Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

papir

Oprindelig forfatter WZim Seneste forfatter Redaktionen

Papir. Mens fibrene i håndlavet papir (bøttepapir) normalt ligger med tilfældige orienteringer, vil de i maskinfremstillet papir altid lægge sig i langvirens løberetning pga. de tværgående rystelser, man påfører viren for at få drevet vandet ud af papirmassen. Fiberretningen er af stor betydning for papirets anvendelse.

Papir. Mens fibrene i håndlavet papir (bøttepapir) normalt ligger med tilfældige orienteringer, vil de i maskinfremstillet papir altid lægge sig i langvirens løberetning pga. de tværgående rystelser, man påfører viren for at få drevet vandet ud af papirmassen. Fiberretningen er af stor betydning for papirets anvendelse.

papir, materiale bestående af et netværk af plantefibre. Papir bruges til at skrive og trykke på, til emballage og til mange andre formål.

Det fremstilles af træ eller andet plantemateriale, som først findeles til fibre. Den derved dannede papirmasse vaskes og renses, og i vandig opslæmning filtreres fibrene på en dug til papirark, som derefter tørres.

Produktionen af papir på verdensplan er 400 mio. t (2012), mere end det dobbelte af produktionsmængden i begyndelsen af 1970'erne. De førende producenter af papirmasse er Nordamerika og Skandinavien, mens de vigtigste producenter af papir og pap er USA, Kina, Japan, Canada og Tyskland.

Annonce

Råmaterialer

Det grundlæggende materiale i papir er cellulosefibre, der er bundet til hinanden med lignin, som giver cellevæggene i træ og planter strukturel stabilitet. Det er hydrogenbindinger mellem cellulosemolekylerne, der giver den store styrke i fibrene og holder dem sammen i papiret.

Ordet papir kommer via tysk fra græsk papyros, se papyrus.

Træ. Nåletræ som fyr og gran og løvfældende træ som birk, eg og eukalyptus er de mest anvendte træsorter. I nåletræ er cellulosefibrene 2-6 mm lange, mens de i løvfældende træ måler 0,5-1,8 mm. De længere fibre fra nåletræ giver styrke til papir, mens de kortere fibre fra løvtræ kan benyttes som fyldstof, der frembringer en glat overflade. Mens papirmøller tidligere anvendte hele trækævler, har bekymring for skovhugsten med det voldsomt stigende papirforbrug betydet øget brug af udtyndingstræ og afskårne grene såvel som affaldsprodukter som fx savsmuld og paller.

Andre planter end træ bidrager med ca. 10% til verdensproduktionen af papirmasse. Halm bruges især til fremstilling af bølgepap, mens græsser som bambus og visse arter af fjergræs anvendes til papir af god kvalitet. Bomulds- og hørklude bruges til meget holdbare papirtyper som pengesedler, arkivpapir samt tryk- og skrivepapir af høj kvalitet. Hamp, jute, bastardjute, hør og kinagræs, som har meget lange og stærke fibre, anvendes bl.a. til cigaretpapir, teposer, sandpapir og andre stærke papirtyper.

Genbrugspapir. Affaldspapir som aviser, kontoraffald og bølgepapkasser kan genbruges. Noget bruges til pap, mens andet renses for tryksværte og anvendes til fremstilling af papir til trykning og sugende papir (fx papirlommetørklæder). Da fibrene bliver delvis beskadiget og afkortet i genbrugsprocessen, må der tilføres nye fibre for at få nyt papir af tilstrækkelig høj kvalitet.

Papirmasse

Papirmasse fremstilles fra råmaterialet ved mekaniske eller kemiske processer. Ved en mekanisk proces kan fibrene adskilles, men ligninet i træet kan ikke fjernes mekanisk. Lignin i papirmassen medfører, at papiret får ringe styrke og gulner, når det udsættes for lys og luft. Til gengæld giver den mekaniske proces et stort udbytte. Mekanisk fremstillet papirmasse bruges fortrinsvis til avispapir.

Processen foregår, ved at korte trækævler slibes på slibesten til træslib. Det kan foregå under tryk med højtemperaturdamp, hvorved papirmassen får større styrke og bedre vandafledning under tørringen. Papirmasse fremstillet på denne måde betegnes TMP (termomekanisk papirmasse) og er den vigtigste mekanisk fremstillede papirmasse.

