Что служило материалом для письма в разные исторические эпохи
Чем и на чём писали на Руси, когда привычных ручек и тетрадей не было и в помине
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Вместо бумаги в Древней Руси использовали церы, которые представляли собой деревянную дощечку в виде небольшого подноса, заполненного воском. Это было многоразовое устройство: на воске царапали буквы, при необходимости их затирали, и церы снова были готовы к употреблению.
Писала, которыми и работали с воском, делали из кости, дерева или металла. Эти пращуры современных карандашей выглядели как палочки длиной до двадцати сантиметров, с заостренным концом. Писала украшались резьбой или орнаментом.
Береста и пергамент как замена бумаге
Церы представляли собой, если так можно выразиться, стационарное устройство для письма. Брать их с собой или использовать в качестве почтового отправления было неудобно. Для этих целей служила березовая кора, или береста. На ней наши предки выцарапывали тексты с помощью тех же писал. Делали из бересты и книги. Изначально подбирались кусочки коры нужного размера, одинаково обрезались, и на них наносился текст. Затем изготавливалась обложка, также из берёзовой коры. Когда всё было готово, страницы с одного края пробивались при помощи шила, в полученные отверстия продергивался шнурок из кожи, которым древняя книга закреплялась.
Не ешь ягодку, лучше чернила сделай
Приготовление чернил нельзя назвать легким делом, поэтому готовились они непосредственно перед применением и в очень небольшом количестве. Если часть жидкости оставалась неиспользованной, ее хранили в плотно закрытых сосудах из керамики или дерева. Обычно чернила старались делпать достаточно концентрированными, потому при письме в них добавляли воду. Так возникли чернильницы, то есть небольшие устойчивые емкости удобной формы для разведения чернил и макания перьев.
Когда возникли чернила, появилась необходимость в новом инструменте для письма, так как палочки уже не подходили. Для этой цели отлично подошли птичьи перья, чаще всего это были обычные гусиные, прочные и достаточно удобные. Интересно, что их брали из левого крыла птицы, поскольку такое перышко было удобнее держать в правой руке. Левши делали для себя писчий инструмент из правого крыла.
Приход металлических перьев на смену птичьим
Птичьи перья прослужили человечеству не менее тысячелетия. И только в 1820 году на свет появилось стальное перо. Произошло это в Германии, а через некоторое время металлические перышки пришли в Россию.
Первые металлические перья стоили очень дорого, их часто делали не просто из стали, а из драгоценных металлов, а саму палочку украшали рубинами, алмазами и даже бриллиантами. Понятно, что такая роскошная вещь была доступна только очень богатым людям. Несмотря на появление металлических соперников, гусиные перья продолжали честно скрипеть по бумаге. И только в конце XIX века производство стальных перьев было поставлено на поток, они появились практически в каждом доме, где умели писать.
Металлические перья используют и сегодня – их вставляют в поршневые ручки, плакатными перьями пользуются художники, есть даже специальные нотные перья.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
История письма. Эволюция письменных приборов.
В нашем космическом, электронном, интерактивном двадцать первом веке порой не обращаешь внимания на некоторые, самые обыкновенные вещи и предметы. В доме темно – нажимаешь пластинку выключателя – и вот яркий свет в комнате, нужно с кем-то пообщаться – ищешь телефон. Это всё так естественно и обычно. Простая ручка, которой ты записываешь адрес, имя или пароль к аккаунту, держа одной рукой телефон — совершенно обычный предмет обихода. Записал – и забыл, бросил ручку в ящик стола. А ведь история этой ручки, да и вообще история письма, очень интересна.
В давние времена у наших предков тоже была нужда в записях. Посчитать рабов, скот, урожай на полях, провести перепись. Всю информацию нужно было как-то сохранять, ведь человек, как-бы внимателен он не был, не в состоянии запомнить большое количество цифр и имен в голове. И вот в долине Евфрата, там, где зародилась наша цивилизация, еще более пяти с половиной тысяч лет назад придумали делать записи на глиняных дощечках. В качестве пишущего инструмента шумеры использовали деревянные палочки, острые с одного конца, и с лопаточкой на другом конце. Острием на влажной глине процарапывались знаки и символы, а лопаточкой можно было исправлять ошибки. Затем дощечка из глины отправлялась в печь, становясь после этого твердой. Такие записи могли храниться тысячелетиями, но были очень хрупкими.
История письма. Загадка фараонов.
Фараоны Египта, Владыки Вселенной, как они себя скромно величали, тоже хотели рассказать о себе пару строк благодарным потомкам. В пирамидах — тех самых, которые не боятся времени, на огромных каменных плитах сотни и тысячи изображений птиц и животных, неведомых знаков и геометрических символов. Это иероглифы. Каждый такой иероглиф может обозначать целое слово или предложение. Существовало порядка 6000 иероглифов. Искусство чтения и письма в Древнем Египте принадлежало только избранным. Жрецы, ученые, ну и сам фанаон. Многие иероглифы расшифрованы в наши дни учеными –историкам. Но не все. До сей поры никто не может найти записей, в которых описан процесс постройки пирамид. Эту тайну фараоны унесли с собой.
