CN114934403A - 一种纸张抑菌脱酸剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种纸张抑菌脱酸剂、制备方法及应用，包括天然抑菌浓缩液，合成抑菌剂，水性脱酸剂，其余量为蒸馏水。制备纸张抑菌脱酸剂包括：将具有抑菌成分的天然植物药材粉碎后过筛，称取过筛后的药粉，加入蒸馏水浸泡t1时间形成药粉溶液；将药粉溶液煮沸t2时间后过滤，得到一次药材滤液和药材滤渣；将一次药材滤液浓缩后离心分离，并取得上清液，将上清液作为天然抑菌浓缩液；将水性脱酸剂、合成抑菌剂、蒸馏水加入天然抑菌浓缩液中，得到纸张抑菌脱酸剂。采用该纸张抑菌脱酸剂以加压渗润的方式对纸张进行抑菌脱酸。本申请解决了纸张的脱酸和抑菌为分开进行的工序，容易对纸张造成损害，并且抑菌过程有效成分内外分布不均匀、不到位的问题。
Description
技术领域
本申请涉及纸张脱酸技术领域，具体而言，涉及一种纸张抑菌脱酸剂、制备方法及应用。
背景技术
我国是历史悠久的文明古国，保留着大量的纸质文献及文物，这些文物承载着我国数千年的历史，是中华璀璨文明的结晶。纸张的纤维是有机物质，在制纸过程中加入的动物胶、淀粉等辅料，都为霉菌、虫卵滋生提供了营养条件。一旦环境气候条件适合(如温暖、潮湿)，霉菌等便会很快蔓延，对文物造成破坏。为了使文物可以更长久地保存，文物的消杀是一个必要的过程，也是文物修复中的一个重要环节。
纸张消杀方法主要包括化学、光照、臭氧等方法。其中化学方法常见为气雾消毒法，即用杀菌、杀虫剂进行熏蒸。这些方法对单页消杀保护比较有效，但上述方法对不可拆分的整册古籍、图书、杂志存在着有效成分内外分布不均匀、不到位的问题，导致消杀不彻底、抑菌不持久问题。
并且纸张在长期保存的过程中也需要进行纸张脱酸，目前纸张的脱酸和抑菌为分开进行的工序，意味着需要对纸张进行多次人工操作，容易对其造成损害。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种纸张抑菌脱酸剂、制备方法及应用，以解决相关技术中纸张的脱酸和抑菌为分开进行的工序，容易因多次操作而对纸张造成损害，并且抑菌过程有效成分内外分布不均匀、不到位的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了一种纸张抑菌脱酸剂，该纸张抑菌脱酸剂包括：天然抑菌浓缩液，合成抑菌剂，水性脱酸剂，其余量为蒸馏水。
进一步的，包括如下重量百分比的组分：
天然抑菌浓缩液10-50wt％，合成抑菌剂0.01-0.3wt％，水性脱酸剂0.5- 5wt％，其余量为蒸馏水。
进一步的，合成抑菌剂为醋酸钙、羟苯丙酯、对氯二甲苯酚、丙酸钙、苯氧乙醇、三氯生、苯甲酸钠、双乙酸钠、卡松、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、邻苯基苯酚钠、乙内酰脲中的一种或多种。
进一步的，形成所述天然抑菌浓缩液的天然植物药材为黄连、大青叶、桂皮、五倍子、狼毒草、蒲公英、麝香草、芸香草、香茅草、千里光、黄岑、艾叶、丁香、柠檬草中的一种或多种。
进一步的，天然抑菌浓缩液的浓度为1-10wt％。
根据本申请的另一方面，提供一种抑菌脱酸缓释膜，该抑菌脱酸缓释膜包含上述的纸张抑菌脱酸剂。
根据本申请的另一方面，提供一种纸张抑菌脱酸剂的制备方法，该制备方法用于制备上述的纸张抑菌脱酸剂，包括如下步骤：
将具有抑菌成分的天然植物药材粉碎后过筛，称取过筛后的药粉，加入药粉5-10倍质量的蒸馏水浸泡t1时间形成药粉溶液；
