Как делают бумагу читать. Как делают бумагу? Критерии качества бумаги

История появления бумаги датируется временами третьего тысячелетия до нашей эры.

С чего всё начиналось

Древние египтяне обнаружили растение на берегах рек, папирус, из которого изготовлялся материал для письма с одноимённым названием. Его стволы разрезались на тонкие полосы, складывались в несколько слоёв вдоль и поперёк, сжимались под большим грузом и оставлялись на солнце сушиться. Таким образом, получались гибкие листы, которые резались по определённым размерам, их полировали и склеивали в свитки. Это был первый писчий материал, который сохранился и до наших времён.

Во II веке производство папируса заменилось изготовлением бумаги, более похожей на ту, которой мы пользуемся в нынешнее время. Изобретателями первой бумажной технологии являются китайцы. Сырьём послужили отходы коконов шелкопряда, но из-за недостаточного их количества, перешли на коноплёвую крапиву. Бумага, изготовленная из неё, была не качественной: листы разные по толщине, шершавые и не ровные, что и послужило поводом отказаться от данной технологии. Для усовершенствования производства взяли иное направление: луб тутового дерева. Бумага из него была, по качеству, на несколько порядков выше, а сам секрет изготовления держался в строжайшей тайне. Но прошло время, и данный секрет стал явным, перешёл к арабам и, уже от них, распространился по всему миру.

В начале ХIII века первая бумажная фабрика появилась в Европе, а к концу ХVII её изготовлением начали заниматься и в России.

Новый этап развития

Ввиду того, что ничто в этом мире не стоит на месте, сырья для производства не хватало, а бумаги требовалось всё большее и большее количество. Это послужило поводом для поиска новых технологий. Впервые, для изготовления бумаги начали использовать древесину, а точнее, произведённую из неё древесную целлюлозу. Для получения данного сырья подходят все виды деревьев как мягких, так и твёрдых пород.

Если внимательно разглядеть клочок бумаги в микроскоп, можно, практически с точностью, сказать, из какого дерева делают бумагу для тех или иных целей.

Например, упаковочная бумага обладает не только определённой прочностью, но и является грубой. Её производят из пород мягкого дерева, коими являются сосна, кедр, ель. Но вот интересный факт. Бумага, сделанная из Канадской ели, имеет все качества прочности, но плюсом является её эластичность.

Клён с дубом относятся к твёрдым породам дерева, а вот бумага из них менее прочная. Но, ввиду того, что она имеет гладкую поверхность, её используют для типографской печати.

Но если смешать производные сосны и дуба, провести ряд химических превращений, то можно получить качественный, прочный и эластичный лист, из которого делается книга.

Производство бумаги из древесины. 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.

Бумагодельная машина

Это многосекционный агрегат непрерывного действия, на котором из сильно разбав­ленной водой волокнистой суспензии поручают бумагу и некоторые виды картона.

Различают 2 основных типа бумаги: плоскосеточные (столовые),
применяемые для выработки основных видов бумаги, и круглосеточные (цилиндровые), на которых изготовляется ограниченный ассортимент бумаги и картона. Эти типы имеют различные устройства для выпуска бумажкой массы на сетку Б. м. и отлива бумажною полотна, конструкция же остальных узлов, а также технология, процесс изготовления бумаги аналогичны (за исключением машины сухого формования).

На рис. 2 приведена схема плоскосеточной бумажной массы, включающая наряду с оборудованием собственно бумажной массы вспомогательное оборудование, предназначенное для подготовки бумажной массы перед подаче» её на сетку. Виды

вспомогательного оборудования и его конструкция чрезвычайно разнообразны.

Готовая бумажная масса концентрацией ок. 3-4% с помощью насосов подается из массоподготовительного отдела в машинный бассейн, откуда поступает на бумажная масса Постоянным перемешиванием мас­сы в машинном бассейне добиваются выравнивания степени помола и концентрации массы по всему объёму. Предва­рительно она разбавляется оборотной водой (от обезвоживания бумажной массы на сетке Б. .м. до концентрации 0,1 - 1,5%) и пропускается через очистную аппаратуру (узлоловители, центриклинеры, центрискрины и т. д.), где удаляются различные посторонние включения и rpvбые частицы минерального и волокнисто­го происхождения. Из очистной аппаратуры бумажная масса поступает и на­порный ящик, который обеспечивает истечение массы с определённой скорость") и одинаковую толщину струи по всей ширине сетки.

Б. м. состоит из следующих пен, частей: сеточной, где из разбавленной суспензии непрерывно формуется полотно бумаги и из нет удаляется первая часть избыточной воды; прессовой, где производится обезвоживание и уплотнение полотна бумаги; сушильной, в которой удаляется оставшаяся в бумажном полотне влага; отделочной, где полотно подвергается необходимой обработке для придания лоска, плотности, гладкости и наматывается в рулоны.

