Туалетная бумага: от истории к устойчивому производству

Общие сведения

Туалетная бумага стала неотъемлевой частью современной гигиены. Только в США среднее домохозяйство использует более 100 рулонов в год — примерно 21 000 листов. Помимо основного назначения, её часто используют для ухода за носом, уборки разливов, удаления макияжа и мелких уборочных работ. В среднем один рулон хватает примерно на пять дней.

Туалетная бумага, вместе с бумажными полотенцами, салфетками и носовыми платками, относится к санитарной бумаге. Эти изделия делают из смеси отбеленной сульфатной целлюлозы с минимальным растиранием, получая мягкий, пушистый и высоко абсорбирующий материал. Отличительный процесс крепинга — сушка бумаги на цилиндре и соскребание металлическим лезвием — придает легкую морщинистость, повышающую мягкость, но также делает волокна более легко разлагающимися в воде.

Продукция выпускается в однослойном и двухслойном вариантах. Двухслойная ткань дает большую толщину и абсорбцию. Различия в цвете, аромате и тиснении распространены, хотя парфюмирование может вызывать аллергию. Главное различие — источник сырья: первичная целлюлоза из свежесрубленной древесины против переработанной. Большинство туалетной бумаги, независимо от происхождения, наматывают на переработанные картонные втулки.

История

До распространения бумаги народы использовали разные материалы для личной гигиены. Римляне применяли L-образные деревянные или металлические палочки, в общественных местах — губки на палочках в соленой воде. В засушливых регионах использовали песок, кирпичную крошку или землю. До конца 19 века многие мусульмане опирались на три камня, иногда раковину моллюска. В начале 20 века в быту иногда применяли кукурузные початки.

Переход к бумаге начался в 15 веке с ростом её производства. Люди перерабатывали старые письма, книги, газеты, бумажные пакеты, резали на полоски и нанизывали на шнур в сортирах. Первая настоящая туалетная бумага появилась около 1880 года от британской Perforated Paper Company. Это был грубый квадрат, продаваемый в коробках, еще не перфорированный. В США компания Scott Paper запустила бренд Waldorf в рулонах к 1890 году. Ранние рулоны не были перфорированы, в диспенсерах были зубчатые резаки. Продукт долго оставался табуированным: покупатели просили «два» не называя название. Коричневые обертки помогали сохранить приватность.

С момента появления туалетная бумага эволюционировала в основном через перфорацию, ароматизацию, тиснение и цветовые вариации. Производители теперь делают рулоны с большим количеством листов, сокращая частоту замены.

Сырье

Туалетная бумага обычно смешивает волокна хвойных и лиственных пород — примерно 70% лиственных (гриб, клен, дуб) для мягкости и 30% хвойных (южный сосна, псевдотуга) для прочности. Целлюлозу смешивают с водой, целлюлозообразующими химикатами и отбеливателями. Производители из переработанной бумаги используют кислород, озон, гидроксид натрия или перекись для отбеливания, а целлюлозные комбинаты на первичном сырье часто применяют хлорорганические отбеливатели вроде диоксида хлора. Последние вызывают экологические опасения из-за побочных диоксинов.

Производственный процесс

1. Бревна поступают на фабрику, где их очищают от коры с максимальным сохранением древесины.
2. Очорствленные бревна щепают на единоразмерные куски (~2,5 см × 0,6 см) для облегчения целлюлозообразования.
3. Щепа (~50 тонн) смешивают с 38 000 литрами варовых химикатов и варят в 18-метровой дигестере до трех часов, снижая влажность и получая суспензию целлюлозных волокон и лигнина.
4. После варки смесь промывают для удаления лигнина и варовых остатков, получая ~15 тонн пригодной целлюлозы.
5. Отбеливание удаляет остаточный лигнин, осветляя волокна.
6. Целлюлозу разбавляют до бумажной массы (~99,5% воды, 0,5% волокна) и прессуют через сетки, формируя широкое полотно.
7. Полотно переносят на Янки-сушильный цилиндр — огромный нагретый барабан — который прессует и сушит бумагу до ~5% влажности.
8. Крепинг: металлическое лезвие соскребает бумагу с сушилки, придавая мягкость и легкую морщинистость. Этот этап также снижает прочность, гарантируя распад при смачивании.
9. Крепированную бумагу наматывают на крупные рулоны (до 5 тонн) и режут на рулоны.
10. На завершающем этапе конвертирующие машины разматывают, продольно режут и навивают бумагу на тонкие картонные втулки, формируя готовые рулоны туалетной бумаги.

Туалетная бумага из переработанного сырья

Переработанная ткань делают из цветного и белого макулатуры, удаляя скобы и булавки. Материал разваряют в большом чане с горячей водой и детергентами, затем просеивают и промывают для удаления покрытий и чернил. Полученную целлюлозу отбеливают кислородсодержащими агентами (перекись), санитизируют и пропускают через этапы 7–10 процесса первичной бумаги, получая более экономный, но слегка менее белый продукт.

Контроль качества

Производители содержат собственные лесные участки для гарантии стабильного качества волокон. Целулозообразующие химикаты и температурные режимы строго мониторятся приборами и протоколами. Готовая бумага тестируется на растяжение, непрозрачность, влажность, гладкость и цвет для соответствия жестким стандартам.

Побочные продукты и отходы

Главный побочный продукт бумагоделания — кора, её сжигают для энергоснабжения завода. Черная питьва — жидкий остаток после варки — испаряют до густого горючего ликвида, также используемого для питания производства. Этот процесс дает таловое масло — ценный компонент бытовых изделий. Около 95% варовых химикатов регенеративятся и возвращаются в цикл.

Несмотря на эффективность, производство первичной бумаги критикуют за вырубку лесов и хлорное отбеливание. Хотя леса ведеут как возобновляемые, опасения по поводу вырубки и выбросов диоксинов сохраняются. Многие выступают за полный переход на переработанные продукты. В ответ ряд производителей внедрил безхлорное отбеливание — кислород, перекись, гидроксид натрия — для снижения образования диоксинов. Улучшенные стадии варки и промывки также снижают потребность в отбелителе, улучшая экологические показатели.