專利名稱：一種紙張脫酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用超臨界流體進(jìn)行紙張脫酸的方法，特別是用超臨界流 體對(duì)古籍進(jìn)行脫酸的方法。
背景技術(shù)：
圖書是人類文明的精神產(chǎn)品，也是人類物質(zhì)文明和文化的主要載體和表征， 是與各個(gè)歷史時(shí)期人類文化和生產(chǎn)力的發(fā)展進(jìn)程緊密相聯(lián)的，是幾千年的燦爛 文明史給我們留下的一筆豐富的歷史文化遺產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前由我國各圖書館
收藏的古籍文獻(xiàn)已達(dá)3000萬冊(cè)。但由于年代久遠(yuǎn)，歷遭水火戰(zhàn)亂、鼠嚙蟲咬等 厄運(yùn)，有些傳世的珍貴善本也是千洛百孔、殘缺不全。時(shí)值今日，只減不增的 傳世古籍愈加彌足珍貴，其中約5%的古籍文獻(xiàn)已達(dá)到嚴(yán)重破損的程度。因此， 如何保護(hù)好這些珍貴的古籍文獻(xiàn)，使破損的古籍文獻(xiàn)得到及時(shí)的修復(fù)，是擺在 我們面前的一項(xiàng)緊迫而艱巨的任務(wù)。
圖書保護(hù)的內(nèi)在問題，主要是防止書籍制作材料一一 "紙張"本身的破壞， 確切地說是延緩、終止紙張返酸老化的過程。研究證明，酸是影響文獻(xiàn)紙張保 存壽命的重要因素。紙張的主要成分是纖維素，在一般條件下，纖維素是非常 穩(wěn)固的，不易被水解、降解。但在酸的作用下纖維素分子極易發(fā)生水解反應(yīng)， 生成水解纖維素，紙張也隨之脆化變質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)一觸即碎，直至變?yōu)榉勰?。鑒 于此種情況，《古籍特藏破損定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》將酸化單獨(dú)定為一種破損現(xiàn)象，并按照 不同酸化程度將酸化古籍分別列入l、 2、 3級(jí)破損，以期引起大家對(duì)酸化危害的 足夠重視。我國現(xiàn)在古籍的酸性情況嚴(yán)重，以國家圖書館的古籍為例，明清中 文善本文獻(xiàn)未酸化占33%、西文善本文獻(xiàn)未酸化占8%，這部分文獻(xiàn)目前不需要 去酸，但需要釆取積極的防酸措施防止酸化'。75%的明前中文善本文獻(xiàn)、14% 的明清中文善本文獻(xiàn)、8%的西文善本文獻(xiàn)、20%的新善本文獻(xiàn)、57%的民族語 言文獻(xiàn)、71%的輿圖文獻(xiàn)、33%的敦煌文獻(xiàn)、50%的金石拓片和60%的名人手稿文獻(xiàn)應(yīng)該去酸處理。80%的新善本文獻(xiàn)和29%的民族語言文獻(xiàn)必須去酸處理。
"脫酸"是現(xiàn)代圖書保護(hù)常用技術(shù)之一。在破損古籍中，因紙張酸化對(duì)古 籍造成的損害占到相當(dāng)大的比例。而且，紙張酸化對(duì)古籍所造成的損失，遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過蟲蛀和鼠嚙。在修復(fù)過程中，紙張的脫酸環(huán)節(jié)非常重要，是關(guān)系到古籍能 否長久保存的重要措施。
紙張的酸性有的是由于年代久遠(yuǎn)變質(zhì)所致，有的是在制造過程中遺留的。 大量民國時(shí)期的文獻(xiàn)，其采用的是機(jī)制紙，都是經(jīng)過化學(xué)作用加以清洗和漂白 的。因此，在紙中還殘留有硫酸、明礬等，這些都容易引起紙張腐蝕。并且隨 著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和環(huán)保工作的滯后，某些城巿的空氣污染日趨嚴(yán)重，不僅二 氧化碳、硫化物、氮化物含量激增，而且?guī)砹怂嵝愿m，這對(duì)古籍起著潛移 默化的酸化腐蝕作用。酸性紙的耐折力低，當(dāng)紙張的pH值低到4-4.5之間時(shí)，就 變得相當(dāng)脆弱。如果紙的PH值低于5.6，就應(yīng)當(dāng)采取脫酸措施。
據(jù)化學(xué)原理，紙張脫酸的方法可用堿性物質(zhì)使紙張的酸性中和，從而達(dá)到 紙張保護(hù)的目的?，F(xiàn)在應(yīng)用的大部分脫酸技術(shù)是用手工操作的溶液法，紙張必 須一頁一頁處理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；大規(guī)模脫酸技術(shù)主要有液相除酸法和氣相除酸法。
液相除酸法是用堿性水溶液或堿性有機(jī)溶液除酸，如氫氧化鈣溶液、氫氧 化鈣-碳酸氫鍋溶液、碳酸氫鎂溶液、氫氧化鋇甲醇溶液、醋酸鎂甲醇溶液、甲 氧基甲基碳酸鎂溶液等。氣相除酸是使用堿性氣體除酸，如氨、嗎啉、二乙基 鋅等。
在液相除酸法中，有機(jī)溶液除酸比水溶液除酸更好，但是大量的甲醇及氟 氯烴類有機(jī)溶劑使用，會(huì)帶來污染問題。同時(shí)，整本書的除酸也與氣相法一樣 需要特殊的設(shè)備。液相除酸后，紙張有時(shí)會(huì)彎曲，油墨會(huì)滲透，出現(xiàn)交叉染色。
已經(jīng)使用的大批量除酸法主要有Wei T，0法、Battelle法、bookkeeper法、 DEZ法、Fmc法、甲氧或乙氧甲基鎂溶液去酸法。
Wei T，0法是用5。/。甲氧基碳酸鎂、5-10%甲醇和90%氟利昂配合使用。Battelle法是Wei T，0法的改進(jìn)，用硅油代替氟利昂。bookke印er法用氧化鎂和 氟利昂去酸。Fmc法選用的去酸劑為溶解在氟利昂113中的碳酸鎂醇鹽，或溶解 在庚烷中的二丁氧基代二乙氧基碳酸鎂。甲氧或乙氧甲基鎂溶液，選用氟利昂 作溶劑。DEZ法，用氣相二乙基鋅。
