Lexikon der Papierindustrie

In der Papierproduktion gibt es viele fachspezifische Ausdrücke und Begriffe.

Hier werden sie erklärt...

Im Lexikon finden Sie eine Auswahl von Begriffen, die im Zusammenhang mit der Zellstoff- und Papierherstellung sowie der Verarbeitung stehen.

Alterungsbeständigkeit

Aging resistance [engl.] - Résistance au viellissement [frz.]

Alterungsbeständigkeit
Die Zersetzung von Papier beruht auf saurem Alaun.

Unter Alterungsbeständigen Papieren versteht man Produkte, die über eine sehr lange Zeit ihre Eigenschaften nicht verändern, dies ist wichtig zum Beispiel für Dokumente oder kostbare Bücher. Die Lebensdauer wird sowohl durch physikalische als auch durch chemische Faktoren bestimmt, unter anderem durch den Verschleiß, den Einfluss von Licht, Temperatur und Feuchtigkeit, sowie Hydrolyse und Oxidation. Eine lange Haltbarkeit ist insbesondere von den verwendeten Rohstoffen und den Hilfsstoffen abhängig. Durch die Harzleimung und die gleichzeitige Verwendung von Alaun ab 1850 wurde die Alterungsbeständigkeit von Papier deutlich schlechter. Der sauere Alaun führt zu hydrolytischer Zersetzung der Zellulosemoleküle, andererseits wird durch die Verwendung von Holzschliff Holzstoff die Alterung verschlechtert, da das Lignin durch Licht abgebaut wird und den Zerfall der Zellulose katalysiert. Alterung vorhersehen Alterungsbeständige Papiere zeichnen sich daher durch holzfreie Primärfasern mit einem hohen pH-Wert, sowie durch die Verwendung von Kalziumkarbonat als Füllstoff aus. Durch möglichst geringe Schadstoffe an Schwefel- beziehungsweise Metallverwendungen wird auch die Lebensdauer erhöht. Nach der DIN 6738 werden die Papiere nach künstlicher Alterung beurteilt und in Lebensdauerklassen eingeteilt. Die ISO 9706 fordert für alterbeständiges Papier eine bestimmte Zusammensetzung und Mindestausgangsfestigkeit. Im letzten Jahr wurde die ON-Regel 11 116 zur beschleunigten und dynamischen Alterung von Papier und Pappe, die am Papier-Institut der TU Graz entwickelt wurde, veröffentlicht. Mit diesen Regelwerken wird versucht die Alterungsbeständigkeit von Papier zu beschreiben, obwohl Zeitraffertests immer mit Unsicherheiten verbunden sind.

Aschegehalt

Ash content [engl.] - Teneur en cendres [frz.]

Der mineralische Anteil von Papier, Karton bzw. Pappe, aber auch von Zellstoff, Holzstoff und Altpapier wird mit dem Aschegehalt beschrieben. Dabei wird eine entsprechende Probe verbrannt und der Rückstand anschließend geglüht (verascht). Der Aschegehalt eines Papiers ist der Prozentsatz des Restmaterials nach dem Erhitzen in Prozent bezogen auf die ofentrockene Probe.Füllstoffe entscheidendDer Füllstoffgehalt darf aber nicht mit dem Aschegehalt verwechselt werden, da im Zuge der Veraschung bei den hohen Temperaturen ein Glühverlust eintritt, der bei den verschiedenen Füllstoffen und Streichpigmenten sehr unterschiedlich ist. So wird Papier zum Beispiel bei 900 Grad Celsius verascht. Ist Calciumcarbonat als Füllstoff vorhanden, so zerfällt er bei dieser hohen Temperatur in Calciumoxid und Kohlendioxid, sodass der gefundene Wert entsprechend korrigiert werden muss. Je nach Veraschungstemperaturen ergeben sich damit auch unterschiedliche Aschegehalte. Die Länge der Temperatureinwirkung spielt eine wichtige Rolle, ist jedoch meist nicht genormt.Papier mit einem Aschegehalt kleiner als ein Prozent wird als aschefrei bezeichnet. Gestrichene Papiere haben große Mengen an Füllstoff, oder Pigmente auf der Oberfläche, wodurch der Aschegehalt auf zehn bis mehr als vierzig Prozent angehoben wird.Der Aschegehalt von Zellstoffen wird bestimmt bei einer Temperatur von 575 Grad Celsius. Die Temperatur ist viel geringer als bei der Bestimmung des Aschegehaltes von Papier um möglichst wenig anorganisches Material verflüchtigen zu lassen. Hier gibt der Aschegehalt ein Maß für die Menge an anorganischem Material und Mineralsalzen im Rohstoff an.

Berstfestigkeit

Bursting strength [engl.] - Résistance à l´éclatement [frz.]

