Изучаем науку с помощью бумаги - Лоренс Уайт

В настоящем производстве бумаги волокна растворяют водой, превращая их в жидкий бумажный «суп». Только один процент этого супа – волокна, а девяносто девять – вода. Очень важно как можно лучше разбавить волокна водой. Чем больше воды и чем равномернее волокна распространены в ней, тем лучше будет бумага. Не бойтесь использовать слишком много воды. Настоящие бумагоделательные машины расходуют ее столько, что, если бы они использовали лишь свежую воду, очень быстро все водные запасы вокруг были бы исчерпаны. Поэтому в промышленности вода используется повторно. Производство бумаги – одна из немногих отраслей, которые требуют такое огромное количество воды!

Рис. 8. Рецепт бумажного супа

Требуется: подготовленные волокна из предыдущего опыта; миска; полчашки крахмального клейстера; мерный стаканчик; ложка; четыре чашки воды.

После растворения и проклейки бумажные волокна взбиваются в большом чане. Мы проделаем то же.

Это довольно простая процедура. Все, что вам нужно сделать, – поместить миксер в ваш бумажный «суп» и хорошенько его перемешать. Чем быстрее, интенсивнее и дольше вы будете взбивать смесь, тем лучше получится бумага. При взбивании волокна и все маленькие комочки размалываются и превращаются в своего рода кисель. Но самое главное – взбивание помогает кончикам волокон распушиться и лучше переплестись между собой. На этом последнем этапе волокна окончательно перемешиваются и получается однородная гладкая масса. Есть одна добавка, которую вы можете подмешать при взбивании. Попросите у вашей мамы немного синьки для стирки и добавьте несколько капель в ваш «суп». Синька поможет выбеливанию волокон, и ваша бумага будет еще чище.

Рис. 9. Взбивание бумаги

Требуется: бумажный суп из предыдущего опыта; миксер; синька.

В настоящем производстве бумаги могут использоваться другие добавки – мел, клей или специальные волокна. Они придают бумаге особые свойства. Капните немного воды на туалетную бумагу, и она мгновенно впитается. А теперь капните воды на бумагу для печати. Видите разницу? Бумага для печати содержит добавки, делающие ее водонепроницаемой, которых в туалетной бумаге нет. Добавки позволяют получать специальные виды и сорта бумаги, которые используются для самых различных целей.

СОБИРАНИЕ КУСОЧКОВ БУМАГИ

Вы уже поняли, что для того, чтобы получить маленький кусочек простой бумаги, требуется очень много времени. Не помешает вспомнить, что рабочий цикл настоящей машины для получения бумаги – один из наиболее продолжительных в промышленности. Будьте терпеливы и не бросайте начатого дела. Вам осталось всего три шага, и после каждого вы уже сможете увидеть некоторые результаты кропотливой работы. Итак, три последних этапа – это отцеживание, раскатывание и сушка.

Отцеживание

Это наиболее важный шаг и требует определенной ловкости, так что, перед тем как начать, полностью прочитайте инструкции. Аккуратно перемешайте ложкой бумажный «суп». Когда все волокна окажутся в воде в подвешенном состоянии, погрузите в нее кусочек оконной сетки. Осторожно по стенке кастрюли спустите ее на дно, расправьте и поднимайте, захватывая волокна. Если вы пропустите часть волокон и бумажный коврик на сетке будет с проплешинами, окуните его снова, чтобы выловить оставшиеся.

Рис. 10. Отцеживание бумаги

Требуется: бумажный суп из предыдущего опыта; ложка; кусочек оконной сетки в 5 см2.

Вы должны добиться того, чтобы сплошной слой волокон был равномерно распределен по всей сетке. Если при первой попытке на сетке у вас окажется просто большой комок, отправьте волокна обратно в воду, как следует перемешайте и попробуйте все снова. А когда, наконец, вы добьетесь успеха в этой «рыбалке», «мокрая» работа вашей бумажной машины закончится.

Прессование

Положите сухой носовой платок на гладкий стол. Поместите сетку со слоем волокон на одну половину платка, а вторую перегните через сетку. Теперь раскатывайте скалкой платок с сеткой вперед–назад. Так вы делаете сразу два дела: отжимаете воду из волокон, чтобы они скорее высохли, и, что очень важно, выравниваете волокна, формируя сам лист бумаги. При этом их растрепанные концы сцепляются и прочнее соединяются между собой. Чем лучше они скрепятся сейчас, тем прочнее будет ваша бумага. Продолжайте прессование до тех пор, пока лист не станет достаточно ровным.