亞特蘭大紙張科學(xué)技術(shù)研究所用500冊(cè)圖書對(duì)效果較好的Wei T，O法、Fmc法 和DEZ法進(jìn)行了比較評(píng)估，結(jié)果表明，3種方法沒有一種方法能完全達(dá)到國會(huì)圖 書館提出的技術(shù)要求，但相比之下DEZ法更符合相關(guān)要求，特別是在脫酸效率和 脫酸效果方面更勝一籌。不利因素是二乙基鋅遇空氣會(huì)產(chǎn)生自燃，存在有較大 的潛在危險(xiǎn)，而且該法脫酸后產(chǎn)生的氧化鋅(ZnO)能加速紙張纖維素的光氧化作 用，氧化鋅(ZnO)會(huì)和硫化氫(H s)反應(yīng)生成硫化鋅(ZnS)這會(huì)對(duì)空氣造成污染； 氧化鋅(ZnO)轉(zhuǎn)化成碳酸鋅(ZnC02),會(huì)使脫酸后紙張的敏感度降低，因此，再處 理過程中通入二氧化碳可以避免光氧化作用。同時(shí)，比利時(shí)和荷蘭阿姆斯特丹 的藝術(shù)科學(xué)研究中心實(shí)驗(yàn)室也得出了相同的研究結(jié)果。
超臨界流體技術(shù)是近三十年才發(fā)展起來的一種高新技術(shù)，超臨界流體一方 面有和液體一樣的密度和溶解度，又具有氣體的優(yōu)點(diǎn)，粘度小，擴(kuò)散系數(shù)大， 有良好的傳熱傳質(zhì)特性。由于C02具有無毒、惰性、臨界壓力和臨界溫度相對(duì)低 等特性，超臨界C02已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到醫(yī)藥、食品、化工、能源等領(lǐng)域，可用 于萃取、反應(yīng)、顆粒設(shè)計(jì)、聚合物加工、藥物加工等。超臨界流體萃取技術(shù)用 于天然油脂的脫酸已有大量使用，但沒有任何涉及在紙張脫酸方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用超臨界流體有和液體一樣的密度和溶解度，又具有氣體的優(yōu)點(diǎn)， 粘度小，擴(kuò)散系數(shù)大，有良好的傳熱傳質(zhì)特性，將紙張中的酸性物質(zhì)進(jìn)行中和 或萃取出來，在使脫酸劑滲透進(jìn)紙張的空隙中的同時(shí)，使紙張中有一定的脫酸 劑殘留，延緩酸化的產(chǎn)生，加快處理速度。
本發(fā)明提供一種利用超臨界流體進(jìn)行圖書脫酸的方法，以克服現(xiàn)有方法中，反應(yīng)處理時(shí)間過長，造成大量有機(jī)污染，存在消防隱患，處理后圖書紙張彎曲， 變脆，油墨滲透，交叉染色等的缺陷。
本發(fā)明雖然只選取了最容易達(dá)到超臨界狀態(tài)的C02來進(jìn)行紙張的脫酸，但此
技術(shù)并非僅僅限于超臨界C02。根據(jù)共識(shí)的超臨界流體性質(zhì)，只要達(dá)到超臨界狀
態(tài)，所有的超臨界流體都有相同的特性，即有和液體一樣的密度和溶解度，又 具有氣體的優(yōu)點(diǎn)，粘度小，擴(kuò)散系數(shù)大，有良好的傳熱傳質(zhì)特性。本發(fā)明就是 利用了超臨界流體的這一特征。
本發(fā)明雖然只選取最廉價(jià)的報(bào)紙進(jìn)行紙張脫酸，但此技術(shù)并非僅僅限于對(duì) 報(bào)紙進(jìn)行脫酸。根據(jù)眾所周知的知識(shí)，報(bào)紙為利用紙張進(jìn)行文字信息記錄的一 種方式，書籍也是利用紙張進(jìn)行文字信息記錄的一種方式，報(bào)紙的合訂本與書 籍只是大小不同。
本發(fā)明通過以下方案實(shí)現(xiàn)
直接用超臨界C02處理。取一定量酸化了的紙張或古籍，裝入容積為2L的 超臨界C02處理釜中，在7~40 MPa(優(yōu)選為10 30MPa)， 32 55。C(優(yōu)選為 35~45°C)的條件下凈化處理0.5 2小時(shí)(優(yōu)選為1.0~1.5小時(shí))，以脫除較 易被萃取的酸性物質(zhì)。
用脫酸劑與超臨界C02共同處理。調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力控制 在7~40 MPa (優(yōu)選為10~30 MPa )，處理溫度控制32~55°C (優(yōu)選為35~45 °C)，然后從副泵打入夾帶劑和脫酸劑，夾帶劑可以是溶解脫酸劑的任何溶劑， 如水、甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇中的一種或幾種；脫酸劑是碳酸鉤、碳酸氫 鈣、碳酸鎂、碳酸氫鎂、醋酸鉤、醋酸鎂、醋酸鋇中的一種或幾種，加入的脫 酸劑占試樣質(zhì)量百分比為1~8%，溶解在足夠量的夾帶劑中，處理時(shí)間為0.5-5小時(shí)(優(yōu)選為2~4小時(shí))，COr流體流量為0. 005 - 0. 500t/h (優(yōu)選為0. 010-0. 100t/h)。
、
將前面兩種方案同時(shí)使用，先用超臨界C02進(jìn)行處理，再用脫酸劑與超臨界 C02共同處理。方案同上。本發(fā)明有益效果是
1. 超臨界流體一方面有和液體一樣的密度、滲透系數(shù)和溶解度，又具有氣 體的優(yōu)點(diǎn)，粘度小，擴(kuò)散系數(shù)大，有良好的傳熱傳質(zhì)特性。因此可以很容易地 滲透進(jìn)固體樣品的空隙中。并且作為一種無毒無污染的處理方法，處理過程中 的C02可以循環(huán)使用，符合現(xiàn)代的環(huán)保理念。
2. 超臨界流體技術(shù)與堿性物質(zhì)相結(jié)合進(jìn)行脫酸，不僅可以節(jié)省處理時(shí)間， 有一定的堿性物質(zhì)殘留，而且處理后的紙張不會(huì)變形，沒有色彩擴(kuò)散、跑墨、 粘連等，達(dá)到對(duì)紙張?zhí)貏e是古籍這一特殊對(duì)象的合適處理，利于長期的保管。
