Papier-

Gerd Nelke April 6, 2016 P 5 0
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Papier ist ein durch Zusammendrücken feuchten Fasern, typischerweise Cellulosepulpe aus Holz, Lappen oder Gräser abgeleitet und Trocknen sie in flexible Folien hergestellt dünnes Material.

Papier ist ein vielseitiges Material mit vielen Einsatzmöglichkeiten. Während die häufigste ist zum Schreiben und Drucken auf, es wird auch häufig als Verpackungsmaterial verwendet wird, in vielen Reinigungsmitteln, in einer Reihe von industriellen und Bauprozessen, und selbst als Lebensmittelzutat - vor allem in den asiatischen Kulturen.

Papier und Zellstoff Papierherstellungsverfahren, wurde gesagt, in China im frühen 2. Jahrhundert n.Chr möglicherweise schon im Jahr 105 AD entwickelt werden, durch die Han Gericht Eunuchen Cai Lun, obwohl die früheste archäologische Fragmente von Papier von der zweiten Ableitung Jahrhundert vor Christus in China.

Die modernen Zellstoff- und Papierindustrie ist global, mit China führender Herstellung und den Vereinigten Staaten hinter sich.

Geschichte

Die älteste bekannte archäologische Fragmente der unmittelbare Vorläufer der modernen Papierdatum bis zum 2. Jahrhundert vor Christus in China. Die Zellstoffpapierherstellungsverfahren wird nach Cai Lun, ein AD Han Gericht Eunuchen 2. Jahrhundert zugeschrieben. Mit Papier ein wirksamer Ersatz für Seide in vielen Anwendungen, könnte China Seide in größerer Menge zu exportieren, einen Beitrag zu einem goldenen Zeitalter.

Papier aus China durch den Nahen Osten, um das mittelalterliche Europa im 13. Jahrhundert, in dem die ersten wasserbetriebenen Papierfabriken gebaut wurden, zu verbreiten. Im 19. Jahrhundert, industrielle Fertigung stark verringert die Kosten, so dass Masseninformationsaustausch und einen Beitrag zu bedeutenden kulturellen Verschiebungen. Im Jahre 1844, kanadischer Erfinder Charles Fenerty und deutschen FG Keller unabhängig entwickelten Verfahren zum Aufschluß von Holzfasern.

Etymologie

Das Wort "Papier" wird etymologisch aus Latin Papyrus, die von der griechischen πάπυρος, dem Wort für die Cyperus Papyrus-Pflanze stammt, abgeleitet. Papyrus ist eine aus dem Mark des Cyperus papyrus Pflanze, die im alten Ägypten und anderen Mittelmeerkulturen für das Schreiben vor der Einführung der Papier in den Nahen Osten und Europa verwendet wurde dick, papierartigen Materials. Obwohl Papier etymologisch aus Papyrus stammt, sind die beiden sehr unterschiedlich produziert und die Entwicklung der modernen Papier ist unabhängig von der Entwicklung des Papyrus. Papyrus ist eine "Laminierung von natürlichen Pflanzen, während Papier aus Fasern, deren Eigenschaften durch Mazeration oder Desintegration geändert worden hergestellt.

Papierherstellung

Chemischen Aufschluss

Zellstoff aus Holz zu machen, eine chemische Aufschlussverfahren trennt Lignin aus Cellulosefasern. Herstellung durch Auflösen von Lignin in einem Kochlauge, so daß sie von den Cellulosefasern gewaschen werden durchgeführt. Dadurch bleibt die Länge der Cellulosefasern. Papier aus Zellstoffen hergestellt werden auch als holzfreie Papiere, nicht mit baumfreies Papier verwechselt werden bekannt. Dies, weil sie Lignin, das mit der Zeit verschlechtert, enthalten. Das Fruchtfleisch kann auch gebleicht werden, um weißes Papier zu produzieren, aber das verbraucht 5% der Fasern. Chemischem Aufbereitungsverfahren nicht verwendet werden, um Papier aus Baumwolle hergestellt, das bereits 90% Cellulose zu machen.