Но, конечно никаких рабов и камней не хватило бы для всех указов, прошений и доносов. Для этих целей египтяне изобрели прообраз бумаги – папирус. Он изготовлялся из волокон одноименного растения, чем-то напоминавшего тростник. В качестве инструмента для письма использовали стилус – деревянную палочку. Чернилами служила смесь сажи и густого сока вишни.
История письма. Китайская грамота
В Древнем Китае тоже хватало ученых, поэтов, философов. И все они хотели, чтобы их творчество оставалось в веках. А император Поднебесной хотел, чтобы его повеления слово в слово доходили до самых дальних окраин страны. Поэтому письменность в Китае возникла тоже очень давно. Самые ранние находки датированы 4000 – 4500 годами до нашей эры. Это черепаховые панцири и кости животных.
С развитием культуры и технологий Китай переходит на книги из бамбуковых палочек. А письма и послания пишутся на шёлке. Спустя несколько столетий появляется похожий на бумагу материал, его делают из волокон бамбука или отходов шёлкового производства. Такая «бумага» шероховатая и непрочная. Наконец, уже в нашу эпоху, трудолюбивым чиновником Цай Лунем был изобретен способ получения бумаги из древесины. Осы помогли. И с той поры стройные столбцы иероглифов начали ложиться на бумажные листы. Возник целый вид искусства красивого написания символов – каллиграфия. Специальными кисточками из шерсти наносилась тушь. Лучшие писцы становились знаменитыми прославленными мастерами.
Оплот цивилизации. Европа
В Европе бумага появилась только в восьмом веке, через шестьсот лет после её появления в Китае. Секрет её изготовления рассказали мастера Поднебесной. Конечно, сделали это они не совсем добровольно. В ходе бесчисленных войн арабы посетили Китай, оценили многие изобретения, в том числе бумагу. Ну и пригласили с собой в добровольно-принудительном порядке мастеров бумажного дела. До этого Европа писала на листах пергамента – хорошо выделанной тонкой телячьей коже. Книги были очень редкими и еще более дорогими. Ведь, пока в 15 веке не изобрели печатный станок, монахи, скрепя перьями, в тесных кельях вручную переписывали каждую книгу. На изготовление копии мог уйти не один год.
Письменные приборы – чернильница, подставка для перьев, песочница с чистым речным песком для промокания излишков чернил, колокольчик для вызова слуги, пресс –папье, подсвечники – часто становятся настоящими произведениями искусства. Бронза, серебро, золото, слоновая кость – всё идет в дело. Наличие этих предметов становится совершенно необходимым в кабинетах знатных особ.
Ну а простой, умеющий писать, люд, обходится восковыми табличками. На мягком воске можно делать записи, стирать их. Восковые дощечки не требуют чернил и бумаги. В качестве пера используется заостренная палочка. Восковые таблички недороги, их можно собрать из подручных материалов.
Эволюция письменных приборов. Карандаш.
Перенесемся из 18 века на несколько столетий назад. Еще задолго до эпохи Возрождения художники заметили одну особенность серебряной проволочки – она оставляла на поверхности холста хорошо заметный след, таким же свойством обладал и свинец. Для удобства серебряную проволоку припаивали к металлической палочке, а мягкий свинец закрепляли между двух дощечек. Следы, проведенные этими металлическими «карандашами» стереть было нельзя. Итальянские мастера живописи пользовались изобретенным в 14 веке «костяным» карандашом, в качестве грифеля использовалась сажа, получившаяся из сожжённых костей.
Наконец, как гласит легенда, в шестнадцатом веке в Англии страшная буря вывернула с корнем вековой дуб. Под ним пастушки нашли непонятное темно-серое вещество. Местный кузнец, думая, что это уголь, пытался разжечь его в горне. Не вышло. Тогда предположили, что это свинцовая руда. И здесь селян ждало разочарование. И только местные сорванцы были рады. Куски странной находки оставляли четкие следы на заборах и столах. Это был графит! Сначала из него вырезали палочки, которыми и пользовались живописцы, но графит ломался, пачкал руки. Художники оборачивали его бумагой, зажимали деревяшками. Но всё — равно такие изделия больше подходили для рисования картин, а вот писать ими было нельзя. Наконец, в начале 18 века, в Германии началось производство карандашей, уже немного напоминающих современные. Чтобы графит не крошился, его растирали в мельчайший порошок и смешивали с серой и клеем. Затем из этой массы формировались стержни, которые помещались в деревянную оболочку.
История письма. Перьевые ручки
История перьевой металлической ручки начинается в первых годах девятнадцатого века. Ходит легенда, что первым изобрел металлический наконечник для пера некий ленивый, но находчивый слуга. Его хозяин был поэтом, или чиновником, много писал, и слуге постоянно приходилось подтачивать перья. И однажды слуга закрепил на гусином пере заостренный металлический наконечник. Хозяин остался доволен.
Но уже к тридцатым годам позапрошлого столетия металлические перья начали постепенно вытеснять продукцию гусиных ферм. Вместо низкокачественного железа для наконечника пера стали использовать сплавы на основе золота, осьмия, ирдия. Такие сплавы были очень износостойкими и практически не затуплялись. Появилась прорезь, воздушное отверстие. Корпуса ручек изготавливались из эбонита, серебра, золота, слоновой кости, красного дерева. Появились и массовые недорогие ручки. В истории письма, в процессе обучения грамотности, изобретение металлического пера сыграло огромную роль.
