stringtranslate.com

Производство бумаги

Лист волокон, только что собранных из жидкой суспензии с помощью сита. Следующие шаги — прессовать его и сушить.
Алмазная сутра китайской династии Тан , старейшая датированная печатная книга в мире, найденная в Дуньхуане в 868 году нашей эры.

Производство бумаги — это производство бумаги и картона , которые широко используются для печати, письма и упаковки, а также для многих других целей. Сегодня почти вся бумага производится с использованием промышленного оборудования , а бумага ручной работы сохранилась как специализированное ремесло и средство художественного самовыражения .

При производстве бумаги разбавленную суспензию, состоящую в основном из отдельных целлюлозных волокон в воде, пропускают через сито, так что образуется мат из хаотично переплетенных волокон. Вода далее удаляется из этого листа путем прессования, иногда с помощью всасывания, вакуума или нагревания. После высыхания получается плоский, однородный и прочный лист бумаги.

До изобретения и нынешнего широкого распространения автоматизированного оборудования вся бумага изготавливалась вручную, формировалась или укладывалась по одному листу специализированными рабочими. Даже сегодня те, кто делает бумагу вручную, используют инструменты и технологии, очень похожие на те, которые существовали сотни лет назад, первоначально разработанные в Китае и других регионах Азии, или те, которые были модифицированы в Европе. Бумага ручной работы по-прежнему ценится за свою уникальность и квалифицированную работу при изготовлении каждого листа, в отличие от более высокой степени единообразия и совершенства при более низких ценах, достигнутых среди промышленной продукции.

История

Ранняя сианьская конопляная бумага, датированная как минимум 87 г. до н.э.

Конопляная бумага использовалась в Китае для упаковки и набивки с восьмого века до нашей эры. [1] Бумага с разборчивыми китайскими надписями датирована 8 г. до н.э. [2] Традиционно изобретателем считается Цай Лунь , чиновник при императорском дворе во времена династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.), который, как говорят, изобрел бумагу около 105 г. н. э., используя шелковицу и другие лубяные волокна , а также рыболовные сети, старые тряпки и конопляные отходы. [3] Бумага, используемая в качестве средства письма, получила широкое распространение к III веку [4] , а к VI веку туалетная бумага начала использоваться и в Китае. [5] Во времена династии Тан (618–907 гг. н.э.) бумагу складывали и зашивали в квадратные мешки , чтобы сохранить аромат чая, [1] в то время как более поздняя династия Сун (960–1279 гг. н.э.) была первым правительством, выпустившим бумажные пакеты. напечатанные деньги.

В 8 веке производство бумаги распространилось в исламском мире , где процесс был усовершенствован, и было разработано оборудование для массового производства. Производство началось в Самарканде , Багдаде , Дамаске , Каире , Марокко , а затем в мусульманской Испании . [6] В Багдаде изготовление бумаги находилось под наблюдением великого визиря Джафара ибн Яхьи . Мусульмане изобрели способ изготовления более толстого листа бумаги. Это нововведение помогло превратить производство бумаги из искусства в крупную отрасль промышленности. [7] [6] Самое раннее использование водяных мельниц в производстве бумаги, в частности, использование целлюлозных мельниц для подготовки целлюлозы для изготовления бумаги, относится к Самарканду в 8 веке. [8] Самые ранние упоминания о бумажных фабриках также происходят из средневекового исламского мира , где они были впервые отмечены в 9 веке арабскими географами в Дамаске . [9]

Традиционное производство бумаги в Азии использует внутренние волокна коры растений. Это волокно замачивают, готовят, промывают и традиционно вручную отбивают, чтобы получить бумажную массу. Длинные волокна накладываются слоями, образуя прочные полупрозрачные листы бумаги. В Восточной Азии три традиционных волокна — это абака , кодзо и гампи . В Гималаях бумагу производят из растения локта . [10] Эта бумага используется для каллиграфии, печати, книжного искусства и трехмерных работ, включая оригами . В других странах Юго-Восточной Азии слонов кормят большим количеством крахмалистой пищи, так что их фекалии также можно использовать для изготовления бумаги. Ее можно найти в лагерях по сохранению слонов в Мьянме, где бумага продается для финансирования деятельности организации. [ нужна цитата ]

