东汉元兴元年(105)蔡伦改进了造纸术。
蔡伦
他用树皮、麻头及敝布、鱼网等原料,经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸,是现代纸的渊源。这种纸,原料容易找到,又很便宜,质量也提高了,逐渐普遍使用。为纪念蔡伦的功绩,后人把这种纸叫做“蔡侯纸”。
纸是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液,在网上交错的组合,初步脱水,再经压缩、烘干而成。中国是世界上最早发明纸的国家。根据考古发现,西汉时期(公元前206年至公元前8年),中国已经有了麻质纤维纸。质地粗糙,且数量少,成本高,不普及。
远古以来,中国劳动人民就已经懂得养蚕、缫丝。秦汉之际以次茧作丝绵的手工业十分普及。这种处理次茧的方法称为漂絮法,操作时的基本要点包括,反复捶打,以捣碎蚕衣。这一技术后来发展成为造纸中的打浆。此外,中国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶,这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示。纸张就是借助这些技术发展起来的。
历史上关于汉代的造纸技术的文献资料很少,因此难以了解其完整、详细的工艺流程。后人虽有推测,也只能作为参考之用。总体来看,造纸技术环节众多,因此必然有一个发展和演进的过程,绝非一人之功。它是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶。
在造纸术发明的初期,造纸原料主要是树皮和破布。当时的破布主要是麻纤维,品种主要是苎麻和大麻。据称,我国的棉是在东汉初期,与佛教同时由印度传入,后期用于纺织。当时所用的树皮主要是檀木和构皮(即楮皮)。最迟在公元前2世纪时的西汉初年,纸已在中国问世。最初的纸是用麻皮纤维或麻类织物制造成的,由于造纸术尚处于初期阶段,工艺简陋,所造出的纸张质地粗糙,夹带着较多未松散开的纤维束,表面不平滑,还不适宜于书写,一般只用于包装。
直到东汉和帝时期,经过了蔡伦的改进,形成了一套较为定型的造纸工艺流程,其过程大致可归纳为四个步骤:
第一是原料的分离,就是用沤浸或蒸煮的方法让原料在碱液中脱胶,并分散成纤维状;
第二是打浆,就是用切割和捶捣的方法切断纤维,并使纤维帚化,而成为纸浆;
第三是抄造,即把纸浆渗水制成浆液,然后用捞纸器(篾席)捞浆,使纸浆在捞纸器上交织成薄片状的湿纸;
第四是干燥,即把湿纸晒干或晾干,揭下就成为纸张。
汉代以后,虽然工艺不断完善和成熟,但这四个步骤基本上没有变化,即使在现代,在湿法造纸生产中,其生产工艺与中国古代造纸法仍没有根本区别。造纸技术的发展主要体现两个方面:在原料方面,魏晋南北朝时已经开始利用桑皮、藤皮造纸。到了隋朝、五代时期,竹、檀皮、麦杆、稻杆等也都已作为造纸原料,先后被利用,从而为造纸页的发展提供了丰富而充足的原料来源。
其中,唐朝利用竹子为
造纸术
原料制成的竹纸,标志着造纸技术取得了重大的突破。竹子的纤维硬、脆、易断,技术处理比较困难,用竹子造纸的成功,表明中国古代的造纸技术已经达到相当成熟的程度。唐时,在造纸过程中加矾、加胶、涂粉、洒金、染色等加工技术相继问世,为生产各种各样的工艺用纸奠定了技术基础。生产出来的纸张质量越来越高,品种越来越多,从唐代到清代,中国生产的用纸,除了一般的纸张外,还有各种彩色的腊笺、冷金、错金、罗纹、泥金银加绘、砑纸等名贵纸张,以及各种宣纸、壁纸、花纸等。使纸张成为人们文化生活和日常生活的必需品。纸的发明、发展也是经过了一个曲折的过程。
公元105年改进造纸后,造纸术就从河南向经济文化发达的其它地区传播。蔡伦被封到陕西洋县
造纸术相关雕塑
为龙亭侯,造纸术就传到汉中地区并逐渐传向四川。据蔡伦家乡湖南耒阳的民间传说,蔡伦生前也向家乡传授过造纸术。东汉末年山东造纸也比较发达,出过东莱县(今掖县)的造纸能手左伯。公元二世纪造纸术在我国各地推广以后,纸就成了和缣帛、简 牍的有力的竞争者。
公元三到四世纪,纸已经基本取代了帛、简而成为我国唯一的书写材料,有力地促进了我国科学文化的传播和发展。公元三到六世纪的魏晋南北朝时期,我国造纸术不断革新。在原料方面,除原有的麻、楮外,又扩展到用桑皮、藤皮造纸。在设备方面,继承了西汉的抄纸技术,出现了更多的活动帘床纸模,用一个活动的竹帘放在框架上,可以反覆捞出成千上万张湿纸,提高了工效。在加工制造技术上,加强了碱液蒸煮和舂捣,改进了纸的质量,出现了色纸、涂布纸、填料纸等加工纸。
