Stapel von Blattpapier

Papier (von lateinisch papyrus, aus altgriechisch πάπυρος pápyros‚ Papyrusstaude‘) ist ein flächiger Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern meist pflanzlicher Herkunft besteht und durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet wird. Das entstehende Faservlies wird verdichtet und getrocknet.^[1]

Papierblatt 100-Fach vergrößert

Altpapier

Historisches Hanf-Papier

Definition[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Man unterscheidet Beschreibstoffe wie Stein, Wachs, Metalle, Baumrinden (Birkenrinde) sowie Pergament. Pergament ist eine besonders präparierte Tierhaut, ein Beschreibstoff von gleichmäßiger und geschlossener Oberfläche.
• Pseudopapiere (Papierähnliche) wie Papyrus, Tapa, Amatl und Huun – alle pflanzlichen Ursprungs – diese unterscheiden sich vom Papier vor allem durch die Technik der Herstellung: pflanzliche Fasern werden durch Klopfen miteinander verbunden und zu einem Blatt geformt.
• Bei richtigem Papier müssen die dünnen Blätter aus Fasern bestehen, die eingeweicht, eingewässert wurden, bis jedes Filament eine separate Einheit bildet. Dann müssen die mit Wasser vermischten Fasern in Form einer dünnen, verfilzten Schicht abgeschöpft und getrocknet werden. Die ineinander verschlungene Faserschicht (Vliesstoff) bildet so das Papier.^[2]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Frühe Schriftträger[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Antiker ägyptischer Papyrus

Höhlenzeichnungen sind die ältesten Dokumente, die der Mensch mit Pigment­farbe auf einen Untergrund gezeichnet hat. Die Sumerer, als Träger der ältesten bekannten Hochkultur, schrieben seit etwa 3200 v. Chr. mit Keilschrift auf weiche Tontafeln, die zum Teil durch Zufälle gebrannt, überliefert sind. Auch aus Ägypten sind Schriftträger aus anorganischen Materialien bekannt, beispielsweise die Narmer-Palette – eine Prunkpalette des Königs Narmer (3100 v. Chr.) aus Schiefer.

Papierähnlichere sind aus Papyrus gefertigt. Dieses Papyrus(papier) besteht aus den flach geschlagenen, über Kreuz gelegten und gepressten Stängeln der am gesamten unteren Nil in ruhigen Uferzonen wachsenden Schilfpflanzen (echter Papyrus), die dünnen, gepressten Schichten werden dann zusammengeklebt (laminiert). Geschrieben wurde darauf mit schwarzer und roter Farbe. Die schwarze Tusche bestand aus Ruß und einer Lösung von Gummi arabicum, die rote Farbe wurde auf Ocker-Basis hergestellt. Das Schreibgerät war ein Pinsel aus Binsen. Papyrus wurde im Alten Ägypten seit dem dritten Jahrtausend v. Chr. als Schreibmaterial benutzt. Zwar gab es Papyrus im antiken Griechenland, jedoch war eine Verbreitung über Griechenland hinaus kaum bekannt. Im 3. Jahrhundert v. Chr. ersetzten die Griechen den Pinsel durch eine gespaltene Rohrfeder.

Im Römischen Reich wurden sowohl Papyrus als auch Wachs­tafeln benutzt. In die Letzteren wurde der Text mittels angespitzter Griffel geritzt. Nach dem Auslesen wurde das Wachs mit einem Schaber geglättet und die Tafel konnte erneut beschrieben werden. Öffentliche Verlautbarungen wurden meist als dauerhafte Inschrift (Steintafeln oder Metallplatten) an Tempeln oder Verwaltungsgebäuden angebracht. Die Römer bezeichneten Papyrus-Rindenbast mit lateinisch liber, aus dem sich später die Bezeichnung „Library“ (Bibliothek) entwickelte.^[3]

Bambusstreifen-Buch

In China wurden Tafeln aus Knochen, Muscheln, Elfenbein und Schildkrötenpanzer benutzt. Später bestanden Schrifttafeln auch aus Bronze, Eisen, Gold, Silber, Zinn, Jade, Steinplatten und Ton oder auch häufig aus organischem Material, wie Holz-, Bambusstreifen und Seide. Pflanzenblätter und Tierhäute wurden noch nicht als Schriftträger benutzt. Orakelknochen wurden mit Griffeln geritzt oder mit Tinte mit Lampenruß oder Zinnober als Pigment beschriftet.^[4]

In Indien und Ceylon wurden die Blätter der Talipot-Palme etwa seit 500 v. Chr. benutzt →Palmblattmanuskript, sowie auch Birkenrinde, Holzblöcke, -tafel und Baumwolllappen, sowie auch Steintafeln, -blöcke.^[5][6]

In den Hochkulturen des Alten Orients und des Mittelmeerraumes wurde seit alters her Leder als Beschreibstoff verwendet. Wie Leder wird auch Pergament aus Tierhäuten hergestellt. Durch die Vorteile des Pergaments wurden im mittelalterlichen Europa andere Beschreibstoffe verdrängt. Die Tierhäute werden mit Pottasche oder Kalk gebeizt, gründlich gereinigt und aufgespannt getrocknet, es folgte das Schaben und die Oberflächenbearbeitung.

In der neuen Welt wurde Huun, Amatl, ein papierähnlicher Beschreibstoff, bereits vor dem 5. Jahrhundert von den Maya hergestellt.^[7] Allerdings ist dieses Material, der Herstellungsart nach, eher dem Papyrus verwandt, denn es wird aus kreuzweise verpressten Baststrängen, nicht aber aus aufgeschlossenen Einzelfasern erzeugt. Auch der für die Papierdefinition essenziell wichtige Entwässerungsvorgang erfolgt weder auf einem Sieb noch durch mechanischen Wasserentzug. Insofern wäre es falsch, von einer Erfindung des Papieres in Amerika zu sprechen. Die tatsächliche und unabhängige Urherstellung von Papier lässt sich nur für Asien und Europa nachweisen.

Erfindung des Papiers[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Obwohl es Funde aus China gibt, die auf etwa 140 v. Chr. datiert werden können, wird die Erfindung des Papiers Ts'ai Lun zugeschrieben, der um 105 n. Chr. (Belegdatum der ersten Erwähnung der chinesischen Papierherstellungsmethode) ein Beamter der Behörde für Fertigung von Instrumenten und Waffen am chinesischen Kaiserhof war und erstmals das heute bekannte Verfahren, Papier herzustellen, beschrieb.^[8] Zu seiner Zeit gab es einen papierartigen Beschreibstoff, der aus Seidenabfällen hergestellt wurde (Chi). Diesen mischten die frühen Papiermacher vornehmlich mit Hanf, alten Lumpen und Fischernetzen und ergänzten das Material mit Baumrinde oder Bast des Maulbeerbaumes.^[9] Die chinesische Erfindung bestand vor allem in der neuartigen Zubereitung: Die gesäuberten Fasern und Fasernreste wurden zerstampft, gekocht und gewässert. Anschließend wurden einzelne Lagen mit einem Sieb abgeschöpft, getrocknet, gepresst und geglättet. Beim Schöpfen entstand an dem Papier eine „Schönseite“, die an der dem Sieb abgewandten Seite lag, und eine „Siebseite“, die an dem Sieb lag. Der entstehende Brei aus Pflanzenfasern lagerte sich als Vlies ab und bildete ein relativ homogenes Papierblatt. Dies war eine Technik, die in Korea in einer eigenständigen Form vermutlich seit dem 2. Jahrhundert n. Chr. angewandt wurde und seit vielen Jahren unter dem Namen Hanji (한지) ihre Renaissance feiert.^[10]

• Papierherstellung dargestellt auf einem chinesischen Holzschnitt (Ming-Dynastie)
• 

  Ernte des Rohmaterials

• 

  Kochen der Fasern

• 

  Schöpfen des Papieres

• 

  Auspressen des Wassers

• 

  Trocknung an der Sonne

Da Bast ein Material ist, das im Vergleich zu dem verwendeten Holz längere Fasern und dadurch eine hohe zeitliche Haltbarkeit hat, war das Papier von Ts’ai Lun nicht nur zum Schreiben verwendbar, sondern auch für Raumdekorationen etwa in Form von Tapeten sowie Kleidungsstücken. Die Verwendung von Maulbeerbast lag nahe, da der Seidenspinner sich von den Blättern des Maulbeerbaums ernährte und somit dieses Material ein ohnehin vorhandenes Nebenprodukt aus der Seiden­produktion war. Wie alt die Verwendung von Bast ist, belegt die Gletschermumie Ötzi (ca. 3300 v. Chr), der Kleidungsstücke aus Lindenbast trägt.

Ostasien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Papiergeld der Hongwu-Ära

Bereits im 2. Jahrhundert gab es in China Papiertaschentücher, im 3. Jahrhundert Zusatz von Leimstoffen (Stärke), Erfindung der Leimung (dünner Überzug, um Papier glatter und weniger saugfähig zu machen; die Tinte oder Tusche verläuft weniger stark), sowie die Färbung von Papier.^[11] Möglicherweise wurde schon die erste Zeitung (Dibao) herausgegeben.^[12] Im 6. Jahrhundert wurde Toilettenpapier aus billigstem Reisstrohpapier hergestellt. Alleine in Peking wurden jährlich zehn Millionen Päckchen mit 1000 bis 10.000 Blatt produziert. Die Abfälle an Stroh und Kalk bildeten bald große Hügel, „Elefanten-Gebirge“ genannt. Für Zwecke des chinesischen Kaiserhofes stellte die kaiserliche Werkstatt 720.000 Blatt Toilettenpapier her. Für die kaiserliche Familie waren es noch einmal 15.000 Blatt hellgelbes, weiches und parfümiertes Papier.

Bekannt ist, dass um das Jahr 300 die Thais die Technik des schwimmenden Siebs zur Papierherstellung verwendeten. Das Bodengitter des Siebes war fest mit dem Rahmen verbunden. Jedes geschöpfte Blatt musste im Sieb trocknen und konnte erst dann herausgenommen werden. Entsprechend viele Siebe waren nötig.

Um das Jahr 600 gelangte die weiter entwickelte Technik des Schöpfens mit dem Schöpfsieb nach Korea und wurde um 625 in Japan verwendet. Das frisch geschöpfte Blatt kann feucht entnommen und zum Trocknen ausgelegt werden. Diese Technik wird noch bei handgeschöpftem Papier verwendet. Daraus ergibt sich, dass das Schöpfsieb in der Zeit zwischen 300 und 600 erfunden wurde.

In Japan wurde die Technik verbessert, indem der Faserbrei mit Pflanzenschleimen z. B. von Abelmoschus manihot aufgewertet wurde. Die Fasern waren gleichmäßiger verteilt, es traten keine Klümpchen auf. Dieses Papier wird als Japanpapier bezeichnet. Die Amtsrobe der japanischen Shintō-Priester, die auf die Adelstracht der Heian-Zeit zurückgeht, besteht aus weißem Papier (Washi), das vorwiegend aus Maulbeerbaum-Bast besteht.

In der Tang-Dynastie wurde die Papierherstellung weiter stark verbessert, es wurde gewachst (Chinawachs, Bienenwachs), gestrichen, gefärbt und kalandriert. Um den steigenden Papierbedarf unter den Tang zu decken, wurden die Bambusfasern zur Papierproduktion eingeführt.^[4] Der chinesische Kaiser Gaozong (650 bis 683) ließ erstmals Papiergeld ausgeben. Auslöser war ein Mangel an Kupfer für die Münzprägung. Seit dem 10. Jahrhundert hatten sich Banknoten in der Song-Dynastie durchgesetzt. Ab etwa 1300 waren sie in Japan, Persien und Indien im Umlauf und ab 1396 in Vietnam unter Kaiser Tran Thuan Tong (1388–1398). Im Jahr 1298 berichtete Marco Polo in seiner Reisebeschreibung („Il Milione“) über die starke Verbreitung des Papiergeldes in China, wo es zu dieser Zeit eine Inflation gab, die den Wert auf etwa ein Prozent des ursprünglichen Wertes fallen ließ. Im Jahr 1425 wurde das Papiergeld allerdings wieder abgeschafft, um die Inflation zu beenden. Um das Inumlaufbringen von Falschgeld zu erschweren, wurde Papiergeld zeitweise aus einem Spezialpapier gefertigt, das Zusätze an Seidenfasern, Insektiziden und Farbstoffen enthielt.

Arabische Welt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wann genau das erste Papier in der arabischen Welt produziert wurde, ist umstritten. So wird als Datum 750 oder 751 genannt, als vermutlich bei einem Grenzstreit gefangengenommene Chinesen die Technik der Papierherstellung nach Samarkand gebracht haben sollen. Andererseits gibt es Erkenntnisse, die zu der Annahme führen, dass in Samarkand bereits 100 Jahre früher Papier bekannt war und auch hergestellt wurde. Als Papierrohstoff wurden Flachs und Hanf (Hanfpapier) benutzt. Bald hatten die Araber eine blühende Papierindustrie aufgebaut.

In Bagdad wurde um 795 die Papierherstellung aufgenommen, 870 erschien dort der erste Papiercodex. Papiergeschäfte waren wissenschaftliche und literarische Zentren, die von Lehrern und Schriftstellern betrieben wurden. Das Haus der Weisheit entstand nicht zufällig zu dieser Zeit in Bagdad. In den Kanzleien des Kalifen Hārūn ar-Raschīd wurde auf Papier geschrieben. Es folgten Papierwerkstätten in Damaskus, Kairo, in nordafrikanischen Provinzen bis in den Westen. Die Araber entwickelten die Herstellungstechnik weiter, durch die Einführung der Oberflächenleimung. Man mischte Lumpen und Stricke, diese wurden zerfasert und gekämmt, dann in Kalkwasser eingeweicht, dann zerstampft und gebleicht. Diese Pulpe schmierte man an eine Wand zum Trocknen. Anschließend wurde sie mit einer Stärkemischung glattgerieben und in Reiswasser getaucht um die Poren zu schließen.^[13] Genormte Flächenmaße wurden eingeführt, 500 Bogen waren ein Bündel (rizma), worauf der noch in der Papierwirtschaft übliche Begriff Ries zurückgeht. Vom 8. bis zum 13. Jahrhundert dauerte die hohe Blütezeit des islamischen Reiches. Als Kulturzentrum zog Bagdad Künstler, Philosophen und Wissenschaftler, insbesondere Christen und Juden aus Syrien, an.

Indien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Jainistisches Papiermanuskript mit Malereien, Gujarat (Nordindien), 15. Jahrhundert

In Indien wurde das Papier ab dem 13. Jahrhundert unter islamischem Einfluss eingeführt und begann in Nordindien das bis dahin vorherrschende Palmblatt als Schreibmaterial abzulösen. Die indischen Papiermanuskripte sind aber durch das Vorbild der Palmblattmanuskripte beeinflusst. So wurde das Querformat (das bei Palmblattmanuskripten durch die natürlichen Dimensionen der Palmblätter vorgegeben ist) beibehalten. An die Stelle der Löcher für den Bindfaden, der bei Palmblattmanuskripten die einzelnen Blätter zusammenhält, traten bei den Papiermanuskripten rein ornamentale Kreise. Im westlichen Nordindien ersetzte Papier das Palmblatt bis zum 15. Jahrhundert komplett. In Ostindien blieb das Palmblatt bis ins 17. Jahrhundert in Gebrauch. In Südindien konnte sich Papier dagegen nicht durchsetzen. Hier blieb das Palmblatt bis zum Aufkommen des Buchdrucks im 19. Jahrhundert das bevorzugte Schreibmaterial.^[14]

Europa[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die – wiedererrichtete – Hadermühle Stromers in einer Nürnberger Stadtansicht von 1493 (der Gebäudekomplex in der unteren rechten Ecke). Wie alle Papiermühlen lag sie aufgrund ihres Gestanks und Lärms außerhalb der Stadtmauern.

Über den Kulturkontakt zwischen dem christlichen Abendland und dem arabischen Orient sowie dem islamischen Spanien gelangte das Schreibmaterial seit dem 11. Jahrhundert nach Europa. Ein bedeutender Teil der Ausgangsmaterialien für die frühe europäische Papiererzeugung bestand aus Hanffasern, Flachsfasern (Leinen) und Nesseltuch, die Papiermühlen kauften die erforderlichen Hadern von den für sie arbeitenden Lumpensammlern. In Xàtiva bei Valencia gab es nach einem Reisebericht von Al-Idrisi bereits in der Mitte des 12. Jahrhunderts eine blühende Papierwirtschaft, die auch in die Nachbarländer hochwertige Produkte exportierte. Auch nach der Vertreibung der Araber aus Spanien blieb das Gebiet um Valencia bedeutend für die Papierwirtschaft, weil dort viel Flachs (Leinen) angebaut wurde, der ein hervorragender Rohstoff für die Papierherstellung ist.

