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古代纸张及造纸工艺探究

时间:2023-07-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:[1]4.造纸术的集大成阶段时间为14—20世纪,相当于明清时期,此时传统造纸技术进入总结性发展阶段,表现为造纸原料、技术设备和加工工艺等方面都集历史上的大成;纸的产量、质量、产地和用途都超过前代。

古代纸张及造纸工艺探究

(一)纸的概念及构成要素

1.纸的概念

什么是纸?不同的著作和不同的人有不同的定义。如,1951年版《大苏维埃百科全书》中认为“纸是基本上用特殊加工、主要由植物纤维层组成的纤维物,这些植物纤维加工时靠纤维间产生的联结力而相互交结”。1963年版《美国百科全书》中将纸理解为“从水悬浮液中捞在帘上形成由植物纤维交结成毡的薄片”。1966年版《韦氏大词典》中则认为“纸是由破布、木浆及其他材料制成的薄片,用于书写、印刷、糊墙和包装之物”。1979年版中国《辞海》对纸的定义是“用以书写、印刷、绘画或包装等的片状制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液在网上交错组合,初步脱水,再经压榨、烘干而成”。上述各种著作虽然说法不同,但归纳起来,仍有共同之处,最主要的是指出纸必须由植物纤维制成薄片状。因仅凭此还不能将纸与其他物质相区别,故还要对纸的定义做附加的规定,有的在定义中概括了纸的形成过程,有的补充了纸的用途。这样,才能将纸与其他物质区别开来。

此处采用研究我国古代造纸科学技术的著名专家潘吉星先生对纸的定义:传统上所谓的纸,指植物纤维原料经机械化学作用制成纯度较大的分散纤维,与水配成浆液,使浆液经多孔模具帘滤去水,纤维在帘的表面形成湿的薄层,干燥后形成具有一定强度的由纤维素靠氢键缔合而交结成的片状物,用作书写、印刷和包装等用途的材料。此定义虽然文字较多,却将构成纸这一概念的各种因素都考虑在内了。若要更简洁些,可以简化为:纸是植物纤维经物理—化学作用所提纯与分散,其浆液在多孔模具帘上滤水并形成湿纤维层,干燥后交结成的薄片材料。

在此定义中有两点需要特别加以强调:一是造纸是机械过程和化学过程的结合;二是纸是纤维素大分子通过氢键缔合交织而成,也就是说纤维间产生的连结力不是物理学上的力,而是化学力,且这种连结可用化学结构式表示。

2.纸的构成要素

由上述纸的概念可以看出,要成为传统意义上的纸,须具备以下四个方面的要素:①原料。必须是植物纤维,而非动物纤维、无机纤维或人造纤维,用植物纤维以外原料所制成的纸,不是传统意义上的纸。②制造过程。植物纤维原料经化学提纯、机械分散、成浆、抄造及干燥定型等工序处理而成者为纸,未经这些工序,用另外途径而成者,也不是传统意义上的纸。③外观形态。表面平整,体质柔韧,基本由分散纤维按不规则方向交结而成,整体呈薄片状。④用途。书写、印刷及包装等。只有同时满足这些条件的,才能称为纸,否则,不是传统意义上的纸。

(二)我国造纸技术的发展

考虑到我国造纸技术史自身发展的阶段性和社会历史进程的自身特征,可以将我国造纸技术的发展历史划分为四个阶段。

1.造纸术的兴起阶段

时间为公元前3—公元3世纪,相当于两汉时期,这个阶段还可再进一步分为西汉东汉两个时期。20世纪我国考古出土了大量的西汉的古纸,专家们经过对1957—1979年出土西汉纸的反复而认真的分析化验,确认这些纸都是由破布原料经过切、蒸、捣、抄等造纸工序制造出来的,纸的物理结构和技术指标均符合手工纸要求,都是真正的植物纤维纸。只有灞桥纸较欠佳,纤维细胞未遭强力破坏,帚化程度不高,但仍不失为早期的纸;其余如金关纸、中颜纸和马圈湾纸都是相当好的纸,分丝帚化现象明显。因此,西汉初期已经有了适于做书写和包装用途的植物纤维纸,这已成了学术界的公论,也就是说,至迟到汉初“文景之治”时造纸术已经开始起源。

