Исследовательская работа "Бумага своими руками"

ОКРУЖНАЯ  НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ

«ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКУ»

СЕКЦИЯ

«окружающий мир»

БУМАГА СВОИМИ РУКАМИ

        Автор: Ефименков Кирилл

учащийся 3 в класса

Государственного бюджетного общеобразовательного учреждения

средней общеобразовательной школы №1 п.г.т.Суходол

муниципального района Сергиевский Самарской области

  Научный руководитель:  Беляева Елена Викторовна,

                                             учитель начальных классов

Сергиевск, 2016 г.

Содержание

Введение  ………………………………………………………………............  3

Основная часть  ………………………………………………………..............  4

        1. Теоретическая часть

1.1. История бумаги   ……………………………………….…………………  4

1.2. Из чего и как делают бумагу?  ...................................................................  5

       2. Практическая часть 

2.1. Практическая работа « Изготовление бумаги в домашних условиях»…8

 Заключение  ………………………………………….....................................  13

Список использованных источников  …………………………....................  14

ВВЕДЕНИЕ

Бумага – от итальянского « хлопок» - материал в виде листов для письма, рисования, упаковки, получаемый из растений и вторсырья.

Сегодня бумага стала для нас привычным и доступным атрибутом, производство уже не кажется таким сложным, как в стародавние времена. Но и сейчас сохранилось производство бумаги ручным способом, особенно это касается эксклюзивной бумаги для роскошных изданий с гравюрами. Кстати, китайские и японские мастера красивого письма и до сих пор для своего искусства каллиграфии используют особую бумагу, сделанную по древнему способу. Но что мы знаем о бумаге? С каждым годом потребность в бумаге увеличивается, а запасы древесины, из которой её получают - уменьшаются. Поэтому использование вторичного сырья для получения бумаги – одно из важнейших решений данной проблемы.

Актуальность выбранной темы:

Эта тема заинтересовала меня, потому что современному человеку трудно представить жизнь без бумаги. Нет ничего более  привычного в нашей жизни, чем бумага. Не проходит ни одного дня, чтобы мы ее не подержали в руках. Газеты, книги, упаковки, письма, открытки привычного формата и качества. И редко встретишь бумажные изделия эксклюзивной ручной работы с авторским дизайном. Я решил попробовать изготовить бумагу в домашних условиях и найти применение данным образцам бумаги. Изделия из моей бумаги будут отличаться оригинальностью, неповторимостью, эксклюзивностью.

Цель: изучение способов получения бумаги в домашних условиях из разных видов бумажных отходов.

Задачи исследования:

1. собрать информацию об истории возникновения и                    способах  получения бумаги в домашних условиях;
2. изготовить бумагу в домашних условиях;
3. познакомить одноклассников с историей возникновения и                    способами  получения  бумаги  в домашних  условиях.

Объектом исследования: является ненужная бумага (макулатура).

Предмет исследования: производство бумаги из вторичного сырья

                                           ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

   История  происхождения бумаги

Считается, что первое производство бумаги связано с именем китайского сановника Цай Луня и относится к 105 году нашей эры. Но это не единственная версия. Дело в том, что при археологических раскопках в Китае, в северной провинции Шаньси, в середине прошлого века, была обнаружена древняя гробница. Так вот, в ней, наряду с другими интересными вещами, были обнаружены небольшие кусочки бумаги. Возраст гробницы - II век до нашей эры. Знаменит  Цай Лунь тем, что он, будучи образованным человеком, сумел подытожить все известные до того способы производства и предложить оригинальную технологию изготовления бумаги. Принцип Цай Луня позволял применять для производства бумаги самое разнообразное сырье и даже отходы растительного происхождения: солому, мох, траву, паклю, тряпье, бамбук. Но основным материалом в то время все-таки служили лубяные волокна шелковицы или тутового дерева. Эти волокна замачивались в воде, а затем разделялись на грубый внешний слой, из которого делали бумагу низшего сорта, и внутренний мягкий слой, который служил для изготовления лучших сортов бумаги. Затем эти волокна несколько часов варили в емкостях с известковым молоком и золой древесного угля. Путем соединения гашеной извести и золы получали щелочной раствор или каустик. Он необходим для того, чтобы растворить лигнин. Лигнин - это такой сложный полимер, который входит в состав почти всех растений, скрепляет целлюлозные волокна и обеспечивает им прочность. При производстве бумаги эта прочность как раз и не нужна. Необходимо было получить рыхлую консистенцию сырья. После кипячения в щелочном растворе следовала продолжительная обработка волокон в специальных ступках, где с помощью приспособлений они дробились и измельчались до пастообразного однородного состояния и уже из полученной массы, в которую добавляли растительные соки или крахмал, отливали нужные листы в специальной форме. Форма эта делалась из бамбуковых палочек и шелковых нитей в виде сетки. Когда вода вся стекала, на дне сетки оставался сырой лист бумаги. Его аккуратно доставали и высушивали под прессом. Долго китайцам удавалось хранить секрет производства бумаги. Первыми переняли их драгоценный опыт арабы. По преданию, во время сражений на берегах туркестанской реки  арабы, наголову разбившие китайцев, взяли в плен мастеров бумажного производства. Арабы переняли их секрет и привезли его в Испанию. Это было в XI веке. А в 1150 году в Испании уже наладили собственное производство в Валенсии. И лишь спустя несколько столетий умением производить бумагу овладели все страны Старого света.

