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Die Geschichte der Papierherstellung
Die Geschichte der Papierherstellung ist so vielseitig wie das Papier selbst. Während die Chinesen im alten China bereits vor zweitausend Jahren mit der Papierherstellung begannen, dauerte es in Europa und dem Rest der Welt etwas länger. Die wichtigsten Entwicklungen in der Produktion von Papier sind in den folgenden Abschnitten zusammengefasst.
Papierherstellung im alten China
Die eigentliche Erfindung des Papiers geht auf das Jahr 105 v. Chr. zurück, als der Chinese Ts’ai Lun das uns heute bekannte Verfahren, um Papier herzustellen, erstmals beschrieb. Bei dieser neuartigen Variante der Papierherstellung wurden die Fasern zerstampft, gekocht und mit Wasser vermischt. Im Anschluss daran wurden einzelne Lagen mithilfe eines Siebs abgeschöpft. Die geschöpften Papierschichten wurden dann getrocknet und anschließend gepresst und geglättet. Das damalige „Papier“ bestand aus Seidenabfällen, Hanf, Resten von Fischernetzen und Lumpen sowie Rinde oder Bast des Maulbeerbaums.
Papierherstellung im mittelalterlichen Europa
Bereits im 11. Jahrhundert wurde erst in Spanien, dann im restlichen Europa, Papier mittels wasserbetriebenen Papiermühlen produziert. Zur Papierherstellung wurden hier überwiegend Hanf- und Flachsfasern sowie Nesseltuch verwendet. Die Fasern wurden aus Hadern gewonnen, die die Papierproduzenten von den damaligen Lumpensammlern abkauften. Mithilfe von Papierpressen, die sich des Schraubpressdrucks bedienten, wurde das Papier anschließend getrocknet.
Papierherstellung ab dem 19. Jahrhundert
Während des 19. Jahrhunderts wurden die bisher genutzten Verfahren optimiert oder gar neue innovative Verfahren und entsprechende Maschinen entwickelt. Vertreter dieser Zeit entwickelten erste chemische Aufschlussverfahren von Holz zur Gewinnung der benötigten Fasern und beschäftigten sich mit der Entwicklung von (halb-)synthetischen Fasern zur Papierherstellung. Ende des 20. Jahrhunderts hielt die chlorfreie Bleiche Einzug in die Papierproduktion, welche die Papierqualität nochmals verbesserte.
Zahlen und Fakten zu Papier und Papierherstellung in Deutschland
Nachfolgend haben wir die wichtigsten Zahlen und Fakten, welche die Papierproduktion betreffen, zusammengefasst.
| Zahlen und Fakten Deutschland | |
| Gesamtproduktion Papier (2018) |
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| Rohstoffverbrauch in der Papierherstellung |
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| Umsatz Zellstoff- und Papierindustrie (2018) |
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| Durchschnittlicher Wasserverbrauch |
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| Anzahl der Beschäftigten in der Zellstoff- und Papierindustrie (2018) |
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| Papierverbrauch (2018) |
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| CO2-Ausstoß bei der Produktion |
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| Zahlen und Fakten Global | |
| Papierproduktion weltweit (2017) |
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Die TOP-10 der Länder mit dem größten Papierverbrauch
Welche Nation verbraucht am meisten Papier, Karton und Pappe? Das nachfolgende Ranking gibt einen Überblick über den Papierverbrauch (in Mio. Tonnen) der größten Verbraucherländer.
- China (113,28)
- USA (70,39)
- Japan (26,42)
- Deutschland (20,61)
- Indien (13,74)
- Italien (10,32)
- Südkorea (9,97)
- Brasilien (9,64)
- Mexiko (8,98)
- Frankreich (8,87)
Wie wird Papier hergestellt?
Die Papierherstellung erfolgt in mehreren Schritten. Diese reichen von der Stoffaufbereitung der Fasern bis hin zur Oberflächenbehandlung, dem Schneiden und Verpacken des produzierten Papiers. Je nach Papierart und späterem Verwendungszweck passieren unterschiedliche Dinge während der verschiedenen Herstellungsschritte. Mithilfe unterschiedlicher Papiermaschinen können der Fasermischung durch Filtern, Pressen und Trocknen Wasser entzogen und somit die verschiedensten Papiersorten hergestellt werden.
Rohstoffe und Bestandteile der Papierherstellung
Die drei Hauptkomponenten der Papierherstellung sind Wasser, Energie und allen voran Holz bzw. Holzfasern. Rohstoffquellen stellen Flüsse sowie Seen, Laub- und Nadelholzwälder dar. Die zur Produktion benötigte Energie kann durch Verwertung von Produktionsrückständen und Abfällen des Herstellungsprozesses gewonnen werden, indem diese als Brennstoff verwendet werden. Die nachfolgende Übersicht zeigt verschiedene Holzfasertypen, die in der Papierherstellung verwendet werden können.
| Holzfaser-Typ | Verwendung | Herkunft bzw. Baumart |
| Kurzfasern | Zur Herstellung von Papieren mit verschiedenen und speziellen Anforderungen an Volumen, Opazität, Glätte und Bedruckbarkeit. | Laubholz
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| Langfasern | Für festes Papier, das gute Laufeigenschaften aufweist. | Nadelholz
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| Recyclingfasern | Zur wirtschaftlichen und nachhaltigen Herstellung von Papier verwendet. | Altpapier |
Stoffaufbereitung
Je nach Art des Holzes und der späteren Verwendung des hergestellten Papiers gibt es unterschiedliche Methoden der Stoffaufbereitung, den chemischen sowie mechanischen Aufschluss. Unabhängig von der Aufschlussmethode wird in diesem ersten Schritt der Papierproduktion, das Holz in die für die Herstellung relevanten Holzfasern zersetzt. Beim mechanischen Verfahren wird Holzstoff gewonnen, beim Chemischen sogenannter Zellstoff.
