Из чего изготовляют бумагу

Из чего изготовляют бумагу

Ответ на вопрос о том, как делают бумагу сегодня, лежит в плоскости технологий. Но стоит заглянуть в историю. Прототип материала — древнеегипетский папирус — растение, из которого делали писчий материал. Размоченную сердцевину соединяли, накладывая слои перпендикулярно друг другу. После выдерживания под прессом листы высушивали на солнце, разрезали и полировали. Готовые гибкие свитки были прочными — некоторые из них сохранились до XXI века.

Изготовление бумаги из привычных нам материалов поставили на поток в Китае. Со II века н. э. технология обработки луба тутовых деревьев постепенно начала распространяться по миру. Сначала она перешла из Китая на арабский Восток, а затем — в Европу.

Первые мануфактуры по производству бумаги появились в Европе в XIII веке. С XVII века изготовлением бумажных материалов занялись российские промышленники.

Некоторые листы пергамента хорошо сохранились

Виды бумаги

Чтобы понять, как изготавливают бумагу, надо сначала определить ее вид, ведь состав сырья может быть разным.

Различают такие разновидности материала:

  1. Офсетная.Широко используется в типографском деле — для печати книг и массовой полиграфической продукции. Бумага устойчива к сырости, что важно, так как при офсетной печати используют увлажнители.
  2. Упаковочная. Прочная, невосприимчивая к влаге. К цвету и гладкости не предъявляют повышенные требования.
  3. Газетная. Применяется для печати на высокоскоростном оборудовании. Ее особенность — повышенная впитываемость красок.
  4. Мелованная. Отличия от других видов — белизна, гладкость. Из нее печатают качественные иллюстрированные издания.
  5. Целлюлозная. Состоит из чистой целлюлозы плюс 1—3 % добавок. Используется для печати банкнот и ценных бумаг.

Дизайнерская бумага для упаковки подарков

Из чего делают бумагу?

Сырьем служат растительные вещества с длинными волокнами. Смешиваясь с водой, они образуют податливый, однородный полуфабрикат. Его делают из:

  • дерева — масса называется целлюлозной;
  • однолетних растений: из конопляной или рисовой массы изготавливают материал повышенной белизны, из соломы и тростника — прочную и плотную;
  • вторичного сырья — макулатуры, тряпок;
  • сырья для производства бумаги специального назначения — шерстяных, асбестовых и прочих волокон.

Основной материал в бумажной промышленности — древесина. На комбинаты поставляют стволы целиком. Там с них снимают кору, разрезают. Далее сырье измельчают в муку — до волокон-фибрилл.

В таком виде древесина поступает на измельчение в муку

Для производства бумаги используют:

  • сосну, кедр — мягкие породы пригодны для изготовления упаковочных материалов;
  • клен, дуб — основа из твердых пород гладкая, но менее прочная;
  • канадскую ель — из нее делают прочный, но эластичный материал;
  • каштан, березу и так далее.

Смешивая дубовое и сосновое сырье, получают книжную бумагу. Она прочная, эластичная.Для улучшения качества продукции древесный материал сортируют, фильтруют, обрабатывают химическими составами.

Производственные этапы

Технология состоит из таких этапов:

  • обработка массы — размол, окрашивание, смешивание растительных и химических составляющих;
  • разбавление массы водой, очищение, прессовка и сушка;
  • каландирование;
  • резка, сортировка и упаковка.

Процесс изготовления бумаги начинается с размалывания сырья в непрерывно действующих аппаратах. На фабриках используют роллы, мельницы конического и дискового типов, рафинеры.

Полученную муку очищают, добавляют связующее вещество и наполнитель:

  • парафиновые эмульсии;
  • глинозем, каолин;
  • мочевино-, меламино-формальдегидную смолу;
  • канифольные и животные клеи;
  • тальк, крахмал и пр.

Жидкий состав выливают на плоскую сетку бумагоделательной машины. После уплотнения и формовки цельное полотно покрывают клеевыми пигментами (так производят мелованную бумагу) или другими составами.

Следующий этап — просушка при повышенной температуре с помощью шлифовочных цилиндров. Волокна застывают, образуя бумажное полотно. После обезвоживания оно попадает в каландры. Это массивные цилиндры, объединенные по 5—8 штук. Проходя между ними, бумага становится гладкой, выравнивается, уплотняется.

Так происходит сушка бумаги

Готовая лента наматывается на накат — вращающийся цилиндр с прижимным валиком. Он собирает полотно в рулон. Технология производства бумаги также предполагает постобработку — глянцевание, окрашивание, резку.