Die Berstfestigkeit wird auch Berstdruck genannt. Sie ist der Widerstand einer kreisförmig eingespannten Probe von Papier oder Karton im Augenblick des Berstens. Die Berstfestigkeit ist ein Merkmal zur Charakterisierung, insbesondere von Deckenpapieren und Verpackungsmaterialien. Als Berstindex wird der Berstdruck bezogen auf das Flächengewicht definiert. Die Bestimmung des Berstdruckes erfordert wenig Zeit, weshalb die Messung häufig zur Qualitätskontrolle während der Produktion eingesetzt wird.

Genormtes Verfahren

Die Berstfestigkeit wird bei Papier nach DIN 53113 (Schoppr/Dalen) nach den ISO 2758 sowie bei Pappen nach den 53141 (Mullen). Bei der Prüfung wird Druck vom Prüfgerät mittels einer Gummimembran auf eine runde eingespannte Probenfläche übertragen, wodurch sich die Probe bis zum Platzen dehnt. Bei dieser zunehmenden Spannung wird die Streckgrenze von Papier oder Karton überschritten. Das Bersten geht meist von der Mitte der Probe mit einem Einriss quer zur Maschinenrichtung des Papiers aus. In der älteren Literatur findet sich oft der Begriff des Berstwiderstandes, der in der aktuellen Europäischen Normung durch den Begriff Berstfestigkeit ersetzt wurde.

Doppelfalzzahl

Number of double folds [engl.] - Nombre des double-plis [frz.]

Doppelfalzzahl
Häufig wird Papier bis zum Bruch gefaltet.

Bei der Verarbeitung und beim späteren Gebrauch werden Papiere sehr häufig gefalzt. Ein Maß für die Festigkeit beziehungsweise den Widerstand des Papiers beim Falzen ist die Doppelfalzzahl. Mit dieser Zahl wird die Anzahl der Doppelfalzungen, die nötig sind, um einen Paperstreifen unter genormter Belastung und genormten Klimabedingungen zum Reißen zu bringen beschrieben. Bei dieser Prüfung wird ein Papierstreifen in einem Prüfgerät beidseitig in zwei gegenüberliegende Klemmen eingespannt und nach beiden Seiten über einen definierten Winkel gefalzt. Sobald der Prüfstreifen reißt wird die Anzahl der Doppelfalzungen notiert.

Elastizität und Widerstand

Der Widerstand gegen das Falzen wird durch die Wahl der Roh- und Hilfsstoffe beeinflusst. Baumwolle und Leinenfasern haben den höchsten Falzwiderstand. Papiere mit Holzstofffasern, Laubholzzellstoffen oder Füllstoffen weisen geringere Falzzahlen auf. Hilfsstoffe, die die Elastizität des Papiers erhöhen, wirken sich positiv auf den Falzwiderstand aus. Auf die Falzfertigkeit üben Bindekräfte zwischen den Fasern, Faserlänge und der Elastizitätsmodul der Faser einen beträchtlichen Einfluss aus.Besonders wichtig ist die Falzzahl bei Papiersorten wie Landkarten- oder Banknotenpapier, aber auch bei Bucheinbandmaterial und Faltschachtelkarton. Zeigt Landkartenpapier in Längsrichtung eine Doppelfalzzahl von 1.000, finden sich bei Bucheinbandmaterialien Werte bis 10.000, bei Banknotenpapier sogar solche bis 25.000.

Holzhaltiges Papier

Wood-containing paper [engl.] - Papier avec bois [frz.]

Unter der Bezeichnung „holzfreie Papiere“ versteht man ungestrichene und gestrichene Papiere aus gebleichtem Zellstoff. Diese dürfen nach DIN 6730 nur einen zulässigen Massenanteil von fünf Prozent an verholzten Fasern enthalten. Die Bezeichnung holzhaltig ist irreführend, denn sie bedeutet eigentlich, dass ein gewisser Anteil an Fasermaterial noch Lignin enthält. „Holzhaltige Papiere“ weisen einen Massenanteil von mehr als fünf Prozent aus verholzten Fasern auf. Neben dem gebleichten und ungebleichten Zellstoff werden dafür Holzstoffe in Form von Holzschliff, thermomechanischem Holzstoff (TMP) bzw. chemo-thermomechanischem Holzstoff (CTMP) eingesetzt.

Kurzer Einsatz

Der Weißgrad sinkt mit steigendem Holzstoffanteil. Dadurch verschlechtert sich die Alterungsbeständigkeit. Stark holzhaltige Papiersorten werden für kurzlebige Produkte wie Zeitungsdruckpapier und LWC- oder SC -Papiere eingesetzt. Unter LWC-Papieren versteht man holzhaltige gestrichene Papiere, die im Rollenformat entweder nach dem Tiefdruck- oder nach dem Offsetdruckverfahren bedruckt werden. Aus SC-Papieren werden insbesondere Zeitschriften und Postwurfsendungen hergestellt.

Holzstoff

Mechanical pulp [engl.] - Pâte mécanique [frz.]

