古代造纸方法
以我国古书「天工开物」卷中所记载之竹纸制造方法为例,作为介绍。古时以竹子造纸之步骤如下: 1 斩竹漂塘 斩竹嫩竹, 放入池塘,裁泡一百日以上,利用天然微生物分解并洗去竹子之青皮。
2 煮徨足火 将以上所得之竹子,放入〝徨〞桶内与石灰一道蒸煮八日八夜。
3 舂 臼 取出上述处理之竹子, 放入石臼,以石碓叩打直至竹子被打烂,形同泥面。
4 荡料入帘 将被打烂之竹料倒入水槽内,并以竹帘在水中荡料,竹料成为薄层附于竹帘上面,其余之水则由竹帘之四边流下槽内。
5 覆帘压纸 然后将帘反复过去,使湿纸落于板上,即成张纸。如此,重复荡料与覆帘步骤,使一张张的湿纸叠积上千张,然后上头加木板重压挤去大部分的水。
6 透火焙干 将湿纸逐张扬起,并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌成夹巷,巷中生火,土砖温度上升之后,湿纸逐张贴上焙干。干燥后,揭起即得成纸。
编辑本段现代造纸方法
现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤
1制浆的过程 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调制过程 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抄造过程 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压 光 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.卷 纸 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。
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)。
1、制作过程:由废纸进入水力碎浆机,水力碎浆机对废纸进行作打浆脱墨,打浆脱墨后的纸浆流入浆池;由提浆泵把纸浆从浆池提入高频振动筛,高频振动筛起到筛选杂物分离作用;筛选后到流入浆池,再由浆泵提入漂洗机,作用是洗浆干净,漂白;漂白后自动流入浆池;再由浆提入磨浆机,经磨浆磨成细浆后,自动流入浆池再由浆泵提入沉沙盘,沉沙盘的作用是将沙灰等杂质沉淀分离出去,后制成纯浆,再由除沙泵提入稳浆箱,稳浆箱作用是调和浆的浓度,之后自动流入网槽后,由网笼毛毯带浆进入烘缸。(烘缸是起烘干作用)后进入成品卷纸。卷纸后进入复卷机,复卷的作用是起复卷打孔压花作用。由大卷复卷成小卷,后进入分切机,分切机的作用是起分切,不同规格长短作用,后经包装到成品。(注:锅炉是起到热气的作用,送入烘缸起到干燥纸的作用)
2、制作卫生纸的原材料可以分为以下几类:
第一类是再生纸,也就是回收纸,这种纸采用回收使用过的纸通过数道工序筛选过滤重新制成的纸浆;
第二类是原浆纸,这种纸采用第一道纸浆,没有经过任何外来的印刷污染,所以是最好的;
第三种是纯木浆纸,这是一个模糊的概念,纯木浆纸可能是原浆纸,也可能是回收纸,一些厂家为了模糊概念,故意将回收纸说成是纯木浆纸。用回收纸做纸巾不够白,往往用更多的荧光增白剂增白,而因为回收纸纤维不均匀,也会采用滑石粉。
3、卫生纸卫生吗?
(1)颜色过白:有些生产厂家为了迎合消费者的心理,提高纸的白度,在生产中一是使用荧光增白剂,而荧光增白剂是一种具有致癌作用的复合有机化合物;二是使用大量的漂白粉,造成纸的内部纤维被严重破坏,纸的拉力特别小,没有劲,使用数量明显增加。
(2)加滑石粉:有的生产单位为降低成本,在卫生纸生产过程中加入了滑石粉,为了提高滑石粉的留着率同时加入淀粉,造成卫生纸重量沉,外观体积小,价格便宜但非常不好用。
(3)有异味:有的厂家生产卫生纸应用的原料主要是麦草和三级生活废纸,细菌严重超标,不得不使用大量化学药品进行消毒,但不论采用什么措施也清除不掉纸中的异味,消费者使用以后会引起多种疾病。
