機械史話(五):文明的傳播需要印刷的技術

說到印刷,我們難免想到中國的四大發明,今天我們不說中國,我們從歐洲說起。

在中世紀的歐洲,宗教極其盛行,也就是基督教啦。當時基督教為了宣揚自己的教義,當然要大量印刷《聖經》。那時候有好多數量可觀的富麗堂皇的教會和寺院,即使到今天也隨處可見。教堂還是當時的學問中心,所以孩子學知識文化,都會去教會。

所以,要想了解歐洲文化的人,就務必要學一些有關基督教的歷史知識。即使是為了瞭解歐洲的科學和技術,也不能忽視基督教所帶來的社會影響。

當時,最先出來印刷《聖經》的就是木版印刷。

木版印刷又叫做分塊印刷。在木紋細膩的木板紋理上雕刻,在這種版面上塗上印油。然後再將紙放在版面上進行印刷。採用這種方法的

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印刷只能印一面。從十五世紀初到中期,這種木版印刷極其盛行。這些印刷品都是與宗教有關的。

1418年,印刷了歐洲最古老的美術版畫——著名的布拉塞爾的聖母像。1423年,印刷了“耶穌聖人像”,它描寫了生在巴勒斯坦的基督教殉難者耶穌的故事。直至1447年,義大利的威尼斯一座修道院請波羅尼亞的畫家複製印刷了拉丁文的書法和詩稿。上述所說這些,都是手工印刷。按照一貫的發展,人類終將會做出印刷機這樣的機械。手工印刷方法不能一下子大量地印刷出相同的印刷品。

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我們注意北宋年間1040年左右的畢昇發明出來的只是“活字印刷”,印刷字是可以的,書畫的話,還是不行。我們現在考慮是機械。

谷登堡的印刷機

這就出現了,在1450年,德國的約翰·谷登堡使用鉛字和印刷機進行了印刷。他改進了榨取葡萄液所使用的小型擠壓機,作為印刷機而使用,印刷了“四十二行拉丁文聖書”。現在,把印刷機叫做擠壓機正是來源於此。

他的這種印刷機做得很好,不會蹭到紙的反面,能很好地印刷出單面。因此,紙的兩面就可以印刷了。

谷登堡在美茵茲建起了印刷廠,開始了各種印刷。因此,這個印刷廠也就成了當時學習印刷技術的重要地方。1462年,美茵茲受到了戰火的洗劫,工廠在戰火中被毀,印刷工流落到德意志各地,將谷登堡改進的金屬活字印刷術散播到歐洲各地。

看完小故事,我們再來看看他的印刷機是什麼樣子的,他的印刷機是透過螺紋和槓桿來操縱的,但是,這些都是木製的。在螺紋的中間有孔,槓桿插在孔中。當透過螺紋和槓桿轉動時,螺紋的下部就壓到板上,向上給與壓力,就可以印刷了。

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可是人類還是會進步的。

印刷機的改進

谷登堡的印刷機被廣泛地使用,而且,又有很多人對此進行了改進。到16世紀初,紐倫堡的印刷技師丹尼爾將木製螺紋換成銅製螺紋;達·芬奇也下了一番功夫,當壓板一被提起時,印刷臺則使斜面向下部滑動。

另外,17世紀初,荷蘭的地圖繪製技師維爾海倫·揚真·布拉沃也進行了一些改進,他將彈簧和平衡錘組裝在一起,當擠壓結束時,裝有印刷板的臺子使其位置自動移動。

17世紀快要結束的時候,英國的物理學家威廉·紐爾遜教授設計了使用動力的印刷機,取代了過去的手動印刷機。進入19世紀,英國的科學家查爾斯·斯坦霍普伯爵製作了全金屬製的印刷機,這種印刷機具有槓桿裝置,該裝置可以使用較小的力,但是,壓到板面上卻是較大的力。(

用槓桿放大力量

)。

1750年,美國在加曼頓建成了第一個印刷機制造廠。1796年,阿達姆·拉梅基在菲拉德爾菲阿改進了螺紋,將其改成了三頭螺紋,而提高了印刷的速度。

1813年,美國製造了第一臺鐵製印刷機,這是由喬治·格拉瑪製作的。

這臺印刷機不是螺紋式的,而是使用了一組擺杆。這種印刷機被叫做“哥倫比亞式印刷機”,與斯坦霍普的印刷機想比,其體積大,經久耐用,容易操作。格拉瑪於1817年去倫敦,先後建立了幾個印刷廠,直到最後死於倫敦。

