Kâğıt ve Kâğıt Yapımı
Kâğıt, yalnızca yazı yazmakta ve basım sanayisinde değil, paketleme ve ambalajlamada da çok kullanılır. Bazı plastik ürünlerin temel maddesi olan kâğıttan, elektrik kablolarında yalıtım malzemesi olarak da yararlanılır. Kâğıt ayrıca, sıvılar içindeki katışkıların süzülmesinde filtre olarak kullanılır.
Kâğıdın ilk olarak İS 105 dolayında Çin'de yapıldığı sanılmaktadır. Araplar, kâğıt yapmayı 751'de Semerkant'ta ele geçirdikleri Çinli tutsaklardan öğrendiler. Magripliler'in Sicilya ve İspanya'ya taşıdığı bu bilgi, yaklaşık 1276'da İtalya'ya geçti. Türkiye'de kâğıt üretimi Osmanlı döneminde İstanbul ve Bursa'da kurulan kâğıthanelerde 1453'te başladı. İngiltere'de kâğıt üreten ilk atölye 1490'larda Hertfordshire, Stevenage'de açıldı. İlk kâğıt üretim atölyelerinin hemen hemen hepsi, ırmak kıyılarındaki kullanılmayan eski un değirmenlerinde kuruldu. Çünkü buralarda kâğıt yapımı için gerekli olan su vardı ve o zamanki basit makineleri çalıştırmak için gereken güç değirmenin su çarkından sağlanıyordu.
Bir kâğıt parçasını yırtar ve dikkatle incelersek yırtık kenarlardan ince, tüy gibi liflerin çıktığını görürüz. Bunlar, bitkilerin ve ağaçların hücre duvarlarını oluşturan selüloz lifleridir. Kâğıt yapmak için ağaçlar ya da bitkiler iyice dövülerek lif lif ayrılmaları sağlanır ve daha sonra bu lifler suyla karıştırılarak hamur haline getirilir.
19. yüzyıl başlarına kadar kâğıt elle yapılırdı. Bunun için, kâğıt hamuru bir teknenin içine doldurulur, daha sonra telden ince bir elek biçimindeki düz bir kalıp hamura daldırılıp çıkartılırdı. Sonra kalıp silkelenerek suyu süzülür, böylece eleğin üstünde ıslak liflerden oluşan düzgün bir katman kalırdı. Bu ıslak katman bir yün keçe üstüne konur ve bu işlem, bir kat keçe bir kat kâğıt konarak sürdürülürdü. Kuşeleme denen bu işlemden sonra, katlardan oluşan yığın bir preste sıkıştırılarak suyu akıtılır, ardından kâğıt yapraklar ayrılarak asılır ve kurutulurdu. Sonra bu yapraklar, mürekkebi çok fazla emmesin diye bir jelatin banyosuna yatırılır ve böylece yüzeyleri parlatılırdı; bu işleme de aharlama denir.
Kâğıt yapım makinesini 1799'da Fransız Nicolas-Louis Robert buldu. Henry ve Sealy Fourdrinier kardeşler ile İngiliz mühendis Bryan Donkin de benzer bir makineyi 1804'te İngiltere'de yaptılar. Bu makinede, teknedeki kâğıt hamuru bant biçimindeki bir eleğin üzerine akıyor, bant hareket ederken hamurun suyu elekten aşağı süzülüyor ve daha sonra hamur iki merdanenin arasına besleniyordu. Daha sonraları bu makineye kâğıt hamuru hazırlamak için yeni makineler geliştirildi. Günümüzde kâğıt, ağaçların selüloz liflerinden elde edilen odun hamurundan üretilir. Odun hamuru mekanik ya da kimyasal işlemle hazırlanır. Her iki yöntemde de tomruklar (ağaç kütükleri) önce döner tamburlarda kabuklarından ayrılır, sonra dilimlenir ve yaklaşık olarak 12 metre yüksekliğinde kapalı kaplarda kaynatılır. Mekanik yöntemde tomruklar daha sonra kumtaşından yapılmış aşındırıcılar içinde suyun altında öğütülerek hamur haline getirilir. Kimyasal yöntemde ise odun yongaları kimyasal çözeltilerle yüksek sıcaklık ve basınç altında pişirilir. Eğer beyaz kâğıt yapmak isteniyorsa hamura ağartıcı maddeler katılır. Hamurun yapıldığı makine, kâğıt makinesine yakınsa sıvı hamur doğrudan doğruya kâğıt makinesine pompalanır. Eğer uzaktaki bir kâğıt fabrikasına gön-derilecekse, hamur süzülüp kurutularak, levhalar halinde kesilir ve yaklaşık olarak 200 kilogramlık balyalar halinde paketlenir. Ormanların çok olduğu Kanada, ABD, İskandinav ülkeleri ve Rusya'da üretilen odun hamuru başka ülkelere de satılır. Türkiye'de kâğıt sanayisi için gerekli olan odun hamuru ülke içinde üretilmektedir.
