一种用于圆珠笔和复写纸字迹的加固液及加固方法.pdf

本发明公开了一种用于圆珠笔和复写纸字迹的加固液及加固方法，该加固液由A组分和B组分组成，其中A组分由磷钨酸、磷酸、乙醇、蒸馏水按质量比为1:1～3:40～60:10～15混合而成，B组分由甲醇与氢氧化钡按质量比为40～60:3在120±5℃搅拌回流3～4小时制成；使用时先蘸取加固液中的A组分，均匀涂布于圆珠笔或复写纸字迹上，吹干后再涂布加固液中的B组分。本发明加固液使用方法简单，不但可以解决用圆珠笔书写的档案字迹和复写纸字迹的淡色、褪色问题，而且不破坏纸张机械强度，对纸张有良好的保护作用，并可有效缓解、抑制酸对纸质文物的侵害，对于圆珠笔和复写纸书写的档案字迹的长久保存具有重要意义。

权利要求书
1.  一种用于圆珠笔和复写纸字迹的加固液，其特征在于：该加固液由A组分 和B组分组成，其中A组分由磷钨酸、磷酸、乙醇、蒸馏水按质量比为1:1～3:40～ 60:10～15混合而成，B组分由甲醇与氢氧化钡按质量比为40～60:3在120±5℃搅 拌回流3～4小时制成。

2.  根据权利要求1所述的用于圆珠笔和复写纸字迹的加固液，其特征在于： 所述的A组分由磷钨酸、磷酸、乙醇、蒸馏水按质量比为1:2:50:12.5混合而成。

3.  根据权利要求1所述的用于圆珠笔和复写纸字迹的加固液，其特征在于： 所述的B组分由甲醇与氢氧化钡按质量比为50:3在120±5℃搅拌回流3～4小时制 成。

4.  一种采用权利要求1中的加固液加固圆珠笔和复写纸字迹的方法，其特征 在于它由下述步骤组成：
(1)用镊子夹住脱脂棉蘸取加固液中的A组分，均匀涂布于圆珠笔或复写纸 字迹上，自然风干或用吹风机吹干；
(2)用镊子夹住脱脂棉蘸取加固液中的B组分，均匀涂布于圆珠笔或复写纸 字迹上，自然风干或用吹风机吹干，再重复涂布B组分1～3次。

