Papierherstellung

1. WS 03/04 Papierherstellung Anika Graf & Sandra Mebus

2. Inhaltspunkte 1) Einführung in die Papierthematik 2) Maschinelle Papierherstellung 3) Manuelle Papierherstellung 4) Didaktische Hinweise zur Unterrichts- umsetzung

3. Geschichtliche Entwicklung des Papiers • Erste Schriftstücke bestanden aus in der Natur vorkommenden Materialen wie Stein, Holz oder Ton. • Bereits 3000 Jahre v. Chr. wurde Papyrus als Schriftträger verwendet. • Pergament wurde seit ca. 1000 v. Chr. eingesetzt. • Pergament &Papyrus standen jahrelang im Wettbewerb gegeneinander

4. 105 v. Chr. erfand der Chinese Ts‘ai Lun das Papier im heutigen Sinne. • Im 6. bis 7. Jahrhundert gelangte das Verfahrennach Vorderasien und Afrika. • Im 12. Jahrhundert wurde das Verfahren der Papierherstellung in Europa bekannt. • Ulman Stromer errichtete 1390 die erste Papiermühle Deutschlands in Nürnberg. • Hinsichtlich der Ausgangsmaterialen gab es regionale Unterschiede, die auf vegetative Gegebenheiten zurückzuführen waren.

5. Papierrohstoffe • Asien und Afrika  Pflanzenfasern • Europa  Hadern und Lumpen Aufgrund von Lumpenknappheit im 19. Jahrhundert in Europa suchte man nach anderen Rohstoffen für die Papier-herstellung

6. Entdeckung des Holzes als Papierrohstoff • Bereits 1719 wies franz. Physiker Réaumur darauf hin Papier aus anderen natürlichen Rohstoffen herzustellen. • Auch der Naturforscher J.C. Schaefer führte Mitte des 18. Jahrhunderts zahlreiche Versuche durch, um Papier aus anderen pflanzlichern Materialien herzustellen. • Sowohl Réaumur als auch Schaefer konnten ihre Ideen zu ihrer Zeit nicht durchsetzen.

7. Erst durch die Erfindung der Holzschliff-maschine von F.G. Keller im Jahre 1844, konnte der Rohstoff Holz für die Papierherstellung zugänglich gemacht werden. • Die tatsächliche Nutzung des Rohstoffes Holz erfolgte erst ab dem Jahre 1891 durch den Einsatz von Chemikalien. • Bis heute ist das Holz der dominierende Rohstoff bei der Papierherstellung, wobei man auf Grund des hohen und immer weiter ansteigenden Papierbedarfs immer mehr dazu übergeht, Papier zu recyceln.

8. Holzschliffmaschine http://www.buero-best/papierlexikon.de

9. Papier als Recyclingprodukt • Aufgrund des weltweit hohen Papierbedarfs besteht heutzutage aus umwelttechnischen Gründen die zwingende Notwendigkeit Papier zur recyceln.  Zurück zum Reyclingprodukt!

10. Probleme beim Papierrecycling • Aufgrund von immer kürzer werdenden Fasern wird die Papierqualität nach jedem Recyclingzyklus schlechter. • Altpapier ist mit unterschiedlichen Druckerschwärzen und Klebstoffen belastet, so dass es vor der Verarbeitung zu neuem Papier zunächst gereinigt werden muss.

11. Verfahren zur Altpapierreinigung • Eine neuartige Methode der Altpapier-reinigung ist das De-inking. Hierbei unterscheidet man zwischen zwei Methoden  Washing  Flotation • Mittlerweile gelingt es auch mithilfe von Enzymen die Tintenrückstände zu entfernen.

12. Flotation-Methode http://www.inverepsk.co.uk/deinking.htm

13. Maschinelle Papierherstellung http://www.buero-best/papierlexikon.de

14. Manuelle Papierherstellung • Traditionelle Papierherstellung kann heutzutage jeder mit einfachen Mittel nachvollziehen.

15. Man braucht: 1. Altpapier, farbige Servietten, Toilettenpapier, Eierkartons, bes.: Reste aus Aktenvernichtern 2. Schöpfwanne (Bütte), die etwas größer sein muss als der Schöpfrahmen

16. 3. Schöpfrahmen: Holzrahmen, bespannt mit Fliegengitter (Plastik oder Metall) 4. Mixer, Küchenmaschine mit Spritzschutz

17. 5. Filz: gut geeignet zum Aufsaugen des überschüssigen Wassers 6. Holzwalzen: aus Besenstilen o.ä. zum Abpressen des Wassers

18. Versuchsanleitung • Herstellung des Papierbreis (Maische Pulpe) Das Altpapier wird zerkleinert und Wasser hinzugefügt. Optimal ist eine gewisse Einwirkzeit, bei starker mechanischer Zerkleinerung (Mixer, Stabmixer, Schredder) kann sehr schnell weitergearbeitet werden.

19. Vorbereitung des Schöpfens Der Papierbrei wird in die Schöpfwanne (Bütte) gegeben und mit Wasser zu einem dünnflüssigen Brei aufgefüllt. (Pulpe)

20. Schöpfen Leerrahmen und Gitterrahmen werden aufeinandergelegt. Der Rahmen wird mit dem Leerrahmen nach oben in die Maische eingetaucht und wieder aus dem Wasser geholt.

