Конопляная бумага

Конопляная бумага — разновидность бумаги, состоящая исключительно или в значительной степени из целлюлозы , полученной из волокон технической конопли . Продукция в основном представляет собой специальную бумагу, такую ​​как сигаретная бумага , банкноты и техническая фильтровальная бумага . По сравнению с древесной массой, конопляная целлюлоза имеет волокно в четыре-пять раз длиннее, значительно меньшую долю лигнина , а также более высокую устойчивость к разрыву и прочность на разрыв . Поскольку процессы бумажной промышленности оптимизированы для использования древесины в качестве сырья, производственные затраты в настоящее время намного выше, чем затраты на производство бумаги из древесины .

История

Оберточная бумага с конопляным волокном, найденная в Ханьской гробнице У Ди (140-87 гг. до н. э.) в Бацяо , Сиань.

Первая обнаруженная грубая бумага , изготовленная из конопли, относится к ранней династии Западная Хань , за 200 лет до номинального изобретения изготовления бумаги Цай Лунем , который улучшил и стандартизировал производство бумаги с использованием ряда недорогих материалов, включая конопляные концы, около 2000 лет. назад. Переработанная конопляная одежда, тряпки и рыболовные сети использовались в качестве сырья для производства бумаги. К шестому веку нашей эры процесс изготовления бумаги распространился на Корею , где каннабис использовался ранее на протяжении тысячелетий, и Японию , где каннабис использовался на протяжении 10 000 лет.

Раннее западное использование

Конопляная бумага попала в Европу только в 13 веке через Ближний Восток. В Германии его впервые использовали в 14 веке. Лишь в 19 веке были созданы методы производства бумаги из древесной массы, которые не обязательно были дешевле, чем производство конопляной бумаги, но не требовали дополнительного производства, поскольку древесина уже была готова к заготовке, прежде всего, подавленной. в области писчей и полиграфической бумаги.

Бумажная фабрика Гознака в Санкт -Петербурге открылась в 1818 году. В качестве основного сырья она использовала коноплю. Бумага фабрики использовалась для печати « банкнот , гербовой бумаги, кредитных векселей, почтовых марок, облигаций, акций и другой бумаги с водяными знаками ».

20 век

В 1916 году главные ученые Министерства сельского хозяйства США Листер Хокси Дьюи и Джейсон Л. Меррилл создали бумагу, изготовленную из конопляной целлюлозы, и пришли к выводу, что бумага из конопли «предпочтительна по сравнению с бумагой, используемой из древесной массы». Химический состав конопли аналогичен древесному. что делает коноплю хорошим выбором в качестве сырья для производства бумаги. В более поздней книге того же Л. Дьюи (1943) о конопле и других волокнах нет ни слова о конопле как сырье для производства бумаги. В сушеной конопле содержится около 57% целлюлозы (основной ингредиент бумаги) по сравнению с 40–50% в древесине. Преимущество конопли также состоит в более низком содержании лигнина: конопля содержит всего 5–24% лигнина. против 20-35%, обнаруженных в древесине. Этот лигнин необходимо удалять химическим путем, а древесина требует большего использования химикатов в этом процессе. Фактическое производство конопляного волокна в США продолжало снижаться до 1933 года примерно до 500 тонн в год. Между 1934 и 1935 годами выращивание конопли начало расти, но все еще на очень низком уровне и без значительного увеличения производства бумаги из конопли.

После Второй мировой войны техническую коноплю выращивали только на микроучастках. Хотя техническая конопля, выведенная в 1950-х и 1960-х годах, почти полностью лишена ТГК , в последние десятилетия ее выращивание было запрещено во многих странах. В Германии выращивание конопли было полностью запрещено в период с 1982 по 1995 год Законом о наркотиках (национальным законом о контролируемых веществах) с целью предотвращения незаконного использования каннабиса в качестве наркотика . сорта конопли, используемые для производства сигаретной бумаги Особенно во Франции все еще использовались и выращивались (см. Конопля во Франции ). По состоянию на 1994 год большая часть урожая французской конопли использовалась для изготовления рулонной бумаги, денег и высококачественной бумаги для Библии ( индийская бумага ).

Источники волокна

См. Также: Древесная масса и удаление краски.

До индустриализации производства бумаги наиболее распространенным источником волокна были переработанные волокна из использованного текстиля, называемые тряпками. Тряпки были из конопли, льна и хлопка . Процесс удаления типографской краски с переработанной бумаги был изобретен немецким юристом Юстусом Клапротом в 1774 году. Сегодня этот метод называется удалением краски . Только с появлением древесной массы в 1843 году производство бумаги не зависело от переработанных материалов, получаемых старьевщиками .

Современный

В настоящее время существует небольшая ниша рынка конопляной целлюлозы, например, сигаретной бумаги. Волокно конопли смешивается с волокном из других источников, кроме конопли. В 1994 году существенного производства бумаги из 100% натуральной конопли не производилось. Считалось, что в 1991 году мировое производство конопляной целлюлозы составляло около 120 000 тонн в год, что составляло около 0,05% годового объема производства целлюлозы в мире. Общее мировое производство конопляного волокна в 2003 году снизилось примерно до 60 000 с 80 000 тонн. Это можно сравнить с типичным целлюлозным заводом по производству древесного волокна, производительность которого никогда не превышает 250 000 тонн в год. Стоимость конопляной целлюлозы примерно в шесть раз превышает стоимость древесной целлюлозы. в основном из-за небольших размеров и устаревшего оборудования немногих заводов по переработке конопли в западном мире, а также из-за того, что коноплю собирают один раз в год (в августе). и его необходимо хранить, чтобы кормить мельницу в течение всего года. Такое хранение требует большого количества операций (в основном вручную) с громоздкими пучками стеблей. Другая проблема заключается в том, что весь завод по производству конопли не может быть экономически подготовлен к производству бумаги. В то время как деревообрабатывающая промышленность использует почти 100% волокна заготовленных деревьев, только около 25% высушенного стебля конопли — коры, называемой лыком , — содержит длинные и прочные волокна, необходимые для производства бумаги. Все это обусловливает высокую стоимость сырья. Конопляную массу отбеливают перекисью водорода , этот процесс сегодня также широко используется для древесной массы.

