Papier
Dieser Artikel befasst sich mit dem Material Papier. Weiteres:Papier (Begriffsklärung)
Papier (v. französ: papier, aus griech: pápyros Papyrusstaude) hat seinen Ursprung in China.
Es ist ein Material, bei dem Fasern (wenige mm bis einige cm lange), meist pflanzlicher Herkunft, durch Wasserstoffbrücken ohne Bindemittel vernetzt werden. Normalerweise wird Papier in dünnen Schichten verwendet; es kann aber auch zu massiven Objekten geformt werden (Pappmaché [oder nach neuer Rechtschreibung auch: Pappmaschee]). Papier wird in der Regel aus Holzschliff oder Zellstoff hergestellt.
Der kulturell wichtigste Papiertyp ist das Schreibpapier, dessen geschichtliche Entwicklung weiter unten dargestellt wird.
Daneben wird Papier als Packmaterial in vielen verschiedenen Formen (siehe z.B. Pappe), in der Wohnungseinrichtung (Tapete, aber auch in Japan in unterschiedlichen Anwendungen) und als Hygienepapier verwendet.
Table of contents |
2 Papierherstellung 3 Der historische Beruf des Papiermachers 4 Ausgangsstoffe 5 Papiersorten 6 Weblinks |
Das Papier wurde im 1. Jahrhundert in China durch Tsai Lun erfunden, wahrscheinlich als Nebenprodukt der Seidenherstellung. Das in Ostasien hergestellte Papier unterscheidet sich in erster Linie in seinen Grundsubstanzen von dem heute in Massenproduktion aus Holzfasern hergestellten Papier. Die in Ostasien auch heute noch in Handarbeit hergestellten Papiere nutzen Pflanzen mit relativ langen Fasern (z.B. Seidelbast Locta und Hanf Cannabis) und einer hohen (zeitlichen) Haltbarkeit.
Beide Eigenschaften erlaubten dort die Nutzung von Papier zu Zwecken, die über den Nutzen als Schreibpapier hinausgehen. Raumdekorationen und Kleidungsstücke wurden in Ostasien traditionell (auch) aus Papier hergestellt.
Im alten Ägypten wurden die flach geschlagenen Stängel von Papyrus, einer Schilfart, zum Schreiben verwendet. Zwar gab es auch Papyrus in Griechenland, jedoch war eine Verbreitung über Griechenland hinaus kaum bekannt. Von dem Wort Papyrus leitet sich das Wort Papier ab. Daneben wurde auf Pergament (feinem, nicht gegerbtem Leder) geschrieben.
Die Papierherstellung ist eine chinesische Erfindung, die als Staatsgeheimnis gewertet wurde. 751 wurde sie illegal nach Samarkand gebracht, von wo sich die Technik in die arabische Welt verbreitete. Über den Kulturkontakt zwischen dem christlichen Abendland und dem arabischen Orient sowie dem islamischen Spanien gelangte das Schreibmaterial seit dem 12. Jahrhundert nach Europa. Mit der Ausbreitung der Schriftlichkeit in immer weitere Bereiche der Kultur (Wirtschaft, Recht, Verwaltung usw.) trat das Papier gegenüber dem kostspieligeren Pergament seit dem 14. Jahrhundert seinen Siegeszug an. Mit dem Buchdruck seit der Mitte des 15. Jahrhunderts war die Rolle des Pergaments als reines Luxusschreibmaterial besiegelt.
In Fabriano (Italien) entstand 1276 die erste Papiermühle Europas. Die erste deutsche Papiermühle stand 1390 bei Nürnberg. In den Papiermühlen wurde noch bis ins 19. Jahrhundert nur das dauerhaft haltbare Bütten, also Papier aus Leinen-, Woll- und Baumwoll-Lumpen, den so genannten Hadern (von althochdt. hadara, "Schafspelz"), hergestellt.
