sobota, 28 czerwca 2014

5. Papiernictwo w XVIII wieku

Obiecałem ambitnego posta z całą skarbnicą wiedzy, ale ograniczę się do podstaw, które zdążę przygotować przed najbliższym wyjazdem. Dzisiaj 'tylko' o przygotowaniu do czerpania.
Trudno, takie jest życie. 
Żeby nie być zupełnie gołosłownym, na samym dnie postu postaram się zebrać linki i informacje niezbędne, by samemu rozpocząć buszowanie po internetach. Nie oszukujmy się, nie będzie to praca stricte autorska. Oprę się na artykule z pierwszego adresu, także serdecznie zachęcam do lektury, o ile nie przeszkadza Wam język angielski. Szczególnie, że pominę tu wiele dygresji czy szczegółów. : p

A zatem zajmijmy się przygotowaniem tej pulpy.
Szwajcaria, Muzeum Papiernictwa w Basel




Rags make paper,
Paper makes money,
Money makes banks,
Banks make loans,
Loans make beggars,
Beggars make rags.

Autor nieznany, ~XVIII wiek.






Woda

Istotnym czynnikiem przy produkcji papieru jest możliwie najbardziej czysta woda. Dzisiaj nie ma z tym problemu, wcześniej radzono sobie z tym za pomocą serii cystern i filtrów - Lalande w publikacji z 1761 wymienia następujące elementy takiego układu:
a) wiklinowy kosz wyłapujący najgrubszą frakcję,
b) wylot wodny zaprojektowany do separowania nieczystości,
c) sito prowadzące do cysterny o ograniczonym przepływie, w której woda mogła się ustać a drobniejsza frakcja zanieczyszczeń opaść na dno pod postacią mułu,
d) jeszcze drobniejszego sita (np. często stosowano tu grube warstwy tekstyliów) prowadzącego do kolejnej, mniejszej cysterny o tym samym przeznaczeniu,
f) właściwy zbiornik zakończony kolejnym sitem
Prócz wielowarstwowych filtrów z tkanin znane też były filtry piaskowe. 

Ważne było też to, jakie związki mineralne zawierała woda. Szybko nauczono się unikać tej mocno zażelazionej, jako niekorzystnej dla żywotności papieru, a nadto nadającej mu niepożądany, rdzawy kolor. Wytrzymałość papieru wzmacniał natomiast wapń i węglan magnezu. Już w XV wieku radzono, by do tzw "krajalnic" (miejsce, w którym pulpa ulega dalszemu rozdrobnieniu, potem pokażę ryciny!) dosypywać wapno, co zwiększało tempo produkcji i ulepszało jakość papieru. Kolor masy papierowej mógł być też poprawiany poprzez rozproszenie sproszkowanej kredy. Innym źródłem wapnia mogły być szczątki zwierząt użyte do produkcji żelatyny, którą impregnowano świeżo pozyskany papier.
Równolegle, woda była używana jako siła napędowa przemyślnych mechanizmów ułatwiających pracę.


Włókna

Materiał, z którego pozyskano pulpę miał dużo większy wpływ na kolor papieru, niż wszelkie substancje mineralne naturalnie rozpuszczone w wodzie. Współcześnie nie mamy z tym większego problemu, skoro większość internetowych przepisów na papier czerpany zakłada czerpanie go z... rozdrobnionego papieru. Zatem papierowy Oὐροβόρος zjada obecnie własny ogon. :D

W XVIII wieku na taką ekstrawagancje nie można było sobie pozwolić. Segregowano zużyte tekstylia pod względem koloru oraz grubości splotu na trzy kategorie - cienkie, średnie i grube, choć Lalande wspomina o wyspecjalizowanych młynach papierniczych, które dzieliły zebrane tkaniny nawet na 9 kategorii, odrzucając te najgrubsze. Do tego etapu przykładano ogromną uwagę - każdy błąd podczas selekcji szmat prowadził do zanieczyszczeń i pogorszenia się jakości pozyskiwanego papieru lub zmarnowania surowców (w przypadku, gdy dobry materiał trafił do odrzutów, wymagających dłuższego moczenia i miażdzenia). Najbardziej poszukiwane były solidnie znoszone, białe tkaniny. Biel wyznaczała dobry gatunkowo kolor, zużycie przyspieszało proces rozdrabniania. Nie znaczy to, że produkowano wyłącznie śnieżnobiałe arkusze - tekstylia gorszej jakości przekształcano w papier pakowny czy różnego rodzaju papierowe płyty.

Kobiety segregujące tkaniny Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers, vol. 5 (plates), red. Jean-Baptiste le Rond d’Alembert and Denis Diderot (Paris: 1751–65)
Właściwe sortowanie było o tyle kluczowe, że do rozdrabniania papieru przez długi czas używano specjalnych młotów, które oddziaływały na całość kadzi, więc ta musiała być wypełniona materiałami o zbliżonych właściwościach. Późniejsze (a mówimy wciąż o XVIII wieku ; )) maszyny można było już tak wyregulować, by zajmowały się tylko grubszymi elementami. Następnie tekstylia były cięte na kawałki. Na tym etapie pozbywano się wszelkich guzików, szpilek i innych "ciał obcych".

