造纸术
其他文字载体
在纸尚未问世之前,古代中国的文字资料有许多不同的载体。
甲骨,指龟甲与兽骨(大多使用牛肩胛骨,面积大而平整,利于刻划),主要应用于于商代,作为占卜之用。据学者郭沫若研究,认为甲骨文从初创到成熟,起码要经历1500年以上,所以其起源约可回溯至公元前3000年。
金,即指各种金属器具,应用得最多的为青铜,即铜与锡的合金,也有少量铁、金、银等,流传于先秦时期。当时文字多铭刻于钟、鼎等典礼仪式用品,故称为金文或钟鼎文。
石:以石为载体的文献包括碣、碑、崖刻等,从秦朝到现代都有应用。
竹、木:将竹或木头劈成长而窄的竹片(木片),称为竹简(木简),可用来记录文字,广泛应用于先秦至三国两晋时期。此外,还有以宽木板作为书写载体的,称为牍。
帛,是古代高贵的纺织品,由蚕丝制成,质轻、柔软而坚韧,是很理想的书写用品。但是产量少、价钱昻贵,一般人用不起。1972年出土的马王堆汉墓,年代约在公元前193年,内有帛书多卷,内容包含历史(如《春秋》)、哲学(如《老子》)、医学(经络、养生)等,是一笔珍贵的人类遗产。
纸的发展史
1957年出土于灞桥一座汉墓的不晚于西汉汉武帝时期的古纸,即 灞桥纸 。现藏陕西历史博物馆
1957年,西安市东郊的灞桥出土了公元前2世纪的古纸,世称 灞桥纸 。这是中国古代最早发明的纸。经鉴定,该纸是以大麻和少量苎麻的纤维为原料制成的。制作技术较原始,质地粗糙,还不便于书写。 蔡伦于汉明帝永平末年入宫,汉章帝建初年间,担任小黄门(较低品级的太监职位)。汉和帝即位之后,升任中常侍,参与国家机密大事的谋划。蔡伦有真才实学,为官尽忠职守,多次不惜触犯皇帝的威严,进谏指出朝廷施政的得失。
后来,蔡伦担任尚方令,监督宫廷物品的制作。人们认为就是从这个时候,蔡伦开始接触东汉最好的手工工艺,并改进当时的造纸技术。据《后汉书·蔡伦传》记载,自古以来,书籍文档都是用竹简来做书写载体的,后来出现了质地轻柔的缣帛,但是用缣帛制纸的费用很高昂,而竹简又笨重,于是蔡伦想进行技术创新,改用树皮、破布、麻头和鱼网等廉价之物造纸,大大降低了造纸的成本,为纸的普及准备了条件。汉和帝元兴元年(105年),蔡伦把改进造纸术的成果报告给皇帝,皇帝对蔡伦的才能非常赞赏,并把改进过的造纸技术向各地推广,汉安帝元初元年(114年),朝廷封蔡伦为龙亭侯,所以后来人们都把纸称为“蔡侯纸”。
材料
古代材料
原料
使用了桑皮、楮皮、三桠、荛花等植物做为原料。树皮、破布、麻头和鱼网等
助料
在造纸的过程中,使用的助料有很多,最基本的为蒸煮与漂白两种。蒸煮助料的作用为去除原料中的杂质,以便取得纤维;漂白助料的作用为去除其中的色素。
现代材料
造纸的纤维来源于:木材、麻、棉、藤、桑皮、檀皮、芙蓉皮、稻杆、麦杆、竹等。
过程
古代
中国古代
明朝宋应星《天工开物》所载中国古代造纸术的流程(请点击观看)
参照右方图片 ,明朝造纸术有五个主要的步骤。从图中可知当时中国的造纸业已经相当成熟,每道工序的专家各司其职,并且已开发出一些造纸专用的设备。
斩竹漂塘:砍下竹子置于水塘浸泡,使纤维充分吸水。可以再加上树皮、麻头和旧鱼网等植物原料捣碎。
煮楻足火:把碎料煮烂,使纤维分散,直到煮成纸浆。图中可见大锅中的碎料用大石压住,有助于完全煮烂。
荡料入帘:待纸浆冷却,再使用平板式的竹帘把纸浆捞起,过滤水分,成为纸膜。此一步骤要有纯熟的技巧,才能捞出厚薄适中、分布均匀的纸膜。
覆帘压纸:捞好的纸膜一张张叠好,用木板压紧,上置重石,将水压出。
透火焙干:把压到半干的纸膜贴在炉火边上烘干,揭下即为成品。
欧洲古代
乔斯特·安曼(Jost Amman)的 Ständebuch 中所绘的制纸匠,1568年
阿拉伯古代
印度古代
古埃及
莎草纸
现代
现今科技一日千里,制纸工序已经机械化了。
纸浆
磨木纸浆 (Groundwood Pulp)
化学纸浆 (Chemical Pulp)
半化学纸浆 (Semichemical Pulp)
机械造纸工序