从敦煌石室和新疆沙碛出土的这一时期所造出的古纸来看,纸质纤维交结匀细,外观洁白,表面平滑,可谓“妍妙辉光”。公元六世纪的贾思勰还在《齐民要术》中,专门有两篇记载了造纸原料楮皮的处理和染
汉朝造纸术流程图
黄纸的技术。同时,造纸术传到我国近邻朝鲜和越南,这是造纸术外传的开始。
造纸术
公元六——十世纪的隋唐五代时期,我国除麻纸纸、楮皮、桑皮纸、藤纸外,还出现了檀皮纸、瑞香皮纸、稻麦秆纸和新式的竹纸。在南方产竹地区,竹材资源丰富,因此竹纸得到迅速发展。关于竹纸的起源,先前有人认为开始于晋代,但是缺乏足够的文献和实物证据。从技术上看,竹纸应该在皮纸技术获得相当发展以后,才能出现,因为竹料是茎秆纤维,比较坚硬,不容易处理,在晋代不太可能出现竹纸。竹纸应该起源于唐以后,而在唐宋之际有比较大的发展。欧洲要到十八世纪才有竹纸。
这一时期的产纸地区遍及南北各地。雕版印刷术发明于唐朝,并在唐朝中后期开始普遍使用[2] ,因此兴起了印书业,这就促进了造纸业的发展,纸的产量、质量都有提高,价格也不断下降,各种纸制品普及于民间日常生活中。名贵的纸中有唐代的“硬黄”、五代的 “澄心堂纸”等,还有水纹纸和各种艺术加工纸。唐代的绘画艺术作品已经有不少纸本的,正反映出造纸技术的提高。
在公元十到十八世纪的宋元和明清时期,楮纸、桑皮纸等皮纸和竹纸特别盛行,消耗量也特别大。造纸用的竹帘多用细密竹条,这就要求纸的打浆度必须相当高,而造出的纸也必然很细密匀称。先前唐代用淀粉
造纸术
糊剂做施胶剂,兼有填料和降低纤维下沉槽底的作用。到宋代以后多用植物粘液做“纸药”,使纸浆均匀,常用的“纸药”是杨桃藤、黄蜀葵等浸出液。这种技术早在唐代已经采用,但是宋代以后就盛行起来,以致不再采用淀粉糊剂了。
造纸术
这时候的各种加工纸品种繁多,纸的用途日广,除书画、印刷和日用外,我国还最先在世界上发行纸币。这种纸币在宋代称作“交子”,元明后继续发行,后来世界各国也相继跟着发行了纸币。明清时期用于室内装饰用的壁纸、纸花、剪纸等,也很美观,并且行销于国内外。各种彩色的蜡笺、冷金、泥金、罗纹、泥金银加绘、砑花纸等,多为封建统治阶级所享用,造价很高,质量也在一般用纸之上。
这一时期里,有关造纸的著作也不断出现。如宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》,尤其是明代宋应星的《天工开物》,对我国古代造纸技术都有不少记载。而《天工开物》第十三卷《杀青》中关于竹纸和皮纸的记载,可以说是具有总结性的叙述。书中还附有造纸操作图,是当时世界上关于造纸的最详尽的记载。 经过元、明、清数百年岁月,到清代中期,我国手工造纸已相当发达,质量先进,品种繁多,成为中华民族数千年文化发展传播的物质条件。
造纸术流传
造纸术首先传入与我国毗邻的朝鲜和越南随后传到了日本。在蔡伦改进造纸术后不久,朝鲜和越南就有了纸张。朝鲜半岛各国先后都学会了造纸的技术。纸浆主要由大麻、藤条、竹子、麦杆中的纤维提取。大约公元四世纪末,百济在中国人的帮助下学会了造纸,不久高丽、新罗也掌握了造纸技术。此后高丽造纸的技术不断提高,到了唐宋时,高丽的皮纸反向中国出口。西晋时,越南人也掌握了造纸技术。公元610年,朝鲜和尚昙征渡海到日本,把造纸术献给日本摄政王圣德太子,圣德太子下令推广全国,后来日本人民称他为纸神。
造纸术流传
中国的造纸技术也传播到了中亚的一些国家,并从此通过贸易传播到达了印度。
造纸术被误传为经过怛罗斯之战西传。实际根据杜佑《经行记》的记载,被俘的工匠里没有造纸工匠。近几年有乌兹别克斯坦学者在研究中指出,在怛罗斯之战之前,造纸术就以和平的方式通过拔汉那首府浩罕传往撒马尔罕。[3] 10世纪造纸技术传到了叙利亚的大马士革、埃及的开罗和摩洛哥。在造纸术的流传中,阿拉伯人的传播功劳不可忽视。
欧洲人是通过阿拉伯人了解造纸技术的,最早接触纸和造纸技术的欧洲国家是一度为阿拉伯人,摩尔人统治的西班牙。公元1150年,阿拉伯人在西班牙的萨狄瓦,建立了欧洲第一个造纸场。公元1276年意大利的第一家造纸场在蒙地法罗建成,生产麻纸。法国于公元1348年,在巴黎东南的特鲁瓦附近建立造纸场。此后又建立几家造纸场,这样法国不仅国内纸张供应充分,而且还向德国出口。德国是14世纪才有自己的造纸场。英国因为与欧洲大陆有一海之隔,造纸技术传入比较晚,15世纪才有了自己的造纸厂。瑞典1573年建立了最早的造纸厂,丹麦于1635年开始造纸,1690年建于奥斯陆的造纸厂是挪威最早的纸厂。到了17世纪欧洲各主要国家都有了自己的造纸业。