D'Alembert i Diderot: sala, w której pracownicy wstępnie obrabiają i oczyszczają materiał

Fermentacja


Gdy już upewniono się, że wysegregowane rodzaje tkanin zostały oczyszczone ze zbędnych dodatków i zanieczyszczeń, drobno pocięte tekstylia trafiały do kadzi, w których poddawano je fermentacji. Te zwykle umieszczano w piwnicach ze względu na mniejsze wahnięcia temperatury, a co za tym idzie większą powtarzalność procesu. Cysterny fermentacyjne budowano bez szczelnego dna, by nadmiar wody sam znajdował sobie ujście.

Opis fermentacji szmat w papierni we francuskiej Owernii zawdzięczamy Lalande'mu.
Postwulkaniczny krajobraz Auvergne, Francja. Region którego XVIII wieczne papiernictwo opisał Lalande
Z jego tekstu wynikało, że szmaty były zalewane wodą po 8-10x dziennie przez dziesięć dni, następnie zostawiane same sobie na drugie tyle. Po upływie tego czasu, masa była mieszana i pozostawiana do dalszego gnicia. Cały proces mógł trwać od 6-7 tygodni. Energia cieplna wytwarzana podczas gnicia materiałów miała być wyznacznikiem właściwego momentu przerwania fermentacji (robiono to zwykle w momencie, gdy pulpa nagrzewała się do tego stopnia, że nie sposób było utrzymać w niej ręki dłużej niż kilku sekund), chociaż wpływ na to miała także ilość i kondycja włókien, a także skład mineralny wody.
Na tym etapie dodawano też wodorotlenku wapnia, które sprzyjało wytrącaniu się celulozy.


D'Alembert i Diderot: zbiornik do fermentacji, a nad nim dziura, którą zrzucane były ścinki szmat - #automatyzacjapracywXVIIIwieku!

Rozdrabnianie i płukanie

Wielu ówczesnych papierników narzekało na konieczność fermentacji szmat, która wydłużała czas pomiędzy przyjęciem materiału, a wypuszczeniem gotowych kart. Pomimo dużej wiedzy papierników nadzorujących gnicie, doskonalonej z pokolenia na pokolenie, grzyby i pleśnie dojrzewające w warunkach XVIII wiecznych kadzi były tak dalekie od idealnych, jak dalekie są zatęchłe piwnice od klinicznie czystych laboratoriów. To także wpływało na wyniki procesu fermentacji. 
Niestety, użycie nadgniłych szmat było konieczne z uwagi na wykorzystywanie stomper'ów, rodzaju wielkich, zautomatyzowanych, napędzanych energią wody młotów. Encyklopedyści francuscy przedstawili je na poniższych rycinach. 
Rynna V dostarczała wodę, która zarówno poruszała kołem napędowym, jak i płukała szmaty, wybielając je i usuwając większą cześć grzybów.
Wypustki umieszczone na walcu B w określonych odstępach czasu podbijały młoty, których ćwiekowane końce, pod  własnym ciężarem, opadały na rozdrobnione, nadgniłe skrawki materiału, sukcesywnie przemieniając je w pełnowartościową pulpę.






Innym, późniejszym wynalazkiem (w drugiej połowie XVII wieku zaczęli stosować go Holendrzy, co pozostało w nazwie :D), był Hollander Beater, urządzenie o tyle sprytniejsze, że łatwo można było w nim regulować intensywność pracy i prześwit pomiędzy "tarkami". Umożliwiało to pracę na materiale o różnych grubościach i pozwalało pominąć niekiedy etap fermentacji. Na rycinie poniżej dzielni encyklopedyści przedstawili taki cep, rozebrany na części pierwsze. Ogólna zasada jest taka sama - woda lub wiatr poruszają bębnem, który rozciera o wzmocnioną stalą rampę szmaty. Do tego oczywiście wlot czystej i wylot brudnej wody, która stale w nim krążyła.




Ok, tak wyglądają naszkicowane z wolnej ręki podstawy uzyskiwania masy, która kiedyś stanie się papierem. Na zdjęciach ze współczesnych pracowni papieru czerpanego często widać napędzane elektrycznością cepy holenderskie, więc pewnie kiedyś trzeba będzie zbudować własny (Wy możecie wyszperać go np na zdjęciu szwajcarskiej papierni wiele linijek wcześniej). Na razie jednak zamierzam zająć się zaprojektowaniem i przygotowaniem sita, szczególnie, że okazało się to być o nieba bardziej skomplikowane, niż początkowo myślałem. W ramach komentarza i jednocześnie zapowiedzi dalszych akrobacji posłużę się zdjęciem makiety sita zgodnego z tym, co naszkicowali Diderot i D'Alembert.
A zatem, proszę państwa - sito z końcówki XVIII wieku w przekroju poglądowym!











Brak komentarzy:

Prześlij komentarz