造紙術和指南針、火藥、印刷術並稱為我國古代科學技術的四大發明,是我國人民對於世界科學文化的重要貢獻。
最初的紙,是作為新型的書寫記事材料而出現的。在紙沒有發明以前,我國先後曾以龜甲、獸骨、金石、竹簡,木牘、縑帛(「紙」字的初始意義,即指用於書寫的縑帛)之類記事。但是甲骨不易多得,金石笨重,縑帛品貴,簡牘體積很大,都不便於使用。隨著社會經濟文化的發展,迫切需要尋找廉價易得的新型書寫材料。經過長期探索和實踐,終於發明了用麻繩頭、破布、舊魚網等廢舊麻料製成植物纖維紙。
關於造紙術的起源,過去根據《後漢書蔡倫傳》中的說法,認為紙是東漢的宦官蔡倫於公元105年發明的。但是本世紀我國的考古發掘實踐已證明這種說法不全面。1933年在我國新疆羅布淖爾漢烽燧遺址中出土了公元前一世紀的西漢麻紙,比蔡倫早了一個多世紀。1957年西安市東郊的灞橋再次出土了公元前二世紀的西漢初期古紙,經科學化驗,它主要由大麻和少量薴麻的纖維所製成。「灞橋紙」是目前考古發掘出來的我國最早的紙,也是世界上最早的紙。
漢代麻紙製造過程,根據科學模擬實驗,大體上是把麻頭、破布等原料先用水浸,使它潤脹,再用斧頭切碎,用水洗滌,然後用草木灰水浸透並且蒸煮。這可以說是後來鹼法化學製漿過程的濫觴。通過鹼液蒸煮,原料中的木素、果膠、色素、油脂等雜質被除去,用清水漂洗後,就加以舂搗。搗碎後的細纖維用水配成懸浮的漿液,再用漏水的紙模撈取紙漿,經脫水、乾燥後就成紙張。當時的撈漿脫水過程,使用的是一種多孔的平面篩,這種平面篩就是抄紙器,是現代長網和圓網造紙機的維型。
早期的西漢麻紙比較粗糙,不便書寫。到了公元二世紀在東漢宮廷中任尚方令的蔡倫,在總結前人造紙經驗基礎上,改進了工藝流程,憑藉充足的人力物力,監製並組織生產了一批良紙,於公元105年獻給朝延,從此造紙術在國內推廣起來。蔡倫在造紙原料中,使用了樹皮(特別是楮皮)、魚網,擴大了原料來源,從而促進了紙的產量大幅度上升,推廣了紙的使用。蔡倫在造紙技術史上的功績是不可抹殺的。從考古發掘和文獻記載的材料看,東漢時期,紙的使用已從中原地區擴大到新疆、甘肅、內蒙等地。不僅上層統治者使用,連民間也已廣泛地使用起來。可以說,東漢是造紙技術已經比較成熟的時期。
公元二世紀造紙術在我國各地推廣以後,紙就成了和縑帛、簡牘的有力競爭者。三到四世紀,紙已經基本取代了帛、簡而成為我國唯一的書寫材料,有力地促進了我國科學文化的傳播和發展。三到六世紀的魏晉南北朝時期,我國造紙術不斷革新。在原料方面,除原有的麻、楮外,又擴展到用桑皮、藤皮造紙。在設備方面,出現了活動的簾床紙模,用一個活動的竹簾放在框架上,可以反覆撈出成千上萬張溼紙,提高了工效。在加工製造技術上,加強了鹼液蒸煮和舂搗,改進了紙的質量,出現了色紙(即以染料染紙增加美觀,較普遍是用黃檗樹的溶液,兼有防蛀作用)、塗布紙(以塗料塗刷在紙的表面,以解決紙張透印問題和改善光滑度。後來進一步將塗料直接加於紙漿中)、施膠紙(在紙張表面塗刷膠礬水以防止洇水,增加光滑)等加工紙。這些加工紙纖維交結勻細,外觀潔白,表面平滑,有人稱讚它們是「妍妙輝光」。在這一時期,我國的造紙術開始外傳到鄰近的越南和朝鮮
六到十世紀的隋唐五代時期,我國的造紙業有了更大的發展。除了麻紙、楮皮紙、桑皮紙、藤紙外,還出現了檀皮紙、瑞香皮紙、稻麥杆紙和新式的竹紙。紙的產量質量都有提高,價格也不斷下降,各種紙製品已普及於民間日常生活中,而且還出現了雕板印書業。當時產生了不少名貴的紙品,如唐代的「硬黃」、五代的「澄心堂紙」等等,另外還有水紋紙和各種藝術加工紙,都反映出造紙技術的提高。
宋元明清時,楮紙、桑皮紙等皮紙和竹紙特別盛行,消費量也急劇增大,造紙技術也隨之又有改進。為了提高打漿度和紙的細密勻稱程度,先前唐代用澱松糊劑做施膠劑,到宋代以後多用植物粘液(如楊桃藤、黃蜀葵等浸出液》做「紙藥」,使紙漿質料均勻。這一時期的紙品繁多,紙的用途日廣,除書畫、印刷和日用外,還用於印造紙幣。加工紙中還出現了各種多色的蠟箋,冷金、泥金、羅紋、泥金銀加繪、砑花紙等新品種,呈現出紛繁多彩的面貌。有的還遠銷海外,享有很高的聲譽。隨著造紙實踐的不新深入,人們開始對造紙技術加以記載和總結,這一時期,出現了不少有關造紙的專著,如宋代蘇易簡的《紙譜》、元代費著的《紙箋譜》、明代王宗沭的《楮書》等等。其中,尤以明代宋應星的《天工開物》一書,對我國的造紙技術記載最詳,它不僅是中國也是世界上總結古代造紙術的珍貴文獻。
造紙術在七世紀經過朝鮮傳入日本,八世紀中葉經中亞傳到阿拉伯的報達(今伊拉克的巴格達)、大馬色(今敘利亞的大馬士革)和撒馬爾罕(今哈薩克地區)等地。當地組織的第一批造紙工場,皆由我國造紙工人親自傳授技術。阿拉伯紙大批生產以後,就不新向歐洲各國輸出。不久,造紙術也傳入歐洲。十二世紀,歐洲最先在西班牙和法國設立紙廠,十三世紀在義大利和德國也相繼設廠造紙。到十六世紀,中國的造紙術已傳遍歐亞大陸,並傳入了美洲,取代了當地傳統的羊皮紙和挨及的莎草紙等。造紙技木的西傳,為歐洲文化的發展和交流提供了有力的工具,對歐洲文藝復興和以後的科學技術的發展也起了不小的作用。這是我們中華民族對人類社會發展作出的傑出頁就,是我們民族的驕傲和光榮。