Pappír

<- Aftur í efnisyfirlit fyrir Wikibækur kennaranema

Höfundur:Jón A. Sandholt

Hér er ætlunin að fjalla um pappír, hvernig hann verður til, hvaða hugtök eru notuð til skilgreiningar á eiginleikum hans og hvernig mismunandi pappírsgerðir henta til prentunar á myndum og texta. Hugmyndin er að þessi Wikibók geti nýst sem kennsluefni í efnisfræði grafískra greina, s.s prentsmíð og prentun.

Pappír.

Pappír er eitthvað sem við flest handleikum daglega en eins og með svo margt sem við erum vön í umhverfi okkar þá veitum við honum enga sérstaka athygli. Pappír hefur verið ákaflega mikilvægur í þróun og miðlun upplýsinga víðast hvar í veröldinni.Í Evrópu flýtti tilkoma pappírs ásamt uppgötvun prenttækninnar án efa fyrir þróun samfélaga og útbreiðslu upplýsinga.Án tilkomu pappírs er ólíklegt þekking, vísindi og listir hefðu þróast jafn hratt og orðið jafn almenn eign og raunin er í dag.Án pappírs liti veröldin í dag allt öðruvísi út en hún gerir.

Saga pappírs.

Orðið pappír er talið runnið frá egypska orðinu papyrus, en forn Egyptar fóru að nota stöngla Papýrus jurtarinnar (Cyperus papyrus) til þess að búa til arkir til að skrifa á strax um 3000 árum fyrir Krists burð.Grikkir og síðar rómverjar lærðu að búa til slíkar arkir af egyptum. Kínverjar til forna skjalfestu gögn á bambus og stundum silki en þessi efni voru illmeðfærileg og dýr. Pappír, áþekkur þeim sem við þekkjum í dag, kom fram á sjónarsviðið austur í Kína um 100 árum eftir Krist. Sá pappír var gerður úr tuskum sem rifnar voru niður og lagðar í bleyti í vatni og síðan var lausninni helt í gegn um ofnar bambusmottur og að lokum þurrkuð í sólinni. Pappír barst ekki til vesturlanda fyrr en á sjöundu öld og var lengi framan af rándýr munaðarvara sem fáir áttu kost á að nýta sér.Með tilkomu afkastamikilla, gufuknúinna pappírsgerðarvéla á 19. öld varð pappírsgerð auðveldari og ódýrari og samhliða jókst pappírsnotkun almennings á vesturlöndum mjög. Í dag er pappír gerður í hátækni verksmiðjum og rándýrum vélum sem ganga á miklum hraða og geta framleitt mikið magn pappírs.

Hvernig pappír verður til.

Pappír er lífrænt, „lifandi“ efni sem er að mestu leiti gerður úr náttúrulegum jurtatrefjum, venjulega úr viði, en stundum eru einnig notaðar aðrar jurtatrefjar eins og bómull, hör, hampur og lín. Á norðlægum slóðum er oftast notaður mjúkviður eins og fura og greni til pappírsframleiðslu en sunnar í Evrópu nota menn frekar harðvið eins og beyki og birki.

Það þarf rúmlega tonn af þurrkuðum trjáviði til þess að framleiða eitt tonn af pappír. Tré eru aðallega samansett úr beðmi (cellulose), hálfbeðmi (hemicellulose) og tréni (lignin).Beðmið og hálfbeðmið mynda sjálfar trefjarnar í viðnum en trénið virkar eins og e.k lím milli trefjanna og bindur þær saman.

Mismunandi trjátegundir gefa að sér mismunandi trefjar.Lauftré eins og birki og beyki eru með tiltölulega stuttar viðartrefjar ca 1,5 mm langar og eru þær notaðar þegar framleiddur er pappír með lítið gegnsæi og mikil prentgæði.Barrtré eins og fura eru með lengri trefjar, 2-4 mm langar og eru þær aðallega notaðar í pappír eða pappa sem er sterkur og stífur, t.a.m fyrir umbúðaiðnaðinn.

Gæði pappírs ráðast að hluta til af af hlutfallinu milli langra og stuttra trefja og þegar framleiða á hágæða pappír þarf oft u.þ.b 80% af stuttum trefjum á móti u.þ.b. 20% af löngum trefjum.Á móti er pappír sem ætlaður er í umbúðir oftast gerður að mestu úr löngum trefjum. Trjábolirnir sem felldir eru til pappírsgerðar eru fyrst af öllu settir í hólka með grófu innrabyrði sem snúast og slípa þannig börkin af trjábolunum.Börkurinn er síðan oft brenndur og orkan sem þannig myndast notuð við gerð sjálfrar pappírskvoðunnar. Trefjarnar eru bleyttar upp og úr þeim gert mauk sem síðan er þurrkað og valsað og í það bætt ýmsum efnum sem bæta áferð og yfirborðseiginleika pappírsinsþ

Til þess að búa til pappír þarf að breyta timbri í pappírskvoðu (pulp).Tvær megin aðferðir eru notaðar til þess, annars vegar vélræn aðferð (mechanical) og hins vegar efnafræðileg (chemical). Vélræna aðferðin nýtir milli 70-90% viðartrefjanna í viðnum og skilar af sér kvoðu sem notuð er til að búa til ódýran pappír með litlu gegnsæi.Vélgerð pappirskvoða er aðallega notuð framleiðsluvörur eins og dagblöð, símaskrár, tímarit og pappakassa.

