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纸业知识:你知道什么是纸吗?科学的造纸原理是什么?

浏览数量: 23     作者: 伽立牛皮纸     发布时间: 2022-09-17      来源: 伽立牛皮纸

纸本质上是文化用品,千余年间成为全人类通用的书写、印刷材料。中国是纸的发源地,最先受惠于纸的应用。由于纸本书籍的迅速增加,使中国文教事业空前发展,从中央到地方各种公私学校兴起,读书识字的人增加,佛教、儒学也以新的势头发展。社会上文学、史学、哲学和科学技术著作与无纸的先秦时代相比,以几何级数激增,历代所遗留下来的以纸为载体的文化典籍,数量上为全球之冠。在中世纪漫长岁月里,已使得中国在科学文化方面居于世界领先地位。


纸还是中国特有的书法和绘画作品的载体,纸的使用大大促进了这两门艺术的发展。书画家可以在柔韧受墨的纸上任意挥毫,完成艺术杰作。作家、诗人、史学家和科学家可以写出宏篇巨著,形成中国丰富的纸文化遗产。随着造纸业的发展和纸产品的扩大,纸和纸制品不再只作文房用具,而是广泛用于日常生活和工农业生产领域中,成为其他材料的代用品,如纸灯、纸伞、纸衣、纸帽、纸帐、纸被、纸聋、纸扇、纸牌、纸枕、纸花、纸屏风、纸杯、纸砚、纸箫等都在不同时期相继问世。还有糊窗纸及壁纸、剪纸,用作室内装饰材料。日常交际用名片,互通姓名。新年时贴春联,节日时放烟火,婚嫁时交换庚贴,送葬时烧纸钱、纸马、纸车、纸人。商店所售商品皆以纸包装,各种公私账簿、文书契约、证件和票据皆以纸制成。甚至去厕所解手也要用纸。纸和纸制品已进入千家万户,成为日常不可缺少的用品。早在唐代(618~907)中国就已进入了纸的时代。纸和造纸术还传入其他国家,沿着传播路线形成的纸张之路(Paper Route)还是对外经济文化交流的纽带。


中国纸制品在社会生活中的普及情况,后来也在其他国家中再现。在现代科学技术发达的时代,纸的应用范围越益扩大。例如工业中的绝缘纸、电缆纸、过滤纸、隔音纸、油毡纸、计算机用纸:农业中的育苗纸、青贮纸、蚕种纸、水果保鲜纸等,军事工业中的海图纸、防火纸、半导体纸等,都相继推出,新的品种还在不断研制。由此可以看出,纸在传播先进思想、发展科学文化和教育事业以及促进工农业生产、丰富和美化人类生活方面,过去、现在和未来都起着很大的作用。


什么是纸?在研究造纸技术史时,这个问题要首先解决。与此有关的是如何理解中国古代文献中“纸”字的含义,中国早期的纸是何形制、由什么原料制成?在没有对纸作出科学定义之前,古人对纸的概念有不同理解,与现在理解差距很大。我们只能用现代概念给纸下科学定义。这里不妨可以列举由当代专家执笔的一些百科全书和专业作品中为纸所规定的定义。1963年版《美国百科全书》中把纸理解为“从水悬浮液中捞在帘上形成由植物纤维交结成毡的薄片"。1966年版《韦氏大词典》中认为“纸是由破布、木浆及其他材料制成的薄片,用于书写、印刷、糊墙和包装之物”。1951年版《大苏维埃百科全书》中认为“纸是基本上用特殊加工、主要由植物纤维层组成的纤维物,这些植物纤维加工时靠纤维间产生的联结力而相互交结”。1979年版中国《辞海》将纸定义为“用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液,在网上交错组合,初步脱水,再经压榨、烘干而成”。美国纸史家享特(Dard Hunter,1883~1966)对纸下的定义是“在平的多孔模具上由成浆的植物纤维形成粘结起来的薄片状物质”。接着又补充说,“作为真正的纸,此薄片必须由打成浆的[植物]纤维制成,使每个细丝成为单独的纤维个体;再将纤维与水混合,利用筛状的帘将纤维从水中提起,形成薄层,水从帘的小孔流出,在帘的表面留着交织成片的纤维。此相互交织的纤维的薄层就是纸”。日本技术史家南种康博说纸“是以植物纤维为必要原料,于水中使之络合,干燥后恢复弹性,并将纤维粘着在一起,成为具有薄片形状和一定强度的物质”。概括起来,各种著作虽然说法不同,仍有某些共同点,最主要的是指出纸必须由植物纤维制成薄片状。但用这样一句话还不能勾画出纸与其它物质相区别的唯一特征,因此还要对纸的定义作附加的规定。有的专家在定义中概括了纸的形成过程,还有的补充了纸的用途。这样,定义才能周全。


看来很有必要根据现代科学概念,吸取已有各家的提法,为纸下个定义:传统上所谓的纸,指植物纤维原料经机械、化学作用制成纯度较大的分散纤维,与水配成浆液,使浆液流经多孔模具帘滤去水,纤维在帘的表面形成湿的薄层,干燥后形成具有一定强度的由纤维素靠氢键缔合而交结成的片状物,用作书写、印刷和包装等用途的材料。我们的这个定义虽然文字较多,却把构成纸这个概念的各种因素都考虑在内了,也吸取了现有各种定义的可取之处。如果再简洁一点,纸是植物纤维经物理-化学作用所提纯与分散,其浆液在多孔模具帘上滤水并形成湿纤维层,干燥后交结成的薄片状材料。这个定义适用于古今中外一切手工纸和机制纸。现代工业虽然制成以矿物纤维和化学合成纤维为原料的类似纸的材料,但严格讲不是传统意义上的纸,而只是纸的新式代用品,所以我们特意加上“传统上所谓的纸”这一限制词,使定义更加严密。


为了使纸与其它材料区别开,我们强调:对植物纤维原料的物理化学处理,造纸是机械过程和化学过程的结合,此其一。纸是纤维素大分子借氢键缔合交织而成的,就是说纤维间产生的联结力,不是物理学上的力,而是化学力,而且这种联结可用化学结构式表示,此其二。因此,不难看出,我们这里所提出的定义,包括纸这一概念或技术术语所包含的四项要素:①原料:必须是植物纤维,而非动物纤维、无机纤维或人造纤维,用植物纤维以外原料所制成者,不是传统意义上的纸。②制造过程:植物纤维原料经化学提纯、机械分散、成浆、抄造及干燥定型等工序处理而成者为纸,未经这些工序,用另外途径而成者,也不是传统意义上的纸。③外观形态:表面较平整、体质柔韧,基本由分散纤维按不规则方向交结而成,整体呈薄片状。④用途:书写、印刷及包装等。只有同时满足这些条件的,才能称之为纸。否则,便不是纸。

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