Мы пользуемся бумагой каждый день: печатаем документы, рисуем, читаем книги, заворачиваем подарки, покупаем продукты в картонной упаковке. Но редко задумываемся, из чего сегодня делают бумагу и почему один лист получается белоснежным и гладким, а другой — серым, плотным или шершавым.
Кажется, что ответ простой: из дерева. Но на самом деле современная бумага — это результат сложной смеси природных волокон, воды, наполнителей и специальных добавок.
Основа бумаги — целлюлоза
Главный компонент практически любой бумаги — целлюлоза.
Это природное вещество, из которого в значительной степени состоят стенки клеток растений. Именно длинные волокна целлюлозы переплетаются между собой и после высыхания образуют прочный лист.
Чаще всего промышленную целлюлозу получают из древесины хвойных и лиственных пород.
Хвойные деревья дают более длинные волокна, поэтому бумага получается прочнее.
Лиственные породы дают более короткие и тонкие волокна, благодаря которым поверхность бумаги становится более ровной и гладкой.
Поэтому производители нередко смешивают разные виды целлюлозы, добиваясь нужных свойств.
Сначала дерево превращают в щепу
На бумажное производство поступают брёвна или древесное сырьё.
С древесины удаляют кору, после чего её измельчают в небольшую щепу примерно одинакового размера.
Дальше из щепы необходимо получить волокнистую массу.
Сделать это можно разными способами.
При механическом способе древесину буквально размалывают, стараясь разделить её на отдельные волокна.
При химическом способе древесную щепу обрабатывают специальными растворами, которые помогают отделить целлюлозные волокна от других компонентов древесины.
Получается влажная масса, которая на первый взгляд совсем не похожа на привычный лист бумаги.
Фото 2: крупный план древесной щепы и производственной линии бумажной фабрики.
Почему бумага белая?
Натуральная целлюлозная масса вовсе не обязательно имеет идеально белый цвет.
Для производства белой офисной, книжной или художественной бумаги целлюлозу дополнительно очищают и при необходимости отбеливают.
Но одной целлюлозы для современной бумаги часто недостаточно.
В состав могут добавлять минеральные наполнители, например соединения кальция или каолин.
Они помогают сделать поверхность бумаги:
— более гладкой;
— менее прозрачной;
— более белой;
— удобной для печати.
Именно поэтому лист качественной бумаги выглядит гораздо ровнее, чем грубая масса из растительных волокон.
В бумаге очень много воды
Это один из самых неожиданных моментов производства.
На первых этапах бумажная масса представляет собой смесь, в которой огромное количество воды и относительно мало волокон.
Жидкую массу подают на движущуюся сетку бумагоделательной машины.
Вода постепенно уходит через сетку, а целлюлозные волокна начинают соединяться между собой.
Так появляется ещё очень влажное, но уже узнаваемое бумажное полотно.
Затем оно проходит через систему валов, которые выжимают лишнюю воду.
После этого будущую бумагу сушат на нагретых цилиндрах.
Фото 3: огромная бумагоделательная машина и длинное белое полотно бумаги между металлическими валами.
Зачем в бумагу добавляют специальные вещества
Современная бумага может сильно отличаться по назначению.
Бумага для принтера должна хорошо впитывать чернила, но при этом не позволять им слишком сильно растекаться.
Упаковочный картон должен быть прочным.
Глянцевая журнальная бумага должна иметь максимально гладкую поверхность.
Бумага для рисования должна хорошо работать с карандашом, тушью или красками.
Поэтому производители используют разные добавки, которые помогают изменить свойства листа.
Некоторые вещества регулируют впитываемость.
Другие повышают прочность.
Третьи делают бумагу более гладкой или помогают получить нужный оттенок.
Фактически современная бумага — это уже не просто высушенные волокна, а тщательно подобранный материал с заданными характеристиками.
А как делают бумагу из макулатуры?
Сегодня огромную роль играет переработанная бумага.
Старые газеты, картонные коробки, офисные документы и другая макулатура поступают на перерабатывающие предприятия.
Там бумагу сортируют, измельчают и смешивают с водой.
Получается волокнистая масса.
Из неё удаляют загрязнения, скобы, пластик, клей и другие посторонние материалы.
Если нужно получить светлую бумагу, дополнительно удаляют типографскую краску.
После очистки вторичное волокно снова можно использовать для изготовления бумаги и картона.
Фото 4: переработка макулатуры — стопки старой бумаги рядом с чистыми листами и бумажной массой.
Можно ли бесконечно перерабатывать одну и ту же бумагу?
Нет.
При каждой переработке целлюлозные волокна становятся немного короче и слабее.
Через несколько циклов они уже не могут обеспечить листу необходимую прочность.
Поэтому в производство переработанной бумаги часто добавляют некоторое количество свежего целлюлозного волокна.
Так удаётся сохранить нужное качество материала.
Бумагу делают не только из дерева
Хотя древесная целлюлоза сегодня является основным сырьём для массового производства, бумагу можно делать и из других растений.
В разных странах и небольших мастерских используют:
лён, хлопок, коноплю, бамбук, солому и другие растительные волокна.
Например, хлопковые волокна могут использоваться для изготовления особенно прочной и долговечной бумаги.
А дизайнерская бумага иногда содержит заметные растительные включения, траву, цветы или другие декоративные волокна.
Фото 5: разные виды бумаги из древесины, хлопка, бамбука и переработанного сырья.
Почему одна бумага тонкая, а другая толстая?
Толщина и плотность зависят от количества волокон, состава массы, степени прессования и дальнейшей обработки.
Например:
обычная офисная бумага должна быть достаточно лёгкой и ровной;
визиточная бумага — более плотной;
картон — значительно толще;
бумажные салфетки, наоборот, делают мягкими и хорошо впитывающими влагу.
Получается, что из похожего исходного сырья можно создать совершенно разные материалы.
Что происходит с бумагой после сушки
Когда бумажное полотно высохло, производство ещё может продолжаться.
Бумагу пропускают между специальными валами, чтобы выровнять поверхность.
На некоторые сорта наносят дополнительное покрытие.
После этого огромное бумажное полотно наматывается в гигантские рулоны.
Вес таких рулонов может составлять сотни килограммов и даже несколько тонн.
Затем бумагу разрезают на более маленькие рулоны или привычные листы.
И только после этого она отправляется на типографии, производства упаковки, в магазины и офисы.
Получается, обычный лист совсем не такой простой
Если посмотреть на обычный лист бумаги, трудно представить, сколько этапов он прошёл.
Древесина или макулатура превращается в волокнистую массу.
Массу очищают и смешивают с водой.
Добавляют необходимые компоненты.
Затем формируют полотно, прессуют, сушат, разглаживают и разрезают.
И в результате получается материал, который кажется нам абсолютно привычным.
Интересный факт
Главный секрет бумаги заключается не в клее.
Лист в значительной степени держится благодаря тому, что огромное количество мельчайших целлюлозных волокон переплетается и связывается друг с другом.
Поэтому даже простой белый лист — это настоящая сеть из миллионов растительных волокон.
А вы раньше знали, что современную бумагу делают не только из древесины, но и из переработанных и других растительных волокон?
Если статья была интересна — сохраните её и поделитесь с друзьями.