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現代蔡倫造紙術---
運用樹葉纖維造紙技術之創新研究
摘要
此次的科展題目延續了去年造紙的主題，我們希望透過長時間的研究，為「造紙」找到 新的原料，也能減少地球上的樹木被砍伐，希望能利用常見也容易取得的樹葉纖維，創新出 造紙新技術。
研究的主要目的來探究應用不同原料和樹葉纖維造紙的技術，探討不同原料和樹葉纖維 不同比例的紙張數和不同比例混合所製作出紙張的性質與應用，包含有「吸水性」、「透水 性」、「擴散性」、「柔軟性」、「平滑性」、「張力性」和「書寫、繪畫和製作版畫的效果」
我們將樹葉纖維和紙漿、聚丙烯醯胺、馬拉巴栗依照不同的比例混合來造紙，發現 A4 (100公克紙漿加50公克纖維2:1)的再生紙吸水性較佳，C1（ 5公克聚丙烯醯胺加50公克纖維 (1:10)）的再生紙吸水性較差；C 1（ 5公克聚丙烯醯胺加50公克纖維(1:10)）的再生紙透水 性較佳，C2（10公克聚丙烯醯胺加50公克纖維(1:5)）的再生紙透水性較差，A1（150公克純 紙漿）的再生紙擴散性較佳，B2的紙擴散性較差；B1（ 400公克馬拉巴栗加100公克纖維）
的再生紙較平滑，A4（100公克紙漿加50公克纖維）的再生紙較不平滑；A2（50公克紙漿加 100公克纖維（1：2））的再生紙張力性較佳，B2（375公克馬拉巴栗加125公克纖維（3：1））
的再生紙張力性較差；有加一般紙漿和樹葉纖維製成的紙張書寫、繪畫和製作版畫的效果較 良好
希望我們研發出來的造紙技術可以被廣泛運用，減少樹木被砍伐，更多的再生紙可以為 保護地球盡一份心力。
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一.研究動機
在去年我們做科展的時候，因為地球暖化，而想到運用樹葉纖維來進行造紙，然而，
那時我們抄出來的紙凹凸不平，摸起來突突的，十分粗糙，在書寫方面上十分困難，寫在上 面的字都歪歪扭扭的，不成「字」樣，尤其是利用聚丙烯醯胺和樹葉纖維所造的紙，根本寫 不上去。所以我們今年決定著手於這個部分，也就是造紙技術的創新，並針對不同原料搭配 玉蘭花的樹葉纖維，以不同的比例，來看看它的結果。希望我們這樣做，可以更推廣用樹葉 纖維來造紙，達到減少砍伐樹木的效果，延續愛地球的初衷，盡身為地球人的一份棉薄之力。
(相關教材:五上康軒植物世界面面觀)
二.研究目的
（一）研究應用不同原料和樹葉纖維造紙。
（二）探討不同原料和樹葉纖維不同比例的紙張數。
（三）探討不同原料和樹葉纖維不同比例的性質與應用。
三.研究問題
研究一 用紙漿加入纖維可製造的紙張數為何？
1-1 150公克的純紙漿
A1
1-2 50公克的紙漿加100公克的纖維（1：2）A2 1-3 75公克的紙漿加75公克的纖維（1：1）A3 1-4 100公克的紙漿加50公克的纖維（2：1）A4 研究二 馬拉巴栗漿加入纖維可製造的紙張數為何？
2-1 400公克的馬拉巴栗加100公克的纖維（4：1）B1 2-2 375公克的馬拉巴栗加125公克的纖維（3：1）B2 2-3 333公克的馬拉巴栗加167公克的纖維（2：1）B3 2-4 250公克的馬拉巴栗加250公克的纖維 （1：1）B4 研究三 聚丙烯醯胺加入纖維可製造的紙張數為何？
3-1 5公克的聚丙烯醯胺加50公克的纖維(1:10) C1 3-2 10公克的聚丙烯醯胺加50公克的纖維(1:5) C2 3-3 15公克的聚丙烯醯胺加50公克的纖維(3:10) C3
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研究四 使用樹葉纖維製造出來的紙張可以使用嗎?
4-1樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「吸水性」有差異嗎?
4-2樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「透水性」有差異嗎?
4-3樹葉纖維製造的纸張與其他紙張之「擴散性」有差異嗎?
4-4樹葉纖維製造的纸張與其他紙張之「柔軟性」有差異嗎?
4-5樹葉纖維製造的纸張與其他紙張之「平滑性」有差異嗎?
4-6樹葉纖維製造的纸張與其他紙張之「張力性」有差異嗎?
