Конопляная бумага - Википедия - Hemp paper

Конопляная бумага средства бумага разновидности, состоящие исключительно или в значительной степени из мякоть получен из волокна из промышленная конопля. В основном это специальная бумага, такая как папиросная бумага, банкноты и технические фильтровальная бумага. По сравнению с древесной массой, целлюлоза из конопли содержит в четыре-пять раз более длинное волокно, что значительно ниже. лигнин фракция, а также более высокое сопротивление разрыву и предел прочности. Поскольку процессы в бумажной промышленности были оптимизированы для использования древесины в качестве сырья, производственные затраты в настоящее время намного выше, чем для бумаги из дерево.

История

Оберточная бумага с волокном конопли, извлеченным из Гробница Хань из Ву Ди (140-87 гг. До н.э.) в Baqiao, Сиань

Первые выявленные грубые бумага, сделанный из конопли, датируется ранним Династия Западная Хань, За 200 лет до номинального изобретения производство бумаги к Цай Лунь, который улучшил и стандартизировал производство бумаги с использованием ряда недорогих материалов, в том числе конопли, около 2000 лет назад.[1] Вторичная одежда из конопли, тряпки и рыболовные сети использовались в качестве сырья для производства бумаги.[2] К шестому веку нашей эры процесс изготовления бумаги распространился на Корея, где каннабис использовался ранее в течение тысяч лет, и Япония, где каннабис использовался в течение 10 000 лет.[3]

Раннее западное использование

Конопляная бумага попала в Европу только в 13 веке через Ближний Восток. В Германии он был использован впервые в 14 веке. Только в 19 веке были созданы методы производства бумаги из дерево целлюлозы, которая была дешевле, чем производство бумаги из конопли, и, прежде всего, подавлялась в области бумаги для письма и печати. Примечательно, что первые экземпляры Библии были сделаны из конопляной бумаги.

В Россия, Санкт-Петербург, бумажная фабрика Гознака открылась в 1818 году. В качестве основного сырья использовалась конопля. Бумага с фабрики использовалась в печати "банкноты, гербовая бумага, кредитные векселя, почтовые марки, облигации, акции и др. с водяными знаками бумага."[4]

20 век

В 1916 году главные ученые Министерства сельского хозяйства США Листер Хокси Дьюи и Джейсон Л. Меррилл создал бумагу из целлюлозы из конопли и пришел к выводу, что бумага из косточки конопли «лучше по сравнению с бумагой, используемой для древесной массы».[5][6] По химическому составу костра конопли похожа на древесину,[7] что делает коноплю хорошим выбором в качестве сырья для производства бумаги. В более поздней книге о конопле и других волокнах того же Л. Х. Дьюи (1943) нет слов о конопле как сырье для производства бумаги.[8][9]Сушеная конопля содержит около 57% целлюлоза (основной ингредиент бумаги) по сравнению с примерно 40-50% в древесине.[10][11][12] Конопля также имеет преимущество более низкого содержания лигнина: конопля содержит только 5-24% лигнина.[13] против 20-35% в древесине.[14] Этот лигнин необходимо удалять химическим путем, а древесина требует большего использования химикатов в процессе.[15] Фактическое производство волокна конопли в США продолжало снижаться до 1933 года до примерно 500 тонн в год. Между 1934 и 1935 годами выращивание конопли стало расти, но все еще на очень низком уровне и без значительного увеличения производства бумаги из конопли.[16][17]

После Второй мировой войны промышленная конопля выращивалась только на небольших участках. Хотя промышленная конопля, выращиваемая в 1950-1960-х годах, безвредна из-за почти полного отсутствия THC, выращивание было запрещено во многих странах в последние десятилетия. В Германии выращивание конопли было полностью запрещено в период с 1982 по 1995 гг. Betäubungsmittelgesetz (Закон о наркотиках, национальный закон о контролируемых веществах), чтобы предотвратить незаконное использование из каннабис как наркотик. Особенно во Франции разновидности конопли, используемые для производства папиросная бумага все еще использовались и выращивались (см. Конопля во Франции ). По состоянию на 1994 год большая часть урожая французской конопли использовалась для изготовления рулонной бумаги, валюты и высококачественной бумаги для Библии (Бумага Индии ).[18][19]

Источники волокна

Смотрите также: Древесная масса и Удаление краски

До индустриализации производства бумаги наиболее распространенным источником волокна были переработанные волокна из использованного текстиля, называемые ветошью. Тряпки были из конопли, шерсть и хлопок.[20] Процесс удаления печатных красок с переработанная бумага был изобретен немецким юристом Юстус Клэпрот в 1774 г.[20] Сегодня этот метод называется удаление краски. Так было до появления древесная масса в 1843 году производство бумаги не зависело от вторичного сырья из тряпки.[20]