3. 使用超臨界流體技術(shù)進(jìn)行大量圖書的處理工作時(shí)，不再需要其他特定的 設(shè)備，使紙張的修復(fù)與保護(hù)更加簡單易行。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)闡述本發(fā)明的使用方法。 實(shí)施例1
取紙張pH值為4. 3的62年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在20MPa， 4(TC的條件下凈化處理30min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。處理之后測(cè)得報(bào) 紙的pH值為6. 1。
實(shí)施例2
取紙張pH值為4.4的65年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，調(diào)節(jié)超臨 界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為39MPa,處理溫度為53°C，然后從副泵打入夾帶 劑碳酸氫鎂-乙醇溶液，其中碳酸氫鎂O. 04g，乙醇750ml,處理時(shí)間為5小時(shí), COr流體流量為0.500t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6.3。
實(shí)施例3
取紙張pH值為3. 9的67年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02萃取釜中，在14MPa，處理90min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸鎂-乙醇，丙醇溶液，其中碳酸鎂O. 03g，乙醇500ml，丙醇500ml， 調(diào)節(jié)超臨界萃取條件，使萃取釜壓力為34MPa,萃取溫度為45°C,處理時(shí)間為 3. 5小時(shí)，COr流體流量為0. 057t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6. 8。
實(shí)施例4
取紙張pH值為4. 3的63年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02萃取釜中，在9MPa, 37。C的條件下凈化處理55min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸氫鈣，碳酸鉤-甲醇溶液，其中碳酸氫鉤O. 02g，碳酸鈣O. 03g，甲 醇850ml，調(diào)節(jié)超臨界萃取條件，使萃取釜壓力為38MPa，萃取溫度為5(TC,萃 取時(shí)間為4. 5小時(shí)，COr流體流量為0. 076t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6. 4。
實(shí)施例5
取紙張pH值為4. 5的66年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在lOMPa， 38"C的條件下凈化處理60min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸鎂-丙醇溶液，其中碳酸鎂O. Olg,丙醇950ml，調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l 件，使處理釜壓力為36MPa,處理溫度為49"C,處理時(shí)間為4. 2小時(shí)，COr流體 流量為0. 084t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6. 7。
實(shí)施例6
取紙張pH值為4. 0的69年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在13MPa, 4(TC的條件下凈化處理75min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑醋酸鎂-異丙醇溶液，其中醋酸鎂0.15g ，異丙醇1L，調(diào)節(jié)超臨界處理 條件，使處理釜壓力為35MPa,處理溫度為47°C,處理時(shí)間為3小時(shí)，C(V流體 流量為0. 005t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6. 6。
實(shí)施例7
取紙張pH值為4.4的民國8年報(bào)紙合訂本，裝入2L超臨界C02處理釜中， 在7MPa, 33X:的條件下凈化處理40min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入夾帶劑碳酸鉤-甲醇、乙醇溶液，其中碳酸鉤O. 15g ,甲醇800ml， 乙醇500ml,調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為40MPa,處理溫度為55。C, 處理時(shí)間為2. 5小時(shí)，0)2流體流量為0. 020t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為 6. 3。
實(shí)施例8
取紙張pH值為4. 3的民國15年報(bào)紙,裝入2L超臨界C02處理釜中，在15MPa， 45'C的條件下凈化處理100min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑醋酸鑰-甲醇溶液，其中醋酸鋇O. 3g，乙醇1.2L，調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l 件，使處理釜壓力為33MPa，處理溫度為4(TC，處理時(shí)間為4小時(shí)，0)2流體流 量為0. 060t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6. 6。
