酸液；
S9.一边连续向脱酸槽中注入热气，提高纸质文献的温度，稳固纸张表面俘获的碱性脱酸介质，一边从脱酸槽排出气体，使纸质文献所吸附的脱酸液持续蒸发；
S10.完成浸泡的纸质文献在将脱酸液蒸发后，卸载脱酸槽的负载，取出纸质文献；
S11.将浸泡脱酸后的纸质文献静置，进一步促使沉降于纸张纤维表面的碱性脱酸介质进入到纸张纤维表面的缝隙中。
可选的，步骤S4中通过控制脱酸槽排气系统的压力和流量，控制纸质文献中纸张表面吸附的气体和纤维缝隙里充填的气体均匀逸出纸面，使脱酸槽内气压保持在1.5X103-8X104帕，时间维持在10-85min。
可选的，步骤S6中向脱酸槽注入气体的注入流量为5-1500ml/min，至脱酸槽内压力升至10X105帕停止注入。
可选的，步骤S7是交替步骤S4和步骤S6至2-5次循环。
可选的，步骤S9中向脱酸槽注入的热空气温度为15-50℃，并控制脱酸槽内气体压力低于8X104帕，时间维持在120-600min。
可选的，步骤S11中浸泡脱酸后的纸质文献的静置压力设置为2-5个大气压，保持压力2-8h。
同时本发明提供一种采用上述工艺对整本纸质文献进行脱酸的设备，主要包括可密闭的脱酸槽、用于倒挂纸质文献的固定架及气液循环控制系统；所述固定架可拆卸安装于所述脱酸槽内；所述脱酸槽顶部设置排气孔和进气孔，底部设置用于与脱酸液回收装置连通的进排液孔；所述气液循环控制系统用于控制所述脱酸槽内气体的注入和排出、调控所述脱酸槽内的压力以及控制脱酸液的注入和排出。
可选的，所述固定架为水平固定架，能够根据纸质文献厚薄进行调节移动；所述固定架上设置有用于从纸质文献脊背方向约束纸质文献的定位机构。
可选的，所述脱酸槽内设置有最高液位线。
可选的，所述脱酸液回收装置内用于盛装脱酸液。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的新型用于整本纸质文献脱酸的工艺及设备，解决了由于纸质文献纸张挺度低，在浸泡过程中纸张易弯曲下塌叠合的问题，减少和消除纸质文献在浸泡脱酸的过程中纸张弯曲下塌叠合所造成的损伤；同时在纸质文献浸泡过程中，能够引导纸张表面和纤维缝隙里的气体均匀逸出纸面，使逸出气体形成的小气泡撑开纸质文献相邻的页面，使其在纸质文献相邻页面间形成脱酸液的流通通道，气泡在浮力作用下逐渐上升，引导脱酸液从纸质文献页面的下侧流入到纸质文献页面内部，为脱酸液在纸质文献页面内流动提供有效通道，解决脱酸液在整本纸质文献页面内部定向流动的问题，促使碱性脱酸介质均匀分布于纸张页面，脱酸效果好，适用于对已发生酸化的整本纸质文献的脱酸保护，尤其是纸张挺度低的酸化纸质文献。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于整本纸质文献脱酸的设备的结构示意图；
其中，附图标记为：1、整本纸质文献；2、脱酸槽；3、排气孔；4、固定架；5、进排液孔；6、气泡；7、进气孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种新型的用于整本纸质文献脱酸的工艺及设备，解决由于纸质文献纸张挺度低，在浸泡过程中的纸张弯曲下塌叠合的现象，减少和避免纸质文献在浸泡脱酸的过程中纸张弯曲下塌叠合所造成的损伤；同时在纸质文献浸泡过程中，引导纸张表面和纤维缝隙里的气体均匀的逸出纸面，逸出气体形成的小气泡撑开纸质文献相邻的页面，使其在纸质文献相邻页面间形成脱酸液的流通通道，气泡在浮力的作用下逐渐上升，引导脱酸液从纸质文献页面的下侧流入到纸质文献页面内部，形成脱酸液的有序流动，增加碱性脱酸介质在纸张页面的粘附和沉降。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
