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一、引言
在文物考古、博物馆陈列、保管或编目等工作中,为便于对碑碣墓志、石刻造像、古陶砖瓦、铜铁铸器、古代货币、甲骨文字等文物的研究与展览,人们往往把器物上的文字和花纹拓印下来,形成拓片档案[1]。为防止传拓用宣纸渗墨,保持传拓档案的文字轮廓清晰,在拓片制作过程中,通常人们会使用白芨水作为粘合剂,使传拓用纸能较好的固定在被拓物表面,以获得较好的传拓效果。然而,白芨水存在外出携带不便、易发酵变味等问题。目前室外传拓过程中,胶液和水按一定比例调配的溶液(以下称胶液)逐渐替代了白芨水。这种胶液具有可随用随调,简单实用,使用效果良好,即便是在高温条件下也不易滋生霉菌等特点。那么,此种胶液的使用是否会对拓片档案造成不利的影响?目前关于这方面的研究国内外鲜有文献报道,仅见于于华和张胜梅[2]二人研究的胶液作为档案粘合剂的酸碱性、霉变等性能,但未涉及胶液对纸张和字迹耐久性的影响研究。
基于此,为更有效的研究胶液对拓片档案耐久性的影响,本文以得力牌胶液为研究对象,以手工宣纸为模拟拓片档案的载体材料,以西安华山文化用品有限责任公司生产的拓片墨汁为字迹材料,分别开展老化前后胶液对纸张的白度、耐折度、撕裂度、厚度、pH值以及字迹的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐氧化性、耐摩擦性等方面的研究工作。
二、实验部分
(一)材料及仪器
1.材料
胶液(主要成份聚乙烯醇,得力集团有限公司)、HCl(AR,洛阳昊华化学试剂有限公司)、NaOH(AR,天津博迪化工股份有限公司)、H2O2(AR,西安化学试剂厂)、宣纸(安徽泾县明星宣纸厂)、拓片墨汁(西安华山文化用品有限责任公司)。
2.仪器
DCP-MIT135型耐折度仪(四川长江造纸仪器有限责任公司)、WSD-3A型白度色度仪(北京康光仪器有限公司)、PHS-3C型pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)、DCP-HDY04型厚度测定仪(四川长江造纸仪器有限责任公司)、ZB-SL型撕裂度測定仪(杭州纸邦自动化技术有限公司)、KQ-500DE型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)、404-1型红外线干燥箱(上海实验仪器总厂有限公司)、FB224型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)、尺子、托盘等。
(二)实验方法
1.样品的制备
按照胶液:水(体积比)分别为1:100、2:100、3:100、4:100、5:100的比例制备1%、2%、3%、4%、5%的胶液,将200mm×200mm大小宣纸置入上述胶液浸泡10min,取出,自然晾干。空白组用蒸馏水代替胶液作同法处理。
将拓片专用墨汁与不同浓度的胶液按照体积比1:1比例混合,用注射器滴加0.1mL至宣纸上,控制每个样品上的胶液体积基本相等,自然晾干,待用。空白组用拓片墨汁与蒸馏水按照体积比1:1比例混合作同法处理。
2.性能测定
(1)纸张
①白度测试:根据我国国家标准GB/T 7974-87《纸及纸板白度测定法》测试。[3]取宣纸50mm×50mm大小10张,用WSD-3A型白度色度仪测试,记录R457值,取其平均值。
②耐折度测试:根据我国国家标准GB/T2679.5-1995《纸和纸板耐折度的测定》。[4]将宣纸裁成长150mm、宽15mm大小,纵横方向各取20条。调试仪器,设置张力为4.9N,采用耐折度仪进行测试,记录数据,取其平均值。
③撕裂度测试:根据我国国家标准GB/T455.1-1989《纸撕裂度的测定法》测试。[5]将宣纸裁成63mm×50mm大小,纵横方向各取30个,同方向每5张为一组,校准撕裂度测试仪后进行测试,记录数据,取其平均值。