Kemisk-mekanisk og halvkemisk papirmasse har gennemgået en mild kemisk forbehandling før en moderat mekanisk behandlingsproces. Kemisk-termomekanisk papirmasse fås ved at behandle træflisen med natriumsulfit eller natriumhydroxid i forbindelse med TMP-processen. Den neutrale halvkemiske sulfitproces blev udviklet for at kunne bruge løvtræ til fremstilling af det indre bølgelag i bølgepap.

Papir. Langviremaskine på Silkeborg Papirfabrik, der indtil fabrikkens lukning i 2000 var en af de få tilbageværende langviremaskiner i Danmark. Forrest ses oprulningssektionen; de øvrige sektioner befinder sig i lukkede kasser. Maskinen, som er bygget i 1935, er 70 m lang.

Papir. Langviremaskine på Silkeborg Papirfabrik, der indtil fabrikkens lukning i 2000 var en af de få tilbageværende langviremaskiner i Danmark. Forrest ses oprulningssektionen; de øvrige sektioner befinder sig i lukkede kasser. Maskinen, som er bygget i 1935, er 70 m lang.

Kemisk papirmasse fremstilles, ved at råmaterialet (normalt træflis) koges under tryk med kemikalier, hvorved ligninet opløses, og træflisen skilles i fibre. Derefter fjernes knaster og brune fibre, og kemikalierne udskilles og genindvindes. Energien, der benyttes til kogningen, kommer i et vist omfang fra forbrænding af de organiske restprodukter.

Der er udviklet flere kemiske procestyper. Sodaprocessen bruger natriumhydroxid til at opløse ligninet. Papirmassen bliver her af relativt lav styrke, og der forbruges store mængder kemikalier. Metoden bruges kun i begrænset omfang og i det væsentlige kun med halm som råmateriale. Sulfitprocessen bruger svovlsyrling (H2SO3) og dens salte fortrinsvis af magnesium eller calcium til at gøre ligninet opløseligt. Processen kræver lange kogetider, og genindvinding af kemikalierne er besværlig, samtidig med at papiret får ret svag styrke. Metoden var i første halvdel af 1900-t. den vigtigste fremstillingsmetode til papirmasse, men blev siden overgået af den såkaldte kraft- eller sulfatproces, som anvender natriumhydroxid og natriumsulfid ved højt tryk og en temperatur på 160-180 °C. Papiret får her stor styrke (heraf navnet "kraft"), og processen har en effektiv genindvindingscyklus for kemikalierne. Der kan også anvendes træsorter, der ikke egner sig til sulfitprocessen (fx fyrretræ, der indeholder meget harpiks). Papirmassens mørke farve og de stærkt lugtende udladninger, der kommer fra reducerede svovlforbindelser, er dog en ulempe ved denne metode.

Der udvikles fortsat nye metoder til fremstilling af papirmasse, bl.a. organosolv-processen, som bruger organiske opløsningsmidler som fx methanol, ethanol og acetone til at fjerne ligninet. I biologisk papirmassefremstilling forbehandles træflisen med ligninnedbrydende svampe; herved spares energi og kemikalier.

Blegning

Lignin i papir bevirker, at det gulner under påvirkning af lys, luft og varme. Da ikke alt lignin normalt fjernes under selve fremstillingen af papirmassen, er det derfor til hvidt papir nødvendigt at blege massen. Ved kemisk papirmasse kan ligninet fjernes helt ved blegning. Først behandles massen med klor (Cl2) eller klordioxid (ClO2), hvorefter ligninet i næste trin fjernes ved en alkalisk ekstraktion. Ved anvendelse af klor dannes klorholdige organiske forbindelser, bl.a. det meget giftige dioxin. Mange papirmøller bruger derfor nu klordioxid, som reducerer mængden af giftige forbindelser.

For helt at undgå klorforbindelser bruges omkring år 2000 i den vestlige verden næsten udelukkende klorfri blegning med brintoverilte og ilt. Senest har man anvendt enzymer i blegningsprocessen og kan derved reducere brugen af kemikalier.

I mekanisk papirmasse kan ligninet ikke fjernes, men dets kromoforer, dvs. de lysabsorberende dele af ligninet, kan ændres kemisk ved blegning. Det foregår med reducerende stoffer som dithionit eller oxidanter som fx brintoverilte. Da ligninet blot mister farven ved denne proces, kan bleget mekanisk papirmasse stadig gulne.

Forbehandling af papirmassen

Inden papirmassen er klar til papirfremstilling, behandles den mekanisk i maskiner, der banker og moser fibrene, som derved bliver mere fleksible og hænger bedre sammen. Herefter tilsættes massen forskellige fyldstoffer, appretur og evt. farve. Fyldstoffer kan fx være kaolin (ler), kridt, stivelse eller titanhvidt (titandioxid), som hver for sig giver papiret forskellige egenskaber som fx uigennemsigtighed, blødhed, hvidhed, styrke eller glat overflade.

