锐立bookkeeper纸质脱酸

国内外纸质文献脱酸技术研究

时间:2020-10-13 10:27:44来源:《金陵科技学院学报》
来源:《金陵科技学院学报》2015年 第3期
作者:葛怀东
 
  摘要:纸质文献的酸化是当今世界各国馆藏单位均面临的重大难题之一,开展脱酸处理是延长馆藏文献保存期限和使用寿命的有效途径。介绍了纸质文献的酸化以及常规的脱酸方法,重点调研当前欧美等国主流的批量脱酸工艺,总结国内有关纸张脱酸研发项目的进展,对国内纸质文献脱酸工艺研发提出见解。
 
  关键词:纸质文献;纸张酸化;脱酸工艺
 
  纸质文献的酸化,其直观表现是纸张变得强度低、易碎、易裂、发黄变脆,轻轻触摸就可能碎屑遍地。当前,世界各国的馆藏图书、文献资料有1/3以上已经变脆,其余的图书、报纸也面临类似情况。据统计,德国各图书馆共2亿多册馆藏图书中,约有1.6亿册受到不同程度的酸侵蚀,其中部分已处于濒危状态,发黄变脆。美国图书馆的藏书也有30%~45%处于破碎状态[1]。英国不列颠图书馆约有200百万册图书处于一触即破状态,类似情况还有法国国立图书馆、加拿大图书馆等[2]。纸质文献酸化已成为普遍的社会问题,也成为困扰各馆藏单位的一大难题。
 
  纸张的酸性有的是由于年代久远变质所致,有的是在制造过程中遗留的。近现代的机制纸,都是经过强力的化学作用加以清洗和漂白的,在纸中还残留有硫酸、明矾和氯漂白剂等,这些都容易引起纸张腐蚀、朽坏。当纸张的pH值低至4~4.5时,就变得相当脆弱
 
  我国纸张酸化的形势非常严峻,国内几乎所有的图书馆、档案馆、博物馆都存在纸张酸化的问题,其中以民国文献尤为突出。国家图书馆、南京图书馆与第二历史档案馆等单位对馆藏民国文献的酸化调查*显示,民国文献酸化现象严重,纸张的pH值均低于4.5,有相当数量的已经完全失去机械强度,触碰即破,濒于毁灭。
 
  1 纸质文献脱酸的方法
 
  作为世界性问题,国外在纸张脱酸化方面进行了大量研究并已进入脱酸处理规模化应用阶段。目前,常规的纸张脱酸方法主要包括:液相脱酸法(水溶液脱酸法和有机溶剂脱酸法)和气相脱酸法2类。
 
  1.1 气相脱酸法
 
  气相脱酸法是利用能气化的材料或挥发碱性的气体用以脱酸的方法。此法在真空配合下,使气体充分渗入到书本、文献中,可以进行大批量脱酸。气相脱酸法使用的是碱性材料,如胺类物质氨气、环己胺和二乙基锌等。气相脱酸法相对于液相脱酸法具有能够大批量处理的特点,但由于采用的脱酸介质是气相,所以要求较高的脱酸工艺条件,同时也使得投资成本增大。另外,气相脱酸法也存在一定的安全隐患。
 
  1.2 液相脱酸法
 
  液相脱酸法是以水溶液(碱性水溶液、缓冲溶液或碱性有机溶液)为介质,纸张与脱酸溶液中的碱性物质反应达到脱酸的目的,氢氧化钙、碳酸氢钙、碳酸氢镁、氢氧化钡甲醇、醋酸镁甲醇、甲氧基甲基碳酸镁等溶液都是常用的液相脱酸试剂。相对于气相脱酸介质而言,液相脱酸法采用的介质为液相,易操作,脱酸效果也更好。但要注意有机溶剂具有易燃、有毒等特点;水溶液中有水,会使处理后的纸张皱缩、变形,而且会影响其中的字迹。
 
  2 现阶段国外脱酸工艺的进展
 
  2.1 当前国外纸张脱酸工艺概况
 
  20世纪90年代,美国国会图书馆、书籍维护协会(BPA)、东京农工大学与日本Filling公司等机构都曾采用过气相脱酸技术对图书文献进行批量处理。但气相脱酸工艺要求高,投资大且存在不安全隐患。因此,现阶段欧美等国家多以液相脱酸处理技术为主,见表1。
 
表1 欧美国家纸张液相脱酸工艺情况
Table 1 Paper deacidification technologies in European countries and America
 欧美国家纸张液相脱酸工艺情况
 
