本文件描述了图书馆纸质文献脱酸工艺有效性和均匀性评价的测试方法，规定了最低要求。 本文件适用于印刷或手写纸质文献批量脱酸工艺评价。

ICS 01.140.20
CCSA14
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z42964—2023
图书馆纸质文献脱酸工艺有效性评价方法Effectiveness of deacidification processes for paper-based literature in libraries(ISO/TS 18344 :2016,Effectiveness of paper deacidification processes, MOD)2023-08-06发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-08-06实施
GB/Z42964—2023
规范性引用文件
术语和定义
工艺验证
常规监测
附录A（资料性）
附录B（资料性）
脱酸的副作用和缺陷
纸样检测记录表格
B.1工艺验证检测记录表格
常规监测检测记录··
参考文献
GB/Z42964—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件修改采用ISO/TS18344：2016《纸质文献脱酸处理有效性评价》，文件类型由ISO的技术规范调整为我国的国家标准化指导性技术文件本文件与ISO/TS18344：2016的技术差异及其原因如下：更改了范围，以符合我国国情；更改了碱储量的术语定义和英文对应词（见3.2），更改了碱储量的结果单位（见表1，5.3.3.3，5.3.3.4，5.3.3.5，5.4.2.1），更改了聚合度的术语（见3.3），以符合我国国情；更改了测试纸填料种类、测试纸定量、酸度的标准依据（见表1），以符合我国国情；一用规范性引用的GB/T4688替换了ISO9184-1和ISO9184-4（见表1），以适应我国的技术条件；
一用规范性引用的GB/T7978替换了ISO776（见表1），以适应我国的技术条件；用规范性引用的GB/T451.2替换了ISO536（见表1），以适应我国的技术条件；用规范性引用的GB/T1540替换了ISO535（见表1），以适应我国的技术条件；用规范性引用的GB/T1545替换了ISO6588（见表1），以适应我国的技术条件；用规范性引I用的GB/T40167一2021替换了ISO5630-5：2008，两个文件之间的一致性程度为修改（见5.3.3.1），以适应我国的技术条件；一用规范性引用的GB/T24998替换了ISO10716（见5.3.3.3，5.3.3.4和5.4.2.1），以适应我国的技术条件；免费标准bzxz.net
用规范性引用的GB/T1548一2016替换了ISO5351：2010，两个文件之间的一致性程度为修改（见5.3.3.5），以适应我国的技术条件；一用规范性引用的GB/T457替换了ISO5626（见5.3.3.6），以适应我国的技术条件；更改了脱酸均匀性检测用纸张数量的张数（见表2），以满足检测质量要求。本文件做了下列编辑性改动：
为与现有标准协调，将标准名称改为《图书馆纸质文献脱酸工艺有效性评价方法》；删除了表1中的“注”（见表1）；将表B.8中的特性黏度值改为聚合度（见表B.8）：将MIT耐折度标准拉力改为9.81N（见5.3.3.6的注）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国文化和旅游部提出。本文件由全国图书馆标准化技术委员会（SAC/TC389）归口。本文件起草单位：国家图书馆、北京理工大学、北京国图创新文化服务有限公司。本文件主要起草人：田周玲、张铭、陈红彦、赵芸、冯彩虹、张立朝、李楠。GB/Z42964—2023
按照相关法律的要求，图书馆等机构收藏的大量纸质文献（写本、印本等）需要永久保存，以传承人类文明。由酸性物质引起的纸张酸化水解已成为图书馆等纸质文献收藏单位面临的一项难题。纸张酸化的因素之一是早期工业造纸工艺使用硫酸铝等酸性物质作为添加剂进行浆内施胶。这些酸性物质遇水最终生成游离酸。酸是纤维水解的催化剂，会导致纸张变脆。此外，空气污染和纤维素降解也是纸张中酸性物质的来源，一并加剧了纸张酸化纸张酸化的另一个因素是原材料本身的稳定性。工业造纸之前，造纸一直采用亚麻、大麻或棉布等纺织纤维作为原材料。这些纤维中的纤维素分子链较长，相对稳定。在寻找更多种类原材料的过程中，人们发明了磨木浆造纸工艺。磨木浆中除纤维素外，还保留了大部分半纤维素和木质素。纸浆纯度的下降以及机械加工造成的纤维切断，导致纸张质量变差。与纺织纤维浆纸相比，磨木浆纸的长期稳定性也较差，更易酸化。