(4)进行膨化:有的厂家为增加纸的体积,像爆米花一样在原料中加入大量膨化剂,生产的卫生纸体积特别大,给消费者造成一种假象——“此种卫生纸数量多,又柔软”,但使用起来效果特别差,拉力非常小,几乎没有吸水性。
4、如何挑选卫生纸
①看产品包装:是否标明卫生许可证号及厂址、邮编、联系电话,有无执行标准等;
②看色泽:纯木浆因为无任何添加剂,颜色为自然的象牙白,纹理相对均匀;
③看耐力强度:纯木浆纸纤维长,拉力大,韧性好,不易断;而质量差的劣质纸有不规则的小洞和掉粉;
④看火烧的结果:好的卫生纸经燃烧后呈白灰状,而劣质卫生纸燃烧后呈黑灰状。
从原料方面看。蔡伦利用植物纤维,主要是废弃的麻料和树皮作原料,以此达到大幅度降低成本的目的。
《后汉书.蔡伦传》说,“伦乃造意,用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸”。其中,麻头、敝布、鱼网这三种都是麻类纤维。所说麻头,是指废旧绳头或纺织的下脚料;敝布,是指麻布类的破布旧衣,因为古代衣服一般用麻布;鱼网,是指不能再用的破旧鱼网,古代织鱼网用的是麻线。所以这三种,都是麻类纤维中的废弃物。蔡伦发现这些废弃之物,其实比新的麻料更利于造纸。
树肤,就是树皮,这里是指谷树皮。中国的谷树,南北各地都能生长;现在的学名是构树,古人又称楮树。谷树皮的纤维,比麻类要细得多,而且强度更高。从蔡伦开始,谷树皮成为制造优质纸的上佳原料。古人因此称纸为“楮先生”,或“楮”。但是,谷树皮所含果胶和木质素,比麻类要多数倍,因此加工的难度特别大。除谷树皮外,桑树皮也是较早用于造纸的上等原料,不过有关蔡伦的记载中未见。由于谷树皮加工难度大,蔡伦照理应该在麻料造纸取得突破以后,才能进而使用谷树皮。
从“伦乃造意”数字可以推知,以麻类纤维为原料并非蔡伦创造,以废弃麻类纤维和谷树皮为原料乃是蔡伦的创造。着眼于利用廉价的植物纤维造纸,由麻类就可能进而想到谷树皮或其它树皮。
从加工方面看。蔡伦针对植物纤维这种原料特点和手工作坊生产的要求,以赋予产品以优异性能为目标,设计自己的工艺过程。
蔡伦是在手工作坊中生产纸,其加工工艺,可参证刘熙《释名》中的话:
中常侍蔡伦锉故布,捣、抄作纸。
不少科技史学者认为,《释名》中“锉”、“捣”、“抄”这三个与手工有关的动词,大体代表蔡伦的加工工艺过程。考《释名》作者刘熙,是东汉末年北海郡(郡治在今山东潍坊市西南)人,其时其地与蔡伦都较近,其说较为可信。再如,惠栋《后汉书集解》引《晋书》亦云:“蔡伦锉、捣故布、网,抄作纸。”又如,魏张揖《古今字诂》云:“中常侍蔡伦以故布捣、锉作帋。”西晋张华《博物志》云:“蔡伦始煮树皮以造纸。”这些较早的文献记录,内容都很接近,无矛盾而可互作补充。综合这些记载,可说明蔡伦造纸的加工工艺过程如下。
1切料与脱胶。
《释名》、《古今字诂》等所说的“锉”,是切断或砍碎的意思。据《说文》:“锉,折伤也。”《玉篇》:“锉,斫也。”锉,在今天造纸工艺中大致就是切料。
造纸原料,经常因其过长而不能加工;特别是麻类,其纤维过长,不切成细料,无法加工成合格的纸。所以,破布旧衣、鱼网、 树皮,这些原料无不需要切碎。切料,可以切断原料中的纤维,使纤维长度符合造纸的要求。这既是方便脱胶,又是为了进一步加工。
张华《博物志》说:“蔡伦始煮树皮以造纸”。树皮造纸为什么要“煮”?原因是树皮不煮不便脱胶。这个“始煮”,证明蔡伦首创革新了造纸中的脱胶工艺,这也说明他具有自觉重视脱胶的科技观念。
