三 中国造纸技术的再传入和欧洲造纸的近代化

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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: 110120020230001277
颗粒名称: 三 中国造纸技术的再传入和欧洲造纸的近代化
分类号: F416
页数: 4
页码: 594-597
摘要: 本文记述了中国抄纸竹帘的可弯曲性启发了近代造纸机的发明,法国罗伯特和英国富德里尼尔等人基于这一思想,发明了长网和圆网造纸机,实现了无限长纸的制造,推动了欧洲造纸业的近代化。这一进程的关键在于运用多元化原料、可弯曲纸帘抄纸、圆筒纸模旋转抄纸、旋转压榨去水、强制干燥和机器生产等技术思想,实现了手工到机器生产的转变,推动了造纸技术的快速发展。
关键词: 造纸技术 欧洲 近代化

内容

中国抄纸竹帘的可弯曲性体现一种先进的造纸思维方式,因而有极大发展前途,是通向近代造纸机的必要阶梯。美国著名纸史家亨特说:“今天的大[机器]造纸工业,是根据两千年前最初的东方(中国)竹帘纸模建造的②。”
  这个论点正确而公允,但需要加以解说,才能使更多的读者了解其含义。如前所述,欧洲18世纪面临的造纸问题是原料单一,工艺过程繁琐,抄纸设备陈旧,不能造大幅平滑纸。在解决原料问题后,下一步要解决的问题是简化工艺程序和对竹帘抄纸器的改革。具有工业革命背景的欧洲人这时认识到,解决问题的出路在于实现造纸过程的机械化和近代化,以赶上其他已实现这两化的工业部门。因为在手工生产方式下用再好的竹帘抄纸,成纸的长宽度总要受到限制,欧洲人在中国技术和设备的启发下思路大开,想要用机器代替手工劳动,造出无限长的纸,这就导致近代造纸机的发明。
  第一个作出这种尝试的是法国人罗伯特(Nicolas-Louis Robert,1765~1828)。他曾受雇于迪多(Francois Didot,1730~1804)在埃松(Essonnes)经营的法国最重要的纸厂,在厂主支持下1797年作了用机器造纸的试验,后来终于制成功两张大纸。1798年11月8日,罗伯特申请发明专利。他在申请书中写道:
  几年来我受雇于法国一家主要的纸厂,一直梦想简化造纸操作程序,用最低的成本制造幅面特别大的纸,而且不用任何工人,只用机器方式操作。通过努力工作、经验积累,并付出可观的代价,我取得成功,所制成的机器实现了我的预想。这种机器能减少工时与成本,且能制成长12~15米的大张纸,……。总之,我在埃松工厂主、公民迪多的厂家所建造的机器,业已启动①。
  法国政府部门迅速承认了罗伯特的发明,允许其拥有15年专利权,且奖以3000法郎以制造更大的机器。根据罗伯特在原始材料中的描述,他的机器是将一长的竹帘两头接起,形成类似坦克履带那样的无端长椭圆形抄纸帘,由两个转轮驱动,使其沿水平方向在纸槽上移动。浆料桶中的纸浆通过导流装置均匀流到帘面,纤维留在帘上,水从帘面空隙流入纸槽中。湿纸层经包有毛毡的滚筒压榨,便可以脱离纸帘,再吊起晾干。纸帘抄出一张纸后,移动至一端时,再像坦克履带那样转动到下方,再由另一端重新转动于上方抄纸,沿着长椭圆形轨迹循环转动。这就是近代第一台长网(长帘)造纸机(图17-8),它的结构相当简单。罗伯特说“甚至小孩子都能操纵这台机器”。