脱酸是通过添加碱性物质中和纸张中的酸性物质，来达到减缓纸张的酸性降解速度的目的，虽不能提高纸张原有的物理性能，但在适宜的存储条件下，可降低今后老化的速度。人们早期一直使用单页脱酸工艺。在过去几十年中，新的脱酸工艺不断涌现，现在已经可以通过批量进行单页或整本脱酸。本文件给出了脱酸工艺有效性评价的适宜方法。本文件没有规定哪种类型的纸张可以采用批量脱酸的方法处理。为避免对纸张和装订造成物理损伤或其他不必要的副作用，目前无论使用何种脱酸方法，总有某些文献不适用于脱酸工艺。脱酸技术方宜告知图书馆所选方法的局限性。脱酸工艺对文献潜在的副作用不属于本文件的范畴，仅在附录A中给出应对这些副作用的常规建议。
未经验证的分析方法不能评价纸张是否被脱酸以及脱酸的有效程度1范围
图书馆纸质文献脱酸工艺有效性评价方法GB/Z42964—2023
本文件描述了图书馆纸质文献脱酸工艺有效性和均匀性评价的测试方法，规定了最低要求。本文件适用于印刷或手写纸质文献批量脱酸工艺评价。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该期对应的版本适用于本文件；不注日期的用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T451.2
纸和纸板定量的测定（GB/T451.2—2002，eqvISO536：1995）GB/T457纸和纸板耐折度的测定（GB/T457—2008，ISO5626：1993，MOD）纸和纸板吸水性的测定（可勃法）（GB/T1540—2002，neqISO535：1991）GB/T1540
GB/T1545
纸、纸板和纸浆水抽提液酸度或碱度的测定（GB/T1545一2008，ISO6588：1981，GB/T1548—2016
纸浆铜乙二胺（CED)溶液中特性黏度值的测定（ISO5351：2010，MOD）GB/T4688
GB/T 7978
纸、纸板和纸浆纤维组成的分析（GB/T4688—2020，ISO9184-1～9184-5：1990，酸不溶灰分的测定（GB/T7978—2005，ISO776：1992，MOD）纸浆
纸和纸板碱储量的测定（GB/T24998—2010，ISO10716：1994，MOD）GB/T24998
GB/T40167—2021纸和纸板加速老化（100℃）（ISO5630-5：2008，MOD）3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
加速老化
accelerated aging
在实验室条件下通过提高温度、改变湿度或暴露于光照等方式，加速纸张中的水解或氧化等化学反应，用以模拟通常在自然条件下缓慢发生的过程。3.2
量alkalireserve
碱储量
纸和纸板中的能中和由于自然老化或受到大气污染所生成酸的一类碱性化合物的量注：如碳酸钙和碳酸镁，用GB/T24998的方法测定碱储量，单位为摩尔每千克（mol/kg）。3.3
聚合度degree of polymerisation纤维素大分子中脱水葡萄糖单元(纤维素单体)的平均数。3.4
里batchprocess
批处理
单次处理一定数量或者不定数量文献的脱酸过程。GB/Z42964—2023
continuousprocess
连续处理
不间断地处理数量不确定文献的脱酸过程。3.6
deacidification
通过添加碱性物质中和纸张中的有机酸和无机酸，并沉积碱储量（3.2）用于抵抗纸张中以后出现的酸性物质。
水抽提液pHextractpH
在规定条件下，纸张用水萃取后，测定抽提液的pH。注：将玻璃电极浸人分散有纸片的一定量的水中测量的数值。3.8
folding endurance
耐折度
在标准条件下进行试验，纸样断裂时的双折叠次数的常用对数，3.9
批量脱酸
massdeacidification
处理较大规模纸张的脱酸过程。3.10
工艺验证
process validation
用以证明该工艺能够对脱酸对象达到预设效果的操作过程3.11
