PapierherstellungPapierherstellung

Anika GrafAnika Graf

& &

Sandra MebusSandra Mebus

WS 03/04

InhaltspunkteInhaltspunkte

1) Einführung in die Papierthematik1) Einführung in die Papierthematik

2) Maschinelle Papierherstellung2) Maschinelle Papierherstellung

3) Manuelle Papierherstellung3) Manuelle Papierherstellung

4) Didaktische Hinweise zur Unterrichts-4) Didaktische Hinweise zur Unterrichts-

umsetzungumsetzung

Geschichtliche Entwicklung des Geschichtliche Entwicklung des PapiersPapiers

Erste Schriftstücke bestanden aus in der Erste Schriftstücke bestanden aus in der Natur vorkommenden Materialen wie Natur vorkommenden Materialen wie Stein, Holz oder Ton.Stein, Holz oder Ton.

Bereits 3000 Jahre v. Chr. wurde Bereits 3000 Jahre v. Chr. wurde Papyrus als Schriftträger verwendet. Papyrus als Schriftträger verwendet.

Pergament wurde seit ca. 1000 v. Chr. Pergament wurde seit ca. 1000 v. Chr. eingesetzt. eingesetzt.

Pergament &Papyrus standen Pergament &Papyrus standen jahrelang im Wettbewerb gegeneinanderjahrelang im Wettbewerb gegeneinander

105 v. Chr. erfand der Chinese Ts‘ai Lun 105 v. Chr. erfand der Chinese Ts‘ai Lun das Papier im heutigen Sinne.das Papier im heutigen Sinne.

Im 6. bis 7. Jahrhundert gelangte das Im 6. bis 7. Jahrhundert gelangte das VerfahrenVerfahren nach Vorderasien und Afrika. nach Vorderasien und Afrika.

Im 12. Jahrhundert wurde das Verfahren Im 12. Jahrhundert wurde das Verfahren der Papierherstellung in Europa bekannt.der Papierherstellung in Europa bekannt.

Ulman Stromer errichtete 1390 die erste Ulman Stromer errichtete 1390 die erste Papiermühle Deutschlands in Nürnberg.Papiermühle Deutschlands in Nürnberg.

Hinsichtlich der Ausgangsmaterialen gab Hinsichtlich der Ausgangsmaterialen gab es regionale Unterschiede, die auf es regionale Unterschiede, die auf vegetative Gegebenheiten vegetative Gegebenheiten zurückzuführen waren.zurückzuführen waren.

PapierrohstoffePapierrohstoffe

Asien und Afrika Asien und Afrika Pflanzenfasern Pflanzenfasern EuropaEuropa Hadern und Hadern und

LumpenLumpen

Aufgrund von Lumpenknappheit im 19. Aufgrund von Lumpenknappheit im 19. Jahrhundert in Europa suchte man nach Jahrhundert in Europa suchte man nach anderen Rohstoffen für die Papier-anderen Rohstoffen für die Papier-herstellung herstellung

Entdeckung des Holzes als Entdeckung des Holzes als PapierrohstoffPapierrohstoff

Bereits 1719 wies franz. Physiker Bereits 1719 wies franz. Physiker Réaumur darauf hin Papier aus anderen Réaumur darauf hin Papier aus anderen natürlichen Rohstoffen herzustellen. natürlichen Rohstoffen herzustellen.

Auch der Naturforscher J.C. Schaefer Auch der Naturforscher J.C. Schaefer führte Mitte des 18. Jahrhunderts führte Mitte des 18. Jahrhunderts zahlreiche Versuche durch, um Papier zahlreiche Versuche durch, um Papier aus anderen pflanzlichern Materialien aus anderen pflanzlichern Materialien herzustellen.herzustellen.

Sowohl Réaumur als auch Schaefer Sowohl Réaumur als auch Schaefer konnten ihre Ideen zu ihrer Zeit nicht konnten ihre Ideen zu ihrer Zeit nicht durchsetzen.durchsetzen.

Erst durch die Erfindung der Erst durch die Erfindung der Holzschliff-maschineHolzschliff-maschine von F.G. Keller im Jahre 1844, konnte der Rohstoff von F.G. Keller im Jahre 1844, konnte der Rohstoff Holz für die Papierherstellung zugänglich gemacht Holz für die Papierherstellung zugänglich gemacht werden.werden.

Die tatsächliche Nutzung des Rohstoffes Holz Die tatsächliche Nutzung des Rohstoffes Holz erfolgte erst ab dem Jahre 1891 durch den Einsatz erfolgte erst ab dem Jahre 1891 durch den Einsatz von Chemikalien.von Chemikalien.

