孫洪魯 羅永俊 郝陽

摘? 要：本課題針對內(nèi)蒙古自治區(qū)檔案館保存的蒙古文“檔案磚”解粘難題，利用水的物理特性，結(jié)合造紙和現(xiàn)代的物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，研究出了一套用紙加固層析的方法給“檔案磚”解粘揭粘的技術(shù)和設(shè)備，從理論研究、應(yīng)用技術(shù)、設(shè)備和材料上，成功解決了“檔案磚”解粘揭粘技術(shù)難題。為國家重點(diǎn)檔案的搶救與修復(fù)，乃至圖書、文物等紙張文獻(xiàn)的搶救與修復(fù)提供了一套安全有效的專業(yè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：蒙古文;檔案磚;解粘;技術(shù)

Abstract： Aiming at the problem of debonding the Mongolian "archive brick" preserved in the archives of Inner Mongolia Autonomous Region， using the physical characteristics of water， combined with papermaking and modern physical， chemical， computer and other technologies， this subject has developed a set of paper reinforcement chromatography method to debond and uncoil the "archive brick" from the aspects of theoretical research， application technology， equipment and materials， The technical problem of "archives brick" debonding and uncovering has been successfully solved. It provides a set of safe and effective professional technology for the rescue and repair of national key archives， as well as the rescue and repair of books， cultural relics and other paper documents.

Keywords： Mongolian; Archive brick; Debonding; Technology

內(nèi)蒙古自治區(qū)檔案館館藏蒙古文歷史檔案中，有部分檔案已板結(jié)成磚，其破損、霉變、板結(jié)程度嚴(yán)重。經(jīng)初步整理，這批“檔案磚”共計(jì)100盒左右，按照以往蒙古文檔案整理經(jīng)驗(yàn)，每盒約有20卷，總數(shù)量約在2000卷。從“檔案磚”上能分辨出的只字片語初步推斷這些檔案是乾隆年間至民國年間卓索圖盟公文檔案。

內(nèi)蒙古自治區(qū)檔案館本著謹(jǐn)慎的態(tài)度，從這批“檔案磚”中挑選兩盒作為試驗(yàn)對象，與山東齊元信息技術(shù)有限公司共同開啟《新型低溫?zé)o損“檔案磚”解粘研究及專用設(shè)備研制》研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2019年3月被列入國家檔案局檔案科技立項(xiàng)，項(xiàng)目編號：2019-B-01。項(xiàng)目組著力攻堅(jiān)克難，終于將這些200多年前，以麻紙、棉紙、毛邊紙、高麗紙為載體材料，以墨為字跡材料構(gòu)成的蒙古文“檔案磚”無損解開，并研制出“檔案磚”揭粘專用工藝流程和技術(shù)設(shè)備。

1 “檔案磚”解粘設(shè)備及工藝流程設(shè)計(jì)

對“紙磚”的解（揭）的方法大致有這樣幾種：一是直接對“檔案磚”用手工揭干揭;二是把“檔案磚”用水浸濕后濕揭;三是用布將“紙磚”包裹放入蒸籠蒸，使其表面層潤濕后的蒸揭;四是將“檔案磚”浸泡后真空冷凍解粘;五是用控制濕小環(huán)境的濕度，調(diào)節(jié)紙張含水量，以增加紙柔軟度后的調(diào)濕揭粘;還有用生物酶對“檔案磚”中的淀粉糨糊、蛋白膠污物、微生物分泌物水解的生物酶解粘法。這些解粘法有著各自的優(yōu)勢，也有這樣那樣的不足。在前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組充分觀察研究了這些蒙古文“檔案磚”，在當(dāng)前各自不同的狀態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)其特征初步分析歸納了它們的成因要素。把這一過程分成了兩個(gè)階段，一是解粘，二是揭粘。并通過多次模擬實(shí)驗(yàn)，完成了用紙加固層析的技術(shù)來給“檔案磚”解粘揭開的技術(shù)和工藝。

1.1 “檔案磚”浸潤基液。用浸潤液浸泡“檔案磚”，使紙膨脹，擴(kuò)大紙層間的距離，是解粘“檔案磚”的基礎(chǔ)。由于這些“檔案磚”已經(jīng)一百多年了，其紙張強(qiáng)度一般都降低了很多，其中還夾雜著大量的酸、酶、灰塵等有害物質(zhì)。自然界中的水都不純凈，通常含有鈣、鎂、鐵等，還含有有機(jī)物、微生物、溶解的氣體（如二氧化碳）和懸浮物等。這些雜質(zhì)中可能含有對“檔案磚”有損害的物質(zhì)。如用自來水浸泡“檔案磚”，還會帶入更多的有害物，會使“檔案磚”中原有的酸、酶再加上水和溫度等條件，就會形成加速紙張纖維素水解的四大要素。為避免這個(gè)問題，項(xiàng)目組選用了蒸餾水做浸潤液的基礎(chǔ)液，用以保證“檔案磚”不會再受到修復(fù)性損傷。

