Asparagus Lumen

Onderzoek

Papier is een eeuwenoud materiaal dat vandaag de dag talloze kansen biedt in het kader van de circulaire economie. Het is te maken van allerlei restmaterialen, van oud textiel tot onkruid en gft-afval, en meestal makkelijk weer biologisch af te breken. We kennen papier in de vorm van platte vellen, waar je ook driedimensionale vormen mee kunt maken door ze te vouwen, te knippen en te plakken. Als papier ook naadloos driedimensionaal zou kunnen worden vormgegeven, zou dat vele deuren openen voor het gebruik van papier in functionele en autonome objecten – en misschien zelfs voor de machinale productie daarvan.

Ambachtelijk papiermaker Marieke de Hoop en mechanisch ingenieur Rik van Veen onderzochten samen de mogelijkheden om 3D-vormen te maken van papier geproduceerd uit een specifieke reststroom: aspergeschillen. Daarin kwam de ambachtelijke expertise van De Hoop samen met de kennis van Van Veen, die gespecialiseerd is in het maken van driedimensionale mallen met behulp van computergestuurde freesmachines.

Van Veen legt zichzelf daarmee ook meteen een limiet op: hij kan zijn materiaal nooit zelf produceren in een specifieke omvang, kleur of kwaliteit, hij moet er altijd naar op zoek. Dat maakt zijn werkproces afhankelijk van gelukkige vondsten of de toeschietelijkheid van zijn contacten in de bouwindustrie, die hem soms restmaterialen toespelen. Om die reden wilde Van Veen graag eens experimenteren met het zelf maken van materiaal, specifiek papier. “De vrijheid die je hebt met papier leek me fijn,” legt hij uit. “Je kunt van alle plantaardige vezels uit de natuur papier maken, dat vond ik een mooi gegeven. Dat je blaadjes van bomen of onkruid kunt gebruiken, planten waar gewoonlijk niets mee wordt gedaan, dat vind ik prachtig.”

Van Veen verdiepte zich in het proces samen met De Hoop. Zij heeft een eigen papiermakerij in Rotterdam, het PapierLab, waar ze onder meer experimenteert met het verwerken van vezelrijke afvalstromen tot papier en papierproducten. De Hoop is daarbij continu op zoek naar het toekomstbestendig maken van de techniek, vertelt ze. Voor de Hoop betekent dat niet alleen het doorgeven van het ambacht, maar ook het zoeken naar nieuwe restmaterialen om mee te werken en toepassingen die aan die restmaterialen aanzienlijke waarde toevoegen. “Ambachtelijk papiermaken is heel arbeidsintensief, het proces is te duur om het resultaat vervolgens alleen als schrijfwaar te gebruiken,” zegt ze. Als het eindproduct meer geld oplevert, kan het ambacht blijven voortbestaan.

Daarnaast ziet De Hoop de potentie van papier voor de circulaire economie, als een manier om restmaterialen te verwerken tot een product dat vervolgens ook weer biologisch afbreekbaar is. “Zeker in een havenstad als Rotterdam komen eindeloos veel materialen naar de oppervlakte. Ik wil continu weten wat er nog meer mee kan.” Toen Van Veen haar vroeg om zich samen in te schrijven voor het stimuleringsprogramma van Crafts Council Nederland om verder te experimenteren met de mogelijkheden van papier, zei ze dan ook meteen ja.

Proces

Van Veen werkt, behalve als ontwerper, ook als maker van mallen in de kunststoffenindustrie. Die mallen ontwerpt hij in computersoftware en zet hij om naar programmering voor de freesmachine. De Hoop en Van Veen kwamen tot de conclusie dat ze samen een 3D-object van papier zouden gaan ontwikkelen met behulp van die mallen. Van Veen wilde heel graag een lamp maken. “Een lamp is een magisch ding voor een ontwerper,” lacht hij. “Het is een commercieel product. En gezien papier een fragiel materiaal blijft, is een lamp daar geschikt voor, want het is een product dat je niet iedere dag aan hoeft te raken.”

