В последние годы лазерная техника находит все более широкое применение в реставрации произведений искусства и иных объектов культурно-исторического наследия [1, 2]. Одно из основных применений лазеров в данной области – это очистка поверхности предметов истории и искусства от загрязнений и природных наслоений. [3] В настоящее время наиболее отработанными областями применения лазеров в реставрации являются очистка камня и металлов. Вместе с тем, в ряде экспериментальных работ была продемонстрирована принципиальная возможность применения технологии лазерной очистки и при обработке различных органических материалов (бумаги, кожи, пергамена, дерева, кости и ткани) [3–8].

Очистка документов и книг от загрязнений является необходимой и довольно трудоемкой операцией в реставрационном процессе. Как показывает практика, основные затруднения возникают при очистке старинных церковных книг и книг светского содержания периода XV–XVIII вв. «Отпечатки» бытования при многократном пользовании книги остаются на ней в виде «засаленности» углов, мушиных засидов, сажевых загрязнений, пятен воска и т. п. К сожалению, традиционные методы механической очистки материалов на бумажной основе (основанные на использовании стирательной резинки, резиновой крошки, абразивной шкурки с мелким зерном) нарушают целостность структуры поверхности бумаги, уменьшают толщину бумажного листа, что в конечном итоге отрицательно сказывается на механической прочности бумажных листов. Кроме того, часть снятых загрязнений (в виде пыли) остается в верхнем слое поврежденной поверхности бумаги. Следует также отметить, что нередки случаи, когда физическое состояние книг, особенно ветхость нижних углов листов блока, в принципе не позволяет применять механическую очистку.

Исходя из вышесказанного, в настоящее время весьма актуален поиск альтернативных методов очистки материалов на бумажной основе. С этой точки зрения возможность применения лазерной обработки представляет большой практический интерес. Однако введение в реставрационный процесс любых новых технологий невозможно без предварительного исследования их воздействия на физико-механические свойства бумаги и ее долговечность.

В данной работе было проведено исследование влияния лазерной обработки на физико-механические и химические свойства бумаги. Для этого были использованы опытные образцы бумаги, различающиеся между собой по композиционному составу (волокнистая составляющая, вид и количество наполнителя и проклейки, см. Табл. 1). Образцы под шифрами В-2, В-5, В-6, В-19, В-25 представляют собой бумагу опытной выработки 1961 г. Кроме того, в экспериментах использовались образцы тряпичной бумаги, которые были изготовлены в XIX в. В работе определялись следующие показатели бумаги: сопротивление излому (прочность на излом, ГОСТ 13525.-80), величина рН водной вытяжки (холодная экстракция, ГОСТ 12523-77) и белизна (коэффициент отражения). Измерение белизны бумаги проводились путем измерений на шаровом фотометре ФМШ-56 М. Для оценки влияния лазерной обработки на долговечность бумаги было проведено ускоренное термическое старение исследуемых образцов (105ºС, 72 часа) с последующим определением вышеуказанных показателей. С целью получения более объективных данных эксперименты по лазерной обработке и оценке ее влияния на бумагу многократно повторялись, а их результаты усреднялись.