Papír

Rozbalit box

Obsah boxu

Papír je tenký, hladký a plošný materiál vyráběný zhutněním vláken, typicky celulózových, která jsou extrahována ze dřeva, bavlny, lnu nebo jiných rostlinných zdrojů. Jeho vynález je považován za jeden z nejdůležitějších milníků v dějinách lidstva, protože umožnil snadné a levné šíření informací, což zásadně ovlivnilo vzdělanost, kulturu, obchod i politiku. Navzdory nástupu digitálních technologií zůstává papír v mnoha formách – od knih a novin přes bankovky a obaly až po hygienické potřeby – nepostradatelnou součástí každodenního života.

⏳ Historie

Před vynálezem papíru lidé psali na rozmanité materiály, jako byly hliněné destičky, hedvábí, dřevěné a voskové tabulky a především papyrus a pergamen.

Předchůdci papíru

• Papyrus: Vyráběl se ve starověkém Egyptě z dřeně šáchoru papírodárného. Jednotlivé plátky se lisovaly k sobě a vytvářely svitky. Byl křehký a citlivý na vlhkost.
• Pergamen: Vyráběl se z nečiněné zvířecí kůže (ovčí, kozí, telecí). Byl mnohem odolnější a hladší než papyrus a umožňoval psaní na obě strany. Jeho výroba však byla velmi drahá a pracná, což omezovalo jeho masové použití.

Vynález v Číně a šíření do světa

Za vynálezce moderního papíru je tradičně považován Cchaj Lun, úředník na čínském císařském dvoře dynastie Chan, který kolem roku 105 n. l. představil vylepšený proces výroby. Jeho metoda spočívala v rozmělnění rostlinných vláken (z kůry morušovníku, konopí, starých hadrů a rybářských sítí) ve vodě na kaši, její následné scezení na sítě, slisování a usušení. Výsledkem byl lehký, levný a dobře popisovatelný materiál.

Tajemství výroby papíru si Čína střežila po několik staletí. Do islámského světa se technologie dostala až v 8. století, údajně poté, co Arabové zajali čínské papírníky v bitvě na řece Talas (751). Papírny v Samarkandu a Bagdádu se staly proslulými.

Do Evropy se papír dostal prostřednictvím Arabů přes muslimské Španělsko a Sicílii. První papírna v Evropě byla založena ve Španělsku v 11. století, další významná centra výroby vznikla ve 13. století v Itálii (město Fabriano). Papír byl zpočátku považován za méně hodnotný než pergamen a jeho šíření bylo pomalé.

Knihtisk a průmyslová revoluce

Vše se změnilo v polovině 15. století s vynálezem knihtisku Johannesem Gutenbergem. Ten vytvořil obrovskou poptávku po levném psacím materiálu, kterou mohl uspokojit pouze papír. Počet papíren v Evropě rychle rostl, ale výroba byla stále závislá na starých hadrech, jejichž nedostatek se stal brzdou dalšího rozvoje.

Průlom přinesla až průmyslová revoluce v 19. století. Byly vyvinuty stroje na výrobu papíru ze dřevoviny, což konečně poskytlo levný a téměř neomezený zdroj suroviny. Klíčové byly vynálezy jako papírenský stroj (Nicholas Louis Robert, zdokonalený bratry Fourdrinierovými), který umožnil výrobu papíru v nekonečných pásech. Papír se stal masově dostupným zbožím, což vedlo k explozivnímu růstu novin, knih a vzdělanosti.

🌳 Suroviny pro výrobu

Základní surovinou pro výrobu papíru jsou celulózová vlákna.

Dřevo

Dnes je hlavním zdrojem (cca 90 %) dřevo, z něhož se vyrábí buničina (celulóza) a dřevovina.

• Buničina (chemická vláknina): Vyrábí se chemickým procesem (např. sulfátovým nebo sulfitovým), při kterém se z dřevní štěpky odstraní lignin a další nežádoucí látky. Výsledná celulózová vlákna jsou čistá, pevná a odolná proti žloutnutí. Z buničiny se vyrábí kvalitnější papíry (kancelářský, knižní).
• Dřevovina (mechanická vláknina): Vyrábí se mechanickým rozemletím dřeva. Obsahuje lignin, který způsobuje, že papír je méně pevný a časem žloutne a křehne. Je však levnější a má vysokou výtěžnost. Používá se pro výrobu méně kvalitních papírů, jako je novinový papír nebo lepenka.

