Semestrální práce Kartografický papír(zadání č. 14) Historie papíru: Papír získal své jméno podle papyru, který se objevil v Egyptě před 5 000 lety. Vyráběl se ze stébel šáchoru papírodárného, který dorůstal výšky až 4 m. Psalo se na něj násadkami ze seříznutého rákosu. Staré svitky se nevyhazovaly, písmo se z nich jednoduše oškrábalo a mohlo se psát znovu Ve 3.století př. n. l. byl v Číně vyroben papír, jednalo se o vlákno živočišného původu zvanou ši. V roce 105 př. n. l. Tsai Lun zdokonalil výrobu papíru, a to za použití rostlinných vláken. Papír byl vyráběn z lýka a kůry morušovníku, z konopí, starých hadrů a bambusových větévek. Rostlinná vlákna byla máčena ve vodě a vařena s potaší, dále se vlákna prala v tekoucí vodě a nechávala se vyschnout na dřevěných a kamenných deskách. Vlákno bylo roztloukáno a rozmělňováno kladívky a rozmícháno s vodou. Do směsi se dále přidávaly rostlinné a kyselé št ávy, které pomáhaly k lepšímu obalení pryskyřicí. V 8. století (751) vyzvěděli tajemství výroby papíru od Číňanů Arabové. Znalost výroby papíru se rozšířila do Evropy. Nejprve výroba přišla do Španělska ve 12. století, dále se šířila do Itálie a Francie. V České republice se papír objevil až v roce 1370 v Chebu. Písemně doložená výroba je z roku 1499 ze Zbraslavi. V roce 1670 byl v Holadsku vynalezen mlecí stroj holandr na výrobu papírové hmoty, velice to urychlilo výrobu papíru, ale sušení se stále provádělo přes ruční sítě. V roce 1799 Francouz Louis Robert nahradil výrobu ručním sítem na dlouhé nekonečné síto. V 19. století došlo k dalšímu zdokonalení, k papírenskému stroji byla připojena sušící část, která je používaná ještě dnes i u nejmodernějších papírenských strojů. První papírenský stroj se sušící částí byl v České republice instalován v roce 1829 v Praze v Bubenči. Papír: Většina papírů je vyrobena ze stejného materiálu: dřevo, resp. dřevěná vlákna- dalšími základními materiály pro výrobu jsou: voda, plnidla, tmely, pigmenty a další přísady. Kvalita dřevěných vláken závisí od druhu stromů, půdy a klimatu. Např. vlákna z měkkého dřeva ze Skandinávie jsou delší než vlákna z tvrdého dřeva a dávají papíru větší pevnost. Vlastnosti papíru všeobecné : plošná hmotnost, tloušt ka, objemová hmotnost, směr výroby atd. - mechanické: pevnost v tahu, povrchová pevnost - fyzikální: vlhkost, rozměrová stálost, zaklížení, hladkost, - optické: bělost, opacita, barevný tón, lesk - chemické: obsah popela, důkaz dřevoviny Princip výroby papíru: V prostředí obsahujícím cca 99 procent vody se rovnoměrně rozptýlí asi 1 procento vhodných vláknitých a přídavných surovin a následně se přebytečná voda odstraní. Odvodnění musí být postupné, aby měla vlákna příležitost vzájemně se proplést, což zajistí soudržnost a pevnost hotového papíru. Další voda se odstraní lisováním a konečně sušením. Na konci papíren. stroje je obsah vody v papíru cca 3-8 procent. Finálním výrobkem je jumbo role, která se dále převíjí a upravuje na šíře dle konkrétních objednávek zákazníků, příp. na formáty. 1
Výroba buničiny (celulózy) vlákninové dříví (smrk, borovice, osika... ) 1. odkornění (zbavení kůry) 2. sekání štěpků (chemická) / strouhání kmenů (mechanická) 3. vaření 4. praní 5. třídění 6. bělení 7. sušení / papírenský stroj Mechanická celulóza: Druhy celulózy: Vlákna jsou získávána mechanickou cestou (kmeny jsou tlačeny na rotující brusný kámen). Zefektivnění výroby lze dosáhnout působením vyššího tlaku, teploty a chemikálií. - obvykle je celulóza označována: 1. GW groundwood 2. PGW - pressure groundwood 3. RMP - refiner pulp 4. TMP - thermomechanical pulp 5. CTMP - chemi-thermomechanical pulp Výhody: 1. vynikající výtěžnost(více než 90 procent dřeva)- vysoká opacita 2. vynikající tiskové vlastnosti Nevýhody: 1. nízká pevnost 2. nažloutlost papíru Nejběžnější použití: papír na