紙張的前世今生-造紙植物


各種手工造紙原料纖維,由左至右分別為麻、樹皮、竹、藤。
文/林業試驗所助理研究員徐健國、編輯部 圖/台北植物園

還沒有紙以前,人類將文字刻寫在龜甲、獸骨、竹簡、絲帛等物件上,但這些材料不是造價昂貴,就是太重不易攜帶。直到漢代,「紙張」這個重要的發明在中國出現,運用植物纖維細密、柔韌的特性,製造出又薄又輕便、價格低廉的書寫媒材,讓知識更易於保存與傳播,為世界揭開了新的扉頁。

現代造紙藝術復興之父達德・杭特(Dard Hunter)給予紙這樣的定義:「薄片物質必須是徹底分解到每條細絲都已完全分離的纖維結構;將這些纖維混合在水中,再用濾網從水裡篩出瀝乾,在濾網表面留下由細密纖維構成的薄層就是『紙』。」

也就是說,紙是「分解到最細微的纖維」經由「無秩序非幾何的纖維排列方式」組成。取材於天然植物,把植物的纖維均分並壓製成型,纖維之間的氫鍵緊密地結合在一起,形成強韌的紙張。紙張依照製作方式,可分為手工紙及機器紙兩大類,兩者需要的植物也有所差異。

麻是很好的造紙材料。

就地取材的手工造紙業

中國歷來使用的手工造紙原料有麻、皮、藤、竹、草五大類。最早用於造紙的植物是麻,雖然是很好的材料,但料源較少,為了提升紙的產量,東漢開始加入樹皮,像是構樹、桑樹、三椏、雁皮以及青檀的樹皮等。西晉出現了光滑堅韌的藤紙,並將其作為貢品,宋代以後野生藤資源枯竭,逐漸被竹紙取代。草紙在唐代才出現,以稻草、麥稈、龍鬚草等禾草類植物為原料,通常會跟纖維較長的樹皮搭配使用,減少紙張孔隙,增加紙張墨韻。

西元 105 年蔡倫成功改良造紙術,慢慢擴及朝鮮半島、日本等東亞國家,直到 8 世紀因戰爭西傳至阿拉伯半島,11 世紀末因為歐洲發動的十字軍東征,造紙術才傳入歐洲。但歐洲不像東亞國家擁有豐富的造紙植物,只能回收舊麻布以及舊木棉布作為原料,增加紙張產量。

現今的手工紙大多是以纖維較長的樹木枝條韌皮纖維,再混合其他纖維──例如稻草漿、竹抄製而成。紙質較鬆軟、潤墨性佳、顏料堆疊有深度。棉紙、宣紙以及毛邊紙是臺灣較常見的手工紙。

棉紙以有「鹿仔樹」之稱的構樹(又名楮樹)樹皮製成,構樹的樹皮纖維特別長,因此紙質強韌,但吸墨性較差,適合渲染;宣紙的名字來自發源地安徽省宣城涇縣,以在地的青檀樹皮混合稻草漿抄製而成,臺灣沒有青檀樹,則以瑞香料的雁皮為主原料,添加稻草漿及竹漿,稻草漿加得越多,紙張越結實,墨韻及層次變化更多;毛邊紙則是以竹漿製成,因竹漿取得容易,價位便宜,且紙張吸墨快。

中國特有的落葉喬木青檀樹,其樹皮是宣紙的主要材料。

機器造紙時代來臨

機器造紙的契機來自當時歐洲地區出版印刷業對紙的需求遽增,手工造紙難以應付龐大需求量。18 世紀的法國科學家瑞尼・瑞歐莫(René AntoineFerchault de Réaumur)從雀蜂用木頭纖維築巢的觀察中,推論木材也可以做成紙;一百多年後的德國凱勒(Friedrich Gottlob Keller)證實了這個推論,發明出能磨碎木材製成紙漿的機器,為全世界的造紙業帶來新一波的材料革命。

自此之後,紙張透過機器大量製造,木材的木質部成了機器造紙的主原料,而要獲得纖維,得先用化學、半化學或機械製漿法,將木材轉變成紙漿,再經過均勻交織、脫水乾燥、裁切包裝等步驟抄製成紙張。

松、檜、杉等寒溫帶針葉樹,以及尤加利、桉木等熱帶闊葉樹的木材都可以製成紙漿。針葉樹的纖維較長且扎實,製成的紙張比較強韌;闊葉樹則有收成率較高、纖維細緻、生長快速等優點。為了提升產量、穩定品質,目前世界各國大多以闊葉樹木材為主,混合針葉樹及其他紙漿原料。

根據統計,每製造一公噸紙張(約相當於五千份報紙)須消耗 20 棵森林原木,造紙因此被視為不環保的產業。實際上部分造紙產業已經推行能兼顧產業與森林永續的方針,包括紙漿來自適度管理的人工林木材,不砍伐原始森林,或是回收廢紙循環再利用。我們在挑選紙張時,可以購買再生紙產品,也可以選購具有永續林業認證標章(FSC)的產品,支持為平衡生產與生態而努力的造紙產業。

機器造紙要先把木材轉變為紙漿。
造紙原料經過加工的半成品──漿板

(摘錄自 2018 年 11 月號《鄉間小路》)



本文摘自鄉間小路 2018 年 11 月號,由豐年社提供
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