Papier
Het papier werd uitgevonden door de Chinezen, die het ook als eersten gebruikten voor de reproductie van schrift en beeld. De traditie schrijft de uitvinding van het papier toe aan T'sai Lun (+121 na Christus), een eunuch aan het Chinese hof. Hij stelde 'zijn' papier voor in 105 na Christus aan het keizerlijke hof. De keizer was zeer opgetogen over deze nieuwe beschrijfstof en het gebruik ervan werd meteen verspreid in de administratie. Vandaag neemt men aan dat T'sai Lun het papier niet uitvond, maar wel de kwaliteit ervan gevoelig verbeterde. De oudste bewaarde papieren fragmenten dateren uit het midden van de tweede eeuw en de tweede helft van de eerste eeuw voor Christus. Al deze papierfragmenten bestaan uit hennepvezels en zijn vrij dik en grof. De fragmenten zijn alle onbeschreven; men neemt aan dat het eerste papier vooral als inpakmateriaal gebruikt werd.
Vanuit China verspreidde de kennis van het papier maken zich naar Japan, Korea, centraal Azië (vijfde eeuw na Christus) en Indië (zesde eeuw). De kennis werd onder de Arabieren verspreid toen in 751 Chinese krijgsgevangenen te Samarkand het geheim om papier te maken verraadden in ruil voor hun vrijheid. De kennis bereikte aan het einde van de achtste eeuw Bagdad en werd vandaaruit verspreid naar Syrië en Egypte. In Europa werd papier voor het eerst in Spanje gebruikt (eind negende eeuw), waar vanaf 1056 het bestaan van een papiermolen geattesteerd wordt (in Xàtiva, nabij Valentia). In Italië werd (geïmporteerd) papier gebruikt vanaf het midden van de twaalfde eeuw en de eerste papiermolens werden naar alle waarschijnlijkheid in Fabriano (nabij Ancona) gebouwd rond 1270. Gedurende de dertiende en veertiende eeuw werd het papier meer noordwaarts (Frankrijk, Duitsland, Engeland) verspreid, terwijl pas ongeveer een eeuw na de eerste kennismaking met de nieuwe beschrijfstof deze ook lokaal aangemaakt werd.
Het is merkwaardig dat het gebruik van papier slechts in de tweede helft van de vijftiende eeuw veralgemeend werd, terwijl het toch vanaf het einde van de negende eeuw in Spanje bekend werd. De meest plausible verklaring is wellicht dat er vóór de uitvinding van de boekdrukkunst geen dwingende nood bestond om dit goedkopere, maar tevens ook fragielere materiaal op grote schaal te gebruiken.
Aanmaak van papier in het Westen (eind 13e tot eind 17e eeuw)
a) sorteren en voorbereiden van de lompen
De lompen worden verzameld door lompenhandelaars. Deze wonen het liefst in grote steden en in de nabijheid van rivieren (lompen wegen zwaar, worden liefst via waterwegen ver-voerd). Diverse onderzoekers voeren aan dat de aanmaak van papier in het westen slechts.
mogelijk was door een modeverschijnsel, nl. het dragen van linnen hemden. Wol is immers niet geschikt voor de papierproductie: schapen bevatten namelijk geen cellulose, het hoofdbe-standdeel van papier.
De lompen worden in een loog (pH > 7) gewassen2. Daarna worden ze gebleekt in de zon om dan opnieuw gewassen te worden zodat alle onzuiverheden verwijderd worden. Ten slotte worden de lompen verknipt tot stroken en worden ze gesorteerd volgens kwaliteit en kleur.
b) aanmaak van de pulp
De lompen worden gedurende enkele weken in een kuip met water te rotten gelegd. Vandaar worden de gerotte lompen naar de stamptrog gebracht; dit is een kuip met water. Elke stamp-trog wordt bediend door drie hamers (met scherpe spijkers op het uiteinde) die alternerend de lompen verscheuren. Deze operatie duurt 12 à 36 uren, afhankelijk van de kwaliteit van de lompen. Daarna wordt het procedé herhaald met hamers die afgeplatte spijkers op het uitein-de hebben om de verscheurde lompen af te breken tot op het niveau van de vezels.