По тому же принципу производят картон — материал плотностью от 250 г/м². Из него изготавливают обложки книг, папки, упаковку и другую подобную продукцию.

Упаковка и резка

Способ резки рулонов бумаги отличается в зависимости от планов на ее использование. Рулоны разрезают в бобинорезке, затем сматывают в несколько рулонов меньшего объема и диаметра. Потом разделяют на готовые листы для печатного цеха — например, лазером (края аккуратны, на них нет нагара).

Готовые рулоны бумаги

Последний этап изготовления бумаги — упаковка. Ее самые распространенные виды:

  • фасовка в пачки из 250—1 000 листов, обернутые крафт-бумагой или другим плотным и водостойким материалом;
  • паллетирование — перенос листов на плоские прямоугольные подставки с выемками для захвата и крепления;
  • смешанный способ — сначала листы собирают в пачки, а затем помещают на паллеты;
  • упаковка «калачами» (свертками до 10—15 кг) — подходит для технической, упаковочной бумаги увеличенного формата (может переносится вручную, без пандусов и спецтехники).

Критерии качества бумаги

  1. Прочность — сопротивляемость разрыву и сжатию при высокоскоростной печати должна быть высокой.
  2. Плотность — для глубокой печати используют тонкие листы, для упаковки — толстые (диапазон — от 60 до 300 г/м²);
  3. Гладкость — чем она выше, тем лучше воспроизводятся детали изображения, плотнее контакт листов с формами для печати;
  4. Белизна — показатель попадает в диапазон 60—98 %;
  5. Непрозрачность — чем меньше просвечивается лист, тем меньшей будет степень проявления изображения с обратной стороны (для обычной офисной бумаги — от 89 %);
  6. Пористость — на пористом материале лучше фиксируется краска, но отпечатки теряют насыщенность.
  7. Сопротивляемость истиранию — если она мала, вязкие печатные краски «выщиплют» волокна с листов, и это загрязняет детали печатного оборудования.
  8. Впитываемость — чем она выше, тем быстрее краски закрепятся на поверхности листа.
  9. Наличие проклейки — с ней верхний слой будет прочным, устойчивым к воздействию влаги, клея.
Читайте также:  Как построить арку из кирпича

Смотрите интересный репортаж из завода по производству бумаги:

Бума́га (предположительно от итал. bombagia bombacium ‘хлопок’, первоисточником же считается иранский [1] ) — волокнистый материал с минеральными добавками. Представлен в виде листов для письма, рисования, упаковки и прочего, получаемый из целлюлозы: растений, а также вторсырья (тряпья и макулатуры).

Начиная с 1803 года в производстве бумаги используются бумагоделательные машины.

Содержание

История [ править | править код ]

Технология изготовления бумагоподобных материалов, таких как папирус, береста, пергамент и других, были известны человечеству задолго до появления первого описания производства «классической бумаги».

До Цай Луня в Китае делали бумагоподобный материал из бамбука, из пеньки, а ещё раньше — из шёлка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда. Древними индусами обнаружен естественный процесс образования листа бумагоподобного материала в луже воды после дождя из отходов жизнедеятельности крупных травоядных животных, например, слонов. Фабрики, выпускающие такую бумагу, существуют в Индии и Таиланде до сих пор [2] .

Однако бамбук был тяжёл, а шёлк — дорог. Бумага из таких волокон легко намокала и была непрочной. Цай Луня назначили министром-советником и поручили придумать более дешёвый и технологичный способ изготовления. Поиски привели его к осам. Тонкий, но прочный материал, из которого были сделаны гнёзда ос, больше всего подходил для того, что он искал. Материалом для строительства служили омертвелая древесина и растительные волокна, которые они собирают отовсюду — например, с брёвен, заборов и деревянных стройматериалов. Это насыщенное целлюлозой сырьё насекомые тщательно пережёвывают и смачивают клейкой, богатой белками слюной. Слюна ос, помимо смачивания, придаёт волокну водоотталкивающие свойства (белковая проклейка коллагеном, (также, возможно, воском (пыльца), или крахмалом (переваренная листва)) или их смесью в слюне осы). Затем размягчённая волокнистая масса, высыхая, превращается в светлую, твёрдую и достаточно прочную бумагу. Цай Лунь растолок волокна и, проведя сотни опытов, пришёл к выводу, что нечто подобное можно сделать из коры тутового дерева, конопляного лыка, изорванных рыболовных сетей и ветхих тканей, волокна шелковицы, древесной золы. Всё это он смешал с водой и выложил получившуюся массу на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце он разгладил эту массу с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.

