Когда изобрели бумагу: основные шаги использования бумаги с древности

История изобретения бумаги

Трудно себе представить, как бы люди обходились без бумаги.

Жизнь без бумаги невозможна для современного человека: на ней мы пишем, рисуем, делаем чертежи и схемы. Бумага используется для письма, графических работ, создания художественных и бытовых изделий. Но больше всего бумага нужна для печатания книг, газет, журналов.

Сейчас в мире производится свыше 300 млн. тонн бумаги и картона в год, что составляет около 50,8 кг на душу населения. При этом на каждого жителя Западной Европы приходится около 100 кг бумаги и картона, жителя США — 334,6 кг.

Из всего производимого в мире количества бумаги и картона около 30 процентов — это, как называют немцы, графические виды бумаги, т. е. бумага для печати, письма, рисовальная, копировально-множительной и компьютерной техники.

Так что же такое бумага?

Бумага — войлок, состоящий из размельченных растительных волокон, имеющих вид листов толщиной от 0,2 до 0,3 мм, разных размеров и оттенков цвета.

Появилась бумага очень давно. Человек испробовал множество вариантов, прежде чем нашел удобный материал для письма. Он делал записи рыбьей костью на пальмовых листьях, вырезал пиктограммы на костях убитых животных и на камне. Затем в качестве основы стал использовать глиняные кирпичики–плитки. Но все это было либо слишком недолговечным, либо недостаточно удобным в обращении.

На следующем этапе развития письменности стали применять всевозможные деревянные таблички, покрытые воском. Запись на них оставлялась «стилем» — палочкой с заостренным и притупленным концами. Первый применялся для нанесения знаков. Второй – для затирания восковой поверхности в случае ошибки.

Поиск материала для письма у разных народов происходил по-разному. Например, в Китае выжигали иероглифы на бамбуковой коре, а чуть позднее стали писать специальной жидкостью, похожей на тушь. На шелковых свитках. Самое же значимое открытие сделали египтяне. Именно они первыми начали использовать для письма папирус.

Растение, из которого получали писчий материал, называлось древнегреческим словом papyros, которое считают производным древнеегипетского слова papu, что означает «царский».

Примерно в 5 веке производство папируса резко сокращается, так как появились пергамент. Делали пергамент так. Сырую шкуру – козью, овечью или телячью – вымачивали в воде. Чтобы она размякла. Потом соскабливали ножом мясо и вновь вымачивали, добавив золу. После этого шерсть снимали специальным скребком.

Затем шкуру сушили, растянув на специальной раме, выглаживали, натирали мелом и полировали. Получалась тонкая, чуть желтоватая кожа, однако ровная и чистая с обеих сторон.

Иногда пергамент красили в синий, пурпурный или черный цвет. На таком пергаменте писали золотой пылью растертой с водой и клеем. Чем тоньше пергамент. Тем дороже он ценился. Вначале из пергамента делали такие же свитки, как и из папируса. Но очень скоро заметили, что его можно складывать в тетради и из этих тетрадей сшивать книги. Так и появилась книга, сшитая из отдельных листов.

Когда о пергаменте знали уже повсюду, совсем неожиданно появилась первая бумага. Родиной ее считается Китай. Хотя существует предположение, что китайцы переняли способ изготовления бумаги у туркмен. По этой версии, именно туркмены первыми научились распускать кусочки шерсти в воде, прессовать их, отжимать и сушить, чтобы затем получить очень тонкий войлок.

Переняв эту технологию, китайцы заменили шерсть на растительные волокна и получили…бумагу. Ее они делали из кусочков коры тутового дерева, а также из хорошо размоченных стеблей бамбука.

Так же в Китае был известен и другой способ производства бумаги. Писчий материал из специально обработанных ветхих тряпок. Первоначально это была бумага для письма, но в середине первого тысячелетия бумага применялась в Китае уже повсеместно, и использовалась, в том числе как туалетная бумага.

О широком производстве бумаги в Китае говорит и то, что в конце Х — начале ХI века из уплотненной бумаги стали изготавливать игральные карты. Китайцы изготавливали бумагу из тряпок и бамбуковых стеблей, и когда секрет изготовления бумаги стал известен в Японии, японцы улучшили технологию производства бумаги и стали получать бумагу прочнее и качественнее китайской.