 Из чего и как делают бумагу?  

 Процесс изготовления бумаги в средние века и позже считался особенно трудоемким, требовал известного профессионализма и опыта. При производстве требовалось большое количество воды как для технологий производства, так и для того, чтобы приводить в движение мельницы, поэтому цеха и впоследствии мануфактуры строились обычно на реках. Эти цеха так и называли — «бумажные мельницы».Весь процесс производства бумаги в средневековой Европе можно разделить на следующие этапы:

• очистка сырья от грязи;
• дробление в жерновах ветряной или водяной мельницы до получения рыхлой консистенции;
• Растирание подготовленной массы до однородного состояние;
• отбеливание;
• формование в специальных рамах (рабочий зачерпывал порцию подготовленной массы с помощью рамы с сетчатым дном, несколько раз встряхивал содержимое, распределяя его равномерно по всей раме и спрессовывая одновременно);
• укладывание подготовленного листа на войлочную или суконную поверхность;
• прессование;
• просушка.

Также поступали и со следующим листом, который укладывали на предыдущий лист, переложив их предварительно войлоком. После того, как листов набиралось несколько десятков, всю стопку отправляли под тяжелый пресс. Окончательным этапом была просушка на веревке. Но и после этого бумагу еще долго доводили до кондиции. Листы разглаживали специальной скалкой, иногда для придания бумаге особых свойств окунали в клеевой раствор, снова прессовали и снова разглаживали. В некоторых случаях требовался еще труд полировщика, который при помощи полировки слоновой костью добивался эффекта «лощеной» бумаги. Затем уже почти готовая бумага отправлялась на резку и упаковку. Очень долго основным сырьем для производства бумаги служило тряпье. Но с развитием книгопечатанья, увеличением тиражей книг требовалось еще больше бумаги. Призывы не выбрасывать старые тряпки, привлечение сборщиков тряпья не приносил желаемого результата. И тогда было решено испробовать в качестве сырья древесину. Использовать древесину в качестве сырья при производстве бумаги первым предложил французский естествоиспытатель Р. Реомюр в начале XVIII века. Опыт себя оправдал. Древесину используют и до сих пор, причем, от сорта дерева зависит качество бумаги. Из древесины мягких сортов (хвойных, например) деревьев получают более плотную бумагу. Для изготовления менее прочной, но очень гладкой бумаги подойдут твердые сорта деревьев. Иногда породы смешивают. В России первое применение бумаги связывают с периодом первой переписи народа Руси, которую проводили по указу хана Батыя в середине XIII века во времена татаро-монгольского ига. Предполагают, что слово «бумага» по-русски, происходит от татарского «бумуг», означающего хлопок. Производство ручным способом в России было налажено с конца XVI века, а в 1716 году по указу Петра I была построена первая бумажная мануфактура под Санкт-Петербургом, в селе Красное.

