研發群組 成果展

109--10(2/3)研究計畫介紹與初步成果

以本土植物纖維原料月桃葉鞘研製修護用手工紙之探討

文資學院研發群組編號:109--10(2/3)

  研究計畫介紹

       亞洲文物保存領域對於東方紙質之修護多使用手工棉紙及宣紙進行書畫之裝裱修護,目前台灣手工造紙業之造紙纖維原料自給率極低,幾乎全部採用進口植物纖維原料以致手工紙廠之纖維原料料源常受國際情勢波動影響,甚至斷料或導致手工紙生產無以為繼之窘境。現今在臺灣的紙質文物及檔案修護(復)托裱用紙,一般仍不脫以“純楮皮紙”和“典具帖”為主,因此開發本地造紙植物纖維織料源日益重要月桃(Alpinia zerumbet)係台灣原生種薑科(Zingiberaceae)植物,廣泛分佈於台灣中低海拔山野,由於其葉鞘甚長,韌性頗佳,自古在民間被廣泛使用。月桃葉鞘纖維性質優異,其纖維長寬比為201,近於作為宣紙原料之青檀皮(243),且紙力表現優異,並可增加本土特有植物資源之利用。具有成為修護用之本土造紙纖維原料之潛能。

       月桃係台灣原生種多年生宿根性大型草本植物,廣泛分佈於台灣低海拔山野林下,植株之蘊藏量甚為豐富,本研究計畫之合作企業(華實興業股份有限公司—月桃故事館)與農民契作月桃栽植,每年收取約有100噸之月桃葉、葉鞘及果實(種子)提煉抽出成份,應用於保健、化妝、保養產品,其廢棄之葉鞘正可提供製漿造紙之用,既可因前處理而減少藥劑使用量,更可充分應用廢棄物產生有用之資源,而達於”循環經濟”之效益。由預備試驗知:蘇打法製漿之收率約為45%上下(所得紙漿之木質素量遠低於構樹漿者)。將可朝向提高收率紙漿之方向研發,未來十分具有實際開發之潛力。

                本研究為應用新興科技奈米材料添加劑,針對月桃葉鞘之製漿造紙技術進行改良,探討研製兼具棉紙強韌性宣紙細緻濕潤特性之修護用手工紙,並藉由奈米科技助力,開發台灣本地特色之纖維植物月桃生產兼具強韌及優良保存性之修護用手工紙,有助於提供修護人員另一種保存與修護用紙之新選擇並提升國內手工紙廠之未來展望。

初步成果

       本計畫之第一年業已達成 : 進行本土原生植物-月桃葉鞘採集、製漿性質分析試驗建置製漿及手工紙抄造設備及系統、並完成月桃葉鞘纖維製造手工紙技術之研究與開發。本計畫係為執行第二年,擬研究提升月桃修護用手工紙之強度及延長耐久保存性,採用月桃葉鞘研發奈米纖維素,並研究以各種比例添加抄造月桃宣紙,藉以提升修護用手工紙之物理及化學性質及耐久性,期能開發出優質之修護用手工紙,以提供各文物保存維護機構、單位另一量足、質優裱修用紙之選項。試驗結果顯示添加月桃奈米纖維素可顯著提升月桃手抄紙之抗張、耐折及濕潤抗張強度性質皆優於專業修護用宣紙。經紙力強度測試中,當奈米纖維素添加濃度為1%時,抗張及耐折強度即有顯著提升,而與修護用裱宣比較時,抗張、耐折及濕潤抗張強度皆優於市售宣紙者。為評估紙張之安定性,而進行加速劣化試驗後,手抄紙之色差與白度劣化程度與市售裱宣相近,顯示月桃手抄紙添加奈米纖維素後,極具有成為優質的書畫修護用紙之潛力。本年度計畫正與設立達60年以上的埔里福隆棉紙廠合作,提供技術指導及造紙最佳配比,藉以試量產優質的月桃葉纖維書畫修護手工紙在通過修護師實作修表評估修裱評估後以提供國內外各文物保存維護機構、單位優質裱修用紙之選項。

撰寫單位:國立嘉義大學 木質材料與設計學系


01月桃葉鞘採集作業(砍伐月桃植株後, 去除葉片留下葉鞘莖桿, 用以為製漿原料)

02月桃葉鞘原料(由合作企業:華實興業月桃故事館提供每年約100噸之製漿原料, 可供製造優質的工紙)

03經蘇打法製漿之月桃葉鞘纖維(採用NaOH:22%;蒽醌:0.01%藥劑煮漿)

04月桃修護用手工紙抄造(由埔里福隆棉紙廠劉瑞芬師傅抄製月桃手工紙)

05月桃修護用手工紙成品(由埔里福隆棉紙廠烘製基重30g之月桃手工紙)

06_陳政見教授親試月桃紙之書寫性質(書法專家國立嘉義大學圖書館長陳政見教授於福隆手工之吸墨性質)

07_紙樣吸水度測試(測試月桃手工紙之紙張吸水度, 藉以評估修護適性)

08月桃紙耐折強度試驗(依據CNS國家紙類標準方法測試月桃收抄紙之強度等性質)

09蘇錦茂修護師測試月桃修護用紙裱褙性質(具有32年裱修經驗的蘇錦茂修護師實際進行月桃修護用褙測試)

10蘇錦茂修護師填寫月桃修護用紙性質分析問卷(蘇錦茂修護師協助評析月桃修護用手工紙之性質)