Papier, de geschiedenis

Het was, volgens de meeste geschiedkundige bronnen, de Chinese hofdienaar Ts’ai Lun die in 105 n.Chr. het papier uitvond. Hij probeerde door het nat stampen van bast van een moerbeiboom, hennep, zijde en visnet een vezelbrij te maken, welke na het verdunnen met water kon worden vervilt tot papier. Het oudste stuk teruggevonden papier dateert van rond 110 n.Chr.

Algemeen

Papier is een materiaal waarop kan worden geschreven of bedrukt, door middel van het bleken van de grondstoffen is het meestal wit. Een vel papier bestaat uit losse vezels welke onderling een netwerk vormen. Per persoon wordt in Nederland ongeveer 225 kg papier per jaar verbruikt, waarvan 65 % wordt gerecycled.

Geschiedenis

Vanuit de oudheid zijn allerlei soorten schrijfmaterialen bekend, de kleitabletten, de Romeinse houten plankjes met zwarte was waarin geschreven kon worden. De bewerking van de Egyptische papyrusplant en natuurlijk niet te vergeten het Perkament. Perkament is een geprepareerde zeer dunne dierenhuid, die na een moeilijke bewerking (die zeer kostbaar was) te gebruiken was om op te schrijven.

Het was, volgens de meeste geschiedkundige bronnen, de Chinese hofdienaar Ts’ai Lun die in 105 n.Chr. het papier uitvond. De eunuch, geboren in Guiyang (geboren rond 50, overleden rond 121), was secretaris van Keizer He. Hij probeerde door het nat stampen van boombast, hennep, zijde en visnet een vezelbrij te maken, welke na het verdunnen met water kon worden vervilt tot papier.

Na de slag van Talas in 751 werden een aantal Chinezen uit de Tang Dynastie door Arabieren gevangen genomen, waarvan de Arabieren de kunst van het papier maken hebben geleerd, waarna het via landen als Noord-Afrika naar Italië en Spanje in Europa kwam.

Papier maken

Grondstoffen

Om papier uiteindelijk te kunnen beschrijven of te bedrukken gaan hier een aantal processen aan vooraf. Als eerste zijn er natuurlijk grondstoffen nodig. Deze kunnen bestaan uit:
Lompen,

• oude kleding en stoffen van katoen en linnen (natuurlijke produkten). Deze moeten worden ontdaan van knopen, ritsen e.d. Daarna worden ze versnipperd en gemalen in de zgn. Hollander, een bak met een rad vol messen die de massa tot een pulp maakt

Eenjarige planten,

• bamboe, worden vanwege de grote vezellengte gebruikt voor het maken van cellulose
• esparto (verzamelnaam voor 2 grassoorten uit Noord Afrika en Spanje, alfagras en gewone esparto, worden 1,5 meter hoog en rollen op tot stengels van 1-2 doorsnee)
• bagasse van suikerriet (de uitgeperste stengels van het riet), vlas, de reststoffen van de linnenweverijen worden gebruikt voor het maken van een hoogwaardige kwaliteit cullulosepulp
• linters, de buitenste vezels om de zaadcapsules van de katoenplant. De gele kleur wordt gebleekt met waterstofperoxide. Wordt veelal gebruikt voor duurzaam papier zoals bankbiljetten, certificaten en postzegels

Hout,

• Vurenhout, Grenenhout, Populierenhout, Eucalyptushout. Vooral in Nederland wordt gebruik gemaakt van de eerste 2 soorten hout. Het maken van cellulose vindt niet langer in Nederland plaats, vanwege de geur die hiermee gepaard gaat, dit gebeurt voornamelijk in de Scandinavische landen. Het hout wordt tot spaanders gemaakt, waarna het met chemicaliën wordt gekookt. Om het wit genoeg te krijgen wordt het gebleekt met waterstofperoxide of ozon. Voor iedere boom die voor de papierindustrie wordt gekapt wordt een boom teruggeplaatst

Oud papier,

• Kranten, Tijdschriften, Karton, Gekleurd papier. Omdat oud papier niet oneindig kan worden hergebruikt (max. 7 keer) worden er altijd nieuwe houtvezels (thermomechanische pulp of cellulose) aan de grondstoffenstroom toegevoegd. Bij oud papier namelijk slijten de vezels en worden ze te klein

Voorbereiden

• Mengen. Voor het gewenste papier moeten de juiste grondstoffen worden gekozen, vaak een combinatie van verschillende soorten pulp/vezels. Alles moet volgens het juiste recept worden gemengd en worden voor de gewenste procesvorming en eigenschappen van het papierblad extra hulpstoffen toevoegt
• Reinigen. De vuildelen worden eruit gehaald, dit gebeurt door middel van eenvoudige zeven, hydrocyclonen (cleaners, die het vuil verwijderen zoals zand, steentjes, nietjes e.d.) en rotorzeven (hier wordt vuil verwijderd zoals plastic, piepschuim e.d.)
• Ontgassen. Door het voorgaande proces ontstaan kleine gasbelletjes in de pulp welke de vorming van het blad kunnen verstoren. De pulp wordt in een afgesloten tank met grote onderdruk afgevoerd, waardoor de gassen ontsnappen. Hierna wordt de pulp via de stafontluchter naar de papiermachine geleid

