Papier maszynowy: Różnice pomiędzy wersjami

Aktualna wersja na dzień 22:32, 19 mar 2022

Papier maszynowy

(ang. machine-made/machine made paper; niem. Maschinenpapier)

Papier produkowany na maszynach papierniczych płasko- i okrągłositowych. Lepsze gatunki otrzymywane są najczęściej z celulozy pozyskiwanej z drewna, gorsze – oprócz celulozy zawierają także ligninę (tzw. papiery drzewne). Cechuje się wyraźnym kierunkiem, związanym z układaniem się włókien celulozy na poruszającym się sicie maszyny papierniczej. Bardzo często zaklejany jest w masie oraz zawiera wypełniacze (białe pigmenty stosowane powszechnie od XIX wieku). Papiery produkowane są w dużej gamie gatunków, gramatur, odcieni, gładkości, itp., są zróżnicowane pod względem wytrzymałości i trwałości.

Proces technologiczny

Wodna zawiesina odpowiednio dobranych i zmielonych półproduktów włóknistych wraz z dodatkami masowymi, stanowi masę papierniczą, z której na maszynie papierniczej formuje się, odwadnia i suszy wstęgę papieru. Następnie, zależnie od wymaganych cech produkowanego papieru, poddaje się ją wykańczaniu, tj. klimatyzacji, przewijaniu, satynowaniu na kalandrze, a następnie krajaniu wzdłuż na zwoje, przekrawaniu na arkusze, sortowaniu, liczeniu, pakowaniu.

Nowoczesne maszyny papiernicze o szerokości roboczej do 10 m, prędkości 1250 m/min. i zdolności produkcyjnej 1000t/24h, należą do największych urządzeń przemysłowych - ważą do 2000 ton. Najbardziej rozpowszechniony rodzaj maszyny papierniczej to maszyna płaskositowa, która składa się z:

• zbiornika z mieszalnikiem
• wlewu, w którym znajduje się rozcieńczona masa papiernicza,
• części sitowej - uformowanie wstęgi papieru, odwodnienie jej do 18 - 22 % bezwzględnej suchości, w części końcowej umieszczony jest eguter wyrównujący powierzchnię wstęgi i wykonujący znak wodny,
• części prasowej - odwodnienie wstęgi do 35 - 45% bezwzględnej suchości, zagęszczenie jej struktury, poprawa gładkości,
• części suszącej - odwodnienie wstęgi do 92 - 95% bezwzględnej suchości.

Półprodukty i dodatki masowe

Półprodukty włókniste otrzymuje się na drodze chemicznej, chemiczno-mechanicznej lub mechanicznej z drewna drzew iglastych (gł. świerk, jodła, sosna), liściastych (buk, topola, osika, brzoza), a także roślin jednorocznych (np. słoma, trzcina), mogą one być bielone lub niebielone. Do pozyskania celulozy wykorzystuje się także surowce wtórne, które stanowią zużyte produkty przemysłu papierniczego i włókienniczego (makulatura, odpady włókiennicze). Do produkcji papierów o specjalnych właściwościach wykorzystuje się także półprodukty zwierzęce (np. wełna), mineralne (np. szkło), syntetyczne. Ponadto papier maszynowy zawiera dużą ilość dodatków masowych niezbędnych do wypełnienia, zaklejenia, barwienia papieru, a także nadania mu białości, wodotrwałości i innych specyficznych właściwości i cech (np. sztywność, dźwięczność, miękkość).

Historia

Maszyna papiernicza wynaleziona została w 1799 r. przez Nicolasa Louisa Roberta zatrudnionego jako księgowy w słynnej papierni w Essonnes pod Paryżem (produkowano tam papiery z ciemnym znakiem wodnym do drukowania asygnat, →papiery ręcznie czerpane welinowe). Maszyna Roberta składała się z dwóch wałów obracających się w tym samym kierunku, na których biegło płaskie sito bez końca, szer. 64 cm. Mechanizm zamocowany nad owalną kadzią, był napędzany w ruch korbą z prędkością 5 m/min., cylinder wyposażony w łopatki nabierał zawiesinę z kadzi i narzucał ją na sito. Mokra wstęga papieru była nawijana na wał i co jakiś czas odbierana. Wydajność maszyny odpowiadała czerpaniu ręcznemu z czterech kadzi. Maszyna Roberta była pierwszym w historii techniki przemysłowym urządzeniem o działaniu ciągłym. Model Roberta uruchomiono w Anglii w 1803 r. ale nie otrzymano papieru jakości odpowiedniej do sprzedaży. Dopiero w wyniku usprawnień Bryana Donkina ruszyła maszyna płaskositowa produkująca papier w jakości i rozmiarze akceptowalnym do sprzedaży. Niebawem Joseph Bramah przedstawił zamysł maszyny z sitem cylindrycznym, która została jednak skonstruowana dopiero w 1817 r. John Dickinson skonstruował maszynę z dwoma sitami cylindrycznymi do wyrobu tektury z dwóch warstw, które były łączone w prasie mokrej. Udoskonalone maszyny Dickinsona umożliwiły rozwój maszynowej produkcji tektury. We Francji już w 1790 r., czyli jeszcze przed wynalazkiem Roberta, Ferdinand Leistenschneider podjął próby zbudowania maszyny z sitem cylindrycznym. Z braku funduszy maszyna ruszyła dopiero w 1811 r. ale papier produkowany był wyłącznie w postaci arkuszy. Leistenschneider jako pierwszy wyprodukował papier maszynowy z filigranem. W maszynach papierniczych już na początku XIX w. zastosowano sita tkane, papier produkowany maszynowo był papierem welinowym.

