Papier

Wstęp
Od najdawniejszych lat człowiek chciał w jakiś sposób utrwalić swoje myśli i wydarzenia. Dzięki temu najpierw powstawały proste symbole i znaki. Ale potrzebne było coś, co utrwaliłoby je na długi czas. I tak zaczął on pisać: na płaskich kamieniach, na kościach zwierząt, drewnianych, glinianych i woskowych tabliczkach, na liściach i korach drzew. Potem na papirusie, na pergaminie, aż w końcu na papierze.

Papirus
Starożytni Egipcjanie w sposób niezwykły rozwinęli pismo. Pomogła im w tym bujna roślina rosnąca w delcie Nilu. Grecy nazywali ją papyros. Dziś jest już rzadko spotykana. Egipcjanie używali ją na wiele sposobów. Jednak nas interesuje tylko jeden ze sposobów zastosowania łodygi papirusu. Kilkumetrową łodygę krojono na delikatne, cienkie paski, które podsuszano i układano rzędami obok siebie tak, aby brzegi pasków trochę na siebie nachodziły. Na to kładziono w poprzek drugi rząd pasków. Obie warstwy zwilżano, prasowano i bito drewnianymi młotami. Następnie suszono, a powierzchnię papirusu pokrywano warstwą kleju i gładzono. Gotowa karta, jeśli była dobrze spreparowana odznaczała się giętkością i sprężystością. Najlepszą odmianą papirusu był biały papirus, a im ciemniejsza była jego barwa, tym papirus był słabszej jakości. Wspólną cechą wszystkich papirusów była różnica pomiędzy obydwiema stronami karty. Strona, na której paski ułożone były poziomo to recto i na niej najchętniej pisano. Druga strona to verso. Papirus był powszechnie używany w Egipcie, Grecji, Rzymie i wielu innych krajach europejskich do VI w n.e.

Pergamin
Innym materiałem pisarskim wyrabianym powszechnie do XII w n.e. był pergamin. Na ogół pergamin wyrabiano ze skór owczych, cielęcych i kozich. Usuwano sierść, skórę skrobano, aż stawała się cienka. Następnie zanurzano ją w wodzie wapiennej, aby usunąć tłuszcz. Kolejnym etapem było suszenie i nacieranie mieloną kredą. Na końcu całą powierzchnię gładzono. Materiał ten w znakomity sposób nadawał się do pisania – posiadał gładką i dostatecznie mocną powierzchnię jednakową z obu stron. Był trwalszy od papirusa.

Papier
W czasie, gdy dokumenty papirusowe i pergaminowe gromadziły się w bibliotekach rzymskich w dalekich Chinach wynaleziono papier. Dokonał tego Chińczyk Tsai-Loun z liści morwy i kory bambusowej. Ale musiało minąć ok. 700 lat, aby wynalazek ten dotarł do Europy. Tajemnicę wyrobu papieru przejęli Arabowie od chińskich jeńców. W połowie XII wieku sposób produkcji papieru przeniknął do Hiszpanii i zarazem do Europy. Kiedy w 1857 roku na skutek chemicznej obróbki drewna pozyskano masę celulozową, upowszechniono w ten sposób produkcję papieru i obniżono koszty jego wytworzenia.


Współczesny papier
Dzisiejsza produkcja papieru jest całkowicie zmechanizowana. O jakości wyrobu decydują w zasadniczy sposób surowce pobrane do jego wytworzenia.

Obecnie papier klasyfikuje się na dwie zwyczajowe grupy towarowe:
1) wytwory papiernicze
2) przetwory papiernicze




Wytwory papiernicze
Mówiąc o wytworach papierniczych przytaczamy tu jednocześnie samą definicję papieru.
Papierem, który jest wytworem papierniczym nazywamy spilśniony produkt ukształtowany w postaci arkuszy lub wstęg, powstający z włókien roślinnych zawieszonych w wodzie, osiadłych na sicie i wysuszonych, z ewentualnym dodatkiem wypełniaczy, środków zaklejających i barwników.
[wypełniacze – białe pigmenty, którymi pokrywa się włókna]

Inna, krótsza definicja papieru – jest to wytwór papierniczy w postaci arkuszy lub wstęgi o gramaturze do 250 g/m2.
[gramatura – masa jednostkowa, tzn. masa wyrobu w gramach przypadająca na m2]

Przetwory papiernicze
Przetwory papiernicze – to produkty otrzymywane przez poddanie wyrobów papierniczych obróbce chemicznej i fizykochemicznej (np. powlekanie) lub mechanicznej (np. wykrawanie) lub poddanie obu tym procesom jednocześnie.


