Jak se bělí papír?

Základní komponentou dnešního papíru je celulóza, získaná ze dřeva. Vlákna celulózy se extrahují vyvařením dřevěné štěpky s různými chemikáliemi za vysokého tlaku. Přitom se díky chemikáliím rozpouštějí nežádoucí části štěpky. 

Přesto materiál po zpracování obsahuje ještě malé zbytky ligninu, které jsou zodpovědné za přirozené zbarvení papíru. Navíc časem způsobují jeho žloutnutí a křehnutí. Je tedy potřeba je odstranit. Tento proces se nazývá bělení. Možná jste si všimli zvláštních zkratek, označující některé druhy papíru. Týkají se způsobu jeho bělení a vysvětlují, jak velkou zátěží bylo pro životní prostředí. 

Bělení pomocí chloru

Původní a nejlevnější způsob využíval čistý chlor. Za běžných podmínek se jedná o plyn, který tvoří molekuly, složené ze dvou atomů Cl. Tento plyn ale rád vytváří s organickou hmotou různé organochlorové sloučeniny, o kterých je známo, že jsou vysoce toxické a karcinogenní. V EU je už nějakou dobu bělení pomocí čistého chloru zakázáno. Celosvětově se tímto způsobem bělí už jen asi 5 % papíru. Nejčastěji se to děje v Rusku, USA a Jižní Americe. 

Bělení malým množstvím chloru

Většina papíru se bělí bez elementárního chloru, ale za pomoci jeho sloučenin, například oxidu chloričitého (ClO2) nebo chlornanů (například NaClO). Papíry vyrobené tímto způsobem najdete pod označením ECF. 

Toto bělení se využívá u 90 % celosvětové produkce papíru. 

Bělení bez chloru

Papír se dá samozřejmě bělit i bez použití chloru a jeho sloučenin. Takové značky papíru najdete pod označením TCF. Místo sloučenin chloru se tu používají k bělení buničiny různé kyslíkaté chemikálie, jako například peroxid vodíku nebo ozón.

Nevýhodou této metody je, že papíry TCF nejsou tak bílé jako papíry ECF. Navíc jsou tyto druhy papíru o něco dražší - výrobní proces je totiž technologicky složitější. 

Celosvětově se tímto způsobem bělí jen něco kolem 5 % papíru. 

Bělení recyklovaného papíru

… je kapitola sama pro sebe. U papíru ze sběru totiž nikdo nemůže přesně říci, jakým způsobem byl původně bělen. Zde lze pouze zaručit, že proces bělení recyklovaného papíru probíhá bez použití chloru nebo sloučenin chloru. Proto se tyto papíry nazývají papíry PCF (Process Chlorine Free).

Bělení papíru v historii

Nejstarším postupem bělení celých listů papíru bylo namáčení a sušení na slunci. Tímto způsobem se dodnes bělí například ručně vyráběný japonský papír washi. 

V Evropě bylo namáhavé bělení slunečním světlem nahrazeno plynným chlorem, získaným z kuchyňské soli, koncentrované kyseliny sírové a oxidu manganičitého. Proces výroby plynného chloru byl znám už v roce 1785. 

Od tohoto roku měly papírny poprvé možnost bělení papírových surovin už v rozemleté hmotě (maši), předtím, než se maše nabírala a formovala do jednotlivých listů. 

Od roku 1930 umožnilo chlorové bělení poprvé vyrábět papír s vysokým stupněm bělosti v průmyslovém měřítku.

Bílý a ještě bělejší - optické zjasňovače

Vývoj chemie ovšem umožnil získání ještě bělejšího papíru - díky použití optických zjasňovačů. 

Jsou to fluorescenční látky, jejichž účelem je zvýšit stupeň bělosti a jasu a kompenzovat žlutý nádech materiálů. Vděčí za to fluorescenci, která je výsledkem absorpce neviditelného UV světla (s vlnovou délkou 290 - 400 nm) a následné emisi většiny absorbované energie coby viditelného modrého fluorescenčního světla (s vlnovou délkou 400 - 480 nm). 

Fluorescence

Elektrony určitých atomů mohou absorbovat kvanta UV světla, které je excituje (nabudí). Klesáním zpět do základního energetického stavu elektron vyzařuje kvanta viditelného světla v modré oblasti viditelného spektra. 

Vyzařováním tohoto sekundárního modrého světla se odrazivost materiálu zvyšuje na více než 100 %, takže látka vypadá světlejší. Díky optickým zjasňovačům tedy můžeme získávat bílou barvu, která je doslova bělejší než bílá. 

V papírenském průmyslu se papíry, vybělené optickými zjasňovači, často používají pro časopisový papír nebo plakátový papír. 

Když chcete zjistit, jestli byl váš papír vyroben s pomocí optických zjasňovačů, podívejte se na něj venku pod širým nebem (nejlépe při slunečném počasí) a doma - při umělém osvětlení. Uvidíte zřetelný rozdíl. 

Je to způsobeno tím, že při domácím nebo dokonce umělém osvětlení chybí UV část světelného spektra - zjasnění se tedy nemůže projevit.