四 汉代造麻纸工艺过程图

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: 110120020230001005
颗粒名称: 四 汉代造麻纸工艺过程图
分类号: TS72
页数: 5
页码: 97-101
摘要: 本文详细描述了从西汉初期到东汉中期造纸技术的演变过程,特别关注了造纸设备如纸模的改进与发展。通过模拟实验和历史资料的对比,揭示了杵臼到踏碓、织面纸模到帘面纸模的技术进步对造纸生产效率和纸张质量的影响。实验结果表明,帘面纸模的使用使得纸张更加光滑,易于揭取,且纸张上留下的帘纹成为其独特特征。此外,文章还探讨了不同原料对纸张质量的影响,如破布和鱼网的使用。这些发现不仅丰富了我们对古代造纸技术的认识,也为现代造纸工艺的发展提供了历史借鉴。
关键词: 汉代造纸 设备 造纸技术

内容

在我们弄清其制造技术过程及所用工具后,应当形象地再现先人造纸生产的劳动情景。此为笔者多年欲实现的一个心愿,因为古书没有这类图画保存下来。这项工作应当在研究的基础上进行。先前有人绘制过汉代纸工“原始造纸操作图”②,且作为纪念邮票发行于世。但此图没有经过对汉代造纸术的实际研究,一眼望去便发现并非“原始造纸”,而是将明代《天工开物》中造竹纸图稍作改绘而成,这中间有两干年之时差。结果把汉代造纸过程和所用设备画成与明代和近代相似,这就失去历史真实了。图中纸工跪着持杵击大口径金属罐中的纸料,也不合理。凡参加过这项劳动的人都知道,这种姿式是无法施力的。汉代早期的纸是借日晒自然干燥,而图中则画出明代人工强制干燥装置“焙笼”。因此汉代造纸图需要重绘。
  我们在理清此时造纸技术后,参照出土实物,设计出一幅技术操作草图,再请美术工作者张孝友先生加工润色,以就教于读者(图2-11)。图中人物形象、服装、发式,参考了长沙马王堆一号西汉墓及临潼秦始皇兵马俑有关造型。我们感到美中不足是,有些人物(尤其妇女)服装虽符合汉制,但不是劳动者劳动时所用,显得艺术化了。但图既已发表,而且已流行中外,便不必再改了。但表现的操作工序、设备和动作姿态,恐怕是符合事实。此图既反映西汉,又反映东汉造麻纸技术,若画两幅就要雷同。所要注意的是,东汉所用有的设备有改进,如舂纸兼用杵臼及踏碓,纸模可能与西汉不同。
  用前述西汉12步技术工序,以破布、绳头为原料,是可以造出白度为40%以上的麻纸的。我们的模拟实验表明,用此法所造之纸,与出土西汉纸(如金关纸)是一致的。实验还表明,如原料中混入一些旧鱼网,则用此过程所造之纸,总含有硬的未打散的网结凸出于纸面,不能适用于流利书写。如果全用鱼网为料,虽也可造出纸,但纸面硬状网结很多,表面滞手,白度下降,更不适于作书写。而我们化验迄今所有西汉纸,只发现原料为破布(占绝大多数)及少量废旧麻绳,没有发现鱼网,看来鱼网为原料造纸是从东汉中期即蔡伦时代开始推广,而文献也是这样记载的。这就要求对原有工艺过程及生产设备予以改进。西汉捣料多用杵臼,以双手持杵击臼相对说冲力不大,又很费力,实验表明,用杵臼要将鱼网网结击碎是很难的,可能一次舂捣还不够,需要再加一道舂捣及洗涤工序,才能将绝大多数网结打散。蔡伦时代尚方造纸,应当附加第二次舂捣。另一方面,东汉除用手动杵臼外,还用脚动踏碓①。它由埋在地下的石臼槽、附有石杵头的较长踏杆及轴承组成。人双手倚在扶杆上,以脚踏踏杆一端,通过轴承的杠杆作用将另一端碓头高高举起,再自动落在石臼槽中捣料。另一人蹲在旁边翻料。因碓杆长度大于杵杆,通过人力和机械力的作用,使碓头冲程大于杵头,因而冲力更大。又由于用脚踏,除脚力外,还有人身重力同时施于受力点,原动力大于用杵臼的手力,人的劳动强度反而减少。这是苦干加巧干的产物。东汉初的桓谭(前33~后39)《新论》谈到踏碓时指出:“及后人加巧,因延力借重身以践碓,而利十倍杵臼”。四川出土的东汉画像砖上,有的就刻画出踏碓图。我们在实验中体会到,用踏碓捣纸料,虽然也是男性纸工从事的重体力劳动,但毕竟比杵臼省力,而舂捣效果更好,生产效率明显提高。
