Как бумага пришла на стол

Размещено на http://www.allbest.ru/

Муниципальное образовательное учреждение

Перевозская средняя общеобразовательная школа

Реферат по химии

Тема:

"Как бумага пришла на стол"

Выполнил: Жидков Дмитрий

ученик 8 "А" класса

Руководитель: Т. И. Щелыванова

учитель химии и биологии высшей категории

Перевоз

2009



Содержание

Введение

1. Как бумага пришла на стол

1.1 Как сваляли книгу

1.2 Тщеславный король Пергама

1.3 Египетский папирус - история и технология

1.4 История китайской бумаги

2. Современное производство бумаги

2.1 Устройство бумагоделательной машины

2.2 Пресс для бумаги

3. Практическая работа "Бумага из макулатуры"

Заключение

Литература

Приложение



Введение

Темой моего реферата является "Как бумага пришла на стол".Читая книгу, отправляя письмо, делая записи в тетради, мы даже и не задумываемся о том, как бумага появилась на свет, и уж тем более сколько материалов ушло на её приготовление. Эти вопросы озадачивают. И я решил во всём разобраться. В школьной жизни, ученик очень часто использует бумагу, например: тетради, учебники, блокноты. Наверно именно мой постоянный контакт натолкнул меня на эту тему.

Цель реферата: изучить историю бумаги, технологию производства.

Задачи:

ь Поведать предположения о возникновении бумаги.

Рассказать:

ь историю самых первых разновидностей бумаги.

ь о современном производстве бумаги.

ь Провести практическую работу.

В поисках материала о бумаге и её разновидностях я пользовался многими источниками, многое о производстве бумаги я узнал из книги Дьяченко - "Рождение книги", также о предположениях о возникновении бумаги в источнике "Живи, Книга!" Тимаева. Общий, нужный материал я встретил также в книге "Большая Российская энциклопедия" В энциклопедии "История народов" я многое узнал о пергаменте и папирусе. Также я дополнил материал своими знаниями и интернет ресурсами.



1. Как бумага пришла на стол

1.1 Как сваляли книгу

В книге Дьяченко я прочитал одну старую историю о том, как изобрели бумагу. Случилось это будто в XI в. в одном итальянском монастыре.

Одного буяна-монаха в наказание заперли в келье -- пусть, мол, посидит, одумается, придет в себя. Но монах не хотел сидеть взаперти. Он считал, что терпит понапрасну. Он бил ногами в дверь, кляня всех на свете.

Никто не отзывался. В бессильной ярости монах разорвал на себе рубаху. Он зубами раздирал ее на куски. Он жевал ее, скрежеща зубами, и выплевывал в бешенстве на стол комочки жеваной ткани. Понемногу гнев остывал. Тут монах заметил, что напакостил. Куча жвачки лежала на столе. Он сгреб в горсть эту кашу и шлепнул ее с размаха о кафельную печь. И завалился спать, обессилев.

Наутро дверь была по-прежнему заперта. Было скучно. Монах слонялся по келье, ища занятие. Вдруг он увидел на печи какую-то сероватую нашлепку. Он отодрал ее и нашел, что сторона, приклеившаяся к кафелю, гладкая, как пергамент. В келье было перо и чернила, и через несколько минут монах, закусив губу, прилежно вырисовывал на лепешке заглавные буквы.

Не слишком правдоподобная история.

Если принять ее на веру, то первая бумажная фабрика, пожалуй, представится так. Сидят люди, жуют рубашки и плюют в потолок. И по временам сдирают с потолка бумажные обои.

А есть еще другая версия, о которой я прочитал в этой же книге Дьяченко.

Среднеазиатские кочевники были замечательными мастерами валять войлок. Как им такими не быть! Льна не сеяли, хлопка не растили, шелковичного червя не разводили. Зато верблюжьей и овечьей шерсти -- хоть завались. Вот и валяли из шерсти войлок, а уж из войлока делали все: одежду, палатки, кошму для кибитки. Войлок у кочевников -- самый первый материал. Из Китая в Среднюю Азию приходили книги. Кочевники вертели книги в руках, хвалили красивую китайскую работу.

Работа чудесная! Книги написаны на бледном хрустящем шелке. Шелк покрыт гибкой сверкающей пленкой прозрачного лака, а по лаку цветной тушью письмена.

Вызывает хан своих мастеров и дает им нахлобучку:

-- Только и умеете, что войлок валять! Смотрите, что делают китайцы... какая прелесть!

-- Не гневись, светлейший хан, -- кланяются мастера. -- Будь уверен -- сделаем не хуже.

-- Где уж вам! Молчите... Вам и ткани такой не выткать!

Мастера спорить с ханом не стали. Был у них план: сделать книгу по-своему.

"Верно, -- думают они, -- такой ткани нам не выткать, но зато войлок-то мы делать умеем". Решили они делать книгу из войлока. Только как свалять тончайший войлок, светлый и прочный, как шелк? Верблюжья шерсть не годится -- слишком груба. Набрали они шелковых лоскутков и стали их толочь, растирать между камнями. Распушили на тончайшие волоконца. И потом все в воду. Мелкие волоконца всплывали на поверхность и сбивались, как пушинки одуванчика в сонном летнем пруду. Они плавали на поверхности воды, как белая пленка. Эта пленка была будущим книжным листом. Ее надо было снять с воды, как снимают пену с супа, шумовкой какой-нибудь. Вместо шумовки взяли густое сито. Вода сцедилась с сита, и на сетке осел слой тончайшего волокна. Его подсушили и легко отодрали от сита. Получился тонкий и прочный лист: крепко слиплись и переплелись тончайшие волоконца. Это был первый лист бумаги. Из бумаги сделали книгу и писали на ней кисточкой из крысиных волос.

Неизвестно, понравилась ли хану книга. Может быть, и нет. Может, он остался при своем и считал, что у китайцев лучше. Кочевники были сплошь неграмотными, книги и бумага их не заботили. Но китайцам бумажная книга очень понравилась. Китайцы мигом сообразили, какая важная вещь бумага. Делать бумагу было много проще и дешевле шелковой ткани. Китайцы писали много книг, и бумага им нужна была позарез.

