История развития бумаги
В европейских языках понятие «бумага» связано с корнем слова папирус — растения, из которого в прошлом изготавливался бумагоподобный материал, используемый древними египтянами, греками, римлянами. Например, бумага по-английски — the paper, по-немецки — das papier, по-французски — le papier.
Датой рождения бумаги считается 105 г н.э., когда советник китайского императора Цай Лунь обобщил и усовершенствовал уже имеющиеся способы изготовления бумагоподобных материалов. Ранее в Китае в качестве материалов для письма в основном использовали бамбук, пеньку, шелк.
Цай Луню после многих опытов удалось впервые открыть основной технологический принцип создания бумаги: формирование листового материала осаждением и переплетением на сетке измельченных тонких волокон, разбавленных ранее водой. Он также усовершенствовал процесс изготовления бумаги, когда заменил плоские камни ступкой с пестом, а также применил для отлива листа сетчатую форму.
Получать бумагу стало возможным из различных видов волокнистого сырья. Эти новшества положили начало производству бумаги – более доступной и дешевой в сравнении с предыдущими материалами для письма.
Позднее процесс изготовления бумаги усовершенствовали: для повышения прочности начали добавлять клей, крахмал и естественные красители.
В III веке н.э. бумага из растительных волокон уже не являлась в Китае редким материалом и почти полностью вытеснила из употребления деревянные дощечки, которые ранее применялись для письма. Бумагу производили необходимого размера, цвета, а также пропитывали специальными веществами для увеличения срока хранения.
В бумажную массу стали добавлять побеги бамбука, либо тростник. В IV веке уже существовало несколько сортов бумаги. Технология производства усложнилась. Сначала сырье долго промывали и вымачивали. Затем варили с добавлением извести и золы. После этого сырье тщательно измельчали деревянными билами в больших ручных ступах. Получившаяся кашицеобразная бумажная масса разводилась водой, размешивалась и выливалась на сетку из проволоки или бамбуковых волокон.
Для получения гладкой бумаги на сетке равномерно распределяли бумажную массу. Готовые листы перед просушиванием отжимали между кусками сукна.
В течение столетий только китайцы владели секретами производства бумаги, потому и хранили данную технологию в тайне. Бумагу продавали за большие деньги, обменивали на дорогие ткани и металл. В Китае в IX веке появились первые бумажные деньги фэй-тянь, которые прозвали «летающими монетами». Также китайцами была изобретена и туалетная бумага. Научились изготавливать бумагу также из специально обработанных ветхих тряпок. На рубеже X-XI веков китайцы из уплотненной бумаги начали изготавливать игральные карты. Со временем китайская бумага проникла и в другие страны.
В 610 году странствующий буддийский монах Дан-хо приехал в Японию и передал секрет производства бумаги и туши. Японским мастерам со временем удалось создать бумагу более высокого качества. Японскую бумагу называли ВАСИ: ВА – иное чтение иероглифа Ямато, обозначающего Японию, а СИ – это бумага.
Китайская бумага в Японии получила название КАРА-ГАМИ. Мастера в Японии не отцеживали волокнистую пульпу через неподвижное сито, как делалось китайцами, а непрерывно покачивали его, заставляя бумажную массу оседать равномернее. Вторым нововведением стало применение сока водного растения ТОРО-АОИ в качестве отличного средства для проклеивания бумажного листа. В VIII веке растущие потребности императорского двора, монастырей и храмов привели к буму производства бумаги и появлению множества больших и малых мастерских, которые выпускали 180 видов бумаги. В Японии возникло Оригами — искусство складывания из бумаги прекрасных фигурок. В VII веке секрет производства бумаги стал известен и в Корее.
В Индии нашли способ создания бумаги из тряпок, парусины, сетей и канатов. Данное сырье смачивали водой, а потом растирали между мельничными жерновами.
В 751 году арабы одержали победу над китайцами в Таласской битве, а также захватили в плен несколько китайских бумажных мастеров, от которых переняли технологию производства бумаги.
