行业资讯：一种新型纳米纸质文物、档案珍爱技术问世

郑亮， 孙建明， 靳军

北京市嘉润通力电梯贸易有限公司，北京市 100192

择要： 目地：发展纸版珍贵文物、档案资料的防潮、耐酸碱、耐老化等特性。方式：把试品放进JRP镀膜设备中，用真空泵、溫度、静电场、电磁场等标准对有机化学材料开展真空泵汇聚，在试品外型产生纳米珍惜膜。根据衰老前后左右饱和度值、水表面张力、耐折度、抗拉强度和海面泡浸等检测，来各自点评实验的防潮、耐酸碱、耐老化、回弹性等特性，并根据电镜对制取的纳米薄厚的高聚物珍惜膜来了检验和剖析。实际效果：表层的镀膜纸在寒湿衰老前后左右、紫外光和酸雨的危害衰老前后左右的偏色均较小。JRP表层的镀膜后的生宣纸试品正反两面表面张力均值均超过90°，而未表层的镀膜的生宣纸的表面张力为0，是处在彻底湿润情况。SEM相片主要表现表层的镀膜后打印纸张化学纤维宏观经济规格沒有变化，化学纤维中间的保护层也末见阻塞。耐折度检测实际效果注释表层的镀膜解决后可稍微发展打印纸张的竖向耐折度。打印纸张抗拉强度检测注释表层的镀膜打印纸张的横着抗拉强度明显高过原打印纸张。酸蚀剂试验和海面泡浸试验注释表层的镀膜后的打印纸张试品抑酸和海面腐蚀能好于未表层的镀膜打印纸张。结果：表层的镀膜对打印纸张的色调不会危害，维持了其原状；与此同时能毫无疑问水平减少寒湿衰老和紫外光衰老对打印纸张色调的危害；表层的镀膜使打印纸张具备出色的亲水性防潮作用；表层的镀膜对打印纸张的耐折度度和抗拉强度有毫无疑问的发展；具备耐酸碱蚀和海面侵蚀的膜层珍惜了板材。

关键字：真空泵纳米镀膜；高聚物；水表面张力；珍贵文物珍惜；档案资料珍惜；珍贵文物防潮;亲水性；斥水

ABSTRACT: Objective To improve the property of the paper cultural relic and archive including waterproof, acidproof, anti-aging, etc. Methods Put the samples into JRP’s coating equipment, then the Nano protective film layer is polymerized on the surface of samples under conditions of vacuum, temperature, electric field, magenetic field, and chemical raw material.By the tests of chromatic value before and after aging, water contact angle, fold resistant, tensile strength, and immersion in seawater, to evaluate respectively samples’ properties of waterproof, acidproof, anti-aging, anti-tear, etc. Meanwhile by using SEM to test and analysize the Nano protective polymerized film. Results the chromatic aberration of Coated paper is small under the following condintions: before and after hygrothermal aging, before and after ultraviolet aging, before and after acid rain aging. The average value of water contact angle of front and back side of the coated Chinese art paper is over 90°, but the water contact angle value of un-coating paper is 0, in the state of complete wetting. SEM photos show that the macro-size of paper fiber is no changed, and no jams between the holes of fiber. The test of fold resistant shows that the longitudinal folding strength of coated paper can be improved slightly. The test of tensile strength shows that the crosswise tensile strength of coated paper is apparently much higher than the original paper. The tests of acid etching and seawater immersion show that the coated ones are with better performance of anti-acid etching and anti-seawater corrosion than un-coated ones. Coating makes the paper with good waterproof and hydrophobic functions. Coating improves the folding strength and tensile strength of paper. The coating film is with acid proofing and anti-seawater corrosion function, so it protects the substrate.

