Papír Osnova přednášky: - Výroba papíru. - Druhy papírů. - Složení papíru. - Fyzikální vlastnosti papíru. - Mechanické vlastnosti papíru. - Chemické vlastnosti papíru. - Práce s papíren na 1.stupni ZŠ Přednášející: Mgr. Pavel Pecina,Ph.D. Katedra didaktických technologií Pedagogická fakulta MU Poříčí 31, Brno Mail:
[email protected] Literatura: ŠKÁRA, I. A kol. Aplikace techniky.Brno: MU.1998 KOŽUCHOVÁ, M. Rozvoj technickej tvorivosti. Bratislava:UK, 1995.
Výroba papíru Vhodné dřevo- hlavní surovina (smrkové, jedlové, topolové). Musí mít takovou vnitřní stavbu a chemické složení, aby se mohlo mechanicky, chemicky i kombinovaně rozvláknit a splznit na papírenském stroji. Rozvlákňování dřeva-mechanicky nebo chemicky.
Mechanický způsob- nejhospodárnější. Rozbrušováním kusů očistěného dřeva na mohutných brusech za neustálého přítoku vody.Chemické složení se nemění.Značná mechanická narušenost vlákna. Dřevovina má barvu dřevatřeba dodatečně chemicky bělit.Dřevo se využije z 95%.Do dřevoviny třeba přidat buničinu(20%).Papíry po krátkém pobytu na slunci žloutnou.
Chemické rozvlákňování dřeva-izolace celulózového dřeva chemickou cestou. V surovém stavu je vlákno obklopeno doprovodnými látkami-nelze použít na výrobu papíru. Několik způsobů, jak tyto látky odstranit aby celulózové vlákno nebylo poškozeno.Roztoky kyselé nebo zásadité.
Alkaický způsob- vyrábí se buničina nátronová a sulfátová. Kyselý způsob- vyrábí se buničina sulfitová. Oba způsoby mají své výhody a nevýhody Kombinovaný způsob výroby-buď mechanické rozbrušování dřeva předem chemicky připraveného, nebo rozvláknění ještě tvrdých štěpků na diskových rozvlákňovačích. Výroba papíroviny-buničinu a dřevovinu je třeba mechanicky zpracovávat s různou intenzitou podle toho, jaké vlastnosti má mít hotový papír. Vlákno se zpracovává ve vodním prostředí v holandrech nebo průtočných mlýnech a rafinériích. Vlákno se krátí, rozčesává, roztlouká, bobtná vodou, rozděluje na menší vlákénka podle žádaných vlastností hotových výrobků. V této fázi se směšují v žádaném poměru různé vlákniny podle toho, jaký papír se má vyrobit.Dále potom se provádí klížení, plnění minerálními plnivy, přibarvováním nebo barvení a konečné čistění. Těmito postupy vzniká vodní suspenze všech látek obsažených v hotovém papíru- papírovina.
Výroba papíru na papírenském stroji Dokonale a neznatelně spojené nekonečné síto je napnuté mezi dvěma válci. Na nich se pohybuje podobně jako řemen na řemenicích. Řídká papírovina stejnoměrně rozptýlená ve vodě se přivádí na pohybující se síto. Voda sítem protéká, nebo je odsávána a drobné částečky papíru se na sítu zplzňují. V následující lisovací části papírenského stroje se odstraňuje další voda a zároveň se papír zpevňuje a vyrovnává se jeho povrch. Papír prochází mezi dvěma až čtyřmi dvojválci, z nichž spodní, sací, má pražový povrch, děrovaný pro odtok vody. Vrchní válce jsou z různého materiálu a mají velmi hladký povrch. Tlak mezi válci se řídí požadovanou výslednou kvalitou papíru. Na konci lisovací části obsahuje papír ještě asi 65% vody. V sušicí části je voda odstraněna tak, aby jí v papíru zbylo 6-7%. Papír se vede mezi sušícími bubny vytápěnými parou na teplotu 100 °C. Sušený pás papíru je možno v poslední třetině sušící části ještě na povrchu různým způsobem upravovat nanášením některých vhodných hmot. K těmto úpravám patří: povrchové klížení nanášením čirých hmot, natíráním pigmentovými, zpravidla bílými pastami, povrchové barvení papíru.
Druhy papírů, kartonů a lepenek Papíry Tiskové-novinový, knihtiskový, plakátový, bankovkový, známkový, mapový, rozmnožovací, křídový… Psací a kreslící papíry-ruční papír, imitace ručního papíru, knihový, bankovní, strojový, průklepový, pauzovací..atd. Obalové papíry- střední balicí, balíkový, černý na fotoobaly, hedvábný, pergamenový, parafinový…atd. Papíry pro elektrotechniku- kabelový, kondenzátorový, pro polepování dynamových a transformátorových plechů…atd. Technické a průmyslové papíry-pytlový, kelímkový, fotografický, cigaretový, sulfátový na lepicí pásky…atd. Filtrační papíry- sací papíry, buničitá vata, papíry pro filtraci plynů spalovacích motorů..atd. Papíry na zušlechtění-surový fotografický, propisovací…atd. Ostatní papíry- uhlový, dekorační..atd.
Kartony Tiskové- ofsetový, brožovací, křídový, karton na hrací karty…atd. Psací, kreslící rýsovací- konfekční, dopisnicový, navštívenkový, kreslící, rýsovací…atd. Technicko průmyslové-kelímkový, fotografický, pergamenový, stínidlový, na vlnitou lepenku…atd. Ostatní- albový, paspartový, dekorační natíraný karton…atd.
Lepenky Kartonážní a knihařské-bílá ruční, černá ruční, strojní vícevrstvá, vlnitá jednoduchá, vlnitá dvojitá…atd. Technicko průmyslové- krytinové a izolační, asfaltované s posypem nebo bez posypu, lesklé pro elektrotechniku, těsnící, jízdenkové, kufrové…atd. Ostatní- surové krytinové, hadrové, hadrové s nitěnou vložkou, buničinové…atd.
Složení papíru Základem hmoty papírů, kartonů a lepenek jsou vlákniny, různé druhy buničin, polobuničin a dřevovin. Naše papíry se označují podle vláknitého složení následovně: • bezdřevé, které mají 100% bělené buničiny nebo nejvýše 50% bílé dřevoviny. • Dřevité, které obsahují asi 35% nebělené buničiny a 65% bílé dřevoviny.
Fyzikální vlastnosti papíru Plošná hmotnost- jeden z nejdůležitějších ukazatelů a charakteristická vlastnost papíru, kartonu a lepenky.Je to hmotnost 1 m2 užitého materiálu.Vyjadřuje se v jednotce g/m2. Má přímý vliv na všechny ostatní fyzikální vlastnosti papíru. Zjišťuje se na kvadratických vahách. Papíry- od 8 do 120 g/m2 Kartony- od 200 do 350g/m2
Lepenky- do 4500 g/m2
Pórovitost a prodyšnost-nepostradatelná vlastnost tiskových a psacích papírů. Ovlivňuje absorbční schopnost papíru vůči inkoustům a tiskařským barvám. Velmi pórovité jsou papíry určené k impregnaci. Opakem pórovitosti je hustota papíru. Savost papíru-schopnost papíru přijímat svým průřezem různé kapaliny vzlínáním. Zkouší se tak, že se proužek papíru zavěsí na raménka se svislou stupnicí a spodní proužek se ponoří do kapaliny. Po 10 min. se odečte na měřítku, do jaké výšky kapalina vystoupila.Zkouška má význam u savých papírů a papírů určených k impregnaci. U sacích papírů se považuje výška vyvzlínané kapaliny do 20 mm za nedostatečnou, nad 120 mm za zvlášť vysokou. Vsákavost papíru-schopnost papíru přijímat kapalinu jednou ze svých stran. U nás je na vsákavost zavedena zkouška, jíž se určuje množství přijaté vody v gramech 1m2 papíru ve stanoveném čase.
Nasákavost- schopnost papíru přijímat kapaliny celým povrchem. Je důležitá u papírů, které mají být při dalším zpracování impregnovány ponořením do impregnační kapaliny. Nepromáčivost- schopnost papíru nepropouštět vodu za určitých stanovených podmínek. Důležitá u papírů, kartonů a lepenek na výrobu obalů. Nepromastitelnost-důležitá u papírů, do kterých se balí máslo, sádlo, sýry apod.zkouška nepromastitelnosti se provede tak, že se zkoušený vzorek papíru položí na arch bílého čistého papíru. Na zkoušený vzorek se kapne kapka terpentýnového oleje a roztírá se prstem.Nezanechá-li zkoušený vzorek na spodním papíru žádnou stopu, je nepromastitelný. Dvoustrannost papíru- rozdíl mezi vrchní a spodní stranou papíru, tj. mezi stranou sítovou a plstěncovou. Rozdíl nelze zcela odstranit-zejména u papírů strojních hladkých a silně plněných.Sitová vrstva je vždy drsnější, protože je v ní otištěna struktura síta.Papír je obyčejně na sítové straně „otevřený“ a pórovitý a na plstěncové straně je „uzavřený“ nepórovitý.
