Papir

Papir - Det første papiret produsert av kineserene ble laget av bomull og lin. De gamle egyptere laget papyrus ved å presse sammen biter av papyrusplanten (Cyperus papyrus). I Orienten ble rispapir laget av rispapirplanten (Fatsia papyrifera). I Mexico og Polynesia ble det laget papirlignende ark fra barken av papirmorbærtreet (Broussonetia papyrifera)

Idag lages papir i en rekke kvaliteter fra tremasse fra bartrær, som har lange sterke fibre (xylemtrakeider) som gir stor strekkfasthet, mens løvtrevirke har kortere og mykere fibre. Ofte kombineres disse to fibertypene i papiret avhengig av bruksområde. Det samme gjelder andelen cellulose, hemicellulose og lignin i papiret.  Tyskeren Friedrich Keller klarte i 1840 å lage papir av tremasse. Sulfittprosessen med koking av ved i bisulfitt etterfulgt av varm syre ble utviklet i 1857. Bleking av fibrene skjer med klor, hydrogenperoksid eller ozon. Papir kan også være tilsatt bindemidler som alun (aluminiumsulfat) og stivelse. Sulfittprosessen for papirfremstilling gir høyt syreinnhold i papiret og det brister lett og er lite holdbart. Papiret i gamle verdifulle bøker prøves å bli nøytralisert med dietylzink. Papirfremstilling via sulfatprosessen, som er mest brukt idag, bruker natriumsulfat, natriumsulfid og natriumhydroksid (kaustisk soda) og er en basisk prosess utviklet i 1884. Avispapir er den enkleste og billigste med høyt innhold av lignin. Problemet med gjenbruk og resirkulert papir er å finne gode avsvertingsmetoder.

Papir er laget ved sammenpressing av fuktige fibre  med cellulose fra trær, bomull eller andre planteslag. Teknikken med å lage papir er det kjent fra det gamle Kina. Navnet papir kommer fra det gresklatinske papurus.  Papyrus ble laget av lange strimler med plantefiber fra ledningsvevet i  papyrussiv  (Cyper papyrus) som ble lagt lagvis på tvers av hverandre, hamret sammen, tørket under press, og flere biter ble limt sammen til papyrusruller.

Papyrus ble på gresk kalt byblos, også en gammel Fønikisk by, som nå ligger ved kysten av Libanon. Har gitt navnet bibliotek.  Thor Heyerdahl brukte papyrus fra Tanasjøen, starten på den Blå Nil i Etiopia,  for å bygge sivbåten Ra I i 1969.  Sivbåtene fungerte nok i stille ferskvannssjøer, men dårlig i opprørt hav. Ra I sank, men sivbåten Ra II (1970), bygget ved hjelp av arbeidere fra Titicacasjøen i Bolivia , gikk det bedre med.

Det meste av papiret lages i dag fra tremasse fra for eksempel gran (Picea eller Abies), furu (Pinus) med softved  eller rasktvoksende  eukalyptus (Eucalyptus) med hardved. Fibrene kommer fra hardved (tofrøbladete løvtrær) med kortere fibre (vedrør og trakeider eller softved (bartrær) med bare en type trakeider som gir lange fibre med stor strekkfasthet. Begrept hardved og softved er egentlig litt misvisende, hardved er nødvendigvis ikke hard balsa er hardved , mens barlind som er softved kan være hardere enn hardvedsarter. Ask, eik og bøk omtales som hardved, men bjerk og osp kan også omtales som hardved det vil si ved fra tofrøbladet løvtrær. Palmer og bamus er enfrøbladete, men gir også ved som kan brukes til papir.  

Tremassen består av de døde cellene i veden, xylemet (vedvev), som frakter vann og oppløste næringssalter fra jorda opp i treet.  Nåletrærne gran og furu har vedvev bestående av bare trakeider, ikke vedrørselementer.   De tykke sekundærveggene i xylem og styrkevevet sklerenkym er innsatt med det tungt nedbrytbare fenylpropanoidpolymeren lignin.  Mekanisk  slipt tremasse inneholder mye lignin som gjør at papiret får gulbrun farge og brister lett etter lagring. Hvitt papir blir laget fra tremasse  som er kjemisk behandlet (for eksempel sulfatcellulose eller sulfittcellulose, sur eller alkalisk kokevæske), ligninet fjernes fra cellulosefibrene, og papirmassen blir bleket (for eksempel klorbleking).

Tidligere var celluloseindustrien en stor forurensningskilde som skapte mange miljøproblemer. Mer varig papir er trefritt uten lignin og uten syreproduserende stoff. Papir laget av bomull som består stort sett av bare cellulose gir et mye mer holdbart og varig papir, sammenlignet med tremassepapir. Det kan lagres i flere hundre år uten misfarging og nedbrytning , og egner seg til arkivmateriale,  pass, frimerker, verdidokumenter og pengesedler. Det heter seg at for hver % bomullsfiber som blir tilført vanlig papir så øker holdbarheten med ett år. Bomullspapir kan inneholde 25%, 50% eller 100% bomull. Bomullspapir benyttes til å lage pengesedler, behandles med gelatin eller polyvinylalkohol, og avgir ikke den vanlige fluorescensen i UV-stråling som vanlig papir, bortsett fra de fluorescerende fibrene som er tilsatt bomullspapiret,  en av de mange metodene for å hindre forfalskning.  Vannmerke i papir, en teknikk fra 1200-tallets Italia,  lages ved å lage et 3D-bilde på valseduken hvor tykkelsen på fibervellingen varierer i henhold til bildet, og gir forskjellig gjennomskinnlighet når papiret holdes opp mot lyset.