  西汉初期抄纸用织纹纸模,其形制及用法前已述及。我们从出土西汉末的纸上见有明显可见的帘纹,而且实测每根帘条直径为0.3毫米,说明是帘面纸模抄造的。其制法是先制成木框架,再以细竹条(制成圆条)借丝线编成与框架大小相当的帘子,将帘子固定在框架上。帘面与边框交接的框边四周,同样留出0.5~1.0厘米高的边沿,以贮留纸浆。帘面与框架固定一起,不可拆开(图2-12)。其抄造方法与织面纸模是一样的,也分浇注与捞抄两种方式。如无竹,可以其它细而硬的植物茎杆代之。但编帘的条必须光滑,条与条间距离要很小,否则跑浆,一般中间只有编帘丝线股那么粗的距离。我们同时用织面纸模与帘面纸模作抄纸对比实验,发现后者滤水快,湿纸层的纤维不易粘附于帘面,半干或全干时易于揭纸,因为帘面是与纤维不同的光滑竹条制成。用这种纸模抄纸,纸上留着横向规则排列的帘条纹,而不呈经纬纹,有时还可看到与帘条纹垂直的一排排编帘的丝线纹或编织纹,其间距较大,1.5~3.0厘米之间。如果编织纹较细或纸较厚,有时只见帘条纹。由罗面纸模到帘面纸模,是个技术进步。
  当然,制造帘面纸模时,要在帘面下部从上下边框中安上若干支柱,紧贴近帘面,起支撑作用,否则纸浆会将帘条压弯或压断。我们在出土古纸上有时看到帘纹不直而出现弯曲现象,就是纸帘用久被纸浆压弯的结果。帘面纸模分为两种,一种是上述固定式的。用这种纸模抄纸,一般要晒干后才揭纸,因此抄出一张湿纸,要换另一个纸模再抄,待湿纸干后再用上一个纸模。而自然干燥至少一个小时左右,因此用固定纸模时,设备周转使用率不高。后来发现用帘面纸模抄出的纸,在半干时即可揭开,将纸摊在木板上或用石灰刷过的平滑墙面上令其全干,这样可使纸模周转使用率成倍地提高。而用织面纸模则作不到这一点,因为湿纸在模面粘附得较紧,一揭便易揭破。织面纸模的滤水孔为规则排列的无数小方孔,其吸着纤维的能力大大超过帘面纸模上的长方孔,又由于帘条不是由软的细线构成,而是硬而光滑的竹条或植物茎杆组成,有对吸着纤维的抗拒力。其滤水方式是通过条间空隙,而不是织面经纬线形成的小方孔。这一切使得帘面纸模上纸层可在未干前揭下。
  中国从什么时候作到将半干纸从纸模上移开,另在硬性平面上快速干燥呢?对这样一个专门技术性问题,当然不能指望从文献上找到答案。我们的模拟实验表明,只要用帘面纸模,就能作到这一点。这是个前提条件。而西汉后期这样的纸模已经投入生产,因此将半干纸从纸模上移去的技术,时间上限为西汉后期,即公元初的王莽执政前不久或执政期间。其下限为东汉中期蔡伦时期。单从出土纸上帘纹,还不能判断湿纸是在半干或全干时揭下。为稳妥起见,不妨把时间先定在下限。
  三十多年前,我们到手工纸产区调查时,听说过去蔡伦庙内的蔡伦泥塑像下面,有一鸡一猪。有趣的是,瑞士汉学家奇霍尔德(J.Tschichold)在其《中国古代论述中的造纸发明者蔡伦》(DerErfinderdesPapiers,Ts'aiLun,ineineraltenchinesischenDarstelung,Zurich,1955)书中附有一幅插图,为清代乾隆年间(18世纪)彩色套印的木板画,画上有蔡伦,其下也有一叠纸,旁有一鸡、一猪①。