Die Herstellung von Faserstoffen aus Holz ist chemischem Wege (Zellstoff) oder auf mechanischem Wege (Holzstoff bzw. Holzschliff) möglich. 1843 erfand Friedrich Gottlob Keller die rein mechanische Zerfaserung von Rundholz zum Holzschliff (Stone Ground Wood, SGW). Durch die raue Oberfläche eines Schleifsteins werden Fasern aus der Holzstruktur herausgerissen. Hydraulische Stempel pressen das Holz gegen den Stein. Holzschliff findet Verwendung in der Produktion von Papieren mit relativ kurzer Lebensdauer wie Zeitungen. Die daraus gefertigten holzhaltigen Papiere „Vergilben unter dem Einfluss von UV-Licht“.

Anders ist es bei holzfreien Papieren aus ligninfreien reinen Zellstoffen. Das Verfahren setzt die Schleifkammer unter Überdruck (ca. zwei Bar). Heißes Wasser (ca. 95 Grad) wird am Stein als Spritzwasser eingesetzt und unterstützt zusätzlich die Zerfaserung. Das Druckschliffverfahren findet in einigen SC-Fabriken und teilweise bei LWC Anwendung, es wird Fichtenholz eingesetzt.

Hohe Ausbeuten durch mechanische Zerfaserung

Bei den Refinerholzstoffverfahren wird Holz in Form von Hackschnitzeln eingesetzt und zerfasert. Dabei gibt es verschiedene Verfahren: das Refinerverfahren, das Thermo Mechanical Pulp (TMP)-Verfahren und das Chemo Thermo Mechanical Pulp Verfahren. TMP wird öfter eingesetzt, da es einen höheren Langfaseranteil ergibt und den Einsatz von teurem Zellstoff oft  erübrigt. Es wird für Zeitungsdruckpapier, SC-Papiere (Illustrationsdruck), und LWC-Papier (leichtgewichtige, gestrichene Papiere) eingesetzt.

Beim CTMP werden die Hackschnitzel vor der Zerfaserung mit Chemikalien (Natriumsulfit) impregniert, wodurch der CTMP-Stoff etwas dunkler wird. Da sie auf Grund des noch vorhandenen Ligningehaltes sehr leicht vergilben, werden sie insbesondere in Produkten eingesetzt die keine lange Lebensdauer erfordern. Der Vorteil liegt vor allem in der Ausbeute des  Holzaufschlusses. Die Ausbeuten von Holzschliff und TMP liegen bei 90 bis 96 Prozent, bei CTMP knapp unter 90 Prozent. Wohingegen die Ausbeute des chemischen Zellstoffes bezogen auf den Gesamtholzeinsatz bei rund 50 Prozent liegt.

Konstantteil

Approach flow system [engl.] - Dispositif d´amenée du courant de pâte [frz.]

Der Konstantteil einer Papier- oder Kartonmaschine verbindet die Stoffaufbereitung mit dem Stoffauflauf der Papiermaschine. Es ist der Bereich zwischen Maschinenbüte beziehungsweise Mischbüte und dem Stoffauflauf. Hier wird der Faserstoff, der in der Stoffaufbereitung die Stoffdichte von 3,5 bis 5,0 Prozent hat, auf 0,2 bis 1,4 Prozent verdünnt. Da bei hoher Verdünnung auch eine gute Entfernung kleiner Verunreinigungen möglich ist, ist der Konstantteil auch mit einer Dünnstoffsortierung ausgerüstet. Neben der Kontrolle und Regelung der Stoffdichte, der Reinigung des Stoffes und Entfernung kleiner Verunreinigungen, dient der Konstantteil auch der Zugabe von Retentionsmitteln, Farbstoffen und Leimungsmitteln.

Zellstoffaufschluss

Der Konstantteil trägt seinen Namen davon, dass hier alle Suspensionen zum Stoffauflauf in zugeordneten Kreisläufen konstant fließen müssen. Die Konstanz bestimmt die Gleichmäßigkeit der später erzeugten Papierbahn. Der Konstantteil gehört im Verbund zum Stoff- und Wasserführungssystem, das alle suspensions- und wasserführenden Ströme der Nasspartie der Papiermaschine umfasst. Hier werden die Mengen- und Strömungsgeschwindigkeiten des Faserstoffs für die Papiermaschine geregelt. Es gilt in den Rohrleitungen möglichst energiesparend und ohne störende oder energieaufwendige Turbulenzen wie Suspension zu fördern und die im Stoffauflauf benötigte Stoffdichte exakt einzuhalten. Um einen Überblick über die Zusammenhänge der Stoff- und Wassermengen in Kreisläufen zu erhalten, werden meist Sankey-Diagramme erstellt, die die einzelnen Volumen- und Mengenströme proportional wiedergeben.

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Combined Heat and Power [engl.] - Cogénération [frz.]

