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研究与设计 2010年第4期
纳西东巴手工纸原料荛花树干
纤维特征研究
秦磊,邱坚
(西南林学院西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室,昆明 650224)
摘要:通过切片和离析试验对纳西东巴手工纸的原料荛花树干的纤维直径和长度进行了测试和分析,
结果表明,荛花树干纤维直径平均值为12.07μm,纤维长度平均值为791.7μm,这与大理白族制造白
绵纸的原材料构树的纤维特征类似,说明荛花树干可以用作造纸原料。
关键词:纳西东巴手工纸;荛花树干;纤维直径;纤维长度
中图分类号:S781.1 文献标识码:A 文章编号:1001-036X(2010)04-0021-04
Research on characteristic of Wikstroemia Endl bole fiber of Naxi
Dongba handmade paper material
QIN Lei, QIU Jian
(Southwest Forestry University, Key Laboratory of Southwest Mountain Forest Resources Conservation and Utilization,
Ministry of Education, Kunming 650224).china
Abstract:.This.article.analyzes. the.properties.of.Naxi.Dongba.handmade.paper.material.Wikstroemia.Endl.boles.by.
slicing.and.segregation.experiments,..It.is.known.from.the.results.of.the.experiments.that.the.Wikstroemia.Endl.bole.fiber.
diameter.is.12.07μm.on.average;.fiber.length.is.791.7μm.on.average,. the.Wikstroemia.Endl.bole.fiber.characteristic.
is.nearly.similar.to.the.fiber.characteristic.of.Broussonetia.papyrifera,.which.Dali.Bai.nationality.can.use.the.material.to.
make.the.Baimian.paper..And.Wikstroemia.Endl.bole.fiber.can.be.used.for.paper-making.material.
Key words:.Naxi.Dongba.handmade.paper;Wikstroemia.Endl.bole;fiber.diameter;fiber.length
收稿日期:2010-03-12
作者简介:秦磊(1984-),女,硕士研究生。
基金项目:云南省中青年学术技术带头人后备人才项目(2006PY01-19)、
云南省重点项目(2006C007Z)和西南林学院木材科学与技
术省级重点学科建设项目(XKZ200903)联合资助。
纳西东巴手工纸是现存最古老的纸,采用造纸术发
明时代的最原始工艺制成,设备古老简单,但工艺复杂,
其神秘的制作工艺,全靠先人代代相传沿袭下来[2]。它作
为一种古老的传统手工造纸技艺已被收录入第一批国
家级非物质文化遗产名录图典[3]。纳西东巴手工纸是一
种表现纳西民族特色、有经济开发价值的文化遗产。但
其生产原料荛花正面临枯竭,传统生产工艺也濒于消
亡,如何解决原料荛花面临的危机,承担起传承纳西文
明链条的重任[4,5],实现保护与开发并重,是目前一个很
重要的研究课题[6]。
本文以木材学为基础,通过切片与离析试验研究原
料荛花树干的纤维特征,分析荛花树干能否代替其树皮
作为造纸原料,为早日实现人工培育原料荛花、缓解荛
花市场供应紧张的现状提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验原材料荛花W i k s t r o e m i a E n d l (瑞香科
Thymelaeaceae)是从丽江东面海拔2600~3500m的大象
山上所采取;化学试剂主要有:浓度为35%、50%、65%、
75%、85%和95%的乙醇溶液(C2H5OH);二甲苯(C6H4);
30%的硝酸(HNO3);氯酸钾(KCLO3)(晶体状);3%的番红
试剂等。荛花与荛花树干如下图1、2所示。
DOI:10.13594/j.cnki.mcjgjx.2010.04.013
--
2010年第4期研究与设计
维直径长度的总体频率分布直方图如图7所示:
图1 荛花 图2 荛花树干
1.2 仪器与设备
奥林巴斯数码显微镜;Motic BA300数码显微镜;
捷克木材切片机;徕卡半薄切片机等。
1.3 试验方法
1.3.1 荛花树干的切片制作及微观结构观察
将荛花树干制成横切、径切和弦切三种切片,通过
显微镜和计算机观察分析并测定横切面上纤维的直径。
1.3.2 荛花树干的离析试验及微观结构观察
把荛花树干切成类似火柴棒大小的条块,放入装有
水的试管中,根据离析试验步骤进行加热,再与有关化
学试剂反应,使其纤维相互分离,然后抽离出单根的纤
维,并制成切片,最后测量出每根纤维的长度,求出平均
值,并利用图表分析试验数据。
2 结果与分析
2.1 荛花树干纤维直径的分析
在切片试验中共选用了20个横切面的切片,在10倍
物镜下,每个切片测量了10组数据,横切面拍照的图片如
图3、4、5和6所示,其纤维直径的测量数据如表1所示,纤
图3 横切面显微图(10×) 图4 横切面显微图(10×)
