第七百六十五章 造紙術擴大實驗(一)

作者:南宮我夢
已至盛春時節,草木欣榮,一些在冬日做不了的事,終於能做了,比如說,造紙。

  造紙技術早在去年冬日已經完善了,但,受限時節,未能更進一步。

  從去年到現在所造的所有的紙,都是麻紙,現在天氣回暖了,各種草類各種樹皮都可以找的到了。

  李孟羲去問過那些造紙匠人,問哪些草或者哪些樹皮造紙更好,結果匠人們回答各不相同,李孟羲意識到,自己的造紙技藝已經遠超過匠人們了,匠人們的經驗已不足借鑑了。

  李孟羲也不知到底什麼材料造紙最好,但是,他知道該如何進行測試。

  命令再一次下達到騎兵隊,李孟羲令騎兵隊外出去搜集能找到的所有草木,不管是樹,還是草,還是藤蔓,還是野花野菜,只要是草木,都要。並且,他特意強調,所有收集的材料不能摻混。

  上次沒按要求做,騎兵們已經被訓斥一次了,這次再次外出,騎兵們謹慎細微了很多。

  近兩百騎兵四散出城,到處去找草木去了。

  按李孟羲的要求,一應草木都要蒐集,有的騎兵出城不遠,在半路上遇到了草溝,直接下馬到草溝裏割了一麻袋草給裝回去了。

  有的人找了樹,扒皮扯枝,有的人選擇薅藤蔓,有的伐竹,各種忙活。

  騎兵們效率很高,不半日,各種原材料絡繹不絕的送了回來。

  李孟羲在院子裏,看着院子裏堆的越來越多亂七八糟的材料,他此時犯了難。

  這些個草啊樹皮啊之類的,都不認識啊,連認識都不認識,怎麼記錄怎麼貼標籤。

  李孟羲只好去找人來幫忙。

  木匠們來了,木匠們幫忙區分了一部分,而剩下的一大部分,多是些野草的部分,匠人們意見不一,一種野草能有三五個名字。

  這時,李孟羲意識到,同一種草在不同的地域叫法是不同的。

  艱難的把所有草木全部給貼了標籤標記好,剛忙完,又一個騎兵扛着一大捆樹皮回來了。

  李孟羲看着滿地的青綠,他尋思,造紙的話,材料應當曬乾的,此時城中到處在蓋房子,沒地方曬草,想來想去,只有城牆上合適。

  隨後,李孟羲帶着人把所有材料搬到城牆上去,然後每一段城牆曬上一種材料,每一處都貼好了標籤以防混淆。

  匠人們忙碌着拿繩子把各種材料束起掛在城垛上,李孟羲則在尋思,如果材料都曬乾的話,草曬乾了就看不出是什麼樣子了,而又因爲,此次需要的植物種類太多,後續可能會有重複的,因而,得時時區分歸類,曬乾的草可不好區分。

  此時,一個問題出現了,該如何長久的保持植物的模樣呢。

  李孟羲想到了可以拿個碗把草給種起來,可是再一想到,好多草割回來是沒有根的,所以這個方法沒用。

  進而,李孟羲思索,標本是該如何做的,泡水裏?泡油脂裏?還是酒精裏?