研究五 使用樹葉纖維製造的紙張實用性為何？
5-1使用樹葉纖維製造的紙應用於「書寫的效果如何？」
5-2使用樹葉纖維製造的紙應用於「繪畫的效果如何？」
5-3使用樹葉纖維製造的紙應用於「版畫的效果如何？」
四.研究設備及器材
燒杯（200ml、500ml）、天平、秤子、不同大小的塑膠盆子、剪刀、各種植物的樹葉、馬拉 巴栗的根、刀子、聚丙烯醯胺、粘板、湯匙、瓦斯爐、卡斯爐、鍋子、鍋蓋、筷子、棒子、
氫氧化鈉、果汁機、磨豆機、報紙、篩網、砝碼盒、水桶、桌子、瓦斯桶、攪拌棒、濾網、
白紙、自來水、水溝水、鑷子、樹葉纖維、數位相機、袋子、抹布、手套、口罩、籃子、梯 子、瓦斯罐、裁紙刀、砝碼。
五.研究過程、方法與結果
（ 一）文獻探討 1.造紙原理
造紙，簡而言之就是一種纖維的重組技術，根據造紙專家的研究，他們發現可以操紙的 纖維原料有五種：一是樹皮，有雁樹皮、鹿仔樹皮、桑樹皮；第二種是麻；第三種是藤類；
第四種是草，有蘆葦、稻草、燕麥渣；第五種則是竹子。凡是有纖維的都可以造紙，連大象 的糞便也可以造紙。我們看到了許多以不同原料造的紙，也知道造紙的過程：蒸煮、浸泡、
漂白、打漿、抄紙、壓榨、乾燥、成紙的過程。自有造紙觀念以來，已有二千多年之久，造 紙技術不斷改良，工具也更為複雜，但所依據的原理及過程，從未改變。
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圖1-1：紙漿 圖1-2：壓榨的工具 圖1-3：乾燥的過程
圖1-4： 各種造紙原料 圖1-5：各種造紙原料
圖1-6：各種造紙原料 圖1-7：各種造紙原料
2.現代造紙方法
現代的造紙程序可分為製漿、調製、抄紙、加工等主要步驟。
（1）製漿為造紙的第一步，一般將木材轉變成紙漿的方法有「機械製漿法」、「化學製漿法」
和「半化學製法」等三種。
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（2）調製過程︰紙張的強度、色調、印刷性的優劣、紙張保存期限的長短都與它有關。一 般常見的調製過程大致可分為以下三步驟︰a.散漿 b 打漿.c.加膠與充填。
（3）操作過程：抄紙過程的主要工作為讓「紙漿」使其均勻的交織和脫水，再經乾燥、壓 光、捲紙、材切、選別、包裝等，完成並製造出紙。
上述各種製漿法，在製漿前，都需先運用「微生物」分解木片，做為各種製漿法前的處 理，在進行製漿試驗及製漿評估，以為開發或改良製漿法之依據，同時並以酵素處理改善紙 漿性質。「機械紙漿」的製造是利用磨木機將木材磨碎成紙漿。因木材組織間堅硬，在磨木 過程中會將木材纖維磨斷，故此種紙漿所製成之紙張紙力較弱。又因此種紙漿含有木材原有 的各種成分，特別是不利於紙張保存之木質素含量並未減少，故紙張性質不穩定，遇光容易 變色，報紙主要是由此種紙漿製造而成。
「半化學製漿法」先經輕度的化學藥品處理，使木材組織部分軟化之後，再利用機械磨 成紙漿。此種紙漿一般做為紙板原料。「化學製漿法」是將木材中之大部分木質素溶除，使 纖維各自分離成紙漿。此種紙漿之纖維形態完整，木質素及樹脂等不純物大部分被溶除，故 紙漿品質較佳，適合製造高級紙張。
（二）參觀廣興紙廠
今年一月十九日這一天，我們到位於南投埔里的廣興紙廠。我們在那裏看到了許多關於 造紙的工具，例如：烘爐、竹簾、篩網、打漿機等等。廣興紙廠所使用的工具都十分專業。
我們在其中一區看到以紙做出來的藝術品，當時解說員告訴我們：「只要是有纖維的東西就 可以造紙。
在那裏有各式各樣東西造出來的紙，甚至還有利用象糞、鞭炮及種子造紙，除此之外，
我們還有看到用紙做的衣服呢！
在參觀的過程中，我們還有看到以紙漿種出來的豆芽，講解完之後，終於等到我們最期 待的一刻：紙的 DIY，我們各做不同作品，有紙手印、大圓扇、桌燈、明信片。大圓扇用的 篩網很大，上面還有兩個握把似的東西，但我們抄紙的時候沒有用到。篩網很像兩個架子扣 在一起，但中間並沒有網子，而是夾上竹簾或是鐵網，接著就開始抄紙，然後把鐵網拿出來 用在布上，再用指甲把它摳起來並拿去烘。最後工作人員幫我們絹印在上面，再將漿糊用在 扇架上，最後滾邊就大功告成啦！而紙手印的篩網和大圓扇一樣，只是還有加上一盆有顏色 的紙漿，過程較為簡單，最後拿去烘板上烘乾，就完成哩！
我們在那裏也有吃到以植物做的紙，吃起來像餅乾一樣酥酥脆脆的，但沒有餅乾香，也 沒有餅乾甜，並沒有很好吃，不過很特別。
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在廣興紙廠，我們了解製作紙過程是非常辛苦的，而看到那麼多以不同原料做的紙，更 堅定我們以樹葉纖維造紙的決心。
圖2-1：篩網 圖2-2：竹簾
圖2-3：用紙漿種豆芽 圖2-4：紙的藝術
圖2-5：紙廠中的師傅抄紙 圖2-6：紙手印
圖2-7：紙桌燈 圖2-8：明信片
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（三）參觀紙教堂
