| Hoşgeldin, Ziyaretçi |
Sitemizden yararlanabilmek için kayıt olmalısınız.
|
|
|
Sünnet Geleneği |
|
Yazar: RasitTunca - 08-01-2018, 03:35 AM - Forum: Coğrafya Bilgileri
- Yorum Yok
|
 |
Sünnet Geleneği
Anadoluda çocukla ilgili geleneksel işlemlerden en önemlilerinden biriside sünnet geleneğidir. Dinsel ve töresel işlemler içerisinde en katısı ve en yaygın olanı sünnet geleneğidir. Hiçbir anne ve baba bu köklü geleneğin dışında kalmak istemez. Geleneğinin yaptırımı bu konuda bir karşı koyuşa meydan vermeyecek kadar güçlüdür.
Sünnet sözcüğü Arapça kökenlidir ve ilk anlamıyla işlek yol demektir. Daha geniş anlamda ise; Tanrının yolunu ya da insanın adet durumuna soktuğu iyi ya da kötü davranışı anlatmaktadır.
İslam dininde peygamberin yaptığı uyguladığı ya da yapmayı uygulamayı öğrettiği şeylere uymaya sünnet denmektedir. Toplumun bu konudaki hoşgörüsü ve bağışlaması yok denecek kadar azdır. Dolayısıyla belli nedenlerle sünnetleri gecikmiş delikanlılar bunun tedirginliğini yaşamaktadırlar. Yaşı gelip geçtiği halde sünnet olmayan kişilere aşağılayıcı ve kınayıcı tutum ve davranışlar oldukça yaygındır. Bu konuda köklü bir geleneğin yaptırım gücü yoğun bir biçimde geçmişte olduğu gibi günümüzde de işlemektedir.
Sünnet geleneği genel olarak;
- Sünnet çocuğunun yaşı ve sünnet zamanı,
- Tören ya da düğün hazırlığı,
- Çocuğun hazırlanması,
- Sünnet işlemi ve sünnetçi,
- Hediye-armağan gibi alt konu başlıkları içerisinde incelenmektedir.
Sünnet çocuğunun yaşı ve sünnet zamanı
Sünnet çocuğunun yaşı ve töreninin mevsimi konusunda kesin bir kural yoktur. Çocuklar çoğunlukla okul çağına yakın veya ilkokul yıllarında ergenlik çağına girmeden sünnet edilmektedirler. Ancak son zamanlar da büyük kentlerde kimi anne babalar çocuklarını doğumdan hemen sonra hastanede sünnet ettirmektedirler. Bu çok erken sünnetten amaç çocuğa bilinçli olarak acı çekmesini ve korkmasını önlemektir. Bu türden erken sünnet uygulamalarına geleneksel kesimde rastlanmamaktadır.
Sünnet toplumsal yapı içerisinde bir çok işlevi üstlenmenin yanı sıra; görkemli bir sünnet töreniyle aile hem üyesi bulunduğu grup içerisindeki saygınlığını artırır hem de çocuğunun mürüvvetini görür. Anadolu�da çocuğun bakımı, sünneti, evlendirilmesi anne babanın boynuna borçtur.
Yoksul ya da öksüz çocukların sünnetini varlıklı kimseler veya akrabalar kendi çocuklarıyla birlikte yaptırmaktadırlar. Bu görevi kimi grupların yardım derneklerinin de üstlendiği görülmektedir.
Sünnet zamanı ve mevsimi olarak da en çok ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimi seçilmektedir: Günümüzde özellikle kentlerde sünnet düğünü ya da töreni için Cumartesi ve Pazar günleri seçilmektedir. Geçmişte Cuma günlerinin tatil olması ve Cuma gününün uğurlu sayılması nedeniyle sünnetler daha çok Perşembe günleri yapılmaktaydı.
Tören ya da düğün hazırlığı
Aile çocuklarının yaşı ve ekonomik durumuna göre çocuklarını sünnet ettireceği zamanı yaklaşık iki ay önceden belirleyerek hazırlıklara başlar. Aile düğün gününü belirledikten sonra bir hafta on gün öncesinden konuklara haber verir.
Bu duyuru;
- Okuyucu elçi göndererek,
- Davetiye bastırarak dağıtılmak üzere iki biçimde yapılmaktadır.
Geleneksel kesimlerde düğüne fazla kişi çağrılmasına özen gösterilmektedir. Çocuğun hazırlanması
Çocuk törenden birkaç gün öncesinden hazırlanmaya başlanır. Aslında çocuk çok daha önceden psikolojik olarak hem sünnet olma sevincine hem de korkusuna girmektedir. Geleneksel eğitimle anne ve babalar çocuklarını bu önemli geçiş pratiğine aylar öncesinden hazırlamaya başlamaktadır.
Sünnet giysisi tören hazırlıklarının en önemli bölümünü oluşturmaktadır. Şehirlerde varlıklı aileler, çocuklarını mücevherlerle süslemekte, kent merkezlerinde ön tarafında Maşallah işlemeli açık mavi bir başlık geleneğin en yaygın giyim öğesini oluşturmaktadır. Köylerde ise sünnet çocukları yeni elbiseler giymekte; boyun ve omuzlara çevre ve yağlık asılmakta, şapkanın arkasından ise gelin teli sarkıtılmaktadır.
Sünnet çocukları sünnetten birkaç gün önce veya aynı gün ata, arabaya, otomobile bindirilerek dolaştırılmakta bu geziye mahallenin öteki çocukları da katılmaktadır böylece çocuğun sünnet edileceği bu gezintiyle de halka duyurulmaktadır.
Sünnet işlemi ve sünnetçi
Sünnet işlemi cinsel organın uç kısmındaki derinin çepeçevre kesilmesinden ibarettir. Çocuk varsa kirvesinin kucağına yoksa bir yakınının kucağına oturtularak bacaklarının iki yana açılması sağlanmakta, kucağına oturduğu kişi çocuğun kollarını sıkı sıkı tutmaktadır. Bu sırada çocuğa korkmaması için yüreklendirici, erkekliği vurgulayıcı sözler söylenmektedir. Kesilmeden önce ve kesilme sırasında; Allahu ekber Allahu ekber denilerek tekbir getirilmekte, ayrıca oldu da bitti maşallah diye çok bilinen ve yaygın olarak bilinen tekerleme de söylenmektedir.
Sünnet yani kesme işlemini yerine getirenin genel adı sünnetçidir. Bununla beraber; Orta Anadolu ve Doğu Anadolu tarafında sünnetçiye abdal ya da kızılbaş abdal denmektedir.
Günümüzde ise bu işi sağlık memurları yapmaktadır, bunların kent kesimindekileri kendilerini fenni sünnetçi olarak tanımlamaktadırlar.
Hediye - Armağan
Tören karakteri taşıyan bu önemi geçiş dönemi pratiği çeşitli hediyelerle süslenmektedir. Bu hediyeler altın, para, giyecek ve ev eşyalarından oluşmaktadır. Günümüzde sünnet hediyesi uygulaması devam etmektedir.
|
|
|
Hıdrellez nedir |
|
Yazar: RasitTunca - 08-01-2018, 03:31 AM - Forum: Coğrafya Bilgileri
- Yorum Yok
|
 |
Hıdrellez nedir
Hıdrellez, yazın başlangıcı sayılan 6 Mayıs günü, Türk İslam geleneğine göre mesire yerlerine gidilerek kutlanılan bayramın adıdır. Bu kelime Hızır ile İlyas isimlerinin halk arasında şekil değiştirmesinden meydana gelmiştir.
Hızı ile İlyas ölmsüzlüğe ermiş olduklarına inanılan iki peygambderdir. Bunlardan Hızı karaların, İlyas denizcilerin koruyucusudur. Efsaneye göre bu iki peygamber 6 Mayıs yani Hıdrellez günü buluşup görüşmüşlerdir. O gün çok eski bir geleneğe göre mesire yerlerine gidilir, şarkılar söylenip oyunlar oynanarak, niyetler çekilerek eğlenilir. Hıdrellezle ilgili çeşitli inançlar vardır. Mesela geceden gül dalına para dolu bir kese asılırsa para sahibi olunacağına; gül fidanının dibine ev biçiminde bir şekil çizilirse ev sahibi oluncağına inanılır. Eskiden özellikle İstanbul’da Hıdrellez günleri çok canlı geçerdi. Halk eğlenmek için Kağıthane, Bentler, Küçüksu, Veliefendi çayırı, Beykoz çayırı, Okmeydanı gibi mesire yerlerine koşardı. Bugün Hıdrellez daha çok Anadolu ve Trakya’daki kentlerde ve köylerde kutlanmaktadır.
Hızır; hayat suyu (ab-ı hayat) içerek ölümsüzlüğe ulaşmış; özellikle de baharda insanlar arasında dolaşarak onlara yardım eden, bolluk-bereket ve sağlık dağıtan, Allah katında bir Tanrı elçisidir. Hızır’ın hüviyeti, yaşadığı yer ve zaman belli değildir. Hızır, baharın, baharla vücut bulan taze hayatın sembolüdür. Hızır inancının yaygın olduğu ülkemizde Hızır’a atfedilen özelliklerin bazıları:
Hızır, zor durumda kalanların yardımına koşarak insanların dileklerini yerine getirir.
Kalbi temiz, iyiliksever insanlara daima yardım eder.
Uğradığı yerlere bolluk, bereket, zenginlik sunar.
Dertlilere derman, hastalara şifa verir.
Bitkilerin yeşermesini, hayvanların üremesini, insanların kuvvetlenmesini sağlar.
İnsanların şanslarının açılmasına yardım eder.
Uğur ve kısmet sembolüdür.
Mucize ve keramet sahibidir.
|
|
|
Kına Gecesi |
|
Yazar: RasitTunca - 08-01-2018, 03:27 AM - Forum: Coğrafya Bilgileri
- Yorum Yok
|
 |
Kına Gecesi: Yöremizde kına gecesi, düğünden önceki gece yapılır. Kına yakılırken, gelin adayının yüzü kırmızı bir örtüyle kapatılır, kınayı yakacak kişi damat adayının bir yakını olur. Kız kınayı eline yaktırmadan önce, kaynanadan türkü söylemesini ister. Bu istek gelin tarafından dile getirilmese de, misafirler tarafından kaynanya söylenir.
Gelini ağlatmak için söylenen türkü ve manilere rağmen, gelin bahşiş almadan elini açmak istemez. Alınan bahşişten sonra kına yakılır. Kına elin her tarafına yakılmaz. Kızın avucunun, ortasına gelecek şekilde erkek tarafının imkânları dahilinde madeni para veya küçük altın bırakılır ve kına bu altını veya parayı örtecek şekilde yakılır. Daha sonra kınadan gelen misafirlere dağıtılır. Eskiden kına düğününe sadece kadınlar arasında yapılırdı. Kadınlar gelinin evine toplanır şarkılı-türkülü eğlenceler yapar. Günümüzde, kına düğünü açık alanlarda, kadmlı-erkekli, davul zurna kemence eşliğinde horonlar tepilerek yapılır. Köylerde yapılan düğünlerde, Karadeniz insanını, tutkusu haline gelen silah atma olayı çok yaygındır. Kına düğünü, gecenin geç saatlerine kadar devam eder.
|
|
|
Kültürümüz, Gelenek ve Göreneklerimiz |
|
Yazar: RasitTunca - 08-01-2018, 03:23 AM - Forum: Coğrafya Bilgileri
- Yorum Yok
|
 |
Kültürümüz, Gelenek ve Göreneklerimiz
Türkler 1071 yılından itibaren Anadolu'yu yurt edinmişler ve değişik coğrafyalara dağılmışlardır. Bu dağılış ve yaşayışları hem kendi geleneklerini bunun yanında daha önce bu yörelerde yaşayan toplulukların gelenekleri ile birleştirerek bugüne kadar gelen ancak unutulmaya yüz tutmuş adetlerimizi sitemizin bu sayfasında yayınlamayı uygun bulduk, konunun önemli olduğunu düşünüyoruz. Çünkü çağımızın bilgi çağı olması iletişim teknolojisinin gelişmesi artık dünyanın herhangi bir yerinde mevcut yaşama şeklinin hızla yayılması bununda kabul görmesi ile belki eski diye tabir ettiğimiz Gelenek ve Göreneklerimiz gittikçe kaybolmaktadır. Bu nedenle bu yazı dizisini önemli buluyoruz. Belki bu dizide yanlış yorumladığımız veya unuttuğumuz konular olabilir. Bu nedenle sitemizin tüm okurlarının bu konuda bizleri bilgilendirmelerini bekliyoruz. Unutmayalım geçmişini unutanlar geleceğe yön veremezler.
PAZARDA ÖZEL GÜNLER VE ÖZEL MERASİMLER
1.RAMAZAN AYI:
Dinlediğimiz yaşlılara göre Pazarda Ramazan ayı etkinlikleri eskilere nazaran pek değişikliğe uğramayan bir geleneğimiz. Bazılarına göre ise eski neşeli Ramazanların günümüzde kalmadığıdır. Ramazan ayı yaklaştıkça yöre insanlarımızda bir telaş ve heyecan olurdu. Bu ayın gelişi tulumlarla kemençelerle karşılanırdı. İlk teravihlerde tabancalar atılırdı, tatlılar özellikle burma baklava, laz böreği, lokma tatlıları, ekşaş, termon bu ayın özellikli tatlıları idi. Gece sahurda tatlı yiyeceğiz diye oruç tuttuğum günleri hatırlarım. Genç kızlar bir evde toplanır sahura kadar sohbet ederlerdi. Kış aylarında gece misafirlere genelde Elma, Patates ve Mandalina ikram edilir. Bayram günü hep birlikte kılınan toplu namazdan sonra silahlar patlar, bayramlaşma ve cami etrafındaki mezarlıklar ziyaret edilir. Mezarlıklar temizlenir, topluca eve gidilene kadar komşular ziyaret edilirdi. Çocuklar ellerinde torbalarla bayram şekeri toplamaya çıkarlardı. En büyük eğlence genelde Kurban Bayramında olur. Bu bayramda köyün birkaç yerine halatlarla salıncaklar kurulur bu salıncaklarda sallanmak ayrı bir heyecan ve zevk verirdi.
2. DİNİ BAYRAMLAR
Bayram hazırlıkları yöresel tatlıların hazırlanması ile başlar ve Bayram temizliği ile devam eder, evin içleri yanında kapı ve bacalar çalı süpürgesiyle temizlenir ve silinirdi. Bayram sabahı evin erkekleri çocukları dâhil yıkanıp temizlenerek camiye giderler. Bazen sabah namazını kılmak için erkenden camiye gidilirdi. Bunun için aydınlatma için ya fenerler yada demokrat dediğimiz şişenin içine doldurulan gaz üzerine bir kumaş parçası üzerine fitil yapılarak karanlıkta camiye gidilir. Herkes o gün en güzel elbiselerini giyerdi ve cami çıkışında bütün evler dolaşılırdı. Sevinç ve neşe içinde bir bayram geçirilirdi. Bayramların en büyük eğlencesi bir ağaçtan başka bir ağaca bağlanarak oluşturulan kızlı erkekli sallanılırdı. Gelinler baba evine 2.inci yada 3.üncü gün giderlerdi. Bayram ziyaretine gelen enişteye horoz kesilirdi.
3. ASKER UĞURLAMA:
Pazarda 50-60 yıl öncesi gençler askere gideceği zaman sevinç ve üzüntüyü bir arada yaşarlardı. Gençler sevinçli idi belki de köyünden ilk defa dışarı çıkmaları değişik yöreleri ve değişik arkadaşları görmenin heyecanını duyarlardı. Üzülürlerdi çünkü ilk defa anadan, babadan belki de yardan ayrı kalmanın hüznü vardı. O gün Pazar hükümet konağının önünde toplanır, tulum eşliğinde horonlar oynanır, horonlarda karşılıklı atma türküler ki belki de ilçemizin kaybolan bu manileri bugün artık yok. Bu manilerde gençlerin ağladığını görürsünüz, gözlerden akan yaş hüzün ve sevginin bir karışımı idi. Eğlence sonunda helalleşme ve ardından gemi veya arabalara binerek dağıtım yerlerine gidilirdi. Askerlik süresi belli değildi, en az kırk ay sürerdi. Asker dönüşü köyde ise yemekler hazırlanır herkese yemekler dağıtılırdı.
Şimdilik bu konulardaki Geleneklerimizi yazdım ancak unutmuş veya atlamış olduğum konuları okuyucularımız bildirsin. Bu arada halk dilinde bazı mahalli deyişleri yazacağım. Bu deyişlerden bugüne kadar gelen ve halen kullandığımız deyişler bile mevcuttur.
insallah avrupada yasayan nesillerimiz Bunları unutmazlar benim tek korkum bu rada yasayan insanlara bisiler suna bilmek ve gecmisimizi unutmamaktir..............
|
|
|
Beyin Gücünü Nasıl geliştiririz? |
|
Yazar: RasitTunca - 07-28-2018, 09:23 PM - Forum: Sanal Dergi
- Yorum Yok
|
 |
Beyin Gücünü Nasıl geliştiririz…?
1. Derin Nefes Alın: Daha fazla hava, kanınız –yani beyniniz- içerisinde daha fazla oksijen anlamına gelir. Nefesinizi burnunuzdan alın ve mümkün olduğunca diyafram kasınızı kullanarak ciğerlerinizin alt kısmını doldurmaya çalışın. Birkaç kez derin nefes aldığınızda bu sizin hem gevşemenizi sağlar, hem de daha net biçimde düşünebilirsiniz.
2. Meditasyon yapın: Şu an hemen uygulayabileceğiniz bir Meditasyon tekniği, yalnızca gözlerinizi kapayın ve dikkatinizi nefesinize yöneltin. Kaslarınızı gevşetmeniz meditasyonunuza yardımcı olacaktır. Eğer zihniniz gezinmeye başlarsa, dikkatinizi yalnızca nefesinize yöneltin. Beş-on dakikalık bir Meditasyon sizi gevşetir, zihninizi temizler ve özellikle zihinsel bir iş için sizi hazır hâle getirir. Bu konuda sitemizde yer alan Meditasyon uygulamalarından yararlanabilirsiniz..
3. Dik oturun: Duruşunuz, bedeninizdeki fizyolojik mekanizmaları ve dolayısıyla zihinsel süreçlerinizi etkiler. Bunu kendi kendinize kanıtlayabilirsiniz. Kafanız öne doğru sarkmış, gözleriniz yere bakar ve ağzınız açık biçimde matematik işlemleri yapmayı ya da bir problem çözmeyi deneyin. Sonra aynı şeyi bir de dik vaziyette otururken, ağzınız kapalı ve karşıya ya da hafifçe yukarıya bakar durumda deneyin. İkincisinde zihninizin çok daha kolay çalıştığını göreceksiniz.
4. Doğru düşünme alışkanlıkları: Birkaç hafta, belli bir problem çözme tekniği üzerinde çalışın. Kısa sürede alışkanlık haline geldiğini göreceksiniz. Gördüğünüz her şeyi bir an için yeniden dizayn etmeyi deneyin. Bu da bir süre sonra alışkanlık haline gelecektir. Bir parça çaba sarf ederek yararlı düşünme alışkanlıkları geliştirebilir ve sonra bunları çabasız biçimde kullanabilirsiniz. Alışkanlığın gücünden yararlanın.
5. Ölü zamanları değerlendirin: Arabayla bir yere giderken, bekleme salonunda beklerken, ya da boş boş otururken geçen zaman, değerlendirilmezse ölü olur. Bir kasetçalar ya da CD çalar ile arabanızda ya da boş zamanlarınızda yabancı dilde ya da kendi dilinizde bilgilendirici bir şeyler dinleyebilirsiniz.
6. Yabancı dil öğrenin: Yeni bir dil öğrenmenin, beyin işlevlerinde yaş ilerlemesine bağlı olarak gelişen performans kaybını azalttığı görülmüştür.
7. Konsantrasyon ve farkındalık egzersizleri: Zihninizi dağılmaktan alıkoyduğunuzda konsantrasyon ve net biçimde düşünme kendiliğinden ortaya çıkacaktır. Zihninizdeki karmaşayı izlemeyi ve durdurmayı öğrenin. Zihninizin arka planında sizi belli belirsiz biçimde rahatsız eden şeyler dikkatinizi çektiğinde onları halletmenin yoluna bakın. Bu, aramanız gereken birini arayıp o işten kurtulmak ya da yapacağınız işlerin listesini çıkarmak olabilir. Böylece en azından şimdilik yapacağınız işleri unutabilirsiniz. Biraz pratik yaparak bu sizin için daha kolay bir hale gelir ve düşünme süreçleriniz daha güçlü olur.
8. Yazı yazın: Yazmak zihniniz için çeşitli yönlerden yararlıdır. Belleğinize önemli olan şeyleri söylemenin bir yoludur, böylece gelecekte bazı şeyleri daha kolay hatırlayabilirsiniz. Yazmak düşünme süreçlerinizi netleştirir. Yaratıcılığınızı ve analitik becerilerinizi geliştirmek için iyi bir egzersizdir. Günlükler, parlak fikirlerle ilgili notlar, şiir ve hikayeler yazmak zihninizi güçlendirecektir.
9. Mozart dinleyin: California Üniversitesi’nde yapılan bir araştırmada bir müzik aleti çalan ve koroya katılan çocukların problem çözme ve mekansal düşünebilme konularında diğer çocuklara oranla daha büyük bir gelişme kaydettikleri görüşmüştür. Bir başka araştırmada 36 öğrenciye üç tane mekansal düşünme testi uygulanmış ve ilk testin hemen öncesinde Mozart’ın iki piyano için Re Majör sonatı on dakika süreyle dinletilmiş. İkinci testten önce gevşeme kaseti dinletilmiş, üçüncüden önce ise yalnızca sessizlik içinde oturmuşlar. Bu 36 öğrencinin ortalama skorları şöyle 1. test: 119; 2. test: 111; 3. test: 110.
10. Uykunuza dikkat edin: Herkesin uyku ihtiyacı birbirinden, farklıdır. Kendi ihtiyacınızın altında ya da üstünde uyumayın. Uykunun saatinden çok derinliği önemlidir. Gün içindeki kısa kestirmeler beynin dinlenmesi ve şarj olması için oldukça yararlıdır.
11. Kafein: Kahve, birçok kişi için zihin açıcı özelliğe sahiptir. Ancak fazla miktarda alındığında zihnin çalışmasını olumsuz yönde etkileyebilir. Kafein, bazı kişiler için uzun vadede olumsuz yan etkilere sahip olabilir. Ancak kısa vadeli olarak işe yaramaktadır.
12. Şekerden kaçının: Karbonhidratlar genellikle beyninizin bulanıklaşmasına yol açar. Çünkü şeker aldığınızda onu karşılamak için kana insülin salgılanır. Eğer önemli bir zihinsel iş yapacaksanız hemen öncesinde makarna, şeker, beyaz ekmek ve patates cipsi gibi şeylerden sakının.
13. Hızlı okuma: Birçok kişinin inandığının tersine okuduğunuz şeyi daha hızlı okuduğunuzda onu daha iyi kavrarsınız. Daha kısa sürede daha fazla şey öğrenirsiniz ve hızlı okuma gerçekten çok iyi bir beyin egzersizidir.
14. Spor egzersizleri yapın: Egzersizlerin özellikle uzun vadede beyin gücünü geliştirmesi sürpriz değildir. Fiziksel sağlığınızı olumlu yönde etkileyen her şey doğal olarak beyninizi de olumlu yönde etkileyecektir. Son zamanlarda yapılan araştırmalar 10 dakikalık bir egzersizden sonra bilişsel fonksiyonlarda artış olduğunu göstermektedir. Beyninizi tazelemek istiyorsanız küçük bir yürüyüş ya da birkaç hareket yapabilirsiniz.
15. Daha etkili biçimde öğrenin: Bir şeyi öğrenmeye karar verdiğinizde hem başlamadan önce, hem öğrenme esnasında, hem de sonrasında notlar alın. Başlamadan önce kendinize “Şu an bu konu hakkında neler biliyorum?” diye sorun. Ve bunları bir kağıda not edin. Bu, zihninizi öğrenmeye hazırlayacaktır. Çalışmayı bitirdikten sonra bir sonraki seans için zihninizde birkaç soru olsun. Ve kendi kendinize “şimdi ne öğrendim?” diye sorun.
16. Zihninizi netleştirin: Dağınık odalar ve ofisler dağınık düşünmeyi körükler. Zihinsel işler yapacağınız yeri buna uygun biçimde organize edin. Zor bir zihinsel işe başlamadan önce bedeninizi esnetin ve birkaç derin nefes alın.
17. Eğlendiğiniz bir şeyler yapın: Bu hem stres düzeyinizi düşürmenize hem de beyninizi tazelemenize yardımcı olacaktır. Yalnız burada önemli olan yaptığınız eğlenceli faaliyete aktif olarak katılmanızdır. Televizyon seyretmek böyle bir amaç için uygun değildir. Zihni geliştirici eğlenceli oyunlar oynamak ya da bir hobiyle uğraşmak, kısacası sizi dinlendiren ve eğlendiren bir şeyler yapmak beyninizin daha iyi biçimde düşünmesine yardımcı olacaktır.
18. Beyin egzersizleri yapın: Beyninizi sürekli değişik yönlerde çalıştırın. Bulmaca çözün, satranç oynayın, bir şeyler ezberleyin. Beynin çalıştırılması sürekli yeni nöron bağlantıları geliştirilmesine yol açar.
19. Yeni şeyler öğrenin: Bu beyne egzersiz yaptırmanın bir başka yoludur. Yeni bir şey öğrendiğinizde beyniniz buna uyum sağlamak için yepyeni bağlantılar geliştirmek zorunda kalır.
20. Bir şeyleri iyi yapan insanları modelleyin: Yaratıcı, zeki ve üretken insanlarla birlikte vakit geçirin. Onlardan bir şeyler öğrenmeye çalışın. Onların yaptıklarını yapın ve onların düşündüğü biçimde düşünmeye çalışın. Onların önerilerine dikkatlice kulak verin. Başarılı insanlar genellikle bunu nasıl yaptıklarını bilmez ve kendilerini başarılı görmezler. Onların söylediklerini değil yaptıklarını yapın.
21. Gülün: Güldüğünüzde salgılanan endorfin sayesinde, stres düzeyiniz azalır ve bu da beyin için uzun vadede çok yararlı bir şeydir. Gülmek, aynı zamanda sizi yeni fikirlere ve düşüncelere daha açık hale getirir.
22. Oyun oynayın: Beynin uyarılması ölçülebilir yapısal değişikliklere sebep olur. Yeni nöron bağlantıları ortaya çıkar ve yeni beyin hücreleri gelişir. Entelektüel oyunların yanı sıra göz – el koordinasyonunu sağlayan her tür oyun beyni uyarır ve geliştirir.
23. Şarkı söyleyin: Arabanızda yolculuk ederken veya yalnız kaldığınızda üzerinde çalıştığınız konuyla ilgili olarak şarkı söyleyin. Bu sizin sağ beyinle temasa geçmenizi ve onu çalıştırmanızı sağlar.
24. Kendinizin farkında olun: Bu beyin gücüyle direk ilgili gibi görünmemekle birlikte çok yakından ilgilidir. Kendinizi daha iyi tanırsanız ego ve duyguların etkilerinden kaçınabilirsiniz. Özellikle bir şeyleri açıklarken ya da tartışırken kendinizi gözlemleyin.
25. Stresten uzak durun: Özellikle uzun vadeli stresin bedeninizde meydana getirdiği hasarlar bir yana, beyninizi de olumsuz yönde etkilemektedir. Stres düzeyinizi bilinçli olarak azaltmak için gevşeme vb. tekniklerden yararlanın.
26. Kendinizi eğitin: Çeşitli araştırmalar az eğitimli kişilerin Alzheimer’a daha fazla yakalandığını göstermiştir. Herhangi bir alanda eğitim almak beyninizi daha güçlü hale getirir.
27. Yağdan uzak durun: Laboratuar araştırmaları yüksek yağ oranıyla beslenen hayvanların daha yavaş öğrendiklerini göstermektedir. Mümkün olduğunca zeytin yağı ve diğer türden sıvı yağları kullanmaya özen gösterin. Doymuş yağlar beyin hücrelerinin gelişiminde olumsuz etki göstermektedir.
28. Daha az yiyin: Aşırı yemek, sindirim için daha fazla kan akışı demektir ve bundan dolayı beyninize daha az kan gider. Bundan dolayı harcadığınız enerjiyle orantılı bir beslenme düzenini benimserseniz bu beyniniz için daha yararlı olacaktır.
29. Şüpheli gıdalardan uzak durun: Aşağıdaki gıdalar beyniniz için zararlı olabilir: Yapay gıda boyaları içeren besinler, yapay tatlandırıcılar, kola, mısır şurubu, yüksek şeker içeren içecekler, hidrojenlendirilmiş yağlar, şeker, beyaz ekmek ve beyaz un içeren diğer ürünler.
30. Kahvaltı edin: Kahvaltı tüm beden için çok önemli bir öğündür. Ve bu konuyla ilgili araştırmalar kahvaltı eden çocukların diğerlerine oranla daha başarılı olduğunu göstermiştir.
31. Soru sorun: Bu beyninizi formda tutmanın çok iyi bir yoludur. Yalnızca kendi zihniniz içerisinde kalsa bile soru sorma alışkanlığını sürdürün. Zihninize gelen her şeyi sorun ve muhtemel cevaplar üzerinde düşünün.
32. Beyin gücünüzü geliştirme planı yapın: Yeni alışkanlıkların edinilmesi, 20 ila 30 gün arası bir süre alır. Bu durumda uyguladığınız herhangi bir egzersizi ya da alışkanlık değişimini en azından üç hafta sürdürmelisiniz. Herhangi bir tekniğin etkisini hemen görebilirsiniz. Ama her tür tekniğin uzun vadeli yararları çok daha fazla olacaktır.
Kaynak
Gizli ilimler
|
|
|
Kâğıt Hakkında Bilgiler - Papier - Paper |
|
Yazar: RasitTunca - 07-28-2018, 09:19 PM - Forum: Sanal Dergi
- Yorum Yok
|
 |
Kâğıt Hakkında Bilgiler - Papier - Paper
Kâğıt, çoğunlukla yazma işlemlerinde kullanılan, üzerine baskı ya da çizim yapılabilen veya ambalaj amacıyla kullanılan ince malzemedir. Genellikle nemli ağaç lifleri veya otların bezlerinden elde edilen selüloz hamurunun preslenmesinin ardından esnek levhalar içinde kurutulması sonucunda elde edilir.