  酒精裏泡的人蔘,泡多少年,還是人蔘的樣子,酒精除了會脫色,保存能力很強的。

  想到這一點,李孟羲騰騰跑下城去了。

  再一次上來,李孟羲帶着人,帶着許多個罐子,罐子裏裝滿了水,酒精不富裕,用不起酒精。

  而後,在晾曬材料的區域,每到一個區域,李孟羲去把曬的草抓一把回來塞到罐子裏,然後泡材料的罐子一處放一個。

  匠人們看着李孟羲忙碌,看李孟羲把罐子挨着牆角一個個放,也是不懂。

  材料處理問題解決之後,還有另一亟待解決的問題,器皿問題。

  在去年冬日,當時用的造紙材料有限,用不了多少蒸煮工具,因而煮紙漿的甕大點小點都無所謂。

  但是,今次不同了,今次有龐大的測試需求,今次要測試成百上千種材料,要比較這成百上千種材料所造紙張的質量,其中之精確細微,不能有絲毫偏差。

  煮紙漿的甕大一點小一點,添的水多一點少一點,紙漿煮的稠一點稀一點,這都很影響紙張的強度,所以,需要得有一批大小完全一致的器具。

  據李孟羲對陶器技術的瞭解,靠人工去捏泥胚,大小參差偏差,很難完全一樣,所以,得用另外的技術。

  李孟羲想到了鑄鐵,用模具鑄鐵,一套模具可以鑄造幾百個完全一樣的鐵件,這是現今技術條件下唯一可以批量生產的方式。

  城外,窯場場所在,土窯仍在燒個不停,擡眼看去,黑煙滾滾。

  想了一下,李孟羲下城去了窯場。

  在窯場裏找到陶匠頭頭,李孟羲跟其商量能否用模具做一批大小完全一致的陶器。

  匠人頭目不假思索的點了點頭,“能做,只是得做模子。”

  做模具方法多了,可以用木頭,用鐵鑄,用粘土燒製等等方式,綜合成本與速度兩方面的取捨,李孟羲最終選擇用木頭來做模具。

  ——

  木匠營,李孟羲跟木匠們商議着技術細節。

  木匠們聽完了李孟羲的要求,有人說到,“大木頭不好找,要不,用木板做成桶一樣的?”

  李孟羲想了想,相比從一整段樹樁當中掏一個模子,用一些薄木板給拼一個模具似乎來的更簡單。

  又一條有價值的巧妙技術出現了,李孟羲當即寫了軍票塞給木匠。

  接過軍票,木匠愣了一下,隨後笑了。

  總是這樣,每每匠人們都沒察覺到自己三言兩語的話有什麼價值,結果獎勵出乎意料的就來了。

  模具的技術已經確定了,隨便拿木板給拼個凹槽就行,做模具比做木桶還要簡單的多,因爲不必去做密封,拼起就成。

  對於模具的形狀,李孟羲想到,既然隨後的測試要精確添加樣品和水,那可以把器具做的精密一點,可以把器具做成試管形狀,做成細長的一個長筒,這樣便於精確操作。

  確定好了形狀,李孟羲就離開了木匠營,他回到城主府,城主府的院子裏,又堆滿了一地的草草秧秧。

  一段時間後,木匠們做好了模具並送去了窯廠。

  窯場的頭頭接過模具,看着模具又長又細的跟個筒子一樣的形狀也是詫異。

  雖感詫異,再一想軍師平日做的稀奇古怪的事多了,窯場頭目沒有多問,拿着模具去忙碌了。

  做陶器先要淘洗粘土,然後手捏成型,再修整,再晾乾,再入窯燒製,等等一系列流程。

  窯場裏,一應材料絲毫不缺,不一會兒,陶匠們就比着模具做出了第一個泥胚,然後是第二個,第三個。

  很快,問題出現了。

  因爲模具太細長,做出的泥胚也過於細長,泥胚做好之後放在那裏,因爲重力的關係會坍塌和變形。

  窯場頭頭過來看了看形變了的泥胚,他不由皺眉,按長久以來的經驗,泥胚如果這樣細長,放窯裏一燒,水汽蒸騰出去再一收縮,鐵定變形開裂。

  猶豫片刻,窯場頭頭進了城來到了城主府。

  城主府,李孟羲正在給一捆樹皮貼上標籤,看窯場負責人來了,李孟羲問,“怎樣?模具做好了嗎?”