c) scheppen van papier
De bekomen pulp wordt verdund met allerzuiverst water en in een ronde houten bak gegoten (2% pulp en 98% water). Onder deze kuip staat een oventje dat de inhoud van de kuip lauw houdt. Met een schepbak wordt door de papierschepper pulp geschept uit de ton (kettinglijnen op een afstand van enkele cm; langslijnen op een afstand van enkele mm) . Het overtollige water wordt verwijderd door een beetje te schudden met de schepbak. De schepbak wordt daarna op een tafel gezet en het raamwerk wordt verwijderd, dat aan een tweede zeef wordt vastgemaakt. De koetser plaatst een vilt op het geheel en draait het om zodat hij de zeef kan losmaken van het papier in wording (dat nu op het vilt berust). De twee werklui kunnen sa-men 6 à 8 vellen maken per minuut (dus max. 8 riemen van 500 vellen per dag).
100 vellen papier in wording tussen 101 vilten worden samen onder een pers gelegd om het overtollige water te verwijderen. Dit is een kritisch moment, daar tijdens dit procedé de wa-terstofbruggen gevormd worden, dit zijn de verbindingen tussen de cellulosevezels. De wa-terstofbruggen bepalen de weerstand van het papier. Op het einde van deze operatie zijn de bladen voldoende sterk om van het vilt verwijderd te worden door de heffer en gedroogd te worden op droogzolders.
uitweiding: wat is cellulose?
Cellulose is een natuurlijk polymeer van glucose, bestaande uit koolstof, waterstof en zuur-stof (C6H10O5)n. Het wordt aangemaakt tijdens de fotosynthese, met name door de polymeri-satie van de natuurlijke suikers. De cellulose geeft steun aan de plant. Wanneer de macromo-lecules zich groeperen, vormen deze fibrillen en daarna vegetale vezels in een duurzaam net-werk dat aangemaakt wordt tijdens het fabricatieproces van het papier. De chemische verbin-dingen tussen de cellulose-fibrillen worden tijdens de persing van het blad gemaakt. Naarma-te de hoeveelheid water verkleint, naderen de diverse hydroxylgroepen elkaar en verbinden deze zich tot een hecht vlechtwerk via waterstofbruggen.
d) lijmen van het papier
Bladen papier die bestemd zijn tot schrijfmateriaal, moeten met een hydrofobe substantie ge-lijmd worden. Zoniet zal de inkt te veel "uitlopen". Deze substantie wordt gemaakt uit afval van dierlijke vellen die gekookt worden in water. Het geheel wordt gefilterd zodat men een soort van gelatine bekomt. Deze gelatine wordt op de correcte temperatuur gehouden in een weekvat. In het vat worden de bladen snel per 5 à 10 ondergedompeld.
Hierna worden de bladen opnieuw geperst om de overtollige gelatine te verwijderen en daar-na worden ze weer naar de droogzolder gebracht. Nadat de bladen gedroogd zijn, worden ze nogmaals gedurende 10 uren geperst om een glad oppervlak te bekomen. Nadien worden ze met een radeermesje bewerkt om de oneffenheden te verwijderen en met een agaatsteen om de korrel te uniformiseren. Dit noemt men kalanderen.
Verdere ontwikkelingen bij de aanmaak van papier (einde 17e tot midden 19e eeuw)
a) machines
Vanaf ca 1680 werd in Holland zeer wit en zeer fijn papier gemaakt dankzij het gebruik van de hollander, dit is een machine die uit een trog bestaat waarin een zware wals draait. Zowel de bodem van de trog als de wals is met stompe messen bezet. De celstofsuspensie circuleert in de trog en wordt door de wrijvende en snijdende werking van deze messen gedeeltelijk in fibrillen uiteengerafeld en gedeeltelijk in korte stukken gesneden. Door het gebruik van de hollander kon het rottingsproces dat tot een gelige pulp leidde, vermeden worden. Het eind-produkt levert evenwel een pulp met kortere vezels op. Daardoor heeft het aldus gemaakte papier minder weerstand. De weerstand zou met 98% verminderd zijn. Het toestel kende een zeer trage verspreiding buiten Holland. Slechts 21% van de Franse papiermakers bezaten in 1812 een dergelijk toestel.
