Технология изготовления бумаги: Как делают бумагу: технология производства, сырье, характеристики

Как делают бумагу? Секреты производства

Назад к новостям

Наверняка каждый знает, что впервые бумага появилась в Китае – ее «пробную версию» делали из бамбука, пеньки и даже шелка, который считался баснословно дорогим и был доступен далеко не каждому.

Первооткрывателем настоящей бумаги, которой мы пользуемся и сегодня, был Цай Лунь – он заметил, что бамбуковая бумага получается очень тяжелой, а шелковую просто невыгодно производить, да и промокает она быстро. Именно тогда Цай Лунь был назначен советником и ему поручили придумать более дешевый и доступный метод производства.

Удивительно, но на правильную идею будущего изобретателя натолкнули … осы! Он присмотрелся к их гнездам, которые они строили из омертвелой древесины, растительных волокон, собранных в округе, и их собственной слюны, которая не только делала материал прочным, но и защищала его от влаги. Тогда советник решил использовать кору тутового дерева, конопляное лыко, старые рыболовные сети и волокна шелковицы, а также ветошь и древесную золу. Все ингредиенты он измельчил, вымочил и разложил в раме с бамбуковым ситом, а затем просушил на солнце и разгладил с помощью камней. Так родился первый лист бумаги и был запущен процесс совершенствования и упрощения технологии.

С годами ручной труд был полностью заменен на автоматику, и сегодня за создание бумаги отвечают машины, но базовые принципы и метод подбора сырья не так уж и сильно изменились.

Из какого сырья производится современная бумага

Основой для производства любой бумажной продукции служит растительное длинноволокнистое сырье – его смешивают с водой и получают однородную мягкую массу, из которой можно сформировать как лист, так и целую длинную бумажную ленту. Преимущественно используется целлюлозная масса из натуральной древесины, реже встречается бумага на основе однолетних растений (рис, конопля) – она имеет повышенную белизну.

Стволы деревьев доставляются на фабрики целиком – уже там они очищаются от коры, режутся и отправляются на измельчение. Тип готовой бумаги во многом зависит от того, какая порода древесины была взята за основу. Например, из сосны и кедра, как очень мягких пород, изготавливается гибкая упаковочная бумага. Из дуба и клена делают очень гладкую бумагу, а из канадской ели – прочную и очень эластичную. Для книжной бумаги чаще используют смесь дуба и сосны.

Интересный факт: Чтобы изготовить одну тонну бумаги нужно 5,6 кубометров древесины, а с учетом среднего объема бревна (примерно 0,33 кубометра), чтобы произвести тонну бумаги нужно целых 17 деревьев. А из одной тонны бумаги уже можно получить около 30 тысяч стандартных ученических школьных тетрадей.

1. Подготовка и сортировка сырья

Древесину привозят на фабрику и очищают от коры, а затем измельчают в щепки, которые сортируются по размеру на специальных ситах.

2. Обработка и варка

Отсортированные щепки необходимо размельчить на волокна. Механическая обработка является самой экономичной, но в основном так производится газетная бумага, так как волокна целлюлозы получаются очень короткими, а само полотно имеет низкую прочность. Химическое измельчение древесины позволяет получить максимально длинные волокна и более прочную бумагу – для этого щепу отправляют в специальные машины для варки с добавлением кислоты. Готовую массу фильтруют и моют, чтобы избавиться от примесей.

3. Формовка волокна, добавление присадок и окраска

Волокнистая мокрая масса отправляется в специальную машину, которая изменяет форму и структуру волокна, а затем смешивает его с клеями для придания устойчивости к влаге, или смолы для работы с водными чернилами.

Затем бумага подвергается окрашиванию с помощью пигментов или красителей. Очень востребовано добавление вещества для мелования (например, каолина) – с его помощью получают гладкую и непрозрачную бумагу для принтеров и плоттеров. После этого бумага отправляется в бумагодельную машину.

