Jak powstaje papier?

Wytwarzany z miazgi drzewnej lub błonnika roślinnego, papier jest głównie używany do komunikacji pisemnej. Najwcześniejszym papierem był papirus, wykonany z trzciny przez starożytnych Egipcjan. Papier został wyprodukowany przez Chińczyków w drugim wieku, prawdopodobnie przez chińskiego urzędnika sądowego o nazwisku Cai Lun. Jego papier był zrobiony z takich rzeczy, jak kora drzew i stare sieci rybne. Uznany niemal natychmiast za cenny sekret, minęło 500 lat, zanim Japończycy zdobyli wiedzę o tej metodzie. Papiernictwo było znane w świecie muzułmańskim od końca VIII wieku naszej ery.

Wiedza o papiernictwie ostatecznie przesunęła się na zachód, a pierwsza europejska papiernia została zbudowana w Jativa, w prowincji Walencja w Hiszpanii, około 1150 roku. Pod koniec XV wieku papiernie istniały we Włoszech, Francji, Niemczech i Anglii. , a pod koniec XVI wieku papier powstawał w całej Europie.

Papier, niezależnie od tego, czy produkowany jest w nowoczesnej fabryce, czy też za pomocą najdokładniejszych, delikatnych metod ręcznych, składa się z połączonych włókien. Włókna mogą pochodzić z wielu źródeł, w tym z szmat szmat, włókien celulozowych z roślin, a w szczególności z drzew. Zastosowanie tkaniny w procesie zawsze zapewniało papier o wysokiej jakości. Obecnie duża część włókien bawełnianych i lnianych w mieszance tworzy wiele doskonałych papierów do zastosowań specjalnych, od papieru na zaproszenia ślubne do papieru specjalnego na rysunki piórem i atramentem.

Sposób wytwarzania papieru jest zasadniczo prostym jednokrotnym mieszaniem włókien roślinnych i gotowania ich w gorącej wodzie, aż włókna będą miękkie, ale nie rozpuszczone. Gorąca woda zawiera także podstawowy środek chemiczny, taki jak ług, który zmiękcza włókna podczas gotowania. Następnie przepuść przez mieszaninę materiał podobny do ekranu, pozwól, aby woda kapała i / lub wyparowała, a następnie wyciśnij lub wymieszaj dodatkową wodę. Warstwa papieru zostaje z tyłu. Niezbędne w tym procesie są włókna, które nigdy nie są całkowicie zniszczone, a po zmieszaniu i zmiękczeniu tworzą w tkance wzór z przeplotem. Nowoczesne metody produkcji papieru, choć znacznie bardziej skomplikowane niż starsze, są ulepszeniami rozwojowymi, a nie całkowicie nowymi metodami wytwarzania papieru.

Materiał do produkcji papieru

Prawdopodobnie połowa włókien użytych do produkcji papieru pochodzi dzisiaj z drewna, które zostało celowo zebrane. Pozostały materiał pochodzi z włókien drzewnych z tartaków, gazet z recyklingu , trochę materii roślinnej i tkaniny z recyklingu. Drzewa iglaste , takie jak świerk i jodła, były preferowane do produkcji papieru, ponieważ włókna celulozowe w miąższu tych gatunków są dłuższe, co powoduje, że papier jest mocniejszy. Drzewa te nazywane są "drewnem miękkim" przez przemysł papierniczy. Drzewa liściaste (liściaste, takie jak topola i wiąz) nazywane są "twardym drewnem". Ze względu na rosnące zapotrzebowanie na papier i ulepszenia w technologii przetwarzania masy celulozowej, prawie wszystkie gatunki drzew mogą być teraz zbierane na papier.

Niektóre rośliny inne niż drzewa nadają się do wytwarzania papieru. Na obszarach bez znaczących lasów bambus był używany do produkcji masy papierowej, podobnie jak słoma i trzcina cukrowa. Len, konopie i włókna jutowe są powszechnie używane do produkcji tekstyliów i sznurów , ale można je również stosować do papieru. Niektóre wysokiej jakości papierosy wykonane są z lnu.

Szmatki bawełniane i lniane stosowane są w papierach, takich jak papier toaletowy i ręczniki papierowe, oraz w przypadku banknotów i certyfikatów bezpieczeństwa. Szmaty to zazwyczaj ścinki i odpady z zakładów włókienniczych i odzieżowych. Szmaty muszą zostać wycięte i oczyszczone, ugotowane i ubite, zanim zostaną użyte w papierni.
Inne materiały stosowane w produkcji papieru obejmują wybielacze i barwniki, wypełniacze, takie jak kreda, glina lub tlenek tytanu , oraz takie, które są takie jak kalafonia, guma i skrobia.
 

Większość papieru powstaje w procesie mechanicznym lub chemicznym. 

