1. Oppitunti: 

Oppitunnin aluksi pohditaan yhdessä, mitä oppilaat tietävät paperin valmistuksesta. Aihe oli haastateltavalle oppilaalle vaikea, joten oppilaiden kanssa voi puhua myös siitä, millaisia eri papereita he tietävät ja osaavat nimetä. Tämän jälkeen tutustutaan paperin valmistusprosessiin katsomalla siihen liittyvä video: 

• Video paperin valmistuksesta https://www.youtube.com/watch?v=7rtytzMZq7Q 

Videon katsomisen jälkeen oppilaat saavat itse valmistaa paperia. Paperia tehdessä voidaan käydä paperin valmistuksen eri vaiheita läpi, jotta ne tulevat oppilaille tutuiksi.

Valmistukseen tarvitset: 

• sanomalehtiä
• astia, johon laitetaan vettä (huom tarpeeksi iso, jotta viira mahtuu siihen kokonaan)
• viira (kaksiosainen)
• alusta, johon paperi kumotaan kuivumaan
• pöytäsuoja 

Ohjeet paperin valmistamiseen:

• Revi sanomalehtiä postimerkin kokoisiksi paloiksi ja laita ne veteen likoamaan (tehdään haketta ja keitetään sitä)
• Soseuta märät paperit sauvasekoittimella tasaiseksi massaksi (tehdään sellua, miltä sellu tuntuu?) 
• Upota viira käsin reunoista pitäen selluun ja nosta se ylös vaakatasossa. Viiraverkon tulee olla ylöspäin, kehyksen alas.
• Valuta vesi pois yhden kulman kautta viirasta
• Kumoa paperi viirasta nopealla liikkeellä alustalle. Painele ylimääräinen vesi pois ja nosta viira toisen reunan kautta pois. (Sellusta poistetaan vesi puristimen kautta)
• Nosta arkki kuivumaan (Paperi kuivataan)

Paperitehtaan viira (Banmark)  

Omatekoisen paperin valmistukseen käytettävä viira (Villi Variksenmarja 2011)


2. Oppitunti:

Paperin valmistamisen ja kuivumisen jälkeen oppilaat saavat itse tutkia ja testata tehdyn paperin ja opettajan valitsemien papereiden välisiä eroja. Opettaja voi varata oppitunnille erilaisia papereita, kuten piirustuspaperi, kartonki, sanomalehti ja wc-paperi. Oppilaat saavat vertailla niitä toisiinsa haluamallaan tavalla. Oppilaat voivat kiinnittää huomiota muun muassa näihin asioihin:

• Paperin ulkonäkö ja pinta
• Paperin lujuus
• Paperin repäisy
• Paperin imukyky
• Paperin läpinäkyvyys
• Paperin tuoksu

Havainnot kirjataan ylös paperille. Lopuksi käydään läpi oppilaiden saamia tuloksia. Yhteisessä keskustelussa voidaan etsiä oppilaiden havaintojen yhteneväisyyksiä sekä eroja. 

Paperikoneen toiminta:

Haastattelemallemme oppilaalle ei tullut mieleen kysymyksiä paperin valmistusprosessista. Toisille oppilaille niitä voi kuitenkin herätä. Haastattelimme kahta paperitehtaalla työskentelevää henkilöä. Haastattelujen sekä kirjallisuuden avulla kokosimme pienen tietopaketin paperikoneen toiminnasta.

Paperikone (Aikolon)

Paperi sekä kartonki ovat yhteiskunnalle tärkeitä ja monipuolisia hyödykkeitä (Häggblom-Ahnger & Komulainen 2006, 8). Sen valmistus alkaa, kun puu kaadetaan metsässä ja lajitellaan eri puulajeihin (koivu, mänty, kuusi), puu tuodaan tehtaalle, puu käsitellään – kuoritaan, pestään, tehdään haketta, jonka jälkeen se käsitellään erilaisin prosessein massaksi (Kiuru 2019).

Kun hake on valmista, voidaan paperia valmistaa joko kemiallisesti tai mekaanisesti. Kemiallisesti tehtynä haketta keitetään suuressa paineessa, jolloin siitä saadaan selluloosaa, eli paperimassaa. Jos paperi valmistetaan mekaanisesti, tehdään hierrettä ja hioketta. Tällöin haketta laitetaan levyjauhimeen kahden terän väliin, jotka raastaen hienontavat hakkeen hierteeksi ja hiokkeeksi. Hierteen ja hiokkeen väliin laitetaan vettä, jolloin siitä syntyy paperimassaa. Sellua, hierrettä ja hioketta voidaan käyttää sellaisenaan tai niitä voidaan sekoittaa keskenään. Aineiden välinen suhde määrää sen, millaista paperia tulee. Mitä enemmän sellua, sen lujempaa paperia tulee. Esimerkiksi setelit ovat lujaa paperia ja vaativat paljon sellua. (Kallio 2019) Eri paperi- ja kartonkilajit voidaan jaotella niiden massakoostumuksen perusteella ryhmiin. Myös paperinvalmistusprosessin mukaisesti voidaan ryhmitellä eri lajit toisistaan. (Häggblom-Ahnger & Komulainen 2006, 61.)

