Из чего изготовляют бумагу. Изготовление бумаги - основные этапы

Изготовление бумаги в домашних условиях

1. Введение

Бумага своими руками... Можно ли её изготовит в домашних условиях? Этим вопросом задались авторы предлагаемого проекта. Изучив литературу по данному вопросу, мы пришли к выводу, что невозможного в этом случае не бывает. Нами было найдено два способа изготовления бумаги в домашних условиях, испробовав оба, мы несколько изменили их и предлагаем свой.

Таким образом, цель данного проекта : научиться изготавливать бумагу самостоятельно.

Задачами проекта стали:
Сбережение лесных ресурсов (как ни громко это звучит);
Научиться применять вторичное сырьё;
Развитие творческих способностей участников проекта (и их родителей).
В наши дни изделия ручной работы ценятся очень высоко, ведь они хранят тепло человеческих рук и не имеют аналогов. То же можно ска–зать и о бумаге ручного отлива: интерес к ней растет с каждым днем, так что, по прогнозам, мастерам бумажного дела скучать не придется.

2. Основная часть

2.1 Бумага из вторичного сырья.

“Рукотворная” бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она хуже: неравномерная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая - такая бумага отнюдь не всегда подойдет для печати. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством, которое заставляет забыть все ее недостатки, - абсолютной эксклюзивностью. Мастера бумаги давно заметили одну закономерность: даже если при литье двух листов используются одни и те же материалы и технология изготовления остается неизменной, все равно они хоть немного, но будут отличаться друг от друга. Эффект неожиданности - вот что больше всего ценят мастера бумаги; может быть, именно он превращает изготовление бумаги из ремесла в искусство.

Ручное изготовление бумаги освоили в Китае: почти 2000 лет назад (в 153 году н. э.) некий Цай–Лунь, министр земледелия, рекомендовал своим согражданам применять для письма бумагу “ши”, изготовленную из волокон древесины растения, которое впоследствии получило название бумажного деревца. Процесс получения бумаги из этой древесины был следующим. Кору толкли в воде, чтобы отделить волокна, и выливали полученную смесь на подносы, на дне которых находились длинные узкие полоски бамбука. Когда вода стекала, мягкие листы клали сушиться на пластины из бамбука и старые тряпки. Видимо, из–за того что для сушки использовалось тряпье, китайская бумага имела одну особенность - она была настолько рыхлой, что краска на ней довольно сильно растекалась. Впрочем, впоследствии это качество китайской бумаги высоко оценили японские каллиграфы, которые использовали для своей работы именно китайскую бумагу.

В Японию секрет производства бумаги привез корейский монах в 610 году. За несколько столетий японцы модифицировали китайскую технологию и создали собственные способы производства бумаги. Китайцы выливали размоченные в воде волокна, на специальные сетчатые щиты–формы и давали воде медленно стечь, просочиться сквозь мелкие ячейки. Японцы же, напротив, энергично трясли форму, чтобы волокна хорошенько переплелись между собой. Кроме того, они стали добавлять клейкий растительный экстракт, который способствовал более плотному и прочному соединению волокон. Древние японцы ценили бумагу не только за ее практические качества, но и за красоту. Она славилась своей тонкостью, почти прозрачностью, что вовсе не лишало ее прочности. Традиционная японская бумага ручного изготовления получила название “васи”. Со временем она приобрела популярность, особенно при императорском дворе в период Хайэн (794–1185). В те времена лучшие сорта японской бумаги ценились на вес золота. Такая бумага и в современной Японии - один из наиболее популярных подарков. Однако мастера каллиграфии все же предпочитали китайскую бумагу, на которой тушь слегка расплывалась, что позволяло добиваться большей выразительности письма. Японцы долго пытались сымитировать это качество, но используемое сырье (в основном применялся тутовый луб) и японская технология не давали такого эффекта.

