Бумага – откуда, из чего и для чего?

XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Бумага – откуда, из чего и для чего?

Насобин А.А. 1
1МАОУ СОШ 40 г. Новоуральск Свердловской области
Никонова Е.В. 1
1МАОУ СОШ 40 г. Новоуральск Свердловской области
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Однажды я смотрел телевизор и там был познавательный мультик «Почемучка» на канале Бибигон и в этом мультике показывали, как делается бумага. И я подумал: «Я читаю книжки, заполняю дневник, пишу в тетрадях и рисую в альбомах и ведь это всё сделано из бумаги! А откуда берётся бумага для всех этих вещей?».

Узнать из чего и как делается бумага очень познавательно и интересно ведь бумага окружает нас везде, а что будет если не будет бумаги?

Тема исследования: «Бумага – откуда, из чего и для чего?»

Цель: узнать, что такое бумага?

Задачи:

  1. Изучить историю происхождения бумаги;

  2. Узнать какие виды бумаги существуют;

  3. Узнать, как изготавливается бумага в промышленных масштабах;

  4. Попробовать самому изготовить бумагу в домашних условиях.

Гипотеза: что если, бумагу можно получить самостоятельно в домашних условиях?

Основная часть

  1. История развития бумаги

Изобретение бумаги можно считать одним из самых значимых событий в развитии цивилизации. Ее появление стало основой широкого распространения письменности. В самые древние времена люди общались звуками, но по мере роста сознания человечества возникла необходимость записывать передававшуюся устно информацию.

Сейчас уже трудно представить, что бумага была далеко не первым материалом, на котором человечество делало записи. Помните наскальные рисунки? А таблички из глины и слоновой кости? Пальмовые листья, гладкая поверхность коры, ствол дерева, утрамбованный песок, бамбуковые дощечки - в общем, всё, на чем можно было нацарапать какой-то знак. Пробовали люди также деревянные таблички со слоем воска - его можно было стирать, а значит, использовать табличку многократно. Не отсюда ли в русском языке известное выражение: «начать с чистого листа»? На Руси в качестве материалов для письма, наряду с восковыми дощечками, использовались кожа и береста.

Предшественники бумаги:

История считает «прародителем» бумаги появившийся в древнем Египте в III веке до н. э. папирус. Свое название он получил от болотного растения (осоки) Cyperus papyrus, из которого его изготавливали.

Папирус изготавливали из стеблей растения, разрезая их на тонкие полоски. Затем их отбивали камнем или деревянным молотком, чтобы сделать шире и мягче, и выкладывали рядами на ровной чистой и сухой поверхности так, чтобы край одной полоски немного заходил на соседнюю. При высыхании тростниковые полоски склеивались между собой, образуя лист готового к употреблению писчего материала.

Лист папируса по толщине был примерно таким же, как современный бумажный лист, а гладкость ему придавали, полируя камнем или деревом твердых пород. Этот материал не мог долго храниться, так как легко впитывал влагу и ломался. Несмотря на это, вплоть до V века н.э. он оставался основным материалом для письма, а практически полностью от него отказались только в X веке.

Изготовление папируса

Примерно в то же время, что и папирус, - во II веке до н.э. - в Малой Азии, в городе Пергаме, начали изготавливать пергамент. Его изготавливали из телячьей, бараньей, козлиной и воловьей кожи, которую обрабатывали с обеих сторон. Материал получался более практичный, чем папирус, двусторонний, эластичный и прочный. Его было гораздо удобнее и проще хранить, а листы можно было обрезать под единый формат. Правда, был у него и существенный недостаток - дороговизна из-за трудоемкости процесса и ограниченного количества и высокой стоимости сырья (шкур).

Изготовление пергамента

Настоящим началом истории изготовления бумаги принято считать 105 год н.э., а ее родиной - Китай. В то время документы в Китае писались на бамбуке или костях животных. Они были тяжелыми и неудобными для перевозки, поэтому появилась необходимость придумать что-нибудь более легкое. Создателем бумаги считается сановник Цай Лунь, придумавший технологический принцип ее производства - образование листового материала из отдельных волокон путём их обезвоживания на сетке из предварительно сильно разбавленной волокнистой суспензии.