西班牙人移居墨西哥后,最先在美洲大陆建立了造纸厂,墨西哥造纸始于 1575年。美国在独立之前,于1690年在费城附近建立了第一家造纸厂。到19世纪中国的造纸术已传遍五洲各国。
为了解决欧洲纸张质量低劣的问题,法国财政大臣杜尔阁曾希望利用驻北京的耶稣会教士刺探中国的造纸技术。乾隆年间,供职于清廷的法国画师、耶稣会教士蒋友仁将中国的造纸技术画成图寄回了巴黎,中国先进的造纸技术才在欧洲广泛传播开来。1797年,法国人尼古拉斯·路易斯·罗伯特成功地发明了用机器造纸的方法,从蔡伦时代起中国人持续领先近2000年的造纸术终于被欧洲人超越。
造纸术的发明和推广,对于世界科学、文化的传播产生深刻的影响,对于社会的进步和发展起着重大的作用。
针对企图否定蔡伦是造纸术发明人,否定中国是造纸的发明国的歪风,1990年8月18日至22日在比利时马尔梅迪举行的国际造纸历史协会第20届代表大会一致认定,蔡伦是造纸术的伟大发明家,中国是造纸术的发明国。据洛阳市地方史志编委会石建厚同志考证。位于洛阳汉魏故城近郊的缑氏(今本魏书注:“纸氏”作“缑氏”,马涧河流经缑氏那一段河流古时为“造纸河”,沿岸原有“造纸河碑刻”,借已失损。)
总之,造纸术就是沿着唐朝—阿拉伯—欧洲这个路线传播的。
考古发现
从迄今为止的考古发现来看,造纸术的发明不晚于西汉初年。最早出土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的,年代不晚于公元前49年。
1957年5月在陕西省西安市灞桥出土的古纸经过科学分析鉴定,为西汉麻纸,年代不晚于公元前118年。1973年在甘肃居延肩水金关发现了不晚于公元前52年的两块麻纸,暗黄色,质地较粗糙。
1978年在陕西扶风中延村出土了西汉宣帝时期(公元前73~49年)的三张麻纸;1979年在甘肃敦煌县马圈湾西汉烽燧遗址出土了五件八片西汉麻纸。1986年甘肃天水放马滩出土的西汉文帝时期(公元前179~前141年)的纸质地图残片,表明了当时的纸可供写绘之用。从上述西汉出土的纸的质量来看,西汉初年的造纸技术已基本成熟。
意义与价值
造纸术——尤其是东汉蔡伦改进的造纸术(又称“蔡侯纸”),是书写材料的一次革命,它便于携带,取材广泛不拘泥,推动了中国、阿拉伯、欧洲乃至整个世界的文化发展。
有了文字之后,最重要的就是要有一个很好的载体。古代埃及人利用尼罗河的纸草来记述历史;在古代的欧洲,人们还长时间地利用动物的皮比如羊皮来书写文字;而中国,在造纸术发明以前,甲骨、竹简和绢帛是古代用来供书写、记载的材料。但是甲骨、竹简都比较笨重,秦始皇一天光阅读奏章,就要整整一车;绢帛虽然轻便,但是成本非常昂贵,也不适于书写。到了汉代,由于西汉的经济、文化迅速发展,甲骨和竹简已经不能满足发展的需求了,从而促使了书写工具的改进——纸被发明出来了。造纸是一项重要的化学工艺,纸的发明是中国在人类文化的传播和发展上,所做出的一项十分宝贵的贡献,是中国史上的一项重大的成就,对中国历史也产生了重要的影响。
造纸影响
中国丝也传进了印度。最早的记录是在印度的古书中找到的。在印度政治家、哲学家考底利耶(Kautilya)的《政事论》(又译《治国安邦术》)[4] 一书中有cinapatta一字,意思就是“中国的成捆的丝”。考底利耶据说生于公元前四世纪,是孔雀王朝(古印度摩揭陀国的王朝,建于公元前321年,约公元前187年为巽加王朝所取代)月扩大王的侍臣。这说明,最晚在公元前四世纪,中国丝便已输入印度。另外,从梵文的许多字中也可看出,古代印度人民对蚕丝的认识要比希腊人和罗马人准确得多,因为他们知道丝是虫子吐的,丝是茧(旧n)抽成的。
在丝传人印度之前,古代印度人民的衣料只有棉衣、羊毛、鹿皮等。印度古代可能有野蚕丝,但一直到唐代,丝还很少被采用。中国丝的传入给古代印度人民增添了新的衣服材料。到了宋代,靠近两国通商口岸一带的印度人,已经可以穿丝制衣服了。当然,古代中国输入印度的不只是丝织品,而且也有生丝,印度人再把生丝染色加工织成绫、罗。锦、绢。印度绸薄如蝉翼,精美异常。
