[发明专利]一种图书处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纸张保护处理方法，特别是一种纸质文献的保护处理方法。

背景技术

图书是人类物质文明和文化的主要载体和表征，虽然现在书籍已经有电子化的趋势，但是将现存的各种各类具有保存价值的书籍完全电子化保存也是不现实的。且书籍不仅仅是文化载体，很多流传至今的书籍其本身更是体现人类智慧的工艺品和艺术品。如何保护好这些珍贵的古籍文献，使破损的古籍文献得到及时的修复是很有意义的工作。

图书保护的内在问题，主要是防止书籍制作材料本身的破坏，确切地说是延缓、终止纸张返酸老化的过程。研究证明，酸是影响文献纸张保存寿命的重要因素。纸张的主要成分是纤维素，在一般条件下，纤维素是非常稳固的，不易被水解、降解。但在酸的作用下纤维素分子极易发生水解反应，生成水解纤维素，纸张也随之脆化变质，严重时一触即碎，直至变为粉末。

纤维素是纸张的主要成分。纤维素在中性和弱碱性条件下是相当稳定的，难于水解和氧化。但是在酸的催化作用下，水解速度显著加大。纸张的降解机理，其中的机理非常复杂，但是有一些现在还不完全清楚。水解速度随着氢离子浓度成一定比例的增加，pH值越低，酸性越强，水解速度越快。纸的变质表现在宏观上是变色，在微观上便是结构的破坏(即机械强度的下降)。纤维素水解后，由于聚合度降低，纸张的强度也随之降低，其结果使纸变质发脆。当纤维素聚合度降至200以下时，纸张就会完全脆化；如果完全水解成葡萄糖，纸张就会粉化。此时，文献将失去收藏和使用价值。特别值得注意的是，在此水解过程中酸并未消耗，而是越积越多，危害也就越来越大。

纤维素在发生水解的过程中还发生氧化反应。发生氧化反应的原因是纸张中存在醛基及羧基等氧化官能团。并且如铁和镁等过渡金属元素是氧化反应的催化剂。同时，醛基及羧基等氧化官能团还能加速纤维的水解过程，过渡金属元素能催化二氧化硫成硫酸。水解反应和氧化反应是同时存在，在讨论纸张降解过程时很难独立讨论。

脱酸是现代图书保护常用技术之一。在破损古籍中，因纸张酸化对古籍造成的损害占到相当大的比例。而且，纸张酸化对古籍所造成的损失，远远超过虫蛀和鼠啮。在修复过程中，纸张的脱酸环节非常重要，是关系到古籍能否长久保存的重要措施。

纸张的酸化损坏有内在和外在的双重因素，内在因素主要是纸张制造过程中遗留的。较早期的现代纸采用的是机制纸，都是采用植物纤维经过化学作用加以清洗和漂白的。因此，在纸中还残留有硫酸、明矾等化学试剂，这些都容易引起纸张腐蚀。外在的因素主要是空气中的二氧化碳以及各种酸性污染气体如硫化物、氮氧化物等，以及各种酸性浮尘，这对书籍起着潜移默化的酸化腐蚀作用。酸性纸的耐折力低，当纸张的pH值低到4-4.5之间时，就变得相当脆弱。如果纸的pH值低于5.6，就应当采取脱酸措施。

现有技术中主要的防止纸张酸化破坏的技术主要是利用酸碱中和原理，采用碱性的溶液涂敷或浸泡纸张，费时费力；此外还有可以大规模脱酸的工业化技术如液相除酸法和气相除酸法。

国外大批量纸张脱酸技术主要有：巴特尔法(Battelle)，氧化镁脱酸法(book keeper)，二乙基锌法(DEZ)，Fmc法，韦驮法(Wei T’O)非水溶性去酸等。然而这些方法存在一定的局限性，如：脱酸剂制备复杂，对环境或人体有不利影响；去酸不均匀，局部pH过高或过低；纸张出现色斑，严重影响纸张的外观，发生墨迹扩散，纸张变色；纸张发生形变，边缘起皱，强度降低等。

脱酸的基本原理就是使用碱性物质中和纸张中的酸性物质。脱酸的目的是将弱碱渗入纸页内部，中和掉已产生的游离酸，并在脱酸后的纸页中保留一定的储备碱度，恢复一定的柔软性，抑制纤维进一步水解和大气中酸性气体的侵蚀，延缓纸质恶化速度。

一般脱酸后须有一定的碱保留量。碱保留量是对纤维聚合物有利的。美国国会图书馆的建议碱保留量2％-3％。纸张脱酸后，要求至少有相当于0.4mol/kg的酸的碱含量，具体测定方法按ISO10716所述进行。当以碳酸钙为碱性保留物质时，要求每千克纸张中含20克的碳酸钙。碱保留的目的是为了中和以后产生的危害纸张长期保存的酸，主要包括纸张自然老化产生的酸性物质和从环境中引入的酸性物质，从而延长纸张的保存寿命。

脱酸溶液在纸张中具有良好渗透性能。脱酸溶液能够渗透到纸张的内部，最后的碱保留不能以沉淀的形式沉积在纸张的表面上。如现在经常用的碱保留碳酸钙为不溶性物质，在纸张的表面上沉积，即不利于保留碱作用的发挥，也不利于达到碱保留量，同时还对文献的表面及美观造成不利的影响。

发明内容