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纸张的修补法与加固方式
修补与加固是修复工作中重要环结，也是保护脆弱纸张、延缓其寿命所采取的有效措施的组成部分。修复技师在长期从事古籍、档案、书画修复中，不仅积累了丰富的经验,而且为了保护古代文化遗产作出了显着的成绩。
最近几年陆续出版了《中国古籍装订修补技术》等专着,对我国这门古老的传统技术作了系统的总结,许多加固的方法是非常宝贵的经验,对文物的修复技艺的发展，将起到有益的推动作用。
一、修补--纸浆修补法
传统的纸张修补方法，于上述书中都已详述，我们在实际工作中可以灵活运用。一般来说，有了这些方法，平常遇到的一些问题都可以得到解决，但研究人员并不满足现状，还在以新的方法进行修补，如有人采用纤维素溶液修补法。此法是将需要修补的纸张平放在葛板上，然后在残缺、蛀洞的地方，注入预先配制好的呈悬浮状的纤维素(纸浆、棉纤维、树脂)溶液。当溶液往下渗透时，溶液中的纤维素便堵住蛀孔，布满残缺，将纸修复。
用纸浆作为纸张破损部位的修补材料，目前已得到广泛的应用，其应用方法：分手工修补和机械修补两种，以机械修补为主。机械修补是通过纸浆修复机完成的。现介绍一下纸浆修复机的结构和工作原理。
（一）纸浆修复机的结构
纸张修复机是由上半部、下半部和控制系统三部份组成，上半部份的门可以打开，为修复文件的主要部位，下半部份有水箱、抽水机和几个存放消毒或杀菌药物的罐子。药物罐在辅助车子的协助下，可对修复原件进行薰蒸、杀菌。但这种处理只能是少量的。水箱是在抽水机的帮助下供应必要的修复水，并在修复结束时把水抽还箱内。控制部份有操作图，提供操作员操作方法。
（二）纸张的修复原理及步骤
1.首先要测出修复件（纸张）的厚度，算出需要的纸浆量，并把浆料投进搅拌机和加水进行搅伴。
2.把纸文件放入水中清洗，同时把文件平铺在保护纸上，在整个修复过程中，要有一层保护纸托住破损文件。保护纸不仅对原件有保护，而且在下一步工作中，有过滤的作用（保护纸是一种透气性极好的合成聚酯纤维）。文件准备好后，在小车的帮助下，平放在纸浆修复机的金属网上，然后在文件上，再压一层较厚的金属网，以压助文件的作用。
3.按电动钮向修复机中灌水，并把搅拌好的纸浆倒入机中与水搅匀。（放纸浆有两种方法：一是先灌水后放纸浆，也可把水和纸浆同时放入）。然后移动一下上面的金属网，使金属网和文件有一定的空隙。
4.开动抽水机，在一定的真空压力下，使水流向破损处，在保护纸的过滤作用下，纸张纤维被保护纸挡助沉积在文件破损处和文件黏结。
5.水抽干后，连同保护纸一起取出，上下各夹几层吸附纸上压机压平成型，待干燥即可。
（三）修补的纸浆
常用的有亚麻、棉花及碱性木浆等。亚麻纤维含量85％，牢度非常好；棉纤维含量90％，强度虽不如亚麻，但绒度好；亚麻和棉花相配，纸的质量最高，再加上碱性木浆，有了这三种原料，就可以配成各种浆料，也可根据实际情况，调配成各种颜色的浆料。
纸张修复的纤维长度，应保持在30~35度左右。纤维太长的话，搅拌时容易起团，但纤维太短又不易和文件黏结，因此掌握好纤维的长度是很重要的。
在机械修复中，原件破损越严重，修复速度越快，修复层的纸浆面积，要比原件大5~10毫米，以达到保护原件的目的。
