Явные свойства бумаги. Картон
Бумага - многокомпонентная система из переплетенных между собой растительных волокон.
Растительные волокна состоят из древесной целлюлозы и древесной массы
Целлюлоза – главная составная часть клеточных стенок растений, которая придает растительным тканям прочность и эластичность.
В коробочках хлопчатника содержится 90 –95 % целлюлозы, в стволовой древесине – 40 – 55 %.
Поэтому «бумага» - от итал. bambagia - хлопок.
Кроме волокон в состав бумаги вводятся минеральные проклеивающие вещества,
красители и другие специальные добавки.
Бумага - капиллярно-пористый материал.
Бумагу изготавливают из древесины или текстиля.
БУМАГА (от итал. bambagia - хлопок), материал преимущественно из растительных волокон. Впервые получена во 2 в. в Китае. С 19 в. изготовляется главным образом из древесины. Известно св. 600 видов бумаги. Характеризуется массой 1 м2 (4-250 г), толщиной (4-400 мкм), механическими свойствами, цветом, белизной, гладкостью, впитывающей способностью и т. д.
БУМАГА СИНТЕТИЧЕСКАЯ, изготовляется из химических волокон (поливинилспиртового, полиамидного и др.) по обычной технологии производства бумаги; известна также бумага синтетическая из полимерных пленок (в т. ч. наполненных). Применяется для изготовления географических карт, денежных купюр, документов, киноэкранов и др.
БУМАГИ РЕАКТИВНЫЕ (индикаторные бумаги), впитывающие бумаги с закрепленными на них реагентами, изменяющими цвет при взаимодействии с определяемыми веществами. Применяются для установления водородного показателя (pH) растворов, быстрого обнаружения и определения некоторых химических элементов и соединений.
БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНАЯ МАШИНА, агрегат для получения (отливки) бумаги и некоторых видов картона из бумажной массы. Состоит из сеточной части (где формируется и частично обезвоживается бумажное полотно), а также прессовой, сушильной и отделочной частей. Бумагоделательные машины для газетной бумаги вырабатывают бумажное полотно со скоростью до 850 м/мин при ширине полотна ок. 9 м.
Бумага впервые получена во 2 в. в Китае.
В 1799 француз Луи-Николя Робер запатентовал паровую бумагоделательную машину.
В 1818 - первое упоминание о бумагоделательной машине в России - Петергофская бумажная фабрика.
Основные этапы производства бумаги:
Измельчение материала,
Откидывание на сетку,
Прессование
В результате получается бумага в виде рулонов шириной до нескольких десятков метров. Далее эти рулоны режут на рулоны меньшей ширины согласно типографским стандартам. Эти более малые рулоны заправляются в бумагорезательную машину, на выходе которой и получают бумажные листы промышленных или потребительских форматов.
СВОЙСТВА БУМАГИ
1. Гладкость . Чем выше гладкость, тем плотнее контакт полотна бумаги с печатной формой
больше возможность без искажений воспроизводить тонкие штрихи. Гладкость бумаги характеризуют временем истечения установленного объема воздуха между образцом бумаги и плотно прижатой к нему гладкой пластиной; измеряют в секундах. Наибольшие требования к гладкости бумаги предъявляет глубокая печать300-500 сек, У офсетной бумаги средний уровень гладкости - 80-150 сек.
2. Пухлость - степень спрессованности бумаги. Чем выше данный показатель, тем выше степень непрозрачности. Наибольшая пухлость имеет показатель 2 см3/г, наименьшая - 0,7 см3/г.
3. Пористость характеризует степень впитывания бумагой печатной краски. Между волокнами образуются макро- и микропоры. Газетная бумага макропористая - радиус пор может от 0,16 мкм до 0,18 мкм. Мелованные бумаги - микропористые: размер пор около 0,03 мкм. Пористость более всего влияет на величину точек растискивания. Чтобы получить насыщенные цвета необходимо подобрать мелкопористую бумагу.
4. Белизна Чем выше показатель белизны, тем выше перепад яркости между черным красителем и цветом незапечатанных участков бумаги. Это важно для удобочитаемости. Белизна газетной бумаги имеет показатель около 60%, офсетной - около 70%, мелованной - более 80%. Целлюлозные волокна имеют желтый оттенок, для устранения которого иногда добавляют противоположный по цвету синий краситель.
5. Мягкость Параметр мягкости бумаги важен для выбора способа печати. При большом давлении с рельефных печатных форм высокой печати бумага должна обеспечивать наибольший контакт с печатной формой, то есть быть мягкой и быстро восстанавливаться после деформации. Совершенно противоположными показателями должна обладать бумага для тиснения.
6. Влагостойкость Бумага для офсетной печати, обладает повышенной влагостойкостью, для этого в ее состав вводятся гидрофобные вещества. Иначе при попадании увлажняющих растворов на запечатываемый материал произойдет деформация бумажного полотна, что приведет к потере прочности и эффекту несовмещения красок при полноцветной печати.
Свойства бумаги подразделяются на
1. структурно-механические,
2. оптические,
3. химические,
4. электрические и
5. свойства, определяемые при помощи микроскопа.
