Papier en karton kennen een lange geschiedenis. Het woord papier stamt af van papyrus.
Het eerste papier stamt uit China.
T’sai Lun wordt vaak genoemd als de uitvinder. In het jaar 105 maakte hij al papier.
Rond het jaar 750 brachten de Arabieren de kennis van het papier maken mee naar Noord-Afrika. Via Spanje kwam die kennis naar Noord-Europa.
Sinds de 13e eeuw wordt papier gemaakt in Europa.
Om deze tekst verder te kunnen lezen dient u ingelogd te zijn. Nog geen lid? Informeer naar de voordelen van het lidmaatschap. info@nvgp.nl
In 1809 ontwikkelde de Engelsman John Dickinson de papiermachine. Een papierindustrie ontstond. In de 19e eeuw werd de tot dan toe belangrijkste grondstof voor papier, katoen, vervangen door hout. Tegenwoordig is de papierindustrie mondiaal van aard en is oud papier een van de belangrijkste grondstoffen van papier en karton.
Het productieproces
De houtvezel is de belangrijkste grondstof voor papier. De houtvezel wordt verkregen uit hout en oud papier. Oud papier kan niet oneindig worden hergebruikt. Door de mechanische bewerkingen en het gebruik slijten de papiervezels en worden te klein na ca. 7 keer hergebruik en dragen niet meer bij aan de vorming en de sterkte van het papier. Deze oude vezels gaan verloren in het proces van het maken van pulp.
Dit betekent dat er altijd nieuwe houtvezels in de vorm Thermo Mechanische Pulp of cellulose aan de grondstoffenstroom moet worden toegevoegd. Deze toevoeging gebeurt bij de productie van bijvoorbeeld hoogwaardige papiersoorten als printerpapier, schrijfpapier en tijdschriftenpapier en krantenpapier.
Afhankelijk van de kwaliteit van het oud papier wordt het gebruikt voor de productie van verschillende soorten papier. Hoe beter de kwaliteit des te hoogwaardiger papier wordt er van gemaakt. Oud papier van mindere kwaliteit wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het maken van grijs en bruin karton. In Nederland wordt karton volledig gemaakt van oud papier.
Naast de houtvezel zijn ook vezels van grassoorten (esparto, suikerriet, bamboe en stro) bruikbaar, net als vezels van katoen, vlas (van lijnzaad), rijst en jute (kenaf).
Vezels van katoen zijn lang, sterk, wit en goed bleekbaar en kunnen worden gebruikt voor het maken van bankbiljetten.
In Nederland wordt er tegenwoordig weinig gebruik gemaakt van planten. Tot de jaren ’70 werd vooral in Noord Nederland gebruik gemaakt van stro om zwaar karton te maken; het zogenaamde strokarton. Het proces gaf veel milieuverontreiniging en doordat de graansoorten steeds kortere stengels kregen, is de kartonindustrie over gegaan op oud papier.
Van hout tot pulp
In Nederland wordt hoofdzakelijk vurenhout en grenenhout gebruikt voor de productie van papier. Hout bestaat grofweg uit vezels en lignine. Lignine zorgt voor de verbinding van de vezels in de boom. Nadat het hout is verzameld, wordt het gezaagd, ontbast en gechipt. Chippen is het verkleinen van hout met messen, zodat het beter kan worden verwerkt. Het wordt gehakt in stukjes gehakt van 2x2x3 cm. De chips worden daarna in zogenaamde refiners gemalen tot een pulp; ThermoMechanische Pulp (TMP)
Vervolgens worden de houtvezels ontsloten. Dat betekent dat de vezels van elkaar worden losgemaakt. Dat gebeurt op verschillende manieren. De belangrijkste twee vormen van ontsluiten zijn: mechanisch (houthoudend) en chemisch (houtvrij). Het hout wordt bij mechanische ontsluiting fijngemalen. Bij chemische ontsluiting wordt het gekookt.
Na ontsluiting van de vezels blijft pulp over, de basis van het papier. Aan de pulp wordt water toegevoegd. Op het moment dat de pulp de papiermachine ingaat is deze vermengd met water in een verhouding van 1% papiervezel tegenover 99% water.
Papier zonder lignine wordt houtvrij papier genoemd. Papier waar nog wel lignine in zit heet houthoudend papier. Wanneer de pulp gereed is, wordt deze gedroogd en in dikke witte platen gesneden.
82,7% van de voor de Europese papierproductie gebruikte pulp komt uit Europa
Nederlandse papier- en kartonfabrieken importeren cellulose hoofdzakelijk uit Scandinavië, Portugal (60%), Noord-Amerika (21%) en Latijns-Amerika (19%).
Van oud papier tot pulp
Papier en karton worden ingezameld bij kantoorbedrijven en huishoudens. Het oud papier wordt opgelost in water. Daardoor komen de papiervezels los van elkaar en ontstaat een vezelbrij. Deze brij vormt de basis voor nieuw papier en karton. Als het voor het eindproduct nodig is, wordt ook de drukinkt verwijderd.
Pulp Houthoudend
Bij het ‘mechanische’ malen van het hout ontstaan hoge temperaturen. De lignine wordt verzwakt en de vezel komt vrij. Houthoudend papier is over het algemeen minder sterk dan houtvrij papier. Door het malen wordt de vezel korter en dus minder sterk.
Bij de mechanische ontsluiting van vezels wordt bijna al het hout van de boom gebruikt (96-99%).
Bleken
De term houthoudend slaat op de aanwezigheid van lignine in de pulp. Deze wordt niet volledig verwijderd en blijft dus ook (gedeeltelijk) achter in het papier. Lignine veroorzaakt na verloop van tijd vergeling van het papier als dit wordt blootgesteld aan licht. Daarom wordt de pulp gebleekt of ‘wit gemaakt’.
