Совершенствование производства бумаги

 

Бумажное производство совершенствовалось и постепенно механизировалось. Старые бумажники говорили: " Бумага делается в ролле" . На языке специалистов это означает, что высококачественную бумагуможно выработать только из хорошо размолотой волокнистой массы. Такую массу приготавливают в ролле.

Ролл - голландское изобретение. Первоначально его и называли голлендером. Он появился около 1670 г., и долгое время за пределами Голландии о нем ничего не знали. Голландцыбоялись, что секрет их машины станет известен другим, что те научатся делать такую высококачественную бумагу, какую вырабатывают они. Единолично владея роллом, голландцы могли не опасаться конкуренции на рынках сбыта бумаги. Тайна устройства ролла строжайше оберегалась.

Ролл оказался поистине чудо-машиной. Он укорачивал тряпки, растирал и разрывал их и в то же время перемешивал с водойразмельченное сырье. Все эти процессы происходили в небольшой, сделанной из прочного материала ванне, разделенной перегородками на два канала. В одном из них вращался тяжелый барабан с ножами. На дне ванны под барабаном также были укреплены ножи. В ванне создавалось непрерывное движение воды и тряпья. Попадая в зазор между ножами, тряпье раздиралось на мелкие кусочки. Цикл продолжался до тех пор, пока тряпки не превращались в тончайшие волоконца. Полученная таким способом бумажная масса отличалась от бумажной массы, приготовленной в толкушах, лучшим качеством. Один ролл приготавливал столько бумажной массы, сколько ее делали несколько толкуш.

Как ни старались голландцы сохранить секрет своего изобретения, тайна все же стала явной. Французским предпринимателям удалось сманить из Голландии сведущего специалиста. Он построил во Франции точную копию размалывающего механизма. Вскоре роллы появились на многих французских бумажных мельницах. В конце XVII века они работали на бумажных мельницах почти во всех странах, имевших бумажное производство.

С годами конструкция ролла совершенствовалась, В то же время на бумажных предприятиях появлялись новые размалывающие машины - быстроходные и экономичные. Бумажники охотно брали их на вооружение, но и с роллами расставаться не спешили. Так ролл дожил до наших дней.

Для технологии бумаги были сделаны важные открытия в Германии. Немцы придумали состав для смоляной проклейки бумаги. Но проклейка ручной бумаги совершается всегда в листах животным клеем - костяным или мездряным. Клей разводится большим количеством воды, к нему прибавляется немного квасцов, чтобы он не загнивал, и в этот раствор погружают листы, отжимают из них лишний клей и высушивают. [11]

В начале 1800-ых годов, хлопковая ткань и волокна зерновых культур, такие как полотно, были первичным источником для волокон, из которых производили бумагу. Увеличенный спрос на книги и материала для письма означало, что поставка льняных тканей, из которых производили бумагу, не могла поспеть за увеличением спроса на бумагу. Изготовители должны были найти дополнительный ресурс или сырье, для бумажного производства, что, в конечном счете, привело к перемещению интереса в производстве бумаги от полотна к древесной мякоти.

Следует сказать, что не человек первым начал делать из древесины - ее " изобретателями" были некоторые виды ос. Они строят свои гнезда так: рабочие осы весною сгрызают молодые зеленые побеги деревьев, пережевывают их и при этом отделяют волокна (клетчатку). В слюне ос есть клей, и таким образом получается клейкая масса, состав которой тот же, что и бумаги. Открытие нового способа принадлежало саксонскому ткачу Ф. Дж. Келлеру в 1845 г. Свои опыты Келлер начал в 1840 г. Как-то он заметил, что деревянная ручка топора, случайно прижатая к каменному кругу ручного точила, поддалась истиранию. Келлер стал стачивать доску. В корытце под точильным камнем остался сгусток серо-желтой массы. Келлер собрал ее в сосуд и разбавил водой. При взбалтывании часть густой жидкости пролилась на скатерть. Образовалось расплывчатое пятно. Келлер хотел удалить его, но увидел, что вода впиталась и на скатерти остался тонкий слой волокна. Подождав, пока масса немного затвердеет, Келлер аккуратно снял волокнистое образование и высушил его между прокладками. Получилось нечто похожее на бумажную отливку. Этот случай убедил Келлера в том, что из дерева можно делать бумагу. Он все делал сам из подручных средств - сам смастерил ванну, для древесной массы, сам приспособил к ней точильный камень, приладил устройство для прижима к камню заготовок древесины. Но Келлера ждало разочарование. Бумага из дерева оказалась грубой, жесткой, ломкой. Она не годилась ни для письма, ни для хозяйственных надобностей. Однако неудача не сломила воли изобретателя. Он продолжал опыты. Однажды он добавил к древесной массе тряпичную массу. Смешав два этих материала, он получил хорошую прочную бумагу. Изобретатель понял, что короткие, хрупкие и жесткие волокна древесной массы не могут самостоятельно образовать бумажный лист достаточной прочности. Тряпичные волокна, более длинные и эластичные, переплелись с древесными и создали надежную структуру. Документы, написанные на тряпичной бумаге, были значительно более устойчивыми. На точиле, впоследствии получившем название ручного дефибрера, Келлер изготовил за три дня работы 100 кг древесной массы, из которой при небольших добавках тряпичных волокон сделал шесть стоп бумаги. [5]