④厚度测试:根据GB/T450-2008《纸和纸板试样的采取及纸样纵横向、正反面的测定》和我国国家标准GB/T451.3《纸张厚度测定》。[6,7]取得样品个数不少于60张,以10张纸样为一组测定,采用厚度测定仪测试,记录数据,取其平均值。
⑤pH值测试:参照国际标准ISO6588进行测试。[8]取1.25g碎片状待测样品置于250mL烧杯中,加入60mL煮沸冷却的蒸馏水,浸泡30min后,超声波清洗器中超声处理30min,温度60℃,功率100W。震荡结束后过滤,用pH计测试,每组纸样测试2次,取其平均值。另测试不同浓度胶液的pH值作为参考。
(2)字迹[9-14]
①耐水性:室温下,将老化前后的字迹样品置于蒸馏水中充分润湿,分别观察并记录字迹样品在20min、40min和60min时的变化情况。
②耐酸性:室温下,将老化前后的字迹样品置于0.1mol/L HCl溶液充分润湿,分别观察并记录样品在20min、40min和60min时的变化情况。
③耐碱性:室温下,将老化前后的字迹样品置于0.1mol/L NaOH溶液充分润湿,分别观察并记录样品在20min、40min和60min时的变化情况。
④耐氧化性:室温下,在洁净的容器中注入60mL ,将老化前后的字迹样品置于1%的H2O2溶液中浸泡,观察并记录样品在20min,40min和60min时的变化情况。
⑤耐摩擦性:将1000N重砣置于字迹样品上方,朝着同一方向均匀施加外力,观察并记录实验现象。
3.人工加速老化
红外光老化:室温、垂直照射距离为180mm,3000W红外灯照射下,将胶液处理过的纸张和字迹进行红外老化,老化时间为8h,取出,冷却至室温,待测。
三、结果与分析
(一)胶液对纸张耐久性的影响
1.白度
不同浓度胶液处理的纸样,白度测试结果见表1。 由表1可知,红外光老化前,经不同浓度胶液处理的纸样白度整体呈下降趋势。经浓度为1%、2%、3%的胶液处理后,纸样白度分别为55.72%、55.87%和55.75%,白度变化范围在0.12~0.15%之内;当胶液浓度增大为4%和5%时,纸样白度呈现出较大幅度的下降趋势,白度分别为55.41%和54.70%,与对照组相比,其数值分别下降了0.33%和1.03%。红外光老化后,纸样白度整体上呈现出随胶液浓度增大而降低的趋势。当胶液浓度在1%~3%范围内,纸样白度几乎无明显变化。当胶液浓度大于3%,胶液对纸样白度的影响逐渐增大。浓度1%和2%的胶液处理的纸样,老化后白度分别降低了0.22%、0.42%,变化幅度小于0.5%;但当胶液浓度大于2%时,其白度变化幅度大于0.5%,且随胶液浓度增大,白度值呈直线下降趋势。这是胶液中的聚乙烯醇(PVAL)在红外光照射下发生降解,降低了纸张白度的缘故。
2.耐折度
不同浓度胶液处理的纸样,耐折度测试结果,见表2。
由图1可知,红外光老化前后,纸样的耐折度随着胶液浓度的增大呈现上升趋势。老化前,随着胶液浓度的增大,纸张横向耐折强度从胶液浓度为0%时的26次增大到胶液浓度为5%时的122次,纵向耐折强度从胶液浓度为0%时的117次增大到胶液浓度为5%时的398次,这表明,胶液的使用可增加纸张纤维强度。然而,经红外光老化后,纸样的耐折度却比老化前明显降低,说明红外光对纸样的耐折度影响较大。
3.撕裂度
不同浓度胶液处理的纸样,撕裂度测试结果,见图2。
由图2可知,老化前,经不同浓度胶液处理的纸样,撕裂度值有所提升,无论横向还是纵向撕裂度值均高于对照组样品,且在胶液浓度为2%时纸样的撕裂度值达到最大,随后出现下降趋势,这是因为随着胶液体积浓度的增加,胶液渗透到纸张内部并在纸张表面形成一层薄膜,提高了纸样的机械强度。
红外老化后,纸样的撕裂度值整体变化趋势与老化前一致,但相同浓度的胶液处理过的纸样,无论是横向还是纵向,撕裂度均较未老化之前有所下降。经浓度为2%胶液处理的纸样,红外老化后横向撕裂度由老化前的216.7mN变为167.1mN,纵向撕裂度则由269.6mN变为234.9mN。当胶液浓度大于2%时,横向撕裂度基本呈现水平趋势,但纵向撕裂度变化幅度较大。由此可见,当胶液浓度大于2%,红外光对纸样的横向撕裂度影响较小,纵向撕裂度影响较大,故胶液的使用浓度应控制在2%左右为宜。
4.厚度