Но у такой ручки еще оставался один недостаток. Её нужно было постоянно макать в чернильницу. Этот недостаток был устранен установкой в корпус ручки емкости с чернилами. Теперь чернильница стала на столе ненужным предметом. Но заправка чернилами требовала большой сноровки, да и нередко такие ручки протекали, оставляя на одежде синие пятна. Цена автоматических ручек, естественно, была намного выше их обычных сестер.
В наши дни перьевые авторучки пользуются спросом, более того, часто являются статусной вещью. Часто такие письменные приборы становятся предметом коллекционирования, а стоимость некоторых экземпляров доходит до сотен тысяч рублей. Качественная перьевая ручка – отличный подарок на юбилей.
История письма. Чернила
История письма будет неполной без рассказа о чернилах. Ведь именно их след мы видим на папирусе, шелке и пергаменте. Благодаря чернилам сохранились свидетельства современников Ивана Грозного, династии Бурбонов, эпохи Столетней войны.
Первые чернила изготавливали из сажи или золы сгоревшего дерева. Этот черный порошок смешивали с каким-либо связующим веществом – густым соком вишни или акации. Такие чернила были скорее похожи на тушь – очень густые, поэтому писать приходилось кисточкой. А при высыхании написанное могло исчезнуть – засохшая тушь часто отслаивалась от бумаги.
В Европе первые чернила появились приблизительно в начале первого тысячелетия. При раскопках в Геркулануме – погребённым под пеплом древнеримском городе – археологи нашли глиняную плошку с темным маслянистым осадком на дне. Как впоследствии оказалось, это была смесь сажи и оливкового масла.
До наших дней дошло достаточно много рецептов приготовления древних чернил. В ход шла сажа, патока, мёд, отвар коры зеленых грецких орехов, ягод бузины и черники. В отвар добавлялось железо, чтобы предотвратить выцветание написанного.
Хорошие чернила получались благодаря древесному паразиту орехотворке. Она откладывает яички в ткани листа дуба, а дерево, защищаясь, окружает их специальной оболочкой. Эти шарики – галлы – толкли в ступе, добавляли медный купорос, воду и клей.
Чтобы получился красный цвет, использовали киноварь – порошок минерала, из которой получают ртуть, или драгоценный пурпур. Красные чернила стоили очень дорого. На изготовление одного грамма пурпурной краски уходило несколько тысяч раковин моллюсков.
Только в девятнадцатом веке химики смогли разгадать секрет приготовления их приготовления. Чернила стали производиться в промышленных масштабах, а цена их очень снизилась. Да и цветовая гамма стала богаче.
История письма. Шариковая ручка
На фотографии изображен самый главный рабочий орган шариковой ручки. Это шарик, как не странно это звучит.
Сам принцип работы такой ручки был запатентован в 1888 году. Но технологии девятнадцатого века не позволяли создать надежный механизм. Ручки то текли, то чернила в них застывали.
Ну а первая работоспособная шариковая ручка была представлена в 1938 году венгерским журналистом Ласло Биро. Совестно со своим братом-химиком они изобрели подходящий состав для чернил. Теперь они быстро высыхали на бумаге и равномерно подавались в пишущий узел. В некоторых странах фамилия изобретателя стала синонимом этого полезного письменного прибора.
Удобная и надежная, шариковая ручка быстро завоевала популярность. Хотя стоили первые товарные экземпляры достаточно недешево – около двухсот долларов по теперешнему курсу – всё равно на прилавках магазинов они не задерживались.
Например, в начале продаж одним из универмагов в США за день продавалось более 10000 ручек.
Как же устроена шариковая ручка? А достаточно просто.
Основой её служит пишущий узел – стальной шарик, находящийся в обойме, сделанной из более мягкого металла. Между обоймой и шариком есть маленький зазор. Когда шарик начинает вращаться при письме, он захватывает частички чернил из резервуара и переносит их на бумагу. Устройство вроде и простое, но очень требовательно к точности изготовления деталей. Шарики, например, полируют до идеальной сферичности в специальных мельницах алмазным порошком, затем они просеиваются через отверстия в металлическом сите, подошедшие по диаметру отправляются на сборку. Шарики делают из высокопрочных сталей, вольфрама или сплавов.
Чем мы пишем в 21-ом веке?
В наши дни существует огромное количество самых разнообразных ручек, карандашей, фломастеров. На любой вкус и цвет.
Гелевая ручка
Гелевая ручка или ручка – роллер, родственница обычной шариковой, только вместо густых чернил в стержне находится более жидкий гель, который быстрее впитывается бумагой и оставляет четкий красивый след. А благодаря химическому составу стало возможно использовать всю цветовую гамму. Есть серебристые, и даже белые чернила..
Автоматический карандаш
А карандаш? Он стал автоматическим. Теперь его не нужно подтачивать. Специальный цанговый зажим удерживает грифель, а при его истирании достаточно нажать на кнопку подачи, и снова карандаш готов к работе.
Фломастеры и маркеры
Были изобретены в Японии в 1960 году.
Пластмассовый корпус, внутри которого находится красящее вещество и стерженек – самый ответственный элемент конструкции. Он должен быть, прочным, но не рвать бумагу, должен хорошо пропускать краску, но не оставлять кляксы.
