Papier

'n Vel wit papier.

Papier is 'n dun materiaal wat hoofsaaklik gebruik word om op te skryf, om drukwerk op te doen of vir verpakking. Dit word vervaardig deur die saamstelling van vesels, tipies plantvesels wat uit sellulose bestaan wat deur waterstofbinding aanmekaar gehou word. Die vesels vir die maak van papier is gewoonlik van natuurlike oorsprong maar daar bestaan ook 'n verskeidenheid sintetiese vesels wat gebruik kan word, soos byvoorbeeld polipropileen en poliëtileen kan ook by die pulpmengsel ingesluit word om die verlangde eienskappe aan die papier te verleen. Die algemeenste bron van hierdie soort vesels is houtpulp vanaf bome wat geskik is vir pulphout. Plantvesels soos katoen, hennep, linne en rys kan ook gebruik word.

Geskiedenis

Stuk van 'n manuskrip op papirus.

Papirus en perkament

Buite Egipte is perkament of kalfsvel gebruik wat vervaardig uit die skaap- of kalfshuid gemaak is in plaas van papirus aangesien die plant subtropiese toestande vir groei vereis het.

In die Amerikas bestaan daar argeologiese bewyse wat daarop dui dat soortgelyke perkamentmateriale deur die Maya rondom die 5de eeu n.C. gemaak is. . Die perkament was gemaak deur die binneste bas van bome te kook totdat die materiaal geskik was om op te skryf of te teken.

Papiervervaardiging in China

Papiervervaardiging word as een van die vier groot uitvindings van Antieke China beskou, aangesien die eerste papiermaakproses in China ontwikkel is tydens die vroeë 2^de eeu n.C. Tydens die Shang-dinastie (1600 v.C. – 1050 v.C.) en die Zhou-dinastie (1050 v.C. – 256 v.C.) is dokumente gewoonlik gemaak van been of bamboes. Sy, 'n ligte materiaal is ook soms gebruik, maar was gewoonlik te duur. Die hofamptenaar, Cai Lun, uit die Han-dinastie word gewoonlik beskou as die eerste om moderne papiermaaktegnieke te bemeester uit houtpulp in 105 v.C. Die ontdekking van monsters met geskrewe Chinese karakters daarop in 2006 in die noordooste van China se Gansu-provinsie dui egter daarop dat papier deur die antieke Chinese leër gebruik is meer as 'n 100 jaar voor Cai in 8 v.C. Argeologiese bewyse van ware papier in China dateer egter uit die heerskappy van Keiser Wu van die Han dinastie in die 2de eeu v.C. en is gebruik om delikate bronsspieëls toe te draai en te beskerm. . Dit is ook gebruik vir veiligheid, soos in die geval waar giftige medisyne toegedraai is en beskryf is deur amptelike historici van daardie tydperk. Papier is ook in die 3^de eeu algemeen gebruik vir skryfdoeleindes.

Dit wil voorkom asof toiletpapier ook al in die 6de eeu n.C. in gebruik was. In 589 n.C. het die Chinese geleerde Yan Zhitui (531-591 n.C.) geskryf: “Papier waarop daar aanhalings en kommentaar vanuit die Vyf Klassieke Werke of die name van die wysgere geskryf is, durf ek nie vir toiletdoeleindes gebruik nie”. 'n Arabiese reisiger na China het ook eens geskryf oor die vreemde tradisie van Chinese toiletpapier in 851 n.C. waar hy gesê het: “Hulle is nie baie nougeset op hulle sindelikheid nie en was hulself nie met water as hulle klaargemaak het met die nodige nie; maar vee hulself net met papier af”.

Tydens die Tang-dinastie (618-907 n.C.) is papier gevou en gestik om vierkantige sakke te vorm vir die bewaring van die smaak van tee. In dieselfde tydperk is aangeteken dat tee bedien op mandjies met veelkleurige papierkoppies en papierservette van verskillende groottes en vorme. Tydens die Song-dinastie (960-1279) het die regering nie net die eerste gedrukte geld op papier bekendgestel nie, maar ook die papiergeld in spesiale papierkoeverte toegedraai om verdienstelike regeringsamptenare te beloon.

