Основным исходным сырьем для получения бумаги являются древесина и целлюлоза.
Целлюлоза — это основа растительных клеток. Ее приготавливают из древесины и смолы. В специальных варочных котлах размолотую древесину подвергают действию химических реактивов и пара. Сваренную целлюлозу промывают, измельчают и отбеливают. Целлюлоза является основным полуфабрикатом для изготовления высококачественной бумаги.
Вторичное сырье (макулатура, солома, ветошь) также используется для изготовления бумаги и картона
Поступающее на бумажную фабрику исходное сырье (тряпье, целлюлоза, древесная и соломенная масса, макулатура) подвергают механической обработке: разбивают в гидроразбивателях, очищают от посторонних примесей и размалывают в специальных мельницах. В результате такой обработки волокна расщепляются. К размолотым волокнам добавляют наполнители, проклеивающие и красящие вещества. Наполнители — каолин, мел, тальк, гипс, титановые белила и другие вещества — служат для того, чтобы сделать бумагу непрозрачной, уплотнить ее структуру, улучшить ее поверхность и др. Некоторые виды бумаги проклеивают, чтобы она становилась влагонепроницаемой. Для проклейки бумаги используют канифоль, синтетические смолы, крахмал, парафин. Для подцветки и окраски бумаги применяют различные красители.
Процесс производства бумаги на бумажной фабрике начинается с приготовления бумажной массы. Древесная масса и целлюлоза в специальной мельнице — ролле — перерабатывается в пыльцу. При этом длину волокон доводят до необходимого размера. К размолотым волокнам добавляют наполнители, красители, клей, воду. Затем бумажная масса поступает на бумагоделательную машину. В массовом бассейне при постоянном вращении мешалки получается бумажная масса, которая течет через песочницу и узлоуловитель. Под разбрызгивателем масса равномерно распределяется по бесконечной сетке, образуя тонкий волокнистый слой. Благодаря вибрации сетки волокна сцепляются. Валик-ровнитель вдавливает ребра массе, а при необходимости и водяные знаки. Волокнистый слой под давлением мокрых прессов, частично обезвоживается и поступает под «мокрый» пресс с суконным бандажом. Между сукнами и сушильными цилиндрами бумага высушивается. При этом смола, содержащаяся в волокнах хвойных древесин, расплавляется и склеивает волокна. В машинном каландре бумага приобретает необходимую поверхность и далее скатывается в рулон. С помощью дискового ножа осуществляют продольную разрезку бумажного полотна. При необходимости поперечный нож рубит бумагу на листы.
Бумага обладает определенными физическими, механическими и технологическими свойствами. К физическим свойствам относят: вес, цвет, шероховатость, теплопроводность, гигроскопичность, электропроводность; к механическим — прочность на разрыв, излом, истирание; к технологическим—способность подвергаться различной обработке.
Машинный процесс производства картона в принципе не отличается от производства бумаги Машины производят два основных вида картона: однослойный и многослойный. Основное отличие заключается в том, что для изготовления картона используют сырье с более грубыми и жесткими волокнами
Виды бумаги
Бумага чертежно-рисовальная вырабатывается из тряпья (70%) и белой целлюлозы (30%). Ее проклеивают в массе и с поверхности. Вес 200 г/м2. Используют только для изготовления особо ценных таблиц и картин. Разновидностями этого вида бумаги является рисовальная, чертежная и мундштучная бумага.
Рисовальную бумагу изготавливают из 100% целлюлозы или целлюлозы с примесью 25% тряпья. Вес 130—160 г/м2. Поверхность бумаги шероховатая, хорошо принимает краску. Идет на изготовление таблиц, геометрических тел, масок, макетов, моделей.
Чертежную обыкновенную бумагу изготавливают из 70% целлюлозы и 30% тряпья. Вес 160 г/м2. По качеству этот вид бумаги близок к рисовальной. Используется для тех же целей, что и рисовальная.
Мундштучную бумагу изготавливают из более дешевого сырья. По качеству этот вид бумага ниже рисовальной. Используется для изготовления таблиц и масок.
Писчая бумага поступает в продажу под названием «потребительской». Писчую бумагу выпускают четырех сортов: № 0 — высший сорт из тряпья и целлюлозы, вес 80 г/м2; № 1 — изготавливают из беленой целлюлозы, вес 70—80 г/м2; № 2 — изготавливают на беленой и небеленой целлюлозы, вес 65 г/м2; № 3 — изготавливают из небеленой целлюлозы и древесной массы, вес 60 г/м8. Писчая бумага бывает нелинованной и линованной. Она пригодна для склеивания таблиц, карточек, изготовления складных изделий; может быть использована для оклейки объемных предметов.
Крашеная бумага может быть гладкой, глянцевой, гофрированной, шагреневой.
Глянцевую бумагу изготавливают из писчей, окрашивают с одной стороны и лощат; гофрированную бумагу — из папиросной, окрашивая ее с двух сторон; гладкую настольную бумагу — из обложечной, окрашивая ее с одной или двух сторон; шагреневую бумагу—из ценного сырья, окрашивают с одной стороны и подвергают тиснению под вид кожи. Крашеную бумагу применяют для оформления таблиц, коробок, футляров, окантовок, для аппликаций; из гладкой цветной бумаги плетут коврики, корзинки, делают закладки; из гофрированной крашеной бумаги делают цветы и новогодние украшения.