除了丝之外,古代中国传入印度且对印度文化产生了重要影响的还有纸和造纸术。在古代印度,书写材料有时用木板和竹片,更多的是用烨树皮和贝叶。在梵文古典著作里常会见到“白桦树皮”这个字,最初是书写材料的意思,中国纸输入后,人们便用这个字来称呼纸,可见桦树皮应用之广;贝叶是一种棕榈树叶,大而且长,古代印度人在树叶上面写字、抄经[5] 。过去一般认为,12世纪,纸张才由伊斯兰教徒带到南亚的印度,然而实际情况并不尽然。既然蔡伦造纸术改革之后不久,纸张就大量传入西域、中亚,采用纸张书写的也不限于汉人,那么东汉至南北朝时期,因传播佛教而频繁活动于此地的印度人,或与印度有关之中亚民族,必会接触和使用纸张,因为纸张远比当地传统书写工具树皮、树叶优越。
造纸方法
古代
造纸
参照右方图片,明朝造纸术有五个主要的步骤。从图中可知当时中国的造纸业已经相当成熟,每道工序的专家各司其职,并且已开发出一些造纸专用的工具。
斩竹漂塘:砍下竹子置于水塘浸泡,使纤维充分吸水。可以再加上树皮、麻头、和旧鱼网等植物原料捣碎。 煮楻足火:把碎料煮烂,使纤维分散,直到煮成纸浆。图中可见大锅中的碎料用大石压住,有助于完全煮烂。 荡料入帘:待纸浆冷却,再使用平板式的竹帘把纸浆捞起,过滤水分,成为纸膜。此一步骤要有纯熟的技巧,才能捞出厚薄适中、分布均匀的纸膜。 覆帘压纸:捞好的纸膜一张张叠好,用木板压紧,上置重石,将水压出。 透火焙干:把压到半干的纸膜贴在炉火边上烘干,揭下即为成品。
现代
现今科技一日千里,现代制纸工序已经机械化了。
磨木纸浆(Groundwood Pulp) 利用机械碾磨力以取得木材纤维,又称为机械纸浆(mechanical pulp),主要可再分为一般机械浆、精制机械浆、热磨机械浆等。
化学纸浆(Chemical Pulp) 利用化学法将纤维与木质素分开以取得木材纤维,主要可再分为苏打浆、亚硫酸盐浆、硫酸盐浆等。
半化学纸浆(Semichemical Pulp) 结合机械法与化学法之制浆方式,可再分为中性半化学浆、冷苏打浆、化学机械浆等。
方法的进步
西汉初年,政治
西汉麻纸
稳定,思想文化十分活跃,对传播工具的需求旺盛,纸作为新的书写材料应运而生。许慎著《说文解字》,成书于公元100年。谈到“纸”的来源。他说:“‘纸’从系旁,也就是‘丝’旁”。这句话是说见当时的纸主要是用绢丝类物品制成,与一般意义上的纸是完全不同的。许慎认为纸是丝絮在水中经打击而留在床席上的薄片。这种薄片可能是最原始的“纸”,有人把这种“纸”称为“赫蹄”。这可能是纸发明的一个前奏,关于这种“纸”的记载,可以追溯到西汉成帝元延元年(公元前12年)。《汉书·赵皇后传》中记录了成帝妃曹伟能生皇子,遭皇后赵飞燕姐妹的迫害,她们送给曹伟能的毒药就是用“赫蹄”纸包裹,“纸”上写:“告伟能,努力饮此药!不可复入,汝自知之!”。由此推测纸可能与丝有一定关系。
蔡伦认真总结了前人的经验,他认为扩大造纸原料的来源,改进造纸技术,提高纸张质量,就可以使纸张为大家接受。蔡伦首先使用树皮造纸,树皮是比麻类丰富得多的原料,这可以使纸的产量大幅度的提高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高,因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆,东汉时改用草木灰水制浆,草木灰水有较大的碱性,有利于提高纸浆的质量。元兴元年(公元105年)蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇,汉和帝很称赞他的才能,马上通令天下采用。这样,蔡伦的造纸方法很快传遍各地。
“汉代造纸工艺流程图”形象地再现了两汉时期的造纸术,将麻头、破布等原料经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥后即成为纸张。
史书记载:汉和帝曾到缑氏巡视过,有可能是参观这里的造纸作坊和纸庄(现分前纸庄和后纸庄,位于洛阳汉魏故城东约2000米,面临洛河)很可能是汉代造纸作坊所在地。这两个地方,附近有造纸需要的优越的地理环境,有比较丰富的造纸资源(如麻、楮林等)。
蔡伦献纸之后,造纸技术和纸张广为流传。东汉末年,东莱人左伯也是一位造纸能手。他造的纸,比蔡侯纸更为白洁细腻。赵歧著的《三辅决录》中,提到左伯的纸、张艺的笔、韦诞的墨,说它们都是名贵的书写工具。笔、墨和纸并列,说明纸已是当时常用的书写材料。纸成为竹简、木牍、缣帛的有力竞争者,到了三、四世纪就基本上取代了简帛,成为唯一的书写材料,这就有力地促进了科学文化的发展。
古代造纸