Сеточная часть - бесконечная сетка (вытканная из нитей различных сплавов меди или синтетических материалов). Привод сетки осуществляется от гауч-вала. На новых машинах, имеющих ва­куум пересасывающие устройства, приводным является также ведущий вал сетки. Чтобы бумажная масса не стека­ла, по краям сетки устанавливаются ограничит, линейки. Обезвоживание бу­мажной массы и формование полотна бумаги происходят за счет свободного стекания и отсасывающего действия регистровых валиков. Для получения более однородного полотна бумаги в продольном и поперечном направлениях при скорости машины не более 300 м/мин регистровая часть иногда подвергается тряске и поперечной направлении. Дальнейшее обезвоживание происходит над отсасывающими ящиками под действием вакуума, создаваемого специальными вакуумными насосами. При выработке высокосортных бумаг над ними часто устанавливают лёгкий равнительный валик (эгутер). Он служит также для нанесения на бумагу водяных. таков. После этого полотно бумаги содержит ещё сравнительно много влаги (88-90%), для удаления которой сетка вместе с полотном бумаги проходит над гауч-валом (на тихоходных машинах гауч-пресс), который имеет от одной до трёх отсасывающих камер. Гауч-вал - перфорированный пустотелый цилиндр из бронзового сплава или нержавеющей стали (площадь перфорации составляет ок. 25% поверхности вала). Внутри корпуса находится неподвижная вакуумная камера с графитовыми уплотнениями, которые пневматически прижи­маются к внутренней поверхности цилиндра. Вакуумная камера соединена с непрерывно действующим вакуумным насосом, Гауч-вал завершает формование и обезвоживание (до сухости 18-22%) полотна бумаги на сетке Б. м.

Дальнейшее обезвоживание происходит в прессовой части механическим отжимом под действием давления я вакуума путем пропуска полотна через несколько (2-3, реже 4-5) вальцовых прессов, расположенных последовательно (часто первый и «горой прессы объединены в сдвоенный пресс). При этом повы­шаются объемная масса, прочностные свойства, прозрачность, снижаются по­ристость и впитывающая способность бумаги. Прессование выполняется между шерстяными сукнами, которые предохраняют ещё слабую бумагу от разрушения, впитывают отжатую влагу и одновременно транспортируют полотно. Каждый пресс имеет свое сукно. На всех новых быстроходных Б. м. нижние валы прес­сов делаются перфорированными (как гауч-валы). Они покрываются спец. резиной, что улучшает обезвоживание и уве­личивает срок службы. На некоторых бумагоделательных машинах вместо нижних отсасывающих валов устанавливаются валы со спец. желобчатым рифлением (канавками). На мощных Б. м. нижние валы первого и второго прессов делаются отсасывающими (аналогично гауч-валу). Часто, кроме прессов с сукнами, устанавливают ещё сглаживающие (или офсетные) прессы без сукон для уплотнения бумаги и придания ей гладкости. Затем полотно бумаги с сухостью до 45% поступает в сушильную часть.

Сушильная часть (наибольшая по длине) состоит из вращающих­ся, обогреваемых изнутри паром и расположенных обычно в 2 ряда в шахматном порядке цилиндров. Полотно прижимается к нагретой поверхности цилиндров при помощи сукон, улучшающих теплоотдачу и предотвращающих коробление и сморщивание поверхности бумаги при сушке. Верхний и нижний ряды сушильных цилиндров имеют раздельные сукна, причём одно сукно охватывает сразу несколько цилиндров (группа сушильных цилиндров). Полотно бу­маги движется с верхнего цилиндра на нижний, затем на соседний верхний и т. д. При этом бумага высушивается до содержания остаточной влаги 5-7%. На современной Б. м. во второй половине сушильной части обычно помещают клеильный двух вальный пресс для поверхностной проклейки бумаги и нанесения поверхностного слоя. Сушильная часть некоторых бумажных машин снабжена автоматическим регуляторами подачи пара в цилиндры, приспособлениями для автоматической заправки полотна бумаги на сушильные цилиндры и т. д. Пар собирается пол колпаком, расположенным над всей сушильной частью Б. м., а затем отводится вытяжными вентиляторами наружу. Тепло используется в калориферах и теплообменниках.

Отделочная часть представляет собой каландр, состоящий из 5-10 расположенных друг над другом валов из отбелённого чугуна. Предварительно бумага для придания ей большей элас­тичности и мягкости охлаждается и несколько увлажняется на холодильном цилиндре (через пустотелые шейки которого подводится и отводится холодная вода). При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Затем бумага наматывается бесконечной лентой в рулоны на накате (принудитель­но вращаемом цилиндре, в которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой). Для увлажнения бумаги при дополнит, отделке её на суперкаландрах (для получения бумаги с повышенной гладкостью, лоском и объемной массой) над накатом устанавливается увлажнительный аппарат. Далее рулон разрезается па продольно-разрезном станке на необходимые форматы. Одновременно бумага сортируется, обрывы, возникшие при её выработке, склеиваются. При вы­пуске бумаги в листах рулоны для разрезания подаются на саморезку.