（四）纸浆修补法的功能与限制
修复机的修复原理和手工造纸原理基本上是一样的，手工造纸是从水中把纤维捞出来，修复机是把纤维留下来。因此修复机不但可以修复破损文件，而且可以根据需要，制成各种类型纤维的纸，满足手工修复的特殊需要。
纸浆修复也不是完美无缺的，它只是帮助手工修复的一种方法，在一般情况下效果尚好，有些情况下就不行。当文件的破损类似手撕的状况，破损处有一定的纤维外露，修复层黏接较好，不易脱开。而当文件的破损处为刀伤形成，若破损很整齐没有纤维外露时，修复后的黏接就很差，容易脱开。要解决黏结不好的问题，第一是采取人工的办法，把破损的纤维挑出来；第二是在破损处涂上黏合剂，但涂黏合剂会使纸张发硬变形。故往往采取第一种方法比第二种较好。
纸浆手工修补法与纸浆机械修补法的原理基本上相同，而机械修复的方法仅是对于手工修复的一种帮助，但主要还是靠手，若没有手，机械同样工作不起来。但手工修复，价格非常贵，而且速度很慢。为提高速度，必须用机械修复的方法来帮助修复。
二、加固方式
加固的方法:就是用某种树脂溶液涂刷、浸渍纸张，或者用纸、树脂膜、丝网进行裱托、热压的方法，使纸张增加强度。兹将各种方法分述如下:
1.托裱法:
托裱是我传统的技艺，是行之有效的加固方法。一 般可分单面托裱和双面托裱。单面托裱，就是在有文字的背面进行裱托。双面托裱，则适用于两面有文字的纸张。托裱的工艺两者基本相同，所不同的是使用的托纸要求不同。
双面托裱所用的纸，要求透明度大，加固后不会影响文字的阅读。而单面托裱，只要纸张质量上乘即可。不过，常用的托纸都是专门生产的，如料半、连史、川连等。
托裱是目前应用较为广泛的一种，操作方法是:把须托裱的纸张用湿毛巾覆盖在上，或以清水喷湿，使之润湿，舒展平整。施以浆水，再把托纸盖在上面，用糊帚把它刷平。在上刷托纸时,左手拿着纸张另一头,时时将托纸和纸张书页轻轻掀松，并要与右手动作配合，既不能刷的太紧，也不能刷的太松，以不刷出夹皱为度，待全部刷好后，再翻转放到一张干纸上，用糊帚排刷，使之粘结牢固。
托裱又分湿托和干托。其操作方法基本上相同，主要区别在于干托是把浆糊刷在托纸上，而湿托却是把浆糊刷在文件上。使用时应根据字迹的耐水程度来决定。
2.树脂溶液法:
就是用天然或合成的树脂溶液喷涂在文件上使之加固的方法。选用的树脂溶液，应具备以下性能:
(1)无色、透明、本身不变色。
(2)对字迹、色彩、纤维无副作用。
(3)具有一定的粘结力，耐老化。
(4)易可逆，处理后不发硬，手感好。
具备以上条件而在应用的有以下几种:
a 胶矾溶液:
是书画装裱所用的傅统加固剂，一般配方为:胶3、矾l 、水70~80 克。在配制过程中，应控制适当温度(40~50°C)，使用时用排笔将溶液涂在加固纸上,先涂一面,次涂另一面,涂刷要均匀。也可用浸涂法，把需加固的纸张浸涂在胶矾水溶液中。使用时应根据具体情况而定。
b 合成树脂溶液:
早在四十年代,就开始用醋酸纤维素来加固纸张。随着高分子化学的发展，各种新型的合成的树脂不断问世，也就有聚乙烯醇、丙烯酸树脂。但是，由于对这些树脂的老化程度及其对字迹和纸张的影响尚未深入研究，所以，目前仍未能广泛应用。
3.加膜法
