Бумага: история изобретения и технология производства. Водяные знаки. Филигранология

Министерство  сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Мичуринский  государственный аграрный университет»

 

Педагогический  институт

Кафедра истории

Контрольная работа по предмету: «Вспомогательные исторические дисциплины».

На тему: «Бумага: история изобретения и технология производства. Водяные знаки. Филигранология».

 

 

Выполнила: ОФЗБ 32И

Полунина О.С.

Проверила: научный  руководитель

Сидорова И.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Мичуринск 2013

Содержание.

1. История изобретения бумаги.
2. Технология производства.
3. Водяные знаки и филигранология.
4. Библиографический список.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. История изобретения бумаги.

История изобретения  писчих материалов берет начало в  Древнем Египте, где впервые стал использоваться папирус, треугольный тростник, который рос в пресноводных болотах вдоль реки Нил. Растение было тонким, легким для переноски и в течение тысяч лет не было изобретено ничего лучше для письма и документирования. Предполагается, что папирус уже, возможно, использовался в Египте 4 000 лет до н.э.

Полосы из растения папируса вымачивались в воде, чтобы  удалить сахарное содержание. Затем  они просушивались и раскладывались. Второй набор полос помещался  под прямым углом к первому, снова  накладываясь немного. После сырой лист папируса оставлялся под тяжелым весом (обычно каменная плита), чтобы высохнуть в течение приблизительно шести дней. Остающийся сахар в пределах этой смеси запечатывал полосы вместе. Наконец, после высыхания поверхность листа полировалась.

Точно так же, как сегодня в мире используется множество различных сортов бумаги, в древности существовало несколько  видов папируса. Каждый тип использовался  для различных целей. Очень дешево сделанный грубый папирус использовался  торговцами, чтобы обертывать различные предметы. Самые прекрасные и самые дорогие варианты были сохранены для религиозных или литературных работ. Качество зависело от многих факторов: где растения папируса были выращены, возраст растений, сезон, когда они были собраны, и др. Самый лучший папирус был сделан, используя серцевину стебля растения. Типичный рулон обычно строился из листов папируса переменного качества. Лучшие листы использовались для окончания рулона, так как они были наиболее подвержены износу, а худшие по качеству листы использовались для внутренних секций рулонов.

Различные варианты и размеры папируса часто называли в честь императоров или чиновников. Эта информация во время римских  и византийских периодов была начертана  на первом листе рулона и именовалась протоколом. Дополнительно протокол часто включал дату и место изготовления папируса. Однако для юридических документов, эта практика была запрещена согласно Законам Юстиниана. Практика добавления протокола к законченному рулону папируса продолжалась в Исламские времена. Обычно древние египтяне писали только на одной стороне папируса, на той, где волокна шли горизонтально. А их правители, понимающие важность папируса, сделали его производство государственной монополией и охраняли тайну его производства. Они даже экспортировали свой папирус за пределы Египта. 

Далее история  ведет нас в Древний Китай, где, как предполагают, зародился  современный способ бумажного производства – изобретение, датирующееся 2 столетием  нашей эры. Во время древнекитайских  династий Шенг и Жоу документы обычно писались на кости или бамбуке, однако они были очень тяжелыми и неудобными для транспортировки. Легкий материал из шелка иногда использовался для написания документов, но был обычно слишком дорогим, чтобы иметь широкое распространение.

Поэтому изобретение  чиновником китайского двора Династии Хан Чаи Лунем  нового писчего  материала из мякоти тутового дерева в 105-м году нашей эры было как  раз кстати. Кору толкли в воде, чтобы  отделить волокна, потом выливали эту  смесь на подносы, на дне которых находились длинные узкие полоски бамбука. Когда вода стекала, мягкие листы клали сушиться на ровную поверхность. Такая бумага была очень удобна для письма, а также использовалась как оберточный материал. Кроме того, с 6-ого столетия нашей эры в Китае она стала использоваться в качестве туалетной бумаги. Хотя такое применение бумаги не всем казалось приличным. К примеру, в 589 году нашей эры китайский ученый-чиновник Ян Житуи написал: «Бумагу, на которой есть расценки или комментарии от Пяти Классиков или мудрецов, я не осмеливаюсь использовать в туалетных целях». Туалетная бумага продолжала быть цененной потребностью в Китае во время господства Императора Хоньджу, в 1393 году нашей эры. Бюро Имперских Поставок даже произвело для одной только семьи императора 15 000 специальных листков бумаги в светло-желтом оттенке, имеющих различные ароматы. Во время Династии Танг (618-907 гг. н.э.) бумага также стала использоваться для изготовления упаковки для чая, чтобы сохранить его аромат, а также для изготовления бумажных стаканчиков и салфеток. Во время китайской Династии Сонг (960-1279 гг. н.э.) правительство дало приказ произвести первые известные напечатанные на бумаге деньги в мире. Так, собственно, появились современные банкноты.  Однако, сколь не совершенствовалась технология, китайская бумага имела серьезный недостаток - рыхлость, из-за чего краска, которой на ней писали (главным образом тушь из высоких сортов сажи с примесью рыбьего клея и мускуса), растекалась. Кроме того, она была тонкой и прозрачной и легко рвалась, поэтому на ней можно было писать только с одной стороны.

