四川大學(xué)檔案保護(hù)技術(shù)第一章

第一章紙質(zhì)檔案的耐久性——紙張檔案保護(hù)技術(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)掌握決定紙張耐久性的內(nèi)在因素，諸如造紙的原料、原料中的主要化學(xué)成分的性質(zhì)和造紙工藝這幾方面分別是如何影響紙張的耐久性的。

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

造紙?jiān)系姆N類(lèi)、性質(zhì)；纖維素的理化性質(zhì)的具體內(nèi)容以及造紙工藝對(duì)紙張耐久性造成的不利影響。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張第一節(jié)造紙植物纖維原料的質(zhì)量與紙張耐久性的關(guān)系第二節(jié)造紙植物纖維原料的化學(xué)成分與紙張耐久性的關(guān)系第三節(jié)紙張生產(chǎn)過(guò)程與紙張耐久性第四節(jié)紙張的種類(lèi)與主要性能性質(zhì)及老化復(fù)習(xí)思考題參考文獻(xiàn)：第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張

第一節(jié)造紙植物纖維原料

的質(zhì)量與紙張的耐久性關(guān)系第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張一、造紙?jiān)稀参锢w維原料的質(zhì)量與紙張耐久性關(guān)系（一）造紙植物纖維原料種類(lèi)

用于造紙植物纖維原料一般應(yīng)具備兩個(gè)條件：

第一，原料中纖維素的含量應(yīng)大于40%。

第二，纖維長(zhǎng)度與寬度的比值大于30。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張

符合條件的植物纖維的種類(lèi)有：

1.木材纖維原料：

（1）針葉木

（2）闊葉木

2.非木材纖維原料：

（1）種毛纖維

（2）韌皮纖維

（3）禾本科纖維

圖示：顯微鏡下各種纖維的形態(tài)第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張（二）植物纖維的結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分

1.植物纖維細(xì)胞——厚壁細(xì)胞：其形態(tài)呈中間空兩頭尖。是造紙工業(yè)的主要原料。

2.植物纖維細(xì)胞的結(jié)構(gòu)3.纖維的亞結(jié)構(gòu)第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張纖維與細(xì)胞(光學(xué)顯微鏡辨別)纖維與雜細(xì)胞：植物由細(xì)胞組成，在造紙工業(yè)上將成熟的細(xì)長(zhǎng)細(xì)胞稱(chēng)為纖維，短、粗、異型細(xì)胞不適合造紙，稱(chēng)為雜細(xì)胞纖維形態(tài)：中空、壁厚、細(xì)長(zhǎng)呈紡錘狀

長(zhǎng)1～5.6mm(禾草、木材纖維)，寬0.008～0.012mm植物纖維細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)示意圖一、纖維細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)胞間層middlelamella初生壁primarywall次生壁外層secondarywall1次生壁中層S2次生壁內(nèi)層S3

3.細(xì)胞壁的化學(xué)成分及其分布：

胞間層

復(fù)合胞間層

細(xì)胞壁初生壁木素

外層

次生壁—中層纖維素

內(nèi)層半纖維素

化學(xué)成分第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張化學(xué)成分在纖維中的分布木素纖維素半纖維素ML90%—10%P70%10%20%S140%35%25%S215%55%35%S35%55%40%紙張纖維交織圖（三）造紙植物纖維原料的質(zhì)量種類(lèi)長(zhǎng)度(mm)長(zhǎng)寬比纖維素（％）木素（％）雜細(xì)胞（％）種毛纖維(棉花)12～23125090以上__韌皮纖維麻12~351000以上60～831～15極少樹(shù)皮3.5～15300～80038～64木材纖維0.9～460～10040～6017～321.5～30禾本科纖維0.9～270～20024～6012～3440～60（竹：20～30第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張（三）造紙植物纖維原料的質(zhì)量1.纖維形態(tài)：纖維的亞結(jié)構(gòu)、顯微鏡下的纖維.

