Papír

Egy papírtömb

Különböző papírok, amiket naponta használunk

A papír egy olyan mesterséges anyag, amelyre írnak, rajzolnak, nyomtatnak, színeznek – vagy amelyet csomagolásra és formák megjelenítésére használnak. Természetes vagy mesterséges növényi anyagokból képzett rostok „nemezelésével”, majd összepréselésével készül, melyet a rendezetlen fizikai állapotban lévő elemi szálak súrlódási ereje és egy kémiai kötés, a hidrogénkötés tart össze. A papír tehát nem összetévesztendő a pergamennel, mely állati eredetű, pontosabban bőr anyagból készült, vékony hártya. Alapanyaguk szerint két fajtát különböztetünk meg:

• természetes papír,
• szintetikus papír.

A név eredete

A papír szó egy ókori egyiptomi, írásra használt anyag görög elnevezéséből, a papiruszból származik, mely az alapanyagául szolgáló növényről kapta a nevét.

A papír története

Története szorosan összefügg az írás történetével. Az ember a beszéd kialakulását követően később az élet szinte minden területén szükségét érezte a tapasztalatai lejegyzésének és továbbításának is. Ennek a technikai fejlettségtől függően népenként más-más lehetőségei voltak. Az ősember még egy edénybe kavicsokat dobálva számolta a napokat, és a barlang falára rajzolta a vadászat emlékeit. Később megjelent a karcolt fakéreg, a csomózott zsinór, a vésett kő, majd a karcolt és égetett agyagtábla. Az agyagtáblákat legalább 6000 éve, Mezopotámiában használták először, innen származnak azok az emlékek, melyeket a legrégebbi írásnak nevezünk.

Megközelítőleg 5000 évvel ezelőtt már készítettek papiruszt, a főleg a Nílus deltájánál termő papiruszsásból. A növény különböző részeit számos dologra felhasználták, az étkezéstől a ruhakészítésig. A papiruszlapot a szár puhább, belső részéből állították elő. A hosszabb írásokat csíkszerűen egymáshoz ragasztották, a két végére fapálcákat ragasztottak, és tekercs formájában tárolták, a fontosabb iratokat pedig fahengerbe tették, vagy bőrbe tekerték. Az egyiptomiak később iparszerűen űzték a papirusz gyártását, és több száz évig ellátták a környező államokat is. Ám a később kialakuló politikai helyzet miatt Egyiptom beszüntette a papirusz kivitelét, ezért a környező országok más anyag után kényszerültek nézni.

A pergament a kis-ázsiai Pergamon városában állították elő. Állati bőrből készítették, amit finomítottak és fehérítettek. A pergamen hamarosan kiszorította a papiruszt, de azokban az országokban, ahol gyártották, a papirusz még pár száz évig használatos volt. A pergament hajtogatni is lehetett, és így alkalmas volt könyvtest készítésére. A 3–4. században kialakuló kódexek is pergamenre íródtak, egészen a papír megjelenéséig.

Papírkészítés az ősi Kínában

Kínában valószínűleg már időszámításunk előtt ismerték a papírt. Megjelenéséig Kínában főleg selyemre vagy bambusz-szeletekre rajzoltak vagy írtak. A papír feltalálója nem ismert, az viszont bizonyos, hogy Caj Lun, a császári udvar egyik minisztere 105-ben egy rendeletében megállapítja a papírra írt beadványok érvényességét. Főleg a selyemhernyó tenyésztéséhez is fontos eperfából és bambusznádból készítették a rostanyagot. A gyártás titkát sokáig őrizték Kínában, és hosszú idő kellett az ismeretek elterjedéséhez. Az első gyárat viszont a Kínába vezető kereskedelmi út egyik fontos állomását jelentő Szamarkand városában alapították, miután a kínaiak 751-ben vereséget szenvednek az araboktól a Talasz folyónál, és az arab mesterek eltanulták a papírkészítést a fogságba került kínai papírkészítő foglyoktól. Tehát az arab papírkészítés története Szamarkandban kezdődött el. A papírgyártás tudománya azután innen terjedt el a muszlim országokban: a következő századokban papírkészítő műhelyek alakultak Szíria, Palesztina, Perzsia és India arab uralom alatt lévő városaiban is. Majd a hódító arabokat követve a 10. században Kairóban, 1100 körül már a marokkói Fezben is dolgoztak papírmerítők. A papírkészítés tudománya a 9. században, Észak-Afrikán keresztül eljutott Európába is. Az arabok elsősorban rongyot használtak alapanyagnak, ez így terjedt el Európában is.