Das sogenannte Missale von Silos ist das älteste erhaltene christliche Buch aus handgeschöpftem Papier. Es stammt aus dem Jahr 1151 und wird in der Bibliothek des Klosters Santo Domingo de Silos in der Provinz Burgos (Spanien) aufbewahrt.

Die maschinelle Massenproduktion von Papier begann im mittelalterlichen Europa; europäischen Papiermachern gelang es in kurzer Zeit, den Arbeitsprozess durch die Einführung zahlreicher – den Chinesen und Arabern unbekannter – Innovationen zu optimieren: Der Betrieb wassergetriebener Papiermühlen mechanisierte den bis dahin nur in Handarbeit oder mit Tieren im Kollergang praktizierten Zerkleinerungsvorgang.^[15] Derartige Wassermühlen, eisenbewehrte Lumpen-Stampfwerke, sind erstmals ab 1282 bezeugt.^[16] Das Reißen der Lumpen mit einem Sensenblatt löste die umständliche Praxis des Reißens von Hand oder Schneidens mit Messer oder Schere ab.^[17] Papierpressen, konstruiert in Anlehnung an antike Kelter, trockneten das Papier durch Schraubpressdruck.^[18]

Ebenfalls völlig neu war die Konstruktion des Schöpfsiebs, bei dem ein Metallgeflecht an die Stelle der älteren Bambus- oder Schilfsiebe trat.^[19] Das starre Schöpfsieb aus Metalldraht war die technische Voraussetzung für das Anbringen des zur Kennzeichnung dienenden Wasserzeichens, einer italienischen Erfindung.^[20] Die Verfeinerung der Papierqualität zu erschwinglichen Preisen trug kurze Zeit später wesentlich zum Erfolg des von Johannes Gutenberg erfundenen modernen Buchdrucks bei.^[21]

Mit der Ausbreitung der Schriftlichkeit in immer weitere Bereiche der Kultur (Wirtschaft, Recht, Verwaltung und Weitere) trat das Papier gegenüber Pergament seit dem 14. Jahrhundert^[22] seinen Siegeszug an. Ab der Mitte des 15. Jahrhunderts begann mit dem Buchdruck auf dem billigeren Papier, das Pergament als Beschreibstoff in den Hintergrund zu treten. Allerdings dauerte es bis ins 17. Jahrhundert, bis es vom Papier weitgehend verdrängt wurde. In der Folge spielte Pergament nur noch als Luxusschreibmaterial eine Rolle.

Verbreitung der Papierherstellung in Europa[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die erste deutsche Papiermühle entstand 1389/1390 bei Nürnberg. Gegründet wurde die Gleismühl vom Ratsherrn und Exportkaufmann Ulman Stromer. Stromer unternahm Geschäftsreisen, unter anderem auch in die Lombardei, und kam dort mit der Papierherstellung in Berührung. Stromer ließ Mitarbeiter und Erben einen Eid ablegen, die Kunst der Papierherstellung geheim zu halten. Die Gleismühl bestand aus zwei mit Wasserkraft angetriebenen Werkseinheiten. Die kleinere Mühle wies zwei Wasserräder auf, die größere verfügte über drei. Insgesamt wurden 18 Stampfen angetrieben.

1389 bis 1394 leitete Stromer selbst die Papiermühle und verpachtete sie dann gegen eine Pacht von „30 Ries gross Papier“ an Jörg Tirman, seinen Mitarbeiter. Die Schedelsche Weltchronik von 1493 zeigt sie als früheste Darstellung einer Papiermühle auf der Darstellung der Stadt Nürnberg. Die Gleismühle brannte später ab.

Ab 1393 ist die Papierherstellung in Ravensburg nachgewiesen. Im späten Mittelalter und in der frühen Neuzeit entwickelte sich die oberschwäbischen Reichsstadt zum größten Papierherstellungszentrum im Südwesten. Für das 15. und 16. Jahrhundert wird die Produktion in bis zu sieben Papiermühlen auf etwa 9000 Ries (etwa 4,5 Millionen Blatt) jährlich geschätzt. ^[29]

Östlich der Elbe entstanden die ersten Papiermühlen erst Mitte des 17. Jahrhunderts. Francois Feureton aus Grenoble gründete mit Unterstützung des Friedrich Wilhelm zunächst eine Papierfabrik in Burg und dann in Prenzlau.^[30]

Technische Entwicklung bis zum 19. Jahrhundert[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die benötigten Zellstofffasern wurden bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts aus abgenutzten Leinentextilien, Lumpen, Hadern (hergeleitet vom althochdeutschen hadara: „Schafspelz“) gewonnen. Lumpensammler und -händler versorgten die Papiermühlen mit dem Rohstoff. Lumpen waren zeitweise so begehrt und rar, dass für sie ein Exportverbot bestand, das auch mit Waffengewalt durchgesetzt wurde. In den Papiermühlen wurden die Hadern in Fetzen geschnitten, manchmal gewaschen, einem Faulungsprozess unterzogen und schließlich in einem Stampfwerk zerfasert. Das Stampfwerk wurde mit Wasserkraft angetrieben.

Die Rohstoffaufbereitung erfolgte noch im 17. Jahrhundert in handwerklich organisierten Betrieben sowie teilweise in größeren Manufakturen mit einem höheren Grad der Arbeitsteilung. Im frühen 18. Jahrhundert wurden halbmechanische Lumpenschneider eingeführt, die zunächst nach dem „Fallbeilprinzip“ sowie später nach dem „Scherenprinzip“ arbeiteten. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts erfolgte der Übergang, statt des Faulens und Reinigens von Hadern, mit Chlor zu bleichen. Der Verlust an Fasern war so geringer, es konnten außerdem auch farbige Stoffe zu weißem Papier verarbeitet werden. Die typische Archivordnung in farbigen Aktendeckeln stammt beispielsweise noch aus der Zeit, als echt gefärbte blaue und rote Lumpen nur zu rosa oder hellblauem Papier verarbeitet werden konnten. Erst im 19. Jahrhundert kommen andersfarbige Aktendeckel (etwa gelb) hinzu.

Der Papyrer aus Jost Ammans Ständebuch, 1568

Aus dem dünnen Papierbrei (Stoff) in der Bütte (= Bottich, daher der Name des Büttenpapiers) schöpfte der Papiermacher das Blatt mit Hilfe eines sehr feinmaschigen, flachen, rechteckigen Schöpfsiebes aus Kupfer von Hand. Das Schöpfsieb zeichnet sich durch einen abnehmbaren Rand, den Deckel, aus. Die Größe des Papierbogens wurde von der Größe des Siebes bestimmt. Nun drückte der Gautscher den frischen Bogen vom Sieb auf ein Filz ab, während der Schöpfer den nächsten Bogen schöpfte. Nach dem Gautschen wurden die Bögen in großen trockenen Räumen, vornehmlich auf Speichern und Dachböden, zum Trocknen aufgehängt. Anschließend wurde das Papier nochmals gepresst, geglättet, sortiert und verpackt (eine Pauscht entspricht 181 Bogen Papier). Handelte es sich um Schreibpapier, wurde es geleimt. Dazu wurde es in Leim getaucht, gepresst und getrocknet. Der Leim hindert die Tinte am Verlaufen. Bei Handarbeit, die nur bei Fasern – und somit Papier – hoher Qualität angewendet wird, nehmen die Fasern keine bevorzugte Richtung ein (Isotropie).

Der moderne technische Durchbruch begann sich mit der Erfindung des „Holländers“ um 1670 abzuzeichnen. Es handelt sich um eine Maschine, die den Faserbrei (Pulpe) nicht mehr durch reine Schlageinwirkung aufschließt, sondern durch eine kombinierte Schneid- und Schlageinwirkung. Der Holländer bot aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit einen schnelleren Faserdurchgang als das Stampfwerk. Somit stieg die Produktivität der Faseraufbereitung. Üblicherweise wurden Holländer anfangs dort eingesetzt, wo nur geringe Wasserkraft zur Verfügung stand (geringe Antriebsmomente, aber hohe Drehzahlen möglich) und/oder eine Feinzeugaufbereitung einem großen Stampfwerk nachgeschaltet werden sollte. Das Zeitverhältnis für 1 kg Ganzstoff liegt bei etwa 12:1 (Stampfzeit/Holländerzeit), wobei die schonende Stampfung eindeutig den besseren Halbstoff ergibt. Der Holländer wurde in deutschen Papiermühlen ab etwa 1710 umfassend eingesetzt. Durch den höheren möglichen Eintrag im Holländer (ca. 15 kg Stoff im Gegensatz zu 2–5 kg im Stampfwerk) und die geringere erforderliche Mannkapazität verbreitete sich das Gerät schnell. Auch ist der Holländer wartungsärmer als ein Stampfwerk, was sich bei den Reinvestitionskosten erheblich bemerkbar machte. Später wurden dann direkt aus dem Holländerprozess die ersten Stetigmahlerkonstruktionen (Jordan-Mühle Kegelstoffmühle, Scheibenrefiner) entwickelt.

Papiermacher[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Papiermacher ist ein Handwerker, der Papier herstellt. In der Gegenwart ist er in einer Papiermühle mit entsprechenden Produktionseinrichtungen (industrielle Papierfabrik) tätig. Seit dem Jahr 2005 heißt der Beruf nach der Klassifikation in Deutschland Papiertechnologe.

In der größten Zahl der Fälle hat jeder leitende Papiermüller ein Wasserzeichen verwendet, das allein für seine Wirkungszeit typisch war. Da die Papiermacher ein Beruf mit einer ausgeprägten Berufstradition innerhalb bestimmter Familien waren, ergänzen sich genealogische und Wasserzeichenforschung gegenseitig. Aus diesem Grunde ist das Deutsche Buch- und Schriftmuseum in der Deutschen Bücherei in Leipzig zugleich Standort einer Papiermacherkartei (siehe Verkartung), in der die Daten von über 8000 Papiermachern, Papiermühlenbesitzern, Lumpensammlern und Papierhändlern samt ihren Familien erfasst worden sind, und einer Kartei der Papiermühlen mit den Papiermachern, die jemals auf ihnen erwähnt worden sind.

Industrialisierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

René-Antoine Ferchault de Réaumur

Der Mangel an Lumpen, Hadern, die für die Papierherstellung notwendig waren, wurde zum Engpass der Papierherstellung. Deshalb wurde bereits um 1700 nach Alternativen für die Hadern gesucht.

Der französische Physiker René-Antoine Ferchault de Réaumur schrieb 1719 der französischen Akademie der Wissenschaften in Paris:

Einen heute skurril anmutenden Beitrag lieferte der Arzt Franz Ernst Brückmann zu Wolfenbüttel, der sich vornehmlich mit „Erdgewächsen und Mineralien“ befasste. Entsprechend schlug er zur Lösung des Rohstoffproblems Asbestpapier vor und ließ 1727 zu Braunschweig einige Exemplare seines Werkes „Historiam naturalem curiosam lapidis …“ oder kurz „Historia naturalis de asbesto“ auf Asbestpapier abdrucken. Das Buch enthielt auf diesen unverbrennlichen Bogen auch sein eigenes Bildnis – um „unsterblich“ zu werden.^[31]

Frühe und zukunftsweisende Versuche, und sogleich in gewerbsmäßiger Größenordnung, wurden durch den vielseitig genialen braunschweigischen Oberjägermeister Johann Georg von Langen unternommen, denn im Juni 1753 – unter Verweis auf ältere Berichte – gibt er Rechenschaft gegenüber seinem Landesherrn (Carl I.) ab über eine am „Holzminder Bach erbauete Reibe-Mühle, mit Vorstellung des Gebrauchs, so künftig von solcher Mühle zu machen“. Auf dieser Mühle „Porcellain-Masse“ zu mahlen hatte sich gerade zerschlagen, weshalb v. Langen vorschlug, es könne „diese Mühle mit wenig Kosten mit zu Verfertigung des Pack- und anderen Papiers, so aus Holtz gemacht wird, gebrauchet werden.“ Entsprechend hielt er um die herzogliche Konzessionierung an und vermerkte, dass sich „solche (‚Holtz-Papier-Mühle‘) durch Verfertigung einer so gemein nützigen Kauffmanns Waare nicht allein verinteressieren“ würde (wegen der Neuartigkeit dieser Technologie), sondern mit der Zeit auch völlig bezahlt machen würde. Denn er habe „eine neue Art Papier von Holtz Materie erfunden“, so dass um 1760/61 die Aussicht bestand, der Lumpenbedarf werde mit der Zeit spürbar vermindert werden können. Weiteres steht hier leider noch aus. Von Langen hatte sich durchaus auch mit anderen vegetabilischen Stoffen wie 1756 etwa der Verwendung von „Rohr zum Packpapier“ befasst.^[31][32]

Doch umfassendere Experimente führte Jacob Christian Schäffer durch, um Papier aus Pflanzenfasern oder Holz zu gewinnen; dies beschrieb er in sechs Bänden „Versuche und Muster, ohne alle Lumpen oder doch mit einem geringen Zusätze derselben, Papier zu machen“ zwischen 1765 und 1771. Seine Verfahren zur Papierherstellung aus Pappelwolle, Moos, Flechten, Hopfen, Weinreben, Disteln, Feldmelde Atriplex campestris, Beifuß, Mais, Brennnesseln, Aloe, Stroh, Rohrkolben, Blaukohlstrunken, Graswolle, Maiglöckchen, Seidenpflanzen, Ginster, Hanfschäben, Kartoffelpflanzen, Torf, Waldreben, Tannenzapfen, Weiden- und Espenholz sowie Sägespänen und Dachschindeln ergaben aber kein qualitativ gutes Papier und wurden deshalb von den Papiermüllern nicht verwendet.

Gleichwohl, inspiriert durch die Schäfferschen Versuche, fanden diese im braunschweigischen Räbke bei Helmstedt ihre Neuauflage. Hier wurden im Jahre 1767, unter Anleitung des braunschweigischen Professors Justus Friedrich Wilhelm Zachariae, Experimente mit anderen „vegetabilischen“ Stoffen als den bisher unentbehrlichen weißen Leinen-Lumpen vorgenommen. Dabei wurden von Fachleuten (Papierfabrikanten) Erprobungen mit durchaus aussichtsreichen Materialien wie der Wilden Karde (Weberdistel), Flachs, Hanf, Baumwolle und schließlich gar mit „Pappelweide“ bzw. dem „gemeinen Weidenbaum“ durchgeführt, also auch mit zukunftsweisenden Holzarten.

• 1756 In den zu Preußen gehörenden Ländern wird das Lumpenausfuhrverbot erlassen und die Mitführung eines Lumpenpasses durch die Lumpensammler vorgeschrieben.
• 1774 Die Verwendung von Altpapier als Ausgangsstoff für neues wird durch die Publikation des Göttinger Professor Justus Claproth „Eine Erfindung, aus gedrucktem Papier wiederum neues zu machen und die Druckfarbe völlig auszuwaschen“ eingeleitet. (Deinking-Verfahren)
• 1784 Der französische Chemiker Claude Louis Graf Berthellet wendet bei der Papierherstellung die Chlorbleiche an.

Robert Papiermaschine 1798
Robert C. Williams Papier Museum

• 1798 erhielt der Franzose Nicholas-Louis Robert ein Patent auf eine Längssiebmaschine, die eine maschinelle Fabrikation des Papiers ermöglichte. Bei dieser Papierschüttelmaschine wurde das Schöpfen des Papierbreis durch dessen Aufgießen auf ein rotierendes Metallsieb ersetzt.
• 1804 Der Engländer Bryan Donkin vervollkommnet die Langsieb-Papiermaschine.
• 1805 Die erste Rundsiebmaschine wird auf den englischen Mechaniker Joseph Bramah patentiert.
• 1806 Die Harzleimung des Papiers bereits im Papierbrei, also im Herstellungsprozess, wird vom Uhrmacher Moritz Friedrich Illig aus Erbach im Odenwald erfunden.
• 1820 Der Engländer Th. B. Crompton meldet Patent zur Trocknung der Papierbahn.

Friedrich Gottlob Keller erfand Anfang Dezember 1843 das Verfahren zur Herstellung von Papier aus Holzschliff, wobei er auf einem Schleifstein Holz in Faserquerrichtung mit Wasser zu Holzschliff verarbeitete, der zur Herstellung von qualitativ gutem Papier geeignet war. Er verfeinerte das Verfahren bis zum Sommer 1846 durch die Konstruktion von drei Holzschleifermaschinen. Am 11. Oktober 1845 ließ er eine Reihe von Exemplaren der „Nummer 41“ des Intelligenz- und Wochenblattes für Frankenberg mit Sachsenburg und Umgebung auf seinem Holzschliffpapier drucken.

