HISTÓRIA VÝROBY PAPIERA Objav výroby papiera priznávame Cchai-Lunovi v roku 105 n.L, ktorý bol na kráľovskom dvore v Číne zodpovedný za zavedenie výroby papiera. Kým Číňania už takmer tisíc rokov používali papier, v Európe nahrádzal papier iný materiál. Bol to najmä pergamen a papyrus. Začiatky strojovej výroby sa datujú od roku 1799, keď L. Robert skonštruoval papierenský stroj s nekonečným sitom Pergamen a papyrus ^- - PERGAMEN: vyčistená, lúhovaná a hladená zvieracia koža s rovnomerným a hladkým povrchom ■ PAPYRUS: vyrábal sa v krajinách pri Níle ukladaním narezaných plátkov papyrusa na mokrú dosku tesne vedľa seba a ďalšiu vrstvu prúžkov naprieč. Vrstvy sa poliali škrobovým lepidlom, lisovali, hladili a vzniknutý list sa sušil. VÝROBA RUČNÉHO PAPIERA ■ Najcennejšou surovinou na výrobu ručného papiera sú handry ■ Handry sa ručne režú, triedia a fermentujú vo vode 5 až 30 dní. ■ Niekde sa perú roztokom sódy alebo hydroxidu sodného, prípadne varia s roztokom hydroxidu vápenatého. VÝROBA RUČNÉHO PAPIERA VÝROBA RUČNÉHO PAPIERA ■ Forma na výrobu papiera je zložená z drôteného sita a rámu- ■ Rám je vyrobený z dreva dubu alebo hrušky a určuje množstvo načretej papierovíny, teda plošnú hmotnosť papiera ■ Po premiešaní papieroviny, t.j. jej zhomogenizovani sa zoberie do rúk rám, pritlačí naň sito a celú formu treba ponoriť do kade pod 30° uhlom asi 10-15 cm pod hladinu. ■ Vodorovne ju vyberať trhanými pohybmi hore dole, doprava doľava, aby sa papierovina rozložila, usporiadali sa víákna a voda odtiekla cez sito. ■ Potom je potrbné zložiť rám a sito preklopiť na plstenec z vlnitého súkna, ktorý dobre saje vodu a prikryť ďalšou textíliou Prebytočnú vodu treba vytlačiť valčekom až kým papier nie je dostatočne kompa ktný. Takýto mokrý papier treba vložiť do lisu, ktorý je vyhrievaný a teda zároveň papier aj suší Nakoniec sa papier dosuší na vzduchu a aby sa nezvlnil, tak ho treba po celej_ ploche zaťažiť. Suroviny na výrobu papiera ■ Na výrobu papiera sa používa tzv. papierovina, čo je zmes drevoviny, buničiny, handroviny a prípadne iných látok čí zmesí (podľa typu papiera, farby,...)- ■ Hlavnou surovinou na výrobu papiera je drevo rýchlo rastúcich stromov: smrek, jedľa, topoľ, jelša a buk. DREVO Chemická charakteristika dreva: C..........50% H..........6,1% O..........43% N..........0,3% - Zbytok.. 0,6% Drevo sa skladá z nasledovných zložiek: Celulóza Hemicelulóza Lignín Vedľajšie látky - prchavé éterické oleje, živičné kyseliny, tuky a oleje, farbivá, popol a iné. CELULÓZA ■ je stavebnou látkou rastlinných buniek ■ je najkvalitnejší materiál na výrobu papiera, požaduje sa od nej dobrá odolnosť voči chemikáliám. ■ V tvrdých drevinách dosahuje polymerizačný stupen až 5000. ■ Ide o lineárne polyméry glukózy viazané éterickou väzbou. ■ Vo výrobe sa označuje ako technická celulóza, bežnejšie ako buničina. CH^OH HO HO _ OH neredukující koncová skupin CH2OH - n~J redukující koncová skupina Nékdy se kreslí následovně: J Spôsob výroby ■ l.Sulfitový (kyslý) spôsob ■ 2. Sulfátový (alkalický) spôsob ■ 3.Nátronový spôsob - CELULÓZA je polymér glukózy ulózy OH HEMICELUÓZA ■ Ide o zmes nižších polymérov až oligomérov. ■ Ich základnými monomérnymi jednotkami sú monosacharidy so 6 atómami uhlíka -manóza, glukóza - a to sú hexózy - prevažne v ihličnatých stromoch alebo monosacharidy s 5 atómami uhlíka - xylóza, arabinóza -pentózy - prevažne v listnatých stromoch. ■ Niektoré z oligomérov sú čiastočne rozpustné vo vode. ■ Hemicelulózy sú dôležité pri výrobe papiera. LIGNIN ■ Makromolekula lignínu sa skladá z fenyl pro pá nových štruktúrnych jednotiek, ktoré sú viazané v trojrozmernej makromolekule a ryl éterovým i väzbami. ■ Lignín stmeľuje celulózové vlákna dreva a tým mu dáva pevnosť. POSTUP SPRACOVANIA DREVA ■ Drevo sa najprv vysušuje, aby lepkavé živice zoxidovali a nezliepali vlákna buničiny. Preto sa kláty dreva ukladajú v skládke do hraníc, širokých 2-3 m. ■ Z dreva môžeme izolovať vlákna (drevovinu) troma základnými spôsobmi: Mechanicky, Polomechanicky a Chemicky VLÁKNA Rozdelenie a vlastnosti vlékien - RASTLINNÉ . ŽIVOČÍŠNE - NERASTNÉ PRÍRODNÉ a UMELÉ - CHEMICKÉ VLÁKNA Z PRÍRODNÝCH POLYMÉROV - CHEMICKÉ VLÁKNA ZO SYNTETICKÝCH POLYMÉROV Na výrobu papiera z neväzbových vlákien boli vyvinuté polyvinylalkoholové vlákna so spojivými vlastnosťami. Pridávajú sa k papierovine vyrobenej z chemických celulózových, makromolekulových alebo anorganických vlákien ako spojive vlákna, ktoré pri teplote 60 - 80 °C rozpúšťajú vo vode, majú termoplastické vlastnosti. Ľahko sa dispergujú vo vodnom prostredí a pri sušení papiera sa povrchovo rozpúšťajú, a po vysušení pôsobia ako spojivo medzi susednými neväzbovými syntetickými vláknami. Papiere takto nadobudnú potrebné pevnostné vlastnosti. VÝROBA PAPIERA ■ Drevovina (polobuničina, handrovina) sa mieša s vodou a spracúva sa v holendroch. ■ Sú to betónové vane s otáčajúcim sa valcom a s nožmi, ktorými sa surovina drví. ■ Vzniká tak kašovitá látka - papierovina, do ktorej sa pridávajú plnivá (kaolín, krieda -zvyšuje hladkost a znižuje horľavosť), pigmenty a g lej id lá - na zvýšenie pevnosti ■ Odstredivou silou otáčajúceho sa valca dopravuje sa papierovina do žľabu, odkiaľ sa vracia do vane. ■ Proti nože sú umiestnené v oceľovej konštrukcii na zadnej strane holendra. ■ Vlákna sa medzi nožmi skracujú a pozdĺžne štiepia, čím nadobudnú väčšiu plstiacu schopnosť. ■ Glejenie možno vykonávať pridaním živicového mydla k papierovine a jeho fixáciou na vlákna prísadou síranu hlinito-draselného alebo len síranu hlinitého. ■ Touto úpravou sa mení hydrofylný charakter povrchu vlákien (uhol zmäčania) na hydrofóbny, potlačí sa zmáčanie povrchu a penetrácia kvapalín do papiera. ■ Na povrchu vlákien sa vytvorí hydrofóbna sietnica častíc glejiva, ktorá spomalí penetráciu vody do papiera a vlákien Papierovina sa nalieva do papierenského stroja, ktorý sa skladá z troch častí: Sitová casť Sušiaca časť Lisovacia časť ZBEROVÝ PAPIER ■ Papier tvorí asi 20% odpadu. ■ Recyklácia čiastočne zmierňuje škodlivé dopady výroby papiera. ■ Z vytriedeného "odpadového" pajDiera sa v papierňach vyrobý nový, vďaka comu sa nemusí zoťat toľko stromov a zníži sa množstvo odpadu. ■ Vytriedením okolo 100 ton starého papiera a jeho použitím na výrobu nového sa zachráni cca 1 hektár 100 ročného lesa, ušetrí sa často až 70 % energie Recyklovanie ■ Podľa údajov severoamerickej organizácie pre ochranu životného prostredia Earth Care spotrebuje výroba 11 papiera zo starého papiera v porovnaní s výrobou z celulózy (primárnej suroviny) len 1/2 vody, znižuje znečistenie ovzdušia o 74 - 75%, znečistenie vody o 35% a zachráni 17 stromov. Na Slovensku sa zatiaľ zbiera a recykuje len 34,6 %, ■ Zberový papier je už mnoho rokov najdôležitejšou surovinou pri výrobe papiera. ■ Obalové a toaletné papiere, kartóny a iné druhy papiera nižšej kvality sa spravidla vyrábajú len zo zberového papiera ■ Z ekologického hľadiska je primárny proces výroby buničiny a delignifikácie dreva spojený s produkciou rôznych varných roztokov a výluhov z rozvlákňovania. ■ Zber starého papiera umožňuje podstatne znížiť materiálovú aj energetickú potrebu výroby SPRACOVANIE ZBEROVÉHO PAPIERA Starý papier prichádzajúci do papierne obsahuje rôzne primesy ako glejivá, plniva, syntetické pomocné prostriedky, tlačové farby a okrem toho je znečistený rôznymi cudzími látkami. Využitie dostupných množstiev starého papiera predpokladá, ze sa sekundárne vlákna presadia pri výrobe širšieho sortimentu papiera, a najmä pri výrobe náročnejších druhov papiera. To ale vyžaduje sekundárne vlákna zošľachtiť odstránením tlačových farieb, prípadne bielením. Problematika oddelenia tlačových farieb sa ustavične komplikuje. Obsahujú čoraz viac syntetických polymérnych látok, ktoré majú vysokú adhéziu k víáknam. Spracovanie starého papiera na papierovinu alebo sekundárnu buničinu s požadovanými vlastnosťami je v: ■ Rozvoľňovaní ■ Oddeľovaní hrubých nečistôt ■ Rozvlákňovaní ■ Oddeľovaní jemných nečistôt ■ Triedení ■ Čistení ■ Takto sa získa papierovina vhodná na sivú lepenku, baliace papiere a kartóny. Papierenské podniky na Slovensku Harmanec Slavošovce Žilina Ružomberok Vranov nad Topľou Štúrovo Gemerská Hôrka Vypracovala Monika GREGOROVÁ 3.A 2007/2008 GJGT