以竹纸为例,《天工开物》中指出:在芒种前后登山砍竹,截断五七尺长,在塘水中浸沤一百天,加工捶洗以后,脱去粗壳和青皮。再用上好石灰化汁涂浆,放在楻桶中蒸煮八昼夜,歇火一日,取出竹料用清水漂洗,更用柴灰(草木灰水)浆过,再入釜上蒸煮,用灰水淋下,这样十多天,自然臭烂。取出入臼,舂成泥面状,再制浆造 纸。这些记载,和后来的民间土法造竹纸过程大体相同。
现代造纸
现代机械造纸
现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工XX等主要步骤:
1.制浆
制浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。
2.调制
纸料的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。
一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤: a. 散浆 b.打浆 c.加胶与充填
3.抄造
抄纸部门的主要工作为将稀的纸料,使其均匀的交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装,故一般常见之流程如下:
a.纸料的筛选
将调制过的纸料再稀释成较低的浓度,并借着筛选设备,再次的筛除杂物及未解离纤维束,以保持品质及保护设备。
b.网部
使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上并均匀的分布和交织。
c.压榨部
将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间,藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度。
d.干燥部
由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52-70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。
e.压光
f .卷纸
g.裁切、选别、包装
取前面已卷成筒状的纸卷多支,用裁纸机裁成一张张的纸,再经人工或机械的选别,剔除有破损或污点的纸张,最后将每五百张包成一包(通常叫做一令)。
现代工厂
造纸的木材锯成合适的呎吋后即进行去皮的工序,将原木放入大型滚筒内,滚筒转动时原木互相磨擦而去除树皮,脱落的树皮会用作锅炉的燃料,去皮后的原木会被切割成1.5到2吋,厚度0.25吋的方形木片,软木(Softwood)片及硬木(hardwood)片因物理特性不同而需分开处理。
木材由细小的细胞膜质纤维(cellulose fibers)以称为木质素(lignin)的胶状物质黏合组成,制造纸浆时利用化学物蒸煮木片分解木质素从而而将纤维分离。将木片放入称为蒸煮器(digesters)的巨大容器内,其功能类似厨房用的压力锅(pressure cooker),木片及化学物在加压下蒸煮1.5到4小时直至成为湿软如燕麦片的混合物,分离后的纤维可悬浮于水上。混合物经清洗以去除剩余的化学物和分解的木质素及漂白至合适的白度(whiteness)。从这里纸浆要通过一系列精炼机(refiners),将纸浆内的纤维壁上线状元素松閞令表层粗糙,纤维互相缠着成为张状。接着加上染料(dyes)及其他添加剂使成品的纸张拥有所需的特性。
纸浆以二十份水对一份纤维的比例加水,通过造纸机的成形布或网(forming fabric or wire),纸浆的纤维互相交织而形成纸张及除去大部分水份。以每分钟3,000呎的高速前进,纸张再通过一系列的吸水布及蒸汽加热称为烘干机(dryers)的滚轴,清除纸张内留存的水份。纸张再经一个涂布工序在纸张两面添加淀粉溶液,淀粉使纸张表面平滑及将来用于印刷时油墨不会化开,由于涂布过程带来水份,纸张需重复先前的烘干程序。烘干后的纸张再通过沉重而光滑的滚轴进行磨光令表面更加光滑,纸张在后方收集卷成大纸卷,再分割成合适阔度的小纸卷,部分原卷包装出货,而部分再加工切成合适呎吋的平张才包装出货。
造纸的基本流程 流程介绍:
水力碎浆机:浆板在水力碎浆机内受到撕裂和相互摩擦作用,从而实现纸浆碎解的目的。
打浆: 打浆使纤维产生变形、润胀、压溃切断和细纤维化等作用。通过打浆,可以改变纤维的形态,使纸浆获得某些特性(如机械强度、物理性能),以保证抄成的纸和纸板能取得预期的质量要求。 净化: 净化的目的在于去除纸料中相对大的杂质,如金属屑、煤渣等。净化设备的原理是利用密度差来选分杂质。常用设备:锥形除渣机。