Я считаю, что не буян-монах и не с бухты-барахты придумали бумагу. Интересный материал об этом я прочитал в интернете. Здесь существует целая история, о чем постараюсь рассказать на страницах своего реферата.



1.2 Тщеславный король Пергама

Однажды король одного из великолепнейших в древности городов Малой Азии -- Пергама -- пожелал устроить в своем дворце библиотеку. Ему хотелось перещеголять знаменитую библиотеку в египетской Александрии. Он с соседями, египетскими царями, не ладил. Ему было бы приятно досадить таким способом. Пергам был уже славен своими тканями, коврами, гончарными изделиями и лекарственными мазями. Король Евмен пожелал прославить его еще и книгами.

Книга в то время стоила очень дорого. Чтобы сделать книгу, брали большой сверток папируса, переписывали на него произведение, которое желали иметь, и клали в хранилище. Полоса папируса наматывалась на стержень, как нитка на катушку.

Папирус умели делать только в Египте. Его делали из стеблей растения, которое росло лишь в Египте, и способ приготовления знали только египтяне. Считалось притом, что необходим ил египетской реки Нил.

Египетские цари из рода Птолемеев решили помешать Евмену прославить его имя и город Пергам. Они запретили вывозить папирус и даже само растение, из которого папирус делали.

Папирус -- вид тростника, вроде нашего камыша, рос на болотистых равнинах Египта и Палестины. Стебель его очищали от листьев и из средней части вырезывали тонкие полоски. Затем их укладывали между гладкими досками, смазывали клеем, прессовали и высушивали на солнце. Получались светло-коричневые листы, тонкие, как полотно, хрупкие, но вполне пригодные для письма. Писали на папирусе палочками с остро отточенными концами. Для письма употребляли либо черные чернила из сажи, либо красные из растительных соков, иногда -- золотой или серебряный порошок.

Самые древние из найденных папирусов имеют давность четыре тысячи лет. Часто они до такой степени высыхали от времени, что рассыпались в порошок при одном прикосновении. Особенно много папирусов найдено в древних гробницах. На одном из них, хранящемся в парижском музее Лувр, изображено, как душа покойника превращается в разных животных -- цаплю, ястреба, ласточку, кошку.

Без папируса, казалось, нельзя устроить библиотеку. Так решили досадить они Евмену.

Но ведь писать приходилось и в иных местах, кроме Египта. Писали на камнях, писали на коре деревьев, писали на кожах. Странно, что не придумали способа писать на тканях, по крайней мере нигде не упоминается такой способ.

Евмен узнал, что пастухи в горах его страны делают записи на коже. Сам ли Евмен придумал, или по его приказу поработали придворные ученые, но скоро в Пергаме нашли способ так приготовлять грубую кожу, что из нее сделалось возможным изготовлять книжные свитки не хуже, чем из папируса. И вот из-за нехватки папируса в Пергаме возникло новое производство -- выпуск пергамента. Так назвали кожу для письма.

Две тысячи книжных свитков собрал Евмен в своем книгохранилище. Все они были написаны на пергаменте. На тысячи лет могли они сохранить для потомков рассказы о жизни того времени, о славных деяниях. И они действительно прославили имя короля Евмена.

Много сотен лет спустя дипломы и всевозможные документы, которые должны были храниться долго, продолжали писать на пергаменте. И этим же именем назвали потом особый сорт бумаги, крепкой и плотной.

Пергамент был гораздо дороже папируса, но зато много прочней и удобнее: на нем можно было писать с двух сторон. Ввиду его дороговизны иногда вытравляли старый текст и заменяли новым. Особенно часто это делалось в средние века. Сколько древних рукописей исторического и научного значения погибло в эту пору!

Свиток папируса или книга на пергаменте были предметами роскоши. За рукопись на пергаменте можно было купить целую виллу.

1.3 Египетский папирус - история и технология

Начну я с того, что бумага была известна издавна и играла весомую роль в жизни людей (документы, напоминания, сохранение опыта людей). Правда в те времена это была не совсем бумага, это был папирус.

Чегодаев М. А. в книге "Папирусная графика Древнего Египта" пишет, что в античную эпоху папирус был основным материалом во всем греко-римском мире, но сохранились папирусы только в Египте благодаря уникальному египетскому климату.

Папирус (греч. рЬрхспт) -- писчий материал, в древности использовавшийся в Египте и других странах. В то время слово

"канцтовар" еще не было известно, но и папирус можно смело отнести к группе канцелярских товаров.

Для изготовления папируса использовалось одноименное растение ('Cyperus papyrus'), принадлежащее к семейству осоковых. В древности дикорастущий папирус был распространен в долине Нила, ныне же он почти вывелся. При изгтовлении писчего материала стебли папируса очищались от кожуры и разрезались вдоль. Получившиеся полоски раскладывали внахлест на ровной повершности. На них выкладывали под прямым углом еще один ряд полосок и помещали под пресс. После сушки лист папируса отбивали молотком. Затем получившиеся листы папируса склеивались в свитки (а в более позднее время -- соединялись в кодексы). Сторона, на которой волокна шли горизонтально, была лицевой (recto). Когда основной текст становился ненужен, обратная сторона могла быть, например, использована для записи литературных произведений (часто, впрочем, ненужный текст просто смывали). В древнем Египте папирусы появились еще в додинастическую эпоху, вероятно, одновременно с изобретением письма. На папирусах писали скорописью, сначала иератическим письмом, а в I тыс. до н.э. -- демотическим. Для записи сакральных текстов использовались курсивные иероглифы. Кроме того на папирусы могли наноситься изображения (известные примеры: Туринский эротический папирус и виньетки Книги мертвых)

Находки греческих папирусов в Египте внесли неоценимый вклад в классическую филологию (их изучением занимается специальная дисциплина -- папирология). Так, например, один папирус сохранил для нас "Афинскую политию" Аристотеля, от которой в противном случае было бы известно только название. Свое положение основного писчего материала в Европе и на Ближнем Востоке папирус стал утрачивать в VIII веке, когда его начала вытеснять завезенная из Китая бумага.