Доля рынка

Использование конопляного волокна для производства бумаги составляло 90% (легального) использования конопли в Европе в конце 1990-х годов, с появлением в последние годы выращивания технической конопли в других частях Европы. Увеличение других видов использования (текстиль, пластмассы, армированные натуральным 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 Испании и Великобритании .

Примерно в 2000 году объем производства льняной и конопляной целлюлозы составлял от 25 000 до 30 000 тонн в год, из которых было произведено от 37 000 до 45 000 тонн волокна. До 80% производимой целлюлозы используется для производства специальной бумаги (в том числе 95% сигаретной бумаги ). Только около 20% поступает в зону производства стандартной целлюлозы и здесь в основном представляет собой древесную целлюлозу более низкого качества (неочищенный очес с высоким содержанием залежа ). Только в случае конопляной целлюлозы доля специальной бумаги, вероятно, составляет около 99%. Рынок считается насыщенным, поэтому прогнозируется отсутствие или лишь низкий рост в этой сфере.

Затраты

Затраты на производство примерно в пять раз выше чем для бумаги из древесины , поскольку инфраструктура использования конопли развита слабо. По большей части конопляная бумага используется для специальных применений, а не для массового применения, такого как бумага для печати, письма и упаковки. Если бы бумажная промышленность перешла с древесины на коноплю для получения целлюлозных волокон, для компенсации разницы в затратах можно было бы использовать следующие преимущества:

• Конопля дает в три-четыре раза больше полезного волокна с гектара в год, чем леса, и конопля не нуждается в пестицидах или гербицидах.
• Конопля дает гораздо более быстрый урожай. Стеблям конопли требуется около 3–4 месяцев, чтобы достичь зрелости. в то время как деревьям может потребоваться от 20 до 80 лет. Конопля не только растет быстрее, но и содержит высокий уровень целлюлозы. Такая быстрая отдача означает, что бумагу можно будет производить быстрее, если вместо древесины использовать коноплю.
• Конопляная бумага не требует использования токсичного отбеливания или такого количества химикатов, как древесная масса, поскольку ее можно отбелить перекисью водорода. Это означает, что использование конопли вместо древесины для производства бумаги принесет значительную пользу для окружающей среды, поскольку прекратит образование стоков хлора или диоксина.
• Конопляную бумагу можно перерабатывать до 8 раз, тогда как бумагу, изготовленную из древесной массы, можно перерабатывать всего 3 раза.
• По сравнению с аналогом из древесной массы, бумага из конопляных волокон устойчива к разложению и не желтеет и не коричневеет с возрастом. Это также одно из самых прочных натуральных волокон в мире. – одна из причин его долговечности и долговечности.
• Несколько факторов способствуют более широкому использованию заменителей древесины для бумаги, особенно сельскохозяйственных волокон, таких как конопля. Вырубка лесов, особенно уничтожение старовозрастных лесов, а также сокращение запасов дикой древесины в мире являются сегодня серьезными экологическими проблемами. Использование конопли в качестве заменителя древесины будет способствовать сохранению биоразнообразия.

В 2019 году компания Quintessential Tips из Корнуолла, занимающаяся коноплей, стала первым производителем, продающим масло CBD с внешней упаковкой, изготовленной из 100% конопляной бумаги, тем самым способствуя переходу от стандартных упаковочных материалов к конопле.

См. также

• Банановая бумага

Ссылки

Общие и цитируемые источники

• Иван Боча; Майкл Карус; Дайке Ломейер (2000), Выращивание конопли. Ботаника, сорта, выращивание и сбор урожая, рынки и производственные линии [ Выращивание конопли: Ботаника, сорта, выращивание и сбор урожая, рынки и производственные линии ] (2-е изд.), Мюнстер: Agricultural Verlag GmbH
• Майкл Карус; и др. (2008), Исследование рынка и конкурентной ситуации натуральных волокон и материалов из натуральных волокон (Германия и ЕС) [ Исследование рынка и конкурентной ситуации натуральных волокон и материалов из натуральных волокон (Германия и ЕС) ] (PDF) , Гюльцов: Технические дискуссии Гюльцова 26, изд. Специализированное агентство по возобновляемым источникам сырья ev
• Кларк, Роберт; Мерлин, Марк (1 сентября 2013 г.), Каннабис: эволюция и этноботаника , University of California Press, ISBN  978-0-520-95457-1 , OCLC   92796711
• Брэд Алан Кляйндл (2003), Das kleine Hanf-Lexikon [ Маленький лексикон конопли ] (2-е изд.), Геттинген: Verlag Die Workshop, стр. 79, ISBN  3-89533-271-2
• (2015), бумага Конопляная Юрген Карманн , Менхенгладбах: Племенная бумага
• Смолл, Эрнест (ноябрь 2016 г.), «Дочеловеческая и ранняя история Cannabis sativa » , Cannabis: A Complete Guide , CRC Press , ISBN  978-1498761635 , OCLC   97140005