Бумага может имеет также большое количество различного оборудования, необходимого для обеспечения её непрерывной работы, и автоматических приборов, регулирующих технологии. параметры. Для каждого вида бумага установлены технически и экономически обоснованные ширина и рабочая скорость бумагоделательной машины.

Наиболее узкие бумагоделательной машины (с шириной бумажного полотна 1,6- 4,1 м) предназначены для производства тончайших конденсаторных бумаг, спец. технич., высококачественных фото- и документных бумаг. Широкие бумагоделательной машины (св. 6 м) служат для выработки газетной и мешочной бумаги. Рабочая скорость бумагоделательной машины при производстве конденсаторной бумаги состав­ляет 40-150 м/мин, газетной бумаги - до 850 м/мин, санитарно-гигиенических бумаг - ок. 1000 м/мин и более. Производительность бумагоделательной машины, изготовляющей конденсаторную бумагу толщиной 4-12 мкм, составляет 1-4 т/сутки, газетной бумаги - 330- 500 т/сутки и более. Длина Б. м. для выработки газетной бумаги достигает 115 м, масса ок. 3500 т, высота отд. ча­стей до 15 м, мощность всех электродви­гателей (включая оборудование для подготовки бумажной массы) ок. 30 000 кет. Привод отд. секций Б. м. осуществляется двигателями постоянного тока. В течение 1 часа такая бумагоделательная машина потребляет до 45 т па­ра, Автоматические приборы регулирую? процессы отлива и сушки бумаги да больших скоростях. Высокая оснащённость автоматическими приборами, точность регулировки и исполнения бумагоделательной машины позволяют снести количество рабочих, непосредственно её обслуживающих, до 3-8 чел. Разрабатывается много новых конструкций бумагоделательной машины, различающихся в основном методами формования полотна бумаги. В Б. м. типа инверформ (Англия) полотно бумаги отливается и формуется между двумя сетками - нижней и верхней (рис. 3). Бумажная масса из напорного ящика подаётся в захват между нижней и верхней сетками, при этом соз­даётся давление на поток жидкости. Некоторая часть воды проходит вниз через отложившийся слой волокна на нижней сетке, а оставшаяся часть удаляется через верхнюю сетку. С внутренней поверхности сетки вода отводится шабером, снабжённым ножом из пластического материала и лотком для отвода волы. Дальнейшее обезвоживание выполняется па обычных и «перевёрнутых» отсасывающих ящиках при вакууме, не превышающем 12 кн/м2 (0,12 кгс/смг). За отсасывающими ящиками установлен пресс и отжатая вода через верхнюю сетку отсасывается шабером. При выработке многослойной бумаги верхних сеток бывает несколько (по числу слоев). Вода практически удаляется только через верхние сетки по шаберам и а перевёрнутые» отсасывающие ящики.

В бумаге типа вертиформ бумажное полотно обезвоживается с обеих: сторон между двумя вертикально перемещающимися сетками с помощью шаберов и отсасывающих ящиков, что обеспечивает осаждение волокон одинаковой фракции по обе стороны полотна бумаги. При этом вначале осаждаются короткие и тонкие волокна, вследствие чего образуется поверхность, наиболее пригодная для печати, а в середине листа оказываются крупные волокна, что увеличивает прочность бумажного полотна. Наблюдается тенденция к использованию при отливе бумаги круглосеточных машин, где формирование бумажного полотна осуществляется на цилиндрах, обтянутых сеткой и находящихся в ванне или без ванны, куда подаётся бумажная мас­са. В машине типа ротоформер напорный ящик и сеточная часть выполне­ны в одном компактном узле, а обезвоживание осуществляется с помощью отсасывающей камеры, расположенной внутри вращающегося вала. Скорость таких машин до 300м/мин.. Они могут работать с малыми концентрациями, что важно при выработке бумаг из искусственных волокон.

При производстве длинноволокнистых бумаг, изготовляемых из хлопка, асбеста и синтетических материалов, применяется «сухое формование бумажного полотна, основанное на принципе осаждения на сетке волокон, диспергированных на воздушном потоке. Возможно, что такое формование получит широкое применение для выработки технических и специальных видов бумаги.

