ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Здесь разбирается только квалифицированный специалист!
 

ГЛАВА lII. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ КОНСЕРВАЦИИ ДОКУМЕНТОВ

Практическая реставрация неразрывно связана с исследованиями, проводимыми в этой области. Научно-исследовательские лаборатории в отделах консервации крупнейших библиотек, музеев и архивов, национальные и региональные исследовательские центры по консервации документов должны решать, и решают разноплановые задачи, в том числе связанные с разработкой новых технологий реставрации и стабилизации.

Исследования в области консервации документов очень специфичны, имеют прикладной характер, круг занятых ими специалистов достаточно узок. Поэтому вполне обоснована связь научно-исследовательских лабораторий с институтами и фирмами, ведущими фундаментальные исследования в области химии целлюлозы и бумаги, природных и синтетических красителей, полимерных материалов.

Направления исследований специалистов-консерваторов в основном следующие: изучение и оценка свойств документов в процессе их хранения и эксплуатации, методов искусственного старения; разработка новых методов ручной и механизированной реставрации, оборудования для механизированной реставрации и стабилизации (в том числе массовой), основных и вспомогательных реставрационных материалов; создание рекомендаций, пособий, государственных стандартов. По консервации документов. Специальная область работы химиков, технологов-бумажников, микологов посвящена выбору упрочняющих составов на основе природных и искусственных полимерных материалов и технологии упрочнения, методам нейтрализации кислотности, биологической защите. Большое внимание уделяется химии пигментов и красителей, способам их фиксации. Все большую значимость приобретает фотореставрация документов.

Существует определенный набор испытаний-тестов, которые можно варьировать. Чаще всего измеряют следующие физико-механические и химические свойства бумаги: сопротивление излому, разрыву, раздиранию, а также белизну, цвет, впитывающую способность, влагопрочность, гладкость, жесткость при изгибе, значение рН, модуль сдвига, степень полимеризации, количество карбоксильных групп, медное число по методикам, принятым в целлюлозно-бумажной промышленности, и долговечность по специально разработанным схемам. Для испытаний используют модельные образцы: обычно в лабораториях имеется бумага опытных партий с разной массой квадратного метра и разного состава — из 100% сульфатной целлюлозы, 100% сульфитной целлюлозы, 100% хлопковой целлюлозы, с разным количеством связующих и наполняющих веществ.

Наиболее часто проверяемое свойство бумаги — сопротивление излому. Этот показатель лучше и четче других характеризует прочность и ее изменение в процессе старения. Величина сопротивления излому зависит от длины волокон, из которых образована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Как известно, именно прочность волокон меняется в процессе старения. Вместе с тем испытания на сопротивление излому близки по характеру воздействия на бумагу к механическим нагрузкам при пользовании документом. Величина сопротивления разрыву, фиксирующая в основном силы связи между волокнами, в процессе старения изменяется медленно и в меньшей степени, чем сопротивление излому. Белизна бумаги зависит от белизны входящих в ее состав волокон, содержания минеральных наполнителей, проклеивающих и окрашивающих веществ. Белизну обычно определяют как коэффициент отражения при синем фильтре. Данный показатель чувствителен к изменениям, происходящим в бумаге уже в самом начале её старения. Чувствительным показателем, позволяющим выявить незначительные изменения в структуре бумаги, является динамический модуль сдвига, который определяется неразрушающим методом. Установлены корреляционные зависимости между динамическим модулем сдвига и механическими характеристиками бумаги, измеряемыми разрушающими методами. Если измерение прочности на излом или разрыв производится в момент максимальных напряжений и полного разрушения материала, то динамический модуль сдвига фиксирует изменения, происходящие в структуре бумаги до наступления разрушения.

