Из чего и как делают бумагу? Как делают бумагу Завод где делают бумагу

Бумага настолько прочно и так давно вошла в нашу повседневную жизнь, что технология ее производства давно перестала быть секретом. Каждый знает, что бумагу делают из дерева, но это не совсем так. Чтобы ответить на вопрос, из чего сделана бумага, следует углубить свои знания об особенностях этого материала.

Состав

Действительно, основной для производства бумаги может служить получаемая механическим способом из древесины (иногда из конопли и риса) целлюлоза. Таким образом ее можно даже сделать самому в домашних условиях. Но при использовании только этих компонентов и способов бумага получится низкокачественной.

В современной же промышленности целлюлозу добывают чаще всего химическим путем, а качественные сорта бумаги имеют в своем составе:

• гидрофобную проклейку (например, канифольный клей), препятствующую излишнему растеканию чернил и их проступанию с оборотной стороны;
• смолы, крахмал или различные клеи, повышающие долговечность бумаги и ее устойчивость к механическим воздействиям и влажности;
• тальк/мел и каолин, делающие бумагу более плотной и непрозрачной;
• красители.

Разнообразие типов

Конечно, определенный тип бумаги подразумевает использование тех или иных наполнителей в разной пропорции. Например, использующаяся в трансформаторах бумага не содержит проклейки для обеспечения электроизоляции, а страницы же глянцевых журналов будут включать в свой состав и мел, и смолы, и другие компоненты.

Кроме того, бумага может содержать и вовсе не влияющие на плотность и гидрофобность компоненты. Так, качественная туалетная бумага часто пропитывается такими целебными веществами, как масло алоэ и антисептики.

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.

Полученную смесь фильтруют и тщательно промывают, чтобы удалить ненужные примеси. На следующем этапе снова добавляют вещества, в зависимости от того, какого вида бумагу необходимо получить. К примеру, для получения глянцевой бумаги в состав вводят смолу. Чтобы получить материал повышенной прочности – клей. В некоторых случаях вносят красители (если это нужно) и специальные составы, чтобы краска на бумаге не расплывалась. В результате получается готовая бумажная масса, состоящая примерно на 99% из воды, которую можно подавать в бумагоделательную машину. В этой машине она первым делом попадает на движущуюся металлическую сетку с мелкими ячейками. Вода сквозь эту сетку протекает, а бумажная масса остается. Мельчайшие волокна древесины, переплетаясь между собой, создают основу для будущей бумаги. Далее влажное бумажное полотно попадает на войлочную ленту и на цилиндрические прессы. В результате количество воды в нем уменьшается еще больше, а само полотно – выравнивается.

После этого наступает этап сушки будущей бумаги, для чего ее пропускают через большие нагретые металлические барабаны. Воды в ней остается всего несколько процентов. Затем она поступает на нагретые и хорошо отполированные бумажные валы – каландры. Они сдавливают бумагу с большой силой, в результате чего она становится плотной, гладкой и окончательно сухой. Специальное оборудование сматывает ее в рулоны, которые поступают в другое устройство. Оно режет бумагу на листы, складывает их в пачки и оборачивает в специальную упаковку.

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.

Китайцы делали ее из размоченных растительных волокон. В Европу бумага попала между 1000 и 1100 годами. Оказалось, что ее можно делать из дерева, тряпок и даже... из старой бумаги - макулатуры. Так оказалось, что бумагу можно было использовать дважды!

Как же делают бумагу в наши дни?

Бумагу производят на бумажных фабриках.

Основным сырьем для производства бумаги является древесная целлюлоза. Целлюлозу получают из лесных пород: в основном из ели, сосны и березы, но используют также эвкалипт, тополь, каштан и другие деревья.

На фабрике машины сдирают с них кору, измельчают в щепки.

Самый экономичный способ получения древесной целлюлозы - механический: на деревообрабатывающем предприятии лесоматериалы измельчаются до крошки, которая смешивается с водой. Бумага, изготовленная на основе такой целлюлозы, непрочна и чаще всего идет на производство, например, газет.

Бумагу более высокого качества делают из целлюлозы, полученной химическим способом. Из такой древесной массы изготавливают бумагу для книг, брошюр и модных журналов, а также прочные оберточные материалы.

В этом случае щепки сортируют по размеру на специальных ситах и отправляют в варку. Варят дерево в специальных машинах, куда добавляют кислоту.

Очищенную и разваренную древесину фильтруют и промывают, чтобы очистить от примесей.

К обрабатываемой бумажной массе может быть добавлена макулатура, но лишь после удаления чернил. На этом этапе производства обрабатываемая масса, состоящая из древесных волокон и воды, называется бумажным сырьем.

Затем на специальной перерабатывающей машине меняются форма и структура бумажных волокон. Для этого к бумажному сырью добавляют дополнительные вещества. Например, клеи - их присутствие в писчей бумаге отталкивает влагу. Или смолы - благодаря им, написанное на бумаге чернилами на водной основе, не растекается и легко распознается человеческим глазом. Бумага, используемая для печатания, не требует такого проклеивания, как писчая, потому что печатные краски готовятся не на водной основе и не растекаются.

После этого бумагу окрашивают в смесителе, куда добавляют красители или пигменты, - например, мелко размельченные вещества для мелования. Так, добавки каолина делают бумагу белой и непрозрачной.

Бумажная масса, превращенная в кашицу, попадает в бумагоделательную машину.

Сначала кашица выливается на сетку бумагоделательной машины. Эта сетка натянута на два вала и все время вращается, перенося бумажную кашицу вперед. На сеточном участке начинается образование бумажного полотна, называемое формованием листа. Это происходит благодаря удалению воды из волокнистого материала. По мере продвижения бумажной массы по ленточному конвейеру часть содержащейся в ней воды вытекает через ячеистые отверстия, и бумажные волокна начинают сплетаться друг с другом, образуя так называемую рулонную ленту.

Сырая бумажная лента проходит через целый ряд валиков. Одни валики отжимают воду, другие, обогреваемые изнутри паром, высушивают ее, третьи полируют.

В конце сеточного участка еще сырое бумажное полотно перемещается в секцию прессования, которую также называют "мокрым прессованием". Там бумажное полотно механически обезвоживается и еще больше уплотняется.

Наконец ровная белая лента выходит из машины и наматывается в огромный рулон.

Потом эти рулоны отправляют в типографии или режут на листы.

Так, переходя из машины в машину, дерево превращается в белую и чистую бумагу.

А знаете ли вы...

Для изготовления 1 тонны бумаги нужно 5,6 м 3 древесины. Если учесть, что средний объем одного бревна (дерева) - 0,33 м 3 , то для производства 1 тонны бумаги требуется 17 деревьев.

А из 1 тонны бумаги можно изготовить порядка 30 тысяч обычных ученических тетрадей.

История бумаги началась очень давно и имеет увлекательное развитие. В этой статье вы узнаете кто, где и когда изобрёл бумагу, а также о том, какое влияние она оказала на ход истории разных цивилизаций.

После изобретения письменности люди пытались изобрести более лёгких носитель для текста, чем или , а также более лёгкое и дешёвое в производстве. Но потребовалось более 3000 лет, чтобы изобрести бумагу!

Бумага была изобретена около 100 г. до н.э. в Китае. В 105 г. н.э. под покровительством династии Хань правительственный чиновник Цай Лун был первым, кто создаёт полноценную бумажную промышленность.

Первая китайская бумага

Рецепт изготовления бумаги Цай Луна был следующим. Он смешивал мелко нарезанную кору шелковицы и конопляную тряпку с водой, сдавливая всё это в полоску, а затем выжимая воду и давая бумаге высохнуть на солнце. Возможно, что идея изготовления бумаги таким способом была развита из идеи тканевой коры тутового дерева, которая была очень распространена в Китае.