Surowce
Podstawowym surowcem do produkcji papieru jest drewno.
Wykorzystuje się takie drzewa jak: sosna, jodła, topola, świerk, osika i brzoza.

Z drewna w wyniku obróbki chemicznej otrzymuje się masę celulozową. Masę celulozową natomiast otrzymuje się w wyniku rozpuszczenia ligniny, która wiąże poszczególne włókna w roślinie. Usunięcie ligniny sprawia, że struktura drewna zmienia się na masę pojedynczych włókien, w których dominującym składnikiem jest celuloza. Wytwory papiernicze uzyskiwane z mas celulozowych to tzw. Wytwory bezdrzewne.

Czyli w efekcie obróbki chemicznej z drewna otrzymuje się masę celulozową, a w efekcie obróbki mechanicznej – ścier drzewny. Z tych dwóch surowców uzyskuje się większość papieru na świecie.

Ścier drzewny uzyskuje się na skutek mechanicznego ścierania drewna. Wyróżniamy tu ścier biały (głównie z drewna świerkowego), ścier chemiczny (jeżeli drewno poddano wcześniej impregnacji) i ścier brązowy ( najpierw zastosowano tu parowanie drewna pod ciśnieniem – najczęściej sosnowego)

Surowce pomocnicze
1) wypełniacze – białe pigmenty nakładane na włókna; wyrób dzięki temu jest bielszy i nieprzezroczysty
2) środki zaklejające – kleje żywiczne, kleje zwierzęce
3) środki koagulujące
4) barwniki
5) pigmenty
6) środki wodoutrwalające
7) woda – służy do przyrządzenia masy papierniczej, do mycia i płukania; najlepiej, jeżeli woda jest czysta i miękka.






Proces produkcji

1) Przygotowanie masy papierniczej
q Mielenie masy papierniczej – mielące noże gładzą, rozgniatają i tną masę; etap ten wpływa na prawie wszystkie późniejsze właściwości papieru
q Zaklejanie papieru – dzięki temu procesowi papierowi nadaje się odpowiedni stopień zaklejanie tzn. odporność na przenikanie i rozlewanie różnych cieczy; odbywa się to w wyniku dodania do masy papierniczej kleju lub kleju na powierzchnię papieru.
q Wypełnianie papieru – tutaj używa się wypełniaczy; do masy papierniczej oraz na włóknach dodaje się białe pigmenty; dzięki temu papierowi nadaje się wyższą białość, nieprzezroczystość, miękkość i gładkość powierzchni; powoduje to jednak obniżenie wytrzymałości papieru i stopnia zaklejania
q Barwienie – przy pomocy jednej lub kombinacji kilku substancji barwiących można papierowi nadać odpowiednią barwę; stosuje się tutaj barwniki i pigmenty barwiące
q Rozcieńczanie
q Oczyszczanie

2) Spilśnianie papieru
Masę papierniczą przekłada się na specjalne sita i następuje proces odwadniania; polega on na tym, że przez oczka sita sita spływa woda z masy papierniczej
Po tym procesie specjalny walec (egutera) wywiera nacisk na spilśniającą się masę i odpowiednio rozkłada włókna masy; podczas tego procesu może się odbywać wygniatanie znaków wodnych
[znak wodny (filigran) – godło, rysunek, napis, znak, znak firmowy widoczny przy oglądaniu arkuszu papieru pod światło; stosowany przy wyrobie papierów wartościowych lub wysokojakościowych]
Wyciśnięcie wody – taśma, na której znajdują się rozłożone włókna papieru trafia pomiędzy walec wyżymaka, gdzie wyciska się wodę ze wstęgi papieru

3) Formowanie wstęgi papieru
v Wstęga papieru trafia jeszcze do pras, gdzie traci dalszą część wody
v Zostaje ona następnie sprasowana i przeniesiona na cylindry suszące, gdzie podgrzewa się ją do temperatury 1200C – tutaj topi się żywica i odparowuje reszta wody); dzięki temu wstęga formuje się równomiernie
v Ostatni etap to chłodzenie i zwinięcie wstęgi


Urządzenia i maszyny

Gilotyna – przecina papier na mniejsze formaty
Kalander – nadaje gładkość, połysk i jednolitą grubość papieru
Maszyna papiernicza (egutera) – wytwarza z masy papierniczej wstęgę papieru
Przekrawacz papieru – tnie wstęgi papieru na odpowiednie formaty
Przewijarko-krajarka – nawija wstęgę papieru na zwoje




