在談纖維形態時,大致已討論了手工紙的纖維原料,主要有皮、麻、竹、草及木漿等,除了纖維材料外,手工紙還含有填料及其它添加物,以下就這三類成分逐一簡單探討之。
纖維材料或簡單稱之為紙漿,不論其來源為何,其化學組成主要為纖維素〈cellulose〉、半纖維素〈hemicellulose〉、木質素〈lignin〉、灰分〈ash〉及微量抽出成分〈extractives〉。不同的原料及製備方法,包括蒸煮及漂白,會影響以上成分的比例,進而影響其特性。纖維素及半纖維素主要存在於纖維壁上,而木質素大部分分佈在纖維間質〈middle lamella〉,可視為纖維間的黏著物質,蒸煮的目的主要是去木質素,使纖維鬆動解纖,成為單一的纖維,漂白可視為蒸煮的延續,去除纖維上殘留的木質素。說到這兒,大家也許就知道木質素是一般白紙不希望留存的成分,是容易使紙張變黃、酸化、脆化的成分。最顯著的例子就是留存了大部分木質素的新聞紙,也就是報紙,只要稍為曬個太陽,就變黃的很厲害,保存數十年都有問題,何能紙壽千年?所以,王國財老師製作本色紙時,係將紙漿先行漂白,再添加好的顏料將之染成本色,就是基於這種考量。
纖維細胞壁有三層,上面分佈不同走向的微纖維〈microfibrils〉,微纖維由纖維素分子排列嚴整的結晶區及及排列不嚴整的不定形區所組成。纖維素主要的官能基是─OH基,吸水會膨脹,乾燥會收縮,在不定形區特別明顯。
纖維素是由葡萄醣組成的線狀高分子,通常也是紙漿纖維中最主要的成分,雖然澱粉也是由葡萄醣組成,但纖維素與澱粉中的葡萄醣鏈結方式不同,前者是β鏈結,後者是α鏈結,故兩者性質迥異,β鏈結要比α鏈結來得穩定,所以沒事不要把澱粉塗在紙上。
半纖維素則是由五碳醣所組成,五碳醣有木醣、甘露醣…等,組成纖維素的葡萄醣則是六碳醣,半纖維素由各種五碳醣連結成分枝狀的分子,分子量低,溶於碱且易為酸所水解。
纖維素與半纖維素的總和即為全纖維素,一般木漿由於製造規模龐大,設備精良,製程考究,通常殘餘木質素少,所以全纖維素通常都接近95%,實在不是不好的原料,但許多手工紙使用者,對之持不屑的態度,有需要加以改正。皮料中,楮皮經蒸煮、漂白後,殘餘木質素少、全纖維素高,加之纖維形態上的優勢,無怪乎是王老師最為喜歡的手工造紙原料。雁皮、三椏纖維雖然有細膩光澤上的優勢,但以一般手工造紙廠的設備,所生產紙漿的殘餘木質素比例稍高,不免有變色較劇的疑慮。所以要評斷這些材料的優劣時,先要對材料的纖維形態及化學組成有概括性的了解,方為允當,何況同樣的材料,被設計成不同的用途時,有可能產生兩極的評價,這些都應該在考慮的範圍之內。
除了前述三大成份之外,纖維中比較對書畫有重要影響的,當屬醇苯抽出成份,它的量雖然很少,但書畫家口中手工紙的好用與否,卻與它息息相關。這些成分主要是樹脂及蠟等疏水性物資,在提供風礬效果上扮演重要的角色,新製紙放置一段時間後,變得不易沁墨,主要是這些成分氧化,使纖維變得不那麼親水之故, 王老師曾把這些成分去除並抄紙,三十年後此紙依然生漫易於沁墨,即為明證。
有些材料的醇苯抽出成分處理不當時,容易產生樹脂障礙,楮皮、桑皮紙常有此問題,紙面上會產生不吸墨的樹脂斑點,嚴重的甚至入水不濡,雁皮、三椏等不致產生不吸墨斑點,但風礬效果也是與時俱進,且與蒸煮、漂白條件密切相關。
各種紙漿之化學組成