Mechanischer Aufschluss
Bei diesem Verfahren, auch Holzschliff genannt, werden die entrindeten Holzstücke mithilfe eines Schleifsteins, der rotiert, zu Holzfasern verschliffen. Eine weitere Möglichkeit ist die Zerfaserung sogenannter Hackschnitzel durch die Verwendung eines Refiners, der durch zwei rotierende Scheiben sowie Zugabe von Druck und Wärme den sogenannten thermomechanischen Holzstoff produziert.
Chemischer Aufschluss
Beim chemischen Aufschluss wird aus dem verarbeiteten Holz Zellstoff gewonnen. Hierzu wird meist das Sulfatverfahren verwendet. Dabei wird das Holz in einer entsprechenden Lauge gekocht, wodurch somit das Lignin – das Bindemittel, welches die einzelnen Holzfasern zusammenhält – entfernt wird.
Bleichen des Holz-/Zellstoffs
Das Bleichen des Holz- bzw. Zellstoffs wird in mehreren Schritten durchgeführt und dient der Beseitigung von Verunreinigungen sowie dem Erreichen des gewünschten Weißgrades. Hierbei werden entweder Chlor, Chlorverbindungen sowie Ozon, Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid in verschiedenen Formen verwendet. Die meisten Papierhersteller verzichten der Umwelt zuliebe auf die Verwendung von Chlorgas im Bleichprozess und produzieren meist elementarchlorfreien oder chlorfreien Zellstoff.
Papierproduktion
Die Papierproduktion läuft in mehreren Schritten ab, die nachfolgend einzeln und näher beschrieben werden.
- Zuerst wird die Fasersuspension, welche zu 99 Prozent aus Wasser und zu einem Prozent aus Fasern und anderen Füllstoffen besteht, zwischen zwei laufende Siebe eingespritzt. Hierbei werden Papierbahnen geformt. Dies alles geschieht im sogenannten Stoffauflaufkasten der Papiermaschine.
- Im nächsten Schritt, der Siebpartie, kann das überschüssige Wasser ablaufen, sodass sich ein gleichmäßiges Papiervlies bilden kann.
- In der Pressenpartie der Papiermaschine wird anschließend der Wassergehalt des Papiers von 80 Prozent auf etwa 50 Prozent reduziert, indem es durch mehrere Walzen läuft und dabei „ausgepresst“ wird.
- In der Trockenpartie wird dem Papier mithilfe von heißem Dampf weitere Flüssigkeit entzogen.
- In der Aufrollpartie, dem letzten Teil der Papiermaschine, wird die fertige Papierbahn zu Maschinenrollen – sogenannten Tambouren – aufgerollt und dann zur Ausrüstung transportiert, wo das Papier für entsprechende Verwendungszwecke weiterbehandelt wird.
Oberflächenbehandlung und Ausrüstung
Je nach Verwendungszweck durchläuft das hergestellte Papier unterschiedliche Schritte der Oberflächenbehandlung und erhält dadurch seine spezielle Ausrüstung. Gängige Behandlungsschritte sind unter anderem folgende.
- Oberflächenleimung – zur Erhöhung der Oberflächenfestigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit
- Glätten – zur Herstellung von MF-Papier (maschinenglattes Papier)
- Streichen – zur Verbesserung der Oberflächenstruktur und der optischen Eigenschaften
- Superkalandrieren – zum Satinieren des Papiers (Herstellung von halbmatten, matten oder glänzenden Oberflächen)
Papierherstellung und die Umwelt
Der Papierherstellungsprozess wird durch die Einführung neuer Verfahren und die Verwendung von Recyclingmaterialien immer wieder und zunehmend umweltfreundlicher gestaltet. Doch in Zusammenhang mit der Umwelt sollte nicht nur die Herstellung so nachhaltig wie möglich erfolgen, auch der Papierkonsum sollte dahingehend bewusster stattfinden. Wie man als Verbraucher dazu beitragen kann, haben wir im folgenden Abschnitt für Sie zusammengefasst.
Tipps, um Papier zu sparen
Auch wenn Papier für uns ein alltäglicher Verbrauchsgegenstand ist, sollten wir uns hin und wieder überlegen, wie sich unser Papierverbrauch auf die Umwelt auswirkt. Wer aktiv und der Umwelt zuliebe Papier einsparen möchte, findet im Weiteren einige Tipps.
- Papier nutzen, welches mit dem Gütezeichen des „Blauen Engels“ versehen ist.
- Nutzen Sie digitale Lösungen (bspw. Notizen mithilfe der Notiz-/Memo-App des Smartphones festhalten)
- Verwenden der Duplexdruckfunktion
- Dokumente wenn möglich digital ablegen
- Verzicht auf Einweg-Pappbecher oder sonstige “To-go“-Papierverpackungen
- Waschbare und somit wiederverwendbare Küchentücher und Putzlappen statt der Küchenrollen verwenden
- Beim Online-Shopping Sammelbestellungen aufgeben
28.01.2020