常规监测routine monitoring
脱酸工艺正常运行期间定期进行的监测。3.12
副作用
sideeffects
正常实施工艺所导致的任何不良后果。3.13
测试纸
testpaper
与文献原件一起脱酸，用于分析的且具有本文件规定特性的纸张。3.14
脱酸均匀性
uniformity of deacidification碱储量（3.2)和酸碱度在整页张纸和整本书芯中分布的均性。4原理
将特定的测试纸与待脱酸文献一起脱酸处理，然后使用标准化的测试方法进行检测。测试纸为酸性，其性质与1870年后生产的酸性机械纸相似。使用这些测试纸可确保脱酸结果可信，并可对不同批次、不同脱酸方法和不同技术进行比较。注：需强调，根据本文件进行的成功试验，不能保证在此过程中所处理的文献脱酸程度与测试纸相同。脱酸处理结果很大程度上取决于文献的特性，如纸张的孔隙率、厚度、施胶、涂层和酸度等，因此不能保证每件文献经脱酸处理后都能达到一定的酸碱度和碱储量。但是，测试通过意味着待脱酸文献脱酸成功的比例较高。2
5要求
GB/Z42964—2023
本文件规定了“工艺验证”和“常规监测”的测试方法。工艺验证用于证明一种脱酸工艺是否达成预定的目标。常规监测用于检查在实际脱酸过程中是否达到工艺验证所确定的有效性。因此，常规监测是以工艺验证为基础的。
“工艺验证”执行扩展测试程序，检测测试纸加速老化前后的指标，包括pH、碱储量、脱酸均匀性和聚合度。耐折度为可选指标。
“常规监测”检测测试纸的碱储量。pH为可选指标。5.2取样
5.2.1纸样
工艺验证和常规监测应使用相同的测试纸，其中进行脱酸处理的测试纸为脱酸组，同时保留一些测试纸不做脱酸处理，作为对照组。测试纸的技术指标及其参考标准见表1。表1测试纸
纤维材料
造纸填料
表面处理
施胶度
施胶类型
表面施胶
抽提pH
光学亮度
酸度，以负的碱储量给出
技术指标
含有半纤维素的全漂硫酸木浆
12%~15%滑石粉
55g/m2
约Cobb60*20g/m2
明矾松香施胶
约为一0.07mol/kg
所有样本宜在脱酸后（包括后处理措施）4周内检测GB/T4688
GB/T 7978
GB/T 451.2
GB/T1540
GB/T1545
GB/T24998
标准依据
检测测试纸前，宜用毛刷去除纸张表面由脱酸过程副作用产生的所有松散残留物。5.3工艺验证
5.3.1采样频率
除每4年需要进行一次完整的工艺验证外，出现下列情况时也需进行工艺验证：工艺技术变化；
化学成分或其供应商变更；
常规监测用测试纸更改。
GB/Z42964—2023
工艺验证对使用相同工艺和技术场所的所有脱酸处理设备有效。5.3.2纸样数量和纸样制备
同批次工艺验证使用相同的测试纸。脱酸组测试纸每组36张（见表2），尺寸不小于A5（如果检测指标包括耐折度则每组增加4张）。对照组测试纸每组20张（如果检测指标包括耐折度增加4张）。次完整的工艺验证需要4组脱酸组和1组对照组，共需164张测试纸（如果检测指标包括耐折度则一共再增加20张）。
表2测试项目和测试纸数量
检测项目
pH(水抽提）
碱储量
脱酸均匀性
聚合度
耐折度（可选）
对照组测试纸数量（一组）
不老化
脱酸组测试纸数量（四组）
不老化
在进行批处理时，将测试纸夹在厚度大于3cm且尺寸大于A5装订文献中，从第10页开始，均句地放人第一组36（十4)张。
将测试纸夹人待脱酸文献中，夹放位置尽可能靠近书脊，垂直居中。测试纸放置不宜超出书芯。第二组放置于脱酸室的不同位置，其测试纸要求和放置方式与第一组相同。第三组和第四组测试纸宜于不同日期放置于另一设备（有则必备)中进行脱酸处理，处理方式同前两组。测试纸在脱酸室的位置宜有详细记录。
注：脱酸技术方需随报告提供一份脱酸设备的结构图，并标记包含测试纸的待脱酸文献的位置。在进行连续处理时，测试纸与文献原件间隔地进行脱酸处理。脱酸处理完100件文献原件后，用与第一组测试纸相同的方式脱酸处理第二组测试纸。第三组和第四组测试纸宜于不同日期放置于另一设备（有则必备）中进行脱酸处理，脱酸方式同前两组。5.3.3试验方法和最低要求
5.3.3.1加速老化