Kâğıt çok fazla kullanım alanına sahip olan, çok yönlü bir malzemedir. En çok üzerine yazı yazılması veya baskı amacıyla kullanımı yaygın olsa da, endüstriyel ve inşaat sektöründe gerçekleştirilen işlemlerde, pek çok alanda temizlik ve paketleme malzemesi olarak, hatta özellikle bazı Asya kültürlerinde yiyecek katkı maddesi olarak kullanım bulmuştur. Kâğıt özellikle yazı amacıyla kullanıldığından dolayı, belge ve doküman anlamında da kullanılır. Ayrıca borsada işlem gören tahvil veya hisse senedi gibi mali değeri olan malzeme de kâğıt olarak adlandırılır. Bunların yanı sıra kâğıt kelimesi, kâğıt parayı tanımlamak için de kullanılır.[1] Farsça kökenli olan kelime, Türkiye Türkçesi Ağızlarında çeşitli şekillerde telaffuz edilir. Örneğin; Rize ilinde k'aad, Ordu İli ve Yöresinde kaat, Güney-Batı Anadolu grubunda kayıt gibi.[2]
Kâğıt ve kâğıt hamurunun yapım sürecinde; kâğıdın arkeolojik olarak ilk defa parçaları Çin'de bulunmuş ve bu parçaların MÖ 2'nci yüzyıla ait olduğu tespit edilmiştir. Bu dönemde Çin Han hanedanlığında bulunan mahkemelerde görevli Cai Lun ( Eski Mısır'da kullanılan papirüs'ten farklı olarak) kâğıt ve kâğıt yapımının mucididir.[3][4]
2009 yılı verileri doğrultusunda, dünyadaki kâğıt ve karton üretimi yaklaşık olarak 370,7 milyon ton civarındadır. Günümüzde modern kâğıt hamuru ve kâğıt endüstrisinde küresel olarak Çin ve hemen ardından ABD en büyük üreticilerdir. Çin dünya kâğıt ve karton üretiminin %24'ünü yapmaktadır. Türkiye ise yıllık 2,5 milyon ton kâğıt ve karton üretimiyle 25. sırada bulunmaktadır
Tarihçe
Çin'de MÖ 2. yüzyıla ait, bugünkü modern kâğıdın temsilcisi olarak sayılabilen eski arkeolojik parçalar bulunmuştur. Kâğıdın yapım süreci, Çin'li Cai Lun'a atfedilir.[4] Kâğıda etkili bir alternatif ise İpek'tir ve Altınçağda Çin büyük miktarda İpek ihracatı yapan ülke konumundaydı.
13. yüzyıl Orta Çağ'da kâğıt Çin'den Orta Doğu ve Avrupa'ya yayıldı ve burada ilk suyla çalışan kâğıt fabrikaları inşa edildi.[7] 19. yüzyılda sanayi üretimine geçilmesiyle birlikte maliyet düştü. Kâğıt önemli oranda kitlesel bilgi alışverişine katkılarda bulundu. 1844 yılında, Kanadalı mucit Charles Fenerty ve Alman FG Keller bağımsız ağaç liflerinin hamurlaştırılması sürecini geliştirdi.
Etimoloji
Türkçe "kâğıt" kelimesi Farsça kökenli olmasına rağmen,[1] etimolojik olarak ingilizce "Paper" kelimesi, Latince "Papirüs" den türetilmiştir. Papirüs ise bir bitki ve Yunanca adı Cyperus papyrus olan πάπυρος ( papuros )'tan gelir.[9][10] Papirüs, Orta Doğu ve Avrupa'ya kâğıdın gelmesinden önce, yazmak için eski Mısır ve diğer Akdeniz kültürlerinde kullanılan Cyperus papyrus bitkisinin liflerinden üretilen kalın ve kâğıt benzeri bir malzemedir.[11] Kâğıt etimolojik olarak papirüsten türetilmesine rağmen, ikisinin üretimi birbirinden çok farklıdır ve günümüz modern kâğıdının gelişimi ile papirüsün gelişimi birbirinden ayrıdır
Kâğıdın yapımı
Kabukları soyulduktan sonra suyun içerisinde çeşitli kimyasallar ile birlikte seyreltilen ağaç, birbirine geçmiş halde olan hamurlaştırılmış bitki lifleri ( fiberler) haline getirilir. Artık hamur haline gelmiş hammadde, ağacın lignin denilen ve lifleri bir arada tutan maddeden arınmıştır. Buradan bir karıştırıcıya gönderilen hamura, kalitesine uygun olarak çin kireci benzeri beyazlaştırıcı malzemeler veya renklendirme için çeşitli kimyasallar, suya dayanıklı olması isteniliyorsa bunun için çeşitli maddeler katılarak karıştırılır ve lifler pürüzsüz hamur haline getirilmiş olur. Bu aşamalar açma, temizleme, dövme, parçalama,öğütme ve katkı maddeleri ilavesi adını alır.
Hamurun sudan arındırılması işlemleri ise tel örgü şeklinde yürüyen bir bandın üzerinde yapılır. İşlemin hızlandırılması için presleme ve kurutma işlemleri de bu aşamada gerçekleşir. Silindirlere giren hamur sürekli sıkıştırıldıkça düzleşir ve sudan daha fazla arınır. Biraz daha kurutma işleminin ardından, kâğıt halini alan pürüzlerinin giderilmesi işleminden geçer. Elde edilen kâğıt istenilen boyutlarda kesme işlemi aşamasına gelmiştir.
Kağıt yapımı hakkında bilgi
Kağıdın ana hammaddesi odundur. Kâğıtlık odun mobilya gibi eşyaların üretiminde kullanılan odundan düşük yakacak olarak kullanılan odundan daha yüksek kalite seviyesindedir. Bu odun ya iğne yapraklı ( çam gibi yumuşak) ağaçlardan ya da yapraklı ( meşe gibi sert) ağaçlardan elde edilir.
Günümüzde kâğıt üretimi yüksek teknoloji ile ve tam otomatik olarak yapılabilmektedir ama işlemin adı esas olarak değişmemiştir. Kâğıtların arasındaki kalite farkını kullanılan lifin türü lapanın hazırlanışı içine katılan malzemeler kimyasal veya mekanik metotlar belirler. Her ne kadar liflerin elde edilmesinde ağaçlar ana kaynak ise de özellik taşıyan kâğıtların yapılmasında günümüzde sentetik lifler de kullanılmaktadır.
Aslında memleketin orman kaynaklarının tüketiminde kâğıt sanayisi orman ürünleri sanayii ve yakacaktan sonra üçüncü sırayı işgal etmekle beraber ormanın yetişmesinin çok zaman alması dikkate alınırsa sadece kâğıt sanayi bile ormancılığa gereken önem verilmezse bir memleketin orman kaynaklarını kısa zamanda tüketebilecektir. Bundan dolayı bütün dünyada kâğıt sanayii odun dışındaki kaynaklara her geçen gün daha süratle yönelmektedir. Bunlar arasında yıllık bitkiler olarak bilinen saman kamış kendir-kenevir ile tütün ayçiçeği vb. bitkilerin sapları sayılabilir. Çok çeşitli olan bu bitkiler arasından şimdiye kadar sadece saman kamış ve kendir ekonomik kullanım seviyesine erişebilmişlerdir. Genellikle diğerlerinin toplanması ve stoklanması ekonomik gözükmemektedir.
Yardımcı hammaddeler
Bunlar dolgu maddeleri boya maddeler ve kağıdı yapıştırıcı maddeler olarak üç bölümde mütalaa edilebilir;
Dolgu maddeleri liflerden meydana gelen ve girintili çıkıntılı bir durumda olan kâğıt yüzeyine lifler arasındaki boşlukları doldurarak daha düzgün bir şekil vermek maksadıyla kullanılır. Bunun yanında mürekkebin dağılmasını önleyerek daha iyi emilmesini sağlar. Kağıdın parlaklığını arttırır. Kağıdın yumuşaklığını da olumlu yönde etkiler.
Diğer yandan lifler arası bağlantıyı zayıflattıklarından kağıdın kopma yırtılma çift katlama ve patlama direncini zayıflatırlar. Kağıt makinasına hamur verilirken eleğin üzerinden akan hamurun üst tarafında daha çok tutunduklarından kâğıtta iki yüzlülük meydana getirebilirler. Kağıdın yapışmasına menfi tesirleri vardır. Kağıt üzerinde zayıf tutunmaları halinde silme sırasında leke ve kirlenmeye yıpranmaya sebeb olurlar.
Fazla oranda kullanılmaları işletmeci açısından kağıdın maliyetini düşürücü bir unsur olarak görülebilirse de sayılan mahzurları da dikkate alınarak ancak belirli bir oranda dolgu maddesi kâğıt hamuruna ilave olunabilir.
Baryum sülfat kalsiyum sülfat ( CaSO4) vb. dolgu maddeleri içinde daha çok yaygın olarak kaolen ( bir çeşit kil) kullanılmaktadır.
Kağıda istenen rengin verilebilmesi için yeterli miktarda boyar madde ( sentetik boyalar veya pigmentler) kullanılır.
Çeşitli kâğıtların ( özellikle baskı para ve harita kâğıtları gibi) su ve mürekkep gibi sıvı maddelere karşı dayanıklı olmaları istenir. Bu maksatla kağıdın iç yapıştırmasını sağlamak için kâğıt hamuruna lifler süspanse haldeyken önce belli oranda kolofan ilave edilir. Daha sonra kolofanın lifler üzerinde çökmesini sağlamak için şap katılır. Çam ağaçlarından elde edilen reçine % 80 oranında kolofan ihtiva etmektedir. Kağıdın Hammadesi ağaçtır.
Kâğıt yapımı
Kağıt imalatı yapan fabrikaları; kâğıt hamuru fabrikaları -bugün selüloz fabrikaları olarak bilinmektedir ve kâğıt fabrikaları olarak ikiye ayırmak mümkündür. Ancak bugün kâğıt fabrikaları hem kâğıt hem de hamur üretimi yapan entegre tesisler olarak kurulmaktadır.
Hamur üretim bölümünde çeşitli metodlarla sözkonusu hammaddelerden kâğıt hamuru üretilir. Üretilen hamur ya sulu halde uygun karışımlar ile doğrudan doğruya kâğıt makinasına verilir veya suyu alınarak yoğunlaştırılmış halde satılır.
Kağıt Çeşitleri Nelerdir?
Basım ihtiyacınızın çeşidine göre farklı kağıt türleri tercih etmeniz gerektiğini biliyor musunuz?
İşte basım sektöründe yaygın olarak kullanılan kağıt türleri ve özellikleri :
1.Hamur Kağıt : Genellikle antetli kağıt, kitap, broşür gibi çalışmaların baskısında kullanılır.Bileşimindeki selüloz miktarı çok, odun miktarı azdır.
2. Hamur Kağıt : Kitap ve benzeri işlerin baskısında tercih edilir. Rengi tam beyaz olmayan bu kağıtlarla kaliteli baskı yapmak mümkün değildir. Bileşimindeki selüloz ve odun miktarı neredeyse eşit derecedir.
3. Hamur Kağıt : Bileşimindeki odun miktarı selüloz miktarından fazladır. Saman kağıdı olarak bilinen 3. Hamur kağıtlar düşük fiyatlıdır ancak kaliteli baskı yapılmadığından tercih edilmez.
Kuşe Kağıt : Mat ve parlak olmak üzere iki çeşidi bulunan kuşe kağıt genellikle broşür basımında tercih edilir. Yüzeyi tam beyaz olan kuşe kağıtlar özellikle renkli resimlerin baskısında en iyi sonucu verir.
Bristol ( Amerikan Bristol) : Bir yüzeyi işlenmiş, parlak ve tam beyaz; diğer yüzeyi mat ve pürüzlü olan kaliteli bir kartondur. Genellikle kitap, defter, broşür kapaklarında kullanılan bu karton türünün arka yüzü renkli baskı için uygun değildir. Ayrıca bu kağıtlar, iki yüzü de farklı olduğu için revolta ( çevirmeli) baskıya da elverişli değildir.
Aydınger : Şeffaf buzlu cam görüntüsünde olan aydınger, davetiye gibi tasarımla farklılık yaratılmak istenen çalışmalarda kullanılır. Aydınger, tamamen beyazlatılmış kimyasal selülozdan üretilir.
Otokopi Kağıdı : Kendinden karbonlu olan otokopi kağıdı fatura, irsaliye, sipariş fişi gibi çok nüshalı işlerde tercih ediliyor.
Kraft : Geri dönüştürülmüş kağıtlardan elde edilir. Kalın, pürüzlü ve selüloz renklidir.Genellikle davetiye, broşürler ve ambalajda tercih edilir.
Krome Karton : Bir yüzeyi düzgünleştirilmiş ve beyazlatılmış, diğer yüzeyi mattır. Bu kağıt türü genellikle ambalaj sektöründe kullanılır.
Pelür : Genellikle ambalaj sektöründe kırılacak objeleri korumak için kullanılır. Son derece hafif ve ince, transparan bir kağıttır.
Saman kâğıdı : Genellikle kurşun kalemle yazı yazmaya elverişli olan veya ambalaj için kullanılan kaba kâğıt, teksir kâğıdı
Karbon Kağıdı ( Kopya Kağıdı) : Bir çömlekçi ve aynı zamanda bir mucit olan Ralph Wedgwood ( 1766-1837), 1806 yılında “stilografik çoğaltma yazıcısı” adını verdiği bir ürünün patentini aldı. Bu aygıt, görme engelli kişilerin yazı yazabilmelerine yardımcı olmak için, o zamanlarda popüler olan tüy kalem yerine metal bir çubuğun kullanımını gerektiriyordu.
Wedgwood’un yazı yazma makinesi, metal kablolarla çapraz bir şekilde döşenmiş bir yüzeyin, görme engelli kişiyi yazarken yönlendirmesi esasına dayanıyordu. Wedgwood, ardından mürekkebe batırılmış bir sayfa kağıdı kuruttuktan sonra onu bir başka kağıt ile makinenin kablolu yüzeyi arasına yerleştiriyordu. Makinenin metal çubuğu, karbonlu kağıttan aldığı mürekkebi altındaki kağıda aktararak, tüy kalemleri sürekli olarak mürekkeple doldurma zorunluluğunu da ortadan kaldırmış oluyordu.
Kopya kağıdı olarak da bilinen karbon kağıdı, stilografik yazıcının bir yan ürünü olarak üretildi ve iş dünyasında, insanları sahteciliğe yeltendirebileceği endişesi ile kısa sürede kabul görmedi. Karbon kağıdı, 1867 yılında ticari olarak başarı yakalayan ilk daktilonun piyasaya sürmesine kadar da popülerlik kazanmadı.
Kopya kağıdı 1860larda Lebbus Rogers‘ın kurum, neft ve yağ karışımını karbon kağıt üzerinde kullanması ile değişiklik gösterdi. Rogers’ın bu yöntemi, yirminci yüzyılın ortalarına kadar kullanılmaya devam etti. Elektronik iletişimin popülerlik kazanması le birlikte karbon kağıt kullanımı her ne kadar sona ermiş olsa da, İngilizce’de Carbon Copy’nin kısaltılmışı olan “Cc”, elektronik posta gönderiminde gönderilecek olan elektronik postanın kopyalanarak diğer kişilere de iletilmesi için kullanılmaya devam etmektedir.
Kağıt Hamuru Çeşitleri Nelerdir ?
Kimyasal Hamur
Dünyadaki tüm hamur üretme kapasitesinin % 42’si yüksek sıcaklıkta pişirme sırasında kimyasallar kullanır. Bu kimyasallar ligninin dağılıp parçalanmasını ve selüloz elyaflarından ayrılmasını sağlar. Kullanılan kimyasal tipi, son ürünün özelliğini belirler ve yüksek kalitede hamur elde edilir :
Kostik soda ( NaOH) ya da sodyum sülfat, mukavemetli kutu ve mukavva yapımında kullanılan kalın,güçlü elyaf üretir.( Kraft prosesi olarak bilinir)
Amonyak ya da kalsiyum sülfat yüksek kaliteli yazı ve baskı tabı kağıtlarda kullanılan daha ince elyaf üretimi sağlar.
İlk aşamada ağaç, kabuklarından ayrılır ve yonga adı verilen 1-3 cm uzunluğunda 2-5 mm kalınlığında küçük parçalara ayrılır. Kağıt hamuru üretmenin ilk aşaması, pişirmedir.Pişirme, kağıt üretiminde kullanılacak olan selüloz elyaflarından lignin ( ağacın içinde elyafları birbirine bağlayan reçinemsi madde) ve diğer bileşenlerin ayrıştırılması amacı ile yapılır. Lignin eğer ayrıştırılmaz ise kağıdın kendisinin ve renginin bozulmasına ( Mekanik Odun Hamuru Prosesi – Groundwood ile çok az ya da hiç kimyasal kullanılmadan üretilen gazete kağıdında olduğu gibi ) neden olur.
Bu aşamada ligninden ayrılan elyaflar, ağaç rengindedir.Bu hamuru beyazlatmak için klor,klordioksit, ozon, hidrojen peroksit gibi kimyasallardan bir ya da bir kaçı kullanılır.Tipik bir beyazlatma prosesi, bir kaç beyazlatma aşamasından oluşur.
Bu aşamada selüloz elyafları hala içi boş ve sert halde olduklarından birbirleri ile kağıt üretimi sırasında bağ yapmaları için öğütücülerde öğütülürler. Öğütme sırasında elyaflar esnek hale gelir ve elyaf üzerinde saçaklar oluşturulur. Öğütücüler, yüksel hızda dönen çelik disklerde oluşur.İki disk arasına giren elyaflar, diskler üzerinde bulunan çubuklara çarparak ve birbirleri ile temas ederek saçaklı hale gelirler.
Mekanik Hamur
Yaklaşık olarak dünyada üretilen hamurun % 15’i mekanik olarak elde edilir.Bu prosesde yongalar öğütülerek elyafların birbirinden ayrılması sağlanır.Ancak çok az lignin giderimi olur ve ağacımsı-ağaç renginde hamur elde edilir. Gazete kağıdına ağaç rengi veren proses budur.Bu hamur üretim tarzında yoğun olarak enerji kullanılır ve çoğunlukla bu hamur mürekkebi emici ve mürekkebin hızlı kurumasını sağladığından gazete kağıdı üretiminde kullanılır.
Eski Kağıt – Geri Dönüşümlü Kağıt
Kimyasal hamur, geçmişte kağıt üretiminde en önemli ham madde idi, fakat artık eski kağıt kullanımı önem kazanmıştır.2002 de dünyada toplam olarak 158 milyon ton eski kağıt kullanılmıştır.Bu hacim 117 milyon tonluk kimyasal hamur ve 36 milyon tonluk mekanik hamur kullanımını geride bırakmıştır.Yukardaki rakamlar, global kağıt sektöründe selülozun yerini almakta olan eski kağıdın önemli bir rol oynamaya başladığını göstermektedir.
En azından geri dönüşüm anlamında kağıt endüstrisi, eski kağıdın en büyük kullanıcısıdır. Kağıt ve karton cinslerinin üretimi için,içinde mekanik ve kimyasal aşamalar bulunduran çeşitli eski kağıt işleme sistemleri, eski kağıt işlemesini yaparlar.Bu işleme sistemleri, hem mekanik, hem de kimyasal elyaf çoğu zaman da her ikisinin karışımını içeren çeşitli eski kağıt cinslerini kullanırlar. Bazı kağıt ve karton cinsleri sadece eski kağıttan yapılır. Bunlar örneğin Avrupa da testliner, oluklu karton ve gazete kağıdıdır. Gazete kağıdı ve diğer kağıt çeşitleri üretiminde eski kağıt ve selüloz karışım olarak da kullanılır. Eski kağıt içeriği 1.hamur kağıt için %5 den %100 ‘ e kadar çıkmaktadır.
Kağıt Hammaddeleri
İlk aşamada ağaç, kabuklarından ayrılır ve yonga adı verilen 1-3 cm uzunluğunda 2-5 mm kalınlığında küçük parçalara ayrılır. Kağıt hamuru üretmenin ilk aşaması, pişirmedir.Pişirme, kağıt üretiminde kullanılacak olan selüloz elyaflarından lignin ( ağacın içinde elyafları birbirine bağlayan reçinemsi madde) ve diğer bileşenlerin ayrıştırılması amacı ile yapılır. Lignin eğer ayrıştırılmaz ise kağıdın kendisinin ve renginin bozulmasına ( Mekanik Odun Hamuru Prosesi – Groundwood ile çok az ya da hiç kimyasal kullanılmadan üretilen gazete kağıdında olduğu gibi ) neden olur.
Kağıt hamuru beyazlatılıp öğütüldükten sonra su eklenerek seyreltik hale getirilir, gerekirse kalsiyum karbonat, kaolin gibi dolgu maddeleri eklenir. Bu karışım %99’u su, %1’i elyaf ve diğer katkı maddeleri olacak şekilde kağıt makinasına pompa ile iletilir.
Kağıt makinesında elek adı verilen çok ince gözenekli süzgeç üzerine hamur, çok dar bir yarıktan akıtılır. Elek, sürekli döner ve su-elyaf karışımındaki katı maddeler, elek üzerinde kalır ve su elek yardımı ile süzülür.Eleğin üzerinde böylece yaklaşık %20 si elyaf, % 80’I su olan yaş bir kağıt tabakası oluşmuş olur.
Bu yaş kağıt daha sonra yine kağıt makinesının bir parçası olan preslerde suyu daha fazla giderilir.Preslerden bu kağıt, % 42-48 arasında kuru içerikli olarak çıkar. Yaş kağıdın içinden presleme ile çıkarılabilecek maksimum su miktarı sınırlıdır. Bu nedenle kağıt, kurutma bölümüne geçer ve içinde yüksek sıcaklıkta buhar bulunan kurutma silindirleri ile temas etmesi sağlanarak kurutulur.
Kullanım alanları
Kâğıt kullanım alanına bağlı olarak oldukça fazla geniş bir yelpazede imal edilebilir.[13]
Değerli kâğıtlar; Banknot (Kâğıt para), Çek, Güvenlik amaçlı Güvenlik kâğıdı, Fiş, Bilet
Bilgi depolama için; Kitap, Defter, Dergi, Gazete, Sanat, Fanzin, Mektup
Kişisel kullanım; Günlük, karalama kâğıdı, not defterleri vb.
İletişim; bireylerin veya grupların haberleşmesi amacıyla.
Ambalaj; Oluklu mukavva kutu, Kese Kâğıdı, Zarf, Duvar Kâğıdı
Temizlik: Tuvalet kâğıdı, Mendil, Kâğıt havlu, Kâğıt mendil, Kedi kumu
İnşaat ve yapım; Kartonpiyer, Origami, Kâğıt uçak, Kâğıt Telkari, Kâğıt petek, Kompozit malzemeler, Kâğıt mühendisliği, İnşaat kâğıdı ve Kâğıt giyim
Diğer kullanımları; Zımpara kâğıdı, Kurutma kâğıdı, Turnusol, Evrensel gösterge, Kâğıt kromatografisi, Elektrik izolasyon kâğıtları, Filtre kâğıdı, İskambil kâğıdı
Kağıt Ebatları & Gramajları
Kuşe kağıt mat ve parlak yüzeyli
Ebatlar: 70 x100, 64 x 90, 57 x 82 cm
Gramajlar: 80 gr. | 90 gr. | 115 gr. | 135 gr. | 170 gr. | 200 gr. | 250 gr. | 300 gr. | 350 gr.
Bristol Karton; tek yüzeyi parlak
Ebatlar: 70 x100
Gramajlar: 180 gr. | 200 gr. | 225 gr. | 250 gr. | 280 gr. | 300 gr. | 330 gr. | 350 gr. | 400 gr.
I. Hamur Kağıt
Ebatlar: 70 x100, 64 x 90, 57 x 82 cm
Gramajlar: 55 gr. | 60 gr. | 70 gr. | 75 gr. | 80 gr. | 90 gr. | 100 gr. | 110 gr. | 120 gr.
Krome Karton; tek yüzeyi parlak [ Normprint (arkası gri), Extprint (arkası gri ön yüzü ekstra beyaz), Triblex (çift yüzeyi beyaz)
Ebatlar: 70 x100 cm
Gramajlar: 225 gr. | 250 gr. | 300 gr. | 350 gr. | 400 gr. | 450 gr.
Otokopi Kağıdı
Ebatlar: 70 x100, 64 x 90, 59 x 84 cm
Renkler: Beyaz | Sarı | Pembe | Yeşil | Mavi
Fantazi Kartonlar
Ebatlar: 70 x 100 ebatlarında ve farklı renklerde ve farklı dokuda bulunmaktadır.
Gramajlar: 90 gr. | 120 gr. | 140 gr. | 170 gr. | 220 gr. | 250 gr. | 280 gr. | 300 gr
Papier
Papier ( von lateinisch papyrus, aus altgriechisch πάπυρος pápyros‚ Papyrusstaude‘) ist ein flächiger Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern meist pflanzlicher Herkunft besteht und durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet wird. Das entstehende Faservlies wird verdichtet und getrocknet.[
Definition
Man unterscheidet Beschreibstoffe wie Stein, Wachs, Metalle, Baumrinden ( Birkenrinde) sowie Pergament. Pergament ist eine besonders präparierte Tierhaut, ein Beschreibstoff von gleichmäßiger und geschlossener Oberfläche.
Pseudopapiere ( Papierähnliche) wie Papyrus, Tapa, Amatl und Huun – alle pflanzlichen Ursprungs – diese unterscheiden sich vom Papier vor allem durch die Technik der Herstellung : pflanzliche Fasern werden durch Klopfen miteinander verbunden und zu einem Blatt geformt.
Bei richtigem Papier müssen die dünnen Blätter aus Fasern bestehen, die eingeweicht, eingewässert wurden bis jedes Filament eine separate Einheit bildet. Dann müssen die mit Wasser vermischten Fasern, in Form einer dünnen, verfilzten Schicht abgeschöpft und getrocknet werden. Die ineinander verschlungene Faserschicht ( Vliesstoff), bildet so das Papier.[
Geschichte
Höhlenzeichnungen sind die ältesten Dokumente, die der Mensch mit Pigmentfarbe auf einen Untergrund gezeichnet hat. Die Sumerer, als Träger der ältesten bekannten Hochkultur, schrieben seit etwa 3200 v. Chr. mit Keilschrift auf weiche Tontafeln, die zum Teil durch Zufälle gebrannt überliefert sind. Auch aus Ägypten sind Schriftträger aus anorganischen Materialien bekannt, beispielsweise die Narmer-Palette – eine Prunkpalette des Königs Narmer ( 3100 v. Chr.) aus Schiefer
Papierähnlichere sind aus Papyrus gefertigt. Dieses Papyrus( papier) besteht aus den flach geschlagenen, über Kreuz gelegten und gepressten Stängeln der am gesamten unteren Nil in ruhigen Uferzonen wachsenden Schilfpflanzen ( Echter Papyrus), die dünnen, gepressten Schichten werden dann zusammengeklebt ( laminiert). Geschrieben wurde darauf mit schwarzer und roter Farbe. Die schwarze Tusche bestand aus Ruß und einer Lösung von Gummi arabicum, die rote Farbe wurde auf Ocker-Basis hergestellt. Das Schreibgerät war ein Pinsel aus Binsen. Papyrus wurde im Alten Ägypten seit dem dritten Jahrtausend v. Chr. als Schreibmaterial benutzt. Zwar gab es Papyrus im antiken Griechenland, jedoch war eine Verbreitung über Griechenland hinaus kaum bekannt. Im 3. Jahrhundert v. Chr. ersetzten die Griechen den Pinsel durch eine gespaltene Rohrfeder.
Im Römischen Reich wurden sowohl Papyrus als auch Wachstafeln benutzt. In die Letzteren wurde der Text mittels angespitzter Griffel geritzt. Nach dem Auslesen wurde das Wachs mit einem Schaber geglättet und die Tafel konnte erneut beschrieben werden. Öffentliche Verlautbarungen wurden meist als dauerhafte Inschrift ( Steintafeln oder Metallplatten) an Tempeln oder Verwaltungsgebäuden angebracht. Die Römer bezeichneten Papyrus-Rindenbast mit lateinisch liber, aus dem sich später die Bezeichnung „Library“ ( Bibliothek) entwickelte.[3]
Bambusstreifen-Buch
In Indien und Ceylon wurden Blätter von Palmengewächsen, Talipot-Palme, Palmyrapalme sowie Aloe und in China Tafeln aus Knochen, Muscheln, Elfenbein und Schildkrötenpanzer benutzt. Später bestanden Schrifttafeln auch aus Bronze, Eisen, Gold, Silber, Zinn, Jade, Steinplatten und Ton oder auch häufig aus organischem Material, wie Holz-, Bambusstreifen und Seide. Pflanzenblätter und Tierhäute wurden noch nicht als Schriftträger benutzt. Orakelknochen wurden mit Griffeln geritzt oder mit Tinte mit Lampenruß oder Zinnober als Pigment beschriftet.[4]
In den Hochkulturen des Alten Orients und des Mittelmeerraumes wurde seit alters her Leder als Beschreibstoff verwendet. Wie Leder wird auch Pergament aus Tierhäuten hergestellt. Durch die Vorteile des Pergaments wurden im mittelalterlichen Europa andere Beschreibstoffe verdrängt. Die Tierhäute werden mit Pottasche oder Kalk gebeizt, gründlich gereinigt und aufgespannt getrocknet, es folgte das Schaben und die Oberflächenbearbeitung.
In der neuen Welt wurde Huun, Amatl, ein papierähnlicher Beschreibstoff, bereits vor dem 5. Jahrhundert von den Maya hergestellt.[5] Allerdings ist dieses Material, der Herstellungsart nach, eher dem Papyrus verwandt, denn es wird aus kreuzweise verpressten Baststrängen, nicht aber aus aufgeschlossenen Einzelfasern erzeugt. Auch der für die Papierdefinition essenziell wichtige Entwässerungsvorgang erfolgt weder auf einem Sieb noch durch mechanischen Wasserentzug. Insofern wäre es falsch, von einer Erfindung des Papieres in Amerika zu sprechen. Die tatsächliche und unabhängige Urherstellung von Papier lässt sich nur für Asien und Europa nachweisen.
Erfindung des Papiers
Obwohl es Funde aus China gibt, die auf etwa 140 v. Chr. datiert werden können, wird die Erfindung des Papiers Ts'ai Lun zugeschrieben, der um 105 n. Chr. ( Belegdatum der ersten Erwähnung der chinesischen Papierherstellungsmethode) ein Beamter der Behörde für Fertigung von Instrumenten und Waffen am chinesischen Kaiserhof war und erstmals das bekannte Verfahren Papier herzustellen beschrieb.[6] Zu seiner Zeit gab es einen papierartigen Beschreibstoff, der aus Seidenabfällen hergestellt wurde ( Chi). Diesen mischten die frühen Papiermacher vornehmlich mit Hanf, alten Lumpen und Fischernetzen und ergänzten das Material mit Baumrinde oder Bast des Maulbeerbaumes.[7] Die chinesische Erfindung bestand vor allem in der neuartigen Zubereitung : Die gesäuberten Fasern und Fasernreste wurden zerstampft, gekocht und gewässert. Anschließend wurden einzelne Lagen mit einem Sieb abgeschöpft, getrocknet, gepresst und geglättet. Beim Schöpfen entstand an dem Papier eine „Schönseite“, die an der dem Sieb abgewandten Seite lag, und eine „Siebseite“, die an dem Sieb lag. Der entstehende Brei aus Pflanzenfasern lagerte sich als Vlies ab und bildete ein relativ homogenes Papierblatt. Dies war eine Technik, die in Korea in einer eigenständigen Form vermutlich seit dem 2. Jahrhundert n. Chr. angewandt wurde und seit vielen Jahren unter dem Namen Hanji ( 한지) ihre Renaissance feiert.
Da Bast ein Material ist, das im Vergleich zu dem verwendeten Holz längere Fasern und dadurch eine hohe zeitliche Haltbarkeit hat, war das Papier von Ts'ai Lun nicht nur zum Schreiben verwendbar, sondern auch für Raumdekorationen etwa in Form von Tapeten sowie Kleidungsstücken. Die Verwendung von Maulbeerbast lag nahe, da der Seidenspinner sich von den Blättern des Maulbeerbaums ernährte und somit dieses Material ein ohnehin vorhandenes Nebenprodukt aus der Seidenproduktion war. Wie alt die Verwendung von Bast ist, belegt die Gletschermumie Ötzi ( ca. 3300 v. Chr), der Kleidungsstücke aus Lindenbast trägt.
Ostasien
Bereits im 2. Jahrhundert gab es in China Papiertaschentücher, im 3. Jahrhundert Zusatz von Leimstoffen ( Stärke), Erfindung der Leimung ( dünner Überzug, um Papier glatter und weniger saugfähig zu machen; die Tinte oder Tusche verläuft weniger stark), sowie die Färbung von Papier.[9] Möglicherweise wurde schon die erste Zeitung ( Dibao) herausgegeben.[10] Im 6. Jahrhundert wurde Toilettenpapier aus billigstem Reisstrohpapier hergestellt. Alleine in Peking wurden jährlich zehn Millionen Päckchen mit 1000 bis 10.000 Blatt produziert. Die Abfälle an Stroh und Kalk bildeten bald große Hügel, „Elefanten-Gebirge“ genannt. Für Zwecke des chinesischen Kaiserhofes stellte die kaiserliche Werkstatt 720.000 Blatt Toilettenpapier her. Für die kaiserliche Familie waren es noch einmal 15.000 Blatt hellgelbes, weiches und parfümiertes Papier.
Bekannt ist, dass um das Jahr 300 die Thais die Technik des schwimmenden Siebs zur Papierherstellung verwendeten. Das Bodengitter des Siebes war fest mit dem Rahmen verbunden. Jedes geschöpfte Blatt musste im Sieb trocknen und konnte erst dann herausgenommen werden. Entsprechend viele Siebe waren nötig.
Um das Jahr 600 gelangte die weiter entwickelte Technik des Schöpfens mit dem Schöpfsieb nach Korea und wurde um 625 in Japan verwendet. Das frisch geschöpfte Blatt kann feucht entnommen und zum Trocknen ausgelegt werden. Diese Technik wird noch bei handgeschöpftem Papier verwendet. Daraus ergibt sich, dass das Schöpfsieb in der Zeit zwischen 300 und 600 erfunden wurde.
In Japan wurde die Technik verbessert, indem der Faserbrei mit Pflanzenschleimen z. B. von Abelmoschus manihot aufgewertet wurde. Die Fasern waren gleichmäßiger verteilt, es traten keine Klümpchen auf. Dieses Papier wird als Japanpapier bezeichnet. Die Amtsrobe der japanischen Shintō-Priester, die auf die Adelstracht der Heian-Zeit zurückgeht, besteht aus weißem Papier ( Washi), das vorwiegend aus Maulbeerbaum-Bast besteht.
In der Tang-Dynastie wurde die Papierherstellung weiter stark verbessert, es wurde gewachst ( Chinawachs, Bienenwachs), gestrichen, gefärbt und kalandriert. Um den steigenden Papierbedarf unter den Tang zu decken, wurden die Bambusfasern zur Papierproduktion eingeführt.[4] Der chinesische Kaiser Gaozong ( 650 bis 683) ließ erstmals Papiergeld ausgeben. Auslöser war ein Mangel an Kupfer für die Münzprägung. Seit dem 10. Jahrhundert hatten sich Banknoten in der Song-Dynastie durchgesetzt. Ab etwa 1300 waren sie in Japan, Persien und Indien im Umlauf und ab 1396 in Vietnam unter Kaiser Tran Thuan Tong ( 1388–1398 ). Im Jahr 1298 berichtete Marco Polo in seiner Reisebeschreibung ( „Il Milione“) über die starke Verbreitung des Papiergeldes in China, wo es zu dieser Zeit eine Inflation gab, die den Wert auf etwa ein Prozent des ursprünglichen Wertes fallen ließ. Im Jahr 1425 wurde das Papiergeld allerdings wieder abgeschafft, um die Inflation zu beenden. Um das Inumlaufbringen von Falschgeld zu erschweren, wurde Papiergeld zeitweise aus einem Spezialpapier gefertigt, das Zusätze an Seidenfasern, Insektiziden und Farbstoffen enthielt.
Arabische Welt
Wann genau das erste Papier in der arabischen Welt produziert wurde, ist umstritten. So wird als Datum 750 oder 751 genannt, als vermutlich bei einem Grenzstreit gefangengenommene Chinesen die Technik der Papierherstellung nach Samarkand gebracht haben sollen. Andererseits gibt es Erkenntnisse, die zu der Annahme führen, dass in Samarkand bereits 100 Jahre früher Papier bekannt war und auch hergestellt wurde. Als Papierrohstoff wurden Flachs und Hanf ( Hanfpapier) benutzt. Bald hatten die Araber eine blühende Papierindustrie aufgebaut.
In Bagdad wurde um 795 die Papierherstellung aufgenommen, 870 erschien dort der erste Papiercodex. Papiergeschäfte waren wissenschaftliche und literarische Zentren, die von Lehrern und Schriftstellern betrieben wurden. Das Haus der Weisheit entstand nicht zufällig zu dieser Zeit in Bagdad. In den Kanzleien des Kalifen Hārūn ar-Raschīd wurde auf Papier geschrieben. Es folgten Papierwerkstätten in Damaskus, Kairo, in nordafrikanischen Provinzen bis in den Westen. Die Araber entwickelten die Herstellungstechnik weiter, durch die Einführung der Oberflächenleimung. Man mischte Lumpen und Stricke wurden zerfasert und gekämmt, dann in Kalkwasser eingeweicht, dann zerstampft und gebleicht. Diese Pulpe schmierte man an eine Wand zum Trocknen. Anschließend wurde sie mit einer Stärkemischung glattgerieben und in Reiswasser getaucht um die Poren zu schließen.[11] Genormte Flächenmaße wurden eingeführt, 500 Bogen waren ein Bündel ( rizma), worauf der noch in der Papierwirtschaft übliche Begriff Ries zurückgeht. Vom 8. bis zum 13. Jahrhundert dauerte die hohe Blütezeit des islamischen Reiches. Als Kulturzentrum zog Bagdad Künstler, Philosophen und Wissenschaftler, insbesondere Christen und Juden aus Syrien, an.
Indien
In Indien wurde das Papier ab dem 13. Jahrhundert unter islamischem Einfluss eingeführt und begann in Nordindien das bis dahin vorherrschende Palmblatt als Schreibmaterial abzulösen. Die indischen Papiermanuskripte sind aber durch das Vorbild der Palmblattmanuskripte beeinflusst. So wurde das Querformat ( das bei Palmblattmanuskripten durch die natürlichen Dimensionen der Palmblätter vorgegeben ist) beibehalten. An die Stelle der Löcher für den Bindfaden, der bei Palmblattmanuskripten die einzelnen Blätter zusammenhält, traten bei den Papiermanuskripten rein ornamentale Kreise. Im westlichen Nordindien ersetzte Papier das Palmblatt bis zum 15. Jahrhundert komplett. In Ostindien blieb das Palmblatt bis ins 17. Jahrhundert in Gebrauch. In Südindien konnte sich Papier dagegen nicht durchsetzen. Hier blieb das Palmblatt bis zum Aufkommen des Buchdrucks im 19. Jahrhundert das bevorzugte Schreibmaterial.
Europa
Die – wiedererrichtete – Hadermühle Stromers in einer Nürnberger Stadtansicht von 1493 ( der Gebäudekomplex in der unteren rechten Ecke). Wie alle Papiermühlen lag sie aufgrund ihres Gestanks und Lärms außerhalb der Stadtmauern.
Über den Kulturkontakt zwischen dem christlichen Abendland und dem arabischen Orient sowie dem islamischen Spanien gelangte das Schreibmaterial seit dem 11. Jahrhundert nach Europa. Ein bedeutender Teil der Ausgangsmaterialien für die frühe europäische Papiererzeugung bestand aus Hanffasern, Flachsfasern ( Leinen) und Nesseltuch, die Papiermühlen kauften die erforderlichen Hadern von den für sie arbeitenden Lumpensammlern. In Xàtiva bei Valencia gab es nach einem Reisebericht von Al-Idrisi bereits in der Mitte des 12. Jahrhunderts eine blühende Papierwirtschaft, die auch in die Nachbarländer hochwertige Produkte exportierte. Auch nach der Vertreibung der Araber aus Spanien blieb das Gebiet um Valencia bedeutend für die Papierwirtschaft, weil dort viel Flachs ( Leinen) angebaut wurde, der ein hervorragender Rohstoff für die Papierherstellung ist.
Das sogenannte Missale von Silos ist das älteste erhaltene christliche Buch aus handgeschöpftem Papier. Es stammt aus dem Jahr 1151 und wird in der Bibliothek des Klosters Santo Domingo de Silos in der Provinz Burgos ( Spanien) aufbewahrt.
Die maschinelle Massenproduktion von Papier begann im mittelalterlichen Europa; europäischen Papiermachern gelang es in kurzer Zeit, den Arbeitsprozess durch die Einführung zahlreicher – den Chinesen und Arabern unbekannter – Innovationen zu optimieren : Der Betrieb wassergetriebener Papiermühlen mechanisierte den bis dahin nur in Handarbeit oder mit Tieren im Kollergang praktizierten Zerkleinerungsvorgang.[13] Derartige Wassermühlen, eisenbewehrte Lumpen-Stampfwerke, sind erstmals ab 1282 bezeugt.[14] Das Reißen der Lumpen mit einem Sensenblatt löste die umständliche Praxis des Reißens von Hand oder Schneidens mit Messer oder Schere ab.[15] Papierpressen, konstruiert in Anlehnung an antike Kelter, trockneten das Papier durch Schraubpressdruck.[16]
Ebenfalls völlig neu war die Konstruktion des Schöpfsiebs, bei dem ein Metallgeflecht an die Stelle der älteren Bambus- oder Schilfsiebe trat.[17] Das starre Schöpfsieb aus Metalldraht war die technische Voraussetzung für das Anbringen des zur Kennzeichnung dienenden Wasserzeichens, einer italienischen Erfindung.[18] Die Verfeinerung der Papierqualität zu erschwinglichen Preisen trug kurze Zeit später wesentlich zum Erfolg des von Johannes Gutenberg erfundenen modernen Buchdrucks bei.[19]
Mit der Ausbreitung der Schriftlichkeit in immer weitere Bereiche der Kultur ( Wirtschaft, Recht, Verwaltung und Weitere) trat das Papier gegenüber Pergament seit dem 14. Jahrhundert[20] seinen Siegeszug an. Ab der Mitte des 15. Jahrhunderts begann mit dem Buchdruck auf dem billigeren Papier, das Pergament als Beschreibstoff in den Hintergrund zu treten. Allerdings dauerte es bis ins 17. Jahrhundert, bis es vom Papier weitgehend verdrängt wurde. In der Folge spielte Pergament nur noch als Luxusschreibmaterial eine Rolle.
Die erste deutsche Papiermühle entstand 1389/1390 bei Nürnberg. Gegründet wurde die Gleismühl vom Ratsherrn und Exportkaufmann Ulman Stromer. Stromer unternahm Geschäftsreisen, unter anderem auch in die Lombardei, und kam dort mit der Papierherstellung in Berührung. Stromer ließ Mitarbeiter und Erben einen Eid ablegen, die Kunst der Papierherstellung geheim zu halten. Die Gleismühl bestand aus zwei mit Wasserkraft angetriebenen Werkseinheiten. Die kleinere Mühle wies zwei Wasserräder auf, die größere verfügte über drei. Insgesamt wurden 18 Stampfen angetrieben.
1389 bis 1394 leitete Stromer selbst die Papiermühle und verpachtete sie dann gegen eine Pacht von „30 Ries gross Papier“ an Jörg Tirman, seinen Mitarbeiter. Die Schedelsche Weltchronik von 1493 zeigt sie als früheste Darstellung einer Papiermühle auf der Darstellung der Stadt Nürnberg. Die Gleismühle brannte später ab.
Östlich der Elbe entstanden die ersten Papiermühlen erst Mitte des 17. Jahrhunderts. Francois Feureton aus Grenoble gründete mit Unterstützung des Friedrich Wilhelm zunächst eine Papierfabrik in Burg und dann in Prenzlau.[27]
Technische Entwicklung bis zum 19. Jahrhundert
Die benötigten Zellstofffasern wurden bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts aus abgenutzten Leinentextilien, Lumpen, Hadern ( hergeleitet vom althochdeutschen hadara : „Schafspelz“) gewonnen. Lumpensammler und -händler versorgten die Papiermühlen mit dem Rohstoff. Lumpen waren zeitweise so begehrt und rar, dass für sie ein Exportverbot bestand, das auch mit Waffengewalt durchgesetzt wurde. In den Papiermühlen wurden die Hadern in Fetzen geschnitten, manchmal gewaschen, einem Faulungsprozess unterzogen und schließlich in einem Stampfwerk zerfasert. Das Stampfwerk wurde mit Wasserkraft angetrieben.
Die Rohstoffaufbereitung erfolgte noch im 17. Jahrhundert in handwerklich organisierten Betrieben sowie teilweise in größeren Manufakturen mit einem höheren Grad der Arbeitsteilung. Im frühen 18. Jahrhundert wurden halbmechanische Lumpenschneider eingeführt, die zunächst nach dem „Fallbeilprinzip“ sowie später nach dem „Scherenprinzip“ arbeiteten. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts erfolgte der Übergang, statt des Faulens und Reinigens von Hadern, mit Chlor zu bleichen. Der Verlust an Fasern war so geringer, es konnten außerdem auch farbige Stoffe zu weißem Papier verarbeitet werden. Die typische Archivordnung in farbigen Aktendeckeln stammt beispielsweise noch aus der Zeit, als echt gefärbte blaue und rote Lumpen nur zu rosa oder hellblauem Papier verarbeitet werden konnten. Erst im 19. Jahrhundert kommen andersfarbige Aktendeckel ( etwa gelb) hinzu.
Der Papyrer aus Jost Ammans Ständebuch, 1568
Aus dem dünnen Papierbrei ( Stoff) in der Bütte ( = Bottich, daher der Name des Büttenpapiers) schöpfte der Papiermacher das Blatt mit Hilfe eines sehr feinmaschigen, flachen, rechteckigen Schöpfsiebes aus Kupfer von Hand. Das Schöpfsieb zeichnet sich durch einen abnehmbaren Rand, den Deckel, aus. Die Größe des Papierbogens wurde von der Größe des Siebes bestimmt. Nun drückte der Gautscher den frischen Bogen vom Sieb auf ein Filz ab, während der Schöpfer den nächsten Bogen schöpfte. Nach dem Gautschen wurden die Bögen in großen trockenen Räumen, vornehmlich auf Speichern und Dachböden, zum Trocknen aufgehängt. Anschließend wurde das Papier nochmals gepresst, geglättet, sortiert und verpackt ( eine Pauscht entspricht 181 Bogen Papier). Handelte es sich um Schreibpapier, wurde es geleimt. Dazu wurde es in Leim getaucht, gepresst und getrocknet. Der Leim hindert die Tinte am Verlaufen. Bei Handarbeit, die nur bei Fasern – und somit Papier – hoher Qualität angewendet wird, nehmen die Fasern keine bevorzugte Richtung ein ( Isotropie).
Der moderne technische Durchbruch begann sich mit der Erfindung des Holländers um 1670 abzuzeichnen. Es handelt sich um eine Maschine, die den Faserbrei ( Pulpe) nicht mehr durch reine Schlageinwirkung aufschließt, sondern durch eine kombinierte Schneid- und Schlageinwirkung. Der Holländer bot aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit einen schnelleren Faserdurchgang als das Stampfwerk. Somit stieg die Produktivität der Faseraufbereitung. Üblicherweise wurden Holländer anfangs dort eingesetzt, wo nur geringe Wasserkraft zur Verfügung stand ( geringe Antriebsmomente, aber hohe Drehzahlen möglich) und/oder eine Feinzeugaufbereitung einem großen Stampfwerk nachgeschaltet werden sollte. Das Zeitverhältnis für 1 kg Ganzstoff liegt bei etwa 12 : 1 ( Stampfzeit/Holländerzeit), wobei die schonende Stampfung eindeutig den besseren Halbstoff ergibt. Der Holländer wurde in deutschen Papiermühlen ab etwa 1710 umfassend eingesetzt. Durch den höheren möglichen Eintrag im Holländer ( ca. 15 kg Stoff im Gegensatz zu 2–5 kg im Stampfwerk) und die geringere erforderliche Mannkapazität verbreitete sich das Gerät schnell. Auch ist der Holländer wartungsärmer als ein Stampfwerk, was sich bei den Reinvestitionskosten erheblich bemerkbar machte. Später wurden dann direkt aus dem Holländerprozess die ersten Stetigmahlerkonstruktionen ( Jordan-Mühle Kegelstoffmühle, Scheibenrefiner) entwickelt.
Papiermacher
Ein Papiermacher ist ein Handwerker, der Papier herstellt. In der Gegenwart ist er in einer Papiermühle mit entsprechenden Produktionseinrichtungen ( industrielle Papierfabrik) tätig. Seit dem Jahr 2005 heißt der Beruf nach der Klassifikation in Deutschland Papiertechnologe.
In der größten Zahl der Fälle hat jeder leitende Papiermüller ein Wasserzeichen verwendet, das allein für seine Wirkungszeit typisch war. Da die Papiermacher ein Sonderberuf mit einer ausgeprägten Berufstradition innerhalb bestimmter Familien waren, ergänzen sich genealogische und Wasserzeichenforschung gegenseitig. Aus diesem Grunde ist das Deutsche Buch- und Schriftmuseum in der Deutschen Bücherei in Leipzig zugleich Standort einer Papiermacherkartei ( siehe Verkartung), in der die Daten von über 8000 Papiermachern, Papiermühlenbesitzern, Lumpensammlern und Papierhändlern samt ihren Familien erfasst worden sind, und einer Kartei der Papiermühlen mit den Papiermachern, die jemals auf ihnen erwähnt worden sind.
Industrialisierung
René-Antoine Ferchault de Réaumur
Der Mangel an Lumpen, Hadern, die für die Papierherstellung notwendig waren, wurde zum Engpass der Papierherstellung. Deshalb wurde bereits um 1700 nach Alternativen für die Hadern gesucht. Der französische Physiker René-Antoine Ferchault de Réaumur schrieb 1719 der französischen Akademie der Wissenschaften in Paris :
„Die amerikanischen Wespen bilden ein sehr feines Papier, ähnlich dem unsrigen. Sie lehren uns, dass es möglich ist, Papier aus Pflanzenfasern herzustellen, ohne Hadern oder Leinen zu brauchen; sie scheinen uns geradezu aufzufordern zu versuchen, ebenfalls ein feines und gutes Papier aus gewissen Hölzern herzustellen. Wenn wir Holzarten ähnlich denen besäßen, welche die amerikanischen Wespen zu ihrer Papierherstellung benutzen, so könnten wir das weißeste Papier herstellen.“
Jacob Christian Schäffer führte umfassende Experimente durch, um Papier aus Pflanzenfasern oder Holz zu gewinnen; dies beschrieb er in sechs Bänden „Versuche und Muster, ohne alle Lumpen oder doch mit einem geringen Zusätze derselben, Papier zu machen“ zwischen 1765 und 1771. Seine Verfahren zur Papierherstellung aus Pappelwolle, Moos, Flechten, Hopfen, Weinreben, Disteln, Feldmelde Atriplex campestris, Beifuß, Mais, Brennnesseln, Aloe, Stroh, Rohrkolben, Blaukohlstrunken, Graswolle, Maiglöckchen, Seidenpflanzen, Ginster, Hanfschäben, Kartoffelpflanzen, Torf, Waldreben, Tannenzapfen, Weiden- und Espenholz sowie Sägespänen und Dachschindeln ergaben aber kein qualitativ gutes Papier und wurden deshalb von den Papiermüllern nicht verwendet.
1756 In den zu Preußen gehörenden Ländern wird das Lumpenausfuhrverbot erlassen und die Mitführung eines Lumpenpasses durch die Lumpensammler vorgeschrieben.
1774 Die Verwendung von Altpapier als Ausgangsstoff für neues wird durch die Publikation des Göttinger Professor Justus Claproth „Eine Erfindung, aus gedrucktem Papier wiederum neues zu machen und die Druckfarbe völlig auszuwaschen“ eingeleitet. ( Deinking-Verfahren)
1784 Der französische Chemiker Claude Louis Graf Berthellet wendet bei der Papierherstellung die Chlorbleiche an.
Robert Papiermaschine 1798
Robert C. Williams Papier Museum
1798 erhielt der Franzose Nicholas-Louis Robert ein Patent auf eine Längssiebmaschine, die eine maschinelle Fabrikation des Papiers ermöglichte. Bei dieser Papierschüttelmaschine wurde das Schöpfen des Papierbreis durch dessen Aufgießen auf ein rotierendes Metallsieb ersetzt.
1804 Der Engländer Bryan Donkin vervollkommnet die Langsieb-Papiermaschine.
1805 Die erste Rundsiebmaschine wird auf den englischen Mechaniker Joseph Bramah patentiert.
1806 Die Harzleimung des Papiers bereits im Papierbrei, also im Herstellungsprozess, wird vom Uhrmacher Moritz Friedrich Illig aus Erbach im Odenwald erfunden.
1820 Der Engländer Th. B. Crompton meldet Patent zur Trocknung der Papierbahn.
Friedrich Gottlob Keller erfand Anfang Dezember 1843 das Verfahren zur Herstellung von Papier aus Holzschliff, wobei er auf einem Schleifstein Holz in Faserquerrichtung mit Wasser zu Holzschliff verarbeitete, der zur Herstellung von qualitativ gutem Papier geeignet war. Er verfeinerte das Verfahren bis zum Sommer 1846 durch die Konstruktion von drei Holzschleifermaschinen. Am 11. Oktober 1845 ließ er eine Reihe von Exemplaren der „Nummer 41“ des Intelligenz- und Wochenblattes für Frankenberg mit Sachsenburg und Umgebung auf seinem Holzschliffpapier drucken.
Holzschleifer Schema
Die industrielle Auswertung seiner Erfindung blieb Friedrich Gottlob Keller versagt, weil ihm die Geldmittel zur technischen Erprobung fehlten und die Patentierung des Verfahrens vom Sächsischen Ministerium des Inneren verweigert wurden. So übertrug er am 20. Juni 1846 die Rechte zur Nutzung des Verfahrens gegen ein geringes Entgelt an den vermögenden Papierfabrikanten Heinrich Voelter, der das Kellersche Holzschliffverfahren weiterentwickelte, in die Praxis einführte und durch die Entwicklung von Hilfsmaschinen zur großtechnischen Nutzung brachte. Ab 1848 arbeitete Voelter mit dem Heidenheimer Papierfabrikanten Johann Matthäus Voith zusammen mit dem Ziel, Papier zur Massenware zu machen. Voith entwickelte das Verfahren weiter und erfand im Jahr 1859 den Raffineur, eine Maschine, die das splitterreiche Grobmaterial des Holzschliffs verfeinert und dadurch eine deutliche Verbesserung der Papierqualität herbeiführt.
Holzschleifer im Industriemuseum „Alte Dombach“ in Bergisch Gladbach
Seit etwa 1850 wurde der Holzschleifer eingesetzt, mit dem die Papierherstellung aus dem preiswerten Rohstoff Holz im industriellen Maßstab möglich wurde; um 1879 arbeiteten allein in Deutschland rund 340 solcher Holzschleifereien. Die größte Rohstoffnot wurde durch den Einsatz von Holzschliff zwar gemildert, auf Hadern konnte jedoch nicht zur Gänze verzichtet werden.
Die älteste erhaltene Holzschleiferei ist die Kartonfabrik von Verla in Finnland, die 1882 erbaut wurde. Die 1964 stillgelegte Fabrikanlage wurde 1996 in das Verzeichnis des UNESCO-Weltkulturerbes aufgenommen.
Die Holzschliffpapiere erwiesen sich wegen der in der Schliffmasse enthaltenen Restanteile verschiedener saurer Substanzen als problematisch. Diese Säureanteile stammen aus dem chemischen Aufschlussprozess, der für die Behandlung des zerfaserten Holzstoffes ( Lignocellulose) im industriell verbreiteten Sulfitverfahren zwangsläufig benötigt wird. Aus der Schwefligen Säure und ihren Salzen entstehen durch Luftoxidation und Hydrolyse reaktionsrelevante Mengen an Schwefelsäure. Durch die anhaltende Luft- und Luftfeuchteeinwirkung bilden sich weiterhin organische, chemisch sehr aktive Substanzen im Papier. Andere Aufschlussverfahren arbeiten mit Chlorverbindungen und Essigsäure. Diese komplexen Wirkungsmechanismen führen zur Vergilbung sowie zu einer erheblichen Verringerung der Reißfestigkeit, Naßfestigkeit und Biegesteifigkeit im Endprodukt, was sich als „Brüchigkeit“ des Papieres bemerkbar macht. Die verringerte Stabilität im Papier ist eine Folge der durch Säure katalysierten Spaltung des Cellulosemoleküls, die in Form einer fortschreitenden Kettenverkürzung abläuft. Hauptursache für das Vergilben des Holzschliffpapieres sind das Lignin und seine hierbei entstehenden Zersetzungsprodukte ( überwiegend aromatische Verbindungen).[28][29][30]
Häufig wird das Holzschliffpapier fälschlicherweise mit säurehaltigem Papier gleichgesetzt. Das säurehaltige Papier ist eine Folge des Herstellungsprozesses und einiger chemischer Zusätze seiner Leimung. Holzschliffpapier vergilbt besonders stark und verliert schnell seine Elastizität. Billiger Holzschliff und die 1806 erfundene Leimung mit verseiften Harzen wurden massenhaft eingesetzt, so dass insbesondere Papiererzeugnisse ( Bücher, Graphiken, Zeitungen, Landkarten) seit der Erfindung der Holzschlifftechnologie durch Friedrich Gottlob Keller nach 1846 und in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts aufgrund beider Ursachen in besonderer Weise den inneren Schadwirkungen unterliegen. Die Restaurierung ist kompliziert und bei hohen Zerfallsraten der Zellulose nur noch durch Massenentsäuerung und nachträglichen Stabilisierungsverfahren wie beispielsweise durch das Papierspaltverfahren möglich.[31][32]
So hat das Holzschliffpapier nicht nur einen Nutzen für die kostengünstige Herstellung von Papier gebracht, sondern auch einen großen Schaden für die schriftliche Überlieferung des 19. und 20. Jahrhunderts.
1850 Erfindung der Kegelstoffmühle ( Jordan-Mühle).
1854–1857 Die Engländer Watt, Burgess und Houghton stellen mittels Natronverfahren Holzzellstoff her.
1866–1878 Der Amerikaner Benjamin Chew Tilghman und der Deutschen Alexander Mitscherlich entwickeln auf der Grundlage des Ritter-Kellner-Verfahrens den Sulfitzellstoff durch den chemischen Aufschluss von Holz.
um 1870 Stroh als Ausgangsstoff für Papier kann gebleicht werden.
1872 Der Braunschliff von Papier, 1869 von Moritz Behrend ( Varzin, Pommern), erfunden[33], wird vom Papiermacher Oswald Mayh in Zwickau eingeführt. Bereits zur Wiener Weltausstellung 1873 wurde das System erfolgreich präsentiert.[34]
1872 Die preußischen Länder heben das Lumpenausfuhrverbot auf.
1884 Erfindung des Sulfat-Zellstoff-Verfahrens durch C. F. Dahl.
1909 William H. Millspaugh erfindet die Saugwalze.
1919 Die ersten Papiere aus halbsynthetischen Fasern ( regenerierte Cellulose) werden durch F. H. Osborne gefertigt.
1921 Beginn der Chlordioxid-Bleiche.
1945 Kontinuierliche Stoffaufbereitung ( Pulper und Refiner verdrängen Kollergang und Holländer).
1948 Erste Magnesiumbisulfit-Anlage mit Chemikalienrückgewinnung.
1955 Das erste Papier aus vollsynthetischen Fasern ( Polyamid) wird durch J. K. Hubbard hergestellt.
ab 1980 Entwicklung der chlorfreien Bleiche
Seit den 1980er Jahren wird für den Druck hochwertiger Publikationen und Grafiken überwiegend ein „alterungsbeständiges Papier“ oder „säurefreies Papier“ verwendet. Dieses ist durch geeignete chemische Zusätze frei von freien Säuren und freien Chloriden und wird in der DIN EN ISO 9706 genormt.
Industrielle Herstellung
Cellulosefasern in Papier
Unabhängig von der Faserart kann Papier in Handarbeit oder maschinell hergestellt werden. Für die maschinelle Erzeugung hat sich die Papierindustrie ( Wirtschaftszweig „Herstellung von Papier, Karton und Pappe“) etabliert.
Papier besteht hauptsächlich aus Cellulosefasern, die wenige Millimeter bis zu einigen Zentimetern lang sind. Die Cellulose wird zunächst weitgehend freigelegt, also von Hemicellulosen, Harzen und anderen Pflanzenbestandteilen getrennt. Der so gewonnene Zellstoff wird mit viel Wasser versetzt und zerfasert. Diesen dünnen Brei nennt der Papiermacher „Stoff“ oder „Zeug“. Wenn dieser in einer dünnen Schicht auf ein feines Sieb gegeben wird, hat er einen Wassergehalt von über 99 % ( Papiermaschinenauflauf) beziehungsweise etwa 97 % bei der Handschöpferei. Ein Großteil des Wassers tropft ab. Das Sieb muss bewegt werden, sodass sich die Fasern möglichst dicht über- und aneinander legen und ein Vlies, das Papierblatt, bilden. Wenn das Papier getrocknet ist, kann die Oberfläche mit Hilfe von Stärke, modifizierter Cellulose ( beispielsweise Carboxymethylcellulose) oder Polyvinylalkohol geschlossen werden. Dieser Vorgang wird als Leimung bezeichnet, obwohl der Begriff Imprägnierung der richtige wäre. Leimung erfolgt mit Harzseifen oder Alkylketendimeren innerhalb des Stoffes ( Masseleimung in der Papiermaschine oder Bütte).
Wird auf dem Handschöpf- oder Rundsieb ein Muster aus Draht angebracht, lagern sich an dieser Stelle weniger Fasern ab und das Muster ist beim fertigen Papier zumindest im Gegenlicht als Wasserzeichen zu erkennen. Wasserzeichen werden fast ausschließlich nur noch auf der Papiermaschine als Egoutteurwasserzeichen gefertigt.
Rohstoffe
Die für das Papier notwendigen Ausgangsstoffe lassen sich in vier Gruppen einteilen.
Faserstoffe : wie Holzschliff, Halbzellstoffe, Zellstoffe, Altpapier, andere Fasern
Leimung und Imprägnierung : wie tierische Leime, Harze, Paraffine, Wachse
Füllstoffe : dazu gehören Kaolin, Talkum, Gips, Bariumsulfat, Kreide, Titanweiß
Hilfsstoffe sind Farbstoffe, Entschäumer, Dispergiermittel, Retentionsmittel, Flockungsmittel, Netzmittel
Die Faserstoffe unterteilen sich wiederum in zwei Gruppen.
Primärfaserstoffe, also erstmals in der Produktion eingesetzte Rohstoffe und
Sekundärfaserstoffe ( Altpapier), nach dem Gebrauch noch einmal dem Produktionsprozess zugeführte Recyclingstoffe.
Die Cellulose ist die eigentliche, qualitativ hochwertige Fasergrundlage eines jeden Papieres. Cellulose ist ein Polysaccharid der Kohlenhydrate mit der angenäherten chemischen Formel ( C6H10O5)n, aus dem fast alle Zellwände von Pflanzen und Hölzern bestehen.