Jiné rostlinné zdroje

Pro výrobu speciálních a vysoce kvalitních papírů se používají i jiná vlákna:

• Bavlna a len: Získávají se ze starých textilií (hadrů). Papír z těchto vláken je extrémně pevný, trvanlivý a odolný. Používá se pro výrobu bankovek, státních dokumentů a luxusních uměleckých papírů.
• Další zdroje: Konopí, bambus, juta, bagasa (zbytek po vylisování cukrové třtiny).

Recyklovaný papír

Sběrový papír je klíčovou surovinou, která šetří primární zdroje (dřevo), energii a vodu. Papírová vlákna však nelze recyklovat donekonečna – po každém cyklu se zkracují a oslabují. Obvykle je lze recyklovat 5 až 7krát.

Plnidla a přísady

Do papírové hmoty se přidávají další látky, které upravují vlastnosti výsledného produktu:

• Plnidla: Minerální látky jako kaolin nebo uhličitan vápenatý, které vyplňují mezery mezi vlákny, čímž zvyšují hladkost, bělost a neprůhlednost papíru a snižují jeho cenu.
• Kližidla: Látky (např. pryskyřice, škrob), které omezují savost papíru, aby se na něm nerozpíjelo inkoust.
• Barviva a optické zjasňovače: Dodávají papíru požadovaný odstín a bělost.

🏭 Proces výroby papíru

Moderní průmyslová výroba papíru je vysoce automatizovaný proces, který lze shrnout do několika základních kroků.

1. Příprava vlákniny (Výroba papíroviny)

Prvním krokem je získání celulózových vláken a jejich příprava.

• Získání suroviny: Dřevo je zbaveno kůry a rozsekáno na štěpku. Starý papír je shromážděn a roztříděn.
• Rozvláknění: Surovina se ve velkých kádích (rozvlákňovačích) smíchá s vodou a rozmělní se na řídkou kaši – papírovinu. V případě recyklace se v této fázi odstraňují nečistoty a tiskařská barva (proces zvaný deinking).
• Mletí: Papírovina prochází mlecími zařízeními, kde se vlákna mechanicky narušují a třepí. Tento krok je klíčový, protože "načechraná" vlákna se lépe spojí a vytvoří pevnější a hladší papír. Délkou a intenzitou mletí se řídí výsledné vlastnosti papíru.
• Míchání a doplňování: Do papíroviny se přidávají potřebné přísady, jako jsou plnidla, kližidla a barviva, aby papír získal požadované vlastnosti.

2. Tvorba papírového archu (Papírenský stroj)

Připravená papírovina (která v této fázi obsahuje více než 99 % vody) je přivedena na papírenský stroj, který může být dlouhý i stovky metrů. Stroj má tři hlavní části: 1. Síťová část: Papírovina se rovnoměrně nanáší na široké, rychle se pohybující ploché síto. Zde dochází k odvodnění – většina vody proteče sítem, zatímco celulózová vlákna se na sítu proplétají a vytvářejí tenkou, souvislou, ale stále velmi vlhkou vrstvu – papírový list. Směr pohybu síta určuje strojní směr papíru, což ovlivňuje jeho vlastnosti (např. ohebnost). 2. Lisovací část: Papírový list přechází ze síta na plstěné pásy a prochází soustavou válců, které z něj mechanicky vytlačují další vodu a zhutňují ho. 3. Sušicí část: Papírový pás se proplétá mezi řadou parou vyhřívaných válců, kde se odpaří zbývající voda. Na konci této části je obsah vody v papíru jen asi 5–8 %.

3. Dokončovací práce (Zušlechťování)

Suchý papír prochází dalšími úpravami, které zlepšují jeho kvalitu a vzhled.

• Hlazení a kalandrování: Papír prochází další soustavou hladkých válců (kalandrů), které ho vyhlazují a dodávají mu lesk.
• Natírání (Coating): Na povrch papíru se nanáší nátěrová hmota (např. směs kaolinu a pojiva), která zacelí póry a vytvoří dokonale hladký a lesklý povrch. Natírané papíry (často označované jako křídové) jsou ideální pro vysoce kvalitní tisk obrázků (časopisy, umělecké publikace).
• Řezání a balení: Nakonec se nekonečný pás papíru navíjí do obrovských rolí (tamborů) nebo se řeže na archy požadovaných formátů (např. řada A a B) a balí se pro expedici.

📋 Druhy papíru

Existují tisíce druhů papíru, které se liší gramáží, povrchem, barvou a určením. Zde jsou některé základní kategorie:

• Grafické papíry:

   *   Novinový papír: Levný, málo klížený papír s vysokým podílem dřevoviny, určený pro krátkodobé použití.
   *   Ofsetový (kancelářský) papír: Běžný papír pro tiskárny, kopírky a psaní. Je bezdřevý (vyrobený z buničiny) a dobře klížený.
   *   Křídový papír: Vysoce kvalitní natíraný papír s hladkým povrchem, určený pro tisk barevných obrázků a fotografií.
   *   Recyklovaný papír: Vyrobený ze sběrového papíru, má typicky našedlou barvu a hrubší texturu.

• Obalové papíry a kartony:

   *   Karton: Papír s vyšší gramáží (obvykle nad 150 g/m²).
   *   Lepenka: Materiál tvořený několika vrstvami papíru spojenými k sobě.
   *   Vlnitá lepenka: Skládá se z jedné nebo více zvlněných vrstev papíru vlepených mezi hladké krycí vrstvy. Je lehká, ale zároveň pevná a tlumí nárazy, což z ní činí ideální materiál pro přepravní krabice.
   *   Balicí papír (kraftový papír): Velmi pevný papír vyrobený ze sulfátové buničiny, používaný na výrobu papírových tašek a pytlů.

• Hygienické papíry (Tissue):

   *   Velmi měkké a savé papíry s nízkou gramáží.
   *   Patří sem toaletní papír, papírové kapesníky, utěrky a ubrousky.

• Speciální papíry:

   *   Bankovkový papír: Extrémně odolný papír vyrobený z bavlněných a lněných vláken, opatřený ochrannými prvky.
   *   Fotografický papír: Papír s vrstvou citlivou na světlo.
   *   Cigaretový papír: Velmi tenký, prohořívající papír.
   *   Filtrační papír: Pórovitý papír používaný v laboratořích a např. v kávových filtrech.

🔬 Vlastnosti papíru

Vlastnosti papíru jsou dány typem použitých vláken, jejich zpracováním a přidanými látkami. Mezi nejdůležitější parametry patří:

• Gramáž: Je to hmotnost papíru na plochu jednoho metru čtverečního (g/m²). Je to základní parametr, který ovlivňuje tloušťku, tuhost a pocit z papíru. Běžný kancelářský papír má gramáž 80 g/m², zatímco vizitky se tisknou na kartony s gramáží kolem 300 g/m².
• Tloušťka: Měří se v mikrometrech a souvisí s gramáží a objemností (načechraností) papíru.
• Bělost: Schopnost papíru odrážet světlo všech vlnových délek. Vyšší bělost zvyšuje kontrast a jas tištěných barev.
• Neprůhlednost (Opacita): Udává, do jaké míry prosvítá tisk z druhé strany listu. Je důležitá pro oboustranný tisk.
• Hladkost: Ovlivňuje, jak rovnoměrně se na papír nanáší tiskařská barva. Hladší papíry (např. křídové) umožňují ostřejší a detailnější tisk.
• Pevnost: Papír má různé pevnostní vlastnosti v různých směrech, což je dáno orientací vláken při výrobě na papírenském stroji. Je pevnější v tahu ve strojním směru než v příčném.
• Stálost (Permanence): Schopnost papíru odolávat stárnutí, tedy žloutnutí a křehnutí. Papíry s vysokým obsahem ligninu (dřevoviny) degradují rychleji. Pro archivní účely se vyrábějí tzv. acid-free (nekyselé) papíry, které mají velmi dlouhou životnost.

♻️ Ekologické dopady a recyklace

Výroba papíru je průmyslové odvětví s významnými dopady na životní prostředí.

Spotřeba zdrojů a znečištění

• Odlesňování: Ačkoliv většina dřeva pro papírenský průmysl dnes pochází z hospodářských lesů a plantáží, neudržitelná těžba stále představuje hrozbu pro přirozené lesy. Certifikace jako FSC nebo PEFC zaručují, že dřevo pochází z šetrně obhospodařovaných lesů.
• Spotřeba vody a energie: Výroba papíru je energeticky a vodně velmi náročná. Moderní papírny však investují do technologií, které spotřebu snižují a umožňují recirkulaci vody.
• Znečištění: Při chemickém bělení buničiny se v minulosti používal elementární chlór, který uvolňoval do vody a ovzduší vysoce toxické dioxiny. Dnes se přechází na šetrnější metody, jako je bělení bez elementárního chlóru (ECF) nebo zcela bez chlóru (TCF).

Recyklace

Recyklace papíru je klíčovým prvkem udržitelnosti v papírenském průmyslu. Má řadu výhod:

• Snižuje potřebu kácení stromů.
• Šetří značné množství energie (až 65 %) a vody (až 80 %) ve srovnání s výrobou z primárních surovin.
• Snižuje množství odpadu na skládkách a emise skleníkových plynů.

Míra recyklace papíru v Evropě je vysoká, v roce 2022 dosáhla 71 %. Ne všechny druhy papíru jsou však snadno recyklovatelné (např. mastný nebo voskovaný papír, nápojové kartony).

🔮 Budoucnost papíru

S nástupem digitální éry se často hovořilo o konci papíru a příchodu "bezpapírové kanceláře". Realita je však složitější.

• Pokles v tradičních oblastech: Spotřeba papíru pro tisk novin, časopisů a pro kancelářské účely skutečně klesá s tím, jak komunikace přechází do digitální podoby.
• Růst v nových oblastech: Na druhé straně zažívá papír a lepenka boom v sektoru obalů, a to především díky růstu e-commerce. Papír je také stále častěji vnímán jako ekologičtější a udržitelnější alternativa k plastovým obalům. Roste také poptávka po hygienických papírových výrobcích.
• Inovace: Probíhá výzkum v oblasti "chytrého papíru" s integrovanými elektronickými obvody, papírových baterií nebo využití papíru jako lehkého a pevného stavebního materiálu.

Papír tedy z našeho života nemizí, ale spíše mění svou roli – z hlavního nosiče informací se stává klíčovým materiálem v oblasti udržitelného balení a hygieny.

💡 Pro laiky

Papír jako těstoviny z vláken

Představte si výrobu papíru jako vaření velmi speciálních těstovin.

1. Surovina (Mouka): Místo pšenice vezmete dřevo. To rozemelete na úplně jemňoučkou "mouku", která se skládá z milionů drobných vláken. Tato vláknitá mouka je buničina.

2. Těsto (Papírovina): "Mouku" nasypete do obrovské mísy a zalijete ji spoustou vody. Vznikne vám velmi řídké těsto, spíše taková vodová kaše, kde vlákna volně plavou. To je papírovina.

3. Válení a cezení (Síto): Tuto řídkou kaši nalijete na obrovský, plochý cedník (síto). Voda začne protékat pryč a na sítu zůstane ležet tenká, mokrá vrstva vzájemně propletených vláken – jako když z těsta vyválíte tenkou placku.

4. Ždímání (Lisy): Mokrou placku opatrně vezmete a vložíte ji mezi dva válce, které z ní vymačkají další vodu. Je to jako když ždímáte houbu.

5. Sušení (Pekáč): Nakonec tuto ještě vlhkou, ale už pevnou placku protáhnete přes řadu horkých válců, které ji úplně vysuší.

A výsledek? Z vody a vláken vznikl pevný, hladký list papíru, podobně jako z vody a mouky vzniknou suché těstoviny. Přidáním koření (plnidel a kližidel) do těsta pak můžete měnit chuť a vlastnosti finálního produktu.