Aus Baum mach Buch – Teil 2

Im ersten Teil unserer Erklär-Reihe „Aus Baum mach Buch“ haben wir uns die zwei verschiedenen Wege der Papierproduktion, nämlich der Primärfaser- und der Sekundärfaserverarbeitung gewidmet. Noch mal zum kurzen Aufrütteln des Gedächtnisses:

Verwenden wir frisches Holz als unseren Ausgangsstoff, so muss dieses erst gelagert, dann von der Rinde befreit, schließlich gehackt und zum Schluss noch zerfasert werden.

Wird dagegen eine Sekundärfaser, sprich Altpapier verwendet, muss dieses erst im Pulper aufgelöst werden, bevor man es von sämtlichen Verunreinigungen durch Kunststoffe, kleine Steinchen, Büroklammern, etc. befreit. Ist das geschafft, wird beim De-Inken die schon mal aufgetragene Farbe aus den Fasern entfernt und im Folgeschritt wird der Papierbrei gemahlen, um die Faseroberfläche zu aktivieren und somit für eine bessere Haftung im neu entstehenden Faserverbund zu sorgen.

Mit beiden Verfahren bekommt man nun erst mal ein Gemisch, was grob gesagt zu 99% aus Wasser und zu gerade mal 1% aus Faserstoff besteht. Dass das unserem schönen Buchpapier noch kein bisschen ähnlich sieht, kann sich bestimmt jeder vorstellen.

Der nächste Schritt wird dieser Papierbrei dann dem Prozess des Bleichens unterzogen. Ziel ist es dabei, den Weißgrad des Papiers zu erhöhen. Das Bleichen ist allerdings nicht die einzige Möglichkeit, zu dem gewünschten Ergebnis zu kommen. Alternativ kann man auch sogenannte optische Aufheller in das Papier hineingeben, die dafür sorgen, dass durch Fluoreszenz das gelbe Papier am Ende deutlich weißer erscheint. Die zweite Alternative neben den optischen Aufhellern sind ganz einfache Farbstoffe. Diese sorgen dafür, dass das Papier im Allgemeinen unbunter und damit quasi der Weißgrad ebenfalls erhöht wird.

Aus dieser Suspension^*1 wird im nächsten Schritt das Rohpapier hergestellt, was sozusagen der kleine (noch immer unfertige) Bruder des richtigen Papiers ist, aus dem wir dann unser Buch produzieren können.

^*1 Eine Suspension ist ein heterogenes (nicht mischbar) Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und einem darin fein verteilten Feststoff (Seite „Suspension (Chemie)“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 8. November 2016 um 20:28 Uhr)

Dazu brauchen wir nun die Unterstützung riesiger Papiermaschinen, in denen der Papierbrei zunächst mittels Stoffauflauf auf die Siebpartie gegeben wird. Die Aufgabe dieses Stoffauflaufs ist schnell erklärt: Die Fasern, die sich in dem wässrigen Gemisch befinden, müssen gleichmäßig in Quer- bzw. auch in Maschinenrichtung verteilt werden, weshalb sich das Tempo der Siebpartie (entweder Querstrom- oder Rundverteiler) nicht verändern darf.

Um eine homogene Schicht auf der Siebpartie erzeugen zu können, müssen bestehende Agglomerate^*2 zerstört werden.

^*2 Agglomerate sind sozusagen das entstande Ergebnis aus dem Versuch der kleinen Teilchen, sich zu größeren Fasern zusammenzusetzen

Innerhalb der Siebpartie werden nun die wesentlichen Eigenschaften des Papiers festgelegt, welche maßgeblich von der räumlichen Ausrichtung sowie der Verteilung der Fasern in der Papierebene sowie in Dickenrichtung bestimmt werden. Eine Menge Zeit, um diese Eigenschaften zu beeinflussen hat man nicht, da sich die Fasern, nachdem sie von dem Stoffauflauf auf die Siebpartie gebracht wurden, innerhalb von einer Zehntelsekunde demobilisieren. Das bedeutet, sie bleiben einfach so liegen, wie sie sind.

