Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Про історію винаходу і поширення паперу





Скачати 22.46 Kb.
Дата конвертації02.12.2018
Розмір22.46 Kb.
Типстаття

Микола Дубина

«Папір - продукт перетирання лахміття і ганчірок, якщо зроблена і віддана під друкарський верстат, перетворившись в книгу або газету, набуває безприкладну могутність, стає всесвітнім владикою. Вона змінює наші ідеї і нашу релігію, перевертає наші звичаї і закони, скидає і відновлює царства, вирішує питання війни і миру: вона, можна сказати, управляє світом. І вона набула такого поширення в наші дні, таку широку й універсальну сферу застосування, стала настільки характеризує нашу епоху, що наш час можна назвати «паперової ерою». А. Сім

Теорія та історія

Папір є найважливішим елементом в процесі друку, будучи основним матеріалом для створення поліграфічної продукції. Від її якості в значній мірі залежить зовнішній вигляд книг, журналів і газет. Прекрасне твір, надрукований на поганому папері, має менший збут, і, навпаки, другосортна річ, для видання якої скористалися відмінною папером, приваблює читача. Крім того, від паперу залежить і те, наскільки добре на ній вийде друк тексту і малюнків.

Ми до сих пір точно не знаємо, коли була винайдена папір. Безсумнівно, що початок слід шукати в Китаї, де, за переказами, в 153 році нашої ери Тцай-Лунь, міністр землеробства, рекомендував своїм співгромадянам застосовувати для письма папір «ши», виготовлену з волокон деревини «паперового деревця» (Brussonetia papyrifera). До цього часу китайці вживали в якості матеріалу для письма камінь, кістки і пластинки, вирізані з серцевини бамбука.

Вельми цікавим є питання про походження в російській мові самого слова «папір». Існує безліч пояснень. Можливо, що першооснова - грецьке слово bambagia (хлопчатая папір). Хоча, оскільки в Китаї папір робили з молодих пагонів бамбука, то цілком ймовірно, що слово походить від старої назви бамбука. До речі, в європейських мовах назва паперу (фр. І німий. Papier, англ. Paper) явно веде своє походження від гр. papyrus (папірус).

Однак слід зауважити, що принципи виготовлення паперу та папірусу - зовсім різні. Якщо папірус є тонко нарізані і склеєні пластинки, то для виготовлення паперу потрібно розщеплення частинок (волокон) того матеріалу, який вживається для її виробництва, порушення зв'язку між волокнами, щоб потім ці волокна сплутати між собою (піддати процесу звалювання) і потім зробити з цієї маси тонкий і гнучкий лист, придатний для письма.

Для виготовлення паперу годяться будь-які рослинні волокна, що володіють гнучкістю. Можна назвати сотні рослин, придатних для виробництва паперу. Крім того, підходять не тільки рослини, але і кокони шовкопрядів, шерсть, шкіра тварин і ін. Спроби робити папір з найрізноманітніших волокон робилися давно. Великий інтерес в цьому сенсі представляють вийшли в 1827 і в 1861 роках керівництва з виробництва паперу «Manuel de papeterie» (Louis Pitte), до яких докладено багато зразків паперу, виробленої з найрізноманітніших речовин, навіть з торфу.

Головна проблема полягає не у виборі матеріалу для виробництва паперу, постачальниками якого є всі поля, луки і ліси, а в використанні такого матеріалу, який забезпечить світові потреби і з якого можна виготовити папір цілком доброякісну - білу, міцну, що не пропускає чорнило при листі і добре приймаючу фарбу при друкуванні.