Magyarországon az első papírmalmok valószínűleg a 16. században keletkeztek, de a keletkezések dátumai bizonytalanok: Lőcse (1520-as évek; de 1530-ban leégett), Brassó (1543, vagy 1539-ben Honter Jánosé), Bártfa (1548), Kolozsvár (1550 vagy 1563), Nagyszeben (1573, vagy 1555-ben a Jörg nevű papírkészítőé) és Liptószentmihály (1596). A papír gyártásának technikája sok évszázadon keresztül változatlan maradt, de a 18. század elején megjelent egy termelékenyebb papírmalom, az ún. hollandi malom, amit Hollandiában találták fel. A második nagy áttörés 1799-ben történt, amikor egy papírgyári munkás, Louis Robert feltalálta a síkszitás papírgépet. Ez idő tájban kezdték alkalmazni a vízjelet is – a vízjel tárgya a papírmalom, a tulajdonos, a papírkészítő, vagy a papírfajta szimbolikus vagy megnevezett jelölése volt.

A papírgyártás egészen a 19. századig meglehetősen körülményes és drága maradt, egészen addig, míg a papír előállítására el nem kezdték használni a gőzhajtású papírmalmot, melyben fából is elő tudták állítani a papírgyártáshoz szükséges rostokat. Az 1871-ben megjelent Vasárnapi Ujság így számolt be erről az újításról: „Dublin mellett egy kereskedő oly módszert talált fel, melynek segélyével fából papirt készít. A fa egészen rostokká romboltatik és egy 200 l. légnyomásu gőzkatlanba helyeztetik, a honnan mint sárgás kásanemü folyadék kerül ki. Ebből készül a papir. Mondják, hogy az ily módon elkészült papir ép oly jó, mint a rongyból készült.”

A gyártás

Gyártásszükségletek

Ha a papírt fából gyártják, 1 tonna fehér papír előállításához a szükséges anyag és energia:

• 417 m³ víz,
• 1700 kg fa (kb. 15-17 fa),
• 717 kWh energia,
• 181 kg mészkő,
• 87 kg kén,
• 6 t gőz,
• 60 kg klór.

Az előállításra felhasználhatnak egyéb cellulóztartalmú anyagokat, például szalmát, rongyot, hulladékpapírt stb. Figyelemreméltó, hogy 1 tonna hulladék újságpapírból 12 kifejlett fa anyagának megfelelő papír állítható elő.

A gyártás menete

A fa alapanyagból való gyártás menete:

• a kivágott fa kérgét lehántják, a megtisztított részt apróra darabolják;
• vegyszerekkel vagy gépi darálókban leválasztják a cellulóz rostokat, ennek eredménye egy sűrű pép;
• a pépet többször öblítik és mossák, többnyire klórral fehérítik;
• a pépből egy szitaszalag kirázza a vizet, a maradék széles papírlappá áll össze;
• a papírszalagot nedves görgőkön és melegített hengereken futtatva megszárítják;
• az elkészült papírt feltekercselik.

Hogy milyen fajta lesz a papír, az a pépesítésnél dől el. Vegyszeres pépesítéssel erős papírt állítanak elő – ilyen például a nyomó- és az írólap, az élelmiszeres zacskó és a hullámkarton doboz. Ez az eljárás nem túl hatékony, mert a fának csak egy részéből lesz papír. A folyamat „iszapos” hulladékát (a fa vegyszerekkel kevert maradékát) rendszerint elégetik. A gépi pépesítés nagyjából kétszer több energiát fogyaszt, de a fa 95%-át papírrá alakítja. Az ilyen papír általában gyengébb minőségű, könnyebben sárgul: főként újságokat, telefonkönyveket nyomtatnak rá.

Újrahasznosítás

Környezetkímélő gyártási mód a papír-újrahasznosítás.

A papírok csoportosítása

Összetétel szerint:

• fatartalmú,
• félfamentes,
• famentes.

Négyzetméterenkénti tömegük szerint:

• lágypapír,
• lemez,
• karton.

A természetes papír

Ez a papírfajta nagyrészt növényi eredetű rövid rostokból áll, és e rostoknak a vizes szuszpenzióból való kiszűrése, összekuszálása, préselése, majd szárítása útján készül. A természetes papírt – viszonylag gyorsan lebomló anyag lévén – mindenütt környezetbarátnak tekintik.