Durch den Einsatz von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen kann der Energieinhalt des zugeführten Brennstoffes wesentlich effizienter ausgenützt werden als dies bei getrennter Erzeugung von Strom und Wärme möglich ist. Aus diesem Grund kommt ihnen auch eine besondere Bedeutung bei der Erreichung von Klimaschutzzielen zu. Bestehende nationale Regelungen (z.B. im Ökostromgesetz, wo allerdings industrielle Eigenanlagen von der Förderung ausgeschlossen sind) sind im Hinblick auf die Umsetzung der EU-KWK-Richtlinie zu überarbeiten.

Lange Laufzeiten

KWK-Anlagen an Industriestandorten haben unter anderem folgende Vorteile: lange Laufzeiten von meist über 8.000 Betriebsstunden pro Jahr, konstante Wärmeabnahme, Vermeidung von Übertragungs- und Umspannverlusten, Versorgungssicherheit. Als Nachteil sind hohe Investitionskosten und lange Amortisationszeiten, aufwändige Betriebsführung und stark preisabhängige Brennstoffkosten zu nennen.

Gut ausgelegte Anlagen, wie sie z.B. auch an den meisten Standorten der österreichischen Papierindustrie primär für den Eigenbedarf betrieben werden, erreichen - in Abhängigkeit vom Anteil der Wärmelieferung an der Gesamterzeugung und sonstiger Rahmenbedingungen wie zB dem Druckniveau der Wärmeauskopplung - einen Gesamtwirkungsgrad um 90%. Der Grad der Brennstoffausnutzung alleine ist allerdings nicht alleine ausschlaggebend für die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Da durch den Einsatz von KWK-Anlagen die standortgebundenen Emissionen höher sind als bei getrennter Erzeugung von Strom und Wärme bzw. Bezug aus dem Netz, wurde im Nationalen Zuteilungsplan zum Emissionshandel ein "KWK-Bonus" eingeführt, der aber hinsichtlich seiner Anreizwirkung dringend weiterentwickelt werden muss. Auch im Rahmen der Energiebesteuerung sollten die Ausnahmemöglichkeiten für KWK-Anlagen im Sinne einer nachhaltigen nationalen Energiepolitik ausgebaut werden.

Lignin

Lignin [engl.] - Lignine [frz.]

Lignin ist ein hochmolekularer aromatischer dreidimensional vernetzter Stoff der zusammen mit dem Zellstoff und anderen Polysacheriden den Aufbau verholzter Pflanzen bildet. Er füllt die Zwischenräume zwischen den Zellen aus und versteift hierdurch den Verbundwerkstoff Holz. Er ist für die Druckfestigkeit verantwortlich. Im Grundmolekül ist Lignin ein Abkömmling des Phenylpropans. Je nach Holzart befinden sich am Phenylring Methoxygruppen und an der Propaneinheit Hydroxygruppen. Bei Nadelholz beträgt der Ligningehalt 27 bis 33 Prozent, im Laubholz ungefähr 22 Prozent bezogen auf die Trockenmasse.

Zellstoffaufschluss

Beim Aufschluss des Holzes wird das ursprünglich unlösliche Lignin durch das Kochen mit Chemikalien sowie Nachbleichen abgebaut, löslich gemacht und entfernt. Die Abbauprodukte werden dann im Rahmen der Chemikalienrückgewinnung thermisch verwertet. Durch die Eigenfärbung des Lignins verringert sich die Weiße des Zellstoffs. Auch wird durch einen höheren Ligningehalt die Steifigkeit und Hydrophobie bei der Ausbildung von Faser zu Faserbindungen beeinträchtigt. Bei holzstoffhaltigen Papieren führt der Ligningehalt durch das Sonnenlicht zur Braunfärbung und Versprödung.

Leimpresse

Size Press [engl.] - Presse encolleuse [frz.]

Die Leimpresse dient der Oberflächenleimung, der Oberflächenfärbung, dem Auftragen einer niedrigen Strichauftragsmenge sowie der Bindung von Oberflächenstaub. Durch das Auftragen von Stärkelösung innerhalb der Papiermaschine wird die Papierqualität, zum Beispiel die Bruchkraft, die Ruppfestigkeit, die Bedruckbarkeit aber auch die Beigefestigkeit und Berstfestigkeit verbessert.

Gutes Fließverhalten beim Auftragen wichtig

Für gestrichene Papiere kann mit der Leimpresse eine wässrige Pigmentdispresion als Vorstrich aufgetragen werden. Die Papierbahn wird dabei durch den Spalt zweier Walzen mit unterschiedlichen Härtegraden in der Oberflächenbeschichtung geführt. Über diesem Spalt, dem Nip, werden Stärkelösungen, Farblösungen, Leimmittel und Pigmentierstreichfarben als Sumpf gehalten, durch den Nip wird die Bahn geführt. Für einen gleichmäßigen Nassfilm bei den hohen Geschwindigkeiten der Papiermaschine ist ein gutes Fliesverhalten der Streichfarbe wichtig. Um übermäßigen Turbulenzen im Sumpf vorzubeugen, werden große Walzendurchmesser bevorzugt. Dadurch wird der Sumpf vergrößert. Die Leimpresse ist innerhalb der Trockenpartie nach ca. zwei Drittel der Gesamttrocknungsfläche angeordnet. Der Trocknungsteil bis zur Leimfläche wird als Vortrockenpartie, das anschließende Drittel als Nachtrockenpartie bezeichnet. Weiterentwicklungen sind der Gate-Roll-Coater bzw. der Speedsizer.