Właściwości papieru

Białość Zależna jest od surowców użytych do produkcji papieru, od rozjaśniaczy (środki optycznie bielące) i od stopnia czystości
Chłonność oleju Jest to zdolność przyjmowania farby. Może decydować o dopuszczalnej prędkości maszyny drukującej
Drukowność wyrobów Jest to jedynie umowna cecha papieru, która określa przydatność papieru do drukowania. Jednak nie można jednoznacznie stwierdzić czy dany papier odpowiednio zachowa się w procesie drukowania
Gęstość pozorna Jest to stosunek gramatury do grubości wyrobu papierniczego. Przedział od 0,3 do 1,2 g/cm3
Gładkość Cecha, która ma ogromne znaczenie dla papierów przeznaczonych do pisania oraz dla papierów drukowych. Charakteryzuje ona porowatość papieru
Grubość Dla bibułek 1m = 0,001 mm Dla tektur 0,025 mm
Jednorodność Charakteryzuje stopień jednolitości wyrobu, Ważny jest dla użytkownika, przetwórcy i drukarza.
Nieprzezroczystość Jest to opór przenikania światła. Malaje on wraz ze wzrostem gęstości i gładkości papieru, a zwiększa się ze wzrostem jego grubości. Ważna cecha dla papierów drukowych, które muszą mieć odpowiednią nieprzezroczystość, aby nie przebijały druku na drugą stronę.
Odporność Tutaj określamy odporność na łamanie, zginanie (musi być dobra dla banknotów) oraz odporność na starzenieOdporność na starzenie – każdy papier pod wpływem czasu staje się mniej wytrzymały, żółknie, a w drastycznych przypadkach kruszy się i rozpada. Wysokiej odporności wymagają papiery dokumentowe, niektóre papiery drukowe i do pisma
Połysk Najmniejszy połysk mają papiery matowe, a największy papiery satynowe (tzw. ilustracyjne)
Samozerwalność Czyli wytrzymałość na zerwanie. To cecha, która ma szczególne znaczenie dla oceny przydatności papieru. M.in. samozerwalność mierzy się dla papieru gazetowego i papierów drukowych przeznaczonych do drukowania na szybkobieżnych maszynach.
Wilgotność Czyli zawartość wody w papierze. Wilgotność wyrobu wpływa na jego właściwości wytrzymałościowe, sztywność, giętkość i elastyczność. Wyrób papierniczy powinien być przechowywany w przewiewnych magazynach o wilgotności względnej nie przekraczającej 65% i w temp. 200C











Klasy papieru
Klasa wytworu papierniczego jest określona za pomocą składu procentowego surowców włóknistych, które były użyte do produkcji wytworu. Czyli najpierw według zawartości włókien szmacianych, potem według zawartości włókien celulozy drzewnej i kolejno według zawartości ścieru drzewnego i włókien makulatury mieszanej.
Jeżeli najwięcej zostało użytych włókien szmacianych to wytwór papierniczy stanowi I klasę. Natomiast, gdy do produkcji zastosowano włókna makulatury mieszanej to wytwór papierniczy stanowi ostatnią 10 klasę.

Papier klasy I i II – charakteryzuje się najwyższą trwałością i mocą. Służy do produkcji banknotów i i jest wykorzystywany przy sporządzaniu ważnych dokumentów.

Papier klasy III - określa się jako bezdrzewny (100% celulozy) i zalicza się do papieru specjalnego. Przeznaczany jest do wieloletniego przechowywania lub ciągłego posługiwania się nim (np. na zeszyty szkolne).

Papier klasy IV – ma trwałość i wytrzymałość zbliżoną do papieru III klasy. Przeznaczany jest na druki specjalne.

Papier V i VI klasy – jest on dostatecznie dobry, charakteryzujący się dużą wytrzymałością i wieloletnią trwałością (np. do druku wielu książek)

Papier klasy VIII – jest przeznaczany wyłącznie do druku gazet



WADY WYTWORÓW PAPIERNICZYCH

Wady te mogą całkowicie zdyskwalifikować produkt. Papier, w którym zauważy się takie wady jest bezpośrednio na miejscu produkcji zawracany z powrotem.

· Cętkowatość – spowodowana jest obecnością drzazg, węgla, gumy, żywicy, rdzy

· Drobne dziurki – pogarszające wygląd papieru; powstają gdy podczas suszenia wstęgi papieru wykruszają się z niego.

· Papier może się naelektryzować, co spowoduje, że do jego powierzchni przyczepią się różne drobne zanieczyszczenia

· Przegniecenie – spowodowane jest nadmiernym sprasowaniem papieru; w efekcie tego papier jest w niektórych miejscach bardziej przezroczysty.

· Skłonność do pylenia – to kolejne wada papieru, która uwidacznia się w momencie tarcia, zginania lub wstrząsania papierem; w skutek tego następuje gorsza jakość wydruków na takim papierze.