说明书一种用于圆珠笔和复写纸字迹的加固液及加固方法
技术领域
本发明属于档案字迹加固技术领域，具体涉及一种针对圆珠笔和复写纸字迹褪 色的加固液及其加固方法。
背景技术
圆珠笔和复写纸等字迹材料均属于不耐久字迹材料，字迹材料的色素成份大多 是油溶性染料，这些染料可以溶解于油。而作为溶剂的油、蜡熔点一般都不高，稍 遇高温，易液化成液体，色素也随之带出，出现油渗，并发生扩散。并且染料的性 能很不稳定，不耐光、不耐氧化、不耐酸碱，因此在光、氧化剂、温度不适和酸碱 等因素作用下，字迹色素中的有机染料就会发生化学变化，从而造成字迹的褪变。 因此，以此种字迹书写的档案很难长久保存，例如，在五、六十年代的档案文件材 料中，发现这种字迹淡化、褪色、渗化现象很多，甚至有的档案因字迹无法阅读造 成无法挽回的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以有效解决用圆珠笔和复写纸书 写的档案字迹易淡色、褪色、渗化等问题，同时不破坏纸张机械强度，且对纸张有 良好的保护作用，可有效缓解、抑制光照、酸以及所处环境不当对纸质文物造成侵 害的加固液，以及使用该加固液加固圆珠笔和复写纸字迹的方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：该加固液由A组分和B组分组成， 其中A组分由磷钨酸、磷酸、乙醇、蒸馏水按质量比为1:1～3:40～60:10～15混 合而成，B组分由甲醇与氢氧化钡按质量比为40～60:3在120±5℃搅拌回流3～4 小时制成。
上述的A组分优选由磷钨酸、磷酸、乙醇、蒸馏水按质量比为1:2:50:12.5混 合而成，B组分优选由甲醇与氢氧化钡按质量比为50:3在120±5℃搅拌回流3～4 小时制成。
采用本发明加固液加固圆珠笔和复写纸字迹的方法如下：
1、用镊子夹住脱脂棉蘸取加固液中的A组分，均匀涂布于圆珠笔或复写纸字 迹上，自然风干或用吹风机吹干。
2、用镊子夹住脱脂棉蘸取加固液中的B组分，均匀涂布于圆珠笔或复写纸字 迹上，自然风干或用吹风机吹干，再重复涂布B组分1～3次。
本发明首先将加固液中的磷酸和磷钨酸留在纸张上，然后使加固液中的氢氧化 钡与磷酸、磷钨酸反应形成一层保护膜，从而很好的将圆珠笔和复写纸书写的字迹 颜色保持在纸张上面。实验结果表明，采用本发明加固液和加固方法加固后的圆珠 笔油墨和复写纸经人工模拟紫外老化、干热老化、湿热老化和酸化试验后，能够很 好的保持圆珠笔油墨和复写纸本身的颜色，色差小、染料基本不褪色，而且不会破 坏纸张的性能，加固后的纸张的各项机械强度值保持率高。
本发明加固液使用方法简单，不但可以解决用圆珠笔书写的档案字迹和复写纸字 迹的淡色、褪色问题，而且可以在不破坏纸张机械强度的情况下保护纸张，有效缓解、 抑制酸对纸质文物的侵害，使加固后的纸张纤维素不易水解、氧化，耐久性好，大大 延长纸张的寿命，对于圆珠笔或复写纸书写的档案字迹的长久保存具有重要意义。
附图说明
图1是未加固蓝色圆珠笔字迹(左侧)和未加固蓝色圆珠笔字迹紫外老化后(右 侧)的照片。
图2是采用实施例1方法加固后的蓝色圆珠笔字迹(左侧)和采用实施例1方 法加固后的蓝色圆珠笔字迹紫外老化后(右侧)的照片。
图3是未加固红色圆珠笔字迹(左侧)和未加固红色圆珠笔字迹紫外老化后(右 侧)的照片。
图4是采用实施例2方法加固后的红色圆珠笔字迹(左侧)和采用实施例2方 法加固后的红色圆珠笔字迹紫外老化后(右侧)的照片。
图5是未加固复写纸字迹(左侧)和未加固复写纸字迹紫外老化后(右侧)的 照片。
图6是采用实施例3方法加固后的复写纸字迹(左侧)和采用实施例3方法加 固后的复写纸字迹紫外老化后(右侧)的照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不 仅限于这些实施例。
实施例1
1、将4g磷钨酸、8g磷酸、200g乙醇、50g蒸馏水混合均匀，得到加固液的A 组分；用镊子夹住脱脂棉球蘸取A组分，均匀涂布于蓝色圆珠笔字迹的纸上，用吹 风机吹干。
2、将500g甲醇、30g氢氧化钡置于圆底三烧瓶中，120±5℃搅拌回流3小时， 自然冷却至常温，得到加固液的B组分；用镊子夹住脱脂棉球蘸取B组分，均匀 涂布于蓝色圆珠笔字迹的纸上，用吹风机吹干，再重复涂布B组分两次。
由图1～2可见，未经加固液加固的蓝色圆珠笔字迹在经过三天紫外老化后字 迹明显淡色、褪色看不清晰，并且纸张明显发黄，而经本实施例加固液和加固方法 加固过的字迹老化后字迹颜色依然保持很好，字迹清晰，褪色并不明显，纸张只是 稍微变黄(图中，4张纸的材质相同，且书写所用的蓝色圆珠笔相同)。
实施例2
1、将4g磷钨酸、4g磷酸、160g乙醇、40g蒸馏水混合均匀，得到加固液的A 组分；用镊子夹住脱脂棉球蘸取A组分，均匀涂布于红色圆珠笔字迹的纸上，用吹 风机吹干。
2、将400g甲醇、30g氢氧化钡置于圆底三烧瓶中，120±5℃搅拌回流3小时， 自然冷却至常温，得到加固液的B组分；用镊子夹住脱脂棉球蘸取B组分，均匀 涂布于红色圆珠笔字迹的纸上，用吹风机吹干，再重复涂布B组分两次。
由图3～4可见，未经加固液加固的红色圆珠笔字迹在经过三天紫外老化后字 迹明显淡色、褪色看不清晰，并且纸张明显发黄，而经本实施例加固液和加固方法 加固过的字迹老化后字迹颜色依然保持很好，字迹清晰，褪色并不明显，纸张只是 稍微变黄(图中，4张纸的材质相同，且书写所用的红色圆珠笔相同)。
实施例3
1、将4g磷钨酸、12g磷酸、240g乙醇、60g蒸馏水混合均匀，得到加固液的A 组分；用镊子夹住脱脂棉球蘸取A组分，均匀涂布于复写纸字迹上，用吹风机吹干。
2、将600g甲醇、30g氢氧化钡置于圆底三烧瓶中，120±5℃搅拌回流3小时， 自然冷却至常温，得到加固液的B组分；用镊子夹住脱脂棉球蘸取B组分，均匀 涂布于复写纸字迹上，用吹风机吹干，再重复涂布B组分两次。
