CN112663392B - 一种纤维涂布古籍加固的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维涂布古籍加固的装置及方法，包括输送机构、设置于输送机构上方的涂布机构和设置于涂布机构下方的真空抽吸组件，输送机构用以沿设定方向输送待修复的古籍；涂布机构用于输出古籍加固液至古籍上表面；真空抽吸组件用于与古籍的下表面接触并完成真空抽吸，以提供古籍加固液从古籍上表面渗透入古籍内部间隙的动力。

Description

一种纤维涂布古籍加固的装置及方法

技术领域

本发明属于古籍修复加工设备技术领域，具体涉及一种纤维涂布古籍加固的装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

现行的古籍加固保存方式，多为装裱加固，还有丝网加固、parylene真空镀膜等方式。其中，装裱为传统的古籍修复技艺，用纸覆托于古籍书画背面，用浆糊固定，再用绫、绢、纸等镶边，然后安装轴杆成版面。丝网加固用单根蚕丝织成，丝网上喷涂热熔胶，使用时用电熨斗熨烫，使之与纸张粘连。Parylene用独特的真空气相沉积工艺制备，由活性小分子在基材表面“生长”出完全敷形的聚合物薄膜涂层，能涂敷到纸张的表面及裂缝中。

发明人了解到，装裱加固仅适用于单面的古籍字画，且须使用浆糊，但浆糊会吸引虫子、微生物等，导致虫咬、发霉等问题。丝网加固是为了解决两面有文字脆弱纸质文物加固问题，使用热熔胶使丝网与纸张粘连，热熔胶需电熨斗熨烫，高温会对古籍纸张造成二次损伤。Parylene是一种新型敷形涂层材料，它是一种对二甲苯的聚合物，但其成本较高，不适用于大量古籍的加固保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种纤维涂布古籍加固的装置，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供一种纤维涂布古籍加固的装置，包括输送机构、设置于输送机构上方的涂布机构和设置于涂布机构下方的真空抽吸组件，输送机构用以沿设定方向输送待修复的古籍；涂布机构用于输出古籍加固液至古籍上表面；真空抽吸组件用于与古籍的下表面接触并完成真空抽吸，以提供古籍加固液从古籍上表面渗透入古籍内部间隙的动力。

进一步，所述涂布机构包括涂布盒，涂布盒通过外部供液机构来接收古籍加固液，涂布盒中具有储存古籍加固液的储存空间，涂布盒包括流延板，流延板能够承接从储存空间上方溢出的古籍加固液，并输出至古籍上表面。

进一步，所述涂布盒的侧面处设有连通储存空间的回流口，回流口在竖向的高度高于流延板的上端高度，回流口能够与外部回收管道连通以排出多余古籍加固液。

进一步，所述古籍加固液包括羧甲基纤维素水溶液、以及混合在羧甲基纤维素水溶液中的纳米氧化镁和壳聚糖。

本发明的一个或多个实施例还提供一种纤维涂布古籍加固方法，包括以下步骤：

将待修复的古籍纸张放在输送机构上，沿设定方向输送；

待修复的古籍纸张的各部分在通过涂布机构下方时，依次被涂覆古籍加固液；

古籍纸张在接受古籍加固液涂布的同时，底部受到真空抽吸机构的负压抽吸作用力，加速古籍加固液渗入古籍纸张内部的速度及干燥速度。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

1.采用流延涂布和真空负压抽吸结合，负压抽吸使古籍加固液中的作用纤维渗入到纸张内部，极大增强纸张强度，延长古籍保存年限。

2.涂布盒设置有古籍加固液的回流口，负压抽吸槽体抽走的古籍加固液也可以回收利用，减少了原料的损失，提高了经济效益。

3.古籍加固液包括羧甲基纤维素水溶液、以及混合在羧甲基纤维素水溶液中的纳米氧化镁和壳聚糖；不使用化学胶，涂布后纸张表面会形成透明、均匀、轻薄的纤维素保护膜。各种材质，单面、双面的古籍均可适用此方法，适用范围广，不会引起化学损伤。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。