  2.2 现阶段国外主要脱酸工艺
 
  当前,国外主流的批量脱酸处理工艺主要包括:德国的Papersave与Book CP Process、西班牙的BookSaver、美国的Bookkeeper等。
 
  2.2.1 德国的纸张脱酸工艺德国现有两家较大规模的图书脱酸公司,分别是ZFB(Zentrum für Bucherhaltung GmbH)和GSK(The GSK mbH)公司。
 
  1)ZFB公司[3]。ZFB公司位于德国莱比锡,其脱酸工艺为“Papersave”,脱酸剂为醇钛和醇镁的混合物,溶剂为六甲基二硅氧烷。其脱酸过程共分3步,首先进行预干燥,在60℃以下进行真空条干燥,将含水量由6%降至0.5%;第2步为脱酸,将文献浸泡在钛镁盐的挥发性硅油溶液中;第3步为去除脱酸液,溶剂回收。硅油挥发后,仅剩下钛镁盐留在纸张中,成为碱保留,最后取出文献需在通风处放置2~3周。其设备体积庞大,占地面积及所需空间较大(图1)。
 
 ZFB公司脱酸设备
图1 ZFB公司脱酸设备
Fig.1 ZFB Company deacidification equipment
 
  ZFB公司最新发布的ZFB2技术,脱酸剂已改良为碳酸钙和氧化镁的混合物,并简化了脱酸环节,有效地提高了脱酸效率和脱酸质量。但也明确告知其采用的脱酸液易燃易爆在使用时需要严格按照操作程序进行。另外,瑞士的Nitochemi Wimmis公司、德国的Schempp公司也都采用“Papersave”脱酸工艺。
 
  2)GSK公司[4]。GSK公司位于德国普尔海姆,是葛兰素史克公司的全资子公司。GSK公司的脱酸工艺为“Book CP Process”,所使用的水性脱酸溶液(主要化学物质是氢氧化镁)由德国汉诺威应用科学与艺术学院研发,葛兰素史克公司生产。其脱酸过程包括:预干燥、脱酸、清洗、去污和再次干燥等。该公司根据脱酸业务需要,可以提供单张纸脱酸设备(图2)和批量处理脱酸设备(图3)。
 
GSK公司单张纸脱酸设备
图2 GSK公司单张纸脱酸设备
Fig.2 GSK Company single-sheet deacidification equipment
 
GSK公司批量处理脱酸设备
图3 GSK公司批量处理脱酸设备
Fig.3 GSK Company mass deacidification equipment
 
  另外,2009年CSC公司收购了德国Neschen公司的档案保护部门,而Neschen公司原有的脱酸技术已转由CSC公司负责。原德国Neschen公司的脱酸工艺为“Battelle”液相脱酸技术,使用碳酸氢镁作脱酸剂,其脱酸设备为C900系列脱酸设备,可以进行单页或批量脱酸。
 
  2.2.2 西班牙的纸张脱酸工艺西班牙专业的脱酸处理业务以CSC公司(Conser vación de Sustratos Celu lósicos S. L.)为代表[5]。CSC公司创建于2000年,其脱酸工艺为“BookSaver”,脱酸剂为二正丙醇碳酸化镁,溶剂为氟化物HFC227。脱酸工艺过程包括干燥、浸泡、溶剂回收等。该处理工艺主要是在低温环境下进行,无需对文献进行预先干燥,这样就缩短了脱酸的过程,并能够在脱酸过程中保护材料原来的结构。同时,该工艺不需要大型的设施,占地少(图4)。从2003年起,德国莱比锡的保护学院(PAL)负责该技术在德国的推广。
 
西班牙CSC公司脱酸设备
图4 西班牙CSC公司脱酸设备
Fig.4 CSC Company de acidification equipment
 
  2.2.3美国的纸张脱酸工艺美国脱酸技术实力较为雄厚的公司是PTLT公司(Preservation Technologies,L.P.)[6]。PTLT公司的脱酸工艺为Bookkeeper(无水、液相脱酸),脱酸剂为氧化镁颗粒悬浮在全氟庚烷有机溶剂内。该工艺不需要预干燥,将整本书固定在定制的承载架上后,在氧化镁的全氟油溶液中浸泡、过滤,然后真空干燥,每批的脱酸处理周期为2h,溶液可回收,循环利用。该工艺系统建设规模较小,并根据文献幅面大小提供喷剂和批量脱酸两种系统(图5)。
 
