Papirmasse

Den masse , også kalt masse blir massen beregnet for fremstilling av papir og papp .

Fremstillingen av massen består i å isolere cellulosefibre som er inneholdt i tre eller andre treaktige planter eller andre kilder til fibre, mens de bevarer så mye som mulig deres mekaniske, optiske og morfologiske egenskaper og søker å eliminere lignin , den andre hovedkomponenten av tre. Det er tre hovedmetoder for dette:

Generell

Bruk

Når deigen ikke brukes på produksjonsstedet, transporteres den vanligvis i form av en plate.

Masse er selvfølgelig hovedkomponenten i papir. Transformasjonen av deigen innebærer forming, for å oppnå tynne ark, og inkorporering av tilsetningsstoffer beregnet på å tilpasse produktet til den tiltenkte bruken.

Papirmasse brukes også til fremstilling, ved støping, av emballasjelementer som eggekartonger , oppfunnet på 1930-tallet. Det er eller var et råmateriale for viskose , cellofan og celluloid .

Råvarer

Vi kan produsere papir fra tre, men også bomullsfiller, eller i teorien hvilket som helst fibrøst plantemateriale som er rik på cellulose ( hamp , bambus ( Phyllostachys viridiglaucescens og Phyllostachys edulis ), bomull , kapok , nøttefiber . Kokosnøtt (kokos) , lin , ramie , jute , sisal , kenaf , alfa , albardin , abaca , henequen , raffia , sabai , papyrus , visse siv eller andre urteaktige planter , korn halm , sukkerrør bagasse , stilk av mais eller durra ). Det tynne, fleksible og holdbare bibelpapiret er laget av hampfibre . Den brennesle kan også brukes.

Tre for produksjon av papir kalles "massevirke", "mekanisk  massevirke  ", " massevirke ", "papirved" eller "papirved". I USA tidlig XX th  -tallet var hovedartene som brukes i oppslutnings var gran 57%, Tsuga 14,5%: Aspen : 6%: balsam fir : 5,4%; og forskjellige gule furu : 5,3%. i mindre mengde jack furu , hvit furu , hvit gran , tamarack , bassved , bøk, bjørk, poppel, tyggegummi, lønn og tulipan .

Mekanisk lim

Prosess

Mekanisk masse har et utbytte på 90 til 96%. Dette gode resultatet skyldes fraværet av kjemisk manipulering av materialet. De organiske forbindelsene av tre, cellulose, hemicelluloser og lignin, er bevart. Imidlertid har noen produkter, hovedsakelig ekstraherbare stoffer (harpikser, tanniner, fargestoffer, voks, alkaloider, etc.) et redusert kokepunkt og fordamper. Enten gjennom bruk av en makuleringsmaskin (slipeskive) eller en raffinaderi (skiver), overstiger temperaturene lett 100 grader Celsius på grunn av friksjon.

Denne typen masse brukes vanligvis direkte på stedet, ettersom tørking nedbryter fibrene. Avhengig av bruk kan massen blekes ved å lette ved å kjemisk modifisere de kromoforiske gruppene i ligninet. Den brukes i avispapir og publisering , i mindre grad i papir for grafiske formål, papp og papir for sanitære formål .

Blant de mekaniske massene kan nevnes mekaniske masser fra raffinaderier, makuleringsmaskiner, under trykk, termomekanisk, kjemisk-mekanisk og kjemisk-termomekanisk.

Kjennetegn

Kjemisk pasta

Kjemisk masse oppnås hovedsakelig ved tre prosesser: bisulfitt ( syre ), nøytral bisulfitt og sulfat ( alkalisk ). Den kjemiske behandlingen av råmaterialet gjør det mulig å produsere en papirmasse i nærheten av kvalitetene til ren filmmasse. For å gjøre dette er det nødvendig å eliminere uønskede komponenter i treet så mye som mulig: lignin, tannkjøtt, harpiks for å bare holde cellulosefiberen.

Fremstillingen av deigen skjer i store kjeler, høy temperaturen er 100. for å 175  ° C . Treet er trykkfyrt i nærvær av kjemiske forbindelser i to til fem timer. Fibrene kommer ut fleksible og individualiserte. De aktive produktene helles i fordøyere og løser opp uønskede elementer under tilberedningen. Alt som gjenstår er å vaske, skylle, rense og muligens bleke.

Flere prosesser brukes til fremstilling av kjemisk masse.

Sulfittpasta

Bisulfittprosessen er basert på virkningen av svoveldioksid SO 2(gammel nomenklatur: svoveldioksid ) som forvandler lignin til løselig stoff. Pastaen samles ved utgangen av kokeren, den blåses eller oppløses, vaskes og renses.

