直孔藏纸耐久性研究

高丹 张水平 张庚 宋润

摘要：藏纸是一种民族特色手工纸，被广泛应用于经书典籍、政府公文、档案卷宗等的书写，同时还被用于经书、档案的修补。为科学证实藏纸的良好性能，编写藏纸合理说明书，对其耐久性进行了研究。选取直孔藏纸、东巴纸、宣纸和手工构皮纸为研究对象，采取干热加速老化方法处理样品，分别测定其老化前后白度、耐折度、抗张力等指标，并进行红外光谱分析。结果表明，直孔藏纸老化前各项指标并不突出，但老化前后其白度、耐折度、抗张力保留率较好，且老化前后红外光谱分析变化并不大。老化前后直孔藏纸白度、耐折度、抗张力保留率分别为95.22%、74.65%、79.71%，均大于本实验所选其他手工纸，说明直孔藏纸具有良好的耐久性。

关键词：直孔藏纸;耐久性;白度;耐折度;抗张力

中图分类号：TS766

文献标识码：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

藏紙是我国少数民族主要纸种之一[1]，相传文成公主进藏时，将造纸术带入西藏，但由于当地缺少传统造纸所使用的竹、稻、鱼网等原料，藏汉两族的工匠们历经多年尝试，用一种在西藏普遍生长的有毒植物——瑞香狼毒的根来替代中原造纸原料，并逐渐形成独特的造纸工艺及特色纸张[2]。瑞香狼毒是我国天然草地主要有毒植物之一[3]，广泛生长于我国北方各省及西南地区的高山草坡、草坪及河滩台地[4]。瑞香狼毒根系发达，木质且含有纤维素纤维，据测定，其根能深入地下达1 m[5]。研究表明，瑞香狼毒根纤维素含量在38.65%左右，纤维形态分析可见其纤维细而长，壁腔比为0.71左右，是较好的造纸原料[6]。

不同于宣纸、皮纸等手工纸所采用的“抄纸法”，藏纸采用的是把纸浆倒入纸框、再连框自然晾晒干燥的“浇纸法”，该方法生产出来的藏纸质地厚实、柔韧、经久耐用。藏纸的制造工艺基本包括采料、取皮、撕料、捶打、煮料、打浆、浇造、晾晒、揭纸等 [78]。2006年，藏纸工艺被列入第一批国家级非物质文献遗产名录[8]。目前，藏区生产的藏纸多为非物质文化遗产传承人纯手工制作，产量有限，但均严格遵循古法造纸。

藏纸因其产地不同，命名有所不同，如四川德格印经院所产的德格藏纸、拉萨市尼木县所产的尼木藏纸、山南市加查县所产的达布（古名）藏纸、林芝市朗县所产的金东藏纸等。本实验所选直孔藏纸，产于拉萨市墨竹工卡县。墨竹工卡，藏语意为“神往的中间白地”，这里是藏王松赞干布的故里，素有“天边之乡”的美誉。因其县域内拥有藏传佛教重要分支之一的直孔噶举派的母寺——直孔替寺和世界上三大天葬台之一的直孔替坛城而又称直孔地区，当地所产藏纸因此得名为直孔藏纸。

据文献记载，藏纸具有许多优良性能，比如耐久防霉、抗菌防虫等。藏族人认为，用藏纸抄写的经书即使长期不翻动、不晾晒，也不霉变、不被虫蛀，便是藏纸具有良好耐久性的最好证明。但是，对藏纸质量优良、耐久性好等性能仅停留在表面认知和实践效果上，至今并无科学研究及报道。