Некоторые фломастеры могут оставлять след на любой твердой поверхности – стекло, металл, пластики. Их используют для маркировки деталей, нанесения надписей на упаковке. Ширина линии фломастера может достигать 5 мм и более. Есть безопасные легкосмываемые детские фломастеры, есть фломастеры, которые меняют свои цвета.
Капиллярная ручка или рапидограф.
В корпусе находится картридж с тушью, а подается на бумагу она через тонкую металлическую трубочку – капилляр. Рапидографом любят пользоваться дизайнеры и инженеры. Эта ручка оставляет на бумаге тонкий четкий след.
Электронная ручка
Электронная ручка – устройство, позволяющее переводить записи или рисунки в двоичный код, понятный компьютеру. В такой ручке есть чернила, перо или капиллярный механизм, а так — же датчики и сложная электронная начинка. Памяти устройства хватает на несколько сотен листов бумаги формата А4. С компьютером ручка соединяется через модуль Bluetooth. Аккумулятора хватает на 10 – 15 часов работы.
3D – ручка, совсем недавнее изобретение. Она способна рисовать в воздухе! Принцип работы почти такой же, как и в 3D принтере. В корпус заправляется пластиковая нить. При включении срабатывает механизм подачи, нить проходит через нагревательный элемент, размягчается, и теперь можно выписывать в воздухе всякие фантастические фигуры, рисовать зверушек и растения. При охлаждении нить снова становится твердой. Пока еще 3D ручки остаются забавными и не слишком удобными игрушками, но кто знает, на что они будут способны спустя десяток лет?
Бумага. Письменные носители до появления бумаги
«Epistola non erubescit»
Бумага не краснеет. Бумага все терпит.
Цицерон (106-43 гг. до н.э.)
Бумага давно вошла в нашу жизнь и остается ее неотъемлемой частью. Даже если не выходить за пределы своего дома, можно обнаружить изделия из бумаги повсюду: книги, тетради, журналы, газеты, туалетная бумага, картон, альбом, упаковка, фотографии, картины, документы, игрушки, салфетки, горшки, магниты, обои…
Способствовало происхождению бумаги возникновение письменности. Как всем известно, бумага была создана в Китае, а уж после распространилась по всему свету. Согласно документам в 105 году нашей эры Цай Лунь – китайский сановник восточной династии Хань, предоставил императору доклад об усовершенствовании технологии изготовления бумаги. Цай Лунь то и считается создателем «классической бумаги» с проклейкой в массе.
До бумаги в привычном ее понимании существовали и другие носители информации.
Папирус – писчий материал. Для изготовления папируса использовалось одноимённое водно-болотное растение. Как материал для письма папирус был изобретён в Древнем Египте примерно в начале 3-го тыс. до н. э. Он также получил широкое распространение в других странах Средиземноморья.
Пергамент – материал для письма из недублёной сыромятной кожи животных. Для изготовления пергамена употреблялись шкуры овец, баранов, телят, свиней и других животных. Материал «пергамент» назван по имени города Пергам в Малой Азии, где во II веке до н. э. имел широкое применение.
Береста – материал для изготовления берестяных грамот. Письма и записи на коре берёзы, памятники письменности Древней Руси XI—XV вв. В Новгороде из культурного слоя, относящегося к XI-XV вв., найдено более 600 берестяных грамот, написанных острыми костяными стержнями.
Амате – использовавшийся ещё в древней Центральной Америке бумагоподобный материал, на которой были написаны месоамериканские кодексы. Амате изготавливают из луба фикуса или тутового дерева, который вымачивают в холодной и кипящей воде, затем волокна отбивают и высушивают.
Бамбук был основным письменным материалом древности. Археологические свидетельства об использовании бамбука для письма восходят к периоду Воюющих Царств – период китайской истории от V века до н. э. до объединения Китая Цинь Шихуанди в 221 до н. э. Из бамбука пробовали делать бумагоподобный материал, но он был тяжелым.
До появления бумаги в Китае бумагу изготавливали из бракованных коконов шелкопряда. Однако шёлк был дорог. Бумага из таких волокон легко намокала и была непрочной.
Более легким материалом для письма служило дерево. Специальные деревянные дощечки покрывали слоем краски или воска, на котором специальной заостренной палочкой (стилем) делали необходимые записи. Китайцы использовали для записей бамбуковые планки, на которых раскаленным шилом выжигали иероглифы.
Бумагоподобный материал из отходов жизнедеятельности крупных травоядных животных. Древними индусами обнаружен естественный процесс образования листа бумагоподобного материала в луже воды после дождя из отходов жизнедеятельности крупных травоядных животных.
В разные эпохи люди использовали и другие материалы. Древние этруски, жившие на территории современной Италии, оставили надписи на керамических вазах, черепице, металлических зеркалах, каменных и бронзовых статуях и даже на золотых пластинках. В Индии государственные законы записывали на медных пластинках. Для менее важных записей использовали пальмовые листья. Затем их аккуратно сшивали и помещали в деревянный переплет. Там, где не росли пальмы, писали, например, на листьях тополя. Сравнительно дешевым материалом служили кости животных, иногда применялись даже панцири черепах. Древние евреи наносили тексты на тонкие свинцовые пластинки, которые сворачивали в рулончики, наматывая их на деревянные или металлические сердечники. Скотоводческие племена применяли для письма кожи животных.