Mottling

Mottling [engl.] - Marbrer [frz.]

Der Ausdruck Mottling kommt aus dem Englischen und bedeutet gefleckt, gesprenkelt, marmoriert und bezeichnet ungleichmäßigen fehlerhaften Druck. Durch das ungleichmäßige annehmen der Druckfarbe können Verschiebungen im Farbeindruck  entstehen. Der Begriff wird von den Fachleuten vornehmlich bei Qualitätsproblemen im Offsetdruck verwendet und bezieht sich sowohl auf die Farbdichte als auch auf den Druckglanz. Eine verbindliche Definition existiert jedoch nicht. Die Druckbilder sind durch Wolken, Flecken, Streifen oder griesige Strukturen gekennzeichnet.

Schwer zu beurteilen

Die Ursachen liegen im Bereich lokaler Unterschiede in der Bedruckoberfläche. Bei der Farbannahme beziehungsweise dem Wegschlageverhalten des Feuchtmittels, weitere häufige Ursachen sind die Ungleichmäßigkeit der Farbübertragung, fehlerhafte Druckplatten oder ungleichmäßige Farbübertragung, die mit Rupfen verbunden ist. Die Testmethoden reichen von visueller Bewertung unter UV-Licht, Wischteste, sowie Beurteilung von Probedrucken. Aufgrund der komplexen Zusammenhänge von Papierstruktur, Papieroberfläche, Druckfarben und Druckprozess ist die Ursachenforschung oft sehr schwierig.

Optische Aufheller

Optical brightener [engl.] - Eclaircisseur [frz.]

Bei der Papierproduktion werden zur Steigerung des Weißgrades optische Aufheller verwendet. Es sind dies organische Verbindungen, die kurzwelliges, unsichtbares UV-Licht in längerwelliges, sichtbares Licht umwandelt und damit einen Helligkeitseffekt erzeugen. Vom menschlichen Auge wird das als Weißeerhöhung empfunden. Bei dem Vorgang wird die Reflexion gesteigert. Der Reflexionsfaktor im blauen Wellenlängenbereich kann Werte über 100 Prozent (absolut weißer Körper) annehmen. Die Messung der Aufhellung besteht in der messtechnischen Aufspaltung des Reflektionsfaktors in einen Reflexionsanteil und einen Fluoreszenzanteil. Allerdings führt die Vorgangsweise zu Schwierigkeite, in denen die optischen Aufheller auch noch im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbiert werden.

Konsumenten wollen weiss

Der Einfluss der Aufheller wird dadurch festgestellt, dass die Weiße des Papieres sowohl mit einer Lichtquelle die UV-Licht enthält, als auch mit einer Lichtquelle die diesen Bereich nicht enthält, gemessen wird. Aus dem Unterschied der Ergebnisse wird dann der Effekt des Aufhellers bestimmt werden. Optische Aufheller werden insbesondere bei hochwertigen Druckpapieren eingesetzt. Der hohe Weißgrad wird oft als Verkaufsargument verwendet. Der Einsatz optischer Aufheller in der österreichischen Papierindustrie stieg Ende der neunziger Jahre drastisch an, ist in den letzten Jahren aber wieder etwas rückläufig.

Papier, Karton und Pappe

paper, paperboard, board [engl.] - papier, carton, carton [frz.]

In der DIN 6730, der DIN6735 sowie der DIN 19303 sind die Begriffe Papier, Karton und Pappe definiert. Papier ist ein flächiger, im Wesentlichen aus Fasern, meist pflanzlicher Herkunft, bestehender Werkstoff, der durch Entwässerung einer Faserstoffaufschwämmung auf einem Sieb gebildet wird. Dabei entsteht ein Faserfilz, der anschließend verdichtet und getrocknet wird. Die flächenbezogene Masse liegt unter 225 Gramm pro Quadratmeter.

Der Betriff Karton wird für bestimmte Papierarten, die häufig durch ihre relativ hohe Festigkeit charakterisiert sind, angewendet. Karton kann sich mit der höheren flächenbezogenen Masse vom Papier unterscheiden. In der allgemeinen Bedeutung kann der Begriff „Papier“ beide Produkte beschreiben. Der Unterschied zwischen Papier und Karton wird vordergründig auf Basis der Materialeigenschaften und in einigen Fällen der Verwendung gemacht.