Die Herstellung verlief viele Jahrhunderte nach dem gleichen Prinzip: alte Lumpen (meist Leinen, später auch Baumwolle) wurden gesammelt. Die Lumpen wurden zu kleinen Fasern in einer Mühle zerrieben oder zerstampft. Die Fasern wurden in einen grossen Behälter mit Wasser gegeben und aufgelöst. Mit sehr feinmaschigen, flachen, rechteckigen Kupfer-Sieben seierte man kunstvoll einen feinen Flaum oder Filz aus. Auf das Sieb aufgelegte Kupferschlaufen erzeugten das Wasserzeichen (ein Indiz für den Papiermacher und die Herstellungszeit). Der Filz wurde zum Trocknen vom Sieb auf einer saugfähigen Unterlage abgelegt. Nach der Trocknung wurde das Papier gepresst und nochmals zum Trocknen aufgehängt. Da dieses Papier sehr saugfähig und grob war, überzog man das Papier später zusätzlich noch mit Leim.
Der Prozess der Papierherstellung besteht aus rund 60 Arbeitsschritten; die Rohstoffaufbereitung erfolgte noch im 17. Jahrhundert in handwerklich organisierten Betrieben sowie teilweise in größeren Manufakturen mit einen höheren Grad der Arbeitsteilung. Im frühen 18. Jahrhundert wurden halbmechanische Lumpenschneider eingeführt, die zunächst nach dem Fallbeilprinzip sowie später nach dem Scherenprinzip arbeiteten.
Der moderne großtechnische Durchbruch wurde erst mit der Erfindung des Holländers um 1670 erzielt. Das ist eine Maschine, die den Faserbrei (Pulpe), der das Ausgangsmaterial für jede Papierherstellung ist, nicht mehr aus Lumpen, sondern überwiegend alten Seilen, Schiffstauen und Fischernetzen sowie ab etwa 1870 aus dem billigen Rohstoff Holz gewinnt. Diese sehr festen Materialien werden zunächst in der Kapperij, einem Stampfwerk mit wenigen Stempeln und scharfen Schneidemessern, zerkleinert und dann in einem Kollergang weiter zerkleinert. Der Holländer wurde in deutschen Papiermühlen ab etwa 1710 eingesetzt.
Die Anforderungen bezüglich der Alterungsbeständigkeit von Büchern sind in den so genannten Frankfurter Forderungen der Deutschen Bibliothkek und der Gesellschaft für das Buch sowie in der US-Norm ANSI/NISO Z 39.48-1992 und ISO-Norm 9706 fixiert.
Unabhängig von der Faserart kann Papier in Handarbeit oder maschinell hergestellt werden.
Bei beiden Prozessen wird der Faserbrei in Wasser verteilt, und mittels eines feinen Siebes geschöpft. Wird auf dieses Sieb ein Muster aus Draht angebracht, lagern sich an dieser Stelle weniger Fasern ab und das Muster ist beim fertigen Papier zumindest in Gegenlicht als Wasserzeichen zu erkennen.
Bei Handarbeit (die heute in der Regel nur bei Fasern - und somit Papier - hoher Qualität angewendet wird, ist die Ausrichtung der Fasern in alle Richtungen gleich. Dagegen tritt bei der maschinellen Papierherstellung, die auf einem Endlosband erfolgt, eine (teilweise) Ausrichtung der Fasern auf. Man unterscheidet zwischen Maschinenrichtung und Querrichtung, oder generell die Laufrichtung des Papiers. Eine einfache Methode, die Laufrichtung von Papier zu bestimmen, ist, aus einem Blatt Papier zwei lange Streifen zu schneiden; den einen horizontal, den anderen vertikal. Anfeuchten beider Streifen zeigt im Vergleich, in welcher Richtung die Fasern laufen. Eine zweite Methode besteht darin, einen Bogen erst horizontal dann vertikal einzureissen. Die Richtung in der der Riss "glatter" ist, ist die Laufrichtung. Es werden auch maschinell hergestellte Büttenpapiere angeboten z.B. Rundsiebbütten, jedoch haben diese nicht den unvergleichlichen Charme der handwerklich hergestellten.
In Abhängigkeit von der vorherrschenden Faserrichtung im Papier treten Einflüsse von Feuchtigkeit, Temperatur und Alterung ebenfalls richtungsabhängig auf. Dadurch ändert jeder Plan und jede Karte im Laufe der Zeit ihren genauen Maßstab unterschiedlich in den beiden Richtungen. Diese Effekte treten oft periodisch mit dem Wechsel der Witterung bzw. des Raumklimas auf. Durch spezielle bzw. geschichtete Papiersorten lassen sie sich verringern.