Благодаря этому Самарканд стал крупным центром бумажного производства. Около 800 года арабский халиф Гарун аль-Рашид с помощью китайских мастеров организовал производство бумаги в Багдаде. Позднее в Дамаске и Каире также появились мастерские по изготовлению бумаги. К XI веку Арабский мир и Индия активно использовали в различных сферах бумагу, которая постепенно вытеснила папирус и пергамент. Из-за недостатка лубяного сырья арабы использовали при производстве бумаги хлопок. В IX веке собственную бумагу создали майя в Америке.
В IX-XI веках бумага начинает проникать в Европу через Испанию, Византию и Италию. Первоначально ее покупали у арабов. В X веке в Испании появляются первые бумажные мельницы, которые через столетие выпускают бумагу довольно высокого качества. В XII веке собственные бумажные мастера появляются в Италии и Франции. В XIII-XV веках производство бумаги освоили в других странах Европы: Венгрии, Германии, Англии, Польше и пр. Более грубая европейская бумага оказалась белее восточной, а также склеивалась животным клеем.
В Европе в качестве сырья для изготовления бумаги использовали дерево, кору, солому, размолотые тряпки и т. п. Применение толчеи улучшило качество бумажной массы. Для разравнивания бумажной массы начали также использовать клиновые прессы. Итальянцы изобрели водяные знаки. В XIV веке улучшился контроль над качеством бумажной массы, процессами лощения и проклейки. Началось производство игральных карт, появились рекламные плакаты.
В различных странах для производства бумаги часто использовались мельницы. Водяное колесо приводило в движение вал, механическая энергия которого расходовалась на измельчение сырья для бумажной массы. К металлическому сетчатому черпаку прикреплялся проволокой какой-нибудь знак, который затем проявлялся на бумажной массе после высыхания.
Изобретение в XV веке книгопечатания способствовало значительному росту производства бумаги.
До XVI века в Московскую Русь бумаги завозили в основном из европейских стран. При царе Иване Грозном в середине XVI века наладили собственное производство.
В Голландии в 1670 году был изобретен ролл (голлендер), предназначенный для размола бумажной массы. Данный аппарат оказался в три раза более производительным, чем ранее применявшаяся толчея, а также повысил качество бумаги.
В 1770 году английский фабрикант Дж. Ватман предложил новую бумажную форму, обеспечивающую листы бумаги без следов сетки.
Сохранявшийся до конца XVIII века ручной отлив (вычерпывание) бумаги в значительной мере тормозил производственный рост. Только в 1799 году француз Н. Л. Робер изобрел бумагоделательную машину с механизированным отливом бумаги с помощью непрерывно движущейся сетки. Производительность новой машины достигала 100 килограммов в сутки.
С начала XIX века начинается машинный этап развития производства бумаги. В 1804 г. первую бумагоделательную машину, которую усовершенствовали братьями Фурдринье и Донкиным, установили в Англии.
Первые бумагоделательные машины производили только формование бумажного полотна, а также его прессование, но сушилась бумага все еще на воздухе.
В 1823 г. к бумагоделательной машине присоединили сушильную часть. В ее сушильных цилиндрах с целью обогрева их поверхности установили жаровни с углем. Позднее удалось осуществить обогрев цилиндров паром. В 1825 г. под сеткой были установлены отсасывающие ящики, разрежение в которых осуществлялось при помощи вакуум-насоса. В последующие десятилетия многие детали конструкции бумагоделательных машин были в значительной степени усовершенствованы. Благодаря этому уже к середине XIX века бумагоделательные машины превратились сложные агрегаты, которые работали непрерывно и автоматически. От выпуска листовой бумаги теперь можно было перейти к ее производству в рулонах.
В 1846 г. саксонский инженер Фельтер изобрел дефибрер — аппарат для получения механической древесной массы. В 1850-х гг. англичанами и французами были открыты натронный и сульфитный методы варки целлюлозы. С середины XIX века в качестве сырья для производства бумаги в основном используется механическая древесная масса, а также химическая древесная целлюлоза хвойных пород.
В XX веке производство бумаги стало крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывной поточной схемой в технологии производства, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по выпуску полуфабрикатов из волокон.