Слід сказати, що не людина першим почав робити папір з деревини - її «винахідниками» були деякі види ос. Вони будують свої гнізда так: робочі оси (нерозвинені самки) весною сгризают молоді зелені пагони дерев, пережовують їх і при цьому відокремлюють волокна (клітковину). У слині ос є клей, і таким чином виходить клейка маса, склад якої той же, що і паперу: клітковина деревини або соломи і клей. З цієї клейкої маси оси будують свої гнізда, роблять основу, прикріплюється гніздо до дерева, стіни та ін. Міцність осиних гнізд дозволяє їм існувати багато років, опираючись дощу, снігу і вітрам. А щоб відірвати таке гніздо від місця, куди воно прикріплене, іноді потрібно застосувати велику силу. За своїм складом (якщо не брати до уваги принесену вітром в гнізда пил) осині гнізда до дрібниць схожі з м'якими, шовковистим сортами паперу, виробленими в Китаї і Японії.

Папір, що виготовлявся в давнину китайцями, мала основним недоліком рихлість, через що фарба, якою на ній писали (головним чином туш з сажі з домішкою риб'ячого клею і мускусу), розтікалася, а папір легко рвалася.

Подальший шлях паперу в Європу з Китаю описується французьким вченим Авенелем так: «Вона прийшла з Китаю дуже повільним шляхом, із середньою швидкістю, може бути, сто верст в сто років. Народи Центральної Азії, потім араби, потім єгиптяни підвозили її вироблення все ближче до нас. У 650 році її бачили в Самарканді; в 800-му - зустрічали в Багдаді; в 1100 році вона дійшла до Каїра. Потім вона проходить по березі Африки, перепливає через Середземне море і довго не переходить Лангедоку (Південна Франція. - Н.Д.) ».

Звичайно, процес проникнення паперу в Європу набагато складніше. Раніше вона ввозилася через Грецію, пізніше через новий центр торгівлі на Середземному морі - Венеції - з Малої Азії і Африки (є згадки, що в Феце в кінці XII століття було до 400 паперових закладів). Потім її почали виробляти в Європі, де була відкрита велика майстерня на південному сході Іспанії - в Хатіві (Сан-Філіпа, в 56 км від Валенсії). Ця майстерня, яка існувала вже в 1154 році, поставляла папір в сусідні країни головним чином через Венецію. Протягом XIII і XIV століть відкрилися «паперові млини» в Італії, Франції, Німеччини, Голландії. А до XIV-XV століть папір вже отримала міцне поширення в Європі.

Досить заплутаним є питання про сировину, вживати в той час при виробництві паперу. До 80-х років XIX століття анітрохи не сумнівалися, що папір вироблялася арабами з бавовни; звідки і її назва - «бомбіціна» (інакше - charta cottonea). Однак аналіз показує, що із зразків паперу, виготовленої з XI до XV століть, виробленої з бавовни не виявилося жодної - більшість було виготовлено з ганчірок. Може бути, ця обставина пояснюється тим, що до Х століття араби, запозичивши з Китаю способи вироблення папера з волокон шовкового кокона і шовковичного (паперового) дерева, в силу відсутності такої сировини в Центральній і Малої Азії перейшли до застосування волокон, обволакивающих зерна бавовнику. Але оскільки папір виходила дуже пухка і вельми зручному для письма, то вони стали використовувати ганчір'я (хоча назва «хлопчатая папір» збереглося). Процес вироблення паперу з ганчірок набагато складніше, зате отримується папір цілком задовольняє своєму призначенню.

Так чи інакше, але процес виробництва паперу удосконалювався, і на час початку друкарства в Європі з'явилося багато паперових млинів, які виробляли (виключно з лляних і конопляних ганчірок) чудову, чи не протікає, білий папір, досить щільну і міцну, «дзвінку» і гнучку , що збереглася до наших днів в прекрасному вигляді.

Як папірус з IX століття був витіснений пергаментом, так папір з XII століття починає витісняти пергамент, і сувої і книги з пергаменту остаточно замінюються книгами з паперу. Дешевизна паперу в порівнянні з пергаментом дала можливість розширити її виробництво до досить великих обсягів (до речі, за зауваженням академіка Н.П.Ліхачева, для одного примірника книги на пергаменті потрібно було зняти шкури з цілої череди), що стало поштовхом до винаходу друкарства і його подальшому розвитку.