Appretur mindsker papirets evne til at opsuge væske; det benyttes til skrivepapir og indpakningspapir. Fra det tidlige 1800-t. har man som appretur brugt harpiks, som blev bundet til fibrene vha. alun (aluminiumsulfat). Dette papir nedbrydes imidlertid efterhånden, hvilket har ført til ødelæggelse af mange værdifulde gamle bøger og dokumenter. Nu bruges i vidt omfang syntetiske reagenser eller polymere stoffer som appretur. Stivelse øger papirets styrke i tør tilstand, gør det holdbart, appreterer overfladen og virker som limstof i bølgepap. En modificeret stivelse, der indeholder tertiære aminer eller kvartære ammoniumsalte, bruges også til appretering.

Til farvning bruges vandopløselige farver. Avispapir og lignende er farvet med stoffer, der indeholder aminogrupper med ringe lysægthed. Til finere farvet papir anvendes syreholdige farvestoffer, der bindes til fibrenes overflade vha. alun, og farvestoffer med høj molekylvægt, som direkte bindes til cellulose. Disse stoffer har god lysægthed. Visse fluorescerende forbindelser bruges til at maskere papirs gullighed (se optisk hvidt).

Papirmaskiner

Papir produceres i baner i maskiner, hvor papirmassen i vandig opslæmning fordeles jævnt på en vandgennemtrængelig dug, hvor papirmassen tørres. Den enkleste papirmaskine består af en cylindrisk ramme dækket med dug, som roterer i et kar med papirmassen. Papirbanen dannes på dugen, og vandet suges bort ved vakuum indefra. Banen føres fra cylinderen over på et bælte og tørres yderligere.

Papir. Maskinfremstilling af papir foregår i en såkaldt langviremaskine. Her er skematisk vist maskinens forskellige processer. Selve langviren er en endeløs, vandgennemtrængelig dug, hvorpå den flydende papirmasse fordeles. Undervejs på langviren passeres en række valser og sugekasser, hvor vandet suges ud af papirmassen. En gausk valse, der er filtbeklædt, trækker papirbanen af viren, hvorefter den presses og tørres gennem en serie af valser for endelig at blive gjort glat i en glitningssektion og oprullet. Papirbanerne kan i større langviremaskiner være op til 10 m brede.

Papir. Maskinfremstilling af papir foregår i en såkaldt langviremaskine. Her er skematisk vist maskinens forskellige processer. Selve langviren er en endeløs, vandgennemtrængelig dug, hvorpå den flydende papirmasse fordeles. Undervejs på langviren passeres en række valser og sugekasser, hvor vandet suges ud af papirmassen. En gausk valse, der er filtbeklædt, trækker papirbanen af viren, hvorefter den presses og tørres gennem en serie af valser for endelig at blive gjort glat i en glitningssektion og oprullet. Papirbanerne kan i større langviremaskiner være op til 10 m brede.

I Fourdrinier-maskinen, der er den mest anvendte, fordeles en vælling af papirmassen på en endeløs, fremadløbende dug, en såkaldt langvire. Langviren ruller på et system af valser, folier og sugekasser over og under dugen. Papiret kan forsynes med vandmærker vha. en dandyrulle, der presser papiret tyndere i et mønster som logo eller insignier. Herved bliver vandmærket synligt, når papiret holdes op mod lyset. Papirbanen trækkes af langviren af en filtbeklædt valse (gausk valse) og passerer derefter gennem en række presseruller og ad filtbeklædte transportbånd, hvor vandet presses bort. I en tørresektion fjernes den resterende fugtighed, ved at banen passerer dampopvarmede cylindre beklædt med filt. Endelig kan overfladen af papiret gøres glat i en maskinglitte.

Efterbehandling

Maskinerne opruller papiret i store, brede ruller med maskinens arbejdsbredde (8-10 m). Derpå følger en række processer afhængigt af papirets anvendelsesformål: tilretning, udskæring i ark, fremstilling af poser, konvolutter, bølgepap eller blot omrulning til standardstørrelser. Papirets styrke og holdbarhed kan øges ved bestrygning med harpiksstoffer.