脱胶,至今仍是造纸的必要工艺之一。脱胶的目的,是使麻料或树皮中的果胶和木质素,与其中的造纸纤维分离开来。古代分离的方法,一般是在脱胶完成之后,到流动水中去反复漂洗。造纸纤维以纯净而不含杂质为上,因此脱胶以彻底为好。麻料的脱胶,是中国古人的常识。《诗经.东门之池》说:“东门之池,可以沤麻。”这沤麻,就是利用生物发酵方法脱胶。利用麻类纺线织布,事前必经沤麻,这是妇孺皆知的常识。所以,蔡伦用麻料造纸,脱胶时只需沿用这沤麻的办法就行。蔡伦首先发现谷树皮的纤维,是造纸的上佳原料。但是,树皮脱胶的困难比麻料大得多,因此蔡伦进而发明用“煮树皮”的办法脱胶。民间沤麻,有加草木灰等碱性物料的方法,以加速脱胶。蔡伦既有自觉重视脱胶的科技意识,理当沿用此法,然而无记载可考。在造纸工艺中,“煮”的目的是通过加温,使原料脱胶变得既迅速又彻底。再经过漂洗,就能获得不含杂质的纯净造纸纤维。
通过切料和脱胶,以获取合格的和纯净的造纸纤维,这是提高纸张性能的关键工艺之一。
2舂捣纸浆。
文献中一再提到,蔡伦在造纸中使用了“捣”的方法。这个捣,就是舂捣纸浆,与今天造纸行业的打浆是一个意思。
史籍记载,蔡伦舂捣纸浆的工具是石臼。晋代罗含《湘州记》:“耒阳县北有汉黄门蔡伦宅,宅西有一石臼,云是伦舂纸臼也。”南朝宋代盛弘之《荆州记》:“枣阳县一百步许蔡伦宅,其中具存臼,即名蔡子池。”这种石臼,本是汉代早就有的舂米工具。汉代石臼舂米的动力,有人力、畜力、水力等。蔡伦用石臼舂捣纸浆,按理说也能利用畜力和水力。史籍中常把舂纸臼作为蔡伦造纸的标志,看来舂捣纸浆的技术,或者是蔡伦首创的,或者是在他手里成熟的。这在造纸技术上是一个了不起的突破。
蔡伦舂捣纸浆,与现在造纸厂的打浆,科技上的原理是一样的。对于蔡伦的舂捣,造纸科技史作如此评价:
舂捣即机械打浆,是使纤维能相互缔结成纸页的关键工序。……(舂捣以后的纤维)脱水干燥后即形成纤维交织而具有强度的纸张。鉴别出土类麻絮还是纸张,要看它是否经过打浆。机械打浆是造纸过程中耗费较多动力的工序,蔡伦用舂捣方法解决了这一关键而取得成功。
植物纤维的切料和脱胶,这在造纸工艺中是成功的第一步。但是,仅此还不能造出合格的纸张。未经舂捣的纤维,经脱水干燥后不可能紧密地交织起来,结果纤维松散,缺乏必要的强度。在此情况下,虽可使纤维经叠压而成薄片,成为纸状之物,然而由于纤维松散,经不起卷与折,而且渗水性强,造成无法下笔书写。造纸纤维只有经过充分的舂捣,才能使纤维在脱水干燥之后,彼此紧密有力地交织起来。由此形成的纸页,才可能表面细腻,具有必要的强度,具备适当的吸水性能,成为可以书写而又经久耐用的纸张。所以,有了造纸纤维而未经充分舂捣,不可能造出合格的纸张。古代文献中一再强调蔡伦造纸中的“捣”,原因在此。
舂捣纸浆是蔡伦制造合格纸张和提高纸张性能的另一关键工艺。
3抄纸与纸药。
东汉刘熙《释名》所说“捣、抄作纸”的“抄”,就是至今造纸行业仍旧沿用的名称 抄纸。这是造纸的最后一道重要工序。
抄纸所用工具是抄纸帘。经过充分舂捣的纤维,均匀地浮悬在水中。用抄纸帘从这水中抄捞纤维,纤维在帘上很快滤水,进而成为湿纸页,再待干燥以后就是纸张了。据说蔡伦以前的人,用坏丝绵所造絮纸,可能已经使用近似抄纸帘的一类工具。许慎《说文解字》(十三)释“纸”为“絮一苫也”。许慎所说纸,是絮纸。这“苫”,即草苫子的苫,就是草编的帘子,另有人说是用茅草编的帘子,人们用它在水中捞抄坏丝绵纤维而成絮纸。清人段玉裁《说文解字注》认为,这“苫”,乃0之误,进而释为竹帘子。书史专家刘国钧教授赞成段说。这些意见是有益的。不过,抄纸帘可以是草编,也可以是竹编;或许北方多用草编,南方多用竹编。对抄纸来说,不论草编还是竹编,对抄纸帘的共同要求是,在水中能均匀地抄捞纤维,且能迅速地过滤帘上纤维中的水份。那么,蔡伦是否使用抄纸帘?回答是肯定的。因为不仅是《释名》,《后汉书集解》所引《晋书》也说蔡伦“抄作纸”,这“抄”一定是指使用抄纸帘的抄,此外别无可能。蔡伦的抄纸帘,与许慎所说“苫”等很可能有联系,大概经过了改进革新,具体情况已不可知。