參觀完廣興紙廠之後，我們到同樣在南投的紙教堂，紙教堂是日本送給台灣的，紙教 堂之所以稱為紙教堂，顧名思義當然就是紙做的教堂啦，裡面五十八根柱子和許多椅子都是 用紙做的，那裡的紙做的十分細膩、漂亮，解說員介紹許多關於紙教堂的事情，而它的椅子 雖然是紙做的，但卻可以承受好幾噸的重量呢！
我們在外面綠草如茵的草地上玩，欣賞著關於紙教堂的唯美，這件關於『紙』的藝術 品，証明紙的重要及多用性，也讓我們更加想探討紙的研究。
圖3-1：紙柱子 圖3-2：紙椅子 圖3-3：紙教堂內部
（四）自來水與水溝浸泡樹葉
在我們實驗的一開始，我們尋訪校園中的植物，決定剪三十種植物的葉子各三百克，分 別是黑板樹、菩提樹、麵包樹、印度橡膠樹、茄苳、血桐、玉蘭花、桃花心木、桂花、印度 紫檀、艷紫荊、羊蹄甲、榕樹、樟樹、觀音棕竹、台灣欒樹、阿勃勒、榔榆、欖仁樹、琴葉 榕、楓香、臺灣赤楠、象牙樹、黃花風鈴木、苦楝、雞屎藤、長穗木、華他卡藤、歐蔓、大 葉馬兜鈴，一百克利用氫氧化納來煮（變成纖維），另外的二百克分成兩份，分別浸泡於自 來水和水溝水，在繪製表格做為觀察用，在記錄它腐爛的情形，但之間有些水都蒸發了，所 以後來每盆都在加1000毫升的水，大約一個月後，看腐爛的情形都差不多了，我們就把它倒 在土裡，做為肥料。
圖4-1：泡水溝水的麵包樹 圖4-2：大葉馬兜鈴 圖4-3：紀錄單之一
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我們採用各種樹葉來萃取纖維,以下是我們的研究結果:
表一 各種樹葉100克所萃取出來的纖維量 單位:公克 植
物 名 稱
黑 板 樹
菩 提 樹
麵 包 樹
印 度 橡 膠 樹
茄 冬
血 桐
玉 蘭 花
桃 花 心 木
桂 花
45g 10g 30g 20g 35g 25g 20g 45g 40g 印
度 紫 檀
華 他 卡 藤
羊 蹄 甲
歐 蔓
長 穗 木
觀 音 棕 竹
台 灣 欒 樹
阿 勃 勒
榔 榆
欖 仁 樹
45g 15g 80g 5g 5g 90g 40g 40g 30g 40g 琴
葉 榕
楓 香
臺 灣 赤 楠
象 牙 樹
樟 樹
艷 紫 荊
雞 屎 藤
榕 樹
苦 楝
黃 花 風 鈴 木 45g 45g 40g 45g 35g 80g 2g 40g 55g 40g
結果發現: 觀音棕竹取得的纖維最多,多達90g，其次是豔紫荊、羊蹄甲達80g；長穗木、歐蔓 只有5g；雞屎藤取得的纖維最少,只有2g。這三種皆為草本植物，故經由煮後所 剩餘的纖維素很少，所以我們建議若要取纖維來製作紙張最好選用木本植物。
（一）實驗設計
1.操縱的變因:不同的比例的紙漿及樹葉纖維
2.保持不變的變因:水量、紙漿種類、樹葉纖維種類、果汁機攪拌時間 3.應變變因:紙張數
研究一 用紙漿加入纖維可製造的紙張數為何？
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（二）操作方法
1.取不同比率的紙漿和纖維濃度1:2、1:1、2:1 （1）純紙漿150公克
（2）50公克的紙漿、100公克的纖維和4000公克的水 （3）75公克的紙漿、75公克的纖維和4000公克的水 （4）100公克的紙漿、50公克的纖維和4000公克的水 2.分別用果汁機攪拌，使樹葉纖維和紙漿均勻混合 3.分別用篩網抄紙
以下是用純紙漿的造纸過程:
圖5-1：操作過程 圖5-2：紙張成品 圖5-3：紙張成品 我們先把回收紙撕成一小片一小片的，接著加水放入果汁機打，打出來的紙漿很白
皙，抄的過程也都很順利，成品非常漂亮。
（三）實驗結果：以下是紙漿加纖維製作的紙張數結果:
表二 不同比例的紙漿與樹葉纖維造紙量
類別 紙 漿 樹葉纖維 張數
A1 150g 0g 29張
A2 50g 100g 56張
A3 75g 75g 32張
A4 100g 50g 31張
結果發現：當紙漿和樹葉纖維合起來重量皆為150g 時，用50g 紙漿和100g 樹葉纖維造出來 的紙最多,多達56張。所以經由實驗了解當紙漿：樹葉纖維＝1：2時，可以製造 出最多張的紙。
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（一）實驗設計
1.操縱的變因:不同的比例的馬拉巴栗漿及樹葉纖維
2.保持不變的變因:水量、馬拉巴栗、樹葉纖維、果汁機攪拌時間 3.應變變因:紙張數
（二）操作方法
1.取不同比率的馬拉巴栗和纖維濃度2:1、1:1、1:2
（1）400公克的馬拉巴栗、100公克的纖維和4000公克升的水 （2）375公克的馬拉巴栗、125公克的纖維和4000公升的水 （3）333公克的馬拉巴栗、167公克的纖維和4000公升的水
（4）250公克的馬拉巴栗、250公克的纖維和4000公升的水 2.分別用果汁機攪拌，使樹葉纖維和紙漿均勻混合
3.分別用篩網抄紙： 以下是用馬拉巴栗紙漿的造紙過程:
圖6-1：切馬拉巴栗 圖6-2：操作過程 圖6-3：曬紙
