二 汉代造纸的技术过程

知识类型: 析出资源
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内容出处: 《中国科学技术史:造纸与印刷卷》 图书
唯一号: 110120020230001003
颗粒名称: 二 汉代造纸的技术过程
分类号: TS75
页数: 3
页码: 92-94
摘要: 本文详细描述了西汉时期造麻纸技术的实验模拟过程,包括原料的机械预处理、化学处理、机械再处理、制浆与捞纸以及纸的后处理等五个主要步骤。通过对比分析模拟实验产物与历史上不同时期的实物纸,解开了两汉造麻纸技术之谜。其中,第七方案被认为是两汉初期造麻纸技术方案,而第八方案则可能是西汉末至东汉初的技术阶梯。本文的研究方法是通过实验与理论探讨相结合,对于理解古代造纸技术具有重要的学术价值。
关键词: 造纸 工艺学 造纸技术

内容

现在谈第四模拟实验方案。这一方案除舂捣外,加了草木灰水处理工序,即稍微用了一点化学力,而没有蒸煮,情况便明显不同。颜色由灰变为浅米黄色,产物已进入纸的范畴,但质量较差,不过有柔软性和机械强度。这一方案采用了下列工序:
  (1)浸润麻料→(2)切碎→(3)洗涤→(4)草木灰水浸料→(5)舂捣→(6)洗涤→
  (7)配浆液并搅拌→(8)抄造→(9)晒纸→(10)揭纸。
  由第一方案的八步增加到10步工序。用这个流程已可造出较粗糙的纸。将模拟纸作显微分析,所测得的技术指标,大体上与灞桥纸类似(见第一章第三节表1-2)。这是西汉时造纸的起码步骤。鉴于1986年出土了比灞桥纸更早与更好的西汉初放马滩纸,因此在这个流程中至少还要加上一道蒸煮工序,介于第七、八方案之间:
  (1)浸润麻料→(2)切碎→(3)洗涤→(4)草木灰水浸料→(5)蒸煮→(6)洗涤→
  (7)舂捣→(8)洗涤→(9)配纸浆并搅拌→(10)抄造→(11)晒纸→(12)揭纸。
  以上所述的步骤,应当是西汉造纸时采用的步骤,因为产物与灞桥纸以外的其余西汉纸相近。第五、六方案只具有实验和理论探讨意义。而第七、八方案相当于西汉末及东汉初时的技术阶梯,而第九方案可能是东汉中期蔡伦时代所用的步骤。第十方案则是汉以后采用的步骤,而第十一方案已接近近代凤翔麻纸技术。这都是将实验产物与历史上不同时期的实物纸对比后得到的认识。因而通过这个研究方法,终于解开了两汉造麻纸技术之谜。我们认为第七方案是两汉初期造麻纸技术方案,放马滩纸、金关纸等应当以此法制出。灞桥纸也可能同样如此,但蒸煮过程效率低。现将第八方案采取的12步骤分组加以讨论,借以探知西汉早期造麻纸技术的细节:
  西汉造麻纸技术过程
  (1)原料的机械预处理(浸湿、切碎、洗涤):取大麻、苎麻所制的废旧破布、绳头、鞋底,称重后放入筐或篮内,在清水(河水)中浸泡,待湿透后取出,洗去污泥或尘土,粗砂弃入水中。将浸湿的原料用利斧切成小块(图2-3),随时剔除其中金属物、木屑、羽毛、皮革等杂物及腐烂物。切好后,放入筐或篮中,在河水中洗涤。
  (2)原料的化学处理(浸草木灰水、蒸煮、洗涤):根据模拟实验,麻料不经化学腐蚀,舂捣时难以得到较纯而分散的纤维,即令勉强造出纸,拉力甚差、表面滞手而不便使用,同时白度也不能提高。将各种草木烧成灰,以热水浸渍,过滤,即可得到草木灰水(图2-4)。浓汁以手触之,有腐蚀性。古书还常提到用藜科植物藜(Chenopodiumalbum)灰作草木灰水,力量较大,也可用石灰水。将切碎的麻料以草木灰水浸透,再放入蒸煮锅中(图2-8)。锅为铁制,锅上置箅子,再在上面置一上下开口的木桶。将浸灰水的麻料从上口装入桶中,再淋入草木灰水经麻料进入锅中。燃柴薪火蒸煮。其目的是脱色、除杂质、提纯纤维,并使之腐蚀,便于以后舂捣。因蒸煮液呈碱性(pH>7),实际上是后世碱法制浆技术之滥觞。蒸煮后,将麻料取出,放筐内于河水中洗净,锅内黑液弃去。