Cellulose kann aus Holz, Einjahrespflanzen ( beispielsweise Stroh), Hadern, Kunststoff-Fasern und Altpapier ( zunehmend zur Hälfte der eingesetzten Stoffe) gewonnen werden. Cellulose besteht aus sehr vielen, kettenförmig miteinander verknüpften Glukoseresten. Die einzelnen Cellulosemoleküle sind also kettenförmige Makromoleküle, deren kleinste Glieder Glukoseeinheiten sind. Das Glukosemolekül ( C6H12O6), das Monomer der Cellulose, bildet mit einem weiteren Glukosemolekül durch Lösung eines Wassermoleküls eine Cellobiose. Das Aneinanderreihen solcher Cellobiosen zu einer Kette bildet ein Cellulosemolekül ( es entsteht ein Polymer).
Die Kettenmoleküle bilden miteinander Mizellen, das sind Molekülbündel, aus denen sich die Fibrillen aufbauen. Erst eine größere Anzahl Fibrillen bildet die sichtbare Cellulosefaser. Die Molekülbündel bestehen aus kristallinen Bereichen ( regelmäßige Molekül-Führung) und amorphen Bereichen ( unregelmäßige Molekülführung). Die kristallinen Bereiche sind für die Festigkeit und Steifheit, die amorphen Bereiche für die Flexibilität und Elastizität des Papiers verantwortlich. Die Länge der Kette, also die Anzahl der Monomere, variiert je nach Papierrohstoff und ist für die Qualität und Alterungsbeständigkeit von großer Bedeutung.
Das nicht aufbereitete Fasermaterial zur Papierherstellung nennt der Papiermacher Halbstoff.
Zu nahezu 95 % wird Papier aus Holz ( in Form von Holzstoff, Halbzellstoff, Zellstoff oder Altpapier) hergestellt. Faserbildung und Härte des Holzes spielen bei der Auswahl als Papierrohstoff eine Rolle, nicht jedes Holz ist für jede Papierart gleich gut geeignet. Häufig werden Nadelhölzer wie Fichte, Tanne, Kiefer und Lärche verwendet. Aufgrund der längeren Fasern gegenüber Laubhölzern verfilzen diese Fasern leichter und es ergibt sich eine höhere Festigkeit des Papiers. Aber auch Laubhölzer wie Buche, Pappel, Birke und Eukalyptus werden gemischt mit Nadelholz-Zellstoff eingesetzt. Die Verwendung sehr kurzfaseriger Harthölzer ist auf hoch ausgerüstete Spezialpapiere beschränkt.
Die Verfügbarkeit und die regionalen Gegebenheiten bestimmen hauptsächlich, welche Holzart als Primärrohstoff eingesetzt wird, wobei seit den 1960er Jahren große Mengen an Holz für die Papierherstellung mit sogenannten Holzspänetransportern weltweit über See verschifft werden. Allerdings muss auch beachtet werden, dass die Eigenschaften des gewinnbaren Zellstoffes mit der gewünschten Papierbeschaffenheit korrelieren. Schnellwüchsige Hölzer wie Pappeln kommen dem großen Bedarf entgegen, eignen sich jedoch nur für voluminöse, weiche und weniger reißfeste Papiere. Zellstoffe aus Laubhölzern haben kürzere und dünnere Fasern als jene aus Nadelhölzern. Entsprechend den späteren Anforderungen an das Papier werden unterschiedliche Mischungen von diesen Kurzfaser- und Langfaserzellstoffen beziehungsweise Hart- und Weichfaserstoffen eingesetzt. Die Steuerung der Eigenschaften kann geringfügig über den Aufschlussprozess und die spätere Mahlung variiert werden. So kann ein Fichtenzellstoff sowohl mit Natronlauge hart erkocht werden als auch langfaserig und weicher im Sulfatverfahren. Zellstoffe aus Einjahrespflanzen zeigen größtenteils Eigenschaften wie die typischen Nadelholzzellstoffe und werden deshalb auch als Surrogate für diese eingesetzt ( etwa Espartogras statt Fichte). Alle cellulosehaltigen Stoffe sind grundsätzlich zur Papierherstellung geeignet. Zunehmend ist die Bedeutung von Altpapier als Rohstoff. Papierabfälle werden bis zu 100 % für weniger wertvolle Papiersorten eingesetzt. Bei Feinpapieren gewinnt moderner Deinkingstoff immer höhere Einsatzanteile. LWC-Papiere enthalten teilweise bis zu 70 % Altpapier-Stoff ohne nennenswerte Einbuße in der Gebrauchsfähigkeit. Der früher wichtigste Rohstoff, die Hadern ( Lumpen), findet nur noch in geringen Mengen Verwendung.
Einen Anteil von 61 % hat der Sekundärrohstoff Altpapier in den 2010er Jahren an den in Deutschland eingesetzten Rohstoffen für Papier, Pappe und Kartonagen erreicht. Da Altpapier bereits einmal zu Papier verarbeitet wurde, enthält es jedoch viele Zusatzstoffe und wurde bereits gemahlen. Die Fasern werden durch die erneute Verarbeitung zu Papier weiter geschädigt, der Anteil der Zusatzstoffe im Verhältnis zu den Faserstoffen nimmt zu. In der Praxis werden Papierfasern im Schnitt nur fünf bis sechsmal rezykliert.
In Europa und Amerika werden vereinzelt Weizen und Roggen zur Strohfasergewinnung genutzt. Grassorten aus Nordafrika wie Alfa- und Espartogras können verwendet werden. In Japan wird noch immer Reisstroh verwendet, in Indien ist es schnell wachsender Bambus. Mengenmäßig spielen diese Faserstoffe weltweit im Vergleich zu Zellstoff aus Holz keine große Rolle. Für besondere, dauerhafte und stark beanspruchte Papiere für Banknoten und Wertpapiere werden in geringem Umfang noch Hadern verwendet.
Aufbereitung von Halbstoff
Mechanische Aufbereitung
Weißer Holzschliff
Weißschliff entsteht aus geschliffenen Holzstämmen. Dazu werden geschälte Holzabschnitte mit viel Wasser in Pressenschleifern oder Stetigschleifern zerrieben. ( vergleiche auch Holzschleifer) Im gleichen Betrieb wird die stark verdünnte Fasermasse zu Papier verarbeitet oder zum Versand in Pappenform gebracht. Dies geschieht mit Entwässerungsmaschinen.
Brauner Holzschliff
Braunschliff entsteht, wenn Stammabschnitte erst in großen Kesseln gedämpft und dann geschliffen werden.
Thermomechanischer Holzstoff
Thermomechanischer Holzstoff ( TMP) entsteht aus gehäckselten Holzabfällen und Hackschnitzeln aus Sägereien. Diese werden im TMP-Verfahren ( Thermo-mechanical-Pulp-Verfahren) bei 130 °C gedämpft. Die Lignin-Verbindungen zwischen den Fasern lockern sich dadurch. Anschließend werden die Holzstücke in Refinern ( Druckmahlmaschinen mit geriffelten Mahlscheiben) und Zusatz von Wasser gemahlen. Thermomechanischer Holzstoff hat im Vergleich zum Holzschliff eine gröbere Faserstruktur. Werden außerdem Chemikalien zugesetzt, handelt es sich um das chemo-thermomechanische Verfahren ( CTMP). Durch rein mechanische Verfahren gewonnener Holzstoff ( RMP) besteht nicht aus den eigentlichen Fasern, sondern aus zerriebenen und abgeschliffenen Faserverbindungen, diese werden verholzte Fasern genannt. Um die elementaren Fasern zu gewinnen ist eine chemische Aufbereitung des Holzes notwendig.
Chemische Aufbereitung
Früher für die Zellstoffherstellung verwendeter Säureturm in Crossen ( Zwickau)
Holzschnitzel werden in einem Kochprozess chemisch behandelt. Die Fasern werden durch zwölf- bis fünfzehnstündiges Kochen von den Inkrusten, den unerwünschten Holzbestandteilen, Begleitstoffen von Cellulose getrennt. Chemisch betrachtet besteht Holz aus :
40 % bis 50 % Cellulose
10 % bis 15 % Hemicellulose
20 % bis 30 % Lignin
6 % bis 12 % sonstigen organischen Stoffen
0,3 % bis 0,8 % anorganischen Stoffen
Es gibt Natron-, Sulfit- und Sulfatverfahren, die nach den eingesetzten Kochchemikalien unterschieden werden. Das „Organocell-Verfahren“ ist eine neue Entwicklung. Vor allem enthaltenes Restlignin färbt den Zellstoff nach dem Kochen gelblich bis braun, er muss also gereinigt und gebleicht werden. Restlignin und andere unerwünschte Stoffe werden beim Bleichen herausgelöst, chemische Aufhellung beseitigt Verfärbungen. Der gebleichte Zellstoff wird entwässert. Er wird nun entweder direkt zu Papier verarbeitet oder zu Rollen aufgewickelt. Die Ausbeute ist bei der Zellstoffherstellung geringer als bei der Holzstoffherstellung. Zellstofffasern aber haben den Vorteil, dass sie länger, fester und geschmeidiger sind. Aus Nadelholz gewonnene Zellstofffasern sind ca. 2,5 mm bis 4 mm lang, aus Laubholz gewonnene sind etwa 1 mm lang. Der größte Teil, ca. 85 % des benötigten Zellstoffs, vor allem Sulfatzellstoff, wird aus den skandinavischen Ländern, USA und Kanada importiert. Sulfatzellstoff ist im Vergleich zu Sulfitzellstoff langfaseriger und reißfester, somit wird er hauptsächlich für die Herstellung hochweißer Schreib- und Druckpapiere verwendet. Sulfitzellstoff findet überwiegend Verwendung bei der Herstellung weicher Hygienepapiere.
Welt-Zellstoffproduktion nach Bleichmethode : Chlor ( grün), Elementar-Chlor-Frei ( blau), d. h. mit Chlordioxid/Chlorit oder Total-Chlor-Frei ( grau)
Der Faserstoff muss gebleicht werden, damit daraus weißes Papier entstehen kann. Traditionell wurde der Zellstoff mit Chlor gebleicht. Das führt jedoch zu einer hohen Belastung der Abwässer mit organischen Chlorverbindungen ( AOX). Modernere Verfahren ersetzten Chlor durch Chlordioxid für ECF-Zellstoffe ( „elemental chlorine free“ bzw. „Elementar-Chlor-Frei“). Aufgrund der höheren Oxidationswirkung und der besseren Selektivität von Chlordioxid sinkt die AOX Belastung um 60 %–80 %. Wird vollständig auf Chlorverbindungen verzichtet und Sauerstoff, Ozon, Peroxoessigsäure und Wasserstoffperoxid verwendet, wird der Zellstoff mit TCF ( totally chlorine free) bezeichnet. Papier aus ECF-Zellstoffen wird als chlorarm bezeichnet, ( es sind noch Chlorverbindungen vorhanden). Chlorarme Druckpapiere sind in hochweißer Qualität schon ab einer flächenbezogenen Masse von 51 g/m2 herstellbar, chlorfreie erst ab 80 g/m2.
TCF-Zellstoff hat eine geringere Faserfestigkeit als chlorgebleichter oder ECF. Vorwiegend aus Holzstoff hergestelltes Papier heißt holzhaltig, im Handel mittelfein. Da Lignin, Harze, Fette und Gerbstoffe im Faserbrei verbleiben, sind sie von geringerer Qualität als holzfreie Papiere.
Organocell-Verfahren
Das einst im niederbayerischen Kelheim großtechnisch und weltführend umgesetzte Organocell-Verfahren dient der schwefelfreien und damit umweltfreundlicheren Zellstoffproduktion. In mehreren Kochstufen werden die Holzschnitzel in einem Ethanol-Wasser-Gemisch unter Zusatz von Natronlauge bei Temperaturen von bis zu 190 °C unter Druck aufgeschlossen. Dabei lösen sich Lignin und Hemicellulose. Es folgen verschiedene Waschstufen, in denen der Zellstoff von der Kochflüssigkeit befreit wird sowie Bleichen und Entwässern.
Der Zellstoff wird in drei Stufen gebleicht :
im alkalischen Milieu mit Sauerstoff unter Verwendung von Wasserstoffperoxid
mit Wasserstoffperoxid oder Chlordioxid
mit Wasserstoffperoxid
Ethanol und Natronlauge, die Kochchemikalien, werden in einem Recyclingverfahren, welches parallel zur Zellstoffproduktion abläuft, zurückgewonnen. Es werden schwefelfreies Lignin und schwefelfreie Hemicellulose gewonnen, die von der chemischen Industrie verwendet werden können.
Strohzellstoff
Durch Zerkleinern und Kochen in Natronlauge wird aus Stroh der Halbstoff Strohzellstoff oder, bei anderer Aufbereitung, gelber Strohstoff.
Kugelkocher und Pulper
Schema eines Kugelkochers
Kugelkocher im Industriemuseum „Alte Dombach“ in Bergisch Gladbach
Im Kugelkocher werden Hadern gekocht. Dazu werden sie zunächst sortiert, im Haderndrescher gereinigt. Mit Kalklauge und Soda werden die Hadern unter Dampfdruck von 3 bar bis 5 bar im Kugelkocher gekocht. Dabei werden Farbstoffe zerstört, Fett verseift und Schmutz gelöst. Während des mehrstündigen Kochens lockert sich das Gewebe der Hadern und sie lassen sich anschließend leicht zu Halbstoff zerfasern.
Der Pulper ( Stoffauflöser) ist eine Bütte mit rotierendem Propeller. In ihm wird nach Güteklassen sortiertes, zu Ballen gepresstes Altpapier mit viel Wasser zerkleinert und mechanisch aufgelöst. So werden die Fasern des Altpapiers geschont. Ein Arbeitsgang, der früher häufig mit dem Kollergang durchgeführt wurde. Der pumpfähige Faserbrei ist noch verunreinigt. Er gelangt im Pulper in einen Zylinder und wird von einem Rotor zerfasert. Dann wird der grob gelöste Stoff durch ein Sieb gedrückt. Infolge der Zentrifugalkraft werden grobe Verunreinigungen ausgeschieden. An der Zylinderachse sammelt sich der leichte Schmutz. Weitere Fremdstoffe wie Wachse und Druckfarben werden in Spezialanlagen herausgelöst.
Entfärbung von Altpapier
Beim Deinking werden die Druckfarben mit Hilfe von Chemikalien ( Seifen und Natriumsilicat) von den Fasern des Altpapiers gelöst. Durch Einblasen von Luft bildet sich an der Oberfläche des Faserbreis Schaum, in welchem sich die Farbbestandteile sammeln und abgeschöpft werden können. Dieses Trennverfahren heißt Flotation.
Aufbereitung zum Ganzstoff
Der Halbstoff wird durch Faserstoffmahlung und Mischung zum Ganzstoff verarbeitet. Die Halbstoffe werden in Refinern ( Kegelstoffmühle) weiter zerfasert. Als dicker Brei fließt das Halbfertigprodukt im Refiner zwischen einer Messerwalze und seitlich befestigten Grundmessern hindurch. Die Fasern werden dabei zerschnitten ( rösche Mahlung) oder zerquetscht ( schmierige Mahlung), je nach Einstellung der Messer. Die Enden der gequetschten Fasern sind fibrilliert ( ausgefranst), was bei der Blattbildung zu einer besseren Verbindung der Fasern führt.
Weiche, voluminöse, saugfähige und samtige Papiersorten entstehen aus rösch gemahlenen Fasern, etwa Löschpapier.
Schmierig gemahlene Fasern führen zu festen harten Papieren mit geringer Saugfähigkeit und wolkiger oder gleichmäßiger Transparenz wie für transparentes Zeichenpapier, aber auch Urkunden-, Banknoten- und Schreibmaschinenpapier.
Außerdem können die Fasern bei der Mahlung lang oder kurz gehalten werden, wobei die langen Fasern stärker verfilzen als die kurzen. Es ergeben sich daraus vier verschiedene Möglichkeiten der Mahlung. Faserlänge und Mahlart bestimmen Faser- und Papierqualität. Übliche Kombinationen sind rösch und lang oder schmierig und kurz.
Die Messer des Refiners liegen bei der Kurzfasermahlung sehr eng aneinander, sodass fast kein Zwischenraum vorhanden ist. Das Mischen der verschiedenen Halbstoffe sowie die Zugabe von Füll-, Leim- und Farbstoffen gehören zur Herstellung des Ganzstoffes.
Schematische Darstellung einer Langsiebpapiermaschine
Auf der Papiermaschine wird die Papierbahn gebildet. Folgende Maschinenstationen sind hintereinander geschaltet :
Stoffauflauf
Siebpartie
Nasspressenpartie
Trockenpartie
Aufrollung
Blattbildung
Die Blattbildung findet bei der industriellen Papierproduktion auf der Papiermaschine statt. Der gereinigte und entlüftete Papierbrei, welcher zu ca. 99 % aus Wasser besteht, wird im Stoffauflauf zu einem dünnen, möglichst gleichförmigen Strahl geformt. Dieser trifft bei Langsiebpapiermaschinen auf ein rotierendes, endloses Sieb ( siehe dazu auch Metalltuch). Innerhalb weniger Sekunden läuft ein sehr großer Teil des Wassers ab und die Papierstruktur entsteht. Hierbei tragen unter dem Sieb angebrachte Sauger sowie Pulsationen erzeugende Foils zur Entwässerung des Faserstoffs bei. Oftmals wird auch versucht, die Temperatur der Suspension zu erhöhen ( beispielsweise über Dampfblaskästen), was über eine niedrigere Viskosität ebenfalls die Entwässerung fördert. Soll das Papier ein Wasserzeichen enthalten, ist dieses in das Sieb eingearbeitet oder wird von oben mittels einer sogenannten Egoutteurwalze aufgebracht.
Auf Langsiebpapiermaschinen gefertigtes Papier hat wegen der einseitigen Entwässerung i. d. R. eine ausgeprägte Zweiseitigkeit. Diese drückt sich neben den unterschiedlichen Oberflächen ( die Siebseite und die glatte Filz- oder Schönseite) meist auch in einer sehr ungleichmäßigen Verteilung der Füllstoffe innerhalb des Papieres aus. Dies hat neben unterschiedlicher Bedruckbarkeit oftmals auch eine Rollneigung ( Curl) zur Folge. Abhilfe verschafft hier teilweise die Entwässerung über ein zweites Sieb nach oben ( sogenannte Hybrid-Former), die zudem die Gesamtentwässerungsleistung erhöht.
Langsiebpapiermaschinen geraten jedoch spätestens ab Geschwindigkeiten von ca. 1200 m/min an physikalische Grenzen, da die erzeugten Luftverwirbelungen über dem Langsieb die Formation zerstören. Moderne Papiermaschinen, insbesondere für graphische Papiere und Tissue, produzieren jedoch mit Geschwindigkeiten von bis zu 2000 m/min bei Arbeitsbreiten von mehr als zehn Metern. Daher sind für diese Maschinen andere Stoffauflaufkonzepte entwickelt worden, sogenannte Gap-Former : Hierbei wird der Papierbrei direkt in einen Spalt zwischen zwei rotierende Siebe gespritzt. Neben der höheren Laufgeschwindigkeit bieten Gap-Former auch eine deutlich gleichmäßigere Entwässerung und damit verminderte Zweiseitigkeit. Bei Papieren aus maschineller Produktion verlaufen fast alle Fasern parallel zur Siebrichtung.
Siehe auch : Laufrichtung
Am Ende des Siebes wird die weiche Papierbahn auf einen Filz übergeben und gelangt in die Pressenpartie. Traditionelle Pressenpartien bestehen aus drei bis vier aufeinanderfolgenden Pressen, in denen die Papierbahn mittels gegeneinandergepresster Walzen zwischen Filzen entwässert wird. Seit Anfang der 1990er Jahre hat sich jedoch zunehmend das Konzept der Schuhpresse durchgesetzt, bei der eine Walze den Filz und das Papier in einen polymerbespannten 'Schuh' presst. Dies hat eine deutlich größere Niplänge zur Folge, womit sich eine schonendere und gleichzeitig stärkere Entwässerung erzielen lässt.
In der Trockenpartie findet schließlich die endgültige Entwässerung statt. Hier läuft die Papierbahn durch eine Anzahl dampfbeheizter Trockenzylinder und wird anschließend geglättet und aufgerollt. In einigen Fällen ( hochglatte und scharf satinierte Papiere) wird vor dem endgültigen Aufrollen noch ein weiterer Glättungsschritt im Kalander vollzogen.
Der Papierbrei enthält außerdem :
Füllstoffe
Neben den Faserstoffen werden bis zu 30 % Füllstoffe dem Ganzstoff hinzugefügt. Diese können sein :
Kaolin ( engl. China Clay) ( Porzellanerde) In der Vergangenheit war Kaolin das bei der Papierherstellung am meisten verwendete Pigment. Kaolin bleibt über ein weites pH-Spektrum chemisch inert und kann deshalb nicht nur in sauren, sondern auch in alkalischen Produktionsverfahren verwendet werden. Etwa seit 1990 ist der Anteil des Kaolins bei der Papierherstellung jedoch deutlich zurückgegangen, da es sowohl als Füllstoff als auch als Streichpigment nach und nach durch Calciumcarbonat ersetzt wurde. Kaolin ist das bevorzugte Material bei der sauren Papierherstellung. Bei der sauren Papierherstellung ist der Einsatz von Calciumcarbonat nicht sehr verbreitet, da dieses aufgrund chemischer Reaktionen mit der Säure zerstört wird und deshalb die ihm zugedachte Funktion nicht mehr erfüllt. Im letzten Jahrzehnt war in der Papierindustrie ein Trend von der Verwendung von Kaolin hin zu Calciumcarbonat zu beobachten. Dieser Trend ist durch mehrere Faktoren verursacht worden : Zum einen durch die steigende Nachfrage nach weißerem Papier und durch die Weiterentwicklung von gefälltem Calciumcarbonat ( PCC), die seinen Einsatz in Streichanwendungen für Papier und in mechanischen Druckverfahren erst ermöglichte, zum anderen durch die zunehmende Verwendung von Recyclingpapier, die stärkere und weißere Pigmente, die Carbonate, erforderlich macht.[35]
Talkum Talkum verringert die Porosität von Papier und wird daher zur Verbesserung der Bedruckbarkeit ungestrichener Papiere eingesetzt. Seine Eigenschaften unterscheiden sich jedoch erheblich von denen des Calciumcarbonats. Durch die Verwendung von hochpreisigem Talkum zur Beeinflussung der Holzfaserkörnung werden die Laufeigenschaften des Papiers verbessert. Der Glanz und die erreichte Lichtstreuung liegen jedoch unter denen von Calciumcarbonat.[35]
Titanweiß ( Titandioxid) Mit Titandioxid können eine hohe Opazität, eine gute Lichtstreuung und ausgezeichneter Glanz erzielt werden, aber dieses Material ist um ein Vielfaches teurer als Calciumcarbonat und wird daher nicht in standardmäßigen Füll- oder Streichanwendungen eingesetzt. Es wird für die Herstellung von hochwertigem Papier mit kleinen Auftragsmengen, wie beispielsweise für Bibeln, verwendet.[35]
Stärke
Bariumsulfat Blanc fix
Calciumcarbonat
a) Gemahlenes Calciumcarbonat ( GCC) : Die chemische Formel CaCO3 bezeichnet einen Rohstoff, von dem es überall auf der Welt natürliche Vorkommen gibt. Trotz der Vielzahl der Lagerstätten sind nur einige von so hoher Qualität, dass der Rohstoff außer im Bausektor und im Straßenbau auch in der Industrie und in der Landwirtschaft verwendet werden kann. Die wichtigsten für die Herstellung von GCC verwendeten CaCO3-haltigen Materialien sind Sedimentgesteine ( Kalkstein oder Kreide) und das metamorphe Gestein Marmor, die sowohl im Tagebau als auch unter Tage abgebaut werden. Anschließend werden in einem Siebeverfahren Schlamm und Verunreinigungen wie farbige Silikate, Graphit und Pyrit entfernt. Nach der Siebung wird der Rohstoff weiter zerkleinert und gemahlen, bis die für die betreffende Anwendung erforderliche Körnung erreicht ist. Marmorsplitt aus hochwertigen Lagerstätten kann auch ohne weitere Bearbeitung direkt an die GCC-Werke geliefert werden. GCC wird aus verschiedenen Quellen ( Kalkstein, Kreide, Marmor) gewonnen und hat ein großes Helligkeitspektrum. Wenn ein hoher Helligkeitsgrad erforderlich ist, bevorzugt die Papierindustrie in der Regel Marmor. Auch Kalkstein und Kreide können verwendet werden, haben jedoch einen niedrigeren Helligkeitsgrad. Als Füllstoff enthält GCC zu 40–75 % Körner mit einer Größe von weniger als 2 µm. Mit der Umstellung von der sauren auf die alkalische/neutrale Papierherstellung hat GCC das Kaolin als führendes Füllstoffpigment abgelöst. GCC ist zwar ein wichtiger Papierfüllstoff, in Europa wird er jedoch in erster Linie als Papierstreichpigment verwendet.
b) Gefälltes Calciumcarbonat ( PCC) : PCC ist ein synthetisches Industriemineral, das aus gebranntem Kalk oder dessen Rohstoff, Kalkstein, hergestellt wird. In der Papierindustrie, die der größte Abnehmer von PCC ist, dient das Material als Füllstoff und als Streichpigment. Im Gegensatz zu anderen Industriematerialien ist PCC ein synthetisches Produkt, das geformt und modifiziert werden kann, um dem herzustellenden Papier unterschiedliche Eigenschaften zu verleihen. Die physikalische Form des PCC kann sich im Reaktor erheblich verändern. Variable Faktoren sind unter anderem die Reaktionstemperatur, die Geschwindigkeit, mit der Kohlenstoffdioxidgas zugesetzt wird, und die Bewegungsgeschwindigkeit. Diese Variablen beeinflussen die Körnung und die Kornform des PCC, seine Oberflächengröße und Oberflächenchemie sowie die Korngrößenverteilung. Zwar ergeben sich daraus, dass mithilfe des PCC die Eigenschaften des Papiers gesteuert werden können ( größere Helligkeit, Lichtundurchlässigkeit und Dicke als bei GCC), viele Vorteile, PCC kann jedoch nicht unbegrenzt als Füllstoff verwendet werden, da er die Faserfestigkeit reduziert. PCC wird auch als Papierstreichpigment verwendet, jedoch sind die verwendeten Mengen im Vergleich zu den Mengen des als Papierfüllstoff verwendeten PCC gering.[35]
Weitere Füllstoffe : In verschiedenen Anwendungen mit geringen Auftragsmengen kommen zahlreiche andere Minerale zum Einsatz. Dazu gehören Gips, Bentonit, Aluminiumhydroxid und Silicate. Diese Minerale werden jedoch nur in sehr geringem Umfang eingesetzt und erreichen lediglich einen Anteil von 3 % an den in der Papierindustrie eingesetzten Pigmenten.[35]
Durch das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Fasern machen die Füllstoffe das Papier weicher und geschmeidiger und geben ihm eine glatte Oberfläche. Der Massenanteil der Füllstoffe drückt sich in der „Aschezahl“ aus. Bei Spezialpapieren, die, wie im Fall des „Theaterprogrammpapieres“, raschelfrei sein sollen, wird ein hoher Aschegehalt mit langen Fasern kombiniert. Auch Zigarettenpapier wird stark gefüllt, damit es glimmt und nicht abbrennt.
Die Zusammensetzung und Kristallstruktur der Füllstoffe bestimmen Transparenz und Opazität eines Papiers sowie die Farbannahme beim Druck mit wegschlagenden Farben. Für die Tintenfestigkeit hingegen ist Leim notwendig. Füllstoffe können teilweise auch die Eigenschaften der Farbstoffe mit übernehmen. Viele Pigmentfarbstoffe sind gleichzeitig auch ein effektiver Füllstoff.
Farbstoffe
Auch weiße Papiere enthalten manchmal Farbstoffe, die in unterschiedlichen Mengen zugesetzt werden, denn auch optische Aufheller zählen zu den Farbstoffen. Es werden für Buntfarben vor allem synthetische Farbstoffe verwendet. Wichtig beim Papierfärben ist die Abstimmung des Farbsystems auf die Fasereigenschaften und das verwendete Leimungssystem. Grundsätzlich werden saure ( substantielle, selbstaufziehende) Farbstoffe und alkalische oder saure Entwicklungs- also Verlackungsfarbstoffe eingesetzt. Erstere sind einfach in der Anwendung reagieren aber empfindlich auf pH-Wert-Schwankungen mit mangelhafter Fixierung. Letztere neigen, der nötigen Fällungsreaktion wegen, zur Verlackung jenseits der Faser, sodass ein Großteil der Flotte unwirksamen Farbverlust aufweist. Farbstoffe reagieren vorzugsweise auf Cellulose oder Holzbestandteile, selten auf beides. Die Auswahl des richtigen Systems passend zum zu färbenden Zellstoff ist wichtig. Eine Sondergruppe stellen die natürlichen oder Pigmentfarbstoffe ( Körperfarben) dar. Beide sind nur begrenzt wirksam, da sie meist durch Einlagerung im Lumen und durch Kapillarretention im Blatt gehalten werden. Intensivtönungen sind nur mit Küpenfärbung ( Indigo) oder Rotpigmenten ( Rotlack, Cochenille) möglich.
Leimungsstoffe
Leim macht das Papier beschreibbar, weil es weniger saugfähig und weniger hygroskopisch wird. Leimung ist in der Papiermacherei die Hydrophobierung der Fasern. Die Leimstoffe sind chemisch modifizierte ( verseifte) Baumharze in Kombination mit sauren Salzen, wie Kalialaun oder Aluminiumsulfat. Auch Polymere auf Basis von Acrylaten oder Polyurethanen werden eingesetzt.
Zunehmend werden neben verschiedenen Harzen ASA ( Alkenyl Succinic Acid = alkyliertes Bernsteinsäureanhydrid) und alkylierte Ketendimere ( AKD, Ketenleimung) zur Leimung von Papier eingesetzt. Die früher häufig verwendete, saure Leimung mit Harzsäuren und Alaun ist der Hauptgrund dafür, dass so geleimte Papiere bei der Archivierung zerstört werden. Das statt des Alauns benutzte Aluminiumsulfat kann durch überschüssige Restionen Schwefelsäure bilden, die wiederum die Cellulose zerstört. So wird die Leimung meist im neutralen oder schwach alkalischen pH-Bereich durchgeführt. Einige Papierfarbstoffe verlangen aber eine saure Leimung, wobei die Einstufung sauer oder alkalisch sich lediglich auf den prozessbedingten pH-Wert der Bütte bezieht, nicht auf das fertige Endprodukt. Die Wahl der Papierleimung wird ebenfalls durch nachfolgende Arbeitsschritte beeinflusst. Nach dem Bedrucken kann Bindemittel der Druckfarbe in das Papier wegschlagen, den Leimgrad senken und die Beschreibbarkeit des bedruckten Papiers deutlich verringern.
Prinzipiell wird bei der Leimung zwischen Masseleimung und der Oberflächenleimung unterschieden. Bei der Masseleimung wird das Leimungsmittel der Flotte zugegeben, bei der Oberflächenleimung wird das schon fertige Papier beschichtet. Verseifte Harze, Alkylketendimere und ASA sind typische Masseleimungsmittel, polymere Leimungsmittel wie Gelatine oder Stärkederivate sind eher als Oberflächenleimungsmittel im Gebrauch. Über den möglichen Einsatz als effektives Masseleimungsmittel entscheiden vor allem die Eigenretention und der technisch mögliche Einsatz von Retentionschemikalien.
