Секреты производства: как делают бумагу сегодня

Секреты производства: как делают бумагу сегодня

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.

Что требуется для изготовления бумаги ручного черпания?

Из чего делать бумагу?

Основное сырьё

• Для изго­тов­ле­ния чистой, лег­ко окра­ши­ва­е­мой бума­ги хоро­шо под­хо­дят обыч­ные быто­вые бумаж­ные сал­фет­ки. Такую бума­гу мож­но отне­сти к чисто­цел­лю­лоз­ной по композиции.
• Вполне под­хо­дят ста­рые газе­ты, реклам­ные листов­ки или любая печат­ная про­дук­ция на газет­ной бума­ге. Эта бума­га – иллю­стра­ция пере­ра­бот­ки макулатуры.
• Не при­год­на для изго­тов­ле­ния: мело­ван­ная бума­га, на такой бума­ге выпус­ка­ют­ся жур­на­лы мод, реклам­ные жур­на­лы, обёр­точ­ная бума­га, бума­га с покры­ти­я­ми, напри­мер, фото­бу­ма­га. Такая бума­га пло­хо сма­чи­ва­ет­ся водой и труд­но рас­па­да­ет­ся на состав­ля­ю­щие её волокна.
• Из бума­ги пред­ва­ри­тель­но надо уда­лить скреп­ки, пласт­мас­со­вые вклю­че­ния, эти­кет­ки, кус­ки клея.

Добавки в композицию

• Белый вин­ный уксус для обес­цве­чи­ва­ния неко­то­рых вклю­че­ний, содер­жа­щих­ся в бума­ге (это не обязательно).
• Кра­си­те­ли. Может быть исполь­зо­ван пище­вой кра­си­тель или пиг­мен­ты, в том чис­ле в виде водо­рас­тво­ри­мых гуа­ше­вых кра­сок. Сме­ши­вать цве­та сле­ду­ет осто­рож­но. Мож­но лег­ко полу­чить некра­си­вый гряз­но-корич­не­вый цвет. При исполь­зо­ва­нии цвет­ных сал­фе­ток мож­но обой­тись без добав­ле­ния кра­си­те­лей. Цвет бума­ги будет зави­сеть цве­та исход­ных сал­фе­ток и соот­но­ше­ния цвет­ных состав­ля­ю­щих композиции.

• В про­дол­же­нии при­да­ния бума­ге деко­ра­тив­но­сти мож­но попро­бо­вать исполь­зо­ва­ние мел­ких кусоч­ков цвет­ной бума­ги, отрез­ков нитей или окра­шен­ных воло­кон, блё­сток, мине­раль­ных пигментов.
• Мно­гие вклю­че­ния луч­ше вво­дить в уже при­го­тов­лен­ную волок­ни­стую мас­су, кото­рая не будет под­вер­гать­ся интен­сив­но­му меха­ни­че­ско­му воздействию.

• Рас­ти­тель­ные добав­ки: семене, лепест­ки цве­тов, тра­вин­ки, опил­ки. Такие добав­ки поз­во­ля­ют полу­чить инте­рес­ные эффек­ты для деко­ра­тив­ной бума­ги, пред­на­зна­чен­ной для празд­нич­ной упа­ков­ки, поздрав­ле­ний и т. д.

Процесс изготовления

1. Измель­че­ние бумаж­но­го сырья. Запе­ча­тан­ную бума­гу (маку­ла­ту­ру) или сал­фет­ки нуж­но разо­рвать на кусоч­ки вели­чи­ной 3–5 см. Мож­но вос­поль­зо­вать­ся и шре­де­ром, но шири­на поло­сок жела­тель­на более 5 мм. Это свя­за­но с тем, что под­го­тов­ку воло­кон к изго­тов­ле­нию бума­ги нуж­но про­ве­сти в усло­ви­ях мак­си­маль­но­го сохра­не­ния их дли­ны для сохра­не­ния меха­ни­че­ской проч­но­сти бумаги.

2. Зама­чи­ва­ние . Сухие кусоч­ки бума­ги зали­ва­ют тёп­лой водой и выдер­жи­ва­ют 1–4 часа для намо­ка­ния и набу­ха­ния воло­кон. Если волок­на набух­нут не доста­точ­но, то при после­ду­ю­щем меха­ни­че­ском измель­че­нии могут воз­ник­нуть труд­но­сти с даль­ней­шим измель­че­ни­ем кусоч­ков бумаги.

