XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изготовление бумаги из вторичного сырья в домашних условиях и её применение

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Миненок М.А. 1

---

1МАОУ "Гимназия №1 г. Рузы"

Воропаева Л.Е. 1

---

1МАОУ "Гимназия №1 г. Рузы"

Работа в формате PDF

1.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

I. Введение

В современном мире бумага и изделия из неё используются повсеместно. Трудно представить себе другой материал, который был бы так податлив в использовании. Бумага используется и в творческом процессе, это и документы, и упаковочный материал, и канцелярский, и книжная продукция. Сколько радости доставляет процесс изготовление поделок из бумаги! Как гордо чувствуешь себя, видя конечный результат! Но за возрастающей потребностью в этом материале всё острее встаёт проблема сохранения лесов. Чтобы сохранить лес, дать ему время на полноценное восстановление, целесообразно использовать бумагу вторично. Переработка макулатуры имеет большое значение, так как позволяет экономить древесное сырьё.

Актуальность.

Я люблю делать подарки своими руками, особенно из бумаги. В каждую работу я вкладываю частичку своего тепла, энергии. Мне захотелось даже материал для изготовления поделки создать самой. Интересно, будет ли отличаться бумага, сделанная мной, от производственной бумаги? Можно ли придать фактуре бумаги необычные элементы? А самое главное, сохранить деревья, которые в большом количестве вырубаются в нашем районе? Мне нравится гулять по лесу, и я хочу, чтобы площади лесов не уменьшались. Так возникла тема моего проекта. Эти проблемы побудили меня к созданию исследовательского проекта.

Объект исследования: вторичное сырьё.

Предмет исследования: возможности применения вторичного сырья.

Цель исследования: повысить интерес к охране окружающей среды и сохранению лесов посредством переработки вторичного сырья.

Я поставила перед собой следующие задачи:

1. Проанализировать информацию об истории появления бумаги.

2. Познакомиться с технологическим процессом изготовления бумаги на предприятии.

3. Изучить свойства бумаги на основе практической работы (проведение опытов).

4. Провести исследование «Изготовление бумаги из макулатуры».

Гипотеза: если я узнаю, как изготавливается бумага на предприятии, то смогу изготовить ее в домашних условиях и найду ей применение.

Методы: анализ литературы, интернет-ресурсов, опыт, практическая работа, исследование, сравнительный анализ.

II. Основная часть

1. 1. Изучение литературы

1. 1. История появления бумаги

Нас все чаще притягивают старинные предметы или сделанные по испытанным веками технологиям глиняные кувшины и кружевные воротнички, вязаные носочки и народные куклы… Всё это даже наощупь очень приятное, будто только что переданное тепло бабушкиных рук. И это ощущение неслучайно: в них есть душа и тепло человеческих рук.

Вот и бумага ручного литья – это возвращение к давним, проверенным веками, технологиям. Прародителями создания бумаги являются китайцы. Из книг, я узнала, что бумагу изобрели в Китае в 153 году н. э.

Советник китайского императора, Цай Лунь обобщил и усовершенствовал уже имеющиеся способы изготовления бумагоподобных материалов. Это открытие имело важное значение не только для Китая, но и для всего мира.

Ранее в Китае в качестве материалов для письма в основном использовали бамбук, пеньку, шелк. Поместив материал в каменную ступу, китайцы растирали его с водой в кашицу. Из этой кашицы они отливали бумагу. Затем высушивали листы на солнце и разглаживали их между каменными плитами.

В России же первые бумажные листы начали выпускать уже в 60-е годы XVI века при Иване Грозном. А масштабное производство бумаги начал, конечно, наш царь-реформатор Петр I. В 1704-1721 гг. несколько новых бумажных предприятий были построены под Москвой, Петербургом, Калугой.

В конце XVIII в. в России работало 60 мануфактур, которые производили бумагу в виде листов способом ручного черпания. Вдвое сократился импорт бумажной продукции. И уже в XIX веке Россия стала бумагу не ввозить, а отправлять на экспорт в Среднюю Азию, Персию и даже на родину бумажного производства – в Китай.

Для производства бумаги в России изначально собирали старые веревки, тряпьё, рваные паруса… Позднее открыли метод получения целлюлозы из древесины, что существенно удешевило производство.

