3 апреля 2019 г. | Автор: Ермек Ибрагим
Как появилась бумага, и почему она исчезает?

История, образование, наука, искусство — все эти проявления культуры обретают законченный вид на бумажном полотне. Лист бумаги стал незаменимым помощником человека в материальном воплощении его идей. А началось всё с неприметного растения Cyperus papyrus, растущего на берегах Нила. 

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №10(38). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Изготовление пергамента. Германия, 1568 год.

Очистить стебель, отделить внешнюю лубяную оболочку, а рыхлую сердцевину расщепить натонкие полоски — примерно так начинали наставления древнеегипетские мастера, обучая ремеслу изготовления папируса из тростника Cyperus papyrus. Полученные полоски вымачивали, отбивали молотком и прессовали в плоский лист. После высыхания на нём можно было писать чернилами. Недостатком такого материала было образование складок, поэтому его сворачивали в длинные свитки для лучшей сохранности. Греки называли такие свитки «библос». В Александрийской библиотеке хранилось более 30 тысяч свитков — люди собирали их столетиями.

Египтяне использовали папирус ещё и как упаковочный материал: археологи находили древние кремнёвые орудия обёрнутыми в папирусную бумагу. Мало того, за три тысячи лет до нашей эры египтяне собирали папирусную макулатуру для изготовления «картона» и даже делали из него футляры для мумий! Качество египетского папируса ценилось далеко за пределами страны, и со временем он стал выгодным экспортным товаром.

Кодекс законов Винодола на пергаменте

И только по прошествии тысячелетий Египет потерял положение монополиста: во II веке до н. э. царь Пергама Эвмен II приказал в кратчайшие сроки придумать аналог папируса. Сказано — сделано. Из обезжиренных и отполированных пемзой телячьих и овечьих шкур получили пергамент. Он, правда, оказался в несколько раз дороже папируса. На изготовление одной книги могло уйти целое стадо, а итоговая стоимость фолианта нередко превышала цену дома или даже поместья. Несмотря на это, пергамент всё-таки вытеснил папирус с рынка: последний исторический документ был написан на папирусе в начале XI века.

У некоторых цивилизаций не было ни папируса, ни пергамента. Например, китайцы делали «бумагу» из шёлка и пеньки, пока две тысячи лет назад дворцовый евнух Цай Лунь не придумал смешивать для этой цели волокна бамбука, тряпки, древесную золу и отходы производства шёлка. Император сумел оценить новаторское предложение Цай Луня и сделал его министром.

Метод Цай Луня

Волокна бамбука и древесную золу толкли в каменной ступе до кашеобразного состояния. Далее смесь промывали в холодной воде, добавляли клей и черпали — изготавливали бумажный лист. Черпальную форму, представлявшую собой раму с сеткой из тонких шёлковых нитей, опускали в бассейн и вынимали уже с тонким слоем влажной бамбуковой бумаги.

​Бумажные реки

Великое китайское изобретение добралось до Европы в XII–XIII веках. А резкий рост бумажной промышленности начался в 1450‑е — с изобретением Иоганном Гутенбергом печатного станка. Появилась возможность массового производства книг, но хронически не хватало бумаги, которую всё ещё изготавливали из тряпья. Попробовали взять древесину — в итоге была разработана технология, актуальная и в настоящее время.

Иоганн Гутенберг 

между 1397 и 1400–1468 

Немецкий книгопечатник и первый типограф Европы. С его именем связывают книжный бум в Европе, оказавший огромное влияние на культуру и науку. 

Библия Гутенберга была напечатана в первой половине 1450‑х годов тиражом 180 экземпляров. Именно с неё началась история книгопечатания в Европе, хотя это и не была первая инкунабула.

Новшеством в станке Гутенберга было использование отдельных металлических выпуклых букв, с помощь которых набирались строки текста. Далее прессом их оттискивали на бумаге.

Как делают бумагу сегодня

Особо ценным сырьём для производства бумаги являются хвойные деревья с высоким содержанием целлюлозы. Для выделения этого полисахарида технологи сначала измельчают древесину в мелкую щепу, затем варят под большим давлением в котлах с кислотой. Далее волокна целлюлозы поступают в особые мельницы — роллы, где окончательно перемалываются и в виде кашицы сбрасываются в смесительный бассейн. После этого из древесной массы уже можно формировать бумажные листы. За это отвечает бумагоделательная машина.

