直孔藏紙耐久性研究

高丹 張水平 張庚 宋潤(rùn)

摘要：藏紙是一種民族特色手工紙，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)書(shū)典籍、政府公文、檔案卷宗等的書(shū)寫(xiě)，同時(shí)還被用于經(jīng)書(shū)、檔案的修補(bǔ)。為科學(xué)證實(shí)藏紙的良好性能，編寫(xiě)藏紙合理說(shuō)明書(shū)，對(duì)其耐久性進(jìn)行了研究。選取直孔藏紙、東巴紙、宣紙和手工構(gòu)皮紙為研究對(duì)象，采取干熱加速老化方法處理樣品，分別測(cè)定其老化前后白度、耐折度、抗張力等指標(biāo)，并進(jìn)行紅外光譜分析。結(jié)果表明，直孔藏紙老化前各項(xiàng)指標(biāo)并不突出，但老化前后其白度、耐折度、抗張力保留率較好，且老化前后紅外光譜分析變化并不大。老化前后直孔藏紙白度、耐折度、抗張力保留率分別為95.22%、74.65%、79.71%，均大于本實(shí)驗(yàn)所選其他手工紙，說(shuō)明直孔藏紙具有良好的耐久性。

關(guān)鍵詞：直孔藏紙;耐久性;白度;耐折度;抗張力

中圖分類(lèi)號(hào)：TS766

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.11980/j.issn.0254508X.2019.04.006

Abstract：Tibetan paper is a kind of ethnic handmade paper choosed， which is widely used in the writing of classics， government documents， file files， etc.， and is also used for the repair of scriptures and archives. In order to scientifically confirm the good performance of Tibetan paper， a reasonable specification for Tibetan paper was prepared and its durability was studied. We chose 4 kinds of paper （Zhikong Tibetan paper， Dongba paper， Xuan paper and Mulberry Paper） to compare their properties （such as whiteness， folding endurance， tension stress） before and after accelerating aging. The study showed that the variation of the properties of Zhikong Tibetan paper was not obvious. Before and after accelerating aging， the durability of the whiteness， folding endurance and tension stress of the Zhikong Tibetan paper were 95.22%， 74.65%， 79.71%， respectively. These data were superior to other handmade papers， which fully demonstrated that Zhikong Tibetan paper had good durability.

Key words：Zhikong Tibetan paper; durability; whiteness; folding endurance; tension stress

藏紙是我國(guó)少數(shù)民族主要紙種之一[1]，相傳文成公主進(jìn)藏時(shí)，將造紙術(shù)帶入西藏，但由于當(dāng)?shù)厝鄙賯鹘y(tǒng)造紙所使用的竹、稻、魚(yú)網(wǎng)等原料，藏漢兩族的工匠們歷經(jīng)多年嘗試，用一種在西藏普遍生長(zhǎng)的有毒植物——瑞香狼毒的根來(lái)替代中原造紙?jiān)?，并逐漸形成獨(dú)特的造紙工藝及特色紙張[2]。瑞香狼毒是我國(guó)天然草地主要有毒植物之一[3]，廣泛生長(zhǎng)于我國(guó)北方各省及西南地區(qū)的高山草坡、草坪及河灘臺(tái)地[4]。瑞香狼毒根系發(fā)達(dá)，木質(zhì)且含有纖維素纖維，據(jù)測(cè)定，其根能深入地下達(dá)1 m[5]。研究表明，瑞香狼毒根纖維素含量在38.65%左右，纖維形態(tài)分析可見(jiàn)其纖維細(xì)而長(zhǎng)，壁腔比為0.71左右，是較好的造紙?jiān)蟍6]。

不同于宣紙、皮紙等手工紙所采用的“抄紙法”，藏紙采用的是把紙漿倒入紙框、再連框自然晾曬干燥的“澆紙法”，該方法生產(chǎn)出來(lái)的藏紙質(zhì)地厚實(shí)、柔韌、經(jīng)久耐用。藏紙的制造工藝基本包括采料、取皮、撕料、捶打、煮料、打漿、澆造、晾曬、揭紙等 [78]。2006年，藏紙工藝被列入第一批國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文獻(xiàn)遺產(chǎn)名錄[8]。目前，藏區(qū)生產(chǎn)的藏紙多為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承人純手工制作，產(chǎn)量有限，但均嚴(yán)格遵循古法造紙。