1.4 История китайской бумаги

После изучения материала 1.2. и 1.3. пунктов, сразу напрашивается вопрос - А какая была бумага, и вообще технология её производства в Китае??

Ответ на наш вопрос я нашёл на сейте www/http.

=> Бумажное производство, как полагают, является одним из Четырех Больших Изобретений Древнего Китая, так как первый процесс бумажного производства был развит в Китае в течение начала 2-ого столетия нашей эры. Во время династий Шенг (1600 г. до н.э. - 1050 г. до н.э.) и Жоу (1050 г. до н.э. 256 г. до н.э.) Древнего Китая, документы обычно писались на кости или бамбуке (на табличках, или на бамбуке который разделывали, а затем сшивали и скатывали в свитки), делая документы очень тяжелыми и неудобными для транспортировки. Легкий материал из шелка иногда использовался для написания документов, но был обычно слишком дорогим, чтобы иметь широкое распространение. В то время, как чиновнику китайского двора Династии Хан Чаи Луню приписывают изобретение современного метода бумажного производства из древесной мякоти в 105-м году нашей эры, но открытие письменных экземпляров китайской древности в 2006 году в области Ганьсу в северо-восточном Китае, предполагают, что бумага использовалась древними китайскими вооруженными силами за больше чем 100 лет до открытия Чаи в 8-м году до н.э. Археологически, однако, истинная бумага без письма была найдена в Китае, и датируется временем правления Императора Ву Хана с 2-ого столетия до н.э., использовалась для обертывания или для дополнительной защиты для тонких бронзовых зеркал. Бумага также использовалось для безопасности, например, в дополнение к ядовитой 'медицине' как упомянуто в официальной истории этого периода. Хотя бумага, используемая для того, чтобы писать, стала широко распространенной к 3-ьему столетию, бумага продолжала использоваться как оберточный материал.

Туалетная бумага использовалась в Китае, по крайней мере, с 6-ого столетия нашей эры. В 589 году нашей эры, китайский ученый-чиновник Ян Житуи (531-591 гг. нашей эры) написал: "Бумагу, на которой есть расценки или комментарии от Пяти Классиков или мудрецов, я не осмеливаюсь использовать в туалетных целях". Арабский путешественник в Китае однажды написал о любопытной китайской традиции, связанной с туалетной бумагой в 851 году нашей эры: "Они (китайцы) не осторожны относительно чистоты, и они не моются водой, когда совершили свои потребности; они только вытирают себя бумагой". Туалетная бумага продолжала быть цененной потребностью в Китае, так как это было во время господства Императора Хоньджу в 1393 году нашей эры, поскольку Бюро Имперских Поставок (Бао Чао Си) произвело 720 000 листов туалетной бумаги для всего двора (дешевая бумага производилась из соломы риса). Для одной только семьи императора, было сделано 15 000 специальных листков бумаги в светло-желтом оттенке, и даже эта бумага имела различные ароматы. Даже в начале 14-ого столетия, в течение середины Династии Юань, количество туалетной бумаги, произведенной для одной только современной области Чжэцзяна, составляло десять миллионов пакетов, которые содержали 1000 - 10000 листов туалетной бумаги каждый. Во время Династии Танг (618-907 гг. н.э.) бумага была согнута и сшита в квадратные сумки, чтобы сохранить аромат чая. Во время того же самого периода есть записи, что такой чай подавался из корзин с разноцветными бумажными стаканчиками и бумажными салфетками различного размера и формы. Во время китайской Династии Сонг (960-1279 гг. н.э.) правительство не только дало приказ произвести первые известные напечатанные на бумаге деньги в мире, или банкноты, но бумажные деньги, которые были подарками для правительственных чиновников, были обернуты в специальных бумажных конвертах.

Распространение бумаги за пределы Китая было достаточно сложным, поскольку требовался инструктаж в производственном процессе, а китайцы отказывались разделить свои тайны с другими народами. Бумага была тонкой и прозрачной, не как современная западная бумага, и таким образом, на ней можно было писать только с одной стороны. Технология была сначала передана Корее в 604 году н.э., а затем импортирована в Японию буддистскими священниками, приблизительно в 610 году н.э., где использовались волокна из тутового дерева.



2. Современное производство бумаги

2.1 Устройство бумагоделательной машины

Начальным звеном в технологической цепочке изготовления бумаги служит открытый склад древесного сырья, называемый лесной биржей. Такие склады есть у каждого целлюлозно-бумажного предприятия. Они размещаются на обширных территориях за производственными корпусами, часто на берегах водоёмов, где устроены порты или причалы для приёма сплавленной древесины. Для изготовления некоторых видов бумаги используют сырьё хвойных и лиственных пород. Газетная бумага вырабатывается только из ели, так как у еловой древесины наибольшее количество тонких и длинных волокон и наименьшее содержание смолистых веществ. Целлюлозу лиственных пород могут смешивать с хвойной целлюлозой. Короткие и жесткие волокна лиственной древесины и длинные и эластичные хвойной образуют массу, из которой получают бумагу с хорошими свойствами. Технологическая схема производства бумаги (картона) состоит из следующих процессов:

приготовления бумажной массы, включающего операции по массному размолу волокон, проклейке, наполнению и крашению массы; аккумулирования бумажной массы; разбавления массы водой до необходимой концентрации; очистки от посторонних включений и узелков;

изготовления бумаги (картона) на бумагоделательной (картоноделательной) машине, включающего отлив бумажного (картонного) листа, его прессование, сушку, отделку и намотку в рулон; отделки и переработки бумаги (картона), включающих суперкаландрирование, перемотку, резку и упаковку.

Массный размол волокнистых полуфабрикатов.

