中國四大發明之壹。人類文明史上的壹項傑出的成就。
紙的作用
紙是用以書寫、印刷、繪畫或包裝等的片狀纖維制品。壹般由經過制漿處理的植物纖維的水懸浮液,在網上交錯的組合,初步脫水,再經壓縮、烘幹而成。中國是世界上最早發明紙的國家。根據考古發現,西漢時期(公元前206年至公元前8年),我國已經有了麻質纖維紙。質在粗糙,且數量少,成本高,不普及。
造紙術的發明
公元105年,蔡倫在東漢京師洛陽總結前人經驗,改進了造紙術,以樹皮、麻頭、破布、舊漁網等為原料造紙。大大提高了紙張的質量的生產效率,擴大了紙的原料來源,降低了紙的成本,為紙張取代竹帛開辟了的前景,為文化的傳播創造了有利的條件。關於蔡倫發明造紙見之古籍記載,《後漢書·蔡倫傳》中說:“自古書契,多編以竹筒;其用縑者,謂之為紙。縑貴而簡重,並不便於人。倫乃造意,用樹膚、麻頭及敝布、魚網以為紙。”後世遂尊他為我國造紙術的發明人。
東漢的許慎在他編寫中國第壹部條理清楚、體系分明的字典《說文解字》裏談到“紙”的來源。他說:‘“紙”從系旁,也就是“絲”旁。’。這句說話見當時的紙主要是用絹絲類物品制成,與現在意義上的紙是完全不同的。紙的發明、發展及傳播也是經過了壹個曲折的過程。
公元105年發明造紙後, 造紙術就從河南向經濟文化發達的其它地區傳播。蔡倫被封到陜西洋縣為龍亭侯,造紙術就傳到漢中地區並逐漸傳向四川。據蔡倫家鄉湖南耒陽的民間傳說,蔡倫生 前也向家鄉傳授過造紙術。東漢末年山東造紙也比較發達,出過東萊縣(今掖縣)的造紙能手左伯。另外,紙和藻飾書通過絲綢之路也先後傳向 北方各少數民族地區。
晉代開始,我國書畫名家輩出,大大促進了書畫用紙的發展。如東晉書法家王羲之,在他父子時期書畫用紙大有提高。晉與南北朝的書寫紙抄經紙為麻和楮皮制造,紙面已敷用澱粉與白色礦物塗料並進行研光。
隋代統壹南北後,唐、宋繼承與發展了數百年造紙的成就,並開辟了唐、宋我過手工造紙的全盛時期:唐代書畫與佛教盛行,使紙的需求劇增,造紙的原料擴大 到用藤和桑皮等。書畫紙還用澱粉硝煮成塗料塗布後再經打蠟,最後用粗布或石塊等揩磨砑光。寫經紙還用黃檗染成黃色以避蠹。北宋時安徽已采用日曬夜收的辦法 漂白麻纖維以制紙,抄出的生紙光滑瑩白,耐久性好。南宋時我國南方已盛產竹紙,王安石、蘇東坡等都喜歡用竹紙寫字,認為竹紙墨色鮮亮,筆鋒明快,當時受到 許多文人墨客的仿效,從而促進了竹紙的發展。宋代不但盛產竹紙,而且開始用稻、麥草造紙。北宋蘇易簡《文房四譜》中記載了浙江人以麥、稻桿做紙漿及與油藤 配用造紙。
到了明代,我國用竹子造紙的技術(指手工)已臻完善,該時代宋應星著的《天工開物》系統敘述了用竹子造紙的生產過程,並附有生產設備與操作過程的插圖。該書已譯成日、法、英文傳人日本與歐洲,是我國系統記述造紙工藝的最早著作。
經過元、明、清數百年歲月,到清代中期,我國手工造紙已相當發達,質量先進,品種繁多,成為中華民族數千年文化發展傳播的物質條件。
造紙術的流傳
我國在發明造紙以後,起先是把紙本書攜往國外,然後造紙術也逐漸外傳。
造紙術到公元7世紀初期(隋末唐初)開始東傳至朝鮮、日本;8世紀西傳入撒馬爾罕,就是後來的阿拉伯,接著又傳入巴格達;10世紀到大馬士革、開羅;11世紀傳入摩洛哥;13世紀傳入印度;14世紀到意大利,意大利很多城市都建了造紙廠,成為歐洲造紙術傳播的重要基地,從那裏再傳到德國、英國;16世紀傳入俄國、荷蘭;17世紀傳到英國;19世紀傳入加拿大。造紙的發明與傳播,使文字的載體成本得到了大幅度的下降,知識在平民中的普及得以實現,從而極大的推動了世界科技、經濟的發展。