1.2 “檔案磚”中酸性物質(zhì)的去除。給紙張脫酸是減緩紙纖維水降解減緩老化的重要方法。紙張中的酸是加速纖維氧化水解使紙老化的重要因素。給紙脫酸是防止紙質(zhì)檔案“自毀”的根本途徑。根據(jù)酸堿中和的原理，用堿性物質(zhì)去中和紙中的酸性物質(zhì)，使紙張接近中性或呈弱堿性，可減緩紙張纖維老化水解速度，延長檔案的壽命。給紙脫酸的方法有很多，有濕法脫酸法、無水脫酸法、氣相脫酸法等。水溶性液相脫酸工藝一般使用鎂、鈣、鋇等IIA族元素的氧化物、堿或鹽作為脫酸劑。

在鎂、鈣、鋇這三種元素中，鋇離子對人體有較強(qiáng)毒副作用，因此在本項(xiàng)目的去酸劑選擇時(shí)被首先排除。鈣元素的主要堿性化合物氧化鈣CaO，在與空氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)時(shí)會放出明顯的熱量，對紙張纖維會造成一些破壞，氫氧化鈣Ca（OH）2則相對于鎂而言堿性又偏強(qiáng)。對比后項(xiàng)目組選擇了氧化鎂MgO為主材，制備了碳酸氫鎂去酸液。把氧化鎂懸濁液置于3.5～5倍大氣壓的二氧化碳氛圍中加熱至50℃，得到可溶的碳酸氫鎂MgO+H2O+2CO2→Mg（HCO3）2，用其作為浸潤液中的脫酸劑，是一個(gè)低價(jià)高效平和、安全的最佳方案。

1.3 “檔案磚”老紙的加固。紙的強(qiáng)度主要取決于纖維間的結(jié)合力，纖維間的結(jié)合力一般有四種：化學(xué)鍵、氫鍵、范德華力和纖維表面交織力。其中氫鍵結(jié)合力是紙張結(jié)合強(qiáng)度產(chǎn)生的主要方式，纖維素分子的羥基相當(dāng)多，無數(shù)微纖維相互間形成的氫鍵結(jié)合力是很大的，這也是紙強(qiáng)度產(chǎn)生的主要原因。

項(xiàng)目組采用多羥基的高分子聚合物做紙強(qiáng)化劑，與纖維素分子間形成氫鍵結(jié)合提高紙的強(qiáng)度。紙強(qiáng)化劑在紙形成時(shí)，會起到高效分散劑的作用，使紙漿中纖維分布得更均勻，既能促使更多的纖維間以及纖維與高分子間的結(jié)合，又提高了紙的強(qiáng)度。項(xiàng)目組在浸潤液中加入紙強(qiáng)化劑，以達(dá)到提高紙張強(qiáng)度的目的。這樣就完成了由純凈的基液調(diào)配出具有脫酸、增強(qiáng)紙張強(qiáng)度作用的浸潤膨脹液的設(shè)計(jì)。

1.4 吸水膨脹固相升華解粘工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)。采用吸水膨脹增大了“檔案磚”紙張頁間的距離后，再利用降溫使水結(jié)冰為固相并再度體積膨脹。用真空減壓方法將冷凍室內(nèi)氣壓降低至610帕左右，直至固相水分全部升華，使“檔案磚”完全脫水，達(dá)到增大“檔案磚”紙張頁間的距離的目的。再用蒸汽使紙的含水量達(dá)到17%左右后，用手工揭開“檔案磚”而紙張不會撕裂。設(shè)備設(shè)計(jì)包括：吸水膨脹浸潤箱和冷凍真空干燥機(jī)兩部分。

“檔案磚”浸潤槽設(shè)計(jì)。從經(jīng)濟(jì)實(shí)用出發(fā)，項(xiàng)目組根據(jù)要解粘“檔案磚”的大小，確定了內(nèi)槽尺寸;為了調(diào)節(jié)去酸、強(qiáng)化液體溫度，設(shè)計(jì)了自動控溫電加熱功能;為了清洗“檔案磚”沾染的污物，我們設(shè)計(jì)了具有超聲波的空化、加速度及直進(jìn)流作用“檔案磚”浸潤槽，用以促進(jìn)被浸泡的“檔案磚”紙張頁間解粘和沾染污物的分離。