Размолом называется процесс специальной механической обработки растительных волокон в присутствии воды, выполняемый в размалывающих машинах-мельницах. Размол является одним из важнейших процессов бумажного производства, позволяющих в широком интервале значений изменять многие свойства бумаги. Производится размол волокон в машинах непрерывного действия (в конических, цилиндрических и дисковых мельницах). Общим для размалывающих аппаратов является то, что, работа их основана на принципе скрещивающихся ножей и трущихся поверхностей.

Проходя между ножами размалывающих машин, волокна подвергаются воздействию механических и гидродинамических сил, приводящему к протеканию сложных физико-химических и коллоидных процессов в структуре волокон. В результате происходят некоторое укорочение волокон (рубка), поверхностное расщепление и расчесывание в продольном направлении фибриллярной структуры клеточной стенки на фибриллы (поверхностное фибриллирование), набухание и гидратация волокон. Волокна становятся более мягкими, повышается их эластичность и пластичность. В процессе фибриллирования ослабляются и разрушаются связи между отдельными фибриллами клеточной стенки волокон. На поверхности фибрилл образуется "начес" тонкого пухообразного материала, состоящего из целлюлозных молекул. В результате увеличивается удельная поверхность волокон и число свободных гидроксильных групп, способствующих лучшему контакту и соединению отдельных волокон в бумажный лист. Увеличение удельной поверхности волокон и высвобождение гидроксильных групп повышает способность волокон удерживать воду.

В зависимости от режима размола можно получать бумажную массу различной степени помола: от низкой (садкая масса) до высокой (жирная масса). Для получения садкой массы размол ведут в режиме, обеспечивающем преимущественно рубку волокон над поверхностным фибриллированием. В процессе формования листа бумаги масса низкой степени помола (садкая) быстро оседает на сетке, легко обезвоживается и образует рыхлую и пористую структуру листа. Для высокой степени помола массы (жирная масса) характерно преобладание фибриллированных волокон с хорошо разработанной поверхностью, которые труднее обезвоживаются на сетке бумагоделательной машины и образуют плотную, сомкнутую и прочную структуру листа. Характер помола массы выбирают в зависимости от вида и качества вырабатываемой бумаги и картона.

Прочность бумаги характеризуется рядом показателей: сопротивлением разрыву, излому, продавливанию, надрыву и раздиранию, для каждого вида и сорта бумаги имеющим определенное значение, и в общем зависит от прочности волокон, их длины, прочности связи между волокнами и структуры бумажного листа.

Лист бумаги при испытании разрывается по наиболее слабому месту. Этим слабым местом в большинстве случаев являются не сами волокна, а связи между ними. При разрыве листа по обе стороны в месте разрыва наблюдается преимущественное вытаскивание волокон из толщи листа, что указывает на разрыв связи между ними. И только часть волокон рвется в поперечном направлении.

Основными факторами, влияющими на качество помола целлюлозы, являются: продолжительность размола, удельное давление между ножами мельниц, концентрация массы, тип размалывающей гарнитуры, окружная скорость ротора или барабана, температура массы при размоле. К управляемым факторам относятся продолжительность, удельное давление, концентрация и температура массы.

Для размола волокнистых полуфабрикатов на предприятиях, вырабатывающих массовые виды бумаги и имеющих большую производительность, применяются дисковые мельницы. Массный размол проводится в однодисковых и сдвоенных мельницах с закрытой камерой, которые обеспечивают производительность до 650 т/сут.

Широкое применение дисковых мельниц обусловлено быстрым развитием производства волокнистых полуфабрикатов высокого выхода. Они вытесняют другие виды размалывающего оборудования (конические мельницы, роллы) благодаря следующим преимуществам: возможности размола при высокой концентрации массы (до 40%); более низкому удельному расходу энергии; большой единичной мощности и производительности, компактности, простоте конструкции; более широкой области применения (размол целлюлозы, полуфабрикатов высокого выхода, древесной щепы, отходов сортирования древесно-массного и целлюлозного производств); возможности получения более однородной по структуре массы.

Основные рабочие элементы мельницы - статор (корпус) и ротор - выполнены в виде конусов. Внутреннюю поверхность статора и внешнюю поверхность ротора образуют сменные ножевые рубашки. Зазор между ножами статора и ротора регулируется перемещением (присадкой или вылегчиванием) ротора вдоль его оси при помощи присадочного механизма. При работе мельницы движение массы осуществляется в направлении от малого диаметра ротора к большему. Производительность мельницы но воздушно-сухому волокну 4-16 т/сут, частота вращения ротора 1000 мин-1, площадь поверхности соприкосновения гарнитуры ротора и статора 0,40 м2.

Проклейка.

Назначение проклейки - придание бумаге или картону ограниченных впитывающих свойств по отношению к воде, чернилам, типографской краске и другим жидкостям и улучшение многих других физико-механических свойств. При неограниченном впитывании (у неклееной бумаги), например, чернил, они будут впитываться в толщу листа бумаги, расходиться и проходить на его обратную сторону. Полное отсутствие впитывающих свойств будет вызывать стекание чернил с поверхности бумаги. Первое и второе явление делают бумагу непригодной для письма и печати. Поэтому процесс проклейки призван обеспечивать для каждого конкретного вида бумаги и картона свою строго определенную впитывающую способность, которая оценивается степенью проклейки.

Различают поверхностную проклейку и проклейку в массе. Поверхностную проклейку осуществляют нанесением крахмального или животного клея на поверхность готовой бумаги. Применяется она для производства некоторых специальных высокосортных видов бумаги - документной, чертежной, картографической и др. Подавляющее большинство видов бумаги и картона проклеивается введением проклеивающих веществ в бумажную массу перед отливом бумажного листа, т. е. проклеивается в массе. Для проклейки в массе применяют гидрофобные (водоотталкивающие) вещества, а процесс проклейки все чаще называют гидрофобизацией бумаги или картона. Основным гидрофобизующим веществом является канифоль, выделяемая из смолы хвойных древесных пород. Канифольная или смоляная проклейка бумаги была изобретена в 1807г. Иллигом.

