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Papyrus
• Stengelmark eines Sumpfgewächs wird in Streifen geschnitten, kreuzweise übereinandergelegt, gepresst, gehämmert, geglättet und getrocknet
• sehr langlebig (2000 Jahre alte Funde)
• lässt sich nicht falzen  Aufbewahrung in Rollen
• wird schnell gelb-bräunlich

Papier
• nicht so empfindlich  länger haltbar als Papyrus
• günstigere Herstellung
• nicht so anfällig gegenüber Feuchtigkeit

Faserstoffe: Bambus,Maulbeerbast, Ramie, Chinagras, Hanf, Lumpen, Hadern
• Kochen
• Schöpfen des Bogens
• Pressen der Bögen
• Trocknen der Bögen

• erschwingliche Rohstoffe
• steigende Anzahl der Informationsmedien
• Wandel zum ”Wegewerfprodukt”
• vermehrte Kommunikation
• in den letzten 100 Jahren stieg der Pro-Kopf-Verbrauch von 13 kg auf 233 kg

Zusammpressen der Papierbahnen zum Zweck der Entwässerung Früher: Abnehmen der Papierbahn vom Schöpfsieb auf den Filz

Rohstoff: Lumpen
Mit Messern oder Scheren wurden die Lumpen zerkleinert und in Steingefäßen gewässert, im Stampfgeschirr zu Brei zerstampft. Weitere Geräte: Bütte, Handschöpfform, Filz, Oberflächenleim, Presse,Marmorplatte oder Schlaghammer zur Glättung des Papiers

Textilien -> Hadern
Einjahrespflanzen -> Zellstoff
Altpapier -> Sekundärstoff

61%, allerdings ist das Potential noch nicht voll ausgeschöpft

Tracheiden
• lange Fasern
• Aufgaben: Stütz-Zellen, Speicherzellen

Liproformfasern
• kürzer als Tracheiden
• Aufgaben: Festigkeit geben

Trocheen und Parenchymzellen
• Transport- und Speicherzellen

Kambium: dünne Zellschicht, eigentlich wachsender Teil des Baumes
Bast: Versorgung des Baums mit Nährstoffen (innere Rinde)
Markstrahlen: Verteilen der Fette, Stoffwechselprodukte radial zerkleinern und speichern
Kernholz: Zellen sind bereits abgestorben, enthalten Harz, Fette und Kohlenhydrate
Splintholz: Wasserleitung des Baums, heller als Kernholz

Nadelholz
• 92% Tracheiden
• 6% Parenchymzellen

Laubholz
• 28% Parenchymzellen
• 20% Tracheen
• Libofomfasern

• Mittellamelle
• Primärwand
• Sekundärwand
• Tertiärwand
• Faserhohlraum

• Cellulose
• Hemicellulose
• Lignin
• Mineralstoffe

• Laubholz: Cellulose 42%, Hemicellulose 33%, Lignin 21%,Mineralstoffe 1%
• Nadelholz: Cellulose 41%, Hemicellulose 29%, Lignin 26%,Mineralstoffe 1%

Laubholz haben mehr (Hemi-) Cellulose, Nadelhölzer allerdings längere Fasern

Makromolekulares Kohlenhydrat, bestehend aus 49% Sauerstoff, 45% Kohlenstoff, 6% Wasserstoff

• OH-Gruppen ermöglichen Ausbildung von Waserstoffbindung
• Makromoleküle vereinigen sich zu Micellen

Lignin ist hart, spröde,wasserabweisend und vermindert somit die Quellung der Fasern. Je mehr Lignin im Papier vorhanden ist, desto schneller vergilbt das Papier durch Verbindung mit dem Sauerstoff der Luft.

Papier ist ein Filz aus pflanzlichen Cellulosefasern. Zusammenhalt beruht auf mechanischer Verfilzung und auf chemischen Bindungen, den Wasserstoffbrücken. Sie verleihen dem Papier Festigkeit.

• Zwei Moleküle teilen sich ein Wasserstoffatom
• Atome streben nach Edelgaszustand -> Ausgleich zwischen Protonen und Elektronen
• Bei Wasserstoffbrücken verbindet sich das O- mit dem H

• Wasser
• Holz
• Holzschliff
• Zellstoff
• Altpapier
• Stroh,Gräser, ...
• Füllstoffe
• Hilfsstoffe

Refinerverfahren
• Schonender Umgang mit den Fasern
• Holzstoff besitzt höhere Festigkeit

Steinschliff
• Günstiger im Energieverbrauch

SGW
• Steinschleifverfahren Stone Groundwood
• Holzprügel werden unter Wasserzugabe zu Fasern zerschliffen

TGW
• Thermoschliffverfahren Thermo Groundwood
• Wie SGW, allerdings werden Holzprügel unter Atmosphärendruck mit Dampf bei 100° C zerfasert

PGW
• Druckschliffverfahren Pressurized Groundwood
• Wie TGW, allerdings steht die komplette Schleifvorrichtung unter einem Überdruck von 2,5 bar
• Bei 125° C weicht Lignin optimal auf

