mini|desno|250px|List papira.
mini|desno|250px|Papir je dobio ime prema tropskoj biljci papirus (lat. Cyperus papyrus).
mini|desno|250px|Mikroskopski izgled papira: pojedina vlakna imaju promjer oko 10 µm.
mini|desno|250px|Proizvodnja papira u drevnoj Kini.
mini|desno|250px|Raspored celuloze i drugih polisaharida u staničnoj stijenki biljaka.
mini|desno|250px|Tiskarski stroj iz 1811.
mini|desno|250px|Visoka ili obična smreka (lat. Picea abies).
mini|desno|250px|Bukova šuma.
mini|desno|250px|Raspored celuloze i drugih polisaharida u staničnoj stijenki biljaka.
mini|desno|250px|Vlakna drvenjače.
mini|desno|250px|Udio je celuloze u pamuku do 98%. Pamučna vlakna predstavljaju najčišći oblik celuloze u prirodi.
mini|desno|250px|Lan (lat. Linum usitatissimum).
mini|desno|250px|Juta.
mini|desno|250px|Konoplja.
mini|desno|250px|Na svakih 10 tona stabljika šećerne trske dobiva se otprilike 3 tone mokre bagase.
mini|desno|250px|Snop staklenih vlakana.
mini|desno|250px|Papirna suspenzija koja je upravo sakupljena s ravnog dugog sita. Sljedeći korak je pritiskanje i sušenje.
mini|desno|250px|Dobivanje vlaknaste mase za proizvodnju papira (1947.).
mini|250px|desno|Dio papirnog stroja sa sušnim valjcima iz 1950.
mini|250px|desno|Završni dio papirnog stroja gdje se suši cigaretni papir.
mini|desno|250px|Izgled vlakana vlaknaste mase za proizvodnju papira.
mini|desno|250px|Različite vrste kartona.
mini|desno|250px|Tisak novina.
mini|desno|250px|Razni proizvodi od papira: knjiga, sanitarni papir, papirni ručnici, karton, kutija za jaja.
Papir (njem. Papier od lat. papyrum, papyrus od grč. πάπυρος: papirus; srednjovj. lat. charta papyri, charta damascena, charta bombycina i drugo) je plošni proizvod dobiven iz vodene suspenzije biljnih vlakana na stroju s finim sitom, koje omogućuje njihovo prepletanje i oblikovanje u vrlo tanak list. Kao vrlo pogodna podloga za pisanje, zauzima važno mjesto u povijesti pismenosti čovječanstva. Papir je materijal koji se osim za pisanje upotrebljava i za crtanje, tisak, pakiranje, i tako dalje. Proizvodi se uglavnom od drveta ili celuloze.
Papir je dobio ime prema tropskoj trajnici, biljci papirus (lat. Cyperus papyrus), od koje se u davnini, prvobitno u drevnom Egiptu, izrađivao materijal za pisanje. Pronalazak papira jedan je od glavnih i prijelomnih trenutaka u razvoju i širenju ljudske misli, kulture i civilizacije. Papir se u prvo vrijeme upotrebljavao samo za pisanje. Danas je bez papira gotovo nemoguće zamisliti civilizirani svijet i život suvremenog čovjeka. Osim za pisanje, papir nalazi mnogostruku upotrebu od materijala za pakiranje (ambalažu) i za prekrivanje zidova do najvažnije upotrebe u tiskanju knjiga, časopisa i novina. "Tehnička enciklopedija" (Papir), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
Povijest papira i njegov razvoj
Povijest papira započinje godine 105. u drevnoj Kini, kada ga je kineski ministar Cai Lun (Ts’ai Lun) proizveo od nekoliko različitih sirovina i otpadaka, većinom biljnoga podrijetla. Tijekom stoljećâ preuzeo je prvenstvo nad papirusom, pergamentom i ostalim materijalima uporabljivanima za pisanje, a glavni su razlozi tomu jeftina i brza proizvodnja, te izvanredna pogodnost za pisanje i oblikovanje. U povijesti njegove proizvodnje razlikuju se tri razvojne faze. Prva je kineska, koja se temeljila na proizvodnji papira od samljevenih, oguljenih kukuljica (čahura) dudova svilca, potom od vlakana bambusove trske, starih krpa i ribarskih mreža. Ta se smjesa mljela, potom namakala u gašenom vapnu te naposljetku rasprostirala na sito i sušila. Dobiveni se materijal još prešao, glačao bjelokošću i na kraju obrezivao. Tako je proizveden prvi papir, kojega je najstariji očuvani primjerak datiran u 2. stoljeću. S vremenom se tehnika proizvodnje papira usavršavala, a osim Kineza nekoliko stoljeća poslije s njom su se upoznali Korejci i Japanci.