На многие предприятия проклеивающие вещества поступают в виде готового клея - клея-пасты (это сваренный клей, но еще не разведенный водой). После разбавления водой до требуемой концентрации он готов к применению. Это исключает необходимость иметь на предприятии клееварочное отделение, и, что важнее, клей всегда получается стабильным и высококачественным. В перспективе планируется все предприятия перевести на использование клея-пасты, поставляемого централизованно с нескольких клееварочных заводов.

Наполнение.

Под наполнением бумаги понимают введение в композицию бумаги минеральных веществ-наполнителей для улучшения ее качества и экономических показателей. Введением наполнителей в композицию бумаги достигаются следующие цели: снижается себестоимость производства бумаги, так как стоимость наполнителя ниже стоимости волокон, часть которых заменяется наполнителем; повышается белизна бумаги, поскольку почти все наполнители имеют более высокую степень белизны, чем волокна; существенно увеличивается гладкость поверхности бумаги за счет заполнения частичками наполнителя пор и неровностей между волокнами на шероховатой поверхности листа; уменьшается непрозрачность бумаги, что дает возможность писать и печатать с обеих сторон листа; улучшается равномерность просвета; увеличивается мягкость и пластичность - бумага меньше "шумит" при перелистывании; снижается объемная масса, пористость и, следовательно, впитываемость типографских красок и т. п.

О содержании наполнителя в бумаге судят по показателю зольности бумаги, который определяют по массе прокаленного остатка после сжигания навески бумаги и выражают в % к массе бумаги. Зольность бумаге придает в основном наполнитель, так как естественная зольность волокон менее 1%.

По зольности бумагу делят на четыре группы: бумага с естественной зольностью - фильтровальная, электроизоляционная, основа для фибры и пергамента, жиронепроницаемая; наполнители не вводятся;

бумага малозольная (с зольностью до 5%)-газетная, мундштучная, обойная и др.; в этих видах бумаги важно сохранить механическую прочность, поэтому повышение содержания наполнителей, существенно снижающих механические показатели бумаги, нецелесообразно;

бумага средней зольности-писчая с зольностью до 6-8%, некоторые виды бумаги для печати с зольностью до 15%; в эти виды бумаги наполнитель вводится в ограниченных количествах;

бумага высокозольная (зольность свыше 15%)-это типографская, для глубокой печати и др.; для этих бумаг важно иметь хорошие печатные свойства и высокую непрозрачность, поэтому содержание наполнителя в них большое.

Общим недостатком введения наполнителей является заметное снижение механической прочности и степени проклейки бумаги. Кроме того, с увеличением содержания наполнителей в большей степени обнаруживается пылимость бумаги - явление отделения от поверхности бумаги мелких волокон, частиц наполнителя, проклеивающих веществ. Этот эффект резко ухудшает качество печати-бумажная пыль прилипает к печатной форме, забивает набор и клише.

Крашение и подцветка. С целью придания бумаге приятных эстетических свойств многие ее виды производят цветными, например: афишную, обложечную, писчую цветную, бумагу для спичечных коробков, конвертную, салфеточную, упаковочные виды и др. Различают крашение бумаги и подцветку. В процессе крашения бумаге придается необходимый цвет, а при подцветке - определенный цветовой оттенок, для чего в бумажную массу перед изготовлением бумаги вводят соответствующие красители. Крашение бумаги является сложным процессом, так как окраске подвергается бумажная масса, в большинстве случаев состоящая из нескольких разнохарактерных волокнистых, наполняющих и проклеивающих частиц, которые имеют различную восприимчивость к одному и тому же красителю; поэтому для получения качественно окрашенной бумаги очень важно правильно подобрать краситель.

В бумажной промышленности нашли применение в основном красители органического происхождения: основные, кислотные, прямые, а также некоторые минеральные пигменты. Применяемые красители имеют много различных цветов и оттенков и обладают высокой красящей способностью.

Для изготовления бумаги и картона применяют два типа бумагоделательных машин: плоскосеточные и круглосеточные. Первые используются для производства бумаги, вторые - картона. Основное отличие машин состоит в том, что в плоскосеточных машинах формирование бумажного полотна осуществляется на движущейся горизонтальной сетке, а в круглосеточных - полотно формуется на вращающейся цилиндрической сетке.

Устройство

бумагоделательной машины.

Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой, сушильной и отделочной частей и привода. Кроме того, к ней относятся машинный бассейн для аккумулирования бумажной массы перед подачей на машину, оборудование для рафинирования, подмола и очистки массы, насосы для подачи воды и массы, вакуумные насосы, устройства для переработки брака, бассейны оборотной воды, приточно-вытяжная вентиляционная система, регулирующие и контрольно-измерительные приборы. Более детальное устройство основных частей плоскосеточной машины и их назначение рассмотрим на примере современной отечественной широкоформатной скоростной бумагоделательной машины Б-15 для производства газетной бумаги.

Сеточная часть предназначена для формования и обезвоживания бумажного полотна и включает напорный ящик и сеточный стол. Напорный ящик предназначен для равномерного и непрерывного напуска массы на сетку по всей ее ширине. Сейчас широко применяются закрытые напорные ящики, в которых требуемый напор массы создается давлением воздушной подушки. Бумажная масса на сетку выливается при помощи напускного устройства, обеспечивающего выход ее с одинаковой скоростью и в одинаковом количестве по всей ширине сетки, подачу массы спокойным потоком, без перекрещивания струй, завихрений и хлопьеобразований.

Сеточный стол представляет собой горизонтальную плоскость, образованную сеткой, натянутой между грудным валом и отсасывающим гауч-валом. Обратная (нижняя) ветвь сетки поддерживается сетковедущими, сеткоправильными и сетконатяжными валиками. Натяжение сетки осуществляется сетконатяжными валиками, а сеткоправильные валики служат для предотвращения сползания сетки в стороны от продольной оси стола. В движение сетка приводится сеткоповоротным (сетковедущим) валом (он расположен под пересасывающим валом) или одновременно сеткоповоротным и гауч-валом.