У бумаги различают две стороны: прилегающую к сетке бумагоделательной машины и прилегающую к сукну. Сеточная сторона почти всегда грубее вследствие ромбовидной маркировки сетки, по которой движется еще не застывшее бумажное полотно при изготовлении. Различие в гладкости и пористости обеих сторон бумаги называют двусторонностью.
Бумага имеет определённую структуру, обусловленную большей ориентацией волокон в направлении движения сетки бумагоделательной машины и большим натяжением, испытываемым бумагой в этом направлении, известном под названием машинного. Поперечным является направление бумаги под прямым углом к направлению движения сетки бумагоделательной машины.
1. СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1. Масса (вес) измеряется массой 1 м2 и является наиболее распространённым показателем.
Вес колеблется у различных сортов от 40 до 250 г/м2 .
Более 250 г/м2 - картон.
Тип печати Вес бумаги в г/м2
Листовая офсетная Не менее 80
Ролевая газетная Около 50
Ролевая книжная 60 - 80
Т.к. большинство бумаг продают по массе 1 м2. Массу бумаги чаще относят к единице площади, чем к единице объёма, как это делают в отношении других материалов, т.к. бумагу используют в виде листа, и поэтому площадь в данном случае играет более важную роль, чем объём.
2. Толщина бумаги (мкм) является важным фактором в характеристике многих других видов бумаги и определяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительские свойства (в первую очередь прочностные) готового изделия.
3. Механическая прочность - одно из основных и важных свойств большинства видов бумаги и картона. Стандарты на печатные виды бумаг предусматривают определённые требования механической прочности на разрыв. Эти требования определяются возможностью выработки на современных быстроходных машинах печатных видов бумаги без обрывов с последующим пропуском её через быстроходные перемотно-резательные станки и в дальнейшем на печатных машинах. Достаточная механическая прочность бумаги должна обеспечивать безостановочную работу печатных машин на полиграфических предприятиях.
4. Сопротивление бумаги разрыву принято характеризовать показателями разрывного груза или разрывной длиной бумаги.
Обычная бумага, изготовленная на буммашине, отличается различными показателями прочности в машинном и поперечном направлении листа. В машинном направлении она больше, так как волокна в готовой бумаге ориентированы в машинном направлении.
5. Показатель сопротивления бумаги (картона) излому - один из существенных показателей, характеризующих механическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которых образована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и прочно связанных между собой волокон. Для печатных видов бумаги наиболее значимый показатель в процессе переплётно-брошюровочных работ полиграфического производства.
6. Показатель качества - сопротивление продавливанию - нельзя отнести к числу основных. Он предусматривается по действующим стандартам для сравнительно ограниченного количества видов бумаги. Важное значение этот показатель имеет для упаковочно-обёрточных видов бумаги. Этот показатель в некоторой степени связан с -показателями разрывного груза бумаги и удлинения её при разрыве.
7. Для некоторых видов бумаги и картона показатель сопротивления поверхности этих материалов истиранию служит одним из критериев, определяющих потребительские свойства материала. Это относится к чертёжно-рисовальным и картографическим видам бумаги. Эти бумаги допускают без излишнего повреждения поверхности возможность удаления написанного, нарисованного или напечатанного путем подчистки резинкой, лезвием бритвы или ножа. Одновременно подобная бумага с хорошей поверхностной прочностью на истирание должна сохранять удовлетворительный внешний вид после повторного нанесения текста или рисунка на стёртом месте.
8 Влагопрочность , или прочность во влажном состоянии - важный фактор большинства бумаг, особенно у бумаги, изготовленной на быстроходных бумагоделательных машинах, так как должна обеспечиваться бесперебойная работа буммашины при переходе бумажного полотна из одной секции машины в другую.
О влагопрочности бумаги судят по степени сохранения ею во влажном состоянии первоначальной своей прочности, т.е. той прочности, которую она имела до увлажнения, находясь в воздушно-сухом состоянии.
9. Удлинение бумаги до разрыва, или её растяжимость характеризует способность бумаги растягиваться; особо важно для упаковочной бумаги, мешочной, бумаги и картона для производства штампованных изделий (бумажные стаканы), основы парафинированной бумаги для автоматической завертки конфет (т.н. карамельной бумаги). Увеличение размеров увлажнённого листа бумаги по его ширине и длине, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа, носит название линейной деформации при увлажнении. Значения деформации бумаги при намокании и остаточной являются важными показателями для многих видов бумаги (офсетной, диаграммной, картографической, основы фотоподложки, бумаги с водяными знаками). Высокие значения показателей деформации бумаги приводят к несовмещению контуров красок при печати и, как следствие, получению некачественной печати.
Однако надо отметить, что ГОСТ предполагает очень жёсткие условия испытаний (намокание калиброванной полоски бумаги в течение определенного времени), использование которых для большинства печатных видов бумаги нецелесообразно. Европейские нормы предполагают использование термина "влагорасширение", определяющего изменение линейных размеров полоски бумаги при изменении влажности воздуха от 30 до 80%.
10. Гладкость характеризует состояние поверхности бумаги, обусловленное механической отделкой. Гладкость характеризует внешний вид бумаги; шероховатая бумага, как правило, на вид непривлекательна. Гладкость важна для писчих видов бумаги, для печатных бумаг, а также при склейке бумаги.
