Papirničarji so mojstri, a delajo na starih strojih

Slovenski papirničarji ob veliko slabših razmerah uspešno tekmujejo s tujo konkurenco, pravi dr. Klemen Možina s Katedre za informacijsko in grafično tehnologijo na Naravoslovnotehniški fakulteti Univerze v Ljubljani. Papirno industrijo dobro pozna kot raziskovalec materialov, ki ga posebej zanimajo lastnosti papirja, dober vpogled pa ima tudi v slovensko proizvodnjo, saj redno sodeluje z Združenjem papirne in papirnopredelovalne industrije na GZS. Med drugim je član uredniškega odbora revije Papir, ki jo izdaja združenje.
 

Raziskovalci težite k novim tehnologijam, k razvoju, zanima vas napredek. Ali je slovenska papirna industrija tehnološko napredna, če se pri tem vprašanju omejiva na proizvodni del? V državi je sicer šest papirnic, ki izvozijo 90 odstotkov proizvodnje, in okoli 100 papirnopredelovalnih podjetij.

V proizvodno, strojno opremo slovenske papirne industrije se strašljivo malo vlaga. Z naložbami se v glavnem podaljšuje življenjska doba obstoječih strojev, ki jih redno vzdržujejo in dograjujejo ter kupujejo nove dele, tako da povečujejo njihovo učinkovitost. Že dolgo pa v Sloveniji v papirnicah niso postavili novega stroja, večinoma so iz 50., 60. let prejšnjega stoletja. V sosednji Avstriji poteka proizvodnja papirja na strojni opremi, stari deset, petnajst let.

Vsekakor imamo pri nas v papirništvu ogromno znanja, ki ga papirničarjem v tujini primanjkuje, zato smo kljub vsemu sposobni narediti dobre izdelke. Tuje lastnike je v Slovenijo privabilo predvsem izjemno znanje naših papirničarjev – no, stroški dela so v Avstriji večji. Tudi v Sloveniji se začenja znanje počasi izgubljati, ker že 20 let nimamo več srednje šole za papir, vse bolj se kaže ta vrzel v izobraževanju. Leta 1996 sem bil tudi sam predzadnja generacija dijakov, ki je končevala program papirniški tehnik. Zdaj se papirništvo prek vajeniškega sistema vrača v izobraževalni sistem, najprej na Srednjo poklicno šolo Bežigrad.

Papir je zadnje čase nenehno pod udarom, češ da ga v času digitalizacije kot medij ne potrebujemo. Ni cenjen, ker je nekako samoumeven. Papirničarji bi ga morali sami bolje promovirati kot medij, za katerim je dva tisoč let razvoja, in verjamem, da je pred njim še lepa prihodnost.

Tujce je v Slovenijo privabilo predvsem izjemno znanje naših papirničarjev, pa tudi stroški dela so v Avstriji večji.

Ali se v slovenski proizvodnji papirja ne izplača posodabljati strojne opreme?

Stroji v slovenski proizvodnji so res stari, vsaj osnovni deli, kar priznajo tudi papirničarji, a kljub temu nekako lovijo vse večje zahteve po kakovosti in uspešno tekmujejo s tujo konkurenco. Lastniki slovenskih papirnic so zdaj večinoma avstrijske družbe. Slovenci smo očitno zelo trmasti, radi pokažemo, da zmoremo biti zelo dobri tudi ob najtežjih razmerah, tako je očitno tudi v papirništvu.

Lastniki najbrž razmišljajo tako: zakaj bi kupovali nove stroje, če pa so tako uspešni tudi z obstoječo opremo. Prilagajo jo trenutnim smernicam v industriji, tako da dodajajo člene, ki omogočajo visoko avtomatizacijo, predvsem na področju nadzora nad proizvodnim procesom. Strojni park slovenskih papirnic je torej v osnovi zelo star, zelo sodoben pa je njihov način razmišljanja. Ta kombinacija jih za zdaj žene naprej.

Verjamem pa, da se bo v prihodnosti izboljšal tudi strojni park. Tako bi lahko zmanjšali porabo energije, cena energentov je v tej proizvodnji ključna. Vedeti moramo tudi, da naše papirnice za plin plačujejo tretjino več kot njihove tekmice v Avstriji. V takšnih razmerah pa je težko biti konkurenčen s končnim izdelkom. S tem vprašanjem bi se morala ukvarjati vlada.

