造紙術

造紙術相傳是由東漢的蔡倫（63-121 年）所改良，但是也古證據說明，造紙術早就存在，蔡倫只是改進造紙術的重要發展者，使造紙的成功率更高，成本更低。造紙術被稱為古代四大發明之一，是促使人類文化傳播的重要大發明。

東漢的許慎在他編寫中國第一部字典《說文解字》裡提到 “紙” 從 “糸”。紙的發明、發展及傳播也是經過了一個曲折的過程。 造紙術的發明對於人類文明的傳播有巨大的作用，它使得文明的傳播速度更便捷、傳播成本更低，它促使了紙質書的出現，所以說這是一項極其偉大的發明。

歷史

「紙」一詞在詞源學上來源於紙莎草，即古希臘語中指 “Cyperus papyrus” 植物的詞彙。紙莎草是一種厚實、類似紙的材料，由 “Cyperus papyrus” 植物的髓製成，曾用於古埃及及其他地中海社會的書寫，早於中國紙的使用。 紙莎草的製作方法是將植物髓切成薄條狀，平鋪成一層，然後再疊加一層，且兩層的條紋垂直交錯。兩層材料隨後用木槌敲打合成一張紙。這種紙質地非常堅韌，但表面不平整，尤其是條紋的邊緣。當用於卷軸時，多次捲起和展開會使條紋沿著垂直方向分開，這種現象在許多古代紙莎草文獻中可見。

麻紙在中國自公元前 8 世紀以來就已用於包裝和填充材料。 有可辨認的中文書寫的紙已被追溯至公元前 8 年。

中國傳統上，紙的發明歸功於蔡倫，他是漢代（公元前 202 年－公元 220 年）宮廷的一名官員，據說在公元 105 年左右用桑樹皮和其他韌皮纖維以及漁網、舊布和麻廢料發明了紙。 紙作為書寫媒介在公元 3 世紀變得普及，到公元 6 世紀，中國開始使用廁紙。 在唐朝（618–907 年），紙被摺疊並縫製成方形茶包以保持茶葉的香味， 而在隨後的宋朝（960–1279 年），政府首次發行了紙幣。

在 8 世紀，造紙技術傳播到伊斯蘭世界，工藝得到改進，並設計出用於批次生產的機械。生產始於撒馬爾罕、巴格達、大馬士革、開羅、摩洛哥，然後傳到穆斯林西班牙。 在巴格達，造紙由大維齊爾賈法爾・伊本・葉海亞監督。穆斯林發明了一種製造更厚紙張的方法，這項創新幫助將造紙從一種藝術轉變為一項重要產業。 最早的水磨用於造紙中的製漿廠可以追溯到 8 世紀的撒馬爾罕。 關於造紙廠的最早記錄也來源於伊斯蘭黃金時代，阿拉伯地理學家在大馬士革的文獻中首次提到這些工廠，時間大約在 9 世紀。

材料

3.1 古代材料

3.1.1 原料

使用了桑皮、楮皮、三椏、蕘花等植物，及樹皮、破布、麻頭和魚網等作為原料。

3.1.2 助料

在造紙的過程中，使用的助料有很多，最基本的為蒸煮與漂白兩種。蒸煮助料的作用為去除原料中的雜質，以便取得纖維；漂白助料的作用為去除其中的色素。

3.2 現代材料

造紙的纖維來源於：木材、麻、棉、藤、桑皮、檀皮、芙蓉皮、稻杆、麥杆、竹等。

3.3 新型材料

電子紙是基於 MIT 的研究成果而製成的電子顯示屏，具有類似於紙張的觀感，用於電子書閱讀器。

過程

4.1 古代

4.1.1 中原古代

參照右方圖片，明朝造紙術有五個主要的步驟。從圖中可知當時中原的造紙業已經相當成熟，每道工序的專家各司其職，並且已開發出一些造紙專用的裝置。

斬竹漂塘：砍下竹子置於水塘浸泡，使纖維充分吸水。可以再加上樹皮、麻頭和舊魚網等植物原料搗碎。
煮楻足火：把碎料煮爛，使纖維分散，直到煮成紙漿。圖中可見大鍋中的碎料用大石壓住，有助於完全煮爛。
蕩料入簾：待紙漿冷卻，再使用平板式的竹簾把紙漿撈起，過濾水分，成為紙膜。此一步驟要有純熟的技巧，才能撈出厚薄適中、分佈均勻的紙膜。
覆簾壓紙：撈好的紙膜一張張疊好，用木板壓緊，上置重石，將水壓出。
透火焙乾：把壓到半乾的紙膜貼在爐火邊上烘乾，揭下即為成品。

