Papier

3.2

Altpapierverwertung

Ein wichtiger Aspekt bei der Papierherstellung ist die Verwendung von Altpapier. So wurden beispielsweise 1995 etwa 56 Prozent des in Deutschland hergestellten Papiers (knapp 15 Millionen Tonnen) aus Altpapier gewonnen. In Europa ist Deutschland einer der größten Papierhersteller. Das Altpapier wird zunächst mit Wasser behandelt und anschließend in mehreren Wasch- und Reinigungsverfahren von Druckfarben und Füllstoffen getrennt. In der Papierindustrie fasst man diese Verfahren auch unter dem technischen Stichwort De-Inking-Prozess zusammen. Der dabei entstehende Faserbrei gelangt anschließend in die Weiterverarbeitung. Altpapier kommt vor allem zur Herstellung von Verpackungen, Zeitungspapier und Hygienepapier zum Einsatz.

3.3

Papiermaschine

Die eigentliche Papierentstehung erfolgt in der Papiermaschine, die aus mehreren Einzelelementen besteht. Im Kern dieser Maschine stehen der Stoffauflauf, die Siebpartie, die Pressenpartie, die Trockenpartie mit anschließender Kühlung, das Glättwerk und die Aufrollung. Die fertig gemischte Papierpulpe wird zunächst im Stoffauflauf mit den so genannten Brustwalzen auf ein Förderband gegeben. Eine flache Wanne unter dem Band fängt einen großen Teil des abtropfenden Wassers auf. Dieses Wasser setzt man in einem kontinuierlichen Prozess der Pulpe wieder zu, um die darin noch enthaltenen Fasern zu nutzen. Die Ausbreitung der nassen Pulpe auf dem Band nach beiden Seiten wird durch Gummibänder begrenzt, die auf beiden Seiten des Bandes mitlaufen. Saugpumpen unter dem Band beschleunigen die Trocknung des Papiers. In der unmittelbar anschließenden Siebpartie wird das Band quer zur Laufrichtung gerüttelt, um das Verfilzen der Fasern zu unterstützen. Während das Papier über das Band läuft, bewegt es sich unter einem rotierenden Zylinder (Eggoutteur; Vorpresswalze) hindurch. Die Oberfläche dieses Zylinders ist mit Drahtgeflecht oder einzelnen Drähten bedeckt, die dem Papier ein Velinmuster oder eine Egouttierrippung aufdrücken. Bei einigen Modellen enthält die Zylinderoberfläche zusätzlich Wörter oder Muster aus Draht, die in das Papier eingedrückt werden und als Wasserzeichen erscheinen. Wasserzeichen geben Auskunft über die Papierqualität und den Hersteller. Bei handgeschöpften Papieren befinden sich die Muster der Wasserzeichen auf der Oberfläche des Siebes.

In der Pressenpartie führt man das Rohprodukt zunächst zwischen zwei mit Filz (so genannte Nassfilze) bespannten Gautschwalzen aus Stahl, Granit oder Hartgummi hindurch. Diese Rollen pressen Wasser aus dem Papiergewebe und verfestigen die Fasern so weit, dass die Papierbahn stark genug ist, um ohne die Unterstützung des Förderbandes weiter durch die Maschine zu laufen. Die Funktion der Walzen ist im Prinzip die gleiche, wie die der Filze beim Gautschen handgeschöpfter Papiere. Von diesen Gautschwalzen gelangt das Papier weiter auf glatte Metall- oder auch Presswalzen. Hier wird das Papier beidseitig vorgeglättet und ist danach vollständig ausgeformt.

In der Trockenpartie wird das Papier über eine Reihe beheizter Walzen geführt. Die gesamte Trockenpartie ist bei den meisten Maschinenausführungen durch eine Trockenhaube abgekapselt. Diese lässt sich mit Heißluft beheizen. Im nächsten Arbeitsschritt wird das Papier zwischen glatten Kühlwalzen wieder abgekühlt und anschließend im Glättwerk gepresst, wobei die so genannte maschinenglatte Oberfläche entsteht.

In der darauf folgenden Aufrollung schneiden Rotationsmesser das Papier in längere Abschnitte, die dann auf einen Stahlkern (den so genannten Tambour) gewickelt werden. Mit dem Schneiden ist die Papierherstellung im Prinzip abgeschlossen. Ein Teil des Papiers bleibt auf der Rolle und wird später für Zeitungs-Rotationsdruckmaschinen oder Rollenoffsetdruck verwendet.

Papiere für besondere Zwecke werden zusätzlich noch weiterbehandelt. Superkalandriertes Papier wird ein zweites Mal unter großem Druck zwischen einer Metallwalze und einer papierbespannten Walze gepresst. Beschichtetes Papier, wie z. B. für feine Halbtonreproduktionen, wird mit Ton oder Leim geleimt und kalandriert.