按照GB/T40167一2021中第4章～9.2的规定，对4组脱酸组的10（十2）张测试纸和对照组的10（十2)张测试纸进行加速老化试验。测试管应完全密封，且尺寸足够大，用以存储检测用测试纸。所有测试纸在实验室同一烘箱中同时老化，所有测试纸使用同一种玻璃管。注：采取以下方法以确保测试管完全密封。玻璃管上的原装管帽换成耐机械和热应力性能更强材质（如聚苯硫醚)的管帽。一密封材料避免使用聚四氟乙烯、硅酮垫圈或O形环，建议使用氟橡胶。使用管帽固定器配套的测力计扳手拧紧管子，确保密封性良好，具有重复性。5.3.3.2pH
按照GB/T1545中水抽提液pH计法中的冷抽提液检测测试纸的pH。检测给出老化和不老化测试纸结果的平均值、平均偏差和相对标准偏差，结果保留两位有效数字。脱酸后测试纸的pH高于6.5（加速老化前）。GB/Z42964—2023
注1：老化后测试纸的pH通常比不老化的低。对于测试纸，脱酸后老化只会导致其pH小幅度降低。即使存在碱储量，加速老化后的pH仍然有可能稳定在6.5左右。纸张表面的pH通常比水抽提液pH低1个单位。然而，在这些情况下，仍然可以说这些纸是中性的。此处讨论的pH仅适用于指定的测试纸。因为脱酸后的pH在很大程度上取决于纸张的原始成分，因此，如果也检测文献原件，脱酸后pH的要求应与图书馆单独达成协议。注2：除了检测水抽提液pH外，有时也检测表面pH。与水抽提液法相比，表面pH检测是一种更快判断纸张酸碱度的方法。如果该方法操作正确（参照GB/T13528），能在现场对图书馆的文献原件进行表面pH检测，也能用于长期追踪脱酸效果的稳定性。但是，表面pH检测法也有局限。该方法对于酸性到中性的纸张有效，对于pH到9的纸张也能给出合理的数据。通常，表面pH检测法已成功应用于浸泡处理的文献。当纸面上存在大量的碱性沉积物并且达到溶解极限时，表面pH检测难给出可靠的结果。5.3.3.3碱储量
按照GB/T24998检测4组测试纸中测试纸的碱储量。检测给出脱酸处理后测试纸老化和不老化的碱储量结果的平均值、平均偏差和相对标准偏差，结果保留两位有效数字。
碱储量的最小值为0.12mol/kg，注：通过脱酸施加到纸张上的碱性物质一部分在中和反应中发生化学变化，剩余部分为“碱储量”。碱储量以确保纸张能够抵抗脱酸后来自环境或降解反应生成的酸的影响。5.3.3.4脱酸均匀性
通过检测脱酸后测试纸6个不同部分的碱储量（以mol/kg表示）来评价脱酸的均匀性，分割示例如图1所示。
图1用以评价均匀性的碱储量检测分割模式由于测试纸大小有限，一张A5测试纸不足以进行均匀性评价（检测碱储量每个数据点需要1g测试纸），因此做如下修改：按照图1所示的模式，将4张A5测试纸切成带编号的6等份。把编号相同4块放在一起，按照GB/T24998的要求，将其分成小块、混合均匀，称取其中约1g测试纸，作为测试纸待测。
每部分测得的碱储量不小于0.12mol/kg。此外，6个部分单独测量值的相对标准偏差应小于30%。用这种方法计算的偏差越小，脱酸的均匀性越好。注1：这些测量结果描述的是施加的碱性物质在整个纸张表面上分布，而不是在厚度/横截面上分布的均匀性。后者没有标准化的常规检测方法。注2：也有其他方法能够检测脱酸试剂的吸收情况，多数是通过测量阳离子的浓度来检测。但是这些方法大多数情况下并不与实际的碱性储量完全相关，不足以完全替代碱储量检测，仅作为评估批量脱酸是否均匀的替代方5
GB/Z42964—2023
案。在脱酸后，使用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP/OES）、X射线荧光扫描仪或傅立叶红外/近红外分析仪（FTIR/NIR)以及其他设备，给出脱酸试剂吸收量。5.3.3.5聚合度
按照以下步骤进行预处理，去除测试纸中多余的碱储量在室温下，将1g～3g测试纸在盛有1.5L、0.1mol/L盐酸（对于3g具有0.48mol/kg碱储量的测试纸，1.5L相当于酸过量>200倍）的混合器中分散30S以上。用水彻底清洗测试纸直至洗涤水呈中性。在室温下按照GB/T1548一2016中第8章规定干燥测试纸。测试纸制备与脱酸工艺的成分相适应。
注1：GB/T1548一2016中第8章规定的要求10g测试纸，但在本文件中1g足够制备测试纸在加速老化前后，按照GB/T1548中的方法，用铜乙二胺测量黏度平均值以确定聚合度。测量干物质含量时，按照GB/T1548中的方法称量1g，精确到0.001g。给出脱酸组和对照组测试纸老化前后特性黏度值的平均结果，结果以mL/g表示。加速老化后，脱酸组测试纸的特性黏度值应高于对照组测试纸，注2：比较不同的脱酸工艺时，使用相同的测试纸能比较脱酸组和对照组测试纸老化后的特性黏度值之比，对于聚合度的计算，公式（1)给出了铜乙二胺溶液中的纤维素特性黏度值[n}-聚合度（DP)的关系式。