Sulfittpasta bruker hovedsakelig bartre med unntak av maritim furu som er for rik på harpiks.

Sulfatpasta

Den sulfatprosessen ble neglisjert for en lang tid på grunn av de vanskelighetene i bleking av massen. Dette problemet er løst, og metoden har mange fordeler. Den kan brukes til å behandle de mest forskjellige plantene: løvtre og bartre, tropisk og ekvatorialt tre, årlige planter, sukkerrør, siv ...

Det kjemiske middelet hvis egenskaper utnyttes er kaustisk soda . Den kjemiske pastaen er mørk i utseende. For kvalitetspapir som krever høy hvithet, vil massen gjennomgå kjemisk bleking.

Ubleket sulfatpasta brukes til fremstilling av presspahn (elektrisk isolator); til emballasjen , papiret, trykk- og skrivepapiret når det blancheres eller blandes.

Den kraftmasse er en rekke sulfatmasse.

Kjennetegn

Oppdagelse av papirmasse

150 års forskning

Den XII th  -tallet til midten av XIX th  papir århundre ble fremstilt fra nedbrytning av plantefiber i filler hamp og lin  Disse filler, oppsamlet gjennom landskapet, ble brukt for å fremstille råmateriale for mølle papir, med sine linjer og dens pontuseaux . Men på slutten av XVII -  tallet følger lin og hampeklut av ferloquiers ikke lenger forespørselen fra utgaven, noe som øker kostnadene for papiret sterkt. Situasjonen er forverret i løpet av XVIII th  århundre og mangel blir grell i de siste tiårene av århundret. Så vi begynte å lete etter ersatz tradisjonell fille fra 1700. Fysikeren Réaumur , i en 1719- erindringsadresse rettet til Academy of Sciences, foreslo følgende spor: "Amerikanske veps lager, for å bygge reirene sine, veldig fint papir. De trekker ut fibrene i et tre som er veldig vanlig i omgivelsene. De lærer oss derfor hvordan papir kan lages av plantens fibre uten å bruke kluter eller tekstiler. Hvis vi hadde fibre som ligner de amerikanske vepsene som brukes til å lage papiret, kan vi produsere det hviteste papiret. "

Jacob Christian Schäffer foretok systematiske eksperimenter for å lage papir fra knuste vegetabilske fibre. Han redegjorde for resultatene av sin forskning mellom 1765 og 1771 i en seks-binders avhandling med tittelen Essais et methods de fabrication du papier uten å ty til klut eller noe avledet av sistnevnte ( Versuche und Muster, ohne alle Lumpen oder doch mit einem geringen Zusatze derselben, Papier zu machen ). De forskjellige prøvene han fikk, enten fra silkeaktige hår av poppelfrø, mose, humle, vinstokker, tistel, nesle, potetbark, torv, kongler eller sagflis var imidlertid av mer enn middelmådig kvalitet og ble aldri brukt av papirfabrikker .

Det var til Friedrich Gottlob Keller at han kom tilbake i desember 1843 for å oppnå en første pålitelig metode for å lage papir av tremasse, som han oppnådde ved kontinuerlig å slipe tre på et steinslipeskive. Drysset med vann. Han perfeksjonerte prosessen til 1846 med utviklingen av makuleringsmaskinen. De11. oktober 1845Han gjorde skyte sin egen papirkopier av flere n o  41 av lokalavisen, Intelligenz- Wochenblattes und für mit Sachsenburg Frankenberg und Umgebung .

Industriell utvikling

Men han kunne ikke, i mangel av penger, utvikle sin oppdagelse industrielt, fordi regjeringen i Sachsen endelig hadde gitt opp å dekke kostnadene ved patentarkivering og demonstrasjon. Dette var grunnen til at han måtte bestemme seg for å gi avkall på sine rettigheter20. juni 1846til høystbydende, Heinrich Voelter  (en) , som forbedret Keller-prosessen ytterligere, bagatelliserte bruken i papirvarer og utviklet en produksjonslinje. Fra 1848 samarbeidet Voelter med Johann Matthäus Voith, en papirprodusent fra Heidenheim , for å gjøre papir til et masseforbrukerprodukt. Voith fortsatte å perfeksjonere masseproduksjonslinjen og oppfant i 1859 raffineriet, en maskin som konverterte grove fibre til cellulose og produserte papir med en mye jevnere tekstur.