Некоторые историки утверждают, что бумага была ключевым элементом в культурном продвижении  многих народов. Согласно этой теории, китайская культура была менее развита, чем египетская в древние времена, потому что бамбук, которым был богат тогдашний Китай, был не самым лучшим материалом для письма, в отличии от папируса. Китайская культура продвинулась во время Династии Хань и в последующие столетия из-за изобретения бумаги, а Европа продвинулась в течение Ренессанса из-за введения бумаги и печатной машины.

Распространение бумаги за пределы Китая было достаточно сложным, поскольку требовался инструктаж в производственном процессе, а китайцы  отказывались разделить свои тайны с другими народами. Но необходимость в писчем материале становилась все насущнее, что за пределами Китая привело к изобретению так называемой «тряпичной» бумаги. Первая тряпично-бумажная фабрика в Европе была создана в испанском городе Хатива (современная Валенсия) в 1120 году, а самый старый известный печатный документ, сделанный из такой бумаги на Западе - это Молитвенник Мозараб 11-ого столетия, написанный в Исламской части Испании. К XIV-XV векам тряпичная бумага уже получила прочное распространение в Европе. В течение XIII и XIV веков открылись «бумажные мельницы» в Италии, Франции, Германии, Голландии. Процесс выработки бумаги из тряпок был довольно сложным, зато бумага получалась вполне удовлетворяющая своему назначению. И ко времени начала книгопечатания в Европе появилось множество бумажных мельниц, которые вырабатывали (исключительно из льняных и пеньковых тряпок) превосходную, не протекающую, белую бумагу, довольно плотную и прочную, сохранившуюся до наших дней в том же превосходном виде.

Процесс изготовления бумаги на старинных мельницах состоял из нескольких этапов. Материал, предназначенный для выделки бумаги, очищался от грязи и промывался. После высыхания полученное сырье поступало на жернова водяной или ветряной мельницы, где он перетиралось, превращаясь в бесформенную рыхлую массу. Рабочий, пользуясь формой в виде деревянной рамы с натянутой на ней проволочной сеткой, зачерпывал из чана нужное для листа бумаги количество жидкой кашицы и тряс раму над чаном, чтобы вода стекала. Когда лист на сетке принимал нужную форму, рабочий переворачивал раму на кусок войлока или сукна. Сверху на этот еще сырой лист накладывался снова кусок войлока, на него - новый лист бумаги и т. д. Когда набирались два-три десятка листов, то вся кипа поступала под пресс и подвергалась сильному сжатию. Затем листы развешивались на веревках для окончательной просушки. 

Иногда, особенно для писчей бумаги, к массе в  чане подбавляли клей, чтобы на проклеенной  бумаге чернила не растекались. Благодаря  строению металлической сетки (длинные проволочки вдоль и поперек) на бумаге, если смотреть на свет, получались утонченные линии, поэтому можно сказать, что эта бумага была в клеточку. Обычно фабриканты путем вплетения какой-либо плоской фигурки из проволоки в сетку оттискивали свое фабричное клеймо (водяной знак, филигран) в виде колокола, орла, единорога, короны, цветов, кисти винограда, монограммы из имени Иисуса Христа (I.H.S.), своих инициалов и т.д. По этим водяным знакам можно было в большинстве случаев определить фабриканта и век, иногда даже год, когда бумага была произведена.

Древнейшая  бумага была не вполне качественна: в  некоторых образцах бросались в  глаза длинные, выдающиеся из общей  ровной поверхности бумаги волокна, иногда даже были видны кусочки тряпок. Позже процесс фабрикации все улучшался и бумажных дел мастера стали изготавливать великолепную, образцовую для нашего времени бумагу. Готовые, высушенные листы разбирались по сортам и продавались пачками.