11. Просвет бумаги характеризует степень однородности её структуры, т.е. степень равномерности распределения в ней волокон. О просвете бумаги судят по наблюдению в проходящем свете. Бумага с сильно облачным просветом крайне неоднородна. Её тонкие места являются и наименее прочными. Они оказывают меньшее сопротивление прохождению воды, чернил, печатной краски. Вследствие этого и печать на облачной бумаге оказывается низкого качества из-за неравномерности восприятия бумагой печатной краски.
Бумага неравномерная по просвету, а следовательно и по толщине, отличается повышенной склонностью к короблению поверхности. Нанесение покрытий на поверхность такой бумаги (мелование, лакирование, парафинирование) связано с производственными затруднениями и влечёт за собой появление брака. Каландрирование бумаги облачного просвета также связанно с повышенным образованием брака; на поверхности появляются залощённые пятна. Бумага с облачным просветом трудно окрашивается, образуется разнотоновая облачность. Интенсивнее окрашиваются толстые участки бумажного полотна и менее интенсивно-тонкие.
II ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Оптические свойства бумаги не менее важны, чем структурно-механические. Для некоторых видов бумаги (типа печатные, прозрачные упаковочные, чертёжная, фотографическая, писчие) оптические свойства имеют первостепенное значение. Важными показателями оптических свойств являются: белизна, светонепроницаемость, прозрачность (непрозрачность), лоск и цвет.
1. Истинная белизна бумаги связана с её яркостью или абсолютной отражательной способностью, т.е. визуальной эффективностью. Белизна базируется на измерении отражения света белыми или почти белыми бумагами с одной длиной волны (ГОСТ предусматривает 457 миллимикрон, т.е. в видимом спектре). Белизна определяется как отношение количеств "упавшего" и распределенно отражённого света (%).
2. Пожелтение бумаги - это термин, которым условно называют снижение её белизны от воздействия световых лучей или повышенной температуры. От светового разрушения бумага может быть защищена хранением её в помещении без окон или с окнами, покрытыми плотными шторами.
3. Светонепроницаемость - способность бумаги пропускать лучи света. Свойство непрозрачности бумаги определяется общим количеством пропускаемого света (рассеянного и нерассеянного). Непрозрачность обычно определяется степенью "проникновения" изображения в испытываемый материал, помещённый прямо против рассматриваемого предмета.
Чаще применяется термин непрозрачность бумаги - отношение количества света, отраженного от листа, лежащего на чёрной подложке к свету, отражённому светонепроницаемой стопой этой бумаги.
4. Прозрачность определённым образом связана с непрозрачностью, но отличается от неё тем, что определяется количеством света, который проходит без рассеивания. Коэффициент прозрачности является лучшей оценкой высокопрозрачных материалов (калек), тогда как измерение непрозрачности более пригодно для относительно непрозрачных бумаг.
5. Лоск (глянец) является свойством бумаги, выражающим степень лощёности, глянца или способности поверхности отражать изображения. Лоск можно рассматривать как свойство поверхности бумаги отражать свет под данным углом отражения в большей степени, чем рассеянное отражение света под тем же углом. Таким образом, лоск (глянец) - относительное количество света, отражённого в зеркальном направлении к количеству упавшего света.
III ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Химические свойства бумаги в основном определяются видом применяемой древесины, методом и степенью варки и отбелки, а также типом и количеством добавленных неволокнистых компонентов. Эти свойства бумаги имеют важное значение, так как они влияют на её физические, электрические и оптические свойства.
Для некоторых видов бумаги химические свойства имеют такое же важное значение, как и физические, а в некоторых случаях - даже большее значение. Примером может служить антикоррозийная бумага, применяемая для упаковки серебряных и полированных изделий из стали. Эта бумага не должна содержать серы и сульфидов, а также свободных кислот, хлора и крепких щелочей, вызывающих потускнение или травление металлической поверхности. Лучшие сорта антикоррозийной бумаги изготовляют из хорошо очищенного и отбеленного тряпья или из сульфидной целлюлозы, которые несколько раз тщательно промывают для удаления остатков отбеливающих веществ. Подобным же образом должна быть изготовлена бумага для печати типографской краской при помощи металлического шрифта или для покрытия золотой фольгой, так как металл в краске или фольга будут тускнеть при соприкосновении с бумагой, содержащей восстановимую серу даже в количестве двух частей на миллион частей бумаги. Некоторые антикоррозийные бумаги, применяемые для упаковки серебряных изделий, пропитывают солями (например, уксуснокислой медью, ацетатом свинца или ацетатом цинка), которые вступают в реакцию с сероводородом, содержащимся в некотором количестве в атмосфере, и тем устраняют соприкосновение газа с серебром.
IV МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ АНАЛИЗЫ
Кроме обычно применяемых химических, физических и оптических испытаний бумаги, важные сведения о её свойствах можно получить путём исследования под микроскопом. К числу важных областей применения микроскопа на практике относятся определения длины и вида волокна, состав по волокну, анализ загрязнений, пятен, определение степени обработки волокна, изучение смоляной и крахмальной проклейки и исследование бумаги в отношении наполнителей.