Key Words: Vacuum Nano Coating, Polymer, Water Contact Angle, Cultural relics preservation, Archives preservation, Cultural relics waterproof, hydrophobic, water repellent

1.弁言：

      在我国绵长的历史时间累积了大批量的珍贵历史资料和珍惜历史资料的工作经验。虽然现如今是档案资料和纸制档案资料共存的时期，可是纸版档案资料如书本、文档、参考文献、字画、碑帖、报刊等纸版物件依然是在我国各个档案室、档案库房和历史博物馆的关键珍藏品。他们为人类发展史的传播方式与持续、社会发展的提升与科技创新的发展趋势充分发挥了无法取代的焦虑不安功效。纸版文件对比于档案资料具备普遍性、内在性，与此同时也更具备法律法规听从，无法删减和作假。我国现阶段现有历史时间纸版档案资料3000余万卷之巨，是我国宝贵的文化艺术资本[1-3]。

      可是打印纸张做为媒介的纸版档案资料，在长期性存放、应用全过程中会遭受多种因素危害而逐渐变黄、变脆、长虫、发霉、损坏及笔迹蔓延、褪变等。造成这种迹象的几点缘由是内部原因和诱因。内部原因包含造纸化学纤维的类型、品质、塑胶粒、酸、金属离子的存有及打印纸张中的别的成份和档案资料笔迹的原材料。诱因包含储存档案资料的自然环境（如房间内的溫度、环境湿度、阳光照射、尘土、黄曲霉菌、病虫害、空气中的有害物等）与在存放、阅览、拷贝全过程中的机械设备损坏、环境污染（口水、油腻感、指印）等[4-5]

打印纸张甲基纤维素成分的多少可以直接危害到打印纸张的特性。甲基纤维素成分高，打印纸张的抗拉力、耐折度、耐用性就强。耐用性就是指成分在长时间的储存和运用全过程中，维持其原来特性的工作能力[6-7]。档案资料的笔迹原材料以炭黑为黑色素的笔迹最耐久度，如墨水、灰黑色印刷油墨、碳素墨水等；而以染剂为黑色素的笔迹牢固性较弱，如圆珠笔芯、复写纸、发传真等[8]。打印纸张衰老浸蚀、抗压强度着陆后其外貌也很有可能因而产生变化[9]。

      为了更好地珍惜这种珍贵的历史资料，最大限度地拓宽其使用寿命（耐用性），各代劳动者开支了艰苦的勤奋，获得了一些珍惜方式。针对纸版珍贵文物、档案资料的杀虫防虫，现阶段中国用的比较多的是有机化学方式，如有机化学药物蒸熏或者应用除霉、灭虫剂立即除治微生物菌种或虫害[10]。但这种化学药品是对身体和自然环境是有危害的。海外合理物理方法的，如微波加热杀菌除虫、放射线辐射源杀菌除虫、气调除虫和超低温除虫[11-12]。但这种方式都是有彼此的局限，难以大区域的宣传应用。

      对衰老打印纸张的结构加固，中国关键采用物理学结构加固法，如托裱法和金属丝网结构加固[13]。但托裱法仅适用单层纸版参考文献，且背纸衬对薄厚和表层有毫无疑问危害。金属丝网结构加固用的小动物丝的有机化学脾气并不是很牢固，很有可能会给打印纸张产生新的浸蚀。物理学结构加固的较大缺点是沒有从源头上处理纸版档案资料的衰老题型。海外常见的办法是派拉伦（Parylene）涂膜结构加固法和环氧树脂结构加固法[14-15],但前面一种的材质和设施都非常价格昂贵、加工工艺繁杂、高溫的工作很有可能会对纸版珍贵文物有影响；而后者的抗腐蚀工作能力和防潮工作能力弱。鉴于此，世界各国的科研工作者和专业人士都是在努力实现一种纸版珍贵文物档案资料珍惜技术性能保证在没有危害珍贵文物原来物理学及物理性能的条件下，可有效发展纸版珍贵文物的抗湿、抗氧化性、保色、耐污、除霉抑菌、防虫、耐酸碱蚀、抗老化和耐折度等特性。

      北京市嘉润通力电梯贸易有限公司（JRP）很多年来一向专注于真空镀膜机技术性的探寻和科学研究，取得成功产品研发出了在纸页上的纳米表层的镀膜。JRP表层的镀膜加工工艺具备环境保护、使用方便和成本费便宜等特性。纳米材料将推动档案资料珍惜技术性颠覆性的发展趋势，促使纸版珍贵文物、档案资料珍惜技术性造成质的飞跃。

