CN108004846B

CN108004846B - 一种古籍增强加固方法

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Publication number: CN108004846B
Application number: CN201711217601.8A
Authority: CN
Inventors: 樊慧明; 陈建华; 王海滨; 甘谦; 李嘉禾; 高达; 郭鸣凤
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: CN108004846A; US20200157743A1; WO2019105167A1; US11486096B2

Abstract

本发明公开了一种古籍增强加固方法。该处理方法为：首先将待处理的古籍放入密闭增强加固装置中，密封好后先后对***进行抽湿操作和抽真空操作，使体系维持干燥，并且在负压下保持稳定后，开启风扇组，通过气体管道直接将纳米级增强加固粉体送至增强加固装置中，或先通过超声雾化器将增强加固剂溶液雾化，然后在通过气体管道送至增强加固装置中，使待处理的古籍充分均匀地吸收增强加固剂，同时对古籍pH及湿度进行监测，实现对古籍的增强加固。本发明不仅适应于古籍的修复，同样适应于档案、文献、图书和现代纸、棉、麻制品的增强加固与保存处理。

Description

一种古籍增强加固方法

技术领域

本发明涉及古籍增强加固领域，具体涉及一种古籍增强加固的方法。

背景技术

在中国各种各样的图书馆、博物馆、档案馆中，保存在成千上万的珍贵书籍、书画、现代报纸、档案和其他文物资料,它们是中华民族的优秀传统文化精华,具有重要的历史价值、文化价值、信息价值，是中华文化遗产中的重要组成部分，具有不可复制的历史意义。纸张，作为这些文字精华的载体，随着岁月的流逝，遭虫蛀、酸化、霉变、破损的情况越来越严重，情况岌岌可危。纸张由纤维原料抄造而成，纤维素的稳定性是维持古籍物理性能最重要的条件之一，纤维素在中性和弱碱性条件下是相对稳定的，一般不易被水解和氧化，但是在酸性条件下，由于酸的催化作用，纤维素的水解作用显著增强，纤维素水解后，由于聚合度降低，古籍的强度也随之降低，时间久了，古籍就会粉化。生产时的酸性化学品存留、老化降解产生的有机酸、使用存贮环境造成的酸化等多种因素均可能导致纸张的老化加剧。纸张强度降低严重，已经影响到古籍的正常翻阅，因此，对纸质文献进行彻底的增强加固研究已经迫在眉睫。目前尽管国内外研究机构已经开展各种对纸质文献的增强加固研究，但是至今仍未获得能实际应用的成熟增强加固技术。

现有的古籍增强加固工艺主要是通过施胶、涂布和覆膜来进行的，但是这些工艺都只能对单张纸张进行操作，当我们需要处理的古籍是整本的时候，就无法对纸张进行施胶、涂布和覆膜了；一是一张一张纸处理，过程太过于繁杂，二是这些工艺，处理完一张之后，还要进行烘干处理，否则书籍中的纸张会粘连，造成二次损坏。所以现存的一些古籍增强加固工艺都存在各自的缺陷，例如成本高，操作难度大，不能大规模化，存在安全隐患，污染环境等问题，至今为止还没有发现一个能实际应用的对大批量成册古书增强加固方法。

发明内容

针对上述内容，为了克服上述问题或者至少部分的解决上述问题，本发明是提供一种古籍增强加固方法。

本发明将气相增强加固工艺和液相增强加固工艺结合在一起，采用气相/液相和气相/固相增强加固工艺，既避免了液相增强加固会造成纸张粘连的二次损伤，而且本工艺旨在不破坏古籍原有的温度与湿度，不需要对古籍进行烘干操作，纤维不会老化断裂，古籍也不会发黄破损。同时也避免了气相增强加固找不到合适纸张增强加固剂气体的烦恼，大多数有机无机增强加固剂液体和纳米级增强加固剂粉体材料均可以使用本工艺对古籍进行增强加固操作。

