造纸业

纸是任何纤维经排水作用后，在帘模上交织成薄页揭下干燥后的成品。纸是书写、印刷的载体，也可以作为包装、卫生等其他用途，如打印纸、复写纸、卫生纸、面纸等等。古代的纸有各种材料，真正意义的造纸技术源于中国，当时首创发明以植物纤维无规则交叉排列的复合材料，在不同的环境下都能够廉价的取得、制作、保存和书写，它的出现与普及让人类的知识得以方便地被保存及迅速地被传播，对于人类文明有非常重要的意义。东汉许慎《说文解字》：“纸，絮一苫也。”清段玉裁注：“絮”是由漂絮和煮茧所得的残余纤维；“苫”（音shàn）是指草类编成用以为盖的席。古代中国以简牍、丝帛、龟甲、兽骨、木板、树皮纸......等多种材料进行书写，其中的丝帛与树皮纸演化为后世的纸张。参考凌纯声先生的著作可知：蔡伦改良造纸技法的创新源流，受有南岛语族树皮布文化的影响。蔡伦将古代造丝纸（汉族本身传统）和造树皮布纸（南岛外来文化）的两种工艺整合起来，以造丝纸工艺的制纸工法，结合造树皮布纸工艺的材料学知识，从动物性材料（蚕丝）改为转用植物纤维（渔网、木料）来造纸，遂得到便宜、好用的“真纸”，时人名之曰“蔡侯纸”。现代造纸艺术复兴之父达德·杭特曾经下了这个的定义：要把薄片状的物质归类为真正的纸，这些薄片必须是由彻底分解到每条细丝都已彻底分离的纤维结构；将这些不同材质的纤维混合在水中并加以胶结，再用筛状的滤网将纸浆从水里筛出，水透过滤网的小孔眼沥出并在滤网表面留下干燥薄片，细密纤维并能呈现出平整薄层的形式，这个缠结在一起的薄层纤维材料就是纸。同样是以植物性材料，古埃及人莎草纸和中国纸的最大区别，在于莎草纸是将莎草片粘连而成，莎草纤维并未分解，纤维的排列仍然保留自然的次序，纤维排列的单一性厚重，不利于书写和折叠与干燥，再者原料莎莎草仅尼罗河流域有；中国纸中纤维既不同于植物界纤维的有序排列，又不同于纺织品的几何排列，而是无规交叉的排列，制作简单加上适当的胶结和黏合，形成既轻薄又强韧吸水的材料，因此可以用来长期保存资料，原料也十分多元，可以利用所有环境的植物，最终传布至世界各地。古代文明曾采用过各种材料书写文字。古巴比伦人将楔形文字刻在泥板上，古埃及人在莎草纸上书写，古阿玆提克人及玛雅人以桑科植物树皮制作的厚纸书写绘画，古印度人用贝叶（棕榈叶）刻写佛经，古近东人与中古欧洲人用野兽皮书写，而古代中国的甲骨文刻在龟甲和兽骨上，西周铭文刻在青铜器上，秦汉陶文刻在陶器上，以后还有刻石、竹简、木片、丝帛等等作为过书写的载体，但是它们各有缺点：或是太沉重，或是太昂贵，不能大量使用，部分更不能修改。以往认为中国造纸起源东汉，但近年来的一些考古遗迹有了新发现，例如：这些考古样本包括在中原确认年代遗址中被发现的，为中国造纸起源于前汉之说提供确切的佐证。宋朝苏易简《文房四谱》卷四亦载：“汉初已有幡纸代简。……蔡伦锉故布及鱼网、树皮，而作之弥工，如蒙恬之前已有笔之谓也”。所谓幡纸即以蚕丝丝絮压制粘合成的纸。东汉蔡伦改良造纸术。他首创用树皮、麻头和破布造纸。树皮内含物木素、果胶、蛋白质，制造较为麻烦、困难。东汉崔瑗曾经送给好友葛龚十卷《许子》的书，在他给葛龚的信件里提及：因为生活不富裕，没办法用白绢，只能用纸。由此可约略看出纸张在当时的应用情形。当时是属于初步发展的粗糙产品，但这种便宜的材料已经可以堪用。1987年在兰州伏龙坪发现一座东汉灵帝之后的墓葬，其中一面铜镜上包裹着两张用墨写有隶书及楷书的纸，内容大致为家书，可能是蔡伦改良后的纸。晋代造纸术有进一步的发展，藤被广泛地用作造纸材料。人们开始将大批竹简文书，誊抄到纸上。纸开始代替竹简成为文字载体。中国纸经过丝绸之路向西域传播。此际政府在江南各地设立官办纸坊。唐朝时雕版印刷术出现，大大刺激了纸的发展。纸和印刷术的发明使知识的传播达到了一个空前的高度。唐代著名的纸张有用黄蘖染成的可避虫蛀的硬黄纸、有薛涛的“十色小笺”等。在天宝年间，造纸术经由怛罗斯战役传至大食。。