筛选: 目的在于去除纸料中相对密度小而体积大的杂质,如浆团、纤维束、草屑等。
常用设备:压力筛。
流浆箱: 流浆箱是现代纸机的关键部位。其结构和性能对纸页的形成和纸张的质量具有决定形作用。
其主要任务:
能有效的分散纤维。高湍动流浆箱能产生高强度微湍动,可有效的分散纤维,防止纤维沉淀和在絮聚,可有效的提高纸页的强度。
沿纸机横向均匀的分布纸料。(决定纸幅的横向定量分布)
喷浆稳定,确保浆速与网速相协调。(决定纸幅的纵向定量分布)
网部:纸浆在网部脱水成形。上网纸浆浓度 为0.1~1.2%,出伏辊时纸页干度度为15~25%,成形纸干度为90~95%。由此可见,网部脱水量占总脱水量的90%以上。
压榨部: 利用机械压榨作用进一步脱水提高纸幅干度。同时增加纸的紧度及纸的强度,改善纸的表面性质(如平滑度)。机械压榨脱水在经济上是比较合算的。纸机压榨部多提高1%干度。烘缸部蒸汽消耗量减少5%。从这个意义上来讲,压榨部应尽可能低脱掉水分。采用新式复合压榨,湿纸页出压榨部的干度可达48~50%。
烘干部的作用:
1. 继压榨部后脱出湿纸的水分,使成纸干度提高到92~95%。
2. 提高纸的强度。
3. 增加纸的平滑度。
4. 完成纸的施胶。
压光: 压光机用以提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。
取卷: 将出压光机的纸在线卷成卷筒。
复卷: 卷纸机上卷成的卷筒两边不齐,而且纸幅太宽,必须纵切复卷成卷筒纸或横切成平板纸。
包装: 用定量不小于120g/平方米的包装纸卷到卷筒纸上,形成外包装。
造纸术的发明和发展 纸是我们日常生活中最常用的物品,无论读书、看报,或是写字、作画,都得和纸接触。在工业、农业和国防工业生产中,也离不开纸。今天,如果没有纸,那简直是不可想像的。纸在交流思想、传播文化、发展科学技术和生产方面,是一种强有力的工具和材料。回顾历史,这种重要物质就是我国古代劳动人民发明的。造纸术和指南针、火 药、印刷术并称为我国古代科学技术的四大发明,是我国人民对世界科学文化发展所作出的卓越贡献。
最初的纸是作为新型的书写记事材料而出现的。在纸没有发明以前,我国记录事物多靠龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛之类。商代的甲骨文、钟鼎文实物资料,本世纪以来不断出土;战国到秦汉的竹简、木牍和帛书、帛画,近年来也有大量出土实物。但是甲骨不易多得,金石笨重,缣帛昂贵,简牍所占空间很大,都不便于使用。随着社会经济文化的发展,迫切需要寻找廉价易得的新型书写材料。经过长期探索和实践,终于发明了用麻绳头、破布、旧鱼网等废旧麻料制成植物纤维纸。
关于造纸术的起源,过去多是沿用公元五世纪的历史家范晔(398 —445)在《后汉书·蔡伦传》中的说法,认为纸是东汉的宦官蔡伦(62—121)于汉和帝永元十七年(公元105年)发明的。但是本世纪以来的考古发掘实践动摇了蔡伦发明纸的说法。1933年新疆罗布淖尔汉烽燧遗址中出土了公元前一世纪的西汉麻纸,比蔡伦早了一个多世纪。1957年西安市东郊的灞桥再次出土了公元前二世纪的西汉初期古纸。经笔者对这纸的分析化验,确认它主要由大麻和少量苎麻的纤维所制成。继这之后,1973年在甘肃省居延的汉代金关遗址、1978年在陕西省扶风中颜村的汉代窖藏中,也分别出土了西汉时的麻纸。值得指出的是,1986年甘肃天水市附近的放马滩古墓葬中更出土西汉初文帝、景帝时期(公元前179年到前141年)的绘有地图的麻纸,这是目前发现的世界上最早的植物纤维纸。1990年冬在教煌甜水井西汉邮驿遗址中发掘出三十多张麻纸,其中三张纸上写有文字。这些事实有力地说明了,早在公元前二世纪,我国劳动人民就已经发明了造纸术,而且当时造出的纸已经可以用于书写。
但是早期的西汉麻纸仍有待进一步改进。到了公元二世纪,在东汉宫廷中任尚方令的蔡伦,凭借充足的人力和物力,监制并且组织生产了一批良纸,于永元十七年献给朝廷,从此造纸术在国内推广起来。同时,东汉还进而用树皮特别是楮皮造纸,扩大了原料来源。从这个意义上说,蔡伦在历史上是作为良纸的监制者和推广者的身份出现的,这些活动在客观上对造纸术的发展有利,因此他的作用不应该完全抹杀。
