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Bis in das 19. Jahrhundert hinein
wurde Papier überwiegend von Hand hergestellt. Ab ca. 1800
beginnt der Einsatz von Papiermaschinen, zunächst Rundsiebmaschinen,
später Langsiebmaschinen.
Bestandteile des Papiers
a) Faserstoffe
b) Zuschlagstoffe
Die wichtigsten Faserstoffe zur Papierherstellung sind pflanzlichen
Ursprungs. Sie werden aus Baumwolle, Bast und anderen Fasern,
Holzschliff und Zellstoff gewonnen. An tierischen Fasern hat nur
die Wolle eine gewisse Bedeutung. Eine große Rolle spielen
Fasern, die aus Altpapier hergestellt wurden.
Die Aufbereitung der Faserstoffe geschieht durch Zerkleinern (Zerschneiden,
Zerreißen, Stampfen, Mahlen, Schleifen). Danach erfolgt
eine Säuberung durch Waschen (Reinigen, Entfetten), Entfärben
(z. B. des Alt-papiers), Bleichen, Kochen (beim chemischen Aufschluss
des Zellstoffes).
An Zuschlagstoffen werden eingesetzt: Füllstoffe, Bindemittel
und Leimstoffe sowie Farbstoffe.
Zur Verbesserung der Oberflächenqualität und des Weißgrades
werden Silikate (Kaolin, Talkum), Sulfate (Alaun, Schwerspat,
Gips) Karbonate (Kreide) und Oxide (Titandioxid) als fein gemahlene
Füllstoffe zugesetzt.
Sie machen bis zu 30 % des Gewichtes aus und bewirken eine Auffüllung
der Hohlräume, die bei der Verfilzung der Fasern entstehen.
Der Zusatz von Leimen dient zur Erhöhung der Festigkeit und
zur Steigerung der Bedruckbarkeit. Tierische Leime sind aus Knochen,
Häuten oder Kasein gewonnen, pflanzliche Leime spielen im
Gegensatz zu den in der heutigen Zeit verwendeten synthetischen
Leimen eine geringe Rolle.
Als Bindemittel dient natürliche Stärke.
Farbstoffe können entweder der flüssigen Papiermasse
zugeführt, oder nachträglich auf die Oberfläche
aufgetragen werden. Da Papier von Natur aus einen leichten Gelbstich
hat, werden zum optischen Ausgleich rote oder blaue Farbstoffe
in geringen Mengen zugesetzt. Dieses nennt man "Schönen"
des Papiers. Durch die additive Farbmischung wird ein Weißeindruck
erzeugt. Auch optische Aufheller werden verwendet, die kurzwellige
Strahlen des ultravioletten Bereichs durch Reflexion in sichtbares
Licht umwandeln.
Papierherstellung
Faserstoffe und Zuschlagstoffe werden in großen, mit Messerwalzen
ausgestatteten Bottichen (Holländer) mit sehr viel Wasser
aufgeschwemmt und gründlich vermischt. Der entstandene Ganzstoff
läuft auf das endlose Langsieb einer Papiermaschine, das
sich kontinuierlich bewegt und seitliche Rüttelbewegungen
ausführt. Dadurch verfilzen die Fasern meist in Richtung
der Vorwärtsbewegung des Siebes (Laufrichtung des Papiers).
Das Wasser läuft durch das Sieb der Papiermaschine ab und
wird über Saugkästen zusätzlich abgesaugt, wobei
gegebenenfalls das Wasserzeichen durch eine über das Sieb
laufende Walze (Egoutteur) in den noch weichen Papierbrei eingepresst
wird. Es entsteht ein echtes Wasserzeichen, wie es normalerweise
bei Briefmarken zu finden ist. Nach der Gautschwalze, die weiteres
Wasser vor allem von der Oberfläche der Papierbahn beseitigt,
wird das Papier auf einer endlosen Filzbahn an die Trockenpartie
übergeben. Das restliche Wasser verdampft nun über beheizten
Metallzylindern. Nach der Trennung von der Filzbahn erfolgt zwischen
Kalandern die erste Glättung und Verfestigung des Papiers.
Danach wird es in Arbeitsbreite der Rapiermaschine auf Rollen
gewickelt.
