бумага .История. Бумага.История возникновения и развития. История возникновения и развития,производства бумаги
 Скачать 60.59 Kb.
|
|
История возникновения и развития ,производства бумаги Значение целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) в народном хозяйстве очень велико. Нет такой отрасли промышленности, где бы не применялась бумага, картон или изделия из них. Велика роль бумаги как носителя духовной ценности общества, без неё практически невозможно повышение культурного уровня людей, знание истории. В ряде европейских стран бумага получила название от своего предшественника - папируса. Например: das papier (по-немецки), the paper (по-английски), le papier (по-французски) и т.д. Изготовлять папирус начали в древнем Египте примерно около 3500 лет до нашей эры из болотного тростникового растения cyperus paperus, сердцевина которого разрезалась на отдельные полоски. Эти полоски выдерживали в воде 2–3 дня для набухания, затем прокатывали деревянной каталкой на доске, операцию повторяли, и полоски становились тонкими. Полоски накладывали друг на друга внахлёст, обезвоживали между сукнами под прессом и сушили на солнце. Таким образом получали различные сорта папируса от тончайших листов до грубой обёртки. Во втором веке до нашей эры в Малой Азии в Пергамском царстве было освоено производство материала для письма из кожи животных - телят, ягнят, козлов, ослов. Пергамент был значительно прочнее, эластичнее, долговечнее папируса, с него можно было смывать текст и наносить новый, но обходился он очень дорого: для создания одной книги требовалось истребить до сотни животных. Несмотря на это, он использовался довольно долго. Изобретателями бумаги считаются китайцы. В 105 году нашей эры придворный сановник Цай Лунь предложил способ изготовления бумаги. Он открыл основной технологический принцип получения бумаги - образование листового материала из отдельных волокон путём обезвоживания на сетке из разбавленной волокнистой суспензии. Волокнистое сырьё измельчалось с помощью песта в каменной ступке. Таким способом можно было обрабатывать любое растительное сырьё и отходы: бамбук, мох, водоросли, тряпьё, коноплю, паклю и т.д. Секрет производства китайцы тщательно сохраняли. Только в конце VII века бумага стала производиться в Японии и других соседних с Китаем странах. В Европе искусство производства бумаги освоили в XI–XII веках. Возрастающие потребности в бумаге требовали расширения и механизации её производства. На смену ступе с пестом пришла толчея, приводимая в движение мельничным колесом. В XVII веке в Голландии был изобретён ролл, который в три раза превосходил по производительности толчею. С появлением роллов черпальщики не успевали отливать приготовленную массу. В 1799 году француз Луи Робер создал самочерпку - первую бумагоделательную машину, что способствовало быстрому росту бумажной промышленности, культурному и техническому прогрессу общества. В России первая отечественная бумага была получена только в XVI веке на небольшой бумажной фабрике под Москвой. Во время правления Петра I по его указу было построено несколько мануфактур, первой из которых стала Дудергофская, или Красносельская (теперь Красногородский экспериментальный бумажный комбинат), построенная в 1716 году. В 1988 году в СССР было выпущено почти 11 млн. тонн бумаги и картона (около 5 % от общемирового производства бумаги и картона). Потребление бумаги на душу населения возросло до 37 кг в год. Однако это соответствовало приблизительно сороковому месту в мире. Первое место занимали США - 317 кг в год на человека, последнее - Афганистан, Кампучия - около 0,1 кг в год. Среднемировое потребление составляло около 40 кг в год на человека (в 1900 году - 3,1 кг). В 2003 году в России было выработано около 3,6 млн. тонн бумаги и картона, что соответствовало душевому потреблению в 30 кг, при этом душевое потребление бумаги в Европе составляло 230–240 кг, в США – 330–340 кг в год на человека. Считается, что душевое потребление бумаги и картона является мерилом экономических успехов государства и динамичности его промышленного потенциала. Происходит постоянное расширение ассортимента производимых видов бумаги, что связано с развитием существующих и новых отраслей промышленности. Рост культурного уровня населения во многом зависит от развития ЦБП. Увеличивается выпуск книжно-журнальной бумаги, бумаги для изделий санитарно-гигиенического назначения, за рубежом широко используют бумажную одежду, постельное бельё разового пользования и другие бытовые и промышленно-технические изделия из бумаги и картона. КЛАССИФИКАЦИЯ БУМАГИ И ЕЁ СВОЙСТВА Бумага является упругопластичным капиллярно-пористым листовым материалом, состоящим из мелких растительных волокон, соответствующим образом обработанных и соединённых в тонкий лист, волокна в котором связанны между собой поверхностными силами сцепления. В зависимости от назначения, бумага характеризуется различными показателями: массой 1 м2, толщиной, плотностью, механической прочностью, степенью проклейки, зольностью, влажностью, цветом, белизной, химической чистотой, впитывающей способностью, воздухо-, паро-, жиронепроницаемостью, диэлектрическими и теплопроводящими свойствами, фильтрующей способностью, долговечностью и другими показателями – и подразделяется на десять классов: 1-й класс - для печати- газетная, типографская, офсетная, литографическая, для глубокой печати; 2-й класс - для письма, машинописи, черчения- писчая, почтовая, тет-радная, рисовальная; 3-й класс - электротехническая - кабельная, конденсаторная, пропиточ-ная, намоточная и др.; 4-й класс - обёрточная и упаковочная - мешочная, антикоррозийная, бандерольная, пергаментная, обёрточная и др.; 5-й класс -светочувствительная и переводная -диазобумага, диазокалька, гумированная для переводных изображений и др.; 6-й класс - для изготовления папирос и сигарет -папиросная, кури-тельная и др.; 7-й класс - впитывающая - промокательная, фильтровальная, для хро-матографии и электрофореза и др.; 8-й класс - промышленно-техническая разного назначения- каландровая, для патронирования, для технологических патронов и конусов, абажурная и др.; 9-й класс -бумага-основа - основа мелованной и копировальной бумаги, пергамента, фибры, фотобумаги и др.; 10-й класс -декоративная - бархатная, цветная, глянцевая, крепированная и др. Различные виды бумаги производят из небольшого количества полуфабрикатов, поэтому важное значение для придания бумаге требуемых свойств имеет технологический режим ведения процессов размола, отлива, прессования, сушки, отделки. Свойства бумаги зависят от введения в массу различных наполнителей, флокулянтов, проклеивающих веществ. Качество бумаги зависит от свойств полуфабрикатов, при этом имеется в виду как поведение волокнистых полуфабрикатов в технологических процессах, так и влияние их на свойства массы и бумажной продукции. Так, в процессе размола важным показателем является способность полуфабриката к размолу, скорость достижения степени помола, а в процессе отлива - скорость обезвоживания. Растительные волокна, применяемые в производстве бумаги, отличаются как по химическому составу, так и по анатомическому строению. Наиболее ценными являются волокна, получаемые из хвойных пород древесины. Длинноволокнистый полуфабрикат обеспечивает получение более прочной бумаги, чем коротковолокнистый. Из волокон ленточного типа получается плотная прочная бумага с сомкнутой поверхностью; волокна трубчатого строения способствуют получению пухлых сортов. Волокна твёрдых пород придают бумаге непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость, впитывающую способность, мягких пород - высокую прозрачность, плотность, сопротивление разрыву. Большое значение для бумагообразующих свойств имеет химический состав целлюлозы. Целлюлоза с высоким содержанием альфа-целлюлозы не склонна к фибриллированию и легко рубится, в результате чего из неё получается непрочный лист бумаги. Наличие гемицеллюлозы способствует пластификации волокна, обеспечивает фибриллирование и приводит к образованию прочного листа бумаги. Лигнин препятствует пластификации волокон, затрудняет размол. Бумага, изготовленная из целлюлозы с большим содержанием лигнина, быстро стареет. Вместе с тем, лигнин снижает прозрачность волокна и способствует светонепроницаемости бумаги. Бумагообразующие свойства зависят и от способа получения целлюлозы. Волокна сульфатной целлюлозы придают бумаге более высокую прочность, термостойкость, долговечность, непрозрачность, чем волокна сульфитной. Сульфатная используется для получения мешочной и других видов бумаги. Бумага из сульфатной целлюлозы обладает высокими диэлектрическими свойствами, поэтому она может использоваться для производства конденсаторной, телефонной, кабельной и других видов бумаги. Волокна сульфатной целлюлозы более гибкие, на их поверхности меньше микротрещин, поэтому они труднее размалываются. Сульфитная целлюлоза, по сравнению с сульфатной, обеспечивает получение бумаги с повышенной пухлостью и впитываемостью. Это обусловило её применение для получения санитарно-гигиенических видов бумаги. Целлюлоза из лиственных пород древесины при введении её в качестве добавки к целлюлозе из хвойных пород улучшает печатные свойства бумаги, повышает однородность (короткие волокна лиственной целлюлозы заполняют промежутки между волокнами хвойной целлюлозы), повышает гладкость, впитывающую способность, удержание наполнителя и понижает скручиваемость листа. Полуцеллюлоза широко применяется для получения тарного вида картона, ДВП, бумаги для гофрирования. Добавка в композицию древесной массы позволяет уменьшить стоимость бумаги, повысить непрозрачность, гладкость, улучшить печатные свойства. Однако древесная масса понижает механическую прочность бумаги, делает её неустойчивой к действию света, тепла, влаги. Перспективнее использовать химико-механическую и химико-термомеханическую массу, что позволяет снизить расход целлюлозы, а газетную бумагу можно производить без целлюлозы. Введение в композицию макулатуры понижает механические показатели бумаги, однако бумага при этом характеризуется лучшими печатными свойствами. Целлюлоза из однолетних растений способствует улучшению просвета, понижает пылимость, однако отлив её затруднён, так как масса плохо обезвоживается из-за наличия гемицеллюлоз: волокна сильно набухают, создавая большое сопротивление фильтрации. Прочную, долговечную бумагу вырабатывают из отходов переработки льна, хлопка, пеньки. Тряпичная полумасса используется для получения высококачественных видов бумаги (документной, чертежной и др.). Синтетические волокна (лавсан, капрон) используют для получения бумаги с высокой прочностью, впитывающей способностью, они долговечны, биостойки. Однако для получения бумаги из этих волокон необходимы связующие - смолы, латексы, что обусловливает ее высокую стоимость. Общая технологическая схема производства бумаги представлена на рис. 1.  Теория процесса Цель размола волокнистых полуфабрикатов заключается в том, чтобы подготовить их к отливу, сделать волокна гибкими, пластичными, увеличить их поверхность с целью эффективного связеобразования, от которого зависит прочность бумажного листа, придать бумаге требуемую структуру и физические свойства. |