3. Роспуск замо­чен­но­го сырья (бумаж­ни­ки гово­рят, рас­пу­стить) на доста­точ­но мел­кие эле­мен­ты. С этой зада­чей хоро­шо справ­ля­ет­ся быто­вой блен­дер. Полу­чен­ная мас­са может быть исполь­зо­ва­на для изго­тов­ле­ния (отли­ва) листов бума­ги или для вве­де­ния доба­вок (смот­ри­те раз­дел “добав­ки в ком­по­зи­цию”). Часть вклю­че­ний, кото­рые не обла­да­ют устой­чи­во­стью к меха­ни­че­ским воз­дей­стви­ям, сле­ду­ет вво­дить в бума­гу позд­нее, после того, как лист будет сфор­ми­ро­ван (отлит), перед сушкой.

4. Отлив листов. Отли­ва­е­мые вруч­ную листы бумаж­ни­ки назы­ва­ют отлив­ка­ми. Для отли­ва бумаж­ная мас­са долж­на быть доста­точ­но раз­бав­ле­на и хоро­шо пере­ме­ша­на до полу­че­ния одно­род­ной сус­пен­зии. Мень­шая кон­цен­тра­ция (1–2% сухо­го) спо­соб­ству­ет полу­че­нию более рав­но­мер­но­го листа. Перед отли­вом для уве­ли­че­ния проч­но­сти и повы­ше­ния жёст­ко­сти листа в мас­су мож­но доба­вить при пере­ме­ши­ва­нии 2–3% сва­рен­но­го крах­маль­но­го клей­сте­ра. Для тони­ро­ва­ния или окра­ши­ва­ния доба­вить кра­си­те­ли. Для полу­че­ния деко­ра­тив­ных эффек­тов вве­сти дру­гие добавки.

Для отли­ва необ­хо­ди­ма сетка.

Воз­мож­но два исто­ри­че­ски сло­жив­ше­го­ся спо­со­ба отли­ва листов бума­ги на сет­ке: с помо­щью “пла­ва­ю­ще­го сита” и “чер­па­ю­ще­го сита”. В пер­вом слу­чае в раз­ве­дён­ную одно­род­ную бумаж­ную мас­су сет­ка вво­дит­ся сбо­ку зачер­пы­ва­ю­щим дви­же­ни­ем и под­ни­ма­ет­ся с мас­сой для сте­ка­ния воды. Во вто­ром, рас­чёт­ное коли­че­ство одно­род­ной мас­сы (в зави­си­мо­сти от полу­че­ния жела­е­мой тол­щи­ны бума­ги) вли­ва­ет­ся пря­мо на сет­ку и рас­пре­де­ля­ет­ся по её площади.

Мож­но поль­зо­вать­ся одной сет­кой, натя­ну­той на рам­ку, но удоб­нее рабо­тать с дву­мя рам­ка­ми, одной рам­кой с сет­кой и вто­рой без сет­ки, кото­рая назы­ва­ет­ся деке­лем. Декель (рам­ка без сет­ки мень­ше­го раз­ме­ра) слу­жит для фор­ми­ро­ва­ния кром­ки листов. Он накла­ды­ва­ет­ся свер­ху на рам­ку с сет­кой со сто­ро­ны сет­ки, после выли­ва­ния на сет­ку мас­сы или после зачер­пы­ва­ния мас­сы, сни­ма­ет­ся после того как основ­ная вода сте­чёт и влаж­ная отлив­ка оста­нет­ся на сет­ке. В этом слу­чае отлив­ку лег­че укры­вать съём­ной тка­нью или укла­ды­вать отлив­ку с сет­кой на ткань. На рисун­ке свер­ху стрел­кой пока­за­на рам­ка на поверх­но­сти кото­рой натя­ну­та сетка.

Мож­но исполь­зо­вать сита, кото­рые най­дут­ся на кухне. Тут важ­но, если хотим полу­чить листы, а не объ­ём­ную мас­су для поде­лок, что­бы сито силь­но не про­ги­ба­лось, выдер­жи­ва­ло плос­кост­ное состояние.