Holzschleifer Schema

Die industrielle Auswertung seiner Erfindung blieb Friedrich Gottlob Keller versagt, weil ihm die Geldmittel zur technischen Erprobung fehlten und die Patentierung des Verfahrens vom Sächsischen Ministerium des Inneren verweigert wurden. So übertrug er am 20. Juni 1846 die Rechte zur Nutzung des Verfahrens gegen ein geringes Entgelt an den vermögenden Papierfabrikanten Heinrich Voelter, der das Kellersche Holzschliffverfahren weiterentwickelte, in die Praxis einführte und durch die Entwicklung von Hilfsmaschinen zur großtechnischen Nutzung brachte. Ab 1848 arbeitete Voelter mit dem Heidenheimer Papierfabrikanten Johann Matthäus Voith zusammen mit dem Ziel, Papier zur Massenware zu machen. Voith entwickelte das Verfahren weiter und erfand im Jahr 1859 den Raffineur, eine Maschine, die das splitterreiche Grobmaterial des Holzschliffs verfeinert und dadurch eine deutliche Verbesserung der Papierqualität herbeiführt.

Holzschleifer im Industriemuseum „Alte Dombach“ in Bergisch Gladbach

Seit etwa 1850 wurde der Holzschleifer eingesetzt, mit dem die Papierherstellung aus dem preiswerten Rohstoff Holz im industriellen Maßstab möglich wurde; um 1879 arbeiteten allein in Deutschland rund 340 solcher Holzschleifereien. Die größte Rohstoffnot wurde durch den Einsatz von Holzschliff zwar gemildert, auf Hadern konnte jedoch nicht zur Gänze verzichtet werden.

Die älteste erhaltene Holzschleiferei ist die Kartonfabrik von Verla in Finnland, die 1882 erbaut wurde. Die 1964 stillgelegte Fabrikanlage wurde 1996 in das Verzeichnis des UNESCO-Weltkulturerbes aufgenommen.

Die Holzschliffpapiere erwiesen sich wegen der in der Schliffmasse enthaltenen Restanteile verschiedener saurer Substanzen als problematisch. Diese Säureanteile stammen aus dem chemischen Aufschlussprozess, der für die Behandlung des zerfaserten Holzstoffes (Lignocellulose) im industriell verbreiteten Sulfitverfahren zwangsläufig benötigt wird. Aus der Schwefligen Säure und ihren Salzen entstehen durch Luftoxidation und Hydrolyse reaktionsrelevante Mengen an Schwefelsäure. Durch die anhaltende Luft- und Luftfeuchteeinwirkung bilden sich weiterhin organische, chemisch sehr aktive Substanzen im Papier. Andere Aufschlussverfahren arbeiten mit Chlorverbindungen und Essigsäure. Diese komplexen Wirkungsmechanismen führen zur Vergilbung sowie zu einer erheblichen Verringerung der Reißfestigkeit, Naßfestigkeit und Biegesteifigkeit im Endprodukt, was sich als „Brüchigkeit“ des Papieres bemerkbar macht. Die verringerte Stabilität im Papier ist eine Folge der durch Säure katalysierten Spaltung des Cellulose­moleküls, die in Form einer fortschreitenden Kettenverkürzung abläuft. Hauptursache für das Vergilben des Holzschliffpapieres sind das Lignin und seine hierbei entstehenden Zersetzungsprodukte (überwiegend aromatische Verbindungen).^[33][34][35]

Häufig wird das Holzschliffpapier fälschlicherweise mit säurehaltigem Papier gleichgesetzt. Das säurehaltige Papier ist eine Folge des Herstellungsprozesses und einiger chemischer Zusätze seiner Leimung. Holzschliffpapier vergilbt besonders stark und verliert schnell seine Elastizität. Billiger Holzschliff und die 1806 erfundene Leimung mit verseiften Harzen wurden massenhaft eingesetzt, so dass insbesondere Papiererzeugnisse (Bücher, Graphiken, Zeitungen, Landkarten) seit der Erfindung der Holzschlifftechnologie durch Friedrich Gottlob Keller nach 1846 und in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts aufgrund beider Ursachen in besonderer Weise den inneren Schadwirkungen unterliegen. Die Restaurierung ist kompliziert und bei hohen Zerfallsraten der Zellulose nur noch durch Massenentsäuerung und nachträglichen Stabilisierungsverfahren wie beispielsweise durch das Papierspaltverfahren möglich.^[36][37]

So hat das Holzschliffpapier nicht nur einen Nutzen für die kostengünstige Herstellung von Papier gebracht, sondern auch einen großen Schaden für die schriftliche Überlieferung des 19. und 20. Jahrhunderts.

• 1850 Erfindung der Kegelstoffmühle (Jordan-Mühle).
• 1854–1857 Die Engländer Watt, Burgess und Houghton stellen mittels Natronverfahren Holzzellstoff her.
• 1866–1878 Der Amerikaner Benjamin Chew Tilghman und der Deutschen Alexander Mitscherlich entwickeln auf der Grundlage des Ritter-Kellner-Verfahrens den Sulfitzellstoff durch den chemischen Aufschluss von Holz.
• um 1870 Stroh als Ausgangsstoff für Papier kann gebleicht werden.
• 1872 Der Braunschliff von Papier, 1869 von Moritz Behrend (Varzin, Pommern), erfunden^[38], wird vom Papiermacher Oswald Mayh in Zwickau eingeführt. Bereits zur Wiener Weltausstellung 1873 wurde das System erfolgreich präsentiert.^[39]
• 1872 Die preußischen Länder heben das Lumpenausfuhrverbot auf.
• 1884 Erfindung des Sulfat-Zellstoff-Verfahrens durch C. F. Dahl.
• 1909 William H. Millspaugh erfindet die Saugwalze.
• 1919 Die ersten Papiere aus halbsynthetischen Fasern (regenerierte Cellulose) werden durch F. H. Osborne gefertigt.
• 1921 Beginn der Chlordioxid-Bleiche.
• 1945 Kontinuierliche Stoffaufbereitung (Pulper und Refiner verdrängen Kollergang und Holländer).
• 1948 Erste Magnesiumbisulfit-Anlage mit Chemikalienrückgewinnung.
• 1955 Das erste Papier aus vollsynthetischen Fasern (Polyamid) wird durch J. K. Hubbard hergestellt.
• ab 1980 Entwicklung der chlorfreien Bleiche

Seit den 1980er Jahren wird für den Druck hochwertiger Publikationen und Grafiken überwiegend ein „alterungsbeständiges Papier“ oder „säurefreies Papier“ verwendet. Dieses ist durch geeignete chemische Zusätze frei von freien Säuren und freien Chloriden und wird in der DIN EN ISO 9706 genormt.

Industrielle Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Cellulosefasern in Papier

Unabhängig von der Faserart kann Papier in Handarbeit oder maschinell hergestellt werden. Für die maschinelle Erzeugung hat sich die Papierindustrie (Wirtschaftszweig „Herstellung von Papier, Karton und Pappe“) etabliert.

Papier besteht hauptsächlich aus Cellulosefasern, die wenige Millimeter bis zu einigen Zentimetern lang sind. Die Cellulose wird zunächst weitgehend freigelegt, also von Hemicellulosen, Harzen und anderen Pflanzenbestandteilen getrennt. Der so gewonnene Zellstoff wird mit viel Wasser versetzt und zerfasert. Diesen dünnen Brei nennt der Papiermacher „Stoff“ oder „Zeug“. Wenn dieser in einer dünnen Schicht auf ein feines Sieb gegeben wird, hat er einen Wassergehalt von über 99 % (Papiermaschinenauflauf) beziehungsweise etwa 97 % bei der Handschöpferei. Ein Großteil des Wassers tropft ab. Das Sieb muss bewegt werden, sodass sich die Fasern möglichst dicht über- und aneinander legen und ein Vlies, das Papierblatt, bilden. Wenn das Papier getrocknet ist, kann die Oberfläche mit Hilfe von Stärke, modifizierter Cellulose (beispielsweise Carboxymethylcellulose) oder Polyvinylalkohol geschlossen werden. Dieser Vorgang wird als Leimung bezeichnet, obwohl der Begriff Imprägnierung der richtige wäre. Leimung erfolgt mit Harzseifen oder Alkylketendimeren innerhalb des Stoffes (Masseleimung in der Papiermaschine oder Bütte).

Wird auf dem Handschöpf- oder Rundsieb ein Muster aus Draht angebracht, lagern sich an dieser Stelle weniger Fasern ab und das Muster ist beim fertigen Papier zumindest im Gegenlicht als Wasserzeichen zu erkennen. Wasserzeichen werden fast ausschließlich nur noch auf der Papiermaschine als Egoutteurwasserzeichen gefertigt.

Rohstoffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die für das Papier notwendigen Ausgangsstoffe lassen sich in vier Gruppen einteilen.

1. Faserstoffe: wie Holzschliff, Halbzellstoffe, Zellstoffe, Altpapier, Hanf^[40] und andere Fasern, darunter auch Apfelschalen^[41][42]
2. Leimung und Imprägnierung: wie tierische Leime, Harze, Paraffine, Wachse
3. Füllstoffe: dazu gehören Kaolin, Talkum, Gips, Bariumsulfat, Kreide, Titanweiß
4. Hilfsstoffe sind Farbstoffe, Entschäumer, Dispergiermittel, Retentionsmittel, Flockungsmittel, Netzmittel, Nassfestmittel

Die Faserstoffe unterteilen sich wiederum in zwei Gruppen.

• Primärfaserstoffe, also erstmals in der Produktion eingesetzte Rohstoffe und
• Sekundärfaserstoffe (Altpapier), nach dem Gebrauch noch einmal dem Produktionsprozess zugeführte Recyclingstoffe.

Die Cellulose ist die eigentliche, qualitativ hochwertige Fasergrundlage eines jeden Papieres. Cellulose ist ein Polysaccharid mit der angenäherten chemischen Formel (C₆H₁₀O₅)_n, aus dem fast alle Zellwände von Pflanzen und Hölzern bestehen.

Cellulose kann aus Holz, Einjahrespflanzen (beispielsweise Stroh), Hadern, Kunststoff-Fasern und Altpapier (zunehmend zur Hälfte der eingesetzten Stoffe) gewonnen werden. Cellulose besteht aus sehr vielen, kettenförmig miteinander verknüpften Glukoseresten. Die einzelnen Cellulosemoleküle sind also kettenförmige Makromoleküle, deren kleinste Glieder Glukoseeinheiten sind. Das Glukosemolekül (C₆H₁₂O₆), das Monomer der Cellulose, bildet mit einem weiteren Glukosemolekül durch Lösung eines Wassermoleküls eine Cellobiose. Das Aneinanderreihen solcher Cellobiosen zu einer Kette bildet ein Cellulosemolekül (es entsteht ein Polymer).

Die Kettenmoleküle bilden miteinander Mizellen, das sind Molekülbündel, aus denen sich die Fibrillen aufbauen. Erst eine größere Anzahl Fibrillen bildet die sichtbare Cellulosefaser. Die Molekülbündel bestehen aus kristallinen Bereichen (regelmäßige Molekül-Führung) und amorphen Bereichen (unregelmäßige Molekülführung). Die kristallinen Bereiche sind für die Festigkeit und Steifheit, die amorphen Bereiche für die Flexibilität und Elastizität des Papiers verantwortlich. Die Länge der Kette, also die Anzahl der Monomere, variiert je nach Papierrohstoff und ist für die Qualität und Alterungsbeständigkeit von großer Bedeutung.

Das nicht aufbereitete Fasermaterial zur Papierherstellung nennt der Papiermacher Halbstoff.

Zu nahezu 95 % wird Papier aus Holz (in Form von Holzstoff, Halbzellstoff, Zellstoff oder Altpapier) hergestellt. Faserbildung und Härte des Holzes spielen bei der Auswahl als Papierrohstoff eine Rolle, nicht jedes Holz ist für jede Papierart gleich gut geeignet. Häufig werden Nadelhölzer wie Fichte, Tanne, Kiefer und Lärche verwendet. Aufgrund der längeren Fasern gegenüber Laubhölzern verfilzen diese Fasern leichter und es ergibt sich eine höhere Festigkeit des Papiers. Aber auch Laubhölzer wie Buche, Pappel, Birke und Eukalyptus werden gemischt mit Nadelholz-Zellstoff eingesetzt. Die Verwendung sehr kurzfaseriger Harthölzer ist auf hoch ausgerüstete Spezialpapiere beschränkt.

Die Verfügbarkeit und die regionalen Gegebenheiten bestimmen hauptsächlich, welche Holzart als Primärrohstoff eingesetzt wird, wobei seit den 1960er Jahren große Mengen an Holz für die Papierherstellung mit sogenannten Holzspänetransportern weltweit über See verschifft werden. Allerdings muss auch beachtet werden, dass die Eigenschaften des gewinnbaren Zellstoffes mit der gewünschten Papierbeschaffenheit korrelieren. Schnellwüchsige Hölzer wie Pappeln kommen dem großen Bedarf entgegen, eignen sich jedoch nur für voluminöse, weiche und weniger reißfeste Papiere. Zellstoffe aus Laubhölzern haben kürzere und dünnere Fasern als jene aus Nadelhölzern. Entsprechend den späteren Anforderungen an das Papier werden unterschiedliche Mischungen von diesen Kurzfaser- und Langfaserzellstoffen beziehungsweise Hart- und Weichfaserstoffen eingesetzt. Die Steuerung der Eigenschaften kann geringfügig über den Aufschlussprozess und die spätere Mahlung variiert werden. So kann ein Fichtenzellstoff sowohl mit Natronlauge hart erkocht werden als auch langfaserig und weicher im Sulfatverfahren. Zellstoffe aus Einjahrespflanzen zeigen größtenteils Eigenschaften wie die typischen Nadelholzzellstoffe und werden deshalb auch als Surrogate für diese eingesetzt (etwa Espartogras statt Fichte). Alle cellulosehaltigen Stoffe sind grundsätzlich zur Papierherstellung geeignet. Zunehmend ist die Bedeutung von Altpapier als Rohstoff. Papierabfälle werden bis zu 100 % für weniger wertvolle Papiersorten eingesetzt. Bei Feinpapieren gewinnt moderner Deinkingstoff immer höhere Einsatzanteile. LWC-Papiere enthalten teilweise bis zu 70 % Altpapier-Stoff ohne nennenswerte Einbuße in der Gebrauchsfähigkeit. Der früher wichtigste Rohstoff, die Hadern (Lumpen), findet nur noch in geringen Mengen Verwendung.

Einen Anteil von 61 % hat der Sekundärrohstoff Altpapier in den 2010er Jahren an den in Deutschland eingesetzten Rohstoffen für Papier, Pappe und Kartonagen erreicht. Da Altpapier bereits einmal zu Papier verarbeitet wurde, enthält es jedoch viele Zusatzstoffe und wurde bereits gemahlen. Die Fasern werden durch die erneute Verarbeitung zu Papier weiter geschädigt, der Anteil der Zusatzstoffe im Verhältnis zu den Faserstoffen nimmt zu. In der Praxis werden Papierfasern im Schnitt nur fünf bis sechsmal rezykliert.

In Europa und Amerika werden vereinzelt Weizen und Roggen zur Strohfasergewinnung genutzt. Grassorten aus Nordafrika wie Alfa- und Espartogras können verwendet werden. In Japan wird noch immer Reisstroh verwendet, in Indien ist es schnell wachsender Bambus. Mengenmäßig spielen diese Faserstoffe weltweit im Vergleich zu Zellstoff aus Holz keine große Rolle. Für besondere, dauerhafte und stark beanspruchte Papiere für Banknoten und Wertpapiere werden in geringem Umfang noch Hadern verwendet.

Aufbereitung von Halbstoff[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mechanische Aufbereitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weißer Holzschliff

Weißschliff entsteht aus geschliffenen Holzstämmen. Dazu werden geschälte Holzabschnitte mit viel Wasser in Pressenschleifern oder Stetigschleifern zerrieben. (vergleiche auch Holzschleifer) Im gleichen Betrieb wird die stark verdünnte Fasermasse zu Papier verarbeitet oder zum Versand in Pappenform gebracht. Dies geschieht mit Entwässerungsmaschinen.

Brauner Holzschliff

Braunschliff entsteht, wenn Stammabschnitte erst in großen Kesseln gedämpft und dann geschliffen werden.

Thermomechanischer Holzstoff

Thermomechanischer Holzstoff (TMP) entsteht aus gehäckselten Holzabfällen und Hackschnitzeln aus Sägereien. Diese werden im TMP-Verfahren (Thermo-mechanical-Pulp-Verfahren) bei 130 °C gedämpft. Die Lignin-Verbindungen zwischen den Fasern lockern sich dadurch. Anschließend werden die Holzstücke in Refinern (Druckmahlmaschinen mit geriffelten Mahlscheiben) und Zusatz von Wasser gemahlen. Thermomechanischer Holzstoff hat im Vergleich zum Holzschliff eine gröbere Faserstruktur. Werden außerdem Chemikalien zugesetzt, handelt es sich um das chemo-thermomechanische Verfahren (CTMP). Durch rein mechanische Verfahren gewonnener Holzstoff (RMP) besteht nicht aus den eigentlichen Fasern, sondern aus zerriebenen und abgeschliffenen Faserverbindungen, diese werden verholzte Fasern genannt. Um die elementaren Fasern zu gewinnen ist eine chemische Aufbereitung des Holzes notwendig.

