Работа с бумагой Глава 1. Бумага как материал для практических работ

§1. История возникновения бумаги и картона

История возникновения бумаги своими корнями уходит в глубокую древность и связана с развитием культуры целых народов. С древнейших времен человек пытался запечатлеть свои мысли. С этой целью использовались разные материалы: камень, береста, глина, дерево, кожа, металл, пергамент. Перечисленные выше материалы длительное время служили человеку, сменяя друг друга, часто использовались параллельно, но они имели ряд недостатков и человек все время искал новые более удобные материалы для письма.

Работа с камнем требовала времени и нелегкого труда. Сообщения, выполненные на камне, трудно было передавать из рук в руки. (Рис.1) Гораздо легче оказалось пользоваться глиняными табличками. (Рис.2) На сырых глиняных табличках рисовать знаки было гораздо легче и проще, чем высекать на камне. Для закрепления текста плитки сушили на солнце. Особые плитки, на которых записывались важные государственные акты и законы, обжигались. Такие плитки-письмена пересылали не только в пределах одного государства, но и в соседние. В Персии, например, во времена царя Кира существовали даже почтовые станции для пересылки таких «писем». Процесс сушки и обжига был весьма трудоёмким, но на многие годы и столетия обеспечил людям возможность передавать свои мысли в пространстве и времени.

Писали также и на деревянных дощечках, поверхность которых покрывали краской или воском. Записи делали с помощью заостренных палочек. Китайцы, например, для письма использовали бамбуковые планки, на которых выжигали иероглифы. На Руси для письма использовали бересту. (Рис.3) Лучшим изобретением для письма оказался папирус. Примерно в начале II века до нашей эры в Древнем Египте из папируса научились делать писчий материал. (Рис.4) Для получения писчего материала из папируса сердцевину свежих растений разрезали вдоль на узкие полоски, затем раскладывали их в два слоя так, чтобы один слой располагался в продольном, а другой - в поперечном направлении. При сильном сдавливании из растений выделялось клейкое вещество, которое склеивало слои и образовывался тонкий эластичный лист. В дальнейшем такие листы высушивались на солнце и полировались кусочками слоновой кости или раковинами. Обработанные листы склеивали в свитки шириной 20-30 см и длиной 10-40 метров.

Папирусом называлось не только растение, из которого изготавливали писчий материал, но и сами тексты. Многочисленные папирусы, хранящиеся в музеях и библиотеках мира, до сих пор являются ценнейшим источникам для изучения истории и культуры Древнего Египта и других народов мира. Древний Египет был почти единственной страной, производящей и экспортирующей папирус в другие страны. В I веке до нашей эры на производство папируса в Египте была введена монополия. Предположительно в Х веке нашей эры папирус был завезен арабами на остров Сицилию, где из него получали писчий материал до конца ХIII века.

Соперником папируса стал пергамент - тонкий и прочный материал, получаемый из кожи вследствие специальной обработки. Название он получил в честь горда Пергамы, где впервые был получен. На протяжении многих столетий пергамент служил человеку в качестве писчего материала и впоследствии уступил только бумаге.

Изобретение бумаги приписывается китайцам. В 1957 году в северной провинции Китая Шеньси, в пещере Баоцяо, обнаружили гробницу, в которой были найдены обрывки листов бумаги. Исследования показали, что бумага была изготовлена во II веке до нашей эры. Из истории культуры известно имя первого изобретателя бумаги в Китае. Это Цай-Лунь, придворный советник императора Хо династии Хань, время правления которого относится к началу II века до нашей эры. Первоначальным сырьём для производства бумаги служили шелковые обрезки, отходы коконов шелкопряда, обрывки старых сетей. Для производства бумаги китайцы также использовали особые сорта крапивы и в дальнейшем луб тутового дерева.

Длительное время китайцы скрывали технологию изготовления бумаги от соседних народов. Умение изготавливать бумагу примерно двенадцать веков назад через проповедников буддизма стало известно в Корее, Японии, а потом через арабов в странах Европы. В 751 году в Туркестане велась война китайцев с арабами. Пленниками арабов стали несколько мастеров бумажного дела. Они открыли секрет изготовления бумаги. Сырьём служили тряпки. Мокрые тряпки в соединении с клеем, полученным из крахмала, послужили прекрасным сырьём для получения более прочной бумаги, чем в Китае.

