Papiere XEROX - príbeh jedného prvenstva

Publikované 11.4.2018 zdroj:xerox


História xerografického papiera sa začala písať v roku 1938, kedy Chester Carlson vynašiel proces elektrofotografie a vytvoril prvú úspešnú xerografickú kópiu - slávny text "10-22-38 Astoria".

obrazok1 obrazok1

Objav xerografie ovplyvnil nielen naše bežné životy, ale aj papierenský priemysel ako taký. Dá sa povedať, že vytvoril pre papierenský priemysel obrovský potenciál a dal mu tiež úplne nový pohľad na kvalitu papiera ako takého. Doba vytvárania kópií formou samoprepisových papierov bola preč. Nastúpila éra kopírovania a štandardných kancelárskych papierov. S rozvojom xerografie sa však spája aj rozvoj novej disciplíny, výroby papiera vhodného pre túto technológiu.

Prvý krok k úspechu: súboj technológií Kodak versus Xerox

Zásadným prielomom v oblasti xerografie bolo uvedenie prvého komerčného kopírovacieho stroja Xerox 914 v r. 1959. Až do tej doby sa pre tvorbu kópií využívali buď samoprepisovacie papiere, či zariadenia typu Kodak Verifax. Ich hlavnou nevýhodou bola cena jednej kópie a nutnosť používania špeciálnych fotografických papierov opatrených povrchovými nátermi. Uvádza sa, že v r. 1969 stálo obstaranie jednej kópie na Verifaxe $ 0,15, zatiaľ čo zhotovenie kópie na Xeroxe stálo vrátane papiera obyčajných $ 0,03.

Kancelársky papier v Xeroxe 914

Medzi hlavné dôvody úspechu zariadenia Xerox 914 sa radí okrem iného fakt, že používali obyčajný kancelársky papier. Na trh bolo uvedené s marketingovým označením "a plain-paper copier". S tým sa spája vtipná interné historka z tejto doby. Spomína kolega Bruce Katz: „Keď bol uvedený na trh model Xerox 914, bol promovaný ako kopírka používajúca obyčajný kancelársky papier. FTC (The US Federal Trade Comission - úrad zaoberajúci sa okrem iného zneužívaním obchodných praktík) poslal do Xeroxu oficiálnu žiadosť, aby Xerox vierohodne preukázal, že "obyčajné" papiere naozaj v zariadení fungujú a možno ich používať. Horace Becker, hlavný inžinier programu 914, vzal hnedý papierový sáčok, ktorý práve ležal na stole, vyrezal z neho hárok papiera o veľkosti 9 "× 14" a na neho urobil kópiu listu od FTC. Horace potom túto kópiu zaslal Úradu späť. Tým bola vec vybavená a žiadne ďalšie otázky či požiadavky voči tomu tvrdeniu neboli už nikdy vznesené“.

Papier v hľadáčiku laboratórií Xerox

Hoci "obyčajné" papiere naozaj fungovali, bolo zrejmé, že určité typy papierov pracujú viac spoľahlivo ako iné. Už v roku 1961 tak bol do Xeroxu najatý Clive Bubb. Ten pracoval čisto ako papierový technológ a založil prvé Xerox laboratórium zamerané na kvalitu papiera. Hlavným cieľom bolo porozumieť týmto výkonnostným rozdielom medzi jednotlivými typmi papierov. O tri roky neskôr sa laboratórium rozrástlo o ďalších špecialistov. George Treier bol pribratý ako technológ a Robert Thatcher ako kontrolór kvality - obaja mali ako hlavný cieľ vytvorenie kvalifikačného procesu pre Xerox papiere a zaistenie siete dodávateľov pre stále sa rozvíjajúce technológiu. V tejto dobe sa zakladajú technologické centrá tiež v Anglicku (Rank Xerox) a Japonsku (Fuji Xerox) - obe centrá sa podieľajú na vývoji a testovaní médií dodnes.