DP0.905=0.75n]
式中：
DP——纤维素聚合度；
［n]——铜乙二胺溶液中的纤维素特性黏度值。根据该公式，可将特性黏度值转换为聚合度...（1)
注3：聚合度描述了聚合物的平均链长，对于纸张则是纤维素和半纤维素混合物的平均链长。聚合度是一项重要的纸张性能指标，纸张的稳定性直接与（半)纤维素链长相关（聚合物链越长通常其纸张的机械性能越强）。此外，它是纤维素降解的敏感量度，因此对于表征纸张脱酸前后老化性能的变化非常有用。三次聚合度检测分析所需的测试纸总量在75mg到750mg之间（聚合度低的测试纸需要的测试纸量多）。使用铜乙二胺检测聚合度仅限于不含或含有很少木质素的测试纸。聚合度测试前用盐酸处理以去除多余的碱储量。这种盐酸处理只去除在某些情况下会干扰聚合度测量的碱储量，不会降解纤维素，注4：也有依据其他标准或更复杂的方法测定聚合度，如凝胶色谱法（SEC)和光散射法。这些方法也能得到有效的聚合度数据，但是往往使用频率较低，或者如SEC等测定成本较高5.3.3.6耐折度（可选）
按照GB/T457的规定，检测加速老化前后测试纸纵向耐折度。测试仪器设置适当的张力，以确保测量结果有意义
注：例如，典型的MIT耐折度仪采用9.81N负荷测试平均耐折度和耐折次数按照GB/T457的规定确定。加速老化后，脱酸组测试纸的耐折度应高于对照组测试纸。5.4常规监测
5.4.1采样频率和采样数量
常规监测宜使用与工艺验证同批次测试纸。对于批处理过程，测试组由4张A5或更大的测试纸组成，按5.3.2中所述，在脱酸前放人厚度大于3cm的整本文献原件中。对于连续处理，每组测试纸与文献原件交替进行脱酸处理
常规监测的频率为：批处理时每个生产日/设备使用一组测试纸，连续处理时每5个生产日/设备使6
用一组测试纸
测试纸随机分布，但详细记录它们的位置。5.4.2测试方法和限值要求
5.4.2.1碱储量
碱储量的检测按照GB/T24998的规定执行GB/Z42964—2023
常规监测的碱储量宜达到0.12mo1/kg和工艺验证脱酸均匀性（5.3.3.4）测得的碱储量的2/3两者中的较大者。
5.4.2.2pH（可选）
根据GB/T1545的要求，检测水抽提液的pH。脱酸后测试纸的pH高于6.5。另外，至少达到工艺验证（5.3.3.2)测得的pH减0.5。注：除了检测水抽提液pH外，有时也检测表面pH。与水抽提液法相比，表面pH检测是一种更快判断纸张酸碱度的方法。如果该方法操作正确（参照GB/T13528），能在现场对图书馆的文献原件进行表面pH检测，也能用于长期追踪脱酸效果的稳定性。但是，表面pH检测法也有局限。该方法对于酸性到中性的纸张有效，对于pH到9的纸张也能给出合理的数据。通常，表面pH检测法已成功应用于浸泡处理的文献。当纸面上存在大量的碱性沉积物并且达到溶解极限时，表面pH检测难给出可靠的结果。6报告
工艺验证和常规监测的检测数据宜以图书馆工作人员可以理解的方式记录。实验室的书面检测报告包括以下内容：
批次和/或订单的数量和范围；
b）月
脱酸日期、周期和最终正常运转日期；测试日期和地点；
可能对脱酸处理具有重要意义的与脱酸处理文献直接相关的任何其他观察结果（例如，与本图书馆同一批或前一批脱酸的文献检测）；e）与本文件的任何偏差以及可能影响结果的任何情况；f）工艺验证中对照组和脱酸组的测试纸宜按5.3.3.2、5.3.3.3、5.3.3.4、5.3.3.5和5.3.3.6（可选）检测。
此外，对照组和脱酸组的所有测试纸都要经过加速老化（根据5.3.3.1），按5.3.3.2、5.3.3.4、5.3.3.5和5.3.3.6（可选）检测。所有检测结果数据均按本文件或相关的标准的要求表示。常规监测中对照组和脱酸组的测试纸，按5.4.2.1和5.4.2.2（可选）检测。工艺验证过程中得到的结果作为参考数据。所有检测结果数据按照本文件或相关标准的要求表示如果第一次测定的结果不符合所用标准的限值，则需要进行第二次测定，并注明。g）工艺验证应给出被测脱酸工艺是否符合本技术规范要求的声明。不符合的说明具体原因。常规监测应给出是否符合本技术规范要求的声明。不符合的说明具体原因。注：附录B中给出了纸样检测记录表格
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