辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备制造技术

本发明专利技术公开了辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备。该装备包括喷淋系统、自组装反应系统和真空抽滤系统；所述自组装反应系统为一反应槽，所述反应槽上水平设置一用于放置待修复的纸张的多孔支撑板；所述喷淋系统位于所述多孔支撑板的上方，用于将自组装料液喷淋在所述待修复的纸张上；所述真空抽滤系统与所述反应槽上位于所述多孔支撑板下方的侧壁连接，用于使自组装液渗透所述待修复的纸张并在所述待修复的纸张的表面成膜并干燥。通过本发明专利技术装备在自组装过程辅以真空渗透，强化了成膜材料在纸张表面的渗透，纸张修复和清洗、干燥过程大幅度缩短。加固修复后纸张色差未出现变化，外观呈现修旧如旧，纸张强度和耐折度明显提升。

【技术实现步骤摘要】
辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备
本专利技术属于纸质文档修复
，具体涉及辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备。
技术介绍
纸质文物档案是祖先留给我们的珍贵文化遗产，是中国历史传承的载体和见证，具有重要的史料价值、艺术价值，文物价值。保护文物功在当代，利在千秋。然而，我国现存古籍状况却不容乐观。现今留存下来的为数不多纸质文物古籍档案普遍遭受纸张老化、酸化的损害，尤其是民国以来的文档，由于能保存至今的更是少之又少。因此，对于珍贵文献的更好保护是摆在我们面前的一项紧迫而艰巨的任务。古籍纸质的主要成分为纤维素，而酸是纤维素水解的催化剂，纤维素在酸性条件下很容易发生水解反应。植物纤维素经氧化、水解作用产生易粉碎的氧化纤维和亚硫酸。亚硫酸具有漂白作用，能使书页褪色，亚硫酸又属于极不稳定的化合物，当吸收空气中的氧后会生成稳定的硫酸。纤维素经水解后，聚合度降低，生成水解纤维素，导致文献纸张发黄变脆。当纤维素水解后聚合度降至200以下时，文献纸张就会严重脆化以至于不能阅读。由于酸化的纸张纤维素已经被大量的破坏，因此纸张的力学性能已经很大程度地下降。因此要对纸张进行必要的加固。目前,对纸质文物的加固保护主要有托裱法、加膜法、丝网加固法及胶液加固法等。上述方法均是“治标不治本”，不能从化学的角度真正提高纸张的力学性能。而且，纸张加固的方法费时费力，效率很低。层层自组装可以在几乎任何表面形成厚度可控的超薄膜，是一种广为采用的成膜技术。为了使得在待修复纸张表面形成较为稳定的薄膜，增强纸张的力学性能，需在不影响纸张品质的基础上，尽可能达到成膜材料在纸张表面的渗透。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是提供辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备，利用层层自组装和渗透技术的结合，实现纸质文档的加固修复。本专利技术提供的辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备，它包括喷淋系统、自组装反应系统和真空抽滤系统；所述自组装反应系统为一反应槽，所述反应槽上水平设置一用于放置待修复的纸张的多孔支撑板；所述喷淋系统位于所述多孔支撑板的上方，用于将自组装料液喷淋在所述待修复的纸张上；所述真空抽滤系统与所述反应槽上位于所述多孔支撑板下方的侧壁连接，用于使自组装液渗透所述待修复的纸张并在所述待修复的纸张的表面成膜并干燥。上述的装备中，所述多孔支撑板的开孔率可为0.5～1.5％(开孔率是指孔的总面积占多孔支撑板的面积的百分比)，孔在所述多孔支撑板上均匀分布，孔径可为0.05～0.1mm。所述待修复的纸质文档可为各种形式的纸张，如酸性纸、现代纸、手工纸、机械纸、报纸、单页纸、页纸或书籍，材质可为纤维素。上述的装备中，所述反应槽上可设有温控加热器，以控制反应槽的温度，为待修复的纸张的表面的自组装反应提供适宜的条件。上述的装备中，所述喷淋系统可包括喷头和喷淋分布板，所述喷淋分布板与所述多孔支撑板平行设置，以使所述自组装液均匀的喷涂在待修复的纸张的表面。上述的装备中，所述喷淋系统还可包括位于所述喷淋分布板和所述反应槽的侧壁之间的环形溢流槽，用于收集多余的自组装料液或清洗液。上述的装备中，所述真空抽滤系统包括真空泵和真空控制系统，所述真空泵和所述真空控制系统为所述反应槽中多孔支撑板下方的空间提供适宜的真空度，以使自组装液渗透所述待修复的纸张，真空度可根据待修复纸张的类型灵活调节。所述冷阱的设置有利于水蒸气的凝结，尽可能不将水汽带入真空泵。上述的装备中，所述装备还包括用于清洗所述膜的清洗系统，所述清洗系统与所述喷淋系统连接，所述清洗系统中的清洗液通过所述喷淋系统喷淋在所述待修复的纸张的膜的表面，在所述真空抽滤系统的作用下，清洗液渗透所述膜，即可完成对膜的清洗。利用上述辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备对纸质文档进行修复的方法，也在本专利技术的保护范围内。