Chemische Aufbereitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Früher für die Zellstoffherstellung verwendeter Säureturm in Crossen (Zwickau)

Holzschnitzel werden in einem Kochprozess chemisch behandelt. Die Fasern werden durch zwölf- bis fünfzehnstündiges Kochen von den Inkrusten, den unerwünschten Holzbestandteilen, Begleitstoffen von Cellulose getrennt. Chemisch betrachtet besteht Holz aus:

• 40 % bis 50 % Cellulose
• 10 % bis 15 % Hemicellulose
• 20 % bis 30 % Lignin
• 6 % bis 12 % sonstigen organischen Stoffen
• 0,3 % bis 0,8 % anorganischen Stoffen

Es gibt Natron-, Sulfit- und Sulfatverfahren, die nach den eingesetzten Kochchemikalien unterschieden werden. Das „Organocell-Verfahren“ ist eine neue Entwicklung. Vor allem enthaltenes Restlignin färbt den Zellstoff nach dem Kochen gelblich bis braun, er muss also gereinigt und gebleicht werden. Restlignin und andere unerwünschte Stoffe werden beim Bleichen herausgelöst, chemische Aufhellung beseitigt Verfärbungen. Der gebleichte Zellstoff wird entwässert. Er wird nun entweder direkt zu Papier verarbeitet oder zu Rollen aufgewickelt. Die Ausbeute ist bei der Zellstoffherstellung geringer als bei der Holzstoffherstellung. Zellstofffasern aber haben den Vorteil, dass sie länger, fester und geschmeidiger sind. Aus Nadelholz gewonnene Zellstofffasern sind ca. 2,5 mm bis 4 mm lang, aus Laubholz gewonnene sind etwa 1 mm lang. Der größte Teil, ca. 85 % des benötigten Zellstoffs, vor allem Sulfatzellstoff, wird aus den skandinavischen Ländern, USA und Kanada importiert. Sulfatzellstoff ist im Vergleich zu Sulfitzellstoff langfaseriger und reißfester, somit wird er hauptsächlich für die Herstellung hochweißer Schreib- und Druckpapiere verwendet. Sulfitzellstoff findet überwiegend Verwendung bei der Herstellung weicher Hygienepapiere.

Welt-Zellstoffproduktion nach Bleichmethode: Chlor (grün), Elementar-Chlor-Frei (blau), d. h. mit Chlordioxid/Chlorit oder Total-Chlor-Frei (grau)

Der Faserstoff muss gebleicht werden, damit daraus weißes Papier entstehen kann. Traditionell wurde der Zellstoff mit Chlor gebleicht. Das führt jedoch zu einer hohen Belastung der Abwässer mit organischen Chlorverbindungen (AOX). Modernere Verfahren ersetzten Chlor durch Chlordioxid für ECF-Zellstoffe („elemental chlorine free“ bzw. „Elementar-Chlor-Frei“). Aufgrund der höheren Oxidationswirkung und der besseren Selektivität von Chlordioxid sinkt die AOX Belastung um 60 bis 80 %. Wird vollständig auf Chlorverbindungen verzichtet und Sauerstoff, Ozon, Peroxoessigsäure und Wasserstoffperoxid verwendet, wird der Zellstoff mit TCF (totally chlorine free) bezeichnet. Papier aus ECF-Zellstoffen wird als chlorarm bezeichnet, (es sind noch Chlorverbindungen vorhanden). Chlorarme Druckpapiere sind in hochweißer Qualität schon ab einer flächenbezogenen Masse von 51 g/m² herstellbar, chlorfreie erst ab 80 g/m².

TCF-Zellstoff hat eine geringere Faserfestigkeit als chlorgebleichter oder ECF. Vorwiegend aus Holzstoff hergestelltes Papier heißt holzhaltig, im Handel mittelfein. Da Lignin, Harze, Fette und Gerbstoffe im Faserbrei verbleiben, sind sie von geringerer Qualität als holzfreie Papiere.

Organocell-Verfahren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das einst im niederbayerischen Kelheim großtechnisch und weltführend umgesetzte Organocell-Verfahren dient der schwefelfreien und damit umweltfreundlicheren Zellstoffproduktion. In mehreren Kochstufen werden die Holzschnitzel in einem Ethanol-Wasser-Gemisch unter Zusatz von Natronlauge bei Temperaturen von bis zu 190 °C unter Druck aufgeschlossen. Dabei lösen sich Lignin und Hemicellulose. Es folgen verschiedene Waschstufen, in denen der Zellstoff von der Kochflüssigkeit befreit wird sowie Bleichen und Entwässern.

Der Zellstoff wird in drei Stufen gebleicht:

1. im alkalischen Milieu mit Sauerstoff unter Verwendung von Wasserstoffperoxid
2. mit Wasserstoffperoxid oder Chlordioxid
3. mit Wasserstoffperoxid

Ethanol und Natronlauge, die Kochchemikalien, werden in einem Recyclingverfahren, welches parallel zur Zellstoffproduktion abläuft, zurückgewonnen. Es werden schwefelfreies Lignin und schwefelfreie Hemicellulose gewonnen, die von der chemischen Industrie verwendet werden können.

Strohzellstoff[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch Zerkleinern und Kochen in Natronlauge wird aus Stroh der Halbstoff Strohzellstoff oder, bei anderer Aufbereitung, gelber Strohstoff.

Kugelkocher und Pulper[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schema eines Kugelkochers

Kugelkocher im Industriemuseum „Alte Dombach“ in Bergisch Gladbach

Im Kugelkocher werden Hadern gekocht. Dazu werden sie zunächst sortiert, im Haderndrescher gereinigt. Mit Kalklauge und Soda werden die Hadern unter Dampfdruck von 3 bar bis 5 bar im Kugelkocher gekocht. Dabei werden Farbstoffe zerstört, Fett verseift und Schmutz gelöst. Während des mehrstündigen Kochens lockert sich das Gewebe der Hadern und sie lassen sich anschließend leicht zu Halbstoff zerfasern.

Der Pulper (Stoffauflöser) ist eine Bütte mit rotierendem Propeller. In ihm wird nach Güteklassen sortiertes, zu Ballen gepresstes Altpapier mit viel Wasser zerkleinert und mechanisch aufgelöst. So werden die Fasern des Altpapiers geschont. Ein Arbeitsgang, der früher häufig mit dem Kollergang durchgeführt wurde. Der pumpfähige Faserbrei ist noch verunreinigt. Er gelangt im Pulper in einen Zylinder und wird von einem Rotor zerfasert. Dann wird der grob gelöste Stoff durch ein Sieb gedrückt. Infolge der Zentrifugalkraft werden grobe Verunreinigungen ausgeschieden. An der Zylinderachse sammelt sich der leichte Schmutz. Weitere Fremdstoffe wie Wachse und Druckfarben werden in Spezialanlagen herausgelöst.

Entfärbung von Altpapier[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Deinking werden die Druckfarben mit Hilfe von Chemikalien (Seifen und Natriumsilicat) von den Fasern des Altpapiers gelöst. Durch Einblasen von Luft bildet sich an der Oberfläche des Faserbreis Schaum, in welchem sich die Farbbestandteile sammeln und abgeschöpft werden können. Dieses Trennverfahren heißt Flotation.

Aufbereitung zum Ganzstoff[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Halbstoff wird durch Faserstoffmahlung und Mischung zum Ganzstoff verarbeitet. Die Halbstoffe werden in Refinern (Kegelstoffmühle) weiter zerfasert. Als dicker Brei fließt das Halbfertigprodukt im Refiner zwischen einer Messerwalze und seitlich befestigten Grundmessern hindurch. Die Fasern werden dabei zerschnitten (rösche Mahlung) oder zerquetscht (schmierige Mahlung), je nach Einstellung der Messer. Die Enden der gequetschten Fasern sind fibrilliert (ausgefranst), was bei der Blattbildung zu einer besseren Verbindung der Fasern führt.

• Weiche, voluminöse, saugfähige und samtige Papiersorten entstehen aus rösch gemahlenen Fasern, etwa Löschpapier.
• Schmierig gemahlene Fasern führen zu festen harten Papieren mit geringer Saugfähigkeit und wolkiger oder gleichmäßiger Transparenz wie für transparentes Zeichenpapier, aber auch Urkunden-, Banknoten- und Schreibmaschinenpapier.

Außerdem können die Fasern bei der Mahlung lang oder kurz gehalten werden, wobei die langen Fasern stärker verfilzen als die kurzen. Es ergeben sich daraus vier verschiedene Möglichkeiten der Mahlung. Faserlänge und Mahlart bestimmen Faser- und Papierqualität. Übliche Kombinationen sind rösch und lang oder schmierig und kurz.

Die Messer des Refiners liegen bei der Kurzfasermahlung sehr eng aneinander, sodass fast kein Zwischenraum vorhanden ist. Das Mischen der verschiedenen Halbstoffe sowie die Zugabe von Füll-, Leim- und Farbstoffen gehören zur Herstellung des Ganzstoffes.

Schematische Darstellung einer Langsiebpapiermaschine

Auf der Papiermaschine wird die Papierbahn gebildet. Folgende Maschinenstationen sind hintereinander geschaltet:

1. Stoffauflauf
2. Siebpartie
3. Nasspressenpartie
4. Trockenpartie
5. Aufrollung

Blattbildung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Blattbildung findet bei der industriellen Papierproduktion auf der Papiermaschine statt. Der gereinigte und entlüftete Papierbrei, welcher zu ca. 99 % aus Wasser besteht, wird im Stoffauflauf zu einem dünnen, möglichst gleichförmigen Strahl geformt. Dieser trifft bei Langsiebpapiermaschinen auf ein rotierendes, endloses Sieb (siehe dazu auch Metalltuch). Innerhalb weniger Sekunden läuft ein sehr großer Teil des Wassers ab und die Papierstruktur entsteht. Hierbei tragen unter dem Sieb angebrachte Sauger sowie Pulsationen erzeugende Foils zur Entwässerung des Faserstoffs bei. Oftmals wird auch versucht, die Temperatur der Suspension zu erhöhen (beispielsweise über Dampfblaskästen), was über eine niedrigere Viskosität ebenfalls die Entwässerung fördert. Soll das Papier ein Wasserzeichen enthalten, ist dieses in das Sieb eingearbeitet oder wird von oben mittels einer sogenannten Egoutteurwalze aufgebracht.

Auf Langsiebpapiermaschinen gefertigtes Papier hat wegen der einseitigen Entwässerung i. d. R. eine ausgeprägte Zweiseitigkeit. Diese drückt sich neben den unterschiedlichen Oberflächen (die Siebseite und die glatte Filz- oder Schönseite) meist auch in einer sehr ungleichmäßigen Verteilung der Füllstoffe innerhalb des Papieres aus. Dies hat neben unterschiedlicher Bedruckbarkeit oftmals auch eine Rollneigung (Curl) zur Folge. Abhilfe verschafft hier teilweise die Entwässerung über ein zweites Sieb nach oben (sogenannte Hybrid-Former), die zudem die Gesamtentwässerungsleistung erhöht.

Langsiebpapiermaschinen geraten jedoch spätestens ab Geschwindigkeiten von ca. 1200 m/min an physikalische Grenzen, da die erzeugten Luftverwirbelungen über dem Langsieb die Formation zerstören. Moderne Papiermaschinen, insbesondere für graphische Papiere und Tissue, produzieren jedoch mit Geschwindigkeiten von bis zu 2000 m/min bei Arbeitsbreiten von mehr als zehn Metern. Daher sind für diese Maschinen andere Stoffauflaufkonzepte entwickelt worden, sogenannte Gap-Former: Hierbei wird der Papierbrei direkt in einen Spalt zwischen zwei rotierende Siebe gespritzt. Neben der höheren Laufgeschwindigkeit bieten Gap-Former auch eine deutlich gleichmäßigere Entwässerung und damit verminderte Zweiseitigkeit. Bei Papieren aus maschineller Produktion verlaufen fast alle Fasern parallel zur Siebrichtung.

Am Ende des Siebes wird die weiche Papierbahn auf einen Filz übergeben und gelangt in die Pressenpartie. Traditionelle Pressenpartien bestehen aus drei bis vier aufeinanderfolgenden Pressen, in denen die Papierbahn mittels gegeneinandergepresster Walzen zwischen Filzen entwässert wird. Seit Anfang der 1990er Jahre hat sich jedoch zunehmend das Konzept der Schuhpresse durchgesetzt, bei der eine Walze den Filz und das Papier in einen polymerbespannten 'Schuh' presst. Dies hat eine deutlich größere Niplänge zur Folge, womit sich eine schonendere und zugleich stärkere Entwässerung erzielen lässt.

In der Trockenpartie findet schließlich die endgültige Entwässerung statt. Hier läuft die Papierbahn durch eine Anzahl dampfbeheizter Trockenzylinder und wird anschließend geglättet und aufgerollt. In einigen Fällen (hochglatte und scharf satinierte Papiere) wird vor dem endgültigen Aufrollen noch ein weiterer Glättungsschritt im Kalander vollzogen.

Der Papierbrei enthält außerdem:

Füllstoffe

Neben den Faserstoffen werden bis zu 30 % Füllstoffe dem Ganzstoff hinzugefügt. Diese können sein:

• Kaolin (engl. China Clay) (Porzellanerde) In der Vergangenheit war Kaolin das bei der Papierherstellung am meisten verwendete Pigment. Kaolin bleibt über ein weites pH-Spektrum chemisch inert und kann deshalb nicht nur in sauren, sondern auch in alkalischen Produktionsverfahren verwendet werden. Etwa seit 1990 ist der Anteil des Kaolins bei der Papierherstellung jedoch deutlich zurückgegangen, da es sowohl als Füllstoff als auch als Streichpigment nach und nach durch Calciumcarbonat ersetzt wurde. Kaolin ist das bevorzugte Material bei der sauren Papierherstellung. Bei der sauren Papierherstellung ist der Einsatz von Calciumcarbonat nicht sehr verbreitet, da dieses aufgrund chemischer Reaktionen mit der Säure zerstört wird und deshalb die ihm zugedachte Funktion nicht mehr erfüllt. Im letzten Jahrzehnt war in der Papierindustrie ein Trend von der Verwendung von Kaolin hin zu Calciumcarbonat zu beobachten. Dieser Trend ist durch mehrere Faktoren verursacht worden: Zum einen durch die steigende Nachfrage nach weißerem Papier und durch die Weiterentwicklung von gefälltem Calciumcarbonat (PCC), die seinen Einsatz in Streichanwendungen für Papier und in mechanischen Druckverfahren erst ermöglichte, zum anderen durch die zunehmende Verwendung von Recyclingpapier, die stärkere und weißere Pigmente, die Carbonate, erforderlich macht.^[43]
• Talkum Talkum verringert die Porosität von Papier und wird daher zur Verbesserung der Bedruckbarkeit ungestrichener Papiere eingesetzt. Seine Eigenschaften unterscheiden sich jedoch erheblich von denen des Calciumcarbonats. Durch die Verwendung von hochpreisigem Talkum zur Beeinflussung der Holzfaserkörnung werden die Laufeigenschaften des Papiers verbessert. Der Glanz und die erreichte Lichtstreuung liegen jedoch unter denen von Calciumcarbonat.^[43]
• Titanweiß (Titandioxid) Mit Titandioxid können eine hohe Opazität, eine gute Lichtstreuung und ausgezeichneter Glanz erzielt werden, aber dieses Material ist um ein Vielfaches teurer als Calciumcarbonat und wird daher nicht in standardmäßigen Füll- oder Streichanwendungen eingesetzt. Es wird für die Herstellung von hochwertigem Papier mit kleinen Auftragsmengen, wie beispielsweise für Bibeln, verwendet.^[43]
• Stärke
• Bariumsulfat Blanc fix
• Calciumcarbonat

