施膠劑對紙張耐久性的影響


 。玻笆兰o40年代,美國巴羅(Barrow)發現機制紙內的酸對紙的惡化影響大于空氣污染物的影響,后來又經過許多人的研究,了解到書籍紙85~90%惡化是因紙內含酸造成的。紙張酸的主要來源是造紙過程中使用了酸性施膠劑-硫酸鋁。為了延長檔案壽命,檔案工作者研究了許多紙張脫酸的方法,這不僅費時、費工、費錢,而且難以從根本上解決問題,于是把酸性紙改為中性紙,便提到了日程上來。
從1807年開始使用最古老的皂化松香施膠劑至今已有200年的歷史。1955年前長期停留在使用皂化松香膠階段,此后發展為使用強化松香施膠劑,20世紀80年代中后期,歐洲、美國、日本等國相繼研制開發出AKD(烷基烯酮二聚體)與ASA(鏈烯基琥珀酸酐)及陽離子聚合物系列中性施膠劑,1997年,我國研制出“松香系新型中性施膠劑HRN-40”。近年來,人們充分認識到中性施膠劑是中性造紙的基礎,中性施膠劑的發展步入了多樣化的時代,中性紙的使用越來越多。

一、 中性紙的發展及其特點
傳統造紙過程是在酸性條件下運行的,這主要是因為紙張的施膠是采用松香-造紙明礬施膠。造紙明礬起到了沉淀劑的作用。而沉淀主要靠六水合鋁離子的吸附作用,六水合鋁離子多,施膠效果就好,當紙漿調到PH為4~5時,可獲得較多的六水合鋁離子。因此傳統造紙是在酸性條件下實現的。AKD和ASA屬于反應性中性施膠劑,它改變了紙漿的PH值,但其化學穩定性差,必須現場制備,所以只能在特大造紙廠使用,應用面不廣。美國90年代研制出陽離子乳液松香施膠劑,減輕了AKD玷污抄紙系統和紙張增加滑性的缺點,但其PH范圍僅為5.5~6。國產HRN-40可以在CaCO3含量高達20%、PH為6~8時進行抄紙(見表1),它克服了AKD極不穩定的缺點,減輕了AKD玷污抄紙系統和紙張太滑的缺點。

二、施膠與紙張耐久性
酸性施膠生產出來的酸性紙,隨著PH越小紙張老化變質越嚴重。據陜西省檔案館對館藏若干種紙張進行檢測,得出隨著紙張PH值降低,紙張顏色由白變黃到發棕黑色,紙張的機械強度隨PH值減少而下降,隨著PH值由8降到4,耐折度損失98%。
使用中性或弱堿性施膠劑后,紙漿PH變為中性或弱堿性,紙張機械強度和白度增加,紙張發黃發脆現象明顯降低。中性施膠可較多地使用廉價的碳酸鈣,代替了昂貴的鈦白粉,極大地改變了紙張的多種性能。其中主要表現在增加紙張的白度和光散射性,紙張有較高的密度,有良好的可塑性和柔軟性,紙張表面細膩,可大大改善印刷性能,減少紙漿對抄紙系統的腐蝕。碳酸鈣呈堿性,它留在紙張中日后會起到抗酸的作用。

三、檔案館檔案紙張使用情況
從我國檔案館目前館藏檔案看,紙張普遍存在發黃發脆的問題。據1999年7-8月在北京市檔案館的調查情況顯示:
新聞紙的PH值在4.85~5.1,書寫紙PH值為5.01~5.99,膠版紙PH值為5.5~5.98,紙張以酸性居多。這是造成紙張發黃發脆、機械強度下降的主要原因。美國圖書館經過20年的調查發現,1450年印刷的經書保存良好,80年代中期,歐洲生產的文化用紙中進行中性施膠的達50~60%,而北美約占25%。據1997年5月統計資料報道,全球文化用紙改為中性施膠的歐洲占95%,北美72~75%,澳洲55~60%,日本35%。新聞紙中性施膠很困難,紙張的PH值約為5。我國1997年6月研制出了松香系新型中性施膠劑并能批量生產,產品性能達到或超過國外同類產品,這為各行各業廣泛使用中性紙提供了光明的前景。要想最大程度延長檔案壽命使用中性紙是一項根本措施,特別是永久或長期保存的檔案文件用紙和案卷封皮應首先使用中性紙。


2006-7-22
 

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