  这究竟是什么意思呢?有人说鸡和猪是祭祀品,但纸坊的老纸工告诉我们,相传在汉代时人们不知道半干的湿纸可以揭下来作快速干燥。有一次湿纸的一角被鸡和猪用嘴掀了起来,但并没有掀破,人们顺着掀开的一角能将整个一张半干半湿的纸揭起。为了纪念这件事,便把鸡与猪也与蔡伦放在一起供养。我们每到一处都听到这种民间口碑,看来是从古代传下来的。这种民间传说是否有历史根据,且不作评论。但汉人总会在实践中注意到湿纸有一定强度,可以揭下而不裂开,不一定要由动物来启发。而一旦认识到这一点,便会自觉地加快湿纸干燥过程,提高纸模的利用率。至迟在东汉中期已作到这一点。
  而一旦作到能将湿纸从纸模的帘面上移出,便很快就完成另一项重大技术革新,即活动式帘面纸模的出现。它是由固定式纸模演变出来的。由三部分组成,一是竹帘,上部有竹条固定帘的上边,以圆而细的木棍固定帘的下面,两边以布包边。二是长方形木框架,中间有若干方木条(楞部向上)支撑,又叫帘床。将帘放在帘床上,两边以木制边柱绷紧,构成帘床纸模,以此捞纸。三部分构件都可合可拆。捞出湿纸后,取下边柱,将帘从帘床上提起,再
  将有纸的一面倒扣在木板或石板上,湿纸便脱离帘面而附着于板上。再将帘重置于床上,以两边柱固定后,重行捞纸,捞出纸后再以同样方法将有纸一面覆盖在上次捞出的湿纸上,提起帘,湿纸便叠在上次湿纸上,如此叠至千百张,经压榨脱水后,揭起半干半湿的纸,放木板或墙面上快速干燥。显而易见,只要用一个活动式帘床,便可连续抄造大量的纸,而无需再用更多的纸模。使用这种纸模可大大降低生产投资与成本,提高其设备使用率,减少生产所需时间。只是操作时较固定式纸模稍微复杂一点,熟中生巧,还是很容易掌握的。对这种抄纸器的构造,将在本书第三章第三节中加以介绍。这种分合式活动帘床抄纸,至迟在东汉末期至魏晋时已较普遍使用了,其上限可追溯至东汉中期。此后长达千年间几乎没有什么变化地沿用,直到今天。这是造纸业中的重要设备,如同纺织业中的织机那样。帘床纸模的尺寸与前述固定式纸模应当大体一致,至后世才逐渐加大。因而造麻纸技术从西汉演变到东汉中后期,已形成一种完整定型的生产模式。
  东汉麻纸制造过程至少包括下列工序:
  (1)浸湿麻料→(2)切碎→(3)洗涤→(4)草木水浸料→(5)蒸煮→(6)洗涤→(7)舂捣→(8)洗涤→(9)再舂捣→(10)洗涤→(11)配浆料并搅拌→(12)抄造→(13)干燥→(14)揭纸。
  采用这一流程,便可以旧鱼网为原料造纸。如前所述,在舂捣和抄造上还使用了更有效的设备,东汉宦官蔡伦在和帝时主持的尚方造纸,便有可能通过这一工艺过程造出较好的麻纸。有些工序操作基本与西汉同,已一并绘入图2-11中,不再另绘。注意,图中所用踏碓为东汉常用捣纸料设备,而抄纸则用帘面纸模,在半湿状态下揭下快速干燥。这时有可能用活动式帘床纸模,为稳妥起见,还是不能说得过死。只能说上限可追溯到这一时期,这就是为什么我们把这种纸模的构造图放在魏晋那一章的原因。东汉中期既已造出楮皮纸,则其制造工艺应比麻纸要增加一些工序。由于早期楮皮纸未见实物遗存,无从作分析化验和模拟实验,本章暂不作探讨。

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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