Существует легенда, что идею ему «подсказали» бумажные осы, строящие гнезда из бумаги, которую делают сами, пережевывая и смачивая клейкой слюной волокна древесины. В соответствии с записями в летописях, чтобы получить бумагу, Цай Лунь использовал древесную золу, пеньку, волокна тутового дерева и старые тряпки. Он тщательно измельчил все ингредиенты и перемешал с водой. Он создал также специальное приспособление в виде деревянной рамки с бамбуковым ситом внутри, на которое выложил полученную смесь и выставил для просушки на солнце. Затем он разгладил высушенный материал камнями. В итоге получились тонкие, плотные листы, на которых было удобно делать записи.

С течением времени процесс был запущен в массовое производство. Бумагу изготавливали на водяных мельницах, но перед просушкой на солнце клали под мощный пресс. Чтобы чернила на листах не растекались, в чаны с бумажным сырьем добавляли клей. Древняя бумага могла включать в себя цельные древесные волокна и даже кусочки тряпок, однако со временем технология изготовления была усовершенствована.

Способ изготовления бумаги на протяжении многих веков Поднебесная держала в строжайшем секрете. Но постепенно технология производства бумаги, придуманная Цай Лунем, распространилась по всему миру. Бумага быстро заняла место пергамента в исламском мире и папируса в Египте, а XI–XII веках бумажное ремесло появилось и в Европе.

  1. Что такое бумага и какой она бывает.

Бумага - волокнистый материал с минеральными добавками. Представлен в виде листов для письма, рисования, печати, упаковки и прочего, получаемый из целлюлозы: растений, а также вторсырья (тряпья и макулатуры).

Газетная бумага

С такой бумагой мы встречаемся часто. В основном ее производят из вторсырья (макулатуры) для печатной продукции. Обычно ее плотность составляет 45-49 г/кв. м. В ее составе — древесная масса, что делает бумагу более прочной и менее подверженной желтению.

Офсетная бумага

С этим видом бумаги мы встречаемся наиболее часто в повседневной жизни: при печати документов на принтере, в книгах и черно-белых журналах. Офсетная бумага содержит большое количество целлюлозы, что повышает ее стойкость к стираемости. Поэтому она так хорошо сохраняет печатный текст, таблицы и простые рисунки. Ее плотность колеблется от 60 до 250 г/кв. м. Обычно в пачках А3 и А4 продается бумага плотностью 80 г/кв. м.

Мелованная бумага
Это бумага, покрытая специальным слоем мелования с белым пигментом. По количеству сторон мелования бумага может быть одно- или двухстороннего мелования, а по количеству слоев — одно-, двух- или трехслойная. Чаще всего ее используют для печати продукции повышенного качества: глянцевых журналов, каталогов, открыток, рекламной продукции. Мелованная бумага также бывает глянцевой и матовой.
Постерная фотобумага

Идеальное решение для печати фотоизображений методом широкоформатной печати с использованием пигментных или сольвентных красок. Она состоит из специального плотного материала, на который нанесено многослойное покрытие, не допускающее чернила к бумажной основе, благодаря чему качество печати получается высоким. «Постерка» обычно имеет плотность 150-300 г/кв. м. и высокий показатель белизны, поэтому она прекрасно подходит для печати праздничных плакатов, ярких объявлений для рекламных акций магазинов, афиш, фотообоев, наклеек.

Самокопирующаяся бумага

Особенность этой бумаги состоит в том, что она в зависимости от количества необходимых экземпляров разбивается на слои. Так, первый лист вы заполняете или запечатываете сами, а все последующие листы просто дублируют эту информацию. Все слои самокопирующей бумаги для удобства набираются из различных цветовых оттенков, порядок расположения которых важен.

Самоклеящаяся бумага

«Самоклейка» — это бумага со специальным адгезионным клеевым слоем, прикрытым тонкой защитной пленкой. Эта пленка легко снимается, и самоклейка прикрепляется к любой ровной поверхности. Такой материал применяется для этикеток, стикеров и наклеек различных видов и размеров.

Картон

Характеризуется высокой плотностью, сравнительно большим весом, жесткостью и толщиной. Может быть мелованным или состоять из нескольких слоев (гофрированный). Мы в типографии работаем с картонами плотностью до 480 г/кв. м.

Дизайнерская бумага

Цель дизайнерской бумаги – создание эффекта эксклюзивности бумажной продукции представительского класса: папок и бланков, визиток и конвертов, открыток и приглашений. Дизайнерская бумага может иметь текстуру (популярные виды рельефа — «яичная скорлупа», «изморось», геометрические узоры, «лен»), различный цвет, а также различные покрытия. Все это служит для того, чтобы придать поверхности бумаги приятные тактильные свойства, а также полимерный, металлизированный или перламутровый блеск.

