Papper är ett tunt fibermaterial, som tillverkas genom avvattning av ensuspension av växtfibrer på en nätduk, så kallad vira ellerviraduk. Suspensionen av fibrerna går under benämningenmäld och fibrerna brukar allmänt benämnas som massa ellerpappersmassa. Växtfibrerna innehållandecellulosa kan vara mer eller mindre kemiskt och/eller mekaniskt behandlade inför papperstillverkning.
Fibrerna, som vid avvattningen blir kvar på viran, binds samman avvätebindningar, som utvecklas i samband med pressning och torkning, och bildar papperet. Pappersfibrerna har en längd av cirka 3 mm frånbarrved och ungefär 1 mm frånlövved och från många icke-vedartade växter såsom gräs (inklusivebambu),halm,vass, och dylikt. Fibrer från vissa växter kan vara längre såsom frånbomullsväxter,hampa, ellerabacáväxten (och lämpa sig för speciella pappersslag såsom sedelpapper eller tepåspapper).
Produktion av papper, tillverkat genom avvattning av en fibersupension, utvecklades först iKina runt år 100 e.Kr. avCai Lun. Arkeologiska fynd har dock visat att det tillverkades papper i Kina redan 250 år innan Cai Lun var aktiv fast med en lite annorlunda process där pappersmassan hälls över en fast yta i formen.[1]
Dessförinnan och under ytterligare mer än 1000 år tillverkades i flera olika kulturer produkter för skrivändamål från till exempelpappersmullbärsträdet (Broussonetia papyrifera),nässelbast,papyrusväxten,gräs och andra växter med sådana egenskaper som gjorde dem lämpliga till att skapa en arkstruktur. Vidare användes för skrivändamålläder (pergament) och ävenlertavlor och stentavlor, såsom till exempelrunstenar.
Papper tillverkas imassa- och pappersindustrin från cellulosahaltiga fibrer i form av pappersmassa. Den helt dominerande råvaran för pappersmassatillverkning ärved, men även ej vedartade växter såsomhalm,lin,hampa ochbomull kan användas. Även syntetiska fibrer såsompolyeten ochpolypropen kan i vissa fall utnyttjas i papper för att erhålla speciella egenskaper. Tidigare gjordes papper också avtextillump
Det finns dock flera olika metoder för tillverkning av pappersmassa:
Mekaniska tillverkningsmetoder har använts sedan 1840-talet. Fibrerna separeras här mekaniskt från varandra med hjälp av kvarnar (raffinörer) eller med slipstenar. Papperet blir svagare än vid tillverkning från kemisk massa då cellulosahalten är lägre genom att vedens alla komponenter, specielltlignin, är kvar, men de mekaniska metoderna ger ett högt massautbyte, oftast över 85–90%. Ligninet i papperet ger sämre bindning mellan fibrerna och papperet gulnar av belysning.
Kemiska tillverkningsmetoder med massautbyten på ca 45–55%.
Sulfitprocessen var från slutet av 1800-talet till 1940-talet den dominerande metoden för framställning av pappersmassa.vedflis kokas i lösningar av svaveldioxid (svaveldioxid löst ialkali tillspH-värdet blir ca 7 eller lägre), och processen ger en förhållandevis ljus massa, men inte lika stark som från sulfatprocessen.
Sulfatprocessen har dominerat sedan 1940-talet och ger starkare papper än andra metoder. Processen innebär att vedflis kokas ivitlut, en starkt alkalisk lösning avnatriumsulfid ochnatriumhydroxid.
Returpapper används även för tillverkning avreturfibermassa, som används för papper och kartong med delvis lägre kvalitetskrav.
Fram till ca mitten av 1800-talet tillverkades huvuddelen av allt papper för hand. Idag är emellertid handtillverkat papper närmast en kuriositet, men tillverkas för speciella ändamål, speciellt kanske för konstnärsverksamhet. I Sverige harLessebo pappersbruk fortsatt att tillverka handgjort papper med bekanta vattenmärken (som till exempel bikupan). I många länder tillverkas handgjort papper vid enstaka bruk, men traditionen är svår att upprätthålla på grund av de förhållandevis höga tillverkningskostnaderna.
