一种延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法技术

本发明专利技术公开了一种延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，该方法将档案、图书、古旧字画等待处理样品直接整体放入密闭箱体，先抽真空后充入惰性气体进行预处理，然后抽真空至压力低于10mmHg，再充入惰性气体与环氧乙烷的混合气至常压，进行气体处理，即可延缓档案、图书、古旧字画等在长久保存中纸张变黄以及防止档案字迹、彩印油墨、字画颜料老化变色和褪色。本发明专利技术方法操作简单，通过加速老化试验可知，处理后能有效延缓纸张发黄变黑、防止各类档案字迹、印刷油墨、字画颜料老化褪色，档案、图书及古旧字画未发生变形，保持原貌，对纸张机械强度无影响。

【技术实现步骤摘要】
一种延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法
本专利技术属于档案、文物保护
，具体涉及一种延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法。
技术介绍
纸张变黄通常被认为是老化和变质的早期迹象之一。根据纸张的性质和储存条件，当纸张老化到后期，黄色可能会变成棕色，纸张可能会变脆，严重影响图书、档案记载信息的获取以及古旧字画的艺术价值。然而国际、国内对纸张颜色随时间变化的研究非常少，对防止纸张变色的研究未见文献报道。此外，档案、图书、古旧字画在长期保存过程中，其写印染料、颜料等印迹变色及褪色也是不容忽视的问题。印迹变色或褪色会导致档案、图书所表达信息出现偏差或难以读取，古旧书画艺术价值受到影响。然而，研究人员对纸质档案、图书、文物色彩信息保护研究较少，对其规模化处理以保护色彩信息的研究未见报道。关于纸张在长期保存过程中变黄的因素，有研究人员认为是造纸过程中未除净的木质素的原因。植物纤维的结构是以纤维素为骨架，半纤维素通过氢键连接在纤维素微纤丝表面，木质素通过共价键填充在纤维素与半纤维素形成的空隙中。所以，木质素是与纤维素、半纤维素伴随而生，制浆造纸过程中，会对木质素进行脱除，但无法完全除净。木质素的化学性质极不稳定，温湿度、酸度或化学试剂均可导致木质素发生化学变化。酚羟基、脂肪族羟基及羧基含量也会影响木质纤维素的降解性能。LiMuyang、FosterCliff等研究称酚羟基含量与木质素纤维素降解性能呈正相关关系。木材作为主要的造纸原料，可以从木材变色机理分析纸张变色原理。沈海颖等人通过苯-乙醇混合溶剂抽提氙灯老化不同时间的柚木进行颜色变化、红外光谱、紫外吸收光谱、气质联用等表征分析，发现木材老化后出现了醌类、醛类等物质，推测其为木质素的降解产物苯丙醇类物质经过氧化、酯化而形成，结果表明光照致木质素降解是木材变色的主要原因。李娟等人认为黄酮类、木质素和酚类三种化学物质是导致木材显色和颜色变化的主要化学成分。此外，也有研究认为，纸张老化变黄的重要诱因是为防止写印材料晕染及扩散而添加的胶矾水，起到防止写印材料的晕染及扩散。胶矾水在唐代就开始在书画装裱中使用，其主要成分为明胶与明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的混合水溶液。书画装裱中应用主要起到固色作用，防止书画颜料在装裱过程中晕染或脱落。针对胶矾水在纸张老化中的作用机理，作者也进行过相关研究，推测胶矾水的存在对纸张中木质素的显色起催化作用。除了纸张发黄变色之外，档案、图书、古旧字画中所用墨水字迹、印刷油墨、颜料等在长久保存过程中因温度、光照等影响也会发生变色或褪色。档案常用的纯蓝墨水和红墨水字迹极易发生褪色。蓝黑墨水较稳定，其色素成分主要为酸性墨水蓝和直接湖蓝染料，易因pH升高而变棕色。印刷油墨经紫外光照射也会产生老化褪色现象，黄色油墨褪色幅度最大，品红次之，青色和黑色变化较轻微。古旧字画中所用矿物颜料大部分比较稳定，但也有雄黄、铅白等易变色。字画中常见病害“返铅”就是因为铅白与空气中硫化气体接触生成黑色的硫化铅所致。相比矿物颜料，植物染料更容易褪色。色料褪色或变色不但影响档案记载信息的可读性和准确性，也会导致古旧字画、彩印书籍的艺术价值。所以，防止档案字迹、印刷油墨、字画颜料老化变色或褪色是档案、文物保护中重要的研究课题。现有的档案、文物保护技术中对此研究极少，没有切实有效、可规模化处理的方法。
技术实现思路
本专利技术通过对纸张发黄、发黑及写印色料变色、褪色的影响因素、变色机理、内部因素进行研究，提供了一种在密闭容器中仅通过抽真空、充气等简单操作，延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，能明显抑制纸张发黄变棕及防止色料变色，延长纸张寿命和保护图书、档案、文物价值。解决上述技术问题所采用的技术方案是：将待处理样品整体放入密闭箱体中，抽真空后充入惰性气体进行预处理，然后抽真空至压力低于10mmHg，再充入惰性气体与环氧乙烷的混合气至常压，进行气体处理。上述预处理的温度为20～60℃、相对湿度为30％～80％，预处理时间为2～48h；优选预处理的温度为30～45℃、相对湿度为60％～80％，预处理时间为36～48h；进一步优选预处理的温度为40℃、相对湿度为80％，预处理时间为48h。上述混合气中惰性气体与环氧乙烷的体积比为1:9～9:1，充入混合气的速率为1～20mmHg/min，气体处理时间为2～24h；优选混合气中惰性气体与环氧乙烷的体积比为2:8～4:6，充入混合气的速率为1～5mmHg/min，气体处理时间为8～12h，进一步优选混合气中惰性气体与环氧乙烷的体积比为3:7，充入混合气的速率为2mmHg/min，气体处理时间为10h。上述的惰性气体优选氩气或氮气。上述方法中，气体处理完后，将箱体中的气体抽出并与水充分接触，然后通过紫外光充分降解后排出，箱体内压力低于100mmHg后，充入氮气，重复该过程两次后开箱取出样品。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术首次提出对纸质档案、图书、古旧字画等进行气相、规模化处理，延缓纸张显色基团在长久保存过程中的显色反应，无需打开档案卷盒、无需破坏图书原有装帧风貌，无需展开字画卷轴，将其直接放入箱体，即可对纸质档案、图书、古旧字画进行整体、批量化处理，规模化程度高，对档案、图书、古旧字画干预极小，满足最小干预原则。2、本专利技术首次提出对图书、档案、古旧字画等进行气相、规模化处理，防止在长久保存过程中档案字迹、印刷油墨、字画颜料老化变色或褪色，有效保护图书、档案、古旧字画的色彩及价值。3、本专利技术以氩气与环氧乙烷配气，安全有效，渗透性强，在处理的同时，环氧乙烷气体还可对档案、图书、古旧字画起到消毒杀菌的作用。4、本专利技术对尾气采用水溶及紫外光辐照双重降解，可完全降解为水和二氧化碳，使尾气不含任何有毒、有害气体，实现绿色、环保排放。5、本专利技术方法操作简单，通过加速老化试验可知处理后能有效延缓纸张发黄变黑、保持原貌，处理后档案、图书、字画未发生变形，对图书、档案、字画的机械强度无影响。附图说明图1是未处理纸样及采用实施例2方法处理后纸样(EO-Ar处理)随老化时间增加的颜色直观变化。图2是未处理纸样(a)及采用实施例2方法处理后纸样(b)随老化时间增加的可见光反射曲线。图3是未处理纸样及采用实施例2方法处理后纸样(EO-Ar处理)随老化时间增加的色差变化。图4是未处理纸样及采用实施例2方法处理后纸样(EO-Ar处理)的返黄值。图5是字画模拟样品未处理及采用实施例2方法处理样品老化效果对比图(a：采用实施例2方法处理样品，b：未处理样品，c：采用实施例2方法处理样品湿热老化72h，d：未处理样品湿热老化72h)。图6是未处理图书样品(上半部分)及其采用实施例2方法处理后(下半部分)加速老化效果对比图。图7是未处理及采用实施例2方法处理常见颜料样品紫外老化前后的色差。图8是未处理及采用实施例2方法处理油墨样品紫外老化前后的色差。图9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，其特征在于：将待处理样品整体放入密闭箱体中，抽真空后充入惰性气体进行预处理，然后抽真空至压力低于10mmHg，再充入惰性气体与环氧乙烷的混合气至常压，进行气体处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，其特征在于：将待处理样品整体放入密闭箱体中，抽真空后充入惰性气体进行预处理，然后抽真空至压力低于10mmHg，再充入惰性气体与环氧乙烷的混合气至常压，进行气体处理。


2.根据权利要求1所述的延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，其特征在于：所述预处理的温度为20～60℃、相对湿度为30％～80％，预处理时间为2～48h。


3.根据权利要求2所述的延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，其特征在于：所述预处理的温度为30～45℃、相对湿度为60％～80％，预处理时间为36～48h。


4.根据权利要求2所述的延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，其特征在于：所述预处理的温度为40℃、相对湿度为80％，预处理时间为48h。


5.根据权利要求1所述的延缓纸张老化变黄及纸张上染料、颜料老化变色的方法，其特征在于：所述混合气中惰性气体与环氧乙烷的体积比为1:9～9:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉虎，祁赟鹏，周亚军，赵光涛，贾智慧，汪泳，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61