直孔藏紙耐久性研究

高丹 張水平 張庚 宋潤

摘要：藏紙是一種民族特色手工紙，被廣泛應用于經書典籍、政府公文、檔案卷宗等的書寫，同時還被用于經書、檔案的修補。為科學證實藏紙的良好性能，編寫藏紙合理說明書，對其耐久性進行了研究。選取直孔藏紙、東巴紙、宣紙和手工構皮紙為研究對象，采取干熱加速老化方法處理樣品，分別測定其老化前后白度、耐折度、抗張力等指標，并進行紅外光譜分析。結果表明，直孔藏紙老化前各項指標并不突出，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%，均大于本實驗所選其他手工紙，說明直孔藏紙具有良好的耐久性。

關鍵詞：直孔藏紙;耐久性;白度;耐折度;抗張力

中圖分類號：TS766

文獻標識碼：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

藏紙是我國少數民族主要紙種之一[1]，相傳文成公主進藏時，將造紙術帶入西藏，但由于當地缺少傳統造紙所使用的竹、稻、魚網等原料，藏漢兩族的工匠們歷經多年嘗試，用一種在西藏普遍生長的有毒植物——瑞香狼毒的根來替代中原造紙原料，并逐漸形成獨特的造紙工藝及特色紙張[2]。瑞香狼毒是我國天然草地主要有毒植物之一[3]，廣泛生長于我國北方各省及西南地區的高山草坡、草坪及河灘臺地[4]。瑞香狼毒根系發達，木質且含有纖維素纖維，據測定，其根能深入地下達1 m[5]。研究表明，瑞香狼毒根纖維素含量在38.65%左右，纖維形態分析可見其纖維細而長，壁腔比為0.71左右，是較好的造紙原料[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”，該方法生產出來的藏紙質地厚實、柔韌、經久耐用。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家級非物質文獻遺產名錄[8]。目前，藏區生產的藏紙多為非物質文化遺產傳承人純手工制作，產量有限，但均嚴格遵循古法造紙。

藏紙因其產地不同，命名有所不同，如四川德格印經院所產的德格藏紙、拉薩市尼木縣所產的尼木藏紙、山南市加查縣所產的達布（古名）藏紙、林芝市朗縣所產的金東藏紙等。本實驗所選直孔藏紙，產于拉薩市墨竹工卡縣。墨竹工卡，藏語意為“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”的美譽。因其縣域內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之一的直孔替壇城而又稱直孔地區，當地所產藏紙因此得名為直孔藏紙。

據文獻記載，藏紙具有許多優良性能，比如耐久防霉、抗菌防蟲等。藏族人認為，用藏紙抄寫的經書即使長期不翻動、不晾曬，也不霉變、不被蟲蛀，便是藏紙具有良好耐久性的最好證明。但是，對藏紙質量優良、耐久性好等性能僅停留在表面認知和實踐效果上，至今并無科學研究及報道。

紙張耐久性指紙張的物理和化學性質長時間保持穩定，且不妨礙其重復利用的特性[9]。紙張耐久性的決定因素有很多，分為內因和外因：內因包括原材料纖維種類、質量、紙漿pH值等;外因包括紙張所處環境的溫度、濕度、光照等[10]。紙張是由植物纖維抄造而成，在使用及保存過程中受到空氣中水分、細菌、霉菌、光照、溫度等影響后，其外觀、性質、結構等會逐漸發生不可逆變化，如顏色泛黃、腐敗霉變、變脆易碎等，即發生了老化。紙張老化表現在3個方面：一是顏色變化;二是韌性下降;三是性質改變[11]。在溫度高[12]、濕度高[13]、光照強的情況下，紙張會加速其老化過程。

本實驗選取直孔藏紙、東巴紙、宣紙和手工構皮紙為研究對象，采取干熱加速老化方法處理樣品，分別測定其老化前后白度、耐折度、抗張力等指標，并進行紅外光譜分析，對4種紙的耐久性進行了研究。

1實驗

1.1材料

本實驗所用直孔藏紙購自拉薩市墨竹工卡縣，東巴紙購自云南省麗江市，宣紙購自書店，手工構皮紙購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表1。

按照GB/T 10739—2002要求對實驗用紙張進行恒溫恒濕處理，將紙張裁成15 cm×15 cm，每種紙張4張，共16張。按照GB/T 464—2008對紙樣進行干熱老化處理，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），耐折度測定儀（0.25M/M，W.P.M），抗張強度測定儀（062，瑞典L&W），傅里葉變換紅外光譜儀（VERTEX 70，德國布魯克公司）。