剛砍下來的馬拉巴栗根非常大棵，所以我們必須把它切成一小片一小片，它的根也有 黏性，所以切的時後很容易滑掉。接著，我們要把馬拉巴栗打成漿，之後再放入纖維一起打 均勻，完成後，一張張的紙就大功告成了。
（三）實驗結果：
表二 不同比例的馬拉巴栗漿與樹葉纖維造紙量
類別 馬拉巴栗漿 樹葉纖維 張數
B1 400g 100g 20張
B2 375g 125g 35張
B3 333g 167g 28張
B4 250g 250g 55張
結果發現: 依據實驗的結果，發現以等比(1：1)的馬拉巴栗與纖維混合，所造出來的數量 為最多，是最佳的比例。
研究二 馬拉巴栗漿加入纖維可製造的紙張數為何？
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（一）實驗設計
1.操縱的變因:不同的比例的聚丙烯醯胺及樹葉纖維
2.保持不變的變因:水量、聚丙烯醯胺、樹葉纖維、果汁機攪拌時間 3.應變變因: 紙張數
（二）操縱方法
1.取不同比率的聚丙烯醯胺和纖維濃度1:10、1:5、3:10 （1）5公克的聚丙烯醯胺、50公克的纖維和4000公克的水 （2）10公克的聚丙烯醯胺、50公克的纖維和4000公克的水 （3）20公克的聚丙烯醯胺、50公克的纖維和4000公克的水 2.分別用果汁機攪拌，使樹葉纖維和紙漿均勻混合
3.分別用篩網抄紙
以下是用聚丙烯醯胺紙漿的造紙過程:
圖7-1：聚丙烯醯胺 圖7-2：抄紙 圖7-3：紙張
一開始，我們要將聚丙烯醯胺和熱水混合，攪拌的速度要快，不然聚丙烯醯胺容易結 成塊狀。 我們在實驗中感覺到用聚丙烯醯胺抄紙時會有黏稠性，因此要將紙取下來的時後 要非常用力。
（三）實驗結果：
表三 不同比例的聚丙烯醯胺與樹葉纖維造紙量
類別 聚丙烯醯胺 樹葉纖維 張數
C1 5g 50g 15張
C2 10g 50g 18張
C3 15g 50g 22張
結果發現：聚丙烯醯胺與樹葉纖維比列為3:10，也就是聚丙烯醯胺15克加上樹葉纖維50克為 最佳的造紙比例，可以製作22張手工紙。
研究三 聚丙烯醯胺加入纖維可製造的紙張數為何？
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4-1樹葉纖維製造的纸張與其他紙張之「吸水性」差異嗎?
(一)實驗設計
1.操縱的變因:不同的纸張
2.保持不變的變因:水量、纸的高度、纸的寬度、吸水的時間 3.應變的變因:纸張的吸水高度
(二)操作方法
1.取不同種類的纸張，裁成每張1x10公分長條形的小纸條。
2.製作一個簡易的吸水實驗架，使纸條都能垂入水中。
3.同時將紙條放入水中，2分鐘後測量水上升的高度。
下面是我們用三種紙做吸水性實驗的圖片:
圖8-1：紙漿吸水性實驗 圖8-2：馬拉巴栗吸水性實 驗
圖8-3：聚丙烯醯銨吸水性 實驗
表四 樹葉纖維製造的紙張之吸水性實驗紀錄表 單位：公分
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 5.5 4.8 4 4.4 4 4.5 4.8 3.9 4.3 5 4.52
A2 7 5 5.5 6.3 4.9 5.9 5.2 6 6.6 4.7 5.71
A3 7.3 6 6.5 4.9 5.9 6.3 5.5 5.7 6 6.3 6.04
A4 8.5 7.1 7.7 7.5 8.2 7.9 6.7 7.2 8 7.1 7.59
B1 3.3 3.3 2.7 2.7 3 2.7 3.4 3 3.2 3.2 3.05
B2 3.6 4.7 4.5 5.2 3.7 5 4.5 4.6 4.5 4.5 4.48 B3 3.9 4 4.2 3.4 3.9 3.8 5.1 4.7 3.5 4.5 4.1
B4 5.4 4.2 4.4 5.4 3.7 4 4.3 4.5 5.5 4.1 4.55
C1 1.5 1 1 0.8 0.7 0.6 1 0.6 1 0.7 0.89
C2 1.5 2.5 1.6 3 2 1.5 1.5 1 0.5 1 1.61
C3 1.6 1.1 0.7 1.3 1.6 1.2 1.6 2 1.1 1.9 1.41
研究四 樹葉纖維製造出來的紙之性質
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圖8-4：樹葉纖維造紙吸水性實驗---水上升的高度
結果發現: 根據以上實驗，我們發現 A 組(有加入紙漿)製造出來的紙平均吸水性最好，
都在超越過 B 組和 C 組，以 A4(100公克的紙漿、50公克的纖維和4000公克的 水)比例最佳，可達7.59公分；B 組(加馬拉巴栗)製造出來的紙吸水性次之，較 好吸水性比例為 B4(250公克的馬拉巴栗、250公克的纖維和4000公升的水)，吸 水最高可達4.55；C 組(加入聚丙烯醯胺)製造出來的紙的平均吸水性較差，最好 的也僅有1.61公分。
4-2樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「透水性」有差異嗎?
