几种档案防霉材料的性能比较研究

欧秀花　石玲玲　张晶晶

摘 要：选用卫生球、樟脑精片、天然芳香防霉驱杀虫药和自制隔卷布四种防霉材料，分别从材料的抗菌、阻燃以及对保护样品的颜色和力学强度影响等方面进行比较。结果表明：自制隔卷布具有较好的防霉、阻燃性能，对保护样品的色泽和力学强度影响最小。

关键词：防霉；阻燃；色差；力学强度

1 引言

档案是在一定历史条件下形成的历史记录，是文化积累的重要手段，也是人类文化传承发展的重要条件。由于制成材料本身特点所致，大多数档案不易保存，霉变即是其耐久保存的隐患之一。在档案保存过程中，防霉材料种类繁多，目前大多使用卫生球、樟脑精等挥发性的、毒性的驱虫防霉药品[1][2]。究竟这类防霉材料的防霉性能如何，是否对档案保存造成不利影响，仍是目前档案界关注的热点之一。

本文选用卫生球、樟脑精片、天然芳香防霉驱杀虫药和自制隔卷布四种防霉材料，对其抗菌、阻燃以及对保护样品的颜色和力学强度影响等方面进行比较，优选出较理想的防霉材料来保护档案，尽可能延长档案的寿命。

2 实验原理、材料和方法

2.1 实验原理

2.1.1 抗菌实验（只涉及抗霉菌性能）。将抗菌药敏片加至接种供试菌种的平皿表面，抗菌药物在培养基内向四周自由扩散，其浓度随扩散距离的增大而降低。由于药物的抗菌效应使供试菌种不能生长，此无菌生长的范围称为抑菌圈。抗菌材料的抗菌性能由抑菌圈的大小来评价。抑菌圈的大小与药物的抑菌效应成正比。抑菌圈的直径越大，表明该材料的抗菌效果越好；反之，该材料的抗菌效果越差。

2.1.2 阻燃实验。利用ZBY-1型阻燃纸和纸板燃烧实验仪测试各种抗菌材料浸渍过纸张的阻燃性能，该仪器是参照GB/T14656技术条件研制的。

2.1.3 色差实验。采用目前广泛应用的CIE1976色差公式及其表色系统CIELAB测量物体颜色的色空间。两种颜色的色差△E*是它们在CIE1976（L*，a*，b*）色空间中两位置的几何距离，并由下式计算：

△E* =[ （△L*）2 + （△a*）2 + （△b*）2 ]1/2

式中：△L* = L*样品 - L*标准 （明度差异）；

△a* = a*样品 - a*标准 （红/绿差异）；

△b* = b*样品 - b*标准 （黄/蓝差异）

一般用△E*评价色差，△E*值越小，表示色差越小。当△E=1时，称为一个NBS（美国国家标准局）色差单位。在实际检测中，需多测几点取平均值以保证结果的可靠性。

依据△E值来判断颜色的变化时，一般可将△E分为5个等级[3][4]：

1级为极大变化，△E≥12；

2级为明显变化，6≤△E

3级为可感变化，3≤△E<6；

4级为微小变化，1≤△E<3；

5级为极微变化，△E

2.2 仪器与材料

2.2.1 实验仪器。LRH-150-MS霉菌培养箱（广东医疗器械厂）；AL104梅特勒-托利多METTLER电子天平（上海加惠仪器仪表有限公司，精确到0.001g）；DC-P3型全自动测色色差计（北京市兴光测色仪器公司）；FG-QZD15切纸刀（四川长江造纸仪器有限责任公司）；J-KZ100型摆锤式抗张实验机（四川长江造纸仪器有限责任公司）；南通市纺织品强力实验机（南通市仪器有限公司）。

2.2.2 防霉材料。卫生球（以下简称“W”，丸状，福建建阳化工总厂）；樟脑精片（以下简称“Z”，片剂，浙江省义乌市生活用品厂）；天然芳香防霉驱杀虫药（以下简称“Y”，云南春城档案用品工贸有限公司）。