一种古籍增强加固方法，首先将待处理的古籍放入密闭增强加固装置中，密封好后先后对***进行抽湿操作和抽真空操作，使体系维持干燥，并且在负压下保持稳定后，开启风扇组，通过气体管道直接将增强加固剂送至增强加固装置中，或先通过超声雾化器将增强加固剂溶液雾化，然后再通过气体管道将雾化后的增强加固剂溶液送至增强加固装置中，使待处理的古籍充分均匀地吸收增强加固剂，同时对古籍湿度监测，实现对古籍的增强加固；

所述古籍包括处理古代书本、档案、文献资料、图书、报刊、纸张、字画、棉和麻。

上述方法中，所述的密闭装置密封性好，体系保持室温，体系内可以达到较高的干度和较高的真空度，密封装置体积适合；所述装置体积与待处理的古籍总体积之间满足，装置体积：待处理的古籍总体积=1.1:1~50:1。

上述方法中，所述抽湿操作，是通过抽湿机将体系内的湿度抽到10%~90% ，并维持2~24小时，达到目标时间后关闭抽湿机。抽湿操作时间取决于古籍的原始湿度和密封装置体积，当古籍原始湿度为8%~9%时，装置体积为待处理古籍总体积1.5~2倍时，抽湿2~24h；当原始湿度每减少10%，抽湿时间减少2~6h；当装置体积每增大一倍，抽湿时间增加3~8h。

上述方法中，所述抽真空操作，是在抽湿操作完成后再进行的，通过真空泵将体系内压力抽到0至-0.08mpa，达到目标压力后关闭真空泵，密闭体系维持稳定负压状态直至增强加固操作完成。

上述方法中，所述的超声雾化器为超声换能器，将超声换能器放入装有增强加固剂的容器中，接通电源，通过压电陶瓷高频谐振，将增强加固剂结构分散而雾化成小分子的气雾。

上述方法中，所述增强加固剂为纳米级增强加固粉体材料、有机物溶液或无机物溶液；增强效果能在较长时间维持稳定，无毒性；所述增强加固剂包括胶黏剂、接枝共聚物、复配型增强剂、催化剂等化学品，溶液通过加压或超声雾化器打散成微米至纳米级液滴，平均粒径为1nm~2μm之间。并且通过气体管道与密闭增强加固装置相连。

上述方法中，所述纳米级增强加固剂粉末包括纳米级聚乙烯醇粉体，纳米级羧甲基纤维素粉体，纳米纤维素粉体等。

上述方法中，所述的风扇组，是通过气体管道将纳米级增强加固粉体材料或者超声换能器雾化的增强加固剂缓慢引入到密闭增强加固装置中，并且让***内的增强加固剂循环，分布均匀。

上述方法中，控制体系内空气湿度保持在10~90%。

上述方法中，所述的增强加固装置中有古籍湿度监测，当被监测古籍湿度达到3%~10%左右并维持1~48小时后，关闭***；时间的长短取决于古籍的湿度和密封装置体积，当古籍原始湿度5%~10%时，装置体积为待处理古籍总体积1.5~2倍时，增强加固维持2~5小时；原始湿度每增加1%，增强加固维持时间减少1~6h；装置体积每增大一倍，增强加固维持时间增加3~8h。

与现有技术相比，本发明的优势在于：无需很大的设备投入就可以大批量的处理老化古籍；不破坏古籍原始的温度和湿度，不破坏纸张结构，不会对古籍造成二次损坏，可以很好的增强古籍中纸张的各项性质，增强加固效果明显。同时有一定的增强剂残留在古籍中，更好的进一步延长了古籍的寿命。

