Tektura, tak popularny obecnie surowiec jest stosunkowo młodym odkryciem. Aby mogła powstać potrzebny był papier, który to wynaleziono w Chinach ok. 105 roku n.e.

Papier – krótka historia

Pracujący na dworze Cesarza He Di z dynastii Han, dworski urzędnik o imieniu Cai Lun opracował proces wytwarzania papieru. Opracowana wówczas produkcja opierała się na wykorzystaniu naturalnych materiałów, takich jak kora drzewa morwy, sieci rybackie, stare tkaniny czy resztki konopii.

Etapy pierwszej produkcji papieru

1. W pierwszym etapie zbierano surowce. Były to wskazane powyżej naturalne materiały, których wybór wynikał z ich odpowiednich właściwości włóknistych oraz dostępności.
2. Kolejnym etapem było gotowanie. Zebrane surowce były dokładnie czyszczone, a następnie gotowane w wodzie. Miało to na celu rozluźnienie ich struktury i uzyskanie masy włóknistej. W procesie tym następowało rozmiękczenie włókien, co ułatwiało ich dalsze przetwarzanie.
3. Po procesie gotowania przechodzono do mielenia. Ugotowane włókna mielono na miazgę, tworząc tym samym jednolitą masę. Był to kluczowy etap, który determinował odpowiednią konsystencję papieru.
4. Następnie przechodzono do formowania arkuszy. Uzyskana miazga była równomiernie rozprowadzana na specjalnym sicie, które było zanurzone w kadzi z wodą. Po wyciagnięciu sita, woda odpływała, pozostawiając cienką warstwę włókien, która zaczynała formować arkusz papieru.
5. Ostatnim etapem produkcji papieru było suszenie. Pozostawiony do wyschnięcia arkusz papieru zazwyczaj był suszony na słońcu lub w specjalnie przygotowanych pomieszczeniach. Po wyschnięciu arkusz stawał się cienki i elastyczny, gotowy do użycia jako materiał do pisania.

Z czasem technologia produkcji papieru była udoskonalona, co pozwalało na masową produkcję i zwiększenie jego dostępności. Przełomowe innowacje technologiczne w tym zakresie sięgają już X-XI wieku.

Innowacje w produkcji papieru

1. W tym bowiem okresie wprowadzono młyny papiernicze. Wykorzystywały one energię wody do napędzania mechanicznych urządzeń mielących. Dzięki tej innowacji znacznie usprawniono proces rozdrabniania surowców. Tym samym zwiększono wydajność produkcji i obniżono koszty. Ten krok pozwolił na szybsze wytwarzanie miazgi papierniczej.
2. Kolejną innowację wprowadzono w średniowieczu. Polegała ona na stosowaniu lepszych włókien roślinnych. Zaczęto wykorzystywać stare tekstylia, takie jak bawełna czy len. Miały one znacznie lepsze właściwości włókniste niż pierwotnie stosowane materiały, jak np. kora drzew. W ten sposób uzyskano gładkie i elastyczne arkusze papieru o trwalszej strukturze.
3. XV wiek to przełomowy wynalazek Johannesa Gutenberga – prasa do papieru. Choć w rzeczywistości była ona urządzeniem do mechanicznego powielania tekstów na papierze miała ona ogromny wpływ na rozwój przemysłu papierniczego i upowszechnienie papieru.

   

