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Papierherstellung
(auf Französisch: Papier, auf Griechisch: pápyros Papyrusstaude)
Papier ist ein Flachmaterial aus Zellstoff. Seine Bestandteile sind:
Normalerweise wird Papier in dünnen Schichten verwendet, es kann zu festen Gegenständen geformt werden. Papier wird in der Regel aus Zellstoff oder Zellstoff hergestellt. Cellulose Die Cellulose (auch Cellulose) ist der Hauptbestandteil der pflanzlichen Zellwände. Cellulose ist daher das häufigste Polysaccharid. Es handelt sich um ein unverzweigtes Polysaccharid (Polysaccharide sind polymere Kohlenhydratmoleküle, die aus langen Ketten von Monosaccharideinheiten bestehen, die durch glykosidische Verbindungen miteinander verbunden sind und bei der Hydrolyse die Bestandteile Monosaccharide oder Oligosaccharide ergeben) bestehend aus mehreren hundert bis zehntausend β Glukose (Glukose ist ein einfacher Zucker der Molekularformel C6H12O6) Molekülen. Technisch gesehen wird Cellulose als so genannte Cellulose aus Holz gewonnen und dient als Ausgangsstoff in der Papierindustrie. Zellstoff- und Kartonproduktion Zellstoff- und Kartonproduktion Zellstoff- und Kartonproduktion Zellstoff- und Kartonproduktion Zellstoff und Karton ist der durch die mechanische Zerfaserung von Holz gewonnene Zellstoff. Es hat eine geringe Festigkeit und vergilbt schnell. Heute hauptsächlich für Zeitungsdruckpapier, Karton und Pappe (Pappe i
st ein dickes papierbasiertes Material) verwendet. Für die mechanische Zerfaserung werden insbesondere zwei Verfahren eingesetzt: Steinprozess: 1 m langes Rundholz, das in Spezialmaschinen entrindet wird, wird unter Druck unter Zusatz von Wasser gegen einen rotierenden Schleifstein (Beton oder Keramik) gedrückt. Dadurch wird die Holzstruktur erwärmt und die Fasern von der Holzstruktur entfernt. Als Schleifmaschinen werden Pressschleifer (Zuführung von Magazinen) und Durchlaufschleifer (kontinuierliche Holzzuführung) eingesetzt: Im Raffinerieprozess ist das Ausgangsmaterial die Hackschnitzel. Diese werden in der Raffinerie bei hohen Temperaturen unter Zugabe von Wasser gekocht und dann zwischen zwei gegeneinander rotierenden Mühlsteinen zerfasert. Das Gewebe Lignin, das das Papier vergilbt, wird bei diesem Prozess nicht von den Fasern entfernt. Zellstoffproduktion Zellstoff wird durch die chemische Zersetzung von Holz (Stroh, Schilf, etc.) gewonnen. Es hat eine hohe Festigkeit und eine geringe Vergilbung. Das Produkt wird für hochwertiges Papier, Sackpapier, Kraftpapier (Kraftpapier oder Kraft ist Papier oder Pappe aus Zellstoff, der im Kraftprozess hergestellt wird) und starkes Papier verwendet. Die Cellulosefaser (Cellulosefasern sind Fasern, die aus Äther oder Celluloseestern hergestellt werden, die aus Rinde, Holz oder Blättern von Pflanzen oder aus einem pflanzlichen Material gewonnen werden können) wird durch den chemischen Prozess von Lignin gelöst (Lignin ist eine Klasse von komplexen organischen Polymeren, die wichtige Strukturmaterialien im Stützgewebe von Gefäßpflanzen und einigen Algen bilden) usw…. Sulfitzellstoff hat den Nachteil kürzerer Fasern im Vergleich zu Sulfatzellstoff – das entspricht einer geringeren Festigkeit im Papier – ist aber leichter zu bleichen. Sulfatzellstoff: Sulfatzellstoff (auch: Natronzellstoff) wird durch das Kochen von Holzspänen in Natronlauge (Natriumhydroxid, auch bekannt als Lauge und Natronlauge, ist eine anorganische Verbindung) mit Schwefel-Natriumgehalt hergestellt. Das alkalische Kochen ermöglicht es, auch harzige Hölzer zu verwenden, da das Harz verseift wird (Verseifung ist ein Prozess, der Seife produziert, meist aus Fetten und Laugen). Dadurch ist es möglich, die langen Kiefernfasern abzubauen, die für die Papierfestigkeit (Zellstoff) günstig sind. Das Sulfatverfahren erzeugt einen sehr starken, zähen Zellstoff. Sulfatzellstoff ist schwieriger zu bleichen als Sulfitzellstoff. Papier und seine Geschichte Papier hat seinen Namen von dem Papyrusbaum, aus dem die Ägypter Schreibgeräte herstellten. Vor mehr als 5000 Jahren fertigten sie mühsam dünne, möglichst