青檀皮漿的不同漂序對宣紙性能的影響

摘 要： 本研究以青檀皮漿為原料，研究了不同漂序對青檀皮紙漿性能及抄造宣紙性能的影響，評價了 3 種漂白青檀皮漿宣紙的物理性能和潤墨性，并與商品宣紙進行了比較。結果表明，D（EP）和OQP 2種漂序制備的漂白青檀皮漿在白度、黏度、紙張物理強度方面均優于采用Ca（ClO）2漂白制備的商品漿，其中D（EP）漂白青檀皮漿的白度、黏度、裂斷長、耐破指數、撕裂指數和耐折度最大，分別為 84. 5%、903 mL/g、5. 78 km、4. 26 kPa·m2/g、22. 1 mN·m2/g 和 1 420 次。PP 漂序制備的漂白青檀皮漿在紙張物理強度方面略低于商品漿。3種漂白青檀皮漿宣紙與商品宣紙相比，D（EP）和 OQP 2種漂白青檀皮漿宣紙在白度、紙張物理強度和耐老化白度下降值方面均優于商品宣紙，其中，D（EP）漂白青檀皮漿宣紙在白度、裂斷長、撕裂指數和耐老化白度下降值方面最優，分別為特皮：78. 1%、3. 82 km、 12. 1 mN·m2/g 和 1. 03%， 凈 皮 ： 77. 3%、 3. 24 km、 11. 7 mN·m2/g 和 1. 54%， 棉 料 ：75. 7%、3. 30 km、9. 53 mN·m2/g和2. 76%。PP漂白青檀皮漿宣紙在紙張物理強度方面略低于商品宣紙。在緊度和潤墨性上，PP、D（EP）和OQP 3種漂白青檀皮漿宣紙與商品宣紙基本一致。

關鍵詞：青檀皮；漂白；紙漿性能；宣紙；潤墨性

中圖分類號：TS745 文獻標識碼：A DOI：10. 11980/j. issn. 0254-508X. 2025. 06. 017

宣紙，源自唐代[1]，主要產地位于安徽省涇縣，作為中國傳統文化的重要載體，以其獨特的韌性和耐久性被廣泛應用于書法、繪畫等領域，歷經各代傳承沿用至今[2]。制備宣紙的主要原料為青檀皮和沙田稻草，二者均生長于涇縣周邊，其中青檀皮取自青檀樹。宣紙由一定比例的青檀皮漿和沙田稻草漿混合，再經一定的特殊工藝制備而成。宣紙被譽為“千年壽紙”，紙質不易變化，也不怕蟲蛀[3]。優質宣紙具有“韌而能潤、光而不滑、潔白稠密、紋理純凈、搓折無損、潤墨性強”的特點，寫字則骨神兼備，作畫則神采飛揚，在書法和繪畫創作中占據重要地位[4]。因此，宣紙被視為最能展現中國藝術風格特色的書畫用紙。然而，隨著現代市場需求的變化和環保要求的日益提高，傳統宣紙生產工藝的局限性逐漸顯現，其中，漂白方面存在的問題較為突出。

目前，宣紙漂白主要采用 Ca（ClO）2漂白，雖然能夠提高宣紙的白度，但通常伴隨較大的環境負擔[5]。漂白過程中會產生高濃度的含氯廢水和化學需氧量（COD），對水體生態環境造成污染。此外，漂白還會產生有機污染物 （如二噁英等），這些污染物的排放不僅加重了環境治理的難度，還對企業的環保合規性提出了挑戰[6]。其次，青檀韌皮纖維中含有較多的非纖維素成分 （如木質素、果膠和蠟質等），然而漂白方法具有局限性，導致這些成分在漂白過程中難以有效去除，難以保證漂白過程中纖維的均勻性和產品的質量穩定性，容易出現色澤不均或紙張表面泛黃等問題，進而影響宣紙的外觀質量和使用性能[7]。最后，宣紙采用的漂白方法需要較高的漂白劑濃度和較長的反應時間，這些條件會對纖維結構造成不可逆的損傷，尤其是宣紙所需的青檀韌皮纖維在過度漂白后易發生降解。且在漂白過程中殘留的氯離子會與紙漿中木質素的酚羥基和芳香環結構發生氯化反應，易產生返黃現象，同時氯離子也會和纖維素及半纖維素發生氧 化 反 應 ， 從 而 導 致 宣 紙 的 物 理 強 度 和 耐 久 性下降[8]。

