Historia papieru

Historia papieru

Tomasz Krawczak

Papier powstał przez... przypadek? Chiński wynalazek sprzed 5 tys. lat zrobił oszałamiającą karierę i mimo gigantycznego postępu technologicznego w poligrafii do dziś nie doczekał się groźnego konkurenta. Oto jego historia...

Na papirusie pisano specjalnym atramentem i piórem zwanym cala-mus

0x08 graphic

Zanim powstał papier

Poszukiwanie materiału, który nadawałby się do magazynowania i przekazywania informacji, było długie i żmudne. W wielu starożytnych kulturach wykorzystywano do tego celu kamienie, drewno, tabliczki z wosku i gliny, nawet metal.

Od III tysiąclecia p.n.e. karierę w Egipcie zaczął robić papirus, wyrabiany z włókien zbieranej w delcie Nilu cibory papirusowej. Łodygę rośliny krojono w cienkie i długie paski, układano gęsto w poprzeczne warstwy, ubijano i ściskano - tak powstawał spójny arkusz. Ludy starożytnej Azji i północnej Afryki już w III tysiącleciu p.n.e. używały do pisania pergaminu, czyli wyprawionych skór zwierzęcych - materiału trwalszego i elastyczniejsze-

go od papirusu. Cieszył się dużą popularnością jeszcze w średniowieczu i dopiero ekspansja tańszego w produkcji papieru zakończyła jego dominację.

Jedwabny wynalazek

Pierwszy papier powstał w Chinach jako pozostałość po myciu jedwabnej waty. Niewykorzystane resztki materiału prasowano, suszono i stosowano jako materiał do pisania. Taki papier był jednak miękki i słabej jakości. Z czasem jego właściwości ulepszono, zastępując jedwab konopnymi włóknami. Najstarszy papier z konopi odnaleziono w grobowcach chińskiej dynastii Han (180-50 p.n.e.). Pierwsza pisemna wzmianka o sztuce robienia papieru, autorstwa ministra Cai (Ts'ai) Luna, opisywała go jako mieszaninę włókien łyka morwy, odpadów konopi, starych sieci rybackich i szmat. Materiały ubijano z dodatkiem wody w kamiennym moździerzu

na papkę, rozcieńczano, następnie czerpano sitem (był to zatem papier czerpany), prasowano, suszono na słońcu i w końcu wygładzano kamieniem.

Z Azji do Europy

Procedura wyboru papieru była pilnie strzeżoną chińską tajemnicą, ale nie dało sic jej utrzymywać bez końca. Najpierw w VI w. dotarła do Korei, a trzysta lat później do Japo-nii. Japoński papier, tzw. washi, powstawał z włókien miejscowych gatunków drzew i krzewów.

Gdy w połowie VIII w. n.e. Chińczycy przegrali wojnę z Arabami, musieli podzielić się wiedzą o produkcji papieru ze zwycięzcami. W krótkim czasie nowa umiejętność rozpowszechniła się w całym świecie islamskim. Popularnym surowcem do jego wyrobu stał się len i odpadki tkanin (szmaty).

Arabski produkt cieszył się dużym wzięciem, a Damaszek stał się głównym dostawcą papieru do Bizancjum i do innych części Europy (X-XI w.). Sztuka robienia papieru przeniknęła przez Kair do Maroka (ok. 1110 r.), a stamtąd Maurowie przenieśli produkcję do Hiszpanii. Były to czasy, gdy w Europie posługiwano się jeszcze drogim pergaminem jako jedynym materiałem do pisania.

Nowy wynalazek w Starym Świecie Nowe rzemiosło powoli - przez Włochy i południową Francję - rozprzestrzeniło się na całą Europę. Początkowo przyjmowano je z oporami jako materiał mniej trwały od pergaminu i pochodzący od „niewiernych" Arabów. Wynalezienie druku ruchomymi czcionkami przez Gutenberga ok. 1446 r. umożliwi-

lo jednak wydawanie książek i czasopism w większych ilościach. A papier nadawał się do druku znacznie lepiej niż drogi pergamin. Rosnąca rola papieru wymogła uprzemysłowienie jego produkcji w młynach papierniczych. Do rozdrabiania włókien zaczęto stosować młotkowe ubijarki, napędzane wielkimi kołami wodnymi. Surowcem na papier były szmaty bawełniane, lniane i konopne, dostarczane przez zbieraczy szmat. Proces przebiegał następująco: najpierw sortowano szmaty, cięto je kosami i mechanicznie rozwłókniano na papkę. Pulpę przelewano do wielkiej kadzi i rozcieńczano wodą. Czerpacz wyciągał zawiesinę z kadzi za pomocą specjalnego sita. Gęsto tkane oczka sita przepuszczały wodę, ale zatrzymywały papkę. Osuszona i rozprowadzona równomiernie na sicie, była układana w warstwy przedzielone arkuszami filcu. Powstały w ten sposób stos ściskano w prasie śrubowej, co sprzyjało lepszemu związaniu włókien. Arkusze suszono na końskim lub krowim włosiu, a na zakończenie produkcji zaklejano, czyli pociągano warstwą żelatyny, aby nadawały się do pisania.