纸张耐久性指纸张的物理和化学性质长时间保持稳定，且不妨碍其重复利用的特性[9]。纸张耐久性的决定因素有很多，分为内因和外因：内因包括原材料纤维种类、质量、纸浆pH值等;外因包括纸张所处环境的温度、湿度、光照等[10]。纸张是由植物纤维抄造而成，在使用及保存过程中受到空气中水分、细菌、霉菌、光照、温度等影响后，其外观、性质、结构等会逐渐发生不可逆变化，如颜色泛黄、腐败霉变、变脆易碎等，即发生了老化。纸张老化表现在3个方面：一是颜色变化;二是韧性下降;三是性质改变[11]。在温度高[12]、湿度高[13]、光照强的情况下，纸张会加速其老化过程。

本实验选取直孔藏纸、东巴纸、宣纸和手工构皮纸为研究对象，采取干热加速老化方法处理样品，分别测定其老化前后白度、耐折度、抗张力等指标，并进行红外光谱分析，对4种纸的耐久性进行了研究。

1实验

1.1材料

本实验所用直孔藏纸购自拉萨市墨竹工卡县，东巴纸购自云南省丽江市，宣纸购自书店，手工构皮纸购自陕西省西安市周至县起良村蔡侯纸文化苑。纸张样品基本信息见表1。

按照GB/T 10739—2002要求对实验用纸张进行恒温恒湿处理，将纸张裁成15 cm×15 cm，每种纸张4张，共16张。按照GB/T 464—2008对纸样进行干热老化处理，取出备用。每次只能处理一种纸张，将每一纸张充分暴露，且所有操作需避光进行。

1.2仪器

白度色度仪（WSSD，温州仪器仪表有限公司），耐折度测定仪（0.25M/M，W.P.M），抗张强度测定仪（062，瑞典L&W），傅里叶变换红外光谱仪（VERTEX 70，德国布鲁克公司）。

1.3保留率计算

将纸张样品在一定外界环境下处理一段时间后，测定其前后性能指标，其保留率计算如公式（1）所示。

保留率=老化后测定值老化前测定值×100%（1）

1.4方法

按照GB/T 7974—2002对纸张白度进行测定，按照GB/T 457—2008对纸张耐折度进行测定，按照GB/T 12914—2008对纸张抗张力进行测定。指标均测量3次，取平均值。

2结果与讨论

2.1白度

4种纸张老化前后白度测定值及其保留率见表2。

2.2耐折度

耐折度是纸张的基本强度性质之一，用来表示纸张抗反复折叠的能力[17]。高耐折度对于纸袋纸、钞票纸等不可缺少，对于其他如印刷纸、绘图纸、包装纸等多种纸张也有一定要求。在纸张抄造过程中加入某些化学品，能够提高纸张的耐折度[18]。纸张耐折度取决于原材料纤维长度、强度与纤维间结合力大小[19]。纸张耐折度分为横向耐折度和纵向耐折度，一般说来，纵向耐折度大于横向耐折度，本实验分析采用纵向耐折度测定值。

4种纸张老化前后耐折度测定值及其保留率见表3。由表3可以看出，老化前纵向耐折度最高的是手工构皮纸，其余依次是直孔藏纸、东巴纸、宣纸。手工构皮纸采用的构树韧皮纤维，直孔藏纸采用的瑞香狼毒根韧皮纤维，东巴纸采用的丽江荛花韧皮纤维较长且有韧性，这可能是这几种手工纸老化前耐折度较高的原因。相比而言，宣纸原料中添加的沙田稻草纤维则较短，导致其耐折度较低。

4种纸张经72 h干热加速老化后，各纸张耐折度均有所下降，宣纸甚至一拉就断、无法测定。其余纸张中，耐折度保留率大小为：直孔藏纸>东巴纸>手工构皮纸。对于纸张性能来说，较长的原材料纤维长度必不可少[2021]，据测定，瑞香狼毒根纤维较长、分布较为均一，1.5 mm以上的纤维达52.62%[6]，这可能是导致直孔藏纸耐折度保留率较好的原因。而东巴纸抄造过程较为粗糙，制浆时仅加草木灰蒸煮1次，对纤维破坏小，因此纸张中也能看见均匀纤维束，可见造纸方法会影响其耐折度耐久性。手工构皮纸老化前后耐折度变化较为明显，这可能与构树韧皮纤维性质有关。而宣纸制作过程中，经石灰多次蒸煮，高温可能降低了纤维强度;同时为了书写美观，宣纸较其他手工纸薄，因此老化后无法测量耐折度。