3. Использование бумаги

Сегодня мы не представляем своей жизни без бумаги. Она окружает нас везде - книги, газеты, журналы, учебники, рекламные листки, упаковка, пакеты для покупок, стаканы и тарелки… всего не перечислишь. Невозможно представить, каким был бы мир, не будь в нем бумаги!

Из своего опыта я знаю, что с бумагой МОЖНО: можно читать книги и газеты, можно писать письма, а можно и рисовать на бумаге (красками, карандашами, фломастерами, восковыми карандашами и многим другим..), можно приклеивать на бумагу листья деревьев, можно наклеивать на бумагу наклейки, а можно и склеить бумагу друг с другом, бумагу даже клеят на стены, и называется такая бумага - бумажные обои. Еще бумага несёт в себе много информации, которая нужна нам в жизни, например календари, или записка от мамы и папы. На бумаге мы выполняем домашние задания. Разные картины рисуются на холстах бумаги и могут украшать квартиры, музеи, больницы и разные другие места.

4. Переработка бумаги в современных условиях

А еще бумагу можно сжечь или переработать в другую новую бумагу, ведь, чтобы произвести один лист офисной бумаги А4, нужно минимум 13 грамм дерева, а для одной пачки из 500 листов понадобится больше шести килограмм древесины. Бумажная промышленность ежегодно уничтожает более 100 млн га леса на Земле. В некоторых регионах деятельность по вырубке деревьев приводит к исчезновению лесов. Поэтому очень важно собирать бумагу дома, в школах и в различных организациях и сдавать бумагу на переработку, чтоб сохранить деревья и наше будущее. Бумага и картон, которые можно собрать и переработать называется макулатурой.

Так как чтоб сделать бумагу уничтожается много деревьев, то люди придумали, как можно переработать макулатуру в различные виды бумаг и картона.

Ведь бумага и картон – это спрессованная и высушенная масса, состоящая из древесной целлюлозы (нерастворимого в воде вещества, главного компонента клеточных оболочек наземных растений) и клея, соединяющего волокна в одно целое.

Рассмотрим, как перерабатывают макулатуру:

старые газеты, журналы, бумажные пакеты, картонные коробки и прочее.

Их превращают сначала в целлюлозную массу, а затем и в готовые изделия.

Способы переработки:

Переработку макулатуры в бумагу, картон и другую продукцию производят в несколько этапов. Количество и назначение этих этапов зависит от: типа макулатуры и дальнейшего использования очищенной массы. Поэтому можно условно разделить переработку на два этапа. Первый этап включает в себя следующие действия: сортировку, измельчение, первичный роспуск, очистку от примесей. Бумагу разбивают на фрагменты размером 1–5 см, пригодные для дальнейшей переработки. Для этой операции применяют мельницы и дробилки, причем не обязательно предназначенные для макулатуры. Можно использовать и дробилки для пластика или древесной щепы. Описанный выше этап позволяет получать из макулатуры вещество, пригодное для производства картона и упаковки для яиц.

Чтобы получить сырье для производства бумаги, необходим второй этап, который включает в себя:

вторичный роспуск; тонкую очистку; дополнительную обработку. Вторичный роспуск и тонкая очистка проводятся одинаково вне зависимости от исходного сырья и конечного продукта. Состав реагентов и технология обработки зависят от как марки макулатуры, так и от назначения целлюлозной массы.

После завершения второго этапа получается очищенный водный раствор, из которого делают бумагу различных сортов.

Иногда этот водный раствор смешивают с непереработанной целлюлозой. Во время этой операции из любой макулатуры делают сырье, пригодное для изготовления качественной бумаги.

Различия в этих операциях начинаются во время дополнительной обработки, когда применяют не только механическое воздействие, но и химические реагенты.

Схема переработки макулатуры

5. Практическая часть.

Гладкая, тонкая бумага и картон, получаются в масштабах производства, а я решил узнать и попробовать, а могу ли я сам сделать бумагу дома из макулатуры? И что потом я могу с ней сделать? И какая она получится?

Ну что ж узнаем, проведём эксперимент в домашних условиях….

Для этого возьмем: много старой различной макулатуры (бумагу, картон, журнал и разный декор..), тазик, клей ПВА, ножницы, воду и блендер, еще возьмём рамку с москитной сеткой, которую сделал мне папа.

Вот такой набор мы будем использовать.

Нарвём мелко много макулатуры в стакан и добавим туда воду, а затем всё это смешаем блендером до получения кашицы.

     

Потом добавим эту кашицу в тазик с водой и размешаем, добавим немного клея ПВА, для лучшего скрепления и еще размешаем. На первый раз попробуем сделать бумагу просто из макулатуры, для этого опустим рамку с сеткой в тазик на самый низ, немного поводим рамкой в воде и поднимем её. Губкой немного промокнём, что у нас получилось на рамке, чтоб убрать лишнюю воду, и положим рамку на полотенце, чтоб стекала вода, и ещё раз промокнём губкой. Немного подождём и перевернём рамку на полотенце, чтоб получившаяся масса отошла от рамки с сеткой, и еще раз промокнём.

       

В результате первого опыта у меня получился неровный лист сероватого цвета, толщиной в 5-6 листов обычной бумаги А4.

Затем добавим в воду попеременно разноцветную бумагу, лепестки цветов, ткань и блёстки… посмотрим, что получится дальше:

     
     

В результате второго проведенного опыта у меня получились:

  1. разноцветная бумага хорошо смешалась с кашицей и лист получился серым, но с разноцветными вкраплениями.

  2. бумага с блёстками, получилась серой, и блёстки осыпаются,

  3. бумага с лепесточками получилась красивой, но лепестки так же осыпаются.

Но все три вида бумаги можно использовать в декоре, например сделать открытку.

Попробуем еще всё это проделать с добавлением краски, ткани, из картона и глянцевого журнала.

   

В результате третьего проведенного опыта у меня получились:

  1. ткань красиво украсила бумагу, не отрывается;

  2. бумага с добавлением краски получилась, почти такой же, как и из обычной макулатуры, краска очень слабо окрасила бумагу.

  3. бумага из картона получилась очень плотной и ровной.

  4. бумага из разноцветного глянцевого журнала на удивление получилась серой.

       

Весь свой эксперимент для наглядности и памяти я закреплю в книжке, чтоб наглядно посмотреть, что в итоге получилось и для наглядного сравнения.

   

Заключение.

При выполнении своей исследовательской работы я добился своей цели узнал, что такое бумага, какая история её происхождения и какая она бывает и сделал выводы:

  1. Люди использовали для письма самые разнообразные материалы: камень, глину, дерево, кожу животных, ткань, металл и др. Впервые бумага появилась в Китае. Делали её так: клочки шелковой ваты, тряпье измельчали и бросали в чан с водой, перемешивали, пока не получалась однородная, кашица, которую черпали бамбуковой сеткой. Осадок, оставшийся в сетке, просушивали. Так и получалась первая бумага;

  2. В наши времена бумага может быть очень разнообразной;

  3. Настоящую гладкую бумагу можно сделать только в промышленных масштабах со специальным оборудованием;

  4. Если сравнивать обычную бумагу, картон и глянцевый журнал, то картон при получении бумаги оказался более волокнистый и хорошо скрепился между собой, глянцевый журнал, несмотря на то что он разноцветный при добавлении воды и смешивании блендером вообще оказался одной серой массой;

  5. Бумага производится из древесины, поэтому нужно бережно с ней обращаться, не выбрасывать на свалку, собирать и сдавать макулатуру, чтобы сохранить деревья и леса, очень важно перерабатывать макулатуру для повторного использования;

  6. Бумагу можно получить в домашних условиях из уже использованного сырья; моя бумага получилась необычной её можно использовать в декоре, сделать открытку, и на неё не было срублено не одного дерева, тем самым мы помогли ещё живой природе.

Из этого можно сделать ЗАКЛЮЧЕНИЕ: что нужно собирать макулатуру. Переработанные старые газеты, журналы, картон можно использовать второй раз, и тогда мы сбережём не одно дерево. Если мы будем постоянно перерабатывать использованную бумагу, то спасем наши леса от вырубки. Из вторичного сырья действительно можно получить бумагу. Бумагу возможно сделать в домашних условиях!

Использованная литература:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%F3%EC%E0%E3%E0 Материал из Википедии. Бумага

https://snegurochka-paper.ru/articles/istoriya-vozniknoveniya-bumagi

https://europapier.ru/interesno_dlya_vas/art141.html

https://print.hse.ru/paper

https://rcycle.net/makulatura/texnologiya-pererabotki

Просмотров работы: 36