In 1750 verving John Baskerville (Engeland) de traditionele schepbak door een fijn weefsel van zilver, later van messing. Op deze wijze kon hij zeer glad papier aanmaken (zonder zicht-bare kettinglijnen of langslijnen, wove paper, carta velina, papier vélin).
In 1798 ontwierp Louis-Nicolas Robert (Frankrijk) een machine die in staat was één lange baan papier te maken zonder verdere tussenkomst van diverse arbeiders (zoals de papier-schepper, de koetser en de heffer). Het toestel werd vrijwel onmiddellijk verbeterd door Gamble (Fransman gevlucht naar Engeland) en in 1820 door Samuel Crompton (Engeland).
Tussen 1830 en 1840 worden verder nog de volgende verbeteringen aangebracht: een zeef-doek (om de pulp te zuiveren), registerwalsen, vacuümbakken, een vacuümwals, een pers-partij en een droogpartij.
b) grondstoffen
In 1774 ontdekte de Zweed K.W. Scheele het oxiderend karakter van chloor. Vanaf dat ogen-blik werd chloor gebruikt in het proces van papieraanmaak. Vóór deze datum werden de lom-pen in de zon gebleekt, vanaf dit jaar wordt chloor gebruikt als bleekstof. Het resultaat is dat het papier witter, maar ook zuurder is.
In 1807 werd het procédé om het papier waterafstotend te maken vernieuwd. Voordien wer-den de bladen in een kuip met gelatine ondergedompeld; vanaf 1807 werd een procédé ont-wikkeld om de lijm rechtsstreeks met de pulp te vermengen. Men gebruikte hiertoe vooral colofoniumhars (een natuurlijk hars van de terpentijnboom) en aluin - K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. Het nieuwe procédé kende een geleidelijke verspreiding tussen 1830 en 1875. Door dit nieuwe procédé werd het papier tot zestien maal zuurder.
In 1844 werd het procédé om pulp te maken uit hout op punt gesteld door F.G. Keller (Sak-sen), dat vrijwel ontmiddellijk (in 1846) door Heinrich Voelter (Duitsland) verbeterd werd. Houtpulp is zeer gelig, bijgevolg moet dit produkt sterk gebleekt worden. Vanaf 1854 wordt een procédé ontwikkeld om houtpulp chemisch te bereiden. De celstofsuspensie wordt in een kokend bad met een oplossing van soda -Na2CO3- en potas -K2CO3 - gebracht en vervol-gens met chloor behandeld. De cellulose is bestand tegen de kokende alkaliën, maar de ande-re substanties, zoals emicellulose en lignine lossen erin op. Enige decennia nadien werden de soda en potas vervangen door een preparaat op basis van bi-sulfaat en daarna door één op ba-sis van sulfaat. Via dit laatste procédé wordt donker inpakpapier bekomen. Papier op basis van houtpulp verzuurt gemakkelijk. Enerzijds blijft steeds het chemische instabiele lignine achter, en anderzijds worden bij de aanmaak van dit type papier vele zuren gebruikt. Verzuring van papier is dan ook één van de grootste problemen waarmee bibliotheken van-daag te maken hebben voor hun fondsen van boeken en tijdschriften gedrukt tussen ca 1850 en 1950.