1.Бумага из соломы:

Один мешок соломы разрезаем кусочками по 2-5 см, замачиваем в большой емкости на ночь. На следующий день промываем через сито, снова замачиваем водой и ставим на огонь на 1,5-2 часа, добавляя при этом 20 гр. Кальцинированной соды. Варим, помешивая, следим, чтобы солома всегда лежала в воде. Работаем в резиновых перчатках, избегая попадания соды на кожу или в глаза! Если солома разделяется между пальцами, она готова для следующего шага. Фильтруем поваренную солому и прополаскиваем в чистой воде, чтобы промыть соду. Маленькими порциями измельчаем солому миксером или скалкой. Разбавляем полученную массу большим количеством воды и делаем бумагу. Если в конце массы осталось мало, можно добавить целлюлозы и сделать еще бумаги. Из 5 литров соломенной бумаги получается 25-30 листов бумаги красивого золотистого цвета.

2.Бумага из травы:

Сухую или свежую траву измельчаем ножницами, провариваем на медленном огне в течение часа, затем измельчаем маленькими порциями миксером. Смешиваем с бумажной массой в порции 1:3 или 1:5, разбавляем большим количеством воды и делаем бумагу по инструкции.

3.Бумага из крапивы:

У этого растения мы используем стебель, можно свежий или зимой сушеный. Нарезаем сырье кусочками по 2-5 см., замачиваем в воде и ставим на огонь на 30-45 минут, постоянно помешивая. При этом добавляем 100 гр. кальцинированной соды. Если вареные кусочки размягчаются между пальцами, то можно снимать с огня. Промываем массу через сито, чтобы прополоскать соду. Работаем в резиновых перчатках! Массу измельчаем миксером или разминаем скалкой. Далее делаем по инструкции. 
Очень нежную бумагу можно получить из волокон взрослого растения. Для этого нужно поварить, не разрезая, стебель без листьев с кальцинированной содой, затем разделить его по волокнам и очень хорошо промыть. После этого можно нарезать волокна кусочками и делать бумагу.

4.Бумага из осенних листьев:

Листья особенно интересны, когда меняют свой окрас осенью. Сухие листья измельчаем руками и отделяем от черенков, после чего замачиваем на некоторое время в воде. Массу листьев перекладываем в свежую воду, заливая так, чтобы скрыть, и варим 30 минут. Остывшую проваренную массу измельчаем миксером и смешиваем с измельченной бумажной массой в пропорции 1:5. Далее делаем по инструкции.

5. Бумага из водорослей:

Подсушите комочек тины размером с кулак в течение 5 минут, расстелив тонким слоем. Затем нарежьте ее мелкими кусочками (5 мм), сложите в ступку, измельчите пестиком в течение 15 минут и смочите водой. Полученную однородную массу выложите в посуду и залейте 10%-ным раствором хлорной извести для обесцвечивания, тина должна быть полностью покрыта жидкостью. Поставьте нагреваться, как только смесь закипит, прилейте 3-5 мл 2%-ного раствора серной кислоты, прокипятите еще 5-7 мин. Охладите смесь, перенесите ее в сито и промойте водой ( в воду необходимо добавить несколько капель раствора аммиака для нейтрализации кислоты, содержащейся в растительной массе). Затем сито с массой накройте листом бумаги. Слегка надавливая, отожмите обесцвеченную тину, аккуратно переверните сито и выньте тину вместе с листом бумаги. Закройте тину сверху вторым листом бумаги и прогладьте горячим утюгом. Бумага готова, лучше, если она пролежит под прессом сутки. На полученной бумаге можно писать карандашом.

2.  ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Практическая работа

«Изготовление бумаги в домашних условиях»

Оборудование и инструменты:

Нам потребуется  самая различная бумага: документы, старые газеты, яичные лотки, старые тетрадки. На изготовление 2-3 листов бумаги надо приблизительно 3-4 литра массы. Чем тоньше бумагу хотим получить в итоге, тем больше воды берем в начале.  

Цель: Получить бумагу в домашних условиям из использованных газет и исписанных тетрадных листов. Для реализации поставленной цели были проведены опыты.

Опыт №1.

Чтобы получить бумагу в домашних условиях из бумажных отходов была применена следующая методика.

1. Инструменты

1. Сито, вода,  крахмал, клей ПВА, старая тетрадка, ложка, салфетки.
2. блендер
3. утюг

 Процесс

Для работы мы взяли исписанную тетрадь порвали на мелкие кусочки, залили водой,  добавили 1 столовую ложку крахмала и 1 столовую ложку клея ПВА,  полученную массу измельчили  блендером,  до состояния однородной массы. Когда бумажная масса готова, она наносится на сито. Даём воде стечь, затем переворачиваем сито к верху и аккуратно перекладываем на салфетку сверху накрываем еще одной салфеткой и промакиваем чтобы убрать влагу.  Оставляем высыхать в течение нескольких часов. В конце разглаживаем  получившуюся бумагу утюгом через тонкую тряпку.

Вывод: Первый опыт был проведён со старой исписанной тетрадкой. В результате получилась бумага грубая, голубого цвета. Полученную бумагу можно использовать для изготовления открытки.

Опыт №2. Получение  бумаги из газеты.

Инструменты

1. Сито, газета, вода, салфетки.
2. Блендер
3. утюг

Процесс

Для работы мы взяли старую газету порвали на мелкие кусочки, залили водой,  полученную массу измельчили  блендером,  до состояния однородной массы. Когда бумажная масса готова, ее опустили в сито. Даём воде стечь, затем переворачиваем сито к верху и аккуратно перекладываем на салфетку сверху накрываем еще одной салфеткой и промакиваем чтобы убрать влагу.  Оставляем высыхать в течение нескольких часов. В конце разглаживаем  получившуюся бумагу утюгом.

Вывод: была получена плотная бумага серого цвета. Такую бумагу можно использовать для изготовления коробок.

Опыт №3. Получение белой бумаги.

Чтобы получить белую бумагу, мы в приготовленную смесь из исписанных тетрадных листов добавили хлорный отбеливатель.

Вывод: получилась бумага белого цвета.

Важную роль в производстве бумаги играет макулатура. Её применение способствует снижению расхода древесины для производства бумаги, что очень важно с экологической точки зрения. Технологии с использованием бумажных тряпичных отходов позволяют получать бумагу высокого качества, не затрагивая при этом естественных природных источников.

Не смотря на то, что по всему миру хорошо налажено промышленное производство бумаги, с каждым днём растёт интерес к бумаге ручного отлива. В наши дни изделия ручной работы ценятся очень высоко, ведь они хранят тепло человеческих рук и не имеют аналогов. То же можно сказать и о бумаге ручного отлива.

«Рукотворная» бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она хуже: неравномерная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая — такая бумага отнюдь не всегда подойдет для печати. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством, которое заставляет забыть все ее недостатки, — абсолютной эксклюзивностью. Мастера бумаги давно заметили одну закономерность: даже если при литье двух листов используются одни и те же материалы и технология изготовления остается неизменной, все равно они хоть немного, но будут отличаться друг от друга. Эффект неожиданности — вот что больше всего ценят мастера бумаги; может быть, именно он превращает изготовление бумаги из ремесла в искусство.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 В результате проделанной работы я изучил историю возникновения бумаги. Изучив различные источники, я опробовал несколько разных методов изготовления бумаги в домашних условиях. Используя старые газеты и исписанные тетрадные листы, нам удалось получить бумагу разного качества, а при помощи отбеливателя мы смогли получить бумагу белого цвета. Таким образом, мы подтвердили нашу гипотезу о возможности получения бумаги в домашних условиях. Полученную бумагу можно использовать для бытовых нужд, а также для детского творчества на уроках технологии в школе, для изготовления подарков, что позволит сэкономить семейный бюджет и природные ресурсы нашей страны, а так же придать изделию эксклюзивный авторский дизайн. Сегодня мы живем во времена огромного информационного прогресса. Но это не значит, что бумажная эра подходит к концу. Бумага по-прежнему является важным элементом в процессе печатания, для многих людей чтение книг остается большим удовольствием, а книга в красивом издании может стать чудесным подарком на любой праздник. А значит, с уверенностью можно сказать, что бумага еще долго будет занимать важное место в нашей жизни.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 Львов С. Книга о книге. – М.: Просвещение, 1980, с 15, с. 96

Орлова Н. Д. Я познаю мир.-М.: Издательство АСТ, 2000. с. 97

Сквернюков П.Ф. Слово о бумаге. - М.: Московский рабочий, 1980 г. с 9-13, с. 79 – 92, с 150 – 208.

 Хорёва Г. А. "Твоя альтернатива АЭС" Книга 2 / Энергетический паспорт семьи/ Изд. 2–е, перераб. и дополненное. – Мурманск, 2002.– 32 с.

Источники интернет:

www nezna.li. izobretenie

www live-master.ru   istoriya