Fachartikel Papiertechnik

Beschichtete Papiere … Teil 1

… müssen für den Anwender prozessbezogene sowie für den Benutzer produkterforderliche Eigenschaften aufweisen und erfüllen.

Dipl.-Ing. Holger BurkertBildungsakademie Papier (BIP)

Mit dem Verfahren Beschichten wird – allgemein betrachtet – auf einem Trägermaterial ein- oder beidseitig ein formloser Stoff aus einem anderen Material aufgetragen. Dies erfolgt ohne zusätzliche Klebe- oder Verbindungsstoffe. Es werden dabei niedrig- bis mittelviskose Stoffe meist in flüssiger Form oder als Dispersion aufgebracht. Die Stoffe müssen also gut fließfähig sein. Ein sehr klassisches Beispiel für das Beschichten ist das Auftragen von Lack auf Metallteile. Dieser soll sich gleichmäßig und geschlossen auf die Oberfläche verteilen, um das angestrebte Ziel auch erfolgreich umzusetzen. Denn das Ziel heißt in der Regel
eine schützende Schicht, also einen Widerstand aufbauen.

Neue Einsatzmöglichkeiten

Die beschichteten Papiere weisen als Spezialpapiere besondere Merkmale auf, die einerseits für ein Erhalten von Aromen sorgen, eine Fettdichtigkeit oder eine Haftbarkeit ohne Festkleben. Andererseits vermeiden sie, dass Feuchtigkeit oder Wasserdampf durchtreten können. Somit erhalten diese Papiere durch ihre Beschichtung völlig neue besondere Eigenschaften und erreichen dadurch neue Einsatzmöglichkeiten.

Speziell die Verpackungen von vielen Produkten aus der Nahrungsmittelindustrie machen Materialien mit zulässigen Beschichtungen erforderlich, denn diese müssen den Anforderungen einer Lebensmittelverpackung entsprechen. Hier kommen nur Papier- und Kartonqualitäten mit besonderen Barriereeigenschaften zum Einsatz. Gleichzeitig wird auch verstärkt die Recycelfähigkeit eingefordert. Weitere Ausführungen folgen dazu in der nächsten Ausgabe von Papier + Technik.

Papier mit Silikonbeschichtung

Am Beispiel von mit Silikon beschichtetem Papier wird eine spezielle Beschichtung näher betrachtet. Silikonpapier verhindert das Ankleben von Leim, Kleister oder anderen klebrigen Stoffen. So findet man dieses Papier im täglichen Gebrauch häufig zum Schutz von klebenden Oberflächen vor Verschmutzung oder versehentlichem Festkleben in der Verpackung, wie bei Klebe-Etiketten und an Klebebändern.

Auch im Hygienebereich, bei medizinischen Pflastern, sowie bei selbstklebenden Dekorations- und Schutzfolien kommt Silikonpapier zum Einsatz.

Das hierfür erforderliche Papier wird auf Basis von mechanisch intensiv bearbeiteten Primärfasern und unter Auftragen von Zusatzstoffen, insbesondere Silikon, funktionsfähig gemacht. Silikon ist auch bekannt aus der Bau- und Sanitärindustrie. Dort leistet dieses Material gute Dienste beim Abdichten speziell gegen Wasser und Feuchtigkeit.

Das Basispapier, auch Trägerpapier genannt, besteht hierfür aus Primärfaserstoffen und in der Regel wird dafür Zellstoff verwendet. In der Papiererzeugung wird ein besonderes Augenmerk auf die Beschaffenheit und die Oberfläche des Papiers gelegt. Hier spielen die sehr nachvollziehbaren Qualitätsaspekte, wie die Fein- sowie Grobstruktur im Blattaufbau, die Saugfähigkeit und das Aufnahmeverhalten des Papiers eine entscheidende Rolle. Das Beschichtungsmaterial muss als dünner Film
eine ausreichende Verankerung in die Oberfläche erzielen, ohne jedoch zu tief in die Papierstruktur zu gelangen. Die Grundeigenschaften des Trägerpapiers sollen dadurch nicht beeinträchtigt werden.

Bei der Silikonbeschichtung wird nun eine dünne Schicht lösemittelfreies Silikon auf das Material aufgetragen. Dadurch wird das Gewebe wasser- und fettdicht. Bei Silikon bewirkt die geringe freie Oberflächenenergie in Kombination mit dem wasserabweisenden, flexiblen und mikrorauen Material, dass sich die kleinsten Bestandteile – zum Beispiel von Wasser und Fett – nicht festsetzen können sowie von Klebestoffen nur haften bleiben. Das Silikon auf dem Papier bringt dazu noch ein weiteres Plus mit, denn zusätzlich nehmen dadurch die Reißfestigkeit sowie die Weiterreißfestigkeit des Verbundmaterials zu.

Spezielle Auftragswerke

In der Papierveredelung werden diese dünnen Schichten durch spezielle Auftragswerke erreicht. In einem Walzensystem mit fünf bis sechs Walzen wird das Silikon durch eine Art „strecken“ und „walzen“ dünn gezogen, um es dann in den gewünschten Schichtdicken auf das Papier aufzutragen.

Anschließend läuft das beschichtete Material (Papier+Silikon) direkt durch einen Trockner bei über 100 °C und verweilt dort nur wenige Sekunden um chemisch zu reagieren. Dabei härtet der Film aus, und das beschichtete Papier ist fertig.

Einen Nachteil hat dieses silikonbeschichtete Spezialpapier allerdings. Mit dieser zusätzlichen Schicht ist es kein Monoprodukt mehr und kann somit nur schwieriger bis gar nicht recycelt werden.