De Hoop liet Van Veen een aantal recente papiersamples zien, gemaakt uit verschillende restmaterialen. Het sample aspergepapier trok meteen het oog van Van Veen, zegt hij. De Hoop had het sample gemaakt uit een kleine hoeveelheid aspergeschillen, die in gesloten emmertjes vier jaar in haar papiermakerij hadden staan fermenteren. De emmers stonken verschrikkelijk toen ze ze een tijd terug opendeed, herinnert de Hoop zich, zo erg dat de buren erover klaagden. Van Veen zag echter vooral een mooi ontwerpmateriaal. “Het is heel mooi lichtdoorlatend, en de kleine vezeltjes geven het een bijzondere textuur. Perfect voor een lamp.”

Samen met De Hoop verdiepte Van Veen zich in het PapierLab in het hele proces van papiermaken, om erachter te komen in welke stap van het maakproces de omslag naar 3D het best gemaakt zou kunnen worden zonder de unieke kwaliteiten van het materiaal te verliezen, zoals de lichtdoorlatendheid en de vezelige structuur. De eerste optie was in de raamfase. In die fase worden de nog natte vezels op een zeef gelegd waarna het water eruit kan lekken. Die zeef heeft gewoonlijk de vorm van een platte rechthoek, maar zou ook de vorm van een trechter of bol kunnen krijgen, dachten Van Veen en De Hoop. Die zou Van Veen dan kunnen 3D-printen. Ze experimenteerden met het spuiten, gieten en smeren van de vezels over driedimensionale zeven, maar de aspergevezels bleken veel water vast te houden en zakten door hun gewicht steeds naar beneden. De tweede optie was het nog natte vel in een 3D-geprinte vorm te laten drogen, maar daardoor verloor het papier zijn transparantie. Ze lieten het 3D-printen daarna los.

De laatste optie was om het droge vel lichtjes nat te maken en vervolgens over een mal te persen. Intussen hadden De Hoop en Van Veen veel vellen geschept om te experimenteren met formaten, transparanties en diktes. Die begonnen ze over provisorische mallen te leggen. Het papier bleek rekbaarder dan gedacht. Met behulp van computersoftware ontwierp en freesde Van Veen verschillende mallen om deze aan te passen op de capaciteiten van het papier. Uiteindelijk werd een mal gemaakt voor twee losse schalen die samen een schijf kunnen vormen, waarin zacht licht kan worden gemonteerd.

Van Veen en De Hoop werkten samen in vrijwel alle aspecten van het papiermaakproces. Hun samenwerking was niet alleen een dialoog tussen hun werkwijzen, maar ook hun verwachtingen. Van Veen: “Ik had vooraf het idee dat je van papier op dezelfde manier producten zou kunnen maken als van kunststof: dat het vormbaar zou zijn.” De Hoop, daarentegen, kende papier vooral als een stijf en breekbaar materiaal dat zich niet makkelijk in een vorm laat persen, en had daarom voorspeld dat het papier op de mal zou scheuren. Beiden kregen in zekere mate gelijk: hoewel het aspergepapier niet bepaald elastisch is, bleek het wel rekbaarder dan vrijwel alle andere papiersoorten die De Hoop tot dan toe door haar handen had laten gaan. De Hoop: “Hoe dat kan, daar wil ik graag nog meer onderzoek naar doen.”

Dat het aspergepapier in vorm te persen blijkt, biedt verschillende perspectieven voor de toekomst. Zo kan er nog uitgebreid worden geëxperimenteerd met andere mallen, die dankzij computergestuurde freesmachines relatief makkelijk en snel op maat kunnen worden gemaakt. Ook het gebruik van 3D-printers zou volgens De Hoop nog verder kunnen worden onderzocht. Het rekbare aspergepapier zou misschien ook geschikt kunnen zijn voor machinale fabricage van circulaire papierobjecten in de toekomst. Daarvoor moeten nog wel een aantal stappen worden gezet, benadrukt De Hoop. Zo kan ze in haar eentje nooit voldoende papierpulp leveren voor grootschalige productie. “Daarvoor zou eerst een pulpfabriek in Nederland moeten worden gebouwd.”

@papierlabrotterdam
@rikvanveen