Die gebruik van papier het stadig buite China versprei aangesien die Chinese geheimsinnig was oor die vervaardigingsproses wat gebruik is. Die papier wat hulle gemaak het was baie dun en deurskynend en daarom is daar slegs op die een kant van die papier geskryf. Die tegnologie is rondom 604 na Korea uitgevoer en vandaar deur Boedistiese monnike na Japan uitgevoer waar vesels van die moerbeiboom gebruik is.

Papiervervaardiging in die Midde-ooste

As gevolg van handel en die nederlaag van die Chinese tydens die Slag van Talas in 751 het die ontdekking na die Midde-Ooste versprei. Vervaardiging is aanvanklik in Baghdad begin waar die Arabiere 'n tegniek ontwikkel het om dikker velle papier te vervaardig. Vervaardiging het tydens die Eerste Kruistog in 1096 reeds na Damaskus versprei maar die oorloë het die vervaardig daarvan onderbreek. In Kaïro is dikker papier steeds vervaardig. Iran het die middelpunt geword vir die vervaardiging van dunner papier, vanwaar die tegnieke ook na Indië versprei het.

Papiervervaardiging in Europa

Die eerste papiermeule in Europa was in Spanje, by Xátiva, die moderne Valencia in 1120. Meur meulens het hul verskeining tydens die 13de eeu in Fabriano, Italië gemaak waar dit vanaf die Islamitiese deel van Spanje af ingevoer is. Hennep en linne is gebruik as bron vir die vesels. Die oudste bekende papierdokument in die Weste is die Mozarabiese misboek van Silos uit die 11de eeu en is waarskynlik in die Islamitiese deel van Spanje geskryf. Die vervaardiging van papier in Italië en Duitsland is teen 1400 opgeteken, rondom dieselfde tyd as wat die houtsnee drukwerktegniek vanaf materiaal na papier oorgedra is. Die eerste kommersieel suksesvolle papiermeule in Engeland is deur John Spilman in 1588 naby Dartford in Kent oopgemaak en het swaar op Duitse vaardigheid ten opsigte van papiervervaardiging gesteun.

Papiervervaardiging

Die woord papier kom van die Griekse woord papyros, 'n baie ou skryfmateriaal wat van die stingels van Cyperus papyrus (die papirusplant) gemaak is. Die stingels is in die lengte deurgesny, oopgevou en dwars bo-oor mekaar gelym. Papirus is tot ongeveer 100 v.C. in die Mediterreense lande gebruik, waarna dit deur perkament (dierevelle) vervang is. Perkament is tot in die Middeleeue as skryfmateriaal in Egipte gebruik. In omstreeks 105 n.C. het die Chinees Tsjai Loen 'n tegniek ontwikkel waarvolgens papier van die bas van moerbeibome en bamboesplante gemaak is.

Die bas is fyngestamp, tot 'n pulp gekook en daarna met water skoongewas en op 'n linnedoek in 'n bamboesraam uitgesprei om droog te word. Die papiermaaktegniek is teen die einde van die 8e eeu deur Chinese krygsgevangenes na Bagdad oorgedra en in die 11e eeu deur die Arabiere na Europa, Afrika en Egipte versprei. Die grondstof het toe slegs uit linnelomp bestaan. Dit is eers 'n tyd lank klam laat lê om "ryp" te word, waarna dit met houtas gekook, met water gewas en tot 'n veselrige pulp gestamp is.

Die pulp is met water tot 'n gladde houtpap vermeng en hierdie vloeistof is op 'n reghoekige raam van fyn koperdraad (koperdoek) geskep, sodat die oortollige water deur die sif kon dreineer. Die klam papiervel is daarna tussen viltlae gepers en opgehang om droog te word. Ten slotte is die papier in ʼn soort lym gedoop om onder meer te verhoed dat die ink sou vloei wanneer daarop geskryf word. Al die prosesse is met die hand gedoen. Teen omstreeks 1300, toe Italië die sentrum van Europa se papierbedryf was, het die vervaardigingstegnieke in talle opsigte verbeter.