Современный

В настоящее время существует небольшая рыночная ниша для целлюлозы из конопли, например для сигаретной бумаги.[21] Волокно конопли смешано с волокном из других источников, кроме конопли. В 1994 году не было значительного производства 100% настоящей конопляной бумаги.[22] Мировое производство целлюлозы из конопли в 1991 году составляло около 120 000 тонн в год, что составляло около 0,05% от годового объема производства целлюлозы в мире.[23] Общее мировое производство волокна конопли в 2003 году снизилось примерно до 60 000 с 80 000 тонн.[21] Это можно сравнить с типичным целлюлозным заводом по производству древесного волокна, производительность которого не может быть меньше 250 000 тонн в год.[22][24] Стоимость целлюлозы из конопли примерно в шесть раз выше стоимости древесной массы,[23] в основном из-за небольшого размера и устаревшего оборудования нескольких заводов по переработке конопли в западном мире, а также потому, что конопля собирается один раз в год (в августе)[нужна цитата ] и должны храниться для питания комбината в течение всего года. Это хранилище требует большого количества операций (в основном вручную) с громоздкими связками стеблей. Другая проблема в том, что весь завод по производству конопли не может быть экономически подготовлен для производства бумаги. В то время как в деревообрабатывающей промышленности используется почти 100% волокна из заготовленных деревьев, только около 25% высушенного стебля конопли - коры, называемой лапоть - содержит длинные и прочные волокна, необходимые для производства бумаги.[25] Все это обуславливает высокую стоимость сырья. Мякоть конопли отбеливается пероксид водорода, этот процесс сегодня также широко используется для производства древесной массы.

Рыночная доля

Использование волокна конопли для производства бумаги составляло 90% (легального) использования конопли в Европе в конце 1990-х гг., С появлением в последние годы выращивания промышленной конопли в других частях Европы. увеличение количества других видов использования (текстиль, натуральный пластмассы, армированные волокном ) в настоящее время составляет от 70 до 80% и по-прежнему является самой важной линией продуктов из конопли в Европе. Сегодня конопля используется для изготовления сигаретной бумаги, среди прочего, в Испания И в объединенное Королевство.[26]

Примерно в 2000 году объем производства льняной и конопляной целлюлозы составлял от 25 000 до 30 000 тонн в год, что составляло от 37 000 до 45 000 тонн волокна. До 80% производимой целлюлозы уходит на производство специальной бумаги (в том числе 95% папиросная бумага ). Только около 20% идет на производство стандартной целлюлозы, и здесь в основном используется древесная масса более низкого качества (неочищенная буксировать с высоким препятствие содержание). В случае только целлюлозы из конопли доля специальной бумаги, вероятно, составляет около 99%. Рынок считается насыщенным, поэтому прогнозируется его отсутствие или небольшой рост.[27][28]

Расходы

Затраты на производство примерно в четыре раза выше, чем на бумагу из дерево поскольку инфраструктура для использования конопли развита недостаточно. По большей части конопляная бумага используется для специальных применений, а не для массовых применений, таких как бумага для печати, письма и упаковки. Если бы бумажная промышленность переключилась с древесины на коноплю для получения целлюлозных волокон, для компенсации разницы в стоимости можно было бы использовать следующие преимущества:

  • Конопля дает в три-четыре раза больше пригодного для использования волокна с гектара в год, чем леса, а конопля не нуждается в пестицидах или гербицидах.[29]
  • У конопли гораздо более высокая урожайность. Стебли конопли достигают зрелости примерно за 3-4 месяца.[30] в то время как деревья могут занять от 20 до 80 лет. Конопля не только растет быстрее, но и содержит много целлюлозы.[31] Такой быстрый возврат означает, что бумагу можно будет производить быстрее, если вместо древесины использовать коноплю.
  • Конопляная бумага не требует использования токсичных отбеливателей или такого количества химикатов, как древесная масса, потому что ее можно отбелить перекисью водорода. Это означает, что использование конопли вместо дерева для бумаги положит конец практике отравления водных путей Земли хлором или диоксинами при производстве древесной бумаги.[32]
  • Конопляная бумага может быть переработана до 8 раз по сравнению с бумагой из древесной массы всего 3 раза.[33]
  • По сравнению со своим аналогом из древесной массы бумага из волокон конопли сопротивляется разложению и не желтеет или не становится коричневой с возрастом.[34] Это также одно из самых прочных натуральных волокон в мире.[35] - одна из причин его долговечности и долговечности.
  • Несколько факторов способствуют более широкому использованию заменителей древесины для бумаги, особенно сельскохозяйственных волокон, таких как конопля. Обезлесение, особенно уничтожение старовозрастных лесов, и сокращение мировых запасов дикой древесины сегодня являются серьезной экологической проблемой. Использование конопли в качестве заменителя древесины будет способствовать сохранению биоразнообразия.[36]

