于書大 張金萍 鄭冬青 蔣 弼 張玉芝

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·圖書脫酸·

圖書脫酸保護研究

于書大 張金萍*鄭冬青 蔣 弼 張玉芝

(紙質文物保護國家文物局重點科研基地,近現(xiàn)代紙質文獻脫酸保護技術文化部重點實驗室,南京博物院，江蘇南京,210016)

以3本民國時期出版的油墨印刷的圖書為研究對象,采用以納米氫氧化鎂為主要堿性物質的膠體脫酸液,輔以真空浸漬、真空微波預干燥和真空冷凍穩(wěn)形干燥相結合的工藝對3本圖書進行脫酸處理。結果表明,采用以納米氫氧化鎂為主體的膠體脫酸液,適于民國時期油墨印刷圖書的脫酸處理,可有效提高已酸化圖書的pH值；采用真空微波預干燥和真空冷凍穩(wěn)形干燥相結合的干燥工藝比單獨采用真空微波干燥的安全性大幅提高,也比單獨采取真空冷凍干燥的處理效率大幅提升。

民國圖書；脫酸；納米氫氧化鎂

民國時期我國圖書出版事業(yè)發(fā)生了較大的變革,書籍的裝幀形式、紙張種類、開本、版式、裝訂形式、寫印色料、印刷方式等與以往圖書有很大的差別。這一時期,正是引進西方機械造紙技術的初期,造紙原料與傳統(tǒng)的手工造紙原料差別較大、造紙工藝不夠成熟,為追求生產(chǎn)效率,滿足社會需求,大量化學品的使用造成了這一時期的圖書與我國傳統(tǒng)手工紙制作的書籍保存狀態(tài)相差甚遠。紙張酸化是這一時期圖書殘損的主要原因。因此,根據(jù)民國時期出版圖書自身的紙張、裝訂形式等特點研究出適合其材質和特征的脫酸材料和工藝是文獻保護工作者一直努力解決的難題。

目前,國際上比較常用的脫酸方法有氣相脫酸法、有機溶劑脫酸法和水溶液脫酸法[1-3],其中氣相脫酸法只具有脫酸效果,而不能對紙張進行加固,并且所使用的材料對環(huán)境不友好；有機溶劑脫酸法雖然可以將脫酸和加固相結合起來,但有機溶劑的強溶解性和易燃、易爆性,使其應用受到限制。

水溶液脫酸法是最原始的脫酸法,最初人們用它來脫酸處理單頁紙張。如果對整本圖書進行脫酸處理,都先要將書拆開成單頁進行處理,處理完成后再重新裝訂,因此處理時間長,費時費力,而且紙張容易皺縮。水溶液脫酸法的主要優(yōu)點是可以實現(xiàn)脫酸、加固、清洗同步等多種功能,具有對環(huán)境安全、易于普及推廣、符合我國國情的優(yōu)點。如果水溶液脫酸法能夠解決整本圖書脫酸這個瓶頸問題,將會具有非常廣泛的應用前景。目前許多國家的科研機構通過多年的實踐比較,較為關注水溶液脫酸法的研究。南京博物院的科研團隊以3本民國時期出版的圖書為研究對象,采用水溶液脫酸法對其進行脫酸處理,并對脫酸效果進行了評估。

表1 3本圖書基本信息表

1 圖書保存現(xiàn)狀的調(diào)查與評估

1.1 現(xiàn)狀調(diào)查

3本圖書均為民國時期的出版物,機制紙、平裝、油墨印刷。書籍尺寸、厚薄不一,基本信息情況見表1。從外觀看,3本書的封面、書脊和書頁都有不同程度的破壞。《清代樸學大師列傳》前后有扉頁,裝訂形式為漿背、三眼線裝,書脊部分失膠、殘破,書口下端由于經(jīng)常翻閱,部分紙張出現(xiàn)殘損,見圖1?！秶駥W校教師手冊》采用六根細線三眼線裝,書脊有破損,有少量施膠,裝訂結構偏弱,紙張黃化現(xiàn)象呈現(xiàn)四周顏色深、內(nèi)部顏色偏淡的特點。《新興的世界教育思潮》一書前后有扉頁,采用四眼馬蹄釘裝訂,馬蹄釘已銹蝕斷裂,并有部分仍然殘留在破損嚴重的書脊里,馬蹄釘產(chǎn)生的銹蝕使紙張顏色變黑,見圖2。該書紙張較厚,施膠度較高,紙張黃化現(xiàn)象與前兩本書相比較輕。