(一) 實驗設計
1.操縱的變因:不同的紙張
2.保持不變的變因:水量、紙的面積、吸水的時間 3.應變的變因:紙張的透水滴數
(二)操作方法
1.取不同種類的紙張，裁成每直徑12cm 的圓形小紙片。
2.使用培養皿，做成一個簡易的擴散性實驗架。
3.輕壓滴管，將水一滴一滴的滴在紙的中間。
4.直到水滴滴到燒杯裡，統計滴了多少滴，並做紀錄。
0 1 2 3 4 5 6 7 8
A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3
水上升高度
紙張種類
吸水性實驗
公分
14
下面是我們用三種紙做透水性實驗的圖片:
圖9-1：紙漿透水性實驗 圖9-2：馬拉巴栗透水性 實驗
圖9-3：聚丙烯醯銨透水 性實驗
表五 樹葉纖維製造的紙張之透水性實驗紀錄表 單位：滴
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 48 43 48 57 54 39 46 44 34 35 44.8 A2 55 54 48 40 39 51 54 43 52 49 48.5 A3 77 67 57 52 46 51 41 43 55 57 54.6 A4 60 61 50 57 60 52 68 65 55 55 58.3 B1 124 118 116 119 113 125 123 130 124 119 121.1 B2 34 13 19 26 16 14 20 15 20 24 20.1 B3 27 26 28 30 29 29 28 25 29 33 28.4 B4 30 29 19 39 30 21 25 35 23 22 27.3 C1 156 200 200 200 200 200 200 200 200 200 195.6 C2 12 16 12 17 12 14 10 9 14 7 12.3 C3 28 30 40 30 27 33 26 29 22 22 28.7
圖9-4：樹葉纖維造紙透水性實驗---水滴數
0 50 100 150 200 250
A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3
水滴數
紙張種類
透水性實驗
水滴數
15
結果發現：根據以上透水性的實驗,可以發現到 C2(375公克的馬拉巴栗加125公克的纖 維3：1)的透水性較佳,平均值是12.3滴，其次是 B2(10公克的聚丙烯醯胺加 50公克的纖維1:5)；吸水性最 差的是 C1(公克的聚丙烯醯胺加50公克的纖維 1:10),平均值需要到195.6滴，其次是 C1(400公克的馬拉巴栗加100公克的纖 維4：1)。聚丙烯醯胺和馬拉巴栗和纖維的混合比例來造紙，並沒有太大的 相關，反而是純紙漿造紙中，發現紙漿越多，紙張的透水性就會較差。
問題討論：C1聚丙烯醯胺在5克與樹葉纖維混合造出來的紙張透水性較差，但是 C2的 10克卻是有最佳的透水性和15克的透水性也不差；同樣的問題，也發生在拉 巴栗漿加入纖維的造紙上。因此，推測可能誤差產生，需要我們做更多實 驗來證明。
4-3樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「擴散性」有差異嗎?
(一)實驗設計
1.操縱的變因:不同紙張
2.保持不變的變因:滴1滴水、紙的面積、擴散的時間 3.應變的變因:紙張擴散的面積
(二)操作方法
1.取不同種類的紙張，裁成每張12cm 的圓形小紙片。
2.使用培養皿，做成一個簡易的擴散性實驗架。
3.輕壓滴管，將水滴在紙的中間。
4.30秒以後，使用方格紙測量，滴水擴散的面積並做紀錄。
下面是三種不同紙擴散性實驗圖片:
圖10-1：紙漿擴散性實驗 圖10-2：馬拉巴栗擴散 性實驗
圖10-3：聚丙烯醯銨擴散 性實驗
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表六 樹葉纖維製造的紙張之擴散性實驗紀錄表 單位：公分（格）
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 3 4 2 4 5 3 4 4 3 3 3.5
A2 3 3 3 5 4 4 2 3 3 4 3.4
A3 3 2 3 3 4 2 4 3 2 3 2.9
A4 3 4 4 2 4 3 6 2 1 4 3.3
B1 2 4 2 2 1 2 4 1 1 3 2.2
B2 1.5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.05
B3 2.5 2 1 1 1 2 1 1 2 2 1.55
B4 1 1 2 2 3 2 3 2 2 3 2.1
C1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 1.4
C2 1.5 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1.35
C3 1 1 1 1 1 2 1 1 2 3 1.4
結果發現：從實驗的數據來分析，發現紙漿製造出來的紙張水的擴散性較佳，不論哪 一種的混合接可以擴散到3公分以上，對應上個實驗的透水性效果來看，紙漿有很好的 吸水特性，如同我們一般用的衛生紙。而加了聚丙烯醯胺和馬拉巴栗所製成的紙張，擴 散性不佳，效果只有紙漿造紙的一半左右。
4-4樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「柔軟性」有差異嗎?