Osnovni sestavini za papir sta celuloza in kalcijev karbonat, kamen, kot pravite, in tako je od iznajdbe papirja. Kaj pa je vezni člen med celuloznim vlaknom in kamnom? Tu so se torej v dveh tisočletjih dogajale spremembe?

Pri papirju gre za preplet rastlinskih vlaken, ki so zapolnjena z mineralnimi delci, s kalcijevim karbonatom ali kaolinom. Osnova za papir je vedno celulozno vlakno in prav kakovostno vlakno je pogoj za kakovosten končni izdelek – papirničarji uporabljajo večinoma mešanico evkaliptusove in smrekove celuloze.

Vemo, da vlaknom in kamnu kot vezivo dodajajo lateks. Govorimo o majhnih odstotkih – petih, sedmih, največ osmih. To so res majhne količine, a pomembno vplivajo na končni izdelek. Ravno ti majhni deleži so »kuharske skrivnosti« posamezne papirnice, dobro varovane skrivnosti podjetij, ki jih niti mi raziskovalci večinoma ne poznamo. Vemo, da kot vezivo uporabijo lateks, vendar je ta lahko naravni ali sintetični, morda kombinacija obeh, uporabijo tudi različne kemijske izpeljave ... To so specifike proizvajalcev, ki jih ne poznamo, od njih pa so odvisne končne lastnosti njihovega papirja.

Upoštevati morajo tudi, kakšne proizvodne stroje za papir imajo, saj ti dosegajo velike hitrosti, zato morajo prilagoditi sestavine tako, da se papir na njih ne bo trgal. Zame kot raziskovalca je zelo zanimivo, vznemirljivo, da je papir tako preprost medij in hkrati tako kompleksen, ko ga začneš proučevati. Mislim, da je ključni problem papirja njegova samoumevnost v sodobni družbi, zato ga premalo cenimo. Če ga le en teden ne bi imeli, bi razumeli, koliko nam pomeni.

Odtenki papirja bele barve so zelo različni. Zakaj so tolikšne razlike v beli barvi?

Temeljna lastnost papirja iz primarne celuloze je belina. Dosežejo jo tako, da iz celuloze odstranijo čim večji delež lignina, torej snovi, ki je v celulozi izvor rumene barve – v listavcih ga je okoli 20 odstotkov, v iglavcih pa okoli 30 odstotkov. Več ko ga odstranijo, bolj bela so celulozna vlakna.

Papir iz sekundarne celuloze, torej iz recikliranih vlaken, že v osnovi ne more imeti enake beline kot izdelek iz primarne celuloze, ker je na rabljenem papirju že bila tiskarska barva, zaradi katere je reciklirani papir sivkast. Zato torej dodajajo optične osvetljevalce. Včasih takšen papir deluje bolj belo od belega, naravnost žari. Še pred desetimi leti je bila uporaba optičnih osvetljevalcev v izjemnem porastu, vsepovsod ste jih našli. Vendar gre za rakotvorne, zdravju škodljive snovi, zato so proizvajalci naredili korak nazaj.

V sodobni družbi ima visoko ceno vse, kar je ekološko, in za takšno praviloma velja vse, kar je reciklirano, tudi papir. Ali je proizvodnja recikliranega papirja res prijaznejša do narave kot osnovna proizvodnja od celuloze naprej?

Pri recikliranju je poudarek na tem, da surovin ne jemljemo iz narave, ker so naravni viri omejeni, ampak jo znova uporabimo. Zagotovo pa recikliran papir ni tako zelo prijaznejši do narave od primarne celuloze. Najprej je treba odstraniti vse, kar je že na odpadni surovini – barvilo, sponke, polivinile in tako naprej.

Da odstranimo tiskarsko pasto, potrebujemo toplo vodo in kemikalije, vodo moramo torej segrevati, to pa ni nikoli poceni. Reciklaža ni nikoli 100-odstotna, ker reciklirana celulozna vlakna nikoli ne bi zdržala ponovnega mreženja, saj so v večini primerov mehansko, fizikalno in kemijsko zelo oslabljena, so kratka in šibka, zato je treba dodati nekaj sveže celuloze.

Vendar je recikliranje v sodobni družbi pač edina možnost, da se ohranja razmerje med tistim, kar jemljemo iz narave, in tistim, kar že imamo pred seboj. Papir je res medij, ki ga lahko znova in znova uporabimo.