圖1 《清代樸學大師列傳》邊角脆化殘缺

圖2 《新興的世界教育思潮》馬蹄釘銹蝕、斷裂

1.2 分析檢測

(1)前期整理

在對每本書進行分析檢測前,先在通風除塵柜里用軟毛刷對其進行除塵處理。

(2)表面pH值測試

采用ORION 3 STAR表面臺式pH值測定儀對每本書封面和書籍中、后部分別隨機抽取一頁作為測試對象,每頁紙上再取左上角、中心、右下角3個點進行測試,以期更加全面反映圖書酸化的狀況,測試結果見表2。

(3)紙張吸水能力測試

從3本圖書中間,各挑選一頁紙,在空白處用滴管滴一滴水,觀察水在紙張表面擴散情況。《清代樸學大師列傳》和《國民學校教師手冊》兩本書中紙張上的水很快就擴散?！缎屡d的世界教育思潮》紙張上的水開始一直保持水滴狀,幾分鐘后才慢慢擴散。說明《清代樸學大師列傳》和《國民學校教師手冊》兩本書的紙張吸水能力強,《新興的世界教育思潮》紙張吸水能力弱。該現(xiàn)象也說明了《新興的世界教育思潮》一書的施膠度較其他兩本書的要高。

(4)字跡溶解性測試

用棉簽蘸取蒸餾水,對字跡部位進行輕輕擦拭,均無掉色現(xiàn)象,說明3本書的寫印色料均不溶于水。

1.3 酸化評估

從表2中3本圖書脫酸前的pH值檢測結果來看,《清代檏學大師列傳》封面酸化最嚴重,其次是該書籍的后半部分；《新興的世界教育思潮》一書,3個測試位置酸化狀況比較接近,但檢測的每頁紙中間位置比其他兩個位置的酸化程度都高；《國民學校教師手冊》書籍中間頁和書籍偏后頁酸化程度比封面要高。3本書除了《國民學校教師手冊》封面外,其他部位的pH值都低于5,說明3本圖書酸化都很嚴重。

表2 3本圖書脫酸前后pH值檢測結果

注 中間是指書籍中間隨機挑取的一頁。后部是指書籍的后半部分隨機挑取的一頁。

2 脫酸保護處理

2.1 處理原則

(1)脫酸處理后pH值在7.0～9.5范圍內(nèi)。

(2)脫酸處理對原有文字、圖案等無影響。

(3)脫酸處理后紙張有一定的堿性緩沖能力。

(4)脫酸處理后的殘留物無異味,對環(huán)境友好。

(5)脫酸處理后圖書的外觀形狀等不能有較大改變。

(6)脫酸材料和工藝不能對紙張帶來二次破壞。

2.2 脫酸工藝路線

預修復→上夾具→真空浸漬→真空微波預干燥→真空冷凍干燥→ 分析檢測→ 修復→ 封裝、入庫

2.3 脫酸材料的選擇

根據(jù)分析檢測結果和脫酸處理原則,3本書均以南京博物院自行研制的NJ-B1脫酸液為基礎脫酸液,其主要成分是納米氫氧化鎂和表面活性劑[4-5]。然后根據(jù)每本書的各自特點,再在基礎脫酸液中復配相應的成分,改善其處理效果?！肚宕鷺銓W大師列傳》和《國民學校教師手冊》紙張強度低,脆化嚴重,處理時采用具有加固和清洗作用的復配脫酸液NJ-B2(在基礎脫酸液基礎上添加羥乙基纖維素)作為脫酸液?！缎屡d的世界教育思潮》一書紙張施膠度較高,處理時采用具有提高滲透作用的復配脫酸液NJ-B3(在基礎脫酸液基礎上添加表面潤濕劑)作為脫酸液。