国际纸业的造纸厂
造纸的木材锯成合适的呎吋后即进行去皮的工序,将原木放入大型滚筒内,滚筒转动时原木互相磨擦而去除树皮,脱落的树皮会用作锅炉的燃料,去皮后的原木会被切割成1.5到2吋,厚度0.25吋的方形木片,软木(Softwood)片及硬木(hardwood)片因物理特性不同而需分开处理。
木材由细小的细胞膜质纤维(cellulose fibers)以称为木质素(lignin)的胶状物质黏合组成,制造纸浆时利用化学物蒸煮木片分解木质素从而而将纤维分离。将木片放入称为蒸煮器(digesters)的巨大容器内,其功能类似厨房用的压力锅(pressure cooker),木片及化学物在加压下蒸煮1.5到4小时直至成为湿软如燕麦片的混合物,分离后的纤维可悬浮于水上。混合物经以去除剩余的化学物和分解的木质素及漂白至合适的白度(whiteness)。从这里纸浆要通过一系列精炼机(refiners),将纸浆内的纤维壁上线状元素松閞令表层粗糙,纤维互相缠着成为张状。接着加上染料(dyes)及其他添加剂使成品的纸张拥有所需的特性。
纸浆以二十份水对一份纤维的比例加水,通过造纸机的成形布或网(forming fabric or wire),纸浆的纤维互相交织而形成纸张及除去大部分水分。以每分钟3,000呎的高速前进,纸张再通过一系列的吸水布及蒸汽加热称为烘干机(dryers)的滚轴,清除纸张内留存的水分。纸张再经一个涂布工序在纸张两面添加淀粉溶液,淀粉使纸张表面平滑及将来用于印刷时油墨不会化开,由于涂布过程带来水分,纸张需重复先前的烘干程序。烘干后的纸张再通过沉重而光滑的滚轴进行磨光令表面更加光滑,纸张在后方收集卷成大纸卷,再分割成合适阔度的小纸卷,部分原卷包装出货,而部分再加工切成合适呎吋的平张才包装出货。
造纸术的文化影响及传播途径
文化影响
在汉朝以后,纸张大大地推进了书籍抄写和文化传播的事业。在两晋南北朝的时候,由于书法和绘画的需要,纸张的要求慢慢地提高。特别是在书法上,因为书法对纸笔的要求都是十分高的,所以纸张质素是有必要提高的。
但是由于南北两朝的文化和背景都各有不同,所以两地所用的造纸原料都各有不同。
传播途径
中国造纸技术的传播顺序,先为纸张和纸制品,其次才为造纸技术。考古发现证实,早在西汉时,纸就已经传播到朝鲜。大约公元四世纪末,造纸术传入朝鲜和越南。到了7世纪,产自朝鲜半岛的“高丽纸”已经为中国文人所喜用。公元610年,朝鲜僧人昙征将造纸术献与日本摄政王圣德太子,日本人称昙征为纸神。公元9—10世纪,造纸术经丝绸之路传到西域,并由此传入印度,开始出现纸质的佛教经卷。
在公元8世纪751年,唐朝高仙芝与大食国(当时的阿拉伯)爆发怛罗斯战役,战败的唐朝士兵俘虏中有懂得造纸的工匠,造纸术便传入了西方;首先在撒马尔罕(今乌兹别克境内)建立了中东第一个造纸作坊,794年巴格达出现中东第二个造纸作坊,造纸术由此传到阿拉伯地区 。
12世纪初传入西班牙,13世纪传入意大利,14世纪传入法国、德国并最终传遍欧洲,美洲。但到17世纪时,欧洲造纸术仍然只是中国宋代的水平。乾隆年间,在清廷任职的法籍画师、耶稣会教士蒋友仁将中国造纸术绘制成图,寄回巴黎,从此 先进的中国造纸技术 才在欧洲传播开来。1797年,法国人尼古拉斯·路易斯·罗伯特发明机器造纸,从而超越了中国。
经过了1,000多年的时间传播,中国的造纸术就此传遍了整个世界。
注释
《后汉书》 南朝范晔撰
研究书目
潘吉星:《中国古代四大发明——源流、外传及世界影响》(合肥:中国科学技术大学出版社,2002)。
钱存训:《中国古代书籍纸墨及印刷术》(北京:北京图书馆出版社,2002)。
相关条目
纸
蔡伦
文献
马王堆
甲骨文
木浆
制浆厂
造纸厂
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相关资料
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