Stampmeulens, wat meestal deur waterkrag aangedryf is, is ingespan om die grondstowwe tot pulp te stamp en die droogmaakproses is ook bespoedig deur die water eers uit die papier te pers. Nadat die papier droog gemaak is, is dit gesatineer - 'n proses waardeur dit 'n gladde glansafwerking verkry het. Aanvanklik is klippe gebruik om die papier mee "af te werk", maar die primitiewe middels is later deur waterkrag-aangedrewe hamers vervang.

Toe die Nederlandse satineerwals ('n kalanderrol) na 1700 sy verskyning maak, is die papier egter op 'n doeltreffender manier gladgestryk. Omstreeks dieselfde tyd is ʼn ander masjien in Nederland ontwerp wat, met sekere aanpassings, steeds vir pulpvervaardiging gebruik word. Die uitvinding staan as die "Hollander" of klopper bekend en het die proses waarin lappe eers ontbind is voordat dit verpulp is, onnodig gemaak. Dit het oorspronklik uit 'n groot kuip of tenk met 'n oorlangse afskorting in die middel bestaan.

Tussen die een kant van die bak en die afskorting was 'n wentelende silinder met skerp punte wat die papiergrondstowwe wat om die middelafskorting gesirkuleer het, tot ʼn pulp versny het. Papiermeulens het meestal langs 'n rivier of 'n sterk stroom lopende water gestaan waar daar waterkrag beskikbaar was om die Hollander mee aan te dryf en ook skoon water om pulp mee te berei. Die papierbedryf is steeds een van die nywerhede wat die meeste water verbruik.

Die eerste papiermeule is in omstreeks 1280 in Fabriano, Italië, opgerig en die stad is teenswoordig nog 'n belangrike sentrum vir die papierbedryf. Die bedryf het later noordwaarts versprei na Frankryk (1338), Duitsland (1389), Switserland (1411), Brittanje (1490), Oostenryk (1498) en Nederland (ca. 1600). In 1798 het die Fransman Nicolas Louis Robert 'n papiermasjien uitgevind wat deur middel van ʼn roterende sifdoek 'n aaneenlopende papiervel met een handeling kon vervaardig.

Dit was die voorloper van die Fourdriniermasjiene, wat vandag wêreldwyd gebruik word. Dit bestaan uit 'n breë, aaneenlopende band van fyn gaas wat oor rollers beweeg en heen en weer skud. Wanneer die geklopte pulp uit die Hollander kom, stort dit in ʼn egalige stroom op die bewegende gaasband. Die masjien is in 1799 gepatenteer en in 1807 in ʼn aangepaste vorm in Brittanje bekend gestel, waarna die bedryf vinnig gemeganiseer geraak het. Met die ontwikkeling van die drukkuns het ‘n toenemende vraag na 'n verskeidenheid van papiersoorte en groottes ontstaan. Die eerste Suid-Afrikaanse papierfabriek is in 1920 by Kliprivier in die omgewing van Johannesburg opgerig.

Grondstowwe

Papier kan uit enige plantspesie vervaardig word, en die keuse word onder meer deur ekonomiese faktore en die gehalte van die papier bepaal. Namate die verbruik van papier toegeneem het, het ʼn ernstige tekort aan lap ontstaan en in die eerste helfte van die 19e eeu is die grondstof deur houtpulp vervang. Dit is vandag nog die hoofbron van papier. Lap en strooi word egter steeds vir die vervaardiging van spesiale papiersoorte gebruik.