Je nach den eingesetzten Faserstoffen sind holzfreie und holzhaltige
Papiere zu unterscheiden. Letztere enthalten einen mehr oder weniger
hohen Anteil an Holzschliff. Diese Papiere haben meistens eine
raue Oberfläche von grober Struktur. Je mehr Holzschliff
sie enthalten, umso größer werden die Qualitätsmängel,
z. B. entstehen Löcher im Papier. Durch ihren Gehalt an Lignin
aus dem eingesetzten Holzschliff neigen diese Papiere stark zum
Vergilben und zur Bildung von Stockflecken. Dagegen sind holzfreie
Papiere wesentlich glatter, weißer und alterungsbeständiger.
Ausrüstung des Papiers
Zunächst werden die breiten Rollen in schmalere aufgeteilt.
Deren Breite entspricht bereits dem für den Druck erforderlichen
Maß. Wenn dabei ein Rest bleibt, der mindestens so breit
wie die gewünschte Bogenlänge ist, wird daraus noch
eine schmälere Rolle geschnitten, aus der später einzelne
Bogen in der ursprünglichen Bogenbreite hergestellt werden.
Aus dieser Nebenbahn resultieren die meisten um 90° gedrehten
Wasserzeichen (stehend oder liegend). Um eine noch bessere Oberfläche
zu erzielen, kann das Papier nun noch eine einseitige oder beidseitige
Oberflächenleimung erhalten. Höchstmöglicher Weißgrad,
aber auch beste Glätte wird erzielt durch einseitige oder
(für Briefmarken nicht erforderliche) beidseitige Pigmentierung,
vorwiegend mit Kreide. Zweiseitig pigmentiertes Papier heißt
Kunstdruckpapier, einseitig pigmentiertes heißt Chromopapier
(philatelistisch: Kreidepapier). Sowohl unbehandeltes als auch
geleimtes oder pigmentiertes Papier kann zur Erzielung einer glatteren
Oberfläche nochmals, auch mehrmals, durch Kalander geglättet
(satiniert) werden. Danach erfolgt der Auftrag des Briefmarkengummis
auf die Rückseite des Papiers. Für Rollen-(Rotations-)druck
ist das Papier nun fertig, für Bogendruck werden mit Hilfe
sog. Querschneider die Rollen auf Bogenlänge (bzw. –breite)
aus der Nebenbahn geschnitten. Dabei werden mehrere Rollen gleichzeitig
abgewickelt und eine entsprechende Anzahl Bahnen übereinander
geschnitten und abgelegt. In einem Stapel von Druckbogen müssen
demnach aufeinanderfolgende Papierbogen nicht unbedingt von ein
und derselben Rolle stammen. Zum Schluss wird das Papier gezählt
und verpackt.
Einflüsse des Papiers auf die fertige Briefmarke
Schwankungen des Stoffanteils beim Austritt aus dem Holländer,
Schwankungen der Schüttmenge an gleicher Stelle und unterschiedlich
starke Satinierung führen zu geringfügigen Unterschieden
der Papierdicke in ein und derselben Herstellungspartie, erst
Recht in unterschiedlichen Partien. Veränderungen der Stoffzusammen-setzung
(Anteil bestimmter Fasern, Art und Körnung der Zuschlagstoffe)
führen ebenfalls zu minimalen Unterschieden, auch in der
Färbung des Papiers. Das wird umso deutlicher, wenn mehrere
Papierfabriken an der Herstellung beteiligt sind, weil in diesem
Falle noch die notwendigerweise andere Wasserqualität zu
einem abweichenden Produktionsergebnis führt.
Über längere Zeiträume kommt noch die Reaktion
des Papiers auf Alterungs- und Umweltfaktoren. Diese werden hauptsächlich
ausgelöst durch die chemischen Eigenschaften des Papiers,
weil trotz aller Sorgfalt nicht mit einem chemisch neutralen Produkt
gerechnet werden kann. Durch seine hygroskopischen Eigenschaften
"atmet" das Papier praktisch ständig die Umgebungsluft
ein mit allen ihren Bestandteilen wie z. B. Feuchtigkeit, verschiedene
Gase, auch saure Verbindungen. Natürlich trocknet das Papier
auch wieder aus wenn sich die Umweltbedingungen ändern, nur
verbleiben die meisten "eingeatmeten" Chemikalien auf
Dauer darin und führen langfristig zu Verfärbungen des
Papiers (Bräunung, Vergilbung). Wird das Papier längere
Zeit dem Licht ausgesetzt, kann es ebenfalls vergilben oder bräunen.
Dazu kommen noch Reaktionen mit Bestandteilen der Druckfarbe und
der Gummierung. Durch alle diese Einflüsse wird langfristig
die Struktur des Papiers geschädigt.
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