實(shí)施例9
取紙張pH值為5. 1的73年報(bào)紙合訂本，裝入2L超臨界C02處理釜中，在 18MPa，化t:的條件下凈化處理110min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從 副泵打入夾帶劑碳酸鉤-丙醇溶液，其中碳酸鈣0. lg ,丙醇750ml,調(diào)節(jié)超臨 界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為30MPa,處理溫度為38°C，處理時(shí)間為0.5小時(shí)， C02流體流量為0. 010t/h。處理之后測(cè)得報(bào)紙的pH值為6. 5。
實(shí)施例10
取紙張pH值為4. 2的75年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在20MPa， 5(TC的條件下凈化處理120fflin,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑碳酸氫鈣-乙醇溶液，其中碳酸氫鉤0.06g ，乙醇1.5L，調(diào)節(jié)超臨界 處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為28MPa,處理溫度為35t:,處理時(shí)間為0. 75小時(shí)， C(V流體流量為0. 046t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 8。
實(shí)施例11
取紙張pH值為4. 6的73年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在23MPa， 52'C的條件下凈化處理30min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入夾帶劑碳酸鎂-乙醇溶液，其中碳酸鎂0. Olg ，乙醇1.2L,調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l 件，使處理釜壓力為26MPa，處理溫度為33°C,處理時(shí)間為l. 6小時(shí)，(:02流體 流量為0. 075t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6.7。
實(shí)施例12
取紙張pH值為5. 3的72年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在25MPa， 55'C的條件下凈化處理45min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸氫鎂，碳酸鎂-丙醇溶液，其中碳酸氫鎂O. 02g ，碳酸鎂O. 02g，丙 醇800ml，調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為22MPa,處理溫度為32°C,處 理時(shí)間為2. 8小時(shí)，C(V流體流量為0, 065t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 6。
實(shí)施例13
取紙張pH值為4. 0的70年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在28MPa， 5(TC的條件下凈化處理60min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑醋酸鋇-水溶液，其中醋酸鋇O. 3g ,水O. 3L，調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使 處理釜壓力為20MPa，處理溫度為30°C,處理時(shí)間為3. 4小時(shí)，COr流體流量為 0. 080t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 5。
實(shí)施例14
取紙張pH值為4. l的75年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在30MPa, 46'C的條件下凈化處理80min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑醋酸鎂-甲醇溶液，其中醋酸鎂1.6g,甲醇1.5L,調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件， 使處理釜壓力為17MPa，處理溫度為33X:,處理時(shí)間為2小時(shí)，COr流體流量為 0. 200t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 7。
實(shí)施例15
取紙張pH值為4.7的71年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在33MPa， 4(TC的條件下凈化處理90min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸鎂-丙醇溶液，其中碳酸鎂O. 02g,丙醇1.25L，調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為15MPa，處理溫度為36°C,處理時(shí)間為5小時(shí)，C(V流體流 量為0. 090t/h。處理之后測(cè)得試樣的pH值為6. 9。