不同浓度胶液处理的纸样,厚度测试结果见图3。
由图3可知,经不同浓度胶液处理的纸样,红外光老化前后其厚度整体上呈现随胶液浓度增大而增大的趋势。老化前,随着胶液浓度的增加,纸张的厚度呈逐渐上升趋势。胶液浓度由0%增大到5%,纸样厚度由0.800mm增大到0.934mm,厚度增大幅度大于0.1mm。这是由于胶液填充在纸张纤维空隙之中,并在纸张表面形成薄膜,使纸张厚度增加。然而,红外光照射8h后,纸样厚度均低于老化之前。空白组老化前厚度为0.800mm,老化后为0.795mm,相差仅为0.005mm;而胶水浓度为1%~5%处理的纸样,老化前纸样厚度分别为0.825mm、0.881mm、0.913mm、0.917mm、0.934mm,老化后其厚度分别为0.801mm、0.870mm、0.888mm、0.910mm、0.906mm,较老化前厚度变化均大于0.005mm。由此可见,胶液在光辐照作用下,聚乙烯醇发生降解,原在纸张表面形成的薄膜发生老化,考虑厚度的变化会引起纸张强度的变化,因而胶液浓度选择在2~4%左右较为适宜。
5. pH值
不同浓度胶液pH值和胶液处理的纸样老化前后pH值测试结果,见图4和表6。
由图4可知,本文所用胶液的pH值在6.0左右,这与文献所记载的得力牌胶液pH值的记录相符[2]。由表6可知,经不同浓度胶液处理的纸样pH值分布范围在8.69~8.81之间,变化幅度较小,即胶液对纸样pH影响变化不大。经红外光老化后,不同浓度胶液处理的纸样,其pH值比未老化前有所下降。浓度为0%、1%、2%、3%、4%、5%的胶液处理的纸样pH值分别降低了0.31、0.13、0.27、0.27、0.25、0.26,除1%胶液处理的纸样外,其它浓度胶液处理的纸样pH值变化幅度在0.25~0.31之间,且变化趋势与老化前大致相同。即光辐照作用下,胶液对纸张的酸度有一定的影响,但其影响在可控范围内。
(二)胶液对字迹耐久性的影响
1.耐水性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐水性测试结果见表2。
由表2可知,老化前,字迹样品的耐水性较好。字迹样品放入水中60min之前无明显变化,60min之后,字迹出现轻微脱落,但无扩散现象。这说明胶液对字迹具有一定的加固作用。经红外光照射8h后,字迹样品均有明显的变黄,变脆的现象。置入蒸馏水中浸泡1min后未出现轻微扩散现象,60min时字迹有明显的脱落现象。这说明,在光辐照作用下,胶液中的聚乙烯醇发生降解,字迹耐水性降低。
2.耐酸性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐酸性测试结果见表3。
无明显变化,浸泡40min后均有不同程度的轻微脱落。经红外光老化后的字迹样品,在0.1mol/L HCl溶液浸泡60min时,字迹出现明显的变黄、脱落现象。
3.耐碱性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐碱性测试结果见表4。
由表4可知,老化前,字迹样品在0.1mol/L NaOH溶液中浸泡,对照组变化最为明显,1min时轻微扩散,20min时轻微脱落,40min~60min时脱落加重。胶液处理的字迹样品在水中浸泡40min之前无明显变化,但在水中浸泡40min后出现轻微脱落的现象。红外光老化后,字迹样品在0.1mol/L NaOH溶液中浸泡,均出现不同程度的变黄、脱落现象。这表明,在红外光辐照前,胶液在字迹表面形成的保护膜对碱性物质具有一定的抵制作用。经红外光照射后,聚乙烯醇自身發生了分解,产生的酸、醛等物质,加速了字迹的老化。 4.耐氧化性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐氧化性测试结果见表5。
由表5可知,老化前,字迹样品在0.1mol/L H2O2溶液中浸泡,对照组变化较大,1min时轻微扩散,20min时扩散加深,40min~60min时扩散并脱落。其它字迹样品均在40min后才出现轻微的脱落现象。红外光老化后,字迹样品出现了不同程度字迹变黄、脱落的现象。
