Из чего и как производится бумага? Как изготавливают бумагу Из чего делают бумагу.

19.06.2020

Вы бывший «плюшкин» и теперь у вас есть кипы старых газет, от которых нужно избавиться? Вас бросила подружка и теперь вы жаждете сделать что-нибудь творческое и деструктивное с ее любовными письмами? Вам просто хочется заняться чем-нибудь интересным в дождливый день? Если вы ответили утвердительно хотя бы на один из этих вопросов, мы предлагаем вам сделать бумагу собственными руками. Все, что вам нужно для этого, пригодная для переработки бумага, вода, кастрюля, рама и сетка на окна и, может быть, блендер.

Шаги

Часть 1

Подготавливаем припасы

Часть 2

Смешиваем бумагу до однородной массы

Порвите бумагу на мелкие клочки. На это не надо тратить слишком много времени, но кусочки старайтесь делать поменьше. Достаточно порвать ее на несколько частей.

Вымочите бумагу в воде. Кусочки помельче положите в контейнер (миску или чашку) и залейте их водой. Пусть отмокают 30-45 минут.

Если хотите сделать цветную бумагу, отбирайте бумагу с наименьшим количеством темных чернил, сделайте бумажную массу побольше и примените жидкий пищевой краситель. Бумага, скорее всего, получится темная с одной стороны и яркой с другой. В зависимости от того, как вы собираетесь ее использовать, пригодиться может любая сторона, но яркая будет лучше, если вы собираетесь на ней писать.
Если вы хотите бумагу побелее, в бумажную массу можно добавить полчашки белого уксуса.

Сделайте бумажную массу. Теперь, когда бумага стала мокрой и более гибкой, можем делать из нее бумажную массу – плотную, вязкую, слегка водянистую субстанцию, которая в итоге превратится в лист бумаги. Вот два варианта:

Смешайте блендером. Бумагу порвите на мельчайшие кусочки и наполните блендер до половины. Залейте в блендер теплой воды. Сначала выставьте на медленный режим, потом увеличивайте скорость по мере того, как масса станет выглядеть гладкой и хорошо перемолотой – примерно 30-40 секунд, чтобы не осталось бумажных хлопьев.
Пюре из бумаги. Если у вас есть ступка и пестик (или что-то на них похожее, вроде конец скалки и прочная миска), вы можете размешать бумагу вручную. Берите небольшими порциями и доводите до консистенции жидкой овсянки.

Часть 3

Укладываем бумагу

Заполните емкость наполовину водой. Она должна быть шире, чем рамка и примерно такой же формы.
- Если вы выбрали метод рамки, емкость заполняйте водой и выкладывайте бумагу на рамку до того, как вы опустите ее в емкость.
- Если вы выбрали метод кастрюли, рамку положите на дно емкости до того, как вы зальете туда воду и наполните емкость бумажной массой.
- Выложите массу в емкость и помешайте. Количество добавляемой в воду массы определяет толщину будущей бумаги. Хотя вам нужен плотный слой массы, чтобы полностью закрыть сетку, не нужно превращать всю емкость в болото. Поэкспериментируйте немного. Толщина готового изделия может разниться от бумаги до картона, в зависимости от того, сколько воды добавляется в бумажную массу.
  
  Если есть большие комочки бумаги, уберите их. Лучше выбрать любые комочки, потому что чем глаже и мельче смесь, тем более однородным получится конечный продукт.
  
  Прихватите бумагу (на ваше усмотрение). Если бумага будет использоваться для канцелярских нужд, добавьте 2 чайных ложечки крахмала в бумажную массу и размешайте. Крахмал не даст чернилам въесться в волокна бумаги.
  - Если вы не добавляете крахмал, бумага будет очень легко впитывать, и чернила запросто могут просочиться насквозь. Если это случится, быстро окуните высушенную бумагу в смесь воды и желатина, и снова высушите.
- Погрузите рамку в смесь (это только в случае метода рамки). Поместите деревянную рамку в бумажную массу, стороной с сеткой вниз, затем выровняйте, не вынимая из массы. Слегка подвигайте со стороны в сторону, пока масса на сетке не уляжется равномерно.
  