Лучшую бумагу в Японии делали из коры шелковичного дерева. Такая бумага уже обладала свойствами необходимыми для складывания из нее фигурок.

Довольно долгое время рецепт создания белого листа держался в строжайшем секрете. Бумага продавалась за немыслимые деньги, обменивалась на дорогие ткани, металл. В обиход даже вошли первые бумажные деньги фэй-тянь, называемые летающими монетами.

История появления и развития бумаги

Папирус — растение, из которого в прошлом изготавливался бумагоподобный материал

Датой рождения бумаги считается 105 г н.э., когда советник китайского императора Цай Лунь обобщил и усовершенствовал уже имеющиеся способы изготовления бумагоподобных материалов. Ранее в Китае в качестве материалов для письма в основном использовали бамбук, пеньку, шелк.

Цай Лунь усовершенствовал имеющиеся способы изготовления бумагоподобных материалов

Цай Луню после многих опытов удалось впервые открыть основной технологический принцип создания бумаги: формирование листового материала осаждением и переплетением на сетке измельченных тонких волокон, разбавленных ранее водой. Он также усовершенствовал процесс изготовления бумаги, когда заменил плоские камни ступкой с пестом, а также применил для отлива листа сетчатую форму.

Получать бумагу стало возможным из различных видов волокнистого сырья. Эти новшества положили начало производству бумаги – более доступной и дешевой в сравнении с предыдущими материалами для письма.

Позднее процесс изготовления бумаги усовершенствовали: для повышения прочности начали добавлять клей, крахмал и естественные красители.

В III веке н.э. бумага из растительных волокон уже не являлась в Китае редким материалом и почти полностью вытеснила из употребления деревянные дощечки, которые ранее применялись для письма. Бумагу производили необходимого размера, цвета, а также пропитывали специальными веществами для увеличения срока хранения.

В бумажную массу стали добавлять побеги бамбука, либо тростник. В IV веке уже существовало несколько сортов бумаги. Технология производства усложнилась. Сначала сырье долго промывали и вымачивали. Затем варили с добавлением извести и золы. После этого сырье  тщательно измельчали деревянными билами в больших ручных ступах.

Получившаяся кашицеобразная бумажная масса разводилась водой, размешивалась и выливалась на сетку из проволоки или бамбуковых волокон. Для получения гладкой бумаги на сетке равномерно распределяли бумажную массу. Готовые листы перед просушиванием отжимали между кусками сукна.

В течение столетий только китайцы владели секретами производства бумаги, потому и хранили данную технологию в тайне. Бумагу продавали за большие деньги, обменивали на дорогие ткани и металл. В Китае в IX веке появились первые бумажные деньги фэй-тянь, которые прозвали «летающими монетами».

Также китайцами была изобретена и туалетная бумага. Научились изготавливать бумагу также из специально обработанных ветхих тряпок. На рубеже X-XI веков китайцы из уплотненной бумаги начали изготавливать игральные карты. Со временем китайская бумага проникла и в другие страны.

В 610 году странствующий буддийский монах Дан-хо приехал в Японию и передал секрет производства бумаги и туши. Японским мастерам со временем удалось создать бумагу более высокого качества.

Японскую бумагу называли ВАСИ: ВА – иное чтение иероглифа Ямато, обозначающего Японию, а СИ – это бумага. Китайская бумага в Японии получила название КАРА-ГАМИ. Мастера в Японии не отцеживали волокнистую пульпу через неподвижное сито, как делалось китайцами, а непрерывно покачивали его, заставляя бумажную массу оседать равномернее.

Вторым нововведением стало применение сока водного растения ТОРО-АОИ в качестве отличного средства для проклеивания бумажного листа. В VIII веке растущие потребности императорского двора, монастырей и храмов привели к буму производства бумаги и появлению множества больших и малых мастерских, которые выпускали 180 видов бумаги.

В Японии возникло Оригами — искусство складывания из бумаги прекрасных фигурок. В VII веке секрет производства бумаги стал известен и в Корее.

Японскую бумагу называли ВАСИ

В Индии нашли способ создания бумаги из тряпок, парусины, сетей и канатов. Данное сырье смачивали водой, а потом растирали между мельничными жерновами.