附图说明

图1为发明增强加固装置的结构示意图；

图2为中间隔板的结构示意图；

图3为书架的结构示意图；

图4为本发明的气体流向图。

图中各个部件如下：双开前门1、可视窗口2、积水槽3、风扇组4、湿度计5、除湿机6、真空泵7、压强计8、pH计9、灯10、中间隔板11、气体管道小孔12、背板13、超声雾化器14、气体管道15、PLC控制***16、排水阀17、滑轮轨道18、书架19、出风口20。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

本发明增强加固装置结构如下，如图1~图4所示，增强加固装置，包括双开前门1、风扇组4、除湿机6、真空泵7、灯10、中间隔板11、气体管道小孔12、背板13、超声雾化器14、气体管道15和滑轮轨道18；所述装置的一面开设有双开前门1；所述中间隔板11将装置分割为上层和下层，所述上层与下层的底面均设置有风扇组4，所述装置中与装置门相对的背板13外表面上设置有除湿机6、真空泵7和超声雾化器14；所述中间隔板下部四周固定有灯10；所述气体管道15位于并贯穿于中间隔板11上层，且该段气体管道15上开有气体管道小孔12，所述气体管道15与超声雾化器14连接；所述装置底面上设置有滑轮轨道18。还包括可视窗口2，所述双开前门1两边和装置左右两侧有可视窗口2。还包括湿度计5、压强计8和pH计9；所述湿度计5、压强计8和pH计9均设置于装置内部。双开前门1上固定有PLC控制***16，所述PLC控制***，将风扇组4、除湿机6、真空泵7、超声雾化器14、灯10和书架19集成控制，通过监控湿度计5、压强计8、pH计9，实时控制灯开关，风扇启停、风速大小，除湿启停、除湿风量，真空泵启停、抽真空风速，超声雾化器启停、雾化量大小、书架转动启停、书架转动停留时间。所述装置由外层材料和内层材料组成，外层材料为碳钢，里层材料为不锈钢；装置总宽度为1m~2.5m，高度为1m~2.5m，长度为3m~12m。还包括积水槽3和排水阀17；所述下层底面上设置有积水槽3；所述积水槽3位于装置两侧和靠背板地面，所述积水槽3高度低于地面1~10cm，宽度为1~10cm；所述积水槽3和排水阀17连接；所述滑轮轨道13有两道，两道滑轮轨道13间的宽度与书架19宽度一致。所述中间隔板11上设置有出风口20，由于离风机近的部分流速较快，出风口面积离风扇组由近及远的方向依次增大。所述书架19为不锈钢材质，底部有滚轮；书架上装有不锈钢链条，书篮固定在链条上，链条由电机带动，电机开启后将书篮上下移动，从而使得书籍对气雾的吸收更加均匀；书篮为上微宽下微窄设计，古籍侧面可翻开边朝上放置，风扇组4从上至下的风使古籍略微打开，使增强加固剂渗透更均匀。

实施例1

取《医古书》-人民卫生出版社1937年版5本约0.004m³，取样测得书籍中纸张原始湿度约为8.6%，将书放入0.25m*0.25m*0.1m容积为0.00625m³的增强加固装置中，首先对体系进行抽湿，抽湿时间为4h，到达时间后关闭抽湿机。然后打开真空泵，将体系内压强抽到-0.05mpa后关闭真空泵。然后打开超声雾化器，增强加固剂选择浓度为0.1%的CMC溶液，放入容器中，使用超声换能器将配好的CMC溶液雾化，通过气体管道导入到密封容器内进行增强加固操作，通过调节气雾量的大小，将体系内空气湿度控制在50%左右，边增强古籍边监测古籍的湿度；当被监测古籍湿度达到9%时，继续维持体系稳定2h，然后关闭***。取样对比增强加固前后纸张性能平均值如下表：

	pH	含水量%	抗张强度（KN/m）	耐破度	撕裂度（mN）	耐折度（次）
							增强加固前	5.98	8.6	1.460	1.568	28	3
增强加固后	6.21	9.1	3.540	2.425	34	4