Различные способы производства бумаги используются и сегодня. Например, бумага амате, бумага из бамбука, шелковые полотна, камень и многие другие.
История бумаги. Эпохи развития
Памятник мастерам-бумажникам в немецком городе Цуплихе
Общую историю бумажного производства можно разделить на несколько эпох и увидеть их особенности по нескольким признакам:
Профессор Ханс Хеншел [1] выделил в истории бумажного производства пять эпох. Будем основываться на этой периодизации, дополнив её новыми фактами.
Восточно-азиатская эпоха
Первая эпоха — возникновение изготовления бумаги в китайском культурном пространстве, Хеншел её назвал восточноазиатской эпохой рождения производства бумаги. Продолжалась она до VIII века.
Место
Время первых опытов производства бумаги размыто в пространстве от Монголии до Тибета и Тайланда. При этом, организующее влияние китайской культуры на народы этого региона бесспорно. Часто начало производства бумаги связывает с именем Цай Луня и относит его к 105 году. Мы, зная о более поздних находках, должны отнести истоки производства бумаги на более ранний период во II век до нашей эры. А может быть, это произошло и раньше, точных данных нет, а косвенные вполне допускают начало изготовления бумаги на 600 лет до Цай Луня.
В первую эпоху, с одной стороны, существовала строгая азиатская секретность о способе производства, с другой, известно об экспорте бумаги из Китая во многие сопредельные страны. Умение изготавливать бумагу распространялось прежде всего на восток, в Корею (II-III век нашей эры) и Японию (начало производства зафиксировано документально- 610 год).
Техника и технология
Производство бумаги, как процесса получения бумажного листа из измельчённых природных материалов при содействии воды и механического воздействия, активирующего измельчённую волокнистую субстанцию, начавшееся в первую эпоху, представляется выдающимся открытием.
В эту эпоху первоначально бумагу производили с помощью, так называемого, “плавающего сита”. По этому способу фиксированное количество волокнистой массы наливалось в форму, частично погружённую в воду. Форма представляла собой деревянную раму с натянутой на неё грубой тканью. После того, как вода стекала, производилась сушка ткани с бумагой на ней, после чего лист снимался с ткани.
Позже появился способ с использованием “черпающего сита”. В нём используется гибкая съёмная сетка, которая погружается черпальщиком в ванну (чан), заполненный волокнистой массой, сетка зачерпывает волокно и, после свободного стекания воды, мокрый лист снимается с сетки и переносится на другую поверхность для прессования и сушки. Этот способ производства впоследствии распространился более широко, хотя в азиатских странах до сих пор остались мастерские с ручным отливом “плавающим ситом”.
Для измельчения сырья использовалась вначале ручная ступа, а позднее толчея с ножным приводом.
Это эпоха ручного отлива. Ремеслом изготовления бумаги занимались семьями, используя свои дома и дворы.
Сырьё
Корейцы и японцы познакомились с бумагой из Китая в качестве носителя буддистских текстов. Японцы производили бумагу первоначально из конопли, позднее стали использовать луб кустарников:кодзо и гампи, матсумата и других растений.
Важно отметьть, что и в эпоху зарождения производства бумаги в Китае и, как увидим дальше, в средневековую эпоху производства бумаги в Европе, и в наше время, бумага встречается в своём развитии с ткачеством.
Определённо установлено, что утилизация тряпья и отходов шёлка в древнем Китае началась примерно на 600 лет раньше, чем началось производство бумаги по Цай Луню [2]. Это ещё одно свидетельство того, что бумагу изготавливали до него.
Арабо-мавританская эпоха
Вторая эпоха – арабо – мавританская (VIII-XI века) наступила благодаря расцвету культуры этих народов, которые занимали территорию от южной Испании до западной границы Китая, включая север Африки. бумага стала широко распространяться на арабском востоке: в Йемене, Египте, Сирии, Палестине, а затем, так как арабы владели Ираком, Алжиром, Тунисом, Марокко бумага пришла и туда. Использовали сначала экспортируемую из Китая бумагу. С помощью пленных китайских мастеров уже в VIII веке в Самарканде стали производить свою бумагу. Считается, что это произошло при следующих обстоятельствах. В середине восьмого века на одной из рек в Туркестане, почти у самых границ Китая, произошло жестокое сражение между китайскими и арабскими войсками. Китайцы потерпели поражение, многое из них попали в плен. Среди военнопленных оказались знатоки бумажного дела. В обмен на освобождение они научили арабов выделке бумаги. Возможно передача технологии произошла как — то по — другому, ведь китайцы, как и их бумага, передвигались по многим сопредельным странам.
Сырьё
В отсутствии привычного волокна луба шелковицы арабские бумажники начали использоваться волокна старых льняных, пеньковых и хлопковых тряпок.
Изобилие бумаги позволило арабским халифам создавать огромные библиотеки, насчитывающие сотни тысяч рукописей. Арабская бумага была высококачественной, в её технологию был внесён ряд изменений. Производилась бумага из тряпья, которое было в основном из льна и конопли и пеньковых канатов. Была улучшена проклейка бумаги, усовершенствована технология крашения.
В искусстве калиграфии и создания узоров арабы остались не превзойдёнными.
Техника и технология
Считается, что арабы стали первыми использовать энергию животных и водяного колеса для производства бумаги. Для измельчения сырья использовали мельничные жернова.
