Papier

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Contexte

Constitué de pâte de bois ou de fibres végétales, le papier est principalement utilisé pour la communication écrite. Le papier le plus ancien était le papyrus, fabriqué à partir de roseaux par les anciens Égyptiens. Le papier a été fabriqué par les Chinois au IIe siècle, probablement par un fonctionnaire de la cour chinoise nommé Cai Lun. Son papier était fait d'écorces d'arbres et de vieux filets de pêche. Reconnu presque immédiatement comme un secret précieux, il a fallu 500 ans avant que les Japonais n'acquièrent la connaissance de la méthode. La fabrication du papier était connue dans le monde islamique dès la fin du VIIIe siècle A.D.

La connaissance de la fabrication du papier s'est finalement déplacée vers l'ouest et la première usine de papier européenne a été construite à Jativa, dans la province de Valence, en Espagne, vers 1150. À la fin du XVe siècle, des usines de papier existaient en Italie, en France, en Allemagne et en Angleterre. , et à la fin du XVIe siècle, le papier était fabriqué dans toute l'Europe.

Le papier, qu'il soit produit dans l'usine moderne ou par les méthodes manuelles les plus minutieuses et les plus délicates, est composé de fibres connectées. Les fibres peuvent provenir d'un certain nombre de sources, notamment de chiffons en tissu, de fibres de cellulose provenant de plantes et, plus particulièrement, d'arbres. L'utilisation de tissu dans le processus a toujours produit du papier de haute qualité. Aujourd'hui, une grande proportion de fibres de coton et de lin dans le mélange crée de nombreux excellents papiers pour des usages spéciaux, du papier d'invitation de mariage au papier spécial pour les dessins à la plume et à l'encre.

La méthode de fabrication du papier est essentiellement simple :mélangez les fibres végétales et faites-les cuire dans de l'eau chaude jusqu'à ce que les fibres soient molles mais non dissoutes. L'eau chaude contient également un produit chimique de base tel que la lessive, qui ramollit les fibres pendant la cuisson. Ensuite, passez un matériau en forme de tamis à travers le mélange, laissez l'eau s'égoutter et/ou s'évaporer, puis pressez ou épongez l'eau supplémentaire. Une couche de papier est laissée derrière. Les fibres sont essentielles au processus, qui ne sont jamais totalement détruites et, une fois mélangées et ramollies, forment un motif entrelacé dans le papier lui-même. Les méthodes modernes de fabrication du papier, bien que nettement plus compliquées que les méthodes plus anciennes, sont des améliorations de développement plutôt que des méthodes entièrement nouvelles de fabrication du papier.

Matières premières

Probablement la moitié de la fibre utilisée pour le papier aujourd'hui provient de bois qui a été délibérément récolté. Le matériau restant provient de fibre de bois provenant de scieries, de journal recyclé, de la matière végétale et du tissu recyclé. Les conifères, tels que l'épinette et le sapin, étaient autrefois préférés pour la fabrication du papier, car les fibres de cellulose de la pâte de ces espèces sont plus longues, ce qui en fait un papier plus résistant. Ces arbres sont appelés « résineux » par l'industrie papetière. Les feuillus (arbres feuillus comme le peuplier et l'orme) sont appelés « feuillus ». En raison de la demande croissante de papier et des améliorations apportées à la technologie de traitement de la pâte, presque toutes les espèces d'arbres peuvent désormais être récoltées pour le papier.

Certaines plantes autres que les arbres conviennent à la fabrication du papier. Dans les zones sans forêts importantes, le bambou a été utilisé pour la pâte à papier, tout comme la paille et la canne à sucre. Lin, La plupart des papiers sont fabriqués par un procédé mécanique ou chimique. les fibres de chanvre et de jute sont couramment utilisées pour les textiles et la corde fabrication, mais ils peuvent également être utilisés pour le papier. Quelques cigarettes de haute qualité le papier est fait de lin.

Les chiffons en coton et en lin sont utilisés dans les papiers de qualité supérieure tels que le papier à en-tête et le papier pour CV, ainsi que pour les billets de banque et les certificats de sécurité. Les chiffons sont généralement des chutes et des déchets d'usines de textile et de confection. Les chiffons doivent être coupés et nettoyés, bouillis et battus avant de pouvoir être utilisés par la papeterie.

D'autres matériaux utilisés dans la fabrication du papier comprennent les agents de blanchiment et les colorants, les charges telles que la craie, l'argile ou l'oxyde de titane, et les encollages tels que la colophane, la gomme et l'amidon.