Процес виготовлення паперу на старовинних паперових млинах можна описати таким чином:

матеріал, призначений для вироблення папера, очищається від бруду і промивається;

після висихання отриману сировину надходить на жорна водяний або вітряка, де перетирається, перетворюючись на безформну пухку масу;

зазначена маса поміщається в чани, наповнені водою, де за допомогою Пестов розпушується остаточно, волокна поділяються, щоб перетворитися в рівну кашку молочного кольору;

робочий, користуючись формою у вигляді дерев'яної рами з натягнутою на неї тонкою дротяною сіткою, зачерпує з чана потрібне для аркуша паперу кількість рідкої кашки і трясе раму над чаном, щоб вода стікала і волоконця звалюється;

після того як лист на сітці прийме потрібну форму, робочий перевертає раму на шматок повсті або сукна, куди і падає лист;

зверху на цей ще сирий лист накладається ще шматок повсті, на нього кладеться новий аркуш паперу і т.д .;

коли набереться два-три десятка листів, вся купа надходить під прес і піддається сильному стиску, потім листи розвішуються на мотузках для остаточної просушки.

Іноді, особливо при виготовленні паперу, до маси в чані додавали клей, так як на проклеєною папері чорнило не розтікаються.

Завдяки будові металевої мережі (довгі зволікання розташовані уздовж і поперек) на папері, якщо подивитися на світло, виходили тонкі лінії, звідси на-іменування паперу - верже (від фр. Vergeures - так називалися поздовжні смужки дроту). Готові, висушені листи розбиралися по сортам і продавалися пачками.

Зазвичай власники паперових підприємств шляхом вплітання будь-якої плоскої фігурки з дроту в сітку відтискали своє фабричне клеймо (водяний знак, філігранні) - у вигляді дзвону, орла, єдинорога, корони, квітів, грона винограду, монограми з імені Ісуса Христа (IHS), своїх ініціалів, років і т.п. За цим водяним знакам можна в більшості випадків визначити фабриканта і вік, а іноді навіть рік, коли папір була проведена.

Найстаріша папір був виготовлений погано: в деяких зразках кидаються в очі довгі, видатні із загальної рівній поверхні волокна, іноді видно навіть шматочки ганчірок. Пізніше процес фабрикації все покращується, млини удосконалюються, і досвідчені майстри роблять чудову, зразкову і для нашого часу папір.

Звичайно, виробництво паперу з тих пір пішло далеко вперед, і якщо б робітник-гаманець XV століття потрапив на сучасну паперову фабрику, то не зміг би зрозуміти ні термінів, ні самого процесу виробництва паперу. Відомо, що ще в другій половині XVII століття для перетворення очищеного ганчір'я в кашоподібну масу став використовуватися чан особливого типу - голландер, в якому паперова маса варилася разом з хлористими сполуками. В кінці XVIII століття стався переворот і в цій області: Луї Роберт, робочий на паперовій фабриці в Езон, в 1799 році винайшов прообраз сучасної паперової машини, що виробляє папір у вигляді нескінченної стрічки.

Ми не будемо зупинятися на історії цієї машини (це тема окремої статті), але коротко опишемо її роботу, попередньо ознайомившись з сировиною, вживаним для виробництва паперу.

Кінець XIX - початок XX століття

Як уже згадувалося, ще в XVIII столітті робилися спроби виготовлення паперу не з ганчірок, а з волокон різних рослин. Пізніше потреба в папері настільки зросла, що обмежитися виробництвом паперу з ганчірок стало неможливо, і в паперову масу починають додавати механічно подрібнену деревину (вдалі досліди Келлера і Фельтера з 1845 року). А з 1857 року - хімічно оброблену їдким натром (натрію-сульфатний спосіб) деревину, у вигляді біло-сірої маси целюлози.