Podélný a příčný směr vláken- papír je vyráběn strojově. Vlákna seřazena ve své hmotě jedním směrem. Směr dán směrem výroby a chodu papírenského stroje (směr výroby).Jednosměrné uložení je příčinou rozdílných vlastností papíru. Jednosměrnost ovlivňuje všechny jeho fyzikální i mechanické vlastnosti. Pevnost papíru v tahu v podélném směru je 1,5 až 2x větší, než ve směru příčném. Pevnost v roztržení je větší ve ¨směru příčném než ve směru podélném. Poddajnost a ohebnost papíru je větší ve směru příčném než podélném. Při skládání má být vždy hlavní lom ve směru podélném.
Rozměrová nestálost – přijímání kapalin (hygroskopičnost) papíru určuje a ovlivňuje mnoho dalších jeho vlastností. Se zvětšováním vlhkosti se rozměry papíru zvětšují, při sušení se papír sráží. Rozměrová nestálost-nejdůležitější vlastnost papíru určeného pro soutisk většího počtu barev nebo pro přesné zpracování , jakým je např. řezání a výsek děrných štítků.
Optické vlastnosti- barva, bělost, neprůsvitnost, lesk, průhled a čistota papíru.
Mechanické vlastnosti papíru Pevnost Pevnost v tahu-schopnost papíru odolávat za stanovených podmínek vnějším silám působícím v rovině zkušebního vzorku opačným směrem(směřujícím k přetržení zkušebního vzorku) Pevnost v ohybu, pevnost povrchu(důležitá pro tiskaře), pevnost v průtlaku…atd. Tvrdost- schopnost papíru odolávat vnikání jiného materiálu. Tuhost (nepoddajnost)- souvisí s plošnou hmotností, hustotou, tloušťkou a tvrdostí. Důležitá pro bankovní a bankovkové papíry, kartotékové listy, hrací karty, obalové techniky…atd.
Chemické vlastnosti papíru Stálost zabarvení Stálost zabarvení ve vlhkém prostředí-schopnost nepustit barvu na předmět, který je s papírem v přímém kontaktu. Stálost zabarvení na světle-schopnost neměnit po delší dobu barvu odstín) působením denního světla. Lze zkoušet tak, že jednu část zakryjeme neprůsvitným kartonem a odkrytou část vystavíme slunečnímu světlu. Po několika dnech až týdnech porovnáme barvy obou částí papíru. Stárnutí- vnitřní i vnější změny v papíru,vyvolané vnějšími vlivy působícími po určitou dobu (světlo, teplo). Projeví se změnou barevného odstínu a změnami fyzikálních i mechanických vlastností. Trvanlivost- odolnost papíru proti stárnutí. Nejtrvanlivější jsou papíry z celulózy a bavlněné hadroviny. Nejméně trvanlivé jsou papíry obsahující dřevovinu.
Práce s papírem na ZŠ Pří práci s papírem používáme: pravítko, trojúhelník, kružítko, jehlu, nit, nůžky, nůž, dřívko na lepidlo nebo štětec, šablony, lepidlo, barvy, příp. další potřeby. Úlohou práce s papírem je seznámit žáky s druhy papírů jako materiálu denní potřeby. Poznat různé druhy papíru, naučit se vybrat pro výrobek vhodný druh a současně správně vybrat a používat různé nástroje a pomůcky pro práci s papírem. Při práci se používá: překládání, stříhání, trhání, vystřihování, nalepování, slepování, obkreslování podle šablony, natírání ploch lepidlem atd. P praktických činnostech mají žáci určovat vlastnosti papíru (hrubost, povrch, barvu). Rozlišovat a pojmenovat druhy papírů, s kterými pracují (novinový, kancelářský, kreslící, barevný, karton, lepenka).
Práce s papírem na 1. stupni ZŠ Tvůrčí práce s papírem Tangram, origami. Tangram: čtyři tisíce let stará čínská skládačka. Úkol 1: za 15 min. sestroj ze sedmi kousků čtverce co nejvíc různých tvarů (figurek a pod). Podmínkou je, že se jednotlivé díly nesmí překrývat a při skládání musíš využít všechny díly. Origami. Ze čtverce papíru zhotov skládáním různé postavičky, zvířata, figurky…atd. Při skládání nesmíš papír stříhat ani lepit.
Tangram
Origami
Origami
Šipka
Lodička
Koník
Kočka
Pejsek
Košíky
