Archiv Papiertechnik

Faserstoff …

…ist das ideale Rohmaterial für die Papierherstellung. Zum Einsatz kommen dafür hauptsächlich Primär- und Sekundärfaserstoffe, deren Hauptbestandteile die Einzelfasern sind. Sie sind länglich, schlank und schmiegsam; ihre Länge ist größer als ihr Querschnitt.

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Die eingesetzten Faserstoffe bilden das Grundgerüst für die erforderlichen Papiereigenschaften und nehmen somit Einfluss auf die späteren Verwendungs- bzw. Einsatzbereiche des Papiers.

Primärfaserstoff
Die bekanntesten frischen Faserstoffe in der Papiererzeugung sind Zellstoff und Holzstoff. Diese Faserstoffe werden direkt über den chemischen oder mechanischen Aufbereitungsprozess aus dem pflanzlichen Rohstoff Holz gewonnen und anschließend je nach Qualitätsanforderung nachbehandelt, um frisch also erstmalig in der Papier- oder Kartonmaschine eingesetzt zu werden. Die Fasern bauen das Papier in Form eines Fasernetzwerkes auf und stellen die Grundsubstanz des Papiers dar. Die Beschaffenheit und Struktur dieses Fasernetzwerkes bestimmen dann wesentlich die Eigenschaften des Papiers.

Natürlich unterscheiden sich diese Faserstoffe im Detail hinsichtlich des Aufbaus der einzelnen Fasern und deren Herkunft von einem Nadel- bzw. Laubholz. Der Faseraufbau weist allerdings in einer Pflanze keine Gleichmäßigkeit im Sinne einer homogenen Struktur auf, sondern wird vielmehr durch verschiedene Faserelemente geprägt. Fasern aus Nadelholz heben sich durch ihre Länge hervor. Fasern aus Laubholz sind bei gleicher Dicke viel kürzer, durch ihr Längen-/Durchmesser-Verhältnis sind sie ebenfalls interessant für die Papierproduktion. Insgesamt tragen beide zu den Festigkeitseigenschaften des Papiers bei.

Faserform und -größe sind nicht allein verantwortlich für eine gute Eignung zur Papierherstellung. Einen viel größeren Einfluss auf die Qualität des Faserstoffes hat das angewandte Aufschlussverfahren mit all seinen Rahmenbedingungen und Randerscheinungen.

Eine rein chemische Faserstoffgewinnung führt zu ganzen, in der Gestalt kaum beschädigten Fasern, dies ist charakteristisch für den Zellstoff.

Der Holzstoff, als Ergebnis der mechanischen Faserstoffgewinnung, weist dagegen ein Gemisch unterschiedlich stark beanspruchter Fasern auf.

Somit heben sich die Primärfaserstoffe, speziell der Zellstoff, in der Qualitätsbewertung, aber auch in der Kostenstruktur deutlich hervor.

Die Bewertung der Qualität geht noch weiter, denn für den Papiermacher ist das Verhalten der Fasern bei der Stoffaufbereitung (Sortierung, Mahlung), Blattbildung, Entwässerung, Trocknung sowie beim Veredeln (Glätten) ebenso entscheidend für einen guten Faserstoff.

Andere Primärfasern können auch aus den so genannten Einjahrespflanzen, wie zum Beispiel aus Baumwolle, Zuckerrohr, Flachs, Hanf, Jute und aus dem Stroh der typischen Getreidearten Reis, Gerste und Weizen gewonnen werden. Allerdings sind diese Fasern in der deutschen Papierindustrie ohne große Bedeutung.

Andererseits werden in Ausnahmefällen auch synthetische oder mineralische Faserstoffe verwendet, auch hier nicht in der Massenpapierproduktion, sondern eher um gezielte Qualitätsansprüche etwa bei Spezialpapieren zu erreichen.

Sekundärfaserstoff – ehemaliger Primärfaserstoff
Sekundärfaserstoff besteht dagegen überwiegend aus gebrauchten Zellstoff- und Holzsstofffasern mit überwiegend unterschiedlicher Herkunft. Dieses ehemalige Primärfasermaterial stammt aus dem gesammelten Altpapier und liegt in reiner Form oder als Mischung vor. Der Mengenanteil von Zellstoff- und Holzstofffasern im Altpapier sowie die Art und Menge der Füll- und Hilfsstoffe bestimmen die Qualität dieses Faserstoffes.