Краща деревна маса виходить з свіжозрубаних хвойних дерев, переважно з ялини, ялиці, сосни, і з листяних (осики). Тому деревно-целюлозні комбінати майже завжди знаходяться в північній смузі. Дерево для подальшої обробки надходить на завод у вигляді ствола не-однакової довжини, з яких ще в лісі обрубують сучки і частково кору. За допомогою машин зі стовбурів без залишку видаляється малопридатна для виробництва паперу кора, після чого стовбури розрізають на шматки. Ці шматки дерева надходять в машини, що перетворюють їх у м'яку масу (дефібрування) шляхом розтирання, після чого ця маса може використовуватися для виробництва грубих сортів картону або для примешивания до целюлози при виробництві паперу.

Процес отримання паперової маси з деревних стовбурів складний і громіздкий.Ще більш складний процес отримання хімічно очищеної деревної маси - целюлози. Головна мета цього процесу - видалити з клітковини дерева все так звані інкрустуються речовини, лігнін та ін., Які роблять деревину ламкою.

Після роздроблення в тріску отримана маса надходить в величезні котли, де і вариться по натрію-сульфатно або сульфітно (із застосуванням сірчанокислої солі кальцію) способу. Під час варіння інкрустуються речовини відділяються від клітковини дерева і разом з водою йдуть з маси. Після цього маса промивається і очищується від сучків, осколків дерева і грубих неразварівшіхся вузликів волокон.

Хороша целюлоза виходить з соломи різних злаків, близькою за будовою до льону і коноплі. Солому перед відбілювання очищають на машинах від пилу, бруду, будь-яких сторонніх домішок і т.п., ріжуть на шматочки і піддають варінні в котлах, подібної до тієї, що застосовують для деревної маси, з додаванням їдкого натру або соди і вапна. Після варіння солом'яний маса піддається отбелке, а потім йде в товстих листах на паперові фабрики.

Отже, на паперових фабриках для виготовлення паперу може вживатися і механічно подрібнена деревна маса, і деревна або солом'яний целюлоза, і бавовняні, полотняні, полотняні з волокон льону, пеньки, джутові та інші ганчірки, а також стара, що була у використанні папір, з якої в процесі варіння в котлах та хімічної очистки видаляються чорнило або друкарська фарба.

З однієї тряпичной маси папір, як правило, роблять порівняно в невеликій кількості, головним чином для цінних паперів, акцій і інших вищих сортів паперу.

Непоодинокими були й випадки, коли газетні, а особливо обгорткові паперу вироблялися майже з однієї деревини, а нижчі сорти обгорткових паперів іноді мали в своєму складі тільки солому, варену з вапном.

Звичайно, ганчір'я для виробництва паперу проходить довгий шлях, перш ніж перетвориться в однорідну рідку масу. Після надходження на фабрику ганчір'я йде в тряпкорезку, потім в котел для бученія (варіння з лугом, як правило, з вапняного молока або їдкого натру). Після варіння ганчір'я вже очищено від фарби тощо., Але ще не перетворилося на кашу. Остання операція проводиться в голландере (рол, рольний апарат). Причому маса зазвичай проходить три голландера: полумассний, де звертається в кашу шляхом рубки особливими ножами, поміщеними усередині резервуара голландера, і розмочування водою; потім бельной, де відбувається її білення; після відбілювання ганчіркова полумасса надходить в масні голландери (роли), призначення яких - остаточно перетворити паперову полумассу в абсолютно одноманітну за своєю будовою, придатну для відливання паперу масу. У массних голландерах також відбувається змішування тряпичной полумасси з целюлозою, з деревної масою, а також з хімічно очищеної і перетвореної на масу старої папером. Тут же до паперової маси додається клей, але не тваринний, яким користувалися до кінця XVIII століття, а рослинний - смоляний клей, у вигляді каніфолі (гарпиус), що представляє собою залишок перегонки смоли хвойних дерев на скипидар (терпентін). Каніфоль шляхом варіння з розчином соди піддається омилюванням (іноді ця маса змішується з крохмальним клейстером) і вливається в голландер для проклейки паперової маси. Папір фільтрувальні, промокальний виготовляється без домішки клею. Також без клею - для кращого всмоктування фарби - виготовляються іноді вищі сорти паперу для друкування гравюр, типу веленевому, японської, китай-ської, індійської паперів. Але основний обсяг паперу, призначений для друку і письма, надходить на ринок після проклеювання каніфольної емульсією.