图1是本发明实施例1中整体结构示意图；

图2是本发明实施例1中涂布盒及进料管的侧视图；

图3是本发明实施例1中涂布盒及进料管的俯视图。

图中，1、涂布盒；2、负压抽吸槽体；3、传送带；4、加热辊；5、真空泵；6、加固液原料箱；7、挠性泵；8、电磁阀；9、传动辊；101、流延板；102、第一限位板；103、第二限位板；104、回流口；105、进料管；1051、输料孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例提供一种纤维涂布古籍加固的装置，包括输送机构、设置于输送机构上方的涂布机构和设置于涂布机构下方的真空抽吸组件，输送机构用以沿设定方向输送待修复的古籍；涂布机构用于输出古籍加固液至古籍上表面；真空抽吸组件用于与古籍的下表面接触并完成真空抽吸，以提供古籍加固液从古籍上表面渗透入古籍内部间隙的动力。以下分别对各机构进行详细描述：

输送机构：本实施例中的输送机构采用输送皮带与传动辊9的组合，传动辊9包括主动辊和从动辊，主动辊通过步进电机驱动以实现转动步进电机带动传动辊9转动，传动辊9带动传送带3转动，传动带携带古籍纸张移动；所述步进电机通过电路控制，可通过电脑中控系统控制转子转动角度大小及速度，通过齿轮进而控制传动辊9的转动角度及速度，最终控制传送带3的运动距离及运动速度，古籍纸张跟随传送带3运动。

需要指出的是，步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。可以理解的是，在满足旋转驱动的情况下，步进电机也可以替换成气动马达，液压马达或者减速电机。可以由本领域技术人员自行设置。

可以理解的是，在另外一些实施方式中，在满足使用要求的情况下，可以采用并排设置的多个托辊来完成古籍纸张的输送；即输送机构可以由本领域技术人员自行选择，此处不再赘述。

涂布机构：所述涂布机构包括涂布盒1，涂布盒1通过外部供液机构来接收古籍加固液，涂布盒1中具有储存古籍加固液的储存空间，涂布盒1包括流延板101，流延板101能够承接从储存空间上方溢出的古籍加固液，并输出至古籍上表面。所述涂布盒1的侧面处设有连通储存空间的回流口104，回流口104在竖向的高度高于流延板101的上端高度，回流口104能够与外部回收管道连通以排出多余古籍加固液。

所述涂布盒1前端具有所述的流延板101，后端为方形盒，上方连接进料管105，通过挠性泵7输送古籍加固液，侧面连接加固液的回流口104。所述涂布盒1方形盒容积为200～500mL。方形盒中具有第一限位板和第二限位板，第一限位板用于提供溢流高度，第二限位板用于提供倾斜的滑道，使得方形盒能够平稳接收从进料管落下的古籍加固液。

所述外部供液机构包括加固液原料箱6，加固液原料箱6通过供液管路与进料管105连通，供液管中安装有驱动泵。

具体的，古籍加固液储存在设备下方的加固液原料箱6中，通过挠性泵7输送至设备上方涂布盒1内，当涂布盒1内古籍加固液量超出涂布盒1的容积，加固液溢流，通过前端流延板101流出，传送带3携带古籍纸张通过涂布盒1下方时，古籍加固液便会流在古籍纸张表面，古籍纸张表面便会涂布一层古籍加固液；

所述涂布盒1侧面回流口104通过塑料软管连接古籍加固液原料箱6，过量古籍加固液会通过重力及压强作用回流到加固液原料箱6中，减少原料的损失，提高经济效益。所述挠性泵7与涂布盒1间连接有电磁阀8，电磁阀8可通过电子控制开度大小，从而控制古籍加固液的流量，实现电脑定量控制古籍加固液的输送量的目的。

所述流延板101与水平方向的夹角为30°～60°，流延板101的上表面附有亲水层。具体的，所述涂布盒1流延板101表面附有平整的亲水性橡胶，保证古籍加固液的流出的均匀性。

所述涂布盒1的上方设有进料管105，进料管105的一端封堵，另一端与外部供液机构连通，进料管105的侧壁处设有输料孔1051，输料孔1051中具有筛网。

具体的，所述进料管105为柱形管道，底部有规则小孔以形成输料孔1051，古籍加固液通过挠性泵7输送至柱形管道内，管道内古籍加固液在重力及压强作用下流入涂布盒1的方形盒内。进料管105、挠性泵7、古籍加固液原料箱6间通过塑料软管进行连接。