5.耐摩擦性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐摩擦性测试结果见表6。
由表6可知,不同浓度胶液和墨汁混合后制備的字迹字迹样品,经过重物摩擦后均存在字迹脱落现象。其中,对照组的脱落较严重,其它字迹样品也有不同程度的脱落。红外光老化后,字迹样品也有不同程度的脱落,以浓度5%胶液处理的字迹样品最严重,浓度3%胶液处理的字迹样品摩擦程度最轻,而空白字迹样品仅仅出现脱落现象。说明胶液在一定浓度范围内能够加固字迹,增强其耐摩擦性,但红外光辐照后字迹的耐摩擦性降低。
四、结论
(1)胶液对纸张和字迹均有一定程度的影响。浓度为3~5%胶液可提高纸张的耐折度、撕裂度、厚度、pH值,但会降低纸张的白度。浓度为2%~4%胶液可增强字迹的耐水、耐酸、耐碱等性能的作用。红外光老化后,纸张的耐折度、撕裂度、厚度、pH值均较老化前有所降低,字迹的耐水、耐酸、耐碱、耐氧化性、耐摩擦性等性能均不同程度的降低,但均在一定范围内。
(2)为提高拓片档案的耐久性,在拓片档案形成过程中,一定要慎重使用胶液。若野外工作中必须使用胶液,则需要将胶液的浓度范围应控制在2%~4%范围内为宜。
参考文献:
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[4]GB/T2679.5-1995.纸和纸板耐折度的测定[S].北京:中国标准出版社,1995.
[5]GB/T 455-2002 纸和纸板撕裂度的测定[S].北京:中国标准出版社,2002.
[6]GB/T451.3纸张厚度测定[S].北京:中国标准出版社,2005.
[7]GB/T450-2008.纸和纸板试样的采取及纸样纵横向、正反面的测定[S].北京:中国标准出版社,2008.
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[14]国家档案局档案科学技术研究所编.新档案保护技术实用手册[M].北京:中国文史出版社,2013.
基金项目:本文系2019年度甘肃省教育厅项目(项目编号:2019B-123)阶段性研究成果之一;2019年度天水师范学院校级项目“基于创新能力培养的文博专业实验教学体系的建立与实践(CXT2019-04)”阶段性成果;2020年度天水师范学院课程思政项目“示范课程-档案文献遗产保护”阶段性成果。
作者单位:天水师范学院化学工程与技术学院
在文物考古、博物馆陈列、保管或编目等工作中,为便于对碑碣墓志、石刻造像、古陶砖瓦、铜铁铸器、古代货币、甲骨文字等文物的研究与展览,人们往往把器物上的文字和花纹拓印下来,形成拓片档案[1]。为防止传拓用宣纸渗墨,保持传拓档案的文字轮廓清晰,在拓片制作过程中,通常人们会使用白芨水作为粘合剂,使传拓用纸能较好的固定在被拓物表面,以获得较好的传拓效果。然而,白芨水存在外出携带不便、易发酵变味等问题。目前室外传拓过程中,胶液和水按一定比例调配的溶液(以下称胶液)逐渐替代了白芨水。这种胶液具有可随用随调,简单实用,使用效果良好,即便是在高温条件下也不易滋生霉菌等特点。那么,此种胶液的使用是否会对拓片档案造成不利的影响?目前关于这方面的研究国内外鲜有文献报道,仅见于于华和张胜梅[2]二人研究的胶液作为档案粘合剂的酸碱性、霉变等性能,但未涉及胶液对纸张和字迹耐久性的影响研究。
基于此,为更有效的研究胶液对拓片档案耐久性的影响,本文以得力牌胶液为研究对象,以手工宣纸为模拟拓片档案的载体材料,以西安华山文化用品有限责任公司生产的拓片墨汁为字迹材料,分别开展老化前后胶液对纸张的白度、耐折度、撕裂度、厚度、pH值以及字迹的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐氧化性、耐摩擦性等方面的研究工作。
二、实验部分
(一)材料及仪器
1.材料
胶液(主要成份聚乙烯醇,得力集团有限公司)、HCl(AR,洛阳昊华化学试剂有限公司)、NaOH(AR,天津博迪化工股份有限公司)、H2O2(AR,西安化学试剂厂)、宣纸(安徽泾县明星宣纸厂)、拓片墨汁(西安华山文化用品有限责任公司)。