主要包括纖維的長(zhǎng)度、寬度、

長(zhǎng)寬比、均一性和壁腔比等。2.化學(xué)成分的含量：用纖維素含量高的原料抄

造的紙張耐久性好。3.雜細(xì)胞含量：雜細(xì)胞含量越少越好。第二節(jié)造紙植物纖維原料的

化學(xué)成分與紙張耐久性一、纖維素二、半纖維素三、木素第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張（一）纖維素的結(jié)構(gòu)

1.纖維素的形成

2.纖維素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與紙張耐久性

（1）纖維素的直鏈結(jié)構(gòu)有利于紙張的耐久性。

（2）纖維素分子之間能形成氫鍵，有利于紙張的耐久性。一、纖維素第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張纖維間氫鍵的形成過(guò)程

（二）纖維素的性質(zhì)1.物理性質(zhì)——溶解性：常溫下，纖維素不溶于水，也不溶于一般的有機(jī)溶劑，如乙醇、苯、丙酮和乙醚等。2.化學(xué)性質(zhì)——纖維素水解、氧化、光解：

水解：（1）概念：

（2）水解過(guò)程：

(3)條件：水、酸、酶、溫度

（4）結(jié)果：纖維素一旦發(fā)生水解，氧橋斷裂，分子間范德華力及氫鍵減少，紙張強(qiáng)度下降，壽命縮短。

第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張纖維素氧化：（1）概念：纖維素可以與氧化劑發(fā)生氧化反應(yīng)。（2）過(guò)程：纖維氧化反應(yīng)發(fā)生在纖維素分子的氫氧基上。（3）條件：氧化劑的種類(lèi)和數(shù)量；光；空氣濕度或紙張含水量；溫度。（4）結(jié)果：氫氧基變?yōu)?、醛基（—CHO）、羧基（—COOH）或酮基（—CO），這樣就形成了與原來(lái)纖維素結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張

總結(jié)：

纖維素的化學(xué)性質(zhì)可以用下面的分子式來(lái)表示：

纖維素的化學(xué)性質(zhì)可以用下面的分子式來(lái)表示：纖維素雖然在一定條件下會(huì)發(fā)生水解和氧化兩大破壞反應(yīng)，但比起半纖維素、木素來(lái)說(shuō)，其性質(zhì)還是穩(wěn)定的。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張（一）半纖維素的結(jié)構(gòu)

半纖維素與纖維素的相似之處：都是由單糖脫水聚合而成的聚糖類(lèi)高分子化合物。

不同之處：

第一，纖維素是“均一聚糖”，而半纖維素是“不均一聚糖”；

第二，纖維素分子的聚合度很大，分子鏈很長(zhǎng)，而且是直鏈結(jié)構(gòu)。而半纖維素的聚合度很小，分子鏈很短，并且有支鏈。

二、半纖維素第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張（二）半纖維素的性質(zhì)

1.與纖維素的相似性：可以發(fā)生水解、氧化和光解反應(yīng)。

2.與纖維素的不同性：半纖維素的分子結(jié)構(gòu)決定半纖維素難以產(chǎn)生氫鍵和結(jié)晶區(qū)，從而易溶于堿溶液中；易吸水膨脹，呈現(xiàn)粘滑性；比纖維素更易發(fā)生水解反應(yīng)，氧化和光解的反應(yīng)速度也比較快。因此，半纖維素的穩(wěn)定性要比纖維素差。

第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張（三）半纖維素的作用

應(yīng)保留適當(dāng)?shù)陌肜w維素，是因?yàn)椋?/p>

第一，半纖維素具有吸水潤(rùn)漲性，保留適當(dāng)?shù)陌肜w維素便于打漿，易使纖維分裂變細(xì)；同時(shí)能保護(hù)纖維，使之不易被橫向切斷；還能節(jié)省打漿時(shí)間，并提高得漿率。

第二，紙漿中含有適量的半纖維素可提高紙張強(qiáng)度。

第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張三、木素（一）結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀的空間結(jié)構(gòu)，由碳、氫、氧元素構(gòu)成的高分子化合物。（二）性質(zhì)

1.不溶于水，常溫下不溶于稀堿、稀酸溶液，高溫下，某種濃度的酸堿可與木素作用，造紙工藝中就是利用這種性質(zhì)將木素去掉；

2.木素易氧化，尤其在光照條件下，氧化更快。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張第三節(jié)紙張生產(chǎn)過(guò)程與紙張耐久性一、制漿二、漂白三、打漿四、施膠五、加填總結(jié)第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張一、制漿什么是制漿？

