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 неповторимую уникальность и квалифицированное мастерство изготовления 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 датируется 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 производством бумаги руководил великий визирь Джафар ибн Яхья . 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 производили 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 осуществляется, 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]

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 сделана 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 проволоками, 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 [17], представляют собой круглые листы диаметром 15,9 см (6,25 дюйма) и проверяются на такие характеристики бумаги, как яркость, прочность и степень проклейки . [18] 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. [19] [20]

Производство бумаги по-прежнему вызывает обеспокоенность с экологической точки зрения из-за использования агрессивных химикатов, потребности в большом количестве воды и связанных с этим рисков загрязнения, а также из-за 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 области 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. [21] 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. [21] Когда художник Дуглас Хауэлл вернулся в Нью-Йорк после службы во Второй мировой войне , он зарекомендовал себя как художник-гравер и обнаружил, что художественная бумага не хватает. [21] 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. [22] [23]

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 . МТИ Пресс . 34 (1): 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. ^ «Формирование таблиц для физических испытаний целлюлозы» (PDF) . ТАППИ . Проверено 30 апреля 2016 г.
  18. ^ Бирманн, Кристофер Дж. (1993). Справочник по целлюлозно-бумажному производству . Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-097360-Х.
  19. ^ Одежда бумагоделательной машины: ключ к процессу изготовления бумаги Сабит Аданур, Астен, CRC Press, 1997, стр. 120–136, ISBN 978-1-56676-544-2 
  20. ^ «Устройство цилиндрической машины» . Британская энциклопедия . Проверено 5 апреля 2020 г.
  21. ^ abc «Дуглас Морс Хауэлл, чемпион по производству бумаги». Североамериканские ручные производители бумаги . Проверено 5 февраля 2021 г.
  22. ^ Шрайер, Алиса Д. (1988). Восток-Запад, Традиции и инновации ручного изготовления бумаги: Каталог выставки. Библиотека Университета Делавэра. Библиотека Хью М. Морриса, Библиотека Университета Делавэра.
  23. ^ 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 ручной работы»: (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» .