  因法国大革命爆发而引起的社会动荡,造纸机没有能取得进展,罗伯特又将专利权转给迪多。迪多请其姻亲英国工厂主甘布尔(John Gamble)措筹资金用罗伯特的图纸重造机器。甘布尔发现伦敦文具商富德里尼尔(Henry Fourdrinier,1766~1854)兄弟有意投资,又建议请机械师唐金(Bryan Donkin,1768~1855)按罗伯特的发明制造机器。制成后,1803年获英国专利。次年唐金又加以改进,这种长网造纸机便称为“富德里尼尔”(Fourdrinier),与原文具商富德里尼尔同名。法国的发明现在却打上了英国的烙印。由于富德里尼尔兄弟申请的专利中没有提出,如其他厂家仿制时要支付技术转让费,结果各厂家纷纷仿制。英国的造纸机每台售价低至715~1040镑,致使投资六万英镑的富氏兄弟蒙受相当可观的经济损失。这种造纸机经改进后,将竹帘易以铜网,增加了伏辊、压辊及蒸气烘辊、卷纸辊,机器越来越庞大和复杂,形成从纸浆到成品纸的连续一条龙作业(图17-10),至19世纪中叶时欧洲建立起纸的大机器生产,实现了造纸生产的近代化过程。
  长帘机投产后,英国人迪金森(JohnDickinson,1782~1869)于1809年又制造出与罗伯特纸机在成纸方式上不同的另一类型的造纸机。其主要部件为圆筒形框架包以一层铜网,使抄纸帘呈圆筒形,放在浆槽内旋转抄纸,由筒内形成的真空吸水,这就是单筒圆网造纸机。后来圆网机又被改进。这两种类型的造纸机都可制造无限长度的纸。
  自从长网机、圆网机相继问世与投产后,彻底解决了欧洲传统工艺的改造问题,工业革命又促使机制纸生产获得迅速发展。以木材及其他植物原料为处理对象的化学制浆法的发明,又使机制纸的发展如虎填翼。欧洲造纸之所以能实现近代化,有赖于原料的拓宽和造纸机的发明,归根到底有赖于下列六项原理(或思想)的运用:①原料多元化;②以可弯曲的纸帘抄大幅纸的思想;③以圆筒形纸模在浆内旋转抄纸;④以旋转圆辊对湿纸压榨去水;⑤以热源对湿纸强制干燥;⑥以机器生产代替手工造纸。
  此处第②~⑥项与造纸机发明有直接关系,而第②~⑤项是造纸机关键部件设计的思想基础。例如罗伯特长网机的关键是将可弯曲的竹帘制成无端环状,圆筒形纸模是迪金森圆网A.浆槽B.环形纸帘C.定边板D.压榨辊E.移动式毡布F.伏辊G.压辊H.卷纸辊机的心脏。没有以热源对湿纸强制干燥的设想,就设计不出烘辊。旋转圆辊在造纸中的运用具有重大意义,否则谈不上压辊、伏辊、烘辊和卷纸辊的安装,也就达不到连续流水作业的结果。而可弯曲的竹帘、圆筒形纸模、旋转圆辊和强制烘干器的运用,都是中国纸工在欧洲人之前使用过的,且与此有关的信息或实物已于18世纪传入欧洲。
  将17世纪以前的欧洲传统造纸各技术要素加以分解后,我们注意到几乎没有一项能与近代技术接轨(仅17世纪出现的打浆机一项例外),相反,起源于中国并从中国传入欧洲的前述十项技术要素内有一半以上却能与近代技术挂上钩,并直接转化为近代技术的组成部分。这是中国对欧洲近代造纸发展所作出的第二大贡献。只有以机器生产代替手工造纸是欧洲人最先想到与作到的。但如果他们不掌握此思想得以落实的前述几项技术要素,也只是梦想而已。清代康熙、乾隆年间制成的圆筒侧理纸设备,无疑是长网机和圆网机的先驱,但近代造纸机毕竟发明于欧洲,而不是中国。这是因为18~19世纪之际的欧洲具备了实行机器生产的各种条件,而中国缺少这些条件。尽管如此,18~19世纪中国造纸技术和技术思想的再传入,在欧洲从手工纸生产向近代机器大生产转变的过渡时期内起了重要的技术接轨作用。没有来自中国的技术和技术思想,欧洲造纸机是不会凭空制造出来的①。

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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