4种藏纸的抗老化性能初探

摘要

本实验分析了西藏雪拉藏纸、四川德格藏纸、囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸等4种藏纸的抗老化性能的差异性。分别对4种藏纸进行了紫外光老化前后纸张白度、耐折度、抗张力等指标的检测。结果表明，4种藏纸老化前各项指标相差较大，老化后上述指标均呈现下降趋势，西藏雪拉藏纸和四川德格藏纸的白度、耐折度、抗张力保留率好，具有相对良好的抗老化性。

关键词

藏纸; 抗老化; 耐折度; 抗张力

藏纸是少数民族纸种的重要品种之一，是我国极具特色的纸品，传承历史悠久，种类繁多，在历史的长河中曾被广泛应用，且藏纸现今依然广泛用于青藏地区人们的生产和生活中，如用于书写经书、档案修补、书法、绘画唐卡、工艺品等方面。唐朝文成公主入蕃时，将造纸术带至吐蕃^[1]。松赞干布开始有了全民范围内使用的藏文字，又推广信众信仰佛教，并先后翻译了古印度大量的佛学典籍、医学典籍及文学典籍等。在当时藏纸需求日益增长，同时造纸技术也开始推广于全吐蕃。根据藏文文献资料的记载，藏纸造纸原料除狼毒外还用白芷叶、沉香皮等，但目前西藏、青海、四川等地方藏纸原料主要为瑞香狼毒（Stellera chamaejasme L.瑞香料植物）。根据调研发现4种藏纸在造纸过程中的制浆方法和染料上有所不同，但工艺流程基本相同，主要包括采料、剥皮、晒料、理皮、煮料、捶打、捣浆、浇纸、晒纸、揭纸。瑞香狼毒成为危害我国草地较为严重的植物之一，其肆意繁殖不仅会危害草地生态，导致草地的质量、产量下降，同时，采食瑞香狼毒的家畜会有不同程度的中毒，将危害人类健康；该植物在我国西北、华北、西南、东北、西藏及内蒙古等地均有分布^[2]。瑞香狼毒根系发达，据测定，瑞香狼毒根部的纤维素含量在39%左右，木素含量22%左右，是较好的造纸原料^[3]。

据文献记载，藏纸具有许多优良性能，如抗菌防虫、防霉、耐用等^[4]。藏文古籍便是藏纸具有良好抗老化性能的最好证明。但是，除直孔藏纸外，其他藏纸至今并无科学研究及报道。

纸张的老化是指在外界各种不利环境作用下，纸张主要化学成分发生不可逆的化学变化，从而使纸张性能下降的过程^[5]。微观表现有纤维素、半纤维素和木素的化学结构发生变化；宏观表现有纸张返黄、力学性能下降等。纸张老化原因有内因和外因，内因又包括原料化学成分的变化、纸张内部的有害物质。外因有高湿、高温、光线、酸、氧化剂、微生物等加速发生水解、氧化和光解反应。

本实验选取西藏雪拉藏纸、四川德格藏纸、囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸为研究对象，采取紫外光照老化方法处理样品，分别测定其老化前后的纸张白度、耐折度、抗张强度等指标，并对4种藏纸的抗老化性能进行研究。

1 实　验

1.1 材料

西藏雪拉藏纸购自拉萨市尼木县藏纸厂，四川德格藏纸购自四川省甘孜州德格县德格印经院，囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸均购自青海省玉树市囊谦县。4种藏纸的具体形貌见图1。纸张样品基本信息见表1。

图1 4种藏纸形貌图

表1 4种藏纸基本信息

样品名称	原料	纸张颜色	蒸煮工艺	漂白工艺	定量/g·m-2	用途
四川德格藏纸	瑞香狼毒	白色偏黄	加碱蒸煮1次，2~4 h	无	29.3	书写经文、档案修补、书法
西藏雪拉藏纸	瑞香狼毒	白色偏黄	加碱蒸煮1次，2~4 h	无	30.3	书写经文、档案修补、书法、工艺品
囊谦嘎玛藏纸	瑞香狼毒	白色偏黄	蒸煮1次，2~6 h	无	28.7	书写经文
囊谦黑色藏纸	瑞香狼毒	黑色	加多种天然药物蒸煮1次，2~4 h	无	29.9	书写经文、书法

1.2 仪器设备

Elrepho分光白度仪，美国Datacolor公司；欧式拉力机，美国TMI公司；老化箱，美国Mast公司。

1.3 性能测试

分别依据GB/T 451.2—2002、GB/T22880—2008、GB/T 457—2008、GB/T 12914—2008测试4种藏纸老化前后的白度、耐折度、抗张力。

1.4 老化方法

将4种藏纸平铺放入功率为30 W、波长253.7 nm的紫外光照箱中，纸张与灯管中心的垂直距离保持120 mm，处理72 h。

1.5 白度保留率计算

白度保留率计算如公式(1)所示。

$$\mathrm{白}\mathrm{度}\mathrm{保}\mathrm{留}\mathrm{率}=\frac{\mathrm{老}\mathrm{化}\mathrm{后}\mathrm{的}\mathrm{测}\mathrm{定}\mathrm{值}}{\mathrm{老}\mathrm{化}\mathrm{前}\mathrm{的}\mathrm{测}\mathrm{定}\mathrm{值}}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}$$