2.4 處理步驟

2.4.1 預修復

3本書均有一定程度的破損,尤其是書脊部位。脫酸處理前,先用漿糊對破損嚴重的部位進行回貼,防止破損部位在脫酸處理過程中掉落。

2.4.2 真空浸漬處理

(1)展開書籍

《清代樸學大師列傳》和《國民學校教師手冊》兩本書都比較厚,前者厚度為1.7 cm,后者厚度為2.1 cm。《新興的世界教育思潮》一書雖然厚度只有1.1 cm,但紙張施膠度較高。因此,3本書如果采用平面夾具,很難到達理想的脫酸效果。為了使脫酸液能很好地浸潤到書籍中的每個部位,需要借助于特制的夾具使書籍呈扇狀張開一定的角度,利于脫酸液的滲透。

(2)浸漬脫酸處理

采用真空浸漬系統(tǒng)對3本圖書進行脫酸處理。將3本書分別放入夾具,然后按圖3所示放入盛有脫酸液的真空浸漬箱中。《國民學校教師手冊》和《清代檏學大師列傳》用NJ-B2脫酸液,《新興的世界教育思潮》用NJ-B3脫酸液,分別進行浸漬脫酸處理。

圖3 浸漬脫酸處理

圖4 真空微波干燥系統(tǒng)

圖5 《新興的世界教育思潮》處理后圖片

浸漬處理時先蓋好浸漬箱的蓋子,啟動真空泵,抽真空。當真空度達到設定值后,真空泵停止工作,真空系統(tǒng)開始保壓,達到保壓時間后,真空系統(tǒng)閥門緩緩打開,空氣注入浸漬箱直至大氣壓。達到設定時間后,真空泵再次啟動,當真空系統(tǒng)的真空度再次達到設定值后,真空系統(tǒng)開始進入保壓的下一個循環(huán)。一次循環(huán)耗時5 min左右。

根據(jù)書的厚度、紙張尺寸及施膠劑情況,設置多次重復抽、放真空的操作,可以使脫酸液很好地滲透到書籍的各個部位。本實驗中《國民學校教師手冊》和《清代檏學大師列傳》共進行了6次循環(huán),《新興的世界教育思潮》共進行了8次循環(huán)。

2.4.3 真空干燥處理

為使經(jīng)過脫酸浸漬處理的圖書實現(xiàn)高效、安全干燥,整個干燥過程分為真空微波預干燥和真空冷凍穩(wěn)形干燥兩個階段。利用真空微波干燥技術的高效脫水優(yōu)勢進行前期預干燥處理,可以縮短處理時間,降低成本,提高處理效率。當圖書干燥到一定程度時,從紙張的形狀穩(wěn)定性和安全性方面考慮,再轉入真空冷凍干燥技術來完成后期的穩(wěn)形干燥,該處理技術兼顧了效率和安全性的雙重需要。

(1)預干燥——真空微波干燥

采用南京博物院自行研制的真空微波干燥系統(tǒng)進行預干燥處理,該系統(tǒng)是一種自帶稱量和光纖測溫相結合的干燥系統(tǒng),可以安全、有效地對紙質文獻進行干燥。具體操作時,首先將脫酸完成后的圖書從浸漬設備中取出,將書放入平面夾板內(nèi)固定好,讓水分自然瀝出一部分,然后放入真空微波干燥箱中干燥,見圖4。