Het moderne papier
Het moderne papier bestaat uit de volgende vier componenten:
- een vezelhoudende grondstof
- een waterafstotende stof
- een kleurstof
- hulpstoffen
a) onder vezelhoudende grondstoffen kan men kiezen tussen: -cellulose afkomstig uit lompen
-cellulose op chemische manier verkregen -houtpulp
-pulp verkregen door recyclage van oud papier
Vandaag wordt niet meer met lompen gewerkt, daar er vrijwel geen lompen meer voorkomen zonder toegevoegde synthetische vezels. Men werkt rechtstreeks met de plant. Behalve bij katoen komt cellulose niet vrij voor, maar is vervat in andere substanties, genoemd incruste-rende substanties. Bij bomen betreft het bv. lignine. Tijdens het kookproces worden diverse chemische producten gebruikt om de cellulose los te maken van de incrusterende substanties, bv. sulfaat, soda…
Hout (de meest voorkomende grondstof voor papier) kan in twee categorieën opgedeeld wor-den: de naaldbomen:
- zacht hout,
- lange vezels,
- grote weerstand
de loofbomen
- hard hout
- korte vezels
Het beste papier wordt door een mengsel van beide soorten verkregen. De lange vezels van de naaldbomen zorgen voor een papier met een grote weerstand, de kortere vezels van de loofbomen geven het papier meer opaciteit.
Kwaliteitspapier (bv. voor bankbriefjes) wordt bij voorkeur gemaakt uit vlas, katoen, hennep of lompen.
b) waterafstotende stoffen
- natuurlijke harsen zoals colofoniumhars of vioolhars worden toegevoegd aan de pulp
- of het gevormde blad wordt ondergedompeld in een dierlijke gelatine
Vandaag wordt kleefstof dikwijls als volgt toegevoegd: nadat de pulp fijn genoeg is (net voor er papier zal gemaakt worden), wordt naast het hars een bepaalde hoeveelheid aluminium-sulfaat -Al2(So4)3.18H2O- in een waterige oplossing toegevoegd. Daardoor ontstaat een zure omgeving en sluiten de colloïdale deeltjes van de colofoniumhars of vioolhars zich om de afzonderlijke vezels en maken deze aldus ondoordringbaar voor water.
Sedert de tweede wereldoorlog worden ook synthetische polymeren gebruikt; bv. voor thee-zakjes (die resistent moeten zijn in warm water) en voor papieren geld dat in een tropisch kli-maat wordt gebruikt.
c) kleurstoffen
- natuurlijke pigmenten: bv. oker, pruisisch blauw, chroomgeel
- natuurlijke organische kleurstoffen: bv. wede (geel), brasilhout, sandelhout (rood)
- artificiële organische kleurstoffen: bv. aniline; deze kleurstoffen worden nu het meest gebruikt
d) hulpstoffen
zijn minerale substanties om bepaalde eigenschappen van het papier te verbeteren of aan te maken
- bv. vulstoffen om het gewicht te verhogen, het papier gladder en minder transparant te maken. Vandaag wordt papier per gewicht verkocht, dus heeft de handelaar profijt bij "zwaar" papier. De belangrijkste vulstoffen zijn porseleinaarde (kaolien), calciumsulfaat, talk, titaandioxide en calciumcarbonaat.
- bv. bleekmiddelen:
sedert de ontdekking van chloor in 1774 tot vandaag wordt deze materie gebruikt om papier witter te maken. Sedert enkele jaren bestaan tevens alternatieve bleekmiddelen: ozon en waterstofperoxide.
Nu wordt o.m. papier aangemaakt met volgende labels:
. ECF (Elemental Chlorine Free): product zonder elementaire chloor: het chloorgas wordt vervangen door chloordioxide.
. TCF (Totally Chlorine Free): product zonder enige chloor; is zeer duur papier en bijgevolg weinig verspreid; hier wordt ozon en waterstofperoxide gebruikt.
Vandaag wordt de pulp ofwel mechanisch gemaakt, ofwel chemisch. Indien de pulp mecha-nisch aangemaakt wordt, is de opbrengst groter. Dit procédé wordt voor bv. krantenpapier gebruikt. Indien de pulp chemisch aangemaakt wordt, is deze veel zuiverder, maar is de op-brengst ook kleiner. Dikwijls wordt een combinatie van beide methodes toegepast. Aan het einde van de behandeling wordt papier nog steeds glad gemaakt door het te satineren of te kalanderen op de kalander.
papierrestauratie, papierrestaurator, papierrestaurateur, restauratie van papier, papier restauratie, restauratievakman, restauratievakman van papier