本实施例提供一种采用有机悬浊型脱酸液(以下简称“脱酸液”)对整本纸质文献1进行浸泡脱酸的工艺，主要包括如下步骤：
S1.将整本纸质文献1从中页分开，整本纸质文献1脊背向上置于一水平设置的固定架上，并被约束定位；纸质文献脊背水平向上在脱酸槽中浸泡，当脱酸液与纸质文献分离时，处于分离状态的书页受自重的影响自然下垂，纸张不会发生弯曲下塌叠合的现象；
S2.固定架连同纸质文献置于可密闭的脱酸槽中；
S3.向密闭的脱酸槽中注入有机悬浊型脱酸液，使脱酸液完全浸没纸质文献；
S4.排出脱酸槽里的气体，使之低于一个大气压；当气压进一步降低后，纸张表面吸附的气体和纤维缝隙里充填的气体均匀的逸出纸面，逸出气体形成的小气泡撑开纸质文献相邻的页面；
S5.页面间逸出的气泡在浮力的作用下逐渐上升，气泡上升的轨迹形成脱酸液的流动通道，引导脱酸液从纸质文献页面的下侧流入到纸质文献页面内部，并引导脱酸液作定向流动；
S6.进一步向脱酸槽中注入气体，通过气体的引入，增加脱酸液的扰动性，进而增强脱酸液在纸张页面间的流动；
S7.连续流动的脱酸液源源不断的将碱性脱酸介质带入纸张页面，在纸张页面纤维的吸附和阻挡下，碱性脱酸介质持续不断的粘附和沉降在纸张的表面；
S8.排出脱酸槽中的脱酸液；
S9.一边连续向脱酸槽中注入热气，提高纸质文献的温度，稳固纸张表面俘获的碱性脱酸介质，一边从脱酸槽排出气体；
S10.脱酸槽中被浸泡的纸质文献所吸附的脱酸液在一定的温度和压力条件下持续蒸发；
S11.完成被浸泡的纸质文献所吸附的脱酸液蒸发后，卸载脱酸槽的负载，取出整本纸质文献1；
S12.将浸泡脱酸后的纸质文献置于一定的压力之下并保持设定的时间，进一步使沉降于纸张纤维表面的碱性脱酸介质更多地进入到纸张纤维表面的缝隙中。
本实施例中，步骤S4中通过控制排气系统的压力和流量，控制整本纸质文献1中纸张表面吸附的气体和纤维缝隙里充填的气体均匀地逸出纸面，使脱酸槽内气压保持在1.5X103帕至8X104帕，时间维持在10min至85min。
本实施例中，步骤S6中向脱酸槽中注入气体的流量为5ml/min至1500ml/min，至脱酸槽压力升至10X105帕停止注入。
本实施例中，步骤S7是交替步骤S4和步骤S6至2-5次循环；
本实施例中，步骤S9向脱酸槽注入的热气温度为15-50℃，并控制脱酸槽内气体压力低于8X104帕，连续时间控制在120min至600min。其中，热气可为热空气。
本实施例中，步骤S12的压力设置为2个大气压至5个大气压，保持压力2小时至8小时。