藏紙因其產(chǎn)地不同，命名有所不同，如四川德格印經(jīng)院所產(chǎn)的德格藏紙、拉薩市尼木縣所產(chǎn)的尼木藏紙、山南市加查縣所產(chǎn)的達(dá)布（古名）藏紙、林芝市朗縣所產(chǎn)的金東藏紙等。本實(shí)驗(yàn)所選直孔藏紙，產(chǎn)于拉薩市墨竹工卡縣。墨竹工卡，藏語(yǔ)意為“神往的中間白地”，這里是藏王松贊干布的故里，素有“天邊之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。因其縣域內(nèi)擁有藏傳佛教重要分支之一的直孔噶舉派的母寺——直孔替寺和世界上三大天葬臺(tái)之一的直孔替壇城而又稱(chēng)直孔地區(qū)，當(dāng)?shù)厮a(chǎn)藏紙因此得名為直孔藏紙。

據(jù)文獻(xiàn)記載，藏紙具有許多優(yōu)良性能，比如耐久防霉、抗菌防蟲(chóng)等。藏族人認(rèn)為，用藏紙抄寫(xiě)的經(jīng)書(shū)即使長(zhǎng)期不翻動(dòng)、不晾曬，也不霉變、不被蟲(chóng)蛀，便是藏紙具有良好耐久性的最好證明。但是，對(duì)藏紙質(zhì)量?jī)?yōu)良、耐久性好等性能僅停留在表面認(rèn)知和實(shí)踐效果上，至今并無(wú)科學(xué)研究及報(bào)道。

紙張耐久性指紙張的物理和化學(xué)性質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，且不妨礙其重復(fù)利用的特性[9]。紙張耐久性的決定因素有很多，分為內(nèi)因和外因：內(nèi)因包括原材料纖維種類(lèi)、質(zhì)量、紙漿pH值等;外因包括紙張所處環(huán)境的溫度、濕度、光照等[10]。紙張是由植物纖維抄造而成，在使用及保存過(guò)程中受到空氣中水分、細(xì)菌、霉菌、光照、溫度等影響后，其外觀、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等會(huì)逐漸發(fā)生不可逆變化，如顏色泛黃、腐敗霉變、變脆易碎等，即發(fā)生了老化。紙張老化表現(xiàn)在3個(gè)方面：一是顏色變化;二是韌性下降;三是性質(zhì)改變[11]。在溫度高[12]、濕度高[13]、光照強(qiáng)的情況下，紙張會(huì)加速其老化過(guò)程。

本實(shí)驗(yàn)選取直孔藏紙、東巴紙、宣紙和手工構(gòu)皮紙為研究對(duì)象，采取干熱加速老化方法處理樣品，分別測(cè)定其老化前后白度、耐折度、抗張力等指標(biāo)，并進(jìn)行紅外光譜分析，對(duì)4種紙的耐久性進(jìn)行了研究。

1實(shí)驗(yàn)

1.1材料

本實(shí)驗(yàn)所用直孔藏紙購(gòu)自拉薩市墨竹工卡縣，東巴紙購(gòu)自云南省麗江市，宣紙購(gòu)自書(shū)店，手工構(gòu)皮紙購(gòu)自陜西省西安市周至縣起良村蔡侯紙文化苑。紙張樣品基本信息見(jiàn)表1。

按照GB/T 10739—2002要求對(duì)實(shí)驗(yàn)用紙張進(jìn)行恒溫恒濕處理，將紙張裁成15 cm×15 cm，每種紙張4張，共16張。按照GB/T 464—2008對(duì)紙樣進(jìn)行干熱老化處理，取出備用。每次只能處理一種紙張，將每一紙張充分暴露，且所有操作需避光進(jìn)行。

1.2儀器

白度色度儀（WSSD，溫州儀器儀表有限公司），耐折度測(cè)定儀（0.25M/M，W.P.M），抗張強(qiáng)度測(cè)定儀（062，瑞典L&W），傅里葉變換紅外光譜儀（VERTEX 70，德國(guó)布魯克公司）。