本研究首先采用3種不同的漂序對青檀皮漿進行漂白，并對漂白青檀皮漿與商品漿進行比較。然后，將漂白青檀皮漿與稻草漿按一定比例進行混合配抄，制備出不同種類的宣紙，并與商品宣紙進行對比。本研究旨在改進宣紙生產中的漂白工藝，探索綠色環保且高效的漂白方法，以提升宣紙的整體性能，進而滿足日益變化的市場需求。

1 實 驗

1. 1 實驗原料及試劑

本 實 驗 所 用 青 檀 皮 漿 為 實 驗 室 自 制；商 品 漿（Ca（ClO）2漂白）、沙田稻草漿和商品宣紙均由安徽涇縣某廠提供。苯 （質量分數 99.5%）、鹽酸 （質量分數 36.0%～38.0%）、氫氧化鈉 （質量分數 96.0%）、硫酸 （質量分數 95.0%～98.0%）、過氧化氫 （質量分數30.0%）、乙醇 （質量分數 95%）、碘化鉀、硝酸 （質量分數65.0%～68.0%）、硅酸鈉、硫酸鎂、二氧化氯、乙二胺四乙酸 （EDTA），均購自廣州化學試劑廠；蒽 醌 （質 量 分 數 98.0%）， 亞 氯 酸 鈉 （質 量 分 數80.0%） 均購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯化鋇購自天津市大茂化學試劑廠；高錳酸鉀購自天津市科密歐化學試劑廠，以上化學試劑均為分析純。

1. 2 實驗儀器與設備

實驗室用電熱蒸煮鍋（HTPC01，艾弗博漿紙科技發展 （廣東） 有限公司），Bauer-McNett 纖維篩分儀（203C，美國），研究級正置顯微鏡（BX51，日本），掃描電子顯微鏡（SEM，SU5000，日本），纖維形態測定儀（FS5，芬蘭），凱塞法抄片器（RK3AKWT，德國），白度/殘余油墨測定儀 （CTP-ISO，美國），漿料疏解機（99159，瑞士），抗張強度儀（CE062，瑞典），耐破度儀 （CE180，瑞典），撕裂度儀 （009，瑞典），冷凍干燥 機 （Alpha1-4LSCplus， 德 國）， 紫 外 分 光 光 度 計（X-rite530，美國）。

1. 3 實驗方法

1. 3. 1 纖維形貌觀察

取適量蒸煮后的纖維樣品于載玻片上，用赫氏染色劑染色后在光學顯微鏡下觀察纖維形態。

取一定量冷凍干燥后的纖維樣品于樣品臺上，利用導電膠固定，噴金處理 30 s后，置于 SEM 下觀察，加速電壓設置為1.5 kV。

1. 3. 2 宣紙漂白

基 于 GB/T 18739—2008 中 的 宣 紙 白 度 值 標 準（≥70.0%） 和商品宣紙實際測試白度值 （≈79%），選取宣紙白度（80±3）%作為漂白目標值。按照表1中3種漂序分別進行漂白。

1. 3. 3 紙漿性質分析

按照 GB/T 462—2023 測定漿料水分；按照 GB/T 1546—2018 測定漿料卡伯值；按照 GB/T 1548—2016測定漿料黏度；采用纖維形態測定儀檢測纖維長度、寬度參數。

1. 3. 4 紙張性能分析

按照 GB/T 18739—2008 測定紙張吸水性、潤墨性 ； 按 照 GB/T 7974—2013 測 定 紙 張 白 度 ； 按 照GB/T 12914—2018測定紙張的抗張強度；按照 GB/T454—2020 測定紙張的耐破度；按照GB/T 457—2008測定紙張的耐折度；按照GB/T 455—2002測定紙張的撕裂度；按照 GB/T 464—2008 測定紙張耐老化白度（絕對值）下降值。

2 結果與討論

2. 1 未漂青檀皮漿的纖維形態分析

圖 1（a）和圖 1（b）為未漂青檀皮漿纖維的光學顯微鏡圖。由圖 1（a）和圖 1（b）可知，未漂青檀皮漿纖維整體細長且彎曲，纖維末端鈍尖，中間部分較均勻，纖維上有明顯的橫節紋結構。圖 1（c）和圖 1（d）為未漂青檀皮漿纖維的 SEM 圖。從圖 1（c）和圖 1（d）可觀察到，纖維表面存在褶皺。研究表明，這些褶皺會對宣紙潤墨性產生一定影響，褶皺的深淺將導致吸墨的不均一性，從而使墨色有了濃淡多變，呈現出層次豐滿的效果[9]。