Szintetikus papírok

Mesterséges polimerekből, kőolajszármazékokból előállított óriásmolekulából készül, a hagyományos papírgyártástól csekély mértékben vagy néha teljes egészében eltérő módokon. Több fajta szerkezeti felépítése lehet. Külsőre a legtöbb fajtája alig különbözik a természetes papírtól, viszont szinte elszakíthatatlanok, nehezen gyűrődnek, vízhatlanok, és nem penészednek. Meleg hatására sem sárgulnak. Az olajos anyagok jól megtapadnak rajta, viszont sok esetben nehezen száradnak, és a vizes tinta összeszalad a felületén. Csak műanyagalapú ragasztó használható hozzá, de oldószerektől megduzzadhat. A természetes papírhoz hasonlóan éghető, de annál erősebben képes elektrosztatikusan feltöltődni.

Többféle előállítási móddal készülhetnek:

• jelentős mennyiségű műszál belekeverése a rendes papírpépbe (ebben hasonlít a hagyományos papírgyártáshoz);
• levegőben összekevert műszálak összepréselése és összeolvasztása melegítéssel;
• levegőben összekevert műszálak kötőanyagba mártása, majd kiszűrése és szárítása;
• a polimerhártyák bevonása porózusos réteggel (mázzal).

Mechanikailag ellenálló papírok

Bizonyos polimeralapú papírok nagy mechanikai igénybevételnek is ellenállnak, de az eddig gyártott legerősebb papírt grafénból készítette egy orosz-holland kutatócsoport. Jellemző, hogy a mechanikailag erős papírokat sokszor nem nyomtatási célra készítik, sokkal inkább fóliaként alkalmazzák őket, technikai célokra, kompozitok készítéséhez, például a repülőgépiparban.

Felhasználás

Papír dekorációk

A papírt elsődlegesen nyomdákban használják fel, és nyomdai úton, elsősorban ofszet nyomdai eljárással készítenek belőle különböző nyomatokat. Az ofszet nyomdai eljárást egyre újabb, festéktakarékos technológiák kezdik kiszorítani. A papírra való hagyományos, ólombetűs szedési eljárással történő nyomtatást Johannes Gutenberg találta fel. A papírból továbbá füzeteket és könyveket is készítenek.

Papírspárga (2 papírfonal összesodrásával készült)

A másik fő felhasználási terület a csomagolóipar, ami környezetvédelmi szempontból is egyre jelentősebbé válik. Az újrahasznosított papírból készült csomagoló- és tárolóanyagok kevésbé terhelik a környezetet, mint a műanyagalapú anyagok.

Kreatív és hobbi célokra is használják, mint a rajzolás vagy festés. A papír az alapanyaga például az origaminak is, amely magyarul papírhajtogatást jelent.

Papírszalagok megsodrásával papírfonalat is készítenek, amelyből papírspárgát vagy szövéssel, kötéssel, fonatolással zsákokat, kábelszigeteléseket stb. állítanak elő, de kézimunkázáshoz is felhasználják különböző dísztárgyak, dekorációs anyagok készítésére.

Érdekességek

A papír vastagsága minden félbehajtással megduplázódik, így ha egy átlagosnak vehető, 0,1 mm vastag másolópapírt 42-szer félbe tudnánk hajtani, vastagsága elérné a $(0,0001m)2^{42}\approx 439\,805km$-t, ami meghaladja a Föld-Hold távolságot. A valóságban azonban a papír a minőségétől és a hajtogatások irányától függően csak véges számban hajtható félbe. Britney Gallivan 2011-ben állította fel rekordját, amikor egy 1200 méter hosszú WC-papírt 12-szer hajtott félbe.

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Paper című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

• A papír újrahasznosítás, recycling
• Iványi István: Nyomdai anyag és áruismeret, Műszaki Könyvkiadó, Bp, 1990

További információk

A Wikimédia Commons tartalmaz Papír témájú médiaállományokat.

• Hogy lesz a fából papír? És miért kell hozzá ennyi?

• Papír.lap.hu - linkgyűjtemény
• Újrahasznosított papírból készülő magyar termékek

Kapcsolódó szócikkek

• Bibliapapír
• Papírgyártás
• Papírfonal