In den letzten Jahren ist der Anteil von Sekundärfaserstoff in der deutschen Gesamtpapierproduktion ständig gestiegen, stark mit dem Ziel verbunden, Primärfaserstoff aus Kostengründen zu ersetzen.

Um allerdings aus Sekundärfasermaterial Papier mit einer ansprechenden Qualität zu erzeugen, müssen diese Fasern natürlich umfangreich und teilweise intensiver aufbereitet werden. Das heißt, durch mehrstufige mechanische und teilweise chemisch-mechanische Prozesse müssen die vielen Fremd- und Störstoffe entfernt werden oder können die Eigenschaften der Fasern zum Beispiel in Richtung Festigkeit oder Weiße gezielt dem jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden.

Einfach ausgedrückt ist Sekundärfaserstoff für die Papiererzeugung aufbereitetes, gereinigtes und teilweise behandeltes Altpapier.

Letztendlich ist die Mischung der eingesetzten Faserstoffe ausschlaggebend, um eine geforderte Papierqualität zu erreichen.

Bekannte Anwendungsbeispiele sind:

· Höhere Festigkeiten werden durch den Einsatz von Langfaserstoff – meist Zellstoff – erreicht.

· Für eine gute Formation (Verteilung der Fasern im Papier) eignen sich Kurzfaserzellstoffe.

· Eine entsprechende Weiße bzw. Helligkeit des Papiers wird mit gebleichten Zellstoffen erzielt

Hadern – Faserstoff der Vergangenheit
Ein weiterer bedeutender Faserstoff, allerdings in der Vergangenheit, soll nicht unerwähnt bleiben. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts waren Hadern, also gebrauchte Textilien, nahezu das einzige Fasermaterial der damaligen manuellen und ganz jungen maschinellen Papiererzeugung. Diese Alttextilien, kurz als Lumpen bezeichnet, wurden von so genannten Lumpensammlern und Lumpensammlerinnen für den Gebrauch in den Papiermühlen gekauft, gesammelt oder auch gehandelt.

Die gelieferten Lumpen wurden auf den so genannten Haderboden, den Aufbewahrungsort, geschüttet und manuell – Stück für Stück – sortiert in feinere und gröbere Sorten bzw. nach Farben getrennt. Somit fand hier schon die Entscheidung statt, welcher Rohstoff für welche Papierqualität. Jede Sorte der Lumpen wurde dann mit einem durch Wasser angetriebenen Stampfwerk oder später dann durch einen Lumpenschneider grob zerkleinert und anschließend über eine einfache Gitterkonstruktion von Fremdstoffen gereinigt.

In verschiedenen Papiermühlen hielt man es für nötig, zur Erleichterung der folgenden Arbeiten und zum Herstellen feinerer Papiere, die Lumpen, ehe sie weiter bearbeitet wurden, zu einem schwachen Grad der Fäulnis zu bringen. Die Erfahrung hat schnell gezeigt, dass erstens ohne dies feines Papier hergestellt werden kann und zweitens man aus angefaulten Lumpen kein ganz vollkommen weißes, auch ungleicheres Papier, erhält.

Mit der Erfindung des Holzstoffes in Form des Holzschliffes im Jahr 1843 stand nun ein Faserstoff in ausreichender Menge zur Verfügung, der dann zügig die Hadern als Grundmaterial für die Papiererzeugung ablöste.

Heute finden Hadern immer noch Einsatz in der Papierherstellung, natürlich nur für Papiere mit besonderen Ansprüchen, wie zum Beispiel Banknoten- und Dokumentenpapiere. Dafür werden keine Lumpen gesammelt, sondern in der Regel Baumwollabfälle aus der Textilindustrie verarbeitet.

Im deutschen Sprachgebrauch hat sich der „Haderlump“ erhalten, eine nicht ganz schmeichelhafte Bezeichnung, jedoch mit wichtigem historischem Hintergrund.