專利名稱：一種紙質(zhì)文物的脫酸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用紙質(zhì)文物的常溫常壓等離子體脫酸方法。
背景技術(shù)：
我國歷代遺存的巨量古籍、文獻(xiàn)資料，大都由手工紙或機(jī)械紙書寫和印刷而成，它們是中華民族珍貴的文化遺產(chǎn)，具有不可復(fù)制的重要?dú)v史文化價(jià)值。紙張?jiān)谄渲邪缪葜涗洑v史、傳遞延續(xù)文化精粹的重要載體作用。然而，自從19世紀(jì)以來，人們普遍發(fā)現(xiàn)用機(jī)械紙書寫、印刷的圖書、報(bào)紙難以長久保存。究其原因，機(jī)械紙?jiān)谥圃旃に囍辛舸娴牧蛩徜X，遇水解后呈酸性，因而造成紙張酸化并“自毀”，另外，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成大氣污染日益嚴(yán)重， 也加速了紙張的酸化。為保護(hù)文化資源的完整性，搶救酸化紙質(zhì)文獻(xiàn)，研究了各種脫酸方法，但均不夠理想水溶液法易使紙張皺褶、粘連、褪色，且難以量化；有機(jī)溶劑法存在易燃、有毒等安全隱患；氣相法必需有真空配合，處理周期長且設(shè)備昂貴。當(dāng)務(wù)之急是設(shè)計(jì)新型的紙張脫酸方法，使之避免復(fù)雜、昂貴的真空設(shè)備，同時(shí)避免水溶液和化學(xué)試劑殘留對(duì)紙張本體的損害， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紙質(zhì)文獻(xiàn)的常溫常壓脫酸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于紙質(zhì)文物的常溫常壓等離子體脫酸方法。本發(fā)明從低溫等離子體物理以及材料科學(xué)原理出發(fā)，研究設(shè)計(jì)全新的具有常溫常壓等離子體工作特點(diǎn)的脫酸機(jī)制以及相應(yīng)的反應(yīng)先驅(qū)體離子源試劑，以期在常溫常壓狀態(tài)下獲得具有較高能量水平的活性O(shè)H-離子體，并將其以離子體射流形式噴射到紙張表面， 并令其深入到紙張纖維內(nèi)部，與紙張中殘存酸性物質(zhì)的H+離子發(fā)生中和反應(yīng)而脫酸。同時(shí)，將Ca2+離子引入并固化到紙張纖維中，一方面抑制后期由外界環(huán)境引入的酸化因子，另一方面對(duì)紙張纖維起到一定的增強(qiáng)作用。本發(fā)明的紙質(zhì)文物的脫酸方法，步驟如下
1)將酸化的紙質(zhì)文物攤平置于平板上；
2)在鼓泡器內(nèi)注入含有OH-和Ca2+的離子源試劑，OH-和Ca2+的摩爾比為1:0. 001 0. 01 ；向鼓泡器中通入純度99. 9 %以上的氦氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w作為載氣，氦氣和氮?dú)獾牧髁勘葹镠e:N2=2 5:5，總流量為0. 10 0. 15 m3/h，將離子源試劑輸運(yùn)到等離子噴槍；
3)開啟等離子體激發(fā)脈沖電源，調(diào)整電壓為5 10kV，頻率為1.2 2.0kHz，在等離子噴槍口形成含有OH-和Ca2+的離子焰；
4)啟動(dòng)噴槍掃描裝置，將OH-和Ca2+離子射流噴射掃描到攤平的紙質(zhì)文物表面進(jìn)行脫酸處理1 3分鐘。將脫酸處理后的紙張按照標(biāo)準(zhǔn)程序檢測PH值以量化脫酸效果，同時(shí)檢測脫酸前后紙張的抗張指數(shù)、柔軟度以及紙張老化試驗(yàn)，以判斷脫酸對(duì)紙張性能的影響。OH-離子可以選自氨水、Ca (OH) 2、KOH等，Ca2+離子可以選自Ca (OH) 2、Ca (HCO3) 2等。
本發(fā)明的有益效果在于
1.本發(fā)明采用在常溫常壓工作條件下等離子體放電的形式，獲得高能OH-和Ca2+的離子射流，并將其引入紙張內(nèi)部完成脫酸處理，從而有效避免了復(fù)雜、昂貴的真空設(shè)備，同時(shí)避免了水溶液浸泡法對(duì)紙張本體的損害，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紙質(zhì)文獻(xiàn)的常溫常壓脫酸；
2.本發(fā)明采用的等離子噴槍射流掃描紙張實(shí)現(xiàn)脫酸的形式，可以實(shí)現(xiàn)大面積快速脫酸處理，其脫酸均勻、工藝穩(wěn)定、適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。


圖1是紙質(zhì)文物的脫酸方法的工藝示意圖。其中
1流量計(jì)；2 He/N2混合氣體；3鼓泡器；4離子源試劑；5等離子噴槍；6等離子體激發(fā)脈沖電源；7被處理紙質(zhì)文物；8等離子焰。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1