Интересно, что традиция производства бумаги из вторичного (уже ис–пользованного) сырья берет свое начало именно в Японии. В VIII веке после смерти императора из династии Хайэн Сэйва одна из придворных дам сделала из писем императора новые листы бумаги и написала на них буддийскую сутру, как бы прикоснувшись к его душе. Получается, что макулатуру начали применять для производства бумаги вовсе не из практических соображений, как можно подумать, а по причинам религиозным. Восстановленная бумага называлась “усудзумигами” - из–за ее голубоватого оттенка, получавшегося от остатков туши на старых рукописях. Хотя в действительности она была скорее сероватой вследствие недостатков технологии отбеливания. Но японцы и не стремились к особой белизне, считая, что сероватый цвет больше подходит для выражения их чувств к умершим. В отличие от современной европейской бумаги, которая производится из древесной пульпы с длиной волоконцев всего 2–3 мм, васи изготавливается из волокон длиной до 10 мм. Эти длинные волокна переплетаются довольно плотно, обеспечивая прочность бумаги скорее за счет физических факторов, нежели химических, как в бумаге европейской.

От китайцев секрет изготовления бумаги переняли не только японцы, но и арабы. Они и привезли его в Испанию, а уже оттуда искусство делать бумагу распространилось по всему миру. Ранние европейские бумаги делались из переработанной хлопковой и льняной ткани, поэтому стала бурно развиваться торговля ветошью и хлопковым полотном. Интересно, что по одному из предположений чума проникла в Англию из Европы как раз в старых тряпках. Вскоре, однако, этот источник получения сырья для бумаги стал недостаточным, и люди начали применять для производства бумаги новые, порой весьма экзотические материалы. Зафиксирован случай, когда в качестве сырья для упаковочной бумаги была использована... египетская мумия! Менее экстравагантные экспериментаторы пускали в дело солому, капусту, кожу животных, шерсть и даже гнезда ос! Оказывается, в слюне ос есть клей, поэтому, когда оса сгрызает молодые побеги для строительства гнезда, во рту у нее образуется клейкая масса, по составу сходная с бумагой: клетчатка древесины или соломы и клей.

В 1828 и 1861 годах выходили любопытные руководства по производству бумаги - “Manuel de papeterie” Луи Пите, к которым были приложены сотни образцов бумаги, выработанной из различных веществ, даже из кожи и торфа. Таким образом, для изготовления бумаги годятся любые растительные волокна, обладающие гибкостью, но что же все–таки отличает бумагу от других писчих материалов?

2.2. Изготовление бумаги в домашних условиях

МЕТОД I

Вам понадобится:
Большая кастрюля
Листы использованной бумаги
Миксер или кухонный комбайн
Вода
Растворимый крахмал (две чайные ложки)

Что делать:
Разорвите бумагу на мелкие кусочки (не больше, чем 2х2 см) и поместите их в кастрюлю. (Если Вы используете кухонный комбайн, просто положите в него порванную бумагу, налейте немного воды и взбивайте, пока бумага не распадется на волокна. Затем вылейте полученную массу в кастрюлю с водой и переходите к пункту 4)
Налейте в кастрюлю воды (лучше теплой). Если хотите использовать крахмал, то добавьте его в воду сейчас (две чайные ложки).
Дайте бумаге постоять минут 10, а затем взбивайте миксером до тех пор, пока волокна бумаги не разделятся и масса не станет мягкой.
Опускайте постепенно кусок марли в кастрюлю одним краем, держа ее за другой край. Полностью погрузите ее в массу, а затем осторожно выньте.
Дайте воде стечь обратно в кастрюлю
Накройте марлю промокательной бумагой и переверните, но осторожно, чтобы полученная “целлюлоза” не распалась.
Аккуратно удалите марлю и накройте оставшуюся “целлюлозу” вторым листом промокательной бумаги и прокатайте.
Высушите с помощью утюга
Аккуратно удалите промокательную бумагу. Получившийся лист не трогайте 24 часа до полного высыхания.

МЕТОД II

Вам понадобится:
Ступка и пестик
Литровая стеклянная мензурка
Горелка
Кастрюля
Кусок марли с мелкими отверстиями
Ненужная бумага
Два листа промокательной бумаги (или газета)

Что делать:
Разорвите бумагу на мелкие кусочки (не больше, чем 2х2 см) и поместите их в мензурку.
Добавьте немного воды, так чтобы она покрыла бумагу. Поместите мензурку над горелкой и нагревайте 10 минут.
Перелейте полученную массу в ступку и хорошо растолките пестиком.
Добавьте эту массу в кастрюлю с водой.

МЕТОД III

Инструменты:
Для работы потребуются специальные рамки с сеткой для процеживания жидкости. Они деревянные, размером листов A4 и A5. Для работы достаточно иметь по две каждого размера. Сетка мелкозернистая, похожа на сито, она применяется в строительстве. Сетка прикреплена к рамке небольшими гвоздиками. Верхняя рамка без сетки не обязательна, но желательна. Она дает возможность набрать больше массы и легче разровнять ее на сетке.
Также мы используем блендер и утюг для ускорения процесса (можно вполне обойтись и без них).