Бумагоделательные машины, созданные с учетом последних достижений научно-технического прогресса, представляют собой образцы высокопроизводительных аппаратов. На большинстве новых машин осуществляется двухсеточное формование, установлены автоматические системы управления технологическим процессом, которые обеспечивают эффективную работу машины на высоких скоростях.
В последние десятилетия в бумажной промышленности ведущую роль все больше занимают огромные корпорации и трансконтинентальные промышленные группы. Разрабатываются новые специализированные сорта бумаги. Проводятся исследования направленные на создание новых технологий, позволяющих уменьшить объемы промышленных выбросов.
История возникновения бумаги.
| Полезная статья о бумагеСейчас уже трудно представить, что бумага была далеко не первым материалом, на котором человечество делало записи. Помните наскальные рисунки? А таблички из глины и слоновой кости? Пальмовые листья, гладкая поверхность коры, ствол дерева, утрамбованный песок, бамбуковые дощечки – в общем, всё, на чем можно было нацарапать какой-то знак. Пробовали люди также деревянные таблички со слоем воска – его можно было стирать, а, значит, использовать табличку многократно. Не отсюда ли в русском языке известное выражение: «начать с чистого листа»? На Руси в качестве материалов для письма, наряду с восковыми дощечками, использовались кожа и береста.
Предшественники бумаги
Однако история считает «прародителем» бумаги появившийся в древнем Египте в III веке до н. э. папирус. Свое название он получил от болотного растения (осоки) Cyperus papyrus, из которого его изготавливали. Интересно, что во многих европейских языках слово «бумага» происходит именно от слова «папирус».
Paper – в английском, papier – во французском и даже в «папир» – в украинском.
Папирус изготавливали из стеблей растения, разрезая их на тонкие полоски. Затем их отбивали камнем или деревянным молотком, чтобы сделать шире и мягче, и выкладывали рядами на ровной чистой и сухой поверхности так, чтобы край одной полоски немного заходил на соседнюю. При высыхании тростниковые полоски склеивались между собой, образуя лист готового к употреблению писчего материала.
Лист папируса по толщине был примерно таким же, как современный бумажный лист, а гладкой ему придавали, полируя камнем или деревом твердых пород. Этот материал не мог долго храниться, так как легко впитывал влагу и ломался. Несмотря на это, вплоть до V века н.э. он оставался основным материалом для письма, а практически полностью от него отказались только в X веке.
Примерно в то же время, что и папирус, – во II веке до н.э. – в Малой Азии, в городе Пергаме (сейчас – Бергама, Турция), начали изготавливать пергамент.
Причина в том, что для создания библиотеки понадобилось много папируса, а правивший в то время Египтом Птолемей V запретил его вывозить. Его изготавливали из телячьей, бараньей, козлиной и воловьей кожи, которую обрабатывали с обеих сторон. Материал получался более практичный, чем папирус, двусторонний, эластичный и прочный. Его было гораздо удобнее и проще хранить, а листы можно было обрезать под единый формат. Правда, был у него и существенный недостаток – дороговизна из-за трудоемкости процесса и ограниченного количества и высокой стоимости сырья (шкур).
Ее величество бумага
Настоящим началом истории изготовления бумаги принято считать 105 год н.э., а ее родиной – Китай. В то время документы в Китае писались на бамбуке или костях животных. Они были тяжелыми и неудобными для перевозки, поэтому появилась необходимость придумать что-нибудь более легкое. Создателем бумаги считается сановник Цай Лунь, придумавший технологический принцип ее производства – образование листового материала из отдельных волокон путём их обезвоживания на сетке из предварительно сильно разбавленной волокнистой суспензии.
Существует легенда, что идею ему «подсказали» бумажные осы, строящие гнезда из бумаги, которую делают сами, пережевывая и смачивая клейкой слюной волокна древесины. В соответствии с записями в летописях, чтобы получить бумагу, Цай Лунь использовал древесную золу, пеньку, волокна тутового дерева и старые тряпки. Он тщательно измельчил все ингредиенты и перемешал с водой. Он создал также специальное приспособление в виде деревянной рамки с бамбуковым ситом внутри, на которое выложил полученную смесь и выставил для просушки на солнце. Затем он разгладил высушенный материал камнями. В итоге получились тонкие, плотные листы, на которых было удобно делать записи.
С течением времени процесс был запущен в массовое производство. Бумагу изготавливали на водяных мельницах, но перед просушкой на солнце клали под мощный пресс. Чтобы чернила на листах не растекались, в чаны с бумажным сырьем добавляли клей. Древняя бумага могла включать в себя цельные древесные волокна и даже кусочки тряпок, однако со временем технология изготовления была усовершенствована.
Способ изготовления бумаги на протяжении многих веков Поднебесная держала в строжайшем секрете. Но постепенно технология производства бумаги, придуманная Цай Лунем, распространилась по всему миру. Бумага быстро заняла место пергамента в исламском мире и папируса в Египте, а XI–XII веках бумажное ремесло появилось и в Европе.
Сегодня мы не представляем своей жизни без бумаги. Она окружает нас всюду – книги, газеты, журналы, учебники, рекламные листки, упаковка, пакеты для покупок, стаканы и тарелки… Всего не перечислишь. Невозможно представить, каким был бы мир, не будь в нем бумаги.
к статьям
История бумаги | Американская ассоциация лесной и бумажной промышленности
9 июля 2021 г.
Кратко об обновлении
История бумаги
До появления бумаги в том виде, в каком мы ее знаем, людей общались с помощью картинок и символов, вырезанных на коре деревьев, нарисованных на стенах пещер и отмеченных на папирусе или глиняных табличках.
Около 2000 лет назад изобретатели в Китае подняли общение на новый уровень, создав тканевые листы для записи своих рисунков и надписей. Так родилась бумага, какой мы ее знаем сегодня!
Бумага была впервые изготовлена в Лей-Ян, Китай Цай Лунь , китайским судебным чиновником. По всей вероятности, Цай смешал тутовую кору, коноплю и тряпки с водой, растолочь их в кашицу, отжать жидкость и повесить тонкий мат сушиться на солнце.
В 8 веке , примерно через 300 лет после открытия Цай, тайна добралась до региона, который сейчас является Ближним Востоком. Тем не менее, потребовалось еще 500 лет, чтобы
Затем, когда бумагу стало легче делать, бумагу стали использовать для печати важных книг, библий и юридических документов.
Англия начала производить большие запасы бумаги в конце 15 века и снабжала бумагой колонии на протяжении многих лет.
Наконец, в 1690 году в Пенсильвании была построена первая в США бумажная фабрика .
Сначала американские бумажные фабрики использовали китайский метод измельчения старых тряпок и одежды на отдельные волокна для изготовления бумаги.
Но по мере роста спроса на бумагу фабрики перешли на использование волокна из деревьев, потому что древесина была дешевле и ее было больше, чем ткани.
Сегодня бумага производится из деревьев, выращенных в устойчиво управляемых лесах, и из переработанной бумаги.
Вторичная переработка всегда была частью производства бумаги.
Когда вы перерабатываете использованную бумагу , бумажные фабрики будут использовать ее для производства новой бумаги для ноутбуков, бумажных продуктовых пакетов, картонных коробок, конвертов, журналов, картонных коробок, газет и других бумажных изделий.
Переработка
Американская ассоциация лесной и бумажной промышленности (AF&PA) служит для продвижения американских производителей бумаги и изделий из дерева посредством государственной политики, основанной на фактах, и пропаганды на рынке. Лесная промышленность носит замкнутый характер. Компании-члены AF&PA производят основные продукты из возобновляемых и перерабатываемых ресурсов, производят возобновляемую биоэнергию и стремятся к постоянному совершенствованию в рамках отраслевой инициативы в области устойчивого развития—
Посетите веб-сайт AF&PA по адресу afandpa.org или следите за нами в Твиттере @ForestandPaper . производство бумаги | Процесс, история и факты
бумажная фабрика
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Николя-Луи Робер
- Похожие темы:
- машина Фурдринье цилиндр машина бумажное покрытие гофрирование конический рафинер
См. всю соответствующую информацию →
изготовление бумаги , формирование матового или войлочного 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 бумажной продукции
Посмотреть все видео к этой статье Слово «бумага» происходит от названия тростникового папируса, который в изобилии растет вдоль реки Нил в Египте.
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.
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.