Оберточная бумага поступает в продажу самых разнообразных видов, отличающихся друг от друга массой, плотностью, цветом. Насчитывается более 25 видов оберточной бумаги, которую используют для склеивания таблиц и картин с обратной стороны, при работе с папье-маше.
Печатная бумага имеет очень широкий ассортимент. Наиболее ценные виды печатной бумаги идут на изготовление ассигнаций, лотерейных билетов, книг; менее ценные — на изготовление брошюр и газет. Газетная бумага является лучшим материалом для папье-маше.
Обойная бумага изготавливается из дешевого сырья. На лицевую сторону обойной бумаги наносят рисунок. Используется для оформления коробок, футляров, окантовки.
Промокательная бумага имеет рыхлую структуру. Используется в основном для удаления лишнего клея, цветных пятен, вытирания рук.
Виды картона
Бурый древесный картон пригоден для изготовления плоских и объемных изделий самого различного назначения, а также для изготовления переплетных крышек.
Белый древесный картон ввиду малой пластичности, незначительной прочности и хрупкости следует употреблять в основном для таблиц, планшетов и папок
Желтый соломенный картон имеет весьма существенный недостаток. Он дает на светлых оклеенных материалах желтые пятна. Поэтому его следует употреблять только при оклеивании материалами темных расцветок.
Серый макулатурный картон применяют для тех же целей, что и бурый. Однако ввиду большой плотности и трудности обработки макулатурный картон употребляют для изготовления особо прочных изделий, например коробок.
Прессшпан переплетный обладает большой плотностью и прочностью. Изготавливают его из смеси макулатурной массы с целлюлозой. Он имеет красивую глянцевую поверхность. Употребляют его для изготовления любых изделий. В отдельных случаях для поделок можно использовать тряпичный, коробочный, упаковочный и строительный картой.
Картон нумеруют по плотности и весу. Номера получают путем деления числа, выражающего вес 1 м2 картона, на 100. Так, например, картон, 1 м2 которого весит 400 г, нумеруется № 4.
Рассмотрим основные с пособы обработки бумаги и картона.
Сгибание – операция, в результате которой отдельные части бумаги и картона располагаются под углом друг к другу. Сгибаться то же, что и гнуться, принимать изогнутую форму. Сгиб – место, по которому что-то согнуто или сгибается (сгиб локтя, переплета и др.) [Ожегов]. Способом сгибания бумаге придают форму конуса, цилиндра и др. Сгибание картона лучше выполнять на болванках, которые можно заменить банками, флаконами, бутылками.
Складывание ( складывать, сложить) - перегнув, свернув положить, уложить в каком-нибудь виде, придать какую-нибудь форму (например, сложить лист пополам). В изделиях, выполненных способом складывания, сохраняется приданное сгибом направление, так как часть волокон при проглаживании линии сгиба согнулась или сломалась. Складывание листа выполняется «от себя», проглаживание сначала осуществляется ребром ладони, а затем гладилкой или кольцом ножниц.
Рицовка - надрезывание верхнего слоя волокон бумажного листа резаком с помощью линейки и без линейки для получения четкой или ровной линии сгиба на плотной бумаге или картоне. Выполнение такой операции требует хорошей кинестезической ориентировки, ловкости, умения правильно держать инструмент. Надрезы выполняют по прямолинейному контуру или по кривой. Затем по линии надреза выполняют сгибание и складывание.
Биговка - продавливание бумаги по линии сгиба для получения углубленных бороздок (бигов) с помощью острого конца гладилки, шариковой ручкой с пустым стержнем и т.д. для получения четкой линии сгиба. Обработанную таким способом бумагу легко согнуть и сложить в заданном направлении.
Фальцевание - заглаживание места сгиба с помощью гладилки. При выполнении данной операции развивается кинестезическая и зрительная ориентировки, т.к. приходится постоянно осуществлять контроль, чтобы при складывании края или углы заготовки были хорошо обработаны. Для упражнения используют прямоугольный лист рисовальной бумаги.
Гофрирование - прием складывания бумаги в 3, 4, 5 и более слоев так называемой «гармошкой». Необходимо научить складывать бумагу так, чтобы все грани и ребра «гармошки» были четкими и одинаковой ширины. Для упражнений используют тетрадную бумагу в клетку.
Просекание - выполнение отверстий разной ширины на заготовке с помощью просечек. При работе с этими инструментами необходимо соблюдать правила техники безопасности Края просеченного отверстия должны быть идеально ровными. Для упражнений используют небольшой лист чертежной бумаги или тонкого картона. Чтобы не испортить поверхность стола, под лист подкладывают пачку из 2-3 газет или журнал.
Скручивание - обработка бумажной полосы с помощью инструментов (ножницы, вязальные спицы и др.). Для упражнений используют бумажные полоски разной длины и толщины.
Способы сборки и соединения бумажных и картонажных конструкций