מהו נייר

נייר הינו יריעה דקה, עשויה מעיסה של סיבי צלולוז אשר נלחצים יחד ליצירת משטח דק, חלק ואחיד.הסיבים מופקים בדרך כלל מעצים.
הנייר משמש כמצע לכתיבה, עטיפה, אריזה, ניגוב ועוד שימושים רבים, תלוי בסוג הנייר.
הנייר נפוץ ביותר בצבע לבן אך קיימים ניירות בשלל צבעים.
המקור של השם הלועזי של הנייר – paper, הוא במילה הלטינית פפירוס, שמו של צמח הפפירוס ממנו הוכנו יריעות דמויות נייר כבר במצריים העתיקה.
למרות השמות הדומים, נייר ופפירוס מיוצרים בדרכים שונות לחלוטין.
פפירוס הוא למינציה של סיבים צמחיים טבעיים, ולעומת זאת נייר מיוצר מסיבים אשר תכונותיהם השתנו בהשריה.

סוגים ושימושים

לניירות סוגים רבים ושימושים שונים. הניירות השונים מיוצרים בגדלים שונים, עוביים שונים ומרקמים שונים, בהתאם לשימוש הרצוי.
השימושים העיקריים לנייר הם:

• כתיבה – השימוש העיקרי של נייר הינו לצורך כתיבה.
  ניירות כתיבה מגיעים בגדלים שונים, צבעים מגוונים ומשמשים ל- מכתבים, מחברות, יומנים אישיים, פתקי תזכורת, רישומי ציור.
• הדפסה – שימוש נרחב נוסף לנייר הוא להדפסת תמונות, מסמכים, מאמרים, ספרים, עיתונים, מגזינים, עלוני פרסום, שלטי פרסום גדולים,
• תשלום – שטרות הכסף שאנו משתמשים בהם מודפסים על גבי ניירות.
  כך גם השקים הבנקאיים, קופונים לתשלום וכרטיסים שמהווים אישורי תשלום כגון: כרטיסי כניסה למופעים, כרטיסי טיסה ועוד.
• ניקיון – גם השימוש בניירות לניקיון הפך נפוץ מאוד והוא כולל שימוש בניירות סופגים, נייר טואלט, מגבוני פנים וממחטות.
• אריזות – שקיות נייר משמשות תחליף אקולוגי יותר ויעיל לשקיות הפלסטיק שאינן מתכלות.
  בנוסף נייר משמש למעטפות, ניירות עטיפה ואריזה.

בנוסף לשימושים העיקריים הרשומים מעלה, יש לנייר שימושים נוספים רבים.
הנייר משמש גם בבניה, בפיסול, פילטרים, ואפילו לבגדים ועוד שלל דברים.

חומרי הגלם

נייר מורכב מסיבים של עצים שבדרך כלל גודלו למטרה זו.
באופן כללי עצים הם מקור טוב יותר של תאית לניירות מאשר חומרי גלם שהם דשאים מסוגים שונים.
העצים המשמשים לייצור העיסה ממנה מכינים נייר הם עצים רכים כגון אורן, אשוח וכן מעצים קשים כגון אקליפטוס, ליבנה ואחרים.
לעצים רכים יש סיבים ארוכים אשר נותנים לנייר כוח וגמישות ולעצים הקשים יש סיבים קצרים אבל הם נוטים להיות יותר מוצלחים עבור ניירות הדפסה וכתיבה. מרבית הניירות עשויים מעצים ירוקי עד שגדלים במהירות כמו אורן אבל אפשר להכין נייר גם מעצים כמו במבוק, כותנה, המפ, יוטה, וכן מגוון רחב של חומרים צמחיים אחרים.
צפיפות סיבים נמוכה בינונית ניתן למצוא באקליפטוס כדורי ואקליפטוס המקור, ולכן האקליפטוסים הם הנפוצים ביותר לייצור נייר.