将药粉溶液煮沸t2时间后过滤，得到一次药材滤液和药材滤渣；
将一次药材滤液浓缩后离心分离，并取得上清液，将上清液作为所述天然抑菌浓缩液；
将水性脱酸剂、合成抑菌剂、蒸馏水加入天然抑菌浓缩液中，得到所述纸张抑菌脱酸剂。
进一步的，在得到所述药材滤渣后，在药材滤渣中加入蒸馏水煮沸t3时间后过滤，得到二次药材滤液；
合并二次药材滤液和一次药材滤液后进行浓缩和离心分离，并取得上清液，将上清液作为所述天然抑菌浓缩液。
进一步的，t1时间为24-36h，所述t2时间为1-2h，所述t3时间为20-60min。
根据本申请的另一方面，提供一种纸张抑菌脱酸剂的应用，该应用使用上述的纸张抑菌脱酸剂，包括如下步骤：
制备含有所述纸张抑菌脱酸剂的抑菌脱酸缓释膜；
将所述抑菌脱酸缓释膜夹衬在书页之间；
通过压机向夹衬完成的书页加压，使得抑菌脱酸缓释膜中的纸张抑菌脱酸剂与书页充分接触、渗透；
进一步的，整册书页加压后，加速纸张抑菌脱酸剂渗透至书页的方式为施加交流电或超声波。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中的纸张抑菌脱酸剂中具有抑菌成分和脱酸成分，将纸张抑菌脱酸剂应用在纸张抑菌和纸张脱酸的环境中，可同时对纸张进行抑菌和脱酸，避免了纸张因多次操作而受损的问题，提高对纸张的修复效率。
(2)本发明中的纸张抑菌脱酸剂所采用的抑菌成分为天然中药成分及合成抑制剂及其剂量低毒环保、对人体、纸张和环境安全。
(3)本发明在纸张抑菌脱酸剂的制备过程中对作为主要材料的天然植物药材进行了多次利用，提高了天然植物药材的利用率，并且在制备过程中通过充分浸泡和煮沸方式将天然植物药材中的有效成分充分的提取至溶液中，加入水性脱酸剂，能够在脱酸后使纸张的pH值控制在质量要求范围之内。
(4)本发明在纸张抑菌脱酸的过程中，利用抑菌脱酸缓释膜作为媒介，通过渗润的方式进行，提高了整册纸张脱酸的均匀性和脱酸效率，完成纸张均质化，使抑菌成分充分均匀地扩散至纸张的内部，提高了抑菌效果。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。
纸张消杀方法主要包括化学、光照、臭氧等方法。其中化学方法常见为气雾消毒法，即用杀菌、杀虫剂进行熏蒸。这些方法对单页消杀保护比较有效，但上述方法对不可拆分的整册古籍、图书、杂志存在着有效成分内外分布不均匀、不到位的问题，导致消杀不彻底、抑菌不持久问题。
并且纸张在长期保存的过程中也需要进行纸张脱酸，目前纸张的脱酸和抑菌为分开进行的工序，意味着需要对纸张进行多次人工操作，容易对其造成损害。
为解决在纸张修复过程中纸张脱酸和抑菌需要分开进行的问题，本申请实施例提供了一种纸张抑菌脱酸剂，该纸张抑菌脱酸剂包括：天然抑菌浓缩液，合成抑菌剂，水性脱酸剂，其余量为蒸馏水。
实施例1
该纸张抑菌脱酸剂包括如下重量百分比的组分：该纸张抑菌脱酸剂包括如下重量百分比的组分：天然抑菌浓缩液10-50wt％，合成抑菌剂0.01-0.3wt％，水性脱酸剂0.5-5wt％，其余量为蒸馏水，天然抑菌浓缩液的浓度为1-10wt％。
实施例2
该纸张抑菌脱酸剂包括如下重量百分比的组分：天然抑菌浓缩液10wt％，合成抑菌剂0.01wt％，水性脱酸剂0.5wt％，其余量为蒸馏水，天然抑菌浓缩液的浓度为1wt％。
实施例3
该纸张抑菌脱酸剂包括如下重量百分比的组分：天然抑菌浓缩液30wt％，合成抑菌剂0.2wt％，水性脱酸剂3wt％，其余量为蒸馏水，天然抑菌浓缩液的浓度为5wt％。
实施例4