Veliko je papirne embalaže, ki vsebuje tudi nekaj plastike ali alufolije, kombinirani so različni materiali. Ali je primerna za recikliranje? Zunanja stran tetrapaka je, na primer, narejena iz papirja, notranjost iz folije.

Tetrapak je na notranji strani obložen z alufolijo, da ne prepušča tekočine, ves zunanji del pa je papirna embalaža, ki je primerna za recikliranje. Zunanji in notranji del je mogoče preprosto in hitro ločiti.

Eden od največjih škodljivcev za papirno industrijo, ki kot surovino uporablja star papir in embalažo, je lepilni trak. Že košček lepilnega traku v trenutku povzroči zastoj papirnega stroja. Distribucijska podjetja, ki raznašajo pakete, jih vsevprek oblepijo z lepilnim trakom, ker imajo pač svoje standarde o prenosu pošiljk. Tako popolnoma uničijo embalažo, da ni več primerna za recikliranje, saj ni mogoče več uporabiti tistega dela celuloznih vlaken, ki so bila prelepljena. Treba ga je izločiti in tako postane odpadek. Odstranjevanje lepilnega traku je zamudno, poleg tega poškoduje celulozna vlakna embalaže.

Tudi dokumenti, ki jih podjetja in javne ustanove zaradi varovanja informacij režejo na rezance, so za recikliranje veliko manj kakovostna surovina, saj z rezanjem skrajšamo celulozna vlakna, zato se potem v proizvodnji recikliranega papirja slabo povezujejo v makromolekulske strukture. Za tono celega pisarniškega papirja je mogoče dobiti okoli 300 evrov, za razrezanega pa le še okoli 150, ker je to surovina slabše kakovosti prav zato, ker smo razrezali oziroma skrajšali celulozna vlakna v njej.

Na katerih področjih kot razi­skovalec pričakujete velike spremembe v papirni industriji v prihodnjih desetletjih? Dolgoletni direktor papirnice Količevo Karton Branko Rožič, ki se je pred kratkim upokojil, je v pogovoru za revijo Papir predvideval, da bo prihodnost papirne industrije odvisna od vode.

Voda je v proizvodnji papirja ključni naravni vir, ki je odvzet iz okolja. Predvidimo lahko, da bo vodnih virov vse manj in bodo industriji dostopni v omejenem obsegu, prednost bodo imeli človek in poljščine za prehrano. Papirna industrija se je v preteklih desetletjih že sama odzvala na zahteve po manjši porabi vode, tako da ima že zelo dobre zaprte krogotoke. Kakovost vode, ki jo vrača v okolje, je pogosto boljša kot pri vhodu. Gotovo pa bo morala porabo vode že zmanjšati.

Za raziskovalce je ključno vprašanje, kako spremeniti razmerje med vodo in suho snovjo na začetku proizvodnje, ko je celuloznih vlaken oziroma suhe snovi v mešanici le okoli dva odstotka. Iščejo odgovore na vprašanja, kako bi bilo mogoče celulozna vlakna razprostreti v veliko manjši količini vode, tako da se na začetni ravni proizvodnega procesa ne bi lepila med seboj v kosme. Pozneje se morajo med seboj povezati v mrežo, tako nazadnje dobimo papir. Vlakna celuloze se med seboj zelo privlačijo, zato je do določene faze proizvodnje papirja potrebna ogromna količina vode, da se ne prepletejo med seboj, ampak ostanejo ločena. Pozneje je treba veliko vode iz papirne kaše odstraniti, to pa pomeni ogromno porabo energije, ki je draga.

Na začetku proizvodnega procesa je torej le odstotek ali dva suhe snovi, nazadnje pa 98 odstotkov, vmesna stopnja je odstranjevanje vode. To je najdražji postopek pri izdelavi papirja. Manjša poraba vode gotovo ostaja največji izziv za papirno industrijo. Znotraj Evropskega združenja papirne industrije – CEPI so pred leti nastali zanimivi projekti o znižanju količine vode za 50 ali celo 60 odstotkov, kar je ogromno.

Katera vprašanja, povezana s papirjem, pa so posebno zanimiva za mlado generacijo slovenskih raziskovalcev materialov, v katero spadate tudi sami?

Veliko se ukvarjamo s površinsko obdelavo papirja, z boljšo pripravo za nove tehnologije, predvsem v povezavi z visokimi temperaturami.