宋代造纸原料范围扩大，竹被大量用来造纸。蜀中造纸多用麻，江浙多用嫩竹和麦茎稻秆，北方造纸用藤。著名的纸张有澄心堂纸、黄白经笺、碧云春树、龙凤、团花、金花、藤白等笺，还有徽州“龙须纸”，余杭由“拳纸”，温州“蠲纸”，广南“梅州纸”等元代著名的纸张有绍兴出产的彩色粉笺、蜡笺、黄笺、花笺、罗纹笺；江西出产的白录纸、观音纸、清江纸等。明代宋应星所著的《天工开物》最早对造纸术作详细叙述。明代文震亨在长物志一书中记述：明代有连七纸、观音纸、奏本纸、榜纸、大内洒金五色粉笺、吴中洒金纸、松江谭笺、泾县连四纸；此外还有印度金花五色笺、高丽白茧纸等。斩竹漂塘煮楻足火荡料入帘覆帘压纸透火焙干清代常用的纸张包括：高丽纸、竹料连四纸、连四抄纸、清水连四纸、古色连四纸、本色毛边纸、香色蓝色连四纸、方白銮纸、二白銮纸、山西纸、青纸、方高纸、官青纸、宫笺纸、粉笺纸、珠砂笺纸、各色毛边纸、绵纸、蜡花纸、呈文纸、西清纸、榜纸、宫清纸、皂青纸、锦地绿花倭子纸纸、倭子纸、衢红纸、京文纸、罗文纸等。造纸术在七世纪初传入日本和印度，可能在7世纪以前就已经西传至西亚地区，早在公元650年造纸术就传入中亚的撒马尔罕。到了公元707年纸张已在阿拉伯半岛麦加被阿拉伯人使用。794年巴格达出现由中国工匠建立的造纸作坊，造纸术由此传到阿拉伯地区。公元800年世纪传入埃及，逐渐取代莎草纸，到十世纪中，完全取代莎草纸。12世纪初传入西班牙，最初由阿拉伯人在克萨蒂瓦建立了造纸厂，1157年基督徒在比达隆建立造纸厂。意大利在12世纪就用阿拉伯人输入的纸，到1268年才在布里亚诺建立第一座造纸厂，其后，在1293年波洛尼亚、帕多瓦、热那亚等地相继出现造纸厂。14世纪传入法国，1348年特鲁瓦出现法国第一家造纸厂。德国从13世纪已经由意大利进口纸张，1390年在意大利人协助下在乌尔曼·施特罗梅尔建立第一座造纸厂。荷兰在1586年在多德雷赫特建立造纸厂。英国在14世纪初由意大利进口纸张，1495年约翰·泰特（John Tate）在芬·迪顿建立第一所造纸厂，到了17世纪末，英国约有百来家造纸厂。俄罗斯在1575年建立第一家造纸厂，到18世纪初，俄罗斯已有23家造纸厂。美洲第一家造纸厂建立在墨西哥城附近的库尔华坎（Culhuacan），美国第一家造纸厂于1690年在费城附近建立，1729年英国人在费城附近的切斯特克里克建立著名的“长春藤造纸厂”。1803年美国人在加拿大魁北克省的圣安德路斯镇建立第一家造纸厂。造纸的纤维来源于：麻、棉、藤、桑皮、檀皮、芙蓉皮、稻杆、麦杆、竹、树木、旧报纸、旧衣服等。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（例如石灰、氢氧化钠、硫化钠和亚硫酸盐）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。混合物经清洗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。这些添加剂有漂白剂和施胶剂两大类，前者包括漂白粉、液氯、双氧水及连二亚硫酸锌，以氨基磺酸、硅酸钠和硫酸镁为辅料，后者包括淀粉、聚乙烯醇、动物胶、藻酸钠、松香皂，蜡乳液和硬脂酸皂等，并常常以碱性碳酸钙为填料，以提高手感及白度。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。再进入压榨部，纸张再通过一系列的吸水毛布变的更干;后进入烘干部（dryers），有着蒸汽加热的容器罐，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，由涂布含有水分，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。Barkdust、Black liquor