Formning för hand omfattar följande steg:
Formaren uppfångar urkypen en avpassad mängd av den 50-70 °C varma, utspädda massan på den med en lösdäckelramen kantadarkform, ofta med metallduk eller med annat karakteristiskt viramönster. Han skakar arkformen horisontellt, under det att vattnet rinner av, så att en jämntjock fiberyta (arket) erhålles.
Formaren avlämnar formen tillguskaren som trycker av arket mot en yllefilt. En på detta sätt bildad stapel av papper med filtmellanlägg pressas och tas isär.
Därefter pressas papperet separat.
Därefter följer:
torkning,
limning genom neddoppning i tunt lim (såvida massan inte redan blivit limmad),
limtorkning,
sortering och
appretering,glättning mellan valsar, packpressning med mera.
Det handformade papperet får ofta ha kvar sina råa kanter, delvis för att det ska synas att det är handgjort. I det handformade papperet sitter ofta vattenmärket (bildat genom massans förtjockning eller förtunning av nedpressade eller upphöjda delar i arkformen) på samma ställe i alla ark.[2]
Så gott som allt papper idag tillverkas medpappersmaskiner. Papperstillverkningen går till så att ensuspension av pappersmassa pumpas ut genom en så kallad inloppslåda på en ändlös nätduk, en så kallad vira eller viraduk, som idag normalt tillverkas från plast- eller syntetisk tråd. Tidigare förekom metallviror, tillverkade från till exempel av bronstråd eller rostfri tråd. Inloppslådans funktion är att sprida suspensionen av fibrerna i vatten (mälden) så jämnt som möjligt över hela virapartiet (över hela maskinbredden) för att uppnå så jämn kvalitet (ytvikt) som möjligt över hela pappersbanan. Pappersmassan avvattnas över virapartiet och formas till en pappersbana som därefter passerar ett pressparti med presscylindrar för ytterligare mekanisk avvattning och därefter till ett torkparti med torkcylindrar.
Pappret bestryks sedan eventuellt med pigment och glättas, varefter pappersbanan rullas upp på stora rullar. Moderna maskiner har pappersbanor med bredder ända upp till tio meter och maskinernas längder blir omfattande.
Beroende på fibermängd (koncentration) i suspensionen och på mängden mäld per kvadratmeter vira kan olika tjocklek på papperet skapas. Ett annat vanligare mått relaterat till tjocklek är den så kalladeytvikten angiven i gram per kvadratmeter (g/m²).
Konsumtionen av papper har kraftigt ökat i modern tid. Något mer än hälften av papperet tillverkas frånpappersmassa, som producerats från färsk ved, och resten frånåtervunnet papper.[3]
I samband med papperstillverkning påverkas miljön av olika fasta avfall och utsläpp till recipient (till vatten) och till atmosfären (till luft). De fasta avfallen kan i stor utsträckning förbrännas. Utsläppen med avlopp till vatten inkluderar speciellt suspenderade ämnen (såsom fibrer och fasta ämnen från bestrykningssmetar) samt syreförbrukande ämnen (mätta somCOD ellerBOD) i förhållandevis små halter (jämfört med massatillverkningsstegen). Utsläppen till luft beror helt på om pappersbruket är integrerat med massatillverkning eller inte. Vid integrerad tillverkning är luftutsläppen normalt relaterade till massatillverkningen och pappersbruket erhåller värme (ånga) från massabrukssidan. Vid ointegrerad papperstillverkning uppstår luftutsläpp speciellt som rökgaser från ångpanna och då beroende på använda bränslen för pannan. Utsläppsparametrar inkluderar t.ex. partikulärt material (damm),svaveldioxid,kväveoxider (och naturligtviskoldioxid).
Avloppen behandlas normalt i flera steg innan de släpps till recipient. Behandlingen omfattar dels mekaniskrening genom sedimentation, dels biologisk rening genom luftningssteg. Rökgaser renas normalt medelektrofilter för avlägsnande av partiklar och med alkalisk skrubber för avlägsnande av svaveldioxid.
