Bomen
Papier wordt van origine gemaakt van vezels (ook wel cellulose genoemd) uit hout van bomen. Dit hout kom uit zogenoemde productiebossen, ook wel houtakkers genoemd. Dit zijn gecertificeerde en duurzaam beheerde bossen waar het hout wordt geoogst: een duurzame, hernieuwbare grondstof voor vele producten. Bij hout als materiaaltoepassing nemen papier en karton 37% van het totaal in (bron: ProBos 2022).
Zowel naaldhout als loofhout (inclusief eucalyptushout) wordt gebruikt als grondstof voor papier en karton. De vezels van tropisch hardhout zijn niet geschikt voor de productie van papier. Bomen die vooral vezels leveren voor de papierindustrie zijn:
- Fijnspar (vurenhout)
- Grove den (grenenhout)
- Berk
- Populier
- Beuk
- Eucalyptus
Schors, boomsappen, harsen en blad zijn niet geschikt voor de papierproductie. Deze zaken worden verwijderd en voor iets anders gebruikt, bijvoorbeeld als bio-energie.
Vezels en lignine
Hout bestaat grofweg uit vezels en lignine. Vezels vormen de basis van papier. De vezels die wij gebruiken voor het maken van nieuw papier en karton zijn voor het grootste deel afkomstig van oud papier. Het deel verse vezels komt van bomen (altijd uit gecertificeerde bossen!) óf van alternatieve bronnen, zoals bamboe, (olifants)gras, agrarische restafval of oude jeans.
Iedere boomsoort levert vezels met specifieke kwaliteiten. Afhankelijk van de gewenste papierkwaliteiten mixen papiermakers verschillende vezelsoorten in de pulp.
Lignine zorgt voor verbinding van de vezels in de boom. Na de houtoogst en het zagen, wordt de bast verwijderd. Vezels komen mechanisch (houthoudend) of chemisch (houtvrij) van elkaar los.
Houthoudend papier is minder sterk dan houtvrij papier, omdat het malen de vezel korter en minder sterk maakt. De term houthoudend slaat op de aanwezigheid van lignine dat door malen niet volledig wordt verwijderd. Lignine in het papier leidt dat na verloop van tijd tot vergeling bij bloottelling aan licht. Daarom wordt de pulp gebleekt of ‘wit gemaakt’.
De term houtvrij slaat op de afwezigheid van lignine in het papier. Door het koken van het hout en het toevoegen van chemicaliën als sulfaat of sulfiet verdwijnt dit grotendeels. Met het bleken van de pulp kan het laatste deel lignine worden verwijderd.
Waterstofperoxide, zuurstof en ozon
Er wordt gebleekt met waterstofperoxide, zuurstof en ozon. Er kan onderscheid worden gemaakt tussen het verwijderen van lignine uit de celstof of de lignine chemisch veranderden. De bekendste bleekmethoden zijn:
- ECF (Elementair chloorvrij)
- TCF (Totaal chloorvrij)
Chloorbleking komt vrijwel niet meer voor.
Pulp
Na ontsluiting van de vezels blijft pulp over. Aan de pulp wordt water toegevoegd. Wanneer de pulp gereed is, wordt deze gedroogd en in dikke witte platen gesneden. Op het moment dat de pulp de papiermachine ingaat is deze vermengd met water in een verhouding van 1% papiervezel tegenover 99% water. Nederlandse papier- en kartonfabrieken importeren pulp hoofdzakelijk uit Scandinavië, Portugal, Noord-Amerika en Latijns-Amerika. Of maken hun eigen pulp van gerecycled oud papier. Hierbij kan het nodig zijn oude inkt te verwijderen.
Productstoffen
Een productstof is onderdeel van het eindproduct en beïnvloedt de eigenschappen van het papier en karton. Voorbeelden van productstoffen zijn:
- Bindmiddelen, zoals zetmeel, verbeteren de sterkte van het papier.
- Lijmstoffen verbeteren de bedrukbaarheid en beschrijfbaarheid en maken papier meer geschikt voor het aanbrengen van een coating.
- Ook vulstoffen verbeteren de bedrukbaarheid en beschrijfbaarheid van papier. Daarnaast vergroten ze de mate van ondoorzichtigheid, de opaciteit. Voorbeelden van vulstoffen zijn porseleinaarde en krijt.
- Natsterktemiddelen zorgen dat papier onder vochtige omstandigheden beter zijn sterkte behoudt. Het papier scheurt daardoor minder snel als het nat wordt.
- Kleurstoffen of pigmenten worden toegevoegd aan de pulp of coating om de gewenste tint of kleur van het papier te krijgen.
- Optische witmakers, ook wel ‘opwitters’ worden gebruikt om de reflectie en helderheid van het papier te verhogen. Hierdoor lijkt het papier witter.
Processtoffen
Processtoffen beïnvloeden het productieproces. Zij zijn mede van invloed op eigenschappen van papier. Voorbeelden van processtoffen zijn:
- Om ongewenste schuimvorming te voorkomen tijdens onder meer het zeven en het opbrengen van een coating worden antischuimmiddelen gebruikt.
- Om samenklonteren van vezels te voorkomen worden dispergeermiddelen gebruikt. Bij was- en ontinktingsprocessen zorgen deze middelen ervoor dat losgekomen inktdeeltjes zich niet weer aan de vezels of aan elkaar hechten.
- Met een retentiemiddel blijft tijdens de ontwatering een vulstof aan het papiervezeloppervlak vastzitten. Ook de binding tussen de vezels onderling wordt verbeterd door het retentiemiddel. Het versnelt tevens de ontwatering van de vezelmassa in de papiermachine. Aluminiumsulfaat (‘papiermakersaluin’) is een voorbeeld van een retentiemiddel.
- Fixeermiddelen verbeteren de hechting van hulpstoffen (met name kleurstoffen) aan de vezels.