2.2.3 查氏培养基。NaNO3 2g；K2HPO4 1g；KCl 0.5g；MgSO4 0.5g；FeSO4 0.01g；蔗糖30g；琼脂15 g；水1000mL；1 %NaOH溶液；6mol/LHCl。

2.2.4 供试菌种。黑曲霉、黑根霉和宛氏拟青霉由陕西省微生物研究所提供。

2.3 实验方法

2.3.1 防霉材料的准备

a.卫生球抗菌液：将2 g卫生球粉末倒入盛有50 mL无水乙醇中的无菌烧杯中，搅拌溶解。

b.樟脑精抗菌液：将2 g樟脑精片粉末倒入盛有50 mL无水乙醇中的无菌烧杯中，搅拌溶解。

c.天然芳香防霉驱杀虫药抗菌液：将2 g研细的天然芳香防霉驱杀虫药倒入盛有50 mL无水乙醇中的无菌烧杯中，搅拌溶解。

d.自制隔卷布（以下简称“G”）抗菌液：选用硼砂、硼酸等无挥发性的抗菌无机化学药品，按照一定比例制得。

e.对照组（以下简称“D”）：单独使用无水乙醇作其他各种防霉材料的对照实验。

将洁净无污染并灭菌处理后的棉布分别浸渍上述各抗菌液，晾干备用。

2.3.2 抑菌药敏片的制备。使用打孔器将定性滤纸制成9 mm直径大小的圆片，放入干燥洁净的试管中，经160 ℃干热灭菌2h，保存备用。

2.3.3 菌悬液制备。将已经活化的供试菌种用0.8%的生理盐水制成浓度为106～107个/mL的菌悬液。

2.3.4 培养基的制作

①溶解配料：按培养基配方称取各种材料，依次加入溶解到水中；②调节pH值：配料溶解完之后，冷却到室温用酸度计测试溶液的pH值，然后用NaOH或HCl调节pH至7.2～7.6；③加入凝固剂：将琼脂加入到煮沸的培养基中，不断搅拌至融化，最后补足所蒸发的水分。④倒平板：移取0.2 mL的菌悬液倒入平皿中，然后倒入15mL培养基，轻轻转动培养皿，使培养基与菌悬液混匀，静置凝聚成平板。

2.3.5 试样制取法。

将各种抗菌液浸渍后的棉布，按防霉材料保护样品示意图（见图1）放置被保护样品，置于T=25℃，RH=40～50%的环境中，45d后取出。

被保护纸张试样：常压，T=25℃，RH=60%的条件下，取代表性纸张（距离纸张边缘5cm以内），采用“交错裁切法”用切纸刀将试样裁成15mm×250mm大小。每种试样至少制取10组。

被保护织物试样：常压，T=25℃，RH=60%的条件下，取代表性试样，利用扯边纱条样法制成试样大小为50 mm×200 mm，每种试样至少制取10组。

上述两类试样在测试前均需在T=20±5℃，RH=50%下作恒温恒湿处理。

1、3.宣纸（洁净，无污染）；2.被保护样品；4.防霉材料

图1 防霉材料保护样品示意图

2.3.6 抑菌圈实验法。分别取无菌干燥的滤纸片浸于抗菌液充分浸润后，用灭菌镊子夹出，放在制好的平板培养基中。夹出时，应在容器边缘停留片刻滤掉多余的药液，每个平板纸片间距应大于24mm，纸片边缘距平皿边缘不少于15mm，菌种接种1 min后贴完药敏片，使之与培养基充分紧贴并做好标记，置于霉菌培养箱中培养48h（T = 28±1 ℃，RH > 92 %），观察霉菌生长情况并测量抑菌圈直径大小。

3 结果与讨论

3.1 抗菌性能。抗菌材料的抑菌效果测试结果，见表1和见图2。

由表1可知，卫生球、樟脑精片和天然芳香防霉驱杀虫药对三种供试菌种的抑菌圈直径均小于9.50 mm。自制隔卷布对该三种供试菌种的抑菌圈直径分别为21.08 mm、23.91mm和21.67 mm，这说明自制隔卷布对三种供试菌种抑制效果良好，尤其是对黑根霉抑制效果最好。

