IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Как изготовить бумагу в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Оглянувшись вокруг, мы увидим, какое большое количество бумаги и изделий из нее нас окружает. Бумага сопутствует человеку на протяжении всей его жизни. Я учусь в школе во 2 «а» классе и меня повсюду окружают предметы, сделанные из бумаги: книги, учебники, тетради, блокноты, альбомы, цветная бумага, картон и другие предметы. А недавно, на уроках технологии, мы изучали тему о бумаге, знакомились с видами бумаги, и учительница нам сказала, что бумагу, оказывается, можно изготовить и в домашних условиях своими руками. Мне захотелось узнать об этом поподробнее и попробовать самой получить бумагу.
Отсюда и возникла тема моего исследования: «Как изготовить бумагу в домашних условиях?».
Цель исследования: научиться изготавливать бумагу самостоятельно в домашних условиях ручным способом.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
Задачи исследования :
1. Изучить историю возникновения бумаги;
2. Познакомиться с технологией изготовления бумаги на предприятии.;
3. Изучить свойства бумаги на основе практической работы (проведение опытов).
4. Изучить методы изготовления бумаги в домашних условиях;
5. Провести исследование «Как изготовить бумагу в домашних условиях?». Сделать выводы по проекту;
6. Показать применение полученной бумаги.
Гипотеза: если изучить историю возникновения бумаги и способы её изготовления, то бумагу можно будет изготовить и домашних условиях
Объект изучения: бумага.
Предмет изучения: способы изготовления бумаги в домашних условиях и использование её.
Актуальность темы.
Изготовление бумаги в домашних условиях – один из способов решения проблемы сохранения леса.
Новизна: В наши дни изделия ручной работы ценятся очень высоко, ведь они хранят тепло человеческих рук и не похожи друг на друга. Изучение способов изготовления бумаги ручной работы актуально сегодня. Такая бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и, конечно, она хуже: разная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая — такая бумага не всегда подойдет для печати. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством, которое заставляет забыть все ее недостатки, — абсолютной эксклюзивностью.
Исследовательская работа состоит из двух частей: теоретической и практической.
1. Теоретическая часть.
1.1 История возникновения бумаги
Бумага (от итал.bambagia - хлопок) – многокомпонентный материал, состоящий в основном из специально обработанных мелких растительных волокон, тесно переплетённых между собой, связанных силами сцепления различного вида и образующих тонкий лист.
Бумага существовала не всегда. Но до ее изобретения, какие только материалы не пытался приспособить для письма человек в процессе своего длительного исторического культурного развития. Когда-то, очень давно, люди не знали письменности, не умели писать. Первобытные люди делали свои рисунки на стенах пещер, высекали их на скалах. Камень был доступен и удобен. Но определённые трудности в использовании (невозможность быстрой записи, сложность в обработке) привели к отказу от него как материала для письма.
С изобретением и распространением письменности люди стали писать на дощечках из влажной глины. Финикийцы тоже писали составом, похожим на тушь, на глиняных черепках. На сырой глине деревянной палочкой выдавливали клинышки жители Междуречья. Для того чтобы записать текст книги, использовали десятки и сотни табличек. Высушенная и обожжённая на огне плитка становилась твёрдой, как камень, и хранилась на протяжении длительного времени. Хранить и перевозить такие книги было сложно.
Древнейшие люди рисовали пиктограммы (надписи – рисунки) на пальмовых листьях с помощью острой рыбьей косточки, вырезали эти рисунки на костях животных.
Древние китайцы писали свои иероглифы тушью (специальной жидкостью) с помощью кисточки на бамбуковых дощечках и шелковых свитках.
В России стали писать на бересте – наружной части берёзовой коры. Это был самый дешёвый и доступный материал. Письма на берёсте — берестяные грамоты — до сих пор находят при раскопках на севере страны.
В южных странах на смену глиняным дощечкам пришел папирус. Его изготавливали из растения с таким же названием. Папирус растет в болотистых местах Эфиопии и Египта. Это растение похоже на осоку, камыш, тростник. Его очищали от коры и разрезали на очень тонкие узкие ленты, которые затем склеивали так, чтобы слой полосок, имеющих одно направление, перекрывался слоем полосок, имеющих другое направление. Это повышало прочность материала. После просушки поверхность листов шлифовали пемзой и тщательно выглаживали. Листы папируса имели светло-коричневый цвет.
Через много лет папирус был вытеснен прочным и долговечным материалом для письма – пергаментом, который изготавливали, обрабатывая особым образом кожи животных – овец, коз, телят. Эти кожи склеивали в длинные широкие свитки. На папирусе и на пергаменте писали от руки. На изготовление одной книги нередко требовалось затратить несколько больших свитков пергамента или до 250-300 шкур животных.
В разных концах земли искали более удобный материал для письма. Почти 2000 лет назад, на смену папирусу и пергаменту пришла бумага. Бумагу изготавливали из волокон древесины растения, которое впоследствии получило название бумажного деревца. Кору толкли в воде, чтобы отделить волокна, и выливали полученную смесь на подносы, на дне которых находились длинные узкие полоски бамбука. Когда вода стекала, мягкие листы клали сушиться на пластины из бамбука и старые тряпки.
Об изобретении бумаги существуют несколько легенд. По одной из них, бумага была изобретена 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.
В 650 году бежавшие из китайского плена воины, работавшие на бумажных «фабриках», стали заниматься изготовлением бумаги в Самарканде. Так от китайцев секрет изготовления бумаги переняли не только японцы, но и арабы. Они и привезли его в Испанию, а уже оттуда искусство делать бумагу распространилось по всему миру.
По другой китайской легенде, бумагу изобрел один раб из Восточного Туркестана (в наше время — территория Узбекистана). Чтобы сохранить в тайне секрет изготовления бумаги, китайский император приказал умертвить изобретателя.
Сырьем для изготовления бумаги служили тутовое дерево, бамбук. Слово «бумага» произошло от слова «бамбиго» — так называли бумагу, изготовленную из бамбука.
В России бумага появилась на несколько столетий раньше, чем в Европе. В Таджикистане были найдены документы 8 века, которые были написаны на бумаге. Полагают, что русское слово бумага происходит от татарского слова "бумуг", что значит хлопок. Впервые широкое ознакомление народа Руси с бумагой произошло в середине 13 века, когда хан Батый для сбора дани произвёл первую всенародную перепись населения Руси на бумаге, которая в то время употреблялась в завоёванном монголо-татарами Северном Китае, а также в Туркестане и Персии, с которыми они находились в торговых отношениях.
Бумага собственного производства появилась на Руси во второй половине XVI века в царствование Ивана Грозного. Начало массового бумажного производства в России было положено Петром I. Для обеспечения фабрик сырьем по царскому указу в армии и на флоте собирали отслужившие срок паруса, несмоленые канаты, веревки и тряпье. Гражданским людям предлагалось приносить остатки изношенных полотняных вещей в канцелярию полицмейстерских дел "за вознаграждение", с крестьян брали "тряпичный" налог. Развитию бумажного дела поспособствовал указ 1721 года об обязательном употреблении в официальном делопроизводстве отечественной бумаги. По указу Петра было построено несколько бумажных предприятий под Москвой и Петербургом.
Многие столетия бумагу делали вручную. После изобретения французом Робером (1761—1828) первой бумагоделательной машины производство бумаги и картона сделало резкий скачок вперед. Непрерывно и с большой быстротой увеличивался выпуск бумаги, появлялись новые виды бумаги.
Бумагу стали применять не только для письма и печатания книг, для упаковки товаров, но и в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве, электротехнике.
В России первая бумагоделательная машина была установлена в 1916 году на бумажной фабрике в Петергофе.
1.2 Технология изготовления бумаги.
Современные способы изготовления бумаги мало отличаются от тех, что применялись 2000 лет назад.
На бумажную фабрику привозят брёвна – в основном сосновые и еловые. Машины сдирают с них кору, измельчают в щепки. Щепки сортируют по размеру на специальных ситах. Эту массу просеивают и промывают, очищают от грязи и отправляют в варку. Варят дерево в специальных машинах. Очищенная и разваренная древесина отбеливается, чтобы напечатанные или написанные на ней знаки были лучше видны.
Затем её взбивают в специальной машине и смешивают с водой, превращая в однородную массу. Для получения качественной бумаги добавляют крахмал, глину и другой материал.
Бумажная масса попадает в специальную машину, в которой вода уходит через сито, а влажная масса проходит под круглым валиком. Он приглаживает её, разравнивает и превращает в гладкий лист. Он проходит под множеством других разглаживающих валиков, которые выжимают из него воду и делают бумагу плотной и гладкой.
Далее листы сушат и сворачивают в большие рулоны. Вот теперь это уже настоящая бумага. Рулоны подравнивают, придавая им нужную ширину.
Потом эти рулоны отправляют в типографию или режут на листы. И вот уже из этих листов сшивают тетради, печатают книги, газеты.
Таким способом производят бумагу на бумажных фабриках.
Изучив литературу, я решила сама изготовить бумагу в домашних условиях.