Теперь очень осторожно разверните носовой платок. Бумага, скорее всего, будет приставать к ткани, но это не страшно: ее можно аккуратно отклеить. Вот теперь можно передохнуть и полюбоваться результатом: работа завершена, и вы действительно сделали своими руками кусочек бумаги!

Рис. 11. Раскатывание коврика

Требуется: бумажный коврик на сетке из предыдущего опыта; сухой носовой платок; скалка.

Если вы пытались сделать «невозможное» (см. начало книги), то знаете, что бумагу можно разорвать только вдоль одной стороны. В настоящей бумажной машине волокна выравниваются и ложатся в одном направлении. Вы можете легко и ровно рвать бумагу вдоль волокон, но у вас получится кривая линия, если разрыв пройдет поперек их. А в бумаге, сделанной вами, волокна не выровнены, так что во всех направлениях она будет рваться одинаково хорошо.

Теперь вам остался последний шаг.

Сушка бумаги

Оставьте сетку в покое, пока бумага полностью не высохнет. Лучше всего отложить ее на ночь. Утром вы сможете отделить бумагу от сетки, обрезать края, чтобы получился квадрат, и – это великий момент! – попробовать написать на ней что–нибудь.

Рис. 12. Сушка бумаги

Требуется: бумага на сетке из предыдущего опыта.

Что бы вам написать? Например, вот это – ЛИСТ БУМАГИ ИЗ 100 % ТКАНИ, СДЕЛАННЫЙ (ВАШЕ ИМЯ). Вот что получилось в результате всех ваших стараний. Вы действительно сделали это!

СПЕЦИАЛЬНАЯ БУМАГА

Каждый вид бумаги производится со специальными целями. Газетная бумага необязательно должна быть гладкой или сохраняться в течение долгого времени. Она делается на 100 % из древесины. Бумага для печати, например использованная в этой книге, имеет в своем составе 25 % хлопкового волокна. Вы наверняка видели оберточную бумагу, картон, салфетки, прозрачную бумагу, копирку и еще разную–разную! Что же делает бумагу особенной? Скорее всего, это введенные добавки или способ изготовления.

Газетная бумага и бумага для печати делаются из разных материалов. А вот пример бумаги, особенной из–за добавок.

Специальная бумага для печатания денег

Положите бумажную денежную купюру на ладонь и рассмотрите ее. Кажется, что это обыкновенный листок бумаги. Представьте, как легко напечатать или подделать ее, если бы это был действительно простой листок с затейливым рисунком. Однако денежные знаки печатаются на специально предназначенной для этого бумаге. Ни один производитель не имеет права изготавливать ее без разрешения правительства. А если вы все же сделаете такую бумагу, то нарушите закон.

Почему эта бумага необычна? Рассмотрите купюру на свет. Если вы будете внимательны, то заметите в бумаге тончайшие нити темного оттенка и даже сможете различить несколько красных и синих волокон. Бумага выглядит белой, но в нее специально добавлено немного красных и синих волокон, чтобы она отличалась от любой другой, произведенной где бы то ни было. Попробуйте сравнить купюру в 5, 10, 50 рублей и выше. На какой бумаге напечатана каждая?

Рис. 13. Специальная бумага для печатания денег

Требуется: банкнот; яркий свет.

Бумага может различаться и из–за способа ее обработки. Например, бумага с очень глянцевой поверхностью была пропущена через мощные гладильные валики. Некоторые салфетки протягивают по специальному лезвию, чтобы придать им рифленый, «вафельный» вид. Прозрачная бумага сделана из волокон, выработанных очень аккуратно и тщательно.

Давайте исследуем один очень интересный процесс – получение водяных знаков. Обычно эти знаки производители наносят на качественную бумагу, которая является их гордостью. Это невидимые знаки на листе бумаги, которые не смешиваются с напечатанным изображением.

Водяные знаки на марках

Многие марки делаются специальным способом: влажную бумагу кладут на проволочный орнамент или узор и прокатывают ее валиком. Рисунок равномерно выдавливается на бумаге, повторяясь через определенные промежутки. После высыхания выдавленный узор становится почти невидимым. Если у вас есть несколько марок, возможно, вы найдете на какой–нибудь из них водяные знаки (они встречаются не на всех марках). Просто вымочите марку в миске с водой в течение нескольких минут. После полного высыхания поднесите ее к свету, обратной стороной к себе. Если на ней есть узор, вы легко разглядите его. Если на марке есть клей, вымачивать ее не стоит. Коллекционеры марок пользуются специальной жидкостью, которая проявляет водяные знаки, не повреждая клея.