Появление письменности (стр. 2 )

Первая бумагоделательная машина в России была изготовлена русскими мастерами на Петербургском литейном заводе и в 1916 году пущена в работу на Петергофской бумажной фабрике.

В первой половине 19 века было сделано ряд существенных усовершенствований бумагоделательной машины, но принципиальная технологическая схема ее в течение целого столетия оставалась практически неизменной, так как в ней полностью воплощены передовые принципы производственного процесса – непрерывность и автоматичность. В настоящее время бумагоделательные машины, воплотив в себя последние достижения научно-технического прогресса, по-прежнему являются образцом высокопроизводительного аппарата. На многих новых высокопроизводительных машинах осуществляется двухсеточное формование, установлены автоматические системы управления технологическим процессом, включающие электронно-вычислительные машины, а также большое число сложных автоматических измерительных и исполнительных устройств, обеспечивающих высокоэффективную работу машины на скоростях до 1000-1200 метров в минуту.

Люди научились не только делать, но и уничтожать бумагу. История разработки уничтожителей бумаги (шредеров) берет свое начало еще с 1909 года, когда придумал первый уничтожитель бумаги. Но никто не хотел признавать полезность этого изобретения. Позже уничтожители бумаги стали использоваться в правительственных и военных целях, для уничтожения секретных данных.

3 Технология производства бумаги

Основное сырье, используемое при производстве бумаги: целлюлоза, выделяемая из волокон древесины хвойных и лиственных пород деревьев, из стеблей и лубяных волокон однолетних растений; древесная масса, получаемая при механическом истирании лесоматериалов с применением воды; отходы текстильного производства (тряпичная полумасса); макулатура. При выработке некоторых видов бумаги и картона добавляют неорганические материалы (асбест, стекло, базальт), шерстяные и синтетические волокна (полиамидные и др.). В схеме технологического процесса три основных этапа: подготовка бумажной массы (размол сырья, введение наполнителей, проклейка, крашение, получение определенной концентрации бумажной массы, очистка от посторонних включений); отлив бумажного полотна на бумагоделательной машине с последующим прессованием, сушкой, отделкой, намоткой в рулон; отделка и переработка полученного листа (суперкаландрирование, перемотка, резка, упаковка).

При подготовке бумажной массы осуществляются операции, которые обеспечивают в дальнейшем все свойства, предъявляемые к готовой бумаге. Для размола целлюлозное волокно и древесную массу пропускают через систему ножей, в результате сего волокна измельчаются, укорачиваются и расщепляются в продольном направлении. В качестве наполнителей в массу вводят минеральные пигменты, которые повышают белизну, гладкость, светонепроницаемость, придают мягкость, заполняют промежутки между волокнами и делают структуру более плотной и мелкопористой. Использование наполнителей также выгодно экономически, так как при этом уменьшается расход волокнистых материалов. Водоотталкивающие свойства повышаются в результате проклейки в массе гидрофобизирующими веществами (обычно канифолью) вследствие адсорбции их на поверхности волокон. Способность бумаги сохранять прочность в увлажненном состоянии (влагостойкость) достигается введением карбамидного клея, меламиноформальдегидной смолы. В дальнейшем в результате поверхностной проклейки повышается прочность бумаги к истиранию, снижается пылимость и ворсистость; увеличивается ее стойкость к выщипыванию при печати. С целью придания улучшенных эстетических свойств бумаги (конвертной, салфеточной и др.) до отлива производят окрашивание и подцветку массы. При изготовлении односторонне окрашенной бумаги (афишной, обложечной и др.) красители распределяются по поверхности одновременно с проклейкой. Желтизна устраняется введением в бумагу подцвечивающих веществ (обычно синие, фиолетовые красители или смесь синего с красным). Для повышения белизны одновременно с красителями добавляются оптические отбеливатели (бланкофоры). Разбавление бумажной массы водой – операция, обеспечивающая равномерное распределение волокна в суспензии и регулирующая поверхностную плотность – массу 1 м2 листа вырабатываемой бумаги.

Готовая бумажная масса (содержание сухих веществ 0,1-1%) поступает в бумагоделательную машину, являющуюся самостоятельным агрегатом, в котором все узлы расположены в строго определенном порядке в соответствии с заданной технологией. Применяют два типа бумагоделательных машин: плоскосеточные для производства бумаги и круглосеточные – для картона. Бумагоделательная машина со­стоит из напускного устройства, сеточной, прессовой и сушильной частей, каланд­ра, привода. Рядом с ней расположены машинный бассейн для аккумулирова­ния бумажной массы перед поступлени­ем в машину, насосы для подачи массы и подкачки воды, вакуумные насосы; име­ются также контрольно-измерительные прибо­ры, система приточно-вытяжной венти­ляции. При отливе бумажной массы в результате отфильтровывания воды че­рез сеточные полотна происходит форми­рование бумажного полотна. Отлив по­лотна на современных машинах осуществляется со скоростью, достигающей 1000 м/мин, полученное полотно может иметь шири­ну 7-10 м, длину – до 200 м.