2.仪器
DCP-MIT135型耐折度仪(四川长江造纸仪器有限责任公司)、WSD-3A型白度色度仪(北京康光仪器有限公司)、PHS-3C型pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)、DCP-HDY04型厚度测定仪(四川长江造纸仪器有限责任公司)、ZB-SL型撕裂度測定仪(杭州纸邦自动化技术有限公司)、KQ-500DE型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)、404-1型红外线干燥箱(上海实验仪器总厂有限公司)、FB224型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)、尺子、托盘等。
(二)实验方法
1.样品的制备
按照胶液:水(体积比)分别为1:100、2:100、3:100、4:100、5:100的比例制备1%、2%、3%、4%、5%的胶液,将200mm×200mm大小宣纸置入上述胶液浸泡10min,取出,自然晾干。空白组用蒸馏水代替胶液作同法处理。
将拓片专用墨汁与不同浓度的胶液按照体积比1:1比例混合,用注射器滴加0.1mL至宣纸上,控制每个样品上的胶液体积基本相等,自然晾干,待用。空白组用拓片墨汁与蒸馏水按照体积比1:1比例混合作同法处理。
2.性能测定
(1)纸张
①白度测试:根据我国国家标准GB/T 7974-87《纸及纸板白度测定法》测试。[3]取宣纸50mm×50mm大小10张,用WSD-3A型白度色度仪测试,记录R457值,取其平均值。
②耐折度测试:根据我国国家标准GB/T2679.5-1995《纸和纸板耐折度的测定》。[4]将宣纸裁成长150mm、宽15mm大小,纵横方向各取20条。调试仪器,设置张力为4.9N,采用耐折度仪进行测试,记录数据,取其平均值。
③撕裂度测试:根据我国国家标准GB/T455.1-1989《纸撕裂度的测定法》测试。[5]将宣纸裁成63mm×50mm大小,纵横方向各取30个,同方向每5张为一组,校准撕裂度测试仪后进行测试,记录数据,取其平均值。
④厚度测试:根据GB/T450-2008《纸和纸板试样的采取及纸样纵横向、正反面的测定》和我国国家标准GB/T451.3《纸张厚度测定》。[6,7]取得样品个数不少于60张,以10张纸样为一组测定,采用厚度测定仪测试,记录数据,取其平均值。
⑤pH值测试:参照国际标准ISO6588进行测试。[8]取1.25g碎片状待测样品置于250mL烧杯中,加入60mL煮沸冷却的蒸馏水,浸泡30min后,超声波清洗器中超声处理30min,温度60℃,功率100W。震荡结束后过滤,用pH计测试,每组纸样测试2次,取其平均值。另测试不同浓度胶液的pH值作为参考。
(2)字迹[9-14]
①耐水性:室温下,将老化前后的字迹样品置于蒸馏水中充分润湿,分别观察并记录字迹样品在20min、40min和60min时的变化情况。
②耐酸性:室温下,将老化前后的字迹样品置于0.1mol/L HCl溶液充分润湿,分别观察并记录样品在20min、40min和60min时的变化情况。
③耐碱性:室温下,将老化前后的字迹样品置于0.1mol/L NaOH溶液充分润湿,分别观察并记录样品在20min、40min和60min时的变化情况。
④耐氧化性:室温下,在洁净的容器中注入60mL ,将老化前后的字迹样品置于1%的H2O2溶液中浸泡,观察并记录样品在20min,40min和60min时的变化情况。
⑤耐摩擦性:将1000N重砣置于字迹样品上方,朝着同一方向均匀施加外力,观察并记录实验现象。
3.人工加速老化
红外光老化:室温、垂直照射距离为180mm,3000W红外灯照射下,将胶液处理过的纸张和字迹进行红外老化,老化时间为8h,取出,冷却至室温,待测。
三、结果与分析
(一)胶液对纸张耐久性的影响
1.白度