由图5～6可见，未经加固液加固的复写纸字迹在经过三天紫外老化后字迹明 显淡色、褪色看不清晰，并且纸张明显发黄，而经本实施例加固液和加固方法加固 过的字迹老化后字迹颜色依然保持很好，字迹清晰，褪色并不明显，纸张只是稍微 变黄(图中，4张纸的材质相同，且书写所用的复写纸相同)。
为了证明本发明的有益效果，发明人选取厚度均匀的含矾的pH约为4的纸张， 将圆珠笔芯的笔头去掉，将其垂直放在烧杯中将油墨流出，用刷子将圆珠笔的油墨 均匀的刷在纸张上，然后采用实施例1的方法对其进行加固，同时以未加固的纸张 做对比，通过四种人工加速老化模拟试验，使其各项物理与化学性能与实际纸质文 物档案接近，具体老化方法分别是：在105℃的温度下，干热老化72h；在温度为 80℃、湿度为65％的条件下，湿热老化72h；在试验温度25.0℃，紫外灯功率60W， 垂直照射距离5cm，紫外老化72h；将质量分数为1％的盐酸水溶液装入喷壶中，均 匀的喷在试样上，对纸张酸化。分别测定四种老化方法老化前后纸张的色差、耐折 度、抗张强度、撕裂度、耐破度，具体测试方法和测试结果如下：
1、抗张强度的测定
抗张强度是指在标准试验方法规定的条件下，单位宽度的纸断裂前所承受最大 拉力。抗张强度是纸张力学特征中的重要参数之一，抗张强度又是最常用的纸张强 度指标，在测定时外力通过纤维网络在纤维间传递，作用于纤维与纤维之间的剪切 力导致纤维间结合的破坏，当剪切力增大到超过纤维间结合的抗剪强度时，纤维间 结合就会发生断裂。
将纸样按纵横向裁剪成长250mm，宽15±0.1mm的足够数量的纸条，以保证 纵向和横向各有10个有效的数据(如距夹头10mm以内断裂者，应除去不记)。纸 样不允许有任何纸病，纸样的两个边应是平直的，切口应整齐无任何损伤。采用 J-KZ1000型摆锤式抗张试样机(长江造纸仪器有限公司)按国标GB/T453～2002 进行纸样的抗张强度测定(恒速加荷法)。
2、耐折度的测定
耐折度是指纸张在一定张力下所能经受180度的往复折叠的次数。耐折度是纸张 机械强度指标中对于人工加速老化反映最为灵敏的指标，对于评价纸张的耐久性具有 较大参考价值。耐折度主要取决于纸张纤维本身的强度、平均长度和纤维间的结合力 大小等因素。耐久性较差的纸张在老化后，纤维素本体更容易发生氧化和断裂，使得 纸质开始变硬发脆，表现出老化的特征。通过测定老化前后纸样耐折度的变化，可以 评价纸张的耐久性强弱。耐折度性能指标数值比较大的则说明老化过程对其纸张纤维 破坏程度较小，数值比较小的则说明老化过程对其纸张纤维破坏程度较大。
将纸样按纵横向裁剪成长250mm、宽15±0.1mm的足够数量的纸条，以保证 纵向和横向各有10个有效的数据(如距夹头10mm以内断裂者，应除去不记)。纸 样不允许有任何纸病，纸样的两个边应是平直的，切口应整齐无任何损伤。采用 DC-MIT135B型电脑测控耐折度仪(长江造纸仪器有限公司)按国标GB/T2679.5～ 1995进行试样的耐折度测定(MIT耐折度仪法)。
3、撕裂度的测定
撕裂度是指撕裂纸时所做的功。在表示纸的机械强度的指标中，撕裂度具有重 要的意义。本发明采用内撕裂法表示，是指在规定的条件下，已被切的纸沿切口撕 开时所需要的力，单位是mN。由于纸撕裂时要把纤维从样品中拉出，或者要把纤 维撕断，所以撕裂度的大小取决于纤维的平均长度，其次是纤维间的结合力、纤维 的排列方向、纤维本身的强度及纤维的交织情况等，撕裂度随着纤维的长度增加而 增加。通过测定模拟试样柔韧前后撕裂度的变化，可以评价试样的耐撕裂性强弱。
将纸张按纵横向裁剪成长75±2mm、宽63±0.5mm的足够数量的纸条，以保证 纵向和横向各有10个有效的数据(如距夹头10mm以内断裂者，应除去不记)。每 个方向做10次有效的试验，若试样撕裂线的末端与刀口延长线左右偏斜超过 10mm，应弃去不记。采用DC-NPY13K型电脑测控撕裂度仪(长江造纸仪器有限 公司)按国标GB/T455～2002进行试样的撕裂度测定。
4、耐破度的测定
耐破度是指纸在单位面积上所能承受的均匀增加的最大压力，单位为kPa，具体 说它是通过一定面积的弹性胶膜向纸逐步施加压力，在这个过程中胶膜将试样顶起， 当试样被顶破的瞬间，测量试样所能承受的最大压力，即为试样的耐破度。耐破度是 纸的一项主要物理指标，它是表示纸张在不破裂时所能承受外压的程度，代表纸张的 总强度与均匀性，主要受纤维间的结合力，纤维的平均长度，纤维本身的强度、匀度 与纤维的交织、排列情况、伸长率等影响。通过测定老化前后纸样耐破度的变化，可 以评价纸张的耐久性强弱。耐破度性能指标数值比较大的则说明老化过程对其纸张纤 维破坏程度较小，数值比较小的则说明老化过程对其纸张纤维破坏程度较大。
不分纵横将纸张裁剪成大小为70mm×70mm的纸条，做10次有效的试验，若 破裂形式在测量面积周边处破裂表明夹持力过高或在夹持时夹盘转动导致试样损 伤，则应舍弃此组实验数据。采用DC-NPY1200电脑测控纸张耐破度仪按国标 GB/T450～2002进行试样的耐破度测试。
5、色差分析
常见的颜色都能用红、绿、蓝三基色光以不同的比例“拼”出来。为了便于对 颜色的量度，根据色度学理论可知，任何色光的颜色都可以用三刺激值来表示。三 刺激值可以用光学办法客观地测量。对不发光体，可以测量它在某种标准光源照射 下的颜色(也称为物体色)，实际上就是收集样品的反射光，然后测出这些反射光 的刺激值。采用X-RiteVS-450分光光度计测定四种老化方法老化前后未加固试样和 加固试样的色差ΔE，取10组比较稳定的数值，然后取其平均值。依据 GB/T11186-1989规定ΔE值越大说明颜色改变越大，反之则说明颜色改变越小。
上述测试结果见表1～4。
表1紫外光热老化蓝色和红色圆珠笔字迹纸张各种物理性能的测试

注：表中实验数据均为10次有效测试平均值。
表2湿热老化蓝色和红色圆珠笔字迹纸张各种物理性能的测试

注：表中实验数据均为10次有效测试平均值。
表3干热老化蓝色和红色圆珠笔字迹纸张各种物理性能的测试

注：表中实验数据均为10次有效测试平均值。
表4 1％盐酸老化蓝色和红色圆珠笔字迹纸张各种物理性能的测试

注：表中实验数据均为10次有效测试平均值。
为了进一步证明本发明的有益效果，发明人采用实施例1的方法直接对复写纸 进行加固，然后按照上述方法进行四种老化试验，测试老化前后未加固和已加固复 写纸的色差，结果见表5。
表5复写纸老化前后色差变化
  未加固 已加固 紫外 13.38 8.31 HCl 9.94 2.45 湿热 10.42 7.85 干热 12.68 8.78
注：表中实验数据均为10次有效测试平均值。
从表1～5的实验数据可以得出以下结论：
(1)由色差值可以得出，涂有圆珠笔油墨的纸张采用本发明加固液加固后， 经紫外老化、湿热老化色差变化不是很大，而未经加固的纸张经过紫外老化和湿热 老化后色差的差距较大；采用本发明加固液加固后的复写纸经过以上四种老化方法 老化后色差变化不是很大，而未经加固的复写纸经过以上四种老化方法老化后色差 的差距较大。说明本发明加固液能够很好的保持圆珠笔油墨和复写纸本身的颜色。
(2)通过比较加固后的圆珠笔油墨试样与未加固试样的各项机械强度值可以 看出：加固后的试样的各项机械强度值(抗张强度、耐折度、撕裂度、耐破度值) 比未加固试样的机械强度值虽有些降低，但相比之下，未加固试样的各项机械强度 值在老化后迅速减小，而加固后的试样机械强度保持率明显高于未加固试样，这说 明本发明加固液不但不会破坏纸张的性能，而且有良好的保护作用，使加固后的纸 张具有优异的机械强度与耐久性能，可以大大延长纸张的寿命。
综上所述，采用本发明加固液和加固方法加固后的圆珠笔和复写纸字迹不仅外 型美观，颜色保持好色差小，而且不会破坏纸张的性能，使加固后的纸张具有优异 的机械强度和耐久性能，对于圆珠笔或复写纸书写的档案字迹的长久保存具有重要 意义。