耐久性档案纸及其研究进展

1、耐久性档案纸及其研究进展综述随着越来越多档案文献的老化和损坏,人们开始关注档案用纸的内在质量问题.据文献报道,纸张在自然或人工老化过程中,内部因素(取决于生产及印刷过程)的影响占80%85%,外界因素(与纸张的保存环境有关)的影响只占15%20%.为此,只有从纸张这种文献档案的载体出发,从导致纸张老化及腐蚀的内因出发,生产并推广应用耐久性档案纸,才是标本兼治的上策.2档案纸的老化机理及研究进展档案纸在外观结构和性质诸方面逐渐发生着不可逆的变化,即"老化"现象8J.具体表现在变色,强度下降和化学性质变化等方面.引起纸张老化的原因错综复杂,往往是纸张自身某些因素和多种外界自然因

2、素综合作用的结果.如档案纸本身纤维成分的耐久性,纤维素在外界环境下发生的酸性水解,档案纸的光老化,热老化及金属物对档案纸老化的影响等.纸张的老化与纸的抄造工艺,原料成分等有很大关系.如造纸用纤维的种类和性质,纤维本身的结构和化学成分,特别是纤维素的含量及纤维素的结晶度和聚合度,纤维间的结合状况.国际上要求生产档案用纸的原料必须采用优质的种毛纤维和韧皮纤维.这两种纤维都具有纤维素含量高,木素,半纤维素等杂质少的特点,是耐久性较高的造纸原料.档案纸中酸的主要来源是造纸生产过程带来的.特别是采用酸性抄纸时,系统中的明矾遇水发生水解导致纸中产生游离酸,纸张中的纤维在酸作用下变得僵硬,造成纤维素大分子基

3、本单元之间的氧桥水解断裂,醌类发色基团还原,使纸张返黄发脆,经过十几年或几十年,逐渐丧失强度,最后碎裂成粉末.此外,纸浆中漂白剂残留物和有机酸,纸张的表面施胶剂和涂料,大气中的酸性气体,印刷在档案纸张上的含酸字迹材料以及与人的皮肤接触,都会使纸张的酸性增加而加速老化.胡惠仁等4研究了酸性和碱性气体对档案纸和杂志纸耐久性的影响.结果表明,含NH的空气,含(CH3)2NH的空气和CO2气体能够提高纸的抗老化性,而SO,和HCI气体会明显破坏纸的强度,降低其耐久性.档案纸长期暴露在光下,或经太阳曝晒,纸张会不同程度地发生光老化.光老化的程度与光线的波长有关,其中以紫外光的破坏作用最强.纸张光老化表现

4、在:纤维素的光降解,纤维素的光氧化降解,纤维素的光敏降解,木素,半纤维素的光化学作用等.同时,档案纸受到热作用时,纸张还会产生热老化.其中国造纸2007年第26卷第1O期老化程度随温度升高而加剧.档案纸热老化作用有以下几个方面:纸张脱水,强度下降,加速纸张上各种化学反应的进行,纸张纤维素的热裂解.另外,金属物对档案纸老化的影响也不可忽略.因为造纸生产中或后期使用过程中都会给纸张带来各种金属物质.金属离子对档案的老化作用主要表现在:一是催化纤维素氧化降解,使纸张发黄发脆;二是金属离子的光敏作用导致纤维素,半纤维素的光氧化降解,而这些因素都直接影响了纸张的寿命.延长档案纸的使用期限,须综合考虑影响

5、档案纸老化的内部因素和外部因素.对于酸性条件下抄造的纸张,为了延长其使用寿命,除去纸张中的酸,国外较普遍使用的方法有"韦驮法"和二乙基锌气相法9.戴红旗等】o_对碳酸钙,氢氧化钙.碳酸氢钙和乙醇镁.乙醇3种脱酸处理方法进行探讨,发现3种脱酸方法对纸张的耐久性都有较大提高,但是氢氧化钙.碳酸氢钙脱酸处理后纸张的柔软性恢复最好,耐久性最佳.Dupont等】l_对档案盒散发的废气进行了分析,结果发现包括乙酸在内的大量挥发性有机化合物,其气体可能产生于一种醋酸乙烯黏合剂,同时还发现乙酸气体能够降低纤维的聚合度,从而加速纸张的老化.MoropoulouA.等】2_也提出了使用氢氧化钙

6、溶液脱酸处理历史档案以提高寿命.并证实经过脱酸处理后的纸张老化速率明显下降.而DavidErhardt等】列在不同温度和相对湿度下进行老化纸样的实验研究结果表明,较低的温度和相对湿度能明显提高纸张的化学稳定性.3档案纸防虫的研究进展影响档案纸长久储存的原因除了纸张本身老化外,还有一个很重要的原因就是有害生物的危害.如虫蛀现象,毛衣鱼,书窃蠹等咀嚼类昆虫会蛀食纸张,形成虫道,孑L洞.这些害虫虽然不起眼,但生命力极强,破坏力很大.另一类是霉菌等微生物造成的危害,主要是因为档案纸的储存环境造成的,比如库房的湿度过大,温度过高都容易滋生霉菌等微生物.霉菌会使档案纸产生菌斑,严重时会使纸张发生粘连,特别

