Из чего и как делается бумага. Как делают бумагу. Из чего сделана бумага
Обойтись без бумаги в повседневности почти невозможно. Она задействована во всех сферах жизни: люди читают книги, пользуются документами, заворачивают в упаковку подарки, посылки. Бумагой утирают слезы и даже расплачиваются. Напрасно поклонники современных технологий пророчат ей скорое забвение. Этого не случится еще много веков. Из чего же ее делали раньше, и каковые технологии производства сегодня?
Как и из чего делали бумагу раньше?
Сколько человечество себя помнит, оно пишет свою историю. Сперва в виде наскальных рисунков, наглядно повествующих о быте древних племен. Позже в Египте листы для написания готовили из стеблей папируса. В ходу у римлян были дощечки, покрытые воском. А в Индии сохранились высушенные плитки слоновьего помета с витиеватыми письменами.
Материалы по теме:
Как делают кукурузные палочки?
Создателями прототипа бумаги считаются китайцы (примерно в 105 г. н.э.). Первоначально ее делали из отходов шелковичных коконов путем размалывания, тщательной просушки и прессования. Но такое изготовление оказалось дорогим и трудоемким. Тогда внимание умельцев привлекла конопляная крапива. Однако листы, которые получались из нее, в готовом виде оставались слишком грубыми.
Наилучшим сырьем стала кора тутового (шелковичного) дерева. Ее волокна, смешанные с пенькой, золой и водой, толкли вручную, варили и укладывали на бамбуковое сито. После длительной просушки на солнце выравнивали с помощью камней. Получались прочные и тонкие листы. Для усовершенствования добавляли клей, крахмал и красители. Долгое время тонкости этого рукотворного изготовления хранились в секрете. По некоторым источникам, настойчивым арабам удалось выведать тайны у мастеров под пытками. Так бумага перекочевала в Азию, а оттуда уже в Европу. Первую фабрику поспешили открыть предприимчивые немцы уже в 13 веке.
Материалы по теме:
Современное производство
Раньше бумагу делали из хлопчатой, шелковой и льняной ветоши. Сегодня основным материалом служит древесина . Лидируют хвойные породы, береза, тополь, каштан, эвкалипт. Крупными предприятиями славятся Канада, Россия, США, Скандинавия, Япония, Германия. Комбинаты полностью автоматизированы.
Бревна доставляют в цеха, где агрегаты очищают их от коры. Полученный материал измельчают до тонких волокон (фибрилл). Смешивают с водой для набухания, и снова устраняют остатки щепы. Затем однородную массу помещают в специальные котлы, где она варится в смеси сильнодействующих кислот. Таким же образом отдельно обрабатывают кору и щепу, преобразуя в целлюлозу.
Потом ее смешивают с волокнами бревен, макулатурой (чернила предварительно выводятся) и продолжают обрабатывать в кислотном вареве. Чтобы придать будущей бумаге непрозрачность, добавляется каолин. Примеси клея способствуют гладкости поверхности и водоотталкивающим свойствам. Различные оксиды применяются при производстве особых сортов дорогостоящей бумажного полотна.
Материалы по теме:
Как и из чего делают хлеб?
Настает черед самого главного механического гиганта комбината – бумагоделательной машины. Исполин достигает в длину 100 м, в ширину – 18-20 м. Между двумя его валами постоянно прокручивается металлическая сетка. На ее поверхность выкладывается сырье, прошедшее несколько этапов обработки. Сквозь ячейки стекает ненужная влага, а масса равномерно распределяется по поверхности.
Далее материал поступает под огромные валы прессов для формирования полотна. После них барабаны-утюги проглаживают гигантскую простыню, удаляя остатки воды. И в завершении огромные каландры прессуют бумажную поверхность, придавая ей готовый вид. Теперь можно отправлять рулоны на нарезку и фасовку в листы разных размеров.
Потребности человека в бумаге не иссякают, а ее производство считается вредным. Наносится ущерб лесам, которые подвергаются массовой вырубке. Комбинаты используют кислоты. Отходы, вредные вещества попадают в водоемы, находящиеся поблизости, в воздух. Из 1 тонны бумаги можно изготовить 30000 школьных тетрадей. Но, чтобы получить ее, придется вырубить 17 деревьев. Важно восполнять природные ресурсы . Тогда не придется через столетия вести детей в музеи, чтобы объяснить, что такое бумага, и как она была важна когда-то.
Материалы по теме:
Как и из чего делают чипсы?
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
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.