V porastu je kapljični tisk, torej tiskalniki, ki barvo brizgajo na papir. Treba je najti rešitev, koliko zapreti površino papirja, da bo barva še vedno prehajala vanj, hkrati pa se bo primerno posušila, da ne bo prodrla tudi na hrbtno stran. Če površino papirja preveč zapremo, zmanjšamo hitrost tiskanja. Pomembno je doseči, da se barva ne bo razlivala. Kapljica mora biti lepo okrogla, da se ne bo razlivala po robovih zaradi kapilarne vpojnosti podlage.

Vse to so vprašanja za raziskovalce, ki se ukvarjamo s papirnim medijem. Kapljični tisk je tehnika, ki jo zdaj zelo promovirajo, zato jo tudi največ raziskujemo. Veliko se posvečamo izboljšavam v funkcionalnosti površine papirja, večji stopnji funkcionalnosti za uporabnika. Mene še vedno najbolj zanimajo viskoelastične lastnosti papirja, od katerih je odvisno, kako veliko hitrost proizvodnih strojev še prenese surovina za izdelavo papirja. To so danes zelo pomembna vprašanja za proizvajalce, ker je količina proizvodnje zelo pomembna.

Skupaj z eno od papirnic proučujemo, kako bi čim bolj omejili pokanje barvnega premaza na embalaži. To je zelo nezaželena lastnost – ko prepognete premazan papir, po robu nastane bela črta. Primarno gre za estetiko, takšne embalaže ne morejo uporabiti, ampak pomeni izpad. Evropska unija sprejema ukrepe proti plastični embalaži in tudi zato se povečuje povpraševanje po kartonski, tako da ta del papirnopredelovalne proizvodnje nenehno raste.

Ali so slovenska podjetja iz papirne in papirnopredelovalne industrije odprta za predloge, ki prihajajo iz raziskovalnih ustanov, tudi z vaše fakultete?

Leta 2015 sem moral sam reševati problem s črpalko na mali kemični čistilni napravi. Ustavljala se je zaradi higienskega papirja, ki ni dovolj hitro razpadel, zato se je ovijal okoli naprave – problem je bila njegova konsistentnost. O tem problemu sem pisal razvojnemu oddelku v Palomi in jim predlagal, naj razmislijo o papirju, ki bo ob primerni količini vlage hitro razpadel. Takrat je bilo že znano, da bodo morali uporabniki greznic z letom 2017 preiti na male kemične čistilne naprave, zato sem jim predlagal, naj razmislijo o papirju, ki ne bo ustavljal črpalk, naj z izdelkom merijo na to skupino uporabnikov.

Leta 2018 so v Palomi dali na trg izdelek iz 100-odstotne celuloze, ki razpade hitreje kot običajen toaletni papir, tako da se po njihovih podatkih v 30 sekundah razpusti 90 odstotkov papirja. Izhajali so iz potreb navtike, drugače pa je to vprašanje pomembno tudi za javne kanalizacijske sisteme, ne toliko za cevi, ki so običajno predimenzionirane, ampak prav zaradi črpalk. Zdaj pa bi Palomi rad predlagal, naj razmislijo o proizvodnji higienskih papirjev za bolnišnice, sanitarnih in toaletnih – seveda, pri takšnih predlogih vedno nastopam kot predstavnik fakultete.

Dogovorjeni smo, da se bomo zaradi te pobude sestali septembra. Opažam, da slovenske bolnišnice množično uporabljajo higienski papir iz sekundarnih vlaken, ki so mikrobiološko sporna, zato niso primerna za okolje, kjer lahko pridejo tudi v stik z ranami. Papir iz recikliranih vlaken je, recimo, zelo primeren za časopis in drugi tisk, kot higienski papir pa ni najboljša izbira.

Ali raziskovalci z naravoslovnotehniške fakultete redno sodelujete s papirnicami?

Moram reči, da na splošno zelo dobro. Za raziskovalce in študente so vedno odprti v papirnici Vevče, dobro sodelujemo tudi z družbo Vipap Videm Krško, s Količevo Kartonom in Palomo. Imamo srečo, da imamo takšen dostop do podjetij, ki so v papirni industriji tudi globalni igralci. Študij na naravoslovnotehniški fakulteti je zasnovan na treh segmentih. Eno so materiali, torej konvencionalna tehnološka smer, potem so informacijske tehnologije in kot tretji segment oblikovanje. Vedno poudarjamo, da je prednost našega študija znanje o materialih in tehnologijah. Tudi raziskovalni projekti, ki jih razpisuje Evropska unija, se nanašajo večinoma na razvoj materialov in tehnologij.