不同浓度胶液处理的纸样,白度测试结果见表1。 由表1可知,红外光老化前,经不同浓度胶液处理的纸样白度整体呈下降趋势。经浓度为1%、2%、3%的胶液处理后,纸样白度分别为55.72%、55.87%和55.75%,白度变化范围在0.12~0.15%之内;当胶液浓度增大为4%和5%时,纸样白度呈现出较大幅度的下降趋势,白度分别为55.41%和54.70%,与对照组相比,其数值分别下降了0.33%和1.03%。红外光老化后,纸样白度整体上呈现出随胶液浓度增大而降低的趋势。当胶液浓度在1%~3%范围内,纸样白度几乎无明显变化。当胶液浓度大于3%,胶液对纸样白度的影响逐渐增大。浓度1%和2%的胶液处理的纸样,老化后白度分别降低了0.22%、0.42%,变化幅度小于0.5%;但当胶液浓度大于2%时,其白度变化幅度大于0.5%,且随胶液浓度增大,白度值呈直线下降趋势。这是胶液中的聚乙烯醇(PVAL)在红外光照射下发生降解,降低了纸张白度的缘故。
2.耐折度
不同浓度胶液处理的纸样,耐折度测试结果,见表2。
由图1可知,红外光老化前后,纸样的耐折度随着胶液浓度的增大呈现上升趋势。老化前,随着胶液浓度的增大,纸张横向耐折强度从胶液浓度为0%时的26次增大到胶液浓度为5%时的122次,纵向耐折强度从胶液浓度为0%时的117次增大到胶液浓度为5%时的398次,这表明,胶液的使用可增加纸张纤维强度。然而,经红外光老化后,纸样的耐折度却比老化前明显降低,说明红外光对纸样的耐折度影响较大。
3.撕裂度
不同浓度胶液处理的纸样,撕裂度测试结果,见图2。
由图2可知,老化前,经不同浓度胶液处理的纸样,撕裂度值有所提升,无论横向还是纵向撕裂度值均高于对照组样品,且在胶液浓度为2%时纸样的撕裂度值达到最大,随后出现下降趋势,这是因为随着胶液体积浓度的增加,胶液渗透到纸张内部并在纸张表面形成一层薄膜,提高了纸样的机械强度。
红外老化后,纸样的撕裂度值整体变化趋势与老化前一致,但相同浓度的胶液处理过的纸样,无论是横向还是纵向,撕裂度均较未老化之前有所下降。经浓度为2%胶液处理的纸样,红外老化后横向撕裂度由老化前的216.7mN变为167.1mN,纵向撕裂度则由269.6mN变为234.9mN。当胶液浓度大于2%时,横向撕裂度基本呈现水平趋势,但纵向撕裂度变化幅度较大。由此可见,当胶液浓度大于2%,红外光对纸样的横向撕裂度影响较小,纵向撕裂度影响较大,故胶液的使用浓度应控制在2%左右为宜。
4.厚度
不同浓度胶液处理的纸样,厚度测试结果见图3。
由图3可知,经不同浓度胶液处理的纸样,红外光老化前后其厚度整体上呈现随胶液浓度增大而增大的趋势。老化前,随着胶液浓度的增加,纸张的厚度呈逐渐上升趋势。胶液浓度由0%增大到5%,纸样厚度由0.800mm增大到0.934mm,厚度增大幅度大于0.1mm。这是由于胶液填充在纸张纤维空隙之中,并在纸张表面形成薄膜,使纸张厚度增加。然而,红外光照射8h后,纸样厚度均低于老化之前。空白组老化前厚度为0.800mm,老化后为0.795mm,相差仅为0.005mm;而胶水浓度为1%~5%处理的纸样,老化前纸样厚度分别为0.825mm、0.881mm、0.913mm、0.917mm、0.934mm,老化后其厚度分别为0.801mm、0.870mm、0.888mm、0.910mm、0.906mm,较老化前厚度变化均大于0.005mm。由此可见,胶液在光辐照作用下,聚乙烯醇发生降解,原在纸张表面形成的薄膜发生老化,考虑厚度的变化会引起纸张强度的变化,因而胶液浓度选择在2~4%左右较为适宜。
5. pH值
不同浓度胶液pH值和胶液处理的纸样老化前后pH值测试结果,见图4和表6。
由图4可知,本文所用胶液的pH值在6.0左右,这与文献所记载的得力牌胶液pH值的记录相符[2]。由表6可知,经不同浓度胶液处理的纸样pH值分布范围在8.69~8.81之间,变化幅度较小,即胶液对纸样pH影响变化不大。经红外光老化后,不同浓度胶液处理的纸样,其pH值比未老化前有所下降。浓度为0%、1%、2%、3%、4%、5%的胶液处理的纸样pH值分别降低了0.31、0.13、0.27、0.27、0.25、0.26,除1%胶液处理的纸样外,其它浓度胶液处理的纸样pH值变化幅度在0.25~0.31之间,且变化趋势与老化前大致相同。即光辐照作用下,胶液对纸张的酸度有一定的影响,但其影响在可控范围内。