  Поднимите рамку из емкости. Медленно поднимайте рамку, пока она не покажется из воды. Дайте воде стечь над емкостью. Подождите, пока с массы не стечет большая часть воды, и вы увидите зарождающийся лист бумаги. Если лист вам покажется слишком плотным, снимите часть массы. Если слишком тонким, добавьте еще немного массы и снова потрясите ее, чтобы улеглась равномерно.
- Уберите излишки воды с бумаги. После того, как вы извлекли рамку из емкости, вам нужно убрать излишек воды из бумажной массы. В зависимости от выбранного вам и метода, вы делаете это следующим образом:
  - Метод рамки: после того, как вода стекла (или почти стекла), аккуратно положите кусочек ткани (лучше всего войлок или фланель) или кусочек «Формайка» (гладкой стороной вниз) сверху «бумаги». Очень нежно надавите, чтобы выжать излишки воды. Надавливать лучше губкой, чтобы выдавить как можно больше воды, периодически ее отжимая.
  - Метод кастрюли: положите тканевое полотенце на ровную поверхность, положите на него сетку с бумагой на ней на половинку полотенца. Накройте сверху второй половинкой, чтобы закрыть бумагу. С помощью утюга, установив его на самый минимум, легко прогладьте по полотенцу. От бумаги будет подниматься пар.

Бумага – одно из важнейших изобретений человечества. Без нее трудно представить себе какую-либо сферу человеческой деятельности. Первыми бумагу начали изготавливать китайцы в 105 г. н. э. Веками совершенствовались технологии ее производства. Сегодня оно представляет собой многоэтапный высокомеханизированный процесс.

Сорта бумаги

Современное производство бумаги дает возможность получать множество ее разновидностей. По способу применения различают:

бумагу для печати;
картонную и упаковочную разновидности;
техническую;
санитарно-гигиеническую;
полиграфическую.

Сорта бумаги для полиграфии подразделяют на:

офсетную , она отличается самым высоким качеством;
газетную - содержит волокнистые примеси;
мелованную – со специальным покрытием для глянцевых журналов;
офисную – выделяется устойчивостью к механическим повреждениям;
бумагу для документов – с водяными знаками в качестве защиты;
дизайнерскую – для визиток;
упаковочную ;
самокопирующуюся и самоклеющуюся .

Из основных показателей качества бумаги можно выделить:

ее толщину;
пористость поверхности;
степень непрозрачности;
гладкость, особенно для печатных форм;
прочность, она важна для всех видов бумаги.

Основной компонент сырья

Сырьем для изготовления бумаги служит целлюлоза, являющаяся природным полимером из класса углеводов с большой молекулярной массой. Высокая степень полимеризации свидетельствует о длине макромолекул и их механической прочности. Благодаря линейному строению они обладают гибкостью и эластичностью. Переплетаясь между собой, макромолекулы образуют волокнистый материал, набухающий под воздействием воды.

Виды сырья

В качестве сырья для получения волокнистых материалов используют природные материалы - различные виды древесины, а также вторсырье, которое составляют отходы разных производств.

Сосны и ели дают целлюлозу с длинными волокнами, из которой можно получить бумагу с высокой прочностью.

Лиственные породы . Древесина берез и осин обладает более короткими волокнами с меньшей механической прочностью. Их преимуществом является быстрая возобновляемость ресурсов.

Стебли злаковых , однолетних растений. Небольшая длина целлюлозных волокон кукурузы или тростника компенсируется легкой возобновляемостью сырья.

Отходы хлопковых и текстильных производств дают длинные волокна с высокими механическими свойствами.

