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造纸/造纸史

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍
造纸史始于公历纪年开始后的不久。


The papyrus plant
纸莎草植物
纸莎草植物

纸莎草

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纸张源于希腊语pápyros,即纸莎草植物的名称。这种植物只生长在中东河流的岸边,如尼罗河(一条流经非洲并注入埃及地中海的河流)。纸莎草植物制成的“纸”首先被巴比伦人使用,然后被埃及人使用(大约公元前 3000 年)。希腊人和罗马人也使用纸莎草,其中包括用于合同义务。

纸莎草植物制成的“纸”是用植物的茎制成的。首先剥掉外皮,然后将粘性的纤维状内髓纵向切成薄条。然后将这些条纹并排放在坚硬的表面上,边缘略微重叠,然后在上面铺上一层条纹,方向垂直于第一层。在仍然潮湿的情况下,将两层锤在一起,将各层压成单张纸。条纹中的水分或汁液起到各层之间的粘合剂作用。然后将纸张在压力下干燥。


其他早期信息载体

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已知最古老的信息载体是洞穴壁画。这些绘画讲述了当时普通人的生活。苏美尔人大约在公元前 3200 年用楔形文字在柔软的泥板上写作。这与埃及人使用滑石的时间大致相同。除了纸莎草之外,其他有机信息载体还有皮革、羊皮纸、木材和树皮。罗马人还使用蜡来制作不需要长期保存的文本。特别是对于建筑物,文本被刻在建筑物的石头上。早期的中国人也使用贝壳、骨头和象牙等材料。早期的印度人使用棕榈叶。玉、铁、金、银、锡、青铜、竹子和丝绸也被用作信息载体。


Early paper production by the Chinese
中国人早期的造纸生产

造纸术的发明

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用植物纤维制成的纸张是由中国人蔡伦发明的,他于 2 世纪在中国将桑树皮的纺织纤维与水混合,并用此生产纸张。造纸术的发明是早期中国成功的关键原因之一,因为它更便于治理国家。

考古发现表明,用植物纤维制成的纸张早在公元前 140 年至公元前 87 年就已使用。


造纸技术走出中国

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造纸术最初是从中国传入朝鲜和日本,时间大约在公元 610 年。据传,阿拉伯人在 8 世纪从中国人那里学会了造纸技术,从被俘虏的造纸技术娴熟的中国人那里学习。阿拉伯人在他们对北非和南欧的军事行动中传播了这种知识。欧洲第一个造纸厂建于 1144 年的西班牙瓦伦西亚附近的哈蒂瓦。欧洲受阿拉伯人控制之外的国家第一个造纸厂建于 13 世纪的意大利和西班牙,尽管欧洲人早在 1100 年左右就已知晓造纸的用途。意大利法布里亚诺(靠近阿斯科纳)的一个造纸厂存在于 1276 年(至今仍然存在)。大约在这个时候,意大利发明了用动物胶对纸张进行施胶的方法。德国人在 1389 年有了第一个造纸厂,随后是 15 世纪末的欧洲其他地区。比利时第一个造纸厂建于 1405 年的惠伊(霍伊),荷兰第一个造纸厂建于 1586 年的鹿特丹。


Papierproduction before the mechanisation of papermaking
造纸机械化之前的造纸生产

纸张生产在哪里

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造纸生产的理想位置取决于两个因素

  • 原料的存在
  • 获得电力和能源的可及性

在发明使使用树木纤维成为可能之前,原料的存在取决于碎布的供应。碎布,即旧衣服,在城市地区更容易获得。用于生产纸张的纤维是棉花。

造纸所需的研磨过程需要动力。风车或水车被用作动力源。

因此,过去的造纸厂都位于靠近城市地区且可以获得风力或水力的地方。如今,能源来源不再重要,因此我们可以看到造纸行业集中在原材料(废纸和树木)供应充足的地区的趋势。


造纸生产的进一步机械化和发展

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大约 1670 年,一项重要的发明诞生了,名为“荷兰磨”。这台机器极大地改善了纤维的研磨过程,因此也使使用碎布以外的其他纤维成为可能。现在也可以使用(旧)绳索和渔网。这极大地提高了原材料的供应。

1744 年,氯的漂白特性被发现,并在 18 世纪末被用于漂白棉花,即造纸的原材料。

19 世纪末,造纸机的发明进一步推动了造纸机械化,从而提高了生产能力。英国的唐金和法国的罗伯特开发了第一台造纸机。蒙戈菲埃和富德里尼埃进一步发展了这一概念;一台具有成型部分(湿端)、压榨部分和干燥部分的机器被开发出来。如今使用的造纸机仍然具有相似的结构,因此这些机器仍然经常被称为富德里尼埃机器。

1806 年,施胶纸张是另一项重要发明。为了改善纸张的书写性能,需要对纸张进行施胶。在 1806 年之前,这是用动物明胶完成的。这一过程被硫酸铝和松香胶替代。

大约 1845 年,使用木材纤维成为可能。德国人弗里德里希·戈特洛布开发了一种利用研磨轮从木材中分离纤维的方法。由于碎布供应短缺,同时对纸张的需求不断增长,因此开发了替代原材料来源。用石磨木浆制成的纸张由于含有木质素,更容易发黄,因此优质纸张仍然用碎布制成。

19 世纪末,斯堪的纳维亚半岛开发了一种漂白工艺,可以去除石磨木浆中的木质素。由于这一工艺,纸张的发黄程度大大降低,因此碎布棉纤维作为造纸原料的重要性下降。

20 世纪,造纸机背后的技术得到进一步发展,从而提高了生产速度和纸张的质量。始于 60 年代的过程控制和测量技术的应用使进一步的改进成为可能。

大约 1985 年,在纤维漂白技术方面取得了又一次重大进展。首先,用氯漂白被氯酸盐和二氧化氯漂白所取代(无元素氯 = ECF),之后又开发了不使用含氯试剂的漂白工艺,如臭氧、氧气和过氧化物(完全无氯 = TCF)。


摘要

  • 纸张源于莎草纸,一种植物
  • 纸张的发明者是公元 105 年的蔡伦(中国)
  • 自 13 世纪起,纸张开始在欧洲生产
  • 纸张生产在原材料和能源易于获得的地方进行
  • 19 世纪期间,纸张生产实现了机械化
  • 直到 19 世纪,最重要的造纸原料棉布才被木材取代


引用

“纸张有耐心。”
马库斯·图利乌斯·西塞罗 - 罗马政治家、律师、政治理论家和哲学家(公元前 106 年 - 公元前 43 年)



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