(二)胶液对字迹耐久性的影响
1.耐水性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐水性测试结果见表2。
由表2可知,老化前,字迹样品的耐水性较好。字迹样品放入水中60min之前无明显变化,60min之后,字迹出现轻微脱落,但无扩散现象。这说明胶液对字迹具有一定的加固作用。经红外光照射8h后,字迹样品均有明显的变黄,变脆的现象。置入蒸馏水中浸泡1min后未出现轻微扩散现象,60min时字迹有明显的脱落现象。这说明,在光辐照作用下,胶液中的聚乙烯醇发生降解,字迹耐水性降低。
2.耐酸性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐酸性测试结果见表3。
无明显变化,浸泡40min后均有不同程度的轻微脱落。经红外光老化后的字迹样品,在0.1mol/L HCl溶液浸泡60min时,字迹出现明显的变黄、脱落现象。
3.耐碱性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐碱性测试结果见表4。
由表4可知,老化前,字迹样品在0.1mol/L NaOH溶液中浸泡,对照组变化最为明显,1min时轻微扩散,20min时轻微脱落,40min~60min时脱落加重。胶液处理的字迹样品在水中浸泡40min之前无明显变化,但在水中浸泡40min后出现轻微脱落的现象。红外光老化后,字迹样品在0.1mol/L NaOH溶液中浸泡,均出现不同程度的变黄、脱落现象。这表明,在红外光辐照前,胶液在字迹表面形成的保护膜对碱性物质具有一定的抵制作用。经红外光照射后,聚乙烯醇自身發生了分解,产生的酸、醛等物质,加速了字迹的老化。 4.耐氧化性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐氧化性测试结果见表5。
由表5可知,老化前,字迹样品在0.1mol/L H2O2溶液中浸泡,对照组变化较大,1min时轻微扩散,20min时扩散加深,40min~60min时扩散并脱落。其它字迹样品均在40min后才出现轻微的脱落现象。红外光老化后,字迹样品出现了不同程度字迹变黄、脱落的现象。
5.耐摩擦性
不同浓度胶液处理的字迹样品,耐摩擦性测试结果见表6。
由表6可知,不同浓度胶液和墨汁混合后制備的字迹字迹样品,经过重物摩擦后均存在字迹脱落现象。其中,对照组的脱落较严重,其它字迹样品也有不同程度的脱落。红外光老化后,字迹样品也有不同程度的脱落,以浓度5%胶液处理的字迹样品最严重,浓度3%胶液处理的字迹样品摩擦程度最轻,而空白字迹样品仅仅出现脱落现象。说明胶液在一定浓度范围内能够加固字迹,增强其耐摩擦性,但红外光辐照后字迹的耐摩擦性降低。
四、结论
(1)胶液对纸张和字迹均有一定程度的影响。浓度为3~5%胶液可提高纸张的耐折度、撕裂度、厚度、pH值,但会降低纸张的白度。浓度为2%~4%胶液可增强字迹的耐水、耐酸、耐碱等性能的作用。红外光老化后,纸张的耐折度、撕裂度、厚度、pH值均较老化前有所降低,字迹的耐水、耐酸、耐碱、耐氧化性、耐摩擦性等性能均不同程度的降低,但均在一定范围内。
(2)为提高拓片档案的耐久性,在拓片档案形成过程中,一定要慎重使用胶液。若野外工作中必须使用胶液,则需要将胶液的浓度范围应控制在2%~4%范围内为宜。
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基金项目:本文系2019年度甘肃省教育厅项目(项目编号:2019B-123)阶段性研究成果之一;2019年度天水师范学院校级项目“基于创新能力培养的文博专业实验教学体系的建立与实践(CXT2019-04)”阶段性成果;2020年度天水师范学院课程思政项目“示范课程-档案文献遗产保护”阶段性成果。
作者单位:天水师范学院化学工程与技术学院