浅谈纸张印刷品的耐久性

浅谈纸张印刷品的耐久性

纸张印刷品的耐久性通常是指印刷所用纸张和油墨的耐久性，本文重点讨论印刷所用纸张的耐久性。纸张的耐久性是指经过很长时间，纸张仍能保持其颜色和耐折度等特性的程度。对于印刷用纸，耐久性表达了纸张印刷品的使用寿命或可以保存的最长时间。认识、了解甚至预测纸张的耐久性，就可以根据印刷品的保存期限要求相应地选择纸张。特别对于折叠纸盒用纸张，尽量避免出现内包装物未过期，而纸张已发黄的现象。通常把纸张返黄到一定程度或耐折度下降到一定程度所用的时间称为纸张的耐久性。

影响纸张耐久性的因素很多，包括造纸时所用纸浆的种类、胶料、涂料、酸和金属化合物的含量以及存储或使用时的温度、湿度、光照等。

1 影响纸张耐久性的主要因素

纸张的耐久性由内部因素和外部因素共同决定。其内部因素包括纸浆的种类和质量、胶料、涂料、酸和金属化合物的含量及纸页中的其它成分等，这些都由制浆造纸过程所决定。外部因素是指纸的贮藏或使用的条件，如温度、相对湿度、光照、大气的污染程度等。

1)纸浆中的残余木素和浆料的洗净程度、漂白的段数和方法对纸张耐久性的影响

纸浆中的残余木素含量和浆料的洗净程度、漂白的段数和方法等，都明显地影响纸张白度的稳定性。木素与纤维、半纤维素的线状分子不同，它是一种立体网状的大分子结构，其分子式用C138H138O35表示。木素是纸张中的有害成分，木素残留在纸张中会使造出的纸张发脆，机械强度降低，受日光的照射后，会显示出木素的黄褐色，影响纸张的白度。木素能够溶解于酸、碱溶液中，在各种氧化剂的作用下能够发生分解。在造纸制浆过程中，利用这一性质，可尽量保存原料中的纤维素和半纤维素，而除去木素。新闻纸之所以返黄迅速，主要原因就是所使用的磨木浆就没有脱除木材原料中的木素，而且一般不经过漂白或仅进行单段过氧化氢漂

白。

2)纸本身的pH值对纸张耐久性的影响

研究结果表明，纸本身的pH值是影响纸张的耐久性最重要的因素。如果纸的pH值较低，则纸中过度的酸性会加快纤维素的降解。在酸性纸张中，氢离子促使纤维素大分子的“氧桥”断裂，促进纤维素发生水解反应和氧化作用，而且这些作用均比较强烈。会使纸张印刷品严重褪色，酸性越强，这种现象就越严重。纸张的酸性可能有多种来源，但其中最主要的来源是施胶中所用的明矾，明矾水解导致在纸中形成硫酸。所以现在制造耐久性较好的档案文献用纸，要求采用不加明矾的中性施胶法。纸中的酸性来源还有制浆和漂白。亚硫酸盐纸浆所抄的纸，因为pH值低和酸性蒸煮条件对植物纤维的特殊作用，故耐久性不如硫酸盐浆所抄造的纸;如果漂白终了纸浆中残氯含量较高，则纸浆中的氯离子与水作用产生盐酸和次氯酸，使纸张的pH值较低而导致纸的耐久性下降。

对于pH值较高的纸张来说，强碱性也不利于提高纸张的使用寿命，因为纤维素在碱性较高的条件下，其氧化降解速度也会大大加快。因此对于印刷用纸来说，强酸、强碱性对于印刷品的耐久性都有很大的破坏作用。

3)造纸所用的纤维种类和质量对纸张耐久性的影响

造纸所用的纤维种类和质量也是决定纸的耐久性的一种重要因素。从棉花、破布、亚麻、檀皮等得来的纤维，可用作制造耐久性好的纸的原料，原因是这些原料制得的纸浆纤维素含量高，而且纤维素的聚合度也很高。草浆纤维则正好相反，所以不宜用于制造耐久性好的纸。

纤维素是一种白色、无味、无臭的碳水化合物，不溶于水和稀酸、稀碱及一般有机溶剂，但能够在浓硫酸作用下水解，化学分子式为(C6H10O5)。它是由大量葡萄糖基构成的链状高分子化合物。纤维素的强度，由聚合度来决定，聚合度愈大，其强度亦愈大。韧皮类纤维聚合度较高，棉纤维次之，木纤维又次，草纤维最次。因此，用棉、麻纤维造的纸比用草木纤维造的纸张的机械强度高。聚合度高的棉、麻纤维，多用于制造高级纸张。

