Papierherstellung bis heute

Trotz der neuen Medien wie Radio, Fernsehen und Internet gleicht unsere heutige Welt einem "Blätterwald", in dem Tageszeitungen, Zeitschriften und Bücher täglich in millionenfacher Auflage gedruckt werden. Auch Verpackungen sind zu einem großen Teil aus Papier hergestellt. All dies wäre ohne die Industrialisierung auch in der Papierproduktion nicht möglich gewesen. Was hat sich bei der Papierherstellung seit dem Mittelalter verändert? Wo kommen die Rohstoffe her und wie genau entsteht heutzutage Papier?

Von den Chinesen und mittels der arabischen Welt gelangte die Kunst der Papierherstellung bis nach Europa, wo im späten Mittelalter dank der Erfindung des Buchdrucks in Deutschland eine große Nachfrage nach Papier herrschte. Bis ins 19. Jahrhundert veränderte sich die Papierherstellung bis auf maschinelle Verbeserungen kaum - das alte Grundrezept lautete nach wie vor, eine dünne Schicht eines mit Wasser versetzten Breis aus zerriebenen Pflanzenfasern mit Hilfe eines Siebs zu entwässern und dann zu trocknen, zu pressen und zu glätten. Als man dann jedoch Holz als Rohstoff für die Papierherstellung entdeckte, setzte ein rascher Wandel ein.

Die Erfindung zur maschinellen Herstellung von Papier stammte aus Frankreich, wo ein Mann namens Nicolas-Louis Robert in Paris die erste Papierfabrik errichtete. In England, dem Mutterland der Industrialisierung, gelang es Geschäftsleuten und Ingenieuren gemeinsam, die maschinelle Papierherstellung zu einem lohnenden Geschäft zu machen. Die eigentliche Industrialisierung der Papierherstellung in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts führte dazu, dass bei der maschinellen Herstellung deutlich weniger Arbeiter gebraucht wurden - die Einsparung von Arbeitskräften durch die Industrialisierung betraf jedes Gewerbe, in dem produziert wurde.

Die Papiermaschine: schneller und günstiger

Bis zum 19. Jahrhundert wurde Papier ausschließlich von Hand hergestellt. Das gewährleistete zwar eine gute Qualität, machte das Papier andererseits aber auch sehr teuer. Die Papiermühlen zerstampften zwar mit Wasserkraft die Rohstoffe für die Papierherstellung, das Abschöpften aus der Bütte hingegen und auch die weiteren Arbeitsschritte des Trocknens, Pressens und Zurechtschneidens fand nicht mechanisiert statt. Die ständig steigende Nachfrage konnte mittels der alten Technik nicht mehr befriedigt werden.

Der französische Papiermacher Robert baute die erste "Langsieb-Papiermaschine" - statt die Blätter einzeln zu schöpfen sollte eine zusammenhängende Papierbahn entstehen. Roberts Maschine besaß mit Handkurbeln bewegte Walzen, um die ein Sieb lief - der Brei aus der Bütte wurde auf das Sieb gebracht, die feuchte Papierbahn wurde auf einer der Walzen aufgewickelt und von dort zur Weiterverarbeitung abgenommen. Mit dieser Erfindung war der erste Schritt auf dem Weg zur Mechanisierung der Papierherstellung gemacht.

Eine wesentlich verbesserte Papiermaschine wurde einige Jahre später in England gebaut - verantwortlich dafür waren zwei Brüder, nämlich die Papiergroßhändler Henry und Sealy Fourdrinier, und ein Ingenieur namens Bryan Donkin (er baute zeit seines Lebens an die 200 Papiermaschinen). Auch bei der "Fourdrinier-Maschine" wurde der Faserbrei auf ein endloses und sich ständig bewegendes Drahtsieb gegeben und auf einer Walze aufgerollt - anschließend brachte man die noch feuchte Masse auf ein Filztuch, um sie mithilfe weiterer Walzen zu trocknen. Die Fourdrinier-Maschine machte es möglich, die Arbeitsschritte unmittelbar aufeinander folgend durchzuführen. Wenige Arbeitskräfte konnten nun bewerkstelligen, wofür vorher noch über 50 Personen benötigt wurden.

Die Suche nach einem neuen Papierrohstoff

Nicht nur die Technik war ein Problem bei der Herstellung von größeren Mengen an Papier. Es verhielt sich auch so, dass Rohstoffe knapp waren. Ein Durchbruch bei der Suche nach neuen Rohstoffen gelang dem sächsischen Weber Friedrich Gottlob Keller, der einen Faserbrei mit abgeschliffenem Holz ("Holzschliff") herstellte und daraus kleine Papiermengen produzierte.

Holzschliff eignet sich hervorragend, um mit anderen Rohstoffen vermischt zu werden - ausschließlich aus Holzschliff hergestelltes Papier wird ohne vorherige chemische Behandlung schnell brüchig und ist somit nicht besonders lange haltbar.