תהליך הייצור של נייר פשוט

נייר מיוצר במספר שלבים במכונה שנקראת מכונת נייר. שלבי הייצור הם:

1. פירוק העץ לשבבים.
2. ריסוק השבבים – לתוך מכונת ריסוק מוכנסים שבבי העץ עם מים ותוספי הדבקה שונים כגון עמילן  או שרף שמדביקים את הסיבים זה לזה ליצירת משטח אחיד.
3. תוספות – בשלב הזה מוסיפים לתערובת כל מני תוספות לקבלת תכונות שונות.
   במידה ומייצרים נייר צבעוני מכניסים את חומרי הצבע המתאים או מלבין במידה ורוצים לקבל נייר לבן.
   ללא צבע הנייר הגולמי יתקבל בגוון צהוב.
4. ערבוב – העיסה עוברת למיכל ערבוב עד שמתקבלת עיסה דלילה.
5. ייבוש – העיסה המוכנה יוצאת ממכל הערבוב ומוזרמת על גבי רשת מתכת דקה.
   הרשת מתנדנדת על ידי גלילים שמונחים תחתיה ובכך מזרזים את טפטוף המים וייבוש העיסה.
6. חימום – העיסה היבשה כמעט, מוזרמת על גלילים מחוממים ומתייבשת לחלוטין.
7. עיבוד סופי – בשלב זה הנייר המתקבל יכול לעבור עוד תהליכים סופיים על פי הצורך כמו למשל ציפוי וליטוש לקבלת נייר כרומו מבריק להדפסת תמונות.

בתהליך זה נוצר הנייר הפשוט והרגיל שמשמש לדפי כתיבה, דפים למדפסת, לתמונות ועוד.

תהליך הייצור של נייר משובח

בתהליך הייצור של נייר משובח או נייר עם תכונות נוספות על אלו של הנייר הרגיל יש שלבים נוספים.
נייר משובח מורכב רק מהתאית וללא הליגנין שבסיבי העצים.
לאחר גריסת העץ לשבבים כמו בייצור הנייר הרגיל, השבבים עוברים לשלב הרתחה בתערובת כימית.
הרתחה זו מביאה לפירוק כימי של מרכיבי הליגנין בעץ ובידוד התאית מן הסיבים.
הפירוק הכימי אינו פוגע באורכם של סיבי התאית.
הנייר שנוצר בתהליך הכימי נקרא נייר משובח כיוון שרכיב הליגנין נהרס עם הזמן והוא מוסר מהסיבים בניירות אלו.
ניתן לבצע גם הלבנה אך זו פוגעת בכ- 5% מהסיבים.
ייצור כימי של עיסה לא מתבצע בנייר עשוי כותנה כיוון שסיבי הכותנה כבר מכילים כ- 90% תאית.

סוגי המסה כימית

ישנם 3 תהליכים כימיים עיקריים ליצירת עיסה:

1. תהליך המסה בסולפאט הינו הוותיק ביותר.
2. תהליך קראפט הוא הנפוץ ביותר היום ויש לו יתרון גדול כיוון שבתהליך פירוק הליגנין בשיטה זו נוצר חום רב שניתן להשתמש בו להפעלת גנרטור.
   יתרון נוסף בשיטה זו הוא שניתן להשתמש בכל החומרים הכימיים האנאורגניים שנכללים בתהליך, שימוש חוזר ואין זריקה שלהם.השיטה השלישית היא המסה בסודה וזו משמשת בעיקר לסבים מעצים קשים.

הטבעה וסימני מים

ניתן להוסיף תבליטי אותיות וסמלים לניירות בשלב ייצורם על ידי הוספת שלב בו הנייר הלח עובר בין שני גלילים שמטמיעים את התבליט בלחץ גדול משני הצדדים.
הדוגמה שנוצרה נשארת בסיבי הנייר גם לאחר ייבוש הנייר.
סימן מים הוא דוגמה להטבעה של סימן שניתן לראות רק כאשר קרני אור מונחות על הנייר.
סימני מים מופיעים על ניירות שרוצים להקשות על החיקוי והזיוף שלהם כמו שטרות כסף, בולים ומסמכים חשובים.
נייר סופג הוא דוגמה נוספת לנייר שנוצר בשיטה זו ודוגמאות מוטבעות על גביו.

