Как делают бумагу: история, технология изготовления, характеристики

Вы когда-нибудь задавались вопросом…

  • Из чего делают бумагу?
  • Как делают бумагу из дерева?

Задолго до появления Всемирной паутины практически вся письменная информация распространялась в печатном виде. Идея получения информации с раскрашенных листов бумаги начинает казаться немного старомодной, но это не значит, что мы собираемся перестать использовать бумагу в ближайшее время.

Люди предсказывали появление «безбумажного общества» на протяжении десятилетий, и оно все еще кажется не близко; во всяком случае, мы используем больше бумаги, чем когда-либо прежде, и не только для печати. Огромное количество бумаги и картона по-прежнему используется для упаковки продуктов, в полотенцах и подгузниках, а также в широком ассортименте строительных материалов. Вероятно, не будет преувеличением сказать, что бумага —  самый любимый материал в мире.

ВсеЗнаешь.ру предлагает внимательнее посмотреть, что это такое и как это сделано!

Бумага представляет собой тонкий материал, получаемый путем прессования влажных волокон целлюлозной массы, полученных из дерева, ветоши или травы, и сушки их в гибкие листы.

Кто изобрел и из чего делали бумагу раньше?

Этапы создания бумаги в древнем Китае

Этапы создания бумаги в древнем Китае

3000 г. до н.э.: Древние египтяне начинают писать на папирусе, сделанном из тростника, растущего на берегах реки Нил. Это первая легкая портативная поверхность для письма.

105 г. н. э.: Китаец Цай Лунь — изобрел бумагу из хлопка для императора Китая. Технология производства бумаги постепенно распространяется по всей Азии.

1100-е годы: Мавры внедряют технологию изготовления бумаги в Северной Африке и Испании, откуда она переходит в остальную часть Европы. Их бумага сделана из конопли и льна.

1450-е годы: Иоганн Генсфляйш цур Ладен цум Гутенберг (Иоганн Гутенберг) — изобретает способ книгопечатания подвижными литерами и печатает около 180 экземпляров своей знаменитой Библии Гутенберга. Это изобретение значительно увеличивает спрос на бумагу.

1799 год: Первую бумагоделательную машину (БДМ) непрерывного действия изобрёл француз Луи-Николя Робер (1761—1828).

1809 год: Англичанин Джон Дикинсон (1782–1869) изобрел и запатентовал альтернативное устройство для изготовления бумаги, называемое цилиндровым устройством.

1840 год: В Германии разработан метод получения механической или химико-механической древесной массы, применяемой в качестве исходного материала для изготовления бумаги или картона, и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности.

1883год: Немецкий изобретатель Карл Ф. Даль разрабатывает химический метод изготовления прочной бумажной массы, называемый крафт-процесс («прочность»). Он представляет собой способ превращения древесины в древесную массу, которая состоит из почти чистых целлюлозных волокон, основного компонента бумаги.

1890 год: Американская компания Scott Paper Company из Филадельфии, Пенсильвания, производит первый бумажный рулон туалетной бумаги; в 1907 году компания разработала бумажные салфетки для улучшения общественной гигиены. В 1931 году Scott Paper производит первые бумажные полотенца ScottTowels и продает их в продуктовых магазинах.

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. Например, хлопковые волокна часто используются для изготовления бумаги, на которой печатают деньги.

Из чего делают бумагу?

Большая часть бумажной массы изготавливается из деревьев (в основном быстрорастущих вечнозеленых хвойных деревьев), хотя она также может быть изготовлена ​​из бамбука, хлопка, конопли, джута и широкого спектра других растительных материалов.

  • Гладкая бумага, используемая для журналов или упаковки, часто содержит такой материал, как фарфоровая глина, поэтому она печатается с более ярким глянцевым покрытием.
  • 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

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 изготовления бумаги

Производственные этапы изготовления бумаги

Этапы изготовления бумаги

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.

Древесная масса

Древесная масса

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;

1. 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.

Сеточная часть БДМ

Сеточная часть БДМ

2. Прессовая часть

В процессе прессования полотно проходит между несколькими парами прессов-валов, уплотняясь и отдавая большую часть влаги.

3. Сушильная часть

В ней бумага-основа высушивается нагретыми паром цилиндрами. Но даже после этого в полотне остается до 8% влаги.

Так происходит сушка бумаги

4. 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.

Рулон готовой продукции

Рулон готовой продукции

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.

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

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.

Смотрите интересный репортаж с завода по производству бумаги:

Понравился этот материал? Подпишитесь на ВсеЗнаешь.ру!

Читайте также:

150 queries in 0,349 seconds.