5. Отжим отлив­ки на сет­ке и съём влаж­но­го листа с сет­ки. Влаж­ная отлив­ка тре­бу­ет осто­рож­но­го обра­ще­ния. Сни­ма­ет­ся она с помо­щью хоро­шо впи­ты­ва­ю­щей тка­ни. Чем более влаж­ная отлив­ка на сет­ке, тем боль­ше воды долж­на впи­тать съём­ная ткань. Для уда­ле­ния воды полез­на и плот­ная плос­кая губ­ка, кото­рой мож­но осто­рож­но надав­ли­вая на сет­ку, облег­чить уда­ле­ние воды из отлив­ки. Впи­ты­вая воду, ткань сила­ми поверх­ност­но­го натя­же­ния воды удер­жи­ва­ет отлив­ку, пере­тя­ги­вая её с сетки.

На рисун­ке сня­тая с сет­ки отлив­ка. Для того, что­бы отде­лить отлив­ку от сет­ки воз­мож­но, нуж­но будет пере­вер­нуть сет­ку при­ём­ной тка­нью наверх и, сни­мая ткань вме­сте с бума­гой, как бы нама­ты­вать её на при­го­тов­лен­ную цилин­дри­че­скую скалку.

Воз­мо­жен вари­ант суш­ки влаж­ной отлив­ки вме­сте с сет­кой без съё­ма с сет­ки. В этом слу­чае на бума­ге хоро­шо вос­про­из­ве­дёт­ся струк­ту­ра сет­ки. Но бума­га при этом полу­ча­ет­ся менее плот­ной, что, впро­чем не все­гда явля­ет­ся недо­стат­ком. Кро­ме того, если сушить отлив­ку на сет­ке не до конеч­ной влаж­но­сти, а снять с сет­ки влаж­ной и досу­шить под дав­ле­ни­ем, зажи­мая её меж­ду дву­мя ров­ны­ми поверх­но­стя­ми, то плот­ность её уве­ли­чит­ся и глад­кость тоже.

6. Прес­со­ва­ние. После съё­ма с сет­ки, отлив­ку для при­да­ния её фор­ме боль­шей устой­чи­во­сти, нуж­но под­верг­нуть прес­со­ва­нию. Для это­го её свер­ху и сни­зу про­кла­ды­ва­ют листа­ми рисо­валь­ной или чер­тёж­ной бума­ги (исполь­зу­ют­ся мно­го­крат­но после суш­ки) и надав­ли­ва­ют, при отсут­ствии прес­са, дере­вян­ным брус­ком. Прес­со­ва­ние про­дол­жа­ет уда­ле­ние вла­ги из отливки.

7. Суш­ка. Суш­ку, как отме­ча­лось, мож­но начать не сни­мая отлив­ку с сет­ки. Мож­но сушить отлив­ки на воз­ду­хе. В этом слу­чае слож­нее сохра­нить их плос­кост­ност­ное состо­я­ние. Луч­ше сушить после прессования.

Мож­но сушить на горя­чей поверх­но­сти (или горя­чей поверх­но­стью) вме­сте с тка­нью или без неё. В домаш­них усло­ви­ях про­ще все­го вос­поль­зо­вать­ся утю­гом. Отлив­ку луч­ше сушить через ткань или бумагу.

После суш­ки отлив­ки жела­тель­но откон­ди­ци­о­ни­ро­вать — при­ве­сти их влаж­ность в рав­но­ве­сие с влаж­но­стью окру­жа­ю­щей среды.

8. Обра­бот­ка. После суш­ки бума­га может ещё обра­ба­ты­вать­ся раз­лич­ным обра­зом (эта ста­дия совсем не обязательна).