Влажность. Соотношение целлюлоза/вода является наиболее важным фактором в химии бумаги. Количество воды, содержащейся в отдельных волокнах, влияет на их прочность, эластичность и бумагообразующие свойства. Содержание влаги в бумаге влияет на её вес, прочность, неизменяемость, устойчивость размеров и электрические свойства; оно имеет очень важное значение при каландрировании, печатании, покрытии и пропитке. При испытании бумаги её обычно кондиционируют для того, чтобы создать во время испытании постоянную, предопределенную влажность во время испытаний. Зольность бумаги зависит в основном от количественного содержания наполнителей в её композиции. Бумага высокой прочности должна иметь низкое содержание золы, так как минеральные вещества уменьшают прочность бумаги. Высокое содержание золы нежелательно в таких видах бумаги, как фотографические, электроизоляционные, фильтровальные.
Химические свойства имеют большое значение для следующих видов бумаги: фотографической (для репродукции); безопасной (в отношении подделок); для бумаги, от которой требуется высокая степень неизменяемости, электрической бумаги, предназначаемой для пропитки смолами, и бумаги для упаковки пищевых продуктов. Эти бумаги не должны содержать ядовитых веществ; кислотность и заполнители в бумаге должны соответствовать ее назначению.
По материалам компании "Александр Браун"
Качество печати зависит от многих факторов, в том числе, решающим образом, от структуры и ровности поверхности бумаги. Ни одна бумага или способ печати не способны к 100% воспроизведению оригинала. Способность к воспроизведению у различных видов бумаги колеблется от 25% (бумага из вторсырья) до 95% (бумага с полным мелованным покрытием).
Чем толще и светлее покровный слой, чем выше содержание химического целлюлозного волокна, тем выше сорт получаемой бумаги. Согласовывая этот принцип с требованиями, вытекающими из назначения бумаги и заданных показателей качества печати, можно подобрать точно ту бумагу, которая нужна для данного вида печатной продукции.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Краткие характерстики некоторых типов бумаги.
Газетная бумага в основном состоит из механической древесной массы (не менее 85%), именно поэтому со временем она желтеет и становится ломкой. Плотность от 30 до 52 г/м2. Поступает газетная бумага из Кондопоги, Сыктывкара и Балахны.
Типографская бумага №1 (80-100% беленой целлюлозы) машинной гладкости. Предназначена для печатания текста и штриховых изобразительных материалов. Возможно воспроизведение полутоновых оригиналов с линиатурой растра:
На каландрированной ТБ №1 до 85 lpi.
На высококаландрированной ТБ № 1до 120 lpi.
Типографская бумага №2 (25-50% беленой целлюлозы и до 50% древесной массы) машинной гладкости, предназначена для воспроизведения текстовых и штриховых изобразительных материалов; каландрированная - для: изданий с полутоновыми иллюстрациями до 85 Ipi.
Книжно-журнальная бумага для офсетной печати (со смешанной структурой, с частицами древесины). Плотность - 60-80 г/м2. Рекомендуется для печати монохромных изданий.
Офсетная бумага (100% беленой целлюлозы) машинной гладкости применяется для печатания газет, журналов, книг, учебников и т.д. Плотность 60-220 г/м2. Влагостойкость достигается повышенной степенью проклейки. Имеются каландрированные и суперкаландрированные сорта. Основные поставщики - Сыктывкарский ЛПК, АО «Светогорск» и Котласский ЦБК. Их бумага вполне сопоставима по качеству с европейскими аналогами.
Мелованная бумага состоит из основного слоя, покрытого с одной или с обеих сторон меловым слоем, - это придает ей повышенную яркость и гладкость. Области использования - полноцветные иллюстрированные издания. Большинство сортов мелованной бумаги в настоящее время в Россию импортируется
Цветная бумага и картон – это самые доступные и универсальные материалы для детского творчества. Они используются для создания аппликаций, поделок и открыток, декорирования предметов, оформления помещений и многого другого. Помимо классических наборов картона и бумаги, знакомых всем с детства, сейчас можно найти множество оригинальных и необычных видов этих материалов. Они позволят расширить творческий потенциал ребенка, помогут создавать еще более интересные и красивые поделки, «подскажут» направление творческих занятий. В этой статье мы расскажем обо всем многообразии цветной бумаги и картона для детского творчества.
Какая бывает цветная бумага: виды и особенности
Классическая цветная бумага бывает двух видов – односторонняя и двухсторонняя. Первая подойдет для всяческих аппликаций и украшения поделок, где в готовом изделии видна только ее наружная окрашенная сторона. Для изготовления объемных поделок нужна бумага, у которой обе стороны одного цвета. Двухсторонняя цветная бумага более универсальна и поэтому ее выгодно покупать для занятий в школе и в детском саду.
При выборе обязательно обращайте внимание не только на яркую упаковку, но и на качество окрашивания и плотность бумаги. Хорошая цветная бумага отличается насыщенными однородными цветами, легко режется и сгибается. Для детского творчества не стоит покупать самые дешевые наборы – обычно они изготовлены из «газетной» бумаги, очень тонкой и серой. Работать с ней будет сложно, ведь она легко рвется и быстро размокает от клея. К тому же, поделки и аппликации из нее будут блеклыми и не очень привлекательными. Если вы хотите, чтобы ребенку нравились результаты его труда, и он увлекся творчеством, выбирайте красочную офсетную бумагу плотностью не менее 60 г/м2.
