Wie wird Papier hergestellt? Vom Holz zum Druckbogen

Papier besteht im Kern aus einem dünnen Vlies von Pflanzenfasern, die beim Trocknen miteinander verbunden werden. An diesem Grundprinzip hat sich seit Jahrhunderten wenig geändert. Geändert haben sich Rohstoffe, Tempo und Maßstab: Moderne Papiermaschinen sind hallenlange Anlagen, die kontinuierlich breite Papierbahnen erzeugen. Wer die wichtigsten Schritte kennt, versteht besser, warum sich Druckpapiere in Weiße, Oberfläche, Alterungsbeständigkeit und Preis unterscheiden.

Die Rohstoffe

Wichtigster Rohstoff ist Holz, genauer die darin enthaltenen Cellulosefasern. Holz besteht neben Cellulose vor allem aus Hemicellulosen und Lignin, das die Fasern verkittet. Wie das Holz aufgeschlossen wird, entscheidet über die späteren Papiereigenschaften.

• Holzschliff (Holzstoff): Das Holz wird mechanisch zerfasert. Die Ausbeute ist hoch, das Lignin bleibt jedoch im Faserstoff. Papiere mit viel Holzschliff sind voluminös und opak, vergilben aber unter Licht und werden mit der Zeit spröde.
• Zellstoff: Das Holz wird chemisch gekocht, wobei das Lignin weitgehend herausgelöst wird. Übrig bleiben reinere, festere Fasern. Zellstoff ist die Grundlage für hochwertige, alterungsbeständige Papiere.
• Altpapier: Aufbereitete Fasern aus gebrauchtem Papier. Vor der Wiederverwendung wird Altpapier aufgelöst, gereinigt und für hellere Sorten von Druckfarbe befreit (Deinking). Fasern lassen sich mehrfach, aber nicht beliebig oft recyceln, weil sie dabei kürzer werden.
• Füllstoffe: Mineralische Stoffe wie Calciumcarbonat oder Kaolin füllen die Zwischenräume zwischen den Fasern. Sie verbessern Opazität, Weiße und Glätte.
• Hilfsstoffe: Leimungsmittel steuern, wie stark das Papier Wasser und Tinte aufnimmt; dazu kommen je nach Sorte Farbstoffe und optische Aufheller.

Holzfrei und holzhaltig

Die Begriffe sind etwas irreführend, denn auch holzfreies Papier stammt meist aus Holz. Gemeint ist: Holzfreies Papier besteht im Wesentlichen aus Zellstoff und enthält allenfalls einen sehr geringen Anteil verholzter Fasern. Holzhaltiges Papier enthält dagegen nennenswerte Mengen Holzschliff. Es ist günstiger und wird etwa für Zeitungen, Zeitschriften und Kataloge verwendet, bei denen Alterungsbeständigkeit keine große Rolle spielt. Für Bücher, Abschlussarbeiten, Briefpapier und hochwertige Drucksachen ist holzfreies Papier die Regel.

Die Papiermaschine

Faserstoff, Füllstoffe und Hilfsstoffe werden zunächst mit sehr viel Wasser zu einer dünnflüssigen Suspension vermischt. Am Anfang der Maschine besteht diese zu rund 99 Prozent aus Wasser. Die eigentliche Papiermaschine hat die Aufgabe, dieses Wasser Schritt für Schritt zu entfernen und dabei eine gleichmäßige Faserbahn zu bilden.

1. Stoffauflauf: Die Suspension wird gleichmäßig über die ganze Maschinenbreite auf ein umlaufendes Sieb gespritzt.
2. Siebpartie: Auf dem laufenden Sieb fließt Wasser durch die Maschen ab, unterstützt durch Sauger. Die Fasern legen sich dabei überwiegend in Laufrichtung der Maschine ab — die Ursache für die Laufrichtung des Papiers. Hier entsteht auch das eigentliche Blattgefüge.
3. Pressenpartie: Die noch nasse Bahn läuft zwischen Walzen und saugfähigen Filzen hindurch. Durch Pressen wird weiteres Wasser mechanisch entfernt und das Gefüge verdichtet.
4. Trockenpartie: Über zahlreiche dampfbeheizte Zylinder wird die Bahn getrocknet, bis nur noch eine geringe Restfeuchte bleibt. Dabei bilden sich die Bindungen zwischen den Fasern aus, die dem Papier seine Festigkeit geben.
5. Aufrollung: Das fertige Papier wird auf große Rollen gewickelt und später weiterverarbeitet, geschnitten oder zu Bögen formatiert.

In vielen Maschinen ist zusätzlich innerhalb der Trockenpartie eine Leimpresse integriert, die die Oberfläche mit Stärke oder anderen Mitteln behandelt, um sie fester und weniger saugfähig zu machen.

Streichen: die Veredelung der Oberfläche

Für Bilderdruckpapiere wird die Rohpapierbahn anschließend gestrichen. Eine Streichfarbe aus Pigmenten wie Calciumcarbonat oder Kaolin, Bindemitteln und Zusätzen wird aufgetragen und überschüssige Masse abgerakelt. Das kann direkt in der Papiermaschine oder in einer separaten Streichmaschine geschehen, einmal oder mehrfach. Der Strich schließt die Oberfläche: Druckfarbe bleibt oben liegen, Farben wirken brillanter und Details schärfer. Wie sich gestrichene und ungestrichene Papiere im Druck unterscheiden, erklärt ein eigener Artikel.

Kalandrieren: glätten und verdichten

Im Kalander läuft das Papier durch Spalte zwischen Walzen, die es unter Druck und oft unter Wärme glätten. Zusammen mit der Rezeptur des Strichs bestimmt die Intensität dieser Behandlung, ob eine matte, seidenmatte oder glänzende Oberfläche entsteht. Stark satinierte Papiere sind glatter und glänzender, werden dabei aber dünner — bei gleicher Grammatur hat ein glänzendes Bilderdruckpapier daher ein geringeres Volumen als ein mattes oder ungestrichenes Papier. Neben dem dichten, mineralischen Strich ist das ein Grund, warum sich ein 135-g/m²-Glanzpapier dünner anfühlt als ein Naturpapier gleicher Grammatur.

Vom Rohpapier zum Druckbogen

Zum Schluss wird das Papier ausgerüstet: Die Maschinenrollen werden in schmalere Rollen für den Rollendruck umgewickelt oder in Bögen für den Bogendruck geschnitten, sortiert und verpackt. Beim Schneiden wird festgelegt, ob die Fasern parallel zur langen oder zur kurzen Bogenkante verlaufen — ein Detail, das für das Falzen und Binden entscheidend ist und im Artikel zur Laufrichtung genauer erklärt wird.