图5 横切面显微图(10×) 图6 横切面显微图(10×)
通过显微镜观察,荛花树干横切面上的纤维大多为
圆形或椭圆形,中腔较大,胞壁厚度较均匀;依据表1中
的数据和纤维直径总体频率分布直方图7分析可知,试
验中的200条纤维直径数据中,最大值为21.27μm,最小
值为5.59μm,平均值为12.07μm,且在10~13μm间频
率变化较集中;而制造白绵纸的原材料构树的纤维直径
乥⥛
图7 荛花树干纤维直径总体频率分布图
频
率
表1 荛花树干横切面纤维直径测量数据表
试验号
G1
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
G10
平均值
01
12.16
14.10
13.55
11.29
12.46
11.78
16.37
12.99
16.77
13.33
14.98
02
13.71
11.81
12.67
12.62
14.12
12.77
14.38
11.42
12.85
10.54
12.69
03
11.18
11.34
11.08
10.10
9.61
11.28
12.21
13.07
9.39
11.28
11.05
04
10.78
9.00
8.02
9.97
11.57
11.30
11.17
15.05
13.56
11.74
11.22
05
9.25
10.09
11.42
10.21
17.63
13.18
8.39
13.35
11.39
8.33
11.32
06
11.95
13.37
11.42
9.58
10.49
11.97
11.29
15.52
8.83
10.78
11.52
07
12.13
14.32
10.44
10.85
9.42
10.01
10.77
11.23
13.16
13.96
11.63
08
18.09
11.17
16.66
15.96
13.32
10.85
12.37
13.17
16.38
15.58
14.36
09
11.23
13.19
12.77
10.17
10.37
12.37
12.88
12.52
11.90
15.65
12.31
10
10.40
12.29
9.65
10.01
11.65
7.75
8.53
7.87
10.26
10.00
9.84
11
22.68
19.84
18.60
13.59
17.59
18.17
19.17
21.27
13.12
13.07
17.71
12
10.47
10.85
10.98
8.57
8.86
8.07
5.59
10.17
12.99
8.07
9.46
13
11.97
14.24
10.84
10.17
13.38
10.37
11.57
11.60
11.18
9.59
11.49
14
7.57
10.56
7.95
10.01
7.62
8.75
9.57
10.37
10.80
11.17
9.44
15
11.63
13.19
11.58
13.93
11.97
10.78
11.23
11.23
12.50
11.74
11.98
16
12.99
10.26
11.57
12.77
12.06
10.07
15.70
10.40
9.11
11.57
11.65
17
14.67
16.43
11.43
10.35
14.46
12.11
12.73
10.17
13.56
13.83
12.97
18
12.60
14.30
13.96
12.39
10.74
12.21
13.99
16.59
9.85
11.51
12.81
19
13.17
12.39
10.19
11.42
11.35
13.37
13.50
11.18
12.60
9.97
11.91
20
11.84
10.01
13.83
12.70
11.95
9.81
12.39
9.97
8.21
9.18
10.99
单位:μm
--
研究与设计 2010年第4期
图8 离析纤维显微图(10×) 图9 离析纤维显微图(10×)
一般为10.60~17.28μm,平均值为14.16μm[7];纤维直
径差别越大,制造出纸张的匀度就越好,分散性好则不
会聚集成团;而纤维越细长则制出的纸张强度就越高。
由此可见,荛花树干纤维与构树纤维的直径特征差别不
大,荛花树干的纤维直径特征能满足造纸条件的匀度和
强度要求。
2.2 荛花树干纤维长度的分析
在荛花树干的离析试验中,选用了3棵荛花树干的
上(U)、中(M)、下(D)三个部位,共9段进行试验。离
析后,在10倍物镜下依次拍照并保存,纤维照片如图8、9
所示,纤维长度测量数据如表2、3和4所示,所测纤维长
度分布直方图如图10、11和12所示。
通过显微镜观察,荛花树干纤维纵向是中间略粗
两端尖细;依据表2、3和4所测纤维长度和分布直方图
10、11和12可知,此离析试验测量的9个试样中的225
个荛花树干的纤维长度数据中,最大值为1444.8μm,
最小值为210.1μm,平均纤维长度为791.7μm,且在
600~900μm之间的频率变化较集中;而制造白绵纸的
原材料构树的纤维长度一般为734.5~994.5μm,平均
值为829.98μm[7]。可见,荛花树干的纤维长度值的波动
大于构树的纤维长度值的波动,平均纤维长度差别不
大。长纤维提供强度,短纤维提供匀度,荛花树干纤维
乥⥛
图10 荛花树干纤维长度总体频率分布图
(T1-U,T1-M,T1-D)
频
率
表2 荛花树干纤维离析长度数据表(T1)
试验号
L1
L2
L3
L4
L5
平均值
(01)
776.8
727.2
899.0
483.5
705.6
718.4
(02)
817.8
909.1
793.2
755.2
650.9
785.2
(03)
915.3
595.4
872.3
782.5
639.5
761.0
(04)
633.6
801.1
592.6
1088.3
707.4
764.6
(05)
662.2