針對企圖否定蔡倫是造紙術發明人,否定中華人民***和國是造紙的發明國的歪風,1990年8月18日至22日在比利時馬爾梅迪舉行的國際造紙歷史協會第20屆代表大會壹致認定,蔡倫造紙術的偉大發明家,中華人民***和國是造紙的發明國。據洛陽市地方史誌編委會石建厚同誌考證。位於洛陽漢魏故城近郊的緱氏(今本魏書註:“紙氏”作“緱氏”,馬澗河流經緱氏那壹段河流古時為“造紙河”,沿岸原有“造紙河碑刻”,借已失損。
相關文獻
據史書記載:漢和帝曾到緱氏巡視過,有可能是參觀這裏的造紙作坊)和紙莊(現分前紙莊和後紙莊,位於洛陽漢魏故城東約2000米,面臨洛河)很可能是漢代造紙作坊所在地。這兩個地方,附近有造紙需要的優越的地理環境,有比較豐富的造紙資源(如麻、楮林等)。
古代造紙方法
以我國古書「天工開物」卷中所記載之竹紙制造方法為例,作為介紹。古時以竹子造紙之步驟如下: 1. 斬竹漂塘 斬竹嫩竹, 放入池塘,裁泡壹百日以上,利用天然微生物分解並洗去竹子之青皮。
2. 煮徨足火 將以上所得之竹子,放入"徨″桶內與石灰壹道蒸煮八日八夜。
3. 舂 臼 取出上述處理之竹子, 放入石臼,以石碓叩打直至竹子被打爛,形同泥面。
4. 蕩料入簾 將被打爛之竹料倒入水槽內,並以竹簾在水中蕩料,竹料成為薄層附於竹簾上面,其余之水則由竹簾之四邊流下槽內。
5. 覆簾壓紙 然後將簾反復過去,使濕紙落於板上,即成張紙。如此,重復蕩料與覆簾步驟,使壹張張的濕紙疊積上千張,然後上頭加木板重壓擠去大部分的水。
6. 透火焙幹 將濕紙逐張揚起,並加以焙幹。焙紙的設備是以土磚砌成夾巷,巷中生火,土磚溫度上升之後,濕紙逐張貼上焙幹。幹燥後,揭起即得成紙。
現代造紙方法
現代的造紙程序可分為制漿、調制、抄造、加工等主要步驟
1.制漿的過程 制漿為造紙的第壹步,壹般將木材轉變成紙漿的方法有機械制漿法、化學制漿法和半化學制漿法等三種。
2.調制過程 紙料的調制為造紙的另壹重點,紙張完成後的強度、色調、印刷性的優劣、紙張保存期限的長短直接與它有關。
壹般常見的調制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.抄造過程 抄紙部門的主要工作為將稀的紙料,使其均勻的交織和脫水,再經幹燥、壓光、卷紙、裁切、選別、包裝,故壹般常見之流程如下:
a.紙料的篩選 將調制過的紙料再稀釋成較低的濃度,並借著篩選設備,再次的篩除雜物及未解離纖維束,以保持品質及保護設備。
b.網 部 使紙料從頭箱流出在循環的銅絲網或塑料網上並均勻的分布和交織。
c.壓榨部 將網面移開的濕紙引到壹附有毛布的二個滾轆間,藉滾轆的壓擠和毛布的吸水作用,將濕紙作進壹步的脫水,並使紙質較緊密,以改善紙面,增加強度。
d.壓 光 由於經過壓榨後的濕紙,其含水量仍高達52 - 70%,此時已無法再利用機械力來壓除水分,故改讓濕紙經過許多個內通熱蒸氣的圓筒表面使紙幹燥。
e.卷 紙 由於經過壓榨後的濕紙,其含水量仍高達52 - 70%,此時已無法再利用機械力來壓除水分,故改讓濕紙經過許多個內通熱蒸氣的圓筒表面使紙幹燥。
g.裁切、選別 包裝:取前面已卷成筒狀的紙卷多支,用裁紙機裁成壹張張的紙,再經人工或機械的選別,剔除有破損或汙點的紙張,最後將每五百張包成壹包(通常叫做壹令)。
造紙術的發明和發展
紙是我們日常生活中最常用的物品,無論讀書、看報,或是寫字、作畫,都得和紙接觸。在工業、農業和國防工業生產中,也離不開紙。今天,如果沒有紙,那簡直是不可想像的。紙在交流思想、傳播文化、發展科學技術和生產方面,是壹種強有力的工具和材料。回顧歷史,這種重要物質就是我國古代勞動人民發明的。造紙術和指南針、火藥、印刷術並稱為我國古代科學技術的四大發明,是我國人民對世界科學文化發展所作出的卓越貢獻。