Produkcja maszynowa

Ręczna produkcja nie mogła zaspokoić rosnącego zapotrzebowania na papier. Przełom nastąpił u schyłku XVIII w., gdy Francuz Ni-cholas-Louis Robert (1761-1828) skonstruował pierwszą maszynę papierniczą o długim sfćie. Umożliwiała ona produkcję wstęgi papieru zamiast pojedynczych arkuszy. W 1819 r. Anglik Bryan Donkin zbudował pierwszy cylinder suszący, który przyspieszył proces produkcyjny. Maszyna braci Hen-ry'ego i Sealy'ego Fourdrinierów, w której cylinder został zainstalowany, miała wszystkie zasadnicze elementy współczesnych nam maszyn papierniczych: zbiornik materiału, część sitową, prasującą, suszącą i zwijającą. Wszystkie czynności wykonywano w jednym procesie produkcyjnym. Do polowy XIX w. zmechanizowano wszystkie kroki produkcyjne od przeróbki szmat po pakowanie gotowego Papieru.

Nowe materiały

Rosnący popyt na papier znacznie wyprzedził Podaż szmat, dlatego zaczęto szukać alternatywnych materiałów do jego produkcji. *^^a przełomie 1843/44 r. saksoński tkacz Friedrich Gottlob Keller uzyskał masę papierniczą z zeszlifowanego na kamieniu szlifierskim drewna i stworzył z niej kawałek papieru. Tak wynaleziono mechaniczny przeróbki drewna na tzw. ścier drzewny. Papier z czystego ścieru był jednak łamliwy i żółkł pod wpływem światła. Przyczyną była lignina, otaczająca włókna komórkowe.

Szukano sposobu na jej oddzielenie. Udało się to w 1854 r., gdy Anglik Watt i Amerykanin Burgess odkryli proces chemicznej przeróbki drewna na masę celulozową,

W następnych latach odkryto metody uzyskiwania celulozy siarczynowej (używanej dzisiaj na papier do pisania i drukowania) oraz wytrzymałej celulozy siarczanowej (papiery mechanicznie obciążone).

Wczoraj i dziś

Ścier drzewny i celuloza - do dziś główne surowce do produkcji papieru - spowodowały rewolucję w produkcji papieru i doprowadziły do ogromnego rozkwitu przemysłu papierniczego. W II połowie XIX w. rozwinęła się przemysłowa produkcja surowców w oddzielnych celulozowniach. Do połowy ubiegłego stulecia zwiększono szerokość i szybkość maszyn papierniczych, a napęd elektryczny zastąpił parowy i wodny. Skonstruowano dalsze typy maszyn papierniczych przeznaczonych specjalnie do produkcji określonych wyrobów. W latach 60 w przemyśle celulozowo-papierniczym zaczęto stosować systemy elektronicznego sterowania procesem produkcji, dzięki czemu zapewniono wyrobom jednolitość.
I tak dotarliśmy do czasów współczesnych. Maszyny są coraz szybsze, a produkowany na nich papier coraz lepszej jakości. Materiał, któremu wieszczono problemy w czasach nowych mediów elektronicznych, trzyma się świetnie. Mamy nadzieję, że nigdy nie straci na znaczeniu.

Papier

Papier (łac. papyros) - cienki, płaski materiał, wytwarzany poprzez sprasowanie włókien - bezładnie ułożonych i poplątanych. Używane są zwykle włókna naturalne, stanowiące komórki o kształcie wydłużonym - głównie celulozowe. Najpopularniejszym ich źródłem jest pulpa drzewna, przygotowywana z miękkiego drewna, jak sosnowe. Inny popularny materiał to bawełna. Oprócz włókien w skład papieru wchodzą najczęściej substancje klejące, wypełniające i barwiące. Papier jest formowany w kształt arkusza lub wstęgi.

Historia papieru

Papier w formie podobnej do używanej obecnie został według chińskich kronik wynaleziony w Chinach przez kancelistę na dworze cesarza He Di z dynastii Han, eunucha Ts'ai Lun (inna transkrypcja Cai Lun), około 105 r. n.e. Kancelista eksperymentował z korą drzew, jedwabiem, a nawet sieciami rybackimi, aż trafił na właściwą metodę (papier czerpany) z użyciem szmat jedwabnych i lnianych. Cesarz He Di w uznaniu doniosłości wynalazku podniósł go do godności ministra rolnictwa.

Wyniki badań archeologicznych pokazują jednak, że papier był już znany wcześniej, co najmniej w 8 roku p.n.e.. Z tego roku pochodzi skrawek papieru z 20 chińskimi znakami odnaleziony w Nefrytowej Bramie, granicznej strażnicy Jedwabnego Szlaku. Być może papier jest jeszcze starszy, jego nie zapisane skrawki były znajdowane w stanowiskach pochodzących prawdopodobnie z II wieku p.n.e., jednak to datowanie jest niepewne. Prawdopodobnie zatem Ts'ai Lun wynalazł tylko metodę masowej produkcji papieru.

