Produkcja papieru składa się z dwóch podstawowych etapów. Najpierw surowiec włóknisty, celuloza z drewna papierówkowego, włókien niedrzewnych lub makulatury, zostaje przetworzony na masę papierniczą, czyli masę włókien odpowiednią do wytwarzania papieru. Następnie ta masa zostaje splątana i spojona w strukturę arkusza, tworząc papier. Proces rozwłókniania oddziela włókna papiernicze od drewna.
Wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje masy papierniczej: masę mechaniczną, masę termomechaniczną (TMP) i masę chemiczną. Każdy rodzaj daje papier o innych właściwościach jakościowych.
Drewno składa się z włókien celulozowych spojonych ligniną, substancją o działaniu kleju. Jakość papieru zwykle poprawia się wraz z usunięciem ligniny, ponieważ lignina z czasem powoduje żółknięcie. Rozwłóknianie chemiczne usuwa ligninę, natomiast metody mechaniczna i termomechaniczna tego nie robią.
Masa mechaniczna. Główne rodzaje to masa ścierna, otrzymywana przez dociskanie drewna papierówkowego do obracającego się ściernego kamienia, oraz masa rafinatorowa (RMP), wytwarzana przez przepuszczanie zrębków przez rafinator tarczowy.
Masa termomechaniczna. Masę termomechaniczną (TMP) otrzymuje się przez gotowanie zrębków lub trocin pod ciśnieniem z parą, aby zmiękczyć ligninę. Zmiękczone zrębki są następnie rozdrabniane w rafinatorze tarczowym i bielone dla uzyskania białości. Proces ten daje bielsze, jaśniejsze papiery o dobrej nieprzezroczystości do druku dwustronnego. Wiele wysokiej jakości gazet używa TMP.
Masa chemiczna. Rozwłóknianie chemiczne to najdroższa metoda, dająca papiery o najwyższej jakości. Zrębki są gotowane pod ciśnieniem w ługu chemicznym, który rozkłada i usuwa ligninę. Otrzymana masa jest czyszczona i bielona, co daje jasny biały papier o doskonałej trwałości. Rozwłóknianie chemiczne uwalnia włókna celulozowe z wiążącej je ligniny.
Podczas rozwłókniania chemicznego chemikalia rozpuszczają ligninę i hemicelulozę, uwalniając włókna celulozowe. Bielenie usuwa resztkową ligninę i hemicelulozę. Wydajność rozwłókniania chemicznego wynosi od 45% do 55%, znacznie mniej niż 90% lub więcej w metodach mechanicznych. W procesach stosuje się kwasy, takie jak kwas siarkawy, oraz zasady, takie jak ług sodowy (soda kaustyczna).
Masa półchemiczna. Masy półchemiczne otrzymuje się przez łagodne gotowanie zrębków z chemikaliami, zwykle siarczynem sodu lub niewielką ilością soli alkalicznej, takiej jak węglan, wodorowęglan lub wodorotlenek sodu. Gotowanie to częściowo usuwa i zmiękcza ligninę, osłabiając wiązanie między włóknami. Zrębki są następnie rafinowane tarczowo w celu rozwłóknienia, po czym następuje płukanie chemiczne. Rozwłóknianie półchemiczne pozostawia znaczną ilość ligniny, co daje wydajność od 60% do 80%. Bielenie obniża wydajność, podobnie jak we wszystkich metodach rozwłókniania.
Bielenie masy papierniczej. Niebielona masa drzewna ma barwę od kremowej do ciemnobrązowej; brązowe torby papierowe powstają z masy niebielonej. Bielenie usuwa resztkową ligninę bez poważnego uszkadzania włókien celulozowych, co daje bielszy papier o lepszym kontraście druku i pozwala uzyskać bardziej intensywne kolory papieru.
Przygotowanie masy i mielenie. Włókna po rozdrobnieniu wymagają dalszej obróbki, zwanej przygotowaniem masy, zanim powstanie z nich papier o wysokiej jakości. Proces ten obejmuje mielenie włókien oraz mieszanie ich z materiałami niewłóknistymi w celu uzyskania żądanych właściwości papieru. Papier powstaje na maszynie papierniczej, ale wiele jego cech ustala się już podczas przygotowania masy.
Mielenie odbywa się w holendrach, rafinatorach stożkowych (jordan) lub rafinatorach tarczowych, które poddają włókna działaniu szczotkowania, cięcia, strzępienia i skracania. W wyniku tych działań włókna pęcznieją, miękną i wytwarzają drobne włoski powierzchniowe, co sprzyja wiązaniu i daje mocniejszy papier.
Podczas przygotowania masy włókna celulozowe miesza się z wypełniaczami, zaklejaczami wewnętrznymi, barwnikami, pigmentami i innymi dodatkami nadającymi papierowi określone właściwości.
Formowanie papieru. Większość papierów drukarskich powstaje na maszynach papierniczych Fourdriniera, nazwanych od wynalazców Henry'ego i Sealya Fourdrinierów. Masę miesza się z dużą ilością wody przed etapem formowania, osiągając 99% udziału wody. Ta mieszanina masy i wody, zwana masą papierniczą, jest następnie odwadniana i prasowana, tworząc ciągłą wstęgę papieru.
Zrównoważony rozwój pozostaje głównym motorem zmian, ze zwiększonym naciskiem na zamknięte obiegi wody i energooszczędne metody produkcji. Rozwój druku cyfrowego wymaga też papierów o określonych właściwościach użytkowych, co wpływa na dobór masy i obróbkę wykończeniową.
Superkalendrowanie
Papier superkalendrowany powstaje przez przepuszczenie papieru maszynowo wykończonego przez superkalander, rysunek 5-4, maszynę złożoną z na przemian ułożonych polerowanych walców stalowych i walców z prasowanego papieru lub bawełny, pracujących pod wysokim ciśnieniem. Zabieg ten zagęszcza papier i zwiększa gładkość oraz połysk jego powierzchni.
Papiery powlekane
Operator maszyny drukującej często nanosi na zadrukowany papier powłokę lakieru, zwykle w celach ochronnych lub estetycznych. Papiernik może jednak również powlec powierzchnię papieru, aby lepiej odpowiadała ona zastosowaniu końcowemu. Papiery powlekane to gatunki z powłoką mineralną, zwykle kaolinową, poprawiającą ich zadrukowalność i wygląd. Są dostępne w różnych wykończeniach. Powłoki poprawiają białość papieru, odporność na zrywanie, wodoodporność, zatrzymywanie tuszu, nieprzezroczystość, połysk i ogólną jakość druku. Zwykle papier powleka się obustronnie (C2S).