Локус спектральных цветностей

Цвет: Длина волны λ нм:
фиолетовый 380—450
синий 450—480
голубой 480—510
зеленый 510—550
желто-зеленый 550—575
желтый 575—585
оранжевый 585—620
красный 620—700

Работая с тонированной бумагой, бумагой с цветными чернилами или с цветной печатью определяют коэффициент отражения или пропускания, а затем цветовые характеристики образца — координаты цвета (X, Y, Z) и цветности (х, у). Для оценки тенденции изменения цвета используют систему, базирующуюся на графике цветности, а именно, оценку по доминирующей длине волны λ (цветовому тону), насыщенности ρ, яркости Y. С этой целью в системе координат х, у предварительно наносят координаты цветности всех чистых спектральных цветов от 400 до 700 нм и точку, соответствующую цветности белого источника цвета (С). Геометрическое место цветностей в виде замкнутой кривой представляет собой локус спектральных цветностей. Если теперь нанести точку F, изображающую цветность образца, и соединить прямой линией точки С и F, то пересечение линии CF с локусом в точке В дает значение доминирующей длины волны для образца, а отношение отрезка CF к СВ — насыщенность цвета ρ. Очевидно, что насыщенность цвета максимальна у локуса и равна нулю у белого источника. При изменении цвета и цветности образца изменяются λ и ρ, причем тенденция этих изменений в данной системе имеет наглядное и простое толкование (изменение к желтому, красному и т.п.). Кроме того, различие между двумя цветами определяют как геометрическую разность двух векторов по формуле:

L = √[(X2-X1)2 + (Y2-Y1)2 + (Z2-Z1)2].

Белизна, значение рН, установленное контактным методом, динамический модуль сдвига относятся к неразрушающим показателям, которые можно определять не только на модельном образце, но непосредственно на документе. Состав бумаги определяют микроскопическим исследованием. Проба для анализа — несколько волокон — вполне достаточна для определения волокнистого состава бумаги. Наиболее часто используется при этом реактив хлорцинкйод, которым волокна древесной массы окрашиваются в желтый цвет, "тряпичные" (хлопковые, льняные) — в розовый, древесная целлюлоза — в фиолетовый или синий. Для того, чтобы отличить сульфитную целлюлозу от сульфатной, можно использовать реактив Висбара, при действии которого волокна сульфатной целлюлозы окрашиваются в зеленый цвет, а сульфитной — в фиолетовый или темно-синий.

Поскольку цель консервации документов — повышение их долговечности, следует особое внимание уделить схеме определения долговечности. По ГОСТ 7.48-90 ''СИБИД. Консервация Документов. Основные термины и определения" долговечность определяется, как способность длительно удерживать эксплуатационные свойства, такие, как прочность, эластичность, цвет. Существует несколько схем определения долговечности. Наиболее верную картину дает естественное старение, протекающее во времени и сопровождаемое окислительной и гидролитической деструкцией материалов. Однако процесс этот длительный и оценить срок службы бумаги в естественных условиях трудно, поэтому применяют различные методы ускоренного старения. Бумага быстрее разрушается при повышенной температуре. В научной литературе отмечается, что различие в температуре старения в 20°С изменяет скорость разрушения в 7,5 раз. Этот термический (тепловой) эффект является основой большинства методов искусственного старения бумаги. Естественно, что ускоренное старение не дает абсолютной гарантии воспроизведения воздействия среды на бумагу на протяжении многих лет, но позволяет лучше понять суть этого явления. Различают два вида искусственного старения:

— ускоренное старение целлюлозных материалов под действием ультрафиолетового излучения и излучения видимой области спектра,

— ускоренное старение под действием тепла, с защитой от света, в сухой и влажной атмосфере.

Считается, что выдерживание бумаги при температуре 102±2°С в течение 72 ч эквивалентно 25 годам естественного старения. Но этот вывод справедлив не для всех видов бумаги. Поэтому можно говорить лишь о приближенном соотношении. Сведений о корреляции между естественным старением и искусственным найти не удалось. Влага, содержащаяся в бумаге, катализирует гидролитическую деструкцию целлюлозы. Длительное выдерживание бумаги при повышенной температуре уменьшает содержание влаги в ней. Поэтому так называемое "сухое старение" не отражает все многообразие химических превращений, происходящих в процессе тепловой деградации целлюлозы. Данный способ старения целесообразен для бумаги с большим количеством древесной массы, поскольку именно лигнинсодержащим составляющим бумаги свойственны реакции окисления в процессе старения. Известны режимы старения — 6 ч при 130°С, 72 ч и дольше при 80° С и влажности 65%. Проводят "сухое старение", помещая образцы в термостат с естественной циркуляцией воздуха, где бумага высыхает очень быстро и старение идет, в основном, за счет окислительных процессов.

