Współczesna produkcja papieru jest całkowicie zmechanizowana. O jakości papieru w zasadniczy sposób decydują surowce, z których wyrabia się papier. Podstawowe etapy produkcji to: przygotowanie masy papierniczej, spilśnianie papieru oraz formowanie wstęgi papieru.
Surowce do wyrobu papieru.
Surowce do produkcji papieru dzieli się na podstawowe i pomocnicze.
Do surowców podstawowych zalicza się:
• masy długowłókniste (z włókien szmat bawełnianych, lnianych i konopnych oraz surowców odpadkowych);
• masy celulozowe (bielone i nie bielone: siarczynowe, siarczanowe i obojętno-siarczynowe z drewna iglastego, liściastego lub roślin jednorocznych, np. słomy);
• masy półchemiczne;
• ścier drzewny (biały, brązowy i chemiczny);
• masy odpadowe (sękowe, wyławiane);
• masę makulaturową, tj. produkt rozwłóknienia używanego papieru, kartonu, tektury.
W przemyśle papierniczym włókna szmat określa się jako włókna celulozowe długowłókniste i wykorzystuje do produkcji szlachetnych rodzajów papieru, przeznaczonych na dokumenty wagi państwowej, do druku banknotów, papierów wartościowych oraz wyrobu niektórych papierów na cele techniczne (bibuła filtracyjna, bibułka papierosowa).
Włókna drzewne określa się jako włókna celulozowe krótkowłókniste. Drewno jest podstawowym surowcem do produkcji papieru. Wykorzystuje się drewno świerka, jodły, sosny, topoli, osiki i brzozy.
W wyniku obróbki chemicznej z drewna otrzymuje się masę celulozową, a w efekcie obróbki mechanicznej ścier drzewny. Z tych dwóch surowców otrzymuje się większość papieru na świecie. Celulozę ze słomy używa się tylko do niektórych rodzajów papieru i to w połączeniu z surowcami drzewnymi.
Istota procesu wytwarzania mas celulozowych polega na rozpuszczeniu przeważającej części ligniny, która jest dominującym składnikiem substancji wiążącej włókna w roślinie. Usunięcie ligniny powoduje zmianę zwartej struktury drewna na masę składającą się z pojedynczych włókien, w których dominującym składnikiem jest celuloza. Roztwarzanie przeprowadza się zwykle w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem. W zależności od zastosowanych środków roztwarzających rozróżnia się metodę siarczynową, siarczanową i obojętnego siarczynu. Wytwory papiernicze uzyskiwane z mas celulozowych i z mas długowłóknistych są nazywane potocznie wytworami bezdrzewnymi.
Środkiem rozpuszczającym w metodzie siarczynowej jest roztwór wodorosiarczynu wapnia, magnezu, sodu lub amonu, zawierający nadmiar wolnego dwutlenku siarki. Metodę tę stosuje się często do obróbki chemicznej drewna świerkowego. Masy celulozowe siarczanu charakteryzują się zadowalającą jasnością w stanie nie bielonym, dlatego są stosowane do wyrobu wytworów białych.
W metodzie siarczanowej środkiem roztwarzającym jest roztwór wodorotlenku sodu z dodatkiem siarczku sodu i siarczanu sodu. Metodę tę stosuje się przeważnie do drewna sosnowego, lecz nadaje się także do roztwarzania wszystkich surowców roślinnych. Masy celulozowe siarczanowe charakteryzują się brązowym zabarwieniem w stanie nie bielonym, dlatego wykorzystuje się je do wyrobu papierów pakowych, workowych i przemysłowo-technicznych, a w stanie bielonym do wyrobu papierów drukowych i do pisania.
W metodzie obojętnego siarczynu jako środek roztwarzający wykorzystuje się siarczan sodu z dodatkiem substancji utrzymujących stałe pH (tzw. substancji buforowych). Metodę tę stosuje się do drewna drzew liściastych i roślin jednorocznych. Otrzymywane masy charakteryzują się stosunkowo jasnym zabarwieniem w stanie nie bielonym.
Ścier wytwarza się na skutek mechanicznego ścierania drewna, w wyniku którego otrzymuje się włóknistą masę o składzie zbliżonym do składu drewna. W ten sposób uzyskuje się tzw. ścier biały (wyrabiany głównie z drewna świerkowego). Jeżeli proces ścierania zostaje poprzedzony impregnacją drewna chemikaliami, to otrzymuje się tzw. ścier chemiczny. Przy produkcji tzw. ścieru brązowego stosuje się wstępne parowanie drewna (przeważnie sosnowego) pod ciśnieniem. Ścier, w stosunku do mas celulozowych, jest traktowany jako gorszy surowiec papierniczy. Wytwory papiernicze uzyskiwane ze ścieru są nazywane potocznie wytworami drzewnymi.
Surowcem papierniczym mogą być także masy półchemiczne, otrzymywane z drewna i roślin jednorocznych metodą częściowego roztworzenia surowca chemicznie i dokończeniu jego rozwłókniania mechanicznie.
A Ze względu na ochronę zasobów drewna, jako surowiec wykorzystuje się makulaturę papierniczą. Makulatura ze względu na jej częstą przerobowość ma bardzo krótkie włókienka, stąd papiery wyprodukowane z dużym dodatkiem makulatury są mało wytrzymałe.
Do surowców pomocniczych zalicza się:
• wypełniacze, czyli białe pigmenty mineralne, naturalne i sztuczne (kaolin, węglan wapnia, biel tytanowa i inne), które służą do poprawienia białości i nieprzezroczystości papieru;
• środki zaklejające, głównie kleje żywiczne (kalafoniowe) i kleje zwierzęce (skórny i kostny), w postaci roztworów wodnych i dyspersji;
• środki koagulujące (wytrącające klej żywiczny), np. siarczan glinu (ałun);
• barwniki i pigmenty,
• środki wodoutrwalające (żywice mocznikowe i melaminowe);
• woda, służąca do przyrządzania masy papierniczej, do mycia, płukania itd.
Duże znaczenie w produkcji papieru ma woda. Od jej ilości i jakości zależy jakość papieru. Woda używana do produkcji papieru powinna być czysta i miękka.
Do produkcji wytworów papierniczych wykorzystuje się także inne surowce włókniste, dodawane do właściwej masy papierniczej na ogół w niewielkich ilościach. Do surowców tych można zaliczyć: włókna zwierzęce (wełna, ścinki skóry), mineralne (azbest, włókno szklane, mika) oraz włókna syntetyczne (poliamidowe, poliestrowe, poliakrylonitrylowe).