Inne wady to:

· Zmarszczki i fałdy
· Zła dwustronność papieru
· Obecność pyłu i ścinków na papierze
· Sfalowane brzegi
· Nie płaskie leżenie




FORMATY PAPIERU

Format arkusza papieru określa się w milimetrach. Rozróżnia się 3 szeregi formatów: A, B,C.

Formaty zasadnicze to te z szeregu A (od A0 do A10)

Formaty pomocnicze są z szeregu B i C (od B0 do B10 i od C0 do C10)

Zasady obliczania formatów są następujące: krótszy bok arkusza papieru ma się do dłuższego jak 1:2 [1,414] tj. jak bok kwadratu do jego przekątnej.

Przykład: strona 254
Tutaj przy podziale na mniejsze arkusze np. z arkusza A2 na A3 krotszy bok staje się automatycznie dłuższym w arkuszu A3 a dłuższy z arkusza A2 staje się krótszym w arkuszu A3 itd.



STRONA FILCOWA a STRONA SITOWA

Strona sitowa różni się zawsze od filcowej tym, że jest bardziej szorstka i porowata, mniej biała i słabiej zaklejona, wskutek mniejszej zawartości wypełniacza i kleju.


PRZETWORY PAPIERNICZE

Powstają one w wyniku przetworzenia wytworów papierniczych na wyroby o konkretnym zastosowaniu.

Można je podzielić na:
1) ARTYKUŁY PAPIERNICZE SZKOLNE
a) zeszyty szkolne A5
b) bruliony A4 i A5 do 192 kartek
c) zeszyty specjalne (do nut, do rysowania, do wycinanek, milimetrowe, do stenografii )
d) teczki rysunkowe – w oprawie twardej lub półtwardej
e) szkicowniki
f) bloki rysunkowe, techniczne, malarskie
g) bibuła do zeszytów
h) nalepki na zeszyty
i) okładki papierowe
j) kalka logarytmiczna

2) ARTYKUŁY PAPIERNICZE biurowe
a) bloki biurowe
b) kopiały ołówkowe (do odręcznego sporządzania notatek wraz z kopią)
c) kołoteczki i kołobruliony
d) książki do księgowania
e) książki kancelaryjne (ze skorowidzem lub bez)
f) notatniki
g) segregatory teczki i okładki do akt
h) futerały i nalepki do segregatorów
i) kalki (maszynowe, ołówkowe, hektograficzne – do matryc papierowych)
j) taśmy do maszyn liczących (np. do kas fiskalnych)
k) podkłady na biurka

3) Papiery i tektury uszlachetnione
a) papiery kolorowe (np. bibułka)
b) papiery powlekane (klejem, żywicą, woskami, samoprzylepne)
c) papiery nasycone i sklejane (laminowany folią z tworzyw sztucznych, metalizowany, asfaltowany)
d) papiery i tektury wytłaczane i falowane
e) fibra (otrzymywany przez sprasowanie i wysuszenie papieru nasyconego chlorkiem cynku; do wyrobu uszczelek, walizek)
f) tektura sklejona na pudełka
4) Opakowania z tektury, papieru i ścieru
a) kartonaże (z tektury falistej, litej lub krytej)
b) worki papierowe
c) torby i torebki papierowe (różnego kształtu)
d) pozostałe np. kubki parafinowane, tacki tekturowe, wytłaczanki do jaj

5) Przetwory papiernicze do celów przemysłowych
a) cewki
b) tuleje (element w postaci krótkiego odcinka rury, zwykle walcowej, czasem z kołnierzem, stopniowaniem, żebrami wzmacniającymi, dnem)
c) ramki do nawijania tkanin
d) osłonki do lamp
e) pochewka do baterii
f) uszczelka techniczna z papieru i tektury
g) membrany głośnikowe
h) wkładki pyłochłonne

6) Galanteria papiernicza i inne przetwory papiernicze
a) artykuły do korespondencji (koperty, bloki listowe, papier listowy, papeterie, bilety wizytowe)
b) artykuły higieniczne - papier toaletowy, wata celulozowa – lignina [stosowana jako materiał opatrunkowy ze względu na znaczną zdolność wchłaniania wody] , papier śniadaniowy, pieluchy, chusteczki, ręczniki, serwetki, podpaski, podstawki do piwa, obrusy papierowe.
c) galanteria papiernicza – klasery, notesy, karty do gry, serpentyny i konfetti
d) przetwory o charakterze pamiętnikarskim – albumy, pamiętniki, dyplomy, laurki
e) pozostałe – tapety, lepy na muchy