Дальнейшее повышение эффективности бумагоделательной машины связано с изменением технологии производства бумаги, усовершенствованием конструкции машины и отдельных узлов, увеличением производительности за счёт скорости и ширины. Резкое увеличение скорости и ширины машины обеспечат: потокораспределители и напорные ящики закрытого типа, позволяющие выпускать массу на сетку со скоростью, отвечающей подросшей скорости движения сетки; регистровые валики желобчатого и сетчатого типа, гидропланки, двух- и трёхкамерные отсасывающие гауч-валы, интенсифицирующие обезвоживание; новые типы прессов, обрезиненные отсасывающие валы и валы, закреплённые посередине, валы с желобчатым рифлением, прессы с подкладной сеткой, вакуумные отсасывающие сукномойки, валы, устанавливаемые на каландре станины открытого типа с шарнирным закреплением рычагов, закреплённые посередине, плавающие, не нуждающиеся в бомбировке для компенсации прогиба; периферии, типа нака­ты для намотки рулонов диаметром до 2200-2500 .ил с пневматическим прижимом рулона и автоматической передачей его из заправочных в рабочие опоры и т. д. В сушильной части бумагоделательной машины пред усматривается применение более высокого давления пара, новые схемы парораспределителей с циркуляцией пара, сифонное удаление конденсата, полностью закрытые колпаки над сушильной частью, установка сушильные сеток вместо сушильных сукон и так далее. Кроме распространённой и сравнительно дешевой сушки через контакт поверхности суш ильных цилиндров машины с полотном бумаги, изыскиваются новые виды, которые позволили бы значительно сократить рабочую площадь сушильной части, повысить равномерность сушки. Перспективны новые виды сушки диэлектрические. (за счет тока высокой частоты, припускаемого через полотно бумаги): облучением инфракрасными лучами; обдувом горячим воздухом; под ва­куумом.

-бумага

Как известно деревья состоят из особой мягкой структурной массы - древесины. Она хорошо горит, поэтому ее используют в качестве топлива, легко обрабатывается, подходит как материал для строительства, сырье для бумаги. Древесина имеет весьма разнообразные свойства: податлива в обработке, пластична, и прочна одновременно. Из древесины изготовляют разнообразные изделия, такие как брус различного сечения, доски, древесные панели разных сортов, которые используются в строительстве, внутренней, внешней отделки жилых и не жилых помещений, для производства корпусной, цельной мебели, и других предметов. Древесина разных пород деревьев имеет разнообразные, отличительные свойства. Например обладает исключительной гибкостью и устойчив к растяжению, сжатию и скручиванию, а бальсовое дерево произрастающее в Южной Америке дает очень прочную и одновременно легкую древесину. С помощью международных грузовых перевозок эти сорта деревьев широко применяются в производстве в Европе.
Бумага, макулатура.

Производство бумаги основано на сырье вырабатываемом из древесины - целлюлозы. Из бумаги делают книги, тетради, пищевую упаковку, фильтры для технических нужд и др.

Целлюлоза не единственный исходный сырьевой продукт, В некоторых, требующих применения бумаги областях таких как банкноты, используют специальные слои древесины, обычно молодой, насыщенные влагой, физиологически активные подкорковой - заболонь. Центрально-стволовую часть из прочной древесины дерева называют сердцевина.

На лесопильнях стволы деревьев превращаются в пиломатериалы. Сначала со ствола сдирают кору, а потом распиливают его механическими пилами на доски или брус - в зависимости от предназначения пиломатериала. Примерная схема производственного процесса: обдирка коры со ствола дерева - измельчение древесины в щепу - смешивание щепы с водой и добавление специальных химических реагентов - кипячение до образования древесной кашицы (пульпы) - расщепление полученной кашицы на волокна - отбеливание - отжим и сушка кашицы - удаление влаги и прессование в бумажные листы - разглаживание и скатывание полученной бумаги в рулон.

Бумага используемая в типографском деле, вырабатывается из целлюлозных волокон растения хлопчатника. Такая бумага очень гладкая, ровная, отличается повышенной прочностью. Что интересно по усредненным данным в развитых странах мира на одного жителя приходится потребление около 250 - 350 кг. бумаги в год. Приблизительно 50% этого количества бумажных отходов используется повторно для изготовления газет, туалетной бумаги, и тароупаковочной бумажной продукции. Оставшуюся часть утилизируют на специально отведенных для этого участках, или сжигают.

Изготовление бумаги.

В наше, сегодняшнее время, для изготовления бумаги, используют преимущественно породы хвойных деревьев: сосны, пихты, ели. Содержащая в волокнах древесины целлюлоза, придает прочность получаемой бумаге. Современное производство, изготовление бумаги основано на измельчении древесины и кипячении образовавшейся массы с различными химическими реагентами, (сода каустическая) и как итог химических процессов из древесины получается чистая целлюлоза. Полученную массу отжимают, проводят очистку, удаляют разные примеси фильтрование, и далее тонким слоем пропускают по конвейерной линии через ряды горячих валиков благодаря чему бумага прессуется, удаляются остатки влаги.

Производство бумаги

Как вы уже знаете, бумагу изобрели в Китае. 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 , но используют также эвкалипт, тополь, каштан и другие деревья.
На фабрике машины сдирают с них кору, измельчают в щепки.Измельчение древесины для производства бумаги
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.

Варка древесины
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.
Пропитка целлюлозы наполнителем Добавление красителей к целлюлозе

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.
Сетка бумагоделательной машины

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

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.
Сматывание бумаги в рулоны
Потом эти рулоны отправляют в типографии или режут на листы.
Так, переходя из машины в машину, дерево превращается в белую и чистую бумагу.