4)纸中的各种添加物质对纸张耐久性的影响

纸中添加物质的存在，如各种胶料、填料、颜料以及其它各种各样的添加剂，也都在一定程度上影响纸的化学稳定性和耐久性。

①填料。填料的白度因其种类和等级的不同，有较大的差别。如果使用比浆料的白度高的填料，则加填量越多，纸张的白度就越高。

②染料。每种染料都有一定的特性波长，在该波长处吸收光最多，这就是通常所说的最大吸收波长。在选择染料时，应使该染料在测量白度的光波长附近不会影响其反射率，既能调正纸张颜色，又不明显地影响纸张的白度。

③浆料。浆料白度是影响纸张白度最重要的因素。使用100%的漂白纸浆抄造的高级纸，以及用它作为原纸的高级涂料印刷纸的白度在80%左右。相比之下，配有机械木浆的中级纸及中级涂料印刷纸的白度就会低一些，这类纸的白度取决于使用的浆料的白度以及浆料的配比。

④涂料。涂料印刷纸的白度是由原纸的白度、涂料的白度以及涂布量来确定的。如果原纸的白度高于涂层，一些透过涂层的光线将被原纸表面反射回去，并再次通过深层涂层的表面反射出来，则白度也可提高。如果原纸的白度低，则被原纸表面吸收的光量增加，再通过涂层反射出来的光减少，从而会降低涂布面的白度。当然，涂布层在完全不透光的情况下，涂布纸的白度不受原纸的影响。然而，涂布层的厚度和透光性能决定了它不具备对原纸白度的完全掩盖能力，所以原纸白度也影响涂布纸的白度。

如果在涂料中加入二氧化钛这种白度高、不透明度也很高的颜料，则不仅可以提高涂层本身的白度，而且还由于它的不透明度高覆盖了原纸的原色，可使涂布层表面的白度得到进一步的提高。

要想提高纸张的白度，最重要的是要选用白度比较高的纸浆，即加强对纸浆的漂白。其次要选择好填料，当填料的白度比纤维组分的白度高时，就可以冲淡纸浆

的黄色色调而明显提高纸的白度。填料的白度按其种类和等级有较大的差别，选择的填料白度比纸浆越高，添加的量越大，纸张的白度也就提高越明显。

无论涂布纸还是非涂布纸，都可采用在纸浆或涂料中添加荧光增白剂来提高纸的白度。这是由于荧光增白剂可以吸收看不见的紫外光，并将紫外光转变为450nm 的蓝光，从而使蓝光反射率增加，白度值提高。不过，荧光增白剂对白度较低的浆料和涂料，其增白效果十分微弱，这是因为紫外线被颜色深重的纤维或涂料吸收，不能转变为可见光的缘故。

在非涂布纸的生产中，往往在加胶、加矾、加填后的纸料中，加入少量品蓝、湖蓝或品红，以达到显白的目的。在纸浆中加入少量蓝紫色或红蓝色染料，可以吸收500～600nm的黄色或橙黄色光谱，使得稍呈黄色的纸浆黄色消失，甚至略微呈现蓝色或稍微发红。经过这样处理的纸张，用白度计测其白度并没有提高，但人眼看起来却显得比较白了。这是因为所加染料没有使纸张的反射光增强，而是把要反射出来的一部分黄光吸收了。因此，当用肉眼观察时，纸张的白度得到了一定的改善。

2 提高纸张耐久性的方法

一般来说提高纸张的耐久性有如下几种方法：

1)为提高光稳定性，加造纸添加剂(如碳酸钙、钛白、锌白)、防紫外线剂、荧光增白剂等均可阻止白度降低。

植物纤维一般都具有自身的颜色，所以制造白纸须加入增白剂，提高纸张的白度，一般用于纸张的填料如碳酸钙、钛白、锌白等均为白色颜料，因而填料的加入能增加纸张的白度。白度的增加程度部分取决于填料的白度，部分取决于颜料的粒径与遮盖能力。纸张的白度还取决于浆料的白度和打浆程度。如果将这些填料加到高白度的浆料中，填料的增加效果将降低。

②改变造纸原料，如将针叶木、阔叶木改为非木材纤维。用棉花、破布、亚麻、檀皮等得来的纤维因纸浆纤维素含量高，且纤维素的聚合度也很高，可用来制造耐