此時,歐戴斯·塔夫脫設計了新的印刷機。這種印刷機是鐵製的,不使用螺紋和擺杆,而使用了連桿機構。利用連桿機構下壓疊板的上部,所以,施加的壓力平均。

1829年,薩繆埃爾·露斯特應用這種連桿機構,將擺杆式手動印刷機制成了更加完善的印刷機。這種印刷機被叫做“華盛頓印刷機”,這樣,就在大體上完成了這種印刷機。

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動力印刷機

印刷機最初是手動的,但是,為其配上動力的試驗則是1811年的事情

,是由德國出生的富利德里奇·凱尼希在英國的倫敦進行的,最後製造出來了汽缸式(這是第一次工業革命的影響?)。但是,這種印刷機只是用來印刷一部分報紙,而沒有被廣泛使用。

1830年,阿伊扎克·阿達姆茲在波士頓設計了美國第一臺動力印刷機。印刷機透過動力上下動作,從上向下按壓。這種機械被用於印刷小批次的印刷品。

美國製造出的第一臺汽缸式印刷機,是1830年由羅伯特·胡製造的。羅伯特·胡也是英國人,過去曾修理過進口的汽缸式印刷機,在修理過程中,他對印刷機產生了濃厚的興趣,最後終於建成了專門生產印刷機的阿爾·胡公司。他是一個實幹家,很厲害,一生從事了印刷機的製造工作。

羅伯特的兒子理查德·馬契·胡也繼承了其父的事業,繼續改進了印刷機。而且,於1846年製成了胡式轉輪印刷機。理查德在提高印刷速度方面也動了一番腦筋,他製作的印刷機與過去的印刷機相比,其印刷速度提高了一倍。其後,隨著彎曲鉛版的實用化,胡式轉輪印刷機一小時可印二萬張紙。

進而,1861年凱尼希發明了自動送紙裝置之後,又大幅度地提高了印刷速度。1865年,菲拉德爾菲阿(還記得這個地方嗎?)的威廉·巴洛克又進行了一番改造,就是將印刷用紙卷在滾筒上,印刷前用安裝在汽缸上的鋸齒狀刀切斷用紙,所以,又進一步大幅度地提高了印刷效率。

其後,印刷機又取得了驚人的發展,1891年,阿爾·胡公司製作了6倍型報紙轉輪印刷機。這種印刷機裝有三個幅寬相當於四頁報紙的捲紙機,可以一下子印出48頁的報紙。如果用於印刷24版的報紙的話,每小時可以印刷二萬四千份。

活字技術的發展

第一個鑄造鉛字的人是谷登堡工廠勞動的工人希埃法。其後,法國的羅伯特·谷蘭江、荷蘭的布蘭丹和埃爾澤比爾、英國的威廉·格達斯頓、威廉·卡斯隆等很多人都對鑄造鉛字進行了研究。

在美國第一個鑄造鉛字的人是

本傑明·富蘭克林

。他在菲拉德爾菲阿印刷工廠勞動時,發現了鉛字磨損較快需要補充這個問題,而以鉛字為基礎設計了鑄型(母型)。

有系統地研究鉛字鑄造法的則是康涅狄格的銀匠阿貝爾·皮繆埃爾。而且,他是第一個製作了一套鉛字的人。庫里斯特法·扎埃爾於1770年初在賓夕法尼亞的加曼頓建立了鉛字鑄造廠,這是美國的第一家鉛字鑄造廠。

發明鑄字機、奠定今天美國鉛字鑄造公司基礎的是德比杜·布林斯和喬治·布林斯兄弟兩人。

不久,就提出了機械鑄字的方法,1822年英國的威廉·恰奇拿出了設計方案,接著在1883年巴爾的摩的奧托馬·馬根塔拉發明了這種機械。在長棒上刻上字母,作成一行左右的長度,然後再往上面澆鑄基體金屬,就可以製成一行長短的鉛字。

這就是今天的莫諾(條形)排鑄字的開始,進而,在此基礎上又進行了一番改進,就可以單獨地一個字一個字地鑄字了。而且,將鉛字並排擺放在上方的小箱裡,一敲打鍵盤,鉛字就一個一個地落下,並排成行。到了19世紀末,這種鑄字法已經實用化了,並用於印刷紐約的報紙。

到1885年,林·鮑伊德·本頓發明了一臺極其精緻德字母雕刻機。接著,1887年,塔爾波特·蘭斯頓設計了單一鑄造鉛字的機械。其鑄字方法是,邊看原稿邊打鍵盤,在紙上按照文字的樣子打孔,然後將紙放在鑄造機上,就可以按照原稿鑄造了。這種鑄造機作為蘭斯頓莫諾型排鑄機,而聞名於世。

這樣,鉛字鑄造法不斷地得到了改進,終於製成了精巧的機械裝置,從此就可以極其迅速而大量地鑄字了。但是,一大量鑄字,就迫切地需要統一鉛字的大小型號,1886年生產鉛字的行業團體相聚會,成立了採用“點系統”的委員會,進行了各種研究,其結果,決定一佩卡(1/6英寸)十二等分為一個鉛字。(難道也與現在的字號有關?)

如果大家對於機械感興趣的話,可以關注一下我的公眾號“頑機器人”,祝大家每天生活愉快。謝謝!

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