Herstellung von Papier

Lange Zeit vor Papier und Karton, dienten Steine und Knochen als «Schriftdokumente» für Gemälde und Ritzzeichnungen. Darauffolgend wurden auch Wachs-, Holz- und Metalltafeln beschrieben. Bis durch die Ägypter der Papyrus entdeckt wurde und dann auch den Weg nach Europa gefunden hat, wo man ihm später den Namen Papier ableitete.

Geschichte

Das erste richtige Papier wurde 105 Jahre nach Christus in China aus Maulbeerzweigen, Hanf, Lumpen und alten Fischernetzen hergestellt. Lange Zeit war der Herstellungsprozess ein Geheimnis und Papier war rar und sehr begehrt.

1799 wurde dann die erste Papiermaschine durch einen Franzosen erfunden, durch welche eine endlose Papierbahn geschöpft werden kann. Die Firma Escher-Wyss in Zürich nahm dann 1839 den Bau von Papiermaschinen auf und exportierte in die ganze Welt. Bis in die 1980er Jahre wurde das Papier weiterentwickelt und optimiert. Seit 1980 wird überwiegend ein alterungsbeständiges Papier verwendet. Dieses wird durch geeignete chemische Zusätze von freien Säuren und Chloriden befreit und wird in der sogenannten DIN EN ISO 9706 genormt.

Die Rohstoffe

Holzschliff: er ist der wichtigste Faserrohstoff. Die Holzrugel (Tannenholz) werden unter Zusatz von Wasser an einen rotierenden Schleifstein gepresst und in Fasern aufgerissen.

Zellstoff/Zellulose: die Zellstoff-Fasern werden während 9 – 10 Stunden zusammen mit Chemikalien gekocht, um so reinen Zellstoff zu erhalten. Ein Gramm Zellstoff enthält mehrere Millionen Fasern.

Altpapier: der Rohstoff Altpapier ist für die Herstellung von verschiedenen Papiersorten, wie Karton und Zeitungspapier, unentbehrlich. Die Aufbereitung erfolgt unter Zugabe von Wasser, mit einer anschliessenden Reinigung und Weiterverarbeitung zu Papier.

Füllstoffe: Um eine geschlossene Papieroberfläche zu erreichen, werden die Poren zwischen den Papierfasern mit Füllstoffen wie Kreide, Kaolin oder Talk ausgefüllt.

Leimstoffe: Mit Harzleim oder synthetischen Bindemitteln wird das Papier geleimt, wodurch es beschriftbar wird. Durch die Zugabe von natürlichen Stärken wird es zudem reissfester.

Papierherstellung

Die Herstellung von Papier erfordert komplexe Technologie und für die Platzierung einer Papiermaschine wird eine zweispurige Landstrasse benötigt. Die Maschinen sind bis 150m lang, 10m breit und haben eine Laufgeschwindigkeit von bis zu 2’000/min.

Die Hauptaufgabe der Papiermaschine ist es, der aufgetragenen Fasersuspension Wasser zu entziehen. Dies geschieht durch Filtern, Pressen und Trocknen. Eine Papiermaschine besteht aus einem Stofflaufkasten, einer Siebpartie, einer Pressepartie, einer Trockenpartie und einem Aufroller. In dieser Reihenfolge wird das Wasser entzogen und der Wassergehalt sinkt von 99% auf 3-8%, mit welchem es zu Maschinenrollen aufgewickelt wird.

Papiereigenschaften

Die Eigenschaften des Papiers lassen sich technisch und optisch unterteilen. Die technischen Eigenschaften beziehen sich auf physische Merkmale und hängen von Faktoren wie Fasertyp, Füllstoffe und Oberflächenbehandlung ab. So gibt es unterschiedliche Flächengewichte pro Papiersorte (g/m²) oder verschiedene Dichtegrade, welche auch das Gewicht beeinflussen. Ebenfalls unterscheidet man das Volumen eines Materials. Je höher das Volumen, desto höher die Steifigkeit. Aber auch die Festigkeit, die Rauigkeit und die Faserlaufrichtung gehört zu den technischen Eigenschaften des Papiers.

Die optischen Eigenschaften sind diejenigen, welche vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können und hängen davon ab, wie stark die Fasern gebleicht wurden. So gibt es Differenzierungen bei der Helligkeit, dem Weissegrad, dem Glanz und der Opazität. Das heisst, wie lichtundurchlässig das Papier ist.