Бумага как поделочный материал для ручного труда в детском саду

1. Исторические  сведения о бумаге

 

     Бумагой и картоном называют материалы, изготовленные  преимущественно из специально обработанных растительных волокон, связанных между  собой силами поверхностного сцепления  в листовую форму. Мы все в той или иной степени повседневно сталкиваемся с бумагой и изделиями из неё. Это, если можно так сказать, общение с бумагой начинается в раннем детстве, когда ребёнок тянется к яркой книжке, к белому листу, чтобы оставить на нём следы своих первых упражнений карандашом. Бумага сопутствует человеку на протяжении всей его жизни. Она напоминает о себе всякий раз, когда он обращается к документам - паспорту, диплому, справке, когда берём в руки книгу, извлекает из почтового ящика корреспонденцию. С бумагой связаны многие наши действия. Она нужна и для делового письма, и для творческой работы, и для бытовых надобностей.

     Но  что мы знаем о бумаге? Можно  сказать, что бумага - это материал для печатания книг, журналов и  газет. Бумага занимает исключительное место в жизни людей. Её открытие, как и изобретение колеса,- чудо, одно из величайших завоеваний человеческого  разума. Появившись однажды, бумага прочно утвердилась на Земле и, не зная конкурентов, победно идёт через столетия.

     У бумаги было много предшественников. Камень и глина, дерево и кость, кожа и береста, воск и металл, папирус  и пергамент - все они в разные  исторические эпохи служили людям  в качестве материалов для письма. Но каждый из них был не вполне пригоден для этого. Одни материалы были тяжёлыми, другие - хрупкими, третьи - дорогостоящими. Их обработка требовала больших  усилий, которые, однако, не всегда оправдывались.

     И вот появилась бумага - простой, доступный  для письма материал, приготовленный из   сырья растительного происхождения. Рождение бумаги произвело в человеческом обществе глубокие перемены. Получив бумагу, люди стали активно приобщаться к   знаниям. Этому во многом способствовало бурное развитие книжного дела.

     Дружба, начавшаяся с бумагой в детстве, не прекращается всю жизнь. Дома, на улице, в магазине, на службе мы рады этой встрече. Утром бумага входит к  нам в квартиру свежей газетой, новым  номером журнала, письмом. Большая  часть предметов домашней обстановки связана с бумагой.

     Человек изобрел материал для письма задолго  до того, как появилась бумага. Древние  египтяне около 4000 лет назад брали  стебли папируса, снимали кожицу и  распрямляли ее. Потом полоски  папируса клали крест-накрест и  спрессовывали так, чтобы они  склеивались. Высушенный лист папируса представлял собой хороший материал для письма.

     Но  это еще не была бумага. Ее изобрел  в Китае примерно в 105 году Цай  Лунь. Он нашел способ делать бумагу из волокнистой внутренней части  коры тутового дерева. Китайцы научились  толочь кору в воде, чтобы отделить волокна, потом они выливали эту  смесь на подносы, на дне которых  находились длинные узкие полоски  бамбука. Когда вода стекала, мягкие листы клали сушиться на ровную поверхность. Для этой цели использовали бамбук и старые тряпки. Торговцы из Китая  путешествовали далеко на север и  запад и пришли в город Самарканд. Там арабы переняли их секрет и  привезли его в Испанию. Оттуда искусство  делать бумагу разошлось по всему  миру.

     Бумага (от итал. bambagia - хлопок) - многокомпонентный  материал, состоящий в основном из специально обработанных мелких растительных волокон, тесно переплетенных между  собой, связанных силами сцепления  различного вида и образующих тонкий лист, толщиной 4-400 мкм.

     В качестве основных компонентов композиционного  состава бумаги используют волокна  растительного происхождения, выделяемые из древесины хвойных и лиственных пород, из стеблей однолетних растений, семенных коробочек и листьев  некоторых растений. В зависимости  от метода производства, выхода гемицеллюлоз (веществ, сходных с целлюлозой, но с меньшей молекулярной массой) и лигнина (инкрустирующего вещества), получают различные полуфабрикаты: древесную массу, полухимическую массу (полуцеллюлозу), небеленую, беленую и облагороженную целлюлозу. 

   

2. Процесс производства бумаги

 

      Основными операциями при изготовлении бумаги ранее были варка, промывка и  измельчение бумажной массы, которое  производилось вначале молотками  в ручных ступах, затем в ножных толчеях. В 13-15 вв. появились механические толчеи. В конце 17 в. в Голландии  бумажную массу стали измельчать ножами, насаженными на металлические  валы (роллы), заключенные в чане.

     Измельченную  бумажную массу вместе с водой  загружали в подогреваемые чаны, из которых ее затем черпали формой, состоящей из прямоугольной рамки  с прикрепленной к ней сеткой из проволоки. После того, как лишняя вода стекала сквозь сетку, массу  выкладывали на листы грубого  сукна или войлока. Стопу листов войлока с бумажной массой пропускали через пресс для удаления остатков влаги. Затем листы проклеивали, сушили, обрабатывали молотами, лощили и упаковывали.