Сетка является основным элементом сеточного стола. На ней происходит формование бумажного полотна из бумажной массы. При помощи сетки приводятся в движение грудной вал и все остальные валики сеточного стола. При выполнении технологических функций сетка подвергается интенсивному механическому и химическому воздействию, поэтому она должна обладать достаточной прочностью на разрыв, изгиб, истирание и быть кислотоустойчивой. Она должна иметь хорошую водопропускную способность и высокую плотность, чтобы по возможности меньше мелких волокон уходило с оборотной водой и менее заметной была маркировка бумаги (оттиск сетки на стороне полотна бумаги, соприкасающегося с сеткой при формовании).

Под верхней ветвью сетки, по направлению ее хода последовательно грудного до гауч-вала, расположены: формующая доска или ящик, гидропланки или регистровые валики, отсасывающие ящики. Основное назначение этих элементов - формование бумажного полотна за счет создания режима обезвоживания бумажной массы на сетке требуемой интенсивности, а также поддержание сетки от провисания между грудным и гауч-валом.

В современных быстроходных бумагоделательных машинах регистровые валики уступили место гидропланкам и мокрым отсасывающим ящикам. Это обеспечивает качественное формование структуры полотна бумаги при более интенсивном процессе его обезвоживания.

Прессовая часть служит для дальнейшего механического обезвоживания полотна бумаги после сеточного стола. В большинстве бумагоделательных машин прессовая часть состоит из 2-3 двухвальных прессов. Машины, предназначенные для выработки бумаги из массы жирного помола, имеют 4-5 прессов. Обычный пресс имеет 2 вала: верхний, гранитный или стонитовый, и нижний, металлический, облицованный резиной. Интенсивность обезвоживания в прессе регулируется давлением между валами, создаваемым прижимом, или вылегчиванием одного из валов (обычно верхнего). В каждом прессе имеется сукно, охватывающее один из валов. Сукно устанавливается и поддерживается в рабочем положении при помощи сукноведущих, сукнонатяжных, сукноразгонных и сукноправильных валиков. Основное назначение сукон - предохранение структуры полотна бумаги от раздавливания во время прессования, впитывание влаги, транспортирование слабого сырого полотна в прессе и его передача в следующий пресс. При проходе пресса бумага одной стороной лежит на сукне и получает от него маркировку, а другой - соприкасается с верхним гладким валом. В результате чего одна сторона бумаги сглаживается, а другая нет. Для сглаживания ее поверхности часто устанавливают обратный пресс, в котором сторона бумаги, соприкасавшаяся в предыдущем прессе с сукном, контактирует с гладким валом пресса. Развитием прессовой части машин для интенсификации процесса прессования бумаги, вместо обычных прессов является установка отсасывающих и сдвоенных прессов. Каждый из этих прессов приводится в движение строго от индивидуального привода.

Сушильная часть служит для окончательного обезвоживания полотна бумаги испарением влаги. Сушильная часть состоит из сушильных цилиндров, расположенных в два яруса в шахматном порядке. Сушильный цилиндр - это полый стальной цилиндр диаметром 1500 или 1800 мм, изнутри обогреваемый паром. Поверхность цилиндров, как и прессовых валов, имеет высокую степень обработки - она отшлифована и отполирована. Цилиндры рассчитаны на рабочее давление 0,35 МПа. Число цилиндров зависит от вида вырабатываемой бумаги и скорости машины.

Отделочная часть состоит из машинного каландра и наката. Установленный между сушильной частью и накатом машинный каландр служит для повышения лоска, гладкости и объемной массы большинства видов бумаги. Каландр состоит из 5-8 горизонтально один над другим расположенных валов, приводящихся в движение от нижнего вала. Поверхность валов шлифуют и полируют. Линейное давление между валами регулируют механизмом прижима и подъема. В процессе работы от трения валы сильно разогреваются, поэтому для охлаждения валов каландра предусмотрена система их охлаждения.



2.2 Пресс для бумаги

Иногда для поверхностной обработки бумаги и картона (проклейки, окраски, пропитки и др.) в процессе ее изготовления на бумагоделательной машине в сушильной части устанавливают клеильный пресс.

После машинного каландрирования бумага поступает на накат, где наматывается в рулон. В настоящее время почти на всех современных машинах применяют периферические накаты барабанного типа. Основной их частью является чугунный барабан диаметром 1200 мм, который вращается от привода бумагоделательной машины. Окружная скорость барабана равна скорости изготовления бумажного полотна. Намотка рулона бумаги осуществляется на тамбурный валик, который специальным устройством прижимается к барабану, обеспечивая равномерную и плотную намотку бумаги.

Привод бумагоделательной машины предназначен для привода в движение всех частей бумагоделательной машины. Он обеспечивает плавное изменение скорости отдельных частей в определенных пределах, строгое постоянство скорости приводимых частей при установившемся режиме работы машины. Пределы изменения регулирования скоростей зависят от вида вырабатываемой бумаги.

Технологический процесс изготовления бумаги (картона) включает следующие основные операции: аккумулирование бумажной массы; разбавление ее водой до необходимой концентрации и очистку от посторонних включений и узелков; напуск массы на сетку; формование бумажного полотна на сетке машины; прессование влажного листа и удаление избытка воды: сушку; машинную отделку и намотку бумаги (картона) в рулон. В технологическом потоке производства бумаги бумагоделательная машина - самостоятельный агрегат, основные узлы которого установлены строго последовательно вдоль монтажной оси.

Аккумулирование.

Приготовление бумажной массы проводят в размольно-подготовительном отделе. Потоки волокнистых, наполняющих, проклеивающих, окрашивающих и других материалов, составляющих композицию данного вида будущей бумаги, направляются в дозатор или составитель композиции, где они непрерывно и строго дозируются в заданном соотношении, а затем поступают в мешальный бассейн. В этом бассейне масса тщательно перемешивается и аккумулируется (накапливается).

Рафинирование.