同时，本实施例提供一种采用上述工艺对纸质文献进行浸泡脱酸的设备，主要由可密闭的脱酸槽2和可调节的固定架4及气液循环控制系统所组成。在具有密闭功能的脱酸槽2内，设有给整本纸质文献1定位的固定架4，在脱酸槽2的底部设有若干进排液孔5，当整本纸质文献1在固定架4上通过相关定位机构定位后，封闭浸泡纸质文献的脱酸槽2，在气液循环控制系统的控制下通过进排液孔5输入脱酸液至纸质文献完全被浸泡。关闭进排液孔5后，在气液循环控制系统的控制下，从脱酸槽2的排气孔3排出槽内气体，当槽内的气压降至大气压以下后，纸质文献纸张表面及纤维缝隙粘附和充填的气体逐渐缓慢逸出，纸张页面内均匀逸出的气泡将原本相互贴合的纸张页面逐渐撑开。同时，页面间的气泡在浮力作用下逐渐上升，气泡上升过程中腾出来的空间位置由气泡下方的脱酸液充填，气泡连续上升的运动带动脱酸液进行自下而上的有序流动。有序流动的脱酸液将碱性脱酸介质源源不断地带入纸张页面内部，在纸张页面纤维的吸附和阻挡下，碱性脱酸介质持续不断的粘附和沉降在纸张的表面，从而增加碱性脱酸介质在纸张页面的粘附和沉降。
本实施例中，如图1所示，固定架4水平可拆卸设置，可根据纸质文献厚薄进行调节移动，即调节架上相邻栏杆的间距。固定架4上设置有用于纸质文献定位锁紧的定位机构，可从纸质文献脊背方向约束纸质文献，可防止倒置悬挂的纸质文献从固定架4上翻落。上述固定架4和定位机构均采用现有结构，以能够实现上述功能为准，具体不再赘述。
本实施例中，如图1所示，脱酸槽2的上方设有排气孔3和用于添加热气的进气孔7，脱酸槽2的底部则设置有若干进排液孔5；进排液孔5通过管道与脱酸液回收装置连通，用于将脱酸液导入或导出脱酸槽2；排气孔3和进气孔7也分别通过管道与相应起源连接。上述各管道上均设置有阀门，且各阀门均与气液循环控制系统电性连接，气液循环控制系统用于控制各阀门的启闭和开度，可连续进行气液的注入和排出循环。同时，气液循环控制系统配备有气压监测和温度监测的装置，用于实时监测并调控脱酸槽2内的气压和温度。上述气液循环控制系统为一种现有的控制系统，以能够实现上述功能为准，在此不再赘述。
本实施例中，脱酸槽2内设置有最高液位线，以对注入脱酸槽的脱酸液进行液位高度的控制。优选在最高液位线处设置现有的传感器报警系统，当液位触碰该传感器报警时，传感器会发出警报，并由气液循环控制系统控制停止脱酸液的注入。
纸质文献静态约束在固定架4上，脱酸液浸没纸质文献，通过排气孔3排气降低脱酸槽中的压力，纸质文献纸张纤维内部逸出的气体以气泡的形式撑开邻近的页面，使相邻页面分开，以此形成脱酸液的通道。气泡在相邻页面间的脱酸液通道中逐渐上升，随着液体压力的减小，气泡的体积逐渐增大，逐渐增大的气泡使相邻页面间的缝隙增大，向上移动的气泡带动脱酸液向纸质文献页面内部流动，碱性脱酸介质在脱酸液的流动过程中受页面毛细纤维的阻拦而沉降于纸张的页面。维持气泡的运动，促使脱酸液连续不断的流动，纸张页面毛细纤维也就可以捕获更多的碱性脱酸介质。
排出脱酸液后，对脱酸槽2通入热气，加热固定架上被约束的纸质文献，同时通过气液循环控制系统控制脱酸槽内气体压力，蒸发纸质文献页面内粘附的脱酸液中的有机溶液，碱性脱酸介质滞留于纸质文献页面内部。
从脱酸槽中取出纸质文献，可放入压力机，压力设置为2个大气压至5个大气压，保持压力2小时至8小时。通过压制，可以将粘附于纸张毛细纤维表面的碱性脱酸介质较多的压入纸张纤维表面的缝隙之中。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于整本纸质文献脱酸的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将整本纸质文献从中页分开，脊背向上置于一固定架上，并被约束定位，以消除纸质文献在浸泡过程中的移位和消除纸张在浸泡脱酸过程中的弯曲叠合；