2. 表层的镀膜全过程及功能测试

2.1 真空泵纳米镀膜全过程和基本原理

      最先开启北京市嘉润通力电梯贸易有限公司生产制造的镀膜设备Schwarze P10C-COATING（Ø200mmX高150mm）的机门，取出工作服，把试品纸放到工作服上，再放进镀膜设备，关掉仓门，设定操纵机制的主要参数，泵打开真空包装（为了更好地将仓身体内工作压力降至规定的工作压力值）、设定解决時间、进气口（进入必需的加工工艺汽体）、辉光（机器设备进到工作中情况）、排气管（消除真空泵情况返回大气压力），点击设备上的“逐渐”功能键，机器设备积极运作完后，开启机门，取出镀好膜的试品纸，合上机门。见图1机器设备平面图。

      真空泵纳米镀膜的基本原理是在真空下，以合理的真空值、溫度、静电场和电磁场等各种各样标准催化反应下，将单种或多种多样加工工艺汽体一部分转化成氧自由基和分子并通电，与此同时造成定项主题活动，把原材料放置正离子主题活动的方向上，并在原材料四周设置汇聚标准，最终在原材料外型上堆积生长发育出一层或是双层纳米纤薄高聚物，依据不一样作用的膜层必需，可以利用调节加工工艺汽体原材料、溫度、静电场、电磁场等标准，产生不一样作用的膜。见 图2汇聚基本原理平面图.

2.2 功能测试

2.2.1 试品

   原生宣纸试品和表层的镀膜后生宣纸试品都按下列规格剪裁好：(75x150mm)、（150x15mm）、（450x450mm）、（65x50mm）、（300x100mm）、（100x100mm）、（150x150mm）、（150x15mm）

   简单钢片和表层的镀膜后钢片的规格是（100x25mm）

2.2.2 仪器设备

   JGW-360A 表面张力检测仪，承德市成慧试验仪有限责任公司；MIT耐折度检测仪，杭州市研特贸易有限公司；可程序恒温恒湿箱，上海市江凯机械有限公司；TA.XYPlus质构仪，中国台湾超技仪器设备有限责任公司；JZ-300通用性色度仪；日本日立S-4300N扫描仪透射电镜；

2.2.3 试品的解决

1)把生宣纸试件（75x150mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，参考国家标准GB/T7921-2008《均匀色空间和色差公式》检测试件表层的镀膜后的颜色值。检测设备为JZ-300通用性色度仪。

2)把生宣纸试件（150x15mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后开展酸雨的危害衰老，即配备浓度值为0.2g/L NaHCO3 0.2g/L Na2SO4的混和溶液做为效仿酸雨的危害饱和溶液，用稀盐酸调整其pH数值5.00。将试件泡浸在效仿酸雨的危害中24h后，pH值检测仪为pHs-3C pH计。参考国家标准GB/T7921-2008《均匀色空间和色差公式》检测试件表层的镀膜后的颜色值。检测设备为JZ-300通用性色度仪。

3)把生宣纸试件生宣纸（150x15mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后开展寒湿衰老，即参考国家标准GBT 22894-2008《纸和纸板加速老化 在80℃和65%相对湿度条件下的湿热处理》，用恒温恒湿箱调整自然环境的环境温度为80℃，空气湿度为65%，将试件置放在恒温恒湿箱中衰老72h后开展检测。检测试件表层的镀膜后的饱和度和色误差。检测设备为可程序恒温恒湿箱。

4)把生宣纸试件生宣纸（450x450mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后开展紫外光衰老，将要试件置放在45W紫外光衰老灯下辐射源72h后，静放12钟头，参考国家标准GB/T7921-2008《均匀色空间和色差公式》检测试件表层的镀膜后的颜色值，测算紫外光衰老前后左右打印纸张的偏色。检测设备为JZ-300通用性色度仪。

5) 把打印纸张试件（65×50mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后用日本日立S-4300N扫描仪透射电镜观查试品的表面外貌，根据喷金解决提高试品的导电率。

6)把清朝生宣纸（300x100mm）和生宣纸试件（100x100mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后开展渗水检测，即用滴定管滴4—5滴矿泉水于试板上，观查试件表层的镀膜前后左右水珠在其上的外观设计及纸遇水时的变化。