所述进料管105柱形管道底部的小孔，覆盖有60～400目的筛网，过滤杂质古籍加固液中较大的纤维，使涂布更加均匀。

真空抽吸组件：所述真空抽吸组件包括负压抽吸槽体2，负压抽吸槽体2上端开口，负压抽吸槽体2与抽真空组件连通。

具体的，涂布盒1的流延板101下方设置有负压抽吸槽体2，古籍纸张在接受古籍加固液流延涂布的同时，底部会有真空负压的抽吸的作用力，使古籍加固液渗入古籍纸张内部，同时加快纸张涂布后干燥速度。

所述负压抽吸槽体2的抽吸口位于流延板101正下方，使古籍纸张接受流延涂布的同时受到负压抽吸，使涂布更加均匀有效，使作用纤维渗入古籍纸张内部。

所述负压抽吸槽体2通过钢丝软管与真空泵5相连，抽吸的古籍加固液流入真空泵5相连的水箱。

所述真空泵5的水箱通过塑料软管连接古籍加固液原料箱6，管道中间有阀门控制，操作结束后可将真空泵5水箱内的古籍加固液放回到古籍加固液原料箱6内，减少原料的损失，提高经济效益。

加热辊4：所述输送机构的上方设有加热辊4，加热辊4设置在输送机构远离涂布机构的一侧。

具体的，古籍纸张在完成流延涂布后通过传送带3的运动，移动至加热辊4处快速干燥，干燥完成后取下古籍纸张保存，完成古籍的增强加固。

所述加热辊4的表面为光滑的金属，将古籍纸张整理平整。所述加热辊4加热温度不超过60℃，避免高温加热对古籍纸张造成二次损伤。所述加热辊4配备有温度控制系统，可通过电脑精确控制加热辊4的温度。

触摸中控屏：为便于控制，本方案中还应设置触摸中控屏，所述触摸中控屏有步进电机、挠性泵7、电磁阀8、真空泵5、加热辊4的操控系统。所述触摸中控屏可调节控制步进电机转子的的转动角度及速度，进而控制传送带3的移动速度及距离，最终控制古籍纸张的移动速度及距离。

所述触摸中控屏可控制挠性泵7的开关，从而控制古籍加固液的输送及停止。所述触摸中控屏可控制电磁阀8的开度大小，从而控制古籍加固液输送流量的大小。所述触摸中控屏可控制真空泵5的开关及真空量，从而控制真空负压抽吸的开关及负压大小。所述触摸中控屏可控制加热辊4的温度，从而避免高温对古籍纸张的二次损伤。

古籍加固液：所述古籍加固液包括羧甲基纤维素水溶液、以及混合在羧甲基纤维素水溶液中的纳米氧化镁和壳聚糖。

羧甲基纤维素水溶液中包括纳米生物纤维素，纳米生物纤维素即通过生物预处理方法的天然纤维素，尺度为纳米级别。

(1)利用羧甲基纤维素水溶液的乳化、悬浮的特性，使纳米氧化镁、壳聚糖均匀分散在体系中，确保脱酸和抑菌作用分子均匀分布于古籍纸张表面及内部。

(2)利用纳米生物纤维素的纳米级分散液的亲水性，使古籍纸张的增强加固更容易发生，同时，纳米氧化镁和壳聚糖作用粒子易在纤维与纤维之间传递，使古籍脱酸与抑菌的作用最大化。

(3)壳聚糖的聚合度会影响其抗菌能力，纳米生物纤维素还可保持壳聚糖的聚合度，使古籍纸张具有较优的抗菌能力。

(4)羧甲基纤维素水溶液的增稠、成膜性，使纳米生物纤维素更容易在古籍纸张表面形成保护膜；同时纳米生物纤维素的高结晶度、高结合强度，使古籍增强加固的效果大大提高，极大程度的提高了纸张的抗张强度、撕裂度和耐折度。

验证数据：

(1)通过纤维转移加固的方法，对宣纸进行处理，通过测量所得数据如下表

通过纤维转移加固的方法，使用不同成分比例的古籍增强加固纳米纤维液对宣纸进行处理，所得数据如下表

	平均抗张力(N)
		未处理	6.45
处理液1	6.78
		处理液2	7.22
处理液3	7.92

本实施例的有益效果在于，1.操作人员仅需提前在触摸中控屏上设置好相关参数，之后将古籍纸张放到传送带上，设备即可自动运行，完成流延涂布、负压抽吸、低温干燥的工作，一人即可完成。操作简便，自动化程度高，无需大量人力资源。

2.涂布盒设置有古籍加固液的回流口，负压抽吸槽体抽走的古籍加固液流到真空泵的水箱，真空泵水箱与古籍加固液原料箱通过管道相连，又可将真空泵抽走的古籍加固液回收。减少了原料的损失，提高了经济效益。

3.搭配专用的透明的古籍加固液，不使用化学胶，涂布后纸张表面会形成透明、均匀、轻薄的纤维素保护膜。各种材质，单面、双面的古籍均可适用此方法，适用范围广，不会引起化学损伤。

4.流延涂布和真空负压抽吸结合，负压抽吸使古籍加固液中的作用纤维渗入到纸张内部，极大增强纸张强度，延长古籍保存年限。

5.加热辊以不超过60℃的温度干燥，属于低温干燥，避免高温对古籍纸张造成的二次损伤。

实施例2

本实施例提供一种纤维涂布古籍加固方法，利用了所述的纤维涂布古籍加固的装置，包括以下步骤：

将待修复的古籍纸张放在输送机构上，沿设定方向输送；

待修复的古籍纸张的各部分在通过涂布机构下方时，依次被涂覆古籍加固液；

古籍纸张在接受古籍加固液涂布的同时，底部受到真空抽吸机构的负压抽吸作用力，加速古籍加固液渗入古籍纸张内部的速度及干燥速度。

最后，利用加热辊完成古籍纸张的加热干燥。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种纤维涂布古籍加固的装置，其特征在于，包括：

输送机构，用以沿设定方向输送待修复的古籍；所述输送机构的上方设有加热辊，加热辊设置在输送结构远离涂布机构的一侧；

设置于输送机构上方的涂布机构，用于输出古籍加固液至古籍上表面；

设置于涂布机构下方的真空抽吸组件，用于与古籍的下表面接触并完成真空抽吸，以提供古籍加固液从古籍上表面渗透入古籍内部间隙的动力；

所述涂布机构包括涂布盒，涂布盒通过外部供液机构来接收古籍加固液，涂布盒中具有储存古籍加固液的储存空间，涂布盒包括流延板，流延板能够承接从储存空间上方溢出的古籍加固液，并输出至古籍上表面；所述涂布盒的上方设有进料管，进料管的一端封堵，另一端与外部供液机构连通，进料管的侧壁处设有输料孔，输料孔中具有筛网；所述古籍加固液的储存空间中设有第一限位板和第二限位板，所述第一限位板用于提供溢流高度，所述第二限位板用于提供倾斜的滑道，使得方形盒能够平稳接收从进料管落下的古籍加固液；所述流延板与水平方向的夹角为30°～60°，流延板的上表面附有亲水层；

所述古籍加固液包括羧甲基纤维素水溶液、以及混合在羧甲基纤维素水溶液中的纳米氧化镁和壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的纤维涂布古籍加固的装置，其特征在于，所述涂布盒的侧面处设有连通储存空间的回流口，回流口在竖向的高度高于流延板的上端高度，回流口能够与外部回收管道连通以排出多余古籍加固液。

3.根据权利要求1所述的纤维涂布古籍加固的装置，其特征在于，所述外部供液机构包括加固液原料箱，加固液原料箱通过供液管路与进料管连通，供液管中安装有驱动泵。

4.根据权利要求1所述的纤维涂布古籍加固的装置，其特征在于，所述真空抽吸组件包括负压抽吸槽体，负压抽吸槽体上端开口，负压抽吸槽体与抽真空组件连通。

5.一种纤维涂布古籍加固方法，利用了权利要求1-4中任意一项所述的纤维涂布古籍加固的装置，其特征在于，包括以下步骤：

将待修复的古籍纸张放在输送机构上，沿设定方向输送；

待修复的古籍纸张的各部分在通过涂布机构下方时，依次被涂覆古籍加固液；

古籍纸张在接受古籍加固液涂布的同时，底部受到真空抽吸机构的负压抽吸作用力，加速古籍加固液渗入古籍纸张内部的速度及干燥速度。

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