noviny, prodejní katalogy, paperbacks... (všeobecně výrobky, kde není vyžadována dlouhá životnost) Chemická celulóza: Vlákna jsou získávána chemickou cestou (štěpky jsou vařené s příslušnými chemikáliemi). Cílem je eliminovat obsah smůly tak, aby vlákna zůstala neporušená a zachovala si svoji pevnost. Na konci výroby obsahuje celulóza jen zlomek nečistot. Nejčastějším způsobem výroby chemické celulózy je sulfátový proces výroby (zásadité prostředí), někde je však stále používán sulfitový proces výroby (kyselé prostředí). Moderní sulfátové celulózky jsou energeticky soběstačné, v některých případech produkují více energie než spotřebují. 2
Výhody: 1. dobré pevnostní vlastnosti 2. odolnost vůči žloutnutí 3. energeticky soběstačná výroba Nevýhody: 1. nízká výtěžnost (pod 60 procent) 2. velké množství výrobního odpadu, který musí být likvidován Nejběžnější použití: Bezdřevé papíry, psací papíry, kopírovací, obálkový... Recyklovaná celulóza: Vlákna jsou získávána ze sběrového papíru.proces výroby není úplně dokonalý, tzn. nikdy se nepodaří vlákna zbavit všechny barvy - čím vícekrát recyklováno, tím nižší bělost. Papírenský stroj: Předtím než papírenská kaše přijde na síto, přeběhne dvě třídicí zařízení, z nichž jedno odstraňuje písek, druhé uzlíky a součástky ne zcela dobře rozemleté. 1. Sítová část Síto může být válcové nebo rovinné, zde dochází k natřásání při kterém se papírovina zbavuje vody. 2. Odvodňovací část (plstěnce) 3. Lisování Obr. 1: lisování 4. Sušení Papír je vysoušen teplem na sušícím bubnu. Suší se i několikrát během výroby (suchý papír je mnohem pevnější než vlhký, proto je lepší papír usušit a předejít tak jeho protržení a zastavení produkční linky). 3
5. Hlazení (calander) Pomocí tzv. Horkých kalandrů se může zvýšit hladkost povrchu papíru. Horký kalandr je soustava vyhřívaných válců, mezi kterými papír prochází a jeho vlákna jsou lisována teplem. Obr. 2: hlazení 6. Zušlecht ování (natíraní, barvení, ražba, potahování... ) Nakonec je papír natírán minerálními látkami nebo klížidly. Takto připravený papír je dodáván odběratelům v požadovaných rozměrech. U nás se papír vyrábí na papírenských strojích s šířkou síta 2200 nebo 2600 mm. Je zapotřebí počítat s 50 mm odřezem po obou stranách. Papír má větší stálost ve směru výroby než ve směru na ním kolmém. Papír i po dokončení v papírenském stroji obsahuje 7-9 procent vody. Pokud skladujeme papír v suchém prostředí, tak postupně dochází ke ztrácení vlhkosti, naopak je tomu při tisku, kdy ji opět získává a to kolem 0, 5 procenta objemu při každém průchodu ofsetovým strojem. Papír má hydroskopické vlastnosti, a tudíž mění v kontaktu s vodou svůj rozměr. Bezdřevý papír: Příklady druhu papíru Mezi bezdřevé papíry patří např. ofsetový a mapový papír. Základní surovina pro výrobu bezdřevého papíru je celulóza a hadrovina, která se do papíru přidává v objemu 5 až 50 procent. Dále se do směsi přidává klížidlo (pryskyřice), kterých je u klížených papírů v objemu až 3procenta. Další surovinou jsou plnidla, což jsou minerální látky, které zvyšují bělost a neprůsvitnost papíru. Plnidlem může být např. kaolin nebo titanová běloba. U mapového papíru tvoří plnidlo 5 procent celkového objemu hmoty. Pro docílení kyselé reakce se do směsi přidává síran hlinitý. Celá hmota se mele v holanrech a obsahuje 99 procent vody. Ruční papír: Papír byl vyráběn původně ze lněného nebo bavlněného odpadu. Se vzrůstající potřebou papíru však bylo potřeba hledat nové technologie, což vedlo k využívání pilin, slámy a starého papíru (jeho využívání vedlo mnohdy k ničení archiválií). Výroba byla prováděna nabíráním papíroviny z kádě na čerpací formu. Původní čerpací formu tvořil lat ový rám vyztužený žebry, na kterých byly upevněny štěpky. Forma měla dvě části síto a snímatelný rám. Výška rámu se řídila vrstvou hadroviny (papíroviny) a papíru. Na ručním papíru se objevují stopy síta (žebrování) nazývaný vergé a filigrány (vodoznaky). Objevují se papíry bez stop síta na papíru a bez stop síta v průsvitu - síto bývalo velice husté. Takový papír se nazývá velin. 4