• a) Gemahlenes Calciumcarbonat (GCC): Die chemische Formel CaCO₃ bezeichnet einen Rohstoff, von dem es überall auf der Welt natürliche Vorkommen gibt. Trotz der Vielzahl der Lagerstätten sind nur einige von so hoher Qualität, dass der Rohstoff außer im Bausektor und im Straßenbau auch in der Industrie und in der Landwirtschaft verwendet werden kann. Die wichtigsten für die Herstellung von GCC verwendeten CaCO₃-haltigen Materialien sind Sedimentgesteine (Kalkstein oder Kreide) und das metamorphe Gestein Marmor, die sowohl im Tagebau als auch unter Tage abgebaut werden. Anschließend werden in einem Siebeverfahren Schlamm und Verunreinigungen wie farbige Silikate, Graphit und Pyrit entfernt. Nach der Siebung wird der Rohstoff weiter zerkleinert und gemahlen, bis die für die betreffende Anwendung erforderliche Körnung erreicht ist. Marmorsplitt aus hochwertigen Lagerstätten kann auch ohne weitere Bearbeitung direkt an die GCC-Werke geliefert werden. GCC wird aus verschiedenen Quellen (Kalkstein, Kreide, Marmor) gewonnen und hat ein großes Helligkeitspektrum. Wenn ein hoher Helligkeitsgrad erforderlich ist, bevorzugt die Papierindustrie in der Regel Marmor. Auch Kalkstein und Kreide können verwendet werden, haben jedoch einen niedrigeren Helligkeitsgrad. Als Füllstoff enthält GCC zu 40 bis 75 % Körner mit einer Größe von weniger als 2 µm. Mit der Umstellung von der sauren auf die alkalische/neutrale Papierherstellung hat GCC das Kaolin als führendes Füllstoffpigment abgelöst. GCC ist zwar ein wichtiger Papierfüllstoff, in Europa wird er jedoch in erster Linie als Papierstreichpigment verwendet.
• b) Gefälltes Calciumcarbonat (PCC): PCC ist ein synthetisches Industriemineral, das aus gebranntem Kalk oder dessen Rohstoff, Kalkstein, hergestellt wird. In der Papierindustrie, die der größte Abnehmer von PCC ist, dient das Material als Füllstoff und als Streichpigment. Im Gegensatz zu anderen Industriematerialien ist PCC ein synthetisches Produkt, das geformt und modifiziert werden kann, um dem herzustellenden Papier unterschiedliche Eigenschaften zu verleihen. Die physikalische Form des PCC kann sich im Reaktor erheblich verändern. Variable Faktoren sind unter anderem die Reaktionstemperatur, die Geschwindigkeit, mit der Kohlenstoffdioxidgas zugesetzt wird, und die Bewegungsgeschwindigkeit. Diese Variablen beeinflussen die Körnung und die Kornform des PCC, seine Oberflächengröße und Oberflächenchemie sowie die Korngrößenverteilung. Zwar ergeben sich daraus, dass mithilfe des PCC die Eigenschaften des Papiers gesteuert werden können (größere Helligkeit, Lichtundurchlässigkeit und Dicke als bei GCC), viele Vorteile, PCC kann jedoch nicht unbegrenzt als Füllstoff verwendet werden, da er die Faserfestigkeit reduziert. PCC wird auch als Papierstreichpigment verwendet, jedoch sind die verwendeten Mengen im Vergleich zu den Mengen des als Papierfüllstoff verwendeten PCC gering.^[43]

• Weitere Füllstoffe: In verschiedenen Anwendungen mit geringen Auftragsmengen kommen zahlreiche andere Minerale zum Einsatz. Dazu gehören Gips, Bentonit, Aluminiumhydroxid und Silicate. Diese Minerale werden jedoch nur in sehr geringem Umfang eingesetzt und erreichen lediglich einen Anteil von 3 % an den in der Papierindustrie eingesetzten Pigmenten.^[43]

Durch das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Fasern machen die Füllstoffe das Papier weicher und geschmeidiger und geben ihm eine glatte Oberfläche. Der Massenanteil der Füllstoffe drückt sich in der „Aschezahl“ aus. Bei Spezialpapieren, die, wie im Fall des „Theaterprogrammpapieres“, raschelfrei sein sollen, wird ein hoher Aschegehalt mit langen Fasern kombiniert. Auch Zigarettenpapier wird stark gefüllt, damit es glimmt und nicht abbrennt.

Die Zusammensetzung und Kristallstruktur der Füllstoffe bestimmen Transparenz und Opazität eines Papiers sowie die Farbannahme beim Druck mit wegschlagenden Farben. Für die Tintenfestigkeit hingegen ist Leim notwendig. Füllstoffe können teilweise auch die Eigenschaften der Farbstoffe mit übernehmen. Viele Pigmentfarbstoffe sind auch ein effektiver Füllstoff.

Farbstoffe

Auch weiße Papiere enthalten manchmal Farbstoffe, die in unterschiedlichen Mengen zugesetzt werden, denn auch optische Aufheller zählen zu den Farbstoffen. Es werden für Buntfarben vor allem synthetische Farbstoffe verwendet. Wichtig beim Papierfärben ist die Abstimmung des Farbsystems auf die Fasereigenschaften und das verwendete Leimungssystem. Grundsätzlich werden saure (substantielle, selbstaufziehende) Farbstoffe und alkalische oder saure Entwicklungs- also Verlackungsfarbstoffe eingesetzt. Erstere sind einfach in der Anwendung reagieren aber empfindlich auf pH-Wert-Schwankungen mit mangelhafter Fixierung. Letztere neigen, der nötigen Fällungsreaktion wegen, zur Verlackung jenseits der Faser, sodass ein Großteil der Flotte unwirksamen Farbverlust aufweist. Farbstoffe reagieren vorzugsweise auf Cellulose oder Holzbestandteile, selten auf beides. Die Auswahl des richtigen Systems passend zum zu färbenden Zellstoff ist wichtig. Eine Sondergruppe stellen die natürlichen oder Pigmentfarbstoffe (Körperfarben) dar. Beide sind nur begrenzt wirksam, da sie meist durch Einlagerung im Lumen und durch Kapillarretention im Blatt gehalten werden. Intensivtönungen sind nur mit Küpenfärbung (Indigo) oder Rotpigmenten (Rotlack, Cochenille) möglich.

Leimungsstoffe

Leim macht das Papier beschreibbar, weil es weniger saugfähig und weniger hygroskopisch wird. Leimung ist in der Papiermacherei die Hydrophobierung der Fasern. Die Leimstoffe sind chemisch modifizierte (verseifte) Baumharze in Kombination mit sauren Salzen, wie Kalialaun oder Aluminiumsulfat. Auch Polymere auf Basis von Acrylaten oder Polyurethanen werden eingesetzt.

Zunehmend werden neben verschiedenen Harzen ASA (Alkenyl Succinic Acids = Alkenylbernsteinsäureanhydride) und Alkylierte Ketendimere (AKD, Ketenleimung) zur Leimung von Papier eingesetzt. Die früher häufig verwendete, saure Leimung mit Harzsäuren und Alaun ist der Hauptgrund dafür, dass so geleimte Papiere bei der Archivierung zerstört werden. Das statt des Alauns benutzte Aluminiumsulfat kann durch überschüssige Restionen Schwefelsäure bilden, die wiederum die Cellulose zerstört. So wird die Leimung meist im neutralen oder schwach alkalischen pH-Bereich durchgeführt. Einige Papierfarbstoffe verlangen aber eine saure Leimung, wobei die Einstufung sauer oder alkalisch sich lediglich auf den prozessbedingten pH-Wert der Bütte bezieht, nicht auf das fertige Endprodukt. Die Wahl der Papierleimung wird ebenfalls durch nachfolgende Arbeitsschritte beeinflusst. Nach dem Bedrucken kann Bindemittel der Druckfarbe in das Papier wegschlagen, den Leimgrad senken und die Beschreibbarkeit des bedruckten Papiers deutlich verringern.

Prinzipiell wird bei der Leimung zwischen Masseleimung und der Oberflächenleimung unterschieden. Bei der Masseleimung wird das Leimungsmittel der Flotte zugegeben, bei der Oberflächenleimung wird das schon fertige Papier beschichtet. Verseifte Harze, Alkylketendimere und ASA sind typische Masseleimungsmittel, polymere Leimungsmittel wie Gelatine oder Stärkederivate sind eher als Oberflächenleimungsmittel im Gebrauch. Über den möglichen Einsatz als effektives Masseleimungsmittel entscheiden vor allem die Eigenretention und der technisch mögliche Einsatz von Retentionschemikalien.

Nassfestmittel

Unbehandeltes Papier wird mechanisch unbeständig, wenn es feucht oder nass wird. Durch die Aufspaltung der Wasserstoffbrücken unter Wasserzutritt verliert das Faservlies seinen inneren Zusammenhalt. Papier wird deshalb auch als hydroplastisch bezeichnet. Um auch im nassen Zustand eine – wenn auch beschränkte – mechanische Festigkeit zu erhalten, werden dem Papier bei der Herstellung Nassfestmittel (etwa Luresin) zugesetzt. Reißfestes Küchenkrepp dürfte das bekannteste Papier dieser Klasse sein, aber auch Kartons, Landkartenpapiere oder Sicherheitspapier für Geldnoten enthalten große Mengen Nassfestmittel. Nassfestmittel sind im Verarbeitungszustand wasserlösliche Polymere, die vorrangig aus Polyaminen und Epichlorhydrinderivaten hergestellt werden und mit den Papierfasern reagieren. Dabei bilden sich wasserunlösliche Quervernetzungen zwischen den Fasern, die den Papierfilz stabilisieren. Die hydrophobe Verkettung verhindert jedoch ein erfolgreiches Recycling, so dass der zunehmende Einsatz von Nassfestmitteln im Hygienepapierbereich weitreichende Konsequenzen für die Altpapierverwertung hat. Der Anfall von unlösbaren Stippen im normalen Löseprozess ist beständig steigend. Werden Nassfestmittel (ähnlich wie Bitumenklebstoffe) chemisch aufgebrochen, so degradiert die Faser untypisch schnell. Die Altpapierqualität nimmt somit schneller ab als bei normalen Recyclingprozessen. Nassfestmittel dürfen nicht mit Leimungschemikalien (beispielsweise AKD) verwechselt werden, da der chemo-physikalische Wirkprozess verschieden ist. So ist etwa ein nassfestes, ungeleimtes Papier nach wie vor hoch kapillar, wohingegen ein überleimtes Papier sich trotzdem nach langem Wasserzutritt zerfasern lässt.

Gestrichenes Papier[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gestrichenes Papier (auch Kunst- oder Bilderdruckpapier) ist ein Papier, bei dem die Oberfläche mit einer aus Pigmenten, Bindemittel und Additiven bestehenden Streichfarbe („Strich“) veredelt ist. Das Papier bekommt eine geschlossene, glatte und stabile Oberfläche, wodurch eine bessere Qualität beim Druck erreicht wird.

Normmaße für Papier[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Formate nach EN ISO 216, DIN 476:

Die bekanntesten international genormten Papierformate sind diejenigen der A-Reihe nach DIN 476 Papierformat, die seit 2002 teilweise durch EN ISO 216 ersetzt ist. In einigen Ländern wie den Vereinigten Staaten und Kanada werden andere Formate verwendet.

Papierverarbeitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Verarbeitung von Papier, insbesondere dem Zuschneiden auf bestimmte Formate, steht eine Reihe an Werkzeugen zu Verfügung. Von alters her Schere und Papier-Messer, in neuerer Zeit Papierschneidemaschinen:

• Rollenschneider, überwiegend für den heimischen Gebrauch zur Zurichtung von einem oder wenigen Bögen an Papier (oder Photographien); meist bestehend aus einem Schnittbrett mit Linealfunktionen und einer Schnittleiste.
• Hebelschneider in verschiedenen Ausführungsgrößen vom Hausgebrauch bis zum kleingewerblichen Gebrauch etwa in Graphikstudios oder kleinen Copyshops, die mehrere Bögen gleichzeitig schneiden und auf einem eigenen Gestell montiert sein können, die über Sicherheitsmaßnahmen (Schutzhauben), Feinjustierungs- und/oder Feststellmechanismen verfügen können.
• Stapelschneider, die Papierstapel bis zu 80 mm (ca. 800 Bögen) schneiden, meist mechanisch im Handantrieb, oft 50 kg und mehr wiegen, über einen justierbaren Rückanschlag und Pressvorichtungen zur Fixierung des Papiers verfügen. Die Schnittflächen variieren meist zwischen DIN A3 und größer. Der Antrieb ist mechanisch oder elektromechanisch.
• Papierschneideautomat für Druckereien oder industrielle Fertigung, heutigentags meist mit elektronischem Maßwerk, differenziertem Sicherheitssystemen (Zweihandbetrieb, Lichtschranken) und elektromechanischem Antrieb.

Papiermarkt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Papierindustrie unterscheidet folgende vier Großgruppen von Papiersorten:

• Grafische Papiere,
• Papier, Karton und Pappe für Verpackungszwecke,
• Hygiene-Papiere Tissue-Papiere,
• Papiere und Pappe für spezielle technische Verwendungszwecke.

Weltweit werden jährlich 406 Millionen Tonnen (Stand: 2014) Papier, Karton und Pappe produziert. Die größten Produzenten (Stand: 2014) sind China (108 Millionen Tonnen), die USA (73 Millionen Tonnen), Japan (26 Millionen Tonnen) und Deutschland (22,5 Millionen Tonnen).

Ein Drittel der Kapazitäten für die Papierproduktion weltweit entfällt auf die europäische Papierindustrie. Europa ist führend bei der Herstellung von Druck- und Schreibpapier, gefolgt von Asien und Nordamerika, und hat einen Anteil von knapp 26 % an der gesamten Papier- und Pappeproduktion. Durch die Konsolidierung der europäischen Papierindustrie im letzten Jahrzehnt ist die Zahl der Unternehmen, Papierfabriken und Papiermaschinen in Europa gesunken, die Produktionskapazität jedoch gleichzeitig erheblich gestiegen. Es wird geschätzt, dass die 20 größten Papierhersteller derzeit einen Anteil von fast 40 % an der weltweiten Papier- und Pappeproduktion haben. Der Umsatz der europäischen Papierindustrie betrug 2015 rund 79 Milliarden Euro. 180.000 Menschen arbeiten in der europäischen Zellstoff- und Papierindustrie. Neben großen Papierherstellern wie UPM-Kymmene, Stora Enso, International Paper, Svenska Cellulosa Aktiebolaget (SCA), Metsä Board, Sappi oder der Smurfit Kappa Group existiert eine große Zahl mittelgroßer und kleinerer Papierhersteller wie z. B. die Papierfabrik Palm oder die Kartonfabrik WEIG.^[43]

Die deutsche Papierindustrie, deren Interessen durch den Verband Deutscher Papierfabriken (VDP) vertreten werden, ist mit einem Produktionsvolumen von 22,6 Millionen Tonnen (2015) an Papier, Karton und Pappe die Nummer Eins in Europa und steht weltweit hinter China, den USA und Japan an vierter Stelle. Die Produktion gliedert sich in vier Hauptsortengruppen. Verpackungspapiere und -karton haben einen Anteil von 49 %. 38,4 % des Produktionsvolumens entfällt auf grafische Papiere. Die restlichen 12,6 % entfallen fast zu gleichen Teilen auf Hygienepapiere (6,4 %) sowie auf das breite Spektrum der technischen- und Spezialpapiere (6,2 %). Die rund 40.600 Mitarbeiter erwirtschaften in der deutschen Zellstoff- und Papierindustrie in 162 Werken einen Umsatz von 14,4 Milliarden Euro (2015), ein Plus von 0,9 % gegenüber dem Vorjahr.

Papierforschung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gründe zur Papierforschung ergeben sich aus sehr verschiedenen wissenschaftlichen Ansätzen. Neben technischen Fragestellungen der Papierindustrie sind das auch komplexe Themen in historischen Bibliotheks- und Archivbeständen. Dazu gehören beispielsweise die Herkunftsorte historischer Papiere einschließlich ihrer Wasserzeichen sowie das Alterungsverhalten aus konservatorischer und restauratorischer Sicht. Auf diesem Gebiet sind weltweit zahlreiche wissenschaftliche Bibliotheken und einige private Institutionen tätig.

Die industrielle Papierforschung wird in Deutschland gebündelt in der Papiertechnischen Stiftung (PTS), die im Jahr 1951 gegründet wurde und von den Unternehmungen der Papierindustrie gefördert wird. Es werden Auftragsforschungen und Dienstleistungen für die Papierindustrie und deren Zulieferfirmen erbracht. Darüber hinaus betreiben verschiedene Zulieferer eigenständige Forschungsanlagen.

Die Technischen Universitäten in Darmstadt und Dresden, die Fachhochschule München sowie die Duale Hochschule Baden-Württemberg in Karlsruhe bilden Papieringenieure aus. Forschungsschwerpunkte in Darmstadt sind Recyclingverfahren sowie Wasserkreisläufe, in Dresden wird vornehmlich zu Energieeffizienz sowie Oberflächeneigenschaften geforscht.

Eine weitere Forschungsanlage betreibt der größte Hersteller für chemische Produkte zur Papierherstellung, die BASF in Ludwigshafen, teilweise in Partnerschaft mit der Omya.

Sorten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Naturpapier ist ein Oberbegriff für alle Papiere, die aus Naturfasern ohne Zusatz von synthetischen Fasern und ohne Oberflächenbehandlung maschinenglatt oder satiniert sind.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Quelle: Papiereigenschaften^[44]

Allgemeine Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Hygroskopizität (Reaktion auf Feuchtigkeit der Umgebung)
  • Adsorption (Feuchtigkeitsaufnahme)
  • Desorption (Feuchtigkeitsabgabe)
• Inhomogenität (Schwankungen in der Verteilung der Bestandteile)
  • Mikroebene: Faserorientierung, Füllstoffanteil
  • Makroebene: Formation, Wolkigkeit
• Anisotropie (Abhängigkeit von der Richtung in der Papierebene)
  • Maschinenrichtung (MD: machine direction): hohe Festigkeit
  • Querrichtung (CD: cross direction): hohe Dehnbarkeit
• Zweiseitigkeit (Unterschiede im Aufbau beider Papierseiten)
  • Oberseite: glatt, dicht, hoher Feinstoffanteil
  • Unterseite: rau, porös, hoher Grobstoffanteil

Geometrische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Masse, Dichte und Dicke von Schreibpapier
Die Masse (bzw. umgangssprachlich auch das Gewicht) von Papier wird meist flächenbezogen angegeben – konkret in Gramm pro Quadratmeter (g/m²).