     В 1799 француз П.Л. Робер предложил  механизированный отлив бумаги на непрерывно движущейся бесконечной сетке, расположенной  над черпальным чаном. Позднее появилась  первая бумагоделательная машина, состоящая  из следующих основных частей: сеточной, прессовой, сушильной, отделочной. Для  получения отдельных высококачественных видов бумаги и бумаги специального назначения до сих пор применяется  ручной отлив. 

      Принципиальная технологическая  схема производства бумаги такова. Бревна, доставленные на лесную биржу  целлюлозно-бумажного комбината, подаются кранами на разделочные эстакады, где специальные машины — слешеры  их разрезают на полутораметровые отрезки  — балансы. Во вращающихся окорочных  барабанах балансы трутся друг о  друга, о ребристые стенки барабанов  и тем самым очищаются от коры, грязи, промываются мощными струями  воды. (Современная прогрессивная  технология предусматривает утилизацию всего сырья. Например, кора, оставшаяся в окорочных барабанах, представляет собой основу для дубильного сырья, она может быть использована в  медицинской промышленности.) Транспортеры доставляют балансы к мощным ножам  рубильных машин, каждая из которых  способна превратить в щепу до трехсот  кубометров древесины в час!

     Очищенная и отсортированная технологическая  щепа со складских отвалов подается непрерывным потоком с помощью  транспортеров в огромные, высотой  с десятиэтажный дом варочные котлы. Здесь при высоких давлении и температуре, с помощью химических реагентов из щепы изготавливают  целлюлозу. Если при этом используются растворы сернистой кислоты и  гидросульфита кальция, удаляющие  из древесины смолы и лигнин, то такую целлюлозу называют сульфитной. Варка щепы со щелочами обеспечивает возможность получать целлюлозу  практически из любых пород древесины. Такая технология называется сульфатной.

     Из  чистой целлюлозы производят высшие сорта печатной бумаги, писчую, рисовальную, кабельную, конденсаторную и др. Обычную  же бумагу — оберточную, простую печатную и главным образом газетную — можно получить в результате смешивания в определенных пропорциях целлюлозы с обыкновенной древесной массой, получаемой в результате механического истирания древесины. Это делают мощные машины — дефибреры. Рабочим органом такой машины служит кварцево-цементный или керамический камень-жернов, диаметр которого достигает двух метров. Мощный электропривод быстро вращает камень-жернов, а специальные устройства прижимают к камню уложенные, словно сигареты в пачке, окоренные балансы. Шершавая, с насечкой поверхность жернова истирает древесину, разрывая ее на отдельные мельчайшие волоконца. Поверхность камня непрерывно охлаждается водой, которая одновременно вымывает истертую древесную массу. В специальных ваннах регулируется ее концентрация перед подачей в композиционное отделение.

     Здесь будущей бумаге задают требуемые  свойства. В специальных измельчителях-роллах или конических мельницах производится механическое воздействие на целлюлозные  и древесные волоконца — они  укорачиваются или расщепляются на мельчайшие фибриллы, расчесываются  в продольном направлении. Тем самым  бумаге задаются нужные прочностные  характеристики. Затем в размолотую волокнистую суспензию вводят необходимые  добавки. Для того, например, чтобы  бумага стала гладкой, хорошо впитывала  типографскую краску или чернила, словом, как говорят полиграфисты, обладала высокими печатными свойствами, в  бумажную массу вводят разнообразные  наполнители: каолин, тальк, гипс, двуокись титана, проклеивающие вещества, красители. Писчая бумага предварительно в бумажной массе проклеивается канифолью. В необходимых случаях для  проклейки используют парафин.

     После добавки наполнителей бумажная масса  из роллов через вакуум-фильтры подается в мешальные бассейны, а оттуда насосами по трубопроводам — на бумагоделательную машину. Это многосекционный  агрегат непрерывного действия. Такая бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой, сушильной частей, каландра (пресса, состоящего из 2-20 валов, между которыми пропускают бумагу) и наката (устройство для наматывания бумаги в рулон).

     Сеточная  часть имеет одну или две бесконечно движущиеся сетки, на которую (плоскосеточные машины) или в зазор между которыми (двухсеточные машины) непрерывным  потоком равномерно по всей ширине сеток поступает разбавленная водой  бумажная масса.

     При обезвоживании бумажной массы происходит формирование бумажного полотна, которое  далее обезвоживается в прессовой  части и окончательно высушивается в сушильной части машины. Прессовая  часть состоит из нескольких 2-вальных (иногда 3-вальных) прессов, между валами   которых (находясь на прессовом сукне) проходит бумажное полотно. При этом часть влаги из него отжимается. Сушильная часть состоит из 2-ярусных батарей сушильных вращающихся цилиндров, обогреваемых изнутри паром. Сырое бумажное полотно, проходя между горячими поверхностями цилиндров и сушильным сукном каждой батареи, высушивается до влажности 5-7%. В конце сушильной части имеется холодильный цилиндр (иногда два) для охлаждения бумаги. Затем бумага проходит каландр, придающий ей машинную гладкость, и наматывается в рулон на накате.