Es gibt drei Haupt chemischem Aufbereitungsverfahren. Das Sulfit-Prozess stammt aus den 1840er Jahren, und es war der dominierende Prozess vor dem zweiten Weltkrieg. Das Kraft-Verfahren, in den 1870er Jahren erfunden und zuerst in den 1890er Jahren verwendet, ist jetzt die am häufigsten praktizierte Strategie. Ein Vorteil ist, eine chemische Reaktion mit Lignin erzeugt Wärme, die verwendet werden können, um einen Generator laufen. Die meisten Zellstoffbetrieb mit Hilfe der Kraft-Verfahren sind Nettozahler an das Stromnetz oder verwenden Sie den elektrischen Strom, um eine benachbarte Papierfabrik laufen. Ein weiterer Vorteil ist der Prozess wieder und verwendet alle anorganischen chemischen Reagenzien. Soda-Aufschluss ist ein Zellstoffhalme, Bagasse, und Harthölzern mit hohem Silikatgehalt verwendet Spezialprozess.

Holzstoff

Es gibt zwei große mechanische Zellstoffe, thermomechanischen Zellstoff und Holzschliff. Im TMP-Verfahren wird Holz zu Spänen zerkleinert und dann in großen dampfbeheizten Raffinerien, wo die Chips gequetscht und zu Fasern zwischen zwei Stahlscheiben vorgenommen zugeführt. In der Holzschliffverfahren werden entrindeten Stämme in Mühlen, wo sie gegen die rotierenden Steinen gepresst und zu Fasern gemacht zugeführt. Holzstoff nicht das Lignin zu entfernen, so dass die Ausbeute ist sehr hoch, & gt; 95%, sondern führt auch aus dieser Masse Papier gelb gemacht und werden mit der Zeit spröde. Mechanische Zellstoffe haben ziemlich kurze Faserlängen und produzieren schwach Papier. Obwohl große Mengen an elektrischer Energie erforderlich, um Holzstoff zu produzieren, kostet es weniger als Zellstoff.

Deinkingstoff

Papier-Recycling-Verfahren kann entweder chemischer oder mechanischer Zellstoff zu verwenden. Durch Mischen mit Wasser und Anwendung mechanischer Wirkung der Wasserstoffbindungen in dem Papier unterbrochen werden kann und die Fasern wieder getrennt. Die meisten Recyclingpapier enthält einen Anteil von Frischfasern im Interesse der Qualität. Allgemein entfärbte Pulpe mit der gleichen Qualität oder niedriger als die gesammelte Papier wurde aus hergestellt.

Es gibt drei Hauptklassen von Recyclingfasern :.

  • Mühle gebrochen oder interne Mühle Abfälle - dies beinhaltet keine minderwertige oder Grad-Änderung Papier in der Papierfabrik, die geht dann wieder in den Fertigungssystem, um wieder in Papier wieder eingestampft werden gemacht. Solche out-of-Spezifikation Papier wird nicht verkauft, und ist daher oft nicht als echte wiederaufbereiteten recycelten Fasern klassifiziert. Allerdings sind die meisten Papierfabriken wurden Recycling ihrer eigenen Abfälle Faser seit vielen Jahren, lange bevor das Recycling populär geworden.
  • Preconsumer Abfälle - das ist Verschnitt und die Verarbeitung Abfälle wie Guillotine Verkleidungen und Umschlagzuschnitts Abfälle. Diese Abfälle außerhalb der Papierfabrik erzeugt wird, und könnte möglicherweise auf Deponien zu gehen, und ist ein echtes Recycling-Faserquelle. Hierzu gehört auch deinkten Preconsumer.
  • Wiederverwertbarem Abfall - das ist Faser, die aus Papier, das für die beabsichtigte Endverwendung verwendet worden ist und würde Büroabfälle, Magazinpapiere und Zeitungsdruckpapier enthalten. Da die überwiegende Mehrheit der diesem Papier gedruckt worden ist, wird es entweder als bedrucktes Papier recycelt werden oder gehen Sie zunächst durch einen Deinking-Verfahren.

Recyclingpapier aus 100% Recyclingmaterial oder mit Zellstoff gemischt werden. Sie sind nicht so stark noch so hell wie Papiere aus Zellstoff hergestellt.

Zusatzstoffe

Neben den Fasern können Zellstoffe Füllstoffe wie Kreide oder Porzellanerde, die die Eigenschaften des Papiers für den Druck oder Schreiben zu verbessern, enthalten. Zusatzstoffe zur Leimung Zwecke kann in den Faserstoff vermischt werden und / oder auf die Papierbahn im Laufe des Herstellungsprozesses aufgebracht. Der Zweck der Dimensionierung ist, um die richtige Höhe der Oberflächenabsorptionsvermögen, um die Tinte oder Farbe passen zu etablieren.