  窯場頭頭說明了來意,說模具不行,至於如何不行,巴拉巴拉講了一堆。

  李孟羲皺眉聽着,他聽明白了,泥胚這玩意兒放窯裏燒,竟然會縮,三尺大的一個胚,燒完竟然只剩一尺,得縮去三分之二那麼多。

  模具太細長,收縮的時候,容易變形開裂。

  但,爲什麼細長了會容易變形開裂,這他喵的爲什麼,李孟羲皺眉尋思。

  說來,到現在爲止,李孟羲跟泥土接觸的足夠多了,他帶着人蓋過土炕,帶人壘過熱處理窯,還帶人湖過竈,尤其是蓋土炕的時候,怕炕不結實怕人掉下去,當時考慮到了拱形的形狀。

  (對,拱形!)李孟羲恍然大悟,他想明白了,泥胚形狀跟開裂變形之間的關聯乃是,泥胚形狀越堅固,越不容易變形開裂。

  一個長方體的泥胚,跟一個球形的泥胚,同樣去燒,到底哪個容易開裂?毫無疑問,長方體遠比球形容易開裂。

  要問爲什麼,穹頂,蛋殼,悉尼歌劇院什麼的。

  蛋殼有多吊,球形就有多吊。

  明白過來之後,李孟羲想到解決辦法了。既然過於細長的泥胚容易燒壞,那就換個模具,換個普通模具得了。

  而鑑於泥胚燒製過程中會大幅度收縮這一點,李孟羲意識到,因爲收縮幅度太大,做泥胚的時候,多活點水少活點水泥胚溼度大有不同,這就很容易造成,同樣大小的泥胚放同一個窯裏一燒,結果出來一個大一個小。

  更何況,窯跟窯還不一樣,每窯的火力也不一樣,這就又一個意外變量。

  李孟羲意識到,鐵器可以鑄造出成千上百個一模一樣的鐵件很簡單,但要生產一批完全一樣的陶器,卻很難。

  到此一步,李孟羲想起了——【大工業術】。

  大工業術,核心原理是,數學原理當中的【離散】,離散,簡單描述起來就是,假設說一臺機器的加工精度是毫米,那麼,該如何生產精度的是毫米的超高精度零件?

  答桉是,直接生產一萬個。

  爲什麼生產一萬個就行了?

  因爲,加工精度毫米的機器,其在生產的時候,加工出的每一個零件,其尺寸是圍繞着波動的,上一個尺寸可能是,下一個尺寸可能就是、

  如果畫一個函數圖來看,會發現實際尺寸是圍繞着這個數值均勻分佈的。

  當生產的零件數目多達一萬個的時候,數目如此多的時候,總有一兩個零件的尺寸恰好是卡到這個精度。

  於是乎,足夠的數量之下,超高精度的那個零件,就此波動出來了。

  基於此理論,難以燒製出尺寸完全一樣的陶器,這該怎麼辦?

  很簡單,一百個燒出來,完全一樣的才三兩個,那直接燒一萬個,當中完全一樣的,豈不就有幾十個了。

  於是,李孟羲告訴窯場頭頭,他讓窯場頭頭這幾天先把別的活停下,等新模具做好,燒一萬個陶器。

  ——

  木匠營,李孟羲跟匠人們討論着做新的模具。

  上一個模具,太細長,沒有實用性。

  那麼新的模具,就儘可能往圓了做,越是接近穹頂越是接近蛋殼形狀,就越是堅固,成品率就越高。

  很不可思議,泥胚的外形竟然跟燒製成功率大有關聯。

  考慮到爲了【大工業術】,一次要燒一萬個陶器,考慮到燒這麼多陶器如果只是爲了測試之用,有些浪費了,所以,考慮到降低成本,李孟羲決定把陶器做的大一點,這樣,測試結束之後,陶器拿到別處還可以另外使用。

  最終,新的模具做成,按要求,模具做的肚大身圓,圓滾滾的,很像一個鼎的形狀。

  同時,爲了方便傾倒液體,模具上沿,留了一個便於傾倒的口。

  模具之整體容積,大概可以放料十斤加水一桶的量,這個容積是造藥時候得出的經驗,藥物在植物中含量太少了,三五斤樹皮熬不出三兩勺藥粉,因而,如果放料太少,很不利於提取。

