档案字迹材料耐久性测试法研究报告，本文主要内容关键词为：耐久性论文,字迹论文,研究报告论文,档案论文,测试论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
随着科学技术突飞猛进，各种各样的书写材料层出不穷，或改进工艺配方，或增添花色品种，人们在选择书写材料时应接不暇，由于产品质量参差不齐，而书写者往往只对其外包装或书写的流利性能感兴趣，每每忽略形成文字材料之后字迹本身的耐久性问题。作为档案部门及其工作者对这类问题就不能掉以轻心；因为它将对档案科学地保存和利用带来直接的影响，必须引起高度重视。因此，迫切需要我们从档案保护的角度加以深入地研究，从而制定一个科学、简洁的测试方法，为字迹材料的监测和研制提供一个测试标准。
鉴于我国以书写方式形成的档案占相当数量，其中使用的字迹材料又以蓝黑墨水、圆珠笔用油墨和复写纸居多，因此我们立题时选择了这三大类作为研究对象，从字迹在某些条件下加速老化后颜色的褪变——色差来评估其耐久性。
二、实验和方法
（一）试样。试样来源：直接从生产厂家采取。本实验使用7种蓝黑墨水、3种圆珠笔用油墨、5种复写纸共15种字迹材料。
（二）仪器和方法。
1.仪器设备参见表1。
表1仪器设备
品名
型号生产厂名
（1）色彩色差仪
SM—4 SUGA检测仪器公司
（2）电热鼓风干燥箱
CS101—AB 四川重庆试验设备厂
（3）紫外光照箱
／ 自制
（4）恒温恒湿器SC—H65J—20 SATAKE CHEMI CAL
EQUIPMENT MFG,LTD
（5）各种玻璃器皿
2.实验项目与条件。
（1）干热老化
项目代码 条件 时间（单位：hr）
T1
24
T2 105±2℃ 48
T3
72
T4
24
T5 60±1℃ 48
T6
72
（2）紫外光照
项目代码 条件 时间（单位：hr）
U1 室温、功率30W 24
U2波长253.7nm 48
U3垂直照射距离110mm
72
（3）水浸
项目代码条件
时间（单位：hr）
W0
1／6
W1 室温 24
W260ml蒸馏水48
W3
72
（4）温湿度老化
项目代码 条件 时间（单位：hr）
RT1 温度：50±1℃ 24
RT2 相对温度：88%～92% 72
RT3 温度：50±1℃
24
RT4 相对湿度：38%～42% 72
（5）耐酸
项目代码 条件 时间（单位：hr）
A10.01NHCl溶液 1／6
A260ml，室温24
（6）耐碱
项目代码 条件 时间（单位：hr）
B1
0.01N NaOH溶液
1／6
B2
60ml，室温 24
（7）耐有机溶剂
项目代码 条件 时间（单位：hr）
ROH1 5%乙醇溶液
1／6
ROH2 60ml，室温24
3.试样准备。
（1）墨水流条法。取120克／米[2]胶板纸裁成长180mm及需要宽度的纸样，以30mm为一宽度分成若干等份，固定于桌面成45°角的专用流条板上，用移液管吸取蓝黑墨水0.3ml，在每一等份的中间以管下端距纸上端10mm处与桌面垂直接触，使墨水自然流下，待其在无阳光直射的室内自然干燥24小时后，截取每等份的45～95mm和95～145mm两部分作为试样块，每一试样块以7∶3的比例分成两部分，大的部分为被测样，小的部分为对照原样。
（2）划线法。a.取70克／米[2]胶板纸裁成尺寸为16开，视需要在纸张中部分成若干长50mm宽20mm的试样块，距试样上下宽度5mm的中心带用被测字迹材料划不少于16条的平行线，在垂直方向划3部分（称作可测试区）均匀分布宽度为5mm，每一部分不少于8条的垂直线，每一试样块以7∶3的比例分成两部分，大的部分作为被测样，小的部分作为对照原样。b.取70克／米[2]胶板纸裁成长273mm、宽197mm，视需要在纸张中部分成若干长50mm宽40mm的试样块，在距试样上下宽度10mm的中心带用被测字迹材料划11条间距为1mm的平行线，每一试样块以7∶3的比例分成两部分，大的部分作为被测样，小部分作为对照原样。