21. Entwässern (Gautschen, Pressen) Der obere Schöpfrahmen wird abgenommen und die Papiermasse auf den Filz gekippt. Mit der Walze wird dann überschüssiges Wasser ausgepresst.

22. Trocknen Der Rahmen wird vorsichtig abgehoben und das Blatt wird auf Filz oder Zeitungspapier getrocknet. Mehrere Lagen des frischen Papiers werden mit Zwischenschichten (Gautschtuch) getrennt.

23. Verschönerungen Durch Hinzufügung von Blättern, Blüten, Federn, Serviettenresten u.ä. können hübsche Effekte erzielt werden. TIPP: Wenn vor dem Schöpfen auf dem Fliegengitter mit Draht kleine Symbole gelegt werden, erscheinen diese später als Wasserzeichen, weil an dieser Stelle das Papier dünner ist.

24. Didaktische Hinweise zur Unterrichtsumsetzung Didaktische Prinzipien des Technikunterichtes • - Prinzip der Situationsbezogenheit • - Prinzip der Ergebnisorientierung • - Prinzip der Prozessorientierung • - Prinzip der Handlungsorientierung • - Prinzip der Wissenschaftsorientierung • - Prinzip der Verzahnung von Theorie und Praxis • - Prinzip der Exemplarität • - Prinzip der Struktur • - Prinzip der Bewertungsorientierung

25. Prinzip der Situationsbezogenheit: Papier ist trotz elektronischer Medien aus der Realität nicht wegzudenken, Papier wird ständig in der Schule genutzt und der Wiederverwertung zugeführt, handgeschöpfte Papiere werden heute noch genauso hergestellt. • Prinzip der Ergebnisorientierung: Jedes Kind hat am Ende des Unterrichtes etwas hergestellt, was es für besondere Gelegenheit sogar verschenken kann.

26. Prinzip der Prozessorientierung Der relativ einfache technische Prozess der Papierherstellung wird in den verschiedenen Arbeitsschritten den Kindern deutlich. Unterschiedliche Papierqualitäten können unmittelbar auf die verschiedenen Prozesse zurückgeführt werden. • Prinzip der Handlungsorientierung Im Vordergrund steht das Produzieren mit den Teilhandlungen Beschaffen, Organisieren, Herstellen, Kontrollieren. Bei der Verwendung von Altpapier wird Material in den Produktionsprozess zurückgeführt. Schließlich wird das Papier von den Schülern nach der Herstellung benutzt. Zusammenarbeit und soziale Interaktion ist notwendig.

27. Prinzip der Wissenschaftsorientierung Papierschöpfen im Unterricht entspricht weitgehend der handwerklichen Papierherstellung. Die daraus gezogenen Schlüsse treffen auf die handwerkliche und z.T. auch auf die industrielle Papierherstellung zu. Didaktische Reduktion verfälscht nicht. • Prinzip der Verzahnung von Theorie und Praxis Zusammenhang von Theorie und Praxis ist ohne Ortswechsel möglich und erforderlich.

28. Prinzip der Exemplarität Exemplarisch steht die Papierherstellung für grundlegende Herstellungsprozesse und ihre Phasen, Recycling und Probleme des Wasserverbrauches. • Prinzip der Struktur Die Strukturierung des Projektes ergibt sich aus der Sachlogik. • Prinzip der Bewertungsorientierung Qualität des Papiers, Einfallsreichtum, Sorgfalt, Art der Zusammenarbeit

29. C H I N A A E G Y P T E N Z E L L U L O S E W A S S E R P U L P E B U E T T E G A U T S C H T U C H P R E S S E N R E C Y C L I N G http://www.scool-scout.de

30. LITERATUR • Kurt Henseler, Gerd Höpken: Methodik des Technikunterrichtes, Klinkhardt – verlag, Rieden 1996 • http://www.papiermuseum.ch/ Baseler Papiermühle • http://www-mediae.germanistik.uni-kassel.de/froehlich/projekt/papier1.htm zur Chronik der Papierherstellung • http://skuld.cup.uni-muenchen.de/didaktik/material/natur/papier/altpap/altpap.htm, Anleitung zur Papierherstellung • http://www.copyshop-tips.de/pap01.shtml, Anleitung zur Papierherstellung • http://www.pharmazie.uni-muenchen.de/didaktik/material/natur/papier/pap_quiz/papier1.htm, Quiz zum Thema Papier • http://mitglied.lycos.de/pcluehmann/texte/gruss.html, Anleitung zur Papierherstellung • http://www.uni-koblenz.de/~ubze/praxis/papierrecycling/1mathe.html, kurze Unterrichtsreihe zum Thema • http://www.rim.lvr.de/orte/bergisch_gladbach/, Rheinisches Industriemuseum Bergisch – Gladbach, Museum für Papier, Papiermühle am Dombach, 51465 B - Gladbach • K. Keim, Das Papier, 1956 Otto Blesch verlag, Stuttgart • H.G. Schwieger, Papierpraktikum, Wiesbaden 1974 • http://www.recyclepapier.de • http://www.buero-best/papierlexikon.de • http://www.inverepsk.co.uk/deinking.htm • http://www.kommunalmagazin.ch