Старение при естественной начальной влажности бумаги, сохраняемой в герметически закрытых трубках, по мнению исследователей, достаточно близко к естественному, в то время как увеличение влажности "дает крен" в сторону гидролитической деструкции. Помня о примерном соответствии естественного старения выбранному искусственному, обычно пользуются искусственным старением для определения относительной долговечности и ответа на вопрос, как влияет на долговечность какая-либо обработка документа или изменение в композиции материала. Подготовленные к испытаниям образцы при всех схемах определения долговечности проходят кондиционирование, затем помещаются в термостат, в климатическую камеру, либо в герметически закрытые трубки и затем в термостат.

Разрабатывая методы и материалы для стабилизации и реставрации документов, специалисты исследуют модельные образцы бумаги, подвергнутые различным обработкам. После искусственного старения таких образцов путем определения механических, химических или оптических показателей свойств бумаги фиксируют возникшие в их структуре изменения. Анализ изменений показателей и дает в целом ответ на вопрос, долговечен ли данный документ, а закономерность изменения свойств, которая может быть выражена в виде уравнения или графически, позволяет прогнозировать долговечность при более длительном хранении и использовании.

Довольно широко используется методика определения долговечности посредством расчета энергии активации процесса деструкции материала. Энергия активации процесса деструкции — средняя избыточная энергия молекул, вступающих в реакцию — равна разности между средней энергией активированных комплексов и средней энергией исходных молекул при температуре реакции. В исследованиях, связанных со старением бумаги, определяется энергия активации процесса деструкции бумаги или бумаги с полимерным покрытием. Соотношение энергии активации процесса деструкции упрочненной бумаги и контрольной дает относительную долговечность.

Для оценки долговечности материала применяется старение материала при одной или нескольких температурах. Проводимые расчеты базируются на предположении, что процессы, протекающие при старении, могут быть описаны уравнением реакции первого порядка и к ним применимо уравнение Аррениуса:

К = Koe-E/RT, где

Ко — предэкспоненциальный множитель;

Е — энергия активации процесса деструкции, кДж/моль;

R — газовая постоянная, 8,314 кДж/моль•град.;

Т — абсолютная температура, °К.

Существуют способы оценки термической стабильности полимерных материалов, в том числе целлюлозы и бумаги, с помощью термогравиметрического и дифференциального термического анализов. Они также требуют ряда допущений из-за сложности и многообразия реакций, протекающих при пиролизе бумаги. Но преимущество термогравиметрии — возможность сравнения контрольного образца с исследуемым. Для каждого материала, в том числе вида бумаги, существует характерная форма кривых термогравиметрического и дифференциального термического анализов, по которой его можно идентифицировать. Изменения в составе бумаги вносят свой вклад в изменение формы кривой, которая определяется прежде всего кинетическими параметрами процесса термодеструкции, то есть порядком реакции, энергией активации и, следовательно, в известной степени отражает термическую стабильность исследуемого вида бумаги.