(一)實驗設計
1.操縱的變因:不同的紙張
2.保持不變的變因:紙條長度、紙的面積、固定高度 3.應變的變因:彎曲的情形
(二)操作方法
1.取不同種類的紙張，裁成每張2x10cm 的長方形紙條。
2.將紙的一端用手壓住。
3.量出紙張最高點及下垂一端的最低點相差的角度。
4.下垂後的角度即為柔軟性，並紀錄下來。
下面是三種不同紙柔軟性實驗圖片:
圖11-1：柔軟度實驗 圖11-2：量角器來測量 圖11-3：觀察紙張下垂
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表七 樹葉纖維製造的紙張之柔軟性實驗紀錄表 （中） 單位：度
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 10 10 10 0 10 15 30 20 20 15 14
A2 15 10 20 15 15 20 25 25 20 10 17.5
A3 5 0 5 10 10 10 5 5 10 10 7
A4 10 20 20 15 15 15 15 10 10 10 14
B1 10 10 10 5 5 10 15 10 15 15 10.5
B2 10 10 10 10 15 20 15 15 20 20 14.5
B3 5 15 20 20 25 30 25 35 35 30 24
B4 5 20 20 20 15 25 5 20 20 20 17
C1 5 20 20 15 25 20 20 25 20 25 19.5
C2 10 30 35 40 50 45 30 45 45 40 21
C3 23 35 15 20 25 15 25 10 15 30 21.3
表八 樹葉纖維製造的紙張之柔軟性實驗紀錄表 （前）
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 20 30 30 30 15 5 25 15 20 25 19.5
A2 20 20 10 30 35 35 25 25 30 15 24.5
A3 20 10 25 20 30 20 20 25 40 40 25
A4 50 30 20 15 20 20 20 25 15 15 23
B1 30 30 30 30 25 30 40 40 30 40 32.5
B2 20 45 30 20 10 40 30 25 20 20 26
B3 50 20 20 60 355 40 15 35 10 35 32
B4 20 30 40 30 40 40 40 40 45 45 39
C1 20 40 50 10 30 30 20 25 20 35 28
C2 30 30 40 50 60 60 70 50 50 50 50
C3 55 60 20 70 65 30 55 70 65 35 52.5
說明:(中)指的是將手按在紙的中間固定；(前)指的是將手按在紙的前方固定
結果發現：根據兩次的柔軟性實驗,我們發現在 C 組的紙張柔軟性最好(聚丙烯醯胺加入纖維)，
隨著聚丙烯醯胺的增加，柔軟度表現也越好；A 組加了紙漿的紙柔軟性最為不佳。
4-5 樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「平滑性」有差異嗎?
(一)實驗設計
1.操縱的變因:不同的紙張
2.保持不變的變因:紙的面積、紙張的長度、五元硬幣的大小 3.應變的變因:墊圈滑動的高度
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(二)操作方法
1.取不同種類的紙張，裁成每張20×10cm 的長條型小紙片。
2.使用簡易架，做成一個測量紙張平滑性的實驗架。
3.把20×10cm 的長條型小紙片，一端固定，輕拉紙條的另一端。
4.將10克砝碼放在紙條上，使用直尺測量墊圈開始滑動的高度並做紀錄。
下面是三種不同紙平滑性實驗圖片:
圖12-1：實驗 圖12-2：實驗 圖12-3：實驗 表九 樹葉纖維製造的紙張之平滑性實驗紀錄表 單位：公分
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 2.6 7 6 7.2 10 6.8 10 7 11 9 7.7
A2 4.3 9.5 11 13 11 14.5 10 13 11.5 15 11.3
A3 2.2 2.7 3.4 2.7 1.9 2.3 2.4 1.7 2.4 1.8 2.4
A4 4.0 2 3.4 1 1.2 1.4 1.1 0.8 2 0.8 1.8
B1 5.8 11.5 12.5 20 20 11 14 11.5 9 15 13
B2 6.8 3.3 3.5 3 3.8 5.4 3.4 4.9 6.4 4.8 4.5
B3 10 11 12 8 9 10.2 13 12.2 12 13 11
B4 4.6 4.4 4 3.9 4.2 4.4 3.8 4.1 4.5 3.7 4.16
C1 9.8 1 1 1.1 1.4 1 1.8 1.3 1 1.5 2.09
C2 10.6 2 3 3 2 2.2 3 1.5 2.6 3 3.29
C3 6.2 5 4.5 3 4 6 7 2.5 4 4 4.62
結果發現：根據以上平滑性的實驗，在 A 組當中，以 A3、A4舉起高度最低(1.8公分和2.4公 分)，而砝碼就會移動，其平滑性較佳。C 組的再生紙是由聚丙烯醯胺和樹葉纖維混合，發現 聚丙烯醯胺含量越多，平滑性越差。我們猜測---每一種早紙的比例，對於各種特性是否有其 最佳的混合比例，而不是有比例上的相關連。
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4-6樹葉纖維製造的紙張與其他紙張之「張力性」有差異嗎?
