Hoe wordt papier gemaakt? Het proces van papier maken bestaat uit verschillende stappen. Hieronder vertellen we hoe het productieproces in zijn werk gaat.
Papiermachines
- Papier en karton worden gemaakt met machines die respectievelijk ongeveer 100 meter en 125 meter lang zijn. De breedte van de papierbaan kan variëren van zes tot elf meter, die van karton drie tot vijf meter. Ook de snelheid waarmee het materiaal door de machine gaat varieert. Bij papier is dat circa 60 kilometer per uur (500 tot 1.000 meter per minuut) en bij karton 24 kilometer per uur (300 tot ongeveer 400 meter per minuut).
- Papier- en kartonmachines verschillen qua omvang en techniek. Karton bestaat uit meerdere lagen vochtig papier dat op elkaar is geperst. Een kartonmachine is in wezen een samengestelde papiermachine met meerdere zeven. Vanwege het dikke karton heeft de machine een langer drooggedeelte.
Grondstoffen toevoegen
- De basis van papier is pulp; vezels en water. Die vezels zijn voor het grootste deel afkomstig van oud papier. Het deel verse vezels komt óf van bomen (altijd uit duurzaam beheerde bossen!) óf van alternatieve bronnen, zoals olifantsgras en agrarische restproducten.
- Oud papier wordt daar opgelost in water. De papiervezels komen los van elkaar en er ontstaat papierpulp (een vezelbrij). Vervuiling in het oud papier zoals nietjes, paperclips, plakband of stukjes plastic en zelfs zand of piepschuim worden met behulp van verschillende zeeftechnieken uit de vezelbrij gehaald. Nadat de pulp klaar is voor gebruik kan de papierproductie beginnen.
- Als het voor het eindproduct nodig is wordt ook de drukinkt verwijderd. Door middel van flotatie wordt de inkt van de vezels gescheiden. Bij flotatie worden inktresten door middel van opstijgende (zeep)luchtbellen aan de oppervlakte gebracht. Samen met andere bestanddelen uit papier, onder andere kalk, kunnen deze resten worden gebruikt als grondstof voor bouwmaterialen zoals vulstof in lichtgewicht betonblokken. De vezelpulp kan vervolgens wit worden gemaakt met zuurstof, gebleekt met waterstofperoxide (H2O2) of ozon (O3)
- Op het moment dat de pulp de papiermachine ingaat is deze vermengd met water. De verhouding bedraagt 1% papiervezel tegenover 99% water. Afhankelijk van het te maken papier worden hulpstoffen toegevoegd aan de pulp. Dit proces heet stofvoorbereiding.
Water heeft een centrale rol in de papierproductie. Water is niet alleen onderdeel van het papier en de pulp zelf, maar functioneert ook als transportmiddel voor de vezels tijdens de productie. Gedurende het productieproces verdwijnt het water uit de pulp en krijgt het papier en karton de uiteindelijke verschijningsvorm. Na gebruik voor productiedoeleinden wordt het water opnieuw aangewend in het productieproces. Voordat het uiteindelijk wordt afgevoerd, wordt het biologisch en mechanisch gereinigd. Gevolg: het voor de productie gebruikte water gaat vaak schoner het milieu weer in dan dat het in het productieproces werd gebracht. Ook wordt het watergebruik zo sterk als mogelijk gereduceerd. In de afgelopen 15 jaar heeft de papierindustrie het gebruik van water bijna gehalveerd. Papier maken met minder water betekent tevens minder droogtijd en dus energiebesparing.
Reinigen en zeven
- Vervolgens worden de vezels gewassen, gecontroleerd en gedroogd. De pulp kan rechtstreeks gebruikt worden of verder gebleekt worden tot wit papier. De brij van water en vezels wordt door een dunne horizontale spleet over de hele breedte van de machine op een draaiende draadzeef gespoten.
- Deze procesfase heet de stofoploop. Herin wordt gezorgd voor de ontknoping van de vezels. Dat wil zeggen dat de vezels niet meer in elkaar haken. Voor het uiteindelijke resultaat is het van groot belang dat de verdeling van de vezelbrij over de zeef egaal is. Water speelt in deze fase een belangrijke rol. Op het moment dat de pulp op de zeef wordt gespoten is deze vermengd met water in een verhouding van 1% papiervezel tegenover 99% water. Het is de bedoeling dat dit water snel wegloopt. De ronddraaiende zeef (die ook wel gaas of doek wordt genoemd) oefent twee functies uit. Allereerst moeten zoveel mogelijk vezels worden vastgehouden (retentie) om daaruit papier te vormen. Daarnaast dient het water op zo’n manier te worden verwijderd dat er een mooi papieroppervlak ontstaat. Deze fase van het productieproces wordt bladvorming genoemd.