S2.将纸质文献连同固定架置于密闭的脱酸槽中；
S3.向脱酸槽中注入脱酸液至液体完全浸没纸质文献；
S4.脱酸槽排气至负压，当气压降低后，纸张表面吸附的气体和纤维缝隙里充填的气体均匀地逸出纸面，纸质文献相邻的页面被逸出气体形成的小气泡撑开；
S5.页面间逸出的气泡在浮力作用下逐渐上升，气泡上升的轨迹形成脱酸液的流动通道，引导脱酸液从纸质文献页面的下侧流入到纸质文献页面内部，并引导脱酸液作定向流动；
S6.向脱酸槽中注入气体，增强脱酸液在纸张页面间的流动；
S7.连续流动的脱酸液源源不断地将碱性脱酸介质带入纸张页面，在纸张页面纤维的吸附和阻挡下，碱性脱酸介质持续不断地粘附和沉降在纸张的表面；
S8.排出脱酸槽中的脱酸液；
S9.一边连续向脱酸槽中注入热气，提高纸质文献的温度，稳固纸张表面俘获的碱性脱酸介质，一边从脱酸槽排出气体，使纸质文献所吸附的脱酸液持续蒸发；
S10.完成浸泡的纸质文献在将脱酸液蒸发后，卸载脱酸槽的负载，取出纸质文献；
S11.将浸泡脱酸后的纸质文献静置，进一步促使沉降于纸张纤维表面的碱性脱酸介质进入到纸张纤维表面的缝隙中。
2.根据权利要求1所述的用于整本纸质文献脱酸的工艺，其特征在于，步骤S4中通过控制脱酸槽排气系统的压力和流量，控制纸质文献中纸张表面吸附的气体和纤维缝隙里充填的气体均匀逸出纸面，使脱酸槽内气压保持在1.5X103-8X104帕，时间维持在10-85min。
3.根据权利要求1所述的用于整本纸质文献脱酸的工艺，其特征在于，步骤S6中向脱酸槽中注入气体的流量为5-1500ml/min，至脱酸槽内压力升至10X105帕停止注入。
4.根据权利要求1所述的用于整本纸质文献脱酸的工艺，其特征在于，步骤S7是交替步骤S4和步骤S6至2-5次循环。
5.根据权利要求1所述的用于整本纸质文献脱酸的工艺，其特征在于，步骤S9中向脱酸槽注入的热气温度为15-50℃，并控制脱酸槽内气体压力低于8X104帕，时间维持在120-600min。
6.根据权利要求1所述的用于整本纸质文献脱酸的工艺，其特征在于，步骤S11中浸泡脱酸后的纸质文献的静置压力设置为2-5个大气压，保持压力2-8h。
7.一种用于整本纸质文献脱酸的设备，采用权利要求1-6任意一项所述的工艺对整本纸质文献进行脱酸，其特征在于，包括可密闭的脱酸槽、用于倒挂纸质文献的固定架及气液循环控制系统；所述固定架可拆卸安装于所述脱酸槽内；所述脱酸槽顶部设置排气孔和进气孔，底部设置用于与脱酸液回收装置连通的进排液孔；所述气液循环控制系统用于控制所述脱酸槽内气体的注入和排出、调控所述脱酸槽内的压力以及控制脱酸液的注入和排出。
8.根据权利要求7所述的用于整本纸质文献脱酸的设备，其特征在于，所述固定架为水平固定架，能够根据纸质文献厚薄进行调节移动；所述固定架上设置有用于从纸质文献脊背方向约束纸质文献的定位机构。
9.根据权利要求7所述的用于整本纸质文献脱酸的设备，其特征在于，所述脱酸槽内设置有最高液位线。
10.根据权利要求7所述的用于整本纸质文献脱酸的设备，其特征在于，所述脱酸液回收装置内用于盛装脱酸液。
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