Denne brukeren har ikke et profilbilde

Agnes M. Raaness

Forsker
Telefon: 73904317

Stein, saks, papir


Stein, saks eller papir. Hvem vinner i geologens perspektiv?
I den populære leken "stein, saks, papir" vinner stein over saks, saks over papir og papir over stein. Men hvordan blir det i virkeligheten?

La oss se på saksa først. Saksa er laget av metall, kanskje er det til og med rustfritt stål. Stål er en legering som for det meste består av jern og noe karbon (mindre enn 2%) og  kan også inneholde små mengder mangan, nikkel, silisium, krom, molybden og vanadium, men  også wolfram. Alle disse påvirker de ulike egenskapene til stålet. Rustfritt stål inneholder vanligvis krom (vanligvis 13%), krom og nikkel.

Alle metallene kommer i utgangspunktet fra ulike metalliske mineraler: Jernet kommer fra mineralene magnetitt, hematitt eller goehtitt. Nikkel finner man blant annet i pentlanditt, krom finnes i kromitt. Mangan finnes gjerne i mineralet pyrolusitt, molybden fra molybdenitt, vanadium fra ulike mineraler og silisium fremstilles fra kvarts.

"Men hva med papiret? Er ikke det laget av cellulose fra trær?" tenker du kanskje nå.
Jo, det er det også. Men vanlig kopi- og skrivepapir inneholder veldig ofte også mer enn cellulose, og noe av det er faktisk finmalt stein. Enkelte papirtyper kan ha så mye som opp til 60% stein!

Steinen bidrar til flere egenskaper i papiret; som fargestoff (pigment), fyllstoff (filler) og til overflatebehandling (coating) av papiret. De bidrar til papirets lyshet (hvor mye lys som reflekteres fra overflaten av papiret) og hvithet (hvilke bølgelengder på lyset som reflekteres fra overflaten av papiret) og arkstruktur som bulk, porestruktur og tekstur.  

Hvor hvitt er hvitt? En bunke papirark som hver for seg oppfattes som hvite, men som alle har ulike nyanser.
Hvor hvitt er hvitt? En bunke papirark som hver for seg oppfattes som hvite, men som alle har ulike nyanser.

For stein som fargestoff er det hvitt som er tingen. Tilsetter man stein med høy hvithet vil det gi et hvitere papir som gir klarere farger i print og trykk.

Som fyllstoff bruker man å tilsette finmalt stein for at det skal fylle ut hulrommene mellom cellulosefibrene og gjøre papiret homogent og mindre gjennomskinnelig. Det bidrar også til lavere permeabilitet. Fyllstoffenes egenskaper kommer av partiklenes evne til å bøya av og reflektere lysstråler gjennom overflaten til papiret og hvilket bølgelengder av lyset som reflekteres. Partiklene må fordeles jevnt for best mulig optisk effekt. I tillegg til optiske effekter brukes fyllstoffene også for å gjøre papiret uniformt og for å påvirket papirets kvalitet.

Ulike overflatebehandlinger gir også papiret ulike egenskaper. Steinen påvirker farge- og skrive-egenskapene til papiret, hvordan det tar opp blekk/trykksverte/toner, hvor ensartet og glatt overflaten er og så videre.

Det er flere typer stein og mineraler som kan brukes i papir, men de aller vanligste er kalkspat og kaolin. Andre typer som brukes i mindre grad er talk, barytt (som bl.a. gir tyngde til kortstokk-kort), rutil/titandioksid (for tynne og lette papirer), leirmineraler, glimmer, osv. 

Så alt i alt: Hvem vinner? Stein, saks eller papir?

Spør du en geolog vil stein vinne overlegent. Uten stein har vi verken metaller til saksa, ugjennomsiktig papir eller noe å lage papiret med. 

Ulike typer tilsetningsstoffer i papir. Bak fra venstre talk, titandioksid, kalkspatmarmor. Foran fra venstre: kaolinisert granitt, barytt og kalkspat.
Ulike typer tilsetningsstoffer i papir. Bak fra venstre talk, titandioksid, kalkspatmarmor. Foran fra venstre: kaolinisert granitt, barytt og kalkspat.