Арабы заменили ручной труд сначала на мускульную силу животных, потом на энергию воды, изобретя таким образом первые бумажные мельницы. Изобилие бумаги позволило арабам создать огромные библиотеки. Так, например, библиотека халифа Абдар-Рахмана (конец Х в.) насчитывала свыше 400 тысяч рукописей по разным отраслям знаний.

От арабов производство бумаги перешло к народам Сирии, Палестины, Северной Африки, Сицилии и Испании. В Европу бумага длительное время ввозилась и была известна под разными названиями, одно из часто встречающихся – chart damascene. Первой страной, начавшей производить бумагу в Европе, считается Испания, перенявшая технологию у арабов примерно в ХII в. Через несколько лет бумага появилась в Италии, Франции, Венгрии, Германии и других европейских странах. В России бумага производиться стала гораздо позже – примерно ХVI в., до этого ее завозили из Франции и Голландии. Развитие бумажное дело получило при Петре I. С 1720 года, после выхода указа Коллегии Адмиралтейства о продающихся сортах бумаги, писчебумажное производство приняло большой размах и появился целый ряд частных фабрик в Москве, Петербурге, Калуге, Ярославле. В конце ХVIII века, когда спрос на бумагу возрос, появились бумагоделательные машины, обеспечивающие получение бесконечной бумажной ленты. (Рис.5) В.В. Богданов, С.Н. Попова отмечают, что секреты изготовления бумаги переходили из страны в страну примерно через равные промежутки времени (50-100) лет.

Широкое использование бумаги требовало увеличения её производства и на смену ручному трудоёмкому труду пришли бумажные мельницы. Первые бумажные мастерские в Европе были основаны в Германии. Потребности в бумаге росли, сырья не хватало. Разные страны искали свои выходы из сложившейся ситуации. Англия, например, закупала тряпье в соседних странах. Сама жизнь требовала поиска нового сырья для производства бумаги. Идея использования древесины как материала для производства бумаги принадлежит французскому изобретателю термометра Р. Реомюру (1719 г.). В 1843 году немецкий переплетчик Фридрих Келлер воплотил в жизнь идею французского изобретателя: измельчив древесину и смешав её с тряпичной массой, он получил плотную бумагу.

С получением целлюлозы из древесины отпала острая проблема сырья. Получение целлюлозы из древесины механическим путем, разработанным Фридрихом Келлером, усовершенствовали и стали получать её химическим путём / метод Хутона, Тильгмана и Митчерлиха /.

С получением ценного вещества целлюлозы было покончено и с кустарным производством бумаги. Химия позволила не только получить целлюлозу, но и облагородить ее: придать белизну, прочность и т.д. В настоящее время бумажная промышленность полностью перешла на получение бумаги из древесины. Для получения специальных видов бумаги, подлежащих длительному хранению, используют синтетические волокнистые материалы – лавсан, капрон, нитрон.

Для производства бумаги требуется большое количество воды, поэтому целлюлозно-бумажные комбинаты строятся на берегах рек и озер. Древесную массу получают в результате механической обработки древесины (ее размалывают в воде при помощи специальных машин). Для высших сортов бумаги древесину тщательно очищают от всяких примесей. На изготовление бумаги идут главным образом деревья хвойных пород.

Для производства бумаги необходима целлюлоза. Ее также получают из древесины химическим способом. Чем больше целлюлозы, тем прочнее бумага. Проклейка бумаги делает ее пригодной для письма. Кроме того, клеящие вещества повышают связь между волокнами, увеличивают ее прочность. На проклейку бумаги используют канифоль, парафин, животный клей, крахмал, казеин и т д. Для придания бумаге белизны, мягкости, гладкости, прочности в бумажную массу добавляют мел, тальк, гипс, каолин. Для придания цвета в бумагу добавляют различные красящие вещества. В зависимости от вида бумаги и назначения ее подвергают дальнейшей обработке: придают ей гладкость, мелуют, окрашивают, проклеивают, гуммируют, пропитывают различными веществами, делают ее гофрированной, бархатной, наносят тиснения и т.д.

Различные свойства бумаге придают разные соотношения древесной массы, целлюлозы и наполнителей. Кроме этого, на каждой стадии изготовления бумаги /отлив бумажной массы, прессование , сушка, каландрирование, окончательная отделка/ для определенного вида и сортов бумаги устанавливают свой технологический режим. Виды бумаги определяются различными признаками. Одним из них является масса листа размером 1 кв. м.. Пределы её – от 8 до 250 гр. Чем меньше масса 1 кв.м. бумаги, тем она тоньше.