Использовалась отделка поверхности с использованием мела, гипса, талька и крашение.
Уже в IX веке здесь производились различные сорта бумаги белой и цветной, грубой и тонкого качества, и для письма и шёлковой бумаги для голубиной почты.
В 1100 году в городе Фесе (современный Тунис) уже было около 400 бумажных мельниц.
В 1035 году, посещая базар в Каире, персидский путешественник с удивлением писал, что повсюду товары заворачиваются в бумагу.
Арабская бумага появилась в конце-концов в Европе.
Средневековая эпоха
Третья эпоха — (с XII века): средневековая – интенсивное развитие производства бумаги в Европе.
Медленное распространение бумаги – примерно 100 км за 100 лет, только частично можно объяснить засекреченностью технологии в Китае. Сказалась предубеждённость, недоверие к новому материалу. Не сразу поняли, что такой, с виду хрупкий, лёгкий, не солидный материал может заменить пергамент. В Европе, например, после начала производства бумаги ещё несколько веков параллельно использовался пергамент. Ещё в VII веке появляются законы, обязывающие при написании государственных документов использовать пергамент. Долгое время запрещалось использовать бумагу в судопроизводстве. Это способствовало уходу от папируса, но поддерживало предубеждение к бумаге. При этом папская канцелярия долго не признавала пергамент и пользовалась папирусом.
Потребности в дешёвом материале для письма или бытовых нужд в Европе сформировалась позднее. Библиотек в 20–30 тысяч рукописей, как в Египте, в Европе не было. Здесь редкостью были собрания в 500 – 1000 пергаментных свитков. Книга была огромной ценностью. Известны случаи, когда книги для сохранности приковывались цепью к стене цепями. Часто владельцы единственной книги указывали в завещании, кому из наследников она должна быть передана.
И это не удивительно. Европейцы занимались бесконечными междоусобными разборками, сказывался гнёт инквизиции. Книги писали на пергаменте, да к тому же на латинском языке. Крестьяне, ремесленники, да и большинство представителей высших классов не утруждали себя грамотностью.
Так как юг Испании и Сицилия принадлежал арабскому миру, здесь развивалась мавританская культура и привезена была арабская технология производства бумаги. В XII веке на юго-востоке Каталонии, в области Валенсии и южных провинциях Барселоны возникли бумажные мельницы и мануфактуры. Бумага производилась из конопли и текстильной ветоши.
Техника и технология
Для механической обработки волокон, первоначально использовалась толчея или молотковая мельница. Для привода мельницы использовалось водяное колесо и иногда сида лошади. Толчея позволяла получать лучшую разработку волокон по сравнению с использовавшейся арабами мельницей с каменными жерновами.
Толчея с приводом от водяного колеса
В XIII веке началось производство бумаги в Италии, хотя, по крайней мере, столетие до этого она привозилась в страну торговцами.
Такое положение, когда бумага уже многие годы в стране использовалась, но не производилась характерно для Европы. Между временем начала использования бумаги и временем начала изготовления в стране собственной бумаги проходило 100–300 лет.
Влияние итальянцев на развитие производства бумаги оказалось очень продуктивным. Арабы использовали пшеничный (возможно и рисовый) крахмал для проклейки бумаги, итальянцы стали использовать животный клей, что позволило получать новое качество (износостойкость, барьерность по отношению к воде).
В Италии впервые стали использовать толчею с приводом от водяного колеса, для измельчения сырья. Здесь были сформулированы требования к бумаге, праобраз стандартов, по производимым форматам, использованию водяных знаков, качеству, количеству листов в стопах, штрафам.
Итальянцы первыми стали использовать водяной знак.В Болонье была найдена бумага с водяным знаком 1282 года изготовления [2]. По другим данным [3] первый описанный водяной знак получен в 1271 году на бумаге, изготовленной на бумажной фабрике Фабриано. Водяной знак стал отличительной особенностью европейской бумаги. Благодаря наличию водяного знака, до сих пор удаётся датировать многие культурно-исторические документы.
Здесь отметим, что первые водяные знаки были светлыми по отношению к полю бумаги. В месте водяного знака, использованная для его получения проволока (филигрань), создавала более тонкие места в бумаге, которые на просвет выглядели белыми.
Итальянцы, а вслед за ними и другие европейцы, долгое время считали, что бумагу изобрели в Италии, в местечке Фабриано. В средние века в Фабриано работало около 40 предприятий по изготовлению бумаги.
И хотя к XV веку бумажное производство освоили в большинстве стран Европы, итальянская бумага всё ещё доминировала на рынке Европы.
В результате технических и технологических нововведений к XVII веку стали пользоваться большим спросом французская, английская и голландская бумага. В значительной степени этому способствовало появление в Голландии устройства для размола — голландера (позднее его стали называть роллом). Немцы задержались с внедрением роллов на своих мельницах — в результате проиграли в качестве бумаги.
Первые бумажные производства в различных регионах и годы их появления
Начиная с XVI века производство бумаги в Европе стало расцветать. Этому способствовало несколько обстоятельств:
В середине XV в немецком городе Майнце Юханесом Гутенбергом изобретён способ “искусственного письма”- печати с литерным набором. И хотя печать вначале деревянными, а затем глиняными литерами был изобретена в Китае за 400 лет до Гутенберга [3], это повторное, европейское изобретение, вскоре потребовало бумагу для печати и в больших количествах. Кроме того, благодаря Реформации возник спрос на соответствующую литературу. Наконец, возникла почта и она, в отличии от нынешней, электронной, не могла обходиться без бумаги.