7)把生宣纸试件（150x150mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后开展表面张力检测，即根据测量去离子水在物件外型产生的表面张力来表现物件外型的润湿性。表面张力就是指在气、液、固三相相交点住所作的气-液页面的断线越过液态与非均相交界线中间的交角θ，是湿润水平的度量。若θ90°，则固态外型是疏水性的。检测试件表层的镀膜后的水表面张力。检测设备为JGW-360A 表面张力检测仪。

8) 把生宣纸试件（150x15mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后参考GBT457-2008《纸和纸板 耐折度的测定》，载入力为9.81N,开展耐折度检测，检测试件表层的镀膜后的耐折度

9)把生宣纸试件（150x15mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后开展寒湿衰老，即参考国家标准GBT 22894-2008 《纸和纸板加速老化在80℃和65%相对湿度条件下的湿热处理》，用恒温恒湿箱调整自然环境的环境温度为80℃，空气湿度为65%，将试件置放在恒温恒湿箱中衰老72h后开展检测。参考国家标准GBT 22898-2008 《纸和纸板 抗张强度的测定恒速拉伸法 （100mm/min）》检测打印纸张表层的镀膜后的抗拉强度。检测设备为TA.XYPlus 质构仪。

10)为了更好地有利于观查，用钢片（100x25mm）替代纸做酸蚀试验。把钢片（100x25mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后将表层的镀膜后钢片和未表层的镀膜钢片都放进盛满硫酸（0.1mol/L）的量杯中，在常温置放72个小时后，观查钢片的变化。

 11)为了更好地有利于观查，用钢片（100x25mm）替代纸做海面泡浸试验。把钢片（100x25mm）放进镀膜设备Schwarze P10C-COATING表层的镀膜，随后将表层的镀膜后钢片和未表层的镀膜钢片都放进配有3.5%氯化钠溶液里（类似海水盐度）的量杯里，在常温置放72个小时后，观查钢片的变化。

3. 实际效果和探讨

3.1 饱和度值和偏色剖析

      由表1由此可见表层的镀膜解决后，打印纸张的颜色值变化不大，偏色ΔE仅有 0.3。因此表层的镀膜对打印纸张的色调不会危害，维持了打印纸张本身的色调，表明表层的镀膜用以纸版珍贵文物的珍惜时具备不转变珍贵文物原状的特性。由表2由此可见酸雨的危害衰老后，表层的镀膜纸的偏色为2.9，略大原纸的1.7，都处于1.5~3.0中间，归属于较小偏色，表明表层的镀膜用以纸版珍贵文物的珍惜时具备不转变珍贵文物原状的特性。由表3得知寒湿衰老后，表层的镀膜纸的偏色为0.1，低于未表层的镀膜纸的1.1。表明表层的镀膜能减少打印纸张在寒湿衰老下的色调变化，表层的镀膜有益于打印纸张抵御寒湿存储标准。由表4由此可见紫外光衰老后，表层的镀膜纸的偏色为2.9，低于未表层的镀膜纸的5.1。表明表层的镀膜能毫无疑问水平减少紫外光衰老对打印纸张色调的危害。正因为膜层具备没有颜色全透明和抗腐蚀特性使表层的镀膜不但能维持打印纸张本身的色调，并且还能抵御酸雨的危害、寒湿和紫外光的损害。

表1纸和表层的镀膜纸饱和度值和色差测试

Tab.1Chromatic value and aberration test of coated paper and un-coated paper

表2 酸雨的危害衰老后的纸和表层的镀膜纸饱和度和色误差检测实际效果

Tab.2 Chromatic value and aberration test of coated paper and un-coated paper after acid rain aging

表3 寒湿衰老后的纸和表层的镀膜纸饱和度值和色差测试

Tab.3 Chromatic value and aberration test of coated paper and un-coated paper after hygrothermal aging

表4紫外光衰老后的纸和表层的镀膜纸饱和度值和色差测试

Tab.4 Chromatic value and aberration test of coated paper and un-coated paper after ultraviolet aging

3.2 打印纸张表层的镀膜前后左右SEM剖析

   图3a和图3b是生宣纸表层的镀膜后的相片，由此可见化学纤维宏观经济规格沒有变化，化学纤维中间的保护层也末见阻塞；表层的镀膜较为匀称，化学纤维的存有情况（化学纤维的交叉关系）都没有宏观经济变化。这也是因为表层的镀膜为纳米的，包囊μm级的化学纤维不容易导致哪些变化。与此同时表层的镀膜是在真空下实现的，机器设备里面的供气构造合理布局，因此膜层会匀称堆积在打印纸张外型。

3.3 表面张力检测剖析

      由图4a、4b由此可见，沒有表层的镀膜的生宣纸早已彻底被水湿润；而通过JRP真空泵纳米镀膜过的生宣纸上的水为以水雾形势在纸外型间断或是翻转。表明表层的镀膜后的打印纸张具备出色的疏水性能。由表6由此可见，未表层的镀膜的生宣纸的表面张力为0，是处在彻底湿润情况。由表7由此可见JRP表层的镀膜后的生宣纸正反两面表面张力均值均超过90°，反映为出色的疏水性。大概原因缘由是特殊原材料产生的膜结构工程具备外型能低的特性，进而造成斥水迹象。

表5 原生宣纸表面张力检测实际效果

Tab.5 water contact angle of original Chinese art paper

表6 JRP表层的镀膜生宣纸表面张力检测实际效果

Tab.6 water contact angle test of JRP coated Chinese art paper

3.4 打印纸张表层的镀膜前后左右耐折度剖析

   由表7由此可见表层的镀膜解决后，打印纸张在横、竖向耐折度基本上不会改变，基本试验表明表层的镀膜解决基本上不转变珍贵文物原来的耐折度，但可稍微发展竖向耐折度。这也是因为表层的镀膜为纳米技术层薄厚，具备出色的柔韧度，因此不容易减少打印纸张折叠式频次。

表7打印纸张耐折度检测实际效果

Tab.7 Folding strength test of paper

打印纸张耐折度数据处理方法

Data processing

3.5 打印纸张抗拉强度剖析

  由表8由此可见，通过寒湿衰老解决后，表层的镀膜打印纸张的横着抗拉强度明显高过原打印纸张，竖向抗拉强度基本上和原打印纸张一样。基本表明表层的镀膜可以破格提拔打印纸张的抗寒湿衰老特性，提高了打印纸张的耐用性。这也是因为表层的镀膜膜层对水气有隔绝功效和亲水性作用，因此本身原材料不容易被毁坏。

表8 打印纸张寒湿衰老后抗拉强度检测实际效果

Tab.8 Tensile strength test of paper after hygrothermal aging

打印纸张寒湿衰老后抗拉强度数据处理方法

Data processing

3.6 酸蚀剂试验剖析

图5主要表现的左侧表层的镀膜的钢片沒有遭受酸的浸蚀，而右侧未表层的镀膜的却已一部分被酸浸蚀。 这也是因为表层的镀膜膜层能珍惜钢片不与酸反映，具备出色的抑酸腐蚀，且膜层包囊得很匀称。

 3.7海面泡浸试验剖析

图6b主要表现的左侧未表层的镀膜的泡在饱和溶液中的一部分早已被浸蚀，而右侧已表层的镀膜的2块钢片却沒有被浸蚀。这也是因为表层的镀膜膜层具备隔绝海面功效，使海面不容易触碰到钢片；膜层材料也具备耐海面侵蚀的作用，且膜层包囊得很匀称。

 4.结果

1) 表层的镀膜对打印纸张的色调不会危害，维持了打印纸张本身的色调，表明表层的镀膜用以纸版珍贵文物的珍惜时具备不转变珍贵文物原状的特性。与此同时能毫无疑问水平减少寒湿衰老和紫外光衰老对打印纸张色调的危害。

2) 表层的镀膜后的生宣纸正反两面表面张力均值均超过90°，具备出色的疏水性能。

3) 表层的镀膜对打印纸张的耐折度度和抗拉强度有毫无疑问的发展。

4) 具备耐酸碱蚀和海面侵蚀的膜层珍惜了板材。

论文参考文献

[1] 张玉娟.我国古代档案资料珍惜技术性对当今纸版档案保管之启发[N]。河北科技师范学校学刊(人文科学版)，2011,10(3):100-102

ZHANG, Yu Juan. On the Enlightement of Protection Technology of Ancient Chinese Archives on the Safekeeping of Modern Paper Archives [N]. Hebei Normal University of  Science & Technolgy(Social Sciences). 2011,10(3):100-102

[2]马翀，郭莉珠.档案资料特藏室自然环境科学研究[J]。中国档案，2008(1):28-30

MA, Chong. GUO, Li Zhu. Enviromental Research of Archives Special Storage Room[J]. China Archives, 2008(1):28-30

[3]奚三彩.南京博物院纸版珍贵文物珍惜的发展史和展望[J]。亚太地区纸版珍贵文物珍惜，2010（2）：55-61

XI, SAN CAI. Development History and Expectation of Paper Cultural Relic Preservation of Nanjing Museum [J]. East  Asia  Paper  Cultural  Preservation,2010（2）:55-61

[4] 刘该校.危害偏碱打印纸张衰老的要素[J]。纸和造纸工业，2003(1):21-22

LIU, Quan Xiao. Influencing Factors of Alkaline Paper Aging [J]. Paper and Paper Making, 2003(1): 21-22

[5] 袁英.探讨纸版档案资料的珍惜[J]。陕西省档案资料。2005（1）：43-44

YUAN, Ying. Discussion of Paper Archives Preservation[J]. Shan Xi Archives ,2005（1）：43-44

[6] 冯伯群，孟世恩.档案管理工作选编500问[N]。北京市今日出版社出版，1993

FENG, Bo Qun. MENG, Shi En. Archives Work Assembly 500 Questions [N]. Beijing Today Press, 1993

[7] 张勇.纸版档案文件的珍惜[N]。思茅师范学校高等专科学校黉舍学刊，2003(2):89-91

ZHANG, Hong. Paper Archives Preservation [N]. Journal of Simao Teachers’ College, 2003(2):89-91

[8] 奚三彩.当代科技在纸版珍贵文物珍惜中的运用[J]。中国文化遗产，2004(3)：67-67

XI, San Cai. Application of Modern Technology used for Paper Cultural Relics Preservation [J]. China Cultural Heritage, 2004(3):67-67

[9] 陶琴.档案资料虫害的不良影响剖析与环境整治防范措施[J]。档案学研究。2014（2）：76-80

TAO, Qin. Analysis of the Insects Damage in Archives and the Comprehensive Control Strategies[J].Archinves Study Research,2014（2）：76-80

[10] Diane, Van Der Reyden. Recent Scientific Research in Paper Conservation [J]. JAIC 1992,31(1):14

[11] BARBARA,Wagner. EWA, Bulska. WLADYSL, aw Sobucki. Magnesium Distribution in Paper Subjected to Deacidi Cation Investigated by Means of Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy [J]. Journal of Cultural Heritage,2008

[12] 南京博物院.敏感打印纸张金属丝网结构加固技术性。中国文化遗产，2004（3）：68-68`

Nanjing Museum. Silk Screen Reinforcement Technology for Fragile Paper [J]. China Cultural Heritage, 2004（3）：68-68

[13] 南京博物院.派拉纶真空镀膜机技术性在古籍善本书珍惜中的应用研究[J]。中国文化遗产，2004（3）：70-70

Nanjing Museum, Application Research of Parylene Vacuum Coating Technology used for Ancient Books [J]. China Cultural Heritage, 2004（3）：70-70

[14] DEFLORIAN, F. On the Corrosion Protection Properties of Fluoropolymer Coating [J], Progress in Organic Coating, 1993,22(1-4):39-53

[15] MT, Doménech-Carbó. Carbo Evaluation of the Phase Inversion Process as an Application Method for Synthetic Polymers in Conservation Work[J].Studies in Conservation,1999,44(1):19

该文章内容提高散播新技术应用新闻资讯，很有可能有转截/引入之状况，若有侵权行为请联络删掉。