Бумага используется во многих сферах деятельности человека. Это и разнообразная упаковка, обои, афиши и календари. Но наибольшую роль сыграла бумага в становлении книги, как источника распространения знаний. Расскажем все о бумаге, что должен знать любой грамотный человек. Приступаем.
В статье рассмотрим производство бумаги, и как делается бумага на современных производствах. Но для начала коротко взглянем, как делали бумагу в древности.
Как делали бумагу в древности
Древние люди свои первые надписи оставляли на скалах, костях животных, глиняных и восковых табличках, пергаменте. Но все методы фиксации информации имели недостатки, из-за своего веса, габаритов или стоимости. Создание бумаги было делом сложным.
Прообразом бумаги можно назвать папирус, который много веков изготавливали древние египтяне. Они извлекли сердцевину растения папирус, намачивали, и потом накладывали один слой на другой так, чтобы они лежали перпендикулярно.
Потом эту бумагу выдерживался под прессом, что давало возможность получить прочный и достаточно твердый материал.
Изготовление бумаги
Наверное, вы уже знаете, что бумагу, как правило, делают из дерева. Поэтому рассмотрим, как из дерева делают бумагу.
Чаще всего для изготовления бумаги используют целлюлозу, которую получают из древесины ели, сосны, березы, хвои, каштана и др..
На бумажной фабрике стволы деревьев обдирают от коры, размалывают и дают набухнуть в воде. На этом этапе процент воды составляет 95% и 5 процентов древесной массы.
Задача этого этапа – измельчить древесину до фибрилл – мелких волокон. Дерево определенное время варится в специальных растворах, которые состоят из раствора кислот. Они должны не только измельчить трески, но и отбелить древесную массу.
От этой операции в значительной степени зависит, какой сорт бумаги получим. После измельчения, нужно очистить массу от ненужных примесей, и добавить в нее связующие вещества и наполнители. Для этой цели используются органические и неорганические вещества, различные оксиды.
Их задача – связать вещество в равномерную массу, вязкую массу.
После этого, на специальных поточных линиях, полученную массу формуют в полотно бумаги. В частности, массу выливают на сетчатую поверхность, где формируется полотно бумаги.
Далее, оно покрывается рядом веществ – в зависимости от вида бумаги. Например, для получения мелованной бумаги, он покрывается с одной или двух сторон пигментно-клеевым раствором, который придаст изделию более гладкость и белизну. Этот процесс состоит из нескольких этапов, чтобы увеличить прочность адгезии слоя бумажного полотна.
Также, на поверхность бумаги может наноситься проклейка. Это вещество, которое увеличивает устойчивость бумаги к жидкости, в том числе воды, клея или краски.
Далее бумага проходит через тяжелые цилиндры (каландры), которые увеличивают ровность и гладкость бумаги и бумага просушивается. Нужно сказать, что готовая бумага имеет влажность около 7%. Если будет больший процент влажности, то материал станет менее прочным, если влаги будет меньше, то бумага будет хрупкой.
Картон изготавливают подобным методом, только толщина его больше. Картоном считают бумагу, который тяжелее, по 250 грамм/м2.
Готовую бумагу в бумагоделательной машине наматывают в рулоны, и направляют в типографию. У них бумага намотана в рулоны и режется на отдельные листы, и поступает в печатный цех.
Качество бумаги
Качество бумаги контролируется по многим показателям. Это и белизна, толщина, масса, гладкость, проклейка, прочность на разрыв и сжатие, непрозрачность. Рассмотрим некоторые подробнее.
Толщина бумаги влияет на толщину книжного блока. В некоторых видах печати (глубокий), важно, чтобы разница толщины листа не была большой.
Пористость бумаги. Чем больше – тем лучше закрепляется краска на оттиске. Но зато отпечаток получается менее насыщенным.
Непрозрачность. В большинстве случаев бумага должна быть непрозрачной, иначе на лицевую сторону будет пробиваться изображение с оборота.
Гладкость. Гладкая бумага дает возможность воспроизвести на ней мелкие элементы изображения. Кроме этого, материал с гладкой поверхностью позволяет обеспечить хороший контакт с печатной формой.
Прочность бумаги. Особенно важно для упаковочной бумаги. Но и нужна для других видов, ведь дает возможность печатать на нем высокоскоростными печатными машинами.
Прочность поверхности к истиранию. Печатные краски имеют хорошую вязкость, и могут во время процесса печатания выщипывать волокна с поверхности. Это негативно влияет на скорость процесса, ведь приходится часто очищать форму.
Впитываемость. Чем больше этот показатель, тем быстрее закрепляются краски на оттиске.