1.操縱的變因:不同的紙張
2.保持不變的變因:水量、紙的長度、紙的寬、每一砝碼的重量 3.應變的變因:砝碼的總重量
(二)操作方法
1.取不同種類的紙張，裁成每張2×10長條形的小紙條。
2.保持不變的變因:水量、紙的長度、紙的寬、每一個砝碼的重量。
3.紙條一端固定在鐵架子上，下半另一端吊掛砝碼，每次加一個。
4.直到紙條斷裂，扣除最後一個砝碼後，總計砝碼的重量。
下面是三種不同紙張張力性實驗圖片:
圖13-1：實驗 圖13-2：實驗 圖13-3：實驗 表十 樹葉纖維製造的紙張之張力性實驗紀錄表 單位：公克
類別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
A1 210 220 300 240 300 340 270 300 330 330 284 A2 330 290 270 200 310 310 190 490 310 300 285.6 A3 230 310 190 130 100 100 100 110 280 100 168 A4 210 150 140 120 200 130 100 100 110 130 139
B1 150 80 110 90 90 80 110 60 60 80 97
B2 80 50 20 80 70 20 40 50 80 40 53
B3 40 10 20 50 40 10 10 70 70 20 60
B4 140 120 150 130 140 160 140 150 130 140 140
C1 190 40 20 70 100 160 70 70 80 50 85
C2 40 50 130 70 80 140 140 130 200 80 106
C3 70 30 100 100 30 70 30 30 50 60 57
結果發現: 根據以上張力性的實驗,我們發現 A2的紙張張力性最好，可以釣起平均285.6 克重量的砝碼，其次的 A1，整體來說 A 組(紙漿加入纖維)紙張的張力性表現最佳，優於 聚丙烯醯胺和馬拉巴栗混合造紙的紙張。
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5-1使用樹葉纖維製造的紙張應用於「書寫」的效果如何?
（一）實驗操作方法
1.取植物樹葉纖維製作的紙張，每張約15x25cm 長方形的紙卡。
2.使用各種筆或彩色筆，在紙卡上面寫字。
3.經由書寫後的作品，觀察書寫的效果，並做評估或紀錄。
（二）結果發現:試寫完每一種紙張，我們發現利用 A1的紙張最好寫，因為紙面最為平滑，
但是另外兩種用馬拉巴栗漿及聚丙烯醯胺的加入樹葉纖維造出來的紙也是很平，雖 然較不好書寫，但是卻有另一種感覺。
5-2使用樹葉纖維製造的紙張應用於「畫畫」的效果如何?
（一）實驗操作方法
1.取植物樹葉纖維製作的紙張，每張約15x25cm 長方形的紙卡。
2.使用各種筆或彩色筆，在紙卡上面畫畫。
3.經由畫畫後的作品，觀察畫畫的效果，並做評估或紀錄。
圖 15-1：畫畫 圖 15-2：畫畫 圖 15-3：畫畫
（二）結果發現:試畫完每一種紙張，我們發現利用 A1的紙張畫出來的圖片比較清楚也比較 好畫。
圖 14-1：書寫(A) 圖 14-2：書寫(B) 圖 14-3：書寫
(c)
研究五 樹葉纖維製造出來的紙張的實用性
21
5-3使用樹葉纖維製造的紙張應用於「版畫」的效果如何?
(一)實驗操作方法
1.取植物樹葉纖維製作的紙張，每張約15x25cm 長方形的紙卡。
2.使用製作版畫的發法，在紙卡上面拓印版畫。
3. 經由製成的版畫作品，觀察植物樹葉纖維製作版畫的效果。
4.檢討與評估，並紀錄。
(二)結果發現:印完每一種紙張，我們發現利用自己抄的紙製做版畫印的不是很清楚,有些凹 凸不平，因為植物纖維較粗糙，表面也不平整。
七、討論
(一) 用自來水和水溝水浸泡葉子有甚麼差別?