1). Miazga drzewna czyli miąższ
Do konwersji kłód na miazgę drzewną powszechnie stosuje się kilka procesów. W procesie mechanicznym kłody są najpierw bębnowane w bębny w celu usunięcia kory. Kłody są następnie wysyłane do rozdrabniaczy, które rozbijają drewno na miąższ, naciskając go między wielkimi obrotowymi płytami. Miazga jest filtrowana w celu usunięcia ciał obcych. W procesie chemicznym ścinki drewna z kłaczków są gotowane w roztworze chemicznym. Odbywa się to w wielkich kadziach zwanych digesterami. Żetony są podawane do komory fermentacyjnej, a następnie gotowane pod wysokim ciśnieniem w roztworze wodorotlenek sodu i siarczek sodu. Wióry rozpuszczają się w miazdze w roztworze. Następnie miazga jest przesyłana przez filtry. Na tym etapie można dodać wybielacz lub wybarwienia. Miazga jest wysyłana do fabryki papieru.

2).Bicie
Miazga jest następnie poddawana procesowi dudnienia i ściśnięcia, zwanemu odpowiednio, biciem. Wewnątrz dużej wanny miazga poddawana jest efektowi ubijaków maszynowych. W tym momencie można dodawać różne materiały wypełniające, takie jak kredy, gliny lub chemikalia, takie jak tlenek tytanu. Dodatki te będą wpływać na nieprzezroczystość i inne cechy produktu końcowego. Specjalne składniki są również dodawane w tym momencie. Rozmiar wpływa na sposób, w jaki papier reaguje z różnymi tuszami. Bez jakichkolwiek rozmiarów, papier będzie zbyt chłonny dla większości zastosowań, z wyjątkiem jako papier biurkowy. Kleje takie jak skrobia powodują, że papier staje się odporny na atrament na bazie wody (atramenty w rzeczywistości znajdują się na wierzchu arkusza papieru, a nie toną). Różnych rozmiarów, na ogół kalafonii i dziąseł, jest dostępny w zależności od ostatecznego wykorzystania papieru. Papier, który otrzyma drukowany wzór, taki jak opakowanie prezentów, wymaga określonej formuły, która sprawi, że papier będzie właściwie akceptował drukowanie.

3).Miazga papiernicza
Aby ostatecznie obrócić miazgę na papier, miazga jest podawana lub pompowana do gigantycznych, zautomatyzowanych maszyn. Jeden wspólny typ nazywa się maszyną Fourdrinier, która została wynaleziona w Anglii w 1807 roku. Pulp jest podawany do maszyny Fourdrinier na ruchomym pasku z drobnym przesiewaniem siatki. Miazgę przeciska się przez szereg rolek, podczas gdy urządzenia ssące pod paskiem odprowadzają wodę. Jeśli papier ma otrzymać znak wodny, urządzenie zwane dandysem przesuwa się po arkuszu miazgi i wpycha do niego projekt.Następnie papier przesuwa się na sekcję prasującą maszyny, gdzie jest wciśnięty pomiędzy rolki z filcu z wełny. Następnie papier przechodzi przez serię ogrzewanych parą cylindrów, aby usunąć pozostałą wodę. Duża maszyna może mieć od 40 do 70 cylindrów suszących.

4).Etap wykończeniowy
Wreszcie, wysuszony papier jest nawijany na duże rolki, gdzie będzie dalej przetwarzany w zależności od jego ostatecznego zastosowania. Papier jest wygładzany i dodatkowo zagęszczany, przechodząc przez metalowe rolki zwane kalendarzami. Szczególne wykończenie, miękkie lub matowe lub twarde i błyszczące, może być nadane przez kalendarze. Papier może być dalej wykończony przez przechodzenie przez kadź z materiału zaklejającego. Może również otrzymać powłokę, która jest albo szczotkowana albo walcowana. Powłoka dodaje chemikalia lub pigmenty do powierzchni papieru, uzupełniając krawędzie i wypełniacze z wcześniejszych etapów procesu. Cienka glinka jest często stosowana jako powłoka. Papier może być następnie przebiegać przez wyjątkowo gładkie rolki, po raz ostatni. Następnie papier jest przycinany do pożądanego rozmiaru.
 

Liczba drzew i innych roślin wycinanych w celu wytworzenia papieru jest ogromna. Firmy papiernicze twierdzą, że sadzą tyle drzew, ile wycinają. Ekolodzy twierdzą, że nowe drzewa wzrostu, o wiele młodsze i mniejsze niż te, które zostały usunięte, nie mogą zastąpić wartości starszych drzew. Wysiłki związane z recyklingiem zużytego papieru (zwłaszcza gazet) okazały się skuteczne przynajmniej częściowo łagodząc potrzebę niszczenia lasów, a papier z recyklingu jest obecnie ważnym składnikiem wielu rodzajów produkcji papieru.

Substancje chemiczne stosowane w produkcji papieru, w tym barwniki, tusze, wybielacze i klejenie, mogą również być szkodliwe dla środowiska, gdy zostaną uwolnione do wody i pobliskiego terenu po użyciu. Branża, czasem pod wpływem rządowych sugestii, oczyszcza duże ilości zanieczyszczeń, a wymagania federalne wymagają obecnie bezproduktywnej produkcji papieru. Koszt takich prac porządkowych jest przekazywany konsumentowi.