专利名称：可溶性四硼酸盐作为纸张脱酸剂用于纸张脱酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用可溶性四硼酸盐对酸化纸张，例如古籍纸张进行脱酸的方法；具体涉及一种可溶性四硼酸盐作为纸张脱酸剂用于纸张脱酸的方法。
背景技术：
华夏文化，历史悠久，璀璨夺目。据估计自“甲骨卜辞”有文字记载以来的中国历代古籍文献达八万种之多。“古籍”是中国古代书籍的简称，是人类物质文明和文化的主要载体和表征，是中华民族五千年的灿烂文明史给我们留下的一笔丰富的历史文化遗产。但很多珍贵古籍因年代久远、战乱离丧、水火相侵、鼠啮蠹蚀，还有环境的恶化导致大部分的古籍存在不同程度的破损，亟待保护和抢救。据统计，国家图书馆的古籍馆现有古籍约140 万册件，但由于年代久远，有些传世的珍贵善本也是千疮百孔、残缺不全。时值今日，只减不增的传世古籍愈加弥足珍贵。140万册古籍藏书中，轻度破损约占30%，中度、重度各为10%， 三项相加已近半数，尤其民国时期的古籍，破损更为严重。由于民国时期的造纸技术落后， 纸张含酸量高，有相当部分民国线装书PH值在3以下，纸张已经发生严重酸化和霉变，失去了纸张应有的机械强度，到了濒于毁灭的地步。因此，如何保护好这些珍贵的古籍文献，是摆在我们面前的一项紧迫而艰巨的任务。古籍破损的类型有虫蛀、霉变、絮化、鼠啮、火烬、纸张老化、酸化等，而酸化、老化是一个连续不断的过程，所以，如果这些古籍目前不能得到有效的处理，就会继续蔓延，甚至不可恢复。古籍的酸化指的是古籍纸张的酸性逐渐增强所出现的现象。具体呈现为纸张变脆、颜色变黄、发暗，机械强度降低，严重的将无法翻动，甚至碎成纸屑。在破损纸张中，酸化对古籍造成的损害占相当大的比例，且将严重影响古籍的保存寿命。古籍文献的PH值低于6. 2，就应该进行去酸处理；如果低于5. 0，就必须进行去酸处理。纸张酸化带来的危害已引起各国政府的高度重视，近年来，各国纷纷开展纸质文物的脱酸处理工作。根据实验，纸张PH值在5.0以下的书籍，保存时限最长只有200年。只要纸张内含有酸性，即使古籍文献只藏不用或处于良好的保存环境中，也不能抑制纸张发生质变。针对酸化是古纸降解的主要因素，在修复古籍时，加入碱性化合物使纸张的PH值提高到中性或中性以上，即“脱酸”，从而阻断纤维素的酸性水解以达到保护纸张避免破损的目的。因此，寻找适宜纸张脱酸的脱酸剂十分重要，在起到良好脱酸效果的同时尽量减少对纸张外观等的影响。
目前常用于纸张脱酸的脱酸剂有氢氧化钙、碳酸氢钙、丙酸钙、碳酸氢镁、氢氧化钡-甲醇溶液、氧化镁、镁钛双金属醇盐、甲氧基甲基碳酸镁、乙氧基乙基碳酸镁、甲基碳酸镁和乙基碳酸镁等。含钙化合物去酸处理后的纸张pH值明显提高，白度值也相应增加，碱保留值增加。这些理化性能指标的提高，将使文件的保存寿命延长100年以上，沉积在纸张上的含钙化合物会减缓空气中酸性气体的污染。但氢氧化钙、碳酸氢钙的饱和溶液碱性较强，不适于现代纸张的中性处理。镁的水溶性化合物去酸后纸张pH值可达9. 4 10. 4，碱残留量为2. 0%。多余的就会自然地吸附在纸张表面，生成MgCO3作为碱性残留物起到缓冲作用，能长期抵抗酸性物质的侵蚀。但其脱酸处理后纸张的PH较高，对于纸张重量超过140g/m2，大幅面纸张、照片、 氧化锌复印件及已脆化纸张均不适用，局限性较大。纸张老化试验表明，纸张的机械强度有所降低，而且纸张返黄严重。非水系的脱酸剂中，氢氧化钡一甲醇溶液脱酸后会使字迹扩散；甲氧基甲基碳酸镁存在去酸不均勻，字迹褪色、长白斑、起皱变色和粘合剂渗出等问题，所以有一定的局限性；乙氧基乙基碳酸镁去酸后，有助于提高纸张耐久性，可以延缓老化，但也出现了纸张变色、白色沉淀物、牛顿环、字迹的褪色和扩散、有一些难闻的气味、纸张处理后的手感不同及去酸效果不均勻等现象。