1.3保留率計(jì)算

將紙張樣品在一定外界環(huán)境下處理一段時(shí)間后，測(cè)定其前后性能指標(biāo)，其保留率計(jì)算如公式（1）所示。

保留率=老化后測(cè)定值老化前測(cè)定值×100%（1）

1.4方法

按照GB/T 7974—2002對(duì)紙張白度進(jìn)行測(cè)定，按照GB/T 457—2008對(duì)紙張耐折度進(jìn)行測(cè)定，按照GB/T 12914—2008對(duì)紙張抗張力進(jìn)行測(cè)定。指標(biāo)均測(cè)量3次，取平均值。

2結(jié)果與討論

2.1白度

4種紙張老化前后白度測(cè)定值及其保留率見(jiàn)表2。

2.2耐折度

耐折度是紙張的基本強(qiáng)度性質(zhì)之一，用來(lái)表示紙張抗反復(fù)折疊的能力[17]。高耐折度對(duì)于紙袋紙、鈔票紙等不可缺少，對(duì)于其他如印刷紙、繪圖紙、包裝紙等多種紙張也有一定要求。在紙張抄造過(guò)程中加入某些化學(xué)品，能夠提高紙張的耐折度[18]。紙張耐折度取決于原材料纖維長(zhǎng)度、強(qiáng)度與纖維間結(jié)合力大小[19]。紙張耐折度分為橫向耐折度和縱向耐折度，一般說(shuō)來(lái)，縱向耐折度大于橫向耐折度，本實(shí)驗(yàn)分析采用縱向耐折度測(cè)定值。

4種紙張老化前后耐折度測(cè)定值及其保留率見(jiàn)表3。由表3可以看出，老化前縱向耐折度最高的是手工構(gòu)皮紙，其余依次是直孔藏紙、東巴紙、宣紙。手工構(gòu)皮紙采用的構(gòu)樹(shù)韌皮纖維，直孔藏紙采用的瑞香狼毒根韌皮纖維，東巴紙采用的麗江蕘花韌皮纖維較長(zhǎng)且有韌性，這可能是這幾種手工紙老化前耐折度較高的原因。相比而言，宣紙?jiān)现刑砑拥纳程锏静堇w維則較短，導(dǎo)致其耐折度較低。

4種紙張經(jīng)72 h干熱加速老化后，各紙張耐折度均有所下降，宣紙甚至一拉就斷、無(wú)法測(cè)定。其余紙張中，耐折度保留率大小為：直孔藏紙>東巴紙>手工構(gòu)皮紙。對(duì)于紙張性能來(lái)說(shuō)，較長(zhǎng)的原材料纖維長(zhǎng)度必不可少[2021]，據(jù)測(cè)定，瑞香狼毒根纖維較長(zhǎng)、分布較為均一，1.5 mm以上的纖維達(dá)52.62%[6]，這可能是導(dǎo)致直孔藏紙耐折度保留率較好的原因。而東巴紙抄造過(guò)程較為粗糙，制漿時(shí)僅加草木灰蒸煮1次，對(duì)纖維破壞小，因此紙張中也能看見(jiàn)均勻纖維束，可見(jiàn)造紙方法會(huì)影響其耐折度耐久性。手工構(gòu)皮紙老化前后耐折度變化較為明顯，這可能與構(gòu)樹(shù)韌皮纖維性質(zhì)有關(guān)。而宣紙制作過(guò)程中，經(jīng)石灰多次蒸煮，高溫可能降低了纖維強(qiáng)度;同時(shí)為了書(shū)寫(xiě)美觀，宣紙較其他手工紙薄，因此老化后無(wú)法測(cè)量耐折度。

2.3抗張力

4種紙張老化前后抗張力測(cè)定值及其保留率見(jiàn)表4。由表4可知，老化前，東巴紙的抗張力遠(yuǎn)高于其他紙張樣品，其余依次為直孔藏紙、手工構(gòu)皮紙、宣紙。有研究表明，紙張的抗張強(qiáng)度取決于3個(gè)因素：一是纖維自身強(qiáng)度;二是纖維結(jié)合強(qiáng)度;三是纖維排