• Поверх­ност­ная обра­бот­ка для сни­же­ния впи­ты­ва­ния, уве­ли­че­ния проч­но­сти поверх­но­сти, в целом повы­ше­ния проч­но­сти бума­ги. Обра­бот­ка про­из­во­дит­ся крах­маль­ны­ми, поли­ви­нил­спир­то­вы­ми, жела­ти­но­вы­ми и дру­ги­ми сус­пен­зи­я­ми. В домаш­них усло­ви­ях поверх­ност­ную обра­бот­ку про­во­дить не про­сто. Про­ще упроч­ня­ю­щие добав­ки вво­дить в бумаж­ную мас­су до полу­че­ния отливок.
• Меха­ни­че­ская обра­бот­ка. Воз­мож­но повы­ше­ние глад­ко­сти бума­ги поме­ще­ни­ем листов бума­ги с влаж­но­стью 5–7% в глян­це­ва­тель или выгла­жи­ва­ние утюгом.

Инте­рес­ные резуль­та­ты даёт тис­не­ние дере­вян­ны­ми или метал­ли­че­ски­ми штам­па­ми с полу­че­ни­ем рельеф­но­го тис­не­ния или полу­че­ни­ем ими­та­ции водя­ных зна­ков при рас­смат­ри­ва­нии бума­ги на просвет.

• Отме­тим воз­мож­ность изго­тов­ле­ния двух­слой­ной бума­ги. Отли­вая после­до­ва­тель­но два слоя раз­но­го цве­та и накла­ды­вая их один на дру­гой. Слои сов­ме­щать луч­ше не до кон­ца высу­шин­ны­ми и высу­ши­вать окон­ча­тель­но после совмещения.
• Инте­рес­ные деко­ра­тив­ные воз­мож­но­сти даёт изго­тов­ле­ние бума­ги с водя­ным зна­ком, види­мым на про­свет, или в отра­жён­ном све­те. Для полу­че­ния водя­но­го зна­ка на сет­ку для отли­ва бума­ги (на эта­пе 4) нуж­но поме­стить (по воз­мож­но­сти при­кре­пив к сет­ке) эле­мен­ты или водо­не­про­ни­ца­е­мые (напри­мер из мед­ной или сталь­ной про­во­ло­ки), или менее про­ни­ца­е­мые, чем сет­ка (из более плот­ных сеток, например).

В наших постах мы писа­ли об исто­рии бумаж­но­го про­из­вод­ства и его пер­спек­ти­вах.

В интер­не­те не мало инфор­ма­ции о том, как сде­лать бума­гу само­му. Есть ряд под­хо­дя­щих сайтов:

Производство пергамента для выпечки

Пергамент для выпечки используется хозяйками в тех случаях, когда нужно предотвратить пригорание и приставание выпечки к форме. Для тех, кто любит баловать близких тортами, пирожными и пирожками, пергамент для выпечки становится незаменимым помощником на кухне.

К сожалению, иногда этого полезного инструмента нет под рукой именно в тот момент, когда он нужен больше всего. Не стоит забывать, что можно изготовить бумагу для выпекания своими руками.

Рекомендуется брать чистую бумагу, на которой нет краски. Это могут быть неисписанные тетрадные листы или неиспользованная бумага для принтера.

Чтобы сделать бумагу для выпечки своими руками, нужно смазать чистые листы растительным маслом, подсолнечным или оливковым. После этого полученным материалом нужно выстелить противень или формы для запекания.

Лилии

В этом поможет техника оригами. Лилии будут нежного белого цвета. Делаются очень легко.

Для работы понадобится: белый лист бумаги А4, деревянные палочки, гуашь

• Взять квадратный лист бумаги и согнуть по диагонали в одну и в другую сторону.
• Затем сделать горизонтальный сгибы во все стороны в противоположном направлении.
• По полученным сгибам сделать заготовку в виде квадрата
• Сделать сгибы в виде треугольников в нижней части квадрата.
• Перевернуть заготовку другой стороной и повторить сгибы.
• Расправить получившийся треугольник и загнуть его внутрь.
• Те же действия повторить с тремя оставшимися треугольниками с разных сторон.
• Расправить заготовку. Перевернуть на 180* и расправить среднюю часть цветка.
• Расправить заготовку и растянуть бока в разные стороны.
• Образовавшуюся складку средней части заправить внутри цветка.
• Загибаем нижние часть получившихся ромбов в треугольники.
• Сложить получившиеся треугольники еще в два раза.
• Карандашом расправить получившиеся сгибы.
• Растянуть цветок и немного подкрутить концы лилии так, чтобы они смотрели вниз.
• Сделать ножку для лилии из деревянной палочки так же, как для розы.