历经二百多年的稳步积累,东汉时期的造纸术在西汉的基础上有较大发展,特别是蔡伦对造纸术的改进做出了历史性的贡献,以致一段时间以来有蔡伦发明了造纸术一说。

2.造纸术的发展阶段

时间为3—10世纪,相当于魏晋南北朝隋唐五代时期,又可再分为魏晋南北朝和隋唐五代两个时期。在魏晋南北朝时期,整个造纸生产技术体系基本定型,其造纸技术与汉代相比,无论在产量、质量或加工方面,都有明显的提高,并完成了许多启发于后世的创新。在隋唐五代时期,造纸业得到全方位的新发展,超过以前任何时期。

3.造纸术的成熟阶段

时间为10—14世纪,相当于宋元时期,在全面继承前一阶段成就的基础上,造纸生产技术体系趋于成熟。出现了高效制浆造纸技术,长达三丈有余的巨幅匹纸以及论述纸的制造技术和对各种纸作品评的专门著作。[1]

4.造纸术的集大成阶段(www.xing528.com)

时间为14—20世纪,相当于明清时期,此时传统造纸技术进入总结性发展阶段,表现为造纸原料、技术设备和加工工艺等方面都集历史上的大成;纸的产量、质量、产地和用途都超过前代。自19世纪起,西方用机器造纸的技术和设备及其机制纸传入我国,虽然手工纸仍在全国占据主导地位,但乾隆以后手工纸便日趋没落,1930年以后,手工纸为机制纸所取代。

(三)古代造纸的工艺流程

我国古代造纸均为手工造纸,造纸的原料主要是麻、树皮和竹等植物纤维。2000余年的手工造纸方法,经过人们不断改进提高,已经形成了一整套的操作工艺。由于采用的原料和条件要求不同以及随着时代的发展,造纸工艺越来越精,造纸过程会有差别,但生产工艺流程基本如下:选料—浸泡—发酵—蒸煮—洗浆—堆晒—碾浆—抄帘—压榨—焙干—成纸。制造优质的手工纸必须具备以下五个要素。

1.选择合适的原料

选用纤维较长、拉力强、有利于交织的优质麻、竹、树皮等原料,除去根、梢、叶、穗和杂草等杂质。选料要根据季节时令。

2.将原料初步解离成造纸纤维

把原料投入清水池中浸泡数天。浸泡过程中,水中的微生物分解植物纤维中的胶质,从而达到脱胶的目的,并使其中的水溶性物质溶出。捞起后蘸石灰乳露天堆置发酵,进一步去除果胶、色素等。发酵后的原料放入倒扣在一口大铁锅上的木桶内,和石灰(或草木灰、碱)一起蒸煮。蒸煮后的原料在水池中反复清洗,把残灰、残渣、残碱等去除,在向阳的空地上摊开,通过日晒雨淋来自然漂白。通过这样的过程,造出的纸为中性偏碱,纯度较高,原料纤维损害较小。

3.纸张纤维经捶捣后进一步细化帚化

漂白后的浆料用石碾或杵反复捶打,纸张纤维在水中进一步解离而细化和帚化,然后加入杨桃藤等植物胶质,用木棒搅拌。通过这样的过程,纤维较均匀。

4.纤维均匀交织

纸张纤维均匀分散在水中,即可用竹帘抄纸。抄纸技艺越好,纤维越能在纵横方向均匀交织,有利于提高纸张强度。

5.纸页干燥

抄起的湿纸反扣在潮湿的细白布上,待重叠近千张,以杠杆重力压榨,挤去多余水分而成湿纸饼。将湿纸饼一张张揭起,用毛刷轻刷到火墙(焙坑)上干燥即可得到平整的纸张。

手工造纸的生产周期长,劳动强度较大,工具设备简单,生产数量有限,但长期积累的抄纸工艺技术使植物纤维在纵横方向均匀交织、杂质少,能较好地满足书写、绘画等需要。

陕西省西安市长安区北张村有我国目前唯一现存的汉代手工纸作坊遗址,曾出土造纸器物,如纸槽、捣纸浆的石皿、踏压穰的杠杆、石碓等。

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