В 751 году арабы одержали победу над китайцами в Таласской битве, а также захватили в плен несколько китайских бумажных мастеров, от которых переняли технологию производства бумаги. Благодаря этому Самарканд стал крупным центром бумажного производства. Около 800 года арабский халиф Гарун аль-Рашид с помощью китайских мастеров организовал производство бумаги в Багдаде.

Позднее в Дамаске и Каире также появились мастерские по изготовлению бумаги. К XI веку Арабский мир и Индия активно использовали в различных сферах бумагу, которая постепенно вытеснила папирус и пергамент. Из-за недостатка лубяного сырья арабы использовали при производстве бумаги хлопок. В IX веке собственную бумагу создали майя в Америке.

Производство бумаги в Багдаде

В IX-XI веках бумага начинает проникать в Европу через Испанию, Византию и Италию. Первоначально ее покупали у арабов. В X веке в Испании появляются первые бумажные мельницы, которые через столетие выпускают бумагу довольно высокого качества.

В XII веке собственные бумажные мастера появляются в Италии и Франции. В XIII-XV веках производство бумаги освоили в других странах Европы: Венгрии, Германии, Англии, Польше и пр. Более грубая европейская бумага оказалась белее восточной, а также склеивалась животным клеем. В Европе в качестве сырья для изготовления бумаги использовали дерево, кору, солому, размолотые тряпки и т. п.

Применение толчеи улучшило качество бумажной массы. Для разравнивания бумажной массы начали также использовать клиновые прессы. Итальянцы изобрели водяные знаки. В XIV веке улучшился контроль над качеством бумажной массы, процессами лощения и проклейки. Началось производство игральных карт, появились рекламные плакаты.

В различных странах для производства бумаги часто использовались мельницы. Водяное колесо приводило в движение вал, механическая энергия которого расходовалась на измельчение сырья для бумажной массы. К металлическому сетчатому черпаку прикреплялся проволокой какой-нибудь знак, который затем проявлялся на бумажной массе после высыхания.

Для производства бумаги часто использовались мельницы

Изобретение в XV веке книгопечатания способствовало значительному росту производства бумаги.

До XVI века в Московскую Русь бумаги завозили в основном из европейских стран. При царе Иване Грозном в середине XVI века наладили собственное производство.

В Голландии в 1670 году был изобретен ролл (голлендер), предназначенный для размола бумажной массы. Данный аппарат оказался в три раза более производительным, чем ранее применявшаяся толчея, а также повысил качество бумаги.

В 1770 году английский фабрикант Дж. Ватман предложил новую бумажную форму, обеспечивающую листы бумаги без следов сетки.

Сохранявшийся до конца XVIII века ручной отлив (вычерпывание) бумаги в значительной мере тормозил производственный рост. Только в 1799 году француз Н. Л. Робер изобрел бумагоделательную машину с механизированным отливом бумаги с помощью непрерывно движущейся сетки. Производительность новой машины достигала 100 килограммов в сутки.

С начала XIX века начинается машинный этап развития производства бумаги. В 1804 г.  первую бумагоделательную машину, которую усовершенствовали братьями Фурдринье и Донкиным, установили в Англии.

Машинный этап развития производства бумаги

Первые бумагоделательные машины производили только формование бумажного полотна, а также его прессование, но сушилась бумага все еще на воздухе. В 1823 г. к бумагоделательной машине присоединили сушильную часть. В ее сушильных цилиндрах с целью обогрева их поверхности установили жаровни с углем. Позднее удалось осуществить обогрев цилиндров паром.

В 1825 г. под сеткой были установлены отсасывающие ящики, разрежение в которых осуществлялось при  помощи вакуум-насоса. В последующие десятилетия многие детали конструкции бумагоделательных машин были в значительной степени усовершенствованы.

Благодаря этому уже к середине XIX века бумагоделательные машины превратились сложные агрегаты, которые работали непрерывно и автоматически. От выпуска листовой бумаги теперь можно было перейти к ее производству в рулонах.

В 1846 г. саксонский инженер Фельтер изобрел дефибрер — аппарат для получения механической древесной массы. В 1850-х гг. англичанами и французами были открыты натронный и сульфитный методы варки целлюлозы. С середины XIX века в качестве сырья для производства бумаги в основном используется механическая древесная масса, а также химическая древесная целлюлоза хвойных пород.