4

Papiergrößen

Das handelsübliche Maß für Papier ist das so genannte Ries. Ein Ries normales Papier zählt meist 480 Blatt, ein Ries Zeichenpapier oder handgeschöpftes Papier hat nur 472 Blatt. Im Gegensatz dazu werden Buch- und Zeitungspapier für Flachdruckverfahren im Ries mit 500 Blatt oder sogar im „perfekten” Ries mit 516 Blatt verkauft. Die häufigste Papiergröße für den Druck von Büchern ist ein Oktav (112 × 168 Zentimeter).

Zeitungspapier für Rotationsdruckmaschinen wird in unterschiedlichen Rollengrößen geliefert. Eine typische Rolle Zeitungsdruckpapier ist z. B. 168 Zentimeter breit, 7 925 Meter lang und wiegt etwa 725 Kilogramm.

5

Kunstfaserpapier

1955 wurden Papiere aus Nylon- und Orlonfasern sowie aus Mischungen dieser Fasern mit Holzpulpe hergestellt (siehe Kunststoffe). Solche Papiere werden auf konventionellen Papiermaschinen produziert. Sie können unterschiedlich aussehen und verschiedene Eigenschaften aufweisen. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften sind Kunstfaserpapiere für Anwendungen geeignet, für die normales Papier ungeeignet ist. So kann es beispielsweise als elektrische Isolierung, als Filterstoff in Klimaanlagen, als Magnetband zur Tonaufzeichnung, als Material für Schuhe und als Zwischenfutter in Kleidungsstücken verwendet werden.

6

Geschichte

Die Papierherstellung wurde erstmals im Jahr 105 n. Chr. von Cai Lun (oder Ts’ai Lun), einem Minister am Hofe des chinesischen Herrschers Hedi (oder Ho Ti) im Östlichen Han-Reich dokumentiert. Als Material wurde die Rinde des Papiermaulbeerbaumes verwendet, wobei das Papier auf einem Sieb aus Bambus hergestellt wurde. Das älteste bekannte, noch erhaltene Papier, wurde um 150 n. Chr. aus Hadern (Textilabfällen) hergestellt. Etwa 500 Jahre lang war die Kunst der Papierherstellung auf China beschränkt, bis sie im 7. und 8. Jahrhundert in Japan und in Korea eingeführt wurde. Berichte über die Kunst der Papierherstellung gelangten erstmals um 751 durch chinesische Kriegsgefangene (u. a. bei der Schlacht am Thales) in die arabische Welt.

Später führten die Mauren den Gebrauch von Papier auch in Europa ein. Die erste europäische Papiermühle entstand um 1150 in Spanien, etwa 126 Jahre später wird erstmals in Italien Papier gefertigt. Weitere 114 Jahre später (1390) nahm die erste deutsche Papiermühle in Nürnberg ihre Arbeit auf. In den folgenden Jahrhunderten breitete sich das Handwerk in fast allen europäischen Ländern aus. Die Einführung beweglicher Lettern in der Mitte des 15. Jahrhunderts erleichterte das Drucken von Büchern und förderte die Papierherstellung. In England wurde die erste Papiermühle im Jahr 1495 errichtet, in Amerika im Jahr 1690.

Der steigende Papierverbrauch im 17. und 18. Jahrhundert führte zu einem Mangel an Hadern, die den damaligen Papiermachern als einziger geeigneter Rohstoff bekannt waren. Daher unternahm man viele Versuche, um Ersatzstoffe zu finden. Keine dieser Unternehmungen und Experimente erwies sich jedoch als wirtschaftlich. Gleichzeitig wollte man die Herstellungskosten von Papier senken. Dazu sollte eine Maschine entwickelt werden, die das Handschöpfen bei der Papierherstellung überflüssig macht. Ein erstes funktionstüchtiges Modell baute 1798 der französische Erfinder Nicholas Louis Robert. Diese Papiermaschine wurde von den britischen Papierhändlern und Brüdern Henry und Sealy Fourdrinier weiterentwickelt. Sie bauten 1803 die erste der Maschinen, die man später nach ihnen benannt hat (Fourdriniermaschine).

Die Lösung des Problems, Papier aus einem billigen Rohstoff herzustellen, wurde durch die Einführung des Holzschliffverfahrens zur Pulpenherstellung im Jahr 1840 durch den Sachsen F. G. Keller gefunden. Das erste chemische Aufschlussverfahren zur Herstellung von Pulpe wurde etwa zehn Jahre später erfunden.