根據(jù)書的厚度、材質等設定真空微波干燥系統(tǒng)的真空度、溫度、微波功率及預期脫水率等工藝參數(shù),并輸入浸漬前后圖書的質量,設定好各項參數(shù)后開啟設備。設備會自動根據(jù)溫度、書籍質量等工藝參數(shù)的變化,實時調(diào)節(jié)微波輸出。開始干燥時,由于書籍中水分較多,使用的功率較大,可以實現(xiàn)快速脫水的目的。當水分降到一定程度時,控制程序將自動調(diào)低微波功率,當達到程序設定的最高溫度極限或設定的含水率A時,控制程序會自動切斷微波輸出,轉入單一的真空干燥,直至達到設定的含水率B,完成整個預干燥過程。

《國民學校教師手冊》和《清代檏學大師列傳》兩本書,由于沒有金屬裝訂材料,將它們作為一組,設定的預期脫水率為80%?！缎屡d的世界教育思潮》書籍里殘留有金屬裝訂材料,單獨作為一組進行干燥,設定的預期脫水率為70%。之所以將有金屬裝訂材料的書籍單獨進行處理,并將其預期脫水率設定的比另外一組圖書的要低,是基于紙張安全性的考慮。該階段兩組圖書真空微波干燥處理過程耗時分別為50 min和35 min左右。

(2)穩(wěn)形干燥——真空冷凍干燥

真空冷凍干燥處理采用的是南京博物院和南京某高校合作研制的設備。將預干燥完成的含水率在20%左右的《國民學校教師手冊》和《清代檏學大師列傳》兩本書作為一組,含水率在30%左右的《新興的世界教育思潮》單獨作為一組,進行后期真空冷凍干燥處理。

首先對書籍進行快速低溫預凍,然后根據(jù)凍干升華曲線進行真空冷凍干燥。根據(jù)事先設定的溫度值啟動加熱板,以梯度加熱的方式進行真空冷凍干燥。最后通過監(jiān)測溫度和質量變化來判斷干燥結束時間[6]。本實驗中,兩組真空冷凍干燥耗時均為26 h左右。

真空冷凍干燥結束后,將圖書取出,放在室溫環(huán)境下穩(wěn)定一段時間,消除凍干對紙張產(chǎn)生的應力,均衡紙張纖維內(nèi)部的水分分布,讓書籍與保存環(huán)境之間達到平衡,更有利于書籍的形穩(wěn)定性。待書籍穩(wěn)定后,對脫酸后的3本書籍再進行表面pH值檢測,檢測部位與脫酸前的位置一致,檢測結果見表2。圖5為《新興的世界教育思潮》處理后的圖片。

3 結 論

以3本不同施膠度的民國時期油墨印刷的圖書為研究對象，采用納米氫氧化鎂為主要成分的脫酸液，輔以真空浸漬、真空微波預干燥和真空冷凍穩(wěn)形干燥相結合的工藝對3本圖書進行了脫酸處理。

(1)從pH值檢測結果可看出,3本圖書脫酸后pH值較為均勻,且范圍都在7.5～9.5之間,說明采用以納米氫氧化鎂為主體的脫酸液,適用于以油墨印刷的民國圖書的脫酸處理,脫酸效果符合要求；采用特殊夾具,使書籍呈一定角度張開,可保證整本圖書脫酸處理效果的均勻性。

(2)從外觀看,3本圖書都比脫酸前干凈,紙張黃化現(xiàn)象有所減輕,說明水溶液脫酸法在實現(xiàn)脫酸的同時,可以通過在溶液中復配其他成分,對紙張起到清洗、加固等多種效果。

(3)采用納米氫氧化鎂為主體的脫酸液處理后的圖書,其表面不會出現(xiàn)泛白現(xiàn)象,說明納米氫氧化鎂的粒徑非常小、容易分散,可以在紙張上有堿性殘留,但又不會在紙張表面有白色物質凝聚析出。