Размеры этого агрегата впечатляют: высотой с трёхэтажный дом, длиной до ста метров и шириной до двадцати. Бумажная масса с большим количеством жидкости направляется в сеточную часть машины, которая удаляет лишнюю влагу и формирует подобие бумажного листа. Далее горячие цилиндрические прессы, словно утюги, выдавливают и испаряют воду из бумажного полуфабриката, превращая его фактически в готовое полотно. Остаётся финальная стадия каландрирования, когда два тяжёлых барабана-каландра пропускают через себя бумагу, придавая ей прочность и гладкость. По желанию заказчика бумагу могут дополнительно подвергнуть мелованию — покрыть каолином или ослепительно белым оксидом титана. Это придаёт материалу гладкость и улучшает печатные свойства. Готовую продукцию сматывают в многотонные рулоны и отправляют в типографии или режут на листы.

Бумажные специи

Качество бумаги во многом зависит от добавок, которыми технологи «приправляют» древесно-целлюлозную массу. Так, порция канифольного клея не даёт чернилам расплываться на бумаге, а особый сорт белой глины — каолин — делает листы плотными и белыми.

Каолин
​Многоликая бумага

Бумажные изделия окружают нас повсюду, куда бы мы ни посмотрели. Особое место в обширном ассортименте занимает денежная бумага, к которой предъявляется ряд жёстких требований. Прежде всего такая бумага должна быть очень износостойкой и выдерживать несколько тысяч двойных перегибов (обычная писчая бумага не вынесет и тридцати). Для этого в бумажную массу добавляют волокна льна и хлопка. А вот для получения водяных знаков, которые защищают банкноты от подделок, используется специальный вал — дендироль, выдавливающий на влажной бумаге те или иные силуэты. Также для защиты от фальшивомонетчиков в денежную бумагу вводят тончайшие цветные волокна, металлизированные нити, голограммы и даже светящиеся в ультрафиолетовых лучах микровключения; делают перфорацию. Недалёк тот день, когда бумажные деньги можно будет увидеть только в государственных музеях и частных коллекциях, — уже порядка 55 стран перешли на полимерные банкноты, которые значительно долговечнее и сохраняют жизнь деревьям.

Химия пластиковых банкнот

Деньги на основе пластика выпускают в 55 странах по всему миру, частично или полностью заменяя ими в обращении бумажные купюры. Первые пластиковые банкноты были разработаны Резервным банком Австралии в 1988 году. В сентябре 2016-го года переход на полимерные деньги начался в Великобритании. Первыми выпустили банкноты номиналом 5 фунтов.

Целлюлоза

Целлюлоза, на основе которой изготавливаются бумажные деньги, — разновидность полимера. Поэтому, строго говоря, бумажные банкноты тоже являются полимерными, хотя обычно так называют только пластиковые деньги.

Полипропилен

Современные пластиковые банкноты делают из двуосно-ориентированного полипропилена. Такое расположение волокон увеличивает прочность материала. 

Преимущества:

  • Безопасность. Пластиковые деньги снабжены средствами защиты, которые невозможно применить на бумаге.
  • Чистота. Полимер предотвращает поглощение влаги, пота и грязи.
  • Износостойкость. Пластиковые деньги служат дольше бумажных.
  • Экологичность. Пластиковый банкнот можно утилизировать и выпустить повторно.

Бумага может быть не только сугубо утилитарным материалом, но и служить символом целого государства. Как, например, японская бумага васи, объявленная в 2014 году объектом нематериального культурного наследия ЮНЕСКО. Японцы изготавливают её вручную из волокон коры бумажной шелковицы кодзо, кустарника мицумата и дерева гампи уже 1200 лет. Васи отличается непревзойдённой прочностью (её практически невозможно порвать руками) за счёт поперечного расположения волокон — это предопределило её использование в качестве материала для одежды и в строительстве. Сейчас японскую бумагу применяют для каллиграфии, оригами и изготовления предметов интерьера. В годы Второй мировой войны из васи делали аэростаты-бомбардировщики «фусэмбакудан», которые запускали в сторону США.

Как бы мы к этому ни относились, но закат бумажной истории человечества уже не за горами: повсеместно внедряемые электронные технологии вытесняют бумагу из офисов, банков и книжных магазинов. Но стоит ли печалиться? Новые технологии спасут для нас миллионы деревьев, а бумага, сделавшая для нас так много, останется в музее.

Спасительная переработка

Переработка макулатуры начинается с правильной сортировки. Обычно среди баков для раздельного сбора мусора есть ёмкость с надписью «Бумага» (papier, paper, papel). Общую массу выброшенной макулатуры разделяют на обычную бумагу и картон. Далее их распускают на волокна в гидроразбивателе, удаляют из полученной жидкой массы посторонние предметы (скрепки, стекло, песок и т. д.), а также клей и парафин с помощью термомеханической обработки. Финальный этап — тонкая перемолка жидкой бумажной массы. Теперь её можно обесцветить и отправить в бумагоделательную машину.