Podcast na Fyzikální, chemické a optické vlastnosti papíru

Kapitoly

Fyzikální vlastnosti: Vlhkost

Rozměrová stálost a zaklížení

Hladkost a pórovitost

Chemické vlastnosti

Optické vlastnosti: Bělost a opacita

Lesk, průhlednost a stálost

Přepis

Eliška: A to si představ, že na tohle všechno myslí, když vyrábí obyčejný papír do tiskárny!

Jakub: Přesně tak! Není to jenom rozemleté dřevo. Je to celá věda, která rozhoduje o tom, jestli budeš mít v ruce fotku, knížku nebo pauzovací papír.

Eliška: Páni. Vítejte zpátky u Studyfi Podcast. Dnes se s Jakubem podíváme na něco, co používáme denně, ale málokdy o tom přemýšlíme — na vlastnosti papíru.

Jakub: Přesně tak. A začneme rovnou fyzikálními vlastnostmi. Ta nejdůležitější a možná nejpřekvapivější je... vlhkost.

Eliška: Vlhkost? To jakože papír je mokrý?

Jakub: Ne tak úplně, ale je takzvaně hygroskopický. To znamená, že pohlcuje vlhkost ze vzduchu, a když je sucho, tak ji zase uvolňuje. Snaží se být v rovnováze s okolím.

Eliška: Aha, takže funguje trochu jako houba.

Jakub: Přesně. A různé materiály sají různě. Nejvíc vlhkosti pohlcuje dřevovina, méně buničina a úplně nejméně třeba bavlna, ze které se dělají ty nejkvalitnější papíry.

Eliška: Dobře, a jak se to měří? Mluvíme tu o absolutní a relativní vlhkosti, že?

Jakub: Ano. Absolutní vlhkost je skutečný obsah vody v papíru. Zjistíš ji tak, že vzorek zvážíš, pak ho dokonale vysušíš v peci při zhruba 103 stupních Celsia, a zvážíš znovu. Rozdíl je váha vody.

Eliška: To zní jako proces na dlouho. Existuje rychlejší způsob?

Jakub: Určitě, v praxi se používají elektronické vlhkoměry. Prostě je přiložíš k papíru a hned vidíš výsledek. Běžně se ta vlhkost pohybuje mezi pěti až deseti procenty.

Eliška: A co ta relativní vlhkost?

Jakub: Rovnovážná relativní vlhkost, abychom byli přesní. To je vlastně vlhkost vzduchu mezi jednotlivými listy papíru třeba ve stohu. Měří se speciálními „mečovými“ vlhkoměry, které zasuneš přímo do toho stohu. Optimální hodnota je kolem 50 %.

Eliška: Takže když papír přijímá a ztrácí vlhkost, znamená to, že mění i své rozměry? Jako když v létě nabobtnají dveře?

Jakub: Přesně tenhle princip! Téhle vlastnosti se říká rozměrová stálost. Papír se ve vlhku zvětšuje a v suchu zmenšuje. Je to klíčové třeba v tiskárnách, kde potřebuješ, aby se barvy tiskly přesně na sebe.

Eliška: To dává smysl. A slyšela jsem, že se v jednom směru roztahuje víc než v druhém?

Jakub: Ano. V podélném směru — tedy ve směru výroby — je dvakrát až třikrát stálejší než v příčném směru. Vlákna se totiž při výrobě orientují převážně jedním směrem.

Eliška: Fascinující. A s vodou souvisí i další pojem — zaklížení. Co to je?

Jakub: Zaklížení je v podstatě impregnace. Do papíru se přidávají klížidla, která změní jeho charakter z hydrofilního, tedy vodu milujícího, na hydrofobní, tedy vodu odpuzující.

Eliška: Takže aby se nerozpil inkoust, když na něj píšu perem?

Jakub: Přesně pro to. Bez zaklížení by se z dopisu stala jedna velká kaňka. Ovlivňuje to savost, vsákavost a nasáklivost papíru.

Eliška: Počkat, to zní jako tři slova pro to samé.

Jakub: Zdá se, ale není. Savost je pronikání vody celým průřezem. Vsákavost je, když smáčíš papír jen z jedné strany. A nasáklivost je schopnost přijímat vodu celým povrchem, když ho do ní ponoříš.

Eliška: Dobře, pojďme k dalším vlastnostem. Hladkost. To je asi celkem jasné, ne?

Jakub: V principu ano. Je to míra rovinnosti povrchu. Ale je nesmírně důležitá pro kvalitu tisku. Čím hladší papír, tím lepší je kontakt s tiskovou formou a tím ostřejší a kvalitnější je výsledný obrázek nebo text.

Eliška: A co ji ovlivňuje? Proč je jeden papír hladší než druhý?

Jakub: Je to kombinace všeho. Složení vláken, stupeň jejich mletí, množství plniva... A hlavně povrchová úprava. Papír se může mechanicky hladit válci, a ty nejhladší papíry jsou ještě natírané speciální vrstvou.