汉代麻纸制造过程,根据我们的实验研究,大体上是把麻头、破布等原料先用水浸,使它润胀,再用斧头切碎,用水洗涤。然后用弱碱性草木灰水浸透并且蒸煮,这可以说是后世碱法化学制浆过程的滥觞。通过碱液蒸煮,原料中的木素、果胶、色素、油脂等杂质进一步被除去,用清水漂洗后,就加以舂捣。捣碎后的细纤维用水配成悬浮的浆液,再用漏水的纸模捞取纸浆,经脱水、干燥后就成纸张。如果纸表皱涩,还要砑光,方能书写。
汉代劳动人民用简单平常的设备,从纺织废料中用化学和机械加工方法使纤维原料更生,制成植物纤维纸,在化学史和工艺史上的确是件值得大书的一项成就。这里有两个技术关键。一是用化学方法把纤维原料中的非纤维素成分去掉,再用强力舂捣使纯纤维素大分子被切短和分丝。二是设计出一种多孔的平面筛,使纸浆能在筛面上滞流,把大部分水滤出后,含少量水的纤维便留在筛面上,再经干燥脱水,就构成一张有一定机械强度的纸。这种平面筛就是抄纸器,是现代长网和圆网造纸机的原始雏型。
公元二世纪造纸术在我国各地推广以后,纸就成了和缣帛、简 牍的有力的竞争者。公元三到四世纪,纸已经基本取代了帛、简而成为我国唯一的书写材料,有力地促进了我国科学文化的传播和发展。公元三到六世纪的魏晋南北朝时期,我国造纸术不断革新。在原料方面,除原有的麻、楮外,又扩展到用桑皮、藤皮造纸。在设备方面,继承了西汉的抄纸技术,出现了更多的活动帘床纸模,用一个活动的竹帘放在框架上,可以反覆捞出成千上万张湿纸,提高了工效。在加工制造技术上,加强了碱液蒸煮和舂捣,改进了纸的质量,出现了色纸、涂布纸、填料纸等加工纸。
从敦煌石室和新疆沙碛出土的这一时期所造出的古纸来看,纸质纤维交结匀细,外观洁白,表面平滑,可谓“妍妙辉光”。公元六世纪的贾思勰还在《齐民要术》中,专门有两篇记载了造纸原料楮皮的处理和染黄纸的技术。同时,造纸术传到我国近邻朝鲜和越南,这是造纸术外传的开始。
公元六到十世纪的隋唐五代时期,我国除麻纸、楮皮纸、桑皮纸、藤纸外,还出现了檀皮纸、瑞香皮纸、稻麦秆纸和新式的竹纸。在南方产竹地区,竹材资源丰富,因此竹纸得到迅速发展。关于竹纸的起源,先前有人认为开始于晋代,但是缺乏足够的文献和实物证据。从技术上看,竹纸应该在皮纸技术获得相当发展以后,才能出现,因为竹料是茎秆纤维,比较坚硬,不容易处理,在晋代不太可能出现竹纸。竹纸应该起源于唐以后,而在唐宋之际有比较大的发展。欧洲要到十八世纪才有竹纸。
这一时期的产纸地区遍及南北各地。由于雕板印刷术的发明,兴起了印书业,这就促进了造纸业的发展,纸的产量、质量都有提高,价格也不断下降,各种纸制品普及于民间日常生活中。名贵的纸中有唐代的“硬黄”、五代的 “澄心堂纸”等,还有水纹纸和各种艺术加工纸。唐代的绘画艺术作品已经有不少纸本的,正反映出造纸技术的提高。
在公元十到十八世纪的宋元和明清时期,楮纸、桑皮纸等皮纸和竹纸特别盛行,消耗量也特别大。造纸用的竹帘多用细密竹条,这就要求纸的打浆度必须相当高,而造出的纸也必然很细密匀称。先前唐代用淀粉糊剂做施胶剂,兼有填料和降低纤维下沉槽底的作用。到宋代以后多用植物粘液做“纸药”,使纸浆均匀,常用的“纸药”是杨桃藤、黄蜀葵等浸出液。这种技术早在唐代已经采用,但是宋代以后就盛行起来,以致不再采用淀粉糊剂了。
这时候的各种加工纸品种繁多,纸的用途日广,除书画、印刷和日用外,我国还最先在世界上发行纸币。这种纸币在宋代称作“交子”,元明后继续发行,后来世界各国也相继跟着发行了纸币。明清时期用于室内装饰用的壁纸、纸花、剪纸等,也很美观,并且行销于国内外。各种彩色的蜡笺、冷金、泥金、罗纹、泥金银加绘、砑花纸等,多为封建统治阶级所享用,造价很高,质量也在一般用纸之上。
这一时期里,有关造纸的著作也不断出现。如宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》,尤其是明代宋应星的《天工开物》,对我国古代造纸技术都有不少记载。而《天工开物》第十三卷《杀青》中关于竹纸和皮纸的记载,可以说是具有总结性的叙述。书中还附有造纸操作图,是当时世界上关于造纸的最详尽的记载。
以竹纸为例,《天工开物》中指出:在芒种前后登山砍竹,截断五七尺长,在塘水中浸沤一百天,加工捶洗以后,脱去粗壳和青皮。再用上好石灰化汁涂浆,放在楻桶中蒸煮八昼夜,歇火一日,取出竹料用清水漂洗,更用柴灰(草木灰水)浆过,再入釜上蒸煮,用灰水淋下,这样十多天,自然臭烂。取出入臼,舂成泥面状,再制浆造 纸。这些记载,和后来的民间土法造竹纸过程大体相同。
