Из чего и как делают бумагу. Изготовление бумаги - основные этапы Из каких деревьев делают офисную бумагу

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.

Изготовление бумаги является сложным физико-химическим процессом. Простой лист – результат большого количества этапов производственного процесса. Сейчас мы рассмотрим пошаговый процесс создания бумаги.

Производство бумаги состоит из следующих шагов. Сначала на комбинат доставляют бревна. Там их измельчают при помощи производственного оборудования, а затем варят со специальными веществами. После этого смесь фильтруют, в результате чего образовывается бумажная масса. Ее помещают в аппараты, где она превращается в полотно, а затем в бумагу. Каждый этап содержит множество нюансов, поэтому рассмотрим их более подробно. Для производства бумаги необходима древесина. Также требуется много воды. Поэтому многие комбинаты, производящие бумагу, располагаются на берегах рек вблизи лесных массивов. К тому же водоемы можно использовать для сплава леса. Бумагу чаще всего производят из ели, сосны и березы, но также используют и другое растительное сырье, например, солому или хлопок. В некоторых случаях применяют макулатуру, что позволяет сократить вырубку леса. Процесс создания бумаги начинается с того, что на комбинат доставляются бревна – по реке или наземным транспортом. Производственное оборудование снимает с них кору и измельчает их на короткие бревна одинаковой длины. Чтобы получить из них бумагу, измельчают еще сильнее. Затем полученная масса несколько часов варится с добавлением специальных химических веществ. В результате этого процесса древесина превращается в мельчайшие волокна – целлюлозу. В зависимости от того, какую по качеству бумагу необходимо получить, к этим волокнам добавляют химически необработанную древесную массу, очищенную от крупных частиц, или измельченную макулатуру. Здесь стоит упомянуть, что добавление макулатуры делает бумагу плотнее и качественнее.

Полученную смесь фильтруют и тщательно промывают, чтобы удалить ненужные примеси. На следующем этапе снова добавляют вещества, в зависимости от того, какого вида бумагу необходимо получить. К примеру, для получения глянцевой бумаги в состав вводят смолу. Чтобы получить материал повышенной прочности – клей. В некоторых случаях вносят красители (если это нужно) и специальные составы, чтобы краска на бумаге не расплывалась. В результате получается готовая бумажная масса, состоящая примерно на 99% из воды, которую можно подавать в бумагоделательную машину. В этой машине она первым делом попадает на движущуюся металлическую сетку с мелкими ячейками. Вода сквозь эту сетку протекает, а бумажная масса остается. Мельчайшие волокна древесины, переплетаясь между собой, создают основу для будущей бумаги. Далее влажное бумажное полотно попадает на войлочную ленту и на цилиндрические прессы. В результате количество воды в нем уменьшается еще больше, а само полотно – выравнивается.

После этого наступает этап сушки будущей бумаги, для чего ее пропускают через большие нагретые металлические барабаны. Воды в ней остается всего несколько процентов. Затем она поступает на нагретые и хорошо отполированные бумажные валы – каландры. Они сдавливают бумагу с большой силой, в результате чего она становится плотной, гладкой и окончательно сухой. Специальное оборудование сматывает ее в рулоны, которые поступают в другое устройство. Оно режет бумагу на листы, складывает их в пачки и оборачивает в специальную упаковку.

Понимание всех этапов создания бумаги поможет принять правильное решение при выборе подходящего вида для печати. Таким образом, вы сможете выбрать бумагу с наилучшим качеством изображения, которое снизит количество застреваний и других неудобств.

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.

Бумага потребляется людьми в огромных количествах. На одного человека в год приходится сто пятьдесят килограммов. Из чего и как делают бумагу, читайте в статье.

Исторические сведения

Давно, в 105 году до нашей эры, Цай Лунь - императорский подданный из Китая, изготовил бумагу из тутового дерева. Он сделал смесь из его древесины, пеньки, тряпья, добавил древесную золу и все это выложил на сито для просушки. После чего камнем отшлифовал высохшую массу.