In Suid-Afrika is aanvanklik net afvalpapier, en van 1938 af ook strooi, gebruik vir die vervaardiging van papier. Die grondstowwe is later deur hout vervang en die pulp- en papiernywerheid is teenswoordig Suid-Afrika se grootste enkele verbruiker van hout, veral denne- en bloekomhout. Die hout word op slypstene tot houtpulp gepers, wat meebring dat die veselwande skeur en uitrafel en gedeeltelik van lignien (naas sellulose die vernaamste bestanddeel van die veselwande) gesuiwer word.

Die sellulose verskyn op die oppervlak van die beskadigde wande en dit speel 'n belangrike rol by die vorming van papier op die papiermasjien - 'n proses waartydens die veselweefsels in die papierstof verstrengel raak. Deur die pulp te sif, te sorteer en met water te was, word stukkies bas, spaanders, sand en ander afval verwyder en sodra die regte verhouding tussen lang en kort vesels verkry is, kan die mengsel (meganiese pulp) tot houthoudende papier verwerk word.

Die soort papier kan baie ekonomies vervaardig word, maar is van ʼn minderwaardige gehalte; dit is ook nie baie duursaam of kleurvas nie en word gewoonlik vir produkte met ‘n kort lewensduur, byvoorbeeld koerante, gebruik. Die houtpulp word egter meestal deur middel van chemiese kookprosesse (sulfaat- en sulfietprosesse) tot suiwer sellulose (chemiese pulp) verwerk. Lignien en ander onsuiwerhede word hierdeur van die sellulose, wat as grondstof vir houtvrye papier gebruik word, geskei.

Houthoudende papier word gebruik vir die vervaardiging van hoëgehalte-papier, byvoorbeeld goeie afdrukpapier en skryfpapier. Sellulose sowel as houtpulp kan na gelang van die verlangde witheid van die papier gebleik word of pigmente of kleuroplossings kan bygevoeg word om die papier te kleur. Die vermenging van sellulose, houtpulp, kleurstof en optiese bleikmiddels in die korrekte verhouding vind tydens die maalproses plaas. Koerantpapier bestaan uit ongeveer 78 % houtpulp, 12 % sellulose, 8 % water en 2 % kleur- en bleikmiddels.

Vervaardiging

Die meganiese vervaardiging van papier op 'n aaneenlopende sif of ringmaasband vind in 4 prosesse plaas. Die verdunde suspensie (grondstofmengsel wat vir minstens 95 % uit water bestaan) word in konstante hoeveelhede in die masjien ingevoer. Die suspensie word gedurende die nat bewerking gebruik. waartydens die papierstof op die aaneenlopende maasband ontwater en die papier gevorm word. Suigperswalse en droogsilinders maak dit verder droog voordat dit na die droogkant gevoer word.

Daar word dit deur strykwalse glad gemaak en laastens word dit oor 'n oproltrommel tot 'n massa van ongeveer 10 ton gerol. Die rolle word weer in hanteerbare groottes gerol en gesny en stroke van minderwaardige gehalte word verwyder. Twee soorte papiermasjiene word hoofsaaklik gebruik, naamlik die Fourdriniermasjien en die silindermasjien; eersgenoemde word veral vir die vervaardiging van koerantpapier gebruik en laasgenoemde vir 'n beter gehalte papier.

Die Fourdrinier produseer papier van ongeveer 10 m wyd teen sowat 1 000 m per minuut, terwyl die silindermasjien se maksimumproduksie net sowat 100 m per minuut is vir papier van ongeveer 4 m wyd. By die masjien is die sifdoek gespan oor 'n silinder wat in 'n houer met papierstof draai. Die vloeistofvlak binne die houer is laer as buite die houer en die verskil in druk bring mee dat die papierstofvesels aan die sifdoek vaskleef. Na 'n halwe omwenteling kan die papiervel verwyder en na die perse deurgevoer word.