breite und lange Streifen aus dem Mark des etwa armdicken, 4 bis 5 Meter hohen Stiels der Papyruspflanze, legten sie kreuzweise übereinander, drückten sie zusammen und schlugen sie mit einem Hammer auf dünne Blätter . Gleichzeitig wurden vor allem in Asien beschreibbare Materialien aus Bambus, Tierhäuten oder Seidenstoffen verwendet. Die eigentliche Erfindung des Papiers wird traditionell dem chinesischen und kaiserlichen Beamten T’sai Lun zugeschrieben, der um 105 n. Chr. das erste Papier aus Textilabfällen und Maulbeerbast hergestellt haben soll. Wespennester dienten als Leitfaden für sein Papier. Diese sind sehr leicht, können in der Größe variiert werden und können in beliebiger Anzahl hergestellt werden. Die chinesischen Papierhersteller entwickelten schnell eine Papiersorte, die insektenresistent war, ein großer Vorteil gegenüber den gängigsten beschreibbaren Materialien. Die komplizierten Verwaltungsformen in China haben zu einem starken Anstieg der Nachfrage nach Papier geführt. Mitte des 8. Jahrhunderts führten die Chinesen Krieg mit den Arabern und wurden im turkestanischen Gebiet entschieden besiegt. Unter den chinesischen Kriegsgefangenen befanden sich auch Papiermacher. So kam die Kunst der Papierherstellung zu den Arabern. Auf den Eroberungsexpeditionen durch Nordafrika (Nordafrika oder Nordafrika ist die nördlichste Region Afrikas) und Spanien brachten die Araber auch die Papierherstellung nach Südeuropa. Um 1144 wurde in Xativa das erste Papier über europäischen Boden produziert (Xàtiva ist eine Stadt im Osten Spaniens, in der Provinz Valencia, am rechten Ufer des Flusses Albaida und an der Kreuzung der Eisenbahnen Valencia-Murcia und Valencia Albacete) bei Valencia (Valencia, offiziell València, ist die Hauptstadt der Autonomen Gemeinschaft Valencia und die drittgrößte Stadt Spaniens nach Madrid und Barcelona , mit rund 800.000 Einwohnern im Verwaltungszentrum) . Zum ersten Mal benutzten die italienischen Papiermacher wassergetriebene, mehr gehämmerte Rammmereien, die von einem großen Wasserrad angetrieben wurden (Ein Wasserrad ist eine Maschine zur Umwandlung der Energie von fließendem oder fallendem Wasser in nützliche Formen der Energie, oft in einer Wassermühle) (Mühlrad), um die Lappen zu defibrillieren; dies gab der Papierfabrik (Eine Papierfabrik ist eine Fabrik zur Herstellung von Papier aus pflanzlichen Fasern wie Zellstoff, alten Lappen und anderen Inhaltsstoffen) ihren Namen (Papierfabrik). Die Erfindung der Papiermaschine durch den Franzosen Louis Nicholas Robert im Jahr 1798 war ein Durchbruch auf der Suche nach einer weiteren Mechanisierung der Papierproduktion. Die Grundzutaten für Papier waren schon immer faserige Materialien (pflanzlich und/oder textil) und Wasser . Bereits das erste von den Chinesen um 60 v. Chr. erfundene Papier bestand aus zerkleinertem Maulbeerbaum und chinesischem Gras (Ramie ist eine Blütenpflanze aus der ostasiatischen Brennnesselfamilie Urticaceae) Fasern, Baumwolle und alten Lumpen, die mit einem Sieb aus einem Wasserbehälter geschöpft wurden. Spätere Generationen von Papiermachern verfeinerten und variierten diese Grundrezeptur nur durch Zugabe weiterer Inhaltsstoffe (z.B. Leime und Füllstoffe), die Entwicklung von Veredelungsverfahren (z.B. Oberflächenbehandlung) und die Perfektionierung von Herstellungsverfahren (z.B. durch Erfindung von Holzschliff, Cellulose, mechanischen Sieben usw.). Heute enthält jedes Papier im Wesentlichen Holzfasern in Form von Zellstoff und / oder Cellulose (Cellulose ist eine organische Verbindung mit der Formel, ein Polysaccharid bestehend aus einer linearen Kette von mehreren hundert bis vielen tausend β verbundenen D-Glucoseeinheiten), Altpapier (Schrott aus eigener Produktion oder gereinigtem Recyclingmaterial), Füllstoffe zur strukturellen Verbesserung, wie Kaolin (Kaolinit ist ein Tonmineral, Teil der Gruppe der Industriemineralien, mit der chemischen Zusammensetzung Al2Si2O54), Farbstoffe, Leime (bestimmen die Saugfähigkeit von Papier) und Wasser. Lumpen werden nur in wenigen Sonderfällen eingesetzt, z.B. für