« Ga naar nieuws overzicht

Papier en karton in perspectief

16/02/2010 - Papier ontleent zijn naam aan de papyrusplant. De Babyloniërs, de Egyptenaren en de Romeinen maakten uit papyrus een papierachtig materiaal door stengeldelen en bladeren in een vlechtwerk samen te pletten en te drogen. Ongeveer 105 jaar na Christus lukte het de Chinese keizerlijke ambtenaar Ts’ai Lun papier te maken volgens het principe zoals nu nog altijd wordt toegepast. Ts’ai Lun vervaardigde een blad papier door het filtreren van cellulose vezels uit water. Hij gebruikte textielafval en de bast van de moerbeiboom als basis. Rond het jaar 700 namen de Arabieren de techniek van papiervervaardiging over.

Tot in de 19e eeuw bleef oud textiel de belangrijkste grondstof voor de productie van papier. In 1843 ontdekten de Duitsers dat het mogelijk is papier te maken op basis van houtvezelpulp.

Grondstoffen
Tegenwoordig is oud papier de belangrijkste vezelstof voor de productie van papier en karton. Papier ontstaat doordat de vezels in elkaar grijpen en zo een netwerkstructuur vormen. Ruim 75% van de vezelstoffen is afkomstig van oud papier en ongeveer 25% van hout. Door hergebruik nemen de vezels in lengte en kracht af. Te korte en slappe vezels kunnen geen stevig netwerkstructuur vormen. Bovendien zullen ze op een gegeven moment tijdens de papierproductie uitspoelen. Een vezel is ongeveer 6 tot 7 keer opnieuw te gebruiken. Papier is dus niet oneindig te recyclen. Het toevoegen van nieuw vezelmateriaal uit hout is nodig om vezels van voldoende lengte en kracht in de pulp te verkrijgen. “Zo niet heeft u binnen 6 maanden niets bruikbaars meer over”, stelt Jan Cardon, secretary general van Pro Carton België. De belangrijkste houtsoorten die de Europese industrie gebruikt voor de productie van papier en karton is naaldhout zoals sparren, dennen, populier en eucalyptus. De vezels van naaldhout zijn namelijk langer (2-5mm) dan van loofhout (1-2mm) waardoor ze in staat zijn op de papiermachine een steviger netwerkstructuur te vormen met als resultaat sterker papier.

Van het hout komt 94% uit Europese bossen, de rest is afkomstig uit Noord-Amerika. Tropisch hardhout is ongeschikt voor papier- en kartonfabricage. De tropische regenwouden bevatten daarvoor te veel verschillende soorten bomen met te verschillende vezelkwaliteiten. “De papier- en kartonsector is dus ook absoluut geen partij bij de problemen rondom het behoud van tropisch regenwoud. Die link wordt vaak gelegd maar dat is een onvoorstelbare grote fout”, vertelt Jan Cardon. De papierindustrie gebruikt ongeveer 9% van de bomen die wereldwijd worden gekapt. Het betreft vooral uitdunnings- en snoeihout, kruinen van bomen en zagerijresten. De dikkere delen van de stammen en de grotere bomen gaan naar de zagerijen en worden gebruikt voor de bouw-, meubel- en verpakkingsindustrie.

“Wereldwijd stijgt de vraag naar papier en karton. Door de economische functie van papier en karton neemt het bosaureaal in Europa toe”, vertelt Jan Cardon. In overeenstemming met nationale wetgevingen plant de industrie minstens evenveel nieuwe bomen als er gekapt worden. Bovendien is er toezicht opdat de natuurlijke fauna en flora, de leefruimte van de dieren en de verscheidenheid aan planten en diersoorten, behouden blijven. De afgelopen 35 jaar is er een bosoppervlak met de grootte van Denemarken bijgekomen. Deze bossen zijn relatief jong. Groeiende bomen nemen meer kooldioxide op dan oudere bomen, terwijl rottende bomen zelfs kooldioxide afgeven. Dit betekent dat gecultiveerde bossen aanzienlijk meer kooldioxide omzetten in zuurstof dan natuurlijke bossen. “Hout is dus een hernieuwbare grondstof voor de papier- en kartonindustrie waarbij sprake is van een duurzame cyclus”, stelt Jan Cardon.

Vezelontsluiting
De productie van papier vindt plaats in de volgende stappen: mechanische en chemische ontsluiting van vezels uit hout en oud papier, pulpbereiding, waterverwijdering en nabewerking. Door het aanpassen van vezelmateriaal en de keuze van het productieproces verkrijgen papier- en kartonproducten de gewenste eigenschappen. Verpakkingspapier moet bijvoorbeeld over goede sterkte-eigenschappen beschikken terwijl voor drukpapier een glad oppervlak belangrijk is.

Grofweg bestaat hout uit houtvezels van cellulosevezels die bij elkaar worden gehouden door lignine. Voor de productie van papier- en karton is het nodig deze vezels uit het hout vrij te maken en cellulose en lignine zo veel mogelijk van elkaar te scheiden. Lignine geeft stevigheid aan hout maar is een nadelig bestanddeel voor de papierindustrie. Een hoog lignine-gehalte betekent minder sterk papier, dat lastiger te bleken is en door oxydatie van lignine nogal snel vergeelt. Het ontsluiten van vezels gebeurt mechanisch of chemisch. Van belang daarbij is de vezels zo lang mogelijk te houden en zo min mogelijk te beschadigen.

Bij de mechanische ontsluiting verkleint een houtslijpmachine snippers of stukken boomstam tot kleine houtvezels in een waterige oplossing, houtslijp genoemd. Het meerendeel van de houtvezels blijft intact maar daarbij blijft ook nog vrij veel lignine achter. Het resultaat van papier uit houtslijp heet vanwege het hoge lignine-gehalte ‘houthoudend papier’. Door de geringe sterkte en snelle vergeling vinden deze vezels vooral toepassing in producten met een korte levensduur zoals kranten en brochures.

De chemische ontsluiting, een sulfiet- of sulfaatproces, verwijdert lignine in veel hogere mate dan het mechanische proces en legt daarbij de cellulosevezels vrij, celstof genoemd. De cellulose-structuur die op de papiermachine ontstaat, is sterker dan de netwerkstructuur op basis van houtvezels. In vochtige toestand vervalt deze sterkte. Daar staat tegenover dat het rendement van het proces lager ligt. Het zure sulfietproces resulteert in een nagenoeg wit sulfietcellulose. Hieruit maakt de industrie lignine-/houtvrij wit en sterk papier. Het dient bijvoorbeeld als grondstof voor primaire verpakkingen voor levensmiddelen. De term ‘houtvrij papier’ slaat dus niet op de herkomst van de grondstoffen. Bij het sulfaatproces ontsluit natronloog het bruin gekleurde natroncellulose, wat dient als grondstof voor diverse kartonsoorten. De sterkte-eigenschappen van sulfaatcelstof zijn altijd beter dan van sulfietcelstof. Overigens kunnen de eigenschappen van celstof voor de papier – en kartonindustrie sterk uiteenlopen. Dat is ondermeer afhankelijk van de herkomst van de vezels (naaldhout of loofhout), de intensiteit van de ontsluiting, de resthoeveelheid lignine en de nabehandeling van de vezels zoals bleken en malen.

« Ga naar nieuws overzicht