在抄纸工序中,另一重要工艺是使用纸药。古代的纸药,是从某些新鲜植物中提取的一种粘滑液汁。造纸纤维经舂捣以后,成为纸浆。纸浆之中唯有加进了纸药,才可以使纤维均匀地浮悬在水中,不产生聚积沉淀现象。纸药的奇妙作用是:一,促使抄纸帘抄捞的纤维,在帘上分布均匀,以免纸张厚薄不匀;二,使湿纸页经叠堆在一起,再经压榨脱水之后,彼此不会产生粘连现象,仍能够一页一页地分页揭开。因此,有抄纸帘而无纸药,无法连续不断地抄纸。日本纸史专家山下寅次教授、秃氏佑祥教授等中外学者都认为,纸药是蔡伦发明的。此说可信。因为不用纸药,就不能解决纸坊手工生产的不间断性。如此生产一张两张样纸未尝不可,若要不间断地进行连续的手工生产,却是非用纸药不可,此外不存在第二种方法。据文献记载,自蔡伦发明“蔡侯纸”,立即出现“天下莫不从用”的局面,从此朝廷开始供应官员所需纸张,全国文人纷纷用纸抄书写信。要是东汉的纸坊尚不使用纸药,生产数量必定非常有限,怎能出现“天下莫不从用”这种热闹局面?怎能基本满足全国之需?因此,自蔡伦开始的东汉纸坊非用纸药不可,此外别无它法。纸药问题,理应是蔡伦在尚方的纸坊生产中解决的。这是推论,相信是合理的推论。
抄纸帘与纸药相配套的抄纸,为纸坊中连续不间断的手工生产,提供关键性技术。
综上所述,蔡伦的造纸工艺路线,包括原料与加工过程两部分,成为一套完整而成熟的生产工艺技术。靠这套生产工艺,在作坊中生产出合格的纸张 “蔡侯纸”。其中,需要从科技上解决的重大问题主要有三个:一是降低产品成本;二是保证产品性能及质量;三是在纸坊中实现连续不间断生产。诚然,蔡伦不可能不继承借鉴别人的科技成果。但是,足以解决上述问题的一套完整而成熟的生产工艺技术,在蔡伦以前并不存在。因此,这套完整而成熟的生产工艺技术,是蔡伦自己的发明创造。
纸的制造过程
1:伐树做材料 2:裁切成适当的长度 3:剥去树皮 4:切成碎片 5:切成薄片
6:将薄片集中处理,运往造纸厂 7:以药水和蒸气做成纸浆 8:用药水冲洗
9:去除杂质 10:漂白纸浆 11:在纸浆中加入药水 12:用网子沥乾水分
13:放在毡子上吸水 14:以高温烘乾水分 15:以压光机做压光处理
16:做成纸卷
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在中国,纸的发明得归功于汉朝的太监蔡伦(约公元105年;中文版编者按:近年的历史考证显示,这个时间还要往前推)。当时的纸是以竹子根、碎布、大麻等为原料制造的,制造过程是把这些东西捣碎、煮熬、过滤、将残渣铺开晒干而成。纸的制造和使用渐渐随着丝绸之路的商贸活动向西北传播开去。公元793年在波斯的巴格达建成了一座造纸厂。造纸术从这里传到了阿拉伯诸国,首先传到了大马士革,然后是埃及和摩洛哥,最后到了西班牙的爱克塞洛维亚。公元1150年摩尔人建起了欧洲第一座造纸厂。后来于1189年在法国的何朗特,1260年在意大利的伐布雷阿诺,1389年在德国先后建立了造纸厂。此后,英格兰有一个名叫约翰·台特(John Tent)的伦敦商人于1498年在国王亨利二世在位时开始造纸。19世纪,以碎布和植物为原料的纸基本上被以植物浆为原料的纸所替代。
蔡伦总结了前人造纸的经验,带领工匠们用树皮麻头、破布和破鱼网等原料来造纸。他们先把树皮、麻头、破布和破鱼网等东西剪碎或切断,放在水里浸渍相当时间,再捣烂成浆状物,还可能经过蒸煮,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下晒干,这样就变成纸了。
用这种方法造出来的纸,体轻质薄,很适合写字,受到了人们的欢迎。东汉元兴元年(公元一0五年),蔡伦把这个重大的成就报告了汉和帝,汉和帝赞扬了他一番。从此,全国各地都开始用这样的方法造纸。
蔡伦
蔡伦字敬仲,东汉桂阳郡人。汉明帝永平末年入宫给事,章和二年(公元88年),蔡伦因有功于太后而升为中常侍,蔡伦又以位尊九卿之身兼任尚方令 。
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