Beim Sieb kann man dann noch einmal unterscheiden, ob es sich um ein einseitiges oder beidseitiges Sieb handelt und die damit einhergehende Entwässerung damit nur von einer oder von zwei Seiten erfolgt.

Vielleicht habt ihr schon mal davon gehört, dass Papier eigentlich generell eine Schön- und eine Wiederdruckseite besitzt? Ganz einfach gesagt bedeutet das, dass die Schöndruckseite eine bessere Druckqualität aufweist, als die Wiederdruckseite das kann.

Diese zwei verschiedenen Seiten des Papiers entstehen genau in diesem Teil der Papiermaschine, nämlich der Siebpartie. In dem Papierbrei befinden sich natürlich viele Fasern mit unterschiedlichen Längen. Je nachdem wie fein oder grob das Sieb ist, werden besonders kurze Fasern erst mal durch das Sieb durchfallen. Erst wenn größere Fasern die Löcher des Siebs auf der Unterseite abgedeckt haben, können sich auch die kleineren Fasern nach und nach absetzen. Das bedeutet wiederum für den Aufbau unseres Papiers, dass wir auf der Unterseite (der Siebseite, dann auch Wiederdruckseite genannt) besonderen viele große Fasern finden und auf der Oberseite (der Schöndruckseite) hingehen besonders viele kleine Fasern.

Das Sieb macht jedoch nur die Hälfte der mechanischen Entwässerung aus. Die andere Hälfte wird durch die sogenannte Pressenpartie abgedeckt, in der durch Aufwendung von mechanischer Energie (Druck) die Feuchtigkeit aus dem Papier gepresst wird.

Nachdem die mechanische Trocknung geschafft ist, erfolgt nun noch die thermische Trocknung, bei der wie der Name es schon sagt, thermische Energie zum Verdampfen des Wassers genutzt und damit eine weitere Verringerung vom Wassergehalt des Gemischs hervorgerufen wird.

Durch die vielen Einzelprozesse innerhalb der Papiermaschine ist es möglich, die anfängliche Mischung aus 1% Faserstoff und 99% Wasser in gerade einmal mehr 5% Wasser und ganze 95% Faserstoff umzukehren.

Das entstandene Rohpapier wird nun noch aufgerollt und kann ggf. noch weiterverarbeitet werden.

Um aus diesem Rohpapier nun doch noch das richtige Papier zu kreieren, fehlen noch zwei weitere Teilschritte. Einerseits kann das Papier einer Veredelung unterzogen werden, entweder durch Auftragen eines Strichs^*3, der die flächenbezogene Masse erhöht, die Dicke des Papiers nicht verändert und die Druckeigenschaften deutlich verbessert.

^*3 Der Begriff Streichfarbe (auch Streichmasse) ist in der Papierindustrie geläufig und bezeichnet Anstrichmittel, bestehend aus Pigmenten, Bindemittel und Additiven, die auf die Papieroberfläche mit speziellen Streichmaschinen zur Oberflächenveredelung des Papiers aufgetragen (gestrichen) werden.

(Seite „Streichfarbe“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 19. April 2016 um 17:57 Uhr )

Oder aber durch das sogenannte Kalandrieren kann eine Veredelung erfolgen, bei dem das Papier zwischen zwei Walzen (einem harten und einem weichen Zylinder) hindurchläuft und dadurch gepresst und verdichtet wird. Dabei erhöht sich die Zugfestigkeit des Papiers und die Transparenz wird erhöht.

Anschließend folgt noch ein letzter Teilprozess, den man Ausrüsten nennt. Dieser beinhaltet lediglich noch das Schneiden beziehungsweise das Verpacken des ggf. veredelten Papiers, sodass es dann in die Hallen der großen und kleinen Papierlieferanten gebracht werden kann und wir als angehende Hersteller im Verlag im halbjährlichen Vorbuchmessenstress auf eine große Auswahl an verschiedenen Papieren für unsere Neuerscheinungen zurückgreifen können.

(Ein riesen Danke an Professor Engisch und seine super einleuchtenden Erklärungen in den Vorlesungen, die dazu geführt haben, dass ich zwei Jahre nach der Behandlung des Themas im Modul Werkstoffe immer noch ein kleines bisschen Ahnung davon habe)