Er wordt gebleekt met waterstofperoxide, zuurstof en ozon.
Bij bleken gaat het om reductie of behandeling van lignine. De negatieve eigenschappen van lignine worden hiermee vermeden.
Er kan onderscheid worden gemaakt tussen lignine-verwijderende bleking (waarbij lignine uit de celstof wordt gehaald) en lignine-modificerende bleking (waarbij de lignine chemisch wordt veranderd).
De bekendste bleekmethoden zijn:
- ECF (Elementair chloorvrij)
- TCF (Totaal chloorvrij)
Chloorbleking komt in het Nederlandse productieproces niet meer voor.
Ongebleekt papier
Door de aanwezigheid van lignine heeft houthoudende pulp een bruinere kleur. Bovendien vergeelt het onder invloed van zonlicht. Afhankelijk van de uiteindelijke toepassing worden de genoemde soorten pulp gebleekt. Bleken gebeurt bijvoorbeeld niet bij gerecycled bruin kraftpapier. Dat wordt gemaakt van ongebleekte pulp en afvalpapier (oudpapier) dat voor 98% bestaat uit huishoudelijk papierafval.
Opdikking
Hoe meer lignine in de vezel, hoe hoger de opdikking van het papier. Opdikking is de verhouding tussen de dikte van het papier en het gramgewicht (g/m2).
Hoe meer opdikking, hoe meer samendrukbaarheid van papier. Eucalyptusvezel geeft meer opdikking dan naaldhoutvezel. Berkenvezel verschaft de laagste opdikking.
Opdikking is van belang voor bijvoorbeeld het bedrukken van papier.
Milieu
Houthoudend papier is op twee punten ecologisch meer verantwoord dan houtvrij papier:
Door de chemische behandeling van houtvrij papier kunnen giftige stoffen ontstaan die mogelijk in de natuur terechtkomen. Dit gebeurt in landen waar het milieu geen of nauwelijks een rol speelt. Bij Europese en Noord-Amerikaanse papierfabrieken is dat niet het geval.
Voor de gelijke hoeveelheid papier is minder hout nodig: efficiënter gebruik hout.
Pulp Houtvrij
Bij chemische ontsluiting wordt het hout gekookt en zodanig behandeld dat er nog weinig lignine in de pulp zit. De term houtvrij papier kan vragen oproepen. De grondstof van het papier is namelijk wel degelijk hout. Het ‘vrije’ slaat op het bindmiddel tussen de houtvezels.
Bij het koken van het hout worden de chemicaliën sulfaat of sulfiet toegevoegd. Daardoor wordt de lignine grotendeels verwijderd.
Bleken
Vervolgens kan de pulp ook nog worden gebleekt (zie boven).
Milieu
Houtvrij papier is op twee punten ecologisch minder verantwoord dan houthoudend papier:
door de chemische behandeling kunnen giftige stoffen ontstaan die mogelijk in de natuur terechtkomen.
Dit gebeurt in landen waar het milieu geen of nauwelijks een rol speelt. Bij Europese en Noord-Amerikaanse papierfabrieken is dat niet het geval;
voor de gelijke hoeveelheid papier is meer hout nodig. Bij de kookmethode blijft een kleiner deel van het hout van de boom over (45%).
Pulp Oud papier Oud papier is de belangrijkste vezelbron voor de papier- en kartonindustrie. 80% van het in Nederland gemaakte papier en karton bestaat uit oud papier. Papier en karton worden ingezameld bij kantoorbedrijven en huishoudens. Drie soorten oud papier worden onderscheiden:
Pre Consumer Waste
Afval dat direct afkomstig is van de papier- en kartonmachines. Dit wordt ook wel mill broke genoemd. Dit materiaal komt de fabriek niet uit, is verantwoord hergebruik van grondstoffen.
Post Industrial Waste
Al dan niet bedrukt papier van kantoren, winkels, diensten en industrie wordt Post Industrial Waste genoemd. Denk aan afval van drukkerijen en snijafval bij de papiergroothandel. Dit papier is niet vervuild en zeer geschikt voor hergebruik.
Post Consumer Waste
Ook het ingezamelde (bedrukte) huishoudelijke papier en karton is geschikt voor hergebruik. Dit Post Consumer Waste levert een lagere kwaliteit oud papier op. Papierverwerkingsbedrijven sorteren het ingezamelde papier en karton vaak op kleur en soort.
Oud papier wordt opgelost in water. Daardoor komen de papiervezels los van elkaar en ontstaat een vezelbrij. Vervuiling zoals nietjes, paperclips, plakband of stukjes plastic en zelfs zand of piepschuim worden met behulp van verschillende zeeftechnieken uit de brij gehaald. Als het voor het eindproduct nodig is, wordt ook de drukinkt verwijderd. Door middel van flotatie wordt de inkt van de vezels gescheiden. Bij flotatie worden inktresten door middel van opstijgende luchtbellen aan de oppervlakte gebracht.
De pulp kan vervolgens worden gebleekt met zuurstof, waterstofperoxide of ozon. Oud papier is zo weer grondstof voor nieuw papier.
Het oud papier kan voor het maken van karton bijna direct worden gebruikt. In het meest simpele proces wordt het papier met water verpulpt in bijvoorbeeld een batchpulper en ontdaan van vervuiling. De pulp kan dan worden gebruikt voor het maken van nieuw karton.
Wist je dat sommigen papier heel grappig vinden?
Bronnen: Papier en Karton; Stichting Papiergeschiedenis; PEFC; Van Gansewinkel
Brochure Papier & karton – mythen & feiten