577.9
631.4
654.4
712.0
647.6
T1-U
(01)
576.8
692.0
689.3
682.5
598.3
647.8
(02)
580.5
757.5
646.2
507.3
469.6
592.2
(03)
536.3
935.3
734.4
694.4
579.6
696.0
(04)
990.5
626.9
678.6
781.9
523.7
720.3
(05)
638.3
646.0
797.3
671.0
817.2
714.0
T1-M
(01)
934.3
1002.3
964.2
817.4
895.2
922.7
(02)
585.5
769.2
913.5
862.6
751.7
776.5
(03)
1188.2
712
967.2
679.6
819.7
873.3
(04)
1090.4
969.8
943.9
1015.1
813.2
966.5
(05)
1194.1
622.7
692.4
547.1
667.1
744.7
T1-D
单位:μm
表3 荛花树干纤维离析长度数据表(T2)
(01)
455.7
1006.7
868.5
572.6
588.3
698.4
(02)
891.0
881.3
958.8
837.6
853.8
884.5
(03)
653.6
1106.4
567.7
1332.7
640.9
860.3
(04)
887.1
1025.5
889.5
748.6
605.6
831.3
(05)
882.6
730.7
1021.7
924.2
880.6
888.0
T2-U
(01)
525.6
662.0
770.8
539.7
488.9
597.4
(02)
608.2
622.9
832.4
757.9
655.0
695.3
(03)
670.1
498.9
1340.0
364.3
525.0
679.7
(04)
671.3
501.8
532.4
323.6
479.3
501.7
(05)
780.7
742.1
834.5
596.8
681.2
727.1
T2-M
(01)
988.5
669.2
741.7
556.2
340.2
659.2
(02)
823.7
425.9
568.5
1006.8
320.9
629.2
(03)
585.0
1031.8
1028.7
860.5
573.8
816.0
(04)
597.3
417.4
770.4
854.5
1241.9
776.3
(05)
939.4
1060.0
812.3
865.9
817.3
899.0
T2-D
单位:μm
试验号
L1
L2
L3
L4
L5
平均值
--
2010年第4期研究与设计
较长的长于构树纤维,较短的也短于构树纤维,所以,
荛花树干是一种较好的造纸原料。
3 结论
通过离析试验得出,荛花树干平均纤维直径为
12.07μm,而构树的平均纤维直径为14.16μm;荛花树
干平均纤维长度为791.7μm,而构树的平均纤维长度为
829.98μm,故它们的纤维直径和长度差别不大,可见,
荛花树干纤维特征类似于构树的纤维特征。另外,纤维
直径变化越大,制造出纸张的匀度就越好,纤维越细长
则纸张强度就越高,荛花树干纤维的特征能满足造纸
的匀度和强度要求,可作为制备东巴纸的原材料。
本文关于纳西东巴手工纸的原料荛花树干的特征
分析与研究,对早日开展荛花的人工培育模式的探索,
解决制造东巴手工纸的资源紧缺的问题,以及保持荛花
生态环境的可持续发展具有重要的意义。
(致谢:感谢2008界毕业生黄玺同学参与本试验中的工作。
同时也感谢杨燕老师,刘将、高景然等师兄师姐,他们在试验
过程中给予了很多的帮助,使本文得以顺利完成。)
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图11 荛花树干纤维长度总体频率分布图
(T2-U,T2-M,T2-D)
乥⥛频率
图12 荛花树干纤维长度总体频率分布图
(T3-U,T3-M,T3-D)
乥⥛频率
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的研究[J].林业科学研究,2006,19(2):188-191.
(上接第18页)
表4 荛花树干纤维离析长度数据表(T3)
(01)
1069.1
719.5
637.5
969.0
1218.2
922.7
(02)
518.3
1268.4
736.7
621.4
712.8
771.5
(03)
493.2
954.8
929.2
1245.1
818.5
888.2
(04)
1174.5
1271.7
852.3
1444.8
642.6
1077.2
(05)
856.9
816.0
506.2
579.9
908.3
733.5
T3-U
(01)
881.2
985.1
846.0
776.1
699.2
837.5
(02)
690.7
749.5
873.4
840.0
693.1
769.3
(03)
919.7
210.1
869.4
938.8
1016.3
790.9
(04)
747.2
882.4
856.3
706.7
939.1
826.3
(05)
630.8
957.5
841.8
1156.9
856.9
888.8
T3-M
(01)
759.8
746.8
927.4
1106.8
633.6
834.9
(02)
1033.2
1309.6
922.0
1070.5
1263.7
1119.8
(03)
721.9
858.9
716.4
960.2
1211.5
893.8
(04)
650.9
582.2
708.4
925.1
722.9
717.9
(05)
1288.7
896.2
1208.0
1042.4
955.7
1078.2
T3-D
单位:μm
试验号
L1
L2
L3
L4
L5
平均值