Die flächenbezogene Masse von normalem Schreibpapier beträgt 80 g/m², ein A4-Blatt hat damit eine Masse von 5 g. Drei dieser Blätter plus Briefumschlag liegen somit gerade unter der für einen Standardbrief erlaubten Höchstmasse von 20 g. 1000 Blatt A4-Papier wiegen daher 5 kg und 200.000 Blatt A4-Papier wiegen schon eine ganze Tonne.

Die auf das Volumen bezogene Dichte von normalem Schreibpapier liegt das Standard-Volumen in der Größenordnung von 800 kg/m³, die Dicke also bei 0,1 Millimetern.

Dicke caliper(US), caliper(UK) Stärke (in Ìm; USA: in mil = 1/1000 inch = 25,4 μm) eines Einzelbogens (DIN EN 20534, ISO 534: Papier/Pappe; FEFCO 3: Wellpappe).

Papiere für den Buchblock von literarischen oder wissenschaftlichen Büchern haben üblicherweise 80–100 g/m² bei 1,0–1,8-fachem Volumen (abgekürzt: VOL). Auch die Dicke eines Buchblocks = Anzahl Blatt * Papiergewicht / (80 g/m²) * Volumen * 0,1 mm ist auf das Standard-Volumen bezogen.

Papierbezeichnung nach Masse

Je nach flächenbezogener Masse ändert sich die Bezeichnung für den aus Papier bestehenden Bedruckstoff (umgangssprachlich sind Überschneidungen zwischen Papier, Karton und Pappe möglich):

Basisgewicht basis weight im englischen Sprachraum gebräuchliche Angabe des Substratgewichts; während in Amerika noch immer die Masse (1 liber = 453,6 g) von 500 Bogen sowie deren Format (1 square inch = 6,45 cm²) angegeben werden, wird im internationalen Papierhandel unter dem Basisgewicht heute die flächenbezogene Masse (in g/m², Grammatur) verstanden.

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Grundsätzlich ist bei allen Messungen zu beachten, dass Luftfeuchtigkeit und Temperatur einen sehr großen Einfluss auf die Messwerte haben. Deshalb findet die Messung immer in Klimaräumen bei einem nach ISO-Normen festgelegten Normklima (23 °C, 50 % Luftfeuchtigkeit) statt. Meist wird die Papierprobe vor der Messung 24 Stunden in dem Raum gelagert, um sie zu akklimatisieren. Da die Messungen von der flächenbezogenen Masse des Papiers (auch Flächengewicht oder Grammatur genannt) abhängen, werden so genannte Laborblätter mit einer nach ISO-Norm festgelegten flächenbezogenen Masse verwendet.

• Porosität

Die Porosität gibt an, wie viel Luft ein Papier durchlässt. Die Maßeinheit der Porosität lautet Gurley. Dazu wird das Normblatt in den Prüfapparat eingespannt und der Prüfapparat drückt 100 ml Luft mit 1,23 kPa durch eine Prüffläche von 6,42 cm² und misst die dafür benötigte Zeit. Eine Zeitdauer von einer Sekunde entspricht dabei einem Gurley.

• Glätte/ Rauhigkeit nach Bekk (in GL (Bekk)s, ISO 5627), Parker Print Surf (PPS Rautiefe in μm, DIN ISO 8791-4), Bendtsen (in mPa·s, ISO 5636-3, DIN 53108), Gurley (in ml/min, ISO 5636-5) oder Sheffield (in ml/min, ISO 8791-3); optische Laser-Messung z. B. mit UBM-Microfocus (DIN 4768).
• Wasserbeständigkeit DIN 53122-1: gravimetrisch, -2 Wasserdampfdurchlässigkeit nach Brugger.
• Cobb-Test DIN EN 20535, ISO 535
• Witterungsbeständigkeit
• Feuchtigkeitsgehalt/-grad DIN EN 20287, ISO 287.
• Gleichgewichtsfeuchte
• Ölaufnahme Ölabsorption nach Cobb-Unger; Fettdurchlässigkeit DIN 53116, ISO/DIS 16532-1.
• Saugfähigkeit, Absorptionsvermögen Leimungsgrad (DIN 53126, Zellcheming V/15/60), Saughöhe (DIN ISO 8787, DIN 53106).
• Kontaktwinkel
• Leitfähigkeit Papier gilt allgemein als guter Isolator, weil es, wenn es trocken ist, gewöhnlich Wärme nicht gut und Strom nahezu gar nicht leitet.
  • Wärmeleiteigenschaften: siehe Temperaturleitfähigkeit
  • Stromleitfähigkeit: siehe Elektrische Leitfähigkeit
• Beschreibbarkeit
• Bedruckbarkeit
• Luftdurchlässigkeit DIN DIN 53120-2
• Aschegehalt, Glührückstand DIN 53136, 54370, ISO 2144.

Mechanische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zugfestigkeit

Prüfungen nach DIN EN ISO 1924: Quotient (in kN/m) aus Bruchlast und Breite eines Papierstreifen; abgeleitet: Zugindex/-steifigkeit (in N/m); Zugsteifigkeitsindex (in Nm/kg) als Quotient aus Zugfestigkeit und Grammatur.

Die Zugfestigkeit ist einer der zentralen physikalischen Werte bei der Papierherstellung, bei Kraftpapier ist sie sogar der wichtigste Wert. Die Maßeinheit der auf die Breite der Papierprobe bezogenen Zugfestigkeit ist N/m. Da die Zugfestigkeit vorwiegend von der flächenbezogenen Masse abhängt, wird auch der Zugfestigkeitsindex (ZFI) mit der Maßeinheit Nm/g verwendet.

Zur Bestimmung dieses Wertes wird eine Zerreißprobe gemacht. Dazu werden Papierstreifen einer genormten Länge und Breite mechanisch eingespannt, der so genannte „Reißapparat“ zieht die Probe auseinander und zeichnet die benötigte Kraft auf. Die im Moment des Zerreißens benötigte Kraft ist die Zugfestigkeit. Um einen Durchschnittswert zu erhalten, werden meist zehn Streifen zerrissen, wovon 5 längs der Laufrichtung und 5 quer zur Laufrichtung der Papiermaschine genommen werden. Als Nebenprodukt dieser Messung werden noch die Bruchdehnung und die Zugbrucharbeit ermittelt. Die Bruchdehnung wird in Prozent angegeben und gibt an, um wie viel Prozent der Papierstreifen sich im Moment des Bruchs verlängert. Die Zugbrucharbeit wird in J/m² angegeben und ist die aufgewendete Zugkraft pro Papierfläche.

Spezifischer Weiterreißwiderstand

Durch-/Weiter-/Fortreißfestigkeit ISO 1974, DIN 53115: Brecht-Imset, (DIN EN 21974: grammaturbezogener Elmensdorf-Durchreißindex in mNm³/g).

Die Maßeinheit des spezifischen Weiterreißwiderstandes ist mN·m²/g. Diese Maßeinheit gibt an, wie leicht ein Papier, das bereits eingerissen ist, weiterreißt. Dazu wird das Papier mit einem Schnitt versehen und in das Reißfestigkeitsprüfgerät (nach Elmendorf) eingespannt. Durch einen Knopfdruck wird ein blockiertes Pendel ausgelöst, welches die Probe im Zuge der Pendelbewegung zerreißt und dabei die Kraft misst.

Berstwiderstand

Druck (in kPa), dem ein Substrat nicht mehr standhält; abgeleitet ist der Berstfaktor (Druck durch Grammatur); Berstfestigkeit nach Mullen (DIN ISO 2758: Papier; DIN 53141-1: Pappe), nach Schopper (DIN 53113), an Wellpappe (ISO 2759, DIN/ISO 3689: nass, FEFCO 4).

Der Berstwiderstand gibt den benötigten Druck an, um ein Papier zum Bersten zu bringen. Die Maßeinheit des Berstwiderstandes lautet kPa. Dazu wird das Normblatt in den Prüfapparat eingespannt und eine Membran mit genormter Fläche drückt mit ansteigender Kraft gegen das Papier. Der Druck, der zum Durchstoßen des Papiers erforderlich ist, wird Berstwiderstand genannt.

Spaltwiderstand/-festigkeit

Widerstand, den Papier, Karton oder ein Verbund einer senkrecht einwirkenden Dehnung (TAPPI T 541) oder einer Schiebebewegung (Scott-Bond-Test: TAPPI T 833 pm-94 und T 569, Brecht-Knittweis-Spaltwiderstand: DIN 54516) entgegensetzt.

Der Spaltwiderstand gibt die aufzubringende Kraft an, welche benötigt wird, die Papierbahn in der Masse zu spalten. Dies wird gewöhnlich bei mehrlagigen Papieren angewandt, bei denen mehrere Papierbahnen nass (25–35 %) vergautscht wurden, so beispielsweise bei Faltschachtelkarton (FSK) oder besonders voluminösen Papieren (Rohdichte <1,5) wie Bierdeckeln.

• Biegesteifigkeit ISO 5628, DIN 53121
• Bruchwiderstand/-last DIN53112
• Bruch-/Zerreißdehnung DIN EN ISO 1924-2
• Curling, Wölbung ISO 14968: Bogen aus Stapel DIN 6723-1/-2: Wölbneigung, DIN 6023: Wölbhöhe nach Brecht.
• Durchstoßwiderstand, Punktionsfestigkeit ISO 3036, DIN 53142
• Einreißwiderstand
• Elastizitätsmodul DIN 53457: E-Modul
• Dehnung
• Falzbrechen DIN 55437
• Falzzahl ISO 5626: Doppelfalzzahl nach Schopper.
• Falzwiderstand ISO 526
• Randschrumpf
• Rupffestigkeit gute Korrelation zwischen IGT- (ISO 3783) und Prüfbau-Rupftests.
• Schnittkantenqualität ISO 22414
• Ringstauchwiederstand DIN 53 134

Optische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Lichtundurchlässigkeit

Prozent-Verhältnis aus den Reflexionsfaktoren eines Einzelbogens über einer schwarzen Unterlage und eines Stapels aus mindestens 20 Bogen (DIN 53146, ISO 2471), ferner die Strahlungsdurchlässigkeit im UV-vis-Bereich (DIN 10050-9).

Der Grad der Lichtundurchlässigkeit des Papiers bezieht sich auf seine Fähigkeit, Licht nicht durchscheinen zu lassen. Papier ist lichtundurchlässig, wenn das einfallende Licht zurückgestreut oder im Papier absorptiert wird. Je höher die Streuung des Lichts, umso lichtundurchlässiger ist das Papier. Lichtundurchlässigkeit ist eine erwünschte Qualität, die das Durchscheinen des Druckes minimiert. Ein Blatt mit 100 prozentiger Lichtundurchlässigkeit lässt überhaupt kein Licht durchscheinen und damit auch nicht den Druck, sofern die Druckfarbe nicht eindringt. Im Allgemeinen ist die Lichtundurchlässigkeit des Papiers umso geringer, je niedriger seine flächenbezogene Masse ist. Der Weißegrad und die Helligkeit des Füllstoffs, seine Kornstruktur und -größe, sein Brechungsindex und der Füllstoffgehalt sind Faktoren, die die Lichtundurchlässigkeit des Papiers bestimmen.

Die Helligkeit ist ein Maß für die Licht reflektierenden Eigenschaften des Papiers, die die Wiedergabe von Kontrasten und Halbtönen beeinflussen. Der Unterschied zwischen dem Helligkeitsgrad, der durch Kaolin erzielt wird (80 bis 90 auf der ISO-Helligkeitsskala), und dem Helligkeitsgrad, der durch Calciumcarbonate erzielt wird (GCC über 90 und PCC 90-95), ist erheblich.^[43]

• Glanzkennwerte
  • 45°DIN-Glanz
  • 75°DIN-Glanz
  • 75°TAPPI-Glanz
• Farbkennwerte
  • LAB-Wert
  • CIE-Weiße
  • R457-Reinheit Weißgehalt
• Kubelka-Munk-Werte Bestimmung des Lichtstreuungs- und Absorptionskoeffizienten.
  • Absorptionsvermögen
  • Streuvermögen
  • Opazität
  • Transparenz
• Farbstich Abweichung vom Papierweiß (ISO 11958, DIN 55980: absoluter Farbstich DIN 55981: relativer Farbstich ISO 11475: Tonabweichungszahl vom CIE-Weißgrad)
• Farbton, Färbung Farbmaßzahlen für getönte Substrate, z. B. CIE L*a*b* bzw. Farbunterschied Delta E* (ISO 7724, DIN 5033 oder 53140 oder mit Elrepho DIN 53145), diffuser Reflexionsfaktor (ISO 2469, für C/2° ISO 5631).
• Lichtechtheit DIN EN ISO 105-B02, Xenotest Alpha.
• Mottling-Test Bildanalyse-Verfahren (Mottling Viewer von Only Solutions), mit dem die Wolkigkeit von Papieren bewertet wird.
• Transparenz DIN 53147
• Vergilbung DIN 6167

Weißgrad[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Weißgrad ist ein technischer Kennwert für die Reflexionsfähigkeit des Papieres für weißes Licht. Er wird idealerweise mit einem Spektralphotometer gemessen. Aus der spektralen Verteilung wird der Zahlenwert nach verschiedenen Formeln berechnet. Für Papier wird meist der Weißgrad nach Berger genutzt. Bei einem normalen Kopierpapier ohne UV-sensible Aufheller liegt der Weißgrad nach Berger etwa bei 160. Durch optische Aufheller und Farbstoffe werden die Messergebnisse beeinflusst. Darum wird der Weißgrad üblicherweise unter Normlicht bestimmt, das gegenüber Tageslicht einen geringeren Anteil an kurzwelliger UV-Strahlung hat. Handelsübliche weiße Papiere sind meist aufgehellt. Unter Normlicht gemessene neutralweiße Papiere sehen so unter Glühlampenlicht gelblicher, im sonnigen Tageslicht oder unter Leuchtstofflampen dagegen bläulich-weiß aus.

Der Weißgrad gibt lediglich den Unbuntanteil einer gemessenen Fläche bezogen auf eine ideal weiße oder ideal schwarze Fläche an. Bei zwei Papieren, die messtechnisch den gleichen Weißgrad besitzen, kann ein sichtbarer Farbstich bestehen, der den subjektiven Weißeindruck verfälscht. Menschen empfinden leicht gelbliches oder rötliches Papier als weniger weiß, also grauer gegenüber einem leicht bläulichen oder grünlichen des gleichen Weißgrades.

Der Weißgrad wird als Standardprüfung in der Papierproduktion verwendet. Um unerwünschte Farbstiche zu vermeiden, ist vom Anwender neben dem Weißgrad auch der Farbstich des Papieres zu beachten. Den Effekt der „Weißgraderhöhung“ durch optische Verschiebung wird unter anderem beim „Bläuen“ des Papieres ausgenutzt. Durch Zugabe blauer Pigmente wird ein Gelbstich verringert. Beim sogenannten „Drücken“ wird ein zu weißes Papier durch Zugabe roter oder brauner Pigmente gebrochen. In beiden Fällen nimmt der technische Weißgrad leicht ab, der subjektive Weißeindruck jedoch wird beim Bläuen erhöht und beim Drücken verringert.

Laufrichtung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Langsiebpapiermaschine für den Laborbetrieb, Freilichtmuseum Hagen

Während bei der Papierherstellung von Hand die Fasern gleichmäßig in allen Richtungen liegen, tritt bei der maschinellen Papierherstellung, die auf einem Endlossieb erfolgt, eine (teilweise) Ausrichtung der Fasern längs des Bandes auf. Die Laufrichtung des Papiers unterscheidet zwischen der Maschinenrichtung (in Laufrichtung) und der Querrichtung (quer zur Laufrichtung). Die Querrichtung ist zugleich die Richtung der Faserdicke, so dass in Querrichtung eine etwa dreifache Quellung und Schwindung des Papieres gegenüber der Laufrichtung auftritt. Bei Papiermaschinenherstellung liegt die Querrichtung parallel zu den Drehachsen und senkrecht zur Bewegungsrichtung.