表 2 為未漂青檀皮漿纖維的基本形態參數。由表 2 可知，未漂青檀皮漿纖維長寬比為 127，壁腔比為 1.69。長寬比大的青檀皮纖維具有較好的柔韌性，可使宣紙在保持較高強度的同時，具有適度的彎曲性和韌性，這對于宣紙在書法和繪畫中的使用至關重要，也可使宣紙能更好地適應不同的使用方式，如卷曲、折疊等，降低了宣紙的脆性。壁腔比大意味著纖維細胞壁較厚，細胞腔相對較小，這種結構能夠提高纖維的彈性和韌性，使宣紙在使用和保存過程中后不易老化或損壞，進而提高宣紙的耐久性[10]。

2. 2 不同漂序處理對紙漿性能及紙張物理性能的影響

表 3 為不同漂序處理后的紙漿性能。由表 3 可知，PP 漂 白 青 檀 皮 漿 的 白 度 與 商 品 漿 基 本 一 致，D（EP）和 OQP 漂白青檀皮漿白度較高，明顯優于商品漿。相對于商品漿，D（EP）和 OQP 漂白青檀皮漿的卡伯值較低，這也與其白度較高的結果基本一致。這是因為OQP和D（EP）漂序更容易氧化破壞木質素中的芳香結構和共軛發色基團，因此白度提高效果也更顯著。3種漂序漂白后的漂白青檀皮漿黏度明顯優于商品漿，其中 D（EP）漂白青檀皮漿的黏度最高，這是因為 D（EP）漂序對木質素具有更好的選擇性，因此對碳水化合物的降解效果遠低于其他漂序[11]。相比之下，D（EP）和 OQP 漂白青檀皮漿在白度、卡伯值、黏度和紙張物理強度等方面明顯優于商品漿，且商品漿的黏度僅為 D（EP）漂白青檀皮漿的 50% 左右，這表明商品漿采用的 Ca（ClO）2漂白存在明顯的不合理性，經該方法漂白，纖維中碳水化合物發生嚴重降解，進而影響紙漿得率，進一步影響宣紙產品得率和企業的經濟效益。

圖2為不同漂序處理對紙張物理性能的影響。由圖 2 可知，與未漂漿相比，不同漂序漂白青檀皮漿抄造的紙張物理強度均有不同程度地降低。PP和OQP漂白青檀皮漿的紙張物理強度基本與商品漿一致，PP和OQP漂白青檀皮漿的裂斷長、耐破指數、撕裂指數、耐折度分別為 5.53 和 5.58 km、3.95 和 4.07 kPa·m2/g、18.6和21.0 mN·m2/g、1 100和1 167次。而D（EP）漂白青檀皮漿的紙張物理強度均優于商品漿，裂斷長、耐破 指 數 、 撕 裂 指 數 和 耐 折 度 分 別 為 5.78 km、4.26 kPa·m2/g、22.1 mN·m2/g和1 420次。這是因為二氧化氯具有選擇性氧化木質素的特性，主要通過氧化作用與木質素的酚類結構發生反應[12]。此外，二氧化氯氧化木質素時，反應較為溫和，在有效去除木質素的同時，保持纖維結構的完整性，避免過度降解，從而提高紙張物理強度[13]。而 PP 和 OQP 漂白青檀漿和商品漿中半纖維素和纖維素會發生不同程度的降解，從而導致紙張物理強度較低。同時商品漿漂白過程中會殘留氯離子，這些氯離子會與木質素和纖維素發生氧化反應，從而對紙張的強度、老化性能和環境產生不利影響[14]。

2. 3 不同漂序處理對宣紙性能的影響

2. 3. 1 宣紙物理性能

將3種漂白青檀皮漿與稻草漿按照不同質量比配抄，抄造出特皮 （青檀皮∶稻草=8∶2）、凈皮 （青檀皮∶稻草=7∶3） 和棉料 （青檀皮∶稻草=6∶4）3 種不同種類的宣紙。圖 3 為不同漂序處理對宣紙物理性能的影響。由圖3（a）和圖3（b）可知，D（EP）和OQP漂白青檀皮漿制備的不同種類宣紙的裂斷長和撕裂指數均優于商品宣紙，其中 D（EP）漂白青檀皮漿配抄的不同種類的宣紙的裂斷長和撕裂指數最優，分別為特皮 ： 3.82 km 和 12.1 mN·m2/g， 凈 皮 ： 3.24 km 和11.7 mN·m2/g，棉料：3.30 km 和 9.53 mN·m2/g。這是由于裂斷長和撕裂指數依賴于纖維的長度、韌性以及纖維間結合力。D（EP）漂白具有較強的選擇性，在去除木質素的同時，又能較好地保持纖維的完整性，而OQP 漂白青檀皮漿宣紙和商品宣紙中纖維存在不同程度的降解，使得宣紙的裂斷長和撕裂指數較低[7]。