2.3抗张力

4种纸张老化前后抗张力测定值及其保留率见表4。由表4可知，老化前，东巴纸的抗张力远高于其他纸张样品，其余依次为直孔藏纸、手工构皮纸、宣纸。有研究表明，纸张的抗张强度取决于3个因素：一是纤维自身强度;二是纤维结合强度;三是纤维排

列分布[19]。东巴纸在制作过程中加入了麻纤维，纤维长且有弹性，强度较高，成纸眼观也能发现均匀的纤维束，这可能是东巴纸抗张力高于其他纸张的原因。宣紙抗张力较低，可能是由于其原材料中有沙田稻草，纤维强度较低，影响了其抗张力。

4种纸张经72 h干热加速老化后抗张力均有所下降，保留率大小依次为：直孔藏纸>东巴纸>宣纸>手工构皮纸。由表4可知，直孔藏纸和东巴纸抗张力保留率相差不大，这可能是由于直孔藏纸的原材料瑞香狼毒与东巴纸原材料丽江荛花同属瑞香科植物，韧皮纤维较为柔韧，是最好的野生纤维植物[22]，加之这两种手工纸都采用简易的制浆方法，对原料纤维强度、纤维结合强度、纤维排列分布影响较小，所以其具有良好的抗张力保留率。宣纸老化前后抗张力不高，这可能是因为宣纸制浆时加入石灰，整个过程处于弱碱环境，而有研究表明，酸性环境会加速纤维素链的断裂[23]，可见宣纸制造过程对植物纤维破坏较小。

2.4红外光谱测定

由图1～图4可以看出，各纸张老化前后红外光谱图波峰类似，直孔藏纸变化最小，其余依次为手工构皮纸、宣纸、东巴纸。各纸样红外光谱图中的3330 cm-1处附近强而宽的吸收峰为羟基O—H伸缩振动和氨基N—H伸缩振动的叠加，这部分的吸收主要反映出碳水化合物（纤维素、半纤维素、多糖）等对光谱的贡献。由于纸张是由植物纤维抄造而成，所以各纸张样品红外光谱图波峰类似，说明老化前后的官能团是一样的，并未出现新的基团。但老化前后波峰发生了不同程度的变化，其中变化最大的有两个区域：分别是3330 cm-1附近处强而宽的吸收峰和1050 cm-1附近处的强吸收峰。3330 cm-1附近处的吸收峰主要反映了O—H的伸缩振动，1050 cm-1附近处的吸收峰是多糖的C—O伸缩振动，这两个峰是纤维素的特征谱带[2425]，变化幅度较大表明在老化环境下这些官能团发生了裂解、变形或损害[26]。

3结论

本实验采用纸张干热加速老

化方法处理直孔藏纸、东巴纸、宣纸、手工构皮纸等4种手工纸，测定老化前后白度、耐折度、抗张力等耐久性指标，并进行红外光谱分析，对4种手工纸的耐久性进行研究。

3.14种纸张经干热加速老化处理后，其白度、耐折度、抗張力等指标均有不同程度的下降，而直孔藏纸的白度、耐折度、抗张力保留率分别为95.22%、74.65%、79.71%，均大于其余纸张样品，说明直孔藏纸具有优异的耐久性。

3.2经干热加速老化处理后，从红外光谱图中也能看出处理前后4种纸张官能团的变化，而直孔藏纸老化前后峰面积最小，变化最不明显，说明直孔藏纸耐久性大于本实验其余纸张样品。

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（责任编辑：黄举）