В Европе были разработаны формы для изготовления бумаги с использованием металлической проволоки, а такие особенности, как водяной знак, были хорошо известны к 1300 году нашей эры, в то время как конопляные и льняные тряпки были основным источником целлюлозы, а хлопок в конечном итоге взял верх после того, как южные плантации начали производить этот продукт в больших количествах. [10] Производство бумаги изначально не было популярно в Европе из-за отсутствия многих преимуществ перед папирусом и пергаментом . Лишь в 15 веке, с изобретением подвижного типа печати и спросом на бумагу, многие бумажные фабрики начали производство, и производство бумаги стало отраслью промышленности. [11] [12]

Современное производство бумаги началось в Европе в начале 19 века с разработкой машины Фурдринье . Эта машина производит непрерывный рулон бумаги, а не отдельные листы. Эти машины большие. Некоторые производят бумагу длиной 150 метров и шириной 10 метров. Они могут производить бумагу со скоростью 100 км/ч. В 1844 году канадец Чарльз Фенерти и немец Фридрих Готтлоб Келлер изобрели машину и связанный с ней процесс использования древесной массы в производстве бумаги. [13] Это нововведение положило конец почти 2000-летнему использованию целлюлозной тряпки и положило начало новой эре производства газетной бумаги , и в конечном итоге почти вся бумага стала изготавливаться из целлюлозной древесины.

Руководство

Гравюры на дереве , изображающие пять основных этапов древнего китайского производства бумаги. Из 1637 года Тяньгун Кайу династии Мин . [14]

Производство бумаги, независимо от масштаба, в котором оно производится, включает в себя приготовление разбавленной суспензии волокон в воде, называемой «бумагой», и принуждение этой суспензии стекать через сито для получения мата из переплетенных волокон. Вода удаляется из этого мата из волокон с помощью пресса. [15]

Метод ручного изготовления бумаги со временем мало изменился, несмотря на развитие технологий. Процесс изготовления бумаги ручной работы можно обобщить на пять этапов:

  1. Отделение полезной клетчатки от остального сырья. (например, целлюлоза из древесины, хлопка и т. д.)
  2. Избивание волокна в мякоть
  3. Корректировка цвета, механических, химических, биологических и других свойств бумаги путем добавления специальных химических премиксов.
  4. Проверка полученного решения
  5. Прессование и сушка для получения настоящей бумаги

Экранирование волокна включает использование сетки из нержавеющего и инертного материала, такого как латунь, нержавеющая сталь или синтетическое волокно, которая растягивается в бумажной форме, деревянной раме, похожей на оконную. Размер бумаги определяется открытой площадью рамки. Затем форму полностью погружают в композицию, затем вытягивают, встряхивают и осушают, образуя равномерное покрытие на сите. Затем избыток воды удаляется, влажный коврик из волокна укладывается поверх влажной ткани или войлока в процессе, называемом «коучингом». Процесс повторяется для необходимого количества листов. Эту стопку влажных матов затем прессуют в гидравлическом прессе. Затем достаточно влажное волокно сушат различными методами, например, сушкой в ​​вакууме или просто сушкой на воздухе. Иногда отдельный лист раскатывают, чтобы выровнять, затвердеть и улучшить поверхность. Наконец, бумага разрезается до желаемой или стандартной формы (A4, Letter, Legal и т. д.) и упаковывается. [16] [17]

Деревянный каркас называется « декель ». Декель оставляет края бумаги слегка неровными и волнистыми, что называется « краями декеля », что является одним из признаков того, что бумага была изготовлена ​​вручную. Сегодня бумагу с ребристыми краями иногда механически имитируют, чтобы создать впечатление старомодной роскоши. Отпечатки на бумаге, оставленные проводами на экране, идущими вбок, называются «наложенными линиями», а отпечатки, оставленные, обычно сверху вниз, проводами, удерживающими боковые провода вместе, называются «цепными линиями». Водяные знаки создаются путем вплетения рисунка в проволоку в форме. Бумага ручной работы обычно более равномерно складывается и рвется по проложенным линиям.

Международная ассоциация производителей бумаги и художников по бумаге (IAPMA) — ведущая в мире ассоциация художников по изготовлению бумаги вручную.