Ved overfladebehandling kan der endvidere påføres farvestoffer, bindemidler og tilsætningsstoffer, som kan give en ensartet overflade til tryksværte eller forøge papirets gennemsigtighed, glathed og glans. Ler, calciumcarbonat og titandioxid er eksempler på tilsætningsstoffer, og modificeret stivelse, sojaprotein og latex på bindemidler.

Påstrygning med polymerer som polyethylen skaber barrierer for væsker og gasser; det bruges fx ved fremstilling af beholdere til fødevarer, bl.a. mælkekartoner.

Papirkvaliteter

Papirets kvalitet afhænger af arten af papirmasse, renhedsgrad, efterbehandling og gramvægt (vægt pr. arealenhed). Silkepapir o.l. vejer ca. 25 g/m2, avispapir ca. 45 g/m2 og papplader (karton eller bølgepap), der normalt er sammensat af flere lag, 170-600 g/m2.

Avispapir er for det meste fremstillet af mekanisk papirmasse, men indeholder også små mængder kemisk papirmasse og en stigende del genbrugsfibre. Bestrøget og ubestrøget papir til fx ugeblade og reklametryksager indeholder 40-70% mekanisk papirmasse, 10-40% kemisk papirmasse og 15-35% kemisk fyldstof. Skrivepapir og papir til bogproduktion er som regel fremstillet af bleget kemisk papirmasse. Det er enten ubestrøget eller bestrøget. Bestrøget bogpapir er ensartet glat med høj grad af lyshed og glans, velegnet til trykning af fine nuancer, fx kunstbøger. Den bedste kvalitet er kunsttryk med en bestrygning på ca. 20 g/m2 pr. side. Matbestrøget papir er særdeles velegnet til bøger o.a., hvor der forekommer meget tekst s.m. illustrationer af høj kvalitet. Indpakningspapir og papirposer laves af ubleget papirmasse af nåletræ og er overfladebehandlet for at hindre gennemvædning.

Sugende papir til bl.a. toiletpapir, papirhåndklæder og bleer er blødt, voluminøst og absorberende. Det laves for det meste af bleget kemisk nåletræspapirmasse med stigende brug af genbrugsfibre. Det kan yderligere blødgøres som crepepapir i en maskine, som danner tætte folder i papiret.

Bibeltryk (India-papir), fedttæt papir og pergamentpapir er eksempler på papirtyper til specielle formål. Bibeltryk indeholder lange fibre og er tilsat stoffer, som giver stor styrke til meget tyndt papir og gør det uigennemsigtigt. Fedttæt papir er fremstillet af renset kemisk papirmasse, der er behandlet, så det bliver meget tæt og gennemsigtigt; det bruges bl.a. som madpapir. Pergamentpapir (ikke at forveksle med pergament) er et højkvalitetspapir fremstillet af vegetabilske fibre. Det har de samme egenskaber og anvendelser som fedttæt papir.

Pap fremstilles af kemisk eller mekanisk papirmasse og i stigende omfang af genbrugspapir. Det bruges bl.a. til emballage, paptallerkener og æsker. Papkasser laves af bølgepap, der normalt er fremstillet af ubleget halvkemisk papirmasse, som er formet til en bølget struktur og lagt imellem to lag dækpapir. Tykke papplader med forskellige navne bruges som væg- og loftbeklædning. Æggebakker, priklepotter og rumdelere i emballage består af formet papirmasse, fortrinsvis fremstillet af genbrugspapir.

Miljø

Papirproduktion kræver store vandmængder: Der bruges ca. 100 m3 vand til at fremstille et ton papir. Vandet forurenes kraftigt af organiske forbindelser; det gælder især spildevandet fra klorblegeprocessen. Desuden udledes stærkt lugtende forbindelser, som forårsager luftforurening. Ved at gennemføre processerne i lukkede systemer og genbruge vandet efter biologisk rensning har papirindustrien imidlertid forbedret miljøforholdene væsentligt. Blegningsprocesser uden klor er nu normalt i produktionen af miljøvenligt papir.

Bioteknologi kommer sandsynligvis til at spille en vigtig rolle for miljøforbedringer. Ved genmanipulation af træarter søger man at frembringe fibre med optimale egenskaber for papirfremstilling, herunder med reduceret brug af kemikalier. Enzymteknologi anvendes bl.a. til blegning af papirmasse, fjernelse af tryksværte fra genbrugspapir og forbedring af papiregenskaber.