Таким образом, я проследила как на протяжении веков, начиная с XVI века, менялся материал, из которого изготовляли бумагу и совершенствовались методы получения сырья.

1.2. Технологический процесс изготовления бумаги на предприятии

Как же выглядит современный технологический процесс? Бумагу производят на бумажных фабриках. Основным сырьем для производства бумаги является древесная целлюлоза. Не каждое дерево подойдёт для изготовления прочной бумаги. Хвойные деревья, такие как ель, сосна и пихта, предпочтительнее в качестве древесины в производстве бумаги, потому что целлюлозные волокна в пульпе этих видов деревьев длиннее, следовательно, из них вырабатывается более прочная бумага. В качестве сырья используют также отходы деревьев лиственных пород (тополей, вязов, берёз и т.д.). Для производства целлюлозы нужно много воды, поэтому фабрики по ее изготовлению обычно строятся на берегу рек и озер.

В настоящее время бумагу делают из измельчённой древесины. Брёвна везут на фабрику из лесной зоны России. Там их очищают от коры и перемалывают на мелкие кусочки – дробят в машине (дробилке). Крошку, которая получилась, перемешивают с особой жидкостью, превращая в мягкую массу. Она идёт на изготовление бумаги. Затем древесная масса поступает на специальную проволочную сетку. Там вода стекает. Остаётся слой сырой древесной массы. Он идет в цех, где тяжёлые валы прессуют древесную массу в тонкий лист. Горячие валы высушивают её. Затем бумага сматывается в большие рулоны и только потом уже разрезается на листы разного размера (Приложение 2). Потом эти рулоны отправляют в типографии или режут на листы.

Сейчас, когда экологическая проблема сохранности лесов стоят особенно остро, люди стараются беречь их, поэтому придумали машины, которые изготавливают новую бумагу из использованной макулатуры.

1.3. Создание алгоритма изготовления бумаги в домашних условиях

Изучив особенности изготовления бумаги на предприятии, я выделила этапы создания бумаги в домашних условиях и составила алгоритм выполнения этой работы. (Приложение 1)

Итак, по очереди следует

а) подготовить целлюлозную массу; 

б) добавить в массу клеящие и пластифицирующие вещества, декорирующие элементы (возможно использование как готовых форм, например, блёсток, ниточек, красителей, так и растительных фрагментов); 

в) сформировать лист бумаги; 

г) добавить декоративные элементы и высушить. 

2. Практическая часть

Практическая часть полностью отображает алгоритм и представлена в презентации.

2.1. Изготовление бумаги в домашних условиях

1. 1. Подготовка бумажной кашицы.

Бумагу для изготовления бумаги я порвала на мелкие клочки (чем мельче, тем лучше) и замочила на 6 часов, чтобы нарванные клочки бумаги пропитались водой и набухли. Для того, чтобы содержимое превратилось в бумажную массу, я взяла кухонный блендер и 5 минут взбивала массу. По консистенции получившаяся целлюлозная масса должна напоминать сметану. 

1. 2. Добавление клеящих и пластифицирующих веществ.

В настоявшуюся целлюлозную массу добавила клей ПВА: из расчёта на лист бумаги А5 нужно примерно чайную ложку клея ПВА. 

Далее разделила массу на две части. В одну часть добавила моющее средство, можно и крахмал — чтобы волокна целлюлозы легче скользили относительно друг друга, и бумага формировалась с меньшим количеством комков и холмиков. А в другую не стала, чтобы придать бумаге фактурность — комки и холмики. В первую массу добавила ещё декоративные элементы — блёстки.

1. 3. Формирование листов самодельной бумаги.

Для того, чтобы из полученной массы сделать плоские листы, я взяла рамку и натянула на неё москитную сетку так, чтобы она не растягивалась под тяжестью мокрой массы. Затем налила в таз воду, добавила туда часть целлюлозной массы и развела до равномерного состояния. Опустила рамку в эту жижу, аккуратно распределила по поверхности и вынула, держа горизонтально. Слегка придавила рукой, чтобы вышла лишняя вода.