Unter großem Druck und mit Chemikalien gekocht hingegen verändert Holzschliff seine Eigenschaften dergestalt, dass es auch als alleinige Zutat bei der Papierproduktion taugt. Grund dafür ist die Isolierung von "Cellulose", dem Hauptsbestandteil von pflanzlichen Zellwänden. Ein entsprechendes Verfahren wurde noch im 19. Jahrhundert entwickelt. Papier von höherer Qualität wird fast ausschließlich aus Cellulose hergestellt. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die Rohstoffe für die Papierproduktion in eigenen Zellstoff-Fabriken hergestellt. Die Rohstofferzeugung war damit von der Papierherstellung abgetrennt - eine wichtige Voraussetzung für die Massenherstellung von Papier.

Industrialisierung: Papier für alle Zwecke

Um die Jahrhundertwende zwischen dem 19. und dem 20. Jahrhundert wurden die Papiermaschinen auf elektrischen Antrieb umgestellt. Zuvor hatte die Dampfmaschine bereits den Antrieb durch Wasserkraft abgelöst. Außerdem stellte man nun für unterschiedliche Zwecke ganz unterschiedliche Papiermaschinen her - für die Erzeugung von Pappe und Karton benutzte man die so genannte "Rundsiebmaschine", dünneres Papier hingegen war ein Produkt der "Selbstabnahmemaschine".

Teilweise wurden in den immer größer werdenden Maschinen mehrere Siebe miteinander kombiniert, so dass man mehrlagiges Papier herstellen konnte. Im 20. Jahrhundert konnten die Papiermaschinen mehrere Meter breite Bögen erzeugen. Die Geschwindigkeit konnte innerhalb eines Jahrhunderts von wenigen Metern pro Minute auf über 500 Meter pro Minute gesteigert werden. Papier wurde nun auch zu hygienischen Zwecken eingesetzt - so zum Beispiel in Form von Klopapier.

Papierherstellung in der Gegenwart

Durch den Einsatz von moderner Mess- und Regeltechnik wurden Qualitätsstandards für die Papierherstellung eingeführt - die Erzeugnisse waren nun einheitlich und noch besser den verschiedenen Zwecken angepasst. Eine moderne Papiermaschine kann sich selbst überwachen - der Mensch muss nur noch eingreifen, wenn etwas kaputt geht. In der zweiten Hälfte konnte die Geschwindigkeit von Papiermaschinen auf über 2.000 Meter pro Minute gesteigert werden. Die Arbeitsbreite wuchs auf über zehn Meter - und das trotz steigender Qualität. Eine einzelne Papiermaschine kann heutzutage mehrere Hunderttausend Tonnen Papier pro Jahr herstellen.

In den letzten Jahrzehnten spielte vor allem das Bestreben eine Rolle, die Papierherstellung "ökologischer" zu gestalten. "Ökologie" ist die Wissenschaft, die sich mit den Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer natürlichen Umwelt auseinandersetzt - der Begriff leitet sich von den griechischen Worten "oikos" (das bedeutet "Haus") und "logos" (das bedeutet "Lehre") ab. Es stellte sich nämlich heraus, dass das beim Bleichen von Papier eingesetzte Chlorgas hochgiftig ist und der Umwelt schadet. Heutzutage bleicht man größtenteils chlorfrei durch den Einsatz von Sauerstoff und einer Substanz namens Wasserstoffperoxid.

Weltweiter Papierverbrauch: Raubbau an der Natur?

Ein großes Problem im Zusammenhang mit der Papierproduktion ist die Beschaffung des nötigen Holzes - trotz "Recycling" (Wiederverwertung) von Papierabfällen werden weltweit Waldflächen abgeholzt, um benötigte pflanzliche Frischfasern zu beschaffen. Die Umweltorganisation "WWF" ("World Wildlife Fund") spricht davon, dass stündlich eine Regenwaldfläche von 500 Fußballfeldern allein für die Herstellung von Papierprodukten zerstört wird. Im Jahr sind das drei Millionen Hektar Wald, die zwecks Papierherstellung vernichtet werden. (Ein Hektar entspricht 10.000 Quadratmetern.)

Der steigende Papierkonsum war und ist ein Faktor für die Zerstörung der Artenvielfalt und für den Klimawandel. Fast jeder zweite gefällte Baum wird heutzutage zu Papier verarbeitet. Deutschland alleine konsumiert pro Jahr etwa genauso viel Papier wie die Menschen in Afrika und Südamerika gemeinsam - der Papierverbrauch jedes Deutschen pro Jahr beträgt rund 250 Kilogramm! Wenn woanders in der Welt Wald abgeholzt wird, dann hat dies unmittelbar mit dem Konsumverhalten der Menschen in den so genannten "entwickelten" Ländern zu tun. Die sich rasant entwickelnden Länder - allen voran China, das seinen Bedarf durch die Abholzung indonesischen Regenwalds deckt - tragen dazu bei, dass der Papierverbrauch weiter steigt.