Historie

Det tidligste kendte skrivemateriale er papyrus, som blev benyttet af egypterne fra ca. 3000 f.Kr. Tynde, fiberrige lag af rør fra papyrusplanten blev lagt på kryds og tværs i ark, som blev presset og holdt sammen af en limagtig væske i planten. Pergament, det andet gamle skrivemateriale, blev udviklet ca. 200 f.Kr. af behandlede gede- og fåreskind. Det var i brug, indtil papir blev almindeligt i middelalderen. Det ældste egentlige papirmateriale, der kendes, er tapa, som laves af den indre bark af papirmorbærtræet. Det bruges stadig enkelte steder i verden, især i Stillehavsområdet.

Papirfremstilling på basis af klude blev opfundet i Kina 105 e.Kr. Fibre af hør, hamp og bambus blev også brugt af kineserne. De beholdt imidlertid papirfremstillingsprocessen som en velbevaret hemmelighed, og der gik flere hundrede år, før egentlig papirproduktion kom i gang, først i Centralasien, så i Mellemøsten og til sidst i Europa.

Papir. Fremstilling af håndgjort papir. Tv. dypper øseren rammen med den vandgennemtrængelige dug (vire) i karret med den varme papirmasse. Papirarket udtages af rammen, hvorefter arkene stables og presses til tørring, th. Kobberstik fra den store franske Encyclopédie (1751-72).

Papir. Fremstilling af håndgjort papir. Tv. dypper øseren rammen med den vandgennemtrængelige dug (vire) i karret med den varme papirmasse. Papirarket udtages af rammen, hvorefter arkene stables og presses til tørring, th. Kobberstik fra den store franske Encyclopédie (1751-72).

I Europa fandtes der papirmøller i 1300-t., fortrinsvis i Tyskland, Spanien, Italien og Frankrig. Fremstillingsmetoden forblev grundlæggende den samme indtil 1700-t. med hør- og bomuldsklude som de væsentligste råmaterialer. Stigning i efterspørgslen efter papir og mangel på forsyninger af bomuldsklude førte i midten af 1800-t. til udviklingen af teknologier på basis af træ. Træslibspapirmasse blev således brugt i Tyskland i 1843. Kemiske papirmassetyper fremkom efter opfindelsen af sodaprocessen i 1852 i England, sulfitprocessen i 1867 i USA og sulfatprocessen i 1884 i Tyskland.

Papirfremstilling i stor skala blev først mulig med indførelsen af papirmaskiner; tidligere foregik det manuelt. Den første papirmaskine, der kunne fremstille en sammenhængende bane af papir, blev patenteret i 1799 af franskmanden Nicolas Louis Robert (1761-1828). Forbedrede udgaver blev udviklet i England af brødrene Henry Fourdrinier (1766-1854) og Sealy Fourdrinier (d. 1847), der i 1801 havde købt patentrettighederne til Roberts model. John Dickinson (1782-1869) indførte cylinderpapirmaskinen i 1809, og en teknik til at suge vandet ud af papiret blev opfundet i 1826. Dermed var grundlaget lagt for nutidens maskiner.

I Danmark blev den første papirmølle anlagt i 1573 i det dengang danske Skåne, men en levedygtig papirindustri kom først i gang, da en tysk papirmagersvend, Johan Drewsen d.æ. (1667-1734), i 1693 blev ansat på Strandmøllen ved Mølleåens udløb nord for København. Drewsen og hans efterkommere, heriblandt J.C. Drewsen og dennes søn M. Drewsen, blev i næsten 200 år knyttet til udviklingen af dansk papirindustri. De anlagde i 1844 Silkeborg Papirfabrik og i 1854 Ørholm og Nymølle, begge ved Mølleåen. I årene 1829-50 oprettedes 20 papirmøller i Danmark.

I 1880'erne var der ti fabrikker tilbage, og otte af dem blev i 1889 sammenlagt i A/S De Forenede Papirfabrikker, som dog kun bevarede de seks bedst beliggende. I 1970'erne kom selskabet i krise; det havde på det tidspunkt fire fabrikker: Silkeborg Papirfabrik (grdl. 1844), Dalum Papirfabrik (grdl. 1874), Københavns Papir- og Kartonfabrik (grdl. 1933) og Ny Maglemølle Papirfabrik i Næstved (opr. grundlagt 1875). I 1990 blev virksomheden overtaget af svenske interesser, og det meste af produktionen er siden flyttet til Sverige.

Silkeborg Papirfabrik lukkede i 2000, mens fabrikkerne i København og Næstved lukkede i hhv. 1979 og 1992; som den sidste indstillede Dalum Papirfabrik produktionen i 2012.

Se også bog.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Wolfgang Zimmermann: papir i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 17. september 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=138374

Underemner