«Классическая» бумага, с проклейкой в массе, создана Цай Лунем в 105 году н. э.

После изобретения Цай Луня процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Для повышения прочности стали добавлять крахмал, клей, естественные красители и т. д.

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А ещё через 150 лет через военнопленных попадает к арабам.

В VI—VIII веках производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии. В XI—XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV—XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно — ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычёрпыванием формами с сетчатым дном.

Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата — ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 г. запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.

Хронология [ править | править код ]

  • 105 — изобретение бумаги из хлопкаЦай Лунем в Китае.
  • 600 — проникновение бумаги в Корею.
  • 625 — проникновение бумаги в Японию.
  • 751 — Таласская битва — проникновение бумаги на Запад.
  • около 800 — Визирь халифа Харуна ар-РашидаДжафар ибн Яхья построил в Багдаде первую бумажную мельницу [3] .
  • ранее 1100 — производство бумаги завезено в Испанию маврами, появляется бумажная мельница в Хативе[4] .
  • 1238 — бумажная фабрика в Испании,
  • около 1770 — английский бумажный фабрикантДж. Ватман-старший ввёл новую бумажную форму, позволявшую получать листы бумаги без следов сетки.
  • 1799 — патент на изобретение бумагоделательной машины (Луи-Николя Робер).
  • 1803 — установка бумагоделательной машины в Великобритании (Брайен Донкин).
  • 1806 — патент на изобретение копировальной бумаги.
  • 1816 — первые бумагоделательные машины в России (Петергофская бумажная фабрика)
  • 1827 — бумагоделательные машины в США.
  • 1856 — изобретение гофрированного картона.
  • 1857 — технология получения бумаги из древесины.
  • 1884 — начало производства туалетной бумаги в виде рулонов.
Читайте также:  Как вырастить горох в домашних условиях

Применение [ править | править код ]

  • Для письма и печати (книги, журналы, газеты, тетради)
  • Отделочный материал (обои)
  • Поделочный материал (оригами, папье-маше, аппликация)
  • Упаковочный материал (фантики, конвалюты, мешки, коробки)
  • Чистящий материал (полотенца, салфетки, носовые платки, туалетная бумага, промокательная бумага)
  • Волокнистый фильтрующий материал (фильтровальная бумага)
  • Изолятор при производстве конденсаторов
  • Производство гетинакса
  • Производство денег
  • Подложка для нанесения химических реактивов (фотобумага, индикаторная бумага, наждачная бумага)

Полиграфия [ править | править код ]

При производстве книг используется специальная бумага для печати. В Советском Союзе и в России существовало несколько делений бумаги для печати на типы. По долговечности, которая определяется содержанием целлюлозы в бумаге, существуют бумага № 1 — самая долговечная, с долей целлюлозы от 0,8 до 1, на ней печатались, например, собрания сочинений, энциклопедии; бумага № 2 — менее долговечная, с долей целлюлозы 0,5—0,6, на ней часто печатались учебники; бумага № 3 — наименее долговечная, с долей целлюлозы 0,35 и менее, использовалась, например, для печатания тематических планов издательств. В зависимости от гладкости бумага может быть матовой (слабо гладкая), глазированной (несколько более гладкая) и мелованной (наиболее гладкая). Для различных способов печати существуют следующие виды бумаги: типографская — для высокой печати, офсетная — для офсетной печати, тифдручная — для глубокой печати [5] . Вид бумаги, на которой печаталось издание, указывался в выпускных данных издания [6] .

Также от белизны зависит область использования бумаги. Бумага с высоким коэффициентом белизны может быть использована для объявлений, плакатов, рекламных брошюр, буклетов и т. п. с небольшим количеством текста там, где нужен высокий контраст.
Для методических изданий, справочников, специализированных журналов, детских учебников, детских книг,… используется бумага серо-жёлтая, с низким коэффициентом белизны. Это позволяет читать большие массивы текста с наименьшим ущербом для глаз.

Отделочные материалы [ править | править код ]

Обо́и — полимерный отделочный материал, в том числе и на бумажной основе. Применяется для оклеивания внутренних стен, а иногда и потолков в сухих помещениях. Обычно выпускается в виде рулонов. Бумажные обои были изобретены в 1892 году, и с давних пор традиционно используются в странах Восточной Азии (Китай, Япония). Позже традиция использовать обои в качестве декоративной отделки, попутно закрывая поры и щели в стенах, перекочевала и в страны Европы.