Im Papierhandel und in der Druckerei werden Lauf- und Querrichtung durch die Begriffe Schmalbahn und Breitbahn einem Format zugeordnet. Die Bezeichnung schmal oder breit gibt dabei die Richtung der Schnittkante parallel zur Laufrichtung an. Dabei gilt:

• Breitbahn (BB): Der Papierbogen liegt breit in der Papierbahn, DIN 6725, die kurze Kante liegt längs der Faserlänge
• Schmalbahn (SB): Der Papierbogen liegt schmal in der Papierbahn, DIN 16544, die lange Kante liegt längs der Faserlänge

Dieses Wissen ist wichtig für die anzuwendende Formatlage bei verschiedenen Maschinenbauarten und zu beachtenden Weiterverarbeitungsprozessen (Falzlagen, späteres Buchformat). So kann der Passer in Umfangsrichtung innerhalb der Druckmaschine verstellt werden, in Querrichtung hingegen nicht. Bei Offsetarbeiten mit hohem Feuchtmittelanfall muss also die erste Platte in der Maschine kürzer eingerichtet werden als die letzte und das Papier muss in Breitbahn laufen, so dass die Quellung von Werk zu Werk passgenau ausgeglichen werden kann.

In Katalogen und auf Preisetiketten wird das Maß quer zur Laufrichtung unterstrichen oder fett ausgezeichnet oder zuerst genannt. Üblich sind auch die Abkürzungen SB (Schmalbahn) und BB (Breitbahn) oder ein Pfeil, der die Laufrichtung markiert.

In Abhängigkeit von der vorherrschenden Faserrichtung beeinflussen Feuchtigkeit, Temperatur und Alterung das Papier. Bei einer ungleichmäßigen Ausrichtung ändert somit jede Karte im Laufe der Zeit und mit dem Wechsel der Witterung bzw. des Raumklimas ihren genauen Maßstab unterschiedlich in den beiden Richtungen. Nur durch spezielle beziehungsweise geschichtete Papiersorten kann dieser Effekt bei maschinell produzierten Papieren verringert werden.

Bei der Herstellung von Büchern (und anderen aus Papier bestehenden Gegenständen) ist darauf zu achten, dass die Laufrichtung aller Seiten, des Buchdeckel- und Überzugmaterials parallel zum Buchrücken verläuft, da Papier sich immer quer zu seiner Laufrichtung ausdehnt bzw. schrumpft. Andernfalls bricht das Buch leicht an der Bindung auseinander bzw. lässt sich schlecht durchblättern. Wird beim Verkleben von Papier und Pappe die Laufrichtung der zu kombinierenden Materialien ignoriert, kommt es zu wellenartigen Verwerfungen, die irreversibel sind. Zur Prüfung der Laufrichtung gibt es mehrere praxisbezogene Methoden.

Durch das Aufeinanderkleben mehrerer Papierschichten abwechselnder Laufrichtung entsteht starres Papier (vergleichbar zum Sperrholz), wie bei den mindestens dreilagigen Bristolkarton.

Alterungsbeständigkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Anforderungen bezüglich der Alterungsbeständigkeit von Büchern sind in den so genannten Frankfurter Forderungen der Deutschen Bibliothek und der Gesellschaft für das Buch, sowie in der US-Norm ANSI/NISO Z 39.48–1992 und ISO-Norm 9706, beschleunigte Alterung (Simulation: ISO 5630, DIN 6738) fixiert.^[45]

Heute soll ein alterungsbeständiges Papier folgende Kriterien erfüllen:^[46][47]

• Das Naturpapier oder das Streichrohpapier muss aus 100 % gebleichtem Zellstoff (ohne verholzte Fasern) hergestellt sein,
• einen pH-Wert von pH 7,5 bis pH 9 aufweisen,
• einen Calciumcarbonatanteil von mindestens 3 % als zusätzlicher Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse beinhalten, Calciumcarbonat-Puffer (CaCO3-Puffer),
• einen definierter Durchreißwiderstand längs und quer von 350 mN bei Papieren mit einer flächenbezogenen Masse ab 70 g/m²,
• eine hohe Oxidationsbeständigkeit, ausgedrückt in der Kappa-Zahl.

Als Orientierungshilfe für die Alterungsbeständigkeit von gestrichenen und ungestrichenen Papieren wurden Lebensdauerklassen augearbeitet.

• LDK 24 bis 85: Diese Papiere dürfen „Alterungsbeständig“ genannt werden
• LDK 12 bis 80: Einige 100 Jahre Lebensdauer
• LDK 6 bis 70: Mindestens 100 Jahre Lebensdauer
• LDK 6 bis 40: Mindestens 50 Jahre Lebensdauer

Entgegen der Normung werden auch alterungsbeständige Recyclingpapiere angeboten, da durch Forschungsergebnisse nachgewiesen wurde, dass sich Holzschliff und Alterungsbeständigkeit nicht ausschließen. So sind zum Beispiel Recycling-Kopierpapiere auf dem Markt, die die Vorgaben nach der Lebensdauerklasse LDK 24 bis 85 erfüllen und auch über eine Alkalireserve in Form von Carbonat verfügen.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Papier wird vorrangig zum Beschreiben und Bedrucken sowie meist als Pappe oder Karton zum Verpacken verwendet. Der Anteil dieser beiden Papiergruppen an der Papierproduktion in Deutschland betrug im Jahr 2011 44 und 43 %. Mit großem Abstand folgen Hygienepapiere wie Toilettenpapier oder Haushaltstücher und die technischen Spezialpapiere wie Filterpapiere, Dekorpapiere oder Tapeten mit einem Anteil von sieben und sechs Prozent. Papier wird weitestgehend aus Zellstoff oder aus Holzstoff/ Holzschliff hergestellt. Wiederzuverwertendes Papier in Form von Altpapier stellt mittlerweile die wichtigste Rohstoffquelle in Europa dar. Je nach flächenbezogener Masse (umgangssprachlich Flächengewicht) und Eigenschaften wird zwischen Papier, Karton oder Pappe unterschieden.

Wird der Rohstoff zu massiven Objekten statt zu flächigem Papier verarbeitet ist dies Pappmaché. Aufgrund der vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten bei den Rohstoffen, der Fertigung, der Verarbeitung und der Verwendung existieren etwa 3000 Papiersorten.

Beschriftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Beschriften wird ein Farbstoff (beispielsweise Tinte, Toner und Druckfarbe) mit einem Gerät auf Papier aufgetragen. Dies kann von Hand mit einer Schreibmaschine, einem Füllfederhalter, einem Bleistift, einem Buntstift, einem Filzstift oder einem Federkiel geschehen. Seit der Erfindung des Buchdrucks gibt es Maschinen, die einen Text seitenweise auf Papier übertragen können. Dies ist mit einer Druckmaschine millionenfach oder mit einem Laserdrucker für nur wenige Seiten möglich. Während anfänglich noch der zur Verfügung stehende Rohstoff die Eigenschaften des Papiers bestimmte, kann mittlerweile Papier weitestgehend den Anforderungen angepasst werden: Gestrichenes Bilderdruckpapier zum Kunstdruck, zum Zeitungsdruck ein billiges, reißfestes Papier und als Kopierpapier holzfreies, ungestrichenes Papier.

Bildende Kunst[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Lebensgroße Skulptur aus massiver Papiermasse von Herbert Wetterauer

Pappmaché ist ein Gemisch aus Papier, Bindemittel und Kreide oder Ton, das im 18. Jahrhundert als Ersatz für Stuck in der Innenausstattung verwendet wurde. So gab es eine Manufaktur, in der aus alten Akten für das Schloss Ludwigslust Deckenverzierungen, Büsten und sogar Statuen, die wenige Monate im Freien aufgestellt werden konnten, hergestellt wurden. Papier findet sich im Modellbau, in der japanischen Papierfaltkunst Origami und bei Collagen und Assemblagen.

Als deutsche zeitgenössische Künstlerin findet Jutta Barth mit ihren Collagen und Assemblagen Anerkennung. Sie arbeitet objekthaft mit dem Werkstoff Papier und fertigt Zeichnungen auf handgeschöpftem Recyclingbütten.^[48]

Aquarellpapier für Aquarelle hat eine flächenbezogene Masse von bis zu 850 g/m². Fotopapier muss speziell beschichtet werden, damit es als Träger für die Fotoemulsion oder zum Einsatz für Tintenstrahldrucker geeignet ist.

Luxuspapiere[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Banknoten und Luxuspapiere: kolorierter Stahlstich (um 1850), Grußkarten (1866), Ansichtskarte mit Lithografie (1902), bedruckte Pappkärtchen für Fotos (um 1900)

Dies ist die Bezeichnung für veredelte, geschmückte und verzierte, oft aufwendig bearbeitete Papiererzeugnisse die von etwa 1820/1860 bis 1920/1930 hergestellt wurden, als es eine eigene Luxuspapierindustrie gab. Zur Veredlung wurde eine Reihe von Bearbeitungsverfahren eingesetzt, wie Kolorierung als Hand- und Schablonenkolorierung, Farbendruck als Chromolithografie, Gold- und Silberdruck, Prägen (Gaufrieren) und Stanzen, das Aufbringen von Fremdmaterialien, wie Glimmer, Seide sowie das Anbringen von Laschen, Klappen und Mechanismen bei Spielzeugen. Unter Luxuspapiere fallen Andachts- und Fleißbildchen, viele Ansichts- (Leporello), Gelegenheits- (Glückwunsch-, Weihnachts- und Neujahrskarten) und Bildpostkarten (Motivkarten), verzierte Briefbogen, Etiketten, allerlei Papierspielzeug (Papiertheater), Reklamemarken und Sammelbilder und vieles mehr. Solche Luxuspapiere sind Sammelobjekte.

In Japan und China wird Papier in der Inneneinrichtung in vielfältiger Weise verwendet, beispielsweise die japanischen Shōji, mit durchscheinendem Washi-Papier bespannte Raumteiler.

Technische und Spezialpapiere[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Pappe hat eine flächenbezogene Masse von mindestens 300 g/m² und ca. 1,5 mm Dicke. Dünneres Material, ab 130 g/m², heißt Karton und wird vorwiegend als Kartonage verwendet. Mit einer Kunststoffbeschichtung und eventuell einer Aluminiumfolie als Zwischenlage kann sie als Getränkekarton sogar Flüssigkeiten verpacken. Die am meisten verbreitete Pappe ist die Wellpappe, die in den vielfältigsten Sorten vorkommt. Pappe und Kartons werden vorwiegend aus Recyclingpapier produziert, da es hierbei nicht so sehr auf die Farbe des Materials ankommt. Inzwischen kann jedoch Recyclingpapier mit einer sehr hohen Qualität produziert werden und unterscheidet sich im Weißegrad nur noch sehr schwach von Papier aus neuen Fasern. Das Papier mit der größten relativen Zugfestigkeit wird Kraftpapier genannt. Es besteht zu beinahe 100 % aus langfaserigen Zellstofffasern von Nadelhölzern. Es wird besonders für Papiersäcke verwendet. Es gibt Filterpapiere (Luftfilter für Fahrzeuge und Staubsauger), Kabelisolierpapiere, Medizinische Papiere, Klebezettel, Zigarettenpapier und Thermopapiere. Papiere finden sich ebenfalls in Metallpapierkondensatoren und Elektrolytkondensatoren, wo sie als Isolator oder Träger des flüssigen Elektrolyts dienen.

Fliegen mit Papier[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt Flugdrachen aus Papier in China, seitdem es dieses Material gibt. Die 1783 erbaute Montgolfière der Gebrüder Montgolfier war ein Heißluftballon aus Leinwand, der mit einer dünnen Papierschicht luftdicht verkleidet war. Im Zweiten Weltkrieg produzierte Japan ca. 10.000 Ballonbomben aus Papier, die mit Lack gasdicht gemacht wurden und Brand- und Sprengsätze (5 bis 15 Kilogramm) über den Pazifik nach Amerika transportierten.

Im Flugzeugmodellbau wird Papier als Bespannung (Spannpapier) von Tragflächen in Holm-Rippen-Bauweise und für Flugzeugrümpfe verwendet. Dazu wird es aufgeklebt, mit Spannlack getränkt und überlackiert, sobald durch Trocknen die nötige Oberflächenspannung erreicht ist.

Des Weiteren wird Papier zum Basteln von Papierfliegern benutzt. Dazu wird das Papier in eine einem Flugzeug ähnelnde Form gefaltet.

Textilien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Papier kann zu Textilien verarbeitet werden, einerseits direkt aus Papier, andrerseits kann es in Streifen geschnitten, versponnen und zu Textilen verwebt werden. Bei dem in den 1970er Jahren auf den Markt gekommenen „Papierkleid“ handelte es sich allerdings um speziell gefertigte Vliesstoffe, die billiger als Kleiderstoffe waren.

Umweltaspekte und Recycling[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Recycling-Code für Papier

Der Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland und einigen anderen Industrieländern liegt fünf mal höher als der weltweite Durchschnittsverbrauch.
Wenn das zur Deckung des deutschen Papierverbrauchs benötigte Holz in Deutschland selber wachsen sollte, müsste ein Drittel der Landesfläche ausschließlich mit Bäumen zur Papierproduktion bepflanzt sein, also die Gesamte Fläche von Bayern und Baden-Württemberg.
Deutschland ist weltweit der zweitgrößte Importeur von Zellstoff. Als Rohstoff werden daher nach wie vor Urwälder in Kanada, Sibirien und sogar Regenwälder in Indonesien abgeholzt.

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Der Altpapieranteil an Büropapieren betrug im Jahr 2002 durchschnittlich 10 %.^[49]

Bei der Papierproduktion ist vor allem der Verbrauch an Holz, Wasser und Energie Gegenstand der umweltpolitischen Diskussion. Rund 20 % des weltweit eingeschlagenen Holzes werden zu Papier verarbeitet. In Deutschland werden allerdings vornehmlich so genanntes Waldrestholz, Sturmholz oder Industrierestholz verwendet. Kontroverse Standpunkte finden sich vor allem beim Thema nachhaltige Forstwirtschaft, der Forstzertifizierung^[50] und der Nutzung von Urwald.

Der hohe Wasserverbrauch war bereits vor 1900 problematisch, was die mehrfache Nutzung des Wassers bedingte, um den Verbrauch zu reduzieren. In den ersten Papiermühlen wurden 1200 Liter pro Kilogramm Papier benötigt, um 1900 waren es 100 bis 800 Liter durch bessere Methoden sank dieser Wert auf sieben Liter. Ein völliges Schließen des Kreislaufs ist im Regelfall nicht möglich. Auf Grund der Wasserhärte kommt es zu Verstopfungen von Maschinenteilen, wenn sich Calciumcarbonat anreichert. Nur in Einzelfällen, falls nur Altpapier eingesetzt wird, ist der komplette Abwasserrücklauf derzeit möglich.

Der Wasserverbrauch bedingt das Abwasser. Mit der Industrialisierung Ende des 19. Jahrhunderts und der steigenden Nachfrage nach Zellstoff und Chlorbleiche stieg die Menge der Abwässer und damit der darin enthaltenen Schadstoffe. Die Hemicellulosen und das Lignin (über 50 % des Holzes) wurden anfangs fast unbehandelt in die Gewässer entsorgt. Aufgrund der Umwelt- und Gesundheitsschäden und des Verlustes der Kochchemikalien mit der Ablauge wurden zunächst die Laugen zur Energieerzeugung eingesetzt. Moderne Zellstofffabriken arbeiten energieautark, die Kochchemikalien werden aus dem Abgas und der Asche zurückgewonnen.

Die deutschen Umweltvorschriften gehören zu den strengsten weltweit. Abwässer aus Zellstofffabriken dürfen eine Belastung bis 25 Kilogramm CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) pro Tonne Zellstoff aufweisen, bei der Papierherstellung sind zwei bis fünf Kilogramm CSB pro Tonne Papier zulässig.^[51] Aufgrund dessen wurde über lange Zeit überhaupt kein Zellstoff in Deutschland selber produziert. Der gesamte Bedarf wurde aus Ländern mit geringeren Ansprüchen an den Umweltschutz importiert. Erst seit 1999 gibt es wieder eine Produktion im Thüringer Wald, die knapp 5 % des deutschen Bedarfs abdeckt.
Als Rohstoff werden daher nach wie vor Urwälder in Kanada, Sibirien und sogar Regenwälder in Indonesien abgeholzt.

Die meisten Papierfabriken betreiben eigene Kläranlagen, die das eingesetzte Wasser in bis zu drei Stufen (mechanisch, biologisch, chemisch) reinigen und erst anschließend in den Vorfluter einleiten. Andere Papierfabriken sind Indirekteinleiter, die ihr Abwasser gemeinsam mit kommunalem Abwasser reinigen lassen.