Додавання азбесту надає папері деяку горючестойкость, і ця властивість використовується для отримання покрівельного матеріалу, перегородок для кімнат і т.д.

У массних голландерах в папір вводяться так звані наповнювачі, які надають папері більш щільний вид і тяжкість. До наповнювачів відносяться каолін білий отмученний, рідше - гіпс, сірчанокислий барій, тальк, асбестін. За рахунок двох останніх надають папері білизну і блиск. Для білизни вводять і синьку, так як природний колір паперової маси - жовтуватий або сірий.

Після того як процес змішування в масних голландерах закінчився і вийшла маса, необхідна для певного сорту паперу, вона надходить в самочерпкі, а звідти - на полотно паперової машини. З самочерпкі паперова маса ллється на нескінченну латунну сітку. Сітка з частими отворами, через які стікає вода, безперервно рухається вперед. Смуга паперу, ще мокра і пухка, у краю сітки притискається до неї за допомогою сітчастого циліндра (дандіроля, що завдає на папір водяні знаки і згладжує її верхню шорстку поверхню). Після дандіроля смуга проходить між обтягнутими сукном валами гауч-преса, віджимають вологу, а потім надходить на нескінченне сукно, де знову відбувається пресування і видалення вологи з паперової смуги. Далі папір переміщається з мокрою частини машини на суху, де гарячі циліндри прибирають залишки вологи. Там же папір проходить через важкі вали каландрів, глазурова її, і через вали, поперек яких розташовані кільцеві ножі, ріжучі смугу на більш вузькі стрічки, скочується в рулони, іноді досягають довжини десять і більше кілометрів.

Для виготовлення пергаментного і воскової папери готову папір пропускають протягом декількох секунд через ванну з сірчаною кислотою, потім промивають водою, розчином соди і знову водою. Сірчана кислота, по-перше, робить папір непроникною для жирів і деяких кислот, по-друге, надає їй напівпрозорість, а по-третє - міцність.

У продаж папір надходить в двох видах: у рулонах і флатовая (тобто нарізана на листи або відлита листами різного розміру).

Слід зазначити, що при подальшому грандіозному розвитку машинного виробництва до сих пір збереглося виробництво паперу ручним способом, особливо при виробленні дорогих сортів, що йдуть для тонких малюнків аквареллю, веленевому (схожою на пергамент), пухкої китайської і щільною японської (для друкування розкішних видань з гравюрами і офортами).

Цікаво було б привести звичайну колись номенклатуру паперів та картону, пропоновану Центробумтрестом: актовий ганчіркова; олександрійська рисовальная; альбомна різнобарвна матова і глазурована; англійська картон; афішна різнобарвна; квиткова рольова; бристольский картон (глазурований) різнокольоровий; пляшкова різнобарвна; бюварная (промокальний) різнобарвна; верже - прокладкові і цигарковий; воскова (непромокаючий); газетна в рулонах; глянсова різнобарвна; гофрований; золота (покрита золотою фольгою); картографічна; картон (жовтий, солом'яний, білий, глазурований, сірий, технічний); карткова папір і картон; картузного; касові та контрольні стрічки; книжкова біла і полубелая (в стопах і рулонах); конвертний папір, концептний (для копировки планів) в рулонах; копіювальна в стопах і рулонах; фарбована медова; літографська папір; маслянка для обкладинок; крейдовані папери; мармурові матові і глянцеві різних малюнків; мундштучная флатовая і в бобінах; обгортковий і пакетна (жовта і сіра); обойная; цигарковий (біла, жовта і кольорова); парафинированная (непромокаючий); пергамент в рулонах і листах; газетний від № 1 до № 9 в пачках і листах; подпергамент; полотняна (тиснена під полотно); поштова в листах і пачках; ротаторна (провощені, спеціально виготовлена ​​для ротаторів); срібна (покрита срібною фольгою); слонова (товста, веленевому типу, глазурована); телеграфна стрічка в котушках в 9-10-12-13 мм шириною; форзацная; фільтрувальна біла; чайна; чорна матова і глянсова; шагренева для палітурок і картонів; шведський картон (глазурований) в рулонах і листах; інші, що виготовляються на замовлення.