Рафинирование бумажной массы производится перед ее подачей на машину в аппаратах непрерывного действия - конических и дисковых мельницах. В процессе рафинирования бумажной массы происходит выравнивание степени помола массы, устранение пучков волокон и некоторый подмол массы. Для этого мельницы устанавливают после машинного бассейна непосредственно перед бумагоделательной машиной.

Подача массы на бумагоделательную машину.

По выходе из машинных бассейнов масса при концентрации 2,5- 3,5% дозируется и направляется на бумагоделательную машину. Перед поступлением на машину она разбавляется оборотной водой, очищается от посторонних загрязнений, а также от узелков и комочков. Для поддержания постоянной массы 1 м2 вырабатываемой бумаги необходимо, чтобы в единицу времени на сетку машины поступало одно и то же количество массы, при этом скорость машины должна быть постоянной. Скорость машины изменяют при переходе на выработку другого вида бумаги.

На современных бумагоделательных машинах массу 1 м2 вырабатываемой бумаги поддерживают постоянной автоматическими регуляторами. На бумагоделательную машину массу подают с помощью насоса и ящика постоянного напора. Масса, поступающая на бумагоделательную машину, разбавляется водой в смесительном насосе. Разбавление необходимо, во-первых, для последующей очистки массы, так как из густой массы трудно удалять загрязнения, и, во-вторых, для лучшего формования бумаги на сетке бумагоделательной машины.

Формирование бумажного листа на сетке бумагоделательной машины.

Бумажная масса, разбавленная до необходимой концентрации и очищенная от посторонних включений, поступает в напорный ящик бумагоделательной машины. Необходимая степень разбавления массы для отлива бумаги на сетке бумагоделательной машины зависит от массы 1 м2 бумаги, рода волокна и степени помола массы. Формирование бумажного листа на сетке бумагоделательной машины. Бумажная масса, разбавленная до необходимой концентрации и очищенная от посторонних включений, поступает в напорный ящик бумагоделательной машины. Необходимая степень разбавления массы для отлива бумаги на сетке бумагоделательной машины зависит от массы 1 м2 бумаги, рода волокна и степени помола массы.

Напуск массы на сетку

Эта операция осуществляется при помощи напускного устройства - напорного ящика. Для нормальной работы машин при скоростях 450-500 м/мин требуется напор массы в напорном ящике 2,5-3 м, при скорости 600 м/мин - около 4,2 м и т. д. Напускное устройство обеспечивает напуск бумажной массы на бесконечную сетку, движущуюся в направлении от грудного к гауч-валу, с одинаковой скоростью и в одинаковом количестве по всей ширине сетки. Напуск массы осуществляется почти параллельно сетке без всплесков. Скорость напуска массы на сетку должна быть на 5-10% ниже скорости сетки. Если скорость массы значительно отстает от скорости сетки, то увеличивается продольная ориентация волокон (ориентация в машинном направлении) и прочность бумаги в продольном направлении.

Формирование бумажного листа (отлив).

Формирование, или отлив, бумажного листа представляет собой процесс объединения волокон в листовую форму с созданием определенной объемной капиллярно-пористой структуры. Этот процесс осуществляется на сеточной части бумагоделательной машины постепенным и последовательным удалением воды из бумажной массы (обезвоживанием). Режим обезвоживания, начинаемый в начале сеточного стола и заканчиваемый сушкой бумаги в сушильной части, на всех этапах технологического процесса оказывает существенное влияние на качество бумаги и производительность машины.

Прессование.

После сеточной части бумажное полотно поступает в прессовую, состоящую обычно из нескольких прессов, на которых оно последовательно обезвоживается до сухости 30-42%. Для интенсификации обезвоживания полотна в прессовой части применяют прессы с желобчатыми валами и повышенным линейным давлением между ними. Важное значение для обезвоживания полотна имеют надлежащий подбор сукон и их кондиционирование. Бумажное полотно, сформованное в сеточной части, автоматически вакуум-пересасывающим устройством передается на сукно прессовой части. Современные конструкции комбинированных многовальных прессов обеспечивают прохождение бумаги без свободных участков (участков, где полотно бумаги не поддерживается сукном), что позволяет осуществить безобрывную проводку бумаги в прессовой части.

Сушка бумагоделательный каландрирование лист макулатура

В сушильной части бумагоделательной машины бумажное полотно обезвоживается до конечной сухости 92-95%. В процессе сушки удаляется 1,5-2,5 кг воды на 1 кг бумаги, что примерно в 50-100 раз меньше, чем на сеточной и прессовой частях машины. При сушке одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость бумаги. От режима сушки зависят объемная масса, впитывающая способность, воздухопроницаемость, прозрачность, усадка, влагопрочность, степень проклейки и окраска бумаги.

Бумажное полотно, проходя по сушильным цилиндрам, поочередно соприкасается с нижними и верхними цилиндрами то одной, то другой своей поверхностью. Для лучшего контакта между цилиндрами и бумагой и облегчения заправки применяют сушильные сукна (сетки), охватывающие сушильные цилиндры примерно на 180°.

Сушка бумаги на сушильном цилиндре состоит из двух фаз: на нагретой поверхности цилиндра под сукном и на участке свободного хода, т. е. когда бумажное полотно переходит с одного цилиндра на другой. В первой фазе, под сукном, испаряется основное количество влаги: на тихоходных машинах до 80-85%, на быстроходных до 60-75% всей влаги, испаряемой в сушильной части машины. Во второй фазе, на участках свободного хода влага испаряется с обеих сторон бумаги за счет тепла, поглощенного бумагой в первой фазе сушки. При этом бумага в зависимости от скорости машины претерпевает понижение температуры на 4-15°. При падении температуры снижается скорость сушки, особенно на тихоходных машинах, так как на них падение температуры полотна бумаги больше, чем на быстроходных. С повышением скорости машины количество испаряемой воды на участке свободного хода бумаги увеличивается. С уменьшением количества воды в бумажном полотне интенсивность сушки на свободном участке понижается.

Температуру сушильных цилиндров повышают постепенно, что способствует улучшению качества бумаги и завершению процесса проклейки. В конце сушильной части температуру поверхности цилиндров снижают, так как высокая температура при небольшой влажности бумаги действует на волокна разрушающе.

