CN113152146B - 一种档案纸张修复剂、纸质档案脱酸加固集成修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纸质档案修复技术领域,具体涉及一种纸质档案脱酸加固集成修复方法。本发明提供的档案纸张修复剂,包括中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液。本发明利用所述档案纸张修复剂对纸质档案进行脱酸加固集成修复,包括以下步骤:将中性细菌纤维素进行解离后和磷酸盐缓冲液混合,得到细菌纤维素浆料,所述细菌纤维素浆料的pH值为7.8~8.0;将所述细菌纤维素浆料涂覆在待修复的档案纸张表面后进行固化。细菌纤维素和磷酸盐缓冲液具有良好的配伍效果,两者共同作用达到了脱酸和加固的双重效果,使纸张pH在较长时间内保持相对稳定的弱碱性,有效阻断纸张中的细菌纤维素及植物纤维素因酸催化而发生的降解过程,延长纸张保存寿命。
Description
技术领域
本发明属于纸质档案修复技术领域,具体涉及一种档案纸张修复剂、纸质档案脱酸加固集成修复方法。
背景技术
档案纸张加固技术分为胶粘剂喷涂法、加膜法和辐照法三大类,常用的原料包括乙基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纤维素膜、蚕丝网或派拉纶,但是这些原材料分子结构与纸张植物纤维素分子结构有所不同,不能获得良好的加固效果。
细菌纤维素是由葡萄糖基连接而成的高分子化合物,纤维纯度高,细菌纤维素分子结构与纸张植物纤维素分子结构相同,均由葡萄糖基通过1,4-β甙键连接而成,且不含植物纤维中的木素、半纤维素、色素等细胞壁杂质成分。细菌纤维素纤维极细,其直径一般为0.01-0.1μm,相当于档案纸张中普通植物纤维直径的几百分之一,是一种超微细网状结构,具有比植物纤维还要大200倍以上的比表面积,同时拥有很高的机械强度,极有利于在低浓度下与档案纸张原有植物纤维形成牢固的氢键结合,能有效提高被修复档案纸张的机械强度;再加上细菌纤维素无毒无害、绿色环保的特性,细菌纤维素是一种较为理想的纸质档案加固修复材料。
然而,现有的利用细菌纤维素对档案纸张修复的技术大多为单一的加固修复方法,由于细菌纤维素易降解,利用细菌纤维素加固档案纸张后,不能够有效延长档案纸张的保存寿命。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种档案纸张修复剂、纸质档案脱酸加固集成修复方法,本发明提供的档案纸张修复剂能够将脱酸和加固集成在一起,在加固的同时进行脱酸,避免细菌纤维素和植物纤维素在酸催化下发生降解,进而延长档案纸张的保存寿命。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种档案纸张修复剂,包括中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液。
优选的,所述磷酸盐缓冲液由磷酸氢二钾和磷酸二氢钾配制得到;所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.8~8.0;
所述中性细菌纤维素由细菌纤维素水洗得到;
以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的质量比为3.5~4.5:5.6:0.4。
本发明还提供了一种纸质档案脱酸加固集成修复方法,包括以下步骤:
将中性细菌纤维素进行解离后和磷酸盐缓冲液混合,得到细菌纤维素浆料,所述细菌纤维素浆料的pH值为7.8~8.0;
将所述细菌纤维素浆料涂覆在待修复的档案纸张表面后进行固化。
优选的,所述解离用溶剂为蒸馏水;
以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素浆料的浓度为3.5~4.5g/L。
优选的,所述涂覆的涂覆量为40~60mL/m2。
优选的,所述涂覆前还包括:
将待修复的档案纸张平铺在吸水材料表面;
将所述细菌纤维素浆料加热至35~40℃。
优选的,所述吸水材料包括无纺布。
优选的,所述固化包括以下步骤:
将涂覆有细菌纤维素浆料的档案纸张进行第一干燥,得到初级修复的档案纸张;
将吸水材料平铺在所述初级修复的档案纸张的表面后加压,进行第二干燥。
优选的,所述第一干燥和第二干燥独立的为自然风干;
所述初级修复的档案纸张的含水率为10~15%;
所述第二干燥后档案纸张的含水率为6~8%。
优选的,所述加压的压力为2~5kg/m2。
本发明提供了一种档案纸张修复剂,包括中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液。在本发明中,所述中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液具有良好的配伍效果,在中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液的共同作用下能够达到脱酸和加固的双重效果,从而延长了档案纸张的保存寿命。
本发明还提供了一种纸质档案脱酸加固集成修复方法,包括以下步骤:将中性细菌纤维素进行解离后和磷酸盐缓冲液混合,得到细菌纤维素浆料,所述细菌纤维素浆料的pH值为7.8~8.0;将所述细菌纤维素浆料涂覆在待修复的档案纸张表面后进行固化。在本发明中,细菌纤维素具有超微细网状结构,细菌纤维素浆液涂覆在待修复的档案纸张表面后,细菌纤维素的纤维与纸张植物纤维通过水分子为桥梁形成连接,在固化过程中,档案纸张中的植物纤维与细菌纤维素纤维间的水分子不断被蒸发,细菌纤维素纤维与档案纸张中的植物纤维在水分子表面张力作用下不断靠近,细菌纤维素纤维与档案纸张中的植物纤维间的距离达到2~3埃时档案纸张中的植物纤维和细菌纤维素纤维间便产生氢键结合,相互形成物理吸附,达到加固档案纸张的作用。细菌纤维素纤维具有大的比表面积,细菌纤维素表面含有三倍聚合度量的羟基,磷酸盐分子中含有的氧和氢与大量暴露在细菌纤维素纤维表面的羟基通过分子间吸引力和氢键作用,使磷酸盐缓冲溶液被细菌纤维素长期稳定的吸附。细菌纤维素表面含有大量亲水基团,具有优良的吸水性,吸收水分重量可以达到细菌纤维素自身干重的60~700倍,有利于磷酸盐缓冲液充分发挥脱酸作用。纤维素降解是纸张老化的主要因素,而酸是影响纤维素降解的重要催化剂。吸附在细菌纤维素纤维上的磷酸盐缓冲液能够中和长期保存过程中由于各种原因产生的酸,使纸张pH值在较长时间内保持相对稳定的弱碱性,从而有效阻断修复后纸张中的细菌纤维素及植物纤维素因酸催化而发生的降解过程,进而延长纸张保存寿命。
具体实施方式
本发明提供了一种档案纸张修复剂,包括中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液。
在本发明中,所述磷酸盐缓冲液优选由磷酸氢二钾和磷酸二氢钾配制得到;所述磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的质量比优选为5.6:0.4;磷酸盐缓冲液的pH值优选为7.8~8.0。
在本发明中,所述中性细菌纤维素优选由细菌纤维素水洗得到。本发明对所述细菌纤维素的来源无特殊限定,采用常规市售产品即可。在本发明的实施例中细菌纤维素购自海南亿德食品有限公司。在本发明中,所述水洗用水优选为蒸馏水。在本发明中,所述水洗的时间优选为3~5min,更优选为3.5~4min。在本发明中,所述水洗能够去除细菌纤维素中的酸性物质,避免细菌纤维素浆料pH值范围改变及将细菌纤维素中的酸性物质引入档案纸张中。本发明对所述水洗用水的量无特殊限定,只要能够使细菌纤维素达到中性即可。
本发明对得到中性细菌纤维素的解离产物的解离的方式无特殊限定,采用本领域常规的技术手段即可。在本发明的实施例中,所述解离为利用纤维标准解离器进行打浆,所述打浆的总转数为90~110万转;所述纤维标准解离器的型号为GBJ-A。
在本发明中,以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的质量比优选为3.5~4.5:5.6:0.4,更优选为3.8~4.2:5.6:0.4。
本发明提供的档案纸张修复剂能够同时实现档案纸张的加固和脱酸,从而延长档案纸张的保存寿命。
本发明还提供了一种纸质档案脱酸加固集成修复方法,包括以下步骤:
将中性细菌纤维素进行解离后和磷酸盐缓冲液混合,得到细菌纤维素浆料,所述细菌纤维素浆料的pH值为7.8~8.0;
将所述细菌纤维素浆料涂覆在待修复的档案纸张表面后进行固化。
本发明将中性细菌纤维素进行解离后和磷酸盐缓冲液混合,得到细菌纤维素浆料,所述细菌纤维素浆料的pH值为7.8~8.0。在本发明中,所述解离用溶剂优选为水,所述水优选为蒸馏水。
为了简化修复步骤,本发明优选将磷酸氢二钾和磷酸二氢钾直接添加至细菌纤维素浆料中,减少了配制磷酸盐缓冲液的步骤。在本发明的实施例中,所述解离、混合优选包括以下步骤:
将中性细菌纤维素和第一部分水进行第一混合后进行解离,得到细菌纤维素解离产物;
将磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、细菌纤维素解离产物和剩余的水进行第二混合,得到细菌纤维素浆料。
本发明将中性细菌纤维素和第一部分水进行第一混合后进行解离,得到细菌纤维素解离产物。在本发明中,以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素和第一部分水的质量比优选为1:155~228更优选为1:170~200。在本发明中,所述第一部分水占全部水的质量百分含量优选为70~80%。本发明对所述第一混合无特殊要求,只要混合均匀即可。
得到细菌纤维素解离产物后,本发明将磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、细菌纤维素解离产物和剩余的水进行第二混合,得到细菌纤维素浆料。在本发明中,所述细菌纤维素浆料中磷酸氢二钾的质量浓度优选为5.6g/L,磷酸二氢钾的质量浓度优选为0.4g/L。在本发明中,以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素浆料的浓度优选为3.5~4.5g/L,更优选为3.8~4.2g/L。在本发明中,所述第二混合优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为180~220r/min,更优选为200r/min;时间优选为5~10min,更优选为6~8min。
得到细菌纤维素浆料后,本发明将所述细菌纤维素浆料涂覆在待修复的档案纸张表面后进行固化。在本发明中,所述涂覆前还优选包括:
将待修复的档案纸张平铺在吸水材料表面;
将所述细菌纤维素浆料加热至35~40℃。
在本发明中,所述吸水材料优选包括无纺布。本发明对加热速率无特殊要求,只要能够达到所需温度即可。
在本发明中,所述涂覆优选为喷涂;所述涂覆的涂覆量优选为40~60mL/m2,更优选为45~50mL/m2。
在本发明中,所述固化优选包括以下步骤:
将涂覆有细菌纤维素浆料的档案纸张进行第一干燥,得到初级修复的档案纸张;
将吸水材料平铺在所述初级修复的档案纸张的表面后加压,进行第二干燥。
本发明将涂覆有细菌纤维素浆料的档案纸张进行第一干燥,得到初级修复的档案纸张。在本发明中,所述第一干燥优选为自然风干,所述初级修复的档案纸张的含水率优选为10~15%,更优选为12~13%。
得到初级修复的档案纸张后,本发明将吸水材料平铺在所述初级修复的档案纸张的表面后加压,进行第二干燥。在本发明中,待修复的档案纸张的双面均铺有吸水材料。在本发明中,所述加压的压力优选为2~5kg/m2,更优选为3~4kg/m2。本发明对所述加压的方式无特殊限定,只要能够达到所需的压力即可。在本发明中,所述第二干燥优选为自然风干,所述第二干燥后档案纸张的含水率优选为6~8%,更优选为6.5~7%。
在本发明中,所述第二干燥后还优选包括将档案纸张表面的吸水材料揭掉。
本发明将脱酸和加固进行集成,能够一次完成脱酸和加固,有效提高了修复效率,降低了脱酸、加固分别修复时纸质档案受损风险。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
利用蒸馏水将绝干质量为3.5g的细菌纤维素(购自海南亿德食品有限公司)水洗4min,得到中性细菌纤维素;
将所述中性细菌纤维素和700mL蒸馏水混合后利用型号为GBJ-A的纤维标准解离器(购自长春月明小型试验机有限责任公司)进行打浆(90万转),得到细菌纤维素解离产物;
将所述细菌纤维素解离产物、5.6g磷酸氢二钾、0.4g磷酸二氢钾和300mL蒸馏水在200r/min的转速下搅拌5min,得到pH值为7.8~8.0细菌纤维素浆料;
将待修复的档案纸张平铺在一层无纺布表面;将所述pH值为7.8~8.0的细菌纤维素浆料加热至35℃;将加热后的细菌纤维素浆料喷涂(40mL/m2)在待修复的档案纸张表面后自然风干至含水率为15%(用扬州艾科瑞德仪器仪表有限公司AKD-80P感应式纸张水分测定仪测定纸张含水率);在含水率为15%的档案纸张表面平铺一层无纺布,按照5kg/m2的压力在无纺布表面施加压力,自然风干至档案纸张的含水率为6%后,揭掉档案纸张两面的无纺布,得到脱酸加固集成修复的纸质档案。
实施例2
利用蒸馏水将绝干质量为4.5g的细菌纤维素(购自海南亿德食品有限公司)水洗5min,得到中性细菌纤维素;
将所述中性细菌纤维素和800mL蒸馏水混合后利用型号为GBJ-A的纤维标准解离器(购自长春月明小型试验机有限责任公司)进行打浆(110万转),得到细菌纤维素解离产物;
将所述细菌纤维素解离产物、5.6g磷酸氢二钾、0.4g磷酸二氢钾和200mL蒸馏水在200r/min的转速下搅拌10min,得到pH值为7.8~8.0的细菌纤维素浆料;
将待修复的档案纸张平铺在一层无纺布表面;将所述pH值为7.8~8.0的细菌纤维素浆料加热至40℃;将加热后的细菌纤维素浆料喷涂(60mL/m2)在待修复的档案纸张表面后自然风干至含水率为10%(用扬州艾科瑞德仪器仪表有限公司AKD-80P感应式纸张水分测定仪测定纸张含水率);在含水率为10%的档案纸张表面平铺一层无纺布,按照2kg/m2的压力在无纺布表面施加压力,自然风干至档案纸张的含水率为8%后,揭掉档案纸张两面的无纺布,得到脱酸加固集成修复的纸质档案。
利用雷磁PHS-3E酸度计(购自上海仪电科学仪器公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张的pH值,其结果列于表1中;
利用WBD-1B型数显白度仪(购自上海劲佳科学仪器有限公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张较修复前档案纸张白度的变化率,其结果列于表1中;
利用ZSE-1000型纸张撕裂度测定仪(购自长春月明小型试验机有限责任公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张较修复前档案纸张撕裂度的变化率,其结果列于表1中;
利用ZPM-1000型纸张耐破度测定仪(购自长春月明小型试验机有限责任公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张较修复前档案纸张耐破度的变化率,其结果列于表1中;
利用DL-03型微电脑测控拉力试验机(购自长春月明小型试验机有限责任公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张较修复前档案纸张横向抗张强度和纵向抗张强度的变化率,其结果列于表1中;
利用MIT耐折度测定仪(购自长春月明小型试验机有限责任公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张较修复前档案纸张横向耐折度和纵向耐折度的变化率,其结果列于表1中;
利用C640厚度仪(购自济南兰光机电技术有限公司)检测实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张较修复前档案纸张厚度的变化率,其结果列于表1中。
表1实施例1、2得到的脱酸加固集成修复的档案纸张的性能参数
由表1中的数据可知,按照本发明提供的集成修复方法对档案纸张进行修复后,档案纸张呈弱碱性,撕裂度、耐破度、抗张强度和耐折强度明显改善,白度和厚度基本无变化。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (9)
1.一种档案纸张修复剂,包括中性细菌纤维素的解离产物和磷酸盐缓冲液;
所述磷酸盐缓冲液由磷酸氢二钾和磷酸二氢钾配制得到;所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.8~8.0;
所述中性细菌纤维素由细菌纤维素水洗得到;
以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的质量比为3.5~4.5:5.6:0.4。
2.一种纸质档案脱酸加固集成修复方法,包括以下步骤:
将中性细菌纤维素进行解离后和磷酸盐缓冲液混合,得到细菌纤维素浆料,所述细菌纤维素浆料的pH值为7.8~8.0;所述磷酸盐缓冲液由磷酸氢二钾和磷酸二氢钾配制得到;所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.8~8.0;所述中性细菌纤维素由细菌纤维素水洗得到;以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的质量比为3.5~4.5:5.6:0.4;
将所述细菌纤维素浆料涂覆在待修复的档案纸张表面后进行固化。
3.根据权利要求2所述集成修复方法,其特征在于,所述解离用溶剂为蒸馏水;
以绝干细菌纤维素的质量计,所述细菌纤维素浆料的浓度为3.5~4.5g/L。
4.根据权利要求3所述集成修复方法,其特征在于,所述涂覆的涂覆量为40~60mL/m2。
5.根据权利要求2~4任一项所述集成修复方法,其特征在于,所述涂覆前还包括:
将待修复的档案纸张平铺在吸水材料表面;
将所述细菌纤维素浆料加热至35~40℃。
6.根据权利要求5所述集成修复方法,其特征在于,所述吸水材料包括无纺布。
7.根据权利要求2所述集成修复方法,其特征在于,所述固化包括以下步骤:
将涂覆有细菌纤维素浆料的档案纸张进行第一干燥,得到初级修复的档案纸张;
将吸水材料平铺在所述初级修复的档案纸张的表面后加压,进行第二干燥。
8.根据权利要求7所述集成修复方法,其特征在于,所述第一干燥和第二干燥为自然风干;
所述初级修复的档案纸张的含水率为10~15%;
所述第二干燥后档案纸张的含水率为6~8%。
9.根据权利要求7所述集成修复方法,其特征在于,所述加压的压力为2~5kg/m2。
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