Вини́ловые, или моющиеся обои, представляют собой настенное покрытие, состоящее из двух слоёв: нижнего (основы, необходимой для приклеивания [7] ), обычно изготовленного из флизелина или бумаги и верхнего декорированного тиснением или иллюстрациями, способного противостоять механическим воздействиям и загрязнениям, выполненного из поливинилхлорида. Открыл дорогу коммерческому использованию винила Валдо Л. Симон из компании B. F. Goodrich Company 10 октября 1933 года, запатентовавший методы получения продуктов из поливинилхлорида. А уже в 1947 году компания United Wallpaper (США) представила первые в мире виниловые обои. Отделочные материалы данного класса отличаются особой прочностью, надёжностью и долговечностью. Такие обои стойко переносят регулярную влажную уборку с использованием моющих средств. Обычно для большей устойчивости к грибку в состав виниловых обоев добавляют антигрибковые компоненты, либо предварительно обрабатывают оклеиваемую поверхность специальной грунтовкой. Данный вид обоев на бумажной или флизелиновой основе может быть успешно окрашен (в отличие от бумажных обоев).

Гипсокартон англ. drywall («лист гипсокартонный», «сухая гипсовая штукатурка») — трёхслойный строительный отделочный материал, состоящий из сердечника (слоя затвердевшего гипсового теста с наполнителями) заключённого между двух слоёв строительной бумаги (картона). Гипсокартон изобрёл владелец бумажной фабрики Августин Сакетт в XIX веке в Америке. Поиски новых рынков применения бумаги привели к изобретению «строительной доски», толщиной 15 мм. Это был «пирог» из 10 слоёв бумаги, которые скрепляли тонкую полосу гипса. Августин Сакетт получил патент на этот стройматериал. Однако это был только прототип современного гипсокартона. Вид отделочного материала, который сейчас является принятым стандартом гипсокартона, представил и запатентовал американский инженер Кларенс Утсман. Предназначается для устройства обшивок, перегородок, потолков в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом.

Изделия из бумаги [ править | править код ]

Орига́ми (яп. 折り紙 , дословно: «сложенная бумага») — вид декоративно-прикладного искусства; древнее искусство складывания фигурок из бумаги. Искусство оригами берёт начало в Древнем Китае, где и была изобретена бумага. Первоначально оригами использовалось в религиозных обрядах. Долгое время этот вид искусства был доступен только представителям высших сословий, где признаком хорошего тона было владение техникой складывания из бумаги. Только после второй мировой войны оригами вышло за пределы Востока и попало в Америку и Европу, где сразу обрело своих поклонников. Классическое оригами складывается из одного квадратного, равномерно окрашенного листа бумаги без клея и ножниц. Современные формы декоративно прикладного искусства зачастую пренебрегают этим каноном.

В самой Японии в качестве материала для оригами господствует тип бумаги под названием васи (яп. 和紙 ), который жёстче обыкновенной бумаги, сделанной из древесной массы, и используется во многих традиционных искусствах. Васи обычно делается из волокон коры Edgeworthia papyrifera, но также может производиться из бамбука, пеньки, риса и пшеницы. Существует также специальная бумага для оригами, часто называемая «ками» (бумага по-японски), которая продаётся сразу в виде квадратов, чьи размеры по стороне меняются от 2,5 см до 25 см и более. Обычно одна сторона такой бумаги белая, а другая — цветная, но встречаются и двуцветные разновидности и разновидности с орнаментом. Бумага для оригами чуть легче принтерной, что делает её подходящей для широкого класса фигурок. Фольгированная бумага, или, как её часто называют, «сэндвич», представляет тонкий лист фольги, склеенный с тонким листом бумаги, иногда фольга оклеивается бумагой с обеих сторон. Такой материал обладает немаловажным преимуществом — он очень хорошо держит форму и позволяет проработать мелкие детали.

Читайте также:  Бизнес на перепродаже недвижимости

Папье́-маше́ (фр. papier mâché , дословно «жёваная бумага») — легко поддающаяся формовке масса, получаемая из смеси волокнистых материалов (бумаги, картона) с клеящими веществами, крахмалом, гипсом и так далее. Из папье-маше изготавливают муляжи, маски, учебные пособия, игрушки, театральную бутафорию, шкатулки. Умельцы, обладающие определёнными навыками и опытом работы, способны изготавливать из папье-маше даже мебель и светильники, которые не так-то просто отличить от «настоящих» [8] .