Papiersoorte

Papier verkry bepaalde eienskappe deur vulstowwe teen die einde van die maalproses by te voeg - die deursigtigheidsgraad en tekstuur word onder meer hierdeur beïnvloed. Die papieroppervlak word verder deur afwerkingsprosesse glad gemaak. Verskillende grade papier word vir verskillende gebruike geproduseer, byvoorbeeld skryfpapier, afdrukpapier en papier vir banknote. Dierlike gom of plantaardige hars word in skryfpapier gebruik om die absorbsievermoë tot die minimum te beperk, en die papier word ook gesatineer om 'n gladde afwerking te verkry.

Hoëgehalte-skryfpapier word deur 'n watermerk gekenmerk. Die eienskappe van afdrukpapier word bepaal deur die gebruik daarvan en die drukprosesse waaraan dit onderhewig sal wees. Die goedkoopste afdrukpapier is koerantpapier (deur 'n masjien afgewerk). Die drukpapier bevat geen lym nie en het 'n hoogs gesatineerde oppervlak om doeltreffende kontak met die fyn diepdrukrasters te verseker. Glanspapier is aan beide kante verglans en is besonder glad, terwyl kunsdrukpapier weer 'n hoë weerkaatsingsvermoë het ten einde hoëgraadse vierkleurdruk tot sy reg te laat kom. Onverglansde papier het verskillende grade van gladheid. afhangende van die aantal kalanderrolle waardeur dit gepers is.

Dik papier het 'n lae relatiewe digtheid en word onder meer uit die sellulose van espartogras, 'n Spaanse grassoort, vervaardig - 'n dik boek kan uit betreklik min blaaie saamgestel word. Baie dun papier (Bybelpapier) bevat baie vuller, wat die ondeursigtigheid verhoog. Verpakkingspapier is dikwels glad aan die een kant; die dunste graad is sigaretpapier en die sterkste graad kraftpapier, wat vir onder meer verseëling gebruik word, byvoorbeeld by kabels.

Aangesien die papier waaruit banknote gemaak word, baie duursaam moet wees, word linnelomp dikwels as grondstof gebruik. Besondere papiersoorte is onder meer perkamentpapier (duursaam, water-, vet - en lugdig), filtreerpapier (gemaak van chemies suiwer lapvesels sonder enige byvoegings), deurskynende papier (deur die byvoeging van Kanadabalsem) en geïmpregneerde papier (vir verseëling en verpakking).

Groottes en gewigte van A-reeks papier

Standaardpapiergroottes

Papier word in standaardgroottes vervaardig met konstante lengte- breedteverhoudings. Die basiese grootte, A-0, is 841 x 1189 mm en het 'n oppervlakte van 1 m². Die ander groottes het deur herhaalde halvering hieruit ontstaan dus het A-1 papier 'n oppervlak van 1/2 m², A-2 papier 'n oppervlak van 1/4 m², A-3 papier 'n oppervlak van 1/8 m² ens. In elk geval is die verhouding tussen lengte en breedte gelyk aan ${\sqrt {2}}$, (afgerond tot die naaste millimeter). Die A-4-grootte word gewoonlik vir briefskryfpapier gebruik en die A-6 vir poskaarte. A-7 is die minimumgrootte vir posstukke. Vroeër is B-, C- en D-reekse ook vervaardig, maar die geringe aanvraag kon nie die produksie regverdig nie. Die oppervlak van B-0 papier is ${\sqrt {2}}$ m², dus is die grote van B-1 papier halfpad tussen die grote van A-0 and A-1 papier.

Die diktheid van papier word in gram per vierkante meter (g/m²) gedefinieër. Die gramgewig van papier vir boeke is gemiddeld 80 tot 100 g/m², vir koerante 48 tot 55 g/m², vir tikpapier 65 tot 80 g/m² en vir kunspapier 115 tot 135 g/m². Karton, waarvan die gramgewig hoër as 200 g/m² is, word in die papierbedryf papierbord genoem. Dit is maklik om die gewig van 'n stuk papier to bereken; byvoorbeeld, 'n stuk A-4 80g/m² papier het 'n oppervlak van 1/16 m², dus het hy 'n gewig van 5 g.

Bronne

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 090840963X, volume 22, bl. 97