加膜法在脆弱纸张的两面各加一层树脂薄膜(如醋酸纤维素、聚酯、聚乙烯、尼龙等)或透明网,使纸张加固。加膜的方法很多,有热压加膜法、溶剂加膜法、真空镀膜法以及丝网加固法等。现将各种方法分别介绍如下:
(1)热压加膜法:
热压加膜法在30年代就由美国巴罗和斯克莱伯纳研究成功。此法选用透明树脂薄膜(醋酸纤维素、聚乙烯、聚酯、聚碳酸脂、尼龙等)将纸质文件夹在中间。通过热压使之得到加固。这种方法在国外档案馆、图书馆、博物馆中已得到普遍的应用，现举例如下:
美国国会图书馆，采用平板水压加膜法，把文件夹在两张醋酸纤维素薄膜中间，放入加膜机中，加热至140~150°C ，在22-36公斤/平方厘米压力下进行加固。
罗马尼亚档案馆:选用聚乙烯薄膜、日本棉纸、醋酸纤维素作为加固材料。加固方法有两种，其一为热压法，先将文件清洗干净。中覆聚乙烯薄膜，上覆日本绵纸，然后将它放入平板水压加膜机中，控温 130°C ，压力14公斤/平方厘米，经一分钟即可。但要注意，当加固件送入加膜机前，其两边还要垫一层绘图纸。第二种是冷压法，是用 5%醋酸纤维素丙酮溶液，喷涂在文件上，加覆日本棉纸，然后用压机加压粘固。
英国丘圆档案馆，根据破损文件不同情况，采取不同的加固方法，如加固对象是厚纸，则用日本纸加固，是羊皮纸用牛皮纸粘补，是破碎文件先用日本纸补缺后，再加丝绢、粘结纸、薄棉纸，然后放入加膜机中热压加固。文件两面粘结层数可根据破损情况而定。
法国卢旺省档案馆，对破损文件先用棉纸补缺，再在文件两面加透明塞璐纸，粘结纸尼龙薄膜，然后放入加膜机中，控温180℃，进行热压即可。
(2)莫兰加膜法:
是由英国莫兰塑料公司提出，其方法是把文件放在二醋酸纤维素或三醋酸纤维素薄膜中间，用可控电熨斗，控温80℃，施加轻微压力即可。此法优点，不需要昂贵加膜机，加热温度又低,使用方便。
（3）迪斯普罗加膜法:
是英国伦敦博物馆研究成功的方法。他们选用一种在迪斯普罗纱纸背面涂有丙烯酸树酯，作为书籍加膜材料，这是一种冷加膜法，设
计的加膜机可处理20英寸以下的文件。据介绍，加膜效果是很令人满意的。
上面所介绍的加膜方法，都是透过热压方式，由于设备费用昂贵以及高温对文件的损害，为了弥补这些不足，印度国家档案馆提出用溶剂溶化薄膜，其方法先把加固材料裁成所需尺寸，按下列顺序放好。然后用适量的丙酮刷在夹层表面，使丙酮溶液从中心向边缘扩散。再用普通压书机压膜，待干燥后即可。是一种应用较广的加固方法。
4.真空加膜法
真空加膜法是将纸张放在不锈钢真空容器中，在真空条件下通入单体，渗透到纸张纤维中，在纸上形成保护层(聚合物-纸-聚合物)增强纸张强度，起到加固纸张的作用。
常用的单体有丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯醋、二甲二氯矽烷，对二甲苯等。目前由南京博物院与南京图书馆共同研究，聚对二甲苯(派拉伦N )共形盖覆技术在纸张上的应用，是一种较为先进的纸张加固技术。现将此法介绍如下:
聚对二甲苯又称派拉伦N (PPX-N)，由美国碳化公司首先开发出
来，早在1951年以二甲苯为原料，用真空裂解法制得聚对二甲苯薄膜。1965年开始工业化生产。为改进其埋化性能，还有一氯与二氯化之对二甲苯。