В XX веке производство бумаги стало крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывной поточной схемой в технологии производства, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по выпуску полуфабрикатов из волокон.

Производство бумаги - крупная высокомеханизированной отрасль промышленности

Бумагоделательные машины, созданные с учетом последних достижений научно-технического прогресса, представляют собой образцы высокопроизводительных аппаратов. На большинстве новых машин осуществляется двухсеточное формование, установлены автоматические системы управления технологическим процессом, которые обеспечивают эффективную работу машины на высоких скоростях.

Бумагоделательная машина

В последние десятилетия в бумажной промышленности ведущую роль все больше занимают огромные корпорации и трансконтинентальные промышленные группы. Разрабатываются новые специализированные сорта бумаги . Проводятся исследования направленные на создание новых технологий, позволяющих уменьшить объемы промышленных выбросов.

Новые специализированные сорта бумаги

Бесконечные усовершенствования

Поначалу бумага производилась из очищенного хлопка, но для его расщепления требовался какой-то химикат. С этим хорошо справлялся аммиак из мочевины, поэтому в течение сотен лет европейские бумажные фабрики работали на отходах жизнедеятельности человека.

Размол бумажной массы также требовал колоссальных затрат механической силы. На одной из первых бумажных фабрик в Европе — Fabriano в Италии — использовались быстрые горные ручьи для приведения в действие мощных молотов.

После тщательного измельчения полученная из хлопка целлюлоза отделяется, представляя собой плотный волокнистый «навар». Его истончают, сушат, и получается прочный, гнущийся «коврик».

За прошедшие века этот процесс подвергался множеству усовершенствований: например, молотилки, отбеливатели и добавки помогли производить бумагу быстрее и более дешевым способом, правда, в результате зачастую страдало качество — бумага становилась менее прочной.

туалетная бумага в старинной уборной

К 1702 году бумага стала настолько дешевой, что стала использоваться для производства продукта, специально предназначенного для того, чтобы его по истечении суток выбрасывали — первой в мире ежедневной газеты Daily Courant.

А затем произошел неизбежный кризис: Европа и Америка стали столь остро нуждаться в бумаге, что им стало не хватать сырья.

Ситуация стала настолько острой, что появились люди, готовые прочесывать поле битвы и раздевать павших, чтобы затем продать окровавленные мундиры бумажным фабрикам.

И вдруг была найдена альтернатива целлюлозе — древесина.

Китайцы давно уже знали, как из древесины получать бумагу, а вот европейцы только-только додумались.

В 1719 году французский биолог Рене Антуан Реомюр опубликовал научный труд, указав в нем, что пчелы умеют создавать бумажные гнезда, пережевывая дерево, так почему бы это не сделать и людям?

Когда годы спустя на его мысль обратили внимание, производители бумаги быстро поняли, что дерево — не такой простой материал и содержит гораздо меньше целлюлозы, чем хлопчатобумажное сырье.

Только к середине XIX века древесина на Западе стала важным источником производства бумаги.

китайский рабочий на бумажной фабрике

Китайский рабочий использует ту же технологию производства бумаги, что и 2000 лет назад

Производство бумаги в России

Собственное российское производство бумаги появилось во времена царя Ивана Грозного. Попытки изготовления этого ценного материала проводились в подмосковном селе Ивантеевка. Планы Ивана Грозного по импортозамещению дорогостоящей бумаги столкнулись с интересами Тевтонского ордена и даже были одной из причин начала Ливонской войны.

Следующим этапом получения собственной российской бумаги было распоряжение патриарха Никона о возведении бумажных мельниц в 17 веке. Начинания патриарха, столкнувшись с финансовыми проблемами, постепенно сошли на нет.

Во времена правления Петра I возросла необходимость в большом количестве бумаги. По указу императора строились бумажные предприятия по европейскому образцу. Был так же издан указ о сборе сырья в виде изношенных полотен и тряпок и запрет в применении заграничной бумаги.

Во времена второй половины 18 века бумаги стало импортироваться в два раза меньше. При императоре Александре I было разрешено открытие частных типографий и рост бумажной продукции увеличился. Тяжёлый труд рабочих на бумажных фабриках и отсталые технологии тормозили увеличение роста продукции. Уже в начале 19 века произошло усовершенствование бумагоделательных машин.