Už prvé výskumy ukázali na niekoľko kritických vlastností, ktoré výkonnosť papiera ovplyvňujú najviac. Najčastejším dôsledkom "zásekov" a výpadkov tlačiarne bola nadmerná krútivosť, či vlnenie papiera (Anglicky "curl"). Inžinieri prišli na zásadnú vec, ktorá ovplyvňuje kvalitu papierov dodnes – pri použití xerografie sa využíva vysokých zapekacích teplôt, pri ktorých sa výrazne znižuje vlhkosť papiera. Pri tomto procese sa jednotlivé vlákna papiera zmršťujú. Pokiaľ dôjde k rozdielnej miere zmeny veľkosti vlákien na jednej a druhej strane papiera, je zvlnenie papiera vyššie. Keď ale inžinieri využili papiere s nižšou vlhkosťou, než bolo v tej dobe obvyklé (bežný písací papier či ofsetový papier mal v tej dobe vlhkosť vyššiu ako 6%), problém sa výrazne obmedzil. Štandardom pre xerografiu sa tak stala vlhkosť papiera blížiaca sa číslu 4,5%.


Už v týchto prvých rokoch bolo v technologickom centre nastavené cez 100 parametrov papiera, ktoré boli testované a merané. Jedným z hlavných dôvodov bol fakt, že časté záseky papierov mali nepriaznivý vplyv na vnímanie novej technológie zákazníkmi. Pekným príkladom priekopníckych problémov je opäť spomienka z technologického centra: „Jeden z našich prvých strojov bol vybavený kremíkovú tyčou, ktorá zapekala toner do papiera. Zariadenie bolo vybavené, hasiacim systémom, ktorý pozostával z kúska rybárskeho vlasca pripevneného k protipožiarnemu prístroju. V prípade záseku papiera v určitých kritických miestach kopírky, kedy hrozilo nebezpečenstvo požiaru, sa systém vďaka roztaveniu rybárskej šnúry spustil a nebezpečenstvo požiaru zažehnal.“

Cesta ku konzistentnej kvalite

Už spomínaný Clive Bobb zistil, že celý papierenský priemysel funguje na systéme priemerných dát. Raz vyrobíme tak, druhýkrát tak a celkovo je to dobré. Sám si však uvedomoval, že samotné kopírky Xerox „priemerný papier“ nevidia. Kopírkami neprechádzajú tieto priemerné hárky, ale papiere neustále odlišnej kvality, ktoré veľmi výrazne ovplyvňujú efektivitu celého zariadenia. Tieto zistenia dali vzniknúť celému procesu testovania a kvalifikácie jednotlivých tlačových médií, ale aj celých papierenských závodov. Cieľom bolo zabezpečenie konzistentnej kvality bez výkyvov a navyše v rámci špecifikácií zadaných spoločnosťou Xerox. Cieľom bol papier so značkou Xerox.


Proces kvalifikácia a neustáleho testovania médií prebieha dodnes v prakticky nezmenenej miere. Každý z papierov má jasne určené špecifikácie, ktoré musí papiereň pri výrobe splniť, každé tlačové médium má jasne určené výstupné parametre kvality, ktoré musia pri tlači na zariadeniach Xerox spĺňať.


Všetko sa pochopiteľne vyvíja v čase, parametre reagujú na možnosti papierní, na technologické novinky, ale aj na vkus koncových užívateľov a profesionálov. Veľmi zaujímavé je pozorovať vývoj požiadaviek Xerox na jednotlivé parametre u rôznych typov papiera. Jednoznačne najväčšími zmenami prešli všetky optické požiadavky - belosť, jasnosť či opacita. Naopak za posledných 30 rokov zostali prakticky bez zmeny hlavné technické parametre zaisťujúce správne behové vlastnosti xerografického papiera, ako vodivosť, vlhkosť, povrchové vlastnosti papiera a podobne. Ako dôkaz budiž technická špecifikácia pre kvalitu papiera Performer zo začiatku 90. rokov minulého storočia.

obrazok1 obrazok1

Prvé dve tony od UPM Kymmene

Na tento nový trend reagovali pochopiteľne aj výrobcovia papierov. Zrejme vôbec prvý kopírovací papier bol vyrobený spoločnosťou Hammermill Paper v USA (Dnes súčasť International Paper), ktorá na vývoji úzko spolupracovala s vtedajšou firmou Haloid-Xerox company. Po mnoho ďalších rokov bol v papierenskom závode Oswego (pripojený k skupine Hammermill Paper v r. 1959) v New Yorku vyrábaný kopírovací papier iba exkluzívne pre Xerox. Približne v tejto dobe sa začína Xerox objavovať aj v nám bližšej Európe. V roku 1956 je založený Rank Xerox LTD. A rovnako ako v zámorí aj tu sa začína stupňovať dopyt po kvalitnejšom a spoľahlivejšom papieri pre masovo sa predávajúci Xerox 914 a novšie modely.


