Papier

Hintergrund

Aus Holzzellstoff oder Pflanzenfasern hergestelltes Papier wird hauptsächlich für die schriftliche Kommunikation verwendet. Das früheste Papier war Papyrus, das von den alten Ägyptern aus Schilf hergestellt wurde. Papier wurde im zweiten Jahrhundert von den Chinesen hergestellt, wahrscheinlich von einem chinesischen Hofbeamten namens Cai Lun. Sein Papier wurde unter anderem aus Baumrinde und alten Fischnetzen hergestellt. Fast sofort als wertvolles Geheimnis erkannt, dauerte es 500 Jahre, bis die Japaner Kenntnis von der Methode erlangten. Die Papierherstellung war in der islamischen Welt seit dem Ende des 8. Jahrhunderts bekannt n. Chr.

Das Wissen über die Papierherstellung verlagerte sich schließlich nach Westen, und die erste europäische Papierfabrik wurde um 1150 in Jativa in der Provinz Valencia, Spanien, gebaut. Gegen Ende des 15. Jahrhunderts existierten Papierfabriken in Italien, Frankreich, Deutschland und England , und Ende des 16. Jahrhunderts wurde in ganz Europa Papier hergestellt.

Papier, ob in der modernen Fabrik oder in sorgfältigster Handarbeit hergestellt, besteht aus verbundenen Fasern. Die Fasern können aus einer Reihe von Quellen stammen, darunter Stofflappen, Zellulosefasern aus Pflanzen und vor allem Bäumen. Die Verwendung von Stoff in diesem Prozess hat seit jeher hochwertiges Papier hervorgebracht. Ein hoher Anteil an Baumwoll- und Leinenfasern im Mix ergibt heute viele hervorragende Papiere für besondere Anwendungen, vom Hochzeitseinladungspapier bis zum Spezialpapier für Federzeichnungen.

Die Methode zur Papierherstellung ist im Wesentlichen einfach:Pflanzenfasern mischen und in heißem Wasser kochen, bis die Fasern weich, aber nicht aufgelöst sind. Das heiße Wasser enthält auch eine Grundchemikalie wie Lauge, die die Fasern beim Kochen aufweicht. Führen Sie dann ein siebartiges Material durch die Mischung, lassen Sie das Wasser abtropfen und/oder verdunsten und drücken Sie dann zusätzliches Wasser aus oder tupfen Sie es aus. Zurück bleibt eine Schicht Papier. Wesentlich für den Prozess sind die Fasern, die nie vollständig zerstört werden und beim Mischen und Erweichen ein verflochtenes Muster innerhalb des Papiers selbst bilden. Moderne Papierherstellungsverfahren sind, obwohl wesentlich komplizierter als die älteren, eher Entwicklungsverbesserungen als völlig neue Verfahren zur Papierherstellung.

Rohstoffe

Etwa die Hälfte der heute für Papier verwendeten Fasern stammt aus Holz, das gezielt geerntet wurde. Das restliche Material stammt aus Holzfasern aus Sägewerken, recycelter Zeitung, etwas Pflanzenmaterial und recyceltes Tuch. Nadelbäume wie Fichte und Tanne wurden früher für die Papierherstellung bevorzugt, da die Zellulosefasern im Zellstoff dieser Arten länger sind und somit ein stärkeres Papier ergeben. Diese Bäume werden von der Papierindustrie als "Weichholz" bezeichnet. Laubbäume (Blattbäume wie Pappeln und Ulmen) werden als "Hartholz" bezeichnet. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Papier und Verbesserungen in der Zellstoffverarbeitungstechnologie können heute fast alle Baumarten für Papier geerntet werden.

Einige andere Pflanzen als Bäume eignen sich für die Papierherstellung. In Gebieten ohne nennenswerte Wälder wurde Bambus ebenso wie Stroh und Zuckerrohr für Papierzellstoff verwendet. Flachs, Das meiste Papier wird durch einen mechanischen oder chemischen Prozess hergestellt. Hanf- und Jutefasern werden häufig für Textilien und Seile verwendet machen, aber sie können auch für Papier verwendet werden. Einige hochwertige Zigarette Papier wird aus Flachs hergestellt.

Baumwoll- und Leinenlappen werden in hochwertigen Papieren wie Briefpapier und Lebenslaufpapier sowie für Banknoten und Sicherheitszertifikate verwendet. Die Lumpen sind normalerweise Stecklinge und Abfälle aus Textil- und Bekleidungsfabriken. Die Lumpen müssen geschnitten und gereinigt, gekocht und geschlagen werden, bevor sie von der Papierfabrik verwendet werden können.

Andere Materialien, die bei der Papierherstellung verwendet werden, umfassen Bleichmittel und Farbstoffe, Füllstoffe wie Kreide, Ton oder Titanoxid und Schlichten wie Kolophonium, Gummi und Stärke.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Brei herstellen

• 1 Zur Umwandlung von Rundholz in Zellstoff werden üblicherweise mehrere Verfahren verwendet. Beim mechanischen Verfahren werden die Stämme zunächst in Fässern getrommelt, um die Rinde zu entfernen. Die Stämme werden dann zu Schleifern geschickt, die das Holz zu Zellstoff zerkleinern, indem sie es zwischen riesigen rotierenden Platten pressen. Der Zellstoff wird gefiltert, um Fremdkörper zu entfernen. Beim chemischen Verfahren werden Holzspäne aus entrindetem Rundholz in einer chemischen Lösung gekocht. Dies geschieht in riesigen Bottichen, sogenannten Fermentern. Die Späne werden dem Fermenter zugeführt und dann bei hohem Druck in einer Lösung von Natriumhydroxid und Natriumsulfid. Die Chips lösen sich in der Lösung zu Brei auf. Als nächstes wird der Zellstoff durch Filter geschickt. Bleichmittel können in diesem Stadium oder Farbstoffe hinzugefügt werden. Der Zellstoff wird der Papierfabrik zugeführt.