Появились различные сорта бумаги, которые назывались:

  • печатный;
  • рисовальный;
  • сорт писчей бумаги;
  • чертёжный сорт;
  • цветной;
  • упаковочный;
  • обойный;
  • патронный;
  • картон.

Производство зарубежной бумаги превышало производство российской продукции, но уже в 19 веке бумага из России экспортировалась в азиатские страны, в том числе и в Китай.

Реконструкции на целлюлозно-бумажных комбинатах проводились в середине 20 столетия. На современных бумажных комбинатах страны используется высокопроизводительное оборудование.

Из чего делают бумагу в наше время

Изготовлением бумаги занимаются предприятия промышленности, которая так и называется – целлюлозно-бумажная. Эти слова означают, что бумага изготавливается из целлюлозы, то есть из древесины.

Вся бумажная промышленность в мире использует это сырьё, так как прежнего сырья, состоящего из различных тканей, не хватает.

Много веков человечество использует бумагу самыми разнообразными способами. Без неё ни обойтись не только в типографиях, но и во многих других видах жизнедеятельности людей. Это, наверное, самый многофункциональный материал в мире.

Круговорот бумаги в мире

Сегодня бумага, как правило, производится из самой себя, то есть зачастую из макулатуры, переработанной как раз в Китае.

На бумажной фабрике в городе Нинбо, в 200 км к югу от Шанхая, произведена коробка, в которую потом упаковывается ноутбук.

Эта коробка переправляется через Тихий океан, и где-нибудь в Сиэтле или Ванкувере ноутбук вынимается из коробки, которая выбрасывается в переработку, а затем снова отправляется в Нинбо — где ее раздробят до состояния бумажной массы, а затем снова сделают новую коробку.

Что касается письма, то некоторые утверждают, что дни бумаги сочтены, полагая, что в «безбумажном офисе» воцарится компьютер. Но подобные предсказания делаются со времен Томаса Эдисона, который в конце XIX века полагал, что все служебные записки будут записываться на его восковых валиках (которые использовались фонографом Эдисона).

Эта мысль вновь возникла в 1970-е годы, когда в офисах стали появляться первые компьютеры, и стала повторяться в последующие десятилетия в отчетах футурологов.

Между тем бумага упорно продолжала быть востребованной. Да, компьютеры упростили процесс распространения документов без бумаги, но принтеры также сделали возможным для получателя документа пойти и его распечатать.

бумажная свалка

Копировальные машины, факсы и принтеры продолжали выплевывать из себя огромное количество листов бумаги, и постепенно «безбумажный офис» перестал быть предсказанием и стал чем-то вроде анекдота.

Но, возможно, наконец-то что-то стало меняться: с 2013 года производство бумаги пошло на убыль.

Многие из нас по-прежнему предпочитают держать в руках настоящую книгу или газету, а не листать страницы интернета, однако затраты на цифровое распространение печатного продукта сейчас настолько удешевились, что мы поневоле стали выбирать более дешевый вариант.

Наконец цифровые технологии стали делать с бумагой то, что когда-то бумага при помощи типографского метода Гутенберга сделала с пергаментом — они выигрывают в конкурентной борьбе, но не за счет качества, а за счет дешевизны.

Так что бумага выживет, и не только на полках супермаркетов или в туалетах, но и в офисе.

Старый способ порой самый долговечный. Мы по-прежнему пользуемся карандашами и жжем свечи, и в мире по-прежнему производится больше велосипедов, чем машин.

Ведь бумага всегда использовалась не только для книгопечатания, но и для повседневных нужд. А где еще можно быстро что-то записать, набросать список покупок или нарисовать чертика, как не на оборотной стороне конверта?

Источники
  • https://ipaper.by/news/istoriya-izobreteniya-bumagi.html
  • https://europapier.ru/interesno_dlya_vas/art141.html
  • https://www.bbc.com/russian/features-39258299
  • https://nauka.club/okruzhayushchiy-mir/gde-i-kogda-poyavilas-bumaga.html
  • https://www.vseobumage.ru/1273/istoriya-bubagi-1/

[collapse]

Adblock
detector