Що далі?

Прогрес не стоїть на місці. Всі частини папероробної машини були вдосконалені, збільшена ширина полотна. Замість тропічного сировини стали використовувати деревину. Старі роли поступово витіснялися розмелюють апаратами безперервної дії.

Для обробки паперу тепер застосовуються суперкаландри (система обертаються з різною швидкістю валів, між якими під тиском пропускають зволожене паперове полотно), що забезпечують більш рівну гладку поверхню і глянець. Такий папір називається каландрує і висококаландрірованной. Для додання папері глянцю паперове полотно пропускають через каток каландр, вали якого роблять зворотно-обертальний рух, не надаючи великого тиску на папір.

Основний композиційний склад майже не змінився - це волокна рослинного походження з деревини хвойних і листяних порід, стебел однорічних рослин, листя і т.п. Залежно від способу виробництва, виходу гемицеллюлоз (речовин, схожих з целюлозою, але з меншою молекулярною масою) і лігніну (інкрустується речовини) отримують різні напівфабрикати: деревну масу, напівхімічним масу (напівцелюлозу), небілену, білену і облагороджених целюлозу.

Для зниження гідрофільності і гігроскопічності (вбирання при змочуванні і поглинання води з повітря) папір проклеюють гідрофобними (з водовідштовхувальними властивостями) смолами і парафинами. Для підвищення міцності, гладкості (зменшення ворсистості), стійкості до вищипування (липкою фарбою при друкуванні) і стирання найбільш ефективна поверхнева проклейка в клеїльних пресах крохмальним, карбоксіметілцеллюлозний і іншими клеями. Проклейка необхідна для офсетного, картографічної, фототіпной, форзацная, обкладинкової, креслярської, письмового та інших паперів, які зволожуються в процесах поліграфічного виробництва (при друкуванні, склеюванні) або при користуванні. Залежно від ступеня проклейки розрізняють папір слабоклееную, клеєну і висококлееную. У паперову масу вводять наповнювачі - білі порошкоподібні, нерозчинні в воді мінеральні речовини: каолін, сірчанокислий барій, тальк, двоокис титану та ін. Вони підвищують білизну, гладкість і непрозорість паперу, роблять її більш м'якою, легко деформується (пластичної), але і менш міцною.

Підвищений вміст наповнювачів (зольність) необхідно папері для високого друку, так як підвищена пластичність дозволяє знизити тиск для гарної пропечатки відбитка, і папері для глибокого друку - в цілях кращого вбирання і зниження растекаемости рідкої фарби на відбитках. Біла пігментно-клейова композиція наноситься на поверхню крейдованого паперу для отримання високої гладкості і глянцю, що необхідно у виробництві рекламних і високоякісних ілюстрованих багатоколірних видань. За змістом наповнювачів розрізняють мало-, среднезольним, підвищеної зольності і високозольні папір. Папір машинної гладкості, що має матову поверхню, застосовують переважно для друкування текстових або містять штрихові ілюстрації видань, а каландроване і висококаландрірованную - для видань, що містять тонові (растрові) ілюстрації. Найважливіші показники - маса паперу площею 1 м2, товщина, щільність, міцність, гладкість, пористість, білизна, непрозорість, відтінок, вартість і ін.


  • Теорія та історія
  • Кінець XIX - початок XX століття