4. Обработка в бумагодельной машине

Полученная после окраски кашица помещается на сетку, закрепленную на постоянно вращающихся валах – именно на ней в процессе продвижения начинает формироваться первичное бумажное полотно. Это происходит за счет удаления воды и уплотнения волокна.

5. Вальцевание

Сырая лента из целлюлозной массы прокатывается через систему валиков, которые сначала отжимают воду, затем высушивают полотно, а после полируют.

6. Прессование

В этом секторе бумага полностью обезвоживается и максимально уплотняется, а затем отправляется в намотку.

7. Намотка и резка

Готовая лента сматывается в огромный рулон, который отправляется в цех нарезки – здесь лента разрезается на отдельные листы определенного формата, чековые ленты, или ватманы, укладывается и упаковывается.

Если вам нужен более наглядный пример, то вот в этом видео рассказан и детально показан каждый этап производства бумаги:

Узнать больше о полном цикле и особенностях производства бумаги вы можете из этого видео:

дата и как появилась, история

Китайской системе управления государством требовалось много дешевого материала, в котором чиновники могли записывать свои отчеты. Вероятно, поэтому Китай стал родиной бумаги. Появление легкого и дешевого носителя информации сделало доступным распространение письменности и книжных знаний. При этом изобретением технологии изготовления бумаги в Китае человечество обязано мастеру Цай Луню.

Содержание

Чем раньше заменяли бумагу

До создания бумаги для письма люди применяли самые разные материалы:

1. Папирус – использовался в Древнем Египте. Когда же стали применять такой материал? Это стали делать еще за 4 тысячи лет до нашей эры. Для этой цели применяли обработанные стебли гигантского травянистого многолетника.
2. Пергамент – его делали ремесленники из Малой Азии, используя сложную технологию с применением телячьей кожи. Этот материал получался очень прочным, эластичным и долговечным. К тому же листы пергамента обрезали и сшивали книги в виде кодекса. Такие изделия получались весьма долговечными, однако стоили очень дорого.
3. Береста – этот материал представлял собой березовую кору и активно применялся на Руси.

В истории зафиксированы случаи письма на кирпичиках из глины и деревянных табличках, которые покрывали воском. Все изобретения, связанные с носителями информации, принято было хранить в строжайшей тайне. Однако самым важным секретом, который длительное время не могли разгадать, было создание китайской технологии изготовления бумаги.

История изобретения

Технология изготовления бумаги была придумана в Древнем Китае. Это известно многим людям. Однако далеко не каждый знает, когда это произошло и какие материалы для этого использовались. Создание бумаги в Китае послужило новым толчком развития человечества. Появление этого важного материала связывают с именем Цай Луня – китайского мастера. Однако за время своего существования бумага претерпела много изменений.

Появление бумаги из бамбука

До Восточной династии Хань книги делали из древесины бамбука. Точная дата их появления неизвестна. При этом ученые того времени отмечали, что делать записи в таких книгах было неудобно. Дело в том, что бамбук был весьма тяжелым и громоздким. К тому же на бамбуковой дощечке помещалось не больше 30 иероглифов.

Книга из таких фрагментов, соединенных друг с другом, получалась очень большой. К тому же она весила достаточно много. Для перевозки некоторых китайских трудов приходилось использовать телегу. Все это вызывало у людей большие неудобства. Таким образом, постепенно назревала необходимость усовершенствования бумаги.

Шелковые книги

Для изготовления шелковых книг мастера использовали остатки коконов тутовых шелкопрядов. Они размочаливали исходный материал и растирали его между камнями, добавляя воду. После этого волокнистую массу наливали на гладкую поверхность, спрессовывали, сушили и доводили до состояния лепешки в форме тонкого войлока.

Первые производители бумаги относились к плебейскому сословию. Их труд почти ничего не стоил. При этом в одной сфере, как правило, была задействована вся семья. Тем не менее, упорные китайцы не останавливались на достигнутом. В результате им удалось найти более совершенный способ изготовления материала для письма, который применяется и по сей день.