Papier ist der Überbegriff

Die Bezeichnungen sind aber nicht eindeutig: Einige Materialien mit geringer flächenbezogener Masse werden auch als Pappe bezeichnet wie zum Beispiel das Fertigprodukt Wellpappe, während andere Materialien mit höherer flächenbezogener Masse zum Beispiel als Löschpapier und Zeichenpapier bezeichnet werden. Um die Sorten zu beschreiben, die zwischen Papier und Pappe angesiedelt sind, wird in einigen Ländern der Begriff Karton benutzt. Der Begriff der Pappe steht als Oberbegriff über Vollpappe und Wellpappe. Unter Vollpappe versteht man einen massiven, einlagigen, gegautschten, zusammengeklebten, beklebten, imprägnierten oder beschichteten Werkstoff, dessen flächenbezogene Masse im Regelfall oberhalb derjenigen von Karton liegt. Die Wellpappe ist eine Pappe aus einer oder mehreren Lagen eines gewellten Papieres, das auf eine Lage oder zwischen mehreren Lagen eines anderen Papieres oder Pappe geklebt ist.

Poperoller

Pope reeler [engl.] - Enrouleuse pope [frz.]

Die Schlussgruppe einer Papiermaschine ist die Aufrollung. Hier wird das produzierte Papier auf Stahlkerne, die Tamboure, aufgewickelt. Die meisten Maschinen verwenden dazu den Poperoller. Während des Aufrollvorganges wird der Tambour an seinem Umfang von einer Tragtrommel angetrieben. Dabei wird der Tambour durch Hydraulikzylinder gegen die Tragtrommel gepresst. Der Anpressdruck bestimmt die Wickelhärte der Papierrolle. Damit wird eine gleichmäßige Wicklung bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit gewährleistet.

Fliegender Wechsel

Der Poperoller ist in der Lage, bei voller Papierbahngeschwindigkeit im fliegenden Wechsel die Papierbahn von einem Tambour zum nächsten zu überführen, dies geschieht vollautomatisch. Bevor der Tambour voll ist, wird ein zweiter leerer Tambour über der Tragtrommel in den Primärarm eingelegt und auf Maschinengeschwindigkeit gebracht. Zum Tambourwechsel wird der leere Tambour auf die Tragtrommel und die Papierbahn angelegt und gleichzeitig der volle Tambour abgefahren. Die Bahn bildet dabei entweder eine Schlaufe, wickelt sich um den Leertambour und reißt ab, oder sie wird durch einen scharfen Luftstrahl zwischen beiden Tambouren getrennt. Der volle Tambour wird dann aus dem Sekundärarm ausgestoßen, abgebremst und mit dem Kran herausgehoben. Der neue Tambour schwenkt nach unten und wird vom Sekundärarm übernommen. Das gesamte System wird nach seinem Erfinder Poperoller genannt.

Porosität

Porosity [engl.] - porosité [frz.]

Papier besteht aus einem Netzwerk aus einem Netzwerk aus Zellstoff- bzw. Holzstofffasern verschiedener Länge, Dicke und Form. Aufgrund dieser Tatsache besitzt das Blatt Luftzwischenräume, die durch Füllstoffteilchen teilweise aufgefüllt werden können. Aufgrund der Luftszwischenräume ist Papier porös. Unter Porosität versteht man das Verhältnis von Porenvolumen zum Gesamtvolumen des Papiers. Je nach Art und Form der Poren sind sie verantwortlich für den Gas- und Flüssigkeitstransport durch das Papier, aber auch für die Benetzung und Feuchtigkeitsaufnahme.

Häufig wird die Luftdurchlässigkeit des Papieres auch als Porosität bezeichnet, die Durchlässigkeit von Papier für Gas wird definiert als die Menge von Gas (Weißluft) die pro Zeiteinheit durch das Papier in Folge eines bestimmten Druckunterschiedes hindurchgehend. Dieses Verfahren ist nach DIN 53120 bzw. ISO 2965 genormt.

Viele Faktoren

Die Porosität von Papier ist von einer Reihe von Faktoren abhängig,, wie der Faserstoffart und der Mahlung des Rohstoffs, das Flächengewicht des Papieres, sowie der Einsatz von Art und Menge der Füllstoffe. Durch eine Oberflächenveredelung wie das Streichen bzw. die Verdichtung des Papieres durch die Satinage wird die Porosität verringert. Eine große Rolle spielt auch die Retention von Füllstoffen und Feinstoffen im Papier. So spielt die Porosität zum Beispiel bei der Verarbeitung von Papierbögen eine Rolle, wenn diese über Vakuumwalzen oder Sauger festgehalten und weiterbewegt werden müssen. Entscheidend ist diese Eigenschaft bei der Bedruckung, in extremen Fällen wird durch Kaschieren mit Kunststoff bzw. Aluminium die Porosität von Papier auf ein Minimum reduziert. Andererseits ist eine hohe Porosität bei Löschpapieren, Filterpapieren und Hygienepapieren die Grundvoraussetzung für den Anwendungszweck.

Produktkette

Chain of custody [engl.] - Chaîne de contrôle [frz.]