Изготовление

На деревоперерабатывающем предприятии для удаления примесей целлюлоза промывается и фильтруется. Целлюлоза, предназначенная для изготовления белой бумаги, дополнительно подлежит выбелке. После этого она превращается в лист и сушится, что впоследствии облегчит процесс производства бумаги. Лист в кипах поступает на целлюлозно-бумажный комбинат, где специальная машина, называемая разрывателем целлюлозы, вспарывает листы и смешивает их с водой. Зачастую варка целлюлозы и производство из нее бумаги проходят в непрерывном режиме, без промежуточного сушения. К обрабатываемой бумажной массе может быть добавлена макулатура, но лишь после удаления чернил. На этом этапе производства обрабатываемая масса, состоящая из древесных волокон н воды, называется бумажным сырьем.

Затем на специальной перерабатывающей машине меняются форма н структура бумажных волокон - в соответствии с требованиями, которым должна отвечать производимая бумага. На следующем этапе бумажная масса смешивается с другими веществами, задающими конечному продукту желаемые свойства. Клеи - это вещества, присутствие которых в писчей бумаге отталкивает влагу. Для проклеивания бумаги чаще всего используются смолы. Благодаря им написанное на бумаге приготовленными на водной основе чернилами не растекается и легко распознается человеческим глазом. Бумага, используемая для печатания, не требует такого проклеивания, как писчая, поскольку печатные краски готовятся не на водной основе и не растекаются. После этого бумагу окрашивают в смесителе, куда добавляют красители или компоненты, - например, мелко размельченные вещества для мелования. Так, добавки каолина делают бумагу белой и непрозрачной.Наиболее распространенным способом изготовления бумаги является метод Фурдринье. Из миксера бумажная масса через цилиндр подается на конвейер, лента которого представляет собой сетку с ячейками: ширина этой ленты может достигать 9 метров. Конвейер движется со скоростью до 1000 м в мини”. От скорости поступления сырья зависит толщина и вес сходящей с конвейера бумаги.

Технология изготовления бумаги

Казалось бы, что сложного в производстве обычного листа бумаги! Однако это очень трудоемкий и дорогой процесс, который требует больших временных затрат. Производство бумаги включает в себя огромное количество этапов, только после прохождения которых, можно получить готовую продукцию – чистый белый лист. Если вы будете хоть немного ориентироваться в производстве бумаги, то это поможет вам определиться с выбором бумаги высокого качества. Такая бумага будет иметь высокую гладкость, не будет портить печатное оборудование, а качество изображения будет идеальным.

Пульпа и бумага

Бумага состоит из целлюлозных волокон, которые добывают из натурального продукта – дерева. В бумагу высокого качества входят не только целлюлозные волокна, но так же и различные другие материалы. Чаще всего это хлопок или некоторые другие ткани. Исходя из этого, существует понятие тряпичной бумаги. На свойства и характеристики бумаги влияет многое. Прежде всего, это породы деревьев, из которых изготавливается бумага. Из таких деревьев как сосна (и другие хвойные) изготавливают прочную бумагу, однако она имеет шероховатую поверхность. Хвойные деревья имеет мягкую древесину. Деревья с мягкой древесиной предназначены для изготовления гладкой бумаги, ее недостаток – недостаточная прочность. Довольно часто для того, чтоб бумага имела однородный состав, на производстве используют смешанные сорта древесины. Но изготовление бумаги – это процесс, который подвержен частым изменениям, и поэтому бумага может иметь различный состав и характеристики. Для того, чтоб качество бумаги оставалось на должном уровне нужно постоянно следить и контролировать состояние древесины. Это сложный процесс, без которого нельзя обойтись ни на одном производстве.

Изготовление бумаги

Сейчас мы опишем некоторые этапы изготовления бумаги. На начальной стадии изготовления бумаги с дерева снимается кора, а древесина измельчается. После чего происходит воздействие химическими средствами на измельченную древесину, на выходе мы имеем жидкую древесную массу. Этот процесс происходит под высоким давлением и температуре. Постепенно данная масса меняет цвет (становится темно-коричневой) и называется пульпа. Затем пульпа вновь приобретает белый цвет. Отбеливание пульпы происходит следующим образом – она проходит через так называемые мельницы, которые не только отбеливают ее, но и разделяют волокна между собой. Во время этого процесса в массу добавляются различные химические вещества, которые определяют качество бумаги. От них зависит ее цвет, свойства, на то насколько рыхлой и жесткой будет бумага.