Nassfestmittel
Unbehandeltes Papier wird mechanisch unbeständig, wenn es feucht oder nass wird. Durch die Aufspaltung der Wasserstoffbrücken unter Wasserzutritt verliert das Faservlies seinen inneren Zusammenhalt. Papier wird deshalb auch als hydroplastisch bezeichnet. Um auch im nassen Zustand eine – wenn auch beschränkte – mechanische Festigkeit zu erhalten, werden dem Papier bei der Herstellung Nassfestmittel ( etwa Luresin) zugesetzt. Reißfestes Küchenkrepp dürfte das bekannteste Papier dieser Klasse sein, aber auch Kartons, Landkartenpapiere oder Sicherheitspapier für Geldnoten enthalten große Mengen Nassfestmittel. Nassfestmittel sind im Verarbeitungszustand wasserlösliche Polymere, die vorrangig aus Polyaminen und Epichlorhydrinderivaten hergestellt werden und mit den Papierfasern reagieren. Dabei bilden sich wasserunlösliche Quervernetzungen zwischen den Fasern, die den Papierfilz stabilisieren. Die hydrophobe Verkettung verhindert jedoch ein erfolgreiches Recycling, so dass der zunehmende Einsatz von Nassfestmitteln im Hygienepapierbereich weitreichende Konsequenzen für die Altpapierverwertung hat. Der Anfall von unlösbaren Stippen im normalen Löseprozess ist beständig steigend. Werden Nassfestmittel ( ähnlich wie Bitumenklebstoffe) chemisch aufgebrochen, so degradiert die Faser untypisch schnell. Die Altpapierqualität nimmt somit schneller ab als bei normalen Recyclingprozessen. Nassfestmittel dürfen nicht mit Leimungschemikalien ( beispielsweise AKD) verwechselt werden, da der chemo-physikalische Wirkprozess verschieden ist. So ist etwa ein nassfestes, ungeleimtes Papier nach wie vor hoch kapillar, wohingegen ein überleimtes Papier sich trotzdem nach langem Wasserzutritt zerfasern lässt.
Gestrichenes Papier
→ Hauptartikel : Gestrichenes Papier
Gestrichenes Papier ( auch Kunst- oder Bilderdruckpapier) ist ein Papier, bei dem die Oberfläche mit einer aus Pigmenten, Bindemittel und Additiven bestehenden Streichfarbe ( „Strich“) veredelt ist. Das Papier bekommt eine geschlossene, glatte und stabile Oberfläche, wodurch eine bessere Qualität beim Druck erreicht wird.
Normmaße für Papier
Zählmaße nach DIN 6730 Bogen 1 Stück ( ein „Blatt“) = 8 Blatt im gebundenen Buch = 16 Seiten
Buch bei Schreibpapier 24 Bogen
Buch bei Druckpapier 25 Bogen ( A4 Papier mit 80 g/m2 DIN 6730)
Ries, Rieß 20 Buch ( „ein Paket“)
Ballen 10 Ries
Formate nach EN ISO 216, DIN 476 :
Die bekanntesten international genormten Papierformate sind diejenigen der A-Reihe nach DIN 476 Papierformat, die seit 2002 teilweise durch EN ISO 216 ersetzt ist. In einigen Ländern wie den Vereinigten Staaten und Kanada werden andere Formate verwendet.
Papierverarbeitung
Zur Verarbeitung von Papier, insbesondere dem Zuschneiden auf bestimmte Formate, steht eine Reihe an Werkzeugen zu Verfügung. Von alters her Schere und Papier-Messer, in neuerer Zeit Papierschneidemaschinen :
Rollenschneider, überwiegend für den heimischen Gebrauch zur Zurichtung von einem oder wenigen Bögen an Papier ( oder Photographien); meist bestehend aus einem Schnittbrett mit Linealfunktionen und einer Schnittleiste.
Hebelschneider in verschiedenen Ausführungsgrößen vom Hausgebrauch bis zum kleingewerblichen Gebrauch etwa in Graphikstudios oder kleinen Copyshops, die mehrere Bögen gleichzeitig schneiden und auf einem eigenen Gestell montiert sein können, die über Sicherheitsmaßnahmen ( Schutzhauben), Feinjustierungs- und/oder Feststellmechanismen verfügen können.
Stapelschneider, die Papierstapel bis zu 80 mm ( ca. 800 Bögen) schneiden, meist mechanisch im Handantrieb, oft 50 kg und mehr wiegen, über einen justierbaren Rückanschlag und Pressvorichtungen zur Fixierung des Papiers verfügen. Die Schnittflächen variieren meist zwischen DIN A3 und größer. Der Antrieb ist mechanisch oder elektromechanisch.
Papierschneideautomat für Druckereien oder industrielle Fertigung, heutigentags meist mit elektronischem Maßwerk, differenziertem Sicherheitssystemen ( Zweihandbetrieb, Lichtschranken) und elektromechanischem Antrieb.
Papiermarkt
Die Papierindustrie unterscheidet folgende vier Großgruppen von Papiersorten :
Grafische Papiere,
Papier, Karton und Pappe für Verpackungszwecke,
Hygiene-Papiere Tissue-Papiere,
Papiere und Pappe für spezielle technische Verwendungszwecke.
Weltweit werden jährlich 406 Millionen Tonnen ( Stand : 2014) Papier, Karton und Pappe produziert. Die größten Produzenten ( Stand : 2014) sind China ( 108 Millionen Tonnen), die USA ( 73 Millionen Tonnen), Japan ( 26 Millionen Tonnen) und Deutschland ( 22,5 Millionen Tonnen).
Ein Drittel der Kapazitäten für die Papierproduktion weltweit entfällt auf die europäische Papierindustrie. Europa ist führend bei der Herstellung von Druck- und Schreibpapier, gefolgt von Asien und Nordamerika, und hat einen Anteil von knapp 26 % an der gesamten Papier- und Pappeproduktion. Durch die Konsolidierung der europäischen Papierindustrie im letzten Jahrzehnt ist die Zahl der Unternehmen, Papierfabriken und Papiermaschinen in Europa gesunken, die Produktionskapazität jedoch gleichzeitig erheblich gestiegen. Es wird geschätzt, dass die 20 größten Papierhersteller derzeit einen Anteil von fast 40 % an der weltweiten Papier- und Pappeproduktion haben. Der Umsatz der europäischen Papierindustrie betrug 2015 rund 79 Milliarden Euro. 180.000 Menschen arbeiten in der europäischen Zellstoff- und Papierindustrie. Neben großen Papierherstellern wie UPM-Kymmene, Stora Enso, International Paper, Svenska Cellulosa Aktiebolaget ( SCA), Metsä Board, Sappi oder der Smurfit Kappa Group existiert eine große Zahl mittelgroßer und kleinerer Papierhersteller wie z. B. die Papierfabrik Palm oder die Kartonfabrik WEIG.[35]
Die deutsche Papierindustrie, deren Interessen durch den Verband Deutscher Papierfabriken ( VDP) vertreten werden, ist mit einem Produktionsvolumen von 22,6 Millionen Tonnen ( 2015) an Papier, Karton und Pappe die Nummer Eins in Europa und steht weltweit hinter China, den USA und Japan an vierter Stelle. Die Produktion gliedert sich in vier Hauptsortengruppen. Verpackungspapiere und -karton haben einen Anteil von 49 %. 38,4 % des Produktionsvolumens entfällt auf grafische Papiere. Die restlichen 12,6 % entfallen fast zu gleichen Teilen auf Hygienepapiere ( 6,4 %) sowie auf das breite Spektrum der technischen- und Spezialpapiere ( 6,2 %). Die rund 40.600 Mitarbeiter erwirtschaften in der deutschen Zellstoff- und Papierindustrie in 162 Werken einen Umsatz von 14,4 Milliarden Euro ( 2015), ein Plus von 0,9 % gegenüber dem Vorjahr.
Papierforschung
Gründe zur Papierforschung ergeben sich aus sehr verschiedenen wissenschaftlichen Ansätzen. Neben technischen Fragestellungen der Papierindustrie sind das auch komplexe Themen in historischen Bibliotheks- und Archivbeständen. Dazu gehören beispielsweise die Herkunftsorte historischer Papiere einschließlich ihrer Wasserzeichen sowie das Alterungsverhalten aus konservatorischer und restauratorischer Sicht. Auf diesem Gebiet sind weltweit zahlreiche wissenschaftliche Bibliotheken und einige private Institutionen tätig.
Die industrielle Papierforschung wird in Deutschland gebündelt in der Papiertechnischen Stiftung ( PTS), die im Jahr 1951 gegründet wurde und von den Unternehmungen der Papierindustrie gefördert wird. Es werden Auftragsforschungen und Dienstleistungen für die Papierindustrie und deren Zulieferfirmen erbracht. Darüber hinaus betreiben verschiedene Zulieferer eigenständige Forschungsanlagen.
Die Technischen Universitäten in Darmstadt und Dresden, die Fachhochschule München sowie die Duale Hochschule Baden-Württemberg in Karlsruhe bilden Papieringenieure aus. Forschungsschwerpunkte in Darmstadt sind Recyclingverfahren sowie Wasserkreisläufe, in Dresden wird vornehmlich zu Energieeffizienz sowie Oberflächeneigenschaften geforscht.
Eine weitere Forschungsanlage betreibt der größte Hersteller für chemische Produkte zur Papierherstellung, die BASF in Ludwigshafen, teilweise in Partnerschaft mit der Omya.
Sorten
→ Hauptartikel : Papiersorte
Naturpapier ist ein Oberbegriff für alle Papiere, die aus Naturfasern ohne Zusatz von synthetischen Fasern und ohne Oberflächenbehandlung maschinenglatt oder satiniert sind.
Eigenschaften
Quelle : Papiereigenschaften[36]
Allgemeine Eigenschaften
Hygroskopizität ( Reaktion auf Feuchtigkeit der Umgebung)
Adsorption ( Feuchtigkeitsaufnahme)
Desorption ( Feuchtigkeitsabgabe)
Inhomogenität ( Schwankungen in der Verteilung der Bestandteile)
Mikroebene : Faserorientierung, Füllstoffanteil
Makroebene : Formation, Wolkigkeit
Anisotropie ( Abhängigkeit von der Richtung in der Papierebene)
Maschinenrichtung ( MD : machine direction) : hohe Festigkeit
Querrichtung ( CD : cross direction) : hohe Dehnbarkeit
Zweiseitigkeit ( Unterschiede im Aufbau beider Papierseiten)
Oberseite : glatt, dicht, hoher Feinstoffanteil
Unterseite : rau, porös, hoher Grobstoffanteil
Geometrische Eigenschaften
Masse, Dichte und Dicke von Schreibpapier
Die Masse ( bzw. umgangssprachlich auch das Gewicht) von Papier wird meist flächenbezogen angegeben – konkret in Gramm pro Quadratmeter ( g/m2).
Die flächenbezogene Masse von normalem Schreibpapier beträgt 80 g/m2, ein A4-Blatt hat damit eine Masse von 5 g. Drei dieser Blätter plus Briefumschlag liegen somit gerade unter der für einen Standardbrief erlaubten Höchstmasse von 20 g. 1000 Blatt A4-Papier wiegen daher 5 kg und 200.000 Blatt A4-Papier wiegen schon eine ganze Tonne.
Die auf das Volumen bezogene Dichte von normalem Schreibpapier liegt das Standard-Volumen in der Größenordnung von 800 kg/m3, die Dicke also bei 0,1 Millimetern.
Dicke caliper( US), caliper( UK) Stärke ( in Ìm; USA : in mil = 1/1000 inch = 25,4 μm) eines Einzelbogens ( DIN EN 20534, ISO 534 : Papier/Pappe; FEFCO 3 : Wellpappe).
Papiere für den Buchblock von literarischen oder wissenschaftlichen Büchern haben üblicherweise 80–100 g/m2 bei 1,0–1,8-fachem Volumen ( abgekürzt : VOL). Auch die Dicke eines Buchblocks = Anzahl Blatt * Papiergewicht / ( 80 g/m2) * Volumen * 0,1 mm ist auf das Standard-Volumen bezogen.
Papierbezeichnung nach Masse
Je nach flächenbezogener Masse ändert sich die Bezeichnung für den aus Papier bestehenden Bedruckstoff ( umgangssprachlich sind Überschneidungen zwischen Papier, Karton und Pappe möglich) :
Bezeichnung flächenbezogene Masse
DIN 6730
Papier 7 g/m2 bis 225 g/m2
Pappe ab 225 g/m2
Umgangssprachlich ( Deutsch)
Papier 7 g/m2 bis 150 g/m2
Karton 150 g/m2 bis 600 g/m2
Pappe ab 600 g/m2
Basisgewicht basis weight im englischen Sprachraum gebräuchliche Angabe des Substratgewichts; während in Amerika noch immer die Masse ( 1 liber = 453,6 g) von 500 Bogen sowie deren Format ( 1 square inch = 6,45 cm2) angegeben werden, wird im internationalen Papierhandel unter dem Basisgewicht heute die flächenbezogene Masse ( in g/m2, Grammatur) verstanden.
Physikalische Eigenschaften
Grundsätzlich ist bei allen Messungen zu beachten, dass Luftfeuchtigkeit und Temperatur einen sehr großen Einfluss auf die Messwerte haben. Deshalb findet die Messung immer in Klimaräumen bei einem nach ISO-Normen festgelegten Normklima ( 23 °C, 50 % Luftfeuchtigkeit) statt. Meist wird die Papierprobe vor der Messung 24 Stunden in dem Raum gelagert, um sie zu akklimatisieren. Da die Messungen von der flächenbezogenen Masse des Papiers ( auch Flächengewicht oder Grammatur genannt) abhängen, werden so genannte Laborblätter mit einer nach ISO-Norm festgelegten flächenbezogenen Masse verwendet.
Porosität
Die Porosität gibt an, wie viel Luft ein Papier durchlässt. Die Maßeinheit der Porosität lautet Gurley. Dazu wird das Normblatt in den Prüfapparat eingespannt und der Prüfapparat drückt 100 ml Luft mit 1,23 kPa durch eine Prüffläche von 6,42 cm2 und misst die dafür benötigte Zeit. Eine Zeitdauer von einer Sekunde entspricht dabei einem Gurley.
Glätte/ Rauhigkeit nach Bekk ( in GL ( Bekk)s, ISO 5627), Parker Print Surf ( PPS Rautiefe in μm, DIN ISO 8791-4), Bendtsen ( in mPa·s, ISO 5636-3, DIN 53108 ), Gurley ( in ml/min, ISO 5636-5) oder Sheffield ( in ml/min, ISO 8791-3); optische Laser-Messung z. B. mit UBM-Microfocus ( DIN 4768 ).
Wasserbeständigkeit DIN 53122-1 : gravimetrisch, -2 Wasserdampfdurchlässigkeit nach Brugger.
Cobb-Test DIN EN 20535, ISO 535
Witterungsbeständigkeit
Feuchtigkeitsgehalt/-grad DIN EN 20287, ISO 287.
Gleichgewichtsfeuchte
Ölaufnahme Ölabsorption nach Cobb-Unger; Fettdurchlässigkeit DIN 53116, ISO/DIS 16532-1.
Saugfähigkeit, Absorptionsvermögen Leimungsgrad ( DIN 53126, Zellcheming V/15/60), Saughöhe ( DIN ISO 8787, DIN 53106).
Kontaktwinkel
Leitfähigkeit Papier gilt allgemein als guter Isolator, weil es, wenn es trocken ist, gewöhnlich Wärme nicht gut und Strom nahezu gar nicht leitet.
Wärmeleiteigenschaften : siehe Temperaturleitfähigkeit
Stromleitfähigkeit : siehe Elektrische Leitfähigkeit
Beschreibbarkeit
Bedruckbarkeit
Luftdurchlässigkeit DIN DIN 53120-2
Aschegehalt, Glührückstand DIN 53136, 54370, ISO 2144.
Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit
Prüfungen nach DIN EN ISO 1924 : Quotient ( in kN/m) aus Bruchlast und Breite eines Papierstreifen; abgeleitet : Zugindex/-steifigkeit ( in N/m); Zugsteifigkeitsindex ( in Nm/kg) als Quotient aus Zugfestigkeit und Grammatur.
Die Zugfestigkeit ist einer der zentralen physikalischen Werte bei der Papierherstellung, bei Kraftpapier ist sie sogar der wichtigste Wert. Die Maßeinheit der auf die Breite der Papierprobe bezogenen Zugfestigkeit ist N/m. Da die Zugfestigkeit vorwiegend von der flächenbezogenen Masse abhängt, wird auch der Zugfestigkeitsindex ( ZFI) mit der Maßeinheit Nm/g verwendet.
Zur Bestimmung dieses Wertes wird eine Zerreißprobe gemacht. Dazu werden Papierstreifen einer genormten Länge und Breite mechanisch eingespannt, der so genannte „Reißapparat“ zieht die Probe auseinander und zeichnet die benötigte Kraft auf. Die im Moment des Zerreißens benötigte Kraft ist die Zugfestigkeit. Um einen Durchschnittswert zu erhalten, werden meist zehn Streifen zerrissen, wovon 5 längs der Laufrichtung und 5 quer zur Laufrichtung der Papiermaschine genommen werden. Als Nebenprodukt dieser Messung werden noch die Bruchdehnung und die Zugbrucharbeit ermittelt. Die Bruchdehnung wird in Prozent angegeben und gibt an, um wie viel Prozent der Papierstreifen sich im Moment des Bruchs verlängert. Die Zugbrucharbeit wird in J/m2 angegeben und ist die aufgewendete Zugkraft pro Papierfläche.
Spezifischer Weiterreißwiderstand
Durch-/Weiter-/Fortreißfestigkeit ISO 1974, DIN 53115 : Brecht-Imset, ( DIN EN 21974 : grammaturbezogener Elmensdorf-Durchreißindex in mNm3/g).
Die Maßeinheit des spezifischen Weiterreißwiderstandes ist mN·m2/g. Diese Maßeinheit gibt an, wie leicht ein Papier, das bereits eingerissen ist, weiterreißt. Dazu wird das Papier mit einem Schnitt versehen und in das Reißfestigkeitsprüfgerät ( nach Elmendorf) eingespannt. Durch einen Knopfdruck wird ein blockiertes Pendel ausgelöst, welches die Probe im Zuge der Pendelbewegung zerreißt und dabei die Kraft misst.
Berstwiderstand
Druck ( in kPa), dem ein Substrat nicht mehr standhält; abgeleitet ist der Berstfaktor ( Druck durch Grammatur); Berstfestigkeit nach Mullen ( DIN ISO 2758 : Papier; DIN 53141-1 : Pappe), nach Schopper ( DIN 53113), an Wellpappe ( ISO 2759, DIN/ISO 3689 : nass, FEFCO 4).
Der Berstwiderstand gibt den benötigten Druck an, um ein Papier zum Bersten zu bringen. Die Maßeinheit des Berstwiderstandes lautet kPa. Dazu wird das Normblatt in den Prüfapparat eingespannt und eine Membran mit genormter Fläche drückt mit ansteigender Kraft gegen das Papier. Der Druck, der zum Durchstoßen des Papiers erforderlich ist, wird Berstwiderstand genannt.
Spaltwiderstand/-festigkeit
Widerstand, den Papier, Karton oder ein Verbund einer senkrecht einwirkenden Dehnung ( TAPPI T 541) oder einer Schiebebewegung ( Scott-Bond-Test : TAPPI T 833 pm-94 und T 569, Brecht-Knittweis-Spaltwiderstand : DIN 54516) entgegensetzt.
Der Spaltwiderstand gibt die aufzubringende Kraft an, welche benötigt wird, die Papierbahn in der Masse zu spalten. Dies wird gewöhnlich bei mehrlagigen Papieren angewandt, bei denen mehrere Papierbahnen nass ( 25–35 %) vergautscht wurden, so beispielsweise bei Faltschachtelkarton ( FSK) oder besonders voluminösen Papieren ( Rohdichte <1,5) wie Bierdeckeln.
Biegesteifigkeit ISO 5628, DIN 53121
Bruchwiderstand/-last DIN53112
Bruch-/Zerreißdehnung DIN EN ISO 1924-2
Curling, Wölbung ISO 14968 : Bogen aus Stapel DIN 6723-1/-2 : Wölbneigung, DIN 6023 : Wölbhöhe nach Brecht.
Durchstoßwiderstand, Punktionsfestigkeit ISO 3036, DIN 53142
Einreißwiderstand
Elastizitätsmodul DIN 53457 : E-Modul
Dehnung
Falzbrechen DIN 55437
Falzzahl ISO 5626 : Doppelfalzzahl nach Schopper.
Falzwiderstand ISO 526
Randschrumpf
Rupffestigkeit gute Korrelation zwischen IGT- ( ISO 3783) und Prüfbau-Rupftests.
Schnittkantenqualität ISO 22414
Ringstauchwiederstand DIN 53 134
Optische Eigenschaften
Lichtundurchlässigkeit
→ Hauptartikel : Opazität
Prozent-Verhältnis aus den Reflexionsfaktoren eines Einzelbogens über einer schwarzen Unterlage und eines Stapels aus mindestens 20 Bogen ( DIN 53146, ISO 2471), ferner die Strahlungsdurchlässigkeit im UV-vis-Bereich ( DIN 10050-9).
Der Grad der Lichtundurchlässigkeit des Papiers bezieht sich auf seine Fähigkeit, Licht nicht durchscheinen zu lassen. Papier ist lichtundurchlässig, wenn das einfallende Licht zurückgestreut oder im Papier absorptiert wird. Je höher die Streuung des Lichts, umso lichtundurchlässiger ist das Papier. Lichtundurchlässigkeit ist eine erwünschte Qualität, die das Durchscheinen des Druckes minimiert. Ein Blatt mit 100%iger Lichtundurchlässigkeit lässt überhaupt kein Licht durchscheinen und damit auch nicht den Druck, sofern die Druckfarbe nicht eindringt. Im Allgemeinen ist die Lichtundurchlässigkeit des Papiers umso geringer, je niedriger seine flächenbezogene Masse ist. Der Weißegrad und die Helligkeit des Füllstoffs, seine Kornstruktur und -größe, sein Brechungsindex und der Füllstoffgehalt sind Faktoren, die die Lichtundurchlässigkeit des Papiers bestimmen.
Die Helligkeit ist ein Maß für die Licht reflektierenden Eigenschaften des Papiers, die die Wiedergabe von Kontrasten und Halbtönen beeinflussen. Der Unterschied zwischen dem Helligkeitsgrad, der durch Kaolin erzielt wird ( 80 bis 90 auf der ISO-Helligkeitsskala), und dem Helligkeitsgrad, der durch Calciumcarbonate erzielt wird ( GCC über 90 und PCC 90-95), ist erheblich.[35]
Glanzkennwerte
45°DIN-Glanz
75°DIN-Glanz
75°TAPPI-Glanz
Farbkennwerte
LAB-Wert
CIE-Weiße
R457-Reinheit Weißgehalt
Kubelka-Munk-Werte Bestimmung des Lichtstreuungs- und Absorptionskoeffizienten.
Absorptionsvermögen
Streuvermögen
Opazität
Transparenz
Farbstich Abweichung vom Papierweiß ( ISO 11958, DIN 55980 : absoluter Farbstich DIN 55981 : relativer Farbstich ISO 11475 : Tonabweichungszahl vom CIE-Weißgrad)
Farbton, Färbung Farbmaßzahlen für getönte Substrate, z. B. CIE L*a*b* bzw. Farbunterschied Delta E* ( ISO 7724, DIN 5033 oder 53140 oder mit Elrepho DIN 53145), diffuser Reflexionsfaktor ( ISO 2469, für C/2° ISO 5631).
Lichtechtheit DIN EN ISO 105-B02, Xenotest Alpha.
Mottling-Test Bildanalyse-Verfahren ( Mottling Viewer von Only Solutions), mit dem die Wolkigkeit von Papieren bewertet wird.
Transparenz DIN 53147
Vergilbung DIN 6167
Weißgrad
Der Weißgrad ist ein technischer Kennwert für die Reflexionsfähigkeit des Papieres für weißes Licht. Er wird idealerweise mit einem Spektralphotometer gemessen. Aus der spektralen Verteilung wird der Zahlenwert nach verschiedenen Formeln berechnet. Für Papier wird meist der Weißgrad nach Berger genutzt. Bei einem normalen Kopierpapier ohne UV-sensible Aufheller liegt der Weißgrad nach Berger etwa bei 160. Durch optische Aufheller und Farbstoffe werden die Messergebnisse beeinflusst. Darum wird der Weißgrad üblicherweise unter Normlicht bestimmt, das gegenüber Tageslicht einen geringeren Anteil an kurzwelliger UV-Strahlung hat. Handelsübliche weiße Papiere sind meist aufgehellt. Unter Normlicht gemessene neutralweiße Papiere sehen so unter Glühlampenlicht gelblicher, im sonnigen Tageslicht oder unter Leuchtstofflampen dagegen bläulich-weiß aus.
Der Weißgrad gibt lediglich den Unbuntanteil einer gemessenen Fläche bezogen auf eine ideal weiße oder ideal schwarze Fläche an. Bei zwei Papieren, die messtechnisch den gleichen Weißgrad besitzen, kann ein sichtbarer Farbstich bestehen, der den subjektiven Weißeindruck verfälscht. Menschen empfinden leicht gelbliches oder rötliches Papier als weniger weiß, also grauer gegenüber einem leicht bläulichen oder grünlichen des gleichen Weißgrades.
Der Weißgrad wird als Standardprüfung in der Papierproduktion verwendet. Um unerwünschte Farbstiche zu vermeiden, ist vom Anwender neben dem Weißgrad auch der Farbstich des Papieres zu beachten. Den Effekt der „Weißgraderhöhung“ durch optische Verschiebung wird unter anderem beim „Bläuen“ des Papieres ausgenutzt. Durch Zugabe blauer Pigmente wird ein Gelbstich verringert. Beim sogenannten „Drücken“ wird ein zu weißes Papier durch Zugabe roter oder brauner Pigmente gebrochen. In beiden Fällen nimmt der technische Weißgrad leicht ab, der subjektive Weißeindruck jedoch wird beim Bläuen erhöht und beim Drücken verringert.
Laufrichtung
Langsiebpapiermaschine für den Laborbetrieb, Freilichtmuseum Hagen
Während bei der Papierherstellung von Hand die Fasern gleichmäßig in allen Richtungen liegen, tritt bei der maschinellen Papierherstellung, die auf einem Endlossieb erfolgt, eine ( teilweise) Ausrichtung der Fasern längs des Bandes auf. Die Laufrichtung des Papiers unterscheidet zwischen der Maschinenrichtung ( in Laufrichtung) und der Querrichtung ( quer zur Laufrichtung). Die Querrichtung ist zugleich die Richtung der Faserdicke, so dass in Querrichtung eine etwa dreifache Quellung und Schwindung des Papieres gegenüber der Laufrichtung auftritt. Bei Papiermaschinenherstellung liegt die Querrichtung parallel zu den Drehachsen und senkrecht zur Bewegungsrichtung.
Im Papierhandel und in der Druckerei werden Lauf- und Querrichtung durch die Begriffe Schmalbahn und Breitbahn einem Format zugeordnet. Die Bezeichnung schmal oder breit gibt dabei die Richtung der Schnittkante parallel zur Laufrichtung an. Dabei gilt :
Breitbahn ( BB) : Der Papierbogen liegt breit in der Papierbahn, DIN 6725, die kurze Kante liegt längs der Faserlänge
Schmalbahn ( SB) : Der Papierbogen liegt schmal in der Papierbahn, DIN 16544, die lange Kante liegt längs der Faserlänge
Dieses Wissen ist wichtig für die anzuwendende Formatlage bei verschiedenen Maschinenbauarten und zu beachtenden Weiterverarbeitungsprozessen ( Falzlagen, späteres Buchformat). So kann der Passer in Umfangsrichtung innerhalb der Druckmaschine verstellt werden, in Querrichtung hingegen nicht. Bei Offsetarbeiten mit hohem Feuchtmittelanfall muss also die erste Platte in der Maschine kürzer eingerichtet werden als die letzte und das Papier muss in Breitbahn laufen, so dass die Quellung von Werk zu Werk passgenau ausgeglichen werden kann.
In Katalogen und auf Preisetiketten wird das Maß quer zur Laufrichtung unterstrichen oder fett ausgezeichnet oder zuerst genannt. Üblich sind auch die Abkürzungen SB ( Schmalbahn) und BB ( Breitbahn) oder ein Pfeil, der die Laufrichtung markiert.
In Abhängigkeit von der vorherrschenden Faserrichtung beeinflussen Feuchtigkeit, Temperatur und Alterung das Papier. Bei einer ungleichmäßigen Ausrichtung ändert somit jede Karte im Laufe der Zeit und mit dem Wechsel der Witterung bzw. des Raumklimas ihren genauen Maßstab unterschiedlich in den beiden Richtungen. Nur durch spezielle beziehungsweise geschichtete Papiersorten kann dieser Effekt bei maschinell produzierten Papieren verringert werden.
Bei der Herstellung von Büchern ( und anderen aus Papier bestehenden Gegenständen) ist darauf zu achten, dass die Laufrichtung aller Seiten, des Buchdeckel- und Überzugmaterials parallel zum Buchrücken verläuft, da Papier sich immer quer zu seiner Laufrichtung ausdehnt bzw. schrumpft. Andernfalls bricht das Buch leicht an der Bindung auseinander bzw. lässt sich schlecht durchblättern. Wird beim Verkleben von Papier und Pappe die Laufrichtung der zu kombinierenden Materialien ignoriert, kommt es zu wellenartigen Verwerfungen, die irreversibel sind. Zur Prüfung der Laufrichtung gibt es mehrere praxisbezogene Methoden.
Durch das Aufeinanderkleben mehrerer Papierschichten abwechselnder Laufrichtung entsteht starres Papier ( vergleichbar zum Sperrholz), wie bei den mindestens dreilagigen Bristolkarton.
Alterungsbeständigkeit
Die Anforderungen bezüglich der Alterungsbeständigkeit von Büchern sind in den so genannten Frankfurter Forderungen der Deutschen Bibliothek und der Gesellschaft für das Buch, sowie in der US-Norm ANSI/NISO Z 39.48–1992 und ISO-Norm 9706, beschleunigte Alterung ( Simulation : ISO 5630, DIN 6738 ) fixiert.[37]
Siehe auch : Papierzerfall
Heute soll ein alterungsbeständiges Papier folgende Kriterien erfüllen : [38][39]
Das Naturpapier oder das Streichrohpapier muss aus 100 % gebleichtem Zellstoff ( ohne verholzte Fasern) hergestellt sein,
einen pH-Wert von pH 7,5 bis pH 9 aufweisen,
einen Calciumcarbonatanteil von mindestens drei Prozent als zusätzlicher Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse beinhalten, Calciumcarbonat-Puffer ( CaCO3-Puffer),
einen definierter Durchreißwiderstand längs und quer von 350 mN bei Papieren mit einer flächenbezogenen Masse ab 70 g/m2,
eine hohe Oxidationsbeständigkeit, ausgedrückt in der Kappa-Zahl.
Als Orientierungshilfe für die Alterungsbeständigkeit von gestrichenen und ungestrichenen Papieren wurden Lebensdauerklassen augearbeitet.