Banknoten . Die Vielfalt der fertigen Papiere und die qualitativen Unterschiede ergeben sich aus der Auswahl, Koordination und Art der Verarbeitung dieser Grundstoffe. Für die Papierherstellung muss das Holz zunächst in seine kleinsten Partikel zerlegt werden. Dies geschieht entweder mechanisch zur Herstellung von mechanischem Zellstoff (Pulp ist ein lignocellulosehaltiges Fasermaterial, das durch chemische oder mechanische Trennung von Zellulosefasern aus Holz, Faserkulturen oder Altpapier hergestellt wird) oder chemisch durch Zellstoffaufschluss. Das verwendete Altpapier muss ebenfalls aufbereitet werden. Ist der Schrott noch ungenutzt, genügt eine mechanische Zerkleinerung. Altpapier, das bereits bedruckt wurde, muss zunächst gereinigt werden, im Fachjargon spricht man von “De-Inking”. Allerdings bleiben immer bestimmte Rückstände zurück und die Faserqualität leidet, so dass diese Art der Verwertung für hochwertige Papiere nicht geeignet ist. Zuerst werden die meist getrockneten Zutaten in einem “Pulper (In der Landwirtschaft ist ein Pulper eine Maschine zum Entfernen von Zellstoff (z.B.)”, einer Art riesiger Mischschüssel, mit viel Wasser zu einem gleichmäßig flüssigen Zellstoff vermischt. Die Mikrostruktur dieser Masse wird dann im “Refiner” homogenisiert und die Fasern fibrilliert. Die Faserbündel werden dann entgeronnen und eine Endreinigung durchgeführt, bevor der Zellstoff zu einem Blatt wird. Das Wasser fließt ab oder wird abgesaugt, während sich die Fasern nebeneinander und übereinander auf dem Sieb ablagern und so ein Blatt bilden. Die Gleichmäßigkeit dieser Ablagerung, die die spätere “Trübung” des Papiers bestimmt, hängt unter anderem von der Laufgeschwindigkeit des Siebes und der Technik der Faserbildung ab. Eine bewusste Unregelmäßigkeit ist das Wasserzeichen (Ein Wasserzeichen ist ein identifizierendes Bild oder Muster in Papier, das bei Durchlicht als verschiedene Schattierungen von Helligkeit/Dunkelheit erscheint, verursacht durch Dicken- oder Dichteunterschiede im Papier), die einige Papiere am Ende des Siebabschnitts durch die “Dandy Roll” erhalten. Beim Verlassen der Siebpartie enthält das dort erzeugte Papiervlies noch eine große Menge Wasser. Deshalb wird sie zunächst mit großen Filzzylindern ausgewrungen, die sich gegeneinander drücken. 5. die Trockenpartie Die ohnehin schon recht feste Papierbahn wird nun im Mäander (Ein Mäander ist in der Regel eine Kurve in einem kurvenreichen Gewässer oder Fluss) Form durch eine Art Riesenofen geführt, in dem das Papier auf eine individuell berechnete “Restfeuchte” getrocknet wird. Für die genaue Messung, Steuerung und Regelung dieses Trocknungsprozesses wird heute moderne Elektronik eingesetzt. Diese so genannte “Beschichtung” oder “Klebung” optimiert die Oberfläche des Papiers entsprechend dem Verwendungszweck. Sie spielt beispielsweise eine wichtige Rolle für die Beschreibbarkeit und die Tonerfixierung auf dem Kopierpapier. Schließlich wird die fertige Papierbahn “gebügelt”, indem sie S-förmig durch einen “Kalander” geführt wird, der aus mehreren Stahl- und Hartpapierrollen besteht. Dies sorgt für zusätzlichen Glanz und Glätte. 8. Der Schnitt Das Papier wird am Ende der Papiermaschine auf große Rollen gewickelt (Dieser Artikel enthält am Ende einen Glossarabschnitt). Bei jedem Erreichen eines bestimmten Gewichts wird die Papierbahn geschnitten und eine neue Rolle gestartet. Versuch: Papier entnehmen Geräte-Schaufelrahmen, passend zu großer Kunststoffwanne, Rührstab oder Rührwerk (Küchenmaschine). Zwei Rollen feines Toilettenpapier werden unter Rühren in 10 – 15 l Wasser grob zerkleinert und aufgeschlämmt. Wenn Sie eine homogene Masse haben, wird das Papier mit dem Rahmen aufgenommen. Lassen Sie das Wasser abtropfen. Wenn die Papiermasse nicht gleichmäßig aufgetragen wird, kann es notwendig sein, sie wieder aufzufüllen. Es wird auch empfohlen, mit einem flachen Holz oder einer Kunststoffplatte zu verteilen. Lassen Sie das Papier trocknen und entfernen Sie dann das Blatt vom Rahmen. Die Trocknung kann mit einem Fön unterstützt werden.