Papir kan også lages fra treet eller busken papirmorbær (kozo) (Morus papyrifera syn. Broussonetia papyrifera). Japansk mitsumatapapir lages fra Japansk papyrusbusk (Edgeworthia chrysantha). Washi er papir laget fra gampibark  (Wikstroemia sp.). Rispapir eller  japanpapir er laget fra risplanten eller overflatebehandling med risstivelse. Klutepapir blir laget fra plantefibre fra lin, hamp eller jute.

Papirmøller er kjent fra Italia på 1200-tallet. I papirproduksjonen blir fibrene løst i en vannholdig velling eller grøt som blir malt. Tidligere skjedde i stykkermalingen med stokker  eller hammerverk, etter hvert overtok hollenderkubbevalsen. I papirmaskiner, for eksempel Fourdriniermaskinen, blir papirvellingen blir lagt utover en bred  bronsemetallduk (vire, nå en plastfiberduk) som går mellom to valser med meget stor hastighet. Ved pressvalser, vakuum og silduker blir vannet fjernet og papiret tørket ved å lede papirbanen over varme sylindervalser (yankee).

Papirtyper

Det finnes mange forskjellige papirtyper avhengig av bruk, grad av vannavstøtning, printeegenskaper, seighet og mykhet: avispapir, trykkpapir/bokpapir, skrivepapir, kladdepapir, tegnepapir, tapetpapir, trekkpapir (sugepapir, i gamle dager for å fjerne overskudd av blekk), blottingpapir  i  molekylærbiologisk teknikk, fotopapir, akvarellpapir, kopipapir (kopieringsmaskiner), lakmuspapir (pH-indikator), filtrerpapir, papirkromatografipapir, husholdningspapir (tørkepapir, matpapir, mellomleggspapir, vokspapir, bakepapir, kaffefilterpapir, serviettpapir), hygienepapir (kreppapir, toalettpapir (dopapir)  nesetørkpapir, håndklepapir), julepakkepapir (innpakningspapir), gråpapir, bøttepapir (fra bøtten som fibervellingen ble øst opp fra), linsepapir (tørking av mikroskoplinser og glass), resirkulert papir (problem er fjerning av trykksverte, og papirfibrene får andre egenskaper, og det kan følge med uønskede stoffer),  kartong, drikkekartong med plastbelegg,  brunfarget kraftpapir, og emballasjepapir (bølgepapp (bølge-flute, sjikt kraftline) i transportesker og kasser.  Dopapir er muligens den mest brukte papirtypen i verden Lange sterke fibre gir dopapir strekkfasthet, mens korter fibre gir mykhet. 

Papir og overflateegenskaper

Plantefibrene med cellulose tiltrekker seg vann og overflatebehandling (satinering, glitting) med forskjellige fyllstoffer gir forskjellig glans, farge og egenskaper (hydrofil (tiltrekker vann) eller hydrofob (frastøter vann, vannavstøtende) overflate, rive- og strekkstyrke, gjennomskinnelighet).  Polyvinylalkohol er vannløselig syntetisk polymer, hvit og luktfri film og emulsjon med  festeegenskaper. Andre limstoffer er harpiks (rosin, kolofon bestående av resinsyrer vesentlig abietinsyre) med aluminiumsulfat,  syntetisk gummi, styren-butadien  gummi resin for å binde pigmenter til papir. Tidligere ble gips  og dyregelatin brukt i papirproduksjon.  Overflatebehandling av papir kan skje med tilføring av stivelse, bl.a. kjemisk modifisert kationstivelse som binder seg til den negativt ladete cellulosen. Fyllstoffer kan være kaolinitt (aluminiumsilikat, kaolin, kinaleire), kalsiumkarbonat, eller bentonitt (aluminiumfyllosilikat, montmorillonit) som bindes til papiret med limstoffer.

Papir brukt til innpakking av mat, matpapir, har en vokset og hydrofob overflate som gjør at papiret ikke tiltrekker seg vann og ikke kleber seg til maten. Det vakte bekymring hos forbrukerne da de ble informert om at noen typer matpapir var innsatt med organiske fluorforbindelser (per- og polyfluorerte stoffer, PFAS (perfluoroalkylstoffer), også brukt som impregneringsstoffer i klesindustrien). Se gjerne etter svanemerket papir. Bivokspapir er innsatt med bivoks, harpiks og jojobaolje. Vokspapir parafinvoks. Bakepapir med ikke-klebrig overflate, som tåler oppvarming (maks 225oC), stekepapir tåler noe høyere temperatur. Noen ganger kan man legge merke til at matpapir i kontakt med en fuktig overflate bøyer seg oppover. Det skyldes at fibrene på undersiden av papiret  tiltrekker seg vann og utvider seg, mens fibrene på oversiden grunnet de hydrofobe tilsetningsstoffene ikke på samme måte kommer i kontakt med vannet. Jfr. oppsplittet løvetannstilk i vann.

Papirformater

Papirformater er:

A0: 841·1189 millimeter (mm), gir omtrent 1 kvadratmeter. Forholdet mellom lengde og bredde er ca. kvadratroten av 2.  Når A0 deles i to (halvering) gir dette

A1: 594 ·841 millimeter

A2: 420 ·594 millimeter

A3: 297·420 millimeter

A4: 210·297 millimeter

A5: 148·210 millimeter

A6: 105·148 millimeter

A7:  74·105 millimeter

A8:  52·74

 Det finnes et tilsvarende C-format for konvolutter.

Papirmengde angis som g per kvadratmeter (g/m2).

Tilbake til hovedside

 

Publisert 4. feb. 2011 10:40 - Sist endret 5. apr. 2021 12:13