Химические вещества, входящие в состав бумажной массы так же влияют на ее сорт и отражающую способность. После того, как пульпа приобрела белый цвет ее можно использовать для производства. Для того чтоб использовать пульпу для дальнейшей работы она должна иметь в своем составе не менее 99,5% воды. После этого пульпа проходит через оборудование – трубки различного диаметра и длины. Затем для того, чтоб масса равномерно распределялась по всему транспортеру (сетке имеющей небольшие ячейки) ее помещают в камеру с высоким давлением. Бумага имеет две абсолютно разных стороны, которые обладают противоположными свойствами и характеристиками. Так, сторона бумаги, которая соприкасается с транспортером, носит название проволочной стороны, а противоположная – войлочной. Каждая из сторон имеет также различную гладкость и прогиб. Проходя по бумагоделательной машине около 6-10 м, пульпа теряет влагу (не менее 10%) тем самым она превращается в бумагу. Остальная влага испаряется в процессе откачивания и прессовки.

Проклейка бумаги

Процесс проклейки бумаги состоит в том, что она выходит из одной части бумагоделательной машины и входит в другую, содержащую барабаны (барабаны подогреваются теплым воздухом). В ней она проходит через них и постепенно теряет некоторый процент влаги. Проклейка бумаги нужна для того, чтоб придать бумаге прочность, а также закрепить ее волокна. В том случае, если бумага плохо проклеена, то она может не подходить для ксерографии. Это объясняется тем, что верхние волокна могут отделяться и тем самым загрязнять оборудование, приводя к его поломке и нестабильной работе. Бумагоделательная машина содержит две части. И если в первой части машины бумага теряла только небольшой процент влаги, то, проходя через вторую часть, количество влаги в составе бумаги сводится к минимуму. Количество влаги в бумаге должно быть строго определено, так как бумага, имеющая больший процент влаги подвержена скручиваниям. Сухая бумага наоборот ломается, а также могут возникать сложности с ее послепечатной обработкой (укладкой, подачей). Влажность бумаги не должна отклоняться от заданного количества даже на 1%, так как даже такое небольшое отличие может повлиять на ее качество. Упаковка и резка бумаги После того, как бумага прошла все этапы в бумагоделательной машине, она наматывается на большие валы. Вес одного такого вала может доходить до 15 тонн. Такая процедура необходима для того, чтоб придать бумаге нужных размер, а также для того чтоб она остыла. На такой вал бумага наматывается не слишком плотно, так после этого она перематывается на менее большие валы, гораздо туже. После того как бумага приняла свою форму, ее режут при помощи специальных устройств и она принимает стандартный вид (полосы определенной ширины). Резать бумагу можно только такими специальными устройствами, так как они обеспечивают равномерный не ломающийся и не крошащийся срез. К сожалению, в некоторых типографиях до сих пор пользуются гильотинным резаком, который не дает такого высокого качества. После резки бумага представляет собой рулоны, которые передаются в автоматическое устройство. Оно, в свою очередь, режет эти полосы на листы и упаковывает в пачки (500 листов в каждой). Каждая пачка упаковывается в оберточный материал. В отличие от других фирм производителей бумаги коробки с бумагой Ксерокс упаковываются во влагостойкий материал, поэтому влага в коробках поддерживается постоянная. Это способствует сохранению качества бумаги в течение длительного срока хранения.

Упаковка в коробки и складирование на паллетах

После того, как бумага упакована в пачки, формируются коробки с ними. Коробки ставятся на деревянные паллеты, лучше всего, если паллеты покрыты пластиком. В таком случае уменьшается воздействие окружающей среды, в основном влажности на бумагу. Теперь бумагу можно доставить пользователям. От пульпы до бумаги Для того чтоб знать какую бумагу лучше всего приобрести необходимо ориентироваться в ее производстве. Зная, какие именно факторы окружающей среды и производства влияют на качество бумаги, вы сможете выбрать именно ту бумагу, которая имеет наиболее высокое качество. Тем самым вы продлите работу вашего оборудования, и вам не придется постоянно прибегать к услугам ремонтных бригад.

1 этап. На первом этапе производится предварительная обработка древесного сырья.

Еловая распиливается на слешерных столах дисковыми пилами на мерный баланс длиной 1,2 м, освобождается от коры (окаривается) в окорочных барабанах сухим способом (без подачи воды в барабан). Часть окоренного баланса измельчается до получения технологической щепы в рубительных машинах.

2 этап. На втором этапе происходит производство полуфабриката - древесной массы и термомеханической массы.

В древесно-массном цехе получают древесную массу, путем механического истирания мерного баланса в дефибрерах. В шахту дефибрера загружаются балансы, по всей длине прижимаются к вращающемуся керамическому камню, в результате чего происходит разделение древесины на волокна. Древесная масса проходит сортирование, очистку, сгущение и отбелку.

В цехе термомеханической массы из технологической щепы получают термомеханическую массу путем двухступенчатого размола под давлением пропаренной щепы. Она также проходит сортирование сгущение и отбеливание.

3 этап. Третий этап - производство бумаги.

Полученные полуфабрикаты - термомеханическая масса и древесная масса, а также привозная товарная беленая сульфатная целлюлоза, распущенная и подмолотая, составляют композицию бумажной массы, из которой производится газетная бумага.