本专利技术具有如下有益效果：(1)层层自组装可以在几乎任何表面形成厚度可控的超薄膜，是一种广为采用的纳米成膜技术。本专利技术辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备，首次采用层层自组装技术应用于纸质文档的加固修复。加固修复后纸张色差未出现变化，外观呈现修旧如旧，纸张强度和耐折度明显提升。(2)为了使得在待修复纸张表面形成较为稳定的薄膜，增强纸张的力学性能，本专利技术在自组装过程辅以真空渗透，强化了成膜材料在纸张表面的渗透，纸张修复和清洗、干燥过程大幅度缩短。(3)本专利技术的反应槽结构简单，操作容易，原则上可适用于任何品质、材质纸张文档的修复。自组装成膜的层数，可以根据不同类型的纸张任意调节，可以达到满足该类纸张的修复效果。附图说明图1为本专利技术辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备的结构示意图。图中，各标记如下：1反应槽、2待修复的纸张、3多孔支撑板、4温控加热器、5修复液出料口、6喷头、7喷淋分布板、8环形溢流槽、9冷阱、10真空泵、11真空控制系统、12自组装料液储液罐、13蠕动泵Ⅰ、14控制阀Ⅰ、15清洗液储液罐、16蠕动泵Ⅱ、17控制阀Ⅱ。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。力学性能(抗张强度和耐折度)的测试方法如下：采用型号NZ-135耐折度仪器对纸张耐折度按照ISO5626:1993进行测试；采用型号KZW-300微控抗张试验机对纸张抗张强度按照ISO1924-2:2008进行测试。按照ISO6588-1:2012所述方法对加固修复后的纸张进行pH值的测试：取试样2g用100mL冷蒸馏水抽提1h，在20～25℃的环境中测定抽提液的pH。采用型号NH310色差仪对修复前后纸张的色度进行测试。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于下述实施例。实施例1、辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备如图1所示，本专利技术辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备包括自组装反应系统、喷淋系统、真空渗透系统、进样系统和清洗系统；自组装反应系统为一反应槽1，反应槽1的中部水平设置一用于放置待修复的纸张2的多孔支撑板3，该多孔支撑板的开孔率为0.5～1.5％，多孔支撑板上的孔均匀分布，孔径为0.05～0.1mm。反应槽1上设有温控加热器4，以控制反应槽的温度，为待修复的纸张的表面的自组装反应提供适宜的条件。反应槽1的侧壁的底部还设有修复液出料口5。喷淋系统位于多孔支撑板3的上方，用于将自组装料液喷淋在待修复的纸张上，它包括喷头6、喷淋分布板7和环形溢流槽8，喷淋分布板7与多孔支撑板3平行设置，以使自组装液均匀的喷淋在待修复的纸张的表面。环形溢流槽8位于喷淋分布板7和反应槽1的侧壁之间，用于收集多余的自组装料液或清洗液。真空抽滤系统与反应槽1上位于多孔支撑板2下方的侧壁连接，用于使自组装液渗透待修复的纸张并在待修复的纸张的表面成膜，它包括依次连接的冷阱9、真空泵10和真空控制系统11，真空泵10和真空控制系统11为反应槽1中多孔支撑板3下方的空间提供适宜的真空度，真空度可根据待修复纸张的类型灵活调节。冷阱9的设置有利于水蒸气的凝结，防止大量水汽进入真空泵。进样系统包括依次连接的自组装料液储液罐12、蠕动泵Ⅰ13和控制阀Ⅰ14，自组装料液在控制阀Ⅰ14的控制下(控制输送速率)，通过蠕动泵Ⅰ13进入喷淋系统；清洗系统包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备，其特征在于：它包括喷淋系统、自组装反应系统和真空抽滤系统；所述自组装反应系统为一反应槽，所述反应槽上水平设置一用于放置待修复的纸张的多孔支撑板；所述喷淋系统位于所述多孔支撑板的上方，用于将自组装料液喷淋在所述待修复的纸张上；所述真空抽滤系统与所述反应槽上位于所述多孔支撑板下方的侧壁连接，用于使自组装液渗透所述待修复的纸张并在所述待修复的纸张的表面成膜并干燥。

【技术特征摘要】
1.一种辅以真空渗透的层层自组装纸质文档修复装备，其特征在于：它包括喷淋系统、自组装反应系统和真空抽滤系统；所述自组装反应系统为一反应槽，所述反应槽上水平设置一用于放置待修复的纸张的多孔支撑板；所述喷淋系统位于所述多孔支撑板的上方，用于将自组装料液喷淋在所述待修复的纸张上；所述真空抽滤系统与所述反应槽上位于所述多孔支撑板下方的侧壁连接，用于使自组装液渗透所述待修复的纸张并在所述待修复的纸张的表面成膜并干燥。2.根据权利要求1所述的装备，其特征在于：所述多孔支撑板的开孔率为0.5～1.5％，孔在所述多孔支撑板上均匀分布，孔径为0.05～0.1mm。3.根据权利要求1或2所述的装备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小岗，江付泽，翁佳佳，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：北京,11