[发明专利]一种连续脱酸系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱酸系统，尤其涉及一种应用等离子体放电技术进行连续脱酸处理的系统。

背景技术

我国是一个具有悠久历史和灿烂文化的文明古国，发明的造纸术和印刷术记录了人类文明的发展。在我国各种图书馆、博物馆、档案机构中保存着数以万计的珍贵的近现代书籍、字画、报纸、档案等纸质文物,它们是中华民族优秀传统文化精华所在，具有不可复制的重要历史文化价值，是中华民族的精神文明的支柱。

然而随着岁月的流逝，纸质文献的酸化情况日益严重，大量古籍善本出现了发黄霉变、粉化碎裂等现象，保护这些文化资料面临着严峻的挑战。大量近现代纸质文物由于纸张酸化而导致纸张变色、机械强度大幅度下降甚至一触即破。

纸质文物从质地上大致可分为传统手工纸张和近现代机制纸张。通常认为，纸的主要化学成分是纤维素，由纤维素大分子中基环间的葡萄糖键组合而成。机制纸在制造工艺中留存的硫酸铝遇水解后呈酸性，当其作用于纸张纤维素时，使纤维素大分子中基环间的葡萄糖键发生断裂，造成聚合度降低，因而导致纸张酸化、发脆而变质，表现为宏观上的变色以及微观上的结构破坏(即机械强度的下降)而“自毁”。而在通常认为不易酸化的传统手工纸质文物中同样也发现了不同程度的明显酸化现象。

大量实验表明，近现代机制纸一般只有50～60年的寿命，经脱酸后其理论“寿命”可以达500年左右。但在纸张自身木质素氧化、水解以及大气等外界酸化因素等的持续影响下，已经脱酸的纸张在长期放置后仍有可能出现“返反酸”现象。

同时，由于染色工艺、抗皱处理、耐洗涤性处理等原因，纤维织物在生产的过程中也用到大量的酸。因此，纤维织物中同样存在着明显的酸化现象。

尽管人们已经开展了大量近现代纸张脱酸方面的研究，但至今仍未获得理想的脱酸技术。传统溶液脱酸法需要将待处理样品浸在脱酸剂中，导致各种自身难以克服的缺陷，如纸张变形、褪色，化学试剂的毒性，效率低，无法实现多层次处理，难以控制脱酸剂用量和防止反酸等；而传统气象脱酸法虽然脱酸快且具有杀虫、消毒的综合效果，但其高真空条件的获取导致其对设备的要求十分苛刻，不安全隐患多，投资大且难以防止反酸的缺点。因此，研究新型、高效、可工业化大规模处理纸张的脱酸理论和技术是刻不容缓的事情。

大气压非平衡等离子体中所含有的粒子能量高、活性强,可以有效地将水汽中的碱性脱酸剂带入纤维内部使得纸张从内部到表面完全彻底的脱酸,从而防止不彻底脱酸导致留在纤维内部的酸性物质仍可以加速纤维的降解,该方法既可以摆脱传统物理方法受到真空条件的限制,也可以克服溶剂型化学试剂处理方法带来的负面作用。而且,等离子体的温度可以低至常温,不会对纸张造成损害,既可以摆脱传统物理方法受到真空条件的限制,也可以克服溶别型化学试剂处理方法带来的负面作用。因此可以使用等离子体将具有高能量的活性氢氧根离子引入纸张表面及内部,与纸张中的酸性物质发生中和反应,实现对纸质文献的非接触式等离子脱酸,同时也可以一定程度上增加纤维之间的结合力提高纸张的宏观强度。

公开号为CN102242530A的中国专利文献，公开了一种纸质文物的脱酸方法。其设备要求高且不能实现连续脱酸，生产效率低、不适于大规模生产。

发明内容

本发明提供一种连续脱酸系统。该连续脱酸系统在常温常压下处理样品，使用安全、对外界环境无污染；结构简单、使用方便；处理时间短，脱酸彻底，不易反酸；有效避免样品变形、变色；能够实现对待脱酸样品的连续处理，适于工业化大规模应用。

本发明的技术方案如下：

一种连续脱酸系统，包括：

脱酸剂雾化装置，包括依次连通的脱酸剂罐、雾化发生机构以及用于向待脱酸样品施加脱酸剂的喷头；

射频放电装置，包括放电电极、接地电极以及相匹配的电路，所述接地电极为柔性材质且绕置成用于承载待脱酸样品的传送带；

驱动装置，用于驱动放电电极和喷头以改变与传送带的相对位置。

本发明中，所述待脱酸样品为纸张或纤维织物，且一般厚度不大，否则等离子体难以穿透。

所述脱酸剂为Mg(HCO₃)₂水溶液、Ca(OH)₂水溶液等。就脱酸剂本身而言，可以采用现有技术。

所述接地电极为铜、铝等导电金属材料。就接地电极本身而言，可以采用现有技术。

在放电电极和接地电极之间为用于处理待脱酸样品的放电区。