實(shí)施例16
取紙張pH值為4.4的民國30年的報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在 37MPa, 38'C的條件下凈化處理100min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從 副泵打入夾帶劑醋酸鉤-甲醇，丙醇溶液，其中醋酸45 0. 08g,甲醇500ml，丙 醇500ml,調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為lOMPa，處理溫度為35°C，處 理時(shí)間為3.8小時(shí)，C02流體流量為0. 052t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為7.1。
實(shí)施例17
取紙張pH值為4.6的79年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在40MPa， 35X:的條件下凈化處理120min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑碳酸錦-乙醇溶液，其中碳酸鉤O. Olg,乙醇950ml,調(diào)節(jié)超臨界處理 條件，使處理釜壓力為8MPa，處理溫度為32°C,處理時(shí)間為4. 5小時(shí)，C(V流體 流量為0. 093t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為7. 3。
實(shí)施例18
取紙張pH值為4.7的80年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在8MPa， 4(TC的條件下凈化處理50min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸氫鈣-異丙醇溶液，其中碳酸氫鈣0.02g ，異丙醇1. 3L,調(diào)節(jié)超臨 界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為7MPa,處理溫度為35°C，處理時(shí)間為5小時(shí)，C02 流體流量為0. 035t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 0。
實(shí)施例19
取紙張pH值為5. 1的82年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在lOMPa， 45"C的條件下凈化處理70min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸鎂-甲醇溶液，其中碳酸鎂0.01g,甲醇1L,調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件, 使處理釜壓力為12MPa,處理溫度為4(TC，處理時(shí)間為4. 7小時(shí)，C(V流體流量為0. 085t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 9。 實(shí)施例20
取紙張pH值為4. 1的75年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在15MPa， 48。C的條件下凈化處理90min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑碳酸氫鎂-甲醇溶液，其中碳酸氫鎂0.02g ，甲醇1.4L，調(diào)節(jié)超臨界處 理?xiàng)l件，使處理釜壓力為16MPa，處理溫度為42。C,處理時(shí)間為4. 3小時(shí)，C02 流體流量為0. 056t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 4。
實(shí)施例21
取紙張pH值為4. 5的74年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在18MPa， 50'C的條件下凈化處理100min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑碳酸鎂-異丙醇溶液，其中碳酸鎂0.02g ，異丙醇1.2L，調(diào)節(jié)超臨界 處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為20MPa,處理溫度為46°C,處理時(shí)間為4小時(shí)，C02 流體流量為0. 071t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6.8。
實(shí)施例22
取紙張pH值為4. 3的69年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在22MPa, 55'C的條件下凈化處理120min，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑碳酸氫鎂-異丙醇溶液，其中碳酸氫鎂0.01g，異丙醇850ml，調(diào)節(jié)超 臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為25MPa,處理溫度為48°C，處理時(shí)間為3. 8小 時(shí)，C(V流體流量為0. 082t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為7.2。
實(shí)施例23