LDK 24 bis 85 : Diese Papiere dürfen „Alterungsbeständig“ genannt werden
LDK 12 bis 80 : Einige 100 Jahre Lebensdauer
LDK 6 bis 70 : Mindestens 100 Jahre Lebensdauer
LDK 6 bis 40 : Mindestens 50 Jahre Lebensdauer
Entgegen der Normung werden auch alterungsbeständige Recyclingpapiere angeboten, da durch Forschungsergebnisse nachgewiesen wurde, dass sich Holzschliff und Alterungsbeständigkeit nicht ausschließen. So sind zum Beispiel Recycling-Kopierpapiere auf dem Markt, die die Vorgaben nach der Lebensdauerklasse LDK 24 bis 85 erfüllen und auch über eine Alkalireserve in Form von Carbonat verfügen.
Verwendung
Papier wird vorrangig zum Beschreiben und Bedrucken sowie meist als Pappe oder Karton zum Verpacken verwendet. Der Anteil dieser beiden Papiergruppen an der Papierproduktion in Deutschland betrug im Jahr 2011 44 % und 43 %. Mit großem Abstand folgen Hygienepapiere wie Toilettenpapier oder Haushaltstücher und die technischen Spezialpapiere wie Filterpapiere, Dekorpapiere oder Tapeten mit einem Anteil von sieben und sechs Prozent. Papier wird weitestgehend aus Zellstoff oder aus Holzstoff/ Holzschliff hergestellt. Wiederzuverwertendes Papier in Form von Altpapier stellt mittlerweile die wichtigste Rohstoffquelle in Europa dar. Je nach flächenbezogener Masse ( umgangssprachlich Flächengewicht) und Eigenschaften wird zwischen Papier, Karton oder Pappe unterschieden.
Wird der Rohstoff zu massiven Objekten statt zu flächigem Papier verarbeitet ist dies Pappmaché. Aufgrund der vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten bei den Rohstoffen, der Fertigung, der Verarbeitung und der Verwendung existieren etwa 3000 Papiersorten.
Beschriftung
Beim Beschriften wird ein Farbstoff ( beispielsweise Tinte, Toner und Druckfarbe) mit einem Gerät auf Papier aufgetragen. Dies kann von Hand mit einer Schreibmaschine, einem Füllfederhalter, einem Bleistift, einem Buntstift, einem Filzstift oder einem Federkiel geschehen. Seit der Erfindung des Buchdrucks gibt es Maschinen, die einen Text seitenweise auf Papier übertragen können. Dies ist mit einer Druckmaschine millionenfach oder mit einem Laserdrucker für nur wenige Seiten möglich. Während anfänglich noch der zur Verfügung stehende Rohstoff die Eigenschaften des Papiers bestimmte, kann mittlerweile Papier weitestgehend den Anforderungen angepasst werden : Gestrichenes Bilderdruckpapier zum Kunstdruck, zum Zeitungsdruck ein billiges, reißfestes Papier und als Kopierpapier holzfreies, ungestrichenes Papier.
Bildende Kunst
Lebensgroße Skulptur aus massiver Papiermasse von Herbert Wetterauer
Pappmaché ist ein Gemisch aus Papier, Bindemittel und Kreide oder Ton, das im 18. Jahrhundert als Ersatz für Stuck in der Innenausstattung verwendet wurde. So gab es eine Manufaktur, in der aus alten Akten für das Schloss Ludwigslust Deckenverzierungen, Büsten und sogar Statuen, die wenige Monate im Freien aufgestellt werden konnten, hergestellt wurden. Papier findet sich im Modellbau, in der japanischen Papierfaltkunst Origami und bei Collagen und Assemblagen.
Als deutsche zeitgenössische Künstlerin findet Jutta Barth mit ihren Collagen und Assemblagen Anerkennung. Sie arbeitet objekthaft mit dem Werkstoff Papier und fertigt Zeichnungen auf handgeschöpftem Recyclingbütten.[40]
Aquarellpapier für Aquarelle hat eine flächenbezogene Masse von bis zu 850 g/m2. Fotopapier muss speziell beschichtet werden, damit es als Träger für die Fotoemulsion oder zum Einsatz für Tintenstrahldrucker geeignet ist.
Luxuspapiere
Banknoten und Luxuspapiere : kolorierter Stahlstich ( um 1850), Grußkarten ( 1866), Ansichtskarte mit Lithografie ( 1902), bedruckte Pappkärtchen für Fotos ( um 1900)
Dies ist die Bezeichnung für veredelte, geschmückte und verzierte, oft aufwendig bearbeitete Papiererzeugnisse die von etwa 1820/1860 bis 1920/1930 hergestellt wurden, als es eine eigene Luxuspapierindustrie gab. Zur Veredlung wurde eine Reihe von Bearbeitungsverfahren eingesetzt, wie Kolorierung als Hand- und Schablonenkolorierung, Farbendruck als Chromolithografie, Gold- und Silberdruck, Prägen ( Gaufrieren) und Stanzen, das Aufbringen von Fremdmaterialien, wie Glimmer, Seide sowie das Anbringen von Laschen, Klappen und Mechanismen bei Spielzeugen. Unter Luxuspapiere fallen Andachts- und Fleißbildchen, viele Ansichts- ( Leporello), Gelegenheits- ( Glückwunsch-, Weihnachts- und Neujahrskarten) und Bildpostkarten ( Motivkarten), verzierte Briefbogen, Etiketten, allerlei Papierspielzeug ( Papiertheater), Reklamemarken und Sammelbilder und vieles mehr. Solche Luxuspapiere sind Sammelobjekte.
In Japan und China wird Papier in der Inneneinrichtung in vielfältiger Weise verwendet, beispielsweise die japanischen Shōji, mit durchscheinendem Washi-Papier bespannte Raumteiler.
Technische und Spezialpapiere
Pappe hat eine flächenbezogene Masse von mindestens 300 g/m2 und ca. 1,5 mm Dicke. Dünneres Material, ab 130 g/m2, heißt Karton und wird vorwiegend als Kartonage verwendet. Mit einer Kunststoffbeschichtung und eventuell einer Aluminiumfolie als Zwischenlage kann sie als Getränkekarton sogar Flüssigkeiten verpacken. Die am meisten verbreitete Pappe ist die Wellpappe, die in den vielfältigsten Sorten vorkommt. Pappe und Kartons werden vorwiegend aus Recyclingpapier produziert, da es hierbei nicht so sehr auf die Farbe des Materials ankommt. Inzwischen kann jedoch Recyclingpapier mit einer sehr hohen Qualität produziert werden und unterscheidet sich im Weißegrad nur noch sehr schwach von Papier aus neuen Fasern. Das Papier mit der größten relativen Zugfestigkeit wird Kraftpapier genannt. Es besteht zu beinahe 100 % aus langfaserigen Zellstofffasern von Nadelhölzern. Es wird besonders für Papiersäcke verwendet. Es gibt Filterpapiere ( Luftfilter für Fahrzeuge und Staubsauger), Kabelisolierpapiere, Medizinische Papiere, Klebezettel, Zigarettenpapier und Thermopapiere. Papiere finden sich ebenfalls in Metallpapierkondensatoren und Elektrolytkondensatoren, wo sie als Isolator oder Träger des flüssigen Elektrolyts dienen.
Fliegen mit Papier
Es gibt Flugdrachen aus Papier in China, seitdem es dieses Material gibt. Die 1783 erbaute Montgolfière der Gebrüder Montgolfier war ein Heißluftballon aus Leinwand, der mit einer dünnen Papierschicht luftdicht verkleidet war. Im Zweiten Weltkrieg produzierte Japan ca. 10.000 Ballonbomben aus Papier, die mit Lack gasdicht gemacht wurden und Brand- und Sprengsätze ( 5 bis 15 Kilogramm) über den Pazifik nach Amerika transportierten.
Im Flugzeugmodellbau wird Papier als Bespannung ( Spannpapier) von Tragflächen in Holm-Rippen-Bauweise und für Flugzeugrümpfe verwendet. Dazu wird es aufgeklebt, mit Spannlack getränkt und überlackiert, sobald durch Trocknen die nötige Oberflächenspannung erreicht ist.
Des Weiteren wird Papier zum Basteln von Papierfliegern benutzt. Dazu wird das Papier in eine einem Flugzeug ähnelnde Form gefaltet.
Textilien
Papier kann zu Textilien verarbeitet werden, einerseits direkt aus Papier, andrerseits kann es in Streifen geschnitten, versponnen und zu Textilen verwebt werden. Bei dem in den 1970er Jahren auf den Markt gekommenen „Papierkleid“ handelte es sich allerdings um speziell gefertigte Vliesstoffe, die billiger als Kleiderstoffe waren.
Umweltaspekte und Recycling
Recycling-Code für Papier
Bei der Papierproduktion ist vor allem der Verbrauch an Holz, Wasser und Energie Gegenstand der umweltpolitischen Diskussion. Rund 20 % des weltweit eingeschlagenen Holzes werden zu Papier verarbeitet. In Deutschland werden allerdings vornehmlich so genanntes Waldrestholz, Sturmholz oder Industrierestholz verwendet. Kontroverse Standpunkte finden sich vor allem beim Thema nachhaltige Forstwirtschaft, der Forstzertifizierung[41] und der Nutzung von Urwald.
Der hohe Wasserverbrauch war bereits vor 1900 problematisch, was die mehrfache Nutzung des Wassers bedingte, um den Verbrauch zu reduzieren. In den ersten Papiermühlen wurden 1200 Liter pro Kilogramm Papier benötigt, um 1900 waren es 100 bis 800 Liter durch bessere Methoden sank dieser Wert auf sieben Liter. Ein völliges Schließen des Kreislaufs ist im Regelfall nicht möglich. Auf Grund der Wasserhärte kommt es zu Verstopfungen von Maschinenteilen, wenn sich Calciumcarbonat anreichert. Nur in Einzelfällen, falls nur Altpapier eingesetzt wird, ist der komplette Abwasserrücklauf derzeit möglich.
Der Wasserverbrauch bedingt das Abwasser. Mit der Industrialisierung Ende des 19. Jahrhunderts und der steigenden Nachfrage nach Zellstoff und Chlorbleiche stieg die Menge der Abwässer und damit der darin enthaltenen Schadstoffe. Die Hemicellulosen und das Lignin ( über 50 % des Holzes) wurden anfangs fast unbehandelt in die Gewässer entsorgt. Aufgrund der Umwelt- und Gesundheitsschäden und des Verlustes der Kochchemikalien mit der Ablauge wurden zunächst die Laugen zur Energieerzeugung eingesetzt. Moderne Zellstofffabriken arbeiten energieautark, die Kochchemikalien werden aus dem Abgas und der Asche zurückgewonnen.
Die deutschen Umweltvorschriften gehören zu den strengsten weltweit. Abwässer aus Zellstofffabriken dürfen eine Belastung bis 25 Kilogramm CSB ( chemischer Sauerstoffbedarf) pro Tonne Zellstoff aufweisen, bei der Papierherstellung sind zwei bis fünf Kilogramm CSB pro Tonne Papier zulässig.[42]
Die meisten Papierfabriken betreiben eigene Kläranlagen, die das eingesetzte Wasser in bis zu drei Stufen ( mechanisch, biologisch, chemisch) reinigen und erst anschließend in den Vorfluter einleiten. Andere Papierfabriken sind Indirekteinleiter, die ihr Abwasser gemeinsam mit kommunalem Abwasser reinigen lassen.
Der Energieverbrauch zur Herstellung liegt bei etwa 2,5 kWh pro Kilogramm Papier.
Kaynaklar :
Halk Ansiklopedisi Wikipedia
Konu etiketleri : kagitin yapimi ile ilgili kaynaklar, kağıt yapımı ile ilgili bilgiler, kagit yapimi hakkinda bilgiler, kagityaoimi hakkinda, Kağıt Hammaddeleri,
|
|
|
Bor Nedir? Nasıl Bir Elementtir? Kullanım Alanları Nelerdir? |
|
Yazar: RasitTunca - 07-28-2018, 09:12 PM - Forum: Sanal Dergi
- Yorum Yok
|
 |
Bor Nedir? Nasıl Bir Elementtir? Kullanım Alanları Nelerdir?
Bor, atom numarası 5 ve kimyasal sembolü B olan kimyasal elementtir. Bor bir yarı metaldir. Gerek Güneş Sistemi'nde gerek Dünya'nın kabuğunda düşük miktarlı bir elementtir. Buna rağmen, doğada rastlanan bileşiklerinin ( borat minerallerinin) suda çözünürlüğü nedeniyle belli yerlerde yüksek yoğunlukta bulunabilir.
Elementel bor doğada bulunmaz. Endüstride yüksek saflıkta bor zorlukla elde edilebilir çünkü bor, karbon ve başka elementlerle bileşikler oluşturur. Borun çeşitli allotropları vardır : amorf bor koyu kahverengi bir tozdur; kristal bor ise siyah, son derece sert ( Mohs sertlik skalasında yaklaşık 9,5) ve oda sıcaklığında düşük iletkendir. Elementel bor, yarı iletken endüstrisinde bir dopant olarak kullanılır. Yüksek saflıkta elementel bor süperiletken MgB2 teknolojisinin en önemli bileşenidir. Dünyada 4 önemli elementel bor üreticisi vardır : H.C. Starck ( Almanya), S.B. Boron ( A.B.D), Thronox ( A.B.D) ve Pavezyum Kimya ( Türkiye).
Bor bileşiklerinin ana kullanım alanları, çamaşır tozunda beyazlatıcı olarak ( sodyum perborat) ve ısı yalıtımında kullanılan cam elyafının boraks bileşeni olaraktır. Bor bileşklierinin ayrıca, yüksek kuvvetli düşük ağırlıklı yapısal malzemelerde özelleşmiş rolleri vardır. Camlar ve seramiklerde onların ısı şokuna dayanıklı olması için kullanılır. Boron içeren reaktanlar organik bileşiklerin sentezinde kullanılırlar, ve boron içermeyen bazı ilaçların yapımında ara ürün olurlar.
Biyolojide boratlar memelilere düşük düzeyde toksiktir ( sofra tuzu kadar) ama eklem bacaklılarda çok daha etkilidirler. Boron içeren doğal bir antibiyotik bilinmektedir. Bitkilerde az miktarda boron hücre duvarının sertleşmesi için gereklidir, bu yüzden toprakta boronun varlığı bitki büyümesi için gereklidir. Deneylerde boronun hayvanlarda da eser seviyede dahi olsa gerekli bir element olduğu bulunmuştur, ama hayvan fizyolojisindeki rolü bilinmemektedir.
Bor 3A grubu elementlerindendir. Metal ve ametaller arasında bulunur ve Bor yarı metal bir elementtir. Yarı iletkendir. Kimyasal olarak silikona, galyum, indiyum ve talyum ve alüminyumdan daha yakındır.
Bor doğada tek başına element haliyle bulunmaz. Genellikle bir bileşiği olan boraks şeklindedir. İki çeşit bor allotropu bulunur. Amorf bor, kahverengi tozdur. Metalik ( kristal) bor siyah ve sert, oda sıcaklığında zayıf bir iletkendir.
Bitkilerin yaşaması için bor gerekmektedir. Hayvanların vücutlarında bulunan çok küçük miktarda bor, hayvanların bedenlerini çok sağlıklı yapar. Borun hayvan sağlığına olan bu etkisinin detayları bilinmemektedir.
Sembolü : B
Atom Numarası : 5
Atom Ağırlığı : 10,811( 7) g/mol
Elektron Sayısı : 5
Elemet serisi : Metaloid
Maddenin Hali : Katı
Görünümü : Siyah-kahverengi
PERİYODİK TABLO
Fiziksel Özellikleri :
Doğal bor iki izotopun karışımından oluşmuştur. B-10 ( % 18.83) ve B-ll ( % 81.17). Bunların dışında kütle numaralan 9.12 ve 13 olan kısa ömürlü yapay izotopları elde edilmiştir. Elementel borun kristalleri elmas kadar serttir. Siyah bor çok inceyken saydamdır. Bor bir yarı iletkendir. Yüksek sıcaklıkta elektriği iyi iletir. Elektrik iletkenliği 20°C’den 600°C’ye çıkıldığında yaklaşık 100 kat artar.
Kimyasal Özellikleri :
Elektron yapısı : 1s22s22p’dir ve katyon oluşturma yerine kovalent bağ oluşturmayı tercih eder. Kristalize bor, kimyasal bakımdan kesinlikle inerttir. Kaynar durumda bile klorür ve flüorür asitleri etkilemez. Sıcak derişik sülfat asidi ve derişik nitrat asidi çok yavaş olarak etkir. Erimiş sodyum hidroksiti çok yavaş, buna karşın erimiş sodyum peroksiti hızlı etkir. Amorf bor tüm kimyasal etkilere açıktır ve kolayca tepkime verir.
Doğada Bulunuşu :
Dünyadaki toplam bor rezervinin 500 milyon ton olduğu sanılır. Bunun % 60’ı Türkiye’de % 25’i ABD’de % 5-10’u Rusya’da geri kalanı da Çin ile Hindistan’ da bulunur. Türkiye’deki bor mineralleri başlıca dört bölgede toplanmıştır. Eskişehir’in Kırka yöresinde boraks, Kütahya’nın Emet yöresinde kolemanit, Balıkesir’in Bigadiç yöresinde başlıca kolemanit ve bir miktar üleksit, Bursa’nın Mustafakemalpaşa yöresinde de pandermit yatakları vardır. Bununla birlikte Türkiye’deki bor yataklarının en önemli minerali kolemanittir. Türkiye, dünya bor üretiminin % 25-30 dolayında bir bölümünü karşılar. Önceleri bor mineralleri ham olarak satılırken Etibank tarafından Bandırma’da kurulan fabrikada borik asitle boraks üretilir ve bunlar işlenmiş olarak dış pazara satılır.
Borun Elde Edilmesi :
Elementel bor, çok özel amaçlarla ve çok az miktarda kullanıldığından elde edilmesi önemsizdir. Buna karşılık borik asit ve bor tri-oksit, bor kimyasının başlangıç maddeleri olduklarından saf olarak elde edilmeleri büyük önem taşır. Bu nedenle bor mineralleri işlenerek; boraks, borik asit ve bor trioksit elde edilir. Öteki bor bileşkeleri ise bunlardan yola çıkılarak elde edilirler. Bunun için yola çıkılan mineralin cinsine göre çeşitli yollar izlenir. Sodyum borat mineralleri arıtılarak, göl sulan, fraksi-yonlu kristallendirme yoluyla boraksa dönüştürülür. Ele geçen boraks kızdırılarak susuz boraks, sülfat asidiyle işlenerek borik asit ve borik asidin kızdı-rılmasıyla da bor trioksit elde edilir. Kalsiyum içeren minerallerden ( örneğin kolemanit) yola çıkıldığında bunlar sülfat asidiyle işlenerek borik asit ve bu da kızdırılarak bor trioksit ya da sodayla işlenerek boraks elde edilir.
En yaygın bor kaynakları turmalin, boraks [Na2B4O5 ( OH) 4.8H2O], ve Kernit [Na2B4O5 ( OH) 4.2H2O]. Saf elde etmek zordur. Bu, magnezyum oksitin, B2O3 ile indirgemesi yoluyla yapılabilir.
B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO
Isıtmalı tantal tel kullanılarak hidrojen gazı ile BBr3 gibi bileşiklerin termal bozunma yoluyla yüksek saflıkta bor Samm miktarda mevcuttur. Sonuçlar üzerinde 1000 tmeperatures sıcak teller ° C ile daha iyi
Borun Kullanım Alanları
Çeşitli bileşikleri biçiminde kullanılan borun tüketiminin % 40-50’si cam, emaye ve seramik yapımında kullanılır. Cama boratlar katılarak ısı genleşme katsayısı küçük olan borsilikat camlan elde edilir. Bu tür camlar ısı değişimlerine ve kimi asitlere karşı dayanıklı olduklarından laboratuvar araçlarının yapımında kullanılır. Cam elyafı yapımında da bor silikat camları kullanılır. Boratlar seramik ve emayeler parlak ve düzgün bir yüzey sağlar. Dünya bor bileşikleri tüketimin % 20-30’u ağartma ve temizleme tozlarının yapımında kullanılır. Sabun, toz sabun ve temizleme tozlanna yumuşatıcı olarak boraks katıldığı gibi deterjanlara da ağar-tıcı olarak sodyum perborat katılır. Bor bileşiklerinin % 5-10 kadarı tarımda gübre olarak ve tarım ilaçlarının ( herbisitler yapımında harcanır. Geriye kalan % 25 ise çok çeşitli sanayi dallarında kullanılır. Bunlar arasında, kimya, kâğıt, tekstil, çimento endüstrisi, dericilik, fotoğrafçılık, eczacılık, ateşe dayanıklı malzeme üretimi, çelik üretimi, antifriz yapımı, başlıca kullanım alanlarını oluşturur.
Başlıca Bor Mineralleri :
Boraks ( Tin-kal).Na2 BA,Ö7.10 H20. İyi oluşmuş tek kristaller ve kristal kümeleri biçiminde rastlanılır. Türkiye,Kaliforniya ve az miktarda Arjantin de bulunur.
Kernit : Renksiz inci gibi parlak,kristaller.Yalnız Kaliforniya da ve az miktarda Arjantin de bulunur.
Pandermit : Az miktarda Türkiye de bulunur.
Kolemanit : Beyaz, gri ya da yeşilimsi gri renklerde olur, ateşte çıtırdar ve alevi yeşile boyar. Türkiye de ve az miktarda ABD’de bulunur.
Üleksi : Türkiye de ,az miktarda bulunur.
Borasit : Önemsiz bir bor mineralidir.
Borokalsit : Önemsiz bir bor mineralidir.
Sassolin : İtalya nın Toskana Bölgesindeki Sasso da bulunur.
Bunların dışında boronatrlandit,hidrobor asit, gibi bor mineralleri de vardır.Dünyadaki toplam bor rezervinin 500 milyon ton olduğu sanılmaktadır. Bunun % 60 ı Türkiyede % 25i ABDde % 5-10u SSCB ve geri kalanı da Çin ile Hindistan’da bulunmaktadır. Yurdumuzdaki bor mineralleri başlıca dört bölgede toplanmıştır. Eskişehir in Kırka yöresinde boraks, Kütahyanın Emet yöresinde kolemanit,Balıkesirin Bigadic yöresinde başlıca kolemanit ve bir miktar üleksit,Bursanın Mustafakemalpaşa yöresinde kolemamanit ve Susurluk yöresinde de pandermit yatakları bulunmaktadır.Bununla birlikte Türkiye ‘deki bor yataklarının en önemli mineran kolemanittir. Türkiye, dünya bor üretiminin % 25-30 dolayında bir bölümünü karşılamaktadır, önceleri bor mineralleri ham olarak satılırken Etibankça Bandırmada kurulan fabrikada borik asitle boraks üretilmekte ve bunlar işlenmiş olarak dış pazara satılmaktadır. Ayrıca ham cevher satımı da sürmektedir.
Bor bileşiklerinin tüketim ve kullanım alanları :
Çeşitli bileşikler biçiminde kullanılan borun tüketiminin %40-50’si çam, emaye ve seramik yapımında kullanılmaktadır.Cama boratlar katılarak ısı genleşme katsayısı küçük 5. olan borsilikat camları elde edilir.Bu tür camlar ısı değişimlerine ve kimi asitlere karşı dayanıklı olduklarından laboratuvar araçlarının yapımında kullanılır.Cam elyafı yapımında da borsili kat camları kullanılır.Boratlar seramik ve emayelere parlak ve düzgün bir yüzey sağlar, dünya bor bileşikleri tüketiminin % 20-30u ağartma ve temizleme tozlarının yapımında kullanılır. Sabun, toz sabun ve temizleme tozlarına yumuşatıcı olarak boraks katıldığı gibi deterjanlara da ağartıcı olarak sodyum perborat katılır.
Bor bileşiklerinin % 5-10 kadarı tarımda gübre olarak ve tarım ilaçlarının ( herbisitler) yapımında harcanmaktadır. Geriye kalan % 25 ise çok çeşitli sanayi dallarında kullanılır. Bunlar arasında, kimya, kağıt, tekstil, çimento sanayi, dericilik, fotoğrafçılık, eczacı, ateşe dayanıklı malzeme üretimi,çelik üretimi, antifriz yapımı başlıca kullanım alanlarını oluşturmaktadır, Bununla birlikte, üretim maliyetinin yüksek olması ve kullanımının ileri bir teknolojiyi gerektirmesi nedeniyle bor bileşiklerinin az gelişmiş ülkelerdeki kullanım alanları sınırlıdır. Bor, günümüzde önemli bir stratejik madde sayılmaktadır. 1951-1952 arasında ABD Savunma Bakanlığı Bor hidrür yakıtları programını onaylamış ve 1955’te 5 ton/gün üretim kapasiteli iki bor yakıtı fabrikasının yapımına başlanmıştır. Fabrikalar çalışmaya başladıktan sonra 1962de jet bombardıman uçakları için üretilen yakıtların maliyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle üretim durdurulmuştur.
Füzelerin gelişmesiyle birlikte bunlar için en uygun yakıtlardan olan organobor bileşikleri askeri açıdan büyük önem kazanmıştır, Bu nedenle 1960’lı yıllardan bu yana bor yakıtları konusundaki tüm araştırma ve çalışmalar askeri açıdan gizli tutulmaktadır.
Bor elementinin ekonomiye kazandırdıkları nelerdir?
Bor Elementinin Ekonomiye Kazandırdıkları Nelerdir? - Türkiye'nin Bor Madeninin Ekonomik Faydaları - Bor madeni dış ticaret
Türkiye’nin bor rezervi 227 milyon ton görünür ve 624 milyon ton muhtemel+mümkün olmak üzere toplam 851 milyon tondur. Dünya toplam bor rezervinde Türkiye’nin payı %722’dir ( Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü rezerv bilgileri). Dünyanın en büyük tinkal rezervleri Eskişehir’in Kırka bölgesinde yer alır. Kolemanit cevheri ise Kütahya-Emet Balıkesir Bigadiç ve Bursa-Kestelek bölgelerinde yer almaktadır. Ülkemiz bor minerali üretiminde ABD’den sonra dünyada ikinci büyük üreticidir. Ülkemizde üretilen bor minerallerinin %10’u doğrudan mineral olarak kullanılırken geriye kalan kısmı bor türevlerinin üretimi için kullanılmaktadır.
Türkiye bor minerali ihracatında hammaddenin yanı sıra asit borik susuz boraks boraks pentahidrat boraks dekahidrat ve sodyum perborat gibi rafine ürünler ihraç etmektedir. Bor tuzlarının Türkiye’deki tek üreticisi ve ihracatçısı Eti Holding A.Ş.’dir. Etibank’ın ham bor üretimi B2O3 bazında 450 bin ton/yıl civarındadır. Bu üretimin yaklaşık %50’si kolemanit %20’si üleksit ve %30’u tinkal konsantresi olarak gerçekleştirilmektedir. Üretimin bir kısmı
Kırka ve Bandırma’da kurulu bor türevleri tesislerinde pentahidrat dekahidrat borik asit ve sodyum perborata dönüştürülmektedir. 2004 yılı bor ve türevlerine ait üretim incelendiğinde;üretimin %70’inin ham bor %30’unun ise rafine bora ait olduğu görülmektedir.
Tabii boratlar ihracatımız 2004 yılında 2002 yılındaki düşüşün aksine %11 artarak 92 milyon dolara ulaşmıştır. ABD Çin İspanya ve Hollanda önemli alıcı ülkeler olarak dikkat çekmektedir.
Kullanım Yerleri
Bor mineralleri, sanayide sayısız denecek kadar çok çeşitli işlerde kullanılmaktadır. Bor minerallerinden elde edilen boraks ve borik asit; özellikle nükleer alanda, savunma sanayisinde, jet ve roket yakıtı, sabun, deterjan, lehim, fotoğrafçılık, tekstil boyaları, cam elyafı ve genellikle kâğıt sanayinde kullanılmaktadır.
Savunma sanayii
'Bor Karbür ( B4C)' bileşeninin olağanüstü sertliğinden dolayı tank zırhında ve kurşun geçirmez yeleklerde kullanılmaktadır. Mohs sertlik skalasında 9,5 derecesi vardır, elmastan sonra bilinen en sert malzemelerden biridir[1]. "Titan diborür" ( TiB2) yeni nesil bor tabanlı zırh malzemesi olarak kullanılmaktadır.
Enerjetik Malzemeler
Elementel bor hacimsel olarak en yüksek enerji yoğunluğuna sahip elementtir. Bu sebeple özellikle katı yakıt uygulamalarında ana enerji kaynağı olarak kullanılır. Elementel bor'un yanma verimliliği saf oksijen ortamında dahi %70'ler seviyesinde kalmaktadır. Bunun sebebi, yanma sırasında oluşan camsı bor oksit tabakasının element yüzeyini kaplayarak yanma ve oksijen penetrasyonunu engellemesidir. Elementel bor'un yanma verimini arttırmak için Mg ve Al gibi elementlerle kaplanması veya bu elementlerle yaptığı bileşikler ( MgB2, AlB2, AlB12, AlMgB2) enerjetik malzeme uygulamalarında kullanılmaktadır.
Cam sanayii
Bor; pencere camı, şişe camı vb. sanayilerde ender hallerde kullanılmaktadır. Özel camlarda ise borik asit vazgeçilemeyen bir unsur olup, rafine sulu/susuz boraks, borik asit veya kolemanit/boraks gibi doğal haliyle kullanılmaktadır. Çok özel durumlarda potasyum pentaborat ve bor oksitler kullanılmaktadır. Bor, ergimiş haldeki cam ara mamulüne katıldığında onun viskozitesini, yüzey sertliğini ve dayanıklılığını artırdığından ısıya karşı izolasyonunun gerekli görüldüğü cam mamüllerine katılmaktadır.
Cam elyafı
Ergimiş cama % 7 borik oksit verecek şekilde boraks pentahidrat veya üleksit- probertit katılmaktadır. Maliyetine bağlı olarak sulu veya susuz tipleri kullanılmakta, bazı hallerde de borik asitten yararlanılmaktadır. Arzulanan yalıtım derecesine göre çeşitli spesifikasyonlar tanımlanır : R-1, R-7 vb. gibi. Roll, loft veya sünger halinde imal edilmektedir. Binalarda yalıtım amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. Hafifliği, fiyatının düşüklüğü, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etkilere dayanıklılığı nedeniyle plastiklerde, sınai elyaf vb. de, lastik ve kağıtta yer edinmiş olan cam elyaf, kullanıldığı malzemelere sertlik ve dayanıklılık kazandırmaktadır. Böylece sertleşmiş plastikler otomotiv, uçak sanayilerinde, çelik ve diğer metalleri ikame etmeye başlamıştır. Ayrıca spor malzemelerinde de ( kayaklar, tenis raketleri vb.) kullanılmaktadır. Yapılmakta olan araştırmalar yeni kullanım alanlarının da olacağını göstermektedir. Trafik işaretleri, karayolu onarımı birer örnek olarak verilebilir. Bu gibi mamullerde E camı kullanıldığından, rafine kolemanit tercih edilmektedir. E tipi cam elyafı, en çok kullanılan tür olup % 90 uygulamada tercih edilmektedir. İngiltere'de oto başına 75 kg cam yünü tüketilmektedir. Fransa'da Renault firması, üzerine poliyester paneller monte edilen metal şasi imalatına girişmiştir. B2O3'e olan toplam talebin ABD'de % 13'ü, B. Avrupa'da % 7'si bu tür elyaftan karşılanmaktadır. Otomobillerde borun kullanılması, arabaların ağırlığını azaltmakta ve dolayısıyla yakıt tüketimini azaltmaktadır. Ayrıca, araçlarda paslanmayı geciktirmektedir.