Bis heute ist das Holz der dominierende Rohstoff bei Bis heute ist das Holz der dominierende Rohstoff bei der Papierherstellung, wobei man auf Grund des der Papierherstellung, wobei man auf Grund des hohen und immer weiter ansteigenden Papierbedarfs hohen und immer weiter ansteigenden Papierbedarfs immer mehr dazu übergeht, Papier zu recyceln.immer mehr dazu übergeht, Papier zu recyceln.

HolzschliffmaschineHolzschliffmaschine

http://www.buero-best/papierlexikon.dehttp://www.buero-best/papierlexikon.de

Papier als RecyclingproduktPapier als Recyclingprodukt

Aufgrund des weltweit hohen Aufgrund des weltweit hohen Papierbedarfs besteht heutzutage aus Papierbedarfs besteht heutzutage aus umwelttechnischen Gründen die umwelttechnischen Gründen die zwingende Notwendigkeit Papier zur zwingende Notwendigkeit Papier zur recyceln.recyceln.

Zurück zum Reyclingprodukt!Zurück zum Reyclingprodukt!

Probleme beim PapierrecyclingProbleme beim Papierrecycling

Aufgrund von immer kürzer werdenden Aufgrund von immer kürzer werdenden Fasern wird die Papierqualität nach Fasern wird die Papierqualität nach jedem Recyclingzyklus schlechter.jedem Recyclingzyklus schlechter.

Altpapier ist mit unterschiedlichen Altpapier ist mit unterschiedlichen Druckerschwärzen und Klebstoffen Druckerschwärzen und Klebstoffen belastet, so dass es vor der Verarbeitung belastet, so dass es vor der Verarbeitung zu neuem Papier zunächst gereinigt zu neuem Papier zunächst gereinigt werden muss.werden muss.

Verfahren zur Verfahren zur AltpapierreinigungAltpapierreinigung

Eine neuartige Methode der Altpapier-Eine neuartige Methode der Altpapier-reinigung ist das De-inking.reinigung ist das De-inking.Hierbei unterscheidet man zwischen zwei Hierbei unterscheidet man zwischen zwei Methoden Methoden Washing Washing

FlotationFlotation

Mittlerweile gelingt es auch mithilfe von Mittlerweile gelingt es auch mithilfe von Enzymen die Tintenrückstände zu Enzymen die Tintenrückstände zu entfernen.entfernen.

Flotation-MethodeFlotation-Methode

http://www.inverepsk.co.uk/deinking.htmhttp://www.inverepsk.co.uk/deinking.htm

Maschinelle PapierherstellungMaschinelle Papierherstellung

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

Manuelle PapierherstellungManuelle Papierherstellung

Traditionelle Papierherstellung kann Traditionelle Papierherstellung kann heutzutage jeder mit einfachen Mittel heutzutage jeder mit einfachen Mittel nachvollziehen.nachvollziehen.

Man braucht:Man braucht:

1. Altpapier,

farbige Servietten,

Toilettenpapier,

Eierkartons,

bes.: Reste aus Aktenvernichtern

2. Schöpfwanne (Bütte), die etwas größer sein muss als der Schöpfrahmen

3. Schöpfrahmen: Holzrahmen, bespannt mit Fliegengitter (Plastik oder Metall)

4. Mixer, Küchenmaschine mit Spritzschutz

5. Filz: gut geeignet zum Aufsaugen des überschüssigen Wassers

6. Holzwalzen: aus Besenstilen o.ä. zum Abpressen des Wassers

VersuchsanleitungVersuchsanleitung

Herstellung des Herstellung des Papierbreis Papierbreis

(Maische Pulpe)(Maische Pulpe)Das Altpapier wird zerkleinert und Das Altpapier wird zerkleinert und

Wasser Wasser hinzugefügt. hinzugefügt. Optimal ist eine Optimal ist eine gewisse Einwirkzeit, gewisse Einwirkzeit, bei starker bei starker mechanischer Zerkleinerung (Mixer, mechanischer Zerkleinerung (Mixer, Stabmixer, Schredder) kann sehr Stabmixer, Schredder) kann sehr schnell weitergearbeitet werden.schnell weitergearbeitet werden.

Vorbereitung des Vorbereitung des SchöpfensSchöpfens

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

SchöpfenSchöpfenLeerrahmen und Gitterrahmen Leerrahmen und Gitterrahmen

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

Entwässern Entwässern (Gautschen, Pressen)(Gautschen, Pressen)

Der obere Schöpfrahmen wird Der obere Schöpfrahmen wird abgenommen und die Papiermasse abgenommen und die Papiermasse auf den Filz gekippt. Mit der Walze auf den Filz gekippt. Mit der Walze wird dann überschüssiges Wasser wird dann überschüssiges Wasser ausgepresst.ausgepresst.