Unter dem Begriff Chain of Custody versteht man im Allgemeinen die Rückverfolgbarkeit eines Endproduktes bis zum Ursprung beziehungsweise Rohstoff. Entlang der Chain of Custody, der „Produktkette“, kann jeder Schritt und jede Weiterverarbeitung mitverfolgt werden. Dies soll eine lückenlose Nachvollziehbarkeit im Handel mit Rohstoffen und weiter verarbeiteten Produkten sicherstellen. Eng verbunden mit der Chain of Custody stehen die Begriffe der Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit, die durch Transparenz in der Nutzung, Beschaffung, Verarbeitung und im Handel von und mit Rohstoffen gewährleistet werden können.

Ein Logo belegt Nachhaltigkeit

Heute rücken Fragen über den sozialen und nachhaltigen Umgang mit Ressourcen für Endverbraucher immer mehr in den Mittelpunkt. Um diesem Anspruch der Kunden gerecht zu werden, ist die Sicherstellung einer vertrauensvollen und nachvollziehbaren Verarbeitungskette notwendig. Dies kann, vor allem im Bereich der natürlichen Ressourcen, freiwillig durch Zertifikate gewährleistet werden. So werden auch in der Forstwirtschaft, der Holz- und der Papierindustrie CoC-Zertifikate, die die Nachhaltigkeit des Produktes für Endkunden ersichtlich machen, immer üblicher. Der in Europa führende Holzzertifizierer zum Beispiel ist PEFC.

Quellung

Swelling [engl.] - Gonflement [frz.]

Die Fähigkeit der Zellstofffasern Wasser aufzunehmen und in ihrem Volumen zuzunehmen ist einen grundlegende und wichtige Eigenschaft wie Elastizität, Festigkeit und Steifigkeit werden verändert. Um die Eigenschaften durch die Mahlung entwickeln zu können, müssen die Zellstofffasern erst Wasser aufnehmen und im Volumen zunehmen. Das Wasser wird in die Poren eingezogen und durch die Karpilaren absorbiert. Durch Quellung nimmt die Zellstofffaser in der Breite etwa zehnmal mehr zu als in der Länge. Währen der Quellung werden immer mehr kleine Räume geöffnet und die Aufnahme des Wassers nimmt weiter zu. Es ist zu erkennen, dass die für die Papiererzeugung wichtigen Quellprozesse vorwiegend in den amorphen Bereichen, in denen die molekularen Bestandteile regellos angeordnet sind, stattfinden. Die Quellung ist für die Qualität der Mahlung von entscheidender Bedeutung.

Messung schwierig

Die direkte Messung der Quellung der Fasern ist schwierig. Dies ist der Grund, warum indirekte Messmethoden herangezogen werden. Ein Maß für den Quellgrad von Faserstoffen ist zum Beispiel das Wasserrückhaltevermögen. Der im Inneren von Fasern bei der Quellung entstehende Druck wird als Quelldruck bezeichnet. Die Quellgeschwindigkeiten als Massezunahme je Zeiteinheit nehmen mit zunehmender Quelldauer ab und werden hauptsächlich durch die Diffusion des Wassers in die quellende Substanz bestimmt.

Während die Quellung der Fasern in der Stoffaufbereitung eine wesentliche Voraussetzung für die Qualität der Mahlung ist, ist die Quellung der Fasern im Papier unerwünscht, da auf diese Weise die Dimensionsstabilität beeinträchtigt wird. Quellung beziehungsweise ungenügende Dimensionsstabilität beeinflussen die Papierqualität in nachhaltiger Weise.

Rundsieb

Cylinder mold [engl.] - Forme ronde [frz.]

Ebenso wie Langsiebe dienen Rundsiebe zur Blattbildung einer Papierbahn. Dabei unterscheidet man zwischen Gleichstrom-, Gegenstrom- und teilbeaufschlagten Rundsieben. Der mit einem feinen Sieb bespannte Zylinder taucht in einen mit der Faserstoffsuspension gefüllten Trog ein Er ist dabei horizontal gelagert. Die Fasern werden dann bei der Entwässerung von außen nach Innen auf dem Sieb abgelegt und zur Abgautschwalze transportiert.

In der Kartonmaschine

Rundsiebe werden insbesondere bei Kartonmaschinen eingesetzt, bei der mehrere individuelle Einheiten hintereinander geschaltet sind. Die einzelnen Bahnen werden dann mit Pressen zusammen gegautscht. Mit dieser Technik ist es möglich, Produkte, die aus sehr unterschiedlichen Lagen bestehen, mit einer Maschine zu produzieren. Durch den Einsatz von Rundsieben kann das in höchster Qualität durchgeführt werden.

Streichen

Coating [engl.] - couchage [frz.]

Auf Grund der Faserstruktur haben Papiere eine poröse, ungleichmäßige Oberfläche. Um die Bedruckbarkeit zu verbessern, wird eine wässrige Mischung aus Pigmenten und Bindemittel, die so genannte Streichfarbe, aufgetragen. Dieser Vorgang wird als Streichen bezeichnet. Der Begriff reicht in die Frühzeit des Papierschöpfens zurück, als tatsächlich Papierbögen mit dem Pinsel gestrichen wurden. Heute wird die Streichfarbe maschinell aufgebracht. Die Streichfarben erhalten nach Bedarf. neben den Pigmenten Dispergiermittel, Bindemittel, Farbstoffe, aber auch Aufheller. Gestrichen werden kann sowohl Online, als auch in einem separaten Arbeitsgang.