Druga, arapska faza proizvodnje papira započela je 751., i to kao posljedica sukoba Arapa i Kineza u središnjoj Aziji. Arapi su od kineskih zarobljenika doznali tajnu proizvodnje papira te su ju donekle promijenili. Otvorili su radionice u Samarkandu, Bagdadu, Damasku, Kairu i drugdje, a u sljedećim stoljećima prenijeli su papir u Europu (Sicilija, Španjolska, Francuska, Italija, Njemačka). Od razdoblja križarskih ratova papir je bio sve prisutniji na europskom tlu, a posebice u bilježničkim, sudskim i kneževskim uredima. Prva radionica papira u Europi bila je otvorena u 12. stoljeću u gradu Xàtiva u Valenciji. Iz te su faze kao najstariji spomenici papira očuvani zlatna bula bizantskog cara Konstantina IX. Monomaha iz 1052. i pismo na grčkom i arapskom jeziku sicilske kneginje Adele iz 1109., najstariji europski dokument na papiru, koji se danas čuva u Palermu.
Treća, suvremena faza proizvodnje papira počinje od 18. stoljeća i usmjerena je na njezino tehničko usavršavanje. Za odlučujući preokret u proizvodnji papira zaslužni su Jakob Christian Schäffer (1718. – 1790.), koji je dokazao da se kao sirovina može upotrebljavati drvo, te u 19. stoljeću Friedrich Keller, koji je riješio problem mljevenja drva. Proizvodnja papira na papirnom stroju započela je 1799., kada je bila uvedena proizvodnja na stroju s dugim sitom, kako se u načelu radi i danas. Daljnja unaprjeđenja bila su uporaba keljiva kao dodatka papirnoj suspenziji te primjena sušnoga valjka. Skupni elektromotorni pogon papirnoga stroja prva je 1919. primijenila tvrtka Westinghouse Electric Corporation.
Sirovine za proizvodnju papira Papir se proizvodi u prvom redu od biljnih celuloznih vlakana, a mnogo se rjeđe u tu svrhu upotrebljavaju vlakna mineralnog ili sintetskog porijekla.
Celuloza
Celuloza (lat. cellula: mala ćelija) je u prirodi najrasprostranjeniji ugljikov spoj na Zemlji. To je ugljikohidrat (polisaharid) s velikom relativnom molekularnom masom. Većinom se nalazi u obliku vlakana, koja su vrlo čvrsta, netopljiva u vodi, slabim kiselinama i lužinama, te u organskim otapalima. Celuloza nastaje u prirodi fotosintezom i čini gotovo polovinu tvari od koje su građene stijene stanica u drveću i jednogodišnjim biljkama. Za proizvodnju papira upotrebljava se takozvana tehnička celuloza, koja osim čiste celuloze sadrži manji ili veći udjel hemiceluloze i lignina, te neznatne količine smole, voskova i mineralnih tvari.
Hemiceluloza
Hemiceluloza je naziv za mnoge prirodne polisaharide koji se pojavljuje u stijenkama biljnih stanica. Maseni udio hemiceluloze kod lisnatog drveća iznosi od 18 do 26%, dok je u četinara nešto manji na račun većeg udjela lignina. Neke jednogodišnje biljke sadrže i više od 30% hemiceluloze. Hemicelulozu je teško izolirati u neoštećenom i prirodnom stanju, pa je njena struktura slabo poznata. Relativna molekularna masa hemiceluloze obično je mnogo manja od relativne molekularne mase čiste celuloze. Uzorci hemiceluloze iz različitih biljnih izvora rijetko su jednaki, iako pokazuju mnogo zajedničkih svojstava. Općenito je hemiceluloza topljiva u alkalnim otopinama, dok u zagrijanim mineralnim kiselinama nastaje hidroliza i hemiceluloza se razgrađuje u pojedine polisaharide.
Hemiceluloza je u proizvodnji papira vrlo važna. Prisutnost hemiceluloze u vlaknastoj masi od koje se kasnije na papirnom stroju proizvodi papir utječe na bubrenje te mase i na povezivanje vlakana, što u proizvedenom papiru rezultira povećanom čvrstoćom. Međutim, papir proizveden od vlaknaste mase s prevelikim udjelom hemiceluloze bit će prozirniji, previše krt i šuštav.
Lignin
Osim celuloze i hemiceluloze, drvna masa sadrži i mnogo lignina. To je visokomolekularni polimer složene građe, kojim su obložena celulozna vlakanca u drvetu. Lignin je sa stanovišta proizvodnje papira nepoželjan pratilac celuloze i nastoji ga se iz nje ukloniti. Lignin daje celulozi odrvenjen karakter i sprečava bubrenje celuloznih vlakana, pa je mljevenje celuloze koja sadrži lignin znatno otežano. S obzirom na udjel lignina razlikuje se tvrda, normalna i mekana celuloza.