經過一個月的時間,我們發現用水溝水浸泡葉子會比較快腐爛,因為水溝水有細菌,它 會腐蝕葉肉和纖維,但缺點就是會長很多孑孓,空氣也會變得惡臭;用自來水浸泡葉子雖然 比較慢,但它比較不會長蟲,異味也明顯比水溝水少很多。
(二)怎樣的樹葉可以拿來製作樹葉纖維呢？
把「樹葉纖維」拿來造紙，絕對可行；如此可以降低砍伐樹木造紙的行為，減緩地 球的暖化。我們實驗中發現： 觀音棕竹取得的纖維最多,多達90g，其次是豔紫荊、羊蹄 甲達80g；長穗木、歐蔓只有5g；雞屎藤取得的纖維最少,只有2g。這三種皆為草本植物，
故經由煮後所剩餘的纖維素很少，所以我們建議若要取纖維來製作紙張最好選用木本植 物。
圖 16-1：版畫 圖 16-2：版畫 圖 16-3：版畫
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(三)純紙漿與樹葉纖維製作出的手工紙，有甚麼差別？
用純紙漿造出來的紙非常白皙、平滑,比較適合用於書寫、拓印;用馬拉巴栗漿製作 出來的紙有明顯顆粒狀,比較凹凸不平,不適合用來書寫、畫畫、拓印,較適合用來做立體 雕塑;用聚丙烯醯胺做出來的紙比其他兩種鬆散,拓印、畫畫、立體雕塑效果都不好,只有 書寫比較成功。
八.結論
（一）樹葉纖維造紙的可能性---
把「樹葉纖維」拿來造紙，絕對可行，而且它在書寫或是繪畫，都非常清晰明顯，利 用樹葉纖維造紙，不但可以降低砍伐樹木造紙的行為，也能減緩地球的暖化。
（二）樹葉纖維與其他材料混合的最佳造紙比例---
植物葉子纖維中加入「回收紙做的紙漿50％」、「馬拉巴栗的水溶液水溶液濃度30％」
和「聚丙烯醯胺濃度10％」就可以製作紙張，在此次的實驗中，我們嘗試找出各種樹葉纖維 和紙漿、聚丙烯醯胺、馬拉巴栗混合的最佳的造紙比例發現：
1.用50g 紙漿和100g 樹葉纖維所抄出來的紙最多,有56張；而以100g 的純紙漿抄得只最少，
有19張而已。
2. 馬拉巴栗250g、纖維250g，造出來的紙張數最多，有55張；馬拉巴栗400g、纖維100g，
造出來的紙最少，只有20張。
3. 聚丙烯醯胺與樹葉纖維比列為3:10，也就是聚丙烯醯胺15克加上樹葉纖維50克最佳的造 紙比例，可以製作22張手工紙。
（三）探討不同原料和樹葉纖維不同比例的性質與應用上，實驗結果發現---
1.吸水性：透過吸水性實驗,我們發現 A3(紙漿)的吸水性最好;B4(馬拉巴栗)的吸水性最差 。 2.透水性：可以發現到 C1(聚丙烯醯胺)的透水性較佳；吸水性最差的是 C3，這當中或許
有實驗的誤差，需要再多做實驗來證明。
3. 擴散性：A1~A4(紙漿和樹葉纖維混合)的擴散性最好。
4.柔軟性： 根據以上柔軟性的實驗,我們發現到在(中)C2的柔軟性最好，紙張平均彎曲值 是50度。A3的柔軟性最為不佳；(前)也是 C2之柔軟性最佳；但為 A1的柔軟性最不好。
5. 平滑性：A4平滑性是最佳的，紙張拉高1.8公分，砝碼就會移動；A2的平滑性最差，紙 張須拉高11.3公分，砝碼才會移動。
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6. 張力性：A2的紙張張力性最好；而 B4的張力性最為不佳。
（四）使用樹葉纖維製造的紙張實用性---
用紙漿和纖維製作的紙張，用於「寫字」、「水彩或彩色筆畫畫」、「製作版畫」、
效果很好，大部分都很清楚；用馬拉巴栗和纖維抄的紙張，用於「寫字」、「水彩或彩 色筆畫畫」、「製作版畫」、「進行立體雕塑作品」效果也不錯，僅次於紙漿和纖維。用 聚丙烯烯胺和纖維製作的紙張，用於「寫字」、「水彩或彩色筆畫畫」、「製作版畫」、
「進行立體雕塑作品」效果最不好，有些仍有待加強。我們自己在學校做的紙會那麼 凹凸不平,我們猜想是因為造紙設備不周全和我們技術差的關係。在參觀過埔里紙教堂，
發現原來紙也可以蓋成一座教堂,非常特別!南投紙教堂四周圍的柱子和椅子都是用紙製 成的,根據實驗,學者發現用紙做的椅子 竟然可以承受好幾噸的重量(中間都是空心的)。
九.參考資料
紙的發明。廣興紙寮官方網站。2013年1月21日取自 http://www.taiwanpaper.com.tw/
造紙的過程。無紙報告書---再生紙網站，2013年3月20日取自 http://paper.4screen.net/
index.htm
錢存訓（1975）。中國古代的造紙原料。香港中文大學學報，p.27-39。
陳大川（1985）。台灣造紙史話。長春棉紙基金雜誌。
楊心豪（2008）。台灣的驕傲－精緻的手工造紙。源雜誌，p. 68。