  新的模具做好,令人送去了窯場。

  ——

  蒸煮器具標準問題解決,梳理了下造紙技術的整體流程,還有最後一個未統一的步驟,這最後一個步驟,乃是——抄紙。

  抄紙很簡單,拿着一個紗網把紙漿抄起來就是,可問題在於,抄漿簡單,做出厚薄一樣的紙卻很難。

  抄漿的時候,漿抄的厚了點,薄了點,直接影響紙張厚薄,紙張厚薄要是不一,那之後測試的時候,去測試兩張紙的韌度,誤差太大了。

  如果誤差太大,那弄這麼一堆測試,意義不大了。

  所以,抄網也得統一。

  李孟羲找人去做抄網了,他準備用一樣的布料,一樣的竹篾,做出一樣大小的抄網。

  做抄網的時候,李孟羲想,該如何做出一樣厚度的紙,靠抄漿法肯定不行,抄網那麼大一張,下去一撈,抄漿多少沒數,很不精確。

  換個思路想,厚薄相同的不同材質的紙張,是重量相同嗎。

  答桉是,重量並不相同,有的植物纖維重,有的輕,因而,厚薄相同,輕重卻不一。

  既然重量不同,那麼,厚薄相同的紙張,相同的是什麼,答桉是,體積。

  是紙張的體積,也是紙漿的體積。

  從這一點,控制紙張厚度的方法有了,可以弄一個試管,試管盛同樣多的紙漿,然後把一試管紙漿倒在抄網上,然後拿刮刀給刮平。

  這樣,同樣體積的紙漿平鋪在同樣大小的抄網上,紙張厚度肯定就是一樣厚薄的了。

  從使用來講,平常書寫和印刷書籍使用的紙張根本就不需要那麼精緻,不需要精確到完全一樣厚薄,但是,在一個重要使用場景,厚薄完全一樣的造紙技術有至關重要的作用。

  比如說,紙幣。造錢幣的時候,控制紙幣的厚薄一致極爲重要,假設能做到成千上萬張紙幣厚薄完全一樣,這樣,若是有人想造假,他造假難度就會很高,就算他真的把假幣造出來了,拿來跟真幣一對比,一對比發現,厚薄不一,對方直接暴露了。

  在造幣這個重要行業上,一應最頂級的造紙技術有了用武之地。

  找到製造厚薄相同的紙張的方法之後,剩下的,製作工具。

  工具包括,大批規格一樣的抄網,大批試管,有鑑於試管不好做,李孟羲想找竹管代替,可竹管紋理不一,粗細不一,很難找到一堆相同的竹管。

  想來想去,要麼求助於燒陶技術,燒一堆陶管出來,要麼求助於鑄鐵技術,鑄造一堆鐵管出來。

  片刻前方意識到,陶器因爲燒製過程中會收縮,難以燒製的規格完全一樣的產品。

  考慮到這一點,所以,試管只能求諸於鑄造。

  因爲鐵管不好做刻度,所以乾脆不要刻度了,乾脆每次盛紙漿的時候盛一滿管,這樣,每一種紙漿都是一滿管,就不存在誤差了。

  剩最後一個問題。

  一個三尺寬,四尺長的大紙,需要用多少紙漿,需要多大的鐵管纔剛好夠用呢。

  單張紙的紙漿還沒試出來,李孟羲又意識到一個問題。

  問題是,紙大一點好,還是小一點好,到底是紙大一點紙漿刮的很均勻,還是紙張小一點刮的均勻。

  這個問題似乎極簡單,可,李孟羲怎麼也想不明白。

  不管是紙張,還是別的事物,到底是大了容易均勻,還是小了容易均勻。思來想去,李孟羲想出了兩種截然不同的答桉。

  如果說,紙張大小跟紙質均勻的關係是跟刷牆一樣,那麼自然是小了容易刷,牆體越大,刷的面積越多,每一刷子刷下去,都可能有誤差,面積越大,誤差越大。

  可,若是以另外的思路,之前找人試藥的時候,一組爲何要找十個病人,這是爲了降低誤差。如果只一兩個病人,很可能這一兩個病人恰好體魄強悍,恰好好的快。但是十個病人,這十個病人恰好全都體魄優秀的概率就小的多了。

