Бумага

Бумага. Техника и экономика бумажной индустрии будут рассмотрены в ст. писчебумажное производство; здесь мы будем говорить лишь о готовом фабрикате, его сортах и испытании. Сортоведение бумаги в связи с ее свойствами образцово выработано в Германии, где официальная классификация бумаги такова. По материалу бумага делится на 4 класса: I - только из тряпья, золы до 3%; II - из тряпья с прибавкой до 25% целлюлозы, соломенной массы, эспарто, без древесной массы, золы до 5%; III - из любого материала, но без древесной массы, до 15% золы; IV - из любого материала и с любым содержанием золы. По прочности бумага делится на 6 классов:

Разрывной длиной называется длина полосы бумаги в метрах, при которой она, свободно подвешенная за один конец, разорвется от собственного веса. Растяжимость - удлинение полосы бумаги до момента разрыва, выраженное в % от начальной длины полосы. Сопротивление фальцеванию (мятью) и трению характеризует степень ломкости бумаги; скала этого сопротивления: 0 - крайне мало, 1 - очень мало, 2 - мало, 3 - среднее, 4 - довольно велико, 5 - велико, 6 - очень велико, 7 - весьма велико.

По классам применения (для казенных надобностей в Германии), формату листов и весу нормальной бумаги она делится:

Для определения нормальных, соответствующих этим нормалям бумаг в Германии существует отделение бумаг механико-технического испытательного учреждения в Шарлоттенбурге.

Главные сорта бумаги, не указанные в приведенных нормах, характеризуются следующими признаками.