Получилась бумага из древесины, а китайский евнух стал первым автором ее технологии. Так считают китайцы. Но у людей ученых иное мнение. Это связано с тем, что археологи часто находят на территории Китая бумажные обрывки, которые датируются более ранним периодом.

Сырье

Бумагу производят из древесной целлюлозы, других волокон растительного происхождения: тростника, риса, соломы, конопли, а также из тряпичных отходов, макулатуры и других материалов. Для получения целлюлозы используют древесину разных пород деревьев. Древесную целлюлозу можно получить несколькими способами.

Наиболее экономичным считается механический способ. На предприятии деревообработки древесина измельчается, получается крошка. Ее смешивают с водой. Бумага из целлюлозы, полученной таким способом, непрочная, из нее производят газеты. Высокое качество имеет бумага из целлюлозы, которую получают с использованием химического способа. Для этого из деревянного бруса нарезается мелкая щепа. Ее сортируют по размерам. Затем погружают в раствор с химическими препаратами и варят в специальной машине. После этого фильтруют и промывают, в результате чего лишние примеси удаляются. Так получается бумажное сырье, которое называется древесной целлюлозой. Из нее производится бумага для журналов, книг, брошюр, оберточных материалов большой прочности.

Бумага из опилок своими руками

Опилки из сосны или ели заливаются водой и варятся ровно сутки. В воду добавляется каустическая сода. За неимением таковой можно использовать соду пищевую. После варки смесь промывается водой и отжимается. Затем снова опилки высыпаются в кастрюлю с водой и ставятся на огонь. Как только закипят, кастрюля снимается с огня, ее содержимое измельчается с помощью миксера. Получается кашеобразная масса однородной консистенции.

Пока опилки варятся, делается рама, ставится на поддон, на нее натягивается марля. Масса выливается на приготовленную раму и равномерно распределяется по всей поверхности. Лишняя вода будет стекать в поддон. Но для быстрого удаления влаги ее следует промакивать впитывающими салфетками. Затем рама переворачивается и лист, полученный из массы, легко отделяется от нее.

Лист нужно прикрыть с обеих сторон бумагой или газетой и положить между досками, сверху прижать чем-нибудь тяжелым. Под таким прессом он должен пролежать минут пять. После этого лист аккуратно кладется на фольгу и сушится на солнце, в духовом шкафу, вблизи батареи.

Состав

Бумага из дерева изготавливается на основе древесной целлюлозы, полученной с использованием механического способа производства. Иногда за основу берутся другие материалы. Такую бумагу можно сделать даже дома. Но она будет иметь низкое качество.

В наше время целлюлозу получают химическим способом с использованием технологических процессов. Для получения бумаги высокого качества в ее составе должны быть следующие ингредиенты:

• Проклейка гидрофобная, которая препятствует растеканию чернил на бумаге. Они не проступают на обратную сторону листа. В качестве проклейки используют клей канифольный.
• Смола, клей или крахмал. Благодаря этим веществам бумага из дерева становится более долговечной и устойчивой к различным воздействиям на нее.
• Каолин, тальк или мел делают бумагу менее прозрачной, повышают ее плотность.

Виды древесины

Она бывает твердая и мягкая. Первый вид древесины получают из хвойных пород деревьев: сосны, пихты, ели, секвойи и тсуга. Мягкую древесину получают из широколиственных пород: бука, клена, тополя, березы, дуба. В регионах с тропическим климатом - из тика, черного и красного дерева.

Бумага из дерева этих пород высоко ценится. Но они, к сожалению, медленно растут. Их вырубают больше, чем воспроизводят. Поэтому в тропических лесах деревьев ценных пород становится меньше.

Производство бумаги сегодня

Настоящей бумагой считается та, что производится из массы, отдельные волокна которой получают, размачивая целлюлозное сырье. Масса сначала смешивается с водой, а потом вычерпывается формой, на которую натянута сетка. Лишняя вода стекает, масса высыхает, получается лист бумаги. Именно так китайский подданный Цай Лунь получил свой первый листок бумаги. За это время, хотя прошло около двух тысяч лет, существенных изменений не произошло.

Сегодня изготовление бумаги осуществляется на современных заводах с огромными цехами, на оборудовании которых выполняются разные операции. После получения древесной целлюлозы волокнам придают форму и структуру, для чего бумажное сырье смешивают с клеями и смолами. Клей отталкивает воду от бумаги, а смола предотвращает растекание чернил. Бумага из дерева, фото которой представлено для обозрения, не нуждается в такой обработке для печатных нужд, так как типографская краска не растекается.

На следующем этапе происходит окрашивание. Для этого бумага помещается в смеситель с пигментами или красителями. Затем кашеобразная масса поступает в машину, которая называется бумагоделательной. После всех этапов обработки в этой машине масса становится бумажной рулонной лентой, которая проходит много валиков: один отжимает воду, другой - высушивает ленту, третий - полирует.

На следующем этапе бумага направляется в цех для мокрого прессования. Здесь волокна обезжиривают и еще больше уплотняют. В результате получается сухая бумага из дерева белого цвета, смотанная в огромные рулоны, которые переходят в типографию. Там они режутся в соответствии с требуемыми размерами.

Бумага используется во многих сферах деятельности человека. Это и разнообразная упаковка, обои, афиши и календари. Но наибольшую роль сыграла бумага в становлении книги, как источника распространения знаний. Расскажем все о бумаге, что должен знать любой грамотный человек. Приступаем.

В статье рассмотрим производство бумаги, и как делается бумага на современных производствах. Но для начала коротко взглянем, как делали бумагу в древности.

Как делали бумагу в древности

Древние люди свои первые надписи оставляли на скалах, костях животных, глиняных и восковых табличках, пергаменте. Но все методы фиксации информации имели недостатки, из-за своего веса, габаритов или стоимости. Создание бумаги было делом сложным.

Прообразом бумаги можно назвать папирус, который много веков изготавливали древние египтяне. Они извлекли сердцевину растения папирус, намачивали, и потом накладывали один слой на другой так, чтобы они лежали перпендикулярно.

Потом эту бумагу выдерживался под прессом, что давало возможность получить прочный и достаточно твердый материал.

Изготовление бумаги

Наверное, вы уже знаете, что бумагу, как правило, делают из дерева. Поэтому рассмотрим, как из дерева делают бумагу.

Чаще всего для изготовления бумаги используют целлюлозу, которую получают из древесины ели, сосны, березы, хвои, каштана и др..

На бумажной фабрике стволы деревьев обдирают от коры, размалывают и дают набухнуть в воде. На этом этапе процент воды составляет 95% и 5 процентов древесной массы.

Задача этого этапа – измельчить древесину до фибрилл – мелких волокон. Дерево определенное время варится в специальных растворах, которые состоят из раствора кислот. Они должны не только измельчить трески, но и отбелить древесную массу.

От этой операции в значительной степени зависит, какой сорт бумаги получим. После измельчения, нужно очистить массу от ненужных примесей, и добавить в нее связующие вещества и наполнители. Для этой цели используются органические и неорганические вещества, различные оксиды.

Их задача – связать вещество в равномерную массу, вязкую массу.

После этого, на специальных поточных линиях, полученную массу формуют в полотно бумаги. В частности, массу выливают на сетчатую поверхность, где формируется полотно бумаги.

Далее, оно покрывается рядом веществ – в зависимости от вида бумаги. Например, для получения мелованной бумаги, он покрывается с одной или двух сторон пигментно-клеевым раствором, который придаст изделию более гладкость и белизну. Этот процесс состоит из нескольких этапов, чтобы увеличить прочность адгезии слоя бумажного полотна.

Также, на поверхность бумаги может наноситься проклейка. Это вещество, которое увеличивает устойчивость бумаги к жидкости, в том числе воды, клея или краски.