Eliška: Takže obyčejný kancelářský papír versus papír do fototiskárny.

Jakub: Přesně. A s hladkostí souvisí i pórovitost. To je v podstatě množství a velikost pórů, tedy dírek, v papíru.

Eliška: To znamená, že papír je vlastně děravý?

Jakub: V mikroskopickém měřítku ano. A tato vlastnost ovlivňuje, jak snadno papírem prochází vzduch, což může být důležité pro některé technologie tisku nebo balení.

Eliška: Dobře, fyzikální vlastnosti máme. Co ty chemické? To zní trochu nebezpečně.

Jakub: Ale kdepak. Jde hlavně o dvě věci. První je nespalitelný zbytek, neboli popel.

Eliška: Jakože když papír spálím, něco po něm zbyde?

Jakub: Přesně. Je to zbytek minerálních látek — plnidel, klížidel a dalších přísad. U obyčejného papíru je to třeba jen jedno procento, ale u kvalitních natíraných papírů to může být i přes dvacet procent.

Eliška: A ta druhá věc? To je kyselost?

Jakub: Ano, kyselost a alkalita, měřená pomocí pH. Ideální pH papíru je neutrální, tedy mezi 6 a 8. Pokud je papír příliš kyselý, je to problém.

Eliška: Jaký problém? Změní se v citrón?

Jakub: To zrovna ne, ale ztrácí pevnost a mnohem rychleji stárne a žloutne. Určitě znáš staré knihy, jejichž stránky jsou křehké a hnědé. To je často důsledek kyselosti.

Eliška: A navíc prý na kyselém papíru špatně schnou barvy.

Jakub: Přesně tak. Některé složky barev, takzvaná sušidla, v kyselém prostředí ztrácejí účinnost. Takže máš papír, který je naštvaný, kyselý a ještě k tomu nechce spolupracovat.

Eliška: Dobře, a teď to, co vidíme na první pohled. Optické vlastnosti! Bělost je asi nejdůležitější, že?

Jakub: Rozhodně. Bílý papír vnímáme jako ten, který odráží veškeré světlo, aniž by měnil jeho barvu. Ale aby se to dalo přesně změřit, používá se pojem reflektivita.

Eliška: Co to znamená?

Jakub: Je to v podstatě schopnost povrchu odrážet světlo. Bělost papíru se pak udává v procentech oproti dokonalému standardu, kterým je oxid hořečnatý.

Eliška: Takže 100% bělost by znamenala, že je papír bílý jako tenhle standard?

Jakub: Přesně tak. Další klíčovou optickou vlastností je neprůsvitnost neboli opacita.

Eliška: Jinými slovy, aby tisk neprosvítal na druhou stranu listu.

Jakub: Bingo. Je to schopnost papíru nepropouštět světlo. Dokonale neprůsvitný papír má opacitu 100 %. U běžných tiskových papírů s gramáží nad 80 gramů na metr čtvereční už je opacita přes 90 %, což je pro většinu použití naprosto dostatečné.

Eliška: A co lesk? Čím se liší od bělosti?

Jakub: Bělost je o barvě, lesk je o tom, jak se světlo odráží. Lesklý papír odráží světlo zrcadlově — tedy pod stejným úhlem, pod jakým dopadá. Matný papír ho rozptyluje do všech směrů.

Eliška: Takže proto se v lesklém časopise skoro vidím?

Jakub: Přesně proto. Lesk se zvyšuje hlavně povrchovou úpravou. Matové papíry mají lesk třeba jen 5 %, zatímco super lesklé natírané papíry mohou mít až 70 %.

Eliška: A pak tu máme opak opacitního papíru... průhledný papír!

Jakub: Ano, transparence. To je schopnost propouštět světlo bez velkého rozptylu. Typickým příkladem je pauzovací papír. Tam je to samozřejmě žádoucí vlastnost.

Eliška: A poslední věc, která mě napadá... proč staré noviny na slunci tak rychle zežloutnou?

Jakub: To je skvělá otázka a souvisí se světlostálostí. Je to schopnost papíru neměnit barvu působením světla. A tím viníkem, co způsobuje žloutnutí, je hlavně látka jménem lignin.

Eliška: Lignin... to je něco ze dřeva, že?

Jakub: Ano, je to součást dřevní hmoty. Papíry, které obsahují hodně dřevoviny, jako třeba novinový papír, žloutnou mnohem rychleji než papíry z čisté buničiny, kde je lignin odstraněn. Proto jsou dražší a archivní papíry tak stabilní.

Eliška: Páni. Takže až si příště vezmu do ruky list papíru, budu přemýšlet o vlhkosti, pH, lesku i ligninu. Děkuju, Jakube, to bylo naprosto vyčerpávající.

Jakub: Rádo se stalo. Je to fascinující svět.

Eliška: Tak zase příště u Studyfi Podcast! Mějte se.