Бархатная бумага отличается приятной на ощупь фактурой, аппликации и поделки из нее выглядят более объемными и «теплыми». В комбинации с другими материалами она отлично подходит для создания открыток, игровых фигурок, рамок для фотографий. Мягкая текстура бархатной бумаги позволит более реалистично изобразить шерсть животных, траву и листву деревьев и другие объекты аппликаций.
Качественная бархатная бумага имеет однородную текстуру, не осыпается и не мажет руки, не заламывается на сгибах. Для детей очень удобно покупать наборы самоклеящейся бархатной бумаги, работать с которой легче и даже интереснее.
Голографическая и фольгированная бумага очень нравится детям. Блестящие и переливающиеся элементы украсят любую поделку и аппликацию, дополнят карнавальный костюм. Из фольги и голографической бумаги получаются также волшебные украшения для праздничного оформления комнаты.
Крепированная бумага чаще всего используется для изготовления объемных украшений и поделок – шаров, цветов, помпонов, бантов. Благодаря своим свойствам и богатой палитре всевозможных оттенков она широко используется в оформлении праздника и декорировании подарков.
Более плотная по сравнению с обычной и отличается насыщенными цветами. Она не рвется при выворачивании и не истирается на сгибах. Чаще всего она продается листами квадратной формы, потому что именно квадрат является основой большинства фигурок оригами.
– это тонкие полоски плотной цветной бумаги, которые легко скручиваются и хорошо держат форму. Квиллинг в последнее время очень популярен как среди взрослых, так и среди подростков, ведь с помощью этой техники можно создавать настоящие произведения искусства – красивые картины, оригинальные открытки, уникальный декор. Занятия квиллингом будут интересны детям среднего и старшего школьного возраста.
Бумага для скрапбукинга по своей плотности ближе к картону, она используется для декорирования открыток и приглашений, изготовления коробочек и бонбоньерок, украшения страничек в дневниках и альбомах. Она может быть однотонной или с красивым тематическим принтом, с разной текстурой или рифлением.
Виды цветного картона для детского творчества
Цветной картон , как и бумага, может быть односторонним и двухсторонним. Принцип выбора тот же – односторонний используется как основа для аппликаций и поделок, а также для вырезания элементов, которые будут наклеиваться на основу неокрашенной стороной. Для изготовления фигурок и других объемных поделок стоит купить двухсторонний картон. Он также идеально подойдет для изготовления открыток – так они будут красивыми и снаружи, и внутри.
Немелованный картон более дешевый, его выгоднее покупать для изготовления крупных декораций и элементов оформления стендов или сцены. Он имеет шероховатую поверхность и обладает менее яркими цветами, потому вблизи смотрится не так выигрышно. Для занятий с детьми лучше купить мелованный картон, который отличается чистым однородным цветом и имеет более гладкую поверхность. Поделки и аппликации из него будут яркими и красивыми, и ребенок останется доволен результатами своего творчества.
С рельефной поверхностью очень интересно смотрится в комбинации с другими материалами в аппликациях. Элементы из него имеют собственный объем и поделки выглядят необычно и оригинально. Таким картоном можно красиво украсить фоторамку или открытку для мамы или бабушки.
Бархатный картон очень красиво смотрится в различных поделках и открытках. Работать с ним очень приятно, а готовые поделки из него наполнены заботой и теплом.«Микс» от компании Каляка-Маляка – в нем 3 вида картона, из которого ребенок сможет создавать оригинальные поделки на занятиях в школе, и хватит его надолго.
Для занятий дома купите обязательно разные варианты цветной бумаги и картона, ведь повод для творческих порывов всегда найдется. Предложите ребенку изготовить украшения к приближающемуся празднику и открытки для родных и друзей – он будет рад заняться полезным делом и порадовать близких своими красочными поделками. Помните, когда дети видят, какие красивые и чудесные вещи они могут создать своими руками, они более мотивированы к занятиям творчеством. Поэтому ваша задача – обеспечить их яркими и качественными материалами, которые позволят им проявить фантазию и воплотить в реальность свои задумки.
Бумага! Толстая и тонкая, белая и цветная, газетная и альбомная. Мы встречаемся с ней каждый день, когда пишем письмо или читаем книгу, в магазине, когда нам упаковывают покупки, в транспорте, когда получаем билет. Мы привыкли к ней и не задумываемся о том, то было время, когда бумаги не было, и для выражения своих мыслей и чувств человек должен был выцарапывать острым камнем на скалах пещер различные узоры, сцены своего быта и охоты.
Бумага! Такой привычный и необходимый для нас материал является одним из величайших изобретений человечества. Наряду с колесом, компасом и компьютером. С момента ее изобретения бумага стала активным средством общения людей.
Говорят, >, но книги напечатаны на бумаге. Значит. Это определение в какой-то степени относится и к ней. Конечно, бумага недолговечна, как камень. Но она поможет сохранить для будущих поколений накопленные знания, бесценное культурное наследие прошлого.