將造紙?jiān)戏稚閱胃w維的過(guò)程叫制漿，獲得的產(chǎn)品稱(chēng)為紙漿。制漿目的：溶出原料中的木素，使原料分離成單根的纖維，增加纖維的比表面積（單位重量纖維的表面積）。機(jī)械法用物理方法將植物纖維原料分散成纖維，生產(chǎn)過(guò)程中不使用任何化學(xué)藥品。原理：通過(guò)機(jī)械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用將原料分散成纖維特點(diǎn)：得率高，無(wú)污染。因保留了所有成分(雜細(xì)胞、木素)及對(duì)纖維的切斷，使得用這種漿生產(chǎn)的紙強(qiáng)度低、發(fā)脆，漂后發(fā)黃等。

二、漂白（一）漂白原理及方法（二）漂白對(duì)紙張耐久性的影響第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張漂白：除去漿中的殘留木素或者改變木素發(fā)色基團(tuán)的以提高紙漿的白度白度：白色或接近白色的紙和紙板表面對(duì)藍(lán)光的反射率相對(duì)于藍(lán)光照射氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)白板表面時(shí)反射率之比，稱(chēng)為白度，以%表示。未漂漿漂白漿三、打漿打漿就是對(duì)植物纖維的潤(rùn)脹、分絲、疏解。對(duì)紙張的機(jī)械指標(biāo)有影響。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張打漿(Beating)

利用物理機(jī)械方法處理漿料，使纖維經(jīng)擠壓、摩擦、揉搓、剪切等作用，互相分離成單根纖維打漿的作用（1）使細(xì)胞壁發(fā)生位移和變形（2）破除初生壁(P)和次生壁的外層(S1)（3）細(xì)纖維化（分絲帚化—纖維兩端與纖維表面微細(xì)纖維分散蓬松）

打漿與調(diào)料未經(jīng)打漿的纖維經(jīng)過(guò)打漿的纖維四、施膠

（一）施膠的作用

（二）對(duì)紙張性能的影響：

增加紙張的酸度。

（三）中性施膠第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張

施膠(Sizing)施膠方法：紙內(nèi)施膠：將膠料直接加入紙漿內(nèi)以松香膠為例，先將松香加堿和蒸汽熬成膠料，然后加入打漿后的紙漿中，用明礬作用將松香粒子沉淀在纖維上，在干燥高溫下松香熔化堵塞毛細(xì)孔。表面施膠：用一種或兩種施膠劑涂于紙的單面或雙面使其有較高的憎水性主要施膠劑為淀粉及其衍生物等五、加填（一）加填的目的（二）對(duì)紙張性能的影響第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張總結(jié)：造紙過(guò)程與紙張老化的原因流程制漿漂白打漿施膠加填作用分離出纖維去除有色物質(zhì)處理懸浮水中的纖維及纖維束提高抗水能力，墨跡不擴(kuò)散紙張表面平整光滑，提高適印性與紙張耐久性關(guān)系機(jī)械法易發(fā)黃，纖維粗短，耐久性差；化學(xué)法殘留酸堿，影響耐久性。還原性紙張發(fā)黃；氧化性紙張強(qiáng)度下降，易殘留漂白劑提高紙張耐折度，耐破度，抗張強(qiáng)度，耐久性增加紙張酸度，發(fā)黃，促進(jìn)纖維素氧化，降低強(qiáng)度降低紙張物理強(qiáng)度，降低施膠度第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張

造紙技術(shù)簡(jiǎn)介中國(guó)古代造紙技術(shù)

（圖片1）(圖片2)

現(xiàn)代造紙?jiān)O(shè)備圖：（圖片）

現(xiàn)代造紙工藝流程解析(動(dòng)畫(huà))第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張現(xiàn)代造紙?jiān)O(shè)備造紙廠造紙車(chē)間打漿車(chē)間第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張?jiān)旒埩鞒虉D第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張古法造紙的五個(gè)步驟