Затем начала промакивать слой массы губкой, пока та не стала оставаться сухой. Далее аккуратно сняла лист с основы и перенесла на расстеленную ткань, и положила сверху пресс. Под некоторые листы, перед тем как положить бумагу под пресс, я положила - различные объекты для придания ей выпуклой фактуры.

Сушка продолжалась два дня. Затем я сняла листы бумаги с поверхности, слегка потянув за края ткани.

2.2. Сравнение самодельной бумаги с производственной

Я сравнила бумагу ручного приготовления с производственной. Следует отметить, что бумага получилась необычная. Она отличалась от бумаги обычной тем, что была 

• толще,

• менее гладкая,

• менее ровная, 

• иногда чуть менее прочная, 

• более красивая, фактурная,

• более приятная на ощупь. 

С чем бы сравнить эти ощущения? Она похожа на бархат. Его приятно гладить, ощущать какую-то легкость каждой ворсинки и необычайное тепло. Эту бархатную ткань непременно хочется приложить к щеке, прижаться к ней… Подобные ощущения появились у меня и от прикосновения к моей бумаге. (Приложение 2)

2. 3. Применение самодельной бумаги

Из самодельной бумаги я решила сделать близким и друзьям новогодние открытки. На одних листах я нарисовала елочки и игрушки, на других - вырезала из салфеток снежинки и новогодних гномиков и наклеила на открытки. Сделала надписи и украсила блёстками. Родные и друзья высоко оценили мою работу, отметили их необычность. (Приложение 3)

III Вывод

В процессе исследования и реализации проекта сделаны следующие выводы:

• изучив литературу, я убедилась, что бумага ручного литья – это, проверенная веками, технология, дополненная современными достижениями науки и техники;

• основные этапы производства бумаги, созданные ещё в 153 году н.э., сохранены, а значит возможно их воссоздание в домашних условиях, дополнив современными материалами и приспособлениями;

• проанализировав производство бумаги на фабрике, можно разработать алгоритм последовательности действий получения этого продукта в домашних условиях;

• приступив к практической части и соблюдая последовательность действий, я получила бумагу ручного литья из вторичного сырья разной фактуры;

• из полученной фактурной бумаги я создала необычные новогодние открытки для своих родных и близких, которые высоко оценили мою работу;

• своей работой я доказала, что не бывает бумажных бытовых отходов, если применить к ним творческий подход, сохраняя тем самым лесные массивы.

V Заключение

Очень увлекательный процесс у меня получился. Я смогла не только получить бумагу в домашних условиях, но и создать неповторимые работы. Каждый листочек создан моими руками в единственном экземпляре. Невозможно повторить ни цвет, ни фактуру, ни те мелкие вкрапления, которые получились. Я нашла применение своим необычным листам бумаги. А раньше я столько бумаги выкидывала. Теперь я найду ей применение и научу своих друзей и одноклассников этому увлекательному процессу.

Интересные факты

Изучая технологию производственного получения бумаги, я узнала интересные факты. Для изготовления 1 тонны бумаги нужно 5,6 м³ древесины. Если учесть, что средний объем одного бревна (дерева) - 0,33 м³, то для производства 1 тонны бумаги требуется 17 деревьев. А из 1 тонны бумаги можно изготовить порядка 30 тысяч обычных ученических тетрадей. Пропагандируя своё увлечение, я заинтересую других ребят на подобную работу и тем самым поспособствую сохранению лесов со своими единомышленниками. Творите, друзья! Сохранность леса в наших руках.

Список использованных источников информации:

1. Популярная энциклопедия для детей «Всё обо всём» том1, «Аст», Москва, 1998;

2. Сайт для Всезнаек и Почемучек. http://www.vseznaika.org/history/kto-i-kogda-izobryol-bumagu-gde-eto-proizoshlo/;

3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Бумага;

4. http://fb.ru/article/61529/vidyi-bumagi-kakie-byivayut-gde-i-zachem-oni-primenyayutsya;

5. http://livescience.ru/Статьи:Изготовление-бумаги-в-домашних-условиях.

Приложения

Приложение 1. Сравнение технологии изготовления бумаги на производстве и ручного литья.

Приложение 2. Листы ручного литья

Приложение 3. Применение самодельной бумаги. Новогодние открытки