Отделка. После сушки бумажное полотно с целью уплотнения и повышения гладкости проходит через машинный каландр, состоящий из расположенных друг над другом 2-8 валов. Полотно, огибая поочередно валы каландра, проходит между ними при возрастающем давлении. Современные машинные каландры снабжаются механизмами прижима, подъема и вылегчивания валов. Нижний вал и один из промежуточных выполняются с регулируемым прогибом, что позволяет применять высокие давления в захватах валов при сохранении равномерности давления по ширине полотна. Пройдя каландр, бумажное полотно непрерывно наматывается на тамбурные валы в рулон диаметром до 2500 мм. Перезаправка с одного тамбурного вала на другой осуществляется при помощи специальных механизмов и устройств.

После бумагоделательной машины бумага поступает на продольно-резательный станок и далее к упаковочной машине. Для получения более высоких показателей плотности, гладкости и лоска большинство видов бумаги для печати, писчей и технической пропускают через супер каландр.

Размещение бумагоделательных машин. Бумаго- и картоноделательные машины размещаются на двух этажах. Основные узлы машины, где формируется, обезвоживается и наматывается полотно, размещаются на втором этаже, а вспомогательное оборудование технологических коммуникаций - на первом. На первом этаже устанавливается также оборудование для переработки мокрого (гауч-мешалка) и сухого (гидроразбиватель) брака, станция централизованной смазки и др.



3. Практическая работа "Бумага из макулатуры"

В состав бытового мусора входит бумага - это старые газеты, коробки, фантики и т.д. Выбрасывая бумагу, мы даже не задумываемся о том, что её можно использовать вновь. Ведь из макулатуры можно опять получить бумагу. И не только это. Сбор и переработка макулатуры сохраняют деревья, которых и без того остается с каждым годом меньше на Земле.

Цель работы: получить бумагу из макулатуры в быту.

Оборудование: старая бумага, вода, ведро, тазик, железная решетка, полотенце, груз, ароматизаторы.

Ход работы.

1. Старую бумагу (газеты, журналы) разорвать на мелкие кусочки, поместить массу в ведро или таз и залить водой (вечером).

2. Утром помешать массу, можно добавить краситель (из коры, из шелухи лука).

3. Отжать избыток воды, перенести в ванночку или тазик, добавить объём воды, равный бумажной массе.

4. Кусок решётки погрузить в бумажную массу и поднять снова. Решётка должна быть покрыта слоем бумажной массы.

5. На лист бумаги положить ткань (полотенце), а на неё быстро положить решётку бумажной массой вниз, придавить решётку, забрать избыток бумажной массы.

6. Убрать решётку, покрыть массу другим куском ткани и повторяем действия, пока не израсходуется вся масса, затем накрыть "слоёный пирог" грузом.

7. Спустя несколько часов развернуть и разложить листы бумаги для просушки.

Для ароматизированной бумаги можно добавить в раствор духи или мяту. А для получения узора, можно положить трафарет или листья между слоями.

Вывод: выполнив практическую работу, мне удалось получить настоящую бумагу, которую видите на данном рисунке. Моя бумага получилась, конечно, не очень высокого качества, но я считаю, что её можно использовать для картона, упаковочного материала, а если сделать тонкие слои, то можно изготовить салфетки, экономить деньги на туалетной бумаге. А главное переработка макулатуры, поможет сохранить какую-то часть деревьев, которые нам так необходимы для поддержания кислорода в воздухе.

Картонная упаковка.



Заключение

Проделав работу с этим рефератом, я узнал для себя много нового и интересного, понял необходимость бумаги в жизни человека, и весь сложный процесс производства. Но кроме интереса во мне проснулось ещё и возмущённое удивление, точнее даже, наверно, ужас. Я не указывал, но уверен что люди знают эти прискорбные цифры - обозначающие вырубку деревьев в год. С такими успехами человечество просто изживёт себя со света, ведь принцип бумеранга - вечен! Я проделал опыт с получением бумаги из макулатуры дома, получив неплохие результаты, уверен в следующем - если сейчас взяться за голову и попытать наладить производство по переработке макулатуры (хоть это будет, думаю, и затратно) то в ближайшем будущем человечество сможет спасти значительную часть биосферы планеты. В такой ситуации сильно обижает тот факт, что некоторые люди живут по принципу "на наш век хватит".



Литература

1. Большая Российская энциклопедия" в 30-ти томах. Т.15 - М.,советская энциклопедия, 1974г - 631с.

2. Дьяченко А. В. Рождение книги, - М. , 1987

3. Тимаев М.И. Живи, Книга!, - М. , Просвещение, 1975

4. Чегодаев М. А. Папирусная графика Древнего Египта, - М., 1967

5. Энциклопедия "История народов", - М., Просвещение, 1979

6. http://www.piramida-tekstil.ru/catalog/rubric_24/product_56.html )

7. http://www.ktopridumal.ru/paper.html

8. http://www.calculate.ru/book-refpaper-3.html



Приложение

Интересные вещи!

Самой большой книгой в мире считается древнейшая летопись, высеченная на стенах храма в Фивах в Греции. Каменные страницы этой летописи достигают 40 метров в ширину.

Наибольшее число бумажных страниц содержит китайская энциклопедия XVII в. -- в ней 853 456 страниц.

Самой маленькой можно считать книжку, изданную в 1896 г. в итальянском городе Падуе. В ней напечатано письмо Галилея. Точный размер книги-малютки -- 16 x 11 миллиметров, что равно примерно величине ногтя на большом пальце руки.

Первой газетой в мире считается китайская газета "Конгэое", которая выходит без перерыва уже 1047 лет.

Самой большой библиотекой в мире является Российская государственная национальная библиотека в Москве, она имеет более 25 миллионов книг на 173 языках.

Самой маленькой библиотекой в мире считают библиотеку в индийском городе Амритсаре, где хранится одна священная книга.

Размещено на Allbest.ru