И хотя 30-летняя война в Европе в 1618–1648 гг затормозила развитие техники в целом, строительство новых мельниц было не остановить. В XVIII веке мельниц стало больше, чем до войны и появились более крупные производства — мануфактуры.
Сырьё
В истории бумаги сбор и переработка тряпья занимают важное место в средневековой эпохе.
В XVII веке на бумажных мельницах и мануфактурах стал обнаруживаться дефицит сырья. Хотя были предприняты попытки законодательно обеспечить сбор бывшей в употреблении одежды и принимались меры поощрения сборщиков. Стало очевидно, что бумажные мельницы не могут быть обеспечены сырьём, а потребность в бумаге всё увеличивалась.
Для бумажников возникла серьёзная проблема нехватки сырья для производства.
В первой половине XVIII века Louis Piette (Диллинген, Германия) исследовал 300 растений в поисках суррогатов, пригодных для производства бумаги.В 1838 году вышла его книга со 160‑ю образцами бумаги. Книга была напечатана на бумаги из соломы. Такие случаи печати книг с добавлением соломы, травы, крапивы, водорослей и других материалов были не единичны. Эти поиски привели к созданию декоративных видов бумаги, бумаги для обоев.
Бумага из соломы в середине XVIII века стала производиться в Германии, Франции, Бельгии и других странах.
У сторонников замены тряпья в бумаге были и противники. Когда Rene Reaumur в 1719 году в Парижской Академии наук, говорил о целесообразности использованияя измельчённой древесины для производства бумаги, приводя в пример искусство ос, делать бумагоподобный материал и строить из него гнёзда — ответом был смех слушателей. Против были так же многочисленные владельцы бумажных мельниц.
Ролл для размола бумажной массы Рольный цех крупного производства
Всё же сознание людей постепенно менялось, крепло понимание того, что традиционное производство бумаги с помощью чана и сита идёт навстречу переменам.
Наряду с государством и церковью, активным творцом истории, стал гражданин. Гражданские интересы требовали книг, журналов, газет. Бумага ручного черпания не могла производиться в требуемом количестве.
Машинный способ производства. Четвёртая эпоха
Четвёртая эпоха – это период становления машинного способа производства бумаги, когда были изобретены и быстро внедрены многие основополагающие процессы и оригинальные виды оборудования.
Первые три эпохи, вплоть до XVIII века охватывают ручной отлив бумаги в виде листов. С XIX века начинается четвёртая эпоха-эпоха машинного способа производства бумаги.
Рождение машинного способа производства бумаги
В 1799 году, работавший на предприятиях печатного и издательского дома Дидо (Didot), в который входила и бумажная мельница (по другим данным (2) это была мануфактура) в Эссене под Парижем Николас — Луис Робер ( Nikolas — Louis Robert) получил патент на агрегат по изготовлению полотна бумаги, сматывающегося в рулон. Это был весьма энергичный молодой человек, к тому времени побывавший на военной службе. У Дидо он работал бухгалтером, cмотрителем и мастером.
Изобретение Робера (о нём ещё информация в нашем посте здесь), как говорили: ” убрало сетку из рук черпальщика, из рук валяльщика сукно и лист бумаги из рук укладчика”.
На самом деле, машина ликвидировала эти профессии, но возникли другие и бумага всё ещё, на разных стадиях её производства, продолжала делалаться буквально руками мастеров — бумажников, которые в контакте с бумажной массой а затем бумагой ещё долгое время оценивали её качество и управляли таким образом процессом производства.
Первое непрерывное полотно на своей машине в Эссене Робер получил в 1800 году оно было длиной около 5 метров и имело ширину 60 см.
Две эпохи, почти до XII века – время производства, базировавшегося на энергии человеческих мускулов, на смену которым, постепенно приходит энергия воды и ветра на бумажных мельницах и мануфактурах, приводящая в действие толчеи для обработки волокон.
При этом, несмотря на то, что машинный способ производства бумаги возник в самом начале XIX века, вплоть до 1878 года в Европе, а в Англии и России до более позднего времени, бумага производилась как ручным так и машинным способом.
Первая промышленная бумагоделательная машина появилась в 1803 году, благодаря интересу, проявленному лондонскими торговцами бумаги братьями Фурдринье (Fourdrinier). Они привлекли инженера Брайяна Донкина к реализации проекта на базе машины Робера. В истории осталось наименование машин с плоской сеткой как “фурдринер”. Донкин за 20 лет выпустил 38 длинносеточных машин. Машины строились всё большей ширины, скорости получения бумажного полотна увеличивались.
Кроме плоскосеточных машин появились и до сих пор существуют и круглосеточные (цилиндровые) машины. Изобретателей цилиндровых машин было несколько. Первыми были англичане Джозеф Брамах в 1805 году, Джон Дикинсон в 1809 году. Дикинсон был первым создателем цилиндровой машины с погруженным в ванну с бумажной массой сеточным цилиндром.
