Полиграфические материалы

История

Предшественником бумаги является папирус, изготавливавшийся в Африке из широко распространенного растения – папируса. Тонкие полоски, вырезаемые из внутренней части папируса, укладывали друг на друга, отбивали и разглаживали. Изобретение технологии изготовления бумаги из растительных волокон (например, бамбука, китайской травы) датируется приблизительно 105 г. н.э., но, возможно, изготовление бумаги осуществлялось и ранее. Изобретателем бумаги считают китайца Цай Луня.

В 610 г. н.э. знания о процессе изготовления бумаги достигли буддийского священника Долио в Японии, а в 710 г. н.э. попали в руки арабов, которые распространили их в Азии. В Европе изготовление бумаги началось приблизительно в 1150 г. в Испании, в 1276 г. в Италии и в 1338 г. во Франции.

Немецкая бумажная промышленность в 1990 г. отпраздновала свой 600-летний юбилей. Нюрнбергский муниципальный советник и торговец Ульман Штробер (1329–1407) на оборудованной им мельнице «Gleismühle», находившейся перед воротами города, 24 июня 1390 г. начал производство бумаги ручным способом.

Ручное изготовление бумаги продолжалось в Европе около 650 лет. Только в 1799 г. французский механик Николя Луи Робер впервые получил патент на изобретенную им длинносеточную бумагоделательную машину. По существу, она состояла из аналога деревянной кадки для стирки, на которой можно было изготавливать бумажное полотно длиной от 12 до 15 м. При этом бумажная масса не зачерпывалась, а наносилась лопастями на поверхность проволочной сетки центрифуги. Привод производился ручным способом с помощью маховика.

 

Основные материалы для изготовления бумаги
В течение почти 2000 лет китайцы использовали в качестве сырья для бумаги мочало, древесную кору, пеньку (коноплю), а также солому. Сегодня рабочим сырьем для бумаги в первую очередь служит древесина. На Земле это количественно самый распространенный натуральный продукт (примерно треть суши покрыта лесом). Древесина является важнейшим источником сырья для изготовления целлюлозы и бумаги более чем 100 лет. В табл. 1 содержится обзор необходимого сырья и волокна для изготовления бумаги и картона.

Таблица 1
Сырье и его переработка для производства бумаги и разных видов картона

Чтобы получить древесную массу для производства бумаги, древесина должна быть механически измельчена (рис. 1). Для этого с древесных стволов удаляется кора и производится процесс истирания древесины при ее прижатии к вращающемуся истирающему камню.

Благодаря одновременному истиранию и смачиванию водой от древесины отделяются единичные волокна, которые прижимаются к поверхности истирающего камня, режутся, сжимаются, разрываются и удаляются. Далее волокна разрушаются и расщепляются. Так возникает древесная масса. Из стружек, являющихся на лесопильных заводах отходами, также вырабатывается очищенная древесная масса.

Рис. 1
Получение древесной массы:
а принцип построения магазинного дефибрера
б производственная установка (мельница Stora Feldmuhle)

Целлюлоза – это волокнистый материал, который выделяют из древесины химическим путем варкой древесины и другого растительного сырья, например, таких, как конопля, джут, трава эспарто, солома зерновых и хлопка. Целлюлоза отличается от древесной массы главным образом качеством волокна (она имеет более длинные, прочные и эластичные волокна) и более высокой степенью белизны. В зависимости от используемого химического раствора для обработки различают:

• сульфатную целлюлозу, полученную путем варки древесной массы в едком натре (щелочной метод);
• сульфитную целлюлозу, получаемую путем варки древесной массы в кислоте (кислотный метод).

Около 85% производимой во всем мире целлюлозы – это сульфатная целлюлоза. Она более прочная, чем сульфитная, но имеет меньшую степень белизны и отличается от второй печатными свойствами. Сульфитная целлюлоза нуждается в более длительной варке. Процесс варки заканчивается промыванием целлюлозы, ее отбеливанием, обезвоживанием, сушкой и упаковкой.

Целлюлоза, которая отбеливается без хлора, имеет обозначение «TCF» (Totally Chlorine Free, т.е. полностью свободна от хлора). При этом самыми употребительными компонентами в технологическом процессе изготовления бумаги являются кислород и перекись водорода.

Волокна древесной массы и целлюлозы считаются первичными волокнами. Но макулатура издавна также играет большую роль при изготовлении бумаги. Уже в 1774 г. геттингенский ученый Юстас Клэпроф выпустил брошюру из бумаги, для которой в качестве сырья служила ранее запечатанная бумага. На сегодня доля использования макулатуры для изготовления бумаги составляет около 60%. Отдельные сорта бумаги могут производиться на 100% из так называемого вторичного волокна (например, газетная бумага). Макулатура сегодня стала самым важным сырьем для производства бумаги.

Полученное из макулатуры волокно имеет ограниченное потребительскими свойствами использование.

С одной стороны, макулатурное сырье должно отвечать требованиям соответствующего качества производимой бумаги. С другой стороны, учитываются затраты на химические и технические процессы при ее переработке, а также производственные расходы. Процесс получения вторичных волокон из макулатуры требует высоких издержек производства при ее очистке и приготовлении суспензии, а также «операции, обратной покрытию краской» (De-inken), т.е. удаления печатной краски и сортировки волокон по длине.

Необходимо учитывать, что волокна макулатуры при изготовлении новой бумаги применимы ограниченно. Из проводимых в настоящее время исследований вытекает, что волокна после 3-5 переработок становятся непригодным ресурсом для производства бумаги. Поэтому для изготовления бумаги необходимо добавление свежей древесины, т.е. увеличение в составе бумажной массы первичных волокон.

 

<< Назад Вперед >>
В начало
На страницу: 1 2 3 4 5 6 7

 

С разрешения компании «Гейдельберг-СНГ»
© Heidelberger Druckmaschinen AG