Der Energieverbrauch zur Herstellung liegt bei etwa 2,7 kWh pro Kilogramm Papier.^[52]

Papiere mit Selbstklebe-Eigenschaften wie Post-it-Zettel, selbstklebende Umschläge und Versandtaschen erschweren das Recycling. Polymere Klebstoffe müssen in der Papierfabrik abgelöst werden, denn sie können zu Abrissen der Papierbahn führen und das Papier verunreinigen. Die Vorsortierung oder nachträgliche Trennung von Kleb- und Kunststoffen aus der Papiermasse verteuert den Produktionsprozess.^[49]

Getränkeverpackungen wie Tetrapaks und Pappbecher, die generell mehr Kunststoffe (und Aluminiumfolie) enthalten, als Papier, werden über das Duale System als Verpackungsmüll entsorgt. Pakete und Versandtaschen sollten idealerweise von Klebestreifen, Aufklebern und sonstigen Folien befreit werden, bevor sie in den Papiermüll gegeben werden.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bücher[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Jürgen Blechschmidt (Hrsg.:): Papierverarbeitungstechnik. 2. Auflage, Fachbuchverlag, 2013, ISBN 978-3-446-43802-6.
• Josep Asunción: Das Papierhandwerk. Verlag Paul Haupt, Bern/Stuttgart/Wien 2003, ISBN 978-3-258-06495-6.
• Klaus B. Bartels: Papierherstellung in Deutschland. Von der Gründung der ersten Papierfabriken in Berlin und Brandenburg bis heute. be.bra wissenschaft verlag, Berlin 2011, ISBN 978-3-937233-82-6.
• Jürgen Dispan (2013): Papierindustrie in Deutschland. Branchenreport 2013. Stuttgart (= IMU-Informationsdienst Nr. 2-2013), ISBN 978-3-934859-44-9. Link zur Branchenstudie.
• Paul Ludger Göbel: Papier als Werkstoff in der Bildenden Kunst. Eine Bestandsaufnahme der Moderne und die gestalterischen Möglichkeiten für den Kunstunterricht. Dissertation, Universität Potsdam 2007 (Volltext).
• Elke Gottschalk: Papierantiquitäten. Luxuspapiere von 1820 bis 1920. Battenberg Verlag, Augsburg 1996, ISBN 3-89441-216-X.
• Lothar Müller: Weiße Magie. Die Epoche des Papiers. Hanser, München 2012, ISBN 978-3-446-23911-1.
• Emile Joseph Labarre: Dictionary and encyclopædia of paper and paper-making. With equivalents of the technical terms in French, German, Dutch, Italian, Spanish & Swedish. 2. ed., rev. and enlarged, Swets & Zeitlinger, Amsterdam, s. a. [1952], OCLC 65954333.
• Érik Orsenna: Auf der Spur des Papiers: Eine Liebeserklärung. C. H. Beck, München, 2014. ISBN 3-406-66093-2.
• „Papier 2011“. Ein Leistungsbericht. Statistisches Jahrbuch des Verbandes Deutscher Papierfabriken (VDP), Bonn 2011.
• Armin Renker: Das Buch vom Papier. Berlin 1929, 4. Aufl. 1951, OCLC 3399822.
• Wilhelm Sandermann: Papier, eine Kulturgeschichte. 3. Aufl. Springer, Berlin/Heidelberg 1997 (zuerst 1988), ISBN 3-540-55313-4.
• Lore Sporhan-Krempel: Ochsenkopf und Doppelturm - Die Geschichte der Papiermacherei in Ravensburg. Stuttgart 1952.
• Peter F. Tschudin: Grundzüge der Papiergeschichte. Stuttgart 2007, ISBN 978-3-7772-0208-2.
• Wolfgang Walenski: Das PapierBuch. Verlag Beruf + Schule, Itzehoe 1999, ISBN 3-88013-584-3.
• Therese Weber: Die Sprache des Papiers. Eine 2000-jährige Geschichte. Verlag Haupt, Bern/Stuttgart/Wien 2004, ISBN 3-258-06793-7.
• Wisso Weiß: Zeittafel zur Papiergeschichte. Fachbuchverlag, Leipzig 1983, OCLC 11783685.

Zeitschriften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• TAPPI Journal

Aufsätze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Günter Bayerl: Vorindustrielles Gewerbe und Umweltbelastung – das Beispiel der Handpapiermacherei. In: Technikgeschichte. 48, VDI-Verlag, Düsseldorf 1981, ISSN 0082-2361, S. 206–238.
• Robert I. Burns: Paper comes to the West, 800–1400. In: Uta Lindgren: Europäische Technik im Mittelalter: 800 bis 1400; Tradition und Innovation. Gebr. Mann, Berlin 1996, ISBN 3-7861-1748-9, S. 413–422.
• Viktor Thiel: Papiererzeugung und Papierhandel vornehmlich in den deutschen Landen von den ältesten Zeiten bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts. Ein Entwurf, In: Archivalische Zeitschrift. Band 41 (= Archivalische Zeitung 8, 3. Folge), Böhlau, Köln 1932, S. 106–151.
• Andreas Pingel Keuth: Papierherstellung: Von Zellstoff zu Filtertüte, Schreibpapier, ... In: Chemie in unserer Zeit. 39, 6, Wiley-VCH, Weinheim 2005, S. 403–409. doi:10.1002/ciuz.200500234.
• Klaus Roth: Papierkonservierung – Chemie kontra Papierzerfall. In: Chemie in unserer Zeit. 40, 1, Wiley-VCH, Weinheim 2006, S. 54–62. doi:10.1002/ciuz.200600376.
• Alfred Schulte: Papierpresse, Druckerpresse und Kelter. In: Gutenberg-Jahrbuch. 1939, S. 52–56.
• Wolfgang von Stromer: Große Innovationen der Papierfabrikation in Spätmittelalter und Frühneuzeit. In: Technikgeschichte. Bd. 60, Nr. 1, 1993, S. 1–6.
• Susan Thompson: Paper Manufacturing and Early Books. In: Annals of the New York Academy of Sciences. Bd. 314, 1978, S. 67–176.
• Peter F. Tschudin: Werkzeug und Handwerkstechnik in der mittelalterlichen Papierherstellung. In: Uta Lindgren: Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation. 4. Auflage, Gebr. Mann, Berlin 1996, ISBN 3-7861-1748-9, S. 423–428.

Normen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Deutsches Institut für Normung e. V. (Hrsg.): DIN 6730:2006-05: Papier und Pappe – Begriffe. Beuth Verlag, Berlin 2006.
• International Organization for Standardization (ISO) (Hrsg.): ISO 536:1995: Paper and board — Determination of grammage. Genf 1995.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Papier – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Commons: Papier – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wikisource: Papier – Quellen und Volltexte

• Papier. In: Encyclopædia Britannica. Abgerufen am 13. Juni 2018 (englisch). 
• Papierschule Animiertes Lernportal des Verbandes Deutscher Papierfabriken zum Thema Papier
• Papier macht Schule Informationsportal rund um Papier und Karton
• Papier-Lexikon der Igepa
• Materialien für Druck und Verpackung: Glossar, Begriffe, Normen kba.com

Papiergeschichte

• Martin Börnchen: Handgeschöpftes Papier und worauf man sonst noch schrieb (PDF; 38,36 MB), Freie Universität, Berlin 2002, ISBN 3-929619-29-6.
• Dieter Freyer: Kleine Papiergeschichte – vom Papyrus zum Papier des 20. Jahrhunderts
• International Association of Paper Historians (IPH)

Industrieverbände

• Verband Deutscher Papierfabriken (VDP)
• Hauptverband Papier- und Kunststoffverarbeitung (hpv)
• Austropapier – Vereinigung der Österreichischen Papierindustrie
• Confederation of European Paper Industries

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1. ↑ DIN 6730: Papier und Pappe – Begriffe
2. ↑ Dard Hunter: Papermaking: The History and Technique of an Ancient Craft. 2. Edition, Dover Publication, 1978, ISBN 0-486-23619-6 (Reprint), S. 5.
3. ↑ Rudolf Frankenberger, Klaus Haller (Hrsg.): Die moderne Bibliothek. De Gruyter, 2004, ISBN 978-3-598-11447-2, S. 11.
4. ↑ ^{a b} Jialu Fan, Qi Han, Zhaochun Wang and Nianzu Dai: The Four Great Inventions. In: Yongxiang Lu: A History of Chinese Science and Technology. Band 2, Springer, 2015, ISBN 978-3-662-44165-7, S. 161–238, online (PDF; 5,9 MB), auf springer.com, abgerufen am 26. Juli 2017.
5. ↑ Mukhtar Ahmed: Ancient Pakistan - An Archaeological History. Band IV, Foursome Group, 2014, ISBN 978-1-4960-8208-4, S. 316.
6. ↑ Omar Faruk, Mohini Sain: Biofiber Reinforcements in Composite Materials. Woodhead, 2015, ISBN 978-1-78242-122-1, S. 273.
7. ↑ The Construction of the Codex In Classic- and Postclassic-Period Maya Civilization. Maya Codex and Paper Making.
8. ↑ Dieter Pothmann: Impressionen von der IPH-China-Expedition.
9. ↑ Dagmar Lorenz: Papier und Schriftkultur. Vierte Folge der Reihe: Chinoiserien, 12. Februar 1999, in SWR2. Archiviert vom Original am 13. März 2007; abgerufen am 21. Januar 2017. 
10. ↑ Hyejung Yum: Traditional Korean Papermaking. In: Scientific Research on the Pictorial Art of Asia. Archetype Publication Ltd., London 2005, ISBN 1-873132-74-3, S. 75–80 (englisch). 
11. ↑ Joseph Needham: Science and Civilisation in China: Band 5 Chemistry and chemical technology. Cambridge University Press, 1985, ISBN 0-521-08690-6, S. 73 f.
12. ↑ Rudolf G. Wagner: Joining the Global Public: State University of New York Press, 2007, ISBN 978-0-7914-7118-0, S. 30.
13. ↑ Alexander Monro: Papier: wie eine chinesische Erfindung die Welt revolutionierte. Bertelsmann, 2015, ISBN 978-3-570-10010-3.
14. ↑ Jeremiah P. Losty: The Art of the Book in India. The British Library, London 1982, ISBN 978-0-904654-78-3, S. 5–12.
15. ↑ Thompson 1978, S. 169; Burns 1996, S. 414 f.
16. ↑ Burns 1996, S. 417 f.
17. ↑ ^{a b} Peter F. Tschudin: Werkzeug und Handwerkstechnik in der mittelalterlichen Papierherstellung. In: Uta Lindgren: Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation. 4. Auflage. Berlin 1996, S. 423–428, hier: S. 424.
18. ↑ Schulte 1939, S. 52–56.
19. ↑ ^{a b} Peter F. Tschudin: Werkzeug und Handwerkstechnik in der mittelalterlichen Papierherstellung. In: Uta Lindgren: Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation. 4. Auflage, Berlin 1996, S. 423–428, hier: S. 424 f.
20. ↑ Peter F. Tschudin: Werkzeug und Handwerkstechnik in der mittelalterlichen Papierherstellung. In: Uta Lindgren: Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation. 4. Auflage, Berlin 1996, S. 423–428, hier: S. 424–426.
21. ↑ Stromer 1993, S. 14 f.
22. ↑ Michael Reiter: 600 Jahre Papier in Deutschland. Frankfurt am Main 1990 (= Börsenblatt für den Deutschen Buchhandel 70, 1990, Beilage: Aus dem Antiquariat, 8, ISBN 0-00-343186-X, S. A340–A344).
23. ↑ Richard Leslie Hills: Papermaking in Britain 1488–1988: A Short History. Bloomsbury Publishing, 2015, ISBN 978-1-4742-4127-4 (Reprint), S. 2.
24. ↑ Filipe Duarte Santos: Humans on Earth: From Origins to Possible Futures. Springer, 2012, ISBN 978-3-642-05359-7, S. 116.
25. ↑ AT-HHStA > SbgE > AUR 1228 IV 18:„18. April 1228, Barletta: Kaiser Friedrich II. befiehlt dem Erzbischofe von Salzburg und dem Herzoge von Österreich Leopold VI. gemäß Klage der Äbtissin des Klosters Göß, über welches dem Kaiser die Vogtei zusteht, deren Streit mit Herzog Bernhard wegen des erblosen Nachlasses der in des letzteren Land gesessenen Klosterministerialien zu verhören und zu entscheiden.“
26. ↑ Schulte 1939, S. 52–56
27. ↑ Fritz Funke: Buchkunde. 6. Auflage, Saur, 1999, ISBN 3-598-11390-0, S. 58.
28. ↑ Kurzbiographie von Wilhelm Rettinghaus im Internetportal der Stadt Mülheim.
29. ↑ Peter Eitel: Ravensburg - ein frühes Zentrum der Papiermacherei. In: J. Franzke, W. v. Stromer (Hrsg.): Zauberstoff Papier - sechs Jahrhunderte Papier in Deutschland. München 1990, S. 46–52.
30. ↑ Eugène Arnaut (1826–1905): Histoire des protestants du Dauphiné aux XVIe, XVIIe et XVIIIe siècles. Grassart, Paris 1876, S. 23, archive.org.
31. ↑ ^{a b} Joachim Lehrmann (Hrsg.): Die Frühgeschichte des Buchhandels und Verlagswesens in der alten Universitätsstadt Helmstedt sowie die Geschichte der einst bedeutenden Papiermühlen zu Räbke am Elm und Salzdahlum / Helmstedter und Räbker Buch- und Papiergeschichte. Lehrte 1994, ISBN 978-3-9803642-0-1, S. 282–285. 
32. ↑ Eberhard Tacke: Die Erfindung einer „neuen Art Papier von Holtzmaterie“ durch Joh. Georg v. Langen um 1760. In: IPH-Info. Band 11, Nr. 2, 1977, DNB 1036038408, S. 41. 
33. ↑ Manfred Anders, Peter Bartsch, Karl Bredereck, Anna Haberditzl: Zur chemischen Festigung von Papier in Zusammenhang mit der Papierentsäuerung. In: IADA Preprints 1995, S. 81–85 (PDF; 4,4 MB)
34. ↑ Kurt Hess: Die Chemie der Zellulose und ihrer Begleiter. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig 1928, OCLC 609584207, S. 139–165.
35. ↑ Max Zieger: Papierkunde. Leipzig (Fachbuchverlag) 1952, OCLC 7686101, S. 18–27.
36. ↑ Günter Engelhardt, Klaus Granich, Klaus Ritter: Das Leimen von Papier. Fachbuchverlag, Leipzig 1972, S. 12–14, DNB 730155331.
37. ↑ Otto Wurz: Papierherstellung nach neuzeitlichen Erkenntnissen. Graz u. a. 1951, OCLC 71100773, S. 46–65.
38. ↑ L. Âkesson (Hrsg.), H. Everling und M. Flückiger: Lexikon der Papier-Industrie. 2. Auflage, Techn. Bureau Zürich, 1905, S. 586, archive.org.
39. ↑ Johann Zeman: Zeman, Notizen aus der Wiener Weltausstellung. In: Polytechnisches Journal. 214, 1874, S. 1–8.
40. ↑ J. Herer, M. Bröckers: Die Wiederentdeckung der Nutzpflanze Cannabis Marihuana Hanf. Dt. Orig.-Ausg., 41. Aufl. Nachtschatten-Verl, Solothurn 2008, ISBN 978-3-03788-181-1. 
41. ↑ Das erste Buch aus Apfelpapier. Penguin Random House, 13. Oktober 2015, abgerufen am 12. Januar 2018. 
42. ↑ Oliver Recklies: Nachhaltigkeit setzt sich fort – Notizbücher aus Apfelpapier. 6. September 2016, abgerufen am 12. Januar 2018. 
43. ↑ ^{a b c d e f g} Entscheidung der Europäischen Kommission in der Sache Nr. COMP/M.3796 – OMYA/HUBER PCC (PDF; 777 kB), auf ec.europa.eu.
44. ↑ Papier: Eigenschaften und Verwendung (Memento vom 21. Oktober 2016 im Internet Archive) (PDF; 5,02 MB).
45. ↑ A. Haberditzl: Woran erkenne ich alterungsbeständiges Papier? Eine Replik. In: Der Archivar. Jahrgang 58, Heft 4, (November 2005), S. 327, online (PDF; 866 kB).
46. ↑ Ursula Rautenberg (Hrsg.): Reclams Sachlexikon des Buches: Von der Handschrift zum E-Book. 3. Auflage, Reclam, 2015, ISBN 978-3-15-011022-5.
47. ↑ Rainer Hofmann, Hans-Jörg Wiesner: Bestandserhaltung in Archiven und Bibliotheken. 5. Auflage, Beuth, 2015, ISBN 978-3-410-25411-9.
48. ↑ meine Arbeitsweise. auf j-barth-berlin.de.
49. ↑ ^{a b} "Forum Ökologie & Papier - FÖP" Jupp Trauth, Evelyn Schönheit und Berliner Stadtreinigungsbetriebe: Abfallvermeidung im Büro, S. 6 ff, Broschüre der Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR), 2002.
50. ↑ Zertifiziertem Papier gehört die Zukunft. Broschüre, WWF Deutschland, Mai 2008.
51. ↑ BMU: Abwasserverordnung. (Memento vom 13. Januar 2009 im Internet Archive) Anhänge 19 und 28.
52. ↑ hohe-Energiekosten-bremsen-Papierindustrie.

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Dieser Artikel wurde am 19. März 2006 in dieser Version in die Liste der exzellenten Artikel aufgenommen.