4. Kolejnego przełomowego odkrycia, mającego wpływ na produkcję papieru dokonano w XVIII wieku. Było to chemiczne wybielanie papieru. Stosowanie tej techniki poprawiło estetykę i umożliwiło produkcję białego papieru. Wcześniej papier miał najczęściej szarawy lub żółtawy odcień. Proces chemicznego wybielania poprawił również właściwości mechaniczne papieru.
5. XIX wiek był kluczowym momentem w produkcji papieru. W 1803 roku bracia Fourdrinier wynaleźli maszynę papierniczą, która umożliwiała ciągłe formowanie i suszenie arkuszy papieru w sposób automatyczny. Maszyna ta zrewolucjonizowała dotychczasowy proces produkcji, pozwalając na wytwarzanie papieru w dużych ilościach. Tym samym znacznie zwiększając wydajność w stosunku do dotychczasowych technik ręcznych. Głównymi elementami maszyny Fourdriniera były:
   – sita druciane – na początku procesu masa papiernicza (włókna roślinne wymieszane z wodą) była rozprowadzana na ciągłym sicie drucianym, które przesuwało się wzdłuż maszyny. Podczas tego etapu usuwany był nadmiar wody, a cienka warstwa włókien zaczynała formować arkusz papieru.
   – Prasy – po przejściu przez sito wilgotny arkusz był prasowany za pomocą wałków prasujących. W ten sposób redukowana była nadmierna ilość wody. Zwiększała się również spójność papieru.
   – Cylindry suszące – w procesie suszenia zastosowano cylindry suszące podgrzewane parą. Przejście przez nie arkusza papieru pozwalało na jego wysuszenie i zwiększenie wytrzymałości.
   – Nawijanie – ostatecznie suchy papier był nawijany na wielkie rolki, co pozwalało na jego łatwy transport i dalszą obróbkę. Formę roli stosuje się do dnia dzisiejszego. Maszyna Fourdriniera umożliwiała bowiem produkcję ciągłą, co znacznie zwiększyło wydajność fabryk papierniczych. Wcześniej każdy arkusz był formowany ręcznie. Dzięki tej maszynie możliwa stała się produkcja papieru na skalę przemysłową. Tym samym uległy obniżeniu koszty jego wytwarzania, co przyczyniło się do rozwoju prasy drukarskiej i literatury.
6. Kolejny przełom, jaki nastąpił w XIX wieku to zastosowanie w produkcji papieru masy drzewnej jako surowca. Proces ten polegał na mechanicznym rozdrabnianiu drewna, eliminując tym samym droższą produkcję z tkanin. W połączeniu z chemicznym przetwarzaniem drewna uzyskano miazgę (pulpę) papierową o odpowiednich właściwościach.
7. Wprowadzenie napędu elektrycznego w XX wieku umożliwiło dalszą automatyzację. Elektryczne silniki napędzały maszyny papiernicze, kontrolując tempo i precyzję całego procesu. W połączeniu z rozwojem przenośników taśmowych i systemów transportu wewnętrznego, proces produkcji papieru stał się w pełni zautomatyzowany.
8. Od końca XX wieku komputery i systemy sterowania pozwoliły na dalszą automatyzację umożliwiając precyzyjne monitorowanie i kontrolowanie procesu produkcji papieru. Kontrola jakości, optymalizacja zużycia surowców i energii oraz redukcja odpadów wpływa na produkcję w sposób bardziej zrównoważony i efektywny.
9. Recykling i automatyzacja procesów recyklingu – proces w którym papier zostaje ponownie wykorzystany jako surowiec jest obecnie powszechnym działaniem

Jak było przed wynalezieniem papieru?

Przed wynalezieniem papieru używano różnych materiałów do pisania. Zależne one były od dostępnych surowców oraz kultury danego regionu. Do najważniejszych należały:

1. Kamień – w starożytnym Egipcie, Mezopotamii czy w innych starożytnych cywilizacjach inskrypcje były wykuwane w kamieniu. Znane są starożytne stele (kamienne tablice), której przykładem jest Kodeks Hammurabiego w Mezopotamii.

   

2. Glina – około 3.000 lat p.n.e. w Mezopotamii pismo klinowe było ryte na glinianych tabliczkach. Aby zapewnić ich trwałość były wypalane. Takie tabliczki stosowano do rejestrowania dokumentów handlowych, umów czy literatury.
3. Papirus – starożytni Egipcjanie około 3.000 lat p.n.e. używali papirusu. Był on wytwarzany z rośliny papirusowej, która rosła nad Nilem. Szeroko stosowany w Egipcie, Grecji oraz Rzymie był podstawowym nośnikiem wielu tekstów.

   

4. Pergamin – używany od IV wieku p.n.e. w regionach takich jak Pergamon. Był wytwarzany z cienko garbowanej skóry zwierzęcej, zwykle owiec, kóz lub cieląt. Trwalszy niż papirus, stał się idealnym materiałem do tworzenia ksiąg. Miał bardzo szerokie zastosowanie w średniowiecznej Europie.

   

5. Woskowe tabliczki – stosowano je w Starożytnym Rzymie i Grecji. Tekst na wosku zapisywano za pomocą tzw. Rylca. Po jej zapełnieniu można było wygładzić wosk, uzyskując czyste pole do ponownych zapisów. Tabliczki cieszyły się dużą popularnością w ówczesnej administracji i edukacji.

   

6. Bambus i jedwab – bambusowe deszczułki oraz jedwab używane były w Chinach jeszcze przed wynalezieniem papieru. Bambusowe deszczułki łączono sznurkami w zwoje. Były to jednak bardzo ciężkie formy zapisków, niewygodne w transporcie. Natomiast jedwab był bardzo drogim materiałem, co ograniczało jego powszechne użycie.
7. Liście palmowe – używano ich do pisania w Indiach oraz w krajach południowo-wschodniej Azji. Były one suszone, a następnie cięte do odpowiednich rozmiarów. Używano ich głównie do pisania tekstów religijnych. Treść nanoszono ostrym rylcem.

Te, tak różnorodne materiały były stosowane przez tysiąclecia do przekazywania wiedzy i informacji. Dopiero wynalezienie papieru w Chinach przyczyniło się do większej dostępności słowa pisanego oraz w konsekwencji wielowiekowych procesów powstania branży opakowaniowej.