造纸术在公元七世纪经过朝鲜传入日本,八世纪中叶经中亚传到阿拉伯。在阿拉伯(古时称“大食”)的报达(今伊拉克的巴格达)、大马色(今叙利亚的大马士革)和撒马尔罕等地组织第一批造纸工场的时候,还是我国造纸工人亲自传授技术以后兴建的。阿拉伯最初造的麻纸,用破布做原料,采用的是我国的技术和设备。阿拉伯纸大批生产以后,就不断向欧洲各国输出,于是造纸术也随后由阿拉伯传入欧洲。
公元十二世纪,欧洲最先在西班牙和法国设立了纸厂,十三世纪在意大利和德国也相继设厂造纸。到十六世纪,纸张已经流行于全欧洲,终于彻底取代了传统的羊皮和埃及纸莎草纸等,此后纸便逐步流传到全世界。
在公元前二世纪到公元十八世纪初的两千年间,我国造纸术一直居于世界先进水平。我国古代在造纸的技术、设备、加工等方面为世界各国提供了一套完整的工艺体系。现代机器造纸工业的各个主要技术环节,都能从我国古代造纸术中找到最初的发展形式。世界各国沿用我国传统方法造纸有一千年以上的历史。 [编辑本段]造纸历史发展 早在东汉(公元25年~公元220年)的蔡伦发明“蔡侯纸”之前,中国已经出现了纸的雏形。中国甘肃省天水放马滩汉墓出土的西汉(公元前206年~公元23年)早期的纸,是现已发现的最早的纸。此外,新疆罗布泊和西安灞桥等地都出土过西汉的古纸。但这些纸都比较粗糙,原料是麻或丝絮。
东汉时,公元105年,宦官蔡伦总结西汉以来的造纸技术并加以改进,开创了以树皮、破布、麻头、鱼网为原料,并以沤、捣、抄一套工艺技术,造出了达到书写实用水平的植物纤维纸,称为“蔡侯纸”。从此,纸逐步取代了竹木筒和帛,成为主要的书写材料。
造纸术到公元7世纪初期(隋末唐初)开始东传至朝鲜、日本;8世纪西传入撒马尔罕,就是后来的阿拉伯,接着又传入巴格达;10世纪到大马士革、开罗;11世纪传入摩洛哥;13世纪传入印度;14世纪到意大利,意大利很多城市都建了造纸厂,成为欧洲造纸术传播的重要基地,从那里再传到德国、英国;16世纪传入俄国、荷兰;17世纪传到英国;19世纪传入加拿大。造纸的发明与传播,使文字的载体成本得到了大幅度的下降,知识在平民中的普及得以实现,从而极大的推动了世界科技、经济的发展。
造纸术的发明,不仅是书籍制作材料上的伟大变革,而且在人类文明史上具有划时代的伟大意义。
敦煌出土大量古纸再次推翻蔡伦是造纸术发明人
中新网兰州5月5日消息:多年以来,中国使用的教科书告诉人们,东汉时期蔡伦开始造纸。而二十世纪以来有几项考古发现表明,在蔡伦之前的西汉时期中国就有“纸”,这两种观点引起了学术界40多年的争论。目前,敦煌出土的大批古纸似乎提供了更有力的证明:早在西汉时期中国就有了真正意义上的纸。
新华网报道说,“蔡伦发明造纸术”的根据,来源于中国重要的史书《后汉书》。由于《后汉书》作者对这一事件的记录非常明确,而且《后汉书》在当时和历史上都具有重要意义和地位,所以在没有其它历史文献为证的情况下,后人认定,是东汉蔡伦发明了造纸术。
1957年,陕西出土了西汉晚期的灞桥纸,1974年,甘肃居延金关汉代亭燧故址出土了金关纸,1978年,陕西扶风中颜村西汉窑藏出土了中颜纸,这些考古发现使学术界对蔡伦造纸的观点提出了异议。1986年,甘肃天水放马滩再次发现了西汉时期的古纸,与以往考古发现不同的是,这次出土的古纸质量较好,纸面平整光滑,质地薄而软,上面还有用细墨线绘制的山川、河流、道路等图形。经专家考证,这张古纸的“生日”是西汉早期,比东汉蔡伦造纸的历史早了300多年。所以,这张目前为止世界上所知最早的天水放马滩纸,当时成为中国在西汉早期就有优秀纸张的唯一物证。
近日,甘肃敦煌悬泉置遗址的考古研究又有重大发现,甘肃省考古所研究员何双全透露,该遗址出土了200多片纸文书残片和麻纸,成为目前中国考古发掘中发现古纸最多的地方。根据同时出土的简牍和地层分析,这些古纸的年代从西汉武帝、昭帝及宣、元、成帝至东汉初到西晋都有。古纸的颜色和质地也非常之多,有黑色厚、黑色薄、褐色厚、白色薄、黄色厚等8种。从残留在纸面上的残渣看,这些古纸主要用麻织物和很细的丝织物制作,用于书写文件、信件及包裹物品。何双全说,此次敦煌出土古纸的数量之大、品种之繁多、时代跨度之久,在中国考古发掘中尚属首次。这些古纸的发现不但有力地印证了蔡伦不是造纸术的发明人,也为中国研究纸的历史发展提供了丰富的实证。
大约在1900年前的东汉时代,有一个叫蔡伦的人改进了造纸术。他把树皮,稻草,破布等原料剪碎或切断浸在水里捣烂成浆。再把浆捞出来晒干,就成了一种轻便又好用的纸。