Początkowo do maszynowej produkcji papieru używano ten sam surowiec, który był wykorzystywany w czerpaniu ręcznym - masy szmaciane. Z uwagi na niedostatek surowca poszukiwano innych rozwiązań. Friedrich Gottlob Keller w 1844 r. zastosował dodatek ścieru drzewnego białego. Na początku lat 50. XX w. Ch. Watt i H. Burgess opracowali proces chemicznej przeróbki drewna na masy celulozowe sodowe. Kolejnych osiągnięć dokonali B. Ch. Tilghman (masa siarczynowa) oraz C. F. Dahl (masa siarczanowa). W procesach otrzymywania mas celulozowych zrębki drzewne gotowano z chemikaliami w wielkich warnikach pod ciśnieniem i przy znacznej temperaturze. W 1867 r. Heinrich Voelter i Johann Matthäus Voith przedstawili na wystawie w Paryżu urządzenie do masowej produkcji ścieru drzewnego. Od lat 80/90. XIX w. upowszechniła się maszynowa produkcja papieru z celulozy i ścieru drzewnego.

Ozdobne papiery maszynowe

Obok papierów zwykłych (drukowych, piśmiennych, pakowych) produkowane są papiery ozdobne. Wśród nich wyróżnić można:

• papiery barwne, powstające poprzez:
  • zabarwienie masy papierowej, z której czerpana jest wstęga papieru; papier taki jest jednolicie barwny w całej swej miąższości;
  • zabarwienie zanurzeniowe wstęgi papierowej w roztworze barwiącym;
  • zabarwienie powierzchniowe wykonane przy użyciu maszyny farbującej;
• papiery z dodatkiem do masy papierowej nietypowych włókien lub drobin substancji nierozpuszczalnych (strzyży tekstylnej włókien jedwabnych, wełnianych i syntetycznych, włókien skórzanych, wysłodków po produkcji piwa, pozostałości po produkcji whisky, palonych rozdrobnionych ptasich piór, gęsiego puchu, części suchych roślin, torfu, drobin metalicznych) (→papier z rzucikiem);
• papiery cechujące się przejrzystością, wykonane w drodze intensywnego mielenia masy celulozowej (powyżej progu pergaminowania) lub obróbki środkami chemicznymi (stężonym kwasem siarkowym);
• papiery ze znakiem wodnym wytwarzane na sicie lub wykonanym przy użyciu egutera;
• papiery z naturalną fakturą powstałą przez odcisk w mokrej taśmie papierowej filcu lub wału o wyfrezowanym wzorze;
• papiery z trójwymiarowym deseniem, wytłaczane na kalandrach lub powlekane fakturową folią;
• papiery o wysokim połysku, o wysokim fotograficznym połysku np. Chromolux (ang. cast-coated paper);
• papiery metalizowane.

Papiery ozdobne są, obok papierów dekorowanych, wykorzystywane na wyklejki oraz obleczenia okładek.

Zobacz też

Indeks alfabetyczny
Papier
Papier ręcznie czerpany
Papier welinowy
Filigran
Znak wodny

Grafika

• 

  il. 1. Angielska maszyna płaskositowa z l. 1835 - 40, z częścią prasową i trzema cylindrami suszącymi. (Hunter D., papermaking. The History and Technique of an Ancient Craft, New York 1978. [za:] Jakucewicz S., Wstęp do papiernictwa, Warszawa 2014, s. 23)

Przypisy

1. Encyklopedia wiedzy o książce [red. Birkenmajer A., Kocowski B., Trzynadlowski J.], Wrocław, Warszawa, Kraków, 1971, szp. 1783-1787, 1789-1807.
2. Jakucewicz S., Wstęp do papiernictwa, Warszawa 2014, s. 9-30.
3. Jakucewicz S., Papiery ozdobne : (text & cover), Warszawa 2006, s. 14-49.
4. Współczesne polskie introligatorstwo i papiernictwo. Mały słownik encyklopedyczny, Ossolineum 1986, s. 234-255.

Autor: M.P.B., E.P.