Возможный прародитель бумаги — тканевая кора тутового дерева

Бумага по технологии изготовления Цай Луна получила огромную популярность по всему Китаю. Развитие бумажной технологии также позволило сделать следующий шаг для буддийской религии. К 650 году н.э. буддийские монахи начали использовать бумагу для распечатки молитв, что делало религию ещё более массовой.

Но изобретение бумаги в Китае ещё не означало её массовой распространение по всему миру. Прошла ещё тысяча лет, прежде чем бумагу начали использовать во всей Евразии. К 400-му году производство бумаги началось в Индии, а в 600-х годах бумага попала в Корею и Японию. С расширением Аббасидского халифата и включения в его состав Пакистана, бумага появилась и в халифате, распространяясь на всю огромную империю.

Аббасидский халифат

Для торговцев Шёлкового пути бумага имела огромное преимущество, ведь она могла поглощать чернила, что затрудняло её подделку.Сначала торговцы закупали бумагу из Китая, Средней Азии и Индии, но к 800 году появились собственные исламские производители.

Когда газета дошла до Западной Азии, люди стали изготавливать из неё книги, а не свитки, которые были популярны в Китае и Индии. Идея изобретения книг распространилась на восток, и примерно к 1000 году люди делали книги уже в Китае и Индии. Для перехода на книжный формат был ручной набор посредством подвижных литер.

Китайская система подвижных литер, изображенная в книге печатника Ван Чжэня в 1313 г.

Но европейцы всё ещё использовали пергамент, либо покупали бумагу по высокой цене из Египта, но вскоре это изменилось. К 1250 году н.э. египетская технология изготовления бумаги достигла Италии и итальянцы настолько хорошо освоили эту технологию, что сумели сделать свой вариант качественной бумаги и продавать его по всей Европе. Затем чума стала катаклизмом, который полностью разрушил бумажную промышленность Египта. В 1338 году французские монахи также начали производить свою собственную бумагу. Европейцы догадались использовать водяные колёса (нарушившие нерест лосося) для питания своих фабрик, что сделали их бумагу ещё дешевле. К 1350-му году европейцы уже сами продавали бумагу (наряду с другими вещами, такими как и швейные напёрстки) для людей в Северной Африке и Западной Азии.

К 1411 году — почти через полторы тысячи лет после того, как бумага была изобретена, — люди в Германии наладили выпуск собственной тряпичной бумаги. Как только немцы научились делать бумагу, они стали больше интересоваться технологией китайской печати, а в 1453 году Иоганн Гутенберг выпустил первую печатную Библию.

Стоит отметить, что бумага 15-го века по-прежнему намного дороже современной бумаги, изготовленной из древесины с добавлением химикатов.

К этому времени ацтеки из ещё не открытой Америки также изобрели бумагу, но сделали это самостоятельно. Их бумага была изготовлена из растительных волокон агарового дерева, и они также использовали её для изготовления книг.

Области применения бумаги в Китае росли. Китайцы использовали бумагу для воздушных змеев (650 год), игральных карт (800 год), фальцевальных вентиляторов (1100 год), а в 1300-м году китайцы изобрели туалетную бумагу!

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:

1. Бревна очищают от коры и распиливают на щепки.
2. Их погружают в воду в соотношении 5 частей дерева к 95 частям воды. В результате щепки набухают и отбеливаются.
3. 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.
4. Полученную целлюлозу фильтруют. В чистом виде она используется только для дорогих сортов бумаги. Для обычных листов в целлюлозу вводят специальные добавки.
5. 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.
6. 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.
7. Бумага проходит через металлические барабаны, где она высушивается. Окончательная обработка проходит на валах, бумажное полотно сдавливается, выравнивается, уплотняется и окончательно высушивается.
8. 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.