7、是在新陈代谢过程中分泌产生的蛋白酶,有机酸和纤维素酶等化学物质】,从而引起纤维素降解,进而加快档案纸的老化,降低纸张的机械强度和完整性.档案库房防治害虫的方法可以分为物理法和化学法两大类.物理法就是利用物理方法破坏害虫的生理机能,使其死亡或不育,主要有低温冷冻杀虫,气调杀虫和1,射线杀虫等.化学法就是利用化学药剂综述引起害虫生理机能严重障碍以致死亡,这种方法处理量大,主要药剂有溴甲烷,环氧乙烷,硫酰氟,磷化铝等.这两大类方法均是科学而有效的,但要真正将其广泛应用于档案库房,仍有一些缺陷和不足.如采用1,射线杀虫或者气调杀虫需要特定的设备,投资花费很高,只能用于少量的珍贵档案.有研究16-171

8、提出,当纸张1,射线吸收量高于10kJ/kg时,会引起纤维素的降解,所以使用1,射线进行杀虫处理时一定要控制1,射线的辐射量;而臭氧虽然对空气中和档案纸张表面的真菌能够达到完全杀灭,对档案内的霉菌也有一定的灭菌效果,但是对某些字迹会产生不良影响,而且可能造成纸张的老化现象1钔.如果采用化学熏蒸法杀虫,温度,湿度,密闭条件,施药方式及昆虫的抗药性都决定着药剂功能的发挥.必须很好地掌握各种药剂的化学性质和使用规则,才能保证最好地发挥药剂的作用.微波杀菌处理技术ll是继药物熏蒸,低温冷冻及1,射线方法之后的又一种新的杀虫灭菌技术,具有效率高,速度快,无污染,适用范围广等特点,在档案,图书等领域迅速获

9、得应用.微波作为一种有效的杀虫灭菌方法,对档案材料本身有一定影响,这种影响随微波作用强度,辐射温度及作用时间的不同而有较大的差别;进行微波杀虫灭菌处理时,其强度不宜过大,温度应适度,时间控制要严格,做到既能有效地杀虫灭菌,又要对纸张等档案材料的破坏最小,起到保护档案的作用.最近还有采用等离子体技术进行档案纸的杀虫灭菌的报道190结果表明,使用等离子体不仅可以明显减少纸张中腐蚀性霉菌,而且还可以把档案纸的稳定性提高20%.当然,无论是物理法还是化学法对档案纸进行害虫防治,都无疑会增加档案维护的成本,并且都或多或少地带来一定的负面影响,并不能从根本上去除虫蛀的隐患,最直接有效的方法就是在抄造档案用

10、纸过程中加入一些防虫药品,而无毒,环保,药性持久的新型防虫药剂将是新的研究课题.4档案纸的标准及耐久性的测试方法20世纪初期,欧美等国家就制定了耐久性档案用纸的标准,以逐步取代使用在档案,文献等出版物中的低劣纸张.目前,有些发达国家高耐久性档案纸的产量已达到全部档案用纸的90%以上.我国作为纸张的发源地,虽然很早以前就把耐久性纸张作为文书,档案的载体,并能较好地保存下来,而且于2O世纪末就开始生产无酸档案纸,但因为种种因素的制约,?3R?至今还没有颁布关于档案纸耐久性要求的国家标准.国际标准化组织在国际标准IS09706:1994信息与文献.文献纸.耐久性要求中对普通文献纸张的强度,保留碱量,

11、抗氧化性和水抽出液pH值等做了规定.2年后,国际标准ISOll108:1996信息与文献.档案纸.耐久性和耐用性要求又为需要永久保存的文献,档案纸标准提出了新的要求.该标准在文献纸标准的基础上增加了纸张的纤维成分,定量和耐折度等3项要求.规定档案纸主要由棉纤维,棉短绒纤维,大麻纤维,亚麻纤维或它们的混合物制造.若为达到理想的性能而采用少量全漂化学浆时,应注明其用量.对档案纸的定量也作了要求,要求按ISO536方法测定的纸张定量不少于70g/m.对耐折度的要求是,使用肖伯尔耐折度仪进行测定时,纸张纵横方向的耐折度均应不少于260次;使用MIT耐折度仪测定时,耐折度至少为l50次.ISO标准对档案