Расширение потока до размера сеточ­ного, полотна происходит на напускном устройстве, где также выравнивается концентрация бумажной массы. От ка­чества проведения этой операции во мно­гом зависит структура бумаги, масса 1 м2 листа и равномерность его толщины по всей ширине полотна. Дальнейшая об­работка производится на непрерывно движущемся сеточном столе, который для уменьшения ориентации волокон по направлению движения сетки периоди­чески встряхивается, выполняя роль дополнительного естественного фильтра. Последующее обезвоживание массы осу­ществляется вакуумными отсосами. Для выравнивания и уплотнения поверхно­сти полотна, разрушения пены, возникающей при напуске массы на сетку, устранения воздушных пузырьков и до­полнительного обезвоживания в сеточной час­ти в машине установлен лёгкий полый валик (эгутёр, или равнительный вал). С помощью эгутёра, обтянутого специальной сеткой, на бумагу можно наносить видимый на просвет узор – водяной знак. После прохождения через сеточную часть по­лотно с содержанием влаги 80-85% по­ступает в прессовую секцию. Формиро­вание бумажного полотна можно считать законченным, когда волокна уже не мо­гут изменить своего положения в процес­сах дальнейшей обработки и обезвожива­ния. При транспортировке в прессовую часть полотно поддерживается сукном, которое также впитывает и пропускает влагу. Шероховатость поверхности, по­являющаяся от отпечатков структуры сукна, устраняется на сглаживающих офсетных прессах. После прохождения прессовой части полотно содержит 55-65% влаги; связи между волокнами уп­рочняются, и полотно может самостоя­тельно продвигаться дальше. В сушиль­ной секции полотно прижимается к по­верхности нагретых паром цилиндров, которые предотвращают коробление и сморщивание поверхности из-за усадки. Большое значение для качества полу­чаемой бумаги имеет температурный режим сушки. В процессе сушки из бумаги испаря­ется влага, содержащаяся между волокнами и в её капиллярах. При влажно­сти примерно 60% между свободными гидроксильными группами соседних во­локон образуются межволоконные водо­родные связи, которые главным образом и опре­деляют прочность бумаги. Нормальная влаж­ность печатной бумаги – 5-7% (для способов печати, основанных на электростатических явлениях, - не более 5%). После сушки бумага имеет температуру 75-85 °С, поэтому для предотвращения пересыхания и электризации за сушильной частью распо­ложены цилиндры, на которых бумага охла­ждается до 20-30 °С. В процессе отдел­ки бумаге придаются свойства, улучшающие её товарный вид. Первая операция – каландрирование – выполняется непо­средственно в бумагоделательной машине. По­лотно поступает в секцию, где выравни­вается по толщине, одновременно уп­лотняется её структура и увеличивается гладкость поверхности. После каландри­рования получается бумага машинной глад­кости, которая наматывается на тамбур­ных валах в рулон.

Отделка и переработка бумаги затем про­исходят на продольно-резательном станке и упаковочной машине. Для придания по­верхности бумаги более высокой гладкости и глянца её дополнительно пропускают через суперкаландрирование, получая высококаландрированную бумагу. Количественные по­казатели свойств для каждого вида бумаги указаны в стандартах и технических условиях.

В технологических процессах выработки бумаги необходимо использование химика­тов, больших объёмов воды, поэтому производство бумаги размещают рядом с водоёмами. Вблизи целлюлозно-бумажных предприятий происходит загрязнение атмосферы, грунта, сточных вод вред­ными веществами, которые нарушают равновесие окружающей среды. Для со­здания экологически чистого производ­ства разработаны технологии, в которых применяются различные фильтры, очистная аппаратура, вытяжные вентиляционные системы, замкнутый цикл водоснабже­ния и др. [6]

4 Классификация и назначение бумаги

Известно более 600 видов бумаги. При достаточно высокой прочности бумага име­ет капиллярно-пористую структуру, что обеспечивает хорошее взаимодействие поверхности с краской и клеевыми рас­творами, лёгкость и компактность изде­лий из неё. Наиболее обширная сфера применении бумаги – полиграфическая промышленность. Бумагу для печати можно классифицировать по следующим основным признакам: способу печати – для высокой печати, плоской офсетной печати, глубокой печати; по волокнистому составу: чистоцеллюлозная - № 1, с содержанием древесной массы - № 2 и № 3; по массе 1 м2 листа (в зависимости от толщины листа) – от 28 до 320 г/м2; по отделке – машинной гладкости, каландрированная и высококаландрированная, с покровным пигмент­ным слоем (мелованная), с различной поверх­ностью – глянцевая, матовая, шёлковая, лёгкого и «литого» мелования, с фактурным рисунком и др.; по назначению – газетная, книжно-журнальная, иллюст­рационная, этикеточная и др.; по форме выпуска – листовая и рулонная. В зави­симости от способа печати используется бумага различной выработки, например, для высокой печати – мягкая (65-80 г/м2), для оф­сетной печати – водостойкая и очень прочная (40-320 г/м2), для глубокой печати – очень мягкая, гладкая, с особо чистой поверхностью (70-80 г/м2). Вы­бор бумаги зависит также от характера пе­чатной продукции. Так, для печатания многообъёмных изданий (словарей, спра­вочников, энциклопедий и др.) выпус­кается тонкая, но достаточно прочная и плотная бумага (30-45 г/м2), для выпуска массовых книжных изданий часто при­меняется «пухлая» бумага, толщина которой примерно на 30% больше, чем у обыч­ной печатной бумаги при одинаковой массе. Газетной бумаге придаются свойства, кото­рые обеспечивают печатание на высоко­скоростных рулонных машинах (более 45 тыс. оттисков в час), хорошее закре­пление краски.