История изобретения бумаги
Простой бумаги свежий лист!
Ты бел, как мел. Не смят и чист.
Твоей поверхности пока
Ничья не тронута рука.
Чем станешь ты! Когда, какой
Исписан будешь ты рукой?
Кому и что ты принесешь-
Любовь? Разлуку? Правду? Ложь?
Прощаньем ляжешь ли на стол?
Иль обратишься в протокол?
Или сомнет тебя поэт,
Бесплодно встретивший рассвет?
Нет, ждет тебя удел иной!
однажды карандаш цветной
пройдется по всему листу,
Его заполнив пустоту.
И синим будет небосвод.
И красным будет пароход.
И черным в небе будет дым,
И солнце будет золотым.
С.Я. Маршак
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. Благодаря этому между людьми быстро распространяется различная информация, знания, которые хранятся на бумаге и передают опыт человечества новым поколениям. Благодаря бумаге мы знаем, как жили, что делали, что думали люди много веков назад. Благодаря бумаге наши потомки узнают, как мы живем в настоящее время.
Такая обычная и привычная, бумага лежит в основе множества необходимых вещей. Она идет на упаковку разных товаров. Из более толстой бумаги – картона делают коробки, ящики. Специально обработанная бумага идет на изготовление деталей машин, изоляторов, пробовали даже делать из бумаги мосты и самолеты.
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.
В России "душевое" потребление бумаги ниже среднемировых и составляет чуть больше 14 кг в год.
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.
По опубликованным в печати данным соотношение видов печатной продукции в России таково: 30%-газеты, журналы (каких-нибудь пятнадцать лет назад эта статья составляла 80%); 30%-рекламная продукция; 25-30%-упаковка; 8-10%-книги.
Доля рекламной продукции постоянно растёт, следует отметить, что в Западной Европе до 70% бумаги для печати расходуется на печатание рекламной продукции. И хотя в многоотраслевой полиграфии используется большое разнообразие материалов для печати, полимерных плёнок, металлизированных и других композиционных материалов, основным материалом остаётся бумага.
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.
Примерно в 5 веке производство папируса резко сокращается, так как появились пергамент и несколько позже бумага, а с 10 века папирус потерял своё промышленное значение. К концу Х1Х в. прежде так широко культивировавшийся папирус в Египте полностью исчез. Сохранилась только небольшая его заросль в одном месте дельты Нила. И место папируса – древнейшего писчего материала прочно заняла бумага.
Сейчас папирус выращивают только как декоративное растение в садах и парках Египта. Бразилии и некоторых других стран с теплым климатом.
Папирус был самым удобным средством для письма вплоть до того момента, пока на смену ему не пришел пергамент. Он появился во втором веке до нашей эры.
Название произошло от греческого наименования – charta pergamena, т.е пергамские листы. Дело в том, что основная масса пергамента завозилась в Грецию из малоазиатского города Пергама.
В Малой Азии в Пергамском царстве в городе под названием Пергама, Откуда и получил название, было организовано производство прекрасного материала для письма, но не из папируса, а из обработанных особым способом кож молодых животных телят, ягнят, козлов, ослов, специальным образом выделанная. В древнерусских памятниках за ним закрепилось название харатья (кожа), а иногда и просто «телятина» (лучший пергамент изготовлялся из коровьих шкур).
По имени города этот материал стал называться пергамент. В отличие от папируса пергамент был значительно прочнее, эластичнее, долговечнее, на нём было легче писать, причём с обеих сторон, а в случае необходимости текст можно было легко смыть и нанести новый. Но, несмотря на эти преимущества пергамента, изготовление его трудоёмко и он был дорогим материалом.
Поэтому первое время его использовали лишь для написания государственных грамот, законов и уставов. Этот материал, на котором писали книги и документы использовался вплоть до конца ХV века. В древнерусских памятниках за ним закрепилось название харатья (кожа), а иногда и просто «телятина» (лучший пергамент изготовлялся из коровьих шкур).
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.