Papírny v České republice Krkonošské papírny a.s. Jedna z největších papírenských firem v České republice a svým sortimentním zaměřením jednou z nejvýznamnějších firem ve střední a východní Evropě. Výroba se zaměřuje hlavně na speciální druhy papíru určené pro další zpracování v polygrafickém, potravinářském a obalovém průmyslu. V posledních deseti letech se intenzivně rozvíjí také oblast zpracování papíru. Na trh jsou dodávány papírenské výrobky jako kancelářské papíry, balicí papíry, tiskopisy pro výpočetní techniku, poštovní obálky a obchodní tašky, pokladní a faxové kotoučky. Papírny Větřní a.s. Jedna z největších českých papíren se nachází jen 5 km od historického centra Českého Krumlova. Výroba je zaměřena pro náročnější tisk časopisů a katalogů a je také používán pro výrobu reklamních tiskovin Ruční papírna Velké Losiny a.s. V současné době patří ruční papírna ve Velkých Losinách mezi nejstarší provozované ruční papírny v Evropě pracující na komerční bázi. Její výrobky jsou prodávány nejen na tuzemském trhu, ale jsou také vyváženy do celého světa. Papcel Litovel a.s. Tato společnost již téměř 60 let vyrábí stroje a technologická zařízení pro papírenský průmysl. Papírny Brno a.s. Firma je pokračovatelem dlouhé tradice zpracování papíru v Brně, která se v tomto regionu rozvíjí již od konce 19. století. Hlavním výrobním programem je produkce širokého sortimentu výrobků určených pro školní a kancelářské použití (školní sešity, poznámkové bloky, záznamní knihy, zápisníky, skicáky, náčrtníky, kroužkové záznamníky, balené papíry apod.) a dále produkci širokého sortimentu obalů z papírových materiálů (lepenkové bubny, kbelíky a roury. Těšínské papírny s.r.o Společnost byla založena v roce 1994 a navazuje na dlouholetou tradici zpracování papíru a knižního tisku v Českém Těšíně. Předmětem činnosti je zpracování papíru, kartonu a lepenky, výroba zboží z těchto materiálů, a také polygrafická výroba. V současné době patří mezi největší české výrobce sešitů v tvrdé vazbě, poznámkových bloků, skicáků, náčrtníků, diářů, průpisníků, kronik a dalších školních a kancelářských potřeb. Svoje výrobky úspěšně exportují jak do členských zemí Evropské unie, tak i do ostatních států. 5
Spotřeba papíru v České republice: V roce 2006 zvýšila na 143,3 kg na jednoho obyvatele (1473,6 tisíc tun). Je to nejvyšší hodnota od vzniku ČR. Za posledních deset let vzrostla skoro dvojnásobně, jak vidíte v grafu. V roce 2007 byla u nás již o cca. 50 kg na obyvatele vyšší než na Slovensku. Zatím nedosahujeme evropský průměr, proto se předpokládá další růst. S růstem spotřeby papíru vzrostla u nás i jeho výroba a v roce 2006 překročila 1 milión tun zboží. Vyráběný sortiment ale neodpovídá poptávce, proto bylo asi 77 procent zboží vyvezeno. Obr. 3: graf Recyklace papíru v České republice: Recyklace papíru v České republice roste. V roce 2006 využil náš papírenský průmysl ve výrobě 456 tisíc tun sběru. U nás se sběrový papír využívá hlavně při výrobě obalových lepenek, částečně při výrobě novinového papíru a dále při výrobě různého papírenského zboží jako jsou školní sešity, tiskopisy, hygienické zboží (toaletní papír, utěrky, ručníky, kapesníčky). Výrobky mají většinou certifikát Ekologicky šetrný výrobek. Obr. 4: graf 6
Použitá literatura [1] Skripta: Kartografická polygrafie a reprografie, Ing. P. Soukup. [2] http://www.wikipedia.cz/ [3] http://www.krpa.cz/ [4] http://www.jip.cz/ [5] http://www.olpa.cz/ [6] http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/312007-papir-vyroba-vlastni-vyroba-papiru V Praze dne 22.5.2008 Iveta Valentová 7