Mit hoher Geschwindigkeit

Zum Streichaggregat gehören neben den unterschiedlichen Auftragswerken auch die Streichfarbenzuführung, Dosierung und Abführung. Der Auftrag kann erfolgen mittels Walzen, Luftbürsten oder auch Schabern. Die Geschwindigkeiten des Auftrages haben sich in den letzten Jahren vervielfacht. Heute sind Geschwindigkeiten von 1.700 m/min bei Bahnbreiten von zehn Metern möglich. Beim Streichen ist es besonders wichtig, dass die Streichfarbenrezeptur auf das jeweilige Auftragssystem und das Rohpapier abgestimmt ist.

Transparenz

cloudiness/ look through [engl.] - Épair/Transparence [frz.]

Der Begriff der Durchsichtigkeit ist eng mit dem Begriff Wolkigkeit verbunden. Unter Durchsicht versteht man Unregelmäßigkeiten in einem Papierblatt, wenn man dieses vor eine Lichtquelle hält. Tatsächlich werden Unterschiede in der Opazität oder Transparenz wahrgenommen. Sie entstehen dadurch, dass die Faser- und Füllstoffverteilung in kleinen Flächenbereichen unterschiedlich ist. Voraussetzung für die Beurteilung der Durchsicht ist natürlich die Lichtdurchlässigkeit.

Gleichmäßigkeit ist wichtig

Mit der Durchsicht kann eine Aussage über die Gleichmäßigkeit des Papierblattes gemacht werden. Die Gleichmäßigkeit über die gesamte Papierfläche ist zum Beispiel eine wichtige Bedingung für die Qualität des Drucks. Für den Papiermacher hat die Durchsicht immer noch eine wichtige Bedeutung, da er hier auf Produktionsfehler zurückschließen kann. Heute ist es möglich, durch Formationsmessungen zu einer zahlenmäßigen Beurteilung zu kommen. Die Durchsicht von Papier wird auf vielerlei Art beeinflusst zum Beispiel durch die Art der Fasern, die Mahlung, die Zugabe von Füllstoff, den Einsatz von Retentionsmitteln, die Einstellung und Ausführung des Stoffauflaufes, die Art und Einstellung der Entwässerungselemente sowie die Steuerung der Entwässerung bei den Formern.

Wasserzeichen

Watermark [engl.] - Filigrane [frz.]

Die Kennzeichnung von Papier durch Wasserzeichen ist sehr alt und eine europäische Erfindung. Das älteste bekannte Wasserzeichen findet sich auf einer Urkunde aus Bologna aus dem Jahre 1282. Im 17. und 18. Jahrhundert galt das Wasserzeichen als Zeichen des Papiermachermeisters und machte erkennbar von welcher Papiermühle das Produkt stammte. Heute werden Wasserzeichen nur mehr für Wertpapiere wie zum Beispiel Banknoten, Urkunden, Postwertzeichen, Sicherheitspapiere oder hochwertige Briefpapiere verwendet.

Echte und Schattenwasserzeichen

Bei den Wasserzeichen unterscheidet man echte und Schattenwasserzeichen, Molettewasserzeichen und die geprägten unechten Wasserzeichen. Echte Wasserzeichen werden in der Siebpartie der Papiermaschine mit einem Egoutteur oder mit einem Rundsieb gebildet. Es lassen sich eindrucksvolle Darstellungen mit unterschiedlichen Helligkeitsstufen erzielen. Diese werden als Schatten- oder Reliefwasserzeichen bezeichnet und finden sich heute insbesondere auf Banknotenpapier. Die so erzeugten Unterschiede in der Masse beziehungsweise Dicke des Blattgefüges sind nachträglich nicht einzubringen. Es handelt sich also um ein fälschungssicheres Merkmal.

Molettewasserzeichen werden erst nach der Blattbildung durch Pressen mit Hilfe einer gravierten Gummiwalze in die noch feuchte Papierbahn eingedrückt. Im Gegensatz zum echten Wasserzeichen wird es nicht durch Verdrängen oder Anreichern von Fasern erzeugt, sondern durch dichtere oder weniger dichte Stellen in Papier.

Unechte Wasserzeichen werden erst nach Fertigstellung der Papierbahn zum Beispiel durch Drucken mit entsprechenden Lacken erzeugt. Dabei ergeben sich lokaltransparentere Stellen, die ein Wasserzeichen vortäuschen, sie können vergleichsweise einfach gefälscht werden.

Wasserzeichen veredeln hochwertige Papiere, bei Sicherheitspapieren bieten sie einen zusätzlichen Schutz vor Kopie und Fälschung.