Изобретения бумаги предшествовали тысячелетия поисков материала, пригодного для фиксирования речи и передачи знаний и опыта. Сначала таким материалом служил камень. Затем появились глиняные таблички. На подготовленных тонких кирпичиках из сырой глины выдавливали палочками особые знаки - иероглифы. Это было значительно легче, высекать или вырезать на камне. Затем кирпичики обжигали, и они становились твердыми, но довольно хрупкими. Такие плитки-письма можно было уже пересылать на большие расстояния. Однако человек не переставал искать более удобные и легкие материалы для письма. Так появились деревянные таблички, которые покрывали воском. Записи на таких табличках делались стилем - специальной палочкой. Один конец, которого был заострен для письма. А на другом конце была лопаточка, чтобы затирать воск, в случае ошибки. Но в разных странах применялось и разное дерево, в Китае, например. Выжигали письмена-иероглифы на бамбуке или его коре. В Новгороде писали стилем на бересте, и сегодня археологи при раскопках культурных слоев XI - XIV веков находят многочисленные берестяные письма и долговые расписки.
В Древнем Египте использовали для письма папирус, произрастающий вдоль русла Нила. Из стеблей этого растения изготавливали писчий материал. Записи, сделанные на папирусах. Сохранились до сих пор.
Во II веке до н. э. в городе Пергаме начали изготавливать новый материал для письма, который, по имени города, получил название >. Это была очень тонкая, прочная и дорогая, специально выделанная кожа, на которой делались важные записи. Этот материал служил людям на протяжении многих столетий. Кстати, это название сохранилось до наших дней, только, теперь, так называют специальную жиронепроницаемую бумагу, используемую для упаковки и других технических целей. На Руси пергамент стали выделывать в XV веке для государственных грамот. Законов и особо ценных книг и записей. Пергамент уступил свое место только бумаге, которую, как считается, изобрели во II веке в Китае.
Изготовление бумаги обычно связывают с именем китайца Цай Луня и относят к 105 году нашей эры. Однако бумагу начали производить в Китае ещё раньше.
ЧЖИ, которую придумал Лунь.
Северный Китай, 105-й год нашей эры. Желтые берега реки Хуанхэ. Ло Янг, дворец императоров династии Хань. Скромный придворный по имени Цай Лунь подносит императору Хэ несколько прямоугольных листов из необычного желтоватого материала.
Что это? - спросил император.
Чжи, ваше величество, - ответил Лунь, - на нем можно писать и рисовать. И еще им можно обклеивать окна и делать трубки для фейерверков.
Императору так понравилась "чжи" (бумага), что он присвоил Цай Луню титул маркиза.
Так родилось великое изобретение. Лучшее, что создала человеческая цивилизация за свою историю. Китайцы долго держали в секрете рецепт получения бумаги, чтобы сохранить монополию на ее изготовление и выгодно торговать с соседними странами. Но вскоре технологией производства бумаги овладели в Индии и станах Индокитая. В этих станах научились делать бумагу из различных тряпок. Парусов, сетей, канатов. А в Японии использовали кору деревьев, и особенно кору шелковицы, и вскоре японская бумага намного превзошла по качеству китайскую, которую изготавливали из бамбуковых стеблей.
Не отставали в поисках лучшей технологии производства бумаги и арабы. Они использовали смоченные водой тряпки. Растирая их между вращающимися мельничными жерновами. Усовершенствовав, таким образом, сам процесс ручного изготовления бумаги, который применяли китайцы. Бумаги во всем мире стало много. Арабские халифы начали создавать огромные библиотеки. В Китае и Японии их бумаги стали делать различные предметы для религиозных обрядов. Амулеты. Украшения. Ширмы, а прозрачную бумагу даже вставлять в окна вместо стекол.
В Европе бумагу стали производить только с XII века, сначала в Италии, а затем во Франции. Англии. Голландии и Германии.
В Россию бумага ввозилась из Франции и Голландии. Свое производство бумаги началось только в XVI веке, на возведенной недалеко от Москвы, в селе Ивантеевка, бумажной мельнице. Вторая и третья мельницы, на смену сгоревшей первой, были построены в конце XVII века. Одна из них была построена на реке Пахре, по указу патриарха Никона, а вторая - на реке Яузе. Но бумаги в них производилось мало, и все равно большую часть приходилось ввозить.
Лишь только при Петре I были построены бумажные мельницы европейского образца. В 1716 году в Красном Селе. Под Петербургом, открылась бумажная мануфактура, а через четыре года бумажная мельница появилась и самом Петербурге. Для развития бумажного дела Петр I издал указ: >. За тряпье хорошо платили из царской казны, ведь это было ценное сырье для производства бумаги. В XVIII веке в России работало всего 20 крупных фабрик, а к началу XIX века их стало уже 88. Затем появились бумагоделательные машины, что резко увеличило производство бумаги, и по решению царского правительства ввоз бумаги из других стран прекратилось.
Бумажная мельница, дробящая тряпье в одну массу.
2. Что изготовляют из бумаги?
Изготовление бумаги - сложный процесс. Сейчас, в отличие от прошлого, бумагу в основном делают из хвойных пород деревьев, хотя сырьем для приготовления бумажной массы может служить макулатура: старые книги, журналы. Газеты, тряпье. Принимая во внимание необходимость защиты окружающей нас природы и катастрофическое сокращение хвойных лесов, ученые создали новые технологии и ищут новые синтетические материалы для производства бумаги. (Кстати, одна тонна макулатуры спасает от вырубки около 4м2 древесины).