取紙張pH值為4.8的74年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在25MPa， 49'C的條件下凈化處理100min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑醋酸鋇，醋酸鈣-水溶液，其中醋酸鋇O. 2g,醋酸鈣O. 02g,水900ml, 調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件，使處理釜壓力為28MPa,處理溫度為46°C，處理時(shí)間為 4. 1小時(shí)，COr流體流量為0. 063t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 9。實(shí)施例24
取紙張PH值為4. 2的民國33年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在29MPa， 47t:的條件下凈化處理9(kin，以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打入 夾帶劑醋酸鎂-乙醇溶液，其中醋酸鎂1.5g ,乙醇1L，調(diào)節(jié)超臨界處理?xiàng)l件， 使處理釜壓力為35MPa，處理溫度為45°C，處理時(shí)間為3. 5小時(shí)，C(V流體流量 為O. 028t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為7. 0。
實(shí)施例25
取紙張pH值為4. 6的70年報(bào)紙，裝入2L超臨界C02處理釜中，在32MPa， 49。C的條件下凈化處理110min,以脫除較易被萃取的酸性物質(zhì)。然后從副泵打 入夾帶劑碳酸鎂-甲醇溶液，其中碳酸鎂O. Olg,甲醇500ml，調(diào)節(jié)超臨界處理 條件，使處理釜壓力為40MPa，處理溫度為46°C，處理時(shí)間為3. 9小時(shí)，002流 體流量為0. 015t/h。處理之后測(cè)得紙張的pH值為6. 3。
權(quán)利要求
1.一種用超臨界流體進(jìn)行紙張脫酸的方法。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其優(yōu)選超臨界流體是超臨界C02。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所處理的紙張可以是現(xiàn)代紙和古紙； 可以是單頁紙或多頁紙或書籍。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于直接用超臨界C02進(jìn)行紙張脫酸，處 理過程包括如下步驟取一定量酸化了的紙張或古籍，裝入超臨界C02萃取 釜中，在7 40MPa， 32 55。C的條件下，用超臨界C02凈化處理0. 5 ~ 2 小時(shí)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用超臨界C02和脫酸劑共同進(jìn)行紙張 脫酸，處理過程包括如下步驟萃取釜壓力控制在7 40MPa,溫度控制在 32~55°C,從副泵打入夾帶劑和脫酸劑，用超臨界C02進(jìn)行處理，處理時(shí)間 為0. 5~5小時(shí)，COr流體流量為0. 005 - 0. 500t/h。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征是先按權(quán)利要求4，直接用超臨界C02進(jìn) 行紙張脫酸，再按權(quán)利要求5用超臨界C02和脫酸劑共同進(jìn)行紙張脫酸。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述超臨界C02條件下脫酸處理的優(yōu) 化條件為壓力10~30 MPa，溫度35 45。C,處理時(shí)間1. 0 ~ 1. 5小時(shí)。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所用的脫酸劑是碳酸鉤、碳酸氫《丐、 碳酸鎂、碳酸氫鎂、醋酸鈣、醋酸鎂、醋酸鋇中的一種或幾種，其占試樣 質(zhì)量百分比為1~8%。
9. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所用夾帶劑可以是溶解脫酸劑的任何 溶劑，如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇和水中的一種或幾種。
10. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的超臨界C02處理優(yōu)化條件為 萃取釜壓力10-30MPa,溫度35 45。C，處理時(shí)間2 4小時(shí)，C(V流體流量 為0. 010 ~0. 100t/h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用超臨界流體技術(shù)進(jìn)行紙張脫酸的方法。將紙張(特別是古籍)置于超臨界CO₂處理裝置中，經(jīng)過萃取凈化處理后，加入脫酸劑和夾帶劑，進(jìn)行處理即可使紙張接近中性。本發(fā)明將超臨界流體技術(shù)應(yīng)用于紙張脫酸的方法，省時(shí)省力，無有機(jī)溶劑污染，而且處理后紙張沒有彎曲、變形，沒有色彩擴(kuò)散、跑墨、粘連等現(xiàn)象。
文檔編號(hào)D21H25/00GK101538816SQ200910039000
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者焜 張, 方巖雄, 杜志云, 胡明雪, 偉 譚, 陶建強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué);廣州市余平圖文實(shí)業(yè)有限公司