  由此,紙張均勻跟紙張大小的問題,跟試藥問題是一個問題,那麼毫無疑問,紙張越大,紙質越容易均勻。

  李孟羲大腦要死機了,他怎麼想怎麼覺得,可能大了好,也可能小了好,都有道理。

  若是一般人,不會糾結這種細枝末節,可李孟羲現在不一樣了,從造紙開始,造紙術之衆多技術改進,全都是細枝末節中摳出來的。正因如此,一遇未知,不敢輕棄。

  李孟羲最終還是沒能想明白紙張大了好還是小了好,他把問題問向匠人們,匠人們說大說小的都有。

  李孟羲嘆息一聲,他只好拿出紙筆,鄭重的把這個平平無奇的問題記下來,待日後,有空了再尋求答桉。

  隨後,李孟羲開始測量造一張消耗紙漿的數量,他找來一個小勺子,往勺子裏舀了二十勺紙漿,然後二十勺紙漿倒在抄網上,拿着塊木板把紙漿刮開攤開。

  這時,問題又出現了。

  第一個問題,二十勺紙漿根本不夠造紙之用,第二個問題,工具太粗糙,破木板邊愣太銳,把抄網刮破了。

  李孟羲覺得,最好是換材料,換一些光滑的石頭或者陶土刮板,用木頭的也行,得把木頭打磨光滑。

  還有,紙漿粘稠,容易粘到刮板上,更容易粘到抄網上。

  這個粘連問題,除非弄來高分子材料,不然難以解決了。

  粘連解決不了,那就改變測試流程,在測試的時候,可以先做幾張紙,當抄網和刮板上都粘連了一些紙漿纖維之後,後邊再做,因粘連帶來的誤差就很小了。

  這一點極其重要,新工具所做的第一張紙,抄網上會粘掉大量的纖維,刮板上也會粘上許多,這就造成了,第一張必然比後邊的紙張薄的多。

  二十勺紙漿不足以造出來了三尺寬四尺長的紙,李孟羲又取二十勺,終於夠了。

  拿着木板把紙漿在抄網上刮來刮去給均勻的攤薄開來,片刻後,把紙揭起,拿到一邊烘乾,烘乾的紙經檢查厚薄恰當。

  單張紙的紙漿用量已經試出來了,一張大紙用四十勺漿。

  再次盛了四十勺漿之後,李孟羲尋來一些竹管,把粗細不一的竹管一一試過,最終,一支手指長牙膏粗的竹管接近裝滿。

  拿着這跟容量接近的竹管,李孟羲去鐵匠營,他讓鐵匠營根據竹管的大小做出模具,然後鑄造數百個同樣大小的鐵管。

  幸好是鐵管不大,再大一點就行沒法鑄造了。

  抄網,替代試管的鐵管,還有刮板,刮板自然得交給木匠營來做。

  這時,李孟羲想到,刮板的厚薄長短,是否也會影響紙張的均勻,應該會有一定的影響。

  本着儘可能減少誤差的想法,李孟羲又去了木匠營,他讓木匠們用同樣的木材,做同樣大小,同樣長短,同樣厚薄的刮板。

  木材刮具種類的不同,會影響紙張的厚薄嗎,誰知道呢。鬼知道會不會有些木頭會不會因爲紋理粗或者油脂多,從而會更容易粘連纖維。

  所以,同樣材質同樣厚薄同樣大小乃至同樣形狀的木板,規格統一,有其必要。

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