Papirmaskin

En eldre papirmaskin, for laboratoriebruk

En papirmaskin er en maskin som anvendes for å fremstille papir fra papirmasse. Prinsippene i en moderne papirmaskin er de samme som i Fourdrinier-maskinen og ble utviklet ca. 1800. Papirmassen går igjennom flere prosessteg før den ender som ferdig papir. Tilsats av kjemikalier, fyllmidler, mekanisk bearbeiding og eventuell bestrykning blir gjort for at papiret skal få de ønskede egenskapene.

En moderne papirmaskin er et stort anlegg og kan være rundt ti meter bred og flere hundre meter lang. Det finnes maskiner som produserer hundretalls tonn papir i døgnet. De fleste papirmaskiner kjøres døgnkontinuerlig og styres av operatører som jobber på skift.

Historie

Utdypende artikkel: Papirets historie

Selv om andre maskiner ble tatt i bruk tidligere, så ble det Fourdrinier-maskinen som ble grunnlaget for det meste av moderne papirfremstilling. Oppfinnelsen ble patentert i Frankrike i 1799 og i 1801 i England. Videreutviklingen foregikk i England på begynnelsen av 1800-tallet.

Papirmaskin

Skjematisk fremstilling av en papirmaskin (tysk)

En papirmaskin har i prinsipp fire partier: Våtende (maling og vireparti), pressparti, tørkeparti og kalandrering. Før papirmassen kommer inn på selve papirmaskinen må den slås opp og males for at papiret skal bli sterkere. Tilslutt rulles papiret normalt opp på store ruller (tamburer).

Oppslagning / Maling

Et papirbruk får inn papirmasse som tørkede ark i baler eller pumpmasse (suspensjon av papirmasse i vann) direkte fra et massebruk.

Den tørkede papirmassen må slås opp og lages til en massesuspensjon får den kan anvendes videre. En oppslager kalles ofte for pulper.

Massesuspensjonen (pumpmassen) går så til maling som er en raffinør (kvern) som forsiktig maler fibrene slik at de ikke går i stykker, men blir frynsete. Disse frynsene blir kalt fibriller. Dette gjør at papiret blir sterkere fordi papirfibrene får større overflate og bedre kan binde seg til hverandre.

Vire

Etter maling blir en rekke kjemikalier tilsatt. Både additiver som fyllstoff og våtstyrkemidler, og prosesskjemikalier som retensjonsmidler og skumdemper. Deretter går massesuspensjonen videre til en innøpskasse. Innløpskassen fordeler massesuspensjonen jevnt utover en vire, som er en endeløs kontinuerlig duk spent opp av diverse valser. Moderne virer er vevd av plasttråder, tidligere kunne de være vevd av bronse eller andre metaller. I en avispapirmaskin kan hastigheten på viren komme opp i over 100 km/t. Der hvor massen blir lagt på viren kalles formingsbordet fordi hastigheten som massen legges på av innløpskassen relativt til viren bestemmer hvordan fibrene orienterer seg i det ferdige papiret. Foillisterer som ligger under duken vil lage vibrasjoner i massesuspenjonen for å hindre at papirfibrene klumper seg sammen. Her begynner også den første avvanningen fordi de samme foilene danner vakuum på undersiden av vireduken som suger vannet ut av massesuspensjonen. Etterhvert legger man på mer vakuum med sugekasser og perforerte valser for å få ut mer og mer vann. Når nok vann er sugd ut har man en våt kontinuerlig papirbane liggende på viren. Ved guskvalsen løftes så papirbanen over i presspartiet.

Man kan legge flere sjikt med forskjellige papirmasser oppå hverandre med å ha flere innløpskasser, som f. eks. flerlags kartong. En papirmaskin kan også ha to virer, en på undersiden og en på oversiden. Det gjør at papiret blir likest mulig på begge sider.

Pressing

I presspartiet blir papirbanen avvannes ytterligere ved at det presses mellom valser. Presset mellom to valser kalles nyp. Presspartiet kan bestå av mange sett med valser. Noen av valsene kan være utstyrt med pressfilt for å gi større avvanningseffekt. En pressfilt var opprinnelig lagd av bomull, men er idag 100 % syntetisk. De er duker lagd av polyester påfestet vatt optimalisert for oppsuging av vann. Pressfilter går normalt i en bane hvor de tørkes før de går tilbake til pressvalsen.

For å forlenge nippet kan skopresse anvendes. En skopresse gjør at det presses over et større areal enn hvis to valser presses mot hverandre.

Tørking

Papirbanen går videre fra presspartiet over i tørkepartiet. Tørkepartiet består av oppvarmede tørkesylindre som papirbanen må passere. En tørkesylinder er en stor hul valse hvor hulrommet fylles med damp for å varme den opp. Det ferdige tørkede papiret har normalt tørrstoff på 6 %.

Noen tørkepartier har en ekstra stor tørkesylinder som kalles yankeesylinder. Hvis man ønsker kreppet papir anvendes ofte en yankeesylinder hvor papiret skrapes av med en list og gir kreppingen. Dette gjøres f. eks med mange typer toalettpapir.

Kalandrering

Fra tørkingen kan papiroverflaten være ganske ru. En kalander er en serie glatte stålvalser som papirbanen går gjennom for å glatte papiroverflaten. Tykkelsen på papiret blir også jevnere i dette prosessteget. Trykket som legges på bestemmer hvor glatt papiret blir. Hvis papiret skal lages veldig glatt kalles det superkalandrering.

Opprulling

Til slutt rulles det ferdige papiret opp på et tamburjern og en slik rull kalles en tambur. Når papirrullen har rett størrelse løftes den ut av papirmaskinen. Deretter skjæres den opp i bredder og lengder som kundene har bestilt.