  (3)机械再处理(舂捣、洗涤):洗后之料已松软变白,分批放石臼中人工舂捣(图2-
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  )。边捣边翻动,直到捣碎为止。这是造纸最费体力与时间的工序。舂捣目的是以机械力使纤维轧短、分散成细纤维,分丝散开,抄成紧密的纸。舂捣粗细会影响到纸的质量。舂碎后,还要在河水中洗涤,以最后洗去灰粒、泥土等夹杂物。
  (4)制浆与捞纸:麻料经捣、洗后,呈白色或银白色绵絮状,放入长方形木槽中,再加极清净的井水或泉水,制成适当稠度的悬浮液即纸浆(图2-5)。再以棍充分搅拌,使纤维在水中分散并漂浮,这道工序俗称打槽。纸浆太稠或太稀都不好。可取出一勺浆液,慢慢倒回槽内,如液流中纤维丝丝相联即为适度,亦可临时捞出一张纸,看稠度如何,再补加纸料或水。我们模拟实验用纸模,是临时设计的。先制成长方形木制框架,再将罗面或竹帘固定在框架上(图2-9)。抄造时有两种方式可用,一是将纸模放在浆液表面上,向其中浇注浆液,再摇动纸模(勿离开液面),使纤维均匀分布。垂直提起纸模滤水,便形成湿纸一张。另法是将纸模斜向插入浆液(不要太深),来回摇荡,再提起滤水,也能成纸。两法各有短长,后法操作简便迅速,前法可抄更大的纸。纸张的厚度及均匀度,一是取决于浆液质量,二是取决于抄造手法。此工序由经验丰富而技术熟练的纸工承担。
  (5)纸的后处理(晒纸及揭纸):湿纸成型滤水后,仍保有水份,没有足够强度,必须干燥脱水。用上述固定式纸模捞造,不脱水便无法揭下纸。所以要将许多带有湿纸的纸模放在外面日晒,自然干燥后揭下便是成品纸(图2-9)。用这种纸模抄出的纸,表面不一定平滑,用时还要用滑细石面砑光,这可说是最古的加工方式(图2-6)。发现西汉罗布淖尔纸的黄文弼先生,生前曾告诉笔者,他在纸上看到有砑光的痕迹①。
  西汉初麻纸大体说便由这12步工序制成。有时用同样步骤及设备,因操作精粗不同,所造纸质量便出现高下之别。但这12个步骤是必须具备的。事实证明,从造纸术发明时起,便用作书写及包装两个用途,而且采用机械与化学处理相结合的方式生产。草木灰水的使用由来已久,古代用于处理蚕丝及洗衣,将其用于造纸是顺理成章的事。我们一提蒸液蒸煮,有人就怀疑汉代是否有此可能,这是因其从现代概念出发,将碱性理解为苛性碱(KOH),实际上草木灰水及石灰水也呈碱性,只不过是弱碱而已。可以说西汉造麻纸技术是一种手工造纸的标准生产模式,不但为此后历代所效法,而且为以后各国所仿行。西汉末王莽执政时期,造纸术一度发展,标志之一是用滤水性良好的帘状纸模抄造,提高了工效,改善了纸质。中后期用草木灰水蒸煮时期较长,因而提高了纸的白度和纤维的腐蚀度,再加上有效的舂捣,加强了纤维的分丝和细纤维化。这都有出土实物为证。

知识出处

中国科学技术史:造纸与印刷卷

《中国科学技术史:造纸与印刷卷》

出版者:科学出版社

本书利用最新考古发掘资料,对出土文物的检验、传统工艺的调查研究和中外文献的考证,系统论述中国造纸及印刷技术的起源发展以及外传的历史,从而揭示出中国“四大发明”中两项发明的系统历史。全书共三编十七章,内容深入浅出,资料翔实,别具特色。

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