Po bitwie nad rzeką Taraz w 751 r. Arabowie wzięli do niewoli hinduskich papierników i w ten sposób na ziemiach arabskich papier upowszechnił się.

W Europie papier upowszechniał się z trudem, nadal przedkładano pergamin jako materiał piśmienny. W XII w. początkowo w Hiszpanii, a potem też we Włoszech powstały pierwsze europejskie papiernie. Stopniowo technika produkcji papieru zaczęła się rozprzestrzeniać na inne kraje Europy. Pierwszy młyn papierniczy na terenie Polski zbudowano w roku 1491 we wsi Prądnik Czerwony (aktualnie Dzielnicy III Prądnik Czerwony w Krakowie), natomiast w roku 1546 król Polski Zygmunt I Stary wydaje pierwszy zbiór przepisów dotyczących produkcji papieru (Postanowienia rzemiosła papierniczego)^[1].

W XIV w., na skutek epidemii czarnej śmierci, znacznie wzrosła w Europie ilość dostępnego surowca do produkcji papieru - tkanin z odzieży zmarłych na dżumę - co znacznie wpłynęło na rozwój tej branży. Jednak w Europie zaczęło brakować szmat i w latach 40-tych XIX w. Friedrich Gottlob Keller uzyskał ścier drzewny. W następnych dziesięcioleciach opracowano metodę pozyskiwania z niech masy celulozowej. Pomysł produkcji masy włóknistej z drewna wywodzi się od etymologa René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757), który opisał papierowe gniazda os, budowane z wykorzystaniem masy drzewnej.

Na ziemiach polskich pierwsza papiernia powstała w Gdańsku w II poł. XV w., a już z początkiem XVII w. w Polsce działało ich ponad 40. Wytwarzano w nich papier w oparciu o szmaty lniane.

Produkcja papieru

Poniżej przedstawiono proces produkcji niepowlekanego papieru bezdrzewnego w jednej z papierni produkującej papier graficzny:

Celuloza długowłóknista uzyskiwana jest z drzew iglastych, a krótkowłóknista z drzew liściastych następnie jest rozwłókniana przy udziale wody.
Celulozowa zawiesina jest przepompowywana do młynów i mielona.
Do masy włóknistej dodaje się węglan wapnia (kreda), skrobię, klej i środki wspomagające.
Masa papiernicza przedostaje się na stół sitowy, gdzie następuje wstępne uformowanie wstęgi i odsączenie wody.
W prasach pod naciskiem następuje kolejne usuwanie wody.
Powierzchniowe zaklejanie, ewentualne powlekanie papieru.
Ponowne suszenie.
Nawijanie papieru na duże role (tambory).
Cięcie rol na mniejsze, zgodne z potrzebami klientów.

Papier - nazewnictwo

WF - papier bezdrzewny, podłoże bezdrzewne (wood-free paper)

papier gazetowy standardowy (standard newsprint)
papier gazetowy ulepszony (improved newsprint)
S.C. B, S.C. A, S.C. A+ - papiery superkalandrowane, niepowlekane, na bazie ścieru drzewnego (super calandered, uncoated, mechanical paper)
MF - papier maszynowo wykańczany, niepowlekany (machine finished, mechanical uncoated paper)
LWU - papier niskogramaturowy niepowlekany (light weight uncoated paper)
MFC - papier maszynowo wykańczany (machine finished coated)
FCO - papier powlekany cienką warstewką mieszanki powlekającej (film coated paper)
LWC - papier niskogramaturowy powlekany (light weight coated)
ULWC - papier LWC o niskiej gramaturze (ultra light weight coated)
MWC - papier średniogramaturowy powlekany (medium weight coated)
HWC - papier wysokogramaturowy powlekany (high weight coated)

Rodzaje papieru

Podział papieru jako nośnika informacji

Rodzaje papierów drukowych(poligrafia)

papier LWC-(z ang. Light Weight Coated) są to papiery o gramaturze 50-70 g/m², powlekane stosowane do druku zwojowego offsetowego i zwojowego wklęsłego.
papier ULWC- (z ang. Ultra Light Weight Coated) - są to papiery o gramaturze 40-50 g/m², powlekane, stosowane do druku zwojowego offsetowego i zwojowego wklęsłego.
Papier MWC- (z ang. Medium Weight Coated)- są to papiery o gramaturze do 20 g/m², dwustronnie powlekane, stosowane do druku offsetowego arkuszowego.
papier HWC- (z ang. Heavy Weight Coated) - są to papiery o gramaturze 100-130 g/m², dwustronnie wielokrotnie powlekane, z błyszczącą lub matową powierzchnią, stosowane do druku offsetowego arkuszowego.
papier SC-A super kalendrowany
papier SC-B
papier Chromolux- są to papiery oraz tektury o gramaturze większej niż 60 g/m², powlekane, polerowane na gorąco, są przeznaczone do druków wysokjej jakości, występują też jako papiery samoprzylepne.