Optik Cam Elyafı
Işık fotonlarının etkin biçimde transferini sağlamaktadır. İngiliz Felecon'un ürettiği yeni bir elyaf saniyede 140 milyon baytı 27 km. uzağa taşıyabilmektedir. Bu lifler % 6 borik asit ihtiva etmektedir. Phillips'in Hollanda'daki fabrikasında bu lifler üretilmektedir.
Borosilikat Camlar : Camın ısıya dayanmasını, cam imalatı sırasında çabuk ergimesini ve devitrifikasyonun önlenmesini sağlayan bor; yansıtma, kırma, parlama gibi özelliklerini de arttırmaktadır. Bor, camı asite ve çizilmeye karşı korur. Cam tipine bağlı olarak; cam eriğinin % 0.5 ile % 0.23'ü bor oksitten oluşmaktadır. Örneğin Pyrex'de % 13,5 B2O3 vardır. Genellikle cama boraks, kolemanit, borik asit halinde karma olarak ilave edilmektedir. Otolar, fırınlar, çamaşır makineları, çanak/çömlek vb. de bu tür camlar tercih edilmektedir. ABD'de bu tür cam üreten 100'e yakın firma vardır. Biri de Corning Glass Works'dur. General Electric, Andron Hocking önemliler arasında yer almaktadır.
Seramik Sanayii
Emayelerin vizkozitesini ve doygunlaşma ısısını azaltan borik oksit % 20'ye kadar kullanılabilmektedir. Özellikle emayeye katılan hammaddelerin % 17-32'si borik oksit olup, sulu boraks tercih edilir. Bazı hallerde borik oksit veya susuz boraks da kullanılır. Metalle kaplanan emaye onun paslanmasını önler ve görünüşüne güzellik katar. Çelik, aluminyum, bakır, altın ve gümüş emaye ile kaplanabilir. Emaye asite karşı dayanıklılığı arttırır. Mutfak aletlerinin çoğu emaye kaplamalıdır. Banyolar, kimya sanayi teçhizatı, su tankları, silahlar vb. de kaplanır. 1997 yılında Batı 'nın seramik endüstrisinin borat tüketimi 69.000 ton civarında gerçekleşmiştir. Seramiği çizilmeye karşı dayanıklı kılan bor, % 3-24 miktarında kolemanit halinde sırlara katılır.
Temizleme ve Beyazlatma Sanayii
Sabun ve deterjanlara mikrop öldürücü ( jermisit) ve su yumuşatıcı etkisi nedeniyle % 10 boraks dekahidrat ve beyazlatıcı etkisini artırmak için toz deterjanlara % 10-20 oranında sodyum perborat katılmaktadır.
Çamaşır yıkamada kullanılan deterjanlara katılan sodyum perborat ( NaBO2H2O2.3H2O) aktifbir oksijen kaynağı olduğundan etkili bir ağartıcıdır. Perboratların çamaşır yıkamada klorlu temizleyicilerin yerini alması sıcak veya soğuk su kullanımına bağlıdır. Çünkü perboratlar ancak55 °C'nin üstünde aktif hale geçerler. Ancak, ABD’de kullanılan aktivatör( tetracetylethylenediamine) kullanımı ile bu sorun giderilmeye çalışılmıştır. 1997 yılı deterjan sanayiindeki bor tüketimi; Batı Avrupa’da 242.000 ton ve Kuzey Amerika’da ise 21.000 ton’dur. Batı Avrupa’da tüketilen borun % 35’i, Doğu Avrupa’da ise %5’i deterjan sanayiinde kullanılmaktadır. Dünya perborat talebinin %86’sı Batı Avrupa tarafından tüketilmektedir.
Yanmayı Önleyici ( Geciktirici) Maddeler
Borik asit ve boratlar selülozik maddelere, ateşe karşı dayanıklılık sağlarlar. Tutuşma sıcaklığına gelmeden selülozdaki su moleküllerini uzaklaştırırlar ve oluşan kömürün yüzeyini kaplayarak daha ileri bir yanmayı engellerler.Ateşe dayanıklı madde olarak selülozik yalıtım maddelerinin kullanımı borik asit artmasına yol açmıştır. ABD'de kullanılmakla birlikte, son yıllarda çok fazla yaygınlaşmamıştır.Bor bileşikleri plastiklerde yanmayı önleyici olarak giderek artan oranlarda kullanılmaktadır. Bu amaç için kullanılan bor bileşiklerinin başında çinko borat, baryum metaborat, borfosfatlar ve amonyum fluoborat gelir.
Tarım
Bor mineralleri bitki örtüsünün gelişmesini artırmak veya önlemek maksadıyla kullanılmaktadır. Bor, değişken ölçülerde, birçok bitkinin temel besin maddesidir. Bor eksikliği görülen bitkiler arasında yumru köklü bitkiler ( özellikle şeker pancarı) kaba yoncalar, alfaalfalar, meyve ağaçları, üzüm, zeytin, kahve, tütün ve pamuk sayılmaktadır. Bu gibi hallerde susuz boraks ve boraks pentahidrat içeren karışık bir gübre kullanılmaktadır. Bu da, suda çok eriyebilen sodyum pentaborat ( NaB5O8.5H2O) veya disodyum oktaboratın ( Na2B8O13) mahsulün üzerine püskürtülmesi suretiyle uygulanmaktadır.
Bor, sodyum klorat ve bromosol gibi bileşiklerle birlikte otların temizlenmesi veya toprağın sterilleştirilmesi gereken durumlarda da kullanılmaktadır.
Metalurji
Boratlar yüksek sıcaklıklarda düzgün, yapışkan, koruyucu ve temiz, çapaksız bir sıvı oluşturma özelliği nedeniyle demir dışı metal sanayiinde koruyucu bir cüruf oluşturucu ve ergitmeyi hızlandırıcı madde olarak kullanılmaktadır.
Bor bileşikleri, elektrolit kaplama sanayiinde, elektrolit elde edilmesinde sarf edilmektedir. Borik asit nikel kaplamada, fluoboratlar ve fluoborik asitler ise; kalay kurşun, bakır, nikel gibi demir dışı metaller için elektrolit olarak kullanılmaktadır. Alaşımlarda, özellikle çeliğin sertliğini artırıcı olarak kullanılmaktadır. Bu konuda ferrobor oldukça önem kazanmıştır. Çelik üretiminde 50 ppm bor ilavesi çeliğin sertleştirilebilme niteliğini geliştirmektedir.
Nükleer Uygulamalar
Atom reaktörlerinde borlu çelikler, bor karbürler ve titanbor alaşımları kullanılır. Paslanmaz borlu çelik, nötron absorbanı olarak tercih edilmektedir. Yaklaşık her bir bor atomu bir nötron absorbe etmektedir.
Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm ile kapatılmasında ( B10) bor kullanılır.
Ayrıca, nükleer atıkların depolanması için kolemanit kullanılmaktadır.
Enerji Depolama
Termal storage pillerindeki, Sodyum Sülfat ve su ile yaklaşık %3 ağırlıktaki boraks dekahidratın kimyasal karışımı gündüz güneş enerjisini depolayıp, gece ısınma amacıyla kullanılabilmektedir. Ayrıca, binalarda tavan malzemesine konulduğu takdirde güneş ışınlarını emerek, evlerin ısınmasını sağlayabilmektedir.
Ayrıca, bor, demir ve nadir toprak elementleri kombinasyonu ( METGLAS) % 70 enerji tasarrufu sağlamaktadır. Bu güçlü manyetik ürün; bilgisayar disk sürücüleri, otomobillerde direk akım- motorları ve ev eşyaları ile portatif güç aletlerinde kullanılmaktadır.
Otomobil hava yastıkları, antifriz Bor hava yastıklarının hemen şişmesini sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Çarpma anında, elementel bor ile potasyum nitrat toz karışımı elektronik sensör ile harekete geçirilir. Sistemin harekete geçirilmesi ve hava yastıklarının harekete geçirilmesi için geçen toplam zaman 40 milisaniyedir. Ayrıca otomobillerde antifriz olarak ve hidrolik sistemlerde de kullanılmaktadır.
Atık Temizleme
Sodyum borohidrat, atık sulardaki civa, kurşun, gümüş gibi ağır metallerin sulardan temizlenmesi amacıyla kullanılmaktadır.
Yakıt
Sodyum tetraborat, özel uygulamalarda yakıt katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Daha önce Amerikan Donanması tarafından uçak yakıtı olarak kullanılmıştır.
Karboranlar için Amerikan Deniz Araştırma Ofisi ve Amerikan Ordusu tarafından katı roket yakıtı olarak kullanılması için araştırmalar yapılmıştır. Şu anda Amerikan askeri ihtiyacı ise Callery Chemical Co. tarafından işletilmekte olan tesisten karşılanmaktadır. Dibor, B2H6 ve B5H9 gibi bor hidratlar; uçaklarda yüksek performanslı potansiyel yakıt olarak araştırılmışlardır. Boraneler Hidrojenle karşılaştırıldığında daha yüksek performansla yanmaktadır. Fakat onlar, pahalı, toksik ve yakıldığında açığa çıkan bor oksit çevresel açıdan uygun değildir. Amerikan Hükümeti, 1950 sonlarında borlu yakıtlar için 300 milyon US $ ayırmıştır, ancak program 1960 başlarında iptal edilmiştir.
Sağlık
BNCT ( Boron Neutron Capture Therapy) kanser tedavisinde kullanılmaktadır. Özellikle; beyin kanserlerinin tedavisinde hasta hücrelerin seçilerek imha edilmesinde kullanılmakta ve sağlıklı hücrelere zararının minimum düzeyde olması nedeniyle tercih nedeni olabilmektedir. Ayrıca, insan vücudunda normalde bulunan bor, bazı ülkelerde tabletler şeklinde üretilmeye başlanmıştır.
Diğer Kullanım Alanları
Ahşap malzeme korunması için sodyum oktaborat kullanılır. % 30'luk sodyum oktaborat çözeltisi ile muamele görmüş tahta malzeme yavaş yavaş kurutulursa bozunmadan ve küllenmeden uzun süre kullanılabilir.
Silisyum üretiminde bor triklorür, polimer sanayiinde, esterleme ve alkilleme işlemlerinde ve etil benzen üretiminde bor trifluorür katalizör olarak kullanılmaktadır.
Bor karbür ve bor nitrür; döküm çeperlerinde yüksek sıcaklığa dayanıklı ( refrakter) malzeme püskürtme memelerinde de aşınmaya dayanıklı ( abrasif) malzeme olarak kullanılan önemli bileşiklerdir.
Araçların soğutma sistemlerinde korozyonu önlemek üzere boraks, antifiriz karışımına katkı maddesi olarak da kullanılır.
Tekstil sanayiinde, nişastalı yapıştırıcıların viskozitlerinin ayarlanmasında, kazeinli yapıştırıcıların çözücülerinde, proteinlerin ayrıştırılmasında yardımcı madde boru ve tel çekmede akıcılığı sağlayıcı madde, dericilikte kireç çöktürücü madde olarak boraks kullanılmaktadır.
NERELERDE KULLANILIR.
BOR ELEMENTİ
Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz.Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir.
Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, endüstride birçok bor bileşiğinin kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır, ancak, farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik iletkenidir. Kristalize bor görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.
Borun saf elementi ilk kez 1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından elde edilmiştir.
KULLANILDIĞI YERLER
Bor mineralleri ve bileşikleri çeşitli endüstri dallarında çok farklı malzeme ve ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır.
Bor ve ürünlerinin kullanım alanlarını aşağıdaki gruplarda toplamak mümkündür :
Cam Sanayi : Borosilikat Camları, İzolazyon Cam Elyafı, Tekstil Cam Elyafı, Optik Lifler, Cam Seramikleri, Şişe ve Diğer Düz Camlar
Seramik Sanayi : Emaye, Sır,Sırça, Porselen Boyaları
Nükleer Sanayi : Reaktör Kontrol Çubukları, Nükleer Kazalarda Güvenlik Amaçlı ve Nükleer Atık Depolayıcı olarak, Uzay ve Havacılık Sanayi : Sürtünmeye-Aşınmaya ve Isıya Dayanıklı Malzemeler, Roket Yakıtı katkı malzemeleri
Askeri & Zırhlı Araçlar : Zırh Plakalar , kompozit malzemeler.
Elektronik-Elektrik ve Bilgisayar Sanayinde : Bilgisayarların Mikro chiplerinde, CD-Sürücülerinde, Bilgisayar Ağlarında; Isıya-Aşınmaya Dayanıklı Fiber Optik Kablolar, Yarı İletkenler, Vakum Tüpler, Dialetrik Malzemeler, Elektrik Kondansatörleri, Gecikmeli Sigortalar.
İletişim Araçlarında : Cep Telefonları, Modemler, Televizyonlar .
İnşaat-Çimento Sektöründe : Mukavemet Artırıcı ve İzolasyon Amaçlı olarak
Metalurji : Paslanmaz ve Alaşımlı Çelik, Sürtünmeye-Aşınmaya Karşı Dayanıklı Malzemeler, Metalurjik Flaks, Refrakterler, Briket Malzemeleri, Lehimleme, Döküm Malzemelerinde Katkı Maddesi olarak, Kesiciler, Aşındırıcılar
Enerji Sektörü : Hidrojen taşıyıcı,Güneş Enerjisinin Depolanması, Güneş Pillerinde Koruyucu olarak,
Otomobil Sanayi : Hava Yastıklarında, Hidroliklerde, Plastik Aksamda, Yağlarda ve Metal Aksamlarda, Isı ve Ses Yalıtımı Sağlamak Amacıyla, Antifrizler
Tekstil Sektörü : Isıya Dayanıklı Kumaşlar, Yanmayı Geciktirici ve Önleyici Selülozik Malzemeler, İzolasyon Malzemeleri, Tekstil Boyaları Deri Renklendiricileri, Suni İpek Parlatma Malzemeleri,
İlaç ve Kozmetik Sanayi : Dezenfekte Ediciler, Antiseptikler, Diş Macunları,
Tıp : Osteoporoz Tedavilerinde, Alerjik Hastalıklarda, Psikiyatride, Kemik Gelişiminde ve Artiritte, Menopoz Tedavisinde, Beyin Kanserlerinin Tedavisinde
Kimya Sanayi : Bazı Kimyasalların İndirgenmesi, Elektrolitik İşlemler, Flotasyon İlaçları, Banyo Çözeltileri, Katalistler, Atık Temizleme Amaçlı olarak, Petrol Boyaları, Yanmayan ve Erimeyen Boyalar, Tekstil Boyaları
Temizleme ve Beyazlatma Sanayi : Toz Deterjanlar, Toz Beyazlatıcılar, Parlatıcılar
Tarım Sektörü : Gübreler, Böcek-Bitki Öldürücüler,
Kağıt Sanayi : Beyazlatıcı Olarak
Koruyucu : Ahşap Malzemeler ve Ağaçlarda Koruyucu olarak, Boya ve Vernik Kurutucularında
Mıknatıslar,
Fotoğrafçılık,
Kompozit Malzemeler,
Spor Malzemeleri,
Manyetik Cihazlar,
Mumyalama.
Genel Olarak
İNŞAAT MALZEMELERİ
Ülkemizde tekstil cam elyafı üretiminde kullanılan bor ürünleri ayrıca;
• çatı kaplama malzemeleri,
• selülozik izolasyon malzemeleri,
• çimento katkı maddesi
olarak da kullanılmaktadır.
Atık gazete kağıtları ve pamuk v.b. kırpıntılarının borik asit veya borik asit+boraks karışımı ile muamelesi ile ve basit prosesler ile elde edilen selülozik izolasyon malzemelerinin ABD ve özellikle İskandinav ülkelerinde geniş bir kullanım alanı vardır.
ALEV GECİKTİRİCİLER
Özellikle ABD’de alev geciktirici olarak çinko borat tüketimi giderek artmaktadır.
Bunun yanında çeşitli boraks+borik asit karışımlarının da su ile karşılaşmayacakları ortamda alev geciktirici olarak kullanılmaları mümkündür.
TARIM
Bor birçok bitki için mikro besleyici özelliktedir. Meyve ve sebzelere mikro besleyici olarak bor takviyesi bitkilerin gelişimi ve optimum miktar ve kalitede ürün için önemlidir.
Suda çözünürlüğü yüksek, bor içeriği zengin, farklı ebatlarda bor kristalleri bu amaçla kullanılabilir. Enstitümüzce bu konuda bir çalışma başlatılmıştır.
AHŞAP KORUMA ÜRÜNLERİ
Ahşap malzemenin emprenye edilmesi ile hem böceklenme v.b. önlenmek suretiyle ömrü uzamakta, hem de alevlenme geciktirilebilmektedir.
Suda çözünen ve çözünmeyen çeşitli bor bileşikleri ve karışımlarını bu amaçla kullanmak mümkündür.
Ülkemizde bu ürünlerin üretimi henüz yapılmamakta ancak Enstitümüzce bu konuda laboratuar bazında çalışmalar yapılmaktadır.Bu çalışmaların endüsriyel uygulamalar ile paralel sürdürülmesi gerekmektedir.
CAM VE CAM ELYAFI SANAYİ
Ülkemizde üretilen ham bor ürünlerinin tamamına yakın kısmı ABD, Avrupa ve Uzak Doğu’daki cam ve cam elyafı üreticilerine satılmaktadır.
Uygulama alanına göre çesitli tipleri bulunan ve değişik oranlarda bor içeren cam elyafı birçok alanda uygulama alanı bulmaktadır :
- Plastik ve kompozit malzemeler,
- Takviyeli plastikler, lastikler, otomotiv, uçak ve diğer sanayi sektörleri ,
- Otomobil gövdesi, soğutma sistemi bilesenleri, özel amaçlı araçlar,
- Tekne, gemi, denizaltı, gemi bordası, havalandırma bacası
- Yapı endüstrisinde veranda, cam paneller, beton dökme yapıları, binalarda ısı ve ses yalıtımı,
- Transformatör, motor, jeneratör, elektronik cihazlar
- Olta, golf sopası, ok yayı, hokey sopası, yüzme havuzu, oyun alanı aletleri, kayak malzemeleri, tenis raketi gibi spor malzemeleri
- Okul, toplantı salonu mobilyası, sandalye, metro ve otobüs koltukları,
- Yakıt ve kimyasal madde depolama tankları, gübre ve kimyasal madde depolama siloları, boru, vantilatör,
- Koruyucu kapak, bilgisayar ve iş aletleri koruması, fotografik cihazlar
- Dekoratif paneller, klimalar
- Roket motorları, nozzle, helikopterler, sıvılaştırılmış gaz depolama tankları
SERAMİK ENDÜSTRİSİ
Seramik Sanayi’nde Bor mineral ve ürünleri çoğunlukla seramik sırı ve porselen emaye yapımında frit üretimi aşamasında kullanılmaktadır.
Dünya seramik sektöründeki gelişme ve yeniliklere bağlı olarak bu alanda, çeşitli üretim aşamalarında bor ve bor ürünleri tüketimine yönelik Ar-Ge çalışmaları da devam etmektedir.
ÖZEL BOR ÜRÜNLERİ
Dünya pazarında geniş bir tüketici kitlesi olan ham bor ürünleri ( konsantre cevherler) ve rafine bor ürünlerinin ( Borakslar, borik asit, sodyum perborat ) yanında üçüncü grup bor ürünleri ; Özel Bor Ürünleri’dir.
Bu ürünlerin başlıcaları;
Çinko Borat
Bor Karbür
Bor Nitrür
Bor hidrürler ( Sodyum ve potasyum bor hidrür)
Ferrobor
Inorganik Boratlar
Elementer Bor
Borik asit Esterleri
Fluoroboratlar
Organobor bileşikleri
Bor-Azot bileşikleri
Bu grupta yer alan ürünlerin bir bölümü ülkemizde laboratuar çapında başarılı olarak üretilmiş olmakla birlikte henüz hiçbiri ticari olarak üretilmemektedir.
Hedef; bu ürünlerin üretimi paralelinde bunların tüketimine yönelik endüstrilerin de geliştirilmesidir.
Çinko Borat
Henüz ülkemizde ticari boyutta üretimi olmayan çinko borat alev geciktirici, duman bastırıcı, korozyon geciktirici olarak polimerlerde ve kaplamalarda kullanılır.
Baslıca kullanım alanları;
Yanmaya dayanıklı
• kablolar
• boyalar
• kumaşlar
• elektrik / elektronik parçalar
• halı kaplamalar
• otomobil / uçak iç aksamları
• tekstil ve kağıt endüstrisi’dir.
Bor Nitrür
En çok kullanılan bor nitrür türü Hegzagonal Bor Nitrür’dür.Hegzagonal Bor Nitrür çok iyi yağlama özelliğine sahip oldugu için;
• mekanik aksamlarda
• Seramik ve cam endüstrisinde kullanılmaktadır.
Diger bir bor nitrür türü olan Kübik Bor Nitrür ;
• Çok yüksek ısıl direnci nedeniyle kesme aletlerinde,
• Aşındırıcı malzeme olarak,
• Sertleştirilmiş çeliklerin işlenmesinde,
• Kuru yağlayıcı olarak ve yağlama yağı katkısı olarak,
• Seramik Sanayinde,
• Kozmetik sanayinde,
• Havacılık ve Uzay uygulamalarında çesitli kompozit malzemelerin üretiminde,
Kullanılmaktadır.
Bor Karbür
Elmas ve kübik yapıdaki bor nitrürden sonra günümüzde bilinen malzemeler içerisinde en yüksek sertliğe sahip olan bor karbür ise;
• Makina ve çalışma aletleri yüzeylerinin işlenmesinde, ( Matkap uçları, dişli mekanizmalar, rulman yatakları, suni malzeme pres kalıpları, frezeler vb.)
• Seramik ve sert çalısma malzemelerinin işlenmesinde, ( Kuvars, optik camlar vb.)
• Seramik yapı parçaları imalatında,
• Nükleer kalkan ve termik nötronların tutulmasında,
• Metal matriks kompozitlerinde kullanılmaktadır.
Bor karbür ve bor nitrür üretimleri konusunda ülkemizde laboratuar çapında sonuçlandırılmış birçok çalışma mevcuttur.
Ferrobor
Ferrobor çelik, dökme demir , sürekli mıknatıslar ve amorf metallerin üretiminde kullanılır. Dünya ferrobor üretiminin % 50’den fazlası çelik endüstrisinde kullanılmaktadır. Üretimin % 10’luk bir bölümü ise Nd-Fe-B mıknatıslarının üretiminde kullanılmaktadır.
Ferrobor üretimi konusunda laboratuar çapında başarılı sonuçlanmış çalışmalar vardır.
Sodyum bor hidrür
Sodyum bor hidrür kağıt sanayinde, bir ağartıcı olan sodyum hidrosülfit üretiminin yanında, birçok ilaç ve özel organik kimyasalların üretiminde de kullanılmaktadır.
Son yıllarda hidrojen taşıyıcı özelliğinden yararlanma konusunda çalışmalar yapılmaktadır.
İnorganik Bor Bileşikleri
Baryum metaborat, amonyum biborat, amonyum pentaborat, kalsiyum borat, bakır borat, lityum borat, magnezyum diborür, titanyum diborür, potasyum pentaborat bu grupta sayılabilecek bilesiklerdir.
İnorganik bor bileşiklerinden
Potasyum Pentaborat paslanmaz çelik ve çeşitli demir dışı metallerin kaynak ve lehim işlemlerinde,
Baryum Metaborat korozyon önleyici,
Amonyum Biborat üreformaldehit reçinelerinde nötralizasyon amacı ile,
Amonyum Pentaborat elektrolitik kapasitörlerde elektrolit olarak,
Magnezyum Diborür süperiletken olarak,
Kalsiyum Borat antifriz bileşiklerinde, metalurjik fluxlarda ve porselen üretiminde,
Bakır Borat mantar oluşumunu önleyici olarak,
Lityum Borat cam ve seramik endüstrilerinde ve X-ray Spektroskopide flaks olarak,
kullanılmaktadır.
Özel Bor Ürünlerinin Kullanıldıgı Bazı Yüksek Teknoloji Projeleri
• Sodyum bor hidrürlü yakıt pilleri,
• Nd-Fe-B mıknatısları ve Maglev teknolojisinden yararlanılan hızlı trenler,
• Bor’un nötron tutucu özelliği ve BNCT yöntemi
Bor kimyası
Bor elementi boş bir p orbitaline sahip olduğu için elektronca fakirdir. Bu nedenle genelde lewis asidi olarak davranır, başka bir deyişle elektron zengini bileşiklerle kolayca bağlanarak elektron ihtiyacını giderir. Ayrıca bor, metal olmayan elementler arasında en düşük elektronegativiteye sahip olduğundan reaksiyonlarda genelde elektronlarını kaybeder, başka bir deyişle yükseltgenir.
Boraks kristali
Borun temel cevherleri; kernit ( Na2B4O7.4H2O), boraks ( Na2B4O7.10H2O), kolemanit ( Ca2B6O11.5H2O) ve uleksit ( NaCaB5O9.8H2O) gibi boratlardır. Bor elementi, periyodik sistemin 3. grubunun başında yer alır. Elmastan sonra en sert madde olan ametal bor gri-siyah kristalin veya amorf mikrokristalin, yeşilimsi sarı renkli bir yapıda olup başlıca özellikleri aşağıdaki gibidir.
Periyodik sırası : 5
Atom ağırlığı : 10.82
Izotopları
B10 : % 19.57
B11 : % 80.43
Termik nötron absorbsiyon kesidi
B10 : 40.10 Barn
B11 : 07.5 Barn
Kristal yapısı : Tetragonal-Hekzagonal
Yoğunluğu
Kristalin : 2.33 g/cm
Amorf : 2.34 g/cm Erime Noktası : 2190 °C ( -20 °C)
Sertliği : 9.3 Mohs
Bor bileşiklerinin yaygın kullanımları ve borun element olarak erken tanımlanmış olmasına karşın, bor kimyası çalışmaları nispeten kısıtlı bir alanda sürdürülmüştür. Bunun nedenleri, bor bileşiklerinin hidroliz veya oksidasyona yönelik stabil olmayan nitelikleri ve malzemelerin bir çoğunun kullanımındaki yapısal zorluklarıydı. Nihayet Stock, ünlü deneysel vakum tekniğini geliştirince bor kimyasının araştırılmasında yeni bir kapı aralandı.
Grup IIIA elementlerinden sadece bor bir ametaldir. Bu gruptaki diğer elementler; alüminyum, galyum, indiyum ve talyumdur. Bor, gruptaki diğer elementlerden çok daha küçük bir atomdur. Bu durum, ametal bor ve metal özellikteki diğer grup elemanları arasında belirli farklılıklara neden olur.
Ga, In ve Tl’un atom büyüklükleri periyodik sınıflandırmada de atom yarıçapı bu elementlerin artan atom numaralarıyla birlikte artmaz. Bu elementlerin göreceli şekilde küçük oluşları gruptan aşağı inerken bile beklenen şekilde azalmayan nispeten yüksek iyonizasyon potansiyeli içermelerine neden olur.
Üretimi
Türkiye'de başlıca bor çıkarılan iller.
Türkiye'de ilk borun çıkarılması.
Dünyanın en zengin boraks yatakları Türkiye'nin orta ve batı bölgeleridir. Balıkesir'de Sultançayırı ve Bigadiç, Eskişehir'de Seyitgazi ( Kırka) ve Kütahya'da Emet önemli çıkarım alanlarıdır.
Türkiye'de büyük çapta boraks üretimi, 1968'de Bandırma'da Etibank Boraks ve asitborik fabrikalarında, önce kolemanitten başlayarak yapılmıştır. Öğütülmüş kalsine kolemanit, Na2CO3 ve NaHCO3 ile reaksiyona sokulur, tepkime sonucu oluşan CaCO3 çamurunun süzülmesiyle geriye kalan ana çözelti kristallendirilir, ayrılan kristaller kurutulur ve torbalanır.
ABD-Kaliforniya'da bazı tuzlu su çözeltilerinde % 2,0 kadar boraks bulunur. Borakslı göllerden itibaren sadece bir kristallendirme işlemiyle elde edilen üründe, sodalı su ile yapılan tekrar kristallendirmeler yardımıyla saf hale getirilir. Borik asitin zayıf bir asit olması nedeniyle boraks, su etkisiyle kısmen hidrolize uğrar; dolayısıyla meydana gelen boraks kristallerinin bir kısmının hidrolizini önlemek için, boraksın sodyum karbonat eşliğinde kristallendirilmesi gerekir.
2( 2CaO.3B2O3) + 4NaHCO3 + Na2CO3 + 28H2O › 3Na2B4O7.10H2O + 4CaCO3 + CO
Konu etiketleri : borun ekonomiye katkısı, türkiyede bor madeni üretimi ticareti ve ülke ekonomisine katkıları, bor madeninin ekonomiye katkısı, borun ülke ekonomisine katkısı, bor madeninin ülke ekonomisine katkısı, borun ülke ekonomisine katkısı nedir, borun türkiye ekonomisine katkıları, bor madeninin ülke ekonomisine katkıları, türkiyede bor madeni üretimi ticareti ve ülke ekonomisine katkıları vikipedi, türkiyede bor madeni ticareti, türkiye de bor madeninin ülke ekonomisine katkısı, bor madenin ekonomiye katkısı, türkiyede bor madeninin ülke ekonomisine katkısı, bor ekonomiye katkısı, bor ülke ekonomisine katkısı,
|
|
|
Mikroorganizma - Mikroskobik canlılar nelerdir? |
|
Yazar: RasitTunca - 07-28-2018, 09:09 PM - Forum: Sanal Dergi
- Yorum Yok
|
 |
Mikroskobik canlılar nelerdir? Yararlı mikroskobik canlılar - Zararlı mikroskobik canlılar
Mikroorganizma
"Mikrop" buraya yönlendirilmektedir. Diğer kullanımlar için Mikrop ( anlam ayrımı) sayfasına bakınız.
10,000 kez büyütülmüş bir Escherichia coli bakteri kümesi.
Bir mikroorganizma ( Yunanca mikrós; "küçük" ve ὀργανισμός, organismós; canlı "organizma"'dan gelmektedir.) veya mikrop ( genellikle çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük anlamında) mikroskobik bir organizmadır. Mikroorganizmaları inceleyen, Anton van Leeuwenhoek'un kendi tasarımı olan bir mikroskop kullanarak 1675'de mikroorganizmaları keşfetmesi ile başlayan bilim dalına mikrobiyoloji denir.