实施例2

取《医古书》-人民卫生出版社1937年版5本约0.004m³，取样测得书籍中纸张原始湿度约为7.1%，将书放入0.25m*0.25m*0.1m容积为0.00625m³的增强加固装置中，首先对体系进行抽湿，抽湿时间为3h，到达时间后关闭抽湿机。然后打开真空泵，将体系内压强抽到-0.01mpa后关闭真空泵。然后打开超声雾化器，增强加固剂选择浓度为0.1%的CMC溶液，放入容器中，使用超声换能器将配好的CMC溶液雾化，通过气体管道导入到密封容器内进行增强加固操作，通过调节气雾量的大小，将体系内空气湿度控制在50%左右，边增强古籍边监测古籍的湿度；当被监测古籍湿度达到9%时，继续维持体系稳定2h，然后关闭***。取样对比增强加固前后纸张性能平均值如下表：

	pH	含水量%	抗张强度（KN/m）	耐破度	撕裂度（mN）	耐折度（次）
							增强加固前	5.98	8.6	1.460	1.568	28	3
增强加固后	6.22	9.0	3.430	2.315	33	3

实施例3

取《医古书》-人民卫生出版社1937年版5本约0.004m³，取样测得书籍中纸张原始湿度约为7.1%，将书放入0.25m*0.25m*0.1m容积为0.00625m³的增强加固装置中，首先对体系进行抽湿，抽湿时间为5h，到达时间后关闭抽湿机。然后打开真空泵，将体系内压强抽到-0.05mpa后关闭真空泵。然后打开超声雾化器，增强加固剂选择浓度为0.2%的CMC溶液，放入容器中，使用超声换能器将配好的CMC溶液雾化，通过气体管道导入到密封容器内进行增强加固操作，通过调节气雾量的大小，将体系内空气湿度控制在50%左右，边增强古籍边监测古籍的湿度；当被监测古籍湿度达到9%时，继续维持体系稳定2h，然后关闭***。取样对比增强加固前后纸张性能平均值如下表：

	pH	含水量%	抗张强度（KN/m）	耐破度	撕裂度（mN）	耐折度（次）
							增强加固前	5.98	8.6	1.460	1.568	28	3
增强加固后	6.11	9.3	3.980	2.935	35	4

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种古籍增强加固方法，其特征在于，首先将待处理的古籍放入密闭增强加固装置中，密封好后先后对***进行抽湿操作和抽真空操作，使体系维持干燥，并且在负压下保持稳定后，开启风扇组，通过气体管道直接将增强加固剂送至密闭增强加固装置中，或先通过超声雾化器将增强加固剂溶液雾化，然后再通过气体管道将雾化后的增强加固剂溶液送至密闭增强加固装置中，使待处理的古籍充分均匀地吸收增强加固剂，同时对古籍湿度监测，实现对古籍的增强加固；

所述抽真空操作，是在抽湿操作完成后再进行的，通过真空泵将体系内压力抽到0~-0.08Mpa；密闭体系维持稳定负压状态直至增强加固操作完成；

密闭增强加固装置包括双开前门、风扇组、除湿机、真空泵、灯、中间隔板、气体管道小孔、背板、超声雾化器、气体管道和滑轮轨道；所述增强加固装置的一面开设有双开前门；所述中间隔板将密闭增强加固装置分割为上层和下层，所述上层与下层的底面均设置有风扇组，所述密闭增强加固装置中与装置门相对的背板外表面上设置有除湿机、真空泵和超声雾化器；所述中间隔板下部四周固定有灯；所述气体管道位于并贯穿于中间隔板上层，且气体管道上开有气体管道小孔，所述气体管道与超声雾化器连接；所述装置底面上设置有滑轮轨道；

还包括可视窗口，所述双开前门两边和密闭脱酸修复装置左右两侧有可视窗口；

还包括湿度计、压强计和pH计；所述湿度计、压强计和pH计均设置于密闭增强加固装置内部；

双开前门上固定有PLC控制***，所述PLC控制***将风扇组、除湿机、真空泵、超声雾化器、灯和书架集成控制，通过监控湿度计、压强计、pH计，实时控制灯开关，风扇启停、风速大小，除湿启停、除湿风量，真空泵启停、抽真空风速，超声雾化器启停、雾化量大小、书架转动启停、书架转动停留时间；

所述密闭增强加固装置由外层材料和内层材料组成，外层材料为碳钢，里层材料为不锈钢；装置总宽度为1m～2.5m，高度为1m～2.5m，长度为3m～12m；

还包括积水槽和排水阀；所述下层底面上设置有积水槽；所述积水槽位于装置两侧和靠背板地面，所述积水槽高度低于地面1～10cm，宽度为1～10cm；所述积水槽和排水阀连接；所述滑轮轨道有两道，两道滑轮轨道间的宽度与书架宽度一致；所述中间隔板上设置有出风口，由于离风机近的部分流速较快，出风口面积离风扇组由近及远的方向依次增大；

所述书架为不锈钢材质，底部有滚轮；书架上装有不锈钢链条，书篮固定在链条上，链条由电机带动，电机开启后将书篮上下移动，从而使得书籍对气雾的吸收更加均匀；书篮为上宽下窄设计，古籍侧面翻开边朝上放置，风扇组从上至下的风使古籍打开，使脱酸剂渗透更均匀。

2.根据权利要求1所述的古籍增强加固方法，其特征在于，所述装置体积与待处理的古籍总体积之间满足，装置体积：待处理的古籍总体积=1.1:1~50:1。

3.根据权利要求1所述的古籍增强加固方法，其特征在于，所述抽湿操作，是通过抽湿机将体系内的空气湿度抽到10%~90% ，并维持2~24小时；抽湿操作时间取决于古籍的原始湿度和密封装置体积，当古籍原始湿度为8%~9%时，装置体积为待处理古籍总体积1.5~2倍时，抽湿时间为2~24h；当原始湿度每减少10%，抽湿时间减少2~6h；当装置体积每增大一倍，抽湿时间增加3~8h。

4.根据权利要求1所述的古籍增强加固方法，其特征在于，所述的超声雾化器为超声换能器，将超声换能器放入装有增强加固剂的容器中，接通电源，通过压电陶瓷高频谐振，将增强加固剂结构分散而雾化成小分子的气雾。

5.根据权利要求1所述的古籍增强加固方法，其特征在于，所述增强加固剂为纳米级增强加固粉体材料或CMC溶液；溶液通过加压或超声雾化器打散成微米至纳米级液滴，平均粒径为1nm~2μm之间。

6.根据权利要求1所述的纳米级增强加固剂，其特征在于，所述纳米级增强加固粉体材料选自纳米级聚乙烯醇粉体、纳米级羧甲基纤维素粉体或纳米纤维素粉体。

7.根据权利要求5所述的古籍增强加固方法，其特征在于，所述的风扇组，是通过气体管道将纳米级增强加固粉体材料或者超声换能器雾化的增强加固剂缓慢引入到密闭增强加固装置中，并且让***内的增强加固剂循环，分布均匀。

8.根据权利要求1所述的古籍增强加固方法，其特征在于，控制体系内空气湿度保持在10~90%。

9.根据权利要求1所述的古籍增强加固方法，其特征在于，所述的增强加固装置中有古籍湿度监测，当被监测古籍湿度达到3%~10%并维持1~48小时后，关闭***；时间的长短取决于古籍的湿度和密封装置体积，当古籍原始湿度5%~10%时，装置体积为待处理古籍总体积1.5~2倍时，增强加固维持2~5小时；原始湿度每增加1%，增强加固维持时间减少1~ 6h；装置体积每增大一倍，增强加固维持时间增加3~8h。