2. Практическая часть.
Своё исследование я начала с анкетирования в классе, чтобы выяснить, что знают о бумаге мои одноклассники.
2.1 Опрос одноклассников и его результаты .
Ребятам я задавала вопросы:
1.Из чего можно изготовить бумагу?
2.Где вы используете бумагу?
3.Скапливаются ли у вас дома различные бумажные отходы?
4.Можно ли в домашних условиях изготовить бумагу?
Было опрошено 24 человека.
Опрос показал, что ребятам известно, из чего изготавливают бумагу, и все знают, где её используют: в виде школьных тетрадей, альбомов для рисования, цветной бумаги для уроков технологии. У всех скапливаются дома различные бумажные отходы.
А отвечая на последний вопрос (Можно ли в домашних условиях изготовить бумагу?), мнения ребят разделились:
Можно – ответили 8 учеников
Нельзя –11 учеников
Не знаю – 5 ученика
Выводы:
Анкетирование показало, что проблема скапливания различных бумажных отходов существует. Выявлено, что большая часть одноклассников считает, что нельзя изготовить бумагу в домашних условиях.
Выполнив свой проект, я расскажу одноклассникам о возможности получения бумаги из отходов в домашних условиях.
2.2 Свойства бумаги.
Сначала я изучила свойства бумаги. Проделав опыты, попыталась ответить на следующие вопросы:
• Почему намоченная бумага рвется гораздо легче, чем сухая?
• Почему со временем газетная бумага из белой превращается в желтую?
• Почему белая бумага окрашивается цветными карандашами и что с ней происходит?
Опыт 1. Я взяла полоску бумаги, разрезала её пополам, одну часть оставила сухой, а другую смочила водой. К нижней части сухой полоски осторожно подвесила предмет массой 200 граммов. Полоска выдерживает. Если намочить бумагу – она расползается.
Вывод: было установлено, что в составе наполнителей бумажной массы есть клей. Чем быстрее он растворяется в воде, в которой мы смачиваем бумагу, тем быстрее волокна древесины, из которой сделана бумага, расползаются, так как перестают быть связанными между собой.
Опыт 2. Я взяла газету из белой бумаги положила на подоконник так, чтобы на нее попадало солнце. За бумагой я наблюдала в течение 5 дней. Почему бумага пожелтела?
Вывод: Передо мной стояла сложная проблема: выяснить, почему газетная бумага из белой превращается в желтую. Поработав с интернетом, мы узнали: дело в том, что бумага изготавливается из древесины, которая в основном состоит из двух компонентов: целлюлозы и лигнина. Целлюлоза – это прозрачный материал, который хорошо отражает свет, поэтому для нас она выглядит белого цвета. Под воздействием кислорода целлюлоза меняет свою структуру и начинает отражать свет по-другому, поэтому мы начинаем воспринимать её цвет как желтый. Но изменение структуры целлюлозы – не единственная причина, почему бумага становится желтой. Намного более восприимчив к окислению лигнин. Лигнин – вещество, в больших количествах содержащееся в древесине. Он скрепляет растительные волокна и придаёт дереву прочность. Под воздействием кислорода лигнин меняет свою структуру и стремительно желтеет, поэтому его стараются убрать из бумаги, чтобы избежать её пожелтения. Для экономии средств большинство газет и других изданий печатаются на дешевой бумаге, в которой остаётся большая часть лигнина, что способствует её быстрому пожелтению.
Опыт 3. Все дети любят раскрашивать цветными карандашами. Почему бумага окрашивается цветными карандашами, что с ней происходит?
Вывод: Раскрашивая бумагу цветными карандашами, мы обратили внимание на то, что вводим в поры листа тонко натертый графит. Наши предположения нашли подтверждения в статье из энциклопедии окружающего мира, где написано, что в листах бумаги находятся поры.
2.3. Изготовление бумаги в домашних условиях
Я изучила несколько способов получения бумаги в домашних условиях и научилась изготавливать бумагу самостоятельно, используя вторичное сырье. Для проведения эксперимента нужны следующие инструменты и оборудование:
- специальная рамка с сеткой формата А4 или обыкновенное сито
-миксер, глубокая миска
-старая бумага
-гуаш
- крахмал
-клей ПВА
Способ 1
1 этап. Разорвать бумагу на мелкие кусочки и залить теплой водой на 24 часа
2 этап. Отжать излишки воды, переложить в таз. Добавить немного воды, чайную ложку клея ПВА (для скрепления бумаги) и столовую ложку крахмала (для того, чтобы лист был эластичным и мог гнуться), взбить миксером. В результате должна получиться смесь, похожая на кашу.