В 2019 году компания Cornish Hemp Company Quintessential Tips создала первый в мире потребительский продукт с упаковкой из конопляной бумаги, тем самым положив начало переходу от стандартных упаковочных материалов к конопле.[37][38]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Цай Лунь усовершенствовал технологию производства бумаги». chinaculture.org. Архивировано из оригинал на 2016-03-05. Получено 2018-04-01.
  2. ^ Кларк п. 188
  3. ^ Кларк п. 187
  4. ^ Краткая история Санкт-Петербургской бумажной фабрики Гознака (www.goznak.spb.ru) В архиве 28 мая 2006 г. Wayback Machine
  5. ^ Дьюи и Меррилл, США. Бюллетень № 404, Конопляные плоды как материал для изготовления бумаги, Вашингтон, округ Колумбия, 14 октября 1916 г. Стр. 25
  6. ^ "Электронная книга проекта Гутенберга о плодах конопли как материала для изготовления бумаги, авторства Листера Х. Дьюи и Джейсона Л. Меррилла". Gutenberg.org. Получено 2011-04-20.
  7. ^ Стевулова, Надежда (декабрь 2014 г.). «Характеристика свойств химически модифицированных плодов конопли». Материалы. 7 (12): 8131–8150. Дои:10.3390 / ma7128131. ЧВК  5456447. PMID  28788294.
  8. ^ Дьюи Л.Х. (1943). «Производство волокна в западном полушарии». Типография США, Вашингтон. п. 67. Получено 25 февраля 2015.
  9. ^ Френч, Лоуренс; Мансанарес, Магдалено (2004). НАФТА и неоколониализм: сравнительная уголовная, гуманитарная и социальная справедливость. Университетское издательство Америки. п. 129. ISBN  978-0-7618-2890-7.
  10. ^ Целлюлоза. (2008). В Британская энциклопедия. Получено 11 января 2008 г. из Encyclopdia Britannica Online.
  11. ^ Химический состав древесины В архиве 2018-10-13 на Wayback Machine. ipst.gatech.edu.
  12. ^ Пиотровски, Стефан и Карус, Майкл (май 2011 г.) Многокритериальная оценка лигноцеллюлозных нишевых культур для использования в процессах биопереработки. nova-Institut GmbH, Хюрт, Германия.
  13. ^ Многокритериальная оценка лигноцеллюлозных нишевых культур для использования в процессах биопереработки. nova-Institut GmbH, Хюрт, Германия.
  14. ^ Ли Цзинцзин (2011) Выделение лигнина из дерева. САЙМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНЫХ НАУК.
  15. ^ "Паппер". Hampa.net. Получено 2013-11-09.
  16. ^ "Дэвид П. Уэст: Война за волокно: исчезновение конопли Кентукки". Gametec.com. Получено 2011-04-20.
  17. ^ «Дополнительное заявление Х. Дж. Анслингера, комиссара по наркотикам». Получено 2006-03-25.
  18. ^ Карус, Майкл; Сарменто, Луис (май 2016 г.), Европейская конопляная промышленность: выращивание, переработка и применение волокон, стружек, семян и цветов (PDF), Европейская ассоциация промышленной конопли
  19. ^ Жируар, Патрик (1994), Идеи французской программы по конопле, REAP Canada, стр. 5 - через веб-сайт проектов экологического сельского хозяйства, Университет Макгилла
  20. ^ а б c Гётчинг, Лотар; Пакаринен, Хейкки (2000), «1», Переработанное волокно и удаление краски, Бумажная наука и технология, 7, Финляндия: Fapet Oy, стр. 12–14, ISBN  952-5216-07-1
  21. ^ а б "Майкл Карус: Европейская конопляная промышленность с 2001 по 2004 год: выращивание, сырье, продукты и тенденции, 2005 год" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-26. Получено 2011-04-20.
  22. ^ а б "Энергия пара: производство целлюлозы и бумаги из конопли, 1 января 1994 г.". Hempline.com. Получено 2011-04-20.
  23. ^ а б Ван Рукель; Герян Дж. (1994). «Производство целлюлозы и бумаги из конопли». Журнал Международной ассоциации конопли. Вагенинген, Нидерланды.
  24. ^ «Анатомия современной бумажной фабрики, факультет управления природными ресурсами, Университет Лейкхед». Borealforest.org. Получено 2013-11-09.
  25. ^ "Бойсе: недревесные альтернативы древесному волокну в бумаге". bc.com. 2007-07-08. Архивировано из оригинал 8 июля 2007 г.. Получено 2013-11-09.
  26. ^ Carus et al. (2008)
  27. ^ Иван Боча, Майкл Карус, Дайке Ломейер: Выращивание конопли. Ботаника, сорта, выращивание и сбор урожая, рынки и продуктовые линейки. 2 опора, сельскохозяйственная Verlag GmbH, Мюнстер 2000-е
  28. ^ Майкл Карус и др. Изучение рынка и конкуренции натуральных волокон и материалов из натуральных волокон (Германия и ЕС) торговые переговоры Gülzower 26, ed. Агентства возобновляемых ресурсов, Гюльцов, 2008 г. Скачать nova-Institut (ed.): The small hemp-Lexikon Verlag The Workshop, Göttingen, 2. Edition, 2003, page 79 ISBN  3-89533-271-2
  29. ^ Ван Рукель младший, Гертян (1994). «Производство целлюлозы и бумаги из конопли». Журнал Международной ассоциации конопли. 1: 12–14.
  30. ^ "Управление урожаем конопли". Канадский торговый альянс конопли.
  31. ^ «Производство конопляного волокна». Канадский торговый альянс конопли.
  32. ^ МАГАЧОВСКАЯ ЕДИТА, ПРЗЫБЫШ ПЕТР, ДУБОВИК МАРСИН, КУКНЕР МАРТА, БУЗАНЯ КАМИЛА (2015). «Сравнение возможностей производства целлюлозы из древесины и конопли». Летопись Варшавского университета естественных наук; SGGW Лесное хозяйство и технологии древесины (91): 134–137.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  33. ^ МАГАЧОВСКАЯ ЕДИТА, ПРЗЫБЫШ ПЕТР, ДУБОВИК МАРСИН, КУКНЕР МАРТА, БУЗАНЯ КАМИЛА (2015). «Сравнение возможностей производства целлюлозы из древесины и конопли». Летопись Варшавского университета естественных наук; SGGW Лесное хозяйство и технологии древесины (91): 134–137.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  34. ^ МАГАЧОВСКАЯ ЕДИТА, ПРЗЫБЫШ ПЕТР, ДУБОВИК МАРСИН, КУКНЕР МАРТА, БУЗАНЯ КАМИЛА (2015). «Сравнение возможностей производства целлюлозы из древесины и конопли». Летопись Варшавского университета естественных наук; SGGW Лесное хозяйство и технологии древесины (91): 134–137.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  35. ^ Смолл, Э. и Маркус, Д. и МакЭлрой, А. (2002). «Конопля: новая культура с новыми возможностями для Северной Америки». Американское общество садоводческих наук: 284–326.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  36. ^ Смолл, Э. и Маркус, Д. и МакЭлрой, А. (2002). «Конопля: новая культура с новыми возможностями для Северной Америки». Американское общество садоводческих наук: 284–326.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  37. ^ Маленький 2016, п. 187.
  38. ^ «Упаковка из чистой конопли». Типичные советы.