В наши дни бумага стала универсальным материалом. Ее используют не только для издания книг, журналов и газет. На ней печатают открытки и альбомы, рисуют карандашом и акварелью, из нее делают ученические тетради, используют в медицине, электро и радиотехнике, разных видах промышленности. Из бумаги делают скатерти и простыни, одноразовую посуду и носовые платки, мешки и упаковку для продуктов, а также многое и многое другое - всего не перечислить.
Мы убедились, что бумага - универсальный и доступный материал. Используя ее для письма и рисования, люди не могли не обратить внимание на бумагу саму по себе. Оказалось что, просто складывая чистый лист бумаги можно получить удивительные фигурки и предметы, а если взять ножницы или острый нож, то из нее выйдет отличный орнамент.
Так зародилось ставшее уже традиционным искусство оригами и вырезание из бумаги.
1. Виды бумаги и ее применение.
Я решила выяснить: какие существуют виды бумаг и для чего используются?
Оказывается, что выпускается более 600 видов бумаги:
Газетная,
Бумага для печатания книг и журналов, обложек
Писчая, почтовая, бумага для ксерокса
Бумага чертежно-рисовальная
Упаковочная или оберточная бумага
Цветная глянцевая бумага
Бархатная бумага
Золотистая и серебристая бумага (фантик)
Шагреневая бумага (тиснение, вид кожи)
Самоклеющаяся бумага
Копировальная бумага
Бумага реактивная или впитывающая (промокательная)
Применяется она:
* Для письма и печати (книги, журналы, газеты, тетради)
* Отделочный материал (обои)
* Поделочный материал (оригами, папье-маше)
* Упаковочный материал (фантики, конвалюты, мешки, коробки)
* Чистящий материал (туалетная бумага, салфетки)
* Производство денег
* Подложка для нанесения химических реактивов (фотобумага, индикаторная бумага, наждачная бумага)
Итак, оказывается, сегодня из бумаги складывают различные фигурки, делают елочные украшения (гирлянды, снежинки), вырезают силуэты и салфетки, ажурные рисунки и композиции, закладки и орнаменты. А художественное конструирование из бумаги дало толчок многим направлениям в науке и искусстве. Выразительность, наглядность, прочность и дешевизна - эти качества предопределили долгую жизнь бумаги как исходного материала для творчества. Из нее плетут, изготавливают объемные игрушки и макеты.
2. Технология производства
Для приготовления бумаги нужны растительные вещества, обладающие достаточно длинным волокном, которые, смешиваясь с водой, дадут однородную, пластичную, т. н. бумажную массу. Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить:
Древесная масса или целлюлоза;
Целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других);
Полуцеллюлоза;
Макулатура;
Тряпичная полумасса;
Для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие волокна.
Производство бумаги складывается из следующих процессов:
Приготовление бумажной массы (размол и смешение компонентов, проклейка, наполнение и окраска бумажной массы);
Выработка бумажной массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка массы от загрязнений, отлив, прессование и сушка, а также первичная отделка);
Окончательная отделка (каландирование, резка);
Сортировка и упаковка.
3. Собирая макулатуру, спасем деревья!
А сколько листов бумаги можно сделать из одного дерева? Считается, что из одного дерева, можно изготовить около 12 000 листов стандартной писчей или печатной бумаги. Но все же, поскольку количество потребляемой сегодня бумаги огромно, нетрудно предугадать, что лесам может быть нанесен огромный урон.
В некоторых странах до 50 процентов бумаги - производится из древесной стружки, отходов деревообрабатывающей промышленности, которые в противном случае оказались бы на мусорной свалке.
Тем не менее, ведь можно производить необходимое количество бумаги, не истощая при этом природные ресурсы. Ведь деревья можно выращивать, а бумагу перерабатывать.
Нам стало известно из СМИ, что с проблемой нехватки тары столкнулась нижневартовская птицефабрика. Ежедневно фабрике требуется около тысячи бумажных кассет. А ближайший завод по производству яичных подложек находится за тысячу километров. Руководство птицефабрики собирается самостоятельно изготавливать тару, но для этого нужно сырье. Поэтому сотрудники предприятия обратились к жителям Нижневартовска с просьбой сдавать макулатуру.
Наш класс решил принять участие в решении этой проблемы. Мы начали сбор макулатуры, и за месяц набрали: 121 кг.
Как известно, из 1 килограмма бумаги можно изготовить 25 школьных тетрадей. Своей акцией по нашим подсчетам мы > 3025 тетрадей.
По способу печати бумага обычно подразделяется на офсетную, типографскую и для глубокой печати. Печатные свойства бумаги - это свойства, определяющие ее поведение до печати (т.е. прохождение ее через бумагопроводящую систему печатной машины), во время печати (взаимодействие бумаги с печатной краской и процесс закрепления изображения) и после печати (операции фальцовки, брошюровки, подрезки, а также эксплуатационные характеристики готовой продукции). Все эти свойства, можно объединить в следующие группы:
Физические: гладкость, толщина и масса 1 м2, плотность и пористость;
Оптические: белизна, непрозрачность, лоск (глянец);
Показатели однородности структуры, бумаги: равномерность просвета, разносторонность;
Механические (прочностные и деформационные): прочность поверхности к выщипыванию, разрывная длина или прочность на разрыв, прочность на излом, влагопрочность, мягкость и упругость при сжатии и т.д.;
Сорбционные: гидрофобность (стойкость к действию воды), впитывающая способность растворителей печатных красок.