Макулатуру смешивают с древесиной и другими отходами и используют в производстве определенных сортов бумаги, например, картона. Использование вторичного сырья позволяет уменьшить вырубку лесов. Доля переработанной макулатуры в производстве бумаги постепенно увеличивается.

Синтетические волокна с недавних пор используются в производстве бумаги, что позволит снизить ее себестоимость и сэкономить природные ресурсы.

Стадии процесса

Производство осуществляется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Изготовление бумаги включает несколько этапов.

1 стадия – начальная степень подготовки древесины. Она включает:

очищение стволов деревьев от коры;
распил на небольшие бруски;
измельчение их до получения древесной массы.

На 2 стадии древесную массу подвергают высокотемпературной обработке кислотами. Она варится до получения жидкой смеси целлюлозных волокон. Одновременно она отбеливается и приобретает механическую прочность. Далее полуфабрикат может быть отправлен:

на дальнейшую переработку;
на продажу в спрессованном виде.

На следующем этапе к смеси добавляют:

часть необработанной древесной массы или вторичного сырья;
большой объем воды;
различные добавки в виде смолы, клея, специальных веществ, красителей, в зависимости от назначения продукции.

Бумажная суспензия, в которой почти 99% составляет вода, фильтруется, очищается от примесей и подается в БДМ – бумагоделательную машину.

Формование бумажного полотна

Смесь попадает на ячеистую металлическую сетку, продвигаясь по которой, теряет часть воды. Волокна располагаются по движению сетки и переплетаются, формируя полотно бумаги. Следующие манипуляции заключаются в его прессовании и сушке:

проходя через цилиндрические прессы, бумажное полотно отдает влагу и все больше уплотняется;
после прохождения сушильной части в основе остается лишь 8% воды;
пройдя между каландрами, полотно сматывается в большой рулон и подвергается резке.

Прежде чем попасть на каландры, основа подвергается мелованию. Она покрывается водной суспензией, состоящей из клеевых и пигментных добавок, придающих ей гладкость и высокие печатные качества.

Целлюлозно-бумажная промышленность развита в странах, где имеются большие массивы леса. С каждым годом растет потребность все в больших количествах бумаги. Хотя при заготовке древесины вырубка деревьев сопровождается посадкой новых, площади лесов со временем сокращаются. Поэтому так важен сбор макулатуры и его использование.

Наверное, не каждый задумывается о том, как изготавливают бумагу для повседневного использования, поэтому мы решили уделить особенное внимание этой теме. Изготовление бумаги – это очень сложный химико-физический процесс. Результат же этого процесса достаточно прост: обычный лиси бумаги.

Если вы поймете все факторы процесса изготовления данного сырья, это может вам помочь в выборе нужной бумаги для печати. От вашего выбора зависит качество изображения на том или ином листе, оно может очень сильно отличаться.

Процесс изготовления бумаги

Печатная бумага состоит полностью из целлюлозных волокон. Целлюлозные волокна получают из древесины. Но есть сорта бумаги, которые полностью изготавливают этих волокон, эта печатная бумага высшего сорта и безупречного качества.

Характеристики листа бумаги можно определить многими факторами качества, например, порода дерева. Деревья с очень мягкой древесиной (к которым можно отнести хвойные деревья), идут на изготовление достаточно прочной, но вместе с тем и немного грубоватой бумаги. Из твердой древесины получается очень гладкая бумага, но вместе с тем и недостаточно прочная.

В зависимости от того, где именно расположена фабрика, можно судить о качестве бумаги, так как фабрики используют тот тип древесины, которая растет в непосредственной близости от нее.

Изготовление бумаги предусматривает и смесь мягкой с твердой древесиной, от этого бумага получается более однородной и качественной. Но не нужно забывать, что процесс, при котором производится изготовление бумаги, очень быстрый и без колебания технологических параметров здесь не обойтись. Также учитывайте то, что основной компонент в изготовлении - это дерево, а оно не как не может иметь постоянные и неизменные характеристики. Вот почему на фабриках и нужны специалисты по контролю сырья, в обязанности которых входит проверка древесины на качество.