Le processus de fabrication

Faire de la pâte

• 1 Plusieurs procédés sont couramment utilisés pour convertir les grumes en pâte de bois. Dans le processus mécanique, les grumes sont d'abord culbutées dans des tambours pour en retirer l'écorce. Les bûches sont ensuite envoyées aux broyeurs, qui décomposent le bois en pulpe en le pressant entre d'énormes dalles tournantes. La pulpe est filtrée pour éliminer les corps étrangers. Dans le processus chimique, les copeaux de bois provenant des grumes écorcées sont cuits dans une solution chimique. Cela se fait dans d'énormes cuves appelées digesteurs. Les copeaux sont introduits dans le digesteur, puis bouillis à haute pression dans une solution de hydroxyde de sodium et sulfure de sodium. Les copeaux se dissolvent en pulpe dans la solution. Ensuite, la pulpe est envoyée à travers des filtres. Eau de Javel peuvent être ajoutés à ce stade, ou des colorants. La pulpe est envoyée à l'usine de papier.

Battre

• 2 La pulpe est ensuite soumise à un processus de broyage et de compression appelé, de manière assez appropriée, battement. A l'intérieur d'une grande cuve, la pulpe est soumise à l'effet des batteurs mécaniques. À ce stade, divers matériaux de remplissage peuvent être ajoutés tels que des craies, des argiles ou des produits chimiques tels que l'oxyde de titane. Ces additifs influenceront l'opacité et d'autres qualités du produit final. Les tailles sont également ajoutées à ce stade. Le dimensionnement affecte la façon dont le papier réagira avec diverses encres. Sans aucun encollage, un papier sera trop absorbant pour la plupart des utilisations, sauf comme buvard de bureau. Un encollage tel que l'amidon rend le papier résistant à l'encre à base d'eau (les encres reposent en fait sur une feuille de papier, plutôt que de s'y enfoncer). Une variété d'encollages, généralement des colophanes et des gommes, est disponible en fonction de l'utilisation éventuelle du papier. Le papier qui recevra un motif imprimé, comme un emballage cadeau, nécessite une formule particulière de dimensionnement qui fera en sorte que le papier accepte correctement l'impression.

Pâte à papier

• 3 Afin de transformer enfin la pâte en papier, la pâte est alimentée ou pompée dans des machines géantes et automatisées. Un type courant est appelé la machine Fourdrinier, qui a été inventée en Angleterre en 1807. La pâte est introduite dans la machine Fourdrinier sur une bande mobile de tamisage à mailles fines. La pulpe est pressée à travers une série de rouleaux, tandis que des dispositifs d'aspiration situés sous le tapis évacuent l'eau. Si le papier doit recevoir un filigrane, un appareil appelé dandy se déplace sur la feuille de pâte et y enfonce un dessin.

  Le papier passe ensuite sur la section presse de la machine, où il est pressé entre des rouleaux de feutre de laine. Le papier passe ensuite sur une série de cylindres chauffés à la vapeur pour éliminer l'eau restante. Une grande machine peut avoir de 40 à 70 cylindres de séchage.

Finition

• 4 Enfin, le papier séché est enroulé sur de grandes bobines, où il sera ensuite traité en fonction de son utilisation finale. Le papier est lissé et compacté davantage en passant par des rouleaux métalliques appelés calendriers. Une finition particulière, qu'elle soit douce et mate ou dure et brillante, peut être donnée par les calendriers.

  Le papier peut être encore fini en passant à travers une cuve de matériau d'encollage. Il peut également recevoir un revêtement, soit au pinceau, soit au rouleau. Le revêtement ajoute des produits chimiques ou des pigments à la surface du papier, complétant ainsi les encollages et les charges du début du processus. L'argile fine est souvent utilisée comme enduit. Le papier peut ensuite être surcalandré, c'est-à-dire passé à travers des rouleaux de calandrage extrêmement lisses, pour une dernière fois. Ensuite, le papier est coupé à la taille souhaitée.

Préoccupations environnementales

Le nombre d'arbres et d'autres végétaux coupés pour fabriquer du papier est énorme. Les papetières insistent pour qu'elles plantent autant de nouveaux arbres qu'elles en coupent. Les écologistes soutiennent que les nouveaux arbres de croissance, tellement plus jeunes et plus petits que ceux qui ont été enlevés, ne peuvent pas remplacer la valeur des arbres plus anciens. Les efforts pour recycler le papier usagé (en particulier les journaux) ont été efficaces pour atténuer au moins partiellement le besoin de destruction des forêts, et le papier recyclé est maintenant un ingrédient important dans de nombreux types de production de papier.

Les produits chimiques utilisés dans la fabrication du papier, y compris les colorants, les encres, l'eau de Javel et l'encollage, peuvent également être nocifs pour l'environnement lorsqu'ils sont rejetés dans les réserves d'eau et les terres avoisinantes après utilisation. L'industrie a, parfois à l'instigation du gouvernement, éliminé une grande quantité de pollution, et les exigences fédérales exigent désormais une production de papier sans pollution. Le coût de ces efforts de nettoyage est répercuté sur le consommateur.