最初的紙是作為新型的書寫記事材料而出現的。在紙沒有發明以前,我國記錄事物多靠龜甲、獸骨、金石、竹簡、木牘、縑帛之類。商代的甲骨文、鐘鼎文實物資料,本世紀以來不斷出土;戰國到秦漢的竹簡、木牘和帛書、帛畫,近年來也有大量出土實物。但是甲骨不易多得,金石笨重,縑帛昂貴,簡牘所占空間很大,都不便於使用。隨著社會經濟文化的發展,迫切需要尋找廉價易得的新型書寫材料。經過長期探索和實踐,終於發明了用麻繩頭、破布、舊魚網等廢舊麻料制成植物纖維紙。
關於造紙術的起源,過去多是沿用公元五世紀的歷史家範曄(398 —445)在《後漢書·蔡倫傳》中的說法,認為紙是東漢的宦官蔡倫(62—121)於漢和帝永元十七年(公元105年)發明的。但是本世紀以來的考古發掘實踐動搖了蔡倫發明紙的說法。1933年新疆羅布淖爾漢烽燧遺址中出土了公元前壹世紀的西漢麻紙,比蔡倫早了壹個多世紀。1957年西安市東郊的灞橋再次出土了公元前二世紀的西漢初期古紙。經筆者對這紙的分析化驗,確認它主要由大麻和少量苧麻的纖維所制成。繼這之後,1973年在甘肅省居延的漢代金關遺址、1978年在陜西省扶風中顏村的漢代窖藏中,也分別出土了西漢時的麻紙。值得指出的是,1986年甘肅天水市附近的放馬灘古墓葬中更出土西漢初文帝、景帝時期(公元前179年到前141年)的繪有地圖的麻紙,這是目前發現的世界上最早的植物纖維紙。1990年冬在教煌甜水井西漢郵驛遺址中發掘出三十多張麻紙,其中三張紙上寫有文字。這些事實有力地說明了,早在公元前二世紀,我國勞動人民就已經發明了造紙術,而且當時造出的紙已經可以用於書寫。
但是早期的西漢麻紙仍有待進壹步改進。到了公元二世紀,在東漢宮廷中任尚方令的蔡倫,憑借充足的人力和物力,監制並且組織生產了壹批良紙,於永元十七年獻給朝廷,從此造紙術在國內推廣起來。同時,東漢還進而用樹皮特別是楮皮造紙,擴大了原料來源。從這個意義上說,蔡倫在歷史上是作為良紙的監制者和推廣者的身份出現的,這些活動在客觀上對造紙術的發展有利,因此他的作用不應該完全抹殺。
漢代麻紙制造過程,根據我們的實驗研究,大體上是把麻頭、破布等原料先用水浸,使它潤脹,再用斧頭切碎,用水洗滌。然後用弱堿性草木灰水浸透並且蒸煮,這可以說是後世堿法化學制漿過程的濫觴。通過堿液蒸煮,原料中的木素、果膠、色素、油脂等雜質進壹步被除去,用清水漂洗後,就加以舂搗。搗碎後的細纖維用水配成懸浮的漿液,再用漏水的紙模撈取紙漿,經脫水、幹燥後就成紙張。如果紙表皺澀,還要砑光,方能書寫。
漢代勞動人民用簡單平常的設備,從紡織廢料中用化學和機械加工方法使纖維原料更生,制成植物纖維紙,在化學史和工藝史上的確是件值得大書的壹項成就。這裏有兩個技術關鍵。壹是用化學方法把纖維原料中的非纖維素成分去掉,再用強力舂搗使純纖維素大分子被切短和分絲。二是設計出壹種多孔的平面篩,使紙漿能在篩面上滯流,把大部分水濾出後,含少量水的纖維便留在篩面上,再經幹燥脫水,就構成壹張有壹定機械強度的紙。這種平面篩就是抄紙器,是現代長網和圓網造紙機的原始雛型。
公元二世紀造紙術在我國各地推廣以後,紙就成了和縑帛、簡 牘的有力的競爭者。公元三到四世紀,紙已經基本取代了帛、簡而成為我國唯壹的書寫材料,有力地促進了我國科學文化的傳播和發展。公元三到六世紀的魏晉南北朝時期,我國造紙術不斷革新。在原料方面,除原有的麻、楮外,又擴展到用桑皮、藤皮造紙。在設備方面,繼承了西漢的抄紙技術,出現了更多的活動簾床紙模,用壹個活動的竹簾放在框架上,可以反覆撈出成千上萬張濕紙,提高了工效。在加工制造技術上,加強了堿液蒸煮和舂搗,改進了紙的質量,出現了色紙、塗布紙、填料紙等加工紙。