Появление современной бумаги

Бумага, которая в большей степени была похожа на современную, появилась в начале второго века нашей эры. В одних источниках встречается 105 год, в других – 153. Этот материал создал китайский изобретатель Цай Лунь. Ему удалось разработать принципиально новую технологию производства писчего материала. Процесс получился весьма трудоемким, однако трудолюбие китайцев позволило воплотить его в жизнь.

Сырьем для бумаги Цай Луня стала внутренняя волокнистая часть коры, которую снимали с тутового дерева. При этом волокна отделяли от наружной части и соединяли с различными материалами. Их функции могли выполнять льняные очесы, солома, луб, фрагменты рыбацких сетей, ветхие тряпки. Также компонентом мог служить луб, который снимали с молодых бамбуковых побегов.

После этого все вещества заливали водой и перетирали в большой каменной ступе. В результате мастеру требовалось получить однородную кашицу. Затем массу выкладывали тонким слоем на деревянные рамы, чтобы просушить ее.

Между ними натягивали мелкую сетку, которую плели из тончайших шелковых нитей. Вода через этот материал без труда проходила. При этом влажная бумажная масса оставалась и быстро сохла. Затем готовые листы осторожно убирали с рам и нарезали. Это требовалось для использования материала для письма и рисования.

Изобретателя ожидала награда, а технологию бумаги тщательно засекретили. Однако в ходе одного из военных конфликтов с арабами в 751 году в плен попало несколько китайских мастеров. Рабочие трудились над созданием бумаги для императорского двора. Таким образом, арабы смогли получить секрет изготовления материала. Однако они тоже не спешили им делиться.

Вначале арабы изготавливали бумагу в Самарканде. Но впоследствии сфера стала постепенно расширяться. Бумагу, которая изготавливались на фабриках Дамаска, начали поставлять в европейские страны. Там материал получил название дамасских листов. Однако авторами изобретения, безусловно, остаются китайцы.

Интересные факты

История появления бумажного производства связана с множеством интересных фактов. К ним стоит отнести следующее:

1. В восьмом веке арабы одержали над китайцами победу в сражении. Благодаря этому они смогли перенять у пленных мастеров секреты состава уникального материала.
2. Распространению бумаги во многих странах мира способствовали испанские первооткрыватели. В ходе Реконкисты они отвоевывали свои земли у мусульманских захватчиков и смогли раскрыть секрет арабов. В 1150 году испанцы наладили собственное бумажное производство.
3. Персидский путешественник Насир Хосров заметил на персидском базаре, что бумагу можно применять в качестве обертки. Это произошло в одиннадцатом веке.
4. В конце двенадцатого века бумажные мастерские начали открывать во многих странах Европы. Первая в Европе фабрика была открыта в освобожденной от арабов Кордове. Это произошло в 1238 году. Бумажную массу там измельчали при помощи водяной мельницы, которая досталась испанцам от арабов.
5. В семнадцатом веке был придуман размалывающий аппарат – ролл. Это помогло существенно увеличить продукцию бумажной массы.
6. В 1799 году придумали бумагоделательную машину. При этом отлив бумаги был механизирован.
7. Бумажную продукцию из древесины начали делать только в девятнадцатом веке.
8. Сегодня для разных сортов бумаги применяется различное сырье. Это может быть измельченная древесина, солома, макулатура, переработанное тряпье.
9. Бумага может применяться для печати, рисования, фотографий. Ее используют в качестве упаковки, средств гигиены, отделки.

Китайская технология изготовления бумаги совершила настоящий переворот в промышленности. Ее автором является древний изобретатель Цай Лунь. Именно этому мастеру удалось придумать принципиально новый процесс создания писчего материала.

