Papier besteht aus ca. 70-75 % aus pflanzlichen Fasern, die aus dem elementaren Papierrohstoff Holz gewonnen werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen kurz- und langfasrigen Hölzern. Aufgrund der langen Fasern bei Nadelhölzern werden diese meist bevorzugt, wobei auch Laubhölzer für die Papierherstellung verwendet werden. Während Birke mit seinen kurzen Fasern (1mm) die Opazität, also die Undurchsichtigkeit des Papiers erhöht, sind langfasrige Hölzer, wie die Kiefer (3mm) für eine höhere Festigkeit und bessere Laufeigenschaften des Papiers verantwortlich.
Der Ganzstoff - ein Brei aus Faserstoffen, Füll- und Hilfsstoffen und Wasser.
Der Ganzstoff bildet die Grundlage für das in der Papiermaschine hergestellte Endprodukt. Es ist die fertige Papiermischung, welche zur Papiermaschine gepumpt wird.
Der Faserstoff
Faserstoffe können im Wesentlichen auf zwei verschiedenen Wegen gewonnen werden. Beim Holzschliffverfahren, werden ca. 1m lange Holzstämme mit viel Wasser gegen schnellrotierende Schleifsteine gepresst. Dabei liegt die Rohstoffausbeute bei knapp 100%. Es werden jedoch harzige Elemente des Holzes nicht rausgefiltert, die im damit hergestellten Papier zu einer Vergilbung führen, wenn dieses unter längerem Lichteinfluss steht. Bei der thermomechanischen Holzstoff-Gewinnung werden gehäckselte Holzabfälle gedämpft und anschließend mit Dampfdruck in Einzelfasern zermahlen. Im Vergleich zum Holzschliffverfahren bewirkt diese Methode eine höhere Festigkeit bei geringerer Opazität.
Eine höhere Festigkeit des Papiers wird bei den so genannten holzfreien Papieren erreicht, bei denen der Grundstoff reine Zellulose ist. Um Zellulose zu gewinnen, werden aus dem Holzstoff weitere nicht erwünschte Stoffe entfernt, so dass am Ende nur noch die reinen Fasern übrig bleiben. Aus 100 kg Holzstoff können hierbei gerade mal 50 kg Zellstoff gewonnen werden.
Füll- und Hilfsstoffe
Füll- und Hilfsstoffe sind der dritte wesentliche Bestandteil bei der Papierherstellung. Sie haben die Aufgabe die Undurchsichtigkeit (Opakigkeit) zu erhöhen, eine geschlossene Oberfläche zu schaffen oder das Papier weiß und altersbeständig zu machen.
Damit das Papier so schön weiß ist, wie wir es für den Druck benötigen, verwendet die Industrie Sauerstoff, Wasserstoffperoxid oder aber das nicht so umweltfreundliche Chlor. Gebleichte Papiere unterscheidet man in ECF (elementarchlorfrei – es werden Chlorverbindungen eingesetzt) und TCF (total chlorfrei).
Der produktionsfertige Brei aus Faserstoffen, Füll- und Hilfsstoffen und ganz viel Wasser wird in der Industrie über fest definierte, programmgesteuerte Mischverhältnisse erzeugt, was eine immer gleichbleibende Papierqualität garantiert. Bei einem Wasseranteil von fast 99% werden dabei pro kg Papier zwischen 100-200l Wasser benötigt. Um die Papierherstellung sowohl ökonomisch, als auch ökologisch vertretbar zu halten, bilden geschlossene Wasserkreisläufe und Kläranlagen eine wichtige Grundlage.
Die Produktionsschritte in der Papiermaschine
In der Papiermaschine selbst entsprechen die einzelnen Produktionsschritte denen des heimischen Papierschöpfens. Im Wesentlichen werden 3 Produktionsschritte durchlaufen:
1. Stoffauflauf und Siebpartie
Hier werden die wesentlichen Eigenschaften des späteren Papiers festgelegt. Der Ganzbrei wird in der Stoffauflage aufgetragen, nachdem er in Rohrschleudern von Fremdkörpern und Knötchen befreit wurde. Anschließend wird der Brei gleichmäßig auf der gesamten Breite der Siebpartie verteilt. Über mikroskopisch kleine Löscher des Siebs werden dabei ca. 20% des Wassers entzogen.
2. Pressen- und Trockenpartie
Trotz des noch bestehenden Wassergehalts von 80% ist die Papierbahn schon so fest, dass sie sich abnehmen und über eine Reihe von Filztüchern zur Presspartie weitergeleitet werden kann. Durch die Pressen wird weiteres Wasser entzogen und dadurch die Festigkeit des Papiers erhöht. Mit einem Wassergehalt von ca. 55% folgt dann die Trockenpartie, bei der das restliche Wasser mit dampfbeheizten Trockenzylindern entzogen wird.
3. Endgruppe
Mit einer verbleibenden Restfeuchte von 5-8% verlässt das Papier die Trockenpartie und wird über 8-10 Stahlwalzen im Glättwerk zu maschinenglatten Papier verarbeitet. Abschließend wird das fertige Papier auf einen Stahlkern, den so genannten Tambour aufgewickelt und kann dann weiterverarbeitet bzw. verkauft werden.
Der Autor: Doris