Бумагу ручной работы также готовят в лабораториях по изучению изготовления бумаги и на бумажных фабриках для проверки качества производственного процесса. «Ручные листы», изготовленные в соответствии со стандартом TAPPI T 205 [18], представляют собой круглые листы диаметром 15,9 см (6,25 дюйма) и проверяются на такие характеристики бумаги, как яркость, прочность и степень проклейки . [19] Бумага, изготовленная из других волокон, наиболее распространенным из которых является хлопок, обычно ценится выше, чем бумага на древесной основе. [ нужна цитата ]

Промышленный

Бумажная фабрика Тервакоски в Тервакоски , Янаккала , Финляндия.

Современная бумажная фабрика [ когда? ] разделен на несколько разделов, примерно соответствующих процессам изготовления бумаги ручной работы. Целлюлозу рафинируют и смешивают с водой с другими добавками для получения суспензии целлюлозы. Напорный ящик бумагоделательной машины, называемой машиной Фурдринье, распределяет суспензию на движущееся непрерывное сито, вода стекает из суспензии под действием силы тяжести или под вакуумом, влажный лист бумаги проходит через прессы, сушится и, наконец, скатывается в большие рулоны. Результат часто весит несколько тонн. [ нужна цитата ]

Другой тип бумагоделательной машины, изобретенный Джоном Дикинсоном в 1809 году, использует цилиндрическую форму , которая вращается, частично погруженная в чан с разбавленной целлюлозой. Пульпа захватывается проволочной сеткой и покрывает форму, когда она поднимается из чана. Гауч-ролик прижимается к форме, чтобы разгладить мякоть, и отделяет влажный лист от формы. [20] [21]

Производство бумаги по-прежнему вызывает обеспокоенность с экологической точки зрения из-за использования агрессивных химикатов, потребности в большом количестве воды и связанного с этим риска загрязнения, а также потерь связывания углерода в результате вырубки лесов , вызванной вырубкой деревьев, используемых в качестве основной источник древесной массы . [ нужна цитата ]

Известные производители бумаги

Хотя изготовление бумаги на протяжении большей части своей истории считалось делом всей жизни и исключительной профессией, термин «известные производители бумаги» часто не ограничивается строго теми, кто на самом деле производит бумагу. Особенно в сфере ручного изготовления бумаги в настоящее время наблюдается совпадение деятельности некоторых знаменитых практиков искусства из бумаги с другими их художественными занятиями, в то время как в академических кругах этот термин может применяться к тем, кто проводит исследования, образование или консервацию книг и бумажных артефактов. В промышленной сфере оно имеет тенденцию пересекаться с наукой, технологией и инженерным делом, а зачастую и с управлением самим целлюлозно-бумажным бизнесом.

Некоторые известные и признанные производители бумаги обрели известность в других областях до такой степени, что их опыт производства бумаги почти забыт. Одним из наиболее ярких примеров может быть случай с братьями Монгольфье , первыми людьми, совершившими полет. состоялось их знакомство с этим легким и прочным материалом.

Ключевые изобретатели включают Джеймса Ватмана , Генри Фурдринье , Генриха Фельтера и Карла Даниэля Экмана и других.

К середине 19 века изготовление бумаги вручную в Соединенных Штатах вымерло. [22] К 1912 году Дард Хантер , прекрасный книгопечатник и издатель, восстановил ремесло изготовления высококачественной бумаги вручную, но к 1930-м годам интерес к этому ремеслу снова потерялся. [22] Когда художник Дуглас Хауэлл вернулся в Нью-Йорк после службы во Второй мировой войне , он зарекомендовал себя как гравер и обнаружил , что художественная бумага не хватает. [22] В 1940-х и 1950-х годах Хауэлл начал читать книги Хантера о производстве бумаги, а также узнал об истории ручного изготовления бумаги, провел исследования в области производства бумаги и узнал о печатных книгах. [23] [24]