Материалы:
Для работы можно брать самую различную бумагу: документы, прошедшие уничтожение в специальных машинах (шредерах), старые газеты, яичные лотки, туалетную бумагу. Авторы использовали обрезки полей газет, которые не имели на себе типографской краски.
На изготовление 2-3 листов бумаги надо приблизительно 3-4 литра массы. Чем тоньше бумагу хотим получить в итоге, тем больше воды берем в начале.
Для окраски можно использовать любые краски, начиная с гуашевых.

Процесс:
1. Собранная для работы бумага рвется на мелкие кусочки, заливается водой и помещается в блендер, где измельчается до состояния однородной массы. Можно добавить краситель. Когда бумажная масса готова, она наносится на рамку с сеткой, сверху накрывается рамкой без сетки. Некоторое время нужно, чтобы дать воде стечь.
2. Снимается верхняя рамка (без сетки).
3. Переворачиваем рамку сеткой к верху и с помощью губки удаляем всю лишнюю влагу. После этого осторожно удаляем рамку с сеткой и оставляем высыхать в течении нескольких часов.
4. В конце проглаживаем получившуюся бумагу утюгом через тонкую тряпку или газету.

Из полученной бумаги можно сделать совершенно удивительные и неповторимые поделки. Мы изготовили из них муляжи для кабинета технологии.

3. Заключение

Таким образом, цель, поставленная авторами работы в самом начале, была достигнута: нами были освоены два описанных в литературе способа изготовления бумаги в домашних условиях и предложен свой метод.
Кроме того, что это занятие оказалось увлекательным, оно, безусловно, полезное. Нами было собрано 38 килограммов макулатуры: основная её часть была сдана в школьную библиотеку для последующего её обмена в пункте вторсырья на книги. Обрезанные поля собранных газет были нами использованы для изготовления бумаги. Сами изготовленные образцы мы можем представить. Поделки, изготовленные из вторсырья, мы подарили учащимся группы продлённого дня нашей школы.
Надеемся, что данная маленькая работа принесла пользу природе.
Ведь это и было главной нашей задачей.

Бумага настолько прочно вошла в нашу жизнь, что используя ее, мы не задумываемся о ее происхождении и производстве. Хотя каждый человек знает, из чего делают бумагу. Но сам процесс превращения дерева в тонкие белые листочки известен не многим. Итак, как делают бумагу?
Изготовлением бумаги занимается бумажно-целлюлозная промышленность. Самым распространенным является ее производство из дерева. Древесную целлюлозу вырабатывают из дерева лесных пород. Для того, чтобы понять, как делают совершим виртуальную экскурсию на фабрику.
Сырье поступает туда в необработанном виде. Здесь с дерева обдирают кору, а затем измельчают его на специальных машинах в щепку. Дальше есть несколько бумаги. Самый простой механический. При этом способе, измельченные щепки смешивают с водой и делают дальнейшую их обработку. В итоге получается бумага не очень высокого качества, которая используется для выпуска газет. Для того, чтобы получить сырье хорошего, высокого качества применяют химический способ его производства. При этом способе щепки отбирают по размеру и варят. Происходит этот процесс с использованием кислоты в специально предназначенных для этого машинах. После варки полученную массу промывают и удаляют посторонние вещества. Полученное сырье подвергают последующей обработке для производства определенного
Для того, чтобы получить в сырье добавляют клей. Это придает ей водоотталкивающий эффект. Смолы, добавленные в процессе производства, не дают чернилам растекаться, и делают написанное легко читаемым. Бумага, предназначенная для печати, не требует таких добавок, потому что краски, используемые для этого, не имеют водной основы.
Чтобы сделать бумагу белой и непрозрачной, сырье окрашивают специальными красителями и пигментами. После всех проведенных операций начинается процесс производства сырья. Машины перемещают полученную кашицу с одного вала на другой, на которых натянута сетка. При этом происходит образование бумажного листа. Вода, которая находилась в сырье, постепенно вытекает через отверстия в сетке. Волокна переплетаются и образуют рулоны. Далее полотно подвергается ряду операций, в результате которых получается бумага, которую мы привыкли иметь в своем обиходе. Валики, через которые проходит сырое полотно, прессуют его, сушат и подвергают полировке. После этого его дополнительно прессуют и сушат. На выходе получают рулоны бумаги, которые используют уже по их прямому назначению. Их нарезают или отправляют в рулонах для дальнейшего использования. В процессе того, как делают бумагу, используется много специальных машин. Весь труд механизирован. Но, тем не менее, это очень ценный материал. Поэтому, зная, из чего и как делают бумагу, начинаешь воспринимать ее более бережно. Ведь для производства 1 тонны бумаги необходимо 17 деревьев.