Физические свойства бумаги:
Гладкость бумаги, микрорельеф ее поверхности определяет "разрешающую способность" бумаги - т.е. способность передавать без разрывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации. Это одно из важнейших печатных свойств бумаги. Чем выше гладкость бумаги, тем больше контакт между ее поверхностью и печатной формой, тем меньшее давление нужно приложить при печатании, тем выше качество изображения. Гладкость бумаги определяется в секундах с помощью пневматических приборов или с помощью профилограмм, дающих наглядное представление о поверхности бумаги. Различные способы печати предъявляют к бумаге разные требования по гладкости. Так каландрированная типографская бумага должна иметь гладкость от 100 до 250 секунд, а офсетная бумага той же степени отделки может иметь гладкость гораздо ниже - 80-150 секунд. Бумага для глубокой печати отличается повышенной гладкостью, которая составляет от 300 до 700 секунд. Газетная бумага не может быть гладкой из-за пористости. Существенно улучшает гладкость поверхности нанесение любого покровного слоя, - поверхностная проклейка, пигментирование, мелование (которое, в свою очередь, может быть различным, - односторонним и двухсторонним, однократным, многократным и т.д.).
Пористость. Она непосредственно влияет на впитывающую способность бумаги (то есть на ее способность воспринимать печатную краску) и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Бумага является пористо-капиллярным материалом, при этом различают макро- и микропористость. Макропоры, или просто поры - это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры - мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон. Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги (например, газетная) - макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус пор составляет около 0.16-0.18 мкм. Такие бумаги хорошо впитывают краску, благодаря своей рыхлой структуре. Мелованные бумаги относятся к микропористым (капиллярным) бумагам. Они тоже хорошо впитывают краску, но уже под действием сил капиллярного давления. Здесь пористость составляет всего лишь 30%, а размер пор не превышает 0.03 мкм. Остальные бумаги занимают промежуточное положение. Плотность печатных бумаг колеблется, в среднем, от 0.5 г./ см3 для рыхлых (пористых) и до 1.35 г./см3 для высокоплотных капиллярных бумаг.
Химические свойства бумаги в основном определяются видом применяемой древесины, методом и степенью варки и отбелки, а также типом и количеством добавленных неволокнистых компонентов. Эти свойства бумаги имеют важное значение, так как они влияют на её физические, электрические и оптические свойства.
Для некоторых видов бумаги химические свойства имеют такое же важное значение, как и физические, а в некоторых случаях - даже большее значение. Примером может служить антикоррозийная бумага, применяемая для упаковки серебряных и полированных изделий из стали. Эта бумага не должна содержать серы и сульфидов, а также свободных кислот, хлора и крепких щелочей, вызывающих потускнение или травление металлической поверхности. Лучшие сорта антикоррозийной бумаги изготовляют из хорошо очищенного и отбеленного тряпья или из сульфидной целлюлозы, которые несколько раз тщательно промывают для удаления остатков отбеливающих веществ. Подобным же образом должна быть изготовлена бумага для печати типографской краской при помощи металлического шрифта или для покрытия золотой фольгой, так как металл в краске или фольга будут тускнеть при соприкосновении с бумагой, содержащей восстановимую серу даже в количестве двух частей на миллион частей бумаги. Некоторые антикоррозийные бумаги, применяемые для упаковки серебряных изделий, пропитывают солями (например, уксуснокислой медью, ацетатом свинца или ацетатом цинка), которые вступают в реакцию с сероводородом, содержащимся в некотором количестве в атмосфере, и тем устраняют соприкосновение газа с серебром.
Химические свойства имеют большое значение для следующих видов бумаги:
фотографической (для репродукции);
безопасной (в отношении подделок);
для бумаги, от которой требуется высокая степень неизменяемости, электрической бумаги, предназначаемой для пропитки смолами, и бумаги для упаковки пищевых продуктов.
Эти бумаги не должны содержать ядовитых веществ; кислотность и наполнители в бумаге должны соответствовать ее назначению.
Влажность. Соотношение целлюлоза/вода является наиболее важным фактором в химии бумаги. Количество воды, содержащейся в отдельных волокнах, влияет на их прочность, эластичность и бумагообразующие свойства. Содержание влаги в бумаге влияет на её вес, прочность, неизменяемость, устойчивость размеров и электрические свойства; оно имеет очень важное значение при каландрировании, печатании, покрытии и пропитке. При испытании бумаги её обычно кондиционируют для того, чтобы создать во время испытании постоянную, предопределенную влажность во время испытаний. Зольность бумаги зависит в основном от количественного содержания наполнителей в её композиции. Бумага высокой прочности должна иметь низкое содержание золы, так как минеральные вещества уменьшают прочность бумаги. Высокое содержание золы нежелательно в таких видах бумаги, как фотографические, электроизоляционные, фильтровальные.
Микроскопические анализы Кроме обычно применяемых химических, физических и оптических испытаний бумаги, важные сведения о её свойствах можно получить путём исследования под микроскопом. К числу важных областей применения микроскопа на практике относятся определения длины и вида волокна, состав по волокну, анализ загрязнений, пятен, определение степени обработки волокна, изучение смоляной и крахмальной проклейки и исследование бумаги в отношении наполнителей.