TrocknenTrocknenDer Rahmen wird vorsichtig Der Rahmen wird vorsichtig

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

VerschönerungenVerschönerungenDurch Hinzufügung von Blättern, Durch Hinzufügung von Blättern,

Blüten, Federn, Serviettenresten Blüten, Federn, Serviettenresten u.ä. können hübsche Effekte u.ä. können hübsche Effekte erzielt werden.erzielt werden.

TIPPTIPP: Wenn vor dem Schöpfen auf : Wenn vor dem Schöpfen auf dem Fliegengitter mit Draht dem Fliegengitter mit Draht kleine Symbole gelegt werden, kleine Symbole gelegt werden, erscheinen diese später als erscheinen diese später als Wasserzeichen, weil an dieser Wasserzeichen, weil an dieser Stelle das Papier dünner ist.Stelle das Papier dünner ist.

Didaktische Hinweise zur Didaktische Hinweise zur UnterrichtsumsetzungUnterrichtsumsetzung

Didaktische Prinzipien des TechnikunterichtesDidaktische Prinzipien des Technikunterichtes - Prinzip der Situationsbezogenheit- Prinzip der Situationsbezogenheit - Prinzip der Ergebnisorientierung- Prinzip der Ergebnisorientierung - Prinzip der Prozessorientierung- Prinzip der Prozessorientierung - Prinzip der Handlungsorientierung- Prinzip der Handlungsorientierung - Prinzip der Wissenschaftsorientierung- Prinzip der Wissenschaftsorientierung - Prinzip der Verzahnung von Theorie und Praxis- Prinzip der Verzahnung von Theorie und Praxis - Prinzip der Exemplarität- Prinzip der Exemplarität - Prinzip der Struktur- Prinzip der Struktur - Prinzip der Bewertungsorientierung- Prinzip der Bewertungsorientierung

Prinzip der Situationsbezogenheit:Prinzip der Situationsbezogenheit:Papier ist trotz elektronischer Medien aus der Realität nicht Papier ist trotz elektronischer Medien aus der Realität nicht

wegzudenken, Papier wird ständig in der Schule genutzt und der wegzudenken, Papier wird ständig in der Schule genutzt und der Wiederverwertung zugeführt, handgeschöpfte Papiere werden Wiederverwertung zugeführt, handgeschöpfte Papiere werden heute noch genauso hergestellt.heute noch genauso hergestellt.

Prinzip der Ergebnisorientierung:Prinzip der Ergebnisorientierung:Jedes Kind hat am Ende des Unterrichtes etwas hergestellt, was es Jedes Kind hat am Ende des Unterrichtes etwas hergestellt, was es

für besondere Gelegenheit sogar verschenken kann.für besondere Gelegenheit sogar verschenken kann.

Prinzip der ProzessorientierungPrinzip der ProzessorientierungDer relativ einfache technische Prozess der Papierherstellung wird in Der relativ einfache technische Prozess der Papierherstellung wird in

den verschiedenen Arbeitsschritten den Kindern deutlich. den verschiedenen Arbeitsschritten den Kindern deutlich. Unterschiedliche Papierqualitäten können unmittelbar auf die Unterschiedliche Papierqualitäten können unmittelbar auf die verschiedenen Prozesse zurückgeführt werden.verschiedenen Prozesse zurückgeführt werden.

Prinzip der Handlungsorientierung Prinzip der Handlungsorientierung Im Vordergrund steht das Produzieren mit den Teilhandlungen Im Vordergrund steht das Produzieren mit den Teilhandlungen

Beschaffen, Organisieren, Herstellen, Kontrollieren. Bei der Beschaffen, Organisieren, Herstellen, Kontrollieren. Bei der Verwendung von Altpapier wird Material in den Verwendung von Altpapier wird Material in den Produktionsprozess zurückgeführt. Schließlich wird das Papier Produktionsprozess zurückgeführt. Schließlich wird das Papier von den Schülern nach der Herstellung benutzt.von den Schülern nach der Herstellung benutzt. Zusammenarbeit Zusammenarbeit und soziale Interaktion ist notwendig.und soziale Interaktion ist notwendig.

Prinzip der WissenschaftsorientierungPrinzip der WissenschaftsorientierungPapierschöpfen im Unterricht entspricht weitgehend der Papierschöpfen im Unterricht entspricht weitgehend der

handwerklichen Papierherstellung. Die daraus gezogenen handwerklichen Papierherstellung. Die daraus gezogenen Schlüsse treffen auf die handwerkliche und z.T. auch auf die Schlüsse treffen auf die handwerkliche und z.T. auch auf die industrielle Papierherstellung zu. Didaktische Reduktion verfälscht industrielle Papierherstellung zu. Didaktische Reduktion verfälscht nicht.nicht.

Prinzip der Verzahnung von Theorie und Prinzip der Verzahnung von Theorie und PraxisPraxis

Zusammenhang von Theorie und Praxis ist ohne Ortswechsel Zusammenhang von Theorie und Praxis ist ohne Ortswechsel möglich und erforderlich.möglich und erforderlich.

Prinzip der ExemplaritätPrinzip der ExemplaritätExemplarisch steht die Papierherstellung für grundlegende Exemplarisch steht die Papierherstellung für grundlegende

Herstellungsprozesse und ihre Phasen, Recycling und Probleme Herstellungsprozesse und ihre Phasen, Recycling und Probleme des Wasserverbrauches.des Wasserverbrauches.

Prinzip der StrukturPrinzip der StrukturDie Strukturierung des Projektes ergibt sich aus der Sachlogik.Die Strukturierung des Projektes ergibt sich aus der Sachlogik.

Prinzip der BewertungsorientierungPrinzip der BewertungsorientierungQualität des Papiers, Einfallsreichtum, Sorgfalt, Art der Qualität des Papiers, Einfallsreichtum, Sorgfalt, Art der

ZusammenarbeitZusammenarbeit

C H I N AA E G Y P T E NZ E L L U L O S E

W A S S E RP 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.dehttp://www.scool-scout.de

LITERATURLITERATUR Kurt Henseler, Gerd Höpken: Methodik des Technikunterrichtes, Klinkhardt – Kurt Henseler, Gerd Höpken: Methodik des Technikunterrichtes, Klinkhardt –

verlag, Rieden 1996verlag, Rieden 1996 http://www.papiermuseum.ch/ Baseler Papiermühlehttp://www.papiermuseum.ch/ Baseler Papiermühle http://www-mediae.germanistik.uni-kassel.de/froehlich/projekt/papier1.htm zur http://www-mediae.germanistik.uni-kassel.de/froehlich/projekt/papier1.htm zur

Chronik der PapierherstellungChronik der Papierherstellung http://skuld.cup.uni-muenchen.de/didaktik/material/natur/papier/altpap/altpap.htm, http://skuld.cup.uni-muenchen.de/didaktik/material/natur/papier/altpap/altpap.htm,

Anleitung zur PapierherstellungAnleitung zur Papierherstellung http://www.copyshop-tips.de/pap01.shtml, Anleitung zur Papierherstellunghttp://www.copyshop-tips.de/pap01.shtml, Anleitung zur Papierherstellung http://www.pharmazie.uni-muenchen.de/didaktik/material/natur/papier/pap_quiz/http://www.pharmazie.uni-muenchen.de/didaktik/material/natur/papier/pap_quiz/

papier1.htm, Quiz zum Thema Papierpapier1.htm, Quiz zum Thema Papier http://mitglied.lycos.de/pcluehmann/texte/gruss.html, Anleitung zur http://mitglied.lycos.de/pcluehmann/texte/gruss.html, Anleitung zur

PapierherstellungPapierherstellung http://www.uni-koblenz.de/~ubze/praxis/papierrecycling/1mathe.html, kurze http://www.uni-koblenz.de/~ubze/praxis/papierrecycling/1mathe.html, kurze

Unterrichtsreihe zum ThemaUnterrichtsreihe zum Thema http://www.rim.lvr.de/orte/bergisch_gladbach/, Rheinisches Industriemuseum http://www.rim.lvr.de/orte/bergisch_gladbach/, Rheinisches Industriemuseum

Bergisch – Gladbach, Museum für Papier, Papiermühle am Dombach, 51465 B - Bergisch – Gladbach, Museum für Papier, Papiermühle am Dombach, 51465 B - Gladbach Gladbach

K. Keim, Das Papier, 1956 Otto Blesch verlag, StuttgartK. Keim, Das Papier, 1956 Otto Blesch verlag, Stuttgart H.G. Schwieger, Papierpraktikum, Wiesbaden 1974H.G. Schwieger, Papierpraktikum, Wiesbaden 1974 http://www.recyclepapier.de http://www.recyclepapier.de http://www.buero-best/papierlexikon.de http://www.buero-best/papierlexikon.de http://www.inverepsk.co.uk/deinking.htmhttp://www.inverepsk.co.uk/deinking.htm http://www.kommunalmagazin.ch http://www.kommunalmagazin.ch