Celulozne sirovine Kao glavni izvor celuloze za proizvodnju papira služi drvo, ali se također upotrebljavaju i pamuk, lan, konoplja, juta, sisal ili sisal-konoplja, kenaf, slama, bagasa, esparto, otpadni i stari papir i tekstilni materijal i slično. Drvo je najvažnija sirovina za proizvodnju celuloze; 90% ukupne svjetske proizvodnje celuloze dobiva se iz drveta. U papirnoj industriji danas se uglavnom prerađuju višegodišnje biljke: četinjača i listača. Građa tih biljaka izrazito je vlaknasta, što je zapravo rezultat vlaknaste strukture molekule celuloze.
Drvo
Da bi se dobila celuloza za proizvodnju papira, drvo se uglavnom prerađuje kemijski, a rjeđe mehanički. Prvim se postupkom dobiva drvna celuloza i poluceluloza, a drugim drvenjača. Od četinjača najviše se koristi smreka, bor i jela, a od listača: bukva, brezai topola
Četinjače Smreka je jedan od najraširenijih četinjača. Najveća staništa šuma su u Rusiji, Finskoj, Švedskoj, Norveškoj, Kanadi, SAD-u. Smreka sazrijeva za sječu za 60 do 80 godina. Drvo smreke ima pogodan odnos širine naprama duljini vlakanaca, te ima mali sadržaj smole, što joj daje gotovo idealna svojstva sirovine za izradu papira. Drvo smreke može se rastaviti svim kemijskim i mehaničkim postupcima. Dužina vlakanaca smreke je od 2,6 do 3,8 a širina od 0,025 do 0,070 milimetara.
Bor raste brže od smreke ali ne dosiže njenu visinu i starost. Bor ima vrlo slična svojstva kao smreka, no visok sadržaj smole u drvu otežava njegovu preradu. Preraduje se mehaničkim postupkom u drvenjaču a alkalnim u celulozu. Dužina vlakanaca drveta bora je od 2,6 do 4,4 a širina od 0,030 do 0,075 milimetara.
Jela ima gotovo ista svojstva kao i bor.
Listače Bukva je važna sirovina za proizvodnju vlaknaste materije iz koje se proizvodi celuloza. Drvo bukve ima relativno kratka vlakna u odnosu na drvo četinjača, što ima za posljedicu slabija svojstva celuloze s obzirom na čvrstoću. Dužina vlakna je od 0,7 do 1,7 a širina od 0,015 do 0,030 milimetara.
Breza ima slična svojstva kao i bukva.
Topola je dosta rasprostranjeno drvo, a postoji i više vrsta. Najbolja za preradu u industriji papira je topola dobivena križanjem crne i kanadske topole. Svojstvena je po tome što ima malo tankih grana i veliko deblo. Brzo raste, pa za sječu i preradu dospijeva već za otprilike 10 do 15 godina. Drvo topole pogodno je za preradu mehaničkim i kemijskim postupkom. Dužina vlakanaca je od 0,7 do 1,8 a širina od 0,029 do 0,050 milimetara.
Prosječan sastav suhog drveta: celuloza 50 %, hemiceluloza 16 %, lignin 30 %, smole i masti 3,3 %, pepeo 0,7 %.
Drvna celuloza Udjel celuloze u drvnoj masi iznosi obično nešto više od 40%. Svrha je kemijskih postupaka za dobivanje celuloze iz drveta da se ukloni lignin, kako bi se drvna masa pretvorila u vlaknastu kašu. Glavni kemijski postupci, koji se razlikuju prema reagensima upotrijebljenim za delignifikaciju drveta, jesu sulfitni i sulfatni, dok je natronski postupak izgubio na važnosti i rijetko se primjenjuje.
Sulfitna celuloza
Sulfitna celuloza proizvodi se obradom drveta (sječke) koje ne sadrži mnogo smole. To je uglavnom smreka, jela i topola. Odlika je sulfitne celuloze što je svijetle boje, pa se ponekad i u nebijeljenom stanju može upotrijebiti za proizvodnju nekih vrsta papira. Osim toga, lako se melje i može se po potrebi bijeliti i oplemenjivati. Sulfitna celuloza služi za proizvodnju tiskovnih, pisaćih, slikarskih, pergamin papira i tako dalje.
Sulfatna celuloza
Sulfatna celuloza proizvodi se postupkom koji je primjenjiv za preradu svih vrsta drveta (četinara i lišćara) bez obzira na količinu smole, pa i za preradu stabljika različitih trava. Odlikuje se dugim i čvrstim vlaknima, koja su manje oštećena nego u sulfitnoj i natronskoj celulozi. Od sulfatne celuloze proizvodi se vrlo čvrst papir, koji u nebijeljenom stanju služi u prvom redu kao omotni papir, zatim kao kabelski i kondenzatorski papir, i slično.