（3）打印制作。用计算机打印出左右间距9mm，上下间距14mm，大小为6mm×6mm的字迹块。每4个字迹块为一组试样。用固定好的单面复写纸和70克／米[2]胶板纸在打印机上打印，打印出各种字迹块裁成60mm×20mm的试样块。每一试样块以3∶1的比例分成两部分，大的部分作为被测样，小的部分作为对照原样。
4.测试步骤。
（1）在每一被测样的可测试区选取3个测试点。
（2）用色差仪测出初始色差值△E0，并记录。
（3）字迹加速老化实验。（参见实验项目与条件、实验方法）
（4）测试加速老化后的色差值△E[，1]，并记录。
（5）以△E＝△E0－△E1，计算被测样加速老化前后的3个色差值，并计算出每试样算术平均值。
5.实验方法。
（1）干热老化实验。用非金属细线（如棉线）将被测样挂于电热鼓风干燥箱内，各被测样之间应有一定间隔，按设定的条件（见实验项目与条件（1））老化，实验完毕待箱内温度降至室温后取出，存放于试样夹中待测。
温湿度老化实验方法与干热老化实验方法相似，故从略。
（2）紫外光照实验。室温下，在紫外光照箱中，将被测样置于距紫外灯管110mm外，照射到所设定的老化时间后取出，存放于试样夹中待测。
（3）耐酸实验。室温下，在洁净的培养皿中注入60ml新配制的0.01NHCl溶液，将已测出△E0的被测样置于培养皿中并使之润湿充分，被测样浸渍到所要求的老化时间后用玻璃棒取出，用蒸馏水冲洗3次，在无阳光直射处露置空气中24小时，依被测样与对照原样复位编排号码，将被测样放置于试样夹中存放，待测。
（4）耐水、耐碱和耐有机溶剂实验方法与耐酸实验方法相同，只是耐水实验完毕可直接干燥。
（5）色差测定说明。采用反射测定，选用直径为5mm的集光镜头，每测一块试样前用白色工作标准板进行零位调节，它的△E值应不大于0.02。
三、实验结果与讨论
（一）实验结果。
1.计算依据。
本研究是建立在Munsell（颜色）系统和1931CIE—XYZ（颜色）系统的理论基础上，采用洪特（Hunter）Lab系统的色差公式计算，即：
△E（Lab）＝[（△L）[2]+（△a）[2]+（△b）[2]][1／2]
式中：△E是总色差，△a、△b是色性方面的差别，△L是亮度方面的差别
该系统Lab表示值可由1931CIE－XYZ系统中的颜色三刺激值XYZ导出：
L＝10.0Y[1／2]
a＝17.5（1.02X－Y）／Y[1／2]
b＝7.0（Y－0.847Z）／Y[1／2]
另外，我们以吉特（Judd）建立的NBS（National Bureau of Standard—美国国家标准局）作为计量单位。当△E＝1时，称作1NBS色差单位，它相当于在最优实验条件下，人眼恰可分辨两个颜色差别的5倍。
本研究工作采用日本SUGA公司出品的SM—4型色彩色差仪，通过对字迹材料加速老化前后颜色的测量，得出色差值（△E），结合颜色变化对照表（见表2），来评估字迹材料的耐久性，其显著特点是各项实验的测试数据单一、迅捷。
表2色差值与颜色变化对照表
色差值（NBS单位）颜色变化情况
0～0.5 痕变
0.5～1.5
微变
1.5～3.0 可见变化
3.0～6.0 明显变化
6.0～12.0变化大
12.0以上
变化很大
2.蓝黑墨水△E值测试。（略）
3.圆珠笔用油墨字迹△E值测试。（略）
4.复写纸字迹△E值测试。（略）
（二）讨论。
1.蓝黑墨水类。
（1）在温湿度老化实验中，各组数据大都低于或略高于3.00，即老化后，各字迹的颜色只有微变或可见变化，对字迹颜色影响极小。
（2）在耐酸、耐碱和耐有机溶剂的老化实验中，划线法①的数据值低于流条法的数值，当老化时间为1／6hr时，△E值在5.4～7.9之间，字迹颜色褪变明显，当老化时间为24hr时，△E值均超过12.0，颜色褪变很大。
