Papier

Produkt o nazwie masa celulozowa (pulpa) jest podstawowym materiałem, z którego wytwarza się papier. Pulpę otrzymuje się z wielu rodzajów drzewa – miękkiego i twardego – miedzy innymi ze świerku, sosny, eukaliptusa, topoli, brzozy czy kasztanu. Także włókna różnego rodzaju innych roślin mogą być również użyte do jej produkcji.
Najtańsza jest pulpa otrzymywana mechanicznie, poprzez mielenie pni w specjalnych rozdrabniarkach i mieszanie otrzymanego miału z wodą. Papier uzyskany z tego rodzaju pulpy jest stosunkowo słaby i używa się go głównie do produkcji artykułów jednorazowego użytku, na przykład gazet.
Lepsze gatunki papieru wytwarza się z pulpy uzyskanej chemicznie. Otrzymuje się ją z pociętych na drobne fragmenty pni, poprzez zanurzenie ich w roztworze chemicznym i podgrzewanie pod ciśnieniem. Papier wytwarzany z pulpy chemicznej służy do produkcji książek, broszur, kolorowych magazynów, a także wytrzymałych opakowań papierowych.
PRODUKCJA PAPIERU
W celu usunięcia wszelkich zanieczyszczeń, pulpę płucze się i filtruje. Jeżeli produktem docelowym ma być biały papier, poddaje się ją jeszcze procesowi wybielania. Nadaje się potem formę arkuszy, które następnie suszy się, nawija na bele i dostarcza do papierni. Tam maszyna o nazwie warnik rozdrabnia je i miesza z woda. Jeżeli proces ten jest ciągły, to nie wymaga on pośredniej fazy suszenia.
Na tym etapie, pulpa, zawierająca drewniane włókna i wodę nosi nazwę masy papierniczej. Można do niej dodać także papier pochodzący z makulatury, po uprzednim usunięciu z niego farby drukarskiej.
Wielkość i giętkość włókien - odpowiedzialna dla rodzaju produkowanego papieru – uzyskiwana jest w takich maszynach i gniotowniki i rozwłókniacie. Do masy dodaje się następnie inne substancje, nadające jej porządne cechy.
Papier, który będzie służył przy pomocy różnego rodzaju żywic. Ma to zapobiegać „rozlewaniu się” atramentu na stronie i w efekcie nieczytelności pisma. Papier przeznaczony do druku nie wymaga tak starannej impregnacji, co wynika z faktu, nie zawiera wody.
Barwienie papieru odbywa się przy użyciu różnych barwników lub pigmentów, takich jak sproszkowana glina, Glinka porcelanowa (kaolin) powoduje, że papier staje się biały i nie przepuszcza światła.
Najbardziej rozpowszechnioną metoda uzyskiwania papieru jest proces Fourdriniera. W procesie tym masa papiernicza trafia do wlewu, z którego dostaje się na wykonaną z drutu lub plastyku ruchomą taśmę zwaną sitem. Sito może mieć do 9 metrów szerokości i poruszać się z prędkością do 1000m/min. Od tempa, z jakim masa jest przekazywana z wylewu na sito, zależy grubość i waga produkowanego papieru.
Znak wodny
W czasie kiedy masa znajduje się w ruchomej taśmie, część zawartej w niej wody zostaje odprowadzona przez dziury sita. Włókna masy zaczynają się ponownie łączyć się i powstaje cos, co nazywa się wstęgą. Zanim wstęga opuści sito dalsza część wody zostaje „odessana” z jej spodu. Można wtedy – przy pomocy wałka z odpowiednim szablonem – wtłoczyć w strukturę włókien wstęgi znak wodny.
Wstęga jest następnie przekazywana na ruchomą filcowatą taśmę i przeprowadzona przez serie ciężkich walców, które wyciskają z niej kolejną partię wody i wzmacniają więzy między włóknami. Wstęga, która jest już na tyle mocna, zostaje przepuszczona przez system podgrzewanych para metalowych wałków. W ten sposób zostaje odparowana resztka pozostałej w niej wody. Wysuszony papier następnie poddany działaniu starannie wypolerowanych żelaznych walców, które wygładzają jego powierzchnię.
W zależności od celu przeznaczenia papieru, stosuje się wiele różnych metod wykończeniowych. Papier stosowany w wysokiej jakości czasopismach jest pokrywany cieniutka warstwa białego pigmentu.
Może to być glinka porcelanowa lub biel satynowa – mieszanka tlenku glinu i siarczanu wapnia. Kazeina (białko znajdujące się w mleku) lub polioctan winylu wiążą papier z pigmentem, który wypełniając drobne otworu, znajdujące się na powierzchni papieru, nadaje jej gładki, lśniący wygląd.
Niektóre gatunki papieru czy tektury poddaje się specjalnym procesom, by stały się wodoodporne. Zanurza się je w roztopionym wosku parafinowym, następnie za pomocą wałków usuwa nadmiar i przy użyciu zimnej wody utwardza w zyskaną warstwę ochronną. Jeżeli taki papier bądź tektura ma być pokryta nadrukiem należy wykonać przedtem, ponieważ warstwa ta nie wchłania farby drukarskiej.
W wielu rozwiniętych krajach wprowadza się metody produkcji masy celulozowej, wykorzystujące lokalnie dostępnie surowce. Na przykład kraje produkujące trzcinę cukrową mogą używać wytłoczyn pochodzących z produkcji cukru i w ten sposób uniezależnić się od importu.
Na miejsce wyciętych do produkcji papieru lasów zwykle sadzi się nowe, jednak na to by wyrósł las potrzeba przynajmniej 50 lat. W ostatnich latach ludzie zaczęli zwracać więcej uwagi na konieczność ograniczenia wyrębu lasów. Z tego powodu znacznie zwiększyło się wykorzystywanie makulatury jako surowca do produkcji pulpy.
Recykling
Od nie dawna makulatura była wykorzystywana do produkcji tektury i niskiej jakości papier. W latach 60. Stało się możliwe otrzymywanie szerszej gamy jakościowej papieru, przy użyciu makulatury jako surowca wtórnego. Czynnikiem decydującym było tu rozwinięcie technologii usuwającej druk, co pozwoliło na uzyskanie z makulatury pulpy czystej i bardziej nadającej się do użytku. Papier w całości wykonany z surowców wtórnych jest stosunkowo słaby, tak wiec dodaje się do produkcji trochę świeżej pulpy, żeby nowe włókna nadały mu odpowiedniej wytrwałości.