1)將酸化的紙質(zhì)文物攤平置于平板上；
2)在鼓泡器內(nèi)注入氨水和Ca(OH)2,OH-和Ca2+的摩爾比為1:0. 006，向鼓泡器中通入純度99. 99 %的氦氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，氦氣和氮?dú)獾牧髁勘葹镠eA2=2:5，總流量為0. 15 m3/h，將離子源試劑輸運(yùn)到等離子噴槍，從噴口噴出；
3)開啟等離子體激發(fā)脈沖電源，調(diào)整電壓為^V，頻率為2.OkHz，在等離子噴槍口形成穩(wěn)定的含有OH-和Ca2+的離子焰；啟動(dòng)噴槍掃描裝置，將高能OH-離子和Ca2+離子射流噴射到攤平的紙質(zhì)文物表面進(jìn)行脫酸處理1分鐘。將脫酸處理后的紙張按照標(biāo)準(zhǔn)程序檢測PH值以量化脫酸效果，同時(shí)檢測脫酸前后紙張的抗張指數(shù)、柔軟度以及紙張老化試驗(yàn)，以判斷脫酸對(duì)紙張性能的影響。酸化紙張經(jīng)脫酸處理后，由酸性(PH=6. 2)轉(zhuǎn)為堿性(PH=7. 6)；脫酸前后紙張的抗張指數(shù)和柔軟度無明顯變化；老化測驗(yàn)顯示，紙張壽命延長8倍以上。實(shí)施例2
1)將酸化的紙質(zhì)文物攤平置于平板上；
2)在鼓泡器內(nèi)注入Ca(OH)2和KOH,OH-和Ca2+的摩爾比為1 :0. 002，向鼓泡器中通入純度99. 99 %的氦氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，氦氣和氮?dú)獾牧髁勘葹镠eA2=5:5，總流量為0. 10 m3/h，將離子源試劑輸運(yùn)到等離子噴槍，從噴口噴出；
3)開啟等離子體激發(fā)脈沖電源，調(diào)整電壓為10kV，頻率為1.2kHz，在等離子噴槍口形成穩(wěn)定的含有OH-和Ca2+的離子焰；啟動(dòng)噴槍掃描裝置，將高能OH-離子和Ca2+離子射流噴射到攤平的紙質(zhì)文物表面進(jìn)行脫酸處理3分鐘。將脫酸處理后的紙張按照標(biāo)準(zhǔn)程序檢測PH值以量化脫酸效果，同時(shí)檢測脫酸前后紙張的抗張指數(shù)、柔軟度以及紙張老化試驗(yàn)，以判斷脫酸對(duì)紙張性能的影響。酸化紙張經(jīng)脫酸處理后，由酸性(PH=6. 2)轉(zhuǎn)為堿性(PH=7. 8)；脫酸前后紙張的抗張指數(shù)和柔軟度無明顯變化；老化測驗(yàn)顯示，紙張壽命延長5倍以上。
權(quán)利要求
1. 一種紙質(zhì)文物的脫酸方法，其特征在于步驟如下1)將酸化的紙質(zhì)文物攤平置于平板上；2)在鼓泡器內(nèi)注入含有OH-和Ca2+的離子源試劑，OH-和Ca2+的摩爾比為1:0. 001 0. 01 ；向鼓泡器中通入純度99. 9 %以上的氦氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w作為載氣，氦氣和氮?dú)獾牧髁勘葹镠e:N2=2 5:5，總流量為0. 10 0. 15 m3/h，將離子源試劑輸運(yùn)到等離子噴槍；3)開啟等離子體激發(fā)脈沖電源，調(diào)整電壓為5 10kV，頻率為1.2 2.0kHz，在等離子噴槍口形成含有OH-和Ca2+的離子焰；4)啟動(dòng)噴槍掃描裝置，將OH-和Ca2+離子射流噴射掃描到攤平的紙質(zhì)文物表面進(jìn)行脫酸處理1 3分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開的紙質(zhì)文物的脫酸方法，步驟如下1)將酸化的紙質(zhì)文物攤平置于平板上；2)在鼓泡器內(nèi)注入含有OH-和Ca2+的離子源試劑，并通入氦氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w作為載氣，將離子源試劑輸運(yùn)到等離子噴槍；3)開啟等離子體激發(fā)脈沖電源，在等離子噴槍口形成含有OH-和Ca2+的離子焰；噴射掃描到攤平的紙質(zhì)文物表面進(jìn)行脫酸處理。本發(fā)明采用在常溫常壓工作條件下等離子體放電的形式，從而有效避免了復(fù)雜、昂貴的真空設(shè)備，同時(shí)避免了水溶液浸泡法對(duì)紙張本體的損害，本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)大面積快速脫酸處理，其脫酸均勻、工藝穩(wěn)定、適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D21H25/18GK102242530SQ201110187998
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者張溪文 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)