• Mahlaggregat mit rotierenden und feststehenden Messer oder Scheiben
• Hackschnitzel werden zerfasert
• durch Wasserdruck und Fliehkraft nach außen zwischen Scheiben gedrückt
• Stoff wird gequetscht, Fasern werden weniger gekürzt
• Unterscheidung in RMP (Refiner Mechanical Pulp),TMP (Thermo Mechanical Pulp), CTMP (Chemical Thermo Mechanical Pulp)

• hohe Ausbeute
• ergibt hohe Opazität und Dimensionsstabilität

Holzschliff
sämtliche Bestandteile des Holzes wie z.B. Lignin, Cellulose, Harz

Zellstoff
Qualitativ hochwertiger Faserstoff, das Lignin ist beinahe vollständig herausgelöst

Holzstoff
Vorteil: billigstes Verfahren, hohe Ausbeute
Nachteil: schlechtester Faserrohstoff, Fasern werden zerstört,Weißegrad nur 60%
Einsatz: Zeitung (ungebleicht), günstigere Produkte (gebleicht)

Zellstoff
Vorteil: Lignin ist entfernt (bei weniger als 5% = holzfrei)
Nachteil: niedrige Ausbeute, teurer in der Herstellung
Einsatz: hochwertige Papiere, Bücher, Hochglanzmagazine

Durch chemische Umwandlung oder Lösemittel wird Lignin aus Holz herausgelöst, so dass sich der verbleibende Faserverband ohne weiteren mechanischen Aufwand auflösen lässt

Delignifizierung: technischer Prozess zur Ligninentfernung. Polymere Ketten werden durch starke Oxidationsmittel aufgebrochen

Zellstoff wird durch chemischen Aufschluss aus pflanzlichen Faserstoffen gewonnen.
Hauptbestandteil: Cellulose

Cellulose ist ein chemischer Bestandteil von Zellstoff. Im Holz mit Lignin verbunden

Sulfitverfahren
• Holzschnitzel werden in sauren Chemikalien gekocht
• geeignet für Nadelhölzer, nicht für harzreiche Holzarten

Sulfatverfahren
• Holzschnitzel werden in alkalischen Chemikalien gekocht
• geeignet für Nadel- und Laubhölzer aller Art

oxidative Bleiche
• Bleichmittel Peroxid
• Weißzunahme bis zu 10% bei 2 Stunden

reduzierte Bleiche
• Bleichmittel Ditrionit
• Weißzunahme 2,5% - 8%

• Weiterführung der Delignifizierung
• Restlignin: ca. 2%-20%
• Anlösen des Lignins
• Herauslösen des Lignins im Waschprozess
• Sulfitzellstoff bis zu 4 Stufen

• Anlösen des Lignin durch Chlor
• Alkaliextraktion: Herauslösen des Lignins im Waschprozess
• Hyperchloridbleiche: Anlösen des Lignins

• Chlorfreies Verfahren TCF – Totally Chlorine Free
• Chlorgasfreies Verfahren ECF – Elementary Chlorine Free

Verhältnis des inländischen Altpapierverbrauchs zur Produktion von Papier, Karton und Pappe. In Deutschland liegt sie bei etwas über 60%.

Durch die Aufbereitung und den Deinking-Prozess (Auflösen des Papiers – Entfernen von Fremdstoffen – Abtrennen der Druckstoffe) büßen die Fasern an Qualität ein.

• Chlorfreies Verfahren TCF – Totally Chlorine Free
• Chlorgasfreies Verfahren ECF – Elementary Chlorine Free

Die Qualität der Fasern wird durch jede Aufbereitung schlechter.Nach 8 bis 10 Durchgängen sind die Fasern zerstört.

• Deinking
• Flotation
• Wäsche

Faserbrei im Pulper
-> Zugaben von Chemikalien
-> Altpapier quillt auf, sprengt dabei
Druckfarbe von den Fasern
-> Ablösungsprozess wird durch Natronlauge unterstützt
-> Fettsäuren verhindern erneutes Absetzen der Farbe an die Fasern und bewirken
Agglomeration der Farbpartikel
-> lagern sich an Luftblasen an
-> werden mit Luftblasen
an Oberfläche getragen und als Schaum abgeschöpft
-> entfernt ca. 70% der Farbe

Schelligkeit der Papiermaschine -> beschleunigt Entwässerung und Bindung von Fasern und Füllstoffteilchen auf dem Papiermaschinensieb Farbstoff: in geringen Mengen, um den erforderlichen Farbton zu erreichen Entschäumer: Bei Vorgängen, bei denen dem Faser-Wassergemisch Luft zugeführt wird,um Blasen und Schaumbildung zu verhindern

Durch Ausfüllen der Zwischenräume zwischen Fasern machen Füllstoffe Papier weicher und geschmeidiger -> glatte Oberfläche
Die Zusammensetzung bestimmt Transparenz, Opazität und Farbaufnahme beim Druck.

Vorteil
• verbessern Bedruckbarkeit
• günstigeres Papier
• Erhöhung von Weißgrad und Opazität

Nachteil
• Verschlechterung der Festigkeitseigenschaft
• Gefahr des Stäubens und des Rupfens
• Papier wird geräuscharmer