Kâğıt Fabrikası
Kâğıt fabrikasına gelen kâğıt hamuru, hollender denilen bir makinede dövülür. Bu makine, su dolu büyük bir kazan içindeki bir yatak üzerinde hareket eden ve üstünde döner bıçaklar bulunan bir merdaneden oluşur. Merdane döndükçe hamur dilimlenerek selüloz lifler birbirinden ayrılır, ezilip saçaklanır ve yapılacak kâğıdın türüne uygun boyda kesilir. Günümüzde çoğu fabrikada, hollenderin yerini incelticiler almıştır. İncelticide merdane yerine üzerinde kesici bıçaklar olan bir döner koni vardır.
Dövme ya da inceltme sırasında kâğıt hamuruna aharlama (tutkallama) maddeleri, boya ve kâğıdın dayanıklılığını artıracak katkı maddeleri katılır. Aharlama maddesi olarak kullanılan nişasta ve reçine gibi maddelerin küçük parçaları liflere yapışarak kâğıt üzerinde düz bir yüzey oluşturur ve kâğıdın mürekkebi yaymasını önler. Boya katılmazsa kâğıt sarımsı kirli bir renkte olur; bunun için hamura boya katılarak kâğıdın beyaz ya da istenen başka bir renkte olması sağlanır.
Hazırlanan hamur artık kâğıt yapma makinesine (Fourdrinier makinesine) beslenmeye hazırdır. Kâğıdın sürekli bir şerit ya da bobin halinde üretildiği bu makinenin uzunluğu 120 metreyi, genişliği 10 metreyi bulabilir. Makinede bir "ıslak uç", bir de "kuru uç" vardır.
Islak uçta, hollenderden gelen hamurun karıştırıldığı bir tekne vardır. Bu aşamada, karışım yaklaşık olarak 99 birim su ve 1 birim liften oluşur. Süte benzer bu karışım, elek denen ve dakikada 650 metreye ulaşabilen bir hızla hareket eden ince telden örülmüş bir bant üzerine dökülür. Silindirler üzerinde sarsılarak hareket eden eleğin üzerinde lifler düzenli bir biçimde dağılır ve karışımın suyu süzülür. Daha sonra elek, suyun daha çok emildiği vakumlu (havası emilen) kutulardan geçer. Hamur eleğin sonuna geldiği zaman yeterince su kaybetmiş ve bir kâğıt yaprağı haline gelmiştir.
Keçeleşmiş selüloz liflerinden oluşan ıslak kâğıt yaprağı, elekten sonra yün ya da naylon keçeden yapılmış hareketli bir bandın üstünden geçer ve bu bandın üzerinden kurutucu silindirlerin arasına girer. Sayıları 50'yi bulabilen bu büyük sıcak silindirlerde kâğıt yaprağı, suyunun büyük bölümünü kaybeder. Makinenin kuru ucuna gelen kâğıt yaklaşık olarak 93 birim lif ve 7 birim sudan oluşur.
Bu noktada kâğıt yapımı sona ermiştir; ama bu kâğıdı çeşitli kullanım amaçlarına uygun duruma getirmek için bazı bitirme işlemleri daha yapılır. Bu işlemlerden biri, aharlama ya da tutkallamadır. Kâğıdın yüzeyini iyileştiren bu işlem ya kâğıt hamuruna reçine, nişasta ve kil gibi maddeler eklenerek hamurun hazırlanması aşamasında yapılan iç tutkallama ya da yaprak aşamasında kâğıt yapma makinesinde yapılan yüzey tutkallama biçiminde olur. Başka bir işlem de, kâğıdı kaolinle kaplamak ve sonra yüzeyi cilalı merdanelerin arasından hızla geçirerek cilalamaktır. Bu yöntemle elde edilen parlak kâğıtlar, resim baskılarında kullanılır.
Makineden çıkan kâğıt bobinlere sarılır. Bu bobinlere 6,6 metre genişliğinde 28 km uzunluğunda kâğıt sarılabilir. İstendiği takdirde kâğıt, tabakalar halinde de kesilebilir.
Odun hamurunun yanı sıra, pAmuk, keten, alfa otu ve şekerkamışı gibi maddeler kullanılarak da kâğıt yapılabilir. Ayrıca yapay elyaftan da kâğıda benzer maddeler yapılmaktadır. Kâğıt hamuru yapımında, kullanılmış kâğıtlardan da yararlanılır. Kullanılmış kâğıtlar önce mekanik yöntemlerle hamur haline getirilir, sonra içindeki mürekkep ve öbür yabancı maddeler kimyasal işlemlerle temizlenir ve eğer beyaz kâğıt yapılacaksa ağartılır. Kullanılmış kâğıdın yeniden işlenmesiyle yapılan kâğıt, yumurta kutuları gibi çeşitli ambalajlarda yaygın olarak kullanılır.