ייצור ידני של נייר

לפני הייצור התעשייתי של נייר, נייר הוכן באופן ידני על ידי אומנים והיה נדיר ויקר. תהליך הייצור היה ארוך וחומרי הגלם היו בדים משומשים ולא עצים. הסיבים הנפוצים ביותר היו מתקבלים מסמרטוטים ישנים של המפ, פשתן וכותנה. את הסיבים היו מפרידים על ידי חבטות ושחיקה ואז מכניסים אותם למים ליצירת עיסה. בתוך חבית העיסה היו טובלים מסגרת עם רשת בעיסה ומוציאים לייבוש על ידי לחיצת המים מן העיסה בעזרת כרים.לאחר מכן מניחים דבק להצמדת הסיבים והמסגרת עוברת  לייבוש ורק לאחר סיום מלאכת הכנת גיליון הנייר, ניתן לחזור להשתמש במסגרת זו. גם בשיטה זו ניתן להוסיף חומרי הלבנה לקבלת נייר לבן.

ייצור נייר בהיסטוריה

עדויות לשימוש בפפירוס התגלו בממצאים כבר מימי מצריים העתיקה, אולם שימוש בנייר נרשם החל מתחילת האלף הנוכחית כבר בשנת 105 לספירה בסין. הידע הופץ ועבר בין היבשות ובסביבות המאה ה- 13 הגיע לאירופה. הנייר יוצר בשיטה הידנית בידי אומנים. בשנת 1799 הומצאה המכונה הראשונה לייצור נייר רציף וזו שימשה כבסיס לייצור מכונת פורדריניר ששכללה את הרעיון.

נייר ממוחזר

כעשרים אחוזים מהפסולת של מוצרי נייר משומשים עוברים תהליך של מיחזור. תהליך זה דומה לתהליך הייצור של נייר רגיל רק שהחומר גלם הוא ניירות משומשים שעברו תהליך של מיון וניקוי מפסולת אחרת וחפצים מוצמדים כמו סיכות שדכן. לאחר תהליך הניקוי הניירות המשומשים מוכנסים להשריה במכלים גדולים עם הרבה מאוד מים, ביחס דילול של 2% חומר יבש על 98% מים, עד להיפרדות הסיבים וקבלת עיסה. הנייר הממוחזר אינו מגיע לרמה של נייר חדש ומשמש בעיקר לקרטונים, נייר אריזות וניירות עיתונים. ניתן למחזר נייר מספר פעמים כאשר בכל מיחזור סיבי הנייר מתקצרים עד לרמה שבה אחרי כחמישה תהליכי מיחזור הסיבים קצרים מדי לייצור נייר וניתן להשתמש בהם רק אם מוסיפים להם סיבים של נייר מקורי חדש, לקבלת נייר ממוחזר חלקית.

חידושים וניירות מיוחדים

יצרנים מסוימים התחילו להשתמש בחומרי נייר חדישים ויותר ידידותיים לסביבה לייצור אריזות נייר במקום אריזות הפלסטיק הקיימות בשוק. האריזות מבוססות על נייר המכונה קצף נייר ויש להן תכונות מכניות מאוד דומות לאלו של אריזות הפלסטיק. אריזות הנייר לעומת אריזות הפלסטיק הן מתכלות ואף ניתנות למיחזור עם נייר רגיל. לאריזות המצריכות ציפוי אטום כמו שקיות פופקורן, בוחנים היום שימוש בחלבון תירס ליצירת הציפוי. חידוש נוסף בתחום הניירות הינו הנייר האלקטרוני, או תצוגה אלקטרואופטית. מדובר על מסך דק מאוד, נח לקריאה וחסכוני בחשמל.

לסיכום

תהליך ייצור הנייר עשה את הקפיצה הגדולה ביותר שלו מבחינת פיתוח בסוף המאה השמונה עשרה כאשר התהליך הפך מידני לממוכן. המכונות החדשות הפכו את הנייר הנדיר והיקר לפני כן, לזול ונגיש ואת הייצור למסחרי. נייר משמש היום למגוון רב של שימושים החל מכתיבה ודפוס ועד לניקיון ואף ביגוד. בכל מה שקור לאקולוגיה ושמירה על הסביבה שלנו כדאי להמעיט שימוש בנייר חדש, אך יחד עם זאת, שימוש בתחליפי נייר עדיפים משמעותית על שימוש בפלסטיק.