Бумага

Материал из WikiPrint

Перейти к: навигация, поиск

Бума́га (предположительно от итал. bambagia, либо тат. бумуг — хлопок) — материал в виде листов для письма, рисования, упаковки и т. п., получаемый из целлюлозы: из растений, а также из вторсырья (ветоши, тряпья и макулатуры).

Начиная с 1803 года в производстве бумаги используются бумагоделательные машины.

Содержание

История

Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена в 105 году н. э. Цай Лунем (ИСТОРИЯ БУМАЖНОГО ЛИСТА, №12, 2009 год, Журнал "Наука и жизнь"). Однако в 1957 году в пещере Баоця северной провинции Китая Шаньси обнаружена гробница, где были найдены обрывки листов бумаги. Бумагу исследовали и установили, что она была изготовлена во II веке до нашей эры.

До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки, а еще раньше из шелка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда.

Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Все это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.

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

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще 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 вычерпкой её 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 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

  • 105 — изобретение бумаги из хлопка Цай Лунем в Китае.
  • 600 — проникновение бумаги в Корею.
  • 625 — проникновение бумаги в Японию.
  • 751 — Таласская битва — проникновение бумаги на Запад.
  • 1238 — бумажная мельница в Испании.
  • около 1770 — английский бумажный фабрикант Дж. 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.

Применение

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

Туалетная бумага

Туалетную бумагу начали выпускать в середине XIX века. В 1857 году Джозефф С. Гайетти из Нью-Йорка первым наладил промышленное производство специально расфасованной бумаги, пропитанной целебным алоэ. В 1884 году туалетная бумага наконец приняла привычный вид рулона.

До появления туалетной бумаги людьми для подтирания использовались листья, солома, мягкая кора, как более дорогой вариант — мягкая ткань, пропитанная целебным составом, в Древнем Египте — кусочки папируса. В XX-м веке основным заменителем туалетной бумаги были старые газеты. Но и сейчас они не потеряли свою популярность.

В то же время туалетная бумага использовалась в Китае, по крайней мере, с VI века. В 589 году китайский ученый-чиновник Ян Житуи (531—591) написал: «Бумагу, на которой есть расценки или комментарии от Пяти Классиков или мудрецов, я не осмеливаюсь использовать в туалетных целях». Арабский путешественник в Китае однажды написал о любопытной китайской традиции, связанной с туалетной бумагой в 851 году нашей эры: «Они [китайцы] не осторожны относительно чистоты, и они не моются водой, когда совершили свои потребности; они только вытирают себя бумагой».

Денежная бумага

Денежная бумага использующаяся в процессе производства банкнот. Для изготовления денег применяется специальная высокосортная бумага, обладаюшая высокими техническими и потребительскими свойствами. Она является основой банкноты и в значительной мере определяет её качество. Важнейшим требованием к денежной бумаге является износоустойчивость. Принято считать основным показателем, характеризующим износоустойчивость, сопротивление излому и разрыву, которые нормируются техническими условиями. Особое значение для денежной бумаги имеют водяные знаки, которые являются важной защитой от подделки.

Свойства

Бумага не растворяется в воде, но легко намокает и при намокании многократно теряет прочность. После намокания и последующего высушивания бумажный лист также теряет форму, неравномерно уменьшаясь в размере в месте намокания (коробится). На бумаге появляются катышки если её намочить и потереть.

Бумага хорошо горит, воспламеняется при температуре около 232 °C (или 451 °F, отсюда происходит название одноимённого романа Рея Бредбери).

Технология производства

Для приготовления бумаги нужны растительные вещества, обладающие достаточно длинным волокном, которые, смешиваясь с водой, дадут однородную, пластичную, т. н. бумажную массу. Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить:

  • древесная масса или целлюлоза;
  • целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других);
  • полуцеллюлоза;
  • макулатура;
  • тряпичная полумасса;
  • для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие волокна.

Производство бумаги складывается из следующих процессов:

  • приготовление бумажной массы (размол и смешение компонентов, проклейка, наполнение и окраска бумажной массы);
  • выработка бумажной массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка массы от загрязнений, отлив, прессование и сушка, а также первичная отделка);
  • окончательная отделка (каландирование, резка);
  • сортировка и упаковка.

При размоле волокнам придают необходимые толщину и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах и других). Чтобы сделать бумагу пригодной для письма и придать ей гидрофобные свойства, в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозем и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии — мочевино- и меламино-формальдегидные смолы. Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны — анилиновые (реже минеральные) красители. Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовой бумаги белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон.

Готовая бумажная масса концентрацией 2,5—3,5 % с помощью насоса подаётся из подготовительного отдела в мешальный бассейн, откуда поступает на бумагоделательную машину. Предварительно масса разбавляется оборотной водой (до концентрации 0,1—0,7 %) и пропускается через очистную аппаратуру (песочницы, вихревые и центробежные очистители и узлоловители).

Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской сеткой) бумагоделательная машина. Она состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся замкнутую в кольцо сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. Дальнейшее обезвоживание и уплотнение полотна производится в прессовой части, образуемой несколькими вальцовыми прессами, между валами которых бумажное полотно транспортируется цельным в течение всего процесса шерстяным сукном, служащим эластичной прокладкой. Окончательное удаление воды происходит в сушильной части, где полотно бумаги попеременно соприкасается своими поверхностями с обогреваемыми изнутри паром чугунными шлифовальными цилиндрами, расположенными в шахматном порядке в двух ярусах. Поверхность бумаги получается гладкой благодаря тому, что она прижимается к цилиндрам верхними и нижними сукнами. Затем бумажное полотно отделывается в каландре, представляющем собой вертикальную батарею из 5—8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.

Крупнейшие производители бумаги

  • International Paper(США)
  • Georgia-Pacific(США)
  • Weyerhaeuser (США)
  • Kimberly-Clark США)
  • Stora Enso(Финляндия)
  • UPM-Kymmene(Финляндия)
  • Svenska Cellulosa Aktiebolaget(Швеция)
  • Anglo American plc(Mondi)(Великобритания)
  • Sappi(ЮАР)
  • M-Real(Финляндия)

В популярной культуре

В лайт-новел, аниме и манга «Прочти или умри» существует люди, обладающие способностью управлять бумагой, делая из неё почти что угодно (лезвия, щиты, парашюты, големов и т.п.), называемые повелителями бумаги.

Интересные факты

  • В японском языке слово «бумага» — омоним слова «божество».
  • Согласно известному эмпирическому закону, обычную бумагу, используемую в большинстве офисов (то есть, обычную писчую бумагу, средней плотности и размера), можно сложить пополам не более семи раз.

См. также

Литература

  • Г. Б. Шишкина. Бумага как эстетический феномен японской культуры] // Научные сообщения Государственного музея Востока. Вып. XXVI. — М., 2006, с. 287—297
  • Б. Байер, У. Бирштайн и др. История человечества, 2002.
Личные инструменты