镁的醇盐则具有制备条件较为苛刻，工艺复杂等缺点，而且对图书有不同程度的损害，被处理的图书可能会加速吸收水分，有明显的变色，同时出现了黄色和半透明的污点，不适合作为大规模脱酸剂。纸张脱酸已经进行了几十年，未见使用四硼酸盐进行脱酸的报道，说明本专业技术人员并不能从现有脱酸剂材料简单推理出可以使用四硼酸盐进行脱酸。硼酸盐包括有偏硼酸盐、原硼酸盐、和多硼酸盐等。其中最重要的硼酸盐是四硼酸盐中的四硼酸钠，俗称硼砂(Na2B4O7 · IOH2O),可作为消毒齐IJ、保鲜防腐齐IJ、软水齐 、洗眼水、月巴皂添加齐U、陶瓷的釉料和玻璃原料等，在工业生产中硼砂也有着重要的作用。与四硼酸钠有着某些相似性质的四硼酸盐，其硼酸根中有两个SP2杂化的BO3平面三角形和两个SP3杂化的BO4四面体通过共用角顶0原子而联结起来。四硼酸盐的水溶液中，存在如下水解平衡
权利要求
1.一种可溶性四硼酸盐作为纸张脱酸剂用于纸张脱酸的方法，其特征在于作为纸张脱酸剂的可溶性四硼酸盐是指在室温20°c时溶剂中溶解度大于0. 002g/ml的四硼酸盐，所述可溶性四硼酸盐是一种可溶性四硼酸盐或几种可溶性四硼酸盐的混合物，可溶性四硼酸盐可以任选地与其他脱酸剂混合使用；纸张脱酸剂的水溶液与不同类型的有机溶剂按体积比为100 0 10 90混合，上述纸张脱酸剂水溶液质量浓度范围在0. 005% 饱和，纸张脱酸剂用量为纸张质量的0. 001 10倍，脱酸剂溶液与纸张接触时间为0. 2 证。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所用有机溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或甘油中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述纸张脱酸剂实施脱酸的方式包括浸泡、 喷洒、雾化或超临界流体脱酸所有使此可溶性脱酸剂与纸张接触的脱酸行为。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所处理的纸张是现代纸或古纸。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所处理的纸张是单页纸或多页纸或书籍。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述纸张脱酸剂质量浓度范围在0.14 3. 52%，纸张脱酸剂溶液用量值为纸张质量的0. 005 10倍，脱酸剂溶液与纸张接触时间为 0. 6 2. 5h0
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所用的有机溶剂为乙醇，水与乙醇的体积比为 90 10 30 :70ο
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述几种可溶性四硼酸盐是四硼酸锂、四硼酸钠、四硼酸钾或四硼酸钙。
全文摘要
本发明公开了一种可溶性四硼酸盐作为纸张脱酸剂用于纸张脱酸的方法，取四硼酸盐不同浓度的水溶液与不同类型的有机溶剂混合，采用浸泡、喷洒、雾化或超临界处理等多种方式，对纸张，特别是酸化老化的纸张脱酸；可溶性四硼酸盐用作纸张脱酸剂进行脱酸，能将纸张的pH值控制在理想的范围，脱酸的过程未引起墨迹的扩散和纸张变色，而且在脱酸的同时增强了纸张的各项机械强度，四硼酸盐还提供一定的抑制微生物的作用，经四硼酸盐溶液处理后，纸张的耐久性明显提高。
文档编号D21H25/18GK102268842SQ2011102128
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者刘春英, 方岩雄, 王彦娟, 谭伟, 郑俊霞 申请人:广东工业大学