Как правило, в существующих методах оценки долговечности бумаги основным независимым параметром является повышенная температура. Все методы, связанные с нагревом, дают оценку термической стабильности материала. Для определения долговечности бумаги, содержащей полимер, обычное тепловое или тепло-влажное старение не является пригодным, так как упрочняющий бумагу полимер при нагревании до 100° С может caм претерпевать различные изменения, не являющиеся результатом старения; снижается степень кристалличности, повышается текучесть, возможна даже пропитка бумаги полимером, то есть в данном случае надо говорить не о старении, а о теплостойкости. В ряде случаев из-за значительного преобладания структурирования над деструкцией прочность не снижается, а повышается. Долговечность бумаги с полимером можно определить по методике, не требующей теплового старения, которая основана на кинетической концепции прочности твердых тел С.Н.Журкова. Метод разработан и внедрен в практику исследований в Российской национальной библиотеке. Идея метода в том, что бумага "стареет" под действием приложенной к ней механической нагрузки. Долговечность материала под нагрузкой характеризуется временем, которое необходимо для полного разрушения материала с момента приложения к нему нагрузки. Вероятность разрыва обусловлена тепловыми флуктуациями энергий атомов) которые приводят к разрыву межатомных связей. Эти термофлуктуационные процессы происходят как в механически не нагруженном, так и в нагруженном материале, механическое напряжение направленно изменяет их скорость и уменьшает вероятность восстановления химических связей. Основной вывод теории С.Н.Журкова состоит в том, что разрыв материала под нагрузкой — не чисто механическое явление. Механическое напряжение лишь ускоряет процессы теплового разрушения полимерных молекул. Авторы метода отмечают, что он позволяет быстро и с достаточной точностью показать увеличение или уменьшение долговечности документа по сравнению с известной долговечностью бумаги при изменении ее композиции, проведении какой-либо обработки. Пользуясь данным методом, можно определить, например, как влияет на долговечность изменение режима хранения бумаги, взяв за точку отсчета, состояние опытного образца после теплового, светового, влажностного воздействия.

Определение энергии активации процесса деструкции бумаги различными методами показало, что наибольшая сходимость результатов наблюдается при определении, по термограммам и по методу Журкова.

В связи с тем, что в процессе хранения на документы влияют влага, тепло, свет, окислы серы, азоте, углерода, представляет интерес не только воздействие на старение документа изменений режима хранения, но и собственно влияние этих факторов на бумагу, поэтому вполне правомочны схемы определения долговечности документа, например, в токе сернистого газа.

В конечном счете, анализируя состояние дела по определению долговечности, следует признать, что нельзя точно определить срок жизни документа, можно его только приблизительно прогнозировать и, главное, благодаря существованию методик определения долговечности, проводить сравнительный анализ изменения сохранности документов в зависимости от обработки и условий хранения.

Список литературы

1. Бланк М.Г., Сазонов Ю.Н. Использование методов термоанализа для определения стабильности бумаги различной композиции // Теория и практика сохранения книг в библиотеке: Сб. науч. тр. / ГПБ. Л., 1971, С.34-56.

2. Бланк М.Г., Фляте Д.М. Прогнозирование долговечности бумаги с полимерными связующими // Долговечность документа / ЛКРД АН СССР. Л., 1931. С.16-21.

3. Добрусина С.А., Чернина Е.С., Нюкша Ю.П. Неразрушающие методы контроля при оценке свойств бумаги документов // Критерии оценки качества реставрации музейных художественных ценностей / ВНИИР. М., 1991 С.69-70.

4. Ерыхов Б.Н. Неразрушающие методы исследования целлюлозно-бумажных и древесных материалов. М., 1987. 225 с.

5. Курицкий А.Л., Кундзич Г.А. Оптические методы и приборы в целлюлозно-бумажной промышленности. М., 1980. 200 с.

6. Левдик И.Ю., Чернина Е.С. Исследование старения бумаги методом инфракрасной спектроскопии // Теория и практика сохранения книг в библиотеке / ГПБ. Л., 1974. Вып.6. С.57-68.

7. Садовская О.И., Бланк М.Г. "Сухой" и "влажный" методы искусственного старения бумаги // Химия и технология целлюлозы: Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТА. Л., 1976. Выл.3. С.51-55.

8. Baer N.S., Indictor N. Use of paper and textiles of historic and artistic value / Ed. J.C.Williams; Am. chem. soc. Washington, 1977. Vol.1. P.336-351. (Adv. in chem. ser.; № 164)

9. Duswalt A.A. Thermal analysis study of paper permanence // Ibid. P.352-361.

Первоисточник: 
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ КОНСЕРВАЦИИ ДОКУМЕНТОВ. С.А.Добрусина, Е.С.Чернина. РНБ, 1993
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РАБОТ ВЕРНИСАЖА И ВЕБ-ПОРТФОЛИО
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.