4.1.2 歐洲古代

4.1.3 阿拉伯古代

4.1.4 印度古代

白樺樹皮和貝葉

4.1.5 古埃及

莎草紙

4.2 現代

製紙工序已經機械化

4.2.1 紙漿

磨木紙漿（Groundwood Pulp）
利用機械碾磨力以取得木材纖維，又稱為機械紙漿（mechanical pulp），主要可再分為一般機械漿、精製機械漿、熱磨機械漿等。
化學紙漿（Chemical Pulp）
利用化學法將纖維與木質素分開以取得木材纖維，主要可再分為蘇打漿、亞硫酸鹽漿、硫酸鹽漿等。
半化學紙漿（Semichemical Pulp）
結合機械法與化學法之製漿方式，可再分為中性半化學漿、冷蘇打漿、化學機械漿等。

4.2.2 機械造紙工序

造紙的木材鋸成合適的呎吋後即進行去皮的工序，將原木放入大型滾筒內，滾筒轉動時原木互相磨擦而去除樹皮，脫落的樹皮會用作鍋爐的燃料，去皮後的原木會被切割成 1.5 到 2 吋，厚度 0.25 吋的方形木片，軟木（Softwood）片及硬木（hardwood）片因物理特性不同而需分開處理。

木材由細小的細胞膜質纖維（cellulose fibers）以稱為木質素（lignin）的膠狀物質黏合組成，製造紙漿時利用化學物蒸煮木片分解木質素從而而將纖維分離。將木片放入稱為蒸煮器（digesters）的巨大容器內，其功能類似廚房用的壓力鍋（pressure cooker），木片及化學物在加壓下蒸煮 1.5 到 4 小時直至成為濕軟如燕麥片的混合物，分離後的纖維可懸浮於水上。混合物經清洗以去除剩餘的化學物和分解的木質素及漂白至合適的白度（whiteness）。從這裡紙漿要透過一系列精鍊機（refiners），將紙漿內的纖維壁上線狀元素鬆閞令表層粗糙，纖維互相纏著成為張狀。接著加上染料（dyes）及其他新增劑使成品的紙張擁有所需的特性。

紙漿以二十份水對一份纖維的比例加水，透過造紙機的成形布或網（forming fabric or wire），紙漿的纖維互相交織而形成紙張及除去大部分水份。以每分鐘 3,000 呎的高速前進，紙張再透過一系列的吸水布及蒸汽加熱稱為烘乾機（dryers）的滾軸，清除紙張內留存的水份。紙張再經一個塗佈工序在紙張兩面新增澱粉溶液，澱粉使紙張表面平滑及將來用於印刷時油墨不會化開，由於塗佈過程帶來水份，紙張需重覆先前的烘乾程式。烘乾後的紙張再透過沉重而光滑的滾軸進行磨光令表面更加光滑，紙張在後方收集捲成大紙卷，再分割成合適闊度的小紙卷，部分原捲包裝出貨，而部分再加工切成合適呎吋的平張才包裝出貨。

造紙術的文化影響及傳播途徑

5.1 文化影響

在漢朝以後，紙張大大地推進了書籍抄寫和文化傳播的事業。在兩晉朝的需要，紙張的要求慢慢地提高。特別是在書法上，因為書法對紙筆的要求都是十分高的，所以紙張質素是有必要提高的。

但是由於南北兩朝的文化和背景都各有不同，所以兩地所用的造紙原料都各有不同。

5.2 傳播途徑

中國造紙技術的傳播順序，先為紙張和紙製品，其次才為造紙技術。考古發現證實，早在西漢時，紙就已經傳播到朝鮮。大約公元四世紀末，造紙術傳入朝鮮和越南。到了 7 世紀，產自朝鮮半島的 “高麗紙” 已經為中國文人所喜用。公元 610 年，朝鮮僧人曇徵將造紙術獻與日本攝政王聖德太子，日本人稱曇徵為紙神。公元 9—10 世紀，造紙術經絲綢之路傳到西域，並由此傳入印度，開始出現紙質的佛教經卷。

中國造紙技術傳播的一個說法是在公元 8 世紀 751 年，唐朝高仙芝與大食國（當時的阿拉伯）爆發怛羅斯戰役，戰敗的唐朝士兵俘虜中有懂得造紙工匠，造紙術便傳入了西方；首先在撒馬爾罕（今烏茲別克境內）建立了中東第一個造紙作坊，794 年巴格達出現中東第二個造紙作坊，造紙術由此傳到阿拉伯地區。不過，李約瑟指出早在 650 年紙張就已經傳入中亞的撒馬爾罕。

穆斯林與基督徒的交流讓紙製品在 11 世紀左右在歐洲廣泛利用。12 世紀初傳入西班牙，13 世紀傳入義大利，14 世紀傳入法國、德國並最終傳遍歐洲，美洲。但到 17 世紀時，歐洲造紙術仍然只是中國宋代的水準，而與中國的造紙差異很大。乾隆年間，在清廷任職的法籍畫師、耶穌會教士蔣友仁將中國造紙術繪製成圖，寄回巴黎，從此中國新一代的造紙技術在歐洲傳播開來。1797 年，法國人尼古拉斯・路易斯・羅伯特發明機器造紙，取代手工造紙，從而超越了中國。

經過了 1,000 多年的時間傳播，中國的造紙術就此傳遍了整個世界。