12、纸的要求充分体现了发达国家对文献保护的重视和对纸张耐久性的严格要求.如何确定纸张的耐久性,这需要开发一种可靠的手段,模拟档案纸存放的环境,加速纸张的老化作用,从而判断档案纸的耐久性.对于文件用纸耐久性的测试方法,我国采用把纸样置于鼓风式电热恒温箱中,在(100±2)条件下,干热加速老化来判断纸张的耐久性能.根据老化后纸张的性能把档案纸分为一般耐久纸(可保存200年以上)和最耐久纸(可保存500年以上)l2.美国制浆造纸技术协会是根据周围环境的不同分别采用105的干热老化法和90,50%RH的湿热老化法测试纸张的耐久性,而湿热老化法因为考虑到了环境湿度的影响被广泛采用.也有人.】采用(

13、105±2)条件对纸张加速老化,比较纸张的机械性能,光学性能和物化性能的变化,通过规则的一级反应动力学进行整合,从而证明了实验数据和计算数据的一致性良好.DavidErhardt等】在不同温度和相对湿度下进行纸张老化的实验,根据其降解分析进行外推,发现自然老化样品的主要物理性能和快速老化实验预期的数值相对应,从而预示了在至少90和适当的相对湿度下进行快速老化,足以模拟自然老化.并且对自然老化的纸张和其他纤维材料的分析也都证实了这些预测.另外,也有人研究发现_2J老化后的纸张色度(亮度,色度和色调)和该样品的黏度(或聚合度)之间有很好的数学相关性,并且老化后的纸张色度和黏度的范围取决于

14、纸张类型和它的组成,这些参数可以用于表征纸张的老化程度和抄造情况.因此,可以利用ChinaPulp&PaperVo1.26,No.】o.2007综述这些发现采用色度和黏度检测方法来监控文献和档案的保护状况,从而采取适当的方法进行维护,保证档案文献的完整性.5结语档案文献资料的耐久性和完整性是关系到国家政治,经济,文化发展的大事,不仅要选择合适的检测方法真实地反映纸张的耐久性程度,实时监控纸张的老化状况,以采取适当的方法进行档案的保护,而且要在全面了解纸张老化,腐蚀机理的基础上,从纸张原料的选择,抄造方法和储存环境等方面综合考虑提高纸张的耐久性.并且还需要相关部门能尽快颁布档案纸

15、的标准,逐步推广耐久性档案纸的使用率,提高我国整体文献的耐久性,从根本上延长文献的储藏和使用寿命.参考文献【1陈志宏.电子档案与纸质档案并存是必然的J.南平师专,2004(2):1o22】AdelsteinPeterZ,ReillyJamesM,ZinnEdward.PollutionchambersforpaperevaluationC.TAPPIPulpingProcessandProductQualityConference.Boston:TAPPIPress,2000【3李景仁,周崇润.尽快实施文献纸两项国际标准J.图书馆杂志,2004(11):4544胡惠仁,谢来苏,石淑兰.酸碱性物

16、质对档案资料用纸老化的影响Jl中国造纸,2000(2):1655朱文华.高配比阔叶木化机浆档案纸板的试制Jl北方造纸,1996(4):4666Havermans,JohnBGA.TheimpactofEuropeanresearchrelatedtopaperageingonpreventiveconservationstrategiesJ.Restaurator,2002,23(2):68【7刘苇,侯庆喜,刘泽华,译.数字印刷用纸的耐久性和耐用性J.国际造纸,2006,25(5):3388【9【10【12【13【14【15【16【17【18郭炜.纸张老化对档案的影nlEJ.档案管理,2001

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18、hematerialoftheArchivesoftheGreekCommunistPartyJ.Restaurator,2001,22(3):146ErhardtDavid,TumosaCharlesS,MecklenburgMarionFChemicalandphysicalchangesinnaturallyandacceleratedagedcelluloseJ.ACSSymposiumSeries,2001,779:23张美芳.臭氧对档案灭菌效果及对纸张物理性能影响的研究J.档案学研究,2002(21:61戴呖,尹慧道.菊酯类杀虫对档案纸张耐久性影响的初试报告J.机电兵船档案,200

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20、.Restaurator,2003,24(3):145彭远明.微波杀菌处理对档案纸破坏作用的研究J.档案学研究,1999(2):61【19VohrerU,TrickI,BernhardtJ,eta1.PlasmatreatmentAnincreasingtechnologyforpaperrestorationJ.SurfaceandCoatingsTechnology,2001,142144(7):1069【20DAT11-1994文件用纸耐久性测试法【s.北京:国家档案局,1994【21HavlinovaB,BrezovaHomakovaL,eta1.InvestigationsofpaperagingasearchforarchivepaperJ.JournalofMaterialsScience,2002,37(2):303【22VivesJosepMGibert,EscodaJoanRamonMendo,GuerraRogelioAreal,eta1.LuisAlbertoAmethodforthenondestructiveanalysisofpaperbasedonreflectanceandviscosityJ.Restaurator,2001,22(4):187Permane