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ аб Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Часть 1 . Тайбэй: Caves Books, Ltd. Том 5, стр. 122.
  2. ^ «Электронный информационный бюллетень Всемирного археологического конгресса от 11 августа 2006 г.» (PDF) .
  3. ^ Изготовление бумаги. (2007). В: Британская энциклопедия . Получено 9 апреля 2007 г. из Британской энциклопедии Online.
  4. ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Часть 1 . Тайбэй: Caves Books, Ltd. Том 5, стр. 1.
  5. ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Часть 1 . Тайбэй: Caves Books, Ltd. Том 5, стр. 123.
  6. ^ Аб Махдави, Фарид (2003). «Обзор: Джонатан М. Блум: Бумага перед печатью: история и влияние бумаги в исламском мире ». Журнал междисциплинарной истории . 34 (1). Массачусетский технологический институт Пресс : 129–30. дои : 10.1162/002219503322645899. S2CID  142232828.
  7. ^ Лавдей, Хелен. Исламская бумага: исследование древнего ремесла. Публикации Архетипов, 2001.
  8. ^ Лукас, Адам (2006). Ветер, вода, работа: древние и средневековые технологии фрезерования . Издательство «Брилл» . стр. 65 и 84. ISBN. 90-04-14649-0.
  9. ↑ Джонатан М. Блум (12 февраля 2010 г.). «Бумага в средневековом средиземноморском мире» (PDF) . Ранняя статья: Техники и передача – семинар в Институте перспективных исследований Рэдклиффа . Проверено 19 марта 2010 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ) [ неработающая ссылка ]
  10. ^ ab * Хантер, Дард (1978) [1-й. паб. Альфред А. Кнопф: 1947]. Изготовление бумаги: история и техника древнего ремесла . Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0-486-23619-6.
  11. ^ «Атлас ранней печати». atlas.lib.uiowa.edu . Архивировано из оригинала 15 февраля 2018 г. Проверено 23 февраля 2018 г.
  12. ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Часть 1 . Тайбэй: Caves Books, Ltd. Том 5, стр. 4.
  13. ^ Бургер, Питер. Чарльз Фенерти и его изобретение бумаги . Торонто: Питер Бургер, 2007. ISBN 978-0-9783318-1-8 , стр. 25–30. 
  14. ^ 香港臨時市政局 [Временный городской совет] ;中國歷史博物館聯合主辦 [Исторический музей Гонконга] (1998). "Заочжу"造纸[Бумажное производство]. Тянь гун кай у: Чжунго гу дай ке цзи вэнь у чжан 天工開物 中國古代科技文物展[ Небесные творения: жемчужины древних китайских изобретений ] (на китайском и английском языках). Гонконг:香港歷史博物館 [Исторический музей Гонконга] . п. 60. ИСБН 978-962-7039-37-2. ОСЛК  41895821.
  15. ^ Рудольф Патт; и другие. (2005). «Бумага и целлюлоза». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. doi :10.1002/1435369762/quest7.a18_545.pub4 (неактивен 31 января 2024 г.).{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
  16. ^ «Изготовление бумаги вручную». ТАППИ . Архивировано из оригинала 24 апреля 2015 года . Проверено 30 апреля 2016 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  17. ^ «Изготовление бумаги вручную на фабрике Хейл, Англия, 1976 год» Фильм Anglia TV. https://www.youtube.com/watch?v=Xs3PfwOItto
  18. ^ «Формирование таблиц для физических испытаний целлюлозы» (PDF) . ТАППИ . Проверено 30 апреля 2016 г.
  19. ^ Бирманн, Кристофер Дж. (1993). Справочник по целлюлозно-бумажному производству . Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-097360-Х.
  20. ^ Одежда бумагоделательной машины: ключ к процессу изготовления бумаги Сабит Аданур, Астен, CRC Press, 1997, стр. 120–136, ISBN 978-1-56676-544-2 
  21. ^ «Устройство цилиндрической машины» . Британская энциклопедия . Проверено 5 апреля 2020 г.
  22. ^ abc «Дуглас Морс Хауэлл, чемпион по производству бумаги». Североамериканские ручные производители бумаги . Проверено 5 февраля 2021 г.
  23. ^ Шрайер, Алиса Д. (1988). Восток-Запад, Традиции и инновации ручного изготовления бумаги: Каталог выставки. Библиотека Университета Делавэра. Библиотека Хью М. Морриса, Библиотека Университета Делавэра.
  24. ^ Вебер, Тереза ​​(2009). Язык бумаги: история 2000 лет. Издания Маршалла Кавендиша. п. 65. ИСБН 978-981-261-628-9.

24. Лонгвуд Л.С. «Наука и практика изготовления бумаги вручную»: (2004). 25. Вестерлунд Л.С. «Варианты волокон для устойчивого развития австралийской бумажной и целлюлозной промышленности»: (2004 г.)

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме «Производство бумаги» .