Schlagen

• 2 Das Fruchtfleisch wird als nächstes einem Klopf- und Quetschprozess unterzogen, der passenderweise Schlagen genannt wird. In einem großen Bottich wird das Fruchtfleisch der Wirkung von Maschinenschlägern ausgesetzt. An dieser Stelle können verschiedene Füllmaterialien wie Kreiden, Tone oder Chemikalien wie Titanoxid hinzugefügt werden. Diese Additive beeinflussen die Opazität und andere Eigenschaften des Endprodukts. An dieser Stelle werden auch Größenangaben hinzugefügt. Die Leimung beeinflusst die Reaktion des Papiers auf verschiedene Tinten. Ohne irgendeine Leimung ist ein Papier für die meisten Anwendungen zu saugfähig, außer als Schreibtischunterlage. Eine Leimung wie Stärke macht das Papier resistent gegen Tinte auf Wasserbasis (Tinten sitzen tatsächlich auf einem Blatt Papier, anstatt einzusinken). Je nach Verwendungszweck des Papiers ist eine Vielzahl von Schlichten, im Allgemeinen Kolophonium und Gummi, erhältlich. Papier, das ein gedrucktes Design erhält, wie z. B. Geschenkverpackungen, erfordert eine bestimmte Größenformel, damit das Papier den Druck richtig akzeptiert.

Zellstoff zu Papier

• 3 Um aus dem Zellstoff schließlich Papier zu machen, wird der Zellstoff in riesige, automatisierte Maschinen eingespeist oder gepumpt. Ein üblicher Typ ist die Fourdrinier-Maschine, die 1807 in England erfunden wurde. Der Zellstoff wird der Fourdrinier-Maschine auf einem sich bewegenden Band aus feinmaschigem Sieb zugeführt. Der Zellstoff wird durch eine Reihe von Walzen gequetscht, während Sauger unterhalb des Bandes das Wasser ableiten. Soll das Papier ein Wasserzeichen erhalten, fährt ein Dandy genanntes Gerät über die Zellstoffbahn und presst ein Motiv hinein.

  Anschließend gelangt das Papier in die Pressenpartie der Maschine, wo es zwischen Wollfilzrollen gepresst wird. Das Papier läuft dann über eine Reihe von dampfbeheizten Zylindern, um das restliche Wasser zu entfernen. Eine große Maschine kann 40 bis 70 Trockenzylinder haben.

Abschluss

• 4 Schließlich wird das getrocknete Papier auf große Rollen gewickelt, wo es je nach Verwendungszweck weiterverarbeitet wird. Papier wird geglättet und weiter verdichtet, indem es durch Metallwalzen geleitet wird, die Kalander genannt werden. Ein besonderes Finish, ob weich und matt oder hart und glänzend, können die Kalender verleihen.

  Das Papier kann weiter veredelt werden, indem es durch einen Bottich mit Leimungsmaterial geleitet wird. Es kann auch eine Beschichtung erhalten, die entweder aufgebürstet oder aufgerollt wird. Beim Streichen werden der Papieroberfläche Chemikalien oder Pigmente hinzugefügt, die die Leimen und Füllstoffe von früher im Prozess ergänzen. Als Beschichtung wird oft feiner Ton verwendet. Als nächstes kann das Papier ein letztes Mal superkalandriert werden, das heißt durch extrem glatte Kalanderwalzen laufen. Anschließend wird das Papier auf die gewünschte Größe zugeschnitten.

Umweltbedenken

Die Zahl der Bäume und anderer Pflanzen, die abgeholzt werden, um Papier herzustellen, ist enorm. Papierfirmen bestehen darauf, dass sie so viele neue Bäume pflanzen, wie sie fällen. Umweltschützer behaupten, dass die neu nachgewachsenen Bäume, die so viel jünger und kleiner sind als die entfernten, den Wert älterer Bäume nicht ersetzen können. Bemühungen, Altpapier (insbesondere Zeitungen) zu recyceln, haben die Notwendigkeit der Zerstörung von Wäldern zumindest teilweise verringert, und Recyclingpapier ist heute ein wichtiger Bestandteil vieler Arten der Papierherstellung.

Die bei der Papierherstellung verwendeten Chemikalien, darunter Farbstoffe, Tinten, Bleichmittel und Leime, können auch umweltschädlich sein, wenn sie nach der Verwendung in die Wasserversorgung und in das nahe gelegene Land gelangen. Die Industrie hat, manchmal auf Anweisung der Regierung, eine große Menge an Umweltverschmutzung beseitigt, und staatliche Anforderungen verlangen nun eine schadstofffreie Papierproduktion. Die Kosten für solche Aufräumarbeiten werden an den Verbraucher weitergegeben.