從敦煌石室和新疆沙磧出土的這壹時期所造出的古紙來看,紙質纖維交結勻細,外觀潔白,表面平滑,可謂“妍妙輝光”。公元六世紀的賈思勰還在《齊民要術》中,專門有兩篇記載了造紙原料楮皮的處理和染黃紙的技術。同時,造紙術傳到我國近鄰朝鮮和越南,這是造紙術外傳的開始。
公元六到十世紀的隋唐五代時期,我國除麻紙、楮皮紙、桑皮紙、藤紙外,還出現了檀皮紙、瑞香皮紙、稻麥稈紙和新式的竹紙。在南方產竹地區,竹材資源豐富,因此竹紙得到迅速發展。關於竹紙的起源,先前有人認為開始於晉代,但是缺乏足夠的文獻和實物證據。從技術上看,竹紙應該在皮紙技術獲得相當發展以後,才能出現,因為竹料是莖稈纖維,比較堅硬,不容易處理,在晉代不太可能出現竹紙。竹紙應該起源於唐以後,而在唐宋之際有比較大的發展。歐洲要到十八世紀才有竹紙。
這壹時期的產紙地區遍及南北各地。由於雕板印刷術的發明,興起了印書業,這就促進了造紙業的發展,紙的產量、質量都有提高,價格也不斷下降,各種紙制品普及於民間日常生活中。名貴的紙中有唐代的“硬黃”、五代的 “澄心堂紙”等,還有水紋紙和各種藝術加工紙。唐代的繪畫藝術作品已經有不少紙本的,正反映出造紙技術的提高。
在公元十到十八世紀的宋元和明清時期,楮紙、桑皮紙等皮紙和竹紙特別盛行,消耗量也特別大。造紙用的竹簾多用細密竹條,這就要求紙的打漿度必須相當高,而造出的紙也必然很細密勻稱。先前唐代用澱粉糊劑做施膠劑,兼有填料和降低纖維下沈槽底的作用。到宋代以後多用植物粘液做“紙藥”,使紙漿均勻,常用的“紙藥”是楊桃藤、黃蜀葵等浸出液。這種技術早在唐代已經采用,但是宋代以後就盛行起來,以致不再采用澱粉糊劑了。
這時候的各種加工紙品種繁多,紙的用途日廣,除書畫、印刷和日用外,我國還最先在世界上發行紙幣。這種紙幣在宋代稱作“交子”,元明後繼續發行,後來世界各國也相繼跟著發行了紙幣。明清時期用於室內裝飾用的壁紙、紙花、剪紙等,也很美觀,並且行銷於國內外。各種彩色的蠟箋、冷金、泥金、羅紋、泥金銀加繪、砑花紙等,多為封建統治階級所享用,造價很高,質量也在壹般用紙之上。
這壹時期裏,有關造紙的著作也不斷出現。如宋代蘇易簡的《紙譜》、元代費著的《紙箋譜》、明代王宗沐的《楮書》,尤其是明代宋應星的《天工開物》,對我國古代造紙技術都有不少記載。而《天工開物》第十三卷《殺青》中關於竹紙和皮紙的記載,可以說是具有總結性的敘述。書中還附有造紙操作圖,是當時世界上關於造紙的最詳盡的記載。
以竹紙為例,《天工開物》中指出:在芒種前後登山砍竹,截斷五七尺長,在塘水中浸漚壹百天,加工捶洗以後,脫去粗殼和青皮。再用上好石灰化汁塗漿,放在楻桶中蒸煮八晝夜,歇火壹日,取出竹料用清水漂洗,更用柴灰(草木灰水)漿過,再入釜上蒸煮,用灰水淋下,這樣十多天,自然臭爛。取出入臼,舂成泥面狀,再制漿造 紙。這些記載,和後來的民間土法造竹紙過程大體相同。
造紙術在公元七世紀經過朝鮮傳入日本,八世紀中葉經中亞傳到阿拉伯。在阿拉伯(古時稱“大食”)的報達(今伊拉克的巴格達)、大馬色(今敘利亞的大馬士革)和撒馬爾罕等地組織第壹批造紙工場的時候,還是我國造紙工人親自傳授技術以後興建的。阿拉伯最初造的麻紙,用破布做原料,采用的是我國的技術和設備。阿拉伯紙大批生產以後,就不斷向歐洲各國輸出,於是造紙術也隨後由阿拉伯傳入歐洲。
公元十二世紀,歐洲最先在西班牙和法國設立了紙廠,十三世紀在意大利和德國也相繼設廠造紙。到十六世紀,紙張已經流行於全歐洲,終於徹底取代了傳統的羊皮和埃及紙莎草紙等,此後紙便逐步流傳到全世界。
在公元前二世紀到公元十八世紀初的兩千年間,我國造紙術壹直居於世界先進水平。我國古代在造紙的技術、設備、加工等方面為世界各國提供了壹套完整的工藝體系。現代機器造紙工業的各個主要技術環節,都能從我國古代造紙術中找到最初的發展形式。世界各國沿用我國傳統方法造紙有壹千年以上的歷史。