Fra 1850 skulle makuleringsmaskinen , som omdanner tre til masse, investere hele papirindustrien; dermed i 1879 var det allerede 345 maskiner av denne typen i hele Tyskland. Den eldste massefabrikken som fortsatt eksisterer er den i Verla i Finland , som startet i 1882 . Produksjonen opphørte i 1964 , men siden 1996 har den blitt innskrevet på verdensarvlisten av UNESCO . Kondopoga- fabrikken , bygget på 1930-tallet i Russland, er en av de største i Europa.

Hvitheten-bærekraftsdilemmaet

De første papirene basert på tremasse hadde ulempen med å gulne fordi de inneholdt lignin. De kjemiske prosessene for å isolere ren cellulose viser seg å være uegnet på grunn av sporene av syre som er tilstede i fibrene etter behandling med ammoniumsyresulfitt ( ammoniumbisulfitt ): middels og langvarig virkning av spor av svovelsyre , aktivert av varme og lys, brune papiret og bryter det ned til støv. Dette er grunnen til at en internasjonal standard har blitt etablert siden 1980-tallet for et syrefritt papir , dyrere men mye mer stabilt over tid. I bestrøket papir ( gelatinbehandlet ) blir virkningen av spor av syre nøytralisert eller gjengitt inert.

Bøker, vitnemål og aviser som er trykket siden 1850 (og for Frankrike, i et hektisk tempo i årene 1915 til 1930, år med mangel), hvis medium er et syrebleket papir, trues derfor med å forsvinne. Modenhet på noen tiår. Siden 1990-tallet har det blitt gjennomført en kampanje av flere institusjoner (inkludert Frankrikes nasjonalbibliotek ) for å avgjøre disse dokumentene, eller for å skrive ut innholdet deres på et permanent medium: et reelt løp mot tiden er i gang.

Arbeidshelse og masse

I 1960 ble en studie initiert og koordinert av International Agency for Research on Cancer , om død av kreft under yrkeseksponering i papirindustrien og masse. I denne sammenhengen, i Frankrike, ble årskullene fulgt i fire produksjonsanlegg for papir og masse (på nesten 25 år, fra1 st januar 1968 på 31. desember 1992) for 5529 menn og 876 kvinner som døde i disse årskullene, var det henholdsvis 708 og 34 dødsfall, og årsakene ble funnet i 98% av disse tilfellene. Denne studien viste lavere dødelighet fra kreft og av alle årsaker (sammenlignet med befolkningen generelt som for alle årsaker). En mer diskriminerende analyse (etter workshop) avslørte imidlertid et overskudd av dødelighet fra kreft i bukspyttkjertelen i treforberedelse og papirproduksjon. Forfatterne mente at disse resultatene skulle bekreftes, særlig av en internasjonal studie som deretter var i gang.

Over tid har prosesser for deigproduksjon og konservering endret seg betydelig.

Miljøpåvirkning

Papir er et materiale hvis produksjon bruker vann og energi, som kan resirkuleres flere ganger. Miljøpåvirkningen kommer hovedsakelig fra fargestoffer , lakker, blekk og tilsetningsstoffer som brukes til utskrift eller vanntetting. De kommer også fra transporten og før det fra transport og skjæring av tre, samt fra soppdrepende eller biocider tilsatt til industrielle masser for å forlenge bevaringen under transport (for eksempel fra Canada til Europa).

En annen innvirkning på sikkerheten kommer fra konvertering av primær- eller sekundærskog rik på biologisk mangfold til intensive plantasjer av trær (bartrær, eukalyptus, popler osv.) Beregnet utelukkende for produksjon av papirmasse.

Merknader og referanser

  1. ISO 4046-2: 2016 (en) Papir, tavle, masser og relaterte termer - Ordforråd - Del 2: Pulp-making terminology
  2. Héloïse Le Drezen og Manon Le Gars , "  Støpt cellulose og emballasje  " , CERIG / Pagora,12. mai 2016.
  3. "  The large terminological dictionary  " , på gdt.oqlf.gouv.qc.ca (åpnet 5. april 2020 )
  4. USA. Gjeld. of Agriculture , [Bulletins on forest patology: from USDA Bulletin, Washington, DC, 1913-1925] , Washington: US Dept. av landbruk,1913( les online )
  5. Febvre og Martin 1958 , s.  60.
  6. Doizy og Fulacher 1997 , s.  99.
  7. René-Antoine Ferchault de Réaumur , History of veps , vol.  2, Paris, koll.  "History of the Royal Academy of Sciences",1719, in-quarto ( les online ) , s.  230.

Vedlegg

Bibliografi

Dokument brukt til å skrive artikkelen : dokument brukt som kilde til denne artikkelen.

Relaterte artikler

Eksterne linker