Далее бумага проходит через тяжелые цилиндры (каландры), которые увеличивают ровность и гладкость бумаги и бумага просушивается. Нужно сказать, что готовая бумага имеет влажность около 7%. Если будет больший процент влажности, то материал станет менее прочным, если влаги будет меньше, то бумага будет хрупкой.

Картон изготавливают подобным методом, только толщина его больше. Картоном считают бумагу, который тяжелее, по 250 грамм/м2.

Готовую бумагу в бумагоделательной машине наматывают в рулоны, и направляют в типографию. У них бумага намотана в рулоны и режется на отдельные листы, и поступает в печатный цех.

Качество бумаги

Качество бумаги контролируется по многим показателям. Это и белизна, толщина, масса, гладкость, проклейка, прочность на разрыв и сжатие, непрозрачность. Рассмотрим некоторые подробнее.

Толщина бумаги влияет на толщину книжного блока. В некоторых видах печати (глубокий), важно, чтобы разница толщины листа не была большой.

Пористость бумаги. Чем больше – тем лучше закрепляется краска на оттиске. Но зато отпечаток получается менее насыщенным.

Непрозрачность. В большинстве случаев бумага должна быть непрозрачной, иначе на лицевую сторону будет пробиваться изображение с оборота.

Гладкость. Гладкая бумага дает возможность воспроизвести на ней мелкие элементы изображения. Кроме этого, материал с гладкой поверхностью позволяет обеспечить хороший контакт с печатной формой.

Прочность бумаги. Особенно важно для упаковочной бумаги. Но и нужна для других видов, ведь дает возможность печатать на нем высокоскоростными печатными машинами.

Прочность поверхности к истиранию. Печатные краски имеют хорошую вязкость, и могут во время процесса печатания выщипывать волокна с поверхности. Это негативно влияет на скорость процесса, ведь приходится часто очищать форму.

Впитываемость. Чем больше этот показатель, тем быстрее закрепляются краски на оттиске.

Поверхностная проклейка. Придает прочность поверхностному слою, что уменьшает количество пыли во время печати и стойкость к воде и клею.

Виды бумаги

В зависимости от назначения, состав бумаги и способ его изготовления может отличаться.

Упаковочная. Для этой бумаги характерны невысокие требования к цвету или гладкости, но она должна быть прочной и устойчивой к условиям окружающей среды.

Офсетная. Имеет широкий спектр применения. Очень часто используют для печати книг и изготовления тетрадей, бланков. Должна быть устойчивой к влаге, поскольку связан с применением увлажняющего раствора.

Газетная. На ней часто печатают газеты. Имеет повышенную скорость впитывания краски, это удобно, когда нужно печатать на высокоскоростных печатных машинах.

. Имеет повышенную гладкость и белизну. Используется для печати высококачественных изданий с большим количеством изображений, каталогов, листовок и т.д.

Картон. Это бумага, тяжелее чем 250 грамм/м2. Применяется для изготовления твердых обложек книг, различных карточек.

Целюльозная. Очень качественная бумага, которая практически на 100 процентов состоит из целлюлозы, применяется для изготовления денежных знаков и ценных бумаг.

Из чего сделана бумага

вырубка леса

После рубки стволы деревьев большими тягачами и железнодорожным транспортом направляется на бумагоделательные комбинаты. Здесь бревна разрезают на меньшие части, и поступают в производственные линии, где измельчается на щепки.

Мы рассмотрели, как делают бумагу из дерева, и вы увидели, насколько важно сдавать макулатуру, и использовать ее повторно в производстве, а также тряпки. Кроме этого, важно на месте срубленного дерева сажать новое.

Производство бумаги требует большого количества деревьев, поэтому оно распространено в тех странах, которые имеют большие массивы деревьев: Финляндия, Россия, Канада.
Теперь вы знаете, как делается бумага.

P.S. Как делается бумага видео: