Træleksikonet
Masser af viden om træ

Papir og miljø

Resumé: 
Papir er fremstillet af træ. Træ er en fornyelig ressource, som i vores del af verden i høj grad genskabes i takt med at den forbruges. Energiforbruget til fremstilling af papir er delvist baseret på fornybare energikilder. Der er gode muligheder for at genbruge papir ved fremstilling af nye papirprodukter eller til energiproduktion ved forbrænding.

Forfatter:
Træ Er Miljø

Adressen på dette dokument:
http://www.trae.dk/Dokumenter/
Dokument.asp?DokumentID=309

Fremstilling af papir

Kort fortalt

Papir er lavet af træ.

Træ består hovedsageligt af 3 byggesten, nemlig cellulose, hemicellulose og lignin. Af disse er det primært cellulose som anvendes til papir. Træets indhold af hemicellulose og lignin udskilles, så vidt muligt, igennem fremstillingsprocessen.

Når træet skal laves til papir, skal træet først laves til papirmasse, også kaldet pulp, som er findelte cellulosefibre opslæmmet i vand.

Processen starter ved at træet afbarkes. Herefter bliver træet findelt ved slibning eller flisning.

Dernæst bliver træet blødgjort ved mekanisk bearbejdning, varme og/eller kemisk behandling, så de enkelte træfibre (cellulosefibre) kan skilles fra hinanden. Her skelnes der mellem mekanisk papirmasse og kemisk papirmasse afhængig af den anvendte metode. Se mere nedenfor.

Det færdige papir fremstilles ved at de sønderdelte cellulosefibre, pulpen, fordeles i et tyndt lag ud over et net. Efter dræning og tørring er pulpen blevet til papir.

Eventuelt tilføres massen tilsætningsstoffer, eller det halvfærdige papir overfladebehandles, afhængigt af det færdige papirs anvendelse. Læs mere nedenfor.

Miljø og klima

Papir er grundlæggende et miljøvenligt produkt. Det er lavet af plantefibre og indgår i naturens kredsløb. Papir kan genbruges 5-6 gange og når papiret ikke kan bruges mere, kan det brændes og give klimavenlig energi.

Papirets energi er den solenergi som træet opsamlede mens det voksede. Derfor sparer man fossile brændstoffer som olie, kul og gas når man brænder papir af.

Når papir brænder, frigives CO2 – men kun den samme mængde CO2 som træet opsamlede mens det voksede. Derfor er afbrænding af papir CO2-neutral, som betyder at det ikke øger drivhuseffekten at brænde papir (og andre plantematerialer) af.

Tidligere var papirindustrien årsag til store miljøproblemer. Især de kemikalier der blev brugt til blegningen gjorde stor skade på miljøet når de blev skyllet ud med spildevandet.

I dag er kemikalierne blevet langt mere miljøvenlige, og de fleste kemikalier kan opsamles og genbruges. Desuden har de fleste papirfabrikker i dag deres egne rensningsanlæg til spildevandsrensning. Det gavner både miljøet og sparer udgiften til kemikalier. Derfor er de fleste papirfabrikker også miljøgodkendte eller miljøcertificerede.

På trae.dk kan du læse mere om hvorfor papir er praktisk, vedvarende og godt for klimaet

Til toppenTil toppen

Papirmasse

Nedenfor er fremstillingsprocessen for papir nærmere beskrevet, herunder fremstilling af de forskellige former for papirmasse.

Mekanisk masse

Slibemasse er en form for mekanisk masse der fremstilles ved at det afbarkede rundtræ med stor kraft presses mod en roterende slibesten under tilførsel af rigelige mængder vand. Cellulosefibrene deles (defibrering) ved at stenen river cellebundter ud af træoverfladen, som blødgøres af friktionsvarmen.

Slibemassen er hovedsageligt lavet af gran og blev tidligere anvendt til avispapir, men anvendes i dag mest til pap og karton. Bleget anvendes slibemassen til f.eks. papirhåndklæder.

Raffinørmasse er en anden mekanisk masse som fremstilles af flis, blødgjort med varme og/eller kemisk behandling, der bearbejdes i en defibrator (to riflede stålskiver der roterer imod hinanden som to møllesten).

Hvis flisen udelukkende forbehandles med varme fås TMP (Thermo Mechanical Pulp) som hovedsageligt anvendes til avispapir.  Hvis der også forbehandles med med NaOH eller NaSO3 fås CTMP (Chemo-Thermo Mechanical Pulp) som anvendes til trykpapir og hygiejneartikler. I TMP-processen anvendes primært nåletræ, imens CTMP-processen også er velegnet til løvtræ.

Mekanisk masse har højt indhold af lignin da dette ikke kan fjernes uden kemikalier. Det er også årsagen til at papir af mekanisk masse har tendens til at gulne.

Kemisk masse

Kemisk masse fremstilles af ren træflis som gennemgår en kemisk behandling. Behandlingen kan enten være sur, neutral eller basisk (dvs behandlingen kan foregå ved lav pH, neutral pH eller høj pH)

Sulfatmasse (kraftmasse) er fremstillet igennem en basisk behandling med NaOH og Na2S, som er stærkt basiske kemikalier (pH > 12) og kogning under tryk ved 160-180˚C. Den aggressive behandling nedbryder størstedelen af træets lignin og hemicellulose og cellulosefibrene falder fuldstændig fra hinanden. Fibrene skal ikke sønderdeles yderligere. Resultatet af behandlingen er en brun masse som må bleges hvis det skal bruges til trykpapir. Papir af sulfatmasse har gode styrkeegenskaber, da cellulosen ikke tager skade af den høje pH. Kemikalierne kan genanvendes næsten fuldstændig.

Fyrretræsarter er foretrukket til fremstilling af sulfatmasse, da harpiks ikke forstyrrer processen.

Sulfatmassen er den mest udbredte kemiske papirmasse.

Sulfitmasse fremstilles ved sur eller neutral reaktion med sulfit (SO2) og kogning i 3-4 timer. Behandlingen er som regel ikke kraftig nok til at flisen falder fra hinanden, hvorfor der efterfølgende må foretages mekanisk sønderdeling af flisen med en defibrator. Den relativt skånsomme proces har den fordel, at træets lyse farve bevares. Massen kan derfor bruges til ubleget trykpapir. Især bøg, asp og birk giver en lys masse. Helt hvidt papir kræver dog blegning.

Af andre metoder, der dog ikke har fundet stor anvendelse, findes neutralsulfitmetoden og metoder hvor blødgøringen af træet foregår med organiske forbindelser (eddikesyre, ethanol og methanol). Desuden er der gjort forsøg med biologisk massefremstilling hvor selektive svampearter nedbryder træets lignin og/eller hemicellulose før defibrering. Sidstnævnte er dog ikke kommet i kommerciel anvendelse.

Rensning og blegning

Kemisk masse vaskes for at fjerne kemikalierester. Både mekanisk og kemisk masse sigtes for at fremmedlegemer og for at opnå ensartet partikelstørrelse. Blegning foretages for at fjerne rester af lignin. Da mekanisk masse har et højt lignin-indhold er blegningens effekt reversibel, idet det gulner når det udsættes for UV-lys.

Til toppenTil toppen

Papirfremstilling

Formaling

Inden papirmassen føres til papirmaskinen, skal massen formales. Formalingen gør fibrene mere fleksible, der opnås bedre partikelstørrelsesfordeling og muligheden for dannelse af kemiske bindinger (brint-bindinger) forøges ved blotlæggelse af større dele af cellevægsmaterialet.

Tilsætningsstoffer

En række stoffer kan tilsættes papirmassen for at forbedre egenskaberne hos det færdige papir. Den vigtigste form for tilsætning er en såkaldt belimning der begrænser papirets vandopsugning og giver papiret styrke.

Belimning foretages med harpiks-sæbe eller –lim som evt. er tilsat bejdse for at forbedre harpikslimens tilhæftning. Der kan også tilsættes stivelse, cellulosederivater og PVA (polyvinylacetat)

Der kan også tilsættes fyldstoffer for at gøre papiret billigere og for at forbedre trykkvaliteten. Anvendelsen af fyldstoffer har dog den ulempe at papirets styrke forringes.

Papirmaskinen

Fremstillingen af det færdige papir foregår i princippet ved at en tynd opslemning af papirmassen hældes ud over et fint net. Når det frie vand er løbet af, kan den dannede fibremåtte forsigtigt løsnes, presses og tørres, hvorved man får det færdige papir.

Moderne papirmaskiner er meget store og komplicerede (ofte over 100 meter lange), og kan fremstille papir i op til 6 meter brede baner med hastigheder helt op til 1500 meter pr. minut (90 km/t)

Efterbehandling

Papir, som skal have en glat overflade (f.eks. til farvetryk) kan påføres et lag af fyldstof ved bestrygning (coating). De vigtigste midler er kaolin, calciumcarbonat og titaniumdioxid som hæftes til papiret med et bindemiddel (modificeret stivelse, cellulosederivater eller PVA)

Helt blanke overflader kan opnås ved at udføre en såkaldt glitning der indebærer at papiret føres gennem opvarmede ruller der presses imod hinanden under højt tryk.

Papirfabrikken

Produktionen af papir sker ofte på såkaldte integrerede fabrikker, dvs. fabrikker, der både fremstiller papirmasse og det færdige papir. Dette er en energimæssig fordel, idet overskudsvarme (damp) fra fremstilling af papirmassen bruges under fremstillingen af papiret

Til toppenTil toppen

Råmaterialer

Træ til papirfremstilling, "cellulosetræ", er typisk forholdsvis ungt udtyndingstræ, som fældes for at de tilbagestående træer har tilstrækkelig plads til at vokse sig store så de kan blive til godt tømmer.

Det er af stor betydning at kunne afsætte udtyndingstræet til papir- eller spånpladefabrikation (Kilde: Dalager 1995).

Oprindeligt anvendtes kun rødgran og ædelgran (indsæt link) til fremstilling af papir. Nye metoder har imidlertid gjort det muligt at anvende en bred vifte af træarter.

Nåletræsarter foretrækkes når papiret skal være stærkt pga. nåletræernes længere fibre. Papir med større indhold af løvtræsfibre foretrækkes, når papiret skal have en jævn overflade og når papiret skal have gode trykkeegenskaber. Desuden er papir med løvtræsindhold også uigennemsigtig, hvilket er fordelagtigt når der skal trykkes på begge sider af papiret.

Råmaterialet kan også være returpapir.

Returpapir

Retur-, eller genbrugspapir, har gennem de seneste årtier haft en tiltagende betydning som råvare i papirindustrien. Udviklingen er til dels politisk bestemt ud fra et ønske om ressourcebesparelser og dels af økonomiske hensyn i papirindustrien, idet energiforbruget ved fremstilling af genbrugsmasse, kun er ca. en tredjedel af energiforbruget ved fremstilling af traditionel masse.

Genanvendelsen foregår ved at returpapiret opslemmes i vand og omdannes til en grød af fibre under omrøring. Genbrugsmassen kan anvendes direkte til simple papirprodukter som f.eks. karton og æggebakker efter rensning for fremmedlegemer (clips, tegnestifter, tape etc.)

Skal genbrugsmassen anvendes til hvidt papir skal massen først afsværtes igennem vask elle flotation ved anvendelse af en række kemikalier (typisk NaOH) og opløsningsmidler. Afsværtningen kan desuden forbedres med enzymer.

Et problem ved genbrusmasse er, at fibrene slides ved genanvendelsen. Fibrene mister en del af deres bindingsevne og fibrene bliver stive. Begge forhold gør, at papiret mister sin styrke. Derfor kan fibrene normalt kun kan klare ca. 5 - 6 gange i "genbrugsmøllen".

Det betyder også at der hele tiden skal tilføres nyt jomfrueligt papir til kredsløbet.

Til toppenTil toppen

Hvor laves der papir?

Finland og Sverige er blandt verdens vigtigste papirproducenter og eksportører. Papir som anvendes i Danmark kommer hovedsageligt fra disse lande.

Træ som fældes i Danmark til papirfabrikation eksporteres (hovedsageligt til Sverige), da  der i Danmark ikke findes anlæg til fremstilling af jomfruelig papirmasse (papirmasse fremstillet direkte fra træ). I Danmark findes der til gengæld anlæg til fremstilling af genbrugspapirmasse (papirmasse fremstillet af indsamlet papir).

Se artiklerne om skovdrift i DanmarkSverige og Finland.

Til toppenTil toppen

Træ Er Miljø
3F - Brancheforeningen Danske Byggecentre - Dansk Skovforeningen - Dansk Træforening
Danske Træindustrier - Miljøstyrelsen - Naturstyrelsen - Træ- og Møbelindustrien - Træinformation