Производство бумаги из древесины. Пятая эпоха
Начиналось производство бумаги на основе лубяных волокон шелковицы, бамбукового дерева, обрезков производства шёлка. Потом технология производства бумаги из древесных волокон уступила место технологии переработки тряпья холщового и хлопчатобумажного. Уже с VIII века преобладает переработка тряпья из пеньки, конопли, льна. Такая сырьевая ситуация сохраняется вплоть до XIX века.
В последней четверти XIX века в производстве бумаги наступила эпоха в которую произвдство бумаги основывается на использовании древесного сырья. При этом создаётся ряд новых технологических решений и новых видов оборудования, которые позволили получать новые свойства бумаги и картона, а главное, существенно повысили производительность оборудования.
В 1806 году появилась публикация Иллига (Illig Moritz Friedrich) из Германии о проклейке бумаги не с поверхности, как до сих пор, а в бумажной массе. Это так называемая массная смоляная проклейка. Она сменила проклейку желатином.
Древесная масса
В 1840‑х годах немецкий мастер ткацкого производства Фридрих Келлер (Keller Fridrich Gottlob) придумал способ измельчения древесины путём истирания её на шероховатой поверхности камня. С помощью бумажника Генриха Волтера и механика Иохана Фойта в 1848 году они сделали первый промышленный дефибрёр. С этого момента появилась возможность увеличивать содержание древесного сырья в бумаге. ДДМ — дефибрёрная древесная масса была единственным видом древесной массы до середины 60‑х годов XX века.
Схема дефибрёра в XX веке. Балансы древесины (короткие брёвна после окорки, загружаются в шахту дефибрёра и цепями прижимаются к вращающемуся камню. В зону прижима подаётся вода. Древесная масса отводится из ванны снизу.
Выход древесной массы из древесины составляет 93–98%, т.е. древесина используется почти полностью.
При способах получения древесной массы, сочетающих тепловую и химическую обработку с механической, в раствор переходит до 15% вещества древесины. Качество получаемой древесной массы при этом различно.
В 60–70‑х годах ХХ века были разработаны и получили промышленное применение новые виды древесной массы с комбинированной обработкой: термо-механическая, химико-термомеханическая и другие. Развивались способы сортирования и отбелки древесной массы.
Целлюлоза
В 1853 годах француз Меллир (Mellir) взял патент на способ получения основного компонента древесины — целлюлозы при высокотемпературной обработке (варке) соломы в каустической соде. Почти одновременно, в 1853–1854 годах, англичанин Уатт (Watt) и американец Бфрджесс получили патенты на получение целлюлозы таким же способом из древесины. Это было начало щелочного (натронного) способа производства целлюлозы.
В 1866–1872 гг несколькими авторами был открыт сульфитный способ получения целлюлозы, в 1879 году сульфатный способ.
Целлюлоза, в отличии от древесной массы, позволяла производить более прочную бумагу и в сочетании с древесной массой были получены новые виды бумаги и изделий с новыми свойствами.
Параллельно с изменением сырья развивался основной агрегат производства бумаги — бумагоделательная машина. Последовательно увеличивалось скорость работы машин, увеличивалась ширина бумажного полотна. Кроме машин с плоской сеткой, появились круглосеточные, цилиндровые машины. На машине появилась прессовая и сушильная часть.
В ХХ веке машиностроители, кажется достигли предела технических возможностей в скорости и ширине бумагоделательных машин. Об этом мы говорили здесь.
Современная эпоха
Современный период производства бумаги и картона, начиная с конца XX века, отличается особенностями, связанными с масштабностью производства. Объём производства бумаги и картона в мире в превысил 400 млн. тонн, при этом, прирост в последние годы составляет свыше 2 млн тонн в год. Определяющими условиями развития технологии глубокой переработки древесины являются:
Это развитие присходит при усилении связей между секторами производства, занимающимися процессами глубокой механической, химической и энергетической переработки древесины, создание Лесопромышленных комплексов (ЛПК) с безотходным производством-развитие технологии биорефайнинга древесины.
Ещё теплый рулон (тамбур) бумаги, снятый с современной буммашины
Новые технические решения развиваются при взаимодействии различных отраслей.
Интересные результаты уже получаются при взаимодействии производителей бумаги и строительными отраслями, отраслями занимающимися продуктами питания, транспортом, здоровьем и гигиеной, коммуникациями и обменом информацией, логистикой.
Бумагоделательные машины оснащаются устройствами, позволяющими получать бумажное полотно с использованием приемов ткацкого производства-поперечного перемещения волокон. Такие технологии получения новых нетканых материалов уже реализованы в промышленности фирмами “Voith”,“Trutzschler”, “Andritz”. Об этом в следующих постах.
Отметим ещё раз, что из 251 страны в наше время, бумагу производят 109 стран. Крупнейшие из них по производству бумаги и картона по данным (FAO) 2016 года (млн т):
| Китай 108,5 |
| США 71,8 |
| Япония 26,1 |
| Германия 22,6 |
| Корея 11,5 |
| Бразилия 10,3 |
| Канада 10,2 |
| Финляндия 10,2 |
| Швеция 10,1 |
| Индонезия 9,8 |
В России в 2018 году (Росстат) произведено около 9 млн т бумаги и картона.
Потребление бумаги и картона на душу населения в мире около 60 кг/т, примерно столько же в России.