美国PTLT公司脱酸设备
图5 美国PTLT公司脱酸设备
Fig.5 PTLT Company deacidification equipment
 
  3 国内纸张脱酸工艺的研发
 
  我国大陆地区纸张脱酸技术研究起步较晚,20世纪80年代中期,南京博物院及中国人民大学先后研究纸张气相脱酸技术,但由于所用脱酸剂对环境存在严重安全隐患,推广应用受到了限制。国家档案局、上海图书馆等单位对纸张也进行过脱酸应用的研究,但只限于单页纸张脱酸处理。我国现阶段的纸张脱酸技术研究仍停留在实验室或小范围运用阶段,尚未达到大规模推广的要求。
 
  南京博物院与南京化工设计研究院曾于1983年开始研究纸张气相脱酸项目的研发。该项目是在汲取美国国会图书馆成功经验的基础上,经过10年的试验,形成二乙基锌气相脱酸技术。该项成果也获得1989年国家文物局科技进步二等奖以及1991年国家科技进步三等奖[7]。
 
  中国人民大学档案系曾进行“吗琳脱酸法”的应用研究。“吗琳脱酸法”能够批量处理,速度快,费用低,但这种方法所需设备投资较大,很难推广使用。贵州省档案局也曾研制过用环六亚甲基四胺气相去酸技术。国家档案局从20世纪80年代起,对脱酸技术的研发给予立项及扶持,取得的脱酸成果包括:“甲醛碳酸镁纸质档案去酸技术”(国家档案局科研所,1988年)、“纸质档案去酸技术与设备可行性方案研究”(上海市档案馆,2003年)等。2011年,国家文化科技提升计划项目中的“近现代文献脱酸关键技术集成研究与示范”,由南京博物院、南京工业大学材料科学与工程学院、南京图书馆、南京澳润微波科技有限公司共同承担,该项目已于2014年结题。
 
  从2009年起,广东工业大学、广州市余平图文实业有限公司、南京博物院与浙江大学等单位,就有关纸张脱酸方面的研究成果申报了相关专利,共8项,专利内容涵盖了脱酸剂、脱酸方法、脱酸装置等。
 
  4 对于现阶段国内纸质文献脱酸工艺研发的建议
 
  由于纸张、印刷材料及印刷工艺的不同,酸化产物、酸化机理、耐酸化程度等方面会有很大差别。因此,根据文献的各自特点,研究出适合不同类型文献的批量脱酸工艺,为我国的存世古籍及民国文献保护提供技术支撑。
 
  国内纸质文献的脱酸工艺的研发应着眼点于:1)所研发的脱酸剂要安全,脱酸处理的过程要安全、环保,即脱酸剂及脱酸处理过程不能对操作者造成伤害,脱酸后的图书文献也不能对其后的使用者造成危害;2)脱酸的处理工艺过程应简单、无损。即对文献本身的粘结剂、油墨或染料没有破坏,不会引起纸张膨胀或变形;3)经过脱酸后的文献,其pH值应在7.5~10.0,且整本书都比较均匀,并要有一定的碱保留量;4)自主研发的脱酸处理工艺,更应注重降低生产成本,且脱酸设备易于操作。
 
  参考文献:
 
  [1]倪永华.访德国莱比锡书籍保护修复研究院[N].科技日报,2005-07-07(3)
  [2]刘家真.拯救纸质文献,保护人类的集体记忆[EB/OL].(2011-06-22)[2015-02-15].http://www.ccnt.gov.cn/sjzz/shwhs_sjzz/shwhs_tsgsy/201111/t20111128_353871.htm
  [3]ZFB.Revolutionary Mass Deacidification with the New ZFB:2 Process[EB/OL].(2011-05-17)[2015-02-09].http://www.zfb.com/en/mas-deacidification/zfb2-method
  [4]Gsk-conservation.Flexible Solutions for Preservation of Your Holdings:The GSK system[EB/OL].(2010-01-01)[2015-02-12].http://www.gsk-conservation.de/en_system-gsk.htm
  [5]Cscbooksaver.The CSC BookSaver Process Evaluation Report[EB/OL].(2008-03-12)[2015-02-13].http://cscbook-saver.com/files/banik.pdf
  [6]Conservation-us.Observations on the Use of Bookkeeper Deacidification Spray for the Treatment of Individual Objects[EB/OL].(2011-08-03)[2015-02-15].http://cool.conservation-us.org/coolaic/sg/bpg/annual/v15/bp15-17.html
  [7]奚三彩,万俐,郑冬青,等.南京博物院纸质文物保护的发展历程和展望[C]//苏荣誉,詹长法,冈岩太郎.东亚纸质文物保护:第一届东亚纸张保护学术研讨会论文集.北京:科学出版社,2008:1-3

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