Апплика́ция (способ получения изображения) — вырезание и наклеивание (нашивание) фигурок, узоров или целых картин из кусочков бумаги, ткани, кожи, растительных и прочих материалов на материал-основу (фон). Как правило, материалом-основой служат картон, плотная бумага, дерево. Аппликация связана с познавательной деятельностью и огромное влияние оказывает на развитие умственных и творческих способностей детей.

Бумага — это материал на основе растительных волокон, дополненных различными добавками и наполнителями. Этот материал причисляют к важнейшим изобретениям человечества, и неспроста. Без него не был бы возможен такой высокий уровень прогресса, какой.

  • Главная
  • Блог
  • Изготовление бумаги – основные этапы

Бумага — это материал на основе растительных волокон, дополненных различными добавками и наполнителями.

Этот материал причисляют к важнейшим изобретениям человечества, и неспроста. Без него не был бы возможен такой высокий уровень прогресса, какой существует сейчас.

Изготовление бумаги ведется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Эти предприятия располагаются невдалеке от водоемов, поскольку технология изготовления бумаги предполагает использование значительных объемов воды.

Сырье для производства бумаги

Основной материал, используемый для производства бумаги — древесина разных (больше – хвойных, потому что они на 40–50% состоят из целлюлозы) сортов и макулатура. В особых случаях используется хлопок. Еще один вид сырья, появившийся относительно недавно, — синтетические волокна. Также основой для производства бумаги может стать ветошь, волокна однолетних растений, шерсть, асбест.

Для изготовления бумаги чаще всего используются такие полуфабрикаты, как целлюлоза и древесная масса в разных соотношениях.

Заготовленная древесина проходит специальную обработку: химическую и механическую.

Целлюлозу получают в процессе варки древесины в химическом растворе. Именно она придает материалу белизну и высокую прочность. Целлюлоза в полусыром виде может быть сразу отправлена на дальнейшую переработку в цех, а может быть спрессована, высушена и в виде серых листов отправлена на продажу другим предприятиям. В чистом виде целлюлоза используется для производства высококачественной бумаги дорогих сортов.

Механическая обработка, помол древесины, приводит к образованию древесной массы — частиц диаметром два-три миллиметра. Этот полуфабрикат содержит не только целлюлозу, но и лигнин — полимер, скрепляющий волокна растений. Именно из-за этого вещества полиграфическая продукция, напечатанная на газетной бумаге, с течением времени становится желтовато-коричневой под воздействием света. Древесная масса в чистом виде может применяться только для производства бумаги недорогих сортов (газетная, упаковочная).

Как изготавливают бумагу

Производство начинается с изготовления бумажной массы, которая представляет собой смесь воды, целлюлозы и древесной массы (соотношение целлюлозы и д. м. определяет будущие характеристики продукции) с добавлением различных веществ для проклейки, окраски, улучшения свойств материала (клея, смолы, крахмала, мела, каолина и прочего). Соотношение воды и волокон таково, что бумажная масса представляет собой 2,5–3% суспензию.

Предварительно очищенная бумажная масса поступает в бумагоделательную машину — сложный агрегат огромных размеров (длина — свыше 100м, ширина — 15-18м). За одну минуту полуфабрикат успевает пройти через все части БДМ;

  • Сеточная часть. Под напором этот состав непрерывно поступает на движущуюся проволочную сетку бумагоделательной машины. Технология изготовления бумаги такова, что волокна располагаются и переплетаются вдоль движения сетки, создавая машинное направление, которое в дальнейшем будет играть важную роль при использовании готового продукта. По мере движения сетки вода постепенно уходит и осуществляется формование бумажного полотна.

  • Прессовая часть. В процессе прессования полотно проходит между несколькими парами прессов-валов, уплотняясь и отдавая большую часть влаги.
  • Сушильная часть. В ней бумага-основа высушивается нагретыми паром цилиндрами. Но даже после этого в полотне остается до 8% влаги.
  • Каландры. Предварительно остуженное холодными барабанами полотно проходит каландрирование — пропускается между тяжелыми полированными валами — каландрами для придания ему большей гладкости и прочности. Каландрированная бумага сматывается в рулон и подвергается резке на меньшие рулоны или размотке и резке на листы.

После и/или перед каландром могут быть установлены устройства для мелования бумаги. Мелование — нанесение покрытия из каолина или диоксида титана для увеличения гладкости бумаги и улучшения ее печатных свойств, оно бывает одно- или двухсторонним, однократным и многократным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector