Вы читаете это с экрана. Популярность электронных текстов стабильно растет, особенно в новостной повестке. Если говорить о книгах, то последние опросы показывают, что большинство россиян предпочитают их читать в бумажном виде, а не в электронном, около 54 процентов против 30. Споры о том, сумеет ли заменить электронный носитель шелест переворачиваемых страниц остаются популярными, но история показывает, как со временем люди переходили к более удобным и совершенным носителям письменной информации.

Египетские корни

Английское слово «the paper», французское «papier», испанское «papel», или чешское «papir» – общий корень относится к материалу, на котором хранили и передавали письменную информацию задолго до нашей эры – папирусу. Его использовали в Древнем Египте как минимум за три тысячелетия до нашей эры, а позже материал стал популярен во всем античном мире.

Папирус – это растение из семейства осоковых, под другим названием он известен как бумажный тростник. Стебли толщиной около 7 сантиметров в высоту достигают 4-5 метров. Как именно древние египтяне делали писчий материал из растения неизвестно – письменных или визуальных описаний технического процесса или не было, или не сохранилось. Один из источников информации о производстве – книга древнеримского писателя Плиния Старшего «Естественная история». И та написана только в начале нашей эры: с начала производства папирусных свитков до ее написания прошли тысячи лет. Однако в ней есть упоминание процесса, его перевод приводит советский историк Владимир Борухович в работе «В мире античных свитков».

«Вообще, вся харта изготовляется на влажном столе, смоченном нильской водой. Мутная нильская вода усиливает клеящие свойства. Вначале кладётся нижняя схида, во всю длину будущего листа папируса; выдающиеся концы обрезаются. Затем поверх неё кладётся перпендикулярная ей, чем и создаётся «решётка». Прессуется вся харта при помощи пресса, затем харта отбивается молотом и промазывается клеем: сморщенная, она вновь растягивается и выравнивается молотом. Полученные листы высушиваются на солнце и соединяются между собой так, что лучшие листы склеиваются с подобными им. Качество листов ухудшается по мере приближения к концу всей скапы. В скапу соединяются всегда не более 20 листов».

Материал, идентичный древнему папирусу, удалось произвести позже, найдя решение экспериментальным путем. Для начала свежесрезанные стебли папируса замачивали в воде и удаляли зеленую кожуру. Мягкую сердцевину нарезали полосами и раскладывали их на столе вплотную друг к другу, сверху – второй слой, перпендикулярно первому. Два слоя под грузом склеиваются вместе, за счет липкой субстанции самого растения. После готовый лист сушится, разравнивается и сглаживается. Такой процесс позволял делать материал, который через тысячи лет находят археологи: древнейший папирус с текстом датируют 1991—1783 годами до нашей эры.

Альтернативу папирусу придумали за 150 лет до нашей эры. Тонко выделанные, очищенные и разглаженные шкуры животных назвали пергаментом по названию города Пергам. Более дорогое производство компенсировалось повышенной прочностью. Кроме того, именно с появлением пергамента появились книги в известном сегодня виде – листы выделанной кожи проще было складывать, чем сворачивать в свитки, как это делали с папирусом. Около XII века и пергамент, и папирус были вытеснены во всем мире более дешевой бумагой, которая к тому моменту прошла больше чем тысячелетнее развитие.

Первые листы

Изобретение бумаги относят к 105 году нашей эры. Тогда китайский сановник Цай Лунь усовершенствовал процессы производства бумагоподобных материалов и получил прочные листы писчего материала. Именно Цай Лунь сформировал листы с помощью осаждения тонких волокон, разбавленных водой: он использовал древесную золу, пеньку, волокна тутового дерева и старые тряпки. Полученную смесь он выложил для просушки на бамбуковую рамку, а потом разгладил материал камнями.

Позднее для повышения прочности и качества в бумагу начали добавлять клей и натуральные красители. В IV веке в сырье начали добавлять побеги бамбука или тростника, массу промывали и варили с добавлением извести и золы, равномерно распределяли на сетках для просушки, чтобы получать ровные и гладкие листы. Технологию изготовления бумаги Китай хранил в секрете до 600-х годов нашей эры. Тогда способ ее изготовления стал известен в Японии, а позже арабы открыли производство в Багдаде, захватив в плен китайских бумажных мастеров после победы в Таласской битве.

Технология производства бумаги постепенно стала известна во всем мире, где ее совершенствовали и удешевляли. Важным этапом развития бумажной отрасли стало изобретение ролла – машины, которая измельчала, перетирала и перемешивала с водой сырье. Таким образом получалась качественная бумажная масса из маленьких волокон, получать которую стало значительно быстрее. Часто для производства бумаги использовали водяные мельницы: колесо приводило в движение вал, который измельчал сырье. Это было началом процесса автоматизации изготовления бумаги.

С появлением бумагоделательной машины в 1799 году ручной отлив листов прекратился, что значительно увеличило скорость производства материала. Аппараты постоянно совершенствовались: первые машины только формировали листы, но сушить их приходилось на воздухе. Позже все этапы производства автоматизировали.

Современные технологии

Ежегодно мировые производители выпускают до 400 миллионов тонн бумаги и картона. И до сих пор аппараты, которые выпускают листы, постоянно совершенствуются.

Новые технологии патентуют для сушки листов. Один из методов – технология импульсной сушки бумаги. Один из валов пресса, через который проходит лист, нагревается до температуры около 400 градусов, и меньше чем за секунду испаряется большая часть влаги. Для производства туалетной бумаги и бумажных полотенец не подходит традиционная сушка методом прессования – при отжиме бумага становится прочнее и плотнее, но снижаются впитывающие свойства и мягкость. Чтобы решить эту задачу была разработана технология сквозной сушки горячим воздухом. Воздух, нагретый свыше 350°C, продувается через бумажное полотно, которое зафиксировано на гофрированной сетке.

Для пропитки бумаги используют десятки химических реагентов. Большинство из них используют, чтобы увеличить прочность бумаги, сделать ее более гладкой и белой. Современный рынок предлагает сорта материала для абсолютно разных целей, в зависимости от необходимого качества и дальнейшего применения. В большинстве случаев примеси добавляют в бумагу на стадии производства сырьевой массы. Для этого применяют водоотталкивающие пропитки, процесс называют гидрофобизацией бумаги, а основное вещество – это канифоль, которую получают из смолы хвойных деревьев.

«Бумажный» экран

Вы читаете это с экрана телефона или компьютера. Один из основных недостатков такого чтения – быстро разряжающийся аккумулятор устройства. Относительно новую технологию e-ink используют в электронных книгах, которые тратят энергию в десятки раз экономнее.

Принцип технологии основан на явлении электрофореза: если поместить гель или жидкость между электродами, заряженные частицы, находящиеся в геле, «поползут» к противоположному электроду. В электронной бумаге пикселю соответствует маленькая капсула с черными или белыми заряженными частицами. Манипулируя с зарядом электродов, можно управлять их движением: например, заставлять черные частицы подняться к тому концу капсулы, которая обращена к глазам пользователя. Таким образом, энергия в электронных книгах тратится только на «перелистывание» страниц.