Во времена  Ренессанса в Европе из бумаги стали  выделывать обои. По традициям Средневековья элита общества вывешивала большие гобелены на стенах своих домов. Однако они были чрезвычайно дороги и только представители очень богатого сословия могли позволить себе такую роскошь. Менее богатые члены дворянства, неспособные купить гобелены, начали наклеивать обои, чтобы украсить свои покои. Англия и Франция  в то время были лидерами в производстве обоев в Европе.

Конечно, производство бумаги с тех пор далеко ушло вперед, и рабочий-бумажник XV века, если бы мог  попасть на современную бумажную фабрику, долго не мог бы понять ни терминов, ни процесса производства. Известно, что еще во второй половине XVII века для превращения очищенного тряпья в кашеобразную массу был введен чан особого типа - голландер, в котором бумажная масса варилась вместе с хлористыми соединениями. Конец XVIII века внес переворот в эту область: рабочий бумажной фабрики в Эзонне (Франция) Луи Роберт в 1799 году изобрел прообраз современной бумажной машины, вырабатывающей бумагу в виде бесконечной ленты.

Потребность в бумаге настолько возросла, что ограничиться производством бумаги из тряпок было невозможно, и в бумажную массу начинают прибавлять механически размельченную древесину (удачные опыты Келлера и Фельтера с 1845 года), повторно изобретя данный способ. А с 1857 года вводится химически обработанная едким натром (натро-сульфатный способ) древесина, в виде бело-сероватой массы целлюлозы. Лучшая древесная масса получалась из хвойных свеже-срубленных деревьев, преимущественно ели, пихты, сосны и из лиственных - осины. Дерево для обработки поступало на завод в виде стволов неодинаковой длины, с которых еще в лесу обрубали сучья и отчасти кору. При помощи машин со стволов удалялась без остатка мало пригодная для производства бумаги кора, после чего стволы разрезались на куски. Эти куски дерева поступали на производство грубых сортов картона. Процесс получения из древесных стволов бумажной массы был сложен и громоздок, еще более сложен был процесс получения химически очищенной древесной массы - целлюлозы. Но дело того стоило.

В 19 веке практически  вся газетная и оберточная бумага вырабатывалась древесины, низшие сорта  оберточных бумаг имели в своем  составе солому, вареную с известью. Однако тряпичная бумага все еще  считалась самой качественной, поэтому  именно ее использовали для производства денежных банкнот и ценных бумаг. Бумага оставалась дорогой (по крайней мере, бумага книжного размера) в течение столетий до появления паровых машин по производству бумаги.

Сегодня бумага доступна каждому, а процесс ее производства значительно упростился. Хотя при столь грандиозном развитии машинного производства бумаги до сих пор сохранилось производство бумаги ручным способом, особенно для выработки дорогих сортов, идущих для тонких рисунков акварелью и печатания роскошных изданий с гравюрами.

 

 

 

 

 

 

 

2. Технология  производства.

Для приготовления  бумаги нужны растительные вещества, обладающие достаточно длинным волокном, которые, смешиваясь с водой, дадут  однородную, пластичную, т. н. бумажную массу. Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить:

  * древесная  масса или целлюлоза;

* целлюлоза однолетних  растений (соломы, тростницы, конопли,  риса и других);

* полуцеллюлоза; 

* макулатура;

* тряпичная полумасса;

* для специальных видов  бумаги: асбест, шерсть и другие  волокна.

Производство бумаги складывается из следующих процессов:

* приготовление бумажной  массы (размол и смешение компонентов,  проклейка, наполнение и окраска  бумажной массы);

* выработка бумажной  массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка массы от загрязнений, отлив, прессование и сушка, а также первичная отделка);

* окончательная отделка  (каландирование, резка);

* сортировка и упаковка.

При размоле  волокнам придают необходимые толщину  и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах и других). Чтобы сделать бумагу пригодной для письма и придать ей гидрофобные свойства, в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозём и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии — мочевино- и меламино-формальдегидные смолы. Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны — анилиновые (реже минеральные) красители. Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовая бумага белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон. Готовая бумажная масса концентрацией 2,5—3,5 % с помощью насоса подаётся из подготовительного отдела в мешальный бассейн, откуда поступает на бумагоделательную машину. Предварительно масса разбавляется оборотной водой (до концентрации 0,1—0,7 %) и пропускается через очистную аппаратуру (песочницы, вихревые и центробежные очистители и узлоловители).