1、斬竹漂塘

所謂“殺青”是指斬竹做原料而得名，竹材是古代造紙的重要來(lái)源之一，因此盛產(chǎn)竹子的華南地區(qū)，尤其福建，是竹紙的主要產(chǎn)地，造紙的竹材以將生枝葉的新生竹為佳。造紙的工匠通常在芒種前后上山砍竹，每根竹子截成5到7尺長(zhǎng)，然后就地開(kāi)挖水塘，將截?cái)嗟闹褡釉谒羶?nèi)浸上100天，取出時(shí)用力捶洗使青殼和樹(shù)皮脫掉，目的是讓竹材軟化。

2、煮楻足火

將竹料拌入石灰水浸在木皇桶中蒸煮8個(gè)晝夜，經(jīng)過(guò)堿液的蒸煮，原料中的木質(zhì)素、樹(shù)膠、樹(shù)脂等雜質(zhì)被除去。然后取出蒸煮的原料放入清水塘內(nèi)漂洗，然后再放進(jìn)鍋里浸石灰水蒸煮，如此反復(fù)進(jìn)行十幾天。經(jīng)過(guò)反復(fù)蒸煮、漂洗，竹子的纖維逐漸分解。

3、蕩料入簾

取出煮爛的原料放在石臼里用力舂成泥面狀，搗爛后的原料用適量的水調(diào)配，使纖維徹底分離并浸透水分，成為紙纖維的懸浮液，再傾倒入紙槽里面。然后用細(xì)竹簾在紙漿中濾取，紙纖維留在竹簾上形成一層紙膜。用純天然植物原料做的催化劑來(lái)控制紙纖維懸浮液的濃度。

這道工序在造紙過(guò)程中是最費(fèi)力的，抄紙的工匠站在紙槽旁重復(fù)著舀水、抬起竹簾等動(dòng)作，每次承受的重量重達(dá)20公斤。另外撈紙時(shí)還得靠經(jīng)驗(yàn)，抄得輕紙會(huì)太薄，抄得太重紙又會(huì)嫌厚，完全憑工匠的手法。4、覆簾壓紙

把撈過(guò)紙漿的竹簾倒鋪在壓榨板上，然后小心地移開(kāi)竹簾，這層紙膜便落在板上。慢慢堆疊起一層層的紙頁(yè)，再以重物擠壓，排出紙頁(yè)中的水分。重物擠壓之下紙膜也慢慢成形，成為一張張四四方方的紙張，手工造紙每日每個(gè)工匠平均只能做300到500張紙。5、透火焙干

焙干紙張的夾巷是兩道土磚砌成的磚墻，磚塊之間有空隙能讓熱氣透出。焙紙時(shí)先在夾巷內(nèi)生火，然后將將一張張濕紙攤在墻上，從空隙中散發(fā)的熱氣使紙張慢慢干燥，干透后揭起來(lái)就是一張可使用的紙了。貴州香紙溝古法造紙?jiān)旒堄弥裨谙凶匀唤萆介g清流破竹碾篾石灰煮石灰煮下面的小煤窯抄紙吐蕃王松贊干布、藏巴第司噶瑪?shù)き偼家约暗谖迨肋_(dá)賴?yán)锇⑼迳＜未霑r(shí)期制度的法典匯編。藏紙是由狼毒草的根部為主要組成部分、手工制作而成，其特性是纖維長(zhǎng)，韌性好，不怕蟲(chóng)蛀鼠咬。西藏的歷史檔案能保留這么長(zhǎng)時(shí)間、這么大的量，跟材質(zhì)有很大關(guān)系。

德格印經(jīng)院晾曬剛印刷出來(lái)的紙頁(yè)

東巴紙第四節(jié)紙張的種類(lèi)與主要性能及老化

一、紙張的種類(lèi)二、紙張的主要性能三、紙張老化第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張

一、紙張的種類(lèi)一、手工紙：為什么比機(jī)械紙耐久？二、機(jī)械紙：新聞紙、書(shū)寫(xiě)紙、耐久書(shū)寫(xiě)紙等的性能。第一章紙質(zhì)檔案的耐久性—紙張毛邊紙連史紙二、紙張的主要性能

（一）紙張的物理性能：包括定量、厚度、緊度、透氣度、施膠度和吸收性等；

（二）紙張的光學(xué)性能：包括白度和不透明度等；

（三）紙張的機(jī)械性能：包括抗張強(qiáng)度、耐破度、耐折度和撕裂度等；