     Другой  способ производства бумаги, ручной. При ручном производстве бумаги используются экологически более чистые методы, химической обработки сырья или нет совсем, или очень немного. Материалом может служить лен, хлопок, рис. Иногда делают имитацию бумаги из естественных материалов. Бумага, сделанная вручную, разумеется, заметно дороже бумаги массового производства. 

   

3. Виды  бумаги и ее назначение

 

 

       Все многообразие видов бумаги подразделяется на десять классов:

1. Бумага для печати - наиболее массовый вид бумаг, предназначенных для печатания различными методами издательской и изобразительной продукции (газетная, типографская, офсетная, для глубокой печати, иллюстрационная, картографическая, обложечная, этикеточная и др.).
2. Декоративная - бумага, имеющая окрашенную гладкую, или крепированную поверхность, или поверхность, имитирующую бархат, мрамор, кожу, полотно; это - аэрографная, бархатная, крепированная, мраморная и другие виды бумаг, применяемые для отделки книжных переплетов, оформления книжно-журнальной продукции.
3. Бумага для письма, машинописи, черчения и рисования -- писчая, писчая цветная, тетрадная, почтовая, машинописная, ротаторная, копировальная, чертежная, бумага ватман,  бумажная калька, прозрачная чертежная бумага, рисовальная и др.
4. Электротехническая бумага -- электроизоляционная, телефонная, конденсаторная, кабельная, полупроводящая кабельная, микалентная и др.
5. Упаковочная и оберточная бумага - бумага для упаковки продуктов на автоматах, упаковочная бумага для сахара, чая, фруктов, стеклянной тары, текстильной продукции, мешочная бумага, бумага для спичечных коробок, светонепроницаемая бумага для кинофотоматериалов, жиронепроницаемая упаковочная бумага, оберточная, растительный пергамент, пергамин, под-пергамент и др.
6. Светочувствительная бумага -- светочувствительная, диапозитивная светочувствительная и фотографическая бумага, бумажная диапозитивная светочувствительная калька.
7. Бумага для изготовления папирос и сигарет -- курительная, мундштучная, папиросная и сигаретная.
8. Впитывающая бумага -- впитывающая бумага для хроматографии, промокательная, фильтровальная различного назначения.
9. Промышленно-техническая бумага разного назначения для ртутно-цинковых элементов, химических источников тока, каландровая бумага, патронная, шпагатная, водо-растворимая, перфокарточная, термореактив-ная, теплочувствительная, для электрографии, гуммированная бумага для переводных изображений и др.
10. Бумага-основа -- к ней относятся бумаги, используемые в качестве основы для производства многих видов бумаг, бумажных изделий и фибры путем соответствующих обработок, пропиток и покрытий (бумага-основа, основа мелованной, термореактивной, копировальной, парафинированной, пергамента, фотобумаги, фотокальки, абразивной; основа для переводной фольги, облицовочного материала, упаковочной для молочных продуктов, гигиенических салфеток, клееной ленты, склеенного картона и др.

 

 

4.Свойства  бумаги 

     Допечатные  свойства бумаги, как правило, связаны  с влажностью, упаковкой и хранением  бумаги. Свойства бумаги, называемые печатными, включают характеристики, определяющие прохождение бумаги через бумагопроводящую систему печатной машины, а также  свойства, определяющие качество печатного  оттиска.

     Печатные  свойства обеспечивают получение высококачественного  оттиска. Основные печатные свойства бумаги:

а) белизна; 
б) гладкость; 
в) упругоэластичность; 
г) пластичность; 
д) впитываемость; 
е) непрозрачность; 
ж) незасоренность; 
з) прочность поверхностного слоя; 
и) плоскостность.

     Эти свойства должны соответствовать условиям того или иного способа печати.

     Послепечатные свойства бумаги определяют процессы разрезки, фальцовки, шитья, высечки  и тиснения, а также условия  и требования прессования полуфабрикатов и их хранения и сушки.

     Белизна бумаги:

     Высокая степень белизны печатной бумаги весьма желательна, так как четкость, удобочитаемость издания зависят  от контрастности запечатанных (текст, иллюстрации) и пробельных участков оттисков.

     Степень белизны бумаги зависит от её возможно более полного и равномерного отражения лучей различной длины  по всему спектру дневного рассеянного  белого света. Чтобы повысить белизну  бумаги, устранить возможный желтоватый оттенок, бумагу в процессе изготовления подкрашивают синими и фиолетовыми  красителями или вводят в её состав оптические отбеливатели.

     Степень белизны некоторых  видов бумаги:

Мелованная с  оптическим отбеливателем – 84% 
Мелованная без оптического отбеливателя – 78% 
Чистоцеллюлозная печатная бумага с оптическим отбеливателем – 83% 
Тоже самое без – 78% 
Печатная бумага с белой древесной массой – 72% 
Газетная бумага – 65%

     Гладкость бумаги:

     Зависит от микрогеометрии поверхности бумаги, то есть рельефа, образованного выступами  и впадинами между растительными  волокнами и частичками наполнителя.

     Глянцевитость или матовость бумаги также зависит  от микрогеометрии её поверхности. Очень  гладкие бумаги будут глянцевыми, шероховатые – матовыми.