3 этап. Полученную массу выложить на сетку и дать стечь лишней воде.
4 этап. Теперь настало время для окончательной сушки. Выложить всё на полотенце, сверху положить марлю или газету и оставить под прессом на 24 часа. А если мы хотим получить тонкий лист бумаги, надо выложить массу тонким и ровным слоем.
Вывод: Бумага, сделанная своими руками не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она хуже: толще, менее гладкая, хрупкая. Но она абсолютно эксклюзивна, двух одинаковых листов не получится, быть может поэтому изготовление бумаги превращается из ремесла в искусство.
Способ 2
Опыт проводился тем же способом, что описывался ранее, но только в целлюлозу добавляла гуашь разного цвета, и в результате бумага получалась с разными оттенками. В результате этого увлекательного занятия получается очень красивая бумага ручной работы.
Для украшения в бумажную массу можно добавлять сухие травки, приправы, можно добавлять разноцветные нитки, лепестки цветов. Изготовленные ручным способ листы могут быть использованы для дизайнерских работ: книг, открыток, панно.
Сушить бумажную массу можно и не на экране, а на чашке или на стаканчике, и тогда получится декоративная вазочка или мисочка, карандашница, шляпка для куклы, кружечка.
Из рукотворной бумаги можно сделать много творческих поделок. Я изготовила рамку для поделку и часы.
Выводы:
1. Бумагу можно приготовить в домашних условиях.
2. Домашнюю бумагу выгодно использовать, т.к. она изготавливается из макулатуры и не требует денежных затрат.
3. Лучше всего использовать такую бумагу для оформления.
4. К тому же бумага, приготовленная в домашних условиях, более экологична.
3. Заключение
Бумага– одно из уникальных изобретений человека. Производство бумаги - весьма трудоемкий и масштабный процесс. Бумага производится из древесины, поэтому нужно бережно с ней обращаться, не выбрасывать на свалку, собирать и сдавать макулатуру. Можно перерабатывать использованную бумагу в домашних условиях, творчески ее использовать. Изготовление бумаги из вторсырья поможет сберечь лесные ресурсы.
Важно доносить до людей мысль, что бумагу надо использовать экономно, потому что за каждым листом бумаги стоит история живого дерева. Чем больше людей будут знать о беде леса, и задумываться о том, как ему помочь, тем быстрей мы спасём лес для себя, своих детей.
В результате проделанной работы я изучила историю возникновения бумаги, познакомился с технологией её производства.
Изучив различные источники, я опробовала два способа изготовления бумаги в домашних условиях. Используя старые газеты и исписанные тетрадные листы, мне удалось получить бумагу разного качества.
Моя гипотеза о возможности получения бумаги в домашних условиях подтвердилась.
Бумагу можно приготовить в домашних условиях. Создание бумаги ручной работы - очень интересный и творческий процесс. И совсем несложный. А какой потрясающий результат: эксклюзивная бумага вашего собственного дизайна!
Домашнюю бумагу выгодно использовать, т.к. она изготавливается из макулатуры и не требует денежных затрат.
Не выбрасывайте использованную бумагу, а сохраняйте ее и перерабатывайте в бумагу для изготовления каких-нибудь поделок. Бумагу вторичной переработки почти всегда можно использовать в тех же целях, что и новую бумагу. Полученную бумагу можно использовать для бытовых нужд, а также для детского творчества на уроках технологии в школе, что позволит сэкономить семейный бюджет и природные ресурсы.
Список литературы:
1. Ожегов С.И. Словарь русского языка, 1983.
2.Популярная энциклопедия для детей «Всё обо всём»», Москва, 1998 г.
3.Глен Веччионе. Сделай сам! 100 самых интересных самостоятельных научных проектов. – М.: «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2004.
4. Спарджен Р. Энциклопедия окружающего мира. Экология – М.: Росмен, 1997.
5. Шишкина Г. Б.. Бумага как эстетический феномен японской культуры //Научные сообщения Государственного музея Востока. Вып. XXVI. — М.,2006.
Список источников:
1. http://www.o-detstve.ru
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%F3%EC%E0%E3%E0Материал из Википедии. Бумага
3.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0Материал из Википедии. Макулатура.
5. http://www.livemaster.ru/topic/139701-istoriya-vozniknoveniya-bumagi
6. http://www.100bumag.ru/bumaga.html
7. http://www.el-ma.ru/content/?s=56
8. http://znanija.com/task/338494
9. http://livescience.ru/ Журнал «Бумага и Жизнь»
10.http://tragemata.com/news/fakty-o-bumage.html Факты о бумаге
14