Бумага Бума́га (вероятно, от итал. bambagia — хлопок) — материал, получаемый из целлюлозы: из растений, а также из вторсырья (тряпья и макулатуры).
Начиная с 1803, в производстве бумаги используются бумагоделательные машины.
Хронология
* 105 — изобретение бумаги из хлопка Цай Лунем в Китае.
* 600 — проникновение бумаги в Корею.
* 625 — проникновение бумаги в Японию.
* 751 — Таласская битва — проникновение бумаги на Запад.
* 1238 — бумажная мельница в Испании.
* 1770 (около) — английский бумажный фабрикант Дж. Ватман-старший ввёл новую бумажную форму, позволявшую получать листы бумаги без следов сетки.
* 1799 — патент на изобретение бумагоделательной машины (Луи-Николя Робер).
* 1803 — установка бумагоделательной машины в Великобритании (Брайен Донкин).
* 1806 — патент на изобретение копировальной бумаги.
* 1827 — бумагоделательные машин в США.
* 1856 — изобретение гофрированного картона.
* 1857 — технология получения бумаги из древесины.
Применение
* Для письма и печати (книги, журналы, газеты, тетради)
* Отделочный материал (обои)
* Упаковочный материал (фантики, конвалюты, мешки, коробки)
* Чистящий материал (туалетная бумага, салфетки)
* Изолятор при производстве конденсаторов
* Производство гетинакса
* Подложка для нанесения химических реактивов (фотобумага, индикаторная бумага, наждачная бумага)
История
Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена во II веке Цай Лунем. В VI—VIII веках производство бумаги существовало в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии. В XI—XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV—XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно — ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычерпкой её формами с сетчатым дном.
Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата — ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С.Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.
Технология производства
Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить:
* древесная масса или целлюлоза
* целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других)
* полуцеллюлоза
* тряпичная полумасса
* для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие волокна
Производство бумаги складывается из следующих процессов:
* приготовление бумажной массы (размол и смешение компонентов, проклейка, наполнение и окраска бумажкой массы)
* выработка бумажной массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка массы от загрязнений, отлив, прессование и сушка, а также первичная отделка)
* окончательная отделка (каландирование, резка)
* сортировка и упаковка.
При размоле волокнам придают необходимые толщину и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах и других). Чтобы сделать бумагу пригодной для письма и придать ей гидрофобные свойства, в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозем и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии — мочевино- и меламино-формальдегидные смолы. Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны — анилиновые (реже минеральные) красители. Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовая бумага белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон.
Готовая бумажная масса концентрацией 2,5 — 3,5 % с помощью насоса подаётся из подготовительного отдела в мешальный бассейн, откуда поступает на бумагоделательную машину. Предварительно масса разбавляется оборотной водой (до концентрации 0,1 — 0,7 %) и пропускается через очистную аппаратуру (песочницы, вихревые и центробежные очистители и узлоловители).
Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской сеткой) бумагоделательная машина. Она состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся бесконечную сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. Дальнейшее обезвоживание и уплотнение полотна производится в прессовой части, образуемой несколькими вальцовыми прессами, между валами которых бумажное полотно транспортируется цельным в течение всего процесса шерстяным сукном, служащим эластичной прокладкой. Окончательное удаление воды происходит в сушильной части, где полотно бумаги попеременно соприкасается своими поверхностями с обогреваемыми изнутри паром чугунными шлифовальными цилиндрами, расположенными в шахматном порядке в двух ярусах. Поверхность бумаги получается гладкой благодаря тому, что она прижимается к цилиндрам верхними и нижними сукнами. Затем бумажное полотно отделывается в каландре, представляющем собой вертикальную батарею из 5-8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.