Для производства бумаги используют и Раньше в стране был организован массовый сбор макулатуры. Ее, после очистки от чернил, добавляют в бумажное сырье в процессе производства. Бумага является необходимым атрибутом современной жизни. Даже трудно себе представить, что ее первыми изобретателями были китайцы. Долгое время они не открывали секрет, как делают бумагу.
Бумага используется в различных областях нашей жизни. Из нее изготавливают салфетки, тетради, книги, игрушки, обои, деньги. Пожалуй, невозможно перечислить весь список того, где применяется бумага. В некоторых случаях она просто незаменима и является единственно подходящим материалам. Новые раскрывают все больше возможностей для ее применения.

Несмотря на бурное развитие компьютерных технологий и разнообразной электронной запоминающей техники, бумага остается наиболее распространенным и активно используемым материалом для хранения информации. Переоценить ее место в обыденном использовании сложно. Она нужна в делопроизводстве, печати, быту.

Бумага из древности

История производства бумаги уходит в далекую старину. Еще древние египтяне использовали для письма прообраз современной бумаги, изготавливая свои папирусы из измельченных и спрессованных в тонкие листы волокон тростника. Стебли этого водяного растения состоят из тонких и прочных целлюлозных нитей, которые освобождали при помощи специальной обработки. Добавление клейких веществ позволяло сформировать из полученной массы достаточно тонкий слой, который после просушивания приобретал нужные характеристики. Древняя бумага была довольно плотной, шершавой на ощупь и не имела той белизны, которая присуща современным писчим материалам.

Кожаные рукописи

В Древней Европе вместо бумаги использовался пергамент. Для его изготовления вычинялись тонкие и эластичные шкуры мелкого рогатого скота. Снятая с овец и коз кожа обрабатывалась по специальным технологиям, после чего она становилась мягкой и гладкой. Пласты подготовленного материала обрезались по размеру будущей книги и сшивались в переплетных мастерских. Разрозненные документы транспортировались и хранились в виде свитков. В таком случае кожа не сминалась и не имела сгибов, на которых могла перетираться.

Дерево, на котором можно писать

Современные технологии изготовления различных сортов бумаги предполагают использование разнообразных видов древесины. В процессе производства ее измельчают до нужных размеров. Полученная масса замачивается в емкостях, куда добавляются необходимые для процесса высвобождения целлюлозных волокон химические реактивы.

Подготовленная бумажная масса, отбеленная или окрашенная, при помощи бумагоделательных машин формуется в полотно. Его пропускают через целый ряд катков, которые выравнивают и высушивают бумажную заготовку. В результате получается готовый материал, имеющий необходимые характеристики:

• толщину;
• плотность;
• цвет;
• качество поверхности.

Разные сорта бумаги предназначаются для разного использования – для офисной техники нужна более плотная и прочная бумага, для газет она не такая качественная. К туалетной и салфеточной бумаге предъявляются свои требования.

Альтернативное производство бумаги

Использование только древесины для изготовления бумажной продукции может довольно быстро привести к полному уничтожению лесов на планете. Поэтому уже давно разрабатываются и используются альтернативные технологии.

Целлюлозу, которая является основой бумажной массы, получают из соломы зерновых сельскохозяйственных культур. На полях ежегодно скапливается огромное ее количество. И чаще всего она просто оставляется на земле, чтобы послужить удобрением.

Источниками волокнистой массы могут стать и другие культуры:

• конопля;
• тростник.

В нашей стране, как и во всем мире, проводится активный сбор макулатуры, которую используют как вторичное сырье. Старые книги, газеты, упаковку измельчают, отбеливают, смывая типографскую краску и чернила, и из полученной массы вновь делают бумагу. Она не столь качественна, но вполне годится для печати.