解粘冷凍真空干燥機(jī)設(shè)計(jì)。用于“檔案磚”解粘的冷凍真空干燥機(jī)，是一種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。外形大小應(yīng)便于運(yùn)輸，能夠方便出入實(shí)驗(yàn)室，且結(jié)構(gòu)簡單易操作。其擱板要能夠平放“檔案磚”，最少每次可處置4塊。升華能供應(yīng)應(yīng)滿足20mm厚纖維的熱傳導(dǎo)需要，以保證冷干時(shí)升華能的供應(yīng)量;制冷系統(tǒng)應(yīng)使用辦公室日常使用220V電源。其控制系統(tǒng)應(yīng)采用PLC可調(diào)控設(shè)計(jì)，可根據(jù)被解粘“檔案磚”具體厚度，任意設(shè)定工作流程。解粘冷凍真空干燥機(jī)的箱體的強(qiáng)度，能耐受外部1公斤/平方厘米的壓力，防止抽真空時(shí)變形，還要能夠適當(dāng)?shù)亟^熱保溫以節(jié)省能源和保持每塊“檔案磚”數(shù)據(jù)的一致性。冷凍真空干燥機(jī)擱板的平整度和熱傳導(dǎo)能力，是凍干機(jī)設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，因?yàn)閿R板和盤子之間需要緊密接觸，只有當(dāng)擱板的正反兩面都非常平整才能辦得到。為了讓擱板達(dá)到更加好的平整度，我們在擱板的加工制作中，采用激光切割焊接加工不銹鋼板，來確保擱板上下兩面的平整。

2 “檔案磚”冷凍解粘的過程與成果

2.1 第一次實(shí)施“檔案磚”解粘。2020年5月，項(xiàng)目組挑選了兩卷破損程度較重的“檔案磚”進(jìn)行揭粘試驗(yàn)。這兩卷“檔案磚”，經(jīng)過兩次“浸潤”和冷凍真空干燥揭粘試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)真空冷凍干燥技術(shù)處理后不會引起檔案紙張生霉、變形，對于搶救紙質(zhì)檔案是非常有應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。已經(jīng)揭開的檔案紙張性質(zhì)穩(wěn)定，效果良好，但由于原工藝設(shè)計(jì)是針對20mm厚蒙古文“檔案磚”的，沒有預(yù)期到兩卷“檔案磚”試驗(yàn)樣本厚度高達(dá)42mm的情況，第一次沒能全部揭粘，最里層還有30%左右需要揭粘。

2.2 真空環(huán)境中厚層纖維干燥升華能供應(yīng)問題。在針對大于 20 mm厚紙張真空條件下冷凍干燥技術(shù)進(jìn)行了分析和改進(jìn)研究之后，項(xiàng)目組購置了一臺暫存用-40℃冰柜，制作了給厚檔案傳導(dǎo)升華能量的不銹鋼導(dǎo)能板。2020年6月，進(jìn)行了第二次揭粘試驗(yàn)。按照新改進(jìn)的工藝流程，對初步分開的蒙古文“檔案磚”進(jìn)行了分層，并按其位置編制了分組編號，用保護(hù)網(wǎng)包裹后進(jìn)行“浸潤”，將不銹鋼導(dǎo)能板放入不可分割的厚檔案上后，用調(diào)整后的流程工藝，再一次進(jìn)行了“冷凍真空揭粘”，取得了良好的效果。基本上將所有的“檔案磚”紙張頁間擴(kuò)大了物理距離。解決了這一最大的難題，順利完成“檔案磚”解粘。

2.3 針對檔案紙張被壓點(diǎn)和生霉點(diǎn)還有粘連問題的解決。針對檔案紙張被壓點(diǎn)和生霉點(diǎn)還有粘連問題，項(xiàng)目組采用了棉棒沾揭粘液潤濕粘連點(diǎn)，再用氣泵打出干熱氣，將表面層吹干，提高表面紙張的機(jī)械強(qiáng)度后再揭的方法。針對霉斑污染的清洗試驗(yàn)，用棉棒將項(xiàng)目組特制的去霉液涂到霉斑上，浸潤后再用噴筆清洗，噴上中和液后，起到了良好的清洗效果。項(xiàng)目研究至此，蒙古文“檔案磚”的揭粘技術(shù)難題已基本攻克。

2.4 超薄蒙古文檔案無損揭開。在“檔案磚”揭粘完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行手工單頁紙張揭剝工作。經(jīng)測量，這些單頁檔案紙張的厚度約為0.01mm左右，其厚度只有常用普通A4復(fù)印紙的1/19，這也給揭粘增加了難度，因此我們的手工揭粘，必須在專用多功能修復(fù)臺上操作。隨著“檔案磚”單頁紙張揭剝成功，紙張單頁間的霉斑顯現(xiàn)，需再次對檔案紙張上黑色霉斑進(jìn)行處理。

2.5 項(xiàng)目組定制與“檔案磚”相近的修裱專用紙，進(jìn)行了細(xì)致專業(yè)的修裱工作，翻譯了已揭剝、修裱后的檔案內(nèi)容等。經(jīng)初步翻譯，這兩卷檔案是清代封建統(tǒng)治時(shí)期，內(nèi)蒙古地區(qū)衙門形成的檔案，距今有100多年，是研究內(nèi)蒙古地區(qū)歷史極其珍貴的史料。及時(shí)搶救修復(fù)這些珍貴的檔案，對有效保存和傳承內(nèi)蒙古地區(qū)的歷史和文化，有著重要意義。

（作者單位：孫洪魯，山東齊元信息技術(shù)有限公司;羅永俊、郝陽，內(nèi)蒙古自治區(qū)檔案館 來稿日期：2021-10-20）