Herstellung von Papier

Der Zellstoff wird auf einer Papiermaschine, wo es als eine Papierbahn gebildet wird und das Wasser daraus durch Pressen und Trocknen entfernt zugeführt wird.

Pressen der Folie entfernt das Wasser mit Gewalt. Sobald das Wasser aus dem Bogen gedrückt wird, gefühlt wird verwendet, um das Wasser zu sammeln. Wenn die Herstellung von Papier von Hand wird ein Löschblatt Blatt verwendet.

Trocknen beinhaltet die Verwendung von Luft und oder Wärme, Wasser aus dem Papierblatt zu entfernen. In den ersten Tagen der Papierherstellung wurde dies durch den Strang der Papierblätter, wie Wäsche gemacht. In neuerer Zeit sind verschiedene Formen der erwärmten Trocknungsmechanismen verwendet. Auf der Papiermaschine, die häufigste ist die dampfbeheizte Walzentrockner. Diese Trockner auf Temperaturen über 200 ° F zu erhitzen und in langen Sequenzen von mehr als 40 Dosen verwendet. Die von diesen erzeugte Wärme kann leicht trocknen das Papier auf weniger als 6% Feuchtigkeit.

Finishing

Das Papier kann dann unterziehen Dimensionierung seiner physikalischen Eigenschaften für den Einsatz in verschiedenen Anwendungen zu ändern.

Papier an diesem Punkt ist unbeschichtet. Beschichtetes Papier hat eine dünne Schicht aus einem Material, wie Calciumcarbonat oder Kaolin zu einer oder beiden Seiten, um eine Oberfläche besser geeignet für hochauflösenden Raster erzeugen aufgetragen. Beschichtete oder unbeschichtete Papiere können deren Oberflächen durch Kalandrieren poliert haben. Beschichtete Papiere werden in matt, halbmatt oder Seide, und Glanz unterteilt. Glanzpapiere geben die höchste optische Dichte in dem gedruckten Bild.

Das Papier wird dann auf Rollen zugeführt, wenn es auf Rollendruckmaschinen verwendet werden soll, oder in Blätter für andere Druckverfahren oder andere Zwecke zu schneiden. Die Fasern in der Papier Wesentlichen in der Maschinenrichtung verlaufen. Folien werden üblicherweise geschnitten "long-Korn", das heißt mit der Maserung parallel zu der längeren Abmessung des Blattes.

Alle von Papiermaschinen als Fourdrinier-Maschine hergestellten Papiers sind Velin, dh das Drahtgitter, die die Bahn transportiert Blätter ein Muster, das die gleiche Dichte entlang der Papierstruktur und quer zur Faser besitzt. Strukturierte Oberflächen, Wasserzeichen und Drahtmuster imitiert Hand hergestellt Bütten kann durch die Verwendung von geeigneten Rollen in den späteren Phasen der Maschine erstellt werden.

Velin zeigt keine "laidlines", die kleinen regelmäßigen Linien hinter auf Papier verlassen, wenn es handgefertigt in einer Form von Reihen von Metalldrähten oder Bambus hergestellt sind. Laidlines sehr nahe beieinander. Sie verlaufen senkrecht zu den "chainlines", die weiter voneinander entfernt sind. Büttenpapier in ähnlicher Weise zeigt "Büttenränder", oder rau und gefiederten Grenzen.

Anwendungen

Papier kann mit einer breiten Vielfalt von Eigenschaften hergestellt werden können, abhängig von ihrer beabsichtigten Verwendung.

  • Für die Darstellung von Wert: Papiergeld, Banknote, Scheck, Sicherheit, Voucher und Ticket
  • Zum Speichern von Informationen: Buch, Notizbuch, Zeitschrift, Zeitung, Kunst, zine, Brief
  • Für den persönlichen Gebrauch: Tagebuch, beachten Sie, sich daran zu erinnern, etc .; zum vorübergehenden privaten Gebrauch: Schmierpapier
  • Für die Kommunikation: zwischen Individuen und / oder Gruppen von Menschen.
  • Für Verpackung: Wellpappe, Papierbeutel, Umschlag, Verpackung & amp; Einwickelpapier, Charta emporetica und Wallpaper
  • Zur Reinigung: Toilettenpapier, Taschentücher, Papierhandtücher, Kosmetiktücher und Katzenstreu
  • Für den Bau: Pappmaché, Origami, Papier Flugzeuge, Quilling, Papierwaben, als Kernmaterial in Verbundwerkstoffen, Papier Engineering, Bau Papier, Pappe und Kleidung
  • Für andere Verwendungen: Schmirgelpapier, Schleifpapier, Löschpapier, Lackmuspapier, Universalindikatorpapier, Papier-Chromatographie, elektrische Isolierung Papier und Filterpapier

Art, Dicke und Gewicht

Die Dicke des Papiers ist oft von Dicke, die typischerweise in Tausendstel Zoll in den Vereinigten Staaten und in Tausendstel mm in dem Rest der Welt gegeben wird gemessen. Papier kann zwischen 0,07 Millimeter und 0,18 Millimeter dick sein.