Изготовление бумаги | Процесс, история и факты

бумажная фабрика

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Николя-Луи Робер

Похожие темы:

машина Фурдринье
цилиндр машина
Холландер венчик
бумажное покрытие
гофрирование

Просмотреть всю связанную информацию →

производство бумаги , образование матового или валяного листа, обычно из целлюлозных волокон, из водной суспензии на проволочном сите. Бумага является основным материалом, используемым для письменного общения и распространения информации. Кроме того, бумага и картон обеспечивают материалы для сотен других применений, таких как обертка, упаковка, полотенца, изоляция и фотография.

Подробно изучите процесс производства и переработки бумажных изделий

Просмотреть все видео к этой статье

Слово «бумага» происходит от названия тростникового папируса, который в изобилии растет вдоль реки Нил в Египте. В древние времена волокнистые слои стебля этого растения удаляли, помещали рядом и пересекали под прямым углом с другим набором слоев, расположенных аналогичным образом. Сформированный таким образом лист увлажняли и прессовали. При высыхании клейкий сок растения, действуя как клей, скреплял слои вместе. Полного расщепления, необходимого элемента современного производства бумаги, при подготовке листов папируса не происходило. Папирус был наиболее широко используемым материалом для письма в древние времена, и многие записи на папирусе сохранились до сих пор.

Процесс изготовления бумаги

Историческое развитие

Производство бумаги можно проследить примерно до 105 г. н.э., когда Цай Лунь, чиновник при императорском дворе Китая, создал лист бумаги, используя шелковицу и другие лубяные волокна вместе с рыболовными сетями. , старые тряпки и отходы конопли. В своем медленном путешествии на запад искусство изготовления бумаги достигло Самарканда в Центральной Азии в 751 году; а в 793 году первая бумага была изготовлена ​​в Багдаде во времена Харуна ар-Рашида, в золотой век исламской культуры, когда производство бумаги достигло границ Европы.

К 14 веку в Европе существовало несколько бумажных фабрик, особенно в Испании, Италии, Франции и Германии. Изобретение книгопечатания в 1450-х годах привело к значительному увеличению спроса на бумагу. На протяжении 18 века процесс изготовления бумаги оставался практически неизменным, основным сырьем были льняные и хлопчатобумажные тряпки. Бумажные фабрики все чаще страдали от дефицита; в 18 веке они даже публично рекламировали и выпрашивали тряпки. Было очевидно, что необходим процесс использования более обильного материала.

Усовершенствования материалов и процессов

В 1800 г. была опубликована книга, положившая начало разработке практических методов производства бумаги из древесной и другой растительной массы. Постепенно были разработаны несколько основных процессов производства целлюлозы, которые избавили бумажную промышленность от зависимости от хлопчатобумажных и льняных тряпок и сделали возможным современное крупномасштабное производство. Эти события шли двумя разными путями. В одном волокна и фрагменты волокон отделялись от структуры древесины механическим путем; а в другом древесина подвергалась воздействию химических растворов, которые растворяли и удаляли лигнин и другие компоненты древесины, оставляя после себя целлюлозное волокно. Изготавливаемая механическим способом древесная масса содержит все компоненты древесины и поэтому не подходит для бумаги, от которой требуется высокая белизна и стойкость. Химическая древесная целлюлоза, такая как натриевая и сульфитная целлюлоза (описанная ниже), используется, когда требуется высокая яркость, прочность и стойкость. Целлюлоза из древесной массы была впервые произведена в Германии в 1840 году, но этот процесс не получил широкого распространения примерно до 1870 года. Натронная целлюлоза была впервые произведена из древесины в 1852 году в Англии, а в 1867 году в Соединенных Штатах был выдан патент на сульфитную варку. процесс.