聚对二甲苯为热塑性塑料，既具有芳香基之稳定性，又具有脂族链的柔韧性，故能薄至0.25微米而不破裂。该聚合物几乎不吸收可见光，因而呈无色而透明。该聚合物对化学侵蚀有极大的抵抗力，又不溶于大多数常用的化学试剂。在高温条件下能保持稳定。由于具备这些优异的性能，因而该技术愈来愈受到人们的重视。
(1)聚对二甲苯的聚合方法:
以对二甲苯为原料，在水蒸气稀释下，减压通过900~950°C反应管进行热解，维过热裂介的蒸汽(． H2C--CH2 ．)，还有未起裂介的P-X ，通过由空气冷却的冷凝管，使蒸汽从900°C降至145 °C-150°C ，再进入一支装有冷凝回流管，下接有水分离器的共沸蒸馏液浴中，然后经过滤、减压、蒸馏、激冷、再过滤、烘干(真空干燥)，得高纯度结晶聚对二甲苯(PPX-N )。反应如下:
(2)聚对二甲苯的真空沉积(应用)
聚对二甲苯的气相沉积过程，在某些方面与真空涂敷金属相似。不同的只不过所需的真空度要求不同。沉积过程包括以下三个步骤。第一步是固体二聚物在160°C左右时气化。第二步是二聚物在680°C左右时，两对亚甲基-亚甲基的大量热解，产生单体二自由基，最后单体进入室温真空沉积反应室，单体被纸张吸收。将在纸张纤维与纤维接触点处产生聚合物桥，使整张纸强度全面增加。其强度增加的程度，随聚合物厚度增大而增大。但厚度太厚反而变脆，一般认为盖覆厚度在2.5 ~7.5 μm范围内会保持甚至增加柔韧性的同时而获得可喜的强度。
(3)加固的效果
a.经过处理的纸张与未处理的纸张进行耐折强度测试，其结果:未处理的纸张只经85次折叠就已损坏，而经派拉伦N处理过的纸张经上1000次折叠，纸角也丝毫没有折下的迹象。对折痕处的微观观察显示，纸张大多数的单个纤维业已损坏，而纸角靠聚对二甲苯桥键联结在一起。
b.为检验处理过纸张阻挡层性质，将处理过和未处理过的纸条放在水中浸泡六个月 ，结果未处埋的纸条变得半透明，呈现棕黑色，并且软而易碎。而经过处理过纸条没有任何腐坏的迹象。
c.经6个月的老化试验，未处理的纸张变白，易碎。而处理过的纸张，丝毫没有变白，破碎现象，仅出现一些皱折，纸张强度仍然较大，柔韧性好。
d.为测定处理过纸张对化学试剂的抵制力，把纸张样品放入70 %硫酸溶液中浸24小时，纸样变黄，但盖覆层阻止了纸张的损坏，而其强度和柔韧性仍然很好。
该法已在美国图书馆对书本加固进行应用研究，并取得了令人欣喜的成果。目前已成功的应用于木质工艺品、昆虫标本、羽毛制品、贝壳、矿物以及植物标本等镀膜。随着研究工作的深入，该项技术在图书、档案、文物保护领域里的应用将会发挥更大作用。
5.丝网加固法 :
蚕丝树脂网是一种新型加固材料，适用于脆弱薄型纸张及纺织文物的加固，如棉纸、毛边纸、连史纸、有光纸、新闻纸。尤其适用于两面文字书写或印刷纸的加固，也适用于字迹遇水渗化的文件加固。
其方法是:先将加固对象理平皱折，对好破口，在破口处加一小条丝网，以便连成整体。在层压机底，平衬上羊毛毡，然后在加固件的上面覆层。待层压机自控温度指示到80°C ，施加轻微压力即可。反面按同样方法操作。操作时应注意，丝网必须平整，网目最好与文字行路垂直，熨斗按顺序熨压，不要跳花，以免丝网起皱，用力要匀，一熨而过。热温度一般控制在80°C左右，温度太高对纸有影响，太低则不易粘合，在操作中应灵活掌握，该项技术在博物馆、图书馆、档案馆中已得到广范应用，抢救了一大批珍贵纸质文物。