（1）

2 结果与讨论

2.1 白度

白度是纸张很重要的一项性能指标，纸张老化过程中，随着老化程度的加深，颜色可能逐渐加深^[6]。因此，白度是一项表征纸张老化程度的直观指标。表2为4种藏纸老化前后的白度。

表2 4种藏纸的白度测定值 ( % )

样品名称	老化前	老化后	白度保留率
四川德格藏纸	45.8±0.03	43.6±0.06	95.0
西藏雪拉藏纸	48.9±0.02	44.9±0.26	92.3
囊谦嘎玛藏纸	28.0±0.02	22.6±0.01	48.1
囊谦黑色藏纸	8.06±0.03	6.77±0.02	50.0

由表2可知，无论是老化前还是老化后，4种藏纸白度由高低依次为：西藏雪拉藏纸>四川德格藏纸>囊谦嘎玛藏纸>囊谦黑色藏纸。由于四川德格藏纸和西藏雪拉藏纸制作过程中经碱法蒸煮，其老化前白度能达到45.8%和48.9%。研究表明，制浆过程中添加碱蒸煮能去除木素等物质并适当提高纸张白度^[7]，但不添加化学品或不经过漂白处理，纸张的色泽效果也无法达到洁白^[8]。所以测得囊谦嘎玛藏纸老化前后的白度相对较低，这可能是西藏雪拉藏纸、四川德格藏纸老化前后白度远大于囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸的原因。

4种藏纸经72 h老化后，白度均有所下降，白度保留率大小依次为：四川德格藏纸＞西藏雪拉藏纸＞囊谦嘎玛藏纸＞囊谦黑色藏纸。四川德格藏纸和西藏雪拉藏纸的白度保留率较高，分别为95.0%和91.8%。其原因与木素含量和结构、老化前的白度、制浆方法有密切关系。其中木素在有氧环境中吸收近紫外光区的光线，易产生酚氧自由基，进一步被氧化成有色的醌型化合物，在老化后容易发生返黄现象，从而导致纸张的白度下降^[9]。四川德格藏纸和西藏雪拉藏纸制浆过程中采用碱法蒸煮，而囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸制浆过程中未添加碱蒸煮，其囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸比西藏雪拉藏纸和四川德格藏纸木素含量高，因此，四川德格藏纸和西藏雪拉藏纸的白度保留率较高，囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸的白度保留率相对较低。

2.2 耐折度

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。纸张耐折度取决于原料的纤维长度、纤维强度与纤维间结合力大小^［10］。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，本实验采用纵向耐折度测定值进行分析。

4种藏纸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，老化前耐折度最高的是西藏雪拉藏纸，其余依次是四川德格藏纸、囊谦嘎玛藏纸、囊谦黑色藏纸。这4种藏纸均采用的瑞香狼毒根韧皮纤维，但西藏雪拉藏纸、四川德格藏纸蒸煮时均添加化学品，这可能是这几种藏纸老化前耐折度相差的原因。

表3 4种藏纸的耐折度测定值

样品名称	耐折度/次		保留率/%
	老化前	老化后
四川德格藏纸	24	23	95.8
西藏雪拉藏纸	26	24	92.3
囊谦嘎玛藏纸	8	6	48.1
囊谦黑色藏纸	4	2	50.0

4种藏纸张经72 h老化后耐折度均有所下降，耐折度保留率大小依次为：四川德格藏纸＞西藏雪拉藏纸＞囊谦嘎玛藏纸＞囊谦黑色藏纸。

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，西藏雪拉藏纸和四川德格藏纸的抗张力远高于囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸的。纸张的抗张力取决于纤维之间的结合力，而纤维之间结合力的大小则取决于纤维的比表面积。由于4种藏纸的打浆程度不同导致西藏雪拉藏纸和四川德格藏纸的纤维长度、纤维分丝易化等程度均优于囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸。这可能是西藏雪拉藏纸和四川德格藏纸的抗张力高于囊谦嘎玛藏纸和囊谦黑色藏纸的原因。

表4 4种藏纸的抗张力测定值

样品名称	抗张力/N		保留率/%
	老化前	老化后
四川德格藏纸	38.3±0.02	36.6±0.01	95.3
西藏雪拉藏纸	39.4±0.02	35.6±0.03	90.4
囊谦嘎玛藏纸	13.3±0.02	9.87±0.02	74.2
囊谦黑色藏纸	12.8±0.01	8.60±0.01	67.2

4种藏纸张经72 h老化后抗张力均有所下降，保留率大小依次为：四川德格藏纸>西藏雪拉藏纸>囊谦嘎玛藏纸>囊谦黑色藏纸。

3 结　论

本实验采用紫外光老化方法处理四川德格藏纸、西藏雪拉藏纸、囊谦嘎玛藏纸、囊谦黑色藏纸共4种藏纸，测定老化前后的纸张白度、耐折度、抗张力等性能指标，并对4种藏纸的抗老化性能进行研究。

4种藏纸经紫外光老化处理后，其白度、耐折度、抗张力等指标均有不同程度的下降，四川德格藏纸和西藏雪拉藏纸的白度、耐折度、抗张力保留率分别为95.0%和91.8%、95.8%和92.3%、95.3%和90.4%，均大于另外2种藏纸，说明四川德格藏纸和西藏雪拉藏纸具有相对良好的抗老化性。