1.3保留率計算

將紙張樣品在一定外界環境下處理一段時間后，測定其前后性能指標，其保留率計算如公式（1）所示。

保留率=老化后測定值老化前測定值×100%（1）

1.4方法

按照GB/T 7974—2002對紙張白度進行測定，按照GB/T 457—2008對紙張耐折度進行測定，按照GB/T 12914—2008對紙張抗張力進行測定。指標均測量3次，取平均值。

2結果與討論

2.1白度

4種紙張老化前后白度測定值及其保留率見表2。

2.2耐折度

耐折度是紙張的基本強度性質之一，用來表示紙張抗反復折疊的能力[17]。高耐折度對于紙袋紙、鈔票紙等不可缺少，對于其他如印刷紙、繪圖紙、包裝紙等多種紙張也有一定要求。在紙張抄造過程中加入某些化學品，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度、強度與纖維間結合力大小[19]。紙張耐折度分為橫向耐折度和縱向耐折度，一般說來，縱向耐折度大于橫向耐折度，本實驗分析采用縱向耐折度測定值。

4種紙張老化前后耐折度測定值及其保留率見表3。由表3可以看出，老化前縱向耐折度最高的是手工構皮紙，其余依次是直孔藏紙、東巴紙、宣紙。手工構皮紙采用的構樹韌皮纖維，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，宣紙原料中添加的沙田稻草纖維則較短，導致其耐折度較低。

4種紙張經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、無法測定。其余紙張中，耐折度保留率大小為：直孔藏紙>東巴紙>手工構皮紙。對于紙張性能來說，較長的原材料纖維長度必不可少[2021]，據測定，瑞香狼毒根纖維較長、分布較為均一，1.5 mm以上的纖維達52.62%[6]，這可能是導致直孔藏紙耐折度保留率較好的原因。而東巴紙抄造過程較為粗糙，制漿時僅加草木灰蒸煮1次，對纖維破壞小，因此紙張中也能看見均勻纖維束，可見造紙方法會影響其耐折度耐久性。手工構皮紙老化前后耐折度變化較為明顯，這可能與構樹韌皮纖維性質有關。而宣紙制作過程中，經石灰多次蒸煮，高溫可能降低了纖維強度;同時為了書寫美觀，宣紙較其他手工紙薄，因此老化后無法測量耐折度。

2.3抗張力

4種紙張老化前后抗張力測定值及其保留率見表4。由表4可知，老化前，東巴紙的抗張力遠高于其他紙張樣品，其余依次為直孔藏紙、手工構皮紙、宣紙。有研究表明，紙張的抗張強度取決于3個因素：一是纖維自身強度;二是纖維結合強度;三是纖維排

列分布[19]。東巴紙在制作過程中加入了麻纖維，纖維長且有彈性，強度較高，成紙眼觀也能發現均勻的纖維束，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，纖維強度較低，影響了其抗張力。

4種紙張經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原材料麗江蕘花同屬瑞香科植物，韌皮纖維較為柔韌，是最好的野生纖維植物[22]，加之這兩種手工紙都采用簡易的制漿方法，對原料纖維強度、纖維結合強度、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，這可能是因為宣紙制漿時加入石灰，整個過程處于弱堿環境，而有研究表明，酸性環境會加速纖維素鏈的斷裂[23]，可見宣紙制造過程對植物纖維破壞較小。

2.4紅外光譜測定

由圖1～圖4可以看出，各紙張老化前后紅外光譜圖波峰類似，直孔藏紙變化最小，其余依次為手工構皮紙、宣紙、東巴紙。各紙樣紅外光譜圖中的3330 cm-1處附近強而寬的吸收峰為羥基O—H伸縮振動和氨基N—H伸縮振動的疊加，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）等對光譜的貢獻。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似，說明老化前后的官能團是一樣的，并未出現新的基團。但老化前后波峰發生了不同程度的變化，其中變化最大的有兩個區域：分別是3330 cm-1附近處強而寬的吸收峰和1050 cm-1附近處的強吸收峰。3330 cm-1附近處的吸收峰主要反映了O—H的伸縮振動，1050 cm-1附近處的吸收峰是多糖的C—O伸縮振動，這兩個峰是纖維素的特征譜帶[2425]，變化幅度較大表明在老化環境下這些官能團發生了裂解、變形或損害[26]。

3結論

本實驗采用紙張干熱加速老

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

3.14種紙張經干熱加速老化處理后，其白度、耐折度、抗張力等指標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，說明直孔藏紙具有優異的耐久性。

3.2經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種紙張官能團的變化，而直孔藏紙老化前后峰面積最小，變化最不明顯，說明直孔藏紙耐久性大于本實驗其余紙張樣品。

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