Papier wird oft von Gewicht aus. In den Vereinigten Staaten, das Gewicht auf ein Papier zugeordnet ist das Gewicht eines Ries, 500 Blatt, mit unterschiedlichen "Grundgrößen", bevor das Papier in der Größe es verkauft an Endkunden zugeschnitten. Zum Beispiel ein Ries von 20 lb, 8,5 in × 11 in Papier 5 Pfund wiegt, da es aus einem größeren Blatt in vier Stücke geschnitten. In den Vereinigten Staaten, ist Druckpapier in der Regel £ 20, £ 24 oder £ 32 am meisten. Cover Lager ist in der Regel £ 68 und £ 110 oder mehr wird als Karton.

In Europa und anderen Regionen mit der Papiergrößensystem ISO 216 wird die Masse in Gramm pro Quadratmeter des Papiers ausgedrückt. Druckpapier in der Regel zwischen 60 g und 120 g. Alles, was schwerer ist als 160 g wird als Karte. Das Gewicht eines Rieses hängt daher von den Abmessungen des Papiers und seiner Dicke.

Die meisten kommerziellen Papier in Nordamerika auf der Standardpapiergrößen auf Basis herkömmlicher Einheiten geschnitten und wird durch die Länge und die Breite eines Blatt Papiers.

ISO 216-System in den meisten anderen Ländern verwendet wird, auf der Oberfläche von einem Blatt Papier, nicht auf Breite und Länge eines Blatts basiert. Es wurde zuerst in Deutschland im Jahre 1922 angenommen und allgemein verbreitet als Nationen verabschiedete das metrische System. Die größten Papierstandardgröße ist A0, Mess einem Quadratmeter. Zwei Blatt A1, platziert aufrecht nebeneinander greifen exakt in einem Bogen von A0 auf die Seite gelegt. Ebenso zwei Blatt A2 passen in ein Blatt A1 und so weiter. Gemeinsame Größen im Büro und zu Hause verwendet werden, sind A4 und A3.

Die Dichte des Papiers im Bereich von 250 kg / m für Tissue-Papier zu 1.500 kg / m für einige Spezialpapier. Druckpapier ist ungefähr 800 kg / m.

Papier kann in sieben Kategorien eingeteilt werden:

  • Druckpapiere von Vielzahl.
  • Einschlagpapiere für den Schutz von Gütern und Waren. Dazu gehören Wachs und Kraftpapiere.
  • Schreibpapier geeignet für Papier- und Schreibanforderungen. Dazu gehören Buch, Bank und Postpapier.
  • Blotting-Papiere, die wenig oder keine Größe.
  • Zeichenpapiere in der Regel mit von Künstlern und Designern, einschließlich Patronenpapier verwendet rauen Oberflächen.
  • Handgeschöpfte Papiere einschließlich der meisten Dekorpapieren, Ingres Papiere, Japanpapier und Gewebe, die alle gekennzeichnet durch mangelnde Faserrichtung.
  • Spezialpapiere einschließlich Zigarettenpapier, Toilettenpapier, und andere industrielle Papiere.

Einige Papiertypen sind:

Papierstabilität

Großteil der frühen Papier aus Holzstoff enthalten erhebliche Mengen an Alaun, eine Vielzahl von Aluminiumsulfatsalze, die deutlich sauer ist. Alum machte es etwas wasserdicht, so dass Tinte nicht "run" oder unkontrolliert zu verbreiten, um Papier hinzugefügt, um in Sizing unterstützen. Frühe Papiermacher war nicht klar, dass die Alaun sie zügig hinzugefügt, um fast jedes Problem bei der Herstellung ihrer Produkte würden schließlich schädlich sein gestoßen zu heilen. Die Zellulosefasern, die Papier aus denen durch Säure hydrolysiert, und die Gegenwart von Alaun würde schließlich verschlechtern die Fasern, bis das Papier in einem Prozess, der gekommen ist, um als "langsamen Feuer" bekannt zerfiel. Dokumente auf Hadernpapier geschrieben waren wesentlich stabiler. Die Verwendung von nicht-saure Additive zur Papierherstellung wird immer häufiger, und die Stabilität dieser Papiere weniger ein Problem ist.

Papier aus mechanischen Halbstoffen hergestellt enthält signifikante Mengen an Lignin, ein Hauptbestandteil in Holz. In Gegenwart von Licht und Sauerstoff reagiert Lignin gelben Materialien geben, weshalb Zeitungsdruckpapier und anderen mechanischen Papier Gelbs mit dem Alter. Papier aus gebleichtem Kraftzellstoffen hergestellt oder Sulfit enthält keine signifikanten Mengen an Lignin und ist daher besser für Bücher, Dokumente und andere Anwendungen, bei denen Weiße des Papiers wesentlich.

Papier aus Zellstoff hergestellt ist, ist nicht unbedingt weniger haltbar als einem Hadernpapier. Das Alterungsverhalten eines Papiers durch seine Herstellung nicht die ursprüngliche Quelle der Fasern bestimmt. Darüber hinaus Tests von der Library of Congress gesponserte beweisen, dass alle Papier ist in Gefahr, Säure Zerfall, weil Cellulose selbst produziert Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure und Oxalsäure.

Holzstoff ergibt fast eine Tonne Zellstoff pro Tonne trockenes Holz verwendet, weshalb mechanische Zellstoffe werden manchmal auch als "High-Yield" Zellstoffe bezeichnet. Mit fast der doppelten Ertrag, chemischen Aufschluss ist mechanische Zellstoffe oft billiger. Massenmarktpaperback Bücher und Zeitungen sind in der Regel mechanische Papiere verwenden. Buchverlage sind in der Regel säurefreiem Papier, aus voll gebleichten Zellstoffen für die Hardcover-und Handelspaperback Bücher zu verwenden.

Umweltauswirkungen der Papier

Die Herstellung und Verwendung von Papier hat eine Reihe von nachteiligen Wirkungen auf die Umwelt.

Der weltweite Verbrauch von Papier wurde von 400% in den letzten 40 Jahren, die zu der Abholzung zu erhöhen, wobei für die Papierherstellung 35% der geernteten Bäume verwendet gestiegen. Protokollierung der alten Wälder entfallen weniger als 10% aus Zellstoff, aber ist eine der umstrittensten Fragen.

Makulatur macht bis zu 40% der in den Vereinigten Staaten jedes Jahr produziert totale Verschwendung, die sich allein fügt auf 71,6 Millionen Tonnen Papier Abfall pro Jahr in den Vereinigten Staaten.

Konventionelle Bleichen von Holzzellstoff mit elementarem Chlor produziert und Freisetzungen in die Umwelt große Mengen von chlorierten organischen Verbindungen, einschließlich der chlorierten Dioxine. Dioxine werden als persistente Umweltschadstoff, international der Stockholmer Übereinkommen geregelt anerkannt. Dioxine sind sehr giftig und gesundheitlichen Auswirkungen auf den Menschen schließen Fortpflanzungs-, Entwicklungs-, Immun- und hormonelle Probleme. Sie sind bekannt als krebserregend. Über 90% der Exposition des Menschen ist über die Nahrung, vor allem Fleisch, Milchprodukte, Fisch und Schalentiere, wie Dioxine reichern sich in der Nahrungskette im Fettgewebe von Tieren.

Zukunft der Papier

Einige Hersteller haben mit einem neuen, deutlich mehr umweltfreundliche Alternative zu Hartschaumverpackungen aus Papier, im Handel als PaperFoam bekannt gestartet. Die Verpackung hat eine sehr ähnliche mechanische Eigenschaften bis zu einem gewissen expandierten Kunststoffverpackungen, aber biologisch abbaubar ist, und kann auch mit gewöhnlichem Papier recycelt werden.

Mit zunehmenden Umweltbedenken über die Kunststoffschichten und die höheren Kosten von Kohlenwasserstoffbasis Petrochemie, ist ein Schwerpunkt auf Zein als Beschichtung für Papier in hohem Schmiermitteln wie Popcorn Taschen.

Außerdem haben Kunststoffen wie Tyvek und Teslin als Druckmedien als langlebiger Werkstoff als Papier eingeführt.

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