列分布[19]。東巴紙?jiān)谥谱鬟^(guò)程中加入了麻纖維，纖維長(zhǎng)且有彈性，強(qiáng)度較高，成紙眼觀也能發(fā)現(xiàn)均勻的纖維束，這可能是東巴紙抗張力高于其他紙張的原因。宣紙抗張力較低，可能是由于其原材料中有沙田稻草，纖維強(qiáng)度較低，影響了其抗張力。

4種紙張經(jīng)72 h干熱加速老化后抗張力均有所下降，保留率大小依次為：直孔藏紙>東巴紙>宣紙>手工構(gòu)皮紙。由表4可知，直孔藏紙和東巴紙抗張力保留率相差不大，這可能是由于直孔藏紙的原材料瑞香狼毒與東巴紙?jiān)牧消惤伝ㄍ瑢偃鹣憧浦参铮g皮纖維較為柔韌，是最好的野生纖維植物[22]，加之這兩種手工紙都采用簡(jiǎn)易的制漿方法，對(duì)原料纖維強(qiáng)度、纖維結(jié)合強(qiáng)度、纖維排列分布影響較小，所以其具有良好的抗張力保留率。宣紙老化前后抗張力不高，這可能是因?yàn)樾堉茲{時(shí)加入石灰，整個(gè)過(guò)程處于弱堿環(huán)境，而有研究表明，酸性環(huán)境會(huì)加速纖維素鏈的斷裂[23]，可見(jiàn)宣紙制造過(guò)程對(duì)植物纖維破壞較小。

2.4紅外光譜測(cè)定

由圖1～圖4可以看出，各紙張老化前后紅外光譜圖波峰類(lèi)似，直孔藏紙變化最小，其余依次為手工構(gòu)皮紙、宣紙、東巴紙。各紙樣紅外光譜圖中的3330 cm-1處附近強(qiáng)而寬的吸收峰為羥基O—H伸縮振動(dòng)和氨基N—H伸縮振動(dòng)的疊加，這部分的吸收主要反映出碳水化合物（纖維素、半纖維素、多糖）等對(duì)光譜的貢獻(xiàn)。由于紙張是由植物纖維抄造而成，所以各紙張樣品紅外光譜圖波峰類(lèi)似，說(shuō)明老化前后的官能團(tuán)是一樣的，并未出現(xiàn)新的基團(tuán)。但老化前后波峰發(fā)生了不同程度的變化，其中變化最大的有兩個(gè)區(qū)域：分別是3330 cm-1附近處強(qiáng)而寬的吸收峰和1050 cm-1附近處的強(qiáng)吸收峰。3330 cm-1附近處的吸收峰主要反映了O—H的伸縮振動(dòng)，1050 cm-1附近處的吸收峰是多糖的C—O伸縮振動(dòng)，這兩個(gè)峰是纖維素的特征譜帶[2425]，變化幅度較大表明在老化環(huán)境下這些官能團(tuán)發(fā)生了裂解、變形或損害[26]。

3結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用紙張干熱加速老

化方法處理直孔藏紙、東巴紙、宣紙、手工構(gòu)皮紙等4種手工紙，測(cè)定老化前后白度、耐折度、抗張力等耐久性指標(biāo)，并進(jìn)行紅外光譜分析，對(duì)4種手工紙的耐久性進(jìn)行研究。

3.14種紙張經(jīng)干熱加速老化處理后，其白度、耐折度、抗張力等指標(biāo)均有不同程度的下降，而直孔藏紙的白度、耐折度、抗張力保留率分別為95.22%、74.65%、79.71%，均大于其余紙張樣品，說(shuō)明直孔藏紙具有優(yōu)異的耐久性。

3.2經(jīng)干熱加速老化處理后，從紅外光譜圖中也能看出處理前后4種紙張官能團(tuán)的變化，而直孔藏紙老化前后峰面積最小，變化最不明顯，說(shuō)明直孔藏紙耐久性大于本實(shí)驗(yàn)其余紙張樣品。

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