Yfirleitt eru það barrtré og aspir sem notuð eru og trjábolirnir eru oftast malaðir og vatni sprautað á þá um leið en stundum eru þeir líka hitaðir og meðhöndlaðir með efnum áður en þeir eru malaðir niður Vélræna aðferðin styttir viðartrefjarnar umtalsvert en trefjarnar halda efnafræðilegum eiginleikum sínum nærri óbreyttum.Trefjarnar veikjast þó mjög og þar sem viðurinn er ekki soðinn veldur trénið í í trefjunum því að pappír sem unnin er úr vélrænni kvoðu gulnar tiltölulega fljótt, sérstaklega ef hann liggur í sólarljósi.

Efnafræðilega aðferðin við pappírsgerð nýtir aðeins um 40-60% viðartrefjanna. Efnafræðilega gerð pappírskvoða er notuð í fínni pappír eins og t.a.m húðaðan offset pappír. Þegar pappírskvoða er gerð með efnafræðilegri aðferð er viðurinn saxaður smátt og síðan soðinn oftast í brennisteinssýrulausn.Þessi efnafræðilega aðferð viðheldur að mestu náttúrulegri lengd viðartrefjanna en efnafræðileg uppbygging viðarins breytist þar sem trénið hverfur að mestu úr kvoðunni.

Efnafræðilega gerð viðarkvoða skilar af sér hvítum, sterkum og ljósþolnum pappír sem er vanalega þynnri en vélgerður pappír og dýrari. Þegar pappír inniheldur 10% eða meira af vélgerðri kvoðu (mechanical pulp) er hann kallaður viðarríkur pappír (wood containing) en sé minna en 10% af vélgerðri kvoðu í pappír er talað um viðarlausan (wood free) pappír.

Íblöndunarefni.

Þegar pappírskvoða hefur verið gerð er ýmsum efnum bætt í hana til að ná fram ákveðnum eiginleikum pappírsins og hún meðhöndluð í ýmiskonar vélum til að ná fram tiltekinni áferð og eiginleikum pappírsins.Pappírskvoðan er bleikt til þess að losna við náttúrulega gulleitan blæ litblæ trefjanna og eyða tréni alveg úr kvoðunni til þess að koma í veg fyrir litbreytingar á pappírnum með tímanum.

Fylliefnum eins og kalki, marmara og leir er bætt út í viðarkvoðuna til þess að minnka gagnsæi papírsins, auka sléttleika hans og prenthæfni.Efnum sem minnka rakadrægni pappírsins, t.d. lími er oft líka bætt í pappírskvoðuna og sömuleiðis litarefnum ef ætlunin er að búa til litaðan pappír.

Þegar búið er að útbúa pappírskvoðuna eins og lýst hefur verið er henni dælt inn í tank á sjálfri pappírsgerðarvélinni.Á þessu stigi eru trefjar og fylliefni aðeins um 0,5% kvoðunnar, restin eða um 99,5% er vatn.Úr tankinum er kvoðunni dælt inn í valsaverk pappírsgerðarvélarinna.Við taka ýmiskonar valsar, pressur og færibönd sem pressa vatnið úr maukinu, slétta það og fága og breyta áferð og yfirborðs eiginleikum pappírsins.

Pappír er húðaður til þess að gera hann sléttari, meira glansandi, minna gegnsæjan og betri til að prenta á, sérstaklega myndir.Að húðun lokinni er pappírinn yfirleitt með möttu yfirborði. Ef gera á pappír með gljáandi yfirborði þarf að valsa pappírinn eftir húðunina.Með völsuninni er lokahönd lögð á áferð yfirborðsins á pappírnum.Valsaður pappír getur verið með háglansandi yfirborð, matt, hálf matt og með satín áferð og svo mætti lengi telja.Áferðin á yfirborðinu ræðst af því hverskonar valsar eru notaðir við lokameðhöndlunina.

Eiginleikar og gerðir pappírs.