Бумажная масса после предварительного сортирования, очистки, деаэрации и тонкого сортирования поступает на бумагоделательную машину, где в сеточной части происходит формование бумажного полотна, обезвоживание его под давлением прессовых валов, сушка в процессе прохождения через сушильные цилиндры, обогреваемые изнутри паром, повышение гладкости при прохождении бумаги между каландровыми валами и намотка готовой бумаги на вал наката. Затем на продольно-резательном станке бумага разрезается на рулоны требуемых форматов, упаковывается и складируется. Отгрузка бумаги осуществляется железнодорожным, автомобильным и водным транспортом.

Ответ на вопрос о том, как делают бумагу сегодня, лежит в плоскости технологий. Но стоит заглянуть в историю. Прототип материала - древнеегипетский папирус - растение, из которого делали писчий материал. Размоченную сердцевину соединяли, накладывая слои перпендикулярно друг другу. После выдерживания под прессом листы высушивали на солнце, разрезали и полировали. Готовые гибкие свитки были прочными - некоторые из них сохранились до XXI века.

Изготовление бумаги из привычных нам материалов поставили на поток в Китае. Со II века н. э. технология обработки луба тутовых деревьев постепенно начала распространяться по миру. Сначала она перешла из Китая на арабский Восток, а затем - в Европу.

Первые мануфактуры по производству бумаги появились в Европе в XIII веке. С XVII века изготовлением бумажных материалов занялись российские промышленники.

Некоторые листы пергамента хорошо сохранились

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. Используется для печати банкнот и ценных бумаг.

Дизайнерская бумага для упаковки подарков

Из чего делают бумагу?

Сырьем служат растительные вещества с длинными волокнами. Смешиваясь с водой, они образуют податливый, однородный полуфабрикат. Его делают из:

• 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

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

Технология состоит из таких этапов:

• обработка массы - размол, окрашивание, смешивание растительных и химических составляющих;
• разбавление массы водой, очищение, прессовка и сушка;
• каландирование;
• резка, сортировка и упаковка.

Процесс изготовления бумаги начинается с размалывания сырья в непрерывно действующих аппаратах. На фабриках используют роллы, мельницы конического и дискового типов, рафинеры.

Полученную муку очищают, добавляют связующее вещество и наполнитель:

• парафиновые эмульсии;
• глинозем, каолин;
• мочевино-, меламино-формальдегидную смолу;
• канифольные и животные клеи;
• тальк, крахмал и пр.

Жидкий состав выливают на плоскую сетку бумагоделательной машины. После уплотнения и формовки цельное полотно покрывают клеевыми пигментами (так производят мелованную бумагу) или другими составами.

Следующий этап - просушка при повышенной температуре с помощью шлифовочных цилиндров. Волокна застывают, образуя бумажное полотно. После обезвоживания оно попадает в каландры. Это массивные цилиндры, объединенные по 5-8 штук. Проходя между ними, бумага становится гладкой, выравнивается, уплотняется.

Так происходит сушка бумаги

Готовая лента наматывается на накат - вращающийся цилиндр с прижимным валиком. Он собирает полотно в рулон. Технология производства бумаги также предполагает постобработку - глянцевание, окрашивание, резку.

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

Упаковка и резка

Способ резки рулонов бумаги отличается в зависимости от планов на ее использование. Рулоны разрезают в бобинорезке, затем сматывают в несколько рулонов меньшего объема и диаметра. Потом разделяют на готовые листы для печатного цеха - например, лазером (края аккуратны, на них нет нагара).

Готовые рулоны бумаги

Последний этап изготовления бумаги - упаковка. Ее самые распространенные виды:

• фасовка в пачки из 250-1 000 листов, обернутые крафт-бумагой или другим плотным и водостойким материалом;
• паллетирование - перенос листов на плоские прямоугольные подставки с выемками для захвата и крепления;
• смешанный способ - сначала листы собирают в пачки, а затем помещают на паллеты;
• упаковка «калачами» (свертками до 10-15 кг) - подходит для технической, упаковочной бумаги увеличенного формата (может переносится вручную, без пандусов и спецтехники).

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 из завода по производству бумаги:

Итоги

• Первые писчие материалы из растительного сырья появились в Древнем Египте и Китае.
• Сегодня бумагу разных видов производят из древесины, однолетних растений, вторичного сырья.
• В бумажной промышленности используют целлюлозу из хвойных пород, дуба, березы, каштана.
• Технология производства бумаги предполагает размол, подготовку массы, прессование, сушку, каландирование, намотку в рулоны. Постпроизводственные этапы - резка и упаковка.
• Качество материала определяется его плотностью, непрозрачностью, гладкостью и другими параметрами.