由圖 3（c）可知，D（EP）和 OQP 漂白青檀皮漿制備的不同種類宣紙的白度均優于商品宣紙，分別為特皮：78.1% 和 77.7%、凈皮：77.3% 和 76.7%、棉料：75.7% 和 75.5%。由圖 3（d）可知，商品宣紙耐老化白度 （絕對值） 下降最高，特皮、凈皮和棉料分別為2.12%、2.69% 和 3.92%，而 D（EP）漂白青檀皮漿宣紙的耐老化白度 （絕對值） 下降值分別為 1.03%、1.54% 和 2.76%。原因可能是相對于 D（EP）和 OQP 漂白，Ca（ClO）2漂白的強氧化性對纖維降解較為嚴重，使得商品宣紙白度較低。其次，氯酸根和次氯酸根等副產物更容易與紙漿中的木質素和降解嚴重的纖維發生氧化反應，加劇宣紙的老化[15]。

由圖3（e）可知，商品宣紙的緊度略大于3種漂白青檀皮漿宣紙，保持在 0.35 g/cm3左右。由圖 3（f）可知，D（EP）漂白青檀皮漿宣紙與商品宣紙的吸水性能基本一致，整體在 15～20 mm 的范圍內。這可能是因為在Ca（ClO）2漂白過程中，纖維素分子鏈發生降解。一方面，纖維表面的破壞增加了纖維的粗糙度，有利于提高紙張緊度；另一方面，纖維之間的結合力減弱，纖維容易吸水潤脹，潤脹的纖維使得紙張中的孔隙率增加，使其具備較高的吸水性。經Ca（ClO）2漂白后，會殘留一定量的以鈣離子或次氯酸根等形式存在的化學物質，這些物質可能改變紙漿的親水性，使得紙張的吸水性增強[16]。

2. 3. 2 宣紙潤墨性

宣紙作為我國特有的文化用紙，最關鍵的是其優異的潤墨性。潤墨性是指宣紙在墨滴擴散過程中吸附墨粒，擴散墨汁，使得墨跡成形后層次感清晰、立體感強。圖 4 為 PP、D（EP）和 OQP 3 種漂白青檀皮漿宣紙與商品宣紙的潤墨性對比圖。由圖 4 可知，3 種漂白青檀皮漿宣紙能夠均勻吸收墨汁，墨色深淺變化自然，呈現出豐富的墨色層次；3種漂白青檀皮漿宣紙均能使墨色更加飽滿、亮麗；3種漂白青檀皮漿宣紙在潤墨性方面展現了豐富的層次感，紙墨結合的效果理想，具備吸附墨粒和擴散墨液的性能，均達到或優于商品宣紙的潤墨性[17]。

3 結 論

本研究分析了不同漂序對青檀皮紙漿性能及紙張性能的影響，以及不同漂序對青檀皮漿宣紙性能的影響。并與商品漿和商品宣紙進行對比。

3. 1 D（EP）和 OQP 2種漂序制備的漂白青檀皮漿在白度、黏度和紙張物理強度方面均優于商品漿，其中，D（EP）漂白青檀皮漿的白度、黏度、裂斷長、耐破指數 、 撕 裂 指 數 和 耐 折 度 均 最 大 ， 分 別 為 84.5%、903 mL/g、 5.78 km、 4.26 kPa·m2/g、 22.1 mN·m2/g 和1度上略低于420次。PP商品漿漂序制備的漂白青檀皮漿在紙張物理強。

3. 2 D（EP）和 OQP 漂白青檀皮漿宣紙在白度、裂斷長、耐老化白度下降值及撕裂指數等性能上均優于商品宣紙。其中 D（EP）配抄的宣紙綜合表現最優，特皮、凈皮、棉料 3 種宣紙的關鍵指標分別為：白度78.1%、77.3%、75.7%，裂斷長 3.82、3.24、3.30 km，耐老化白度（絕對值）下降值1.03%、1.54%、2.76%，撕裂指數 12.1、11.7、9.53 mN·m2/g。而 PP 配抄宣紙僅撕裂指數略低于商品宣紙。在物理性能方面，3種漂白青檀皮漿宣紙緊度與商品宣紙基本一致。潤墨性測試顯示，三者吸墨均勻、墨色滲透適中且色澤表現力強，具備以水導墨和抗墨的雙重特性，整體潤墨性達到或超越商品宣紙水平。

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（責任編輯：呂子露）