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孩子怎么接触制纸术

  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。

  磨木纸浆(Groundwood Pulp) 利用机械碾磨力以取得木材纤维,又称为机械纸浆(mechanical pulp),主要可再分为一般机械浆、精制机械浆、热磨机械浆等。

  化学纸浆(Chemical Pulp) 利用化学法将纤维与木质素分开以取得木材纤维,主要可再分为苏打浆、亚硫酸盐浆、硫酸盐浆等。

  半化学纸浆(Semichemical Pulp) 结合机械法与化学法之制浆方式,可再分为中性半化学浆、冷苏打浆、化学机械浆等。

  稳定,思想文化十分活跃,对传播工具的需求旺盛,纸作为新的书写材料应运而生。许慎著《说文解字》,成书于公元100年。谈到“纸”的来源。他说:“‘纸’从系旁,也就是‘丝’旁”。这句话是说见当时的纸主要是用绢丝类物品制成,与一般意义上的纸是完全不同的。许慎认为纸是丝絮在水中经打击而留在床席上的薄片。这种薄片可能是最原始的“纸”,有人把这种“纸”称为“赫蹄”。这可能是纸发明的一个前奏,关于这种“纸”的记载,可以追溯到西汉成帝元延元年(公元前12年)。《汉书·赵皇后传》中记录了成帝妃曹伟能生皇子,遭皇后赵飞燕姐妹的迫害,她们送给曹伟能的毒药就是用“赫蹄”纸包裹,“纸”上写:“告伟能,努力饮此药!不可复入,汝自知之!”。由此推测纸可能与丝有一定关系。

  蔡伦认真总结了前人的经验,他认为扩大造纸原料的来源,改进造纸技术,提高纸张质量,就可以使纸张为大家接受。蔡伦首先使用树皮造纸,树皮是比麻类丰富得多的原料,这可以使纸的产量大幅度的提高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高,因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆,东汉时改用草木灰水制浆,草木灰水有较大的碱性,有利于提高纸浆的质量。元兴元年(公元105年)蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇,汉和帝很称赞他的才能,马上通令天下采用。这样,蔡伦的造纸方法很快传遍各地。

  “汉代造纸工艺流程图”形象地再现了两汉时期的造纸术,将麻头、破布等原料经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥后即成为纸张。

  史书记载:汉和帝曾到缑氏巡视过,有可能是参观这里的造纸作坊和纸庄(现分前纸庄和后纸庄,位于洛阳汉魏故城东约2000米,面临洛河)很可能是汉代造纸作坊所在地。这两个地方,附近有造纸需要的优越的地理环境,有比较丰富的造纸资源(如麻、楮林等)。

  蔡伦献纸之后,造纸技术和纸张广为流传。东汉末年,东莱人左伯也是一位造纸能手。他造的纸,比蔡侯纸更为白洁细腻。赵歧著的《三辅决录》中,提到左伯的纸、张艺的笔、韦诞的墨,说它们都是名贵的书写工具。笔、墨和纸并列,说明纸已是当时常用的书写材料。纸成为竹简、木牍、缣帛的有力竞争者,到了三、四世纪就基本上取代了简帛,成为唯一的书写材料,这就有力地促进了科学文化的发展。

  以竹纸为例,《天工开物》中指出:在芒种前后登山砍竹,截断五七尺长,在塘水中浸沤一百天,加工捶洗以后,脱去粗壳和青皮。再用上好石灰化汁涂浆,放在楻桶中蒸煮八昼夜,歇火一日,取出竹料用清水漂洗,更用柴灰(草木灰水)浆过,再入釜上蒸煮,用灰水淋下,这样十多天,自然臭烂。取出入臼,舂成泥面状,再制浆造 纸。这些记载,和后来的民间土法造竹纸过程大体相同。

  制浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。

  纸料的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。

  一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤: a. 散浆 b.打浆c.加胶与充填

  抄纸部门的主要工作为将稀的纸料,使其均匀的交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装,故一般常见之流程如下:

  将调制过的纸料再稀释成较低的浓度,并借着筛选设备,再次的筛除杂物及未解离纤维束,以保持品质及保护设备。

  将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间,藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度。

  由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52-70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。

  取前面已卷成筒状的纸卷多支,用裁纸机裁成一张张的纸,再经人工或机械的选别,剔除有破损或污点的纸张,最后将每五百张包成一包(通常叫做一令)。

  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。

  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份。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份。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份,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。

  水力碎浆机:浆板在水力碎浆机内受到撕裂和相互摩擦作用,从而实现纸浆碎解的目的。

  打浆: 打浆使纤维产生变形、润胀、压溃切断和细纤维化等作用。通过打浆,可以改变纤维的形态,使纸浆获得某些特性(如机械强度、物理性能),以保证抄成的纸和纸板能取得预期的质量要求。 净化: 净化的目的在于去除纸料中相对大的杂质,如金属屑、煤渣等。净化设备的原理是利用密度差来选分杂质。常用设备:锥形除渣机。

  筛选: 目的在于去除纸料中相对密度小而体积大的杂质,如浆团、纤维束、草屑等。

  流浆箱: 流浆箱是现代纸机的关键部位。其结构和性能对纸页的形成和纸张的质量具有决定形作用。

  能有效的分散纤维。高湍动流浆箱能产生高强度微湍动,可有效的分散纤维,防止纤维沉淀和在絮聚,可有效的提高纸页的强度。

  网部:纸浆在网部脱水成形。上网纸浆浓度 为0.1~1.2%,出伏辊时纸页干度度为15~25%,成形纸干度为90~95%。由此可见,网部脱水量占总脱水量的90%以上。

  压榨部: 利用机械压榨作用进一步脱水提高纸幅干度。同时增加纸的紧度及纸的强度,改善纸的表面性质(如平滑度)。机械压榨脱水在经济上是比较合算的。纸机压榨部多提高1%干度。烘缸部蒸汽消耗量减少5%。从这个意义上来讲,压榨部应尽可能低脱掉水分。采用新式复合压榨,湿纸页出压榨部的干度可达48~50%。

  复卷: 卷纸机上卷成的卷筒两边不齐,而且纸幅太宽,必须纵切复卷成卷筒纸或横切成平板纸。

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