对照组（48 h） 黑根霉（48 h）

黑曲霉（48 h） 宛氏拟青霉（48 h）

1. D 2. W 3. Z 4. Y 5. G

图2 抗菌材料对供试菌种的抑制效果

由图2可知，卫生球、樟脑精片和天然芳香防霉驱杀虫药的抗菌效果不理想，其抑菌圈直径均小于为0.30mm，而自制隔卷布对黑曲霉、宛氏拟青霉、黑根霉三种供试菌种均有明显的抑制效果。实验中观察到，四种防霉材料在使用初期均具有一定的抑菌效果，但随着时间的增加，抑菌作用明显减弱以致消失，成为微生物生长的营养物质。

3.2 阻燃性能。防霉材料的阻燃性能测试结果，见表2

由表2知，自制隔卷布的续燃时间为1s，灼焰时间为16.32s，炭化长度为8.11s，这说明自制隔卷布具有阻燃性。数据也显示，卫生球、樟脑精片和天然芳香防霉驱杀虫药三种防霉材料点燃后均完全燃烧，阻燃性能差。

3.3 颜色和力学强度。防霉材料对被保护样品颜色和力学强度的影响，结果分别见表3和表4。

由表3可知，樟脑精片、卫生球、天然芳香防霉驱杀虫药三种防霉材料对被保护样品的颜色均有一定的影响，其中卫生球对棉布、毛布和丝织物的影响最大，云南药对宣纸的颜色影响最大；自制隔卷布对被保护样品的颜色影响均小于其他各组。

表4 力学强度测试结果

由表4可知，老化前后自制隔卷布对各种被保护样品的力学强度变化影响不大，其他三种材料对被保护样品的影响均比自制隔卷布大。在选取的四种被保护样品中，宣纸受到各种防霉材料的影响较大。其中，老化前天然芳香防霉驱杀虫药保护的宣纸，其纵向抗张强度为5.57mN，老化后变为3.60mN；横向抗张强度由老化前的4.48mN变为老化后的2.60mN；卫生球保护宣纸的横向强度由老化前的5.70mN减少为老化后的3.40mN。自制隔卷布保护宣纸的横向强度，老化前数值为5.81mN，老化后变为5.67mN；纵向强度也由老化前的4.47mN变为老化后的4.40mN。这说明自制隔卷布可以保护其内置样品。

4 总结

通过对卫生球、樟脑精片、天然芳香防霉驱杀虫药和自制隔卷布四种材料的防霉、阻燃以及其对保护试样影响的性能比较，得出以下结论：

（1）四种防霉材料均具有一定的防霉效果。其中自制隔卷布的防霉效果最佳。其他三种材料使用初期

表现出一定的抑菌作用，但随着时间的增加，抑菌作用明显减弱以至于消失，甚至成为微生物生长的营养物质，加速了有机质地文物的霉变。

（2）四种防霉材料对被保护样品的颜色均有一定的影响，其中卫生球对棉布、毛布和丝织物的影响最大，云南药对宣纸的颜色影响最大；自制隔卷布对被保护样品的颜色影响最小。

（3）自制隔卷布不仅具有一定的防霉效果，还具有一定的阻燃作用。该种保护纸质档案的方法具有一定的新颖性，营造了一种的特殊保存环境。

参考文献：

[1]顾晓红.档案防霉驱虫方法多[J].档案与建设，2005（08）：52.

[2]张媛媛.几种常用档案防霉剂的防霉效果比较[J].安徽科技学院学报，2006，20（02）：41～44.

[3]国家档案局档案科学技术研究所《档案保护技术使用手册》编委会.档案保护实用手册[M]北京：中国档案出版社，1994.

[4]瞿耀良，戚以东，张春燕.档案字迹材料耐久性测试法研究报告[J].档案学研究，1997（01）：53～56.

（作者单位：甘肃天水师范学院生化学院 来稿日期：2013-10-18）