（3）在耐水实验中，W0组流条法7种被测样△E的平均值为4.36，字迹颜色已明显褪变；W1、W2、W3三组的△E值均在12.0以上。但各组数值相近，也就是说，水浸24小时后，颜色褪变很大。随着时间延长，颜色不再有大的变化。
（4）在紫外光照实验中，U1组△E值在6.0～12.0的范围内，U2、U3组△E值接近或大于12.0，各组的△E值基本按照U1〈U2〈U3的规律递增，即字迹颜色褪变严重。
（5）在干热老化实验中，T4、T5、T6的△E值的最大值为1.65，换而言之，温度为60±1℃的干热老化，对于该类字迹的颜色基本无影响；T1、T2、T3组中最大值为4.41，在此温度下，随老化时间的延长，△E值依次递增，即字迹颜色褪变严重。T3组的平均△E值为3.08，颜色初见变化。
2.圆珠笔用油墨类。
（1）在干热老化的T4、T5、T6实验中，△E的最大值为2.40，也就是说，当温度为60±1℃时的干热老化各颜色褪变极微，在T1、T2、T3、实验中，△E值在3.0～12.0之间，老化时间的延长，△E值增幅不大，即字迹颜色褪变不大。
（2）在紫外光照实验中，U1组的△E值在12.0左右，即颜色褪变很大，3组△E值按U1〈U2〈U3的规律递增，字迹颜色褪变严重。
（3）418蓝油墨和732红油墨耐水、耐酸、耐碱和耐有机溶剂的性能差。在W0、A1、B1和ROH1 4项老化实验中的△E值已接近或超过12.0，尤其732红油墨在这几组实验中向纸渗透显著，418蓝油墨只在W0和B1实验中无明显渗透，其它各组实验字迹扩散严重，但无论它们的字迹扩散渗透显著与否，其字迹线条清晰可辨。在温湿度老化实验中，它们各组的△E值也接近或超过12.0，即字迹颜色褪变很大，同时亦存在字迹向纸张渗透现象。
（4）424纯蓝油墨在温湿度老化实验中，△E值处于3.0～6.0之间，即字迹颜色有明显褪变，字迹基本无向纸张渗透现象；在W0、A1、B1和ROH1实验中，△E值在0.5～3.0范围内，即颜色褪变极微，这4项实验其它各组的△E值在3.0～12.0之间，也无明显向纸张渗透现象，优于蓝黑墨水。
3.复写纸类。
（1）单双面黑色复写纸类在各项老化实验中，其字迹线条清晰，无明显向纸张渗透现象。其△E值基本小于3.00，也就是说，各种条件下字迹加速老化后，它们的字迹颜色仅有痕变或微变，其耐久性良好。
（2）温湿度老化实验对复写纸类影响较小，只有单、双面蓝色复写纸的△E值在3.0～6.0之间，其颜色介于可见变化和明显变化之间。
（3）在温度为60±1℃的干热老化实验中，只有蓝色双面复写纸的△E值在3.0—6.0之间，颜色变化明显，其它各字迹的△E值均小于3.0，颜色褪变微小；在温度为105±2℃的干热老化实验中，各字迹的△E值在3.0～12.0之间，且△E值随老化时间的延长而增大，即字迹颜色褪变严重。
（4）在紫外光照实验中，蓝色和红色复写纸的△E值均高于6.0，并随老化时间的延长而增大，双面复写纸的△E值略高于同等老化条件下单面复写纸的△E值。
（5）红色双面复写纸和蓝色单面打印复写纸的耐水、耐酸、耐碱和耐有机溶剂性好，△E值均低于3.0，即颜色褪变极微；蓝色复写纸在耐水实验中△E在1.5～6.0之间，单面的△E值略低于双面的△E值，在耐酸、耐碱和耐有机溶剂的实验中，△E值在0.3～8.3之间，但A1、B1和ROH1实验其△E值均低于3.0。
4.结论。
（1）本研究实现了定量评定字迹耐久性的初衷，达到了说明问题，数据简单明确的目的，因此，我们认为用此方法评定字迹耐久性是可行的。
（2）通过各项加速老化实验，我们得知，即使同一类字迹加速老化后色差值也存在异同之处。我们可以采用其中的部分数据作为制定色差法评定字迹耐久性标准的数据。
（3）温湿度老化实验和耐有机溶剂实验结果表明，各类字迹受影响较小，我们认为在制定标准时，这两项不作为测试内容。
（4）大部分字迹受紫外光照、酸、碱的影响较大，根据我国档案部门的实际状况和制造部门的实有能力，难以完全达到表2中的理论要求，因此，我们建议在制定该标准时，这3项数据适应放宽。