Производство на заводе

Начинается процесс обработки древесины с окорения, то есть избавления от коры. Бревна загружают в специальный барабан, который имеет грубую поверхность с выступлениями. Одна партия крутится в нем около 20 минут, после чего кору сжигают.

Окоренная древесина перекладывается на конвейер, по которому она попадает в специальные пилы, измельчающие её до примерно одинаковых фрагментов, называемые щепой. Щепа может хранится долгое время.

Процесс обработки щепы начинается с промывки. После чего она измельчается в труху. Затем она подвергается щелочной обработке. Происходит это в больших чанах с водой и химикатами, в которых вариться длительное время. Это делают для разрушения связи между волокнами целлюлозы, которые представляют собой своеобразный природный клей. Всю смесь фильтруют и тщательно промывают. После чего в нее добавляют различные наполнители, пропитки, красители. Вещества зависят от типа будущей бумаги.

В результате получается готовая целлюлозная смесь, которая состоит на 99% из воды. Полученную массу подают в бумагоделательную машину. В первую очередь целлюлозная смесь попадает на движущуюся сетку с очень мелкими ячейками, которые пропускают только воду. После чего влажное бумажное полотно попадает на ленту из войлока, дальше на цилиндрические прессы, в результате чего количество воды значительно уменьшается.

Следующий этап, после которого воды остается всего несколько процентов, это сушка. Полотно прогоняют по нагретым крутящимся барабанам, благодаря чему выделяется большое количество влаги и масса сохнет.

Время заключительного процесса производства бумаги. Она поступает на нагретые и отполированные тяжелые валы, которые называются каландры. Между ними бумажный пласт сдавливается с большой силой, в результате чего она становится окончательно сухой и гладкой.

Дальше бумагу скручивают в большие рулоны, например рулоны для приготовления листов А4 имеют массу около 35 тонн и в нем будет 50 километров бумаги. Для того чтобы сделать офисную бумагу катушки разрезают на более мелкие и отправляют на бумагорезательные устройства. На этих автоматизированных устройствах, производство достигает скорости в 55 000 листов в минуту. А за час такая фабрика производит около 7000 упаковок.

ШАГ 6: Просушивание

Вариант 1: Поверхностная сушка Найдите плоскую и плотную поверхность. Отлично подойдут ровные деревянные доски, оргстекло и жаростойкий пластик. Возьмите влажный лист и аккуратно выложите его на плоскую поверхность. Убедитесь, что края также находятся под сильным прессингом. Оставьте бумагу на 1-3 дня, чтобы дать ей возможность хорошо просушиться. Время сушки зависит от толщины бумаги и влажности помещения.

Вариант 2: Попеременное просушивание. Возьмите немного промокательной бумаги, полотенец либо другого, впитывающего влагу, материала.

Поставьте подготовленный сухой материал, и затем поверх него выложите влажный рукодельный бумажный лист.

Повторите. Создайте своеобразную стопку.

Завершив создание слоев, положите сверху деревянную доску либо тяжелую книгу. Проверяйте бумагу ежедневно и заменяйте вобравший влагу материал на сухой.

Вариант 3: Обычное просушивание. Этот способ наиболее прост. Возьмите ваш влажный лист бумаги, положите его на полку, обычный или рабочий стол и оставьте сушиться. Да, это дико странно и примитивно, но иногда именно такой своеобразный метод является наиболее оптимальным.

Вариант 4: Просушивание на пеллоне или одежде. После прессинга возьмите пеллон или лоскут одежды с еще прикрепленной к ним влажной бумагой, и аккуратно, за верхние края ткани повесьте материал на бельевую веревку. Просушивание подобным образом займет от одного до двух дней, после чего бумагу можно отцепить от ткани. Правда бумага получится немного шероховатой.

Вот и все, мы высушили бумагу!

Также, если у вас в ёмкости еще останется немного бумажной смеси, можете смело её сохранять. Возьмите мелкое сито, чтобы извлечь бумажную массу из воды. Затем сверните её в шарик и дайте просушиться. Для повторного использования просто замочите шарик на ночь, порежьте на маленькие кусочки и снова прокрутите в блендере.