造紙的原料
造紙的原料
造紙的原料稱為纖維(fiber)，按其來源可以分成四大類，第一類為植物；第二類是來自於動物皮毛或絲；第三類來自於無機纖維與金屬纖維；最後一類是人造纖維，而這些不同來源取得的纖維特性也不同：例如長短、寬窄、柔軟性、強韌性、觸感、相對的白度、可再利用性以及其他的機能性等。造紙依紙張的用途要求，先了解各種纖維的特性有助於選擇需要的原料。至於再生回收的原料來源，不在本文介紹。一般來說，我們可發現用來做衣物的纖維，都可以用來做紙，只是造紙時纖維比衣物使用的纖維較短，且製法不同。而較長的纖維通常強度比較好；但較短的纖維其均勻性比較好。
l植物纖維
自古以來，造紙的纖維來自於天然的植物或農作物我們稱之為天然纖維，植物纖維是最主要的造紙原料。不同植物比較好的纖維可以運用做紙原料的部份，不盡相同，有些取自於莖部，有些是樹皮，有些則是果實或葉子。植物的成份按造紙化學的觀點，將主要成份區分為纖維素(cellulose)，半纖維素(hemicellulose)以及木質素(lignin)三種；及次要成份如無機物(mineral)、蛋白質(protein substances)、脂肪酸(fatty acids)、樹脂(resinous acids)、酚(phenols)等。我們主要是使用植物的纖維素以及半纖維素；木質素會影響紙張的保存性，可以透過漂白以及一些處理過程可以將木質素去除，有些紙張甚至強調無木質素或微量的木質素(lignin free)，除非特殊的目的下，我們需未漂白的紙漿。使用植物纖維的經濟性，通常會評估其收集成本，處理成本以及得率。以下為最常用來造紙的植物纖維種類以及纖維素的含量。
植物纖維用量最大的是木漿，但由於一般木漿的來源通常生長期較長，認為影響環境很大，最近很多紙漿供應商為保永續經營，推動FSC的森林認證制度，以期透過永續經營林場的管理系統，來取得木漿。另一方面造紙廠也從常年生的植物中，研究非木纖維的紙漿(tree free)，例如下表非木纖維來源棉漿、麻漿、竹漿…。
植物纖維取得後，傳統的製漿方法是經過蒸煮浸泡、漂白(如日曬)來去除不要的木質素，然後使用搥打(用人力或水力)或荷蘭式打漿機(俗稱米達beater)，使纖維芻化(有助於紙的強度)。而近代的製漿方法，主要針對大量生產的原料，有不同的做法，例如以機械處理方式的機械木漿；以化學方式的化學漿；或與磨木漿合併使用的化學磨木漿等。但對於特殊用途與保存性，在機械化自動化同時，會考量其對纖維的影響性。至今傳統的製漿方法步驟，因特別的需求，仍有持續保存下來。
常見的植物纖維:
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植物 |
纖維紙漿名稱 |
主要用途 |
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木材 |
木漿(wood pulp) 又分為長纖及短纖 |
目前紙漿的最大來源 |
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棉花 |
棉漿(cotton linter) |
水彩紙,過濾紙 |
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竹子 |
竹漿(bamboo pulp) |
竹紙為發展已久的紙, 常用於文化用紙,書寫用紙 |
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麻 |
麻漿(hemp統稱) 馬尼拉麻漿(abaca) 亞麻漿(linen) 劍麻(sisal) |
纖維細緻,強度好,用於工業用特殊紙. 亞麻漿常見於紙鈔 劍麻強度則較差 |
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甘蔗 |
蔗漿(bagasse pulp) |
挺度好,常用於薄色紙 |
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稻 |
稻草漿(rice straw pulp) |
吸水性好, 可改善吸墨紙, 但強度較差, 常搭配其他纖維做成手工紙 |
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麥 |
麥桿漿(wheat straw pulp) |
手工紙 |
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蘆葦 |
蘆葦漿(grain pulp) |
手工紙 |
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楮樹 構樹 |
楮皮(kozo) |
纖維強韌,耐保存,常用於手工紙與日本和紙 |
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山棉 |
雁皮(guampi) |
纖維細,較短,紙張半透明有光澤,質地美觀,為台灣手工紙主要原料 |
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桑樹 |
桑皮(Mulberry) |
為多用途的植物,為傳統以來常用的手工造紙原料 |
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青檀 |
檀皮(Wingceltis) |
容易漂白,中國宣紙最常用的原料 |
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三椏 |
三椏樹皮(mitsumata) |
纖維柔軟,細緻,有光澤,常用於日本手工紙 |
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鳳梨 |
鳳梨纖維(pineapple) |
取自鳳梨葉,纖維強韌,耐保存,已開發出高級的手工紙與修復用紙 |
l動物來源的纖維
常用的纖維如羊毛，性質強韌，主要用於工業用壓轆。另外常見於書畫的絹布是來自於絲，也是屬於動物來源的纖維。
l無機纖維與金屬纖維
無機纖維與金屬纖維通常用於工業方面的特殊紙，常見的無機纖維如玻璃纖維，陶瓷纖維，石墨纖維，石棉纖維（用於防火材料）以及碳纖維等。金屬纖維通常配合電子產業或其他工業開發所需要的機能紙，例如作為導電紙。
l人造纖維
為了使造紙纖維能更具機能性(請參閱紙的機能性介紹)，而開發人造纖維。人造纖維除了上述從礦物中提煉的無機纖維與金屬纖維外，可分為化學纖維以及合成纖維。由於人造纖維很多，以下列出比較常見的人造纖維。
常見的化學纖維及合成纖維
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纖維名稱 |
特性 |
主要用途 |
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縲縈(Rayon, Viscose) |
取自於木材纖維，處理後具質感，觸感，光澤 |
光學鏡片保護紙，日式包裝紙 |
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PET |
熱融，可熱封 |
自粘性過濾紙或包裝紙 |
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PP,PE |
過濾效果佳，耐酸鹼 |
過濾紙，茶袋紙 |
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アラミド(Aramid) |
高強度，高耐熱性 |
防彈衣 |
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Vinylon |
吸濕性，抗候性，輕 |
衣服，過濾網 |
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PLA(俗稱玉米纖維) |
環保，可熱封 |
自粘性包裝紙 |
l參考資料
Josep Asuncion，2001，”The Complete Book of Papermaking”，Lark Books
l網路資源
樹火紙紀念文化基金會 http://www.suhopaper.org.tw/
日本化學纖維協會 http://www.jcfa.gr.jp/index.html
維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/纖維