В 1799 году французом Луи Робером изобрел машину, которая имела на деревянной станине чан с бумажной массой, над которой на двух валиках была натянута медная сетка. На эту сетку с помощью черпального колеса, изготовленного из тонких медных полос, подавалась бумажная масса, растекающаяся равномерно по сетке; вода опять возвращалась в чан, а на сетке образовывалось влажное полотно, которое уплотнялось и далее обезвоживалось между двумя валиками, обтянутыми сукном. Влажное бумажное полотно наматывалось на приёмный валик, а затем разматывалось и сушилось на воздухе. Производительность этой машины была около 100 кг бумаги в сутки.

Еще до того как Фридриху Келлеру пришла мысль применить ручное точило для истирания древесины, ученые изучали возможность изготовления бумажной массы из древесного сырья химическими способами. Первые такие опыты проводились в 1819 г.

Известно, что какую бы часть растения ни рассматривай под микроскопом, везде будут видны мельчайшие, прочно соединенные между собой ячейки - клетки. Из них и состоит растительный организм. Поверхность клеток представляет собой их своеобразную одежду - клеточную оболочку, сотканную из множества тончайших волоконцев. Это и есть клетчатка - целлюлоза, высокомолекулярный углевод.

Целлюлоза - это как бы каркас растительного организма, его опорная внутренняя конструкция, на которой крепятся вещества, составляющие твердую часть растения, такие, как лигнин, гемицеллюлозы, жиры, смолы, воск, белки и др. Естественно, такой конструкционный материал должен обладать высокой прочностью.

У целлюлозы завидная прочность. Волокна льна, например, больше чем вдвое превосходят прочность железа. Целлюлоза обладает и другими очень важными качествами. Ее волокна мягки и гибки, что придает бумаге эластичность и другие незаменимые свойства.

На протяжении многих лет считалось, что получать целлюлозу из древесины лучше всего сульфитным способом, т.е. в растворе слабой сернистой кислоты, основанием которой могут быть соли кальция, магния или аммония. При таком способе не нужно превращать отработанные продукты производства в исходные продукты процесса, можно обходиться дешевыми химикатами и при всем этом вырабатывать целлюлозу не темного, а светлого цвета без улучшенной отбелки. Но сначала документы, написанные на тряпичной бумаге, были значительно более устойчивыми. Использование некислых добавок, чтобы сделать бумагу стали более распространенным, и стабильность этих бумаг была гораздо выше. [2, c.87]

Химия не только позволила выделить из древесины ее наиболее ценное вещество - целлюлозу, но и помогла обработать и облагородить этот полуфабрикат, открыла дорогу для самого широкого его использования. С помощью таких химических реагентов, как двуокись хлора, перекись водорода, соединений, полученных в результате комбинирования кислорода и щелочи, целлюлозе придают ту или иную степень белизны, прочности, изготавливают из нее разные виды и сорта бумаги. Благодаря химии целлюлоза стала универсальным исходным материалом для множества непохожих одна на другую вещей - искусственных тканей, мехов, кож, пластмасс, пленок. Из целлюлозы изготавливают продукцию 60 тыс. наименований. Ее используют все отрасли народного хозяйства. [7]

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

Лучшая древесная масса получается из свежесрубленных хвойных деревьев, преимущественно из ели, пихты, сосны, и из лиственных (осины).

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: