OSNOVE GRAFIČKIH MATERIJALA I TISKARSKIH TEHNIKA, Tomislav Kosić

7/22/2019 OSNOVE GRAFIKIH MATERIJALA I TISKARSKIH TEHNIKA, Tomislav Kosi

1/65

OSNOVE GRAFIKIH MATERIJALA ITISKARSKIH TEHNIKA

Tomislav Kosi

Zagreb, 2008.


2/65

2

1. OSNOVNI GRAFIKI MATERIJALI - PAPIRI I KARTONI


3/65

3

Uvodne napomene

Grafiki dizajn, odnosno projektiranje grafikog proizvoda najue je povezan sadobrim poznavannjem grafikih materijala u irem smislu i tehnikama tiska, klasinih idigitalnih. Brzi razvoj strojeva i opreme te napredak u tehnologiji tiska, kao i sve vieboljih i raznovrsnijih tiskovnih podloga i grafikih boja, zahtjeva od dizajnera dobropoznavanje te problematike iz svih njenih aspekata. Prvi dio udbenika obraujeosnovne tiskovne podloge koju zovemo papiri i polukartoni, kartoni i ljepenke. Drugidio obrauje osnove grafikih boja.

Ovaj kratki udbenik je namjenjen studentima Vizualnih komunikacija,Informatikog dizajna i svima koji se bave dizajnom i projektiranjem grafikihproizvoda.


4/65

4

GRAFIKI MATERIJALI PAPIR

Grafiki materijali, kao i svi materijali u fazi izrade proizvoda, dijele se u dvijeosnovne skupine:

1. osnovni materijali

2. pomoni materijali

1.1.Osnovni materijali u grafikoj proizvodnji su: papiri, polukartoni, kartoni,ljepenke, val. ljepenke, laminati i razliite folije. Zajednikim imenom zovemo ihTiskovne podloge. U ovu grupu svrstavamo i grafike boje, grafike lakove, tonere(prakasti, tekui).

2.1. Pomoni materijali: ice, klameri, gaza, vrpce, konci, suila, razreivai, ulja,razna otapala, maziva, odpjenjivai, parfemi i slino.

Postoji najua veza izmeu Grafkog proizvoda kao finalnog produkta s jednestrane i dizajna, te materijala, tehnike tiska i cijene sa druge strane.

Potronja papira ukupno, odnosno kartonske ambalae, moe biti i jedan odpokazatelja gospodarskih kretanja i razvijenosti neke zemlje. To se moe prikazatijednostavnim konstatacijama i formulama:

- Ako je rast proizvodnje ambalae i potronje papira vei od rasta industrijskeproizvodnje, smatra se da je zemlja u gospodarskom rastu.

A > I = +

- Ako je proizvodnja ambalae i potronja papira jednaka industrijskoj proizvodnji,gospodarstvo stagnira.

A = I = stagnacija

- Ako je rast proizvodnje ambalae i potronje papira manji od rasta industrijskeproizvodnje smatra se da je gospodarstvo u padu. A < I = --


5/65

5

POVIJESNI PREGLED

Oduvijek je ovjek imao potrebu da prenese poruku, zabiljei neki dogaaj ilikonzervira steeno znanje. Poznato je da su se prvi "zapisi", crtei pojavili nastijenama u peinama ili na alatima i orujima tog davnog doba. Jedan od najstarijihdokaza je komad kosti sjevernog jelena, pronaen u peini Medlen u junoj

Francuskoj. Arheolozi pretpostavljaju da je to dio naprave za natezanje luka, a nakojoj su nacrtane tri ivotinje i urezano nekoliko crta. Spomenut emo jo kamenuplou koja je bila prenosiva a na kojoj je klesano razliito zanakovlje u obliku poruke.Razvoj podloga (materijala) na koje se "ispisivala" poruka ili konzerviralo steenoznanje razvijalo se razliito zavisno o materijalima koji su bili dostupni o odreenodoba na odreenom mjestu. Kao kamena ploa i klinasto pismo, glinene ploice,papirus, pergament, koa, svila, vosak, metalne ploe i drugi materijali pogodne zazapisivanje.

PAPYRUS

Prvi materijal pogodan za pisanje, prenoenje poruke i konzerviranje znanja a kojije donekle slian dananjem papiru, koristio se prije odprilike sedam tisua godina uEgiptu i zvao se PAPYRUS. Ovaj materijal za pisanje koristio se kotinuirano ak pettisua godina.

Papyrus je antiki materijal na kome se u to vrijeme pisalo i prenosilo poruku.Izraivao se iz samonikle movarne biljke iz doline Nila, CIPERUS PAPYRUS.

Proces izrade papyrusa bio je relativno je jednostavan.Stabljika odprilike debljineruke sjeena je na duinu od 15 do 40 centimetara duge komade, a zatim se s njihgulilo tvrdo liko. Vlaknasta srika biljke rezana je na trake irine 2 do 3 centimetra.Ovako izrezane trake slagale su se u dva sloja na tvrdu podlogu (kamena ploa), i totako da se djelomino preklope. Sloj na sloj srike slagao se pod pravim kutem. Obasloja su se zatim preala, a sok i krob koji se cijedio iz srike, meusobno jesljepljivao slojeve. Ovako dobiveni list suio se na suncu a zatim glaao koljkom,kamenom ili kosti, te premazivao cedrovim uljem. Vie tako izraenih listovasastavljalo se u dugaku traku i namotavalo oko tapa u svitke. Dobiveni svitci sluilisu za pisanje pomou kalamusa i tinte. Na papirus je bilo mogue pisati samo sajedne strane lista. Ovaj marerijal je bio dosta krut, odnosno lomljiv, a bio je i lakozapaljiv.


6/65

6

Slika 1. Uzorak papyrusa

Papyrus se koristio u Egiptu priblino 3000 godina prije nove ere. U Grku jeprenesen u VII. stoljeu prije nove ere, a otuda u Rim i ostale dijelove Europe, gdjese kao materijal za pisanje koristio sve do Xl stoljea.

PERGAMENT

U razdoblju oko 200 godina prije nove ere faraon Ptolomej zabranio je izvozPapyrusa iz Egipta, kako bi sprijeio razvoj "biblioteka" u drugim zemljama. Ovakvasituacija primorala je korisnike papyrusa da nau alternativni materijal, pogodan zapisanje odnosno prenoenje poruke i konzerviranje znanja.

U gradu Pergamonu, Perzija (dananja Turska), proizveo se materijal pogodan zapisanje i dobio naziv PERGAMENT. Ovaj materijal, na koji se tada poelo pisati bio jje trajniji i postojaniji na vlagu od papyrusa. Sve do danas, ovaj materijal se smatrajednim od najboljih za pisanje perom i tintom. Pergament se izraivao preradomtankih koa najee mladih ivotinja: koza, ovaca, teladi, magaraca pa i zmija.Proces izrade bio je vrlo jednostavan. S oguljenih ivotinjskih koa odstranila sedlaka a zatim se koa tretirala pomou razliitih otopina vapna i kiselina. Depiliranakoa se napinjala na drvene okvire i postepeno suila. Sljedea faza je bila bruenjei glaanje pomou vulkanskog pjeska i glaanje sa kosti ili glatkim kamenom. to jepergament bio tanji to je isti bio cjenjeniji. Zadnja faza je bila natapanje izglaanekoe u ulju, i suenje ulja s ciljem da se postigne odgovarajua elastinost.Peregament je prirodno imao ukasto bijelu boju, no za posebne prigode bojao sezemljanim bojama u crvenkastu ili sline boje. Papirus se izraivao u dva oblika:trake i svitci. Bio je osobito cjenjen zbog svoje finoe povrine i vrlo male debljine.


7/65

7

Izmeu ostalog na pergamentu su se pisale i prve knjige i uvezivale se u koriceizraene od tankih daica presvuenih koom.

Pergament je i danas u upotrebi za razliite sveane prigode, kad je potrebnoizraditi naprimjer povelje, priznanja sveane pozivnice i slino (Versajski ugovor,povelja UN, povelja grada Zagreba, Nobelova nagrada...).

PAPIR

Papir kao podloga za pisanje, u dananjem obliku, pojavio se u KINI oko 105.godine nove ere. Do tada, u Kini se pisalo na svili no taj materjal je bio skup i sloenza izradu.

Kinezi su papir izraivali runo od bambusove trske, riine slame, lika, konoplje,starih ribarskih mrea, uope, od sirovina koje u osnovi imaju vlaknastu strukturu.Spomenuti materijali usitnjavali su se tucanjem u kamenim posudama ili mljeli ukamenim mlinovima s ciljem da se dobiju udrobljena sitna vlakna. Udrobljena vlakna

su se zatim stavljala u posudu, prelila vapnenom vodom i kuhala. Kuhanjemdobivena kaasta masa nalijevala se na drveno sito, iju su mreicu inila vlakna odsvilenih niti ili tankih tapia, izrezanih od stabljika bambusa. Potresanjem sitadolazilo je do isprepletanjavlakanaca a suvina voda i neto vlakanaca cijedila sekroz sito u podmetnutu posudu sa kaastom masom. Ovim postupkom se dobiovlaan list "papira" vrlo slian dananjoj mokroj bugaici. Vlaan list, formiran na situ,paljivo se odvojio od sita i stavljao na gladki kamen na suenje. Odvajanje vode izlista se obavljalo polaganjem mokrog lista na ravnu povrinu (daska, kamen, glinenaploa) i isparavanjem vode na suncu.

Osueni list papira uranjao se zatim u ljepljivu masu, dobijenu kuhanjem rie(krob) i ponovno se suio. Osueni listovi, poslije faze lijepljenja i suenja slagali suse u kupove, preali u drvenim preama, a zatim su se pojedinani listovi glaali namramornoj ploi pomou slonove kosti ili glatkog kamena. Na ovako izraen papirmoglo se sasvim dobro pisati tuem ili tintom biljnog, odnosno mineralnog porijekla.Kinezi su papir rezali u odreeni format. Gotovo identino i danas se runo proizvodipapir koji se upotrebljava za specijalne tiskanice i reprodukciju umjetnikih djela.

Dugo godina je proizvodnja papira u Kini bila strogo uvana tajna. Tek 500 godinakasnije papir se poeo proizvoditi u Korejioko 610 godine i neto kasnije, u Japanu.Oko 750. godine Arapi su doznali tajnu izrade papira od ratnih zarobljenika i po eliproizvodnju papira iz lanenih krpa i lana, koje su mljeli u kamenim mlinovima i takodobijali potrebna vlakanca. Daljnji postupak bio je isti kao u Kini. No, Arapi su

upotrebljavali sita sa mreicom ispletenom iz metalnih niti , a kao ljepilo koristili sukrob dobijen iz prosijanog peninog brana. Arapi su prvi poeli bojiti i izrezivatipapir u vie odreenih formata i pakirati ih u pakete od po 500 araka (rizma).

U Europi, papir se poeo proizvoditi znatno kasnije, tek oko 1100 - tih godina.Najme, u to vrijeme javile su se prve radionice za runu izradu papira i to na Siciliji i uValenciji, panjolska. U Italiji se javljaju prve radionice za izradu papira 1276 godine


8/65

8

a u Francuskoj u 14-om stoljeu Talijani osnivaju prve radionice. U Njemakojpoznata je radionica iz 1390. godine.

Izumom pominih slova i drvene pree za tisak (Johan Gutenberg, oko 1440.godine, Mainz) zapoinje era "modernog" tiskarstva koja ubrzo uzrokuje znatnopoveanje potronje papira i konstantan nedostatak ve tada vanog stratekog

materijala. Usporedo se poinje polako razvijati manufakturna proizvodnja papira, akao sirovine koriste se pamuk, lan, konoplja i stare krpe. No, osjea se stalninedostatak papira zbog sve vee potronje i manjka osnovnih sirovina, krpa...Grozniavo se trai vlaknasti materijal koji bi omoguio nesmetanu proizvodnu papirabez ogranienja koliina.

Francuz Luis Robert 1799. godine uvodi u proizvodnju prvi parni stroj pomoukojeg se mogla proizvoditi "beskonana" papirna traka uz primjenu beskonanog sitaiz krpa kao osnovne sirovine, a nje je bilo nedovoljno da se zadovolje sve veepotrebe za papirom. Njemac Keller 1843 godine bruenjem drveta izmeu brusnihkamena dobio je drvena vlakna odnosno gusto vlaknasto tijesto koja su, pomijeanas vlaknima od krpa i lana, davala sasvim dobru osnovnu sirovinu za izradu papira. Na

ovaj nain se zapravo dobila drvenjaa kao osnovna sirovina za izradu papira (kojase i danas koristi za izradu raznih omotnih i novinskih papira uz dodatak recikliranogstarog papira).

Godine 1870. pojavljuju se nove sirovine za izradu papira: bijeljena celuloza izslame i natronska celuloza iz drva etinjara. Godine1884. poinje proizvodnja sulfitneceluloze iz etinjara. No, pravi tehnoloki napredak za masovnu industrijskuproizvodnju papira, i upotreba drveta kao baze za osnovnu sirovinu, poeo je tek uprvoj polovici dvadesetog stoljea.

OSNOVNE SIROVINE ZA DOBIVANJE VLAKAVACA

Drvo

Drvo je najvanija sirovina za proizvodnju drvenjae i celuloze. Ukupno 90%svjetske proizvodnje celuloze dobiva se iz drveta. Za proizvodnju papira potrebno jeiz drvene mase razinjavanjem dobiti vlakanca.

Za dobivanje povoljne strukture vlakanaca odluujui su sljedei faktori:

a) morfoloka graa vlaknaste sirovine

b) mogunost industrijskog rainjavanja sirovine

c) pogodnost poluproizvoda dobivenog iz odreene sirovine za proces daljnjeprerade.


9/65

9

U papirnoj industriji se gotovo iskljuivo upotrebljavaju vlakna, dobivena preradomdrva. Uglavnom su to viegodinje biljke etinjara i liara. Graa tih biljaka izrazitoje vlaknasta, to je zapravo rezultat vlaknaste strukture molekule celuloze.

Za izradu papira i kartona odnosno celuloze i drvenjae koristi se drvo, i to najee:

ETINJARI: smreka, bor i jela

LIARI: bukva, breza, topola i eukaliptus

ETINJARI

1. Smreka je jedan od najrairenijih etinjara. Najvea stanita uma su u Rusiji,Finskoj, vedskoj, Norvekoj, Kanadi, SAD... Smreka sazrijeva za sjeu za 60 do 80godina. Drvo smreke ima pogodan odnos irine naprama duljini vlakanaca, te imamali sadraj smole, to joj daje gotovo idealne karakteristike sirovine za izradu

papira. Drvo smreke moe se rasiniti svim kemijskim i mehanikim postupcima.Duina vlakanaca smreke je oko 2,6 do 3,8 a irina 0,025 do 0,070 milimetara.

2. Bor kao i smreka rasprostranjen je gotovo po itavoj Europi, Rusiji, Americi,Kanadi... Bor raste bre od smreke ali ne dosie njenu visinu i starost. On imarelativno sline karakteristike kao i smreka, no visok sadraj smole u drvu boraoteava njegovu preradu za potrebe industrije papira. Prerauje se mehanikimpostupkom u drvenjau a kemijskim postupkom u celulozu. Duina vlakanaca drvetabora je oko 2,6 do 4,4 a irina 0,030 do 0,075 milimetara.

3. Jela ima gotovo iste karakteristike za preradu u industriji proizvodnje papira kao ibor.

LIARI

1. Bukva je vana sirovina za proizvodnju vlaknaste materije iz koje se proizvodiceluloza. Drvo bukve ima relativno kratka vlakna u odnosu na drvo etinjara, to imaza posljedicu slabija svojstva celuloze obzirom na vrstou. Duina vlakna je oko 0,7do 1,7 a irina 0,015 do 0,030 milimetara.

2. Breza ima sline karakteristike kao i bukva.

3. Topola je dosta rasprostranjeno drvo, a postoji i vie vrsta. Najbolja za preradu uindustriji papira je topola dobijena krianjem crne i kanadske topole. Karakteristinaje po tome to ima malo tankih grana i veliko deblo. Brzo raste, pa za sjeu i preradudospijeva veza otprilike 10 do 15 godina. Zbog tih povoljnih karakteristika uzgaja sei plantano. Drvo topole pogodno je za preradu mehanikim i kemijskim postupkom.Duina vlakanaca je oko 0,7 do 1,8 a irina od 0,029 do 0,050 milimetara.


10/65

10

KEMIJSKI SASTAV DRVA

Glavni kemijski sastojci drva su: celuloza, kemiceluloza, lignin, ekstrakti ianorganske tvari. Koliina pojedinih sastojaka se razlikuje u vrstama drveta.Gledajui openito etinjare i liare, taj je sastav otprilke ovakav:

- Celuloza : u drvu etinjara je ima 45 %, a kod liara 42%

- Kemiceluloza : kod etinjara 24%, a kod liara 32%

- Lignin: kod etinjara 27%, a kod liara 20%

- Ekstrakti: kod etinjara 6%, a kod liara 4%

Slika 2. Struktura drva


11/65

11

POSTUPCI ZA PROIZVODNJU SIROVINA ZA IZRADU PAPIRA, KARTONA ILJEPENKE

Osnovne sirovine za izradu papira i kartona su razne vlaknaste sirovine biljnog

porijekla.

Vlaknaste sirovine za proizvodnju papira :

1. drvenjaa

2. celuloza

3. poluceluloza

4. polutvorevina

5. reciklirani stari papir

DRVENJAA

Proces dobivanja drvenjae, kao sirovine za izradu papira podrazumijevamehaniko rainjavanje drvne mase na vlakanca. Toznai, da se tim postupkom nemijenja kemijski sastav u odnosu na drvo. U drvenjai ostaje ista koliina celuloze,kemiceluloze, lignina i ostalih komponenata kao u drvetu. Drvenjaa ima manjuvrstou od celuloze, no to ne znai da se papiri za tisak, gdje je potrebnavelikavrstoa na vlak i pritisak, nemogu raditi iz te sirovine. Danas se gotovo svi novinski isrednje fini papiri rade iz mjeavine vlaknastog materijala drvenjae i starog papira.No ovi papiri su kraeg vijeka trajanja. Zbog lignina, koji je sastavni dio drva, ti papiristajanjem i izloenosti svjetlu, mijenjaju boju i vrstou, kao posljedicu fotokemijskogdjelovanja svjetla.

Prema nainu pripreme drvenjau dijelimo na:

- Bijela drvenjaa - dobivena je isto mehanikim postupkom,.

-Smea drvenjaa - dobivena je mehaniko - termikim postupkom.( TMPdrvenjaa).

- Kemijska drvenjaa - dobivena je mehaniko-termiko-kemijski postupkom, ( CTMPdrvenjaa ).


12/65

12

Procesi proizvodnje drvenjae

1. Skladitenje drveta

Prva faza u proizvodnji drvenjae je rezanje drvenih trupaca na odreenu duinucjepanice i skladitenje drvene mase. Ova faza u tehnolokom procesu je vrlo vana.

Naime, drvo prvo mora odleati najmanje est mjeseci poslije sjee, a prije prerade.Razlozi dueg skladitenja su potreba da se kod etinjara izlui nepoeljna smola, teda se drvena masa do upotrebe sauva od gljivica i plijesni.

Skladitenje drvne mase provodi se prema dostupnim mogunostima na trimogua naina:

- sloene hrpe, provjetravanje

- nabacano drvo u hrpe

- mokro skladitenje, potapanjem u vodu ili plivanjem na vodi

2. Odkoravanje

Drvo na daljnu obradu odnosno bruenje, moe ii tek kad mu je uklonjena svakora. Vano je, da se drvo to bolje oisti, jer ostaci kore na drvetu uzrokuju slabijukvalitetu i bjelinu drvenjae. Iskoritenje drvne mase je oko 95%. Openito, u ovojfazi cilj je odkoriti drvo sa to manje gubitaka drvne mase.

Prema godinjem dobu u kojem je drvo posjeeno, odkoravanje je lake ili teeprovedivo. Lake se odkoravaju drva koja su posjeena u proljee, a tee ona kojasu posjeena u ostala godinja doba. Proces odkoravanja provodi se na tri naina:

- odkoravanje trenjem (suho odkoravanje)

- odkoravanje vodenim mlazom

- kombinirano odkoravanje


13/65

13

Slika 3. Otkoravanje drva, detalj

1. vodeni mlaz2. drvo3. i 4. valjci za odkoravanje

Slika 4. Stroj za odkoravanje drva


14/65

14

3. Bruenje drveta

Bruenje drveta izvodi se u strojevima za bruenje, iji su glavni dijelovi tekaprea i brusni kamen. Drvo se brusi poprenim nainom, gdje je smjer djelovanja silebrusnog kamena okomit na os drveta. Kvaliteta bruenja, odnosno drvenjaeuvjetovana je izborom i kvalitetom brusnog kamena.

U upotrebi je vie vrsta brusnih kamena.

Prema porijeklu brusne kamene dijelimo :

a) prirodni pjeani kamen (nije vie u upotrebi)

b) umjetni brusni kameni, izraeni od sitnog kvarca (SiO2) ili korunda (Al2O3)

c) keramiki vezani brusni kamen

Umjetni brusni kamen se izrauje na nain, da se prvo izradi armirana valjkasta

nosea betonska jezgra, a zatim se na povrinu tog valjka, specijalnim cementompoveu zrnca kvarca ili korunda. Ovaj brusni kamen osjetljiv je na nagle promjenetemperature, i to je razlog da se zbog zagrijavanja prilikom trenja u procesu bruenja,puno optereenje postie tek nakon 24 sata. Hladna voda, koja je u procesu bruenjamoe djelomino ohladiti brusni kamen to usljed naprezanja moe dovesti dopucanja istog.

Keramiki brusni kamen sastavljen je od jezgre na koju se pomou vijakauvruju keramike ploice i kasnije se zapeku. Ovaj brusni kamen je dobrootporan na promjenu temperature, te ima veliku trajnost zbog otpornosti na trenje.

O veliini zrnaca brusnog kamena direktno zavisi kvaliteta izlaznog materijala,drvenjae. Veliina zrnaca brusnog kamena kree se od 10 do 50 mikrona. Kamense izrauje u 12 razliitih verzija obzirom na veliinu zrnaca. O veliini zrnacabrusnog kamena ovisi finoa vlakanaca drvenjae.


15/65

15

Slika 5. Transport otkorenog drva do brusnog kamena

Slika 6. Bruenje drva

1. Brusni kamen2. Spremnik drva za bruenje3. Pritisna ploa4. Hidrauliki klip za pritisak5. Zatvaraspremnika za drvo6. Bazen za prihvaanje snopia vlakna7. etke za ienje brusnog kamena od ostataka vlakanaca8. Ispust za snopie vlakanaca


16/65

16

Temperature koje se javljaju uslijed trenja u toku bruenja kreu se od 150 do190C.

Samo bruenje djeli se u dvije faze:

1. Primarni proces, u kojem dolazi do plastificiranja lignina i bruenja u snopie

vlakanaca. Vrci zrnaca brusnog kamena iz plastine tvari "eljaju" drvo i izvlaesnopie vlakanca.

2. Sekundarni proces, je nastavak primarnog procesa, koji vodi razvlaknjivanjuvlakanaca iz snopia, koji se oslobode u primarnom porocesu.

Produkt bruenja je mjeavina razliitih frakcija vlakanaca. To su:

a) treice

b) vlaknasti materijal (200 do 4500 mikrona)

c) fini materijal (30 do 200 mikrona)

d) sluzava tvar (jako nabubrene fibrile)

e) branasta tvar (20 do 30 mikrona)

Ovisno od koliine pojedinih frakcija ima drvenjaa razliita mehanika svojstva irazliitu upotrebu. Cilj bruenja drveta za proizvodnju drvenjae je dobiti to dua,tanka i mekana vlakanca. Dugaka vlakna su preduvjet za proizvodnju papira sadobrim mehanikim svojstvima. Potrebna kvaliteta drvenjae odreuje se premapotrebnoj izlaznoj kvaliteti papira, a dobije se mijeanjem, u razliitim omjerimavlaknastog materijala i finog materijala. Za novinske papire taj odnos mijeanjaobino je 40 do 45 % finog materijala, a za bolje tiskovne papire 52 do 56 % finogmaterijala u odnosu na vlaknasti materijal.

Poslije procesa bruenja drvenjaa se odvodi na sortiranje. Zadatak sortiranja jeodvajanje treskica i krupnijih komadia drveta iz mase. Odvojeni materijal se vraa usustave, gdje se prerauju u fini materijal.

4. Sortiranje

Poslije procesa bruenja drvenjaa se odvodi na sortiranje. Zadatak sortiranja jeodvajanje treskica i krupnijih komadia drveta iz mase.

Proces sortiranja odvija se u dvije faze:

a) grubo sortiranje, gdje se odvajaju krupniji komadii, i vraaju se ponovno, u procesna doradu.


17/65

17

b)fino sortiranje i uklanjanje grubih komadia. Gustoa mase je 0.4-0.6%

Zatim slijedi uguivanje mase na cilindrinom valjku. Odvajanjem vode iz masedosegne se koncentracija 4-5%. Takva se drvenjaa potom vodi na bijeljenje ili nadaljnje stiskanje u preama do 40% suhoe.

5. Bijeljenje drvenjae

Po potrebi drvenjaa se podvrgava bijeljenju, zavisno o vrsti papira za koju sepriprema.

Sredstva za izbjeljivanje:

- natrijev hidrosulfit Na2S2O4 , kojim se bjelina drvenjae povisi za priblino 10stupnjeva

- vodikov peroksid H2O2, kojim je mogue dii bjelinu drvenjae za 22 stupnja

Proizvedena drvenjaa transportira se do strojeva za izradu papira, i to na dvanaina, koji zavise o udaljenosti tvornice papira od pogona za proizvodnju drvenjae.Ako je tvornica papira neposredno uz tvornicu drvenjae, drvenjaa se transportirapumpama do holendera za mjeanje sa ostalim dodacima potrebnim za izradupapira, a na vee udaljenosti, drvenjaa se prvo dehidrira, pakira u bale i odvozitransportnim sredstvima do tvornice papira.

Drvenjaa se kao vlaknasta sirovina koristi za izradu razliitih vrsta papira.Zanovinski papir mora se koristiti drvenjaa sa veim sadrajem dugih vlakanaca, jer suona odgovorna za mehanika svojstva papira. Za srednjefine tiskovne papire, te zadodatak bezdrvnim papirima se koristi drvenjaa sa veim postotkom finogamaterijala. Drvenjaa za izradu kartona mora biti grublja, da bi karton dobio eljenivolumen.

Vrste drvenjae

1. Bijela drvenjaa, brueno drvo, samo mehaniki postupak, bijela boja drveta.

2. Smea drvenjaa, mehaniko-termiki postupak, boja smea. Termo postupakbruenja je takav, da se pred bruenjem drvo pari na vioj temperaturi i na to brusi.

Zbog termike obrade dolazi do djelomine kondenzacije lignina usljed ega drvopostane tamno. Zatvorena vrsta i podatna vlakna. Drvenjaa se upotrebljava zaizradu ljepenke, kartona, natron papira i valovite ljepenke.

3. Kemijska drvenjaa, mehaniko-termiko- kemijski proces. Ova drvenjaa odlikujese velikom vrstoom na vlak, odnosno na kidanje to je vrlo vano pri izradinovinskih papira, kod kojih moe drvenjaa u potpunosti nadomjestiti celulozu. Osim


18/65

18

toga ova drvenjaa poboljava proces satiniranja i smanuje pojavu dvostranostipapira.

CELULOZA

Celuloza je najei organski spoj koji nalazimo u prirodi. To je zapravo vlaknastatvar od koje se sastoje stanine stjenke svake biljke. U drvetu je celuloza povezanasa ligninom i drugim stavnim djelovima staninih stjenki.

Celulozno vlakno je vlakno dobiveno kemijskom razgradnjom razliitih vrsta drvetaili jednogodinjih biljaka ( trstika, slama i druge ). Vlakna sadre celulozu, te drugeprimjese kao hemicelulozu, u nebjeljenom stanju i lignin, ekstraktne tvari teanorganske komponente.

Kemijski ista celuloza sadri: 44.5% ugljika , 6.2% vodika, 49.3% kisika. Njezina

kemijska formula je ( C6H10O5)n.n = stupanj polimerizacije, koji je od 1500 do 3000.Dakle, osnova celuloze je glukoza C6H12O6 . Obrui glukoze su meusobno kisikovimmostovima povezani u lance. Molekularna teina prirodne celuloze je 300000 do500000 g/mol.

Celuloza je kristalinina tvorevina, a njene se molekule udruuju u poluduguljastetapiaste tvorevine, koje zovemo micele. Micele su u obliku snopia fibrila linearno povezane meusobno, to daje celuloznom vlaknu mehaniku tvrdou.

Celuloza je potpuno netopiva u vodi i drugim obinim topilima. U svojoj molekulisadri tri slobodne hidroksilne skupine, te je zbog toga sposobna za razne kemijskereakcije, to je osnova za njenu svestranu upotrebu.

Najvie celuloze se proizvodi iz drveta. Za proizvodnju se koriste dva postupka:kiseli postupak i lunati postupak. Rainjavanje se vri potpunom kemijskomobradom. Osnova tih postupaka je delignifikacija drvne mase. Cilj delignifikacije jerazdijeliti vlakna meusobno tako, da se celuloza i kemi-celuloze to manje otete.

Kiseli postupak sulfitna celuloza

Sulfitna celuloza nastaje kuhanjem smrekovog i bjelogirinog drveta izrezanog u

sjeku u otopini kalcijevog i magnezijevog bisulfita uz dodatak sumporaste kiseline.

Klasini sulfitni postupci su kalcij hidrogensulfitni postupak, magnezij, natrij iliamonij hidrogensulfitni postupak. Osnova ovih postupaka je sulfoniranje lignina injegovo uklanjanje iz drva u obliku ligninsulfonske kiseline. Usporedno sauklanjanjem lignina dolazi i do hidrolize kemi-celuloze, to je ovisno o kiselosti, prikojoj se odvija proces raspada drveta. Od svih sulfitnih postupaka je najzanimljivijimagnefitni s kojim u kraem vremenu kuhanja dobijemo jau celulozu. Posebna


19/65

19

prednost ovog postupka je u mogunosti, da se kemikalije iz procesa, MgO i SO2,mogu regenerirati, te se na taj nain znatno smanjuje negativan utjecaj sulfitnogpostupka na okolinu.

Poslije faze skladitenja drvo ide na odkoravanje, a zatim na usitnjavanje usjekirostroju. Potrebna debljina sjeke kree se oko 10 mm, a visina izmeu 30 i 40

mm. U slijedeoj fazi iz sjeke se uklanja praina i sortira se po veliini (mala,normalna, velika). Kvalitetna sjeka se ostavlja u velikim hrpama da odstoji 2-3mjeseca ( smreka ), kako bi smole i ekstrakti oksidirali, te na taj na in to manjesmetali u procesu proizvodnje celuloze. Za bjelogorina drva je to vrijeme znatnokrae ( 5-10 dana ).

Kemijski postupak razvaknjivanja drveta se temelji na delignifikaciji drvne mase.Glavni cilj delignifikacije je razdvojiti vlakna meusobno tako, da se celuloza ihemiceluloze to manje otete. Time se ne ukloni sav lignin, zapravo se postupakzaustavlja na priblino 5% preostalog lignina. On se kasnije odstrani postupkombjeljenja.

Proces delignifikacije drveta se odvija u velikim reaktorima (kuhaiima)zapremnine 100 do 130 m. Sortiranom i odstajalom sjeikom se pune kuhai.Slijedi faza uparavanja sjeike sa niskotlanom parom, a zatim se kuha punikiselinom. Postupak se odvija u vrlo kiseloj sredini pH 2 4. Kiselina ulazi u reaktorsa temperaturom 70C, a u reaktoru se jo zagrijava do 117C. Taj dio procesa senaziva impregnacija sjeike sa kiselinom. Da bi dolo do delignifikacije drveta,kiselina se zagrije na temperaturu 154-159C. Kuhanje traje 150-180 minuta. Slijedifaza otplinjavanja kuhaa, te pranjenje u ekspanzijski rezervoar., odakle se celulozavodi na pranje i sortiranje.

Pranje celulozese izvodi u nekoliko stupnjeva. Pred pranjem celuloza prolazi krozistae, da se iz nje uklone neraskuhane kvrge drveta .

Oprana i sortirana celuloza odlazi potom uproces bjeljenja. Bjeljenje je procesdodatne delignifikacije, koji ukljuuje odstranjivanje, odnosno modifikaciju nekihkomponenata u nebjeljenoj celulozi zajedno sa ligninom i njegovim raspadnutimproduktima i smolama. Proces bjeljenja mora tei tako, da se celulozna vlakna neotete. Odvija se u nekoliko stupnjeva (O2ili Cl2, NaOH, NaOCl, ClO2).

U prvoj fazi bjeljenja sa Cl2 ili O2 se odkloni iz celuloze preostali lignin. Slijedi pranjeceluloze vodom i drugi stupanj bjeljenja alkalna ekstrakcija u kojoj se rastapaklorlignin, nastao u prvoj fazi bjeljenja. Po pranju vodom slijedi trea faza, a to jehipokloritno bjeljenje na pH 9. U zadnjoj fazi se koristi ClO2, koji jako poveava bjelinu

celuloze bez degradacije celuloze.Konana bjelina celuloze je 88-92% po ISO standardu.

Kemikalije koje se koriste za izbjeljivanje esto sadre klor u nekim sluajevima ielementarni klor. U procesu izbjeljivanja nastaju organski spojevi klora. Ako je udiospojeva klora iju ukupnu koliinu oznaavamo kao AOX, manji od 0,2 kg/t (kg. potoni celuloze) onda to znai da je dobivena celuloza besklorno izbjeljena celuloza


20/65

20

odnosno nosi oznaku TCF. Ako je udio klora neto vei a ne prelazi granic od 0,8kg/t, onda govorimo o celulozi koja je izbjeljena sa malo klorai nosi oznaku ECG.Iz strogih ekoloki propisa danas se celuloza, a naroito sulfitna uglavnom izbjeljujekao bezklorna a samo iz nekih tehnikih razloga izbjeljuje se s malo klora.

Po zavrenom bjeljenju slijedi naknadno ienje, da bi se uklonile i najmanje

neistoe. Nakon toga se celulozna masa vodi u zbirne bazene, odakle se vodi nadaljnje odvodnjavanje.

Zadnja faza proizvodnje je odvodnjavanje i stiskanjeceluloze na suhou 80-90%,i pakiranje u 200 kg teke bale.

Sulfitna celuloza ima u odnosu na sulfatnu celulozu kraa vlakna to znai da epapir imati manju vrstou ali se ona u procesu bjeljenja lake izbjeljuje.

U ovom postupku kao sekundarni produkt javlja se lug u velikim koliinama. Onpredstavlja isto tako veliki ekoloki problem. Da bi se iskoristio, a ujedno smanjilozagaenje okoline, moderniji postupci proizvodnje imaju ukljuenu regeneraciju

kemikalija kojom se lug, koji ostane pri procesu pranja celuloze, uparuje i zatimspaljuje. U magnefitnom postupku tako spaljivanjem luga nastaje MgO i SO2, kojisevode u pripremu kiseline za kuhanje celuloze, te toplina, koja se koristi zaproizvodnju tehnoloke pare. Sagorijevanjem lunice nastaje cijeli niz kemijskihreakcija. Najprije izgore organske tvari i nastane CO2 . MgO se pretvara u Mg(OH)2,a SO2se vodi u postupak nastajanja kiseline za kuhanje.

C + O2CO2

H2O + SO2H2SO3

Mg(OH)2 + H2SO3MgSO3 + 2H2O

MgSO3+ H2SO3Mg(HSO3)2

Lug se koristi i kao osnova za proizvodnju nekih ljepila, zatim u proizvodnjiinsekticida, kao pomono sredstvo u graevinarstvu i konoj industriji.


21/65

21

Lunati ili sulfatni postupak

Najprije je bio otkriven natronski postupak, a potom sulfatni. Natronskim sepostupkom dobije slabija celuloza sa niskim iskoritenjem, dok se sulfatnim dobijemehaniki jaka celuloza. S obzirom da su obje vrste celuloze jake smee boje i tekobjeljive, upotreba tih celuloza je dugo vremena bila ograniena samo za ovojne

papire i papire za vree. Tek uvedbom viestupanjskog bjeljenja je i ta celuloza ulau proces proizvodnje papira.

Danas se najvie celuloze proizvodi upravo sulfatnim postupkom, jer se njimemogu preraditi sve vrste drveta pa i one koje sadre vee postotke smole, zatimjednogodinje biljke, trstike, mehanike karakteristike su bolje nego kod sulfitneceluloze, spaljivanjem otpadne lunice je mogua regeneracija alkalija, te susmanjeni problemi sa otpadnim vodama, drvo nije potrebno tako dobro oistiti, kaokod sulfitnog postupka. Postupak ima, glede sulfitne celuloze i nedostatke:iskoritenje iz drvne mase je nie, sposobnost bjeljenja je vie ograniena i trokovibjeljenja su vii.

Kuhai za kuhanje sjeke su kapaciteta oko 200 m3. Sjeka se kuha sa jakomluinom pH 14. Temperatura kuhanja kree se do 170 do 190C uz tlak od 7 do 11atm. Zagrijavanje kuhaa traje 1 do 2,5 sata, a sam proces kuhanja 1 do 2 sata.Zagrijavanje kuhaa vri se indirektno. Po kuhanju se celuloza zajedno sa crnomlunicom isputa u spremnik u kojem se odvajaju pare, a celuloza dovodi na normalniatmosferski pritisak. U slijedeoj fazi, odvaja se crni lug i odvodi na regeneraciju, aceluloza se odvodi na sortiranjenje, isipranje mlazom vode, te bjeljenje..

Cilj bijeljenja je poveanje bjeline vlaknastog materijala odnosno uklanjajneukastog tona iz vlaknastog materijala, koji potjee iz prethodnih faza obrade.Bjeljenje se odvija u pet ili est faza u tornjevima za bjeljenje. Bjeljenje poinjekloriranjem mase C, alkalnom ekstrakcijom E, hipokloritnim bjeljenjem H iklordioksidnim bjeljenjem D po shemi C E C E H D. Negdje se prvi stupanj kloriranjazamjenjuje sa kisikom, pri emu se znatno smanjuje negativni ekoloki uinakotpadnih voda iz procesa bjeljenja.

Objeljena celuloza odlazi zatim na odvodnjavanje. Ako je papirnica u blizini,celuloza se odvodni do 5-6% koncentracije i kao takva se crpi za preradu u papir.Priprema li se celuloza za transport drugim papirnicama, odvodnjavanje i suenjeceluloze je do 85-90% suhe tvari. Konana faza je rezanje celuloze i pakiranje u 200kg bale, oznaavanje i skladitenje.

POLUCELULOZA

Poluceluloza je vlaknasta sirovina, koja se upotrebljava za izradu papira, a koja seproizvodi iz drveta i slame jednogodinjih biljaka. Proces prerade drveta se odvijablagom kemijskom obradom i mehaniim razvlaknjivanjem, koje se neposrednonadovezuje na kemijsku obradu. Vlakanca poluceluloze karakterizira slinost satehnikom celulozom, a po sastavu je to zapravo drvenjaa. Kemijska obrada se


22/65

22

provodi kontinuiranim kuhanjem neutralnim sulfatnim postupkom (Na2SO3+Na2CO3).Temperatura kuhanja je 170C do 180C u vremenu kuhanja od 0,5 do 6 sati,zavisno o porijeklu ulazne sirovine i pod tlakom od 8 bara.

Poluceluloza od slame se dobije rezanjem slame i odpraivanjem. Slamom sezatim pune posude za kuhanje i kuha se otopinom Ca(OH)2, 3 do 5 sati, uz tlak od 3

bara. Dobivena kaa se u neopranom stanju melje i razreuje na potrebnu gustou.Ovaj vlaknasti materijal upotrebljava se uglavnom za izradu papira za valovituljepenku, kojoj daje potrebna svojstva vrstoe, tvrdou i ilavost, to je povoljno zaizradu transportne sloive ambalae.

POLUTVOREVINA

Polutvorevina je vlaknasti materijal za izradu papira, koja se dobije preradompamuka, lana, starih krpa jute i lika. Kao vlaknasta sirovina upotrebljava se jo ilinters. Linters su kratka vlakna koja se nalaze na pamunim lopticama poslje

odvajanja dugakih vlakna pamuka. Kratka vlakna lintersa duine su od 3 do 6milimetara. Linters predstavlja jednakovrijednu zamjenu za pamune krpe.

Proces dobivanja polutvorevine iz starih krpa odvija se u vie faza:

1.Sortiranje krpa prema porijeklu, boji, oneienju...

2. Dezinfekcija krpa

3. Uklanjanje krutih predmeta (gumba, patent - zatvaraa i ostalog).

4. Rezanje krpa na komadie 5 x 5 centimetara i uklanjanje praine.

5. Alkalno kuhanje s vapnenim mljekom Ca(OH)2, jeftino je i ne oteuje vlakna, uvremenu od 5 do 11 sati pri temperaturi od 145C i tlaku od 4 atmosfere.

6. Pranje, mljevenje, filtriranje i bijeljenje sirovine.

7. Po potrebi se pokutvorevina izbjeljuje u koliko se masa nije dovoljno izbjelila uprocesu kuhanja.

Dodatak polutvorevine masi za izradu papira poveava trajnost i vrstou papira,osobito kod razliitih dinamikih oprereenja za vrijeme upotrebe kao to su esta

savijanja, trljanje, viestruki pregibi.

Papiri izraeni iz osnovnog vlaknastog materijala polutvorevineupotrebljavaju se zaizradu razliitih vrijednosnih papira, papirnatog novca, zamljopisnih karata, povelja,cigaretpapira, uope svih grafikih proizvoda, koji zahtjevaju veliku vrstou iotpornost na habanje.


23/65

23

PRERADA STAROG PAPIRA U VLAKNASTI MATERIJAL RECIKLAA PAPIRA

Reciklirani papir

Moe se rei da se gotovo sva proizvodnja papira, proizvedena prije izumaprocesa za izradu drvenjae, bazirala na reciklai raznih vlaknastih materijala (krpe,

ribarske mree...).

Danas se reciklirani papir odnosno vlaknasti materijal izrauje gotovo iskljuivo iz

prikupljenog starog papira. Oko 80% prikupljenog starog papira se moe koristiti zaproces recikliranja, a oko 20% je razni odpad. Od prikupljenog papira se mora

izdvojiti sve to se ne moe iskoristiti kao vlaknasti materijal. To su uglavnom ice,

klameri, spajalice, plastificirani papiri i polukartoni, papiri otisnuti UV lakom i drugo.

Vlakanca dobivena samo od starog papira mogu biti reciklirana pet do sedam puta

prije nego to postanu previe kratka, i lomljiva, a da bi se samo od njih mogao

napraviti novi papir odreenih svojstava.

Proces izrade recikliranog papira

Recikliranje otpadnog papira obuhvaa postupke, koji zapoinju prikupljanjem i

sortiranjem starog papira, odnosno odvajanem nepoeljnih sastojaka. Slijedi

transport do tvornica papira i proces reciklae.

Proces reciklae zapoinje: razvlaknjivanjem papira u vodi, zatim slijedi gruboprosijavanje vlaknastog materjala. Jedan od najvanijih dijelova procesa je uklanjanje

otisnute boje sa papira, odnosno deinking flotacija. Poslije uklanjanja boje slijedi

ienje, fino prosijavanje, ispiranje, te eventualno uguivanje i konzerviranje

vlaknaste mase.

Svojstva budueg recikliranog papira ovisna su o gotovo svakom dijelu postupkaprerade. Zato se tokom itavog postupka kontroliraju uzorci i prate svojstva

vlaknastog materijala, kako bi se dobila zadovoljavajua kvaliteta, koja je uvjet za

izradu papira.

Razvrstavanje, sortiranje

U prvoj fazi prikupljanja starog papira ve se vri sortiranje prema vrsti otpadnog

papira (novine i revije, kutije od val. ljepenke i druga papirna i kartonska ambalaa,

knjige...). No to poetno sortiranje je relativno grub, pa se ulaskom u tvornicu papira


24/65

24

sirovina mora pregledati i razvrstati prema porijeklu i obradi. U prikupljenom papiru

esto se nalaze razni neupotrebljivi papiri, a i razni tvrdi predmeti. Budui da bi oni

mogli biti uzrok oteenja strojeva u procesu prerade starog papira, mora se izvriti

dodatno pregledavanje i razvrstavanje papira u tvornici i to runo, na pokretnoj traci.

Papir za reciklau osim tiskarske boje sadri i vrlo esto razna ljepila.

Najnepoeljnija i najtea za uklanjanje su ba ljepila i to ljepila sa kuverti, maraka,etiketa ili mekog, odnosno broiranog uveza.

Razvlaknjivanje

Svrha razvlaknjivanja je odvajanje vlakana iz isprepletene strukture papira upojedinana vlakna. U procesu dolazi i do djelominog odvajanja tiskarske boje od

vlakana u obliku sitnih estica pigmenata. Razvlaknjivanje otpadnog papira vri se u

pulperima. U pulper se crpi topla voda, izvagana koliina otpadnog papira i

kemikalije. Glavni dio pulpera je rotirajui element sa lopaticama, koji vri gibanjemase i ostvaruje mikroturbulenciju. U toku postupka kotinuirano se kontrolira: pH,

temperatura , koncentracija i vrijeme razvlaknjivanja.

Prosijavanje

Prosijavanje je proces koji slui za uklanjanje svih estica i kvrica, koje su vee od

vlakanaca u suspenziji, kao to su mali komadii papira ili razni komadii plastike. Do

pojavljivanja malih komadia papira dolazi pri nedovoljnom razvlaknjivanju ili kada

kvalitetno razvlaknjivanje nije mogue (npr. kod novinskog papira, koji je bio predugoizloen sunevom svjetlu). Razni komadii plastike mogu biti od omota ili vreica,

razni adhezivi, ljepljive povrine i sl. Ako se, meutim, razgrade do formata veliine

vlakna, mogu zaostati u pulpi i kasnije u recikliranom papiru. Prosijavanje se vri

prolaskom pulpe kroz sita definiranog promjera otvora.

Deinking postupak

Flotacija predstavlja kjuni dio procesa prerade staroga papira. Tim postupkom

odstranjuje se tiskarska boja od vlaknaste suspenzije.Deinking flotacija je proces selektivne separacije, koji koristi mjehurie zraka da

odstrani estice boje iz razvlaknjene papirne mase. U flotacijskoj eliji estice boje se

prihvaaju na mjehurie zraka, koji ih nose prema povrini. Dodavanjem kemikalija u

masu poveava se hidrofobnost estica boje i poboljava uspjenost flotacije. Na

povrini se koncentrira pjena, koja se odstranjuje kao flotacijski otpad. Uspjenost


25/65

25

flotacije ovisi o tri uvjeta: sudar estice boje i mjehuria, prihvaanje estice boje na

mjehuri i uklanjanje mjehuria sa esticom boje iz pulpe. Na uspjenost flotacije

utjeu razni faktori, a mogu se podjeliti etiri skupine:

1. Svojstva estica: veliina, broj, oblik, kemijsko svojstvo povrine i slino.

2.Svojstva mjehuria: njihova veliina, broj, kemijsko svojstvo povrine i

dispergiranost3. Stupanj mijeanja, vrijeme i intenzitet flotacije.

4. Procesni uvjet: vrsta otpadnog papira u postupku, koliina punila, svojstva

vlakana, pH suspenzije, temperatura voenja procesa.

Uspjenost flotacije odreuje se slikovnom analizom. Tom metodom moe se

odrediti broj i veliina prisutnih estica boje, te veliina povrine, koju te estice

pokrivaju.

Ispiranje i uguivanje

Ispiranje je mehaniki proces, kojim se iz razvodnjene pulpe odvaja boja, punila i

ostale estice neistoe. Proces ispiranja kvalitetniji je to su estice neistoa

manje. Veina vode, koja sadri ispranu boju, odlijeva se od pulpe kroz strojeve ili

sita kroz koja prolaze male estice boje i neistoa, ali ne i vlakanca .Slijediuguivanje mase iz koncentracije 0.6-0.7% na koncentraciju cca. 8-10% suhe tvari.

Zadnji postupak je dispergiranje mase. Time se razgrauju ljepljive tvari i dispergiraju

vei ostaci tiskarske boje u vrlo sitne estice, koje su neopasne u papiru. Masapotom odlazi u bazene, odakle se crpi na papirni stroj.

Promjene svojstva recikliranog lista papira

Papiri proizvedeni od recikliranih vlakana razlikuju se od papira iz primarnih

vlakana po optikim i fizikalnim karakteristikama. Uzrok tih razlika su promjene na

samim vlaknima, a i mogua prisutnost raznih neistoa, koja se tokom reciklae

nisu u dovoljnoj mjeri uklonila iz mase. Prisutnost oneienja u papiru proizvedenom

od sekundarnih vlakana moe utjecati i na vrstou papira. estice oneienjamogu svojom prisutnou utjecati na vezivanje vlakno na vlakno. Vlakna u okolini

takve estice ne mogu se dobro meusobno povezati, pa nastaju pukotine u strukturilista. Prilikom optereenja papira u tisku, pogotovo tisku iz role, ovakva pukotinamoe utjecati na cijepanje itave trake papira. Promjene tiskovnih svojstava

recikliranih papira u odnosu na papire iz primarnih vlakana vezane su u prvom redu

za fizikalne promjene papira. O fizikalnim svojstvima papira ovisi siguran, brz i ist

proces tiska. Tu se misli na situacije u kojima bi se mogao usporiti ili prekinuti tisak,


26/65

26

bilo zbog prekida papirne trake u rotacionim strojevima za tisak novina i revija, ili

zbog upanja i praenja povrine lista (odpadanje vlakanaca i estica punila), kao i

nedovoljne dimenzionalne stabilnosti papira.

Sitne estice u recikliranim papirima znatno utjeu na svojstva lista. Mikroskopsko

promatranje sitnih estica pokazalo je da se vlaknaste sitne estice razlikuju po

teksturi od ostalih sitnih estica. Sitne vlaknate estice, mogu doprinijeti boljemvezivanju vlakana meusobno, jer se formiranjem lista smjetaju u meuvlaknate

prostore i popunjavaju ih. Vlaknaste sitne estice jednakog su sastava kao i vlakna,

pa se dobro veu i isprepliu sa duljim vlaknima i time mogu poboljati vrstouodnosno mehanika svojstva papira. Labaratorijska istraivanja su pokazala da

kontroliranim dodavanjem sitnih estica punila pulpi, dolazi do opadanja vrstoe,

oprilike za 20 %. Pojava upanja izraenija je kod recikliranih papira u odnosu na

papire iz primarnih vlakana, a uzrok tome je poveana koliinom sitnih estica na

povrini recikliranog papira.

Optika svojstva recikliranog papira

Reciklirani papiri su obino sivkaste boje. Ovisno o koliini dodatka recikliranih

vlakna, bjelina papira ne prelazi 80% ISO bjeline.

Mehanika svojstva recikliranog papira

Viestrukim recikliranjem vlakna doivljavaju oteenja poput mikrokompresija i

oronjavanja. Papir izra

en od tih vlakana pokazuje padvrsto

e svakim sljede

imciklusom recikliranja. vrstoa samog vlakna nedostatna je za povoljnu vrstou

papira, ako vlakna u listu nisu meusobno dovoljno dobro povezana i isprepletena.Kad se govori o recikliranim vlakanima pojmom "papir" doslovno se odnosi samo

na papir, a ne i na kartone i ljepenke. Razlog tome je to je nain ispreplitanja

vlakana u kartonu i ljepenci donekle razliit od onoga u papiru. U sluaju kartona i

ljepenki zbog debljine istih ispreplitanje vlakanaca odvija se i u treoj dimenziji. Pri

izradi kartona i ljepenki od recikliranih vlakanaca nije primarna bjelina kao kod

tiskovnih papira, pa se za njegovu izradu mogu koristiti vlakana koja nisu podvrgnutapostupku deinkinga (jeftinij proces).

Promjene na vlaknima uslijed recikliranja

Papiri izraeni samo iz recikliranih vlakana razlikuju se od papira iz primarnih

vlakana izmeu ostalog i po tome to imaju slabija mehanika svojstva. Prisilno


27/65

27

suenje boje (napr. off. teh. tiska) u procesu tiska negativno utjee na vlakna iz

primarnog porocesa u proizvodnji novog papira. Viestruka isuenja vlakanaca u

tisku, prilikom recikliranja jako utjeu na slabljenje prekidne vrstoe i mehanikih

svojstava budueg recikliranog papira uope.

TEHNOLOGIJA IZRADE PAPIRA

Za pripremu papirne mase kao osnovne sirovine za izradu razliitih vrsta papira,koriste se i razliiti vlaknasti materijali: drvenjaa, polutvorevina, celuloza i stari papir.U procesu pripreme pulpe za odreene vrste papira prema recepturi mjeaju se irazliite vrste i udjeli vlaknasteog materijala. Materijali dolaze u tvornicu papiradehidrirani u balama, ili se transportiraju u odreenim formatima (celuloza) ukoliko jetvornica locirana izvan lokacije tvornice za izradu vlaknastog materijala. No, ako sutvornice jedna uz drugu, tada se vlaknasti materijal transportira u tekuem stanju,pumpama.

Da bi se mogao proizvesti papir, standardne strogo odreene kvalitete potrebno jepripremiti odgovarajuu papirnu masu (pulpa). Pod pojmom priprema papirne mase,podrazumijevaju se radni procesi, koji su neophodni da se sve sirovine pripreme iizmijeaju u homogenu masu odreene gustoe, koja je onda spremna za natok napapirni stroj.

U fazi pripreme mase glavni radni procesi jesu:

1. Mljevenje vlaknastih sirovina do stupnja koji odgovara namjeni papira .

2. Mijeanje razliitih vlaknastih materijala (zavisno o vrsti papira)

3. Dodatak mineralnih punila u koliini i kvaliteti prilagoenoj kvaliteti i vrsti papira

4. Dodatak bojila za niansiranje papira ili bojenje papira

5. Dodatak keljiva za reguliranje upojnosti papira

MLJEVENJE

Mljevenje se provodi u mlinovima Holenderima. Holender je koritasti mlin koji sesastoji od fiksnih osnovnih noeva i rotirajuih valjaka sa noevima. Slui zapripremu (usitjavanje i rezanje) vlakanaca za proizvodnju papira. Ovisno o tome kakose podese noevi vlakna e se razliito samljeti. Vana faza za kvalitetu buduegpapira je rastvaranje i mljevenje vlaknastih materijala. Tim postupkom postiemobolje meusobno vezivanje vlakanaca, poveanje mehanikih svojstava papira, boljapreglednost papira.


28/65

28

Mljevenje dijelimo u faze: bubrenje, rezanje i fibriliranje.

Bubrenje je vrlo vano kod mljevenja.. Kod bubrenja se povea irina vlakna za 10 -30%, a duina se smanji za neznatnih 0.1%. Vlakna postaju mekanija i pogodnija zameljenje.

Pod pojmom rezanjasmatramo skraivanje vlakana pravokutno na njihovu uzdunuos.

Fibriliranje je cijepanje vlakna uzduno na os. Zbog fibrilacije se povea aktivnapovrina, vlakna se meusobno isprepliu.

Mjenjanjem uvjeta mljevenja vodi se proces tako da se zadovolje zahtjevi zakvalitetom vlaknastih materija u skladu sa tehnolokim propisima za izradu papira.

Stanja mase po mljevenju oznaavamo kao:

- posno mljevenje gdje su vlakna uglavnom rezana i lako otputaju vodu. Masadobivena posnim mljevenjem daje voluminozan, dobro upojan, meki i dimenzionalnostabilniji papir, sa relativno niskim mehanikim svojstvima. Posno mljevenje postiese uz slijedee uvjete:

- niska gustoa tvari u suspenziji 3 do 4 %

- otrim postavljanjem noeva

- upotrebom uskih noeva

- kratkim vremenom mljevenja da ne doe do prevelikog bubrenja vlakanaca

- jaim pritiskom pri mljevenju

Slika 7. Shema posnog mljevelja


29/65

29

- masno mljevenjepodrazumijeva mljevenje bez skraivanja vlakanaca, a cilj je dase vlakanca samo malo stisnu (spreaju). Time se postie slabo upojan papir, boljihmehanikih svojstava i manje dimenzionalne stabilnosti. Masno mljevenje postie seuz slijedee uvjete:

- visoka gustoa vlakna u suspenziji 6 do 8%

- upotreba irokih noeva

- dugo vrijeme mljevenja

- niski pritisak pri mljevenju i niska temperatura

Slika 8. Shema masnog mljevenja


30/65

30

PUNILA

Punila se dodaju u masu s ciljem, da se poboljaju tiskovna svojstva papira. Onaispunjavaju meuprostore vlaknaste tvari koja stvara mreastu strukturu. Punila suaditivi zapravo mineralni praci ( kalcij karbonat, kaolin, talk i druga ).

Poboljanja koja donose punila u papiru

1. Izravnavanje povrine papira izmeu vlakanaca.

2. Ugradnjom estica punila u vlakanca, papir postaje mekaniji i podatniji.

3. Izravnavanjem i zatvaranjem povrine papira poveava se glatkoa i sjaj kodsatiniranja papira

4. Poveava se opacitet, smanjuje se transparencija papira.

5. Poveava se bjelina papira. Odabirom pogodnog punila moe se znatno poveatibjelina papira.

6. Djelomino se spreava frkanje i savijanje papira, a dodavanjem punila poveavase i naljeganje papira na ravnu povrinu

7. Poveava se gramatura papira. Punila su jeftinija od bilo kojeg vlaknastogmaterijala i s tim se moe smanjti i cijena.

8. Poboljavaju se tiskovna svojstva papira

9. Upotrebom specijalnih punila MgCO3regulira se gorenje cigaretpapira.

Osim poboljanja, koja donose papiru punila imaju i neka negativna svojstva, kojamogu utjecati na kvalitetu papira a s tim i na kvalitetu tiska u tiskarskim strojevima.Ta kvaliteta tiska bitno utjee na krajnji grafiki proizvod.


31/65

31

Slika 9.

. Smjetaj punila u strukturi lista i na povrini kod premaznih papira

Negativne posljedice koje donosi punilo

1. Dodavanjem punila opadaju mehanika svojstva papira. Prekidaju se veze

izmeu vlakanaca.2. Opada stupanj keljenja odnosno poveava se upojnost. Punila su upojna.

3. Mogu biti uzrokom neugodnog upanja i praenja u procesu tiska.

Punila trebaju imati to veu bjelinu, to manja i to finija zrnca, moraju biti ista i uvodi netopiva. Koliinu punila u papiru mjerimo sa koliinom pepela.

Koliina punila, zapravo mineralnih sastojaka, u papiru kree se od 5 do 20%, akod nekih specijalnih papira i do 35 % ukupne mase. Na izradu papira, punila utjeuna nain, da smanjuju trenje izmeu vlakanaca, te se poboljava sposobnostodvajanja i brzina suenja.


32/65

32

Procesi punjenja vlakanaca punilima:

1. Filtracija veih estica punila na vlaknastoj materiji.

2. Apsorpcija sitnih estica na stranice vlakanaca.

3. Difuzija sitnih estica u uplje kanale vlakanaca.

4. "Ljepljenje" estica punila pomonim sredstvima.

Vrste punila

Podjela punila vri se prema kemijskom sastavu. Od anorganskih spojeva: to susilikati, sulfati, karbonati, oksidi...

- Silikati: kaolin - aluminijev silikat , talk - magnezijev silikat

- Sulfati: gips kalcijev sulfat, blanefix barijev sulfat

- Karbonati: kreda, vapnenac kalcijev karbonat, magnezit magnezijev karbonat

- Oksidi: kvarc silicijev dioksid, cinkov oksid

Najvanija punila su: kaolin (najvie upotrebljavano punilo), talk, kreda, gips, titanoksid (najkvalitetnije punilo za tanke biblijske papire).

KELJIVA

List papira vlaknasto je tkivo, koje je sastavljeno od velikog broja pojedinanihvlakanaca. Svako vlakance je prazna cjevica koja je sposobna primiti tekuinu, i stim bubri. To je razlog to je papir u nekeljenom stanju vie ili manje upojan kaonaprimjer filter papir i bugaica. Neke vrste papira moraju imati svojstvo da boja, tintai slino ne penetrira u strukturu papira nego da boja sui na povrini lista. Reguliranaupojnost papira postie se keljenjem, odnosno zatvaraju se vlakanca, cjevice.

Pri izradi papira keljiva se dodaju u masu ili se mogu nanositi na povrinu papira.Mogue je izvesti i kombinaciju obiju vrsti keljenja. Ovisno od koliine dodamog

keljiva razlikujemo polukeljen, trietvrt i punokeljen papir.

Keljenjem se ne smanjuje samo upojnost papira, vese postiu i drugi efekti, kojeostvarujemo raznim dodacima, kao to su parafinske disperzije ( hidrofobni papiri ),krob, CMC, manogalaktani ( bolje meusobno povezivanje vlakana, manje praenjepapira, bolja mehanika svojstva papira ), mokromona sredstva ( papir zadravamehaniku odpornost kada je mokar ). Prema vrsti papira odnosno tehnici tiska ipotrebama grafikog proizvoda papir se moe fino stupnjevano keljiti .


33/65

33

Stupnjevi keljenja:

1. etvrtkeljeno 1/4

2. polukeljeno 1/2

3. trietvrtkeljeno 3/4

4. punokeljeno 4/4

Rastuim stupnjem keljenja opada stupanj upojnosti papira.

Keljiva koja se koriste u proizvodnji papira

1. Kolofonij, biljnog je porijekla i spada u grupu smolnih keljiva. Ne otapa se u vodi ihidrofoban je. Povoljan je za keljenje, no zbog svoje ukaste boje smanjuje bjelinu.

Za pripremu keljiva kolofonij treba osapuniti sa NaOH ili Na2CO3

2. Sintetika keljiva ( AKD keljiva ). Veu se direktno na celulozna vlakna. Koriste seza keljenje papira u neutralnom mediju. Nedostatak im je da papir postie svoju punukeljenost tek nakon nekoliko dana.

3. krob - biljnog je porijekla i danas je najvie u upotrebi za izradu papira. Ovokeljivo poveava vrstou, otpornost na savijanje, kidanje i pucanje papira, smanjujeupanje i praenje, otporno je na brisanje.

4. Kao keljiva jo se upotrebljavaju: parafin, vodeno staklo, umjetne smole(polietilenamin), vodeno staklo, tutkalo i neka druga keljiva za posebne namjene.

BOJILA I OPTIKA BJELILA

Bojila i optika bjelila su obojene supstance anorganskog ili organskog porijekla,koje boje neku drugu supstancu. Na boju papira utjeu razni procesi i sirovine u faziizrade mase, kao to su mljevenje, keljiva, punila... Zbog toga boja papira varira odsive do ukaste. Cilj bojenja je da se potisnu uti ili sivkasti tonovi, te da papirpostane optiki bijeliji.


34/65

34

Metode bojenja

U upotrebi su tri razliite metode bojenja:

- Bojenje u masi, je najee upotrebljavana metoda. Izvodi se dodavanjem bojiladok se pulpa jo nalazi u holenderu, gdje se mjeaju i sve ostale komponente za

izradu papira. Bojanje je sastavni dio procesa pripreme pulpe za natok na papirnistroj.

- Bojenje uranjanjem, je proces gdje gotova papirna traka prolazi kroz vodenuotopinu bojila. Prije izlaza za suenje obojena traka papira prolazi kroz dva valjkakoji istisnu suvino bojilo. Ovaj proces bojanja omoguuje jako toniranje trake papira.

- Nanoenje bojila na povrinu lista, papira je proces gdje se boja razliitimmetodama nanosi na povrinu gotovog lista. Otopine bojila mogu se nanjeti sljedeimmetodama.

Bojila za papir su iskljuivo sintetska organska bojila. Dijelimo ih u etiri glavne

skupine:

- lunata bojila imaju visoki afinitet do vlakana, koja sadre lignin. Na vlakna seprimaju bez ikakvoga fiksira. Daju papiru jake, ive tonove, ali su nepostojana nasvjetlu.

- kisela bojila nemaju nikakvoga afiniteta do papirnih vlakana. Na vlakna ih trebafiksirati dodatkom aluminij sulfata do kiselog medija ( pH 4.5 ). Na svjetlo su otpornijaod bazinih.

- direktna ili supstantivna bojiila,su povoljna za bojenje svih vrsta papirnih vlakana ine zahtjevaju upotrebu fiksira. Dobro su otporna na svjetlo. Ne koriste se kod papirakoji sadre nebjeljenu celulozu ili drvenjau, jer su takvi papiri zbog velike koliinelignina vesami po sebi neotporni na svjetlo.

- pigmentna bojila su organski pigmenti, koji nemaju nikakvoga afiniteta do papirnihvlakana. Na vlakna ih treba fiksirati aluminij sulfatom, ili dobrim keljenjem ilidodatkom odreenih polielektrolita. Postojana su na svjetlo Upotrebljavaju se priizradi visokokvalitetnih papira, no imaju visoku cijenu.

Optika bjelila

Optika bjelila slue za poboljanje bjeline lista papira, odnosno kao i kododreenih bojila za potiskivanje ukastog i sivkastog tona. Osobina tih bjelila je, dadio nevidljivog ultraljubiastog svjetla promjene u vidljivo, pri emu vizualno poveajui bjelinu papira zbog toga, to plavoljubiasto svjetlosno zraenje kompenzira prirodniukasti ton vlakana, uz istovremeno poveanje svjetlosti papira. Poznata su tripostupka bjeljena optikim bjelilima: bijelo pigmentiranje, obrada plavilom idodavanje optikih bjelila.


35/65

35

PAPIRNI STROJ

Za izradu papira danas se uglavnom koriste strojevi sa beskonanim sitom. To sustrojevi irine od 0,5 do 12 metara, a ovaj podatak ujedno govori i o irini kolutapapira, koji izlazi iz stroja. Duine strojeva su oko pedesetak metara. Veliinastrojeva zavisi o kapacitetu stroja. Strojevi za izradu papira, danas zbog velike

potronje raznih vrsta papira, razvijeni su i postiu veliku brzibu izrade istog. Kako bizadovoljli tu potranju postiu velike brzine proizvodnje papira koje se kreu i do2000 metara papira u minuti a jedan suvremeni stroj godinje moe proizvest i preko250 000 tona papira. Sve radnje od ulaska vlaknastog materijala, preko mijeanjaraznih dodataka, zatim kontrole parametara, koji su bitni za procesnu i izlaznukvalitetu papira, prate raunala, koja osim toga upravljaju i jednim dijelomrobotiziranim alatima i strojevima.

Glavni dijelovi papirnog stroja su:

natok sitova grupa grupa prea suna grupa stroj za navijanje stroj za previjanje

Natok

Spremnici za masu su leei ili uspravni bazeni od 10 do 300 m zapremnine,opremljeni propelerima za kontinuirano mijeanje mase. Zapremnina mora bitiprilagoena kapacitetu stroja za izradu papira, i to tako da u njemu ima mase zanajmanje 2 sata kontinuiranog rada stroja. Osim vlakana u spremnik se dozirajupunila, keljiva , bojila i drugi dodaci, potrebni za proces proizvodnje papira.

U spremniku je masa relativno velike gustoe i sadri 4 do 5% suhe tvari, a zanalijevanje na stroj treba je razrijediti na 0,1 do 1,3 % suhe tvari. Iz spremnika sepapirna masa crpi preko naprava za ienje do natone posude. Papirna masaobino sadri razliita oneienja koja su u nju ula tokom procesa,sasirovinama,punilima , tehnolokom vodom. ienje se obavlja kod razreenja odcca. 1% u viestupanjskim istaima. Iz mase treba ukloniti i veliku koliinu zranihmjehura, koji se stvaraju zbog stalnog mjeanja mase. Zrak u papirnoj masi stvarajaku pjenu, koja stvara probleme na papirnom stroju i uzrok je nastanku rupa upapiru. Odstranjivanje zraka se vri posebnim istaima i doziranjem povrinskiaktivnih kemikalija (parafinska ulja, alkoholi ).


36/65

36

Oiena papirna masa nato preko regulacijskog sistema tee u natonu posudu,a iz nje se kontinuirano vodi na papirni stroj. Koncentracija natone mase je razliita,a ovisi o zahtjevanoj gramaturi papira.

Sitova grupa

Sitova grupa je onaj dio papirnoga stroja, gdje se oblikuje papirni trak iz razrjeenesuspenzije papirne mase i otjee voda do tolike mjere, da ima traka na kraju sita 18-20% suhoe.Strojevi za izradu papira razlikuju se po grai i ugraenom situ. Uglavno se koriste trivrste sita: dugo beskonano sito, okomito sito i okruglo sito. ini se da veinastrojeva koristi dugo besknano sito. Dugo sito ili beskonano sito, ija je duina od10 do 40 metara, a irina 0.5 do 12 metara se upotrebljavaju za izradu gotovo svihvrsta papira obzirom na gramaturu i debljinu lista u standardnim papirnim strojevima.Beskonana sita mogu biti postavljena horizontalno ili okomito u odnosu na stroj.Okruglo sito, cilindrinog je oblika sa promjerom od 80 do 120 centimetara. Ostali

dijelovi stroja su isti kao u stroju sa beskonanim sitom. Upotrebljavaju se rjee i touglavnom za proizvodnju kartona.

Sita se izrauju iz metala, zapravo ice od fosfatne bronce ili nehrajueg elika iod plastinih niti Za kvalitetu papira bitna je finoa pletenja sita. Finoa sita oznaavase sitovim brojem. Sitov broj je veliina, koja oznaava broj uzdunih niti (ica) najednom dunom centimetru. Brojevi sita kreu se od 18 do 40. Brojevi od 21 do 25upotrebljavaju se za izradu papira od 30 do 200 g/m2. Tkanje sita slino je tkanjuplatna. Uzdune i poprene niti naizmjenino se isprepliu. Za izradu finijih papiraupotrebljavaju se sita, gdje je pletenje izvedeno tako, da uzdune ice idu u paru uodnosu na poprene, a za vrlo tanke i fine papire do 6 g/m2, upotrebljavaju se sita,gdje idu paralelno tri ice u uzdunom smjeru (cigaretni papir, svileni papir...).

Na situ se formira povrina papira, isprepliu se vlakanca meusobno, prilikomodvodnjavanja. Cijelu sitovu grupu uzdunog sita dijelimo na prsni valjak, registarvaljke, usisne komore i sitov odsisni valjak.

Prsni valjak vodi sito papirnog stroja pod natonom komorom. Tu se vrikontrolirano odvodnjavanje vode iz papirne suspenzije. Papirni se trak formira naregistar valjcima. Pred usisnim komorama ima papirni trak suhou 3-4%. Na njimasliedi daljnje odvajanje vode da bi papir nakon sitovog odsisnog valjka izaao sasuhoom 20-22% ,te se usmjerio u skupinu mokrih prea na daljnje odvajanje vodestiskanjem.


37/65

37

Cilindar Egouteur (eguter)

Eguter je cilindar sa sitom koji primarno slui za ravnanje povrine papira, a nalazise na kraju beskonanog sita. Cilindar za ravnanje moe biri opremljen sa ravnimsitom ili sa rebrastim sitom. Pomou rebrastih sita proizvode se papiri sa rebribaodnosno sa rebrastom stukturom koja moe biti vrlo razliita a zavisi o vrsti papira

koji se izrauje.

Zadatak egutera je:

a) Izravnati neravnine na povrini papirne trake prije izlaza na sustav prea.

b) Razarati pjenu koja dolazi od natoka i istisnuti zrane mjehurie koji se jo nalazeu masi.

c) Zgusnuti papirnu traku i sa time poboljati odvodnjavanje.

d) Po potrebi posebnih narubi utisnuti vodeni ig

Za proizvodnju papira sa vodenim igom potrebno je iznad sita instalirati specijalnivaljak na kome su elementi vodenog iga. Valjak se stavlja iznad mokrog djelabeskonanog sita. Na valjku su izraena udubljenj i ispupenja koja predstavljajueljeni vodeni znak ili logotip. Vodeni ig se na listu papira postie tako da se navlanu papirnu traku kotinuirano utiskuje forma sa valjka. Forma se za vrijeme radastroja neprestano utiskuje u povrinu mokrog lista, gdje se razmaknu s vlakanca i natom mjestu papir postane malo prozirniji, transparentniji, dok se na drugim mjestimaformira malo neproziran sloj vodenog iga.

U proizvodnji papira voda je najvanije pomono sredstvo. Na mokrom dijelupapirnog stroja odlazi 98% cjelokupne vode iz papirne mase, koja dolazi na sito. Diovode, koja odlazi na registarskim valjcima, usisnim komorama i odsisnom valjku, senaziva bijela voda 1. Sadri znatne koliine vlakna, punila i drugih pomonihsredstava. Koristi se za razrjeivanje papirne mase na odreenu gustou, zaregulaciju koncentracije, a viak se spaja sa bijelom vodom 2, Tako spojene vodeodlaze na ienje filtracijom ili flotacijo, gdje se izdvoje vlakna i punila. Proienavoda se koristi za ienje sita i rasputanje vlaknastih sirovina, a vlakna i punila sevraaju u papirnu masu. Viak vode odlazi na naknadno kemijsko- mehaniko ibioloko ienje, te se proiena vraa u proizvodnju ili se isputa u rijeke. Zaproizvesti 100 tona papira kroz 24 sata treba iz papirne mase ukloniti oko 12400 m3

vode. U mnogo sluajeva moemo govoriti i o krunom toku vode, koji smanjujepotronju svjee vode u proizvodnji.


38/65

38

Pree - mokra grupa

To je dio stroja za izradu papira u kojem se odvaja voda iz nabubrenih vlakanaca.Komprimiranjem odnosno mokrim preanjem zapoinje stvaranje lista papira.

Grupa prea sastoji se od beskonanih filcenih traka napetih preko valjaka promjera

do 100 centimetara. Valjci se zagrijavaju vodenom parom. Filc je specijalno tkanoplatno. Na njemu se papirna tarka provodi kroz preu koja iz nje istiskuje vodu.Zadatak grupe prea je, da se iz vlane papirne trake ukloni to je mogue vie vode,jer u sunoj grupi treba za uklanjanje vode utroiti puno energije. Obino su u strojugraene dvije do tri pree s beskonanim filcom. Proces odvodnjavanja vlanoglista uglavnom se temelji na prenosu vode na fileve iz kojih se voda odstranjujepomou usisnih cijevi. Nakon naputanja grupe prea, a prije ulaska u sunu grupu,papirna traka vesadri 36% do 42% suhe tvari. Daljnje suenje obavlja se u sunojgrupi isparavanjem preostale vode.

Suna grupa

Suenjem uklonimo kapilarnu i hidratizacijsku vodu, koja je vezana na vlakna.Suenje papirne trake provodi se u sunoj grupi stroja za izradu papira. Processuenja provodi se metodom isparavanja vode, na nain da se vlana papirna trakaprovodi preko zagrijanih visokopoliranih valjaka. Proces se zove kontaktno suenje.Suni valjci su promjera oko 1500 milimetara. Broj sunih valjaka kree se od 40 do100, zavisno o brzini i veliini stroja. Valjci mogu biti smjeteni u dva ili tri reda, azagrijavaju se pregrijanom parom. Za suenje tankih papira potrebna je temperaturaod 60 do 100C, a za deblje 125C. Zagrijavanje valjaka vri se vodenom parom. Nasuenje papirne trake u sunoj grupi utjee:

1. Temperatura pare kojom se griju valjci

2. Brzina rada papirnoga stroja

3. Temperatura i vlanost zraka

4. Debljina lista, stupanj mljevenja, gustoa papira i jo neki drugi faktori

U toj fazi izrade papira dolazi do znatnog skupljanja papirne trake u svimdimenzijama. Kod suenja papira ispari veina vode, koja se nalazi izmeuvlakanaca i u kapilarama vlakana. Pri tome dolazi do jakog stiskanja vlakana, time i

do stiskanja papira, pri emu dolazi do ponovnog nastanka vodikovih veza meuvlaknima. Rezultat toga je poveanje vrstoe papira. No istodobno s poveanjemsuhe tvari u papiru papir gubi na elastinosti, a u krajnjem ekstremnom sluaju moedoi i do krtosti papira ili se papir pone trgati. Postotak suhe tvari u papiru nebismio biti vei od maksimalno 94%. Sa druge strane vlana traka papira uzrokujenabiranje papira i na rubovima se stvaraju nepoeljni valovi.


39/65

39

Kontroliranim voenjem suenja ouvaju se fizkalno kemijska svojstva papira,debljina, glatkost, povrinska upojnost, dimenzionalna stabilnost pa i keljenje papira.Presueni papir postaje krhak i izgubi veinu svojih mehanikih svojstava. Prebrzosuen, keljen papir izgubi dio svoga stupnja keljivosti.

Zbog prezraivanja sune grupe i za iskoritenje toplote, koju sadri isparena

voda, namjetene su preko sune grupe otvorene ili potpuno zatvorene sune napesa rekuperacijskim napravama. Te naprave imaju ulogu, da sa njima maksimalnoiskoristimo dovedenu toplinsku energiju, sprijeimo kondenzaciju u samomventilacijskom sistemu i u samom proizvodnom pogonu.

Slika 10. Shema stroja za izradu papira

Slika 11. Stroj za izradu papira


40/65

40

Na kraju sune skupine se nalaze jedan ili dva valjka za hlaenje papira, kojipapiru snizuju temperaturu od 80-85C na 25-30C, da bi se papiru vratila njegovaelastinost, da bi se smanjio elektrostatiki naboj, da bi se izjednaila temperaturapapirnog traka, koji je obino na rubovima topliji, nego u sredini.

Da bi papir dosegao podjednaku strojnu glatkost, vodi se papirni trak pred

navijanjem kroz suhe valjke za glaenje ( 2-8 valjaka smjetenih jedan nad drugim ).esto se u sunu skupinu, uglavnom za izradu tiskovnih papira, ugrauju vlani valjciza glaenje ( obino dva elina valjka ). Vlanim glaenjem izbolja se povrinapapira, jo u relativno vlanom stanju.

Navijanje

Zadnja faza u procesu izrade papira je naprava za navijanje papira. Tu se papirnavija u velike tambure, koji odlaze na daljnju obradu. Sastoji se iz valjka, naprave zanamjetanje praznog tambura (role), vilica za sputanje tambura.

Previjanje

Papir izraen na papirnom stroju ima irinu stroja i navijen je u veliki tambur (rolu).Kao takav je za daljnju upotrebu jo neupotrebljiv. Zato ga je potrebno previti nanapravi za previjanje i razrezati na dimenzije potrebne za daljnje rezanje papira uformat ili dimenzije,koje zahtjeva kupac, glede na irinu svojih tiskarskih strojeva . Tuse papir pomou krunih noeva ree u role strogo odreenih dimenzija, premaodgovarajuim narudbama.

Zavijanje

To je zadnja faza proizvodnje. Svaka rola se zavija u zatitnu ambalau, izvae iopremi etiketom, na kojoj su svi podaci: proizvoa, naruitelj, vrsta papira,gramatura, irina role, teina, smjer odvijanja. Role se odvoze u skladite ipostavljaju vertikalno na os. Odatle se otpremaju kupcu ili na daljnje rezanje uformat.

Za rezanje rola u formatni papir, koriste se strojevi, sastavljeni od poprenogrezaa i naprave za odvijanje, na kojoj je smjeten odreeni broj rola. Broj rola, a stime i broj araka papira, koje se istovremeno razreu, ovisan je od optereenja

noeva.Moderni strojevi za rezanje papira u format su opremljeni i napravama zaprebiranje. Izdvajaju se arci oteenog i neistog papira sa grekama, koje smetajutiskara. Na stroju se vri i brojenje araka. Ako papir nije strojno prebran i izbrojen,mora se to obaviti runo. Nakon toga se papir stavlja na palete i zavija ambalanimpapirom ili plastinom folijom. Slijedi oznaavanje etiketom i otprema u skladite.


41/65

41

POVRINSKA OBRADA PAPIRA

Povrinska obrada papira provodi se s ciljem da se poboljaju povrinska svojstvalista papira. Postupci za obradu povrine zovu se: satiniranje i premazivanje papira.

Satiniranje papira

Pod pojmom satiniranje podrazumijeva se postupak kod kojeg se papirna trakaprovlai kroz sistem valjaka pod pritiskom, a koji se vrte razliitim brzinama. Svrha jeda se izravna povrina i dobije odgovarajua glatkoa i sjaj. Razlikujemo vie vrstasatiniranja:

- mat satiniranje, pisai papiri

- lagano satiniranje, novinski papiri

- normalno satiniranje, bolji novinski papiri

- otro satiniranje, papiri za duboki tisak

- satiniranje na visoki sjaj, pergamin papiri

Rezultat satiniranja ovisan je o sastavu osnovne sirovine, koliini i vrsti punila, teprisutnoj vlagi u papiru. Rezultat satiniranja ovisi i o snazi pritiska izmeu valjaka injihovoj razlici u brzini okretanja. Stroj na kome se izvodi satiniranje zove sekalander. Kalander moe biti uklopljen u stroj za izradu papira ili funkcionirati kaoposeban stroj. Sastoji iz niza valjaka koji su postavljeni jedan iznad drugog. Brojvaljaka je razliit i zavisi o konstrukciji stroja i potrebama u izradi papira. Valjci surazliitih promjera i napravljeni su od visoko poliranog elika i od tvrdo sljepljenogtvrdog papira (prepan papir). Zbog trenja koje se javlja pri prolazu papirne trakeizmeu valjaka javlja se poviena temperatura pa je to razlog zbog kojeg se elinivaljci moraju hladiti vodom.


42/65

42

Slika 12. Shema voenja papira kroz kalander

1. Odmotavanje koluta papira koji dolazi iz stroja za izradu

2. Valjci od tvrdog ljeva3. Valjci od papira

4. Valjci za promjenu strane papira

5. Namatanje papira


43/65

43

Premazivanje papira

Premazni papiri su grupa papira,ija je povrina oplemenjena premazom s jedne iliobje strane. Premaz se sastoji od pigmenata, sredstava za vezanje.i drugihkemikalija, koje su potrebne za dobra svojstva premaza. Na povrinu papira premazse moe nanositi izvan stroja za izradu papira, ili u toku procesa proizvodnje papira.

Ureaji za premaz obino su ugraeni u sunu partiju stroja.

Premazni papiri mogu imati niski nanos premazne mase ( 3-14 g/m ) i koriste seza manje zahtjevne tiskanice ( reklamne broure ) ili visoki nanos premazne mase (20 ->40 g/m na jednoj strani papira ) kod visokokvalitetnih papira za tiskanjeilustriranih knjiga, kalendara, broura.

Premazni papiri su: papiri za umjetniki tisak, kromopapiri i kartoni, strojnopremazani papiri, samokopirajui papiri, areni papiri, sjajni i mat papiri.

DEFINICIJA PAPIRA

Papir je kontinuirano tkivo, sastavljeno od isprepletenih vlakanaca biljnog porijekla.Pod pojmom papir podrazumijevamo listove do 160 g/m2, koji se daju dobro savijati.

Papire djelimo prema:

1. Nainu izrade:

- runo izraeni papir

- strojno izraeni papir

- nepremazani : strojno glatki i satinirani

- premazani :- pigmentirani ( sa nanosom premaza < 5 g/m )

- premazani (sa nanosom > 5 g/m)

2. Sastavu vlakanaca:

- bezdrvni papiri (iz celuloze i do 5% drvenjae)

- srednje fini papiri ( iz mjeavine celuloze i drvenjae)

- papiri od krpa, pamuka, lana (polutvorevina)


44/65

44

- reciklirani papiri (stari papir i dodaci)

3. Povrinskoj obradi papira:

- strojno glatki papiri

- satinirani papiri

- papir s premazima

4. Namjeni:

- tiskovni papiri

- pisai papiri

- omotni papiri

5. Upojnosti:

- upojni

- neupojni

6. Keljenju:

- 1/4 keljeni

- 1/2 keljeni

- 3/4 keljeni

- 4/4 punokeljeni neupojni


45/65

45

7. Gramaturi:

- papiri: 6 do 150 g/m2

- polukartoni: 150 do 250 g/m2

- kartoni: 250 do 500 g/m2

- ljepenke: 500 do 5000 g/m2

Po europskoj klasifikaciji papire dijelimo u etiri skupine:

- pisai i tiskovni papiri ( asopisi, revije, katalozi, knjige, reklame, kopirni papir,obrasci, papiri za digitalni tisak )

- kartoni

- tissue papiri ( za izradu toaletnog papira, papirnatih runika, salveta, maramica )

- specijalni papiri ( elektro papiri, papiri za laminiranje, pokustvo, filter papiri, etiketni,paus papiri, vrijednosni papiri.....)

SVOJSTVA I ISPITIVANJE PAPIRA

Svojstva grafikih materijala i njhova kvaliteta od odluujue su vanosti zapravilan rad strojeva i kvalitetu izrade grafikog proizvoda u cjelini. Tiskarski strojevikao i ostali strojevi u tehnolokom procesu sve su bri, a njihov radni sat je sveskuplji. To je jedan od glavnih razloga da se mora stalno voditi rauna o ispravnostiosnovnih grafikih materijala, tiskovnbih podlaga i boja, koje je odredio dizajnerprilikom projektiranja proizvoda.Moe se rei da je danas papir jo uvijek jedan od najvanijih materijala, na koji se

tiska razliitim tehnikama tiska, s toga se njemu mora posvetiti naroita panja,osobito pri manipuliranju i ulaznoj kontroli. No to ne znai da se i druge tiskovnepodloge ne podvrgavaju kontroli pogodnosti za tisak. Kvaliteta grafikih proizvodaovisi o ulaznoj kontroli materijala, faznoj kontroli za vrijeme izrade proizvoda i izlaznoj

kontroli. Osnovna ispitivanja kvalitete i pogodnosti za tisak se rade u tiskarama, aako je vei problem ,onda se ispitivanja rade u zato ovlatenim ustanovama ustrogim standardima propisanim uvjetima za svako ispitivanje. Ovdje e se navestisamo neki osnovni principi i jednostavna ispitivanja,koja se mogu provoditi gotovo usvakoj tiskari.


46/65

46

Za ispitivanja se koriste dvije metode:

1. Subjektivno ispitivanje materijala

Provodi se na nain da ovjek koristi svoja osjetila a rezultati se daju opisno, dobroloe, neupotrebljivo ili slino. Za sluaj papir to bi znailo staje pakovanja papira u roli

ili paketa araka a navode se razna oteenja. U tisku iz rola papir ponekad poca tadase evidentira broj pucanja ili je na rubovima rola valovit pa se konstatira ta injenica itrai uzrok.

2. Objektivna ispirivanja materijala

U objektivna ispitivanja spadaju ispitivanja koja se provode aparatima ukontroliranim uvjetima, a rezultate izraavamo numeriki.

ISPITIVANJE PAPIRA

1. Debljina papira

Kontrolira se ujednaenost debljine lista papira ili kartona. Debljna papira jenormalna udaljenost izmeu donje i gornje strane papira, izraena u mm.Mjeri se preciznim mikrometrom. Mjere se pojedinani uzorci papira ili snop od petlistova, ako je debljina lista ispod 0.04 mm. Mjerenje se izvodi na najmanje petrazliitih mjesta na listu, a rezultat dajemo kao srednju vrijednost u mm.

2. Gramatura

Definicija gramature papira glasi: gramatura papira, kartona i ljepenke je masapapira 1 m2izraena u g/m2.

Odreivanje gramature papira vri se vri vaganjem epruvete na "kvadratnoj" vagiili analitikoj vagi. Iz arka papira izreu se uzorci veliine 10 x 10 centimetara ili vei ivau. Uzorci se reu sa odstupanjem unutar 1%. Da bi se dobio to toniji rezultat,prema odreenom standardu vae se 20 uzoraka i izraunava aritmetika sredina. Usluaju kad se papir vae analitikom vagom, zbog preciznosti podataka, prije

vaganja, epruvete treba kondicionirati ( 50% relativne vlage i 23C ).


47/65

47

Slika 13. Priruna kvadratna vaga

Za granine gramature papira, kartona i ljepenke uzimaju se u obzir sljedeevrijednost:i: - papiri 6 do 150 g/m2, a koji se daju lako savijati

- polukartoni 150 do250 g/m2

- kartoni 250 do 500g/m2- vieslojne ljepenke 500 do 5000g/m2


48/65

48

3. Uzduni i popreni smjer lista papira

Uzduni smjer papira je smjer kojim tee papirna traka na stroju za izradu papira.Popreni smjer je smjer okomit na smjer kretanja papirne trake na stroju za izradupapira. Za izradu grafikog proizvoda vano je znati smjer toka papira na arku. Naomotima boljh vrsta papira obino je oznaen tok papira.

Vlakanca se vena natoku na sito uglavnom orjetiraju prema kretanju sita usprkostome to se sito kontinuirano trese lijevo desno. Orjentiranost vlakanaca dajeodreena svojstva papiru zavisno o njihovom smjeru, odnosno orjentaciji u listupapira, a ta svojstva posebno utjeu na:

- mehanika svojstva i to na otpornost prema kidanju, istezanju papira, otpotnostiprema savijanju, te promjenama dimenzije u sluaju promjene temperature i vlage uskladinom prostoru ili u prostoriji tiskare.

Openito, otpornosti prema kidanju i savijanju u uzdunom smjeru je vea, dok upoprenom smjeru orjentirana vlakanca, uzrokuju vee istezanje i promjenu

dimenzija usljed djelovanja vlage i temperature.

O smjeru papira (tok vlakanaca) ovise mehanika svojstva papira. Tok papirautjee na kvalitetu tiska i konanu izradu grafikog proizvoda, odnosno doradu. Naprimjer, tok vlakanaca kod izrade knjinog bloka mora biti paralelan sa hrbtom knjige.U protivnom, listovi knjige nee padati jedan preko drugog nego e strati kad seknjiga otvori ili ako je tok vlakanaca okomit na hrbat knjige mekog uveza korice e sesavinuti,odnosno odizat e se od vanjskog ruba knjinog bloka.

O smjeru ovisi:

- otpornost prema kidanju

- istezanje papira

- otpornost prema savijanju

- promjena dimenzija usljed djelovanja vlage i temperature


49/65

49

Smjer vlakanaca na arku papira


50/65

50

Prirune metode odreivanje smjera (toka) papira

a) Vlaenje uzoraka

- Mali etvrtasti ili okrugli uzorak papira jednostrano se navlai. Papir e se saviti okoosi koja se poklapa s uzdunim smjerom papira.

- etvrtasti uzorak se uroni u vodu 1 cm i to stranice okomite jedna na drugu. Nakonvlaenja razaznaje se valovit i ravan rub uzorka. Ravan rub je paralelan s uzdunimsmjerom papira.

b) Pokus sa dvije trake

- Izreu se dvije trake papira duine 15 do 20 cm i irine 2 do 3 cm, u smjeruokomitom jedna nasuprot druge. Donji krajevi obje trake sastave se izmeu prstiju, agornji se puste da se trake "provjese". Traka koja se jae provjesi izrezana je upoprenom smjeru toka papira.


51/65

51

Slika 14. ispitivanje toka papira patanjem

c) Paranje papira

List papira formata oko A4 rasparamo ispod 2/3 formata po duoj i kraoj stranici.Uzduni smjer papira prua manji otpor i paranje je relativno ravnije.

d) Povlaenje tvrdim predmetom po rubu papira

Povlaimo li noktom ili glatkim tvrdim predmetom po rubu papira zamjetit emo da seu poprenom smjeru papir lagano nabora, dok u uzdunom smjeu ostaje ravan.

4. Dvostranost

Na listu papira, kod nekih vrsta papira, razlikuju se dvije strane po povrinskimkarakteristikama. Ta pojava zove se dvostranost. Dvostranost se oituje u razlicisitove strane i strane filca na stroju za izradu papira. Razlika moe biti izraena ubjelini, glatkoi i upojnosti.


52/65

52

Dvostranost se odreuje:

a) prostim okom i pomou lupe (poveala). Sitova strana je hrapava i reljefna.

b) suenjem okrugle epruvete papira na 100 C. Epruveta se savija prema sitovojstrani.

5. Svojstva povrine

Pod pojmom svojstva povrine podrazumijevamo: otpornost povrine na upanje,glatkou povrine papira i stupanj praenja papira.

a) upanje papira je pojava kad se s povrine papira oslobaaju pojedinani djeliivlakanaca i punila u procesu tiska. Do pojave upanja moe doi zbog loije izradepapira na papirnom stroju, loeg mljevenja (prekratka vlakanca) i slabog vezanjapunila ili premaza.

upanje se ispituje:

- proba na trenje

- proba s voskovima (Dennison test)

- proba pomou IGT aparata


53/65

53

b) Glatkoa

Odreivanje glatkosti prema Bekku se odreuje vremenom u sekundama, koje jepotrebno, da odreena koliina zraka iz okolice, zbog razlike u tlaku, proe izmeu

povrine papira i polirane povrine staklene ploe u obliku prstena.. Ispituje se po 10uzoraka sa svake strane papira.

c) Praenje papira

Praenje papira je pojava odcjepljenja sinih dijelova sa povrine papira u vremenunjegove prerade. To su uglavnom mala vlakna ili punila, koja nisu dovoljno vezanana list papira ili su pak vezani samo djelovanjem statinog elektriciteta. Praenjepapira je veliki problem u procesu tiskanja. Analiza se izvodi na IGT aparatu

6. Upojnost i stupanj keljelja

U nekeljenom stanju papir je vie ili manje upojan. Da bi papir postao stupnjevanoneupojan, mora se keljti. S rastuim stupnjem keljenja, opada stupanj upojnosti.Tiskovni papiri su obino 1/2 do 3/4 keljeni, dok recimo u offset tehnici za viebojnitisak koriste se i punokeljeni papiri. Keljenost se ispituje na vie naina:

a) Prirunom metodom moe se upojnost odrediti tako da se papir povrinski malonavlai i zatim se promatra prodiranje vode u strukturu papira.

b) Prodiranjem tinte kroz papir:

- ako tinta povuene crte proe na drugu stranu papira, papir je nekeljen ili slabokeljen 1/4.

- ako na drugu stranu papira prodru samo djelii crte, papir je polukeljen 1/2.

- ako na ispitivanom papiru povuemo dvije crte okomito jednu na drugu i ako se nadrugoj strani papira vidi samo toka u kojoj se crte sjeku, onda je papir 3/4 keljen.

- kod punokeljenih papira tinta na presjecitu crta ne smije se vidjeti

c) Apsorpcijom vode po Cobb-u

To je koliina vode u gramima, koju apsorbira 1 m papira u odreenom vremenu.Mjeri se za svaku stranu lista papira posebno.


54/65

54

Slika15. Pero za testiranje upojnosti papira

7. Pepeo

Pepeo je koliina anorganskih tvari, koje ostanu u papiru nakon potpunogsagorijevanja papira na temperaturi od 550-925C( ovisno o vrsti papira i punilima,koje papir sadri ). Izraava se u %.

Sadraj punila u papiru moe se odrediti za strojno glatke papire. Za premaznepapire to je gotovo nemogue precizno odrediti budui u premazu ima sastojaka kojisu isti kao punila. Pod pepelom u papiru podrazumjeva se sve ono to je ulo upapirnu masu pri izradi papira, a nije moglo izgoriti u postupku spaljivanja.

8. Vlaga u papiruSve vlaknaste sirovine biljnog porijekla neprestano izmjenjuju vodu sa zrakom koji

ih okruuje. Kod porasta temperature papir otputa vodu i skuplja se, a kod padatemperature prima vodu i rastee se. S porastom vlage u papiru, papiru raste teina.

Razlikujemo: relativnu vlanost papira i apsolutnu vlanost papira


55/65

55

Relativna vlanostzraka je omjer izmeu koliine vodene pare koje se stvarnonalazi u 1m3 zraka i one maksimalne koliine koju bi isti volumen zraka pri istojtemperaturi mogao primiti. Relativna vlanost papira izraava se u postocima,predstavlja vlanost, koju ima papir unutar role ili palete. Mjeri se tzv. vlagomjerima,koji su obino u obliku sablje, Slue za mjerenje vlage u hrpi papira, papira na paletiili papira na izlagaem stolu stroja za ti

Documents

OSNOVE GRAFIČKIH MATERIJALA I TISKARSKIH TEHNIKA, Tomislav Kosić