Источники

  • Иван Боча; Майкл Карус; Дайке Ломейер (2000), Der Hanfanbau. Botanik, Sorten, Anbau und Ernte, Märkte und Produktlinien [Выращивание конопли. Ботаника, сорта, выращивание и сбор, рынки и продуктовые линейки] (2-е изд.), Мюнстер: Agricultural Verlag GmbH
  • Майкл Карус; и другие. (2008), Studie zur Markt- und Konkurrenzsituation bei Naturfasern und Naturfaser-Werkstoffen (Deutschland und EU) [Изучение рынка и конкурентной ситуации натуральных волокон и материалов из натуральных волокон (Германия и ЕС)] (PDF), Gülzow: Gülzower Fachgespräche 26, eds. Специализированное агентство возобновляемых сырьевых материалов e.v.
  • Кларк, Роберт; Мерлин, Марк (1 сентября 2013 г.), Каннабис: эволюция и этноботаника, Калифорнийский университет Press, ISBN  978-0-520-95457-1, OCLC  92796711
  • Nova-Institut (ред.) (2003), Das kleine Hanf-Lexikon [Малый лексикон конопли] (2-е изд.), Göttingen: Verlag Die Werkstatt, p. 79, ISBN  3-89533-271-2CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  • Юрген Карманн (2015), Hanfpapier [Конопляная бумага], Менхенгладбах: Tribal Paper
  • Маленький, Эрнест (ноябрь 2016 г.), "Дочеловек и ранняя история Каннабис сатива", Каннабис: полное руководство, CRC Press, ISBN  978-1498761635, OCLC  97140005