Поверхностная проклейка. Придает прочность поверхностному слою, что уменьшает количество пыли во время печати и стойкость к воде и клею.
Виды бумаги
В зависимости от назначения, состав бумаги и способ его изготовления может отличаться.
Упаковочная. Для этой бумаги характерны невысокие требования к цвету или гладкости, но она должна быть прочной и устойчивой к условиям окружающей среды.
Офсетная. Имеет широкий спектр применения. Очень часто используют для печати книг и изготовления тетрадей, бланков. Должна быть устойчивой к влаге, поскольку связан с применением увлажняющего раствора.
Газетная. На ней часто печатают газеты. Имеет повышенную скорость впитывания краски, это удобно, когда нужно печатать на высокоскоростных печатных машинах.
. Имеет повышенную гладкость и белизну. Используется для печати высококачественных изданий с большим количеством изображений, каталогов, листовок и т.д.
Картон. Это бумага, тяжелее чем 250 грамм/м2. Применяется для изготовления твердых обложек книг, различных карточек.
Целюльозная. Очень качественная бумага, которая практически на 100 процентов состоит из целлюлозы, применяется для изготовления денежных знаков и ценных бумаг.
Из чего сделана бумага
вырубка леса
После рубки стволы деревьев большими тягачами и железнодорожным транспортом направляется на бумагоделательные комбинаты. Здесь бревна разрезают на меньшие части, и поступают в производственные линии, где измельчается на щепки.
Мы рассмотрели, как делают бумагу из дерева, и вы увидели, насколько важно сдавать макулатуру, и использовать ее повторно в производстве, а также тряпки. Кроме этого, важно на месте срубленного дерева сажать новое.
Производство бумаги требует большого количества деревьев, поэтому оно распространено в тех странах, которые имеют большие массивы деревьев: Финляндия, Россия, Канада.
Теперь вы знаете, как делается бумага.
P.S. Как делается бумага видео:
Изготовление бумаги является сложным физико-химическим процессом. Простой лист – результат большого количества этапов производственного процесса. Сейчас мы рассмотрим пошаговый процесс создания бумаги.
Производство бумаги состоит из следующих шагов. Сначала на комбинат доставляют бревна. Там их измельчают при помощи производственного оборудования, а затем варят со специальными веществами. После этого смесь фильтруют, в результате чего образовывается бумажная масса. Ее помещают в аппараты, где она превращается в полотно, а затем в бумагу. Каждый этап содержит множество нюансов, поэтому рассмотрим их более подробно. Для производства бумаги необходима древесина. Также требуется много воды. Поэтому многие комбинаты, производящие бумагу, располагаются на берегах рек вблизи лесных массивов. К тому же водоемы можно использовать для сплава леса. Бумагу чаще всего производят из ели, сосны и березы, но также используют и другое растительное сырье, например, солому или хлопок. В некоторых случаях применяют макулатуру, что позволяет сократить вырубку леса. Процесс создания бумаги начинается с того, что на комбинат доставляются бревна – по реке или наземным транспортом. Производственное оборудование снимает с них кору и измельчает их на короткие бревна одинаковой длины. Чтобы получить из них бумагу, измельчают еще сильнее. Затем полученная масса несколько часов варится с добавлением специальных химических веществ. В результате этого процесса древесина превращается в мельчайшие волокна – целлюлозу. В зависимости от того, какую по качеству бумагу необходимо получить, к этим волокнам добавляют химически необработанную древесную массу, очищенную от крупных частиц, или измельченную макулатуру. Здесь стоит упомянуть, что добавление макулатуры делает бумагу плотнее и качественнее.
Понимание всех этапов создания бумаги поможет принять правильное решение при выборе подходящего вида для печати. Таким образом, вы сможете выбрать бумагу с наилучшим качеством изображения, которое снизит количество застреваний и других неудобств.
Люди изобрели бумагу тысячи лет назад, чтобы записывать свои мысли и важные технические открытия. Способ передачи информации с помощью бумаги, производство которой растет с каждым годом, всегда остается актуальным.
Из чего изготавливают
Даже маленький ребенок знает, что сырье для производства бумаги – это древесина. Для этого подходят практически любые породы:
- Каштан;
- Береза;
- Тополь;
- Эвкалипт;
- Сосна.
Бревна с лесопилки привозят на комбинаты, где их пилят на мелкие части, а затем делают щепки. Чтобы сделать 50 листов формата А4, нужно 1 кг дерева. Для сокращения вырубки лесов применяется макулатура, то есть бумага, бывшая в употреблении. Для изготовления сырья подходит солома, рис, хлопок, а также тряпичные отходы и асбест.
Кроме этого сырья, для производства нужно много воды. Часто бумажные предприятия строят на берегах рек и озер. Естественные источники используют для забора воды и сплава леса.
Как изготавливают
Этапы процесса изготовления бумаги:
- Бревна очищают от коры и распиливают на щепки.
- Их погружают в воду в соотношении 5 частей дерева к 95 частям воды. В результате щепки набухают и отбеливаются.
- Материал варят в растворах кислот, оксидов и других веществ. Это необходимо для получения равномерного вязкого состава без примесей. От этого этапа зависит качество, сорт и цвет бумаги.
- Полученную целлюлозу фильтруют. В чистом виде она используется только для дорогих сортов бумаги. Для обычных листов в целлюлозу вводят специальные добавки.
- В состав полуфабрикатов вводят дополнительные вещества, которые влияют на внешний вид бумаги. Смола вводится для получения глянцевой поверхности, клей – для повышения прочности, красители – для создания оттенка. Парафиновая эмульсия делает бумагу пригодной для письма и печати изображений. Для отбеливания в массу добавляют мел и тальк. Интересно, что бумажная масса из конопли и риса имеет белый цвет, она не нуждается в дополнительном отбеливании.
- Масса попадает в бумагоделательную машину. Сначала состав попадает на ячеистую сетку, где из него стекает вода. Волокна при этом переплетаются вдоль движения станка, что позволяет получить прочную основу. Бумажная масса отправляется на прессы, где она уплотняется, и выходит еще больше воды.
- Бумага проходит через металлические барабаны, где она высушивается. Окончательная обработка проходит на валах, бумажное полотно сдавливается, выравнивается, уплотняется и окончательно высушивается.
- Рулоны бумаги отправляются на следующий станок, который режет их на листы и упаковывает.
В готовом виде упаковки поступают в магазины и к конечным потребителям. Изготовление бумаги – быстрый процесс, сегодня он реализуется за счет механических и электронных станков, практически не предполагает участия человека. Это позволяет производить товар в больших объемах.
Как изготавливали в древности
Первые надписи люди оставляли на скалах, стенах пещер, глиняных табличках. Береста, папирус и пергамент – древние прародители бумаги. На них можно было писать, но они были недолговечны.
Первое производство было организовано в Китае около 105 года. На изготовление бумаги шли растения – мох, трава, бамбук. Волокна замачивали в воде, а затем варили с золой и известью. Эти вещества нужны для растворения лигнина – полимера, который придает прочность растениям.
Сырье дробили на мелкие волокна, добавляли растительные соки и крахмал и отливали бумажные листы. После стекания воды, листы высушивались прессом. Со временем секрет производства распространился в арабские земли, откуда попал в Европу. Там начали делать бумагу из дерева, первые опыты были поставлены в начале 18 века.
Как проверяют качество
Для проверки качества бумаги используют несколько характеристик:
- Толщина. Важно сохранять одинаковую толщину на всей партии товара.
- Пористость. Чем она больше, тем лучше держится типографская краска.
- Непрозрачность. Это важная характеристика для книг и офисной бумаги. Газетные листы делают более прозрачными для экономии.
- Гладкость. Эта характеристика улучшает качество изображения за счет лучшего соприкосновения бумажных листов с печатными формами.
- Прочность. Важна для высокоскоростной печати, а также для упаковочных материалов.
- Устойчивость к истиранию. Напрямую влияет на долговечность готовых книг, рукописей, газет.
- Впитываемость. Влияет на скорость проникновения красок.
Виды бумажной продукции
Современное производство бумаги предполагает изготовление разных ее видов:
- Газетная. Недорогая в производстве и быстро впитывающая краску.
- Офсетная. Самый распространенный вид, используется для печати книг, тетрадей, для офисных целей.
- Мелованная. Характеризуется высоким качеством и повышенной белизной. Используется для печати дорогих каталогов.
- Упаковочная. Главное для нее – устойчивость к внешней среде. Изготавливается из чистой древесины, так как нужна небольшая стоимость.
- Денежная. Самый качественный вид, используется для печати денежных знаков.
- Картон. Бумага повышенной плотности.
В России хорошо развито производство бумаги из древесины, так как наша страна богата лесами. На месте вырубленных деревьев постоянно сажают новые, это возобновляет ресурсы предприятий. В каждом городе есть пункты сбора макулатуры, которые дают дополнительное сырье бумажным мануфактурам. Теперь вы знаете, как делают бумагу, и какой это сложный процесс.