该纸张抑菌脱酸剂包括如下重量百分比的组分：天然抑菌浓缩液50wt％，合成抑菌剂0.3wt％，水性脱酸剂5wt％，其余量为蒸馏水，天然抑菌浓缩液的浓度为10wt％。
本发明中的纸张抑菌脱酸剂由天然抑菌浓缩液和合成抑菌剂提供抑菌成分，而在加入水性脱酸剂使其整体呈碱性，因此使得该纸张抑菌脱酸剂能够同时应用在纸张的脱酸和抑菌中，避免了纸张因脱酸和抑菌需要分开多次操作而受损的问题，提高对纸张的修复效率。
在本实施例中的纸张抑菌脱酸剂实质上包含两种抑菌组分，其中一种为天然抑菌浓缩液，另一种为低毒化学合成抑菌剂。该合成抑菌剂为醋酸钙、羟苯丙酯、对氯二甲苯酚、丙酸钙、苯氧乙醇、三氯生、苯甲酸钠、双乙酸钠、卡松、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、邻苯基苯酚钠、乙内酰脲中的一种或多种的组合，例如醋酸钙和三氯生的组合或醋酸钙和卡松的组合等等。在该纸张抑菌脱酸剂中加入适量合成抑菌剂的目的在于增加纸张的抗菌能力，使其在长时间存放中也能很好的抑制霉菌的生长。纸张抑菌脱酸剂的抑菌防霉效果和毒理学检测已经过专业机构检测，出具检测报告，防霉等级为0级，毒理学报告为低毒。
天然抑菌浓缩液为纸张抑菌脱酸剂中较为重要的成分，为避免在抑菌脱酸的过程中对纸张进行损坏，要求抑菌成分能够与纸张纤维具有较好的相容性。因此，本实施例中形成所述天然抑菌浓缩液的天然植物药材为黄连、大青叶、桂皮、五倍子、狼毒草、蒲公英、麝香草、芸香草、香茅草、千里光、黄岑、艾叶、丁香、柠檬草中的一种或多种的组合，例如为黄连与艾叶的组合，又或者为黄连与蒲公英的组合等等。
由于本实施例中的纸张抑菌脱酸剂的抑菌成分为天然植物药材及合成抑制剂及其剂量低毒环保、对人体、纸张和环境安全。
为使该纸张抑菌脱酸剂能够更好的应用于纸张脱酸中，根据本申请的另一方面，提供一种抑菌脱酸缓释膜，该抑菌脱酸缓释膜包括上述的纸张抑菌脱酸剂。即在缓释膜的制备中加入本申请中的纸张抑菌脱酸剂作为主要的成分，在纸张抑菌和脱酸的过程中将该缓释膜夹衬至纸张内进行缓释抑菌脱酸，提高对纸张抑菌脱酸的均匀性。
实施例5
根据本申请的另一方面，针对纸张抑菌脱酸剂的制备，本实施例提供一种纸张抑菌脱酸剂的制备方法，该制备方法用于制备上述的纸张抑菌脱酸剂，包括如下步骤：
将具有抑菌成分的天然植物药材粉碎后过筛，称取过筛后的药粉，加入药粉5-10倍质量的蒸馏水浸泡t1时间形成药粉溶液，t1时间为24-36h，优选为 30h。通过浸泡能使药粉中的一部分抑菌有效成分溶解在蒸馏水中，并使得药材的纤维组织得到软化，浸泡时间可根据药材的物理特性进行调整。
将药粉溶液煮沸t2时间后过滤，得到一次药材滤液和药材滤渣，t2时间为 1-2h，优选为1h；通过对药粉溶液进行加热煮沸可进一步促进药粉中的有效成分溶解在蒸馏水中；
将一次药材滤液浓缩后离心分离，借助于离心力使得一次药材滤液中的悬浮物易于沉淀析出，在滤液的上部形成较为清澈的上清液，将上清液作为所述天然抑菌浓缩液。
为进一步增加该纸张抑菌脱酸剂的抑菌能力，本实施例在天然抑菌浓缩液中加入少量的合成抑菌剂，合成抑菌剂及其剂量为低毒。由于该纸张抑菌脱酸剂还需要兼顾脱酸的性能，因此需要加入水性脱酸剂，使溶液呈碱性，最终得到可应用在纸张抑菌脱酸中的纸张抑菌脱酸剂。
为提高对天然植物药材的利用率，本实施例在得到所述药材滤渣后，在药材滤渣中加入蒸馏水煮沸t3时间后过滤，得到二次药材滤液，t3时间为20- 60min，优选为45min。此时的二次药材滤液中依然含有一定量的抑菌成分；因此，本实施例合并二次药材滤液和一次药材滤液后再进行浓缩和离心分离，并取得最终的上清液，将该上清液作为所述天然抑菌浓缩液。通过该方式能够对天然植物药材进行充分利用，提高天然抑菌浓缩液的产生，降低使用成本。
实施例6
为解决目前对于纸张的抑菌脱酸存在有效成分分布不均匀，无法彻底的分散至纸张内部，导致纸张抑菌脱酸不彻底的问题。根据本申请的另一方面，提供一种纸张抑菌脱酸剂的应用，即将上述的纸张抑菌脱酸剂使用在纸张抑菌脱酸中，包括如下步骤：
制备含有所述纸张抑菌脱酸剂的抑菌脱酸缓释膜；
缓释膜的作用为将其内含有的有效成分缓慢且均匀的释放至纸张中，缓释膜的具体制备方式可采用相关技术中的缓释膜技术，为形成本申请所需的抑菌脱酸缓释膜，需要在制备的过程中加入上述实施例得到纸张抑菌脱酸剂。
将所述抑菌脱酸缓释膜夹衬在书页之间，书页可为整册书页，即可在整册纸张中夹衬多张缓释膜，相邻缓释膜之间的纸张数量可根据缓释膜的作用范围来确定，实现对整册纸张的抑菌脱酸。并且由于采用了缓释膜进行抑菌脱酸，使得纸张抑菌脱酸剂能够充分与纸张接触、渗透。
为使抑菌脱酸缓释膜能够更好和更充分的释放至纸张中，需要对纸张和缓释膜施加一定的压力。为此，可通过专用的夹具来夹持书页，由压机向夹衬完成的书页加压，使压力作用在书页和抑菌脱酸缓释膜上，使得抑菌脱酸缓释膜中的纸张抑菌脱酸剂与书页充分接触，并在具有一定压力的环境下将有效成分充分释放至纸张内。
为提高书页的抑菌脱酸效率，可通过向书页施加电流，使纸张抑菌脱酸剂中的有效成分快速在书页间渗透，具体的，可通过将书页连接电极板，通过电极板向书页施加电流，此处电流可为直流电，电压可为4-36V。可以理解的是，此处的电流也可为交流电，在采用交流电时，电压为4～36V，频率为0.01～50Hz。
为使纸张抑菌脱酸剂能够扩散至书页的纤维内部，本实施也可通过超声波发生设备向书页发送超声波，通过超声波震荡使纸张抑菌脱酸剂中的有效成分作用至书页的纤维内部。
本申请通过采用上述的纸张抑菌脱酸方法，提高了整册纸张脱酸的均匀性和脱酸效率，完成纸张均质化，避免了脱酸后纸张返酸情况，同时也使抑菌成分充分均匀地扩散至纸张的内部，提高了抑菌效果。
实施例7
本实施例以本申请中的纸张抑菌脱酸剂的具体制备和使用进行说明：
纸张易生酶菌培养：从发霉纸张上采集长势旺盛的霉菌，经菌种对比发现，采集的纸张中霉菌主要有黑曲霉、黄曲霉、球毛壳霉、青霉等，接种于PDA培养基上，在28℃，湿度85％条件下培养5天以上备用。
利用实施例6中的方法对纸张进行抑菌处理。
参考GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》，经抑菌处理后的纸张表面接种孢子菌悬液，经培养后，测定经过抑菌处理纸张的防霉等级。结果如表1所示：
表1
上述结果表明该方法处理后纸张抑菌有效。
实施例8
按照实施例2和实施例5配置抑菌剂，根据GB/T 38499-2020《消毒剂稳定性评价方法》中加速试验方法，将溶液在54℃±2℃下存放14天(用于预测溶液存放12个月的有效期)，与实施例7相同方法处理，结果如表2 所示。
表2
上述结果表明该纸张抑菌脱酸剂稳定性较好，用于纸张抑菌处理后持久有效。
实施例9
按照实施例3与实施例5配置纸张抑菌脱酸剂，采用实施例6中的方法对书籍《大学物理学》(原纸平均pH＝4.8，定量50g/m2)进行脱酸处理。脱酸后书籍平均pH＝8.3。表明该纸张抑菌脱酸剂脱酸效果良好。
对比例1：
选用与实施例8所用书籍保存状况相近书籍进行熏蒸法处理后，测试其防霉性能，结果如表3所示：
表3
上述结果表明，采用本申请实施例6的纸张抑菌脱酸方法处理过的整册书页抑菌更均匀彻底。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，包括：天然抑菌浓缩液，合成抑菌剂，水性脱酸剂，其余量为蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，所述纸张抑菌脱酸剂包括如下重量百分比的组分：
天然抑菌浓缩液10-50wt％，合成抑菌剂0.01-0.3wt％，水性脱酸剂0.5-5wt％，其余量为蒸馏水。
3.根据权利要求2所述的纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，所述合成抑菌剂为醋酸钙、羟苯丙酯、对氯二甲苯酚、丙酸钙、苯氧乙醇、三氯生、苯甲酸钠、双乙酸钠、卡松、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、邻苯基苯酚钠、乙内酰脲中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，所述水性脱酸剂为碱金属的碳酸盐、碳酸氢盐及碱土金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，形成所述天然抑菌浓缩液的天然植物药材为黄连、大青叶、桂皮、五倍子、狼毒草、蒲公英、麝香草、芸香草、香茅草、千里光、黄岑、艾叶、丁香、柠檬草中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，所述天然抑菌浓缩液的浓度为1-10wt％。
7.一种抑菌脱酸缓释膜，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的纸张抑菌脱酸剂。
8.一种纸张抑菌脱酸剂的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至6任一项所述的纸张抑菌脱酸剂，包括如下步骤：
将具有抑菌成分的天然植物药材粉碎后过筛，称取过筛后的药粉，加入药粉5-10倍质量的蒸馏水浸泡t1时间形成药粉溶液；
将药粉溶液煮沸t2时间后过滤，得到一次药材滤液和药材滤渣；
将一次药材滤液浓缩后离心分离，并取得上清液，将上清液作为所述天然抑菌浓缩液；
将水性脱酸剂、合成抑菌剂、蒸馏水加入天然抑菌浓缩液中，得到所述纸张抑菌脱酸剂。
9.根据权利要求8所述的纸张抑菌脱酸剂的制备方法，其特征在于，在得到所述药材滤渣后，在药材滤渣中加入蒸馏水煮沸t3时间后过滤，得到二次药材滤液；
合并二次药材滤液和一次药材滤液后进行浓缩和离心分离，并取得上清液，将上清液作为所述天然抑菌浓缩液。
10.根据权利要求9所述的纸张抑菌脱酸剂的制备方法，其特征在于，所述t1时间为24-36h，所述t2时间为1-2h，所述t3时间为20-60min。
11.一种纸张抑菌脱酸剂的应用，使用如权利要求1至6任一项所述的纸张抑菌脱酸剂，其特征在于，包括如下步骤：
制备含有所述纸张抑菌脱酸剂的抑菌脱酸缓释膜；
将所述抑菌脱酸缓释膜夹衬在书页之间；
通过压机向夹衬完成的书页加压，使得抑菌脱酸缓释膜中的纸张抑菌脱酸剂与书页充分接触、渗透。
12.根据权利要求11所述的纸张抑菌脱酸剂的应用，其特征在于，在对所述书页加压后，通过向书页施加交流电或超声波的方式加速纸张抑菌脱酸剂渗透至书页。
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