Til eru margar gerðir pappírs með ýmiskonar áferð og eiginleika sem henta hinum ýmsu notkunarsviðum. Prentfarfar sem lagðir eru ofan á pappírinn í hefðbundinni prentun eru gagnsæir og því virkar pappírinn í raun sem e.k. ljósgjafi.Ljósið sem fellur á pappírinn endurkastast í gegnum farfalagið ofan á pappírnum til augna okkar.Við greinum lit prentfarfans, og þar með einnig litina í prentmyndinni vegna þessa eiginleika.Litur pappírs, yfirborðs áferð hans og gljái hafa því gríðarleg áhrif á það hvernig prentaðar myndir koma til með að líta út. Eiginleikar pappírsins eru sennilega sá einstaki þáttur sem mesta þýðingu hefur varðandi útlit prentgripa. Það er því mikilvægt að gera sér grein fyrir þeim áhrifum sem áferð og eiginleikar pappírsins geta haft á áferð prentlitanna. Prenthæfni pappírs fer eftir þáttum eins og yfirborðsáferð, birtu, hvítu, gljáa, gagnsæi og gleypni.Aðrir eiginleikar pappírs eru t.a.m. þyngd, stífleiki og þykt.

Birta.

Birtu er hægt að skilgreina sem heildar endurkast ljóss frá yfirborði pappírsins.Í raun má segja að birta pappírs segi til um hve ljós hann virðist.Trefjakvoðan sem pappír er gerður úr er dökk brún þegar hún er algjörlega ómeðhöndluð.Kvoðan er bleikt með ýmsum aðferðum til að gera pappírinn ljósari en auk þess er ýmsum efnum s.s. optískum hvítuefnum bætt í pappírinn til þess að gera hann enn ljósari.Því meira ljósi sem pappírsörk endurkastar því betra. Pappír sem endurkastar 90% af því ljósi sem fellur á yfirborð hans er betur fallinn til að prenta á hann myndir en pappír sem endurkastar 75% af ljósinu.Pappír með minni birtu skilar myndum með lægri kontrast og minni sjáanlegri skerpu. b

Hvítleiki

Hvítleiki pappírs er skilgreining á því hve lítinn liblæ pappírinn hefur.Hvítleiki er tengdur birtunni, því hvítur pappír er oftast einnig með hátt birtustig.Hvítleiki pappírsins hefur mikil áhrif á áferð mynda sem prentaðar eru á pappírinn.Því meiri sem hvítleiki pappírsins er því bjartari verða litir í myndum og sýnilegur kontrast þeirra verður meiri.Pappír með lítinn hvítleika gerir myndir dökkar og flatar.Það er alls ekki allur pappír hvítur. Margar pappírsgerðir hafa á sér örlítinn gulleitan blæ.

Þetta stafar af því að pappírskvoðan sem pappírinn er gerður brúnleit sé hún algjörlega ómeðhöndluð.Þessi brúni litur er gjarnan deyfður með ýmsum bleikiefnum, t.d klór en einnig eru sett blá litarefni eða fljúrljómandi út í kvoðuna eða þegar pappírinn er húðaður.Stundum er pappír hreinlega litaður, þ.e.a.s. litarefnum er bætt út í pappírskvoðuna til þess að fá fram ákveðinn litblæ á pappírnum.Litblær pappírsins hefur áhrif á liti þess sem er prentað á pappírinn.Gulleitur blær á yfirborði pappírs gerir það að verkum að myndir sem á hann prentast fá á sig gulleitan litblæ af pappírnum. Það er erfitt að dæma sjónrænt um hvítleika pappírs því augu okkar eru þeim eiginleikum gædd að þau aðlaga sig hvítpunktinum þannig að pappír sem í raun er töluvert langt frá því að vera hvítur getur virts hvítur þegar við skoðum hann án samanburðar við annan hvítari pappír.

Gljái.

Gljái er skilgreining á því hversu mikið af áfallandi ljósi endurkastast beint frá yfirborði pappírs.Pappír með gljáandi yfirborð gefur oftast bjartari liti og meiri sjónræn skil (kontrast) en mattur pappír. Pappír með gljáandi yfirborð hentar því vel þegar ljósmyndir eru prentaðar. Það veldur hins vegar augnþreytu að lesa texta af pappír sem hefur mikinn gljáa og því er vanalega notaður mattur pappír í prentgripi sem innihalda mikinn texta. Mattur pappír er líka vanalega notaður í prentgripi með myndum af málverkum, vatnslitamyndum eða teikningum.

Þyngd.

Þyngd pappírs er sennilega það hugtak sem flestir kannast við.Flestir hafa heyrt minnst á 150g eða 80g pappír o.s.frv.Þegar talað er um þyngd pappírs er í raun átt við þyngd arkar sem er einn fermetri að flatarmáli.Þegar sagt er að pappír sé t.d.150g þýðir það í raun að örk af pappírnum sem er metri á hvern kant vegur 150g. Þyngd pappírs segir ýmislegt um eiginleika hans.Þungur pappír yfirleitt er þykkari en léttur og því einnig vanalega minna gagnsær. Þyngdin segir hinsvegar ekki endilega til um styrkleika pappírsins.Þannig er t.d 100g óhúðaður pappír sterkari en 100g húðaður pappír, þar sem húðunarefnin auka þyngd pappírsins en ekki styrk hans.

Hér má sjá algenga þyngd nokkura pappírstegunda:

Algengur bókapapír 130-150 g/m²

Algengur myndapappír 130 g/m²

Dagblaðapappír 45-60 g/m²

Ljósritunarpappír 80 g/m²

Karton 250-350 g/m²

Pappírsstærðir.

Alþjóðlegi staðallinn fyrir pappírsstærðir, ISO 216, er byggður á hinum þýska DIN 476 staðli sem varð til árð 1922 (DIN= Deutsches Institut für Normung).Grunnurinn er pappírsörk sem er 841 × 1189 mm að flatamáli (A0 pappírsstærð).Aðrar stærðir í staðlinum (A1, A2, A3 o.s.frv.) eru fengnar fram með því að helminga næstu stærð á undan á langhliðina.Þannig er A1 pappírsstærðin A0 (841 × 1189mm) skorin í tvo jafna hluta.Hæð A1 pappírsstærðarinnar er m.ö.o. breiddin á A0 (841mm) pappírsstærðinni og breiddin á A1 er helmingur hæðar A0 (594mm).Algengasta pappírsstærðin er sennilega A4 (29.7 x 21 cm). Þessi staðall hefur verið tekinn upp í öllum löndum heims, nema Bandaríkjum Norður Ameríku og Kanada.Í Mexíkó, Kólumbíu og á Flipseyjum er ISO 216 staðallinn opinberlega í gildi en Bandaríska “Letter” pappírsstærðin er þó meira notuð í reynd. ISO 216 staðallinn inniheldur fleiri pappírsstærðir en A stærðirnar.Þar er líka að finna B stærðir til notkunar þar sem A stærðirnar nægja ekki.Þannig nást fram fleiri pappírsstærðir.C stærðirnar eru síðan staðlaðar stærðir á umslögum.

Á þessari mynd má sjá hlutföllin milli pappírsstærðanna í A flokki ISO 216 staðalsins

A stærðir

A1 594 × 841mm

A2 420 × 594mm

A3 297 × 420mm

A4 210 × 297mm

A5 148 × 210mm

A6 105 × 148mm

A7 74 × 105mm

A8 52 × 74mm

A9 37 × 52mm

A10 26 × 37mm

Gagnsæi

Gagnsæi pappírs, þ.e hversu vel sést í gegn um hann, hefur nokkur áhrif á það hversu vel hann hentar til áprentunar.Gagnsæi er vanalega tengt þykkt pappírsins þannig að þunnur pappír (léttur) er gagnsærri en þykkur.Pappír sem er mikið gagnsær hefur þann galla að það sem er prentað á aðra hlið hans sést í gegn þegar horft er hann frá hinni hliðinni. Því minna sem gagnsæi pappírs er því betur er hann fallinn til áprentunar.

Myndir skila sér því miklu betur þegar prentað er á ógagnsæan pappír.Gagnsær og þunnur pappír er ódýrari en þykkur, ógagnsær pappír og því ráða hagkvæmisjónarmið því að dagblöð og tímarit sem prentast í stórum upplögum eru oft prentuð á fremur gagnsæjan pappír.Til þess að koma í veg fyrir gegnsæi pappírs er ýmsum fylliefnum, s.s. leir, krít ofl. bætt við í pappírsgerðinni. Pappír með 97% ógegnsæi hentar best fyrir prentgripi þar sem mikið er af myndum en þar sem minna er af myndum er óhætt að nota pappír með 95% ógegnsæi.

Mismunandi notkunarsvið.

Pappír í prentun

Krossapróf

Heimildir

Color and its reproduction Gary Field GATF press

Ítarefni

Grein um Papyrus á Wikipedi

Grein um óhúðaðan pappír hjá Arctic paper pappírsframleiðandanum

Lýsing á pappírsgerðar ferlinu

	Árið 300 fyrir Krist
	Á 19. öld
	Á 7. öld
	Á 17. öld

	Plasti.
	Ull.
	Steinefnum.
	Jurtatrefjum.

	Beðmi, hálfbeðmi og tréni.
	Jurtafeiti, vatn og sykur.
	Börkur, trefjar og vatn.
	Hveit, mjólk og kaffi.

	Efnfræðileg og vélræn aðferð.
	Eðlisfræðileg og vélfræðileg.
	Afleit og fráleit.
	Fullkomin og ófullkomin.

	Til að gera hann sterkari.
	Til að gera hann hvítari.
	Til þess að hann verpist síður.
	Til þess að gera hann sléttari, meira glansandi, minna gegnsæjan.