В подтверждение тому, что изобрели бумагу китайцы. В 1957 г. в северной провинции Китая Шэньси. В пещере Баоцян, обнаружили гробницу. В которой были найдены обрывки листов бумаги. Их исследовали и установили. Что бумага была изготовлена во 11в. до н.э.
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.
Официальным днем рождения бумаги принято считать 105 год нашей эры. Именно тогда китайский чиновник по имени Цай Лунь сообщил своему императору о том. Что мастерам удалось открыть технологию производства тонкого писчего материала.
Однако бумагу начали производить в Китае ещё раньше. Заслуга Цай Луня состоит в том, что он, будучи образованным человеком, обобщил и усовершенствовал уже известный в Китае способ изготовления бумаги и впервые открыл основной технологический принцип производства бумаги образование листового материала из отдельных волокон путём их обезвоживания на сетке из предварительно сильно разбавленной волокнистой суспензии. Метод Цай Луня позволил использовать для производства бумаги любое растительное сырьё и отходы; лубяные волокна тутового дерева и ивы, побеги бамбука, солому, траву, мох, водоросли, всякое тряпьё, конопляные очёсы, паклю. Однако в Китае основным сырьём для производства бумаги были лубяные волокна шелковицы или тутового дерева. С них срезалась кора, которая после этого замачивалась в воде, а потом разделялась на грубый внешний слой и на более мягкий внутренний. Первый слой шёл на изготовление бумаги низшего сорта, а второй для более тонких и дорогих видов бумаги. Рассортированные таким образом волокна дуба в течение нескольких часов подвергались варке в открытых чанах с золой или с известковым молоком. Сваренный луб промывался водой, обрабатывался в ступке или укладывался на деревянные чурбаны либо каменные плиты, где он подвергался ударам молотка с особой насечкой до тех пор, пока не распадался на отдельные волокна. Измельчённая масса помещалась в черпальный чан, в которой разбавлялась водой и проклеивалась растительными соками или крахмальным клейстером. Для осаждения клея на волокна использовали кислые растительные соки, например сок незрелого винограда. Отлив листа осуществлялся при помощи черпальной формы, обтянутой снизу шёлковой или джутовой тканью либо имеющей сетку из тонких бамбуковых палочек. Отлитому листу бумаги давали слегка подсохнуть на форме, а затем с помощью специальной щетки или палочки его снимали и раскладывали для сушки на солнце на деревянном гладкополированном помосте. Благодаря простоте производства, разнообразию сырьевых материалов и дешевизне ручного труда, бумага в Китае делалось самого разнообразного назначения. Китайцы научились толочь кору в воде, чтобы отделить волокна, потом они выливали эту смесь на подносы, на дне которых находились длинные узкие полоски бамбука. Когда вода стекала, мягкие листы клали сушиться на ровную поверхность. Для этой цели использовали бамбук и старые тряпки. Позднее кто-то догадался, как улучшить качество бумаги, добавив в нее крахмал.
И все же вечно оставаться единственным монополистом по изготовлению бумаги Китай не мог. Вскоре уже и в других странах началось освоение техники производства донного материала.
Первыми узнали технологию изготовления бумаги соседи. На территорию которых, вместе с путешествующими, проникали и некоторые тайны этого процесса. Произошло это благодаря странствующему буддийскому монаху Дан-хо, нарушившему запрет и открывшему тайну бумаги. В 610 году он прибыл в Японию и поведал местным монахам знания о том, как следует делать бумагу и тушь.
Японцы быстро освоили этот способ и постепенно нашли более удобное и качественное сырье. Они стали использовать не только кору шелковицы. Но и коконы шелкопряда. Коконы собирали, варили и выкладывали на циновку. После чего промывали и перетирали в однородную массу. Воду с нее сцеживали, а осадок сушили. В результате образовывалось два слоя: верхний, в виде шелковой ваты, и нижний, волокнистый. Вату отделяли от волокон, которые затем отглаживали, превращая в бумагу. Это нововведение позволило японской бумаге превзойти по качеству китайскую.
Появилось в Японии Оригами - искусство складывания из бумаги удивительных по красоте фигурок.
Вместе с освоением нового производства в Японии стали появляться мелкие мастерские, а затем и целые фабрики. Самая первая фабрика была построена в конце VIIIв. в Токио. За ней последовали и другие. Однако мастерские, где бумагу продолжали изготовлять вручную, еще долгое время не исчезали. Следуя старинным технологиям, там производили самую прочную бумагу, называемую «ваши». Она была способна выдерживать гораздо больше сгибов, чем современная нам обычная бумага. По этой причине «ваши» применяли вместо стекол в японских домах.
Интересен тот факт, что именно на бумаге «ваши» по завершению первой мировой войны был подписан знаменитый Версальский договор о мире.
Но не только в Японии пытались овладеть мастерством изготовления бумаги. Делались такие попытки и во многих других странах. Так, например, В Индии найден способ создания бумаги из парусины, тряпок, канатов и сетей. Тряпичное сырье смачивали водой, а затем растирали между вращающимися мельничными жерновами.
Чуть позже бумага пришла в Персию. Уже в 793 году Гарун аль-Рашид привез в Багдад китайских специалистов и стал налаживать собственное производство бумаги.
В IХ веке свою бумагу научились делать майя в Америке. К ХI веку уже и Индия, и весь арабский мир активно использовали бумагу в самых разнообразных сферах. Например, персидский путешественник Насир Хосров в 1035 году видел, как на каирском базаре продавцы заворачивали в нее товары.
Первым центром развития бумажного производства на Ближнем Востоке был город Самарканд. Это производство начало развиваться в середине 8 века, после того как в 751 году в решающем сражении арабы победили китайцев и от пленных мастеров переняли опыт производства бумаги и вскоре его усовершенствовали. Некоторые ученые выдвигают другую версию проникновения бумаги на Ближний Восток. Они предполагают, что торговцы из Китая путешествовали далеко на север и запад и пришли в город Самарканд. Там арабы переняли их секрет. А Арабы в свою очередь привезли секрет бумаги в Испанию. Оттуда искусство делать бумагу разошлось по всему миру, так как именно испанцы были первооткрывателями других земель и стран.
И лишь на рубеже ХI-ХII веков бумага появляется в Византии, а затем – на Сицилии. Закупали новый писчий материал у арабов.
Бумага быстро распространялась по всему миру. Вскоре бумаги стало так много, что она резко упала в цене. Теперь ее стали использовать не только для написания важных государственных документов. Но и для создания книг, амулетов. Ширм и вееров.
Понемногу производство бумаги стало проникать и в европейские страны. В ряде европейских стран бумага получила название от своего предшественника папируса. В Европу искусство производства бумаги перешло от арабов в 11-12 веках сначала в Испанию, Италию, Францию, а позже и в другие страны.
В ХІІ в. бумажные мастерские появились в Италии, Франции, Германии и Англии.
Собственное производство бумаги в Европе было начато лишь во второй половине ХII века. Христиане внесли в производство бумаги ряд усовершенствований: их бумага, хоть и более грубая, была гораздо белее восточной и склеивалась не крахмалом, а желатином; кроме того, водяные знаки изобрели именно в Европе.
Некоторые исследователи утверждают, что первая бумажная мастерская в Европе была основана в Германии в 1290 г. Вместо каменных столов для разравнивания бумажной массы стали применять клиновые прессы. В которые закладывали 100- 150 листов из формы. Проложенные кусками сукна. При сжатии пресса из бумаги удалялись излишки влаги. Такие фабрики быстро распространялись по странам Европы- Германии, Испании, Англии. Швейцарии, в особенности около университетских городов.
Обогнать Восток в производстве бумаги европейцы смогли только ко времени Ренессанса, и свидетельствует об этом не столько даже книгопечатание, сколько производство игральных карт и появление первых рекламных плакатов. Так итальянцы внесли ряд существенных изменений в процесс изготовления бумаги: изобрели способ нанесения на бумагу водяных знаков, применили для её проклейки животный клей и вместо арабской мельницы применили толчею, которая обеспечивала подготовку более качественной бумажной массы.
Начиная с Х1V в. производители стали обращать особое внимание на качество бумаги. Контролировались качество бумажной массы. Процессы лощения и проклейки как одни из главных технологических операций.
Следует отметить, что большим толчком к развитию бумажного производства в Европе, получило изобретение в 1670 году в Голландии для размола бумажной массы ролла, который примерно в 3 раза был производительнее применявшейся до этого громоздкой толчеи. К концу 17 века роллы использовались уже во многих странах. С появлением роллов черпальщики уже не успевали отливать в бумагу приготовленную бумажную массу, так как этот процесс по-прежнему оставался ручным и очень трудоёмким. Для этого нужна была машина. И такая машина была создана в эпоху Великой французской революции в 1799 году французом Луи Робером. Эта машина имела на деревянной станине чан с бумажной массой, над которой на двух валиках была натянута медная сетка. На эту сетку с помощью черпального колеса, изготовленного из тонких медных полос, подавалась бумажная масса, растекающаяся равномерно по сетке; вода опять возвращалась в чан, а на сетке образовывалось влажное полотно, которое уплотнялось и далее обезвоживалось между двумя валиками, обтянутыми сукном. Влажное бумажное полотно наматывалось на приёмный валик, а затем разматывалось и сушилось на воздухе. Производительность этой машины была около 100 кг бумаги в сутки. Спрос на бумагу большого формата вызвал появление бумагоделательных машин. Это, во-первых. Цилиндрические машины для получения бесконечной бумажной ленты (рабочим органом этой машины является цилиндр. Обтянутый металлической сеткой). Во-вторых, машины с горизонтальным сетчатым полотном. Важнейшим нововведением начала Х1Хв., стало получение целлюлозы из древесины. Она была получена почти одновременно в разных странах и отличалась в основном способом производства (механическим или химическим).
Получение древесной массы (целлюлозы) механическим путем было изобретено Келлер-Фельтером в 1847г.; химическим путем (методы Хутона, Тильгмана и Митчерлиха) – во второй половине Х1Х в.
Перейти на получение бумаги из древесной массы промышленность заставило то, что прежнего сырья (изношенных хлопчатобумажных, шелковых и льняных тканей) стало не хватать. В это сырье начали добавлять целлюлозу, полученную не только из древесины, но и из соломы злаков. Тростника, крапивы, сена, репейника, коры акации. Волчьего лыка, стеблей конопли, мака, папоротника. Бамбука, алоэ. Асбеста. В настоящее время мировая бумажная промышленность полностью перешла на получение бумаги из древесины.
В Россию бумага пришла из Франции. Русское слово «бумага» восходит к названию ближневосточного города Мембидж.
Первое же отечественное ее производство началось в ХVІ в.в селе Ивантеевка под Москвой. Там была возведена самая настоящая бумажная мельница. Увы, очень скоро она сгорела, и следующая попытка получить собственную российскую бумагу была сделана только в ХVІІ в. патриархом Никоном. Именно он распорядился поставить бумажные мельницы на реках Пахре и Яузе. По этому поводу. В Исторических Актах сохранились указания. Что «на реке Яузе» была «бумажная мельница в откупе за иноземцем за Еремеем Левкиным со 184 по 189 год», то есть с 1676 по 1681 г. В «Выходах государей. Царей и великих князей». Изданных П.М. Строевым «Москва. 1844г.) под 1677г. рассказывается. Как царь Федор Алексеевич ходил на богомолье из Москвы в Соловецкую пустынь. Что в Марчуках на Москве – реке: «…июня в 24 день. В неделю изволил великий государь слушать всенощное бдение в шатрах. Божественной литургии слушал великий государь в церкви Покрова Пресвятой Богородицы, что на бумажной мельнице…» Были еще попытки завести бумажное производство недалеко от Москвы.
С тех пор прошло много лет. Но бумага как занимала ведущие позиции в жизни человека, так и продолжает их удерживать.
Она используется для письма и не только. Бумага сегодня – это самый многофункциональный материал. С тех пор как она появилась на свет, ею стали украшать дома, оклеивать стены, на ней пишут и рисуют. Из нее изготавливают коробки, упаковку и посуду, делают декоративные вещи.