Встречаются в древних китайских источниках. Официальной датой первого появления первого бумажного листа считается 105 год до н.э., а связывается это событие с именем сановника из Китая Цай Луня.
Подобие бумаги использовали и до новинки, но изготавливали этот материал из сильно распаренного шелка или . Цай Лунь сделал несколько экспериментов, благодаря чему появился уникальный . В одной емкости были смешаны кусочки ткани, зола, волокна шелковицы и пенька. Все ингредиенты надо было тщательно перемешать и ровным слоем выложить в специальные формы. Затем заготовка сушилась под солнечными лучами и прессовалась при помощи камней. В итоге получались тонкие листы.

Стоит отметить, что точная дата изобретения бумаги неизвестна. Археологи нашли кусочки похожего на бумагу материала во время раскопок в Египте. Причем дата находок относится к 300-м годам до н.э.

Современное производство

На данный момент бумагу изготавливают на заводах, оснащенных специальным оборудованием. Существует три варианта производства – из древесной или химической целлюлозы, а также из макулатуры.

Древесную получают из коры берез, эвкалипта, сосны или ели. Материал тщательно измельчается при помощи специального оборудования, а затем смешивается с определенным количеством воды. Дальше смесь попадает на станки, которые изготавливают тонкие листы бумаги путем прессования и выравнивания. Материал такого качества в основном используется для печати газет или печатных изданий относительно низкой стоимости. Бумага имеет желтоватый оттенок и отличается не слишком высокими показателями прочности.

Химическая целлюлоза используется для изготовления белой бумаги более высокого качества. Процесс изготовления такого материала происходит также в несколько этапов. Кору деревьев измельчают в мелкую крошку, которая тщательно просеивается. Затем опилки на протяжении определенного времени варят в огромных котлах. Только после этого полученная масса смешивается со специальной кислотой. Для получения более плотной бумаги нередко к основной массе подмешивают измельченную макулатуру. Завершающий этап зависит от требований. Например, если нужна глянцевая бумага, то к смеси добавляют смолу. Если нужна бумага повышенной прочности, то дополнительным ингредиентом становится клей. После необходимых добавок смесь отправляется под пресс и тщательно высушивается.

Из макулатуры бумагу делать гораздо проще. «Старую» бумагу очищают от краски, которая используется для нанесения изображений и текста. Затем материал тщательно измельчается и подвергается специальной обработке, благодаря чему образуется смесь, напоминающая манную кашу. Масса отправляется на вращающиеся ленты и подвергается прессованию, предварительно в состав иногда добавляют древесную кору. В результате такого процесса получается белая бумага, которая потом режется на листы и формируется в отдельные блоки.

Для изготовления цветной бумаги в стандартные смеси добавляются красители определенного цвета. Дополнительной обработке подвергаются листы, которые должны стать бархатными, блестящими или рельефными.

Бумага - это давно используемый и очень известный материал. С бумагой в человеческой жизни связано очень многое: от косметики, оберток и упаковок. До книг и других предметов, используемых повседневно. И, как известно, бумагу производят из дерева.

Этот замечательный материал впервые появился в Китае, где и были разработаны первые методы бумажного производства, хотя в древность не существовало таких мощных технологических решений, как сейчас. В настоящее же время процесс может показаться очень интересным, поэтому стоит рассмотреть его подробнее.

Такой материал, как бумага, сейчас производится на специализированных бумажных фабриках, куда поставляют спиленные деревья для дальнейшей обработки. Основа бумаги - целлюлоза, которую получают из некоторых лесных пород. Таким образом, станки срывают с деревьев кору, и измельчают древесные волокна в мелкие щепки, или даже муку.

После измельчения муку смешивают с водой и подвергают термообработке, а затем прессуют и отглаживают, придавая фотку очень тонких листов. Так получается низкосортная, но более чистая, бумага. Этот способ хоть и экономичен, но позволяет производить бумагу низкого сорта, которая чаще всего называется газетной.

Для получения бумаги более высокого качества, целлюлозу обрабатывают специальными химическими материалами. Такая бумага уже годится для использования в книгах, тетрадях и других печатных целях.

Для производства качественной бумаги, древесный материал сортируется по размерам, и в него добавляются различные химикаты, после чего варится, а затем промывается и фильтруется, чтобы в сырье не присутствовало примесей.

После варки, сырье прессуется, раскатывается и разглаживается, а потом сушится при большой температуре, чтобы волокна приняли нужную форму и застыли, образовав непосредственно бумагу. Таким образом, получается скорее рулонная лента, нежели листы. Но в дальнейшем, рулоны подлежат разрезке и дальнейшей подготовке. К дополнительной подготовке можно отнести дальнейшее глянцевание бумаги, окраска и другие процедуры.

Также, при производстве может использоваться краска, или специальные примеси. Это все и отличает бумагу по качеству, сорту и другим свойствам. Получаются такие типы бумаги, как книжная, газетная, офсетная, упаковочная, и так далее.

Как может показаться, производство бумаги является очень простым. Но на самом деле, это сложный технологический процесс, для которого требуются специальные станки и приспособления, а также наличие огромного количества людей, которые следят за производством и работой станков. В целом, производство бумаги очень даже интересный процесс.