Mikroorganizmalar çok çeşitlidir. Bu tanımlama bakterileri, mantarları, arkeaları, protistleri, mikroskobik bitkileri ( Yeşil algler denen); ve plankton, planarya ve Amoeba gibi mikro hayvanları da içine almaktadır. Bazıları virüsleri mikroorganizmaların içine dahil etse de, bunlar canlı olmayan olarak da kabul edilmektedir.[1][2] Mikrorganizmaların büyük kısmı tek hücreli olsa da, bu hepsine genellenemez çünkü bazı çok hücreli organizmalar mikroskobik olurken bazı tek hücreli protistler ve bakteriler, Thiomargarita namibiensis gibi makroskobiktir ( çıplak gözle görülebilmektedir). Mikroorganizmalar, biyosfer'in akar su olan her yerinde, aynı zamanda okyanus tabanındaki sıcak su kaynaklarında, atmosferin üst tabakalarında ve yerkabuğunun iç kısımlarındaki kayaların derinliklerinde yaşamaktadır. Mikroorganizmalar, saprotrof olarak iş gördükleri için ekosistemlerin besin çemberinde çok önemlidirler. Bazı mikroorganizmalar azot tutabildikleri için, azot döngüsünün en değerli parçalarıdır ve son çalışmalar havadaki mikroorganizmaların yağış ve havanın oluşumunda etkili olabileceğini göstermektedir.[3]
Mikroplardan aynı zamanda biyoteknoloji ile hem geleneksel besin ve yiyecek hazırlama yöntemlerinde hem de genetik mühendisliğine dayalı modern teknolojilerde yararlanılmaktadır. Ancak patojenik mikroorganizmalar zararlıdır çünkü onlar milyonlarca insan, hayvan ve bitkinin ölümüne neden olacak şekilde diğer organizmalara girer onların içinde çoğalırlar.
Tarihçe
Tek hücreli mikroorganizmalar, yeryüzünde yaklaşık olarak 3-4 milyar yıl önce oluşmuş ilk canlı biçimleridir.[5][6][7] Daha sonraki evrim süreci yavaştı[8] ve yaklaşık olarak 3 milyar yıl boyunca Kambriyen öncesi devirde tüm canlılar mikroskobikti.[9] Yani, dünya tarihinin büyük bir kısmında tek canlı biçimi mikroorganizmalardı.[10] Trias döneminden beri mikroorganizmaların morfolojilerinin çok az değiştiğini gösterecek şekilde 220 milyon yıllık bir kehribarın içinde bakteri, algler ve mantarlar bulunmuştur.[11]
Birçok mikroorganizma, hızlıca yenilenebilir ve bakteriler gibi mikroplar da çok farklı türler arasında konjugasyon,Transformasyon ve Transdüksiyon ile serbestçe gen transferi yapabilir.[12]
Yüksek bir mutasyon oranı ve gen çeşitlemesinin birçok başka yoluyla bitiştirilmiş olan bu yatay gen transferi, mikroorganizmaların hızla, yeni ortamlarda yaşayabilmelerine ve ortam baskılarına karşı direnmelerine ( doğal seçilim yoluyla) evrim ile olanak sağlamaktadır. Bu hızlı evrim tıp açısından önemlidir, çünkü bu özellik mikroorganizmalarda antibiyotik direnci ve modern antibiyotiklere karşı direnç geliştiren patojenik bakteriler geliştirmektedir.[13]
Mikrobiyoloji Öncesi
17. yüzyılda keşfedilmeden çok yüzyıllar öncesinde mikroorganizmaların varolabilme olasılığı insanlar tarafından tartışılmıştı. Mikroorganizmalar hakkında ilk fikirler Romalı akademisyen Marcus Terentius Varro'nun MÖ 1. yüzyılda yayınlanan ve içinde, çiftliklerin bataklık yanında kurulmaması ikazı barındıran Tarım Üzerine adlı kitabında yer almaktadır :
“ …ve çünkü gözle görülemeyen, havada yüzen ve ağız ve burun yoluyla vücuda giren ve ciddi hastalıklara yol açan çok hızlı hareket eden tehlikeli yaratıklar vardır.[14] ”
Bu ifade, eski zamanlarda insanların, hastalıkların gözle görülemeyen canlılar tarafından bulaştırılabilme olasılığının farkında olduklarını göstermektedir.
İbn-i Sina, El-Kanun fi't-Tıb ( 1020) isimli eserinde vücut salgılarının enfekte olmadan önce vücut dışından kirli organizmalar tarafından kirletildiğini ifade etmiştir.[15] Aynı zamanda tüberküloz ve diğer hastalıkların bulaşıcı olabileceğini savundu, bunların enfeksiyöz hastalık olduğunu söyledi ve yayılmalarını engellemek için karantina uygulattı.[16]
Büyük Veba Salgını14. yüzyıl'da Endülüs'e ulaşınca Ibn Khatima, bulaşıcı hastalıkların insan vücuduna giren küçük canlılar tarafından yayıldığını yazdı.[15] Daha sonra 1546'da, Girolamo Fracastoro salgın hastalıkların, enfeksiyonu doğrudan veya dolaylı temas veya bazen çok uzun mesafelerde temas olmaksızın ileten taşınabilir tohum benzeri yapılar ile meydana getirildiğini ileri sürdü.
Mikroorganizmaların varlığına dair tüm bu erken döneme ait iddialar doğal olarak tartışmaya açıktı ve veriye veya bilimsel araştırmaya dayanmıyordu. Mikroorganizmaların varlığı kanıtlanamamış, gözlemlenememiş ve 17.yüzyılın sonuna kadar doğru ve açık bir biçimde tanımlanamamıştı. Bunun nedeni şuydu tüm bu erken dönem iddialarını kanıtlamak için gerekeli olan mikrobiyoloji ve bakteriyoloji için en önemli aracından yoksundular : Mikroskop.
Mikroorganizmaların keşfinin tarihi
Antonie van Leeuwenhoek, ilk mikrobiyolog ve mikroskop kullanarak mikroorganizmaları gözlemleyen ilk kişi.
Anton van Leeuwenhoek kendi tasarımı olan bir mikroskop kullanarak -ki bu onu aynı zamanda ilk mikrobiyolog yapmıştır- gözlemleyen ilk kişidir. Bunu yaparak Leeuwenhoek biyolojiye en önemli katkılardan birini yapmış ve mikrobiyoloji ve bakteriyoloji sahalarını açmıştır. ( Bu arada, Robert Hooke canlı organizmaları gözlemlemek için mikroskobu ilk kullanan kişidir; 1665 tarihli Micrographia isimli kitabı bitki hücreleri tanımlamalarını içermektedir.)
Leeuwenhoek'un 1675'de mikroorganizmaları keşfinden önce, üzümlerin nasıl şarap olduğu, sütün nasıl peynir olduğu ve besinlerin neden çürüdüğü bir gizemdi. Leeuwenhoek, bu süreçler ve mikroorganizmalar arasındaki ilişkiyi tespit etmedi ancak mikroskobu kullanarak, çıplak gözle görülemeyecek yaşam biçimleri olduğunu kanıtladı.[17][18] Leeuwenhoek'un keşfi, Lazzaro Spallanzani ve Louis Pasteur'ün gözlemleri ile beraber uzun süredir egemen olan canlı olmayan maddelerin çürümesi sırasında yaşamın kendiliğinden oluştuğu inancını yıktı.
Lazzaro Spallanzani mikroorganizmaların sadece hava ile teması olan etsuyunda çoğaldığını keşfetti. Aynı zamanda etsuyunu kaynatmanın onu mikroplardan temizlediğini de ve mikropları öldürdüğünü de keşfetti. Louis Pasteur, Spallanzani'nin bulgularını kaynatılmış et sularının havayla temasını sağlayarak geliştirdi; bir kısım etsuyunun havayla temasını sağlayan borularda dışarıdan küçük parçaların gelmesini engelleyecek bir filtre vardı ve bir kısım etsuyunun havayla temasını sağlayan borularda ise dışarıdan gelecek parçacıkların temasına engel olacak filtre yoktu. Etsuyunu önceden kaynatarak Pasteur deneyinin başında etsuyu içinde hiç mikroorganizma kalmadığını ortaya koymuştu. Pasteur'ün deneyinde filtre takılı olan etsularında herhangi bir canlı üremedi. Bu şu anlama geliyordu; içinde mikroorganizma üreyen et sularına bu canlılar dışarıdan mesela toz üzerindeki sporlardan geliyordu. Böylece Pasteur kendiliğinden oluş teorisini yıktı ve mikrop teorisini ortaya koydu.
1876'da Robert Koch mikropların hastalık yapabileceğini ortaya koydu. Bunu şarbon hastalığına yakalanmış sığırların kanında çok miktarda Bacillus anthracisi tespit etmesiyle bulguladı. Koch aynı zamanda hastalık bulaşmış hayvandan aldığı küçük bir miktar kanı sağlıklı hayvana vererek şarbonun sağlıklı hayvanın hastalanmasını sağladığını gösterdi. Aynı zamanda bir besiyerinde bakteri üretebileceğini, bunu sağlıklı bir hayvana verebileceğini ve onun hastalanmasını sağlayabileceğini kanıtladı. Deneylerine dayanarak, bir mikrop ve hastalık arasında mantıksal bir bağ kuran, bugün Koch postülatları olarak bildiğimiz ilişki sürecini geliştirdi[19] Bu postülalar her vaka için geçerli olmasa da bilimsel gelişmenin tarihinde önemli bir yer tutmaktadır ve bugün hala kullanılabilmektedir.[20]
Sınıflandırma ve yapı
Mikroorganizmalar gezegenimiz üzerindeki yaşamın taksonomisine ait herhangi bir yerde bulunabilir. Çoğu protistleri, bazı mantarları, aynı zamanda bazı mikro hayvanları ve bitkileri da içine alan belli sayıda ökaryotlar mikroskobik iken, bakteri ve arkeaların çoğunluğu mikroskobiktir. Virüsler, mikrobiyolojinin çalışma alanında olmasına rağmen, genellikle cansız sayılır ve dolayısıyla mikroorganizma olarak kabul edilmez.
Prokaryotlar
Prokaryotlar ya da Prokaryota; bakteriler, mavi-yeşil algler, riketsiyalar, aktinomisetler, ve mikoplazmaların gruplarının dahil olduğu; gerçek çekirdek zarları ve membrana bağlı organelleri olmayan, fosfolipid barındıran hücre duvarı ve tek helezonlu DNA molekülü hücre içinde serbest halde bulunan mikroorganizmaları kapsayan canlılar üstalemdir. Halk arasında mikrop diye adlandırılan mikroorganizmalar, hücresel yapılı olanlar ve hücresel yapıda olmayanlar olmak üzere ikiye ayrılır. Hücresel yapıda olanlar bakteriler, mantarlar, protistlerdir. Hücresel yapıda olmayanlar ise virüsler, viroidler, prionlardır. Canlılar; bilimsel sınıflandırması içinde çok çeşitli grupları içerdiği için, genel geçer özellikler belirtmek zordur.
Bakteriler
Bakteriler tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır; kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda[21] büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon ( 5×1030) bakteri bulunmaktadır,[22] bunlar dünyadan biyokütlenin çoğunu oluşturur.[23] Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir.[24] Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir; bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.
Arkea
Arkeler, Arkea ( Yunanca αρχαία, "eskiler" 'den türetme; tekil olarak Arkaeum, Arkaean, veya Arkaeon), veya Arkebakteriler, canlı organizmaların bir ana bölümüdür.
Yabancı literatürde bu gruptaki canlılar Archaea veya Archaebacteria, grubun tek bir üyesi ise tekil olarak Archaeum, Archaean, veya Archaeon olarak adlandırılır
Arkeler, Ökaryotlar ve Bakteriler, üç-saha sisteminin ( İngilizce three domain system) temel gruplarıdır. Bakteriler gibi arkaeler de çekirdeği olmayan tek hücreli canlılardır, yani prokaryotlardır ( prokaryotlar altı-alemli sınıflandırmada Monera olarak adlandırılırlar). İlk tanımlanan arkaeler aşırı ortamlarda bulunmuş olmalarına rağmen sonradan hemen her habitatta raslanmışlardır.
Bu üst krallığa ait tek bir organizma "arkeli" ( Arkea'ye ait anlamında; İngilizce archaean) olarak adlandırılır, bu sözcük sıfat olarak da kullanılır.
Ökaryotlar
Ökaryotlar ( Latince : Eukaryota), hücrelerinin yapısından dolayı beraber gruplandırılmış bir canlılar grubudur. Bilimsel sınıflandırmada Ökaryotlar, Bakteriler ve Arkeler, tüm canlıları kapsayan üç ana gruptur.
Ökaryotların tanımlayıcı özelliği genetik malzemelerinin zarla çevrili bir ( veya birkaç) çekirdek içinde yer almasıdır. Bu nedenle kelime, Eski Yunanca eu, gerçek ve karyon, çekirdek sözcüklerinden türetilmiştir. Sıfat hali ökaryotiktir. Bakteri ve arkeler çekirdeksiz olduklarından beraberce prokaryot olarak adlandırılırlar ( Eski Yunanca pro-, evvel ve karyon çekirdek sözcüklerinden). Çekirdeğin yanı sıra, ökaryotların mitokondri veya kloroplast gibi zarla çevrili çeşitli organelleri vardır, bu tür hücre içi karmaşık yapılar da prokaryotlarda bulunmaz.
Ökaryotların ortak bir atası olduğu için bir üst alem ( domain) olarak tanımlanmışlardır. Üst alem sisteminde ökaryotların, prokaryotlara kıyasla, arkelerle daha çok ortak özellikleri vardır ve bu yüzden arkelerle beraber Neomura kladı içinde gruplandırılırlar.
Protistler
Protistler ( Protista, bazen Protoctista), ayrışık ( heterojen) bir canlı grubudur ve hayvan, bitki ya da mantar olarak değerlendirilemeyen ökaryot canlılardan oluşur. Protistler bilimsel sınıflandırma açısından âlem olarak değerlendirilse de tek soylu ( monophyletic) değil, kısmi soylu ( paraphyletic) bir gruptur. Protistler içinde değerlendirilen canlıların da görece basit yapılı ( tek hücreli ya da ileri düzeyde özelleşmiş dokuları olmayan çok hücreli) olmak dışında ortak özellikleri pek yoktur.
Beslenmeleri fotosentez, absorbsiyon ya da fagositoz ile, çoğalmaları ise eşeyli ya da eşeysiz üreme ile gerçekleşen protistlerin hareketsiz olanları olabildiği gibi, kamçı, siller ya da yalancı ayaklarla hareket ederleri de bulunur. Yaklaşık olarak 60.000 yaşayan, 60.000 kadar da soyu tükenmiş fosil türü bilinmektedir.
Protistalar canlılar dünyasının ökaryot hücreli en ilkel organizma grubudur. Çoğunlukla tek hücre halinde yaşamakla birlikte koloni halinde yaşayanları da vardır. Protistalar kamçılılar, silliler, kökayaklılar, sporlular, cıvık mantarlar ve algler olmak üzere gruplara ayrılırlar.
Mikro Hayvanlar
Mantar
Mantarlar ( Fungi), çok hücreli[25] ve tek hücreli[25] olabilen ökaryotik[26] canlıları kapsayan bir canlılar alemi ve şapkalı mantarların tümüne halk arasında verilen genel addır.
Halk arasında küf, pas, rastık, maya, mildiyö, şapkalı mantar, kav mantarı, puf mantarı gibi çeşitli isimlerle anılan bütün mantarlar, mantarlar ( Fungi) alemi içerisinde incelenirler. Latince Fungi mantarlar, Fungus ise mantar anlamındadır.
Dünyanın her yerinde bulunurlar. Fazla nemli yerlerde daha çokturlar. Yeryüzünde 1,5 milyon kadar mantar türü olduğu düşünülmekte ise de günümüzde sadece 69.000[27] kadar türü tanımlanmıştır. Çoğu insan, mantarların bitki olduğunu düşünmektedir, ancak mantarlar bitki değildir. Çünkü, mantarlar kendi besinlerini üretemezler.
Bitkiler
Bitkiler ( Plantae), fotosentez yapan, ökaryotik, ağaçlar, çiçekler, otlar, eğreltiotları, yosunlar ve benzeri organizmaları içinde bulunduran çok büyük bir canlılar alemidir.
Bitkiler, topluluk halinde yaşarlar. Bitkilerin bir bölgede oluşturdukları örtüye bitki örtüsü denir. Flora, bir bölgede yetişen bütün bitki türlerinin hepsine denir. Herhangi bir bölgenin yaşam koşullarında gelişen, benzer ekolojik yapı içeren bitki topluluğuna vejetasyon denir. Bunlar 4 sınıftır : Ormanlar ( her zaman yeşil tropikal yağmur, subtropikal, orta kuşak, sert yapraklı, iğne yapraklı, kışın yaprak dökenler, muson ormanları, tropikal kuru, mangrov, galeri, bataklık), Çalılar ( maki, garig, psödomaki), otlar ( savan, step, çöl), tundra. Bitkilerin yetişmesini etkileyen birçok faktör vardır. Bunlar; ekvatora uzaklık, denizden yükseklik( rakım), arazi eğimi, ışık, sıcaklık, nem, yıllık yağış miktarı, toprak içeriği, canlı faktörler( insan, hayvan, diğer bitkiler, mikroorganizmalar)'dir Bitkiler, fotosentezle ekolojik dengeyi sağlamada temel rol oynadıklarından, canlılar dünyasında çok önemli yere sahiptirler.
Bitkiler aleminin 350.000'e yakın türü mevcuttur. 2004 itibarıyla 287.655 bitki türü tanımlanmıştır. Bunlardan 258.650'si çiçekli bitkilerden, 15,000'i de yosunlardan olarak tanımlanmıştır. Bitkiler genelde ototrof ( özbeslek) organizmalardır ve enerjilerini güneş ışığından alırlar. Birçok bitki kloroplastları sayesinde fotosentez ile organik bileşiklerini üretir. Bitki hücreleri genellikle kareye benzer şekildedir. ( Bknz. Hücre)
Habitat ve Ekoloji
Habitat, bir organizmanın yaşadığı ve geliştiği yer. Bu yer, fiziksel bir bölge, yeryüzünün özel bir parçası, hava, toprak ya da su olabilir. Habitat, bir okyanus ya da bir çayırlık kadar büyük olabileceği gibi, çürümüş bir ağaç kütüğünün altı ya da bir böceğin bağırsağı kadar küçük de olabilir. Bununla beraber, her zaman tanımlanabilen ve fiziksel olarak sınırlı bir bölgedir. Birden fazla hayvan ya da bitki özel bir habitatta yaşayabilir.
Ekoloji, canlıların birbirleri ve çevreleriyle ilişkilerini inceleyen bilimdir. Ekosistem ise canlı ve cansız çevrenin tamamıdır. Ekosistemi de abiotik faktörler ( toprak, su, hava, iklim gibi cansız faktörler) ve biyotik ( üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar) faktörler olmak üzere iki faktör oluşturur.
Ekstremofil
Ekstremofiller çoğunlukla tek hücreli olup ekstrem koşullarda yaşama gereksinim duyan ve bu koşullarda optimum olarak gelişen organizmalara denir. Ekstremofiller karasal mezofilik organizmaların büyümeleri ve üremeleri için gerekli optimal koşullardan çok farklı olan ekstrem çevrelerde gelişirler.Çoğu ekstremofiller( ekstrem koşulları seven) mikroorganizmalardır.Archaea domaini ekstremofillerin geniş dağılımlı olduğu bir domain olarak bilinmesine karşın, ekstremofiller hem bakterilerin hem de archaeaların içinde sayısız ve farklı genetik hatlarda yer almaktadır.Archaea ve ekstremofil terimleri ara sıra kendi içerisinde yer değiştirmesine karşın, pek çok mezofilik archaeaların ve pek çok ekstremofilik bakterilerin olduğu bilinmektedir. Yine, tüm ekstremofiller tek hücreli değildir.Çok hücrelilere örnek olarak ekstremofilik metazoalardan Pompeii kurdu ,psikrofilik( soğukta yaşamı seven) Grylloblattodea( böcek), artartik kabuklular( crustacea)ve Tardigrade( mikroskobik canlı) verilebilir.
Mikrop terimi, bilim dünyasına ilk defa 1878'de Fransız cerrahı Charles Sédillot tarafından getirilmiştir. Sédillot, mikropların kendilerine has apayrı bir dünyası olduğunu savunmuştur. Mikrobiyoloji ilim dalı beş ana kısma ayrılmıştır : Viroloji, bakteriyoloji, protozooloji, algoloji ve mikoloji. Bunlara ilaveten moleküler ve hücresel biyoloji, biyokimya, fizyoloji, ekoloji, botanik ve zoolojiyle de yakından ilgilidir.
MİKROSKOBİK CANLILARI TANIYALIM
Yeryüzünde sayısız miktarda canlı bulunur bu canlıların bazıları çok büyükken bazıları okadar küçüktür ki gözümüzle görmemiz imkansızdır. Bu tür canlıları mercek yada mikroskop yardımıyla görebiliriz. Bu nedenle bu canlılara mikroskobik canlılar denir. Mikroskobik canlılar her yerde bulunur.Havada, suda, toprakta, besinlerde ve canlıların vücudunda yaşayabilir. Mikroskobik canlıların bazıları yararlı bazıları ise zararlıdır.
Mikroskobik canlılar nelerdir? Kaç çeşit mikroskobik canlı türü vardır?
Doğada gözle göremediğimiz canlılar vardır.
Gözle görülemeyen ancak mikroskopla görülebilen canlılara mikroskobik canlılar denir.
Yakın çevremizde okyanuslarda, ırmaklarda, toprakta, vücudumuzda hemen hemen her yerde mikroskobik canlılar vardır.
Mikroskobik canlılar uygun sıcaklık ve besin bulunan her ortamda ürerler. Yararlı mikroskobik canlılar olduğu gibi zararlı olanlarda vardır.
Mikroskobik canlı türleri
Yararlı mikroskobik canlılar
Zararlı mikroskobik canlılar
Yararlı mikroskobik canlılar
Mikroskobik canlıların yararlılarıda vardır. Yediğimiz yoğurt veya peynir gibi yiyecekler onların sayesinde gerçekleşir. Bu canlılardan bazıları sütten yoğurt ve peynir yapılmasını sağlarlar. Üzümden sirke yapılmasını sağlayan da yine bu canlılardır. Ayrıca toprakta bitki ve hayvan artıklarını küçük parçalara ayırarak toprağın beslenmesini sağlarlar. Bu sayede dünyamız bir çöp yığını olmaktan kurtulur.
Üzüm suyunun sirkeye dönüşmesini, sütten yoğurt oluşmasını sağlayan mikroskobik canlılardır.
Doğada biriken bitki ve hayvan atıklarını mikroskobik canlılar ayrıştırır ( çok küçük parçalara ayırır). Böylece bu atıkların toprağa karışmasını sağlar. Bu sayede hem artıklardan kurtuluruz hem de toprak daha verimli hale gelir.
Kalın bağırsakta yaşayan bazı mikroskobik canlılar K vitamini sentezleyerek vücudumuza yarar sağlar.
Yaşamımızda Önemli Yer Tutan Bu tür mikroskobik canlılar,
• Üzüm suyundan sirke yapılması,
• Sütten peynir elde edilmesi,
• Sütün yoğurda dönüşmesi,
• Bitki ve hayvan atıklarının çürüyerek toprağa karışması olaylarında rol oynar.
Yoğurt Nasıl Oluşur?
Bir miktar ılık sütü birkaç kaşık yoğurt ile karıştırıp sıcak bir ortamda bekletirsek sütün tümü yoğurda dönüşür.
Yoğurdun içindeki mikroskobik canlılar sütü besin olarak kullanır ve sıcak ortamda hızla çoğalırlar. Böylece sütü yoğurda çevirirler.
Besinleri Uzun Süre Saklamak İçin Hangi Yöntemler Kullanılır?
Besinleri mikroskobik canlıların zararlı etkilerinden korumak ve uzun süre saklamak için insanlar eskiden beri birçok yöntem uygulamaktadır.
Kurutma : Sebze ve meyvelerin içerdiği su buharlaştırılır. Susuz ortamlarda mikroskobik canlılar yaşayamadığı için bu yiyecekler uzun süre saklanır.
Tuzlama : Yiyecekler bol tuz dökülerek tuzlanır. Böylece yiyeceklerin bozulması önlenir.
Konserve : Yiyecekler yüksek sıcaklıklarda konserve hâline getirilir. Bu yolla yiyecekler teneke ve cam kavanozlarda aylarca saklanabilir.
Dondurma : Çok soğuk ortamlar mikroskobik canlılar için uygun bir yaşama ortamı değildir. Buzdolabı ve derin dondurucuların kullanılmaya başlanmasından sonra sebze ve meyveler dondurularak bozulmadan uzun süre saklanmaktadır.
Pastörize etme : Süt çok yüksek sıcaklıklarda ısıtılarak içindeki mikroskobik canlılar öldürülür. Bu yolla paketlenen sütler uzun süre dayanır ve daha sağlıklı olur
Zararlı mikroskobik canlılar
Vücudumuza girdiğinde bizde hastalık yapan mikroplar ( virüs ve bakteriler) zararlı mikroskobik canlılardır. Tifo, kolera, verem ve tetanos bu hastalıklardandır. Mikroplar vücudumuza solunum yollarıyla veya ağız yoluyla girerek vücudumuzun savunmsaını zayıflatırlar. Bazıları ölümcül hastalıklara neden olabilir. Zararlı bakterilerden korunmak için aşı olunmalı, dengeli beslenmeli, ve elimizi yemekten önce ve sonra mutlaka yıkamalıyız. Sınıf içerisinde koşmak ve toz oluşmasını sağlamak, hasta olan birisi ile aynı havayı teneffüs etmek. Bizimde hastalanmamıza neden olur.
Uzun süre açıkta bekletilen yiyeceklerimiz bozulur, sebze ve meyveler çürür, et kokar, süt ve yoğurt ekşir. Bütün bunlara mikroskobik canlılar sebep olur.
Özellikli sıcak ve nemli ortamlarda yiyeceklerimiz kısa sürede bozulur. Bu nedenle gıdalarımızı uygun sıcaklıklarda korumalıyız.
Bozulduğu fark edilmeyen gıdalar tüketildiğinde önemli hastalıklara ve zehirlenmelere neden olur.
Bazı mikroskobik canlılar sağlığımızı bozarak bizleri hasta eder.
Mikroskobik canlıların oluşturduğu hastalıklara karşı aşı ile ya da antibiyotik kullanarak korunabiliriz. Bu hastalıkla genellikle bulaşıcıdır.
Örneğin verem, tifo, difteri, zatürree, grip vb. mikroskobik canlıların sebep olduğu hastalıklardır.
Bu hastalıklar içtiğimiz suyla havayla veya besinler aracılığıyla bulaşır. Bu hastalıklardan korunmak için kişisel temizliğimize, meyve ve sebzelerimizin taze ve temiz olmasına dikkat etmeliyiz.
Dişlerimizin çürümesine bazı mikroskobik canlılar sebep olur. Bu nedenle dişlerimizi günde en az iki kez fırçalamalıyız.
Fransız bilim insanı Louis Pasteur mikroskobik canlılarla ilgili yaptığı çalışmalar sonucunda Şarbon ve kuduz aşısını bulmuştur.
Mikroskobik canlıların faydaları
Toprakta yaşayan bazı bakteriler hayvan ve bitki artıklarının çürümesini sağlar.
Sütten yoğurt peynir veya yağ yapılmasını hamurun mayalanmasını üzümden sirke yapılmasını turşunun mayalanmasını sağlarlar.
Bağırsaklarımızdaki B ve K vitamininin oluşmasında rol oynarlar.
Mikroskobik canlıların zararları
Hastalıklara yol açarlar.
Besinlerin küflenip çürümesine sebep olurlar.
Gözle görülmezler.
Nerelerde Yaşarlar?
Mikroskobik canlılar hava, su ve toprak gibi doğal ortamlarda,insan ve hayvan vücutlarında, besinlerde yani uygun sıcaklık ve besin olan her ortamda yaşarlar.
Canlı vücutları sıcaklık ve besin açısından mikroskobik canlılar için yaşamaya elverişli yerlerdir.
Besinler de mikroskobik canlıların üremesi için uygun ortamlardır. Dışarıda bırakılan yiyeceklerde çoğalan mikroskobik canlılar besinlerin bozulmasına neden olur. Bu besinlerin kokuları ve görünümleri de bozuktur.
Deniz, göl ve okyanuslarda yaşayan bazı mikroskobik canlılar suyu oksijen bakımından zenginleştirir. Ayrıca buralarda yaşayan diğer canlılar için önemli bir besin kaynağı olur.
Hastalıklara Neden Olan Mikroskobik Canlılar
Mikroskobik canlılar çoğunlukla bulaşıcı hastalıklara neden olurlar.
Verem, tifo, kolera, tetanoz hastalıkları ile boğazda bademciklerin şişmesi ile oluşan hastalık bu canlıların etkisiyle olur.
Mikroskobik Canlılar Yararlı mı Zararlı mı?
Bence mikroskobik canlılar ve mantarlar önemli bir konudur. Fen dersini sevenler bu konuya da ilgi duyar. Ben 5. sınıfta fen dersini sevdiğim için bu konuyu seviyor, fakat zorlanıyordum. Mikroskobik canlılar bence zor bir konu, fakat öğrenmek için araştırırsanız değil. Bazı kişileri anlıyorum, “çok zor, çok sıkıcı” diyorlar. İlk başlarda öyle geliyor, ama konunun ortasına daldıkça eğleniyor sununuz. Bu yazıyı okuduktan sonra araştırabilirsiniz. Ben bir göz atmanızı tavsiye ederim. Çünkü araştırdıkça o konu sizi saracak ve daha çok isteyeceksiniz.
Araştırdığınızda göreceksiniz ki, adı üstünde çıplak gözle değil, mikroskop ile görülebilen organizmalara “Mikroskobik Canlılar” denir. Gözle göremediğimiz birçok canlıyı ancak özel olarak geliştirilmiş mikroskoplar ile görebiliriz. Mikroskobik canlıları gözümüzle göremeyiz, fakat onlar bizim tahmin ettiğimizden daha çok hayatımızdadır. Toprak, hava ve su gibi ortamlarda yaşarlar. Her gün temas ettiğimiz yerlerde de görülen mikroorganizmalar yararlı ya da zararlı olabilir. Tek hücreli olanlarının yanında, çok hücreli olanları da vardır. *Halk arasında mikrop diye adlandırılan mikroorganizmalar, hücresel yapılı olanlar ve hücresel yapıda olmayanlar olmak üzere ikiye ayrılırlar.* Hücresel yapıda olanlar : bakteriler, mantarlar ve protistler, hücresel yapıda olmayan mikroskobik canlılar ise; virüsler, viroidler ve prionlardır. Her yerde, oldukça fazla görülebilen bu canlı türlerinin yararlı olanları olduğu kadar, zararlı olanları da vardır. Mikroskobik canlılar; toprakta, havada, suda, insan vücudunda, hayvanlarda, bitkilerde ve toprak altında yaşarlar.
Yararlı olan mikroskobik canlılara örnek olarak; üzüm suyunun sirkeye dönüşmesini, sütün yoğurda, peynire veya yağa dönüşmesini, hamurun veya turşunun mayalanmasını sağlayan probiyotikleri söyleyebiliriz. Ayrıca doğaya atılan maddeleri ( bitki ve hayvan artıkları) bu gruptaki canlılar küçük parçalara ayırarak çürümelerini sağlarlar. Dolayısıyla toprağa karışmalarını ve toprağın beslenmesini sağlarlar. Vücudumuzda yaşayan bazı mikroskobik canlıların da yararlı olduğunu biliyor muydunuz? Mesela kalın bağırsakta yaşayan bu canlılar K ve B vitamini sentezleyerek vücudumuza yarar sağlar.
Ancak zararlı olan mikroskobik canlılar ( virüs, bazı bakteriler) ise dişlerimizin çürümesine ve bazen de hastalanmamıza neden olurlar. Hatta tifo, kolera, verem ve tetanos gibi ağır hastalıkların nedenidir. Yemeklerin bozulmasına, besinlerin küflenip, çürümesine sebep olurlar.
Kaynaklar :
Fenödevi
yumurtaliekmek
bestepebloggers
|
|
|
|