Печатная бумага должна хорошо приноравливаться к печатной поверхности - набору, клише и т. п., а также хорошо принимать и удерживать краску. Она не должна быть поэтому жестка и должна обладать некоторой всасывающей способностью, а если имеется ввиду влажное печатание, то увлажнение не должно сообщать ей вредных изменений формы. Жесткость существенно зависит от волокнистого материала; поэтому тонкие печатные бумаги готовятся из одного хлопка или в смеси с натронной целлюлозой. На способность надлежаще впитывать краску влияют: материал бумаги, проклейка и шарж. Полная проклейка неблагоприятна, умеренный и тонко распределенный шарж полезен и является средством сделать даже очень тонкую бумагу непрозрачной; поэтому шарж делает бумагу, сработанную из мало пригодного волокна, подходящею для печатания. Таковы общие требования от печатной бумаги; в остальном они различны, смотря по специальным ее назначениям. Для печатания книг или ценных журналов от бумаги требуется прежде всего крепость; средне-хорошая печатная бумага имеет 2500-3500 метров разрывной длины при растяжении около 2,5%; эта крепость нередко достигается применением хотя крепких, но невыгодных для печатания волокон, что стараются компенсировать шаржем, который в свою очередь, требует некоторой проклейки. Это относится особенно к сульфитной целлюлозе, большая прибавка которой требует и более шаржа, чтобы уменьшить просвечивание и повысить способность печатания, но т. к. шарж вредит  крепости, то допускаемая его прибавка оценивается по количеству содержащихся в бумаге крепких волокон. Содержание волокна, шаржа и клея во взаимном их отношении определяется опытом; но во всяком случае, слишком большое количество шаржа, например, 20%, не может быть допущено в бумагу. Относительно бумаги для печатных произведений, для коих желательна лучшая бумага и назначаемых для долгого хранения, надо заботиться, чтобы в ней не было веществ, вызывающих пожелтение от света и вредящих постоянству прочности, как это всегда имеет место для древесной массы. Большое содержание обыкновенной соломенной массы в печатной бумаге повышает жесткость, а если печатание влажное, то соломенные волокна, вследствие значительной упругости, не возвращаются в начальное положение, и бумага морщится; если соломенная масса мягкая, то этого не бывает. Для оценки печатной бумаги надо знать содержание волокна или, по крайней мере, древесной массы, содержания золы, крепость, устойчивость против света и увлажнения. Газетная, т. е. печатная бумага для ежедневной прессы, вырабатывается большей частью из древесной массы (60-70%) с малой прибавкой целлюлозы (30-40%), должна быть, прежде всего, дешева и должна легко печататься, прочность же ее не важна, лишь бы она не рвалась при печатании и чтении. Ее товароведная оценка производится редко, разве только на содержание древесной массы и золы. Оберточная (упаковочная) бумага требует главным образом прочности, что особенно важно для сохранения и сдерживания часто тяжелых и объемистых масс предметов (но есть и очень непрочная оберточная бумага, служащая только для внешнего прикрытия предметов). При оценке упаковочной бумаги важна не относительная крепость, не разрывная длина, а абсолютная крепость, а также сопротивление фальцевании. Например, оберточные бумаги пеньковая, из манильской пеньки и бурая древесная дали довольно близкие разрывные длины, между тем как первая дала для полоски 15 мм  ширины (0,4 мм  толщины) 13 кг разрывающего груза, манильская (0,06 мм  толщины) 2,5 кг, бурая древесная (0,1 мм  толщины) 3,25 кг; это отвечало и практической разнице этих бумаг. Весьма важно для упаковочной бумаги испытание на фальцевание и мятье. Для лучших оберточных бумаг берется пенька, джут, целлюлоза, манильская пенька и лубяные волокна некоторых экзотических растений; для бумаги среднего достоинства - древесная, соломенная масса, бурая древесная масса, пакля и пр. Для упаковки металлических товаров бумага не должна содержать химических веществ, вызывающих окисление, особенно же кислых солей, например, сернокислого глинозема, и хлористых; такова, например, игольная бумага, окрашенная в синий цвет кампешевым отваром с примесью графита, клееная клеем и квасцами. Пропускная бумага должна легко смачиваться жидкостями, всасывать их и быстро распространять в своей массе. Степень всасывания определяется высотой, до которой поднимается вода в полоске; нижний конец которой опущен в воду: максимум подъема - 180 мм, хороший подъем - 50-60 мм  в 10 минут, плохой - только около 20 мм. Приведем также следующие сорта: склеиванием листов обыкновенных бумаг клейстером с прибавкой клея и последующим сильным прессованием изготовляются дорогие сорта толстых бумаг (картонов), каковы - карточная (для игральных карт), бристольская, бумага изаксбей для акварельного рисования и проч.; табачная бумага - из жилок и стеблей табака, для сигарет и кроющих листов сигар - начала готовиться в Гамбурге Портеном в 1857 г.; готовится также пропитыванием обыкновенной бумаги табачным экстрактом. Наждачная, стеклянная, песочная и проч. - для шлифовки металлов, дерева, рога и проч. - из прочной бумаги, обмазанной клеем с глицерином и посыпанной порошком наждака, стекла, песком, пемзой и проч. Пергамин: имитация растительного пергамента - прозрачная бумага из сульфитной целлюлозы.

Испытание бумаги. Вес 1 кв. метра бумаги определяется взвешиванием определенной величины отрезка на весах Шоппера, которые прямо дают вес 1 кв. метра в граммах. Толщина измеряется микрометрами, например, Шоппера, на любом отрезке бумаги. Крепость определяется по сопротивлению разрыву, фальцеванию и мятью и по растяжению. Эти определения должны вестись при одной и той же влажности воздуха, именно 65%, определяемой гигрометром: с увеличением влажности растяжение растет, а крепость падает. Для определения растяжения и сопротивления разрыву наиболее применяется аппарат Шоппера (см. рис.)

Аппарат Шоппера

Полоска бумаги Р зажимается вверху и внизу в клеммы J и M; нижняя клемма тянется вниз вращением ручки В маховичка; тяга через полоску Р и клемму J передается рычагу JDG с тяжелым грузом G на нижнем конце и стрелкой d; по мере усиления тяги полоски рычаг отходит более и более влево и в момент разрыва пробной полоски останавливается на месте и указывает стрелкой d на дуге F с делениями вес разорвавшего полоску груза в кг; в то же время на шкале L указатель l дает удлинение в мм  пробной полоски, длина которой 180 мм, ширина 15 мм. Определение сопротивления бумаги фальцеванию ведется также механически фальцером Шоппера, в котором пробная полоска, упруго натянутая, изгибается то в одну, то в другую сторону и число перегибов до момента разрыва сосчитывается счетчиком. Средняя бумага выдерживает 12-30 двойных фальцеваний, весьма плохая 0-2, весьма хорошая до 800 и более. Степень проклейки, с которой связана большая или меньшая волосность бумаги, всасывание жидкости и растекание ее, определяется различно; например, бумага намазывается с одной стороны полосками раствором хлорного железа и, после его высыхания, с другой - полосками раствором таннина в поперечном направлении; если бумага не проклеена или проклеена слабо, то в местах пересечения полосок образуются чернильные пятна; по густоте цвета их можно судить и о степени проклейки бумаги. Проклейка животным клеем определяется в охлажденной водной выварке из пробной бумаги таннином, который дает с животным клеем творожистый белый осадок, или реактивом Миллона, вызывающим красное окрашивание. Смоляная проклейка констатируется пусканием 4-5 капель эфира на бумагу: после улетучивания эфира заметен насквозь смоляной край (кольцо). Крахмальная проклейка узнается по синей окраске, если капнуть на бумагу раствором йода в йодистом калии. Содержание золы определяется сжиганием взвешенного образца бумаги. Присутствие древесной массы определяется по карминокрасной окраске бумаги от раствора флороглюцина (4 грамма) в крепкой соляной кислоте (15 грамм) и алкоголе (20 куб. см); но этот реактив окрашивает, кроме дерева, также джут и пеньку. Наиболее чувствительный реактив на одревесиневшие волокна (лигноцеллюлозу) - смесь хлорного железа и красной кровяной соли; эта смесь осаждает на волокна берлинскую синь; на беленый лен и хлопок осаждения нет, ибо волокна после промывки освобождаются от окраски; беленая древесная целлюлоза и соломенная принимают только после долгого действия реагента зеленоватую окраску, полубелёная сульфитная целлюлоза окрашивается и быстро дает окраски от зеленой до синей; небеленый лен и пенька и полубеленый джут и особенно древесная масса окрашиваются сильно от сине-зеленого до синего цвета. Для отличия джута и пеньки от древесной массы применяется микроскоп; отличие весьма резко.

См.Мельников, «Древесномассное и целлюлозное производство» (1906); «Исследование бумаги и картона» (1906); «Краткий курс писчебумажного производства» (1906); «История, статистика, литература писчебумажного дела» (1906); Резцов, «Библиотечный список сочинений по писчебумажному делу» (1906); Резцов и Шевлягин, «Испытание бумаг» (1908); Шуберт, «Производство целлюлозы»; Behrens, «Anleit. zur mikrochem. Analyse» (1908); Harpf, «Die Erzeugung von Holzchliff und Zellstoff» (1902); Herzberg, «Papierprüfung» (1907); Hofmann, «Prakt. Handbuch der Papierfabrik.» (1891-97); Hoyer, «Die Fabrikation des Papiers» (1900); Kirchner, «Das Papier» (1897-907); Klemm, «Handb. der Papierkunde» (1910); Korschlingen und Sellger, «Papierfabr.» (1910); Krawany, «Die Papierind. der Welt» (1909); Müller und Haussner, «Die Herstellung und Prüfung der Papiers» (1905); Piest, «Die Zellulose» (1910); Schach, «Handlexikon für die Papierind.» (1910); Schäfer, «Die volkswirtsch. Bedeutungd. Papierfabr.» (1909); Schubert, «Die Holzstoff» (1909); «Die Cellulosefabr.» (1906); Weichelt, «Buntpapierfabr.» (1909); Winkler und Karstens, «Papieruntersuchung» (1902).

Я. Никитинский.