Prvý kontakt bol nadviazaný s vtedajšou fínskou papierňou Kymi (dnes UPM Kymmene), ktorá sa začala na vývoji kvalitnejších papierov pre xerografiu podieľať. V roku 1964 navštívili zástupcovia Kymi, Nils Lofgren a Holger Lassenius, technického riaditeľa vtedajšieho Rank Xerox Oy Olavi Aromaa – výsledkom tejto návštevy bola prvá oficiálna objednávku papiera Xerox formátu A4 - znela na celé dve tony! Rozpráva sa, že sám Olavi Aromaa sa tohto množstvo trochu obával: „Čo budeme preboha robiť s takým množstvom papiera?“ V kontexte dnešných objemov je to obava naozaj nepárna až úsmevná – viď napríklad graf produkcie iba v závode Kymi pre Xerox v rokoch 1964-2008.

Testy určujú zmeny výroby

Prvá dodávka sa nakoniec uskutočnila 15. novembra 1964. Výroba prebehla na papierenskom stroji Kymi PM5, ktorý bol v prevádzke už od roku 1905. Pri prvých testoch sa predpokladalo, že papier bude musieť prejsť cez všetky hladiace jednotky, aby bolo dosiahnuté potrebnej kvality. Avšak sa čoskoro zistilo, že papier musí mať tiež určitú hrúbku a pevnosť. Tej bolo dosiahnuté využitím väčšieho množstva vlákien z borovíc a obmedzení kratších vlákien, ktoré sa navyše pred výrobou vysúšali. Ďalším zásadným krokom pri prvej produkcii bolo nastavenie vstrekovania vlákien na pás - technici museli pre správnu a homogénnu formáciu vlákien pumpovať vlákna obrátene, než tomu bolo zvykom pri výrobe papierov horšej kvality. Keď potom bola nájdená tiež správna teplota sušenia v jednotlivých sekciách výroby, začala produkcia plynule narastať.


V kontexte článku stojí za zmienku aj zmena výrobného stroja pre papiere Xerox v Kymi. Už v roku 1970 prebehla v Kymi inštalácia nového papierenského stroja PM7, ktorý bol schopný vyrábať sedemkrát viac papiera než zastaralý PM5. Avšak až v priebehu roku 1972 prebehol presun programu výroby pre Rank Xerox na toto nové zariadenie. Celé dva roky trvalo správne nastavenie kvality, ktoré Xerox po Kymi požadoval.


Ostatné významné papierne pochopiteľne nechceli zostať pozadu. V roku 1968 začína vyrábať papier pre Xerox tiež Mondi, a to na svojom papierenskom stroji PM04 v závode Kematen. Prvá výrobná várka 10 ton išla pochopiteľne do testovacieho centra vo Welwyn Garden City v Anglicku.

Papiere Xerox aj dnes znakom kvality

Xerox tak nastavil nové štandardy vo výrobe papiera. Mať v ponuke papier pre xerografiu sa stalo postupne nutnosťou (už na konci 70. rokov sa väčšina kancelárskych papierov vyrábala ako „Xerox approved“), rovnako tak ako vlastniť pre testovacie účely niektoré z tlačových zariadení Xerox.


Až do konca 70. rokov minulého storočia si Xerox udržiaval vysoko dominantné postavenie ako v oblasti xerografie, tak výroby xerografického papiera. Až s nástupom dravých japonských konkurentov Ricoh a Canon sa začala situácia pomaly meniť v oblasti tlačových strojov. V oblasti papierov platila dominancia Xeroxu omnoho dlhšie. Aj dnes je značka Xerox považovaná medzi profesionálnymi užívateľmi papiera za znak kvality, istoty a spoľahlivosti a je pre nich stále voľbou číslo 1 v rámci celej Európy.


Daniel Novák