Vormen van het papier

• Schepraam. Dit is de oudste methoden om het papier te vormen. Een raamwerk met opstaande rand, bespannen met fijn gaas of doek als zeef, waardoor pulp in de bak kan blijven staan en het water kan verdwijnen
• Rondzeefmachine. In 1809 ontwikkelde John Dickinson de rondzeefmachine, waarbij een met zeef bespannen trommel in een kuip met dunne waterige pulp ronddraait. Doordat de trommel in het water drukt, gaat het water door de zeef naar de binnenkant van de trommel en vormt zich papier op de buitenkant van de trommel. Nadat het water binnenin is verwijderd, draait de trommel verder boven het wateroppervlak en het papier ontwatert nog verder
• Langzeefmachine. Nicolas Louis Robert, ontwikkelde 1799 deze machine, een zeef, die over twee met de hand aangedreven walsen loopt. De zeef bevindt zich boven een kuip met pulp, welke middels een schoeprad omhoog op een hellend vlak wordt uitgegoten op de zeef. Aan het eind van de zeef wordt het papier tussen twee perswalsen uitgeperst om het laatste water uit het papier te krijgen. Daarna wordt het nog natte papier opgewikkeld om later verder te worden verwerkt

Persen van het papier

Nadat het papier is gezeefd bestaat het voor nog ongeveer 80% uit water, om het nog sneller droog te krijgen wordt het tussen vilt uitgeperst, dit kan gebeuren door middel van:

• Handmatig persen. Door wol te vervilten konden er lappen vilt worden gemaakt, vilt neemt veel water op en laat weinig markering achter. Papier wordt om en om gestapeld, vilt, papier, vilt enz. Dan wordt het onder een pers gelegd en door druk wordt het overtollige water uit het papier gedrukt
• Gecombineerde pers. Door de ontwikkeling van de grotere en snellere machines, werd het ook noodzaak om papier sneller droog te krijgen. Door bijvoorbeeld 3 walsen op elkaar te drukken, kunnen 2 persen worden gemaakt. Door bijv. 5 walsen op elkaar te drukken (met dus 4 persen) wordt dit proces aanzienlijk versnelt
• Schoenpers. Ontwikkeld om op een snelle manier nog meer water uit het papier te kunnen persen en hierdoor de kosten van het drogen te verlagen. De bovenwals en de onderwals zijn voorzien van een persvilt, waartussen het papier wordt uitgeperst

Papier drogen

Na het persen is de laatste fase aangebroken om het papier verder droog te krijgen. Het drogen aan de lucht is de laatste manier om alle water uit het papier te krijgen.

• Handmatig drogen. In het begin van de papiergeschiedenis gebeurde dit door het papier aan lijnen te hangen, of stokken te zetten of op borden te drogen. Bij volledig handgemaakt papier vindt dit nog steeds plaats
• Droogcilinder. Een dubbelwandige gietijzeren cilinder met een diameter van 1-2 meter, waarbij de hitte van de ingebrachte stoom het water in het papier verdampt
• Droogpartij. Door meerdere cilinders achter elkaar te plaatsen, wordt er meer water verdampt. Grote groepen van cilinders worden opgedeeld in drooggroepen, waardoor de rek en de krimp in het papier kan worden opgevangen door snelheidsverschillen tussen de drooggroepen te regelen
• Yankee. Dit is een droogcilinder met een zeer grote diameter, wordt gebruikt voor dun en sneldrogend papier zoals tissues’s. Het papier droogt op een met stoom verhitte cilinder terwijl er tegelijkertijd aan de buitenzijde hete lucht tegen het papier wordt geblazen
• Infrarood. In plaats van stoom wordt ook infrarood licht gebruikt om te drogen, een infraroodbron straalt op papier waardoor het opwarmt en het water in het papier verdampt

Oprollen van het papier

Nadat het papier droog is wordt het gestapeld of opgerold om te bewaren of verder te bewerken.

• Stapelen. Belangrijk hierbij is de vlakliggend- en opdikkendheid. Vlakliggendheid heeft te maken met de eigenschap van papier om meer of minder vlak te zijn als het ligt, is het niet vlakliggend dan hangen de zijden af of buigen omhoog. De opdikkendheid heeft te maken met de kwaliteit van het papier. Opdikkend papier wordt gebruikt voor goedkope boeken en minder opdikkend papier bijvoorbeeld voor bijbelpapier
• Oprollen. Papier voor kranten en tijdschriften wordt niet in vellen gesneden, maar op rollen gewikkeld, wat makkelijker is omdat een rol papier voor de drukpers gehangen kan worden. Pas aan het einde van de drukpers wordt het papier in het juiste formaat gesneden

Het gladmaken van het papier

Wanneer papier uit de droogpartij komt is het meestal niet glad genoeg. Om dit te bereiken worden er kalanders gebuikt. Het bestaat uit minimaal 2 walsen die op elkaar worden gedrukt, waardoor de vezel in het papierblad vlak en platter wordt gedrukt en daardoor wordt het papier gladder. Door één van de walsen te verhitten, wordt dit proces makkelijker gemaakte. Door het snelheidsverschil tussen de walsen ontstaat er een strijkeffect, net als bij het strijken van wasgoed op de strijkplank.

Papier snijden

Nadat het handscheppen overging in machinaal scheppen, werd het ook noodzaak dat het papier aan het einde van het gehele proces op maat moest worden gesneden. In het begin eerst in de breedte, later ook in de lengte. In formaatsnijmachines worden tegelijkertijd meerdere banen papier samen gevoegd en met een roterend met op een trommes en een ondermes exact op maat gesneden. De vellen worden opgestapeld, geteld en verpakt in bijvoorbeeld 500 vel A4 papier of 500 vel A-3 papier. Natuurlijk worden er ook grotere of kleinere afmetingen in de machines gesneden.

Lees verder

• Papier, zelf maken