Tärkeimmät paperikoneen osat ovat perälaatikko, viiraosa, puristinosa sekä kuivatusosa (Häggblom-Ahnger & Komulainen 2006, 15). Kun paperimassa on valmis, laitetaan perälaatikkoon 99% vettä ja 1% kuitua, eli paperimassaa. Vettä käytetään paljon, jotta paperista saadaan tasalaatuista. Mitä vähemmän nestettä, sen vaikeampaa on tehdä hyvää lopputulosta. Jos paperista haluaa värillistä, lisätään sitä perälaatikkoon pumpun avulla. Perälaatikosta lähtee kapea rako, josta massa kulkeutuu viiraosan päälle. Viira on kangas, joka erottelee kuidusta veden pois. (Kallio 2019.) Massa ajetaan sille koneelle, mitä paperia halutaan valmistaa, esimerkiksi kartonkikoneelle. Kartonki koostuu kolmesta paperimassa kerroksesta: taustasta, rungosta ja pinnasta. Normaalissa paperissa sen sijaan on vain yksi kerros. (Kiuru 2019.)

Paperin kerrokset kuivataan ja puristetaan yhteen. Puristimen avulla paperiin saadaan kiiltoa. Mitä kiiltävämpi paperi on, sen kalliimpaa se on. Esimerkiksi sanomalehti ei kiillä juuri yhtään, kun taas aikakausilehti kiiltää. Valmis paperi rullataan isoiksi konerulliksi. Rullat leikataan asiakkaan haluamiin mittoihin pituusleikkurille, pakataan ja mahdollisesti muovipäällystetään. (Kallio 2019; Kiuru 2019.) Paperirulla voi olla jopa 100km pitkä ja painaa 300-6000 kiloa. Paperia kuljetetaan muun muassa Kiinaan, Brasiliaan, Ruotsiin, Venäjään ja Amerikkaan. (Kallio 2019.) Paperia tuotetaan yhdellä koneella 1200 tonnia päivässä, jos kaikki menee hyvin (Kiuru 2019). 

Paperin valmistuksessa lähes kaikki voi kuitenkin epäonnistua. Jos yksikin prosessin vaihe menee pieleen, laatu heikkenee (Kiuru 2019). Esimerkiksi puusta ei poisteta tarpeeksi kuorta, paperista tulee väärän vahvuista tai se ei kuivu tarpeeksi ennen kuin se laitetaan rullalle. Myös työntekijöille saattaa tapahtua virheitä. Kerran työntekijä tiputti silmälasit, jotka menivät puristinosan läpi. Se maksoi tehtaalle 200 000 euroa. (Kallio 2019.)

Aiheeseen liittyviä linkkejä:

AMMe 2004. Paperin valmistus. https://www11.edu.fi/materiaali/index.php?id=127

Docplayer. Materiaalit ympärillämme: paperi, metalli ja muovi. https://docplayer.fi/4032905-Materiaalit-ymparillamme-paperi-metalli-ja-muovi.html

Kemianluokka Gabolin & UPM. Kestävää paperia. Opetusmateriaalia ja ideoita tutkimukselliseen kemian opetukseen. http://www.kemianluokka.fi/files/uudet/kestavaa_paperia_opettaja.pdf

Paperiopas. http://support.ricoh.com/bb_v1oi/pub_e/oi/0001051/0001051815/VD13879XXA_03/D1387954_fi.pdf

Siivonen, M. 2017. Käsintehtyä paperia. https://punomo.fi/tekniikat/kasintehtya-paperia/

LÄHTEET

Aikolon. Paperi- ja selluteollisuus. Paperi- ja selluteollisuuden muovimateriaalit. Räätälöityjä ratkaisuja metsäteollisuuden muovikomponenttitarpeisiin. Viitattu 7.7.2019 https://www.aikolon.fi/toimialat/paperi-ja-selluteollisuus

Banmark. Printstar. Viitattu 7.7.2019 https://www.banmark.fi/tuotteet/kudokset/markaviirat/printstar/

Häggblom-Ahnger, U. & Komulainen, P. 2006. Paperin ja kartongin valmistus. Jyväskylä: OPH.

Kallio, M. 2019. Kaipolan tehtaan lastaaja Markku Kallion haastattelu 8.7.2019. UPM-kymmene Oyj: Jämsä.

Kiuru, A. 2019. Stora Enson tehtaan prosessityöntekijä, käyttäjä ja kunnossapitäjä, sähkömies Aleksi Kiurun haastattelu 14.7.2019. Stora Enso: Imatra.

Oppilaan haastattelu 11.7.2019.

Villa Variksenmarja 2011. Itse tehtyä paperia/kartonkia. Viitattu 7.7.2019 http://villavariksenmarja.blogspot.com/2011/03/itse-tehtya-paperia-kartonkia.html

LIITE 1 

Oppilaan ennakkokäsityksiä selvitimme seuraavien kysymysten avulla:

1. Mitä tiedät paperista ja sen valmistuksesta?
2. Voiko paperia hyödyntää johonkin? Mihin?
3. Millaisia eri papereita tiedät?
4. Miten paperit eroavat toisistaan?
5. Oletko tehnyt itse paperia? Miten uskot sen tapahtuvan?
6. Miten paperi liittyy sinun elämääsi?
7. Kiinnostaako joku asia paperin valmistuksessa?

Haastattelimme kahta paperiteollisuuden työntekijää oppimateriaaliamme varten. Käytetyt kysymykset olivat: 

1. Mistä vaiheista paperin valmistus koostuu
2. Mitä raaka-aineita hyödynnetään?
3. Mikä paperin valmistuksessa voi epäonnistua?
4. Kuinka paljon paperin valmistukseen kuluu aikaa
5. Paljonko paperia tehdään vuodessa
6. Onko eri paperilajien valmistuksessa erilaisia vaiheita?