纸张

纸张

纸是由交织在一起的纤维组成的层。使纤维悬浮液透过筛子,当水被沥干后,将湿纸从筛子上取下来,烘干。因为纤维主要是纤维素(植物细胞壁的主要组成部分),纤维素与水相互作用,相互粘在一起,形成具有一定强度和韧性的纸张。

公元105年,中国人用树皮、植物、草制成了世上第一张纸。公元700年,也是中国人发明了纸张施胶(用胶涂纸的表面,以阻止墨水扩散)。中国的造纸术传到朝鲜和日本,后来传到阿拉伯地区,阿拉伯人首次用碎布作为纤维原料。

造纸术传到欧洲后,首次出现了机械压模,加快了将碎布磨成纸浆的过程。 到1495年,造纸在整个欧洲流行起来。在1337年,人们首次使用胶质。胶质是动物胶,来自动物的皮、角、蹄。人们将成品纸浸入热胶质液中,使纸张表面光滑稳定,还可增加纸的强度、阻止颜料和油墨在纸张表面扩散。在十九世纪初,特别是在出现了机械木浆之后,机械化造纸生产出了各种各样的纸张。

识别

很容易将纸张同其它材料区别开来,但很难识别出特定种类的纸张。对于现代印刷品,通常可以通过出版日期来确定纸张类型。但纸张的种类太多,特别是在1820年之后,人们在造纸时试用过各种纤维(秸秆、针茅草等)和各种漂白剂、化学纸张施胶剂。因此准确识别纸张种类的唯一方法就是化学和纤维分析。

机械纸与手工纸有几个方面的不同,但最明显的不同是纤维的排列。在手工造纸时,人们将模具或su(日文)浸在水和纤维的悬浮液中,然后摇晃、沥水,使纤维随机地相互交织,从而增加纸的强度。与此相反,在机器造纸时,连续的滚动和旋转使纤维向一个方向整齐地排列,使纸张在沿着纹理或机转方向的强度比较脆弱。其它纸制品(如纸板和湿抄浆板等)也有这种纹理。

 Image 1 如果垂直于纹理的方向折叠纸张,就会形成不均匀的褶皱。如果拉伸用粘合剂湿润的纸张,垂直纹理的方向比顺着纹理的方向能拉得更长。如果要确认纹理的方向,可以在两个方向上弯曲纸张,顺着纹理的方向感觉到的阻力较小。另一种简单的试验方法是,沿两个方向撕开纸张,沿纹理方向能感觉到比较省力。

由于现代纸张有惊人的降解速度,人们投入了大量的精力来研究开发化学性质稳定的纸张,主要是碱性缓冲纸张。近年来,大多数西方国家已经接受了碱性纸生产。由于在造纸时必须采用陈旧的酸处理技术,会污染水道、大气、土壤,政府部门已敦促造纸厂研究开发更加清洁的生产工艺。

目前发达国家生产的纸张大部分都是非酸性的和碱性的。但新闻纸和其它暂时用途的纸仍然是便宜的磨木浆纸。这种纸会迅速腐化,使各地的图书馆都面临严重的“紙張脆化”问题。“紙張脆化”问题在发展中国家尤其严重,那里生产的纸张多是酸性纸,而且那里的气候不利于保存纸张。

应注意的事项

纸张很大程度上受环境的影响。高湿度和高温度都会加速纸张的化学变质。磨木浆纸含有酸质和木质素等化学成分,因此劣化尤其迅速,很快就会变脆。磨木浆纸的纤维很短、很弱,而且磨木浆纸具有高酸性。这种纸的广泛使用使图书馆和档案馆面临严重的难题,因为图书馆和档案馆不得不想尽办法来保存会迅速变脆的、很快就无法使用的纸质资料。化学木浆纸或用碎布制成的纸含有有害的漂白剂和施胶剂(如明矾、松香混合物),因此也会迅速劣化。1860年之后的书籍用纸都来自磨碎木料,因此图书馆和档案馆都面临严重的保藏难题。

诊断实验

有许多测试方法能够确定纸张的年龄和成分,还能验证保护材料(如文件夹)的基本稳定性。测试保护材料的稳定性非常重要,因为酸性的文件夹、档案袋、纸盒等会使其含有的酸质转移到资料纸张中,从而导致资料纸张劣化。应当使用化学方法来改变或中和纸张的酸性,或使用化学性质稳定(中性或缓冲性)的保护材料,否则就会使资料纸张迅速劣化。碱性的保护材料能够大幅减缓劣化。

当购买纸张或纸板制品时,无论厂家是否标榜其为“可用于档案”或“无酸”,都应检查其化学稳定性,这一点非常重要。这里有两个简单的测试方法,来测试酸性和木质素。

测试酸度

pH值测试 - 有几种测试纸张酸性方法:通过冷、热萃取的滴定试验(需要割取样本,pH计,以及严格控制的环境),以及表面pH值测试。表面pH值测试需要使用pH笔、化学液、或pH条。例如,需要以下用品来测试湿抄浆板:10平方厘米的聚酯薄膜(迈拉膜 )和吸墨纸、装有蒸馏水的滴管(或类似容器)、pH值条。这种方法非常适用于测试书籍的外包装,如文件夹、书壳、书箱等。当用这种方法测试历史文物时,会留下永久性的污点印迹。

  1. 将一片聚酯薄膜放在要测试的地方,向湿抄浆板上离边缘约5厘米的地方滴一滴蒸馏水。
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  1. 将pH条放在湿抄浆板上潮湿的地方,带颜色的一面朝上。最佳范围是4-7和5-10。对于可能是酸性的材料,可用4-7范围。对于可能是无酸的材料,可用5-10范围。
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  1. 将一片聚酯薄膜(Mylar)放在pH条的顶部,确保pH条充分接触纸张表面。
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  1. 如果被测试的纸或纸板较厚,或表面上有明显的涂层,应剥掉最上层部分,测试下面的一层,以获得更准确的读数。
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  1. 约30秒后,拿起试纸,比较盒上的颜色代码,就可以得到清楚的读数。如果要测试书中的一页,可将一张吸墨纸放在潮湿部分的顶部和下方,以避免损坏相邻的页面。
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一般情况下,pH值读数在6或以上的,都可以接受,但7及以上者更好。如果低于6,就不可用于接触或存放珍本或孤本资料。

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 Image 7 测试木质素 - 木质素是一种无定形聚合物,木材32%的成分是木质素,木质素能硬化纤维素,是体积稳定剂。但是,当木材被研磨制浆时,木质素会变得不稳定,并使纸张暗化(尤其是在光线下)。木质素还会提高酸性。可以用化学品和漂白剂从木浆纸中去除木质素,特别是用硫酸盐去除木质素。

测试木质素时,需要割取样本,来确定纸张中的木质素含量。可以使用木质素测试笔 ,如果含有木质素,测试笔会显示亮橙色。