Бумага из всего

В некоторых странах для изготовления писчей продукции освоили переработку ткани – тряпье обрабатывается по сходным технологиям. Хлопковое и льняное волокно, синтетические нити обладают нужными свойствами, что позволяет применять их для изготовления прочной качественной бумаги.

В отрасли сегодня работают компании, полностью отказавшиеся от использования древесины при производстве бумаги. Они нашли совершенно необычные источники сырья для своей продукции. В ход идут банановые и пальмовые листья, все виды растительных волокон, шерсть, даже отходы жизнедеятельности травоядных животных.

Специальные виды бумаги могут быть изготовлены из минеральных волокон, таких как асбест, например.

Применение подобных инноваций помогает сберечь существующие сегодня леса, сохранив их для следующих поколений землян.

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.

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.

Интересно:

Почему не рассыпаются песчаные дюны?

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.

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.

В Китае в 105 году нашей эры, однако в середине ХХ века обнаружили более древние гробницы, где нашлись небольшие обрывки.

В те давние времена её делали из шелка, пуская на производство отбракованные коконы тутового шелкопряда. Сейчас такие дорогие материалы, конечно, не используют – годится все, что содержит длинные волокна, а это целлюлоза, тряпье, уже использованная бумага, некоторые виды текстиля. Смешиваясь с водой, они образуют пластичную массу – сырье.

История развития технологии создания бумаги

Итак, первый этап создания бумаги – это подготовка бумажной массы. У изобретателя технологии Цай Луня это была смесь шелковых волокон, золы, пеньки и тряпок, тщательно растолченная и смешанная с водой. Её он выложил на форму и высушил на . Долгое время такой ручной способ производства оставался единственным – менялись только ингредиенты.

В XVII веке изобрели ролл – механизм, который размалывал сырье автоматически и потому мог производить намного больше бумажной массы. Но сами листы формировали все равно вручную, зачерпывая формами, поэтому объемы получаемой продукции оставались все равно низкими.

Наконец, в самом конце XVIII века, в 1799 году, во Франции догадались, как сделать отлив бумаги автоматическим – Н. Робер применил для этих целей движущуюся сетку. Еще через семь лет в Англии запатентовали полноценную бумагоделательную машину. С этого времени масштабы производства заметно увеличились.

Этапы производства бумаги

Как и много веков назад, производство бумаги начинается с

1) Приготовление бумажной массы.

Сюда входит не только размол компонентов ролами (рафинерами, мельницами) и их смешивание. В современную бумагу для улучшения её свойств добавляют множество вспомогательных веществ.


Происходит так называемая проклейка – добавляются средства для того, чтоб волокна лучше слипались, а сама бумага не так боялась воды. Это глинозем, канифольный клей, парафиновая эмульсия.

Чтобы увеличилась жесткость, в массу вводят крахмал, формальдегидные смолы, животный клей. Минеральные наполнители вроде мела или талька помогают сделать бумагу более гладкой. Анилиновые красители прибавляются для отбеливания. Состав и количество дополнительных присадок определяется тем, для каких целей будет использоваться конечный продукт.

2) Выработка бумажной массы.

Когда бумажная масса готова, её нужно очистить от загрязнений и разбавить водой. С этим справляется специальное оборудование - очистители вихревые и центробежные, песочница. Из подготовительного отдела насос закачивает её в мешательный бассейн, и уже оттуда она поступит в бумагоделательную машину.

Сырьевая масса льется непрерывным потоком на сетку. В этой части машины полотно отливается, обезвоживается и начинает уплотняться. Но воды еще очень много, она продолжает удаляться в прессовой части.

Окончательно жидкость исчезает из листов в сушильной части, испаряясь, когда полотно прижимается к нагретым цилиндрам. После этого она поступает на механизмы наката, где сматывается в огромные рулоны. Бумага готова к следующей стадии.

3) Окончательная обработка.

Полученное бумажное полотно еще не совсем однородно по толщине. Чтобы выровнять его, сделать более гладким и плотным, его пропускают через каланды, то есть металлические валы. Вот теперь бумагу можно сортировать, резать и упаковывать – она полностью готова.


Вот так истолченная древесная кора, обрезки и опилки дерева, обрывки бумаги, тряпки и солома – вещи не самые красивые и выглядящие, прямо скажем, не слишком эстетично, передаваясь от одного цеха к другому, от узла к узлу, от машины к машине, превращаются в гладкие белые листы.