(4)采用真空微波預干燥和真空冷凍穩(wěn)形干燥相結合的干燥工藝比單獨采用真空微波干燥的安全性大幅提高,也比單獨采取真空冷凍干燥的處理效率大幅提升。

(5)雖然采取了兩步干燥法,但是《國民學校教師手冊》一書中部分紙張還是出現(xiàn)了少量不平整現(xiàn)象。從國內(nèi)外應用情況來看,無論是氣相脫酸法、有機溶劑脫酸法還是水溶液脫酸法,脫酸后紙張出現(xiàn)皺縮的現(xiàn)象都有存在,這也是今后脫酸工作需要解決的問題。

[1] ZHANG Jin-ping. Thoughts on acidification crisis and prevention of modern literature[J]. Sciences of Conservation and Archaeology, 2008, 20(S1): 95. 張金萍. 近現(xiàn)代文獻酸化危機與防治思考[J]. 文物保護與考古科學, 2008, 20(S1)： 95.

[2] LI Jing-ren, ZHOU Cong-run. Acidification and anti-acidification of China Ancient Literatures[J]. Journal of Library Science in China, 2002(5): 80. 李景仁, 周崇潤. 中國古籍文獻的酸化與防酸化[J]. 中國圖書館學報, 2002(5)： 80.

[3] ZHENG Dong-qing, ZHANG Jin-ping, CHEN Xiao-li, et al. Deacidification of the Whole Book Without Separation by Immersion[J]. China Pulp & Paper, 2009, 28(10): 34. 鄭冬青, 張金萍, 陳瀟俐, 等. 整本圖書水溶液法脫酸研究[J]. 中國造紙, 2009, 28(10)： 34.

[4] Zheng Dong-qing, Zhang Jin-ping, Wang He-yun. Nanomaterials for Modern Books deacidification[G]//Library Society of China. Annual Conference Proceedings of the Library Society of China(2012). Beijing: National Library Press, 2012. 鄭冬青, 張金萍, 王鶴云. 納米材料在近現(xiàn)代圖書文獻脫酸中的應用研究[G]//中國圖書館學會. 中國圖書館學會年會論文集(2012年卷). 北京： 國家圖書館出版社, 2012.

[5] WANG He-yun, LU Gang, ZHANG Jin-ping, et al. Deacidification of Paper Based Cultural Relics Using Nano-Mg(OH)2[J]. China Pulp & Paper, 2012, 31(3): 36. 王鶴云, 魯 鋼, 張金萍, 等. 納米氫氧化鎂應用于紙質文物的脫酸[J]. 中國造紙, 2012, 31(3)： 36.

(責任編輯：董鳳霞)

Research on Deacidification Conservation of Books

YU Shu-da ZHANG Jin-ping*ZHENG Dong-qing JIANG Bi ZHANG Yu-zhi

(KeyScientificResearchBaseofPaperConservation,StateAdministrationforCulturalHeritage,KeyLabofPaperLiteraturesDeacidificationConservationinNeotericandModernChina,MinistryofCulture,NanjingMuseum,Nanjing,JiangsuProvince, 210016)

Three Republican period books printed with ink and with different sizing degree were studied in this article. They were treated by water-soluble deacidification liquor mainly containing nano magnesium hydroxide, and combining vacuum impregnation, vacuum microwave-predrying and vacuum freezing-drying. It was proved that water-soluble deacidification liquor, mainly contained nano magnesium hydroxide, was suitable for deacidification of the ink-printed books of Republican period, and this method was effective in increasing pH values of the books which have been acidified. Drying process of vacuum microwave-preheating combined with vacuum freezing-drying was much safer than only adopting vacuum microwave-drying, and much more effective than only adopting vacuum freezing-drying．

Republican period books; deacidification; nano magnesium hydrate

于書大先生，館員；主要研究方向：紙質文物保護、書畫裝裱與修復。

2016- 06-17(修改稿)

本課題得到國家科技支撐計劃課題(2014BAK09B05)資助。

K876.9

A

10.11980/j.issn.0254- 508X.2016.11.004

*通信作者：張金萍女士，E-mail:33217924@qq.com。

(*E-mail: 33217924@qq.com)