- Het proces van ontwatering bestaat uit meerdere zeven en heet ook wel de zeefpartij. De ontwatering wordt versneld door zwaartekracht (bovendruk) en vacuüm zuigbakken onder de zeef (onderdruk). Ook worden hulpstoffen in de vorm van processtoffen gebruikt voor het versnellen van de ontwatering. Denk bijvoorbeeld aan een retentiemiddel. Dit verbetert de binding tussen de vezels onderling en versnelt de ontwatering. Met de binding van de vezels wordt het papier gevormd. De vezels worden aan elkaar gebonden met een waterstofbrug. Papier bevat uiteindelijk altijd een gedeelte water. Zonder water zou het papier uit elkaar vallen.
Het brede zeefdoek kan een lengte hebben van wel 40 meter. Op het snel voortbewegende zeefdoek gaan de meeste papiervezels in de richting van de beweging van het zeefdoek liggen. Zo ontstaat de looprichting van het papier. Aan het einde van de fase van bladvorming heeft het papier een vaste stofgehalte van ongeveer 20%. Het grootste deel van het bij aanvang toegevoegde water is dan verwijderd.
Persen en drogen
- Na de zeeffase loopt de nog zeer natte en broze papierbaan tussen twee walsen door om nog meer water eruit te persen. Vervolgens wordt het papier gedroogd door de papier-/kartonbaan afwisselend met de boven- of onderkant tegen met stoom verhitte cilinders aan te drukken; vergelijkbaar met een strijkbout.
- Het water verdampt daardoor en het oppervlak wordt gladgemaakt. Het eindproduct bestaat dan voor nog maar 6% (krantenpapier) of 10% (karton) uit water.
- De belangrijkste nabewerking van papier bestaat uit het doorvoeren van het gedroogde papier door het zogenoemde gladwerk. Dit kunnen twee of meer stalen of kunststof walsen zijn. De walsen worden met grote kracht op elkaar gedrukt. De oppervlakte van de papierbaan wordt hierdoor gladder gemaakt. Tegelijkertijd wordt het papier dunner. Papier wordt ook wel behandeld met een superkalander. Dat is een stapel walsen, waar het papier zigzagsgewijs wordt doorgevoerd. Het grote aantal en de hoge perskracht van de walsen zorgen voor een nog gladder effect dan een gladwerk in de papiermachine. Het extra glad maken van papier wordt ook wel satineren genoemd.
Nabehandelen
- Als dat voor het gebruik nodig is, kan het papier of karton op verschillende wijzen worden nabewerkt. Zo kan het worden gecoat. Een coating bestaat kortweg uit pigmenten (klei en krijt), bindmiddelen en hulpstoffen.
- Latex is een bindmiddel. Door de coating ontstaat het onderscheid gestreken/ongestreken papier. De gecoate papier- of kartonbaan moet na het coaten opnieuw worden gedroogd (nadrogen). Bij Sizing (oppervlaktelijming) wordt het papier behandeld in een lijmpers. In de lijmpers wordt de oppervlakte van het papier van een laagje zetmeel, met of zonder papierhulpstoffen, voorzien. Lees meer over de verschillende eigenschappen van papier.
Afwerking / afronding
- Aan het einde van de papier- of kartonmachine wordt het papier of karton tot brede rollen met een grote diameter opgerold. Zo’n rol wordt ook wel Tambour genoemd. Afhankelijk van de machinebreedte en diameter kan zo’n rol 25 ton wegen. Met behulp van snijmachines worden de rollen tot verschillende breedteformaten of in veel gesneden.
- Voor rotatiedruk (bedrukken van de rol in plaats van losse vellen papier) zijn de rollen nu gereed. Met behulp van inpakmachines worden de papierrollen voorzien van een papieren beschermlaag voor transport. Voor vellendruk worden de rollen in een snijmachine tot vellen gesneden en op pallets gestapeld. Het snijden en inpakken is vaak geheel geautomatiseerd.