Изготовление бумаги

Для начала нужно приступить к снятию коры с доставленного на фабрику дерева, после следует измельчение самой древесины. Измельченная древесина в последствии подвергается высокой температуре и химической обработке при большом давлении. В последствии образуется достаточно жидкая смесь волокон из дерева. В варочном котле эти самые волокна всплывают на поверхность, это и ест пульпа.

Следующий этап, предусматривает отбивание волокон и отделение их друг от друга. Данный процесс отвечает за степень изогнутости производимой бумаги, ее рыхлость, прозрачность и жесткость. В процессе добавляются особые химикаты и наполнители, которые оказывают свое влияние и придают физические свойства производимой бумаге. Они в очень большой степени определяют отражающие свойства бумаги, а эти качества и определяют сорт.

На данном этапе, уровень воды в пульпе составляет 99%, далее всю смесь помещают в бумагоделательную машину. Смесь поступает в машину, проходит через множество различных трубок и поступает в емкость с повышенным давлением, именно она несет ответственность за распределение пульпы.

После всех этих манипуляций смесь теряет около 10-15% влаги, в следствии чего волокна начинают потихоньку выдерживать свой собственный вес. Далее, следует откачивание оставшейся воды и прессовка, после следует проклейка. Смесь проходит через сушильные барабаны, где остаточно убирается вся оставшаяся влага, затем бумага проклеивается. Проклейка производится для того, чтобы укрепить волокна бумагу и ее структуру в целом. Если бумага не качественно проклеена, она может привести к поломке ваше оборудование для печати. Отделяющиеся от поверхности бумаги частички волокон будут загрязнять ваше оборудование, что в свою очередь приведет к поломке.

Изготовление бумаги предусматривает определенный процент содержания жидкости в ней. Если процент будет слишком большим, это приведет к скручиванию бумаги. Идеальное соотношение влаги в бумаге будет 1%.

Упаковка и резка

После того, как бумага выходит из машины, ее наматывают на специальный барабан, которые достигают веса в 50 тонн. Эта намотка просто необходима, так как бумага из бумагоделательной машины выходит на очень большой скорости, это помогает также остыть бумаге и принять свой окончательный размер. Затем бумага режется согласно госту на стандартные размеры.

Специальное устройство для резки производит высокоточный срез. Далее происходит упаковка в специальные коробки, которые будут отправлены заказчику.

Теперь вы знаете, как изготавливают бумагу , это высокотехнологический процесс, который требуют точности, отлаженности и четкого шаблона в производстве.

Видео сюжет технологии производства и изготовления бумаги:

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:

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.
Упаковочная. Прочная, невосприимчивая к влаге. К цвету и гладкости не предъявляют повышенные требования.
Газетная. Применяется для печати на высокоскоростном оборудовании. Ее особенность - повышенная впитываемость красок.
Мелованная . Отличия от других видов - белизна, гладкость. Из нее печатают качественные иллюстрированные издания.
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

Прочность - сопротивляемость разрыву и сжатию при высокоскоростной печати должна быть высокой.
Плотность - для глубокой печати используют тонкие листы, для упаковки - толстые (диапазон - от 60 до 300 г/м²);
Гладкость - чем она выше, тем лучше воспроизводятся детали изображения, плотнее контакт листов с формами для печати;
Белизна - показатель попадает в диапазон 60-98 %;
Непрозрачность - чем меньше просвечивается лист, тем меньшей будет степень проявления изображения с обратной стороны (для обычной офисной бумаги - от 89 %);
Пористость - на пористом материале лучше фиксируется краска, но отпечатки теряют насыщенность.
Сопротивляемость истиранию - если она мала, вязкие печатные краски «выщиплют» волокна с листов, и это загрязняет детали печатного оборудования.
Впитываемость - чем она выше, тем быстрее краски закрепятся на поверхности листа.
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.

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.