Лист бумаги, состоящий только из целлюлозных волокон («водяной лист»), является водопоглощающим. Следовательно, чернила на водной основе и другие жидкости на водной основе будут проникать и распространяться в нем. Пропитка бумаги различными веществами, замедляющими такое смачивание и проникновение, называется проклейкой.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

До 1800 года бумажные листы пропитывались животным клеем или растительными камедями, что было дорогим и утомительным процессом. В 1800 году Мориц Фридрих Иллиг в Германии обнаружил, что бумагу можно проклеивать в чанах с канифолью и квасцами. Хотя Иллиг опубликовал свое открытие в 1807 г., метод не получил широкого распространения около 25 лет.

Открытие элемента хлора в 1774 году привело к его использованию для отбеливания бумаги. Однако отсутствие химических знаний в то время привело к производству некачественной бумаги по этому методу, что дискредитировало ее на несколько лет. Сегодня отбеливание хлором является распространенным методом изготовления бумаги.

Внедрение машин

До изобретения бумагоделательной машины бумагу изготавливали по одному листу путем погружения рамы или формы с сетчатым дном в чан с сырьем. Поднятие формы позволило воде стечь, оставив лист на экране. Затем лист прессовали и сушили. Размер одного листа был ограничен размером рамы и формы, которые человек мог поднять из чана со складом.

В 1798 году Николя-Луи Робер во Франции сконструировал движущуюся ленту сита, которая принимала непрерывный поток бумаги и доставляла неразорванный лист мокрой бумаги к паре прижимных валиков. Французское правительство признало работу Роберта выдачей патента.

Однако бумагоделательная машина не стала практической реальностью, пока два инженера в Англии, оба знакомые с идеями Роберта, не построили улучшенную версию для своих работодателей, Генри и Сили Фурдринье, в 1807 году. Братья Фурдринье также получили патент. Два года спустя Джон Дикинсон, английский производитель бумаги, изобрел цилиндрическую бумагоделательную машину (описанную ниже). Из этих грубых начинаний развились современные бумагоделательные машины. К 1875 году бумага, покрытая машинным способом, производилась для использования в полутоновой печати с помощью нового процесса фотогравировки, а в 1884 году Карл Ф. Даль изобрел сульфатную (крафт-целлюлозу) в Данциге, Германия.

Хотя бумагоделательная машина символизирует механизацию бумажной промышленности, на каждом этапе производства, от вырубки деревьев до отгрузки готовой продукции, также наблюдался значительный рост механизации, что привело к сокращению ручного труда. Поскольку операции по производству бумаги требуют многократного перемещения большого количества материала, проектирование и механизация погрузочно-разгрузочного оборудования были и остаются важным аспектом развития отрасли.

Несмотря на то, что современные изобретения и инженерия превратили древнее ремесло в высокотехнологичную отрасль, основные операции по производству бумаги остаются неизменными и по сей день. Этапы процесса следующие: (1) готовят суспензию целлюлозного волокна путем взбивания его в воде, так что волокна полностью разделяются и насыщаются водой; (2) бумажная масса фильтруется на тканом сите с образованием матового листа волокна; (3) влажный лист прессуют и уплотняют, чтобы выдавить большую часть воды; (4) оставшуюся воду удаляют выпариванием; и (5) в зависимости от требований использования лист сухой бумаги дополнительно прессуется, покрывается или пропитывается.

Различия между различными сортами и типами бумаги определяются: (1) типом волокна или целлюлозы, (2) степенью измельчения или рафинирования сырья, (3) добавлением в сырье различных материалов, (4) условия формирования листа, включая базовую массу или количество вещества на единицу площади, и (5) физическую или химическую обработку, применяемую к бумаге после ее формирования.

Технология производства бумаги | Технологии и разработки

Мы создаем продукцию с использованием самых разнообразных технологий изготовления бумаги, таких как высокоплотная, мелкосерийная, градиентная по плотности, разреженная и плотная, длинноволокнистая и низкоконцентрированная бумага, а также с порошковой фиксацией.

Мы культивируем эти технологии производства бумаги с момента основания, основываясь на нашей способности заново устанавливать и улучшать оборудование в соответствии с потребностями рынка и использовать преимущества оборудования. Давайте представим наши технические процессы подготовки сырья, проволочной части и сушильной части.