Bei der Herstellung von Büchern (und anderen Gegenständen) ist daher darauf zu achten, dass die Laufrichtung aller Seiten (und des Buchdeckels) von oben nach unten ist. Sonst bricht das Buch leicht an der Bindung auseinander bzw. lässt sich schlecht durchblättern. Durch das Aufeinanderkleben mehrerer Papierschichten abwechselnder Laufrichtung erhält man sehr starres Papier (vergleichbar zum Sperrholz), hier sei nur der Bristol-Karton genannt.
Ein Papiermacher ist ein Handwerker, der Papier herstellt, in der Regel in einer Papiermühle mit entsprechenden Produktionseinrichtungen.
In der größten Zahl der Fälle hat jeder leitende Papiermüller ein Wasserzeichen verwendet, das allein für seine Wirkungszeit typisch war. Da die Papiermacher ein Sonderberuf mit einer ausgepägten Berufstradition innerhalb bestimmter Familien waren, so ergänzen sich genealogische und Wasserzeichenforschung gegenseitig. Aus diesem Grunde ist das Deutsche Buch- und Schriftmuseum in der Deutschen Bücherei in Leipzig zugleich Standort einer Papiermacherkartei (siehe Verkartung), in der die Daten von über 8.000 Papiermachern, Papiermühlenbesitzern, Lumpensammlern und Papierhändlern samt ihren Familien erfaßt worden sind und einer Kartei der Papiermühlen mit den Papiermachern, die jemals auf ihnen erwähnt worden sind.
Die für das Papier notwendigen Ausgangstoffe kann man in drei Gruppen einteilen: Die Zellulose, die Leimung und die Füllstoffe.
Die Zellulose ist ein Polysaccharid der Kohlenhydrate mit der chemischen Formel C6H10O5 und die häufigste organische Verbindung der Welt, aus der fast alle Zellwände von Pflanzen und Hölzern bestehen.
Zellulose besteht aus sehr vielen, kettenförmig miteinander verknüpften Glukoseresten. Die einzelnen Zellulosemoleküle sind also kettenförmige Makromoleküle, deren kleinste Glieder Glukoseeinheiten sind. Das Glukosemolekül (C6H12O6), das Monomer der Zellulose, bildet mit einem weiteren Glukosemolekül durch Lösung eines Wassermoleküls eine Zellobiose. Das Aneinanderreihen solcher Zellobiosen zu einer Kette bildet ein Zellstoffmolekül (es entsteht ein Polymer).
Die Kettenmoleküle bilden miteinander Mizellen, das sind Molekülbündel, aus denen sich die Fibrillen aufbauen. Erst eine grössere Anzahl Fibrillen bilden die sichtbare Zellulosefaser.
Die Molekülbündel bestehen aus kristallinen Bereichen (regelmässige Molekül-Führung) und amorphen Bereichen (unregelmässige Molekülführung). Die kristallinen Bereiche sind für die Festigkeit und Steifheit, die amorphen Bereiche für die Flexibilität und Elastizität des Papiers verantwortlich.
Die Länge der Kette, d.h. die Anzahl Monomere, variiert je nach Rohstoff und ist für die Qualität und Alterungsbeständigkeit von grosser Bedeutung.
Geschichte des Papiers
Saures Papier
Seit etwa 1850 wurde die Papierschleifmaschine eingesetzt, mit der die Papierherstellung aus Holz im industriellen Maßstab möglich wurde; um 1879 arbeiteten allein in Deutschland rund 340 solcher Holzschleifereien. Die Holzschliffpapiere seit ca. 1850 erwiesen sich aufgrund von Säureresten aus dem Prozess der chemischen Aufschließung durch saures Ammoniumsulfit u.ä. als problematisch; mittel- und langfristig bildet sich im Papier Schwefelsäure, die das Papier braun und brüchig werden lässt oder es gänzlich zerstören kann; daher wird seit den 1980er Jahren für den Buchdruck hochwertiger Publikationen überwiegend ein teureres, aber auch dauerhafteres säurefreies Papier verwendet.Papierherstellung
Der historische Beruf des Papiermachers
Ausgangsstoffe
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