Изготовление бумаги высокой плотности

Подготовка сырья создает бумагу высокой плотности.

Мелкосерийное производство бумаги

Мы можем организовать массовое производство из примерно 500 кг подготовленного сырья.
(Варьируется в зависимости от условий спецификации продукта.)

Изготовление разреженной и плотной бумаги

Бумага низкой и высокой плотности может изготавливаться попеременно на одной и той же бумаге.

Изготовление длинноволокнистой бумаги

Волокна длиной примерно до 10 мм, такие как синтетическая смола, могут использоваться для изготовления бумаги.

Производство бумаги с низкой концентрацией

Поскольку для изготовления бумаги сырье может использоваться в чрезвычайно низких концентрациях, можно производить бумагу с превосходной диспергируемостью и однородной текстурой. Поэтому для изготовления можно использовать длинные синтетические волокна.

Порошковая фиксация

Порошки могут быть прикреплены к основному сырью в производстве бумаги.

Подготовка сырья

Подготовка сырья – это процесс подготовки сырья и химикатов. Это важная часть, потому что такая подготовка определяет основные составляющие бумаги. Мы производим продукцию с различными функциями, используя наши технологии подготовки сырья, такие как комбинирование различных видов сырья и смешивание композитных материалов.

Комбинация различных видов сырья

Поскольку данная технология позволяет готовить сырье с различной рецептурой, материалы можно ламинировать в два слоя комбинированным методом.

Смешивание композитных материалов

Можно придать изделиям различные функции, добавляя углеродное волокно, графит, активированный уголь, тальк, диатомовую землю, арамидное волокно и стекловолокно.

Провод Часть

Проволочная часть представляет собой процесс первого обезвоживания исходных бумажных материалов на проволоке и является важной частью, поскольку материалы впервые формируются в бумажную форму. Мы можем производить продукцию с различными характеристиками, используя цилиндр, фордринер, наклонный формирователь и их комбинацию.

Цилиндр

Это форма, состоящая из решетчатого цилиндра, на который надевается сетка, формирующая бумажные слои на поверхности цилиндра за счет разницы уровней воды. Формирование множества слоев позволяет формировать более однородные бумажные слои. Этот цилиндр производит бумагу различной толщины, от тонкой до толстой, такой как многослойный картон.

Фурдринье

Это формовочная машина с длинными бесконечными проволоками, проложенными между валками. Сырые бумажные материалы выбрасываются на проволоку, а затем обезвоживаются для создания бумажных слоев. Только один слой материала может создать бумагу определенной толщины.

Наклонный каркас

Этот каркас состоит из бесконечных длинных наклонных проволок. Так как этот формирователь уменьшает концентрацию бумажного сырья, он равномерно распределяет длинные синтетические волокна. Этот формирователь подходит, когда требуется текстура, подобная нетканому материалу.

Комбинация

Эта технология предусматривает установку нескольких типов проволок, таких как цилиндр и фордринье, для ламинирования листов, бумажные слои которых были сформированы с использованием соответствующих проволок. Этот метод объединяет характеристики соответствующих листов вместе.

Осушитель Деталь

Сушильная часть — это процесс сушки листов, обезвоженных в проволочной части. Мы используем янки, после и ленточные сушилки.

Сушилка Янки

Эта сушилка имеет цилиндр диаметром от 2 м и более. Он сушит листы за счет тепла, выделяемого паром, подаваемым в цилиндр. Поверхность сушилки полируется, чтобы высохшие бумажные поверхности